桶装纯净水自动装卸系统的研制

1、桶装纯净水自动装卸系统的研制罗杰斌基金项目： 2010年广西交通科技项目（编号：2010-109-29）；作者简介：罗杰斌（1973），男，广西桂平人，讲师，主要从事机械电子技术研究. 地址：广西南宁市园湖北路12号广西交通职业技术学院汽车工程系，邮编：530023，电话杨长令2，黄永明2，刘存香1 (广西交通职业技术学院汽车工程系，南宁 530023，南宁市亚美亚电子科技有限公司，南宁 530023)摘 要: 为了解决纯净水生产企业在桶装纯净水搬运强度大、工作效率低等问题，设计了能够自动装载、传输纯净水桶的桶装纯净水自动装卸系统。该系统主要由壳体、滚动轴承运动轨道、

2、链条、主动轴、被动轴连接弯板、横杆、底座及控制单元等组成，系统机械结构设计合理。系统研制完成后进行了试验研究，试验结果表明：在1h内，通过人工操作仅能搬运250桶纯净水，而采用桶装纯净水自动装卸系统能搬运1400桶，工作效率提高了近6倍。关键词: 桶装纯净水，自动装卸，研制中图分类号: TK513 文献识别玛 :ADevelopment of the barreled drinking water automatic handling systemLuo Jie-bin1, Yang Chang-ling2, Huang Yong-ming2, Liu Cun-xiang1（1.Departm

3、ent of Automobile Engineering, Guangxi Communication Vocational &Technical Institute，Nanning 530023，China；2. Nanning Yameiya electrical & technical Ltd. Co.，Nanning 530004，China）0 引言随着桶装纯净水日益为绝大多数家庭所接受，桶装水生产企业的业务量也急剧增大。据统计，一个负责30万人口的城镇，暑期的桶装水需求量达到3000桶/天。用水需求的增加提高了纯净水生产企业利润的同时，也加大了纯净水生产搬运工人的

4、劳动强度。目前，绝大多数的纯净水生产企业在桶装水生产完后，均需要搬运工人搬运至运货车中，倘若每家纯净水生产企业配备3名搬运工人，则每名搬运工人需要完成1000桶/天的搬运任务，劳动强度之大可想而知。此外，由于运货车每次运货的数量较多，桶装水装运数量需要人工清点，然而当桶装水数量达到100桶/次时，常存在清点数目错误的情况，这无疑造成纯净水生产企业的损失。由于桶装纯净水采用塑料壳体，在搬运工程中需要轻搬轻放，因此研发难度较大，市面上尚未发现有任何与桶装纯净水设备的相关产品。显然，随着引用纯净水家庭的进一步增多，桶装水搬运任务将进一步加大，研制桶装纯净水自动装卸系统的市场前景将十分广阔。1 桶装纯

5、净水自动装卸系统的组成及特点桶装纯净水自动装卸系统由壳体、滚动轴承运动轨道、链条、主动轴、被动轴1、被动轴2、连接弯板、横杆、底座及控制单元等组成。该系统能够在很大程度上解决纯净水生产企业搬运工人劳动强度过大问题，提高纯净水生产企业的生产能力，具有十分广阔的市场前景。桶装纯净水自动装卸系统根据桶装纯净水的结构尺寸，合理设置纯净水滚动轴承运动轨道，能够自动装载、传输纯净水桶。桶装纯净水自动装卸系统能有效可靠实现纯净水搬运过程的轻搬轻放功能，搬运过程不损伤纯净水桶，能根据运货车的高度调节机构传输终端高度。系统能够自动装载、传输纯净水桶，在很大程度上缓解了纯净水生产企业搬运工人的劳动强度，提高纯净水

6、生产企业的生产效率。2. 桶装纯净水自动装卸系统结构及工作原理 图1 桶装纯净水自动装卸系统左视图结构图1.法兰轴承；2.法兰连接板；3. 链条；4.连接螺钉；5.连接弯板；6.滚动轴承；7.壳体2；8.轴支撑轴承；9.被动轴1；10.轴承套；11. 横杆；12.滚动轴承运动轨道；13.调平螺杆；14. 开口销；15.链轮； 16.平键；17.被动轴2；18.法兰轴承固定板图2 桶装纯净水自动装卸系统右视图结构图19.主动轴；20.锥齿轮图3 桶装纯净水自动装卸系统主视图结构图21.控制单元；22. 减速器；23.交流电动机；24. 卡桶位置；25.链条张紧调节螺杆；26.计数传感器； 27.

7、 壳体1；28. 圆柱合页；29. 底座；30. 丝杆升降机；31. 加强筋；32.顶梁；33.支撑架；34.平板 图4 桶装纯净水自动装卸系统控制单元原理简图如图1图3所示为桶装纯净水自动装卸系统机械结构图，其传送结构原理为：由壳体1（27）和壳体2（7）通过法兰连接板2螺栓紧固连接，轴承运动轨道12通过螺栓与壳体1（27）和壳体2（7）的紧固连接。交流电动机23和减速器22与壳体1（27）通过螺栓紧固连接。主动轴19与链轮15、锥齿轮20配合，主动轴19通过法兰轴承1与壳体1（27）连接。被动轴2（17）与链轮15通过平键16紧固连接。被动轴1（9）与法兰轴承1及轴支撑轴承8配合，轴支撑轴

8、承置于轴承套10内，轴承套外连接调平螺杆13。横杆11两端装配滚动轴承6，链条3通过连接弯板5与横杆连接，横杆末端配置开口销14。法兰轴承固定板18与链条张紧调节螺杆25连接，调节链条张紧调节螺杆25的螺母可调节链条的张紧度。横杆11通过滚动轴承6置于滚动轴承运动轨道12上，主动轴19旋转带动链轮15旋转链条3通过连接弯板5拖动滚动轴承6和横杆11运动即可实现将置于卡桶位置24的桶装纯净水沿滚动轴承运动轨道12传送。桶装纯净水自动装卸系统升降组件由圆柱合页28、底座29、顶梁32、丝杆升降机30等构成。底座29与壳体1（27）通过圆柱合页28活动连接。支撑架33与底座紧固连接，丝杆升降机30的

9、壳体与支撑架33活动连接，丝杆升降机30的螺杆末端与顶梁32活动连接。当丝杆升降机30通电后，产生的推力作用于壳体1（27）上的顶梁32即可使桶装纯净水自动装卸系统绕着圆柱合页构成的原点旋转达到升降的功能。 接通电源按住遥控器的A按钮使桶装纯净水自动装卸系统上端升到指定的高度后再松开按键，如需下降则按遥控器的B键。然后再通过遥控器按下C键即可运行桶装纯净水自动装卸系统，在桶装纯净水自动装卸系统的入口搭建一块平板34桶装水通过平面板以卧式滚进桶装纯净水自动装卸系统。通过遥控器按下D按键可停止运行中的桶装纯净水自动装卸系统。 插上电源后工作指示灯常亮控制单元21进入待命状态。当遥控器的按键被按下后

10、信号遥控器发射编码信号，由无线接收模块接收并译码，接收模块最终输出一个电平信号给可控硅触发模块，可控硅触发模块控制可控硅驱动模块使可控硅导通相应的电动机绕组得电电动机转动。当可控硅触发模块接收到上升限位开关的限位信号时主动切断无线接收模块与可控硅触发模块的回路使其不能继续上升。当计数传感器26检测到目标时向控制单元内的单片机发送一个信号单片机通过程序控制进行判断、累加、清零、输出等处理并将结果输出至驱动显示模块以显示出相应的计数数值。3.试验结果及分析在系统设计完成后，对其进行了试验。试验过程中，设置桶装纯净水的传输速度v为0.5m/s，从桶装水送入端口至输出端口间传输轨道距离L为12m，纯净水桶间距k为1m，每个桶的搬运平均时间为15s。系统采用220V/50Hz的供电方式，测试时间T为1h。则在2h内可传输桶装纯净水数量J满足下式：式中：第n桶水用时，s；显然：，因此有：经计算得到1小时内，利用桶装纯净水可传送桶装水1787桶。实际测试时，由于考虑到搬运员工的休息及桶装水间距误差等问题，实测得到的桶装水传输数量为1400桶。若未采用桶装纯净水自动装卸系统，通过人工操作方式时，1h内，两名工人搬运的纯净水数量为250桶，工作效率提高了近6倍。4.结论所研制的桶装纯净水自动装卸系统结构合理、能够自动装载、传输纯净水桶，传输性能可靠。试验结果证明：桶装纯净水自动装卸系统