羅杰斌，楊長令，黃永明，劉存香

（1.廣西交通職業(yè)技術(shù)學院 汽車工程系，南寧 530023，2.南寧市亞美亞電子科技有限公司，南寧 530023）

0 引言

隨著桶裝純凈水日益為絕大多數(shù)家庭所接受，桶裝水生產(chǎn)企業(yè)的業(yè)務(wù)量也急劇增大。據(jù)統(tǒng)計，一個負責30萬人口的城鎮(zhèn)，暑期的桶裝水需求量達到3000桶/天。用水需求的增加提高了純凈水生產(chǎn)企業(yè)利潤的同時，也加大了純凈水生產(chǎn)搬運工人的勞動強度。目前，絕大多數(shù)的純凈水生產(chǎn)企業(yè)在桶裝水生產(chǎn)完后，均需要搬運工人搬運至運貨車中，倘若每家純凈水生產(chǎn)企業(yè)配備3名搬運工人，則每名搬運工人需要完成1000桶/天的搬運任務(wù)，勞動強度之大可想而知。此外，由于運貨車每次運貨的數(shù)量較多，桶裝水裝運數(shù)量需要人工清點，然而當桶裝水數(shù)量達到100桶/次時，常存在清點數(shù)目錯誤的情況，這無疑造成純凈水生產(chǎn)企業(yè)的損失。由于桶裝純凈水采用塑料殼體，在搬運工程中需要輕搬輕放，因此研發(fā)難度較大，市面上尚未發(fā)現(xiàn)有任何與桶裝純凈水設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品。顯然，隨著引用純凈水家庭的進一步增多，桶裝水搬運任務(wù)將進一步加大，研制桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的市場前景將十分廣闊。

1 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的組成及特點

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)由殼體、滾動軸承運動軌道、鏈條、主動軸、被動軸1、被動軸2、連接彎板、橫桿、底座及控制單元等組成。該系統(tǒng)能夠在很大程度上解決純凈水生產(chǎn)企業(yè)搬運工人勞動強度過大問題，提高純凈水生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力，具有十分廣闊的市場前景。桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)根據(jù)桶裝純凈水的結(jié)構(gòu)尺寸，合理設(shè)置純凈水滾動軸承運動軌道，能夠自動裝載、傳輸純凈水桶。桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)能有效可靠實現(xiàn)純凈水搬運過程的輕搬輕放功能，搬運過程不損傷純凈水桶，能根據(jù)運貨車的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)傳輸終端高度。系統(tǒng)能夠自動裝載、傳輸純凈水桶，在很大程度上緩解了純凈水生產(chǎn)企業(yè)搬運工人的勞動強度，提高純凈水生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)左視圖結(jié)構(gòu)圖

圖2 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)右視圖結(jié)構(gòu)圖

圖3 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)主視圖結(jié)構(gòu)圖

圖4 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)控制單元原理簡圖

如圖1～圖3所示為桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)圖，其傳送結(jié)構(gòu)原理為：由殼體1（27）和殼體2（7）通過法蘭連接板2螺栓緊固連接，軸承運動軌道12通過螺栓與殼體1（27）和殼體2（7）的緊固連接。交流電動機23和減速器22與殼體1（27）通過螺栓緊固連接。主動軸19與鏈輪15、錐齒輪20配合，主動軸19通過法蘭軸承1與殼體1（27）連接。被動軸2（17）與鏈輪15通過平鍵16緊固連接。被動軸1（9）與法蘭軸承1及軸支撐軸承8配合，軸支撐軸承置于軸承套10內(nèi)，軸承套外連接調(diào)平螺桿13。橫桿11兩端裝配滾動軸承6，鏈條3通過連接彎板5與橫桿連接，橫桿末端配置開口銷14。法蘭軸承固定板18與鏈條張緊調(diào)節(jié)螺桿25連接，調(diào)節(jié)鏈條張緊調(diào)節(jié)螺桿25的螺母可調(diào)節(jié)鏈條的張緊度。橫桿11通過滾動軸承6置于滾動軸承運動軌道12上，主動軸19旋轉(zhuǎn)帶動鏈輪15旋轉(zhuǎn)鏈條3通過連接彎板5拖動滾動軸承6和橫桿11運動即可實現(xiàn)將置于卡桶位置24的桶裝純凈水沿滾動軸承運動軌道12傳送。

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)升降組件由圓柱合頁28、底座29、頂梁32、絲桿升降機30等構(gòu)成。底座29與殼體1（27）通過圓柱合頁28活動連接。支撐架33與底座緊固連接，絲桿升降機30的殼體與支撐架33活動連接，絲桿升降機30的螺桿末端與頂梁32活動連接。當絲桿升降機30通電后，產(chǎn)生的推力作用于殼體1（27）上的頂梁32即可使桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)繞著圓柱合頁構(gòu)成的原點旋轉(zhuǎn)達到升降的功能。接通電源按住遙控器的A按鈕使桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)上端升到指定的高度后再松開按鍵，如需下降則按遙控器的B鍵。然后再通過遙控器按下C鍵即可運行桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)，在桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的入口搭建一塊平板34桶裝水通過平面板以臥式滾進桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)。通過遙控器按下D按鍵可停止運行中的桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)。

插上電源后工作指示燈常亮控制單元21進入待命狀態(tài)。當遙控器的按鍵被按下后信號遙控器發(fā)射編碼信號，由無線接收模塊接收并譯碼，接收模塊最終輸出一個電平信號給可控硅觸發(fā)模塊，可控硅觸發(fā)模塊控制可控硅驅(qū)動模塊使可控硅導(dǎo)通相應(yīng)的電動機繞組得電電動機轉(zhuǎn)動。

當可控硅觸發(fā)模塊接收到上升限位開關(guān)的限位信號時主動切斷無線接收模塊與可控硅觸發(fā)模塊的回路使其不能繼續(xù)上升。當計數(shù)傳感器26檢測到目標時向控制單元內(nèi)的單片機發(fā)送一個信號單片機通過程序控制進行判斷、累加、清零和輸出等處理并將結(jié)果輸出至驅(qū)動顯示模塊以顯示出相應(yīng)的計數(shù)數(shù)值。

3 試驗結(jié)果及分析

在系統(tǒng)設(shè)計完成后，對其進行了試驗。試驗過程中，設(shè)置桶裝純凈水的傳輸速度v為0.5m/s，從桶裝水送入端口至輸出端口間傳輸軌道距離L為12m，純凈水桶間距k為1m，每個桶的搬運平均時間為15s。系統(tǒng)采用220V/50Hz的供電方式，測試時間T為1h。則在2h內(nèi)可傳輸桶裝純凈水數(shù)量J 滿足下式：

經(jīng)計算得到1小時內(nèi)，利用桶裝純凈水可傳送桶裝水1787桶。實際測試時，由于考慮到搬運員工的休息及桶裝水間距誤差等問題，實測得到的桶裝水傳輸數(shù)量為1400桶。

若未采用桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)，通過人工操作方式時，1小時內(nèi)，兩名工人搬運的純凈水數(shù)量為250桶，工作效率提高了近6倍。

4 結(jié)論

本文所研制的桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、能夠自動裝載和傳輸純凈水桶，傳輸性能可靠。試驗結(jié)果證明：

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)在很大程度上緩解了純凈水生產(chǎn)企業(yè)搬運工人的勞動強度，提高純凈水生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率。

[1] 劉存香,劉學軍.基于LabVIEW的差動電感式位移傳感器校準裝置研制 [J].儀表技術(shù),2008,10:68-70.

[2] 張爾利,劉學軍,劉存香,羅杰斌.基于虛擬儀器的壓阻式壓力傳感器校準系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)[J].制造業(yè)自動化,2009,07-69.