一種精確原料計量和定量投放供給機構的設計

甘東英　張鈺

摘 要：現在市場上銷售的自動沖奶機中，投入的奶粉量或者其他飲品的量都是靠進行投入的人來測量，并不能精確地確定投入量。文章設計了一種精確原料計量和定量投放供給，特別針對自動沖奶機中，對來自沖奶機中的奶粉或其他粉狀物、液體進行定量投放的機構。

關鍵詞：精確計量；定量投放；自動沖奶機

1 背景

目前市場上銷售的沖奶機的奶粉供給機構投放方式主要有兩種：第一種是采用螺旋桿旋轉運動原理，通過螺旋桿的螺旋運動帶動奶粉運動至出料口投放；第二種是先將奶粉投放至投料口下方的一個容器內，然后通過推動此容器至奶瓶口上方再投放奶粉。這兩種方式都是通過粗略概念計量的方法來投放奶粉，無法達到精確計量的效果。所以，開發一種能精確計量原料并定量投放供給的機構是本領域技術人員要解決的問題。文章設計了一種精確原料計量和定量投放供給，特別針對自動沖奶機中，對來自沖奶機中的奶粉或其他粉狀物、液體進行定量投放的機構。

2 結構設計

2.1 整體結構設計

如圖1和圖2所示，該機構是由入料裝置、原料計量裝置、出料裝置構成。入料裝置位于整個機構的最上端，是由一個上端開口處蓋有蓋子且呈偏漏斗形狀的漏斗構成，漏斗底部開有長方形出口，與下方的原料計量裝置相連；原料計量裝置的動力由步進電機提供，步進電機通過鍵和其垂直上方的轉盤連接，轉盤通過外部的小凸槽與鏈條內側的小凹槽嚙合連接，鏈條外側等距截取N個相同弧面空間為溶劑定量運輸器，轉盤、鏈條在由上殼體和下殼體裝配形成的完全封閉軌道內運動；出料裝置的動力由伺服馬達提供，伺服馬達上固定連接一齒輪，齒輪與其斜上方的旋轉漏斗蓋外表面的一弧形齒條嚙合連接，旋轉漏斗蓋與旋轉漏斗通過連接器件固定為一體，裝配在上殼體與下殼體裝配后形成的封閉軌道的軸向定位槽處，軸向定位槽處的下殼體底部開有一出料口，右側的下殼體處裝有插銷盒，其內有一插銷，和與此插銷相配合使用的彈簧，便于清潔機構時鎖住旋轉漏斗。

2.2 工作原理

打開偏漏斗上的頂蓋，加入需要定量投放的粉狀物或液體（如奶粉，為便于下文敘述，后面統稱為奶粉），蓋好頂蓋，奶粉順著偏漏斗滑下，通過偏漏斗底部的長方形出口進入其內側的小凹槽與轉盤外部的小凸槽嚙合連接，轉盤通過鍵和其垂直下方的步進電機連接，通過控制步進電機的轉動控制轉盤的轉動，進而控制鏈條的運動、奶粉的定量運輸。當鏈條沿著上殼體和下殼體裝配形成的封閉軌道運動至軸向定位槽下方的出料口時，若干個奶粉定量運輸器中的奶粉通過出料口進入旋轉漏斗出料。旋轉漏斗與旋轉漏斗蓋由連接器件固定為一體，通過旋轉漏斗蓋外表面的一弧形齒條與伺服馬達固定安裝的齒輪嚙合傳動，進而達到由伺服馬達控制旋轉漏斗轉動的目的，且旋轉漏斗只能在垂直位置至水平位置這90°范圍內轉動。當旋轉漏斗剛好轉到垂直位置時，出料口露出，出料；當旋轉漏斗旋轉到非垂直位置時，出料口被旋轉漏斗和漏斗蓋組成的裝配體遮擋住，不能出料；當旋轉漏斗旋轉至水平位置時，位于軸向定位槽右側的下殼體處的插銷盒內的插銷在彈簧的作用下彈出，卡在旋轉漏斗蓋上方的卡槽處，鎖住旋轉漏斗，便于整個機構進行清潔工作；清潔工作結束后，使旋轉漏斗倒轉，旋轉漏斗蓋上方的卡槽通過插銷卡入端斜面逐漸退出鎖死狀態，旋轉漏斗蓋正常旋轉。

3 設計相關說明

該機構的設計主要有以下幾個有益效果：該機構的全封閉設計，避免原料的手工投放帶來的污染，同時利用N個相同的弧面空間作為溶劑定量運輸器來實現定量投放，定量精確度較高；此機構不但可用于奶粉定量投放，還可用于其他粉狀物及液體的定量投放，適用范圍廣，并且機械自動化程度高，操作簡單，勞動效率高。

參考文獻

[1]王軍鋒，唐宏.伺服電機選型的原則和注意事項[J].裝備制造技術，2009（11）：54.

[2]肖瀟，楊金堂，全芳成.伺服電機的選型原則與計算[J].機床與液壓，2014（22）：12.