Устройство для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ЯЩИКОВ,ЗАПОЛНЕННЫХ РАСТЕНИЯМИ(71) Заявитель Поклад Станислав Петрович(72) Автор Поклад Станислав Петрович(73) Патентообладатель Поклад Станислав Петрович(57) Устройство для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, включающее транспортер, содержащий ведущие и ведомые звездочки с расположенными на них роликовыми цепями, на роликовых цепях закреплены кронштейны с шарнирными соединениями в виде втулок, в которых расположены опоры, при этом опоры снабжены управляемыми концами, расположенными под углом 135 к их плоскости, управляемые концы снабжены контактными роликами, выполненными с возможностью перемещения по направляющей, закрепленной эквидистантно роликовой цепи редуктор прерывистого 17364 1 2013.08.30 движения, включающий основной и вспомогательный мальтийские кресты, которые между собой соединены замкнутой цепью через звездочки, жестко установленные на их валах,и дополнительно соединительными муфтами с возможностью передачи вращения от вспомогательного креста на ведущую звездочку транспортера, на валу основного креста установлен кривошип с закрепленной на нем цевкой, входящей в зацепление с пазами вспомогательного креста, причем количество прорезей вспомогательного креста равно количеству рядов растений, установленных в каждом ящике, а также механизм поворота и фиксации, содержащий поворотную платформу, установленную на опоре, закрепленной на основании, фотодиоды, усилители и источник света, обеспечивающие поворот и остановку транспортера на поворотной платформе. Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано в автоматической линии по сбору штучных изделий, например в технологии производства картофеля ростковым способом, для накопления кассет или ящиков с растениями при установке растений в ящики и кассеты. Известно устройство прерывистого движения замкнутого рабочего органа конвейера,содержащее закрепленные на основании направляющие, установленное в направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с упругим элементом поступательное звено, расположенные на поступательном звене два приводных толкателя для поочередного взаимодействия с противоположными ветвями рабочего органа, и механизмом фиксации поступательного звена с приводом. Устройство снабжено установленным на основании приводным валом, жестко закрепленной на нем звездочкой для взаимодействия с замкнутым рабочим органом и поворотным элементом, расположенным на приводном валу и связанным с ним посредством заводной спиральной пружины 1. Недостатком данного устройства является то, что прерывистые движения производятся произвольно и не согласовываются с движениями других элементов линии. Известен шаговый конвейер, содержащий установленные на основании ведущий и ведомый поворотные элементы, размещенные на поворотных элементах приводной замкнутый тяговый орган и привод тягового перемещения. Конвейер снабжен связанным с ведущим поворотным элементом и расположенным соосно ему диском с равномерно расположенными на его торце по окружности роликами, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения по основанию, и соединенным с приводом шагового перемещения ползуном с закрепленными на нем козырьком и размещенной над козырьком подпружиненной собачкой. Козырек установлен с возможностью поочередного взаимодействия с двумя смежными роликами при рабочих и холостых ходах. Подпружиненная собачка при рабочем ходе расположена с возможностью взаимодействия с козырьком и одним роликом, а при холостом ходе - последующим за ним по ходу поворота диска другим роликом 2. Недостатком данного шагового конвейера является то, что шаговые перемещения производятся не зависимо от поступления перемещаемых грузов, а по команде, тяговый орган имеет холостой и рабочий ход при возвратно-поступательном перемещении, что требует дополнительных затрат энергии. Указанные недостатки исключают возможность согласованной работы в автоматическом режиме с другими элементами автоматической линии, например, для наполнения накопителя ящиков с растениями в технологическом процессе по ростковой технологии производства картофеля ростковым способом. Известен шаговый накопитель, содержащий П-образную раму, на боковых частях которой симметрично размещены пары верхних и нижних звездочек, попарно жестко закрепленных на валах и охваченных вертикально замкнутыми цепями с полками,закрепленными на цепях с постоянным шагом, и привод для вертикального синхронного 2 17364 1 2013.08.30 шагового перемещения внутренних ветвей цепей вверх. Привод выполнен в виде каретки,установленной свозможностью вертикального перемещения относительно рамы посредством расположенного на раме силового цилиндра, жестко закрепленного на каретке траверсы, закрепленных на траверсе верхних стоек, смонтированных на раме ниже стоек, и шарнирно закрепленных на стойках упоров, установленных с возможностью взаимодействия с полками наружных ветвей цепи и с ограничителями поворота 3. Недостатком данного шагового накопителя является то, что накопление ящиков производится эпизодично, бессистемно и шаговый накопитель не участвует в этом технологическом элементе. Каждое поступление требует отдельного включения механизма для перемещения установленных поддонов, выгрузка которых производится также независимого от наполнения шагового накопителя, так как разгрузка производится по усмотрению оператора. Указанные недостатки исключают возможность согласованной работы в автоматическом режиме с другими элементами автоматической линии, например для наполнения накопителя ящиков с растениями в технологическом процессе по ростковой технологии производства картофеля ростковым способом. Цель изобретения - создание устройства, обеспечивающего синхронное взаимодействие с предыдущими и последующими элементами автоматической линии и автоматическое совместное управление элементами автоматической линии, накопление достаточного количества ящиков в синхронном режиме с другими элементами линии и максимально быструю разгрузку. Поставленная задача решается тем, что устройство для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, снабжено элементами, аналогичными с элементами механизмов предыдущих и последующих механизмов, расположенных в согласованном с ними положении. Так, механизм перемещения редуктор имеет одинаковые элементы с шаговым конвейером и подающим устройством. Мальтийские редукторы имеют вспомогательный мальтийский крест с числом прорезей, соответствующим числу рядов в ящике. Шаговое расстояние между опорами и длина опор этих узлов равны. Расположение опор во всех узлах линии установлено последовательно относительно ведущих цепей внутри или снаружи так, чтобы обеспечить максимально устойчивое положение ящиков на опорах при переменной смене опор. Органы управления механизмами включения отдельных элементов расположены в местах, поступление в которые ящиков вызывает необходимость включения участвующих в данном процессе механизмов устройства. Так, в месте поступления ящиков на шаговый конвейер установлены фотодиоды с усилителями для подачи напряжения в механизмы пуска двигателей шагового конвейера. Через реле времени на механизм пуска двигателя накопителя кассет и соединительную электромагнитную муфту на ведущую звездочку накопителя также подается напряжение. В месте расположения последнего ящика при заполнении накопителя установлены фотодиоды с усилителями и источник света для включения механизма поворота накопительного устройства и механизма фиксации его в период разгрузки в заданном положении. В местах, фиксирующих достаточный поворот накопителя для разгрузки, установлены фотодиоды с усилителями и источник света, управляющие механизмами включения двигателя накопителя и соединительных электромагнитных муфт для включения дополнительной шестерни, соединяющей через цепи и звездочки выгрузную муфту и ведущую звездочку несущей цепи накопителя, обеспечивающие разгрузку, управление вышеперечисленными элементами осуществляется заслонкой, жестко закрепленной на опоре накопителя. По наружной стороне заслонки закреплена дуга, выполненная в виде пластины, на которой в месте, обеспечивающем установленный угол поворота, в дуге имеется фиксирующее отверстие. Рама накопителя установлена на опоре, выполненной в виде трубы и посредством подшипников закрепленной на опоре. Механизм поворота включает электромагнит, втягивающийся стержень которого шарнирно соединен с коромыслом, второе плечо которого через тягу соединено с заслонкой, а корпус коромысла шарнирно закреплен на неподвиж 3 17364 1 2013.08.30 ной опоре. Механизм фиксации заслонки включает телескопический фиксатор, внутри которого установлен упругий элемент, а корпус шарнирно соединен с коромыслом, шарнирно закрепленным на неподвижном корпусе. Ко второму плечу коромысла шарнирно присоединен втягивающийся стержень электромагнита, корпус которого закреплен на неподвижной опоре. На фиг. 1 изображены последовательно расположенные несущие элементы линии по производству картофеля ростковым способом подающего устройства, подающего транспортера и накопителя кассет, вид сбоку. На фиг. 2 - накопитель, вид сверху. На фиг. 3 редуктор накопителя, вид сбоку. На фиг. 4 - редуктор, вид с торца. На фиг. 5 показаны подающий транспортер и схема его трансмиссии. На фиг. 6 изображены опоры накопителя. На фиг. 7 - заслонка и механизмы ее фиксации. На фиг. 8 - схема включения механизмов накопителя в момент накопления. На фиг. 9 - схема включения механизмов для поворота корпуса накопителя. На фиг. 10 - схема включения механизмов в процессе выгрузки. Устройство для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, в технологической линии расположено за подающим устройством 1 и включает подающий транспортер 2, на ведущих цепях 3 которого шарнирно закреплены опоры 4. Длина опор 4 определяется длиной ящиков 5. Опоры 4 снабжены управляемыми концами 6, расположенными под углом, приближающимся к 135. На управляемых концах установлены шипы 7 для шарнирного соединения с ведущей цепью 3 и опорные ролики 8, расположенные вокруг направляющей 9. В зоне движения оси 10 опорного ролика последней опоры цикла закреплен включатель 11 прерывателя цепи питания. Направляющая 9 установлена эквидистантно цепи 3, на расстоянии, достаточном для управления опорами 4. Расстояние между опорами 4 подающего транспортера на цепи 3 определяется формулой (П 2)3, где- длина опоры,- радиусы ведущих и ведомых элементов. Направляющие 9, ведущие цепи опоры подающего транспортера, расположены с внешней стороны направляющих, ведущих цепей и опор подающего устройства. Накопительного устройства ящиков опоры расположены с наружной стороны, включает основание 12, на котором в подшипнике 13 на опоре 14. В устройстве для перемещения и накопления ящиков,заполненных растениями, выполненном в виде полого цилиндра, закреплена поворотная часть 15 накопительного механизма. К подвижной части основания на одинаковом расстоянии от оси вращения 15 закреплена пружина 16. Второй конец пружины прикреплен к подвижной части 12 основания. С противоположной стороны крепления пружины от центра вращения устройства для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, закреплен втягивающейся стержень 17 электромагнита 18. Электромагнит закреплен на неподвижной части основания 12. На подвижной части 15, на раме устройства для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, установлены ведущие 19 и ведомые 20 звездочки, на которых расположена бесконечная роликовая цепь 21 с шарнирно закрепленными опорами 22, имеющими устройство, аналогичное опорам 4. На последней опоре 22 установлен упор 23 на кронштейне 24, траектория движения которого расположена в зоне выключателя 11. Эквидистантно цепи 21 на расстоянии, равном расстоянию от шарнира опоры до контактных роликов 8 управляемых концов опор, расположены направляющие 25, выполненные в виде ленты, аналогично направляющим подающего транспортера. Высота накопительного механизма подобрана так, чтобы она позволяла накопить достаточное количество ящиков с рассадой. Расстояние между опорами 22 подобрано так, чтобы в технологическом процессе, то есть на поворотах рамы,они не задевали друг друга, и определяется формулой (П 2)3, где- длина опоры, - радиусы ведущих и ведомых элементов. Привод накопителя осуществляется от двигателя 26 через редуктор 27. Редуктор накопительного устройства включает основание 28,на котором параллельно друг другу в подшипниках установлены валы 29-39. Приводная звездочка 41 установлена на валу 35 вспомогательного мальтийского механизма, соединяет цепью 42 ведущую звездочку 43, жестко установленную на дополнительном ведущем 4 17364 1 2013.08.30 валу 30. На втором конце дополнительного ведущего вала установлена соединительная муфта 44. На ведущем валу 29 вспомогательного мальтийского механизма установлен запорный диск 45 кривошипа 46, в котором закреплена цевка 47. Цевка 47 кривошипа 46 контактирует с пазами 48 вспомогательного мальтийского креста 49. количество пазов креста равно количеству рядов растений, установленных в ящик 5. Вспомогательный мальтийский крест 49 установлен на валу 31. На нем жестко установлена ведущая звездочка 50, цепью 51 соединенная со звездочкой 52, жестко установленной на ведущем валу 32. На ведущем валу 32 основного мальтийского креста установлены кривошип 53 и запирающий сектор 54. Передаточное число звездочек 52 и 50 относится как 11. Цевка 55 основного кривошипа 53 контактирует с пазом 56 основного мальтийского креста 57. Длина основного кривошипа подобрана так, чтобы за один оборот вспомогательного креста 49 основной крест 57 сделал один шаг синхронно с шагом вспомогательного креста. Количество пазов 56 основного мальтийского креста 57 должно быть минимальным. На ведущем валу 33 основного мальтийского креста установлена соединительная электромагнитная муфта 58, соединяющая ведущий вал основного мальтийского механизма с промежуточным валом 34. На нем установлена ведущая звездочка 59, цепью соединяющая редуктор с ведущей цепью накопительного устройства. На втором конце промежуточного вала 34 установлена соединительная электромагнитная муфта 61, соединяющая валы 34, 35. На ведущем валу 35 жестко установлена звездочка 62, цепью 63 соединенная со звездочкой 64, установленной на промежуточном валу 35. На втором конце промежуточного вала 35 жестко установлена звездочка 65, цепью 66 соединенная с дополнительной ведущей звездочкой 67, установленной на валу 36. Вал 36 установлен соосно ведущему валу 30 вспомогательного креста и соединен с ним соединительной электромагнитной муфтой 68. Привод редуктора осуществляется от двигателя 26, закрепленного на корпусе подающего транспортера. На ведущем валу 37 установлены звездочки 69, 70. Звездочка 70 цепью 71 через звездочку 72, вал 39, звездочки 74, 75 вал 38 связана с ведущей звездочкой 76 правой ветви накопительного механизма. Подающий транспортер 2 снабжен двигателем с механизмом включения источника питания 77 двигателя 86. Механизм включения установлен в зоне остановки опоры подающего транспортера на уровне поступающего наполненного ящика с растениями, перед большим шагом и включает источник освещения 73 и два фотодиода 78, 79, снабженные усилителями 80, 81, суммарная мощность которых достаточна для работы реле 82 с постоянно замкнутым контактом 83. Они соединяют проводником 84 пусковой механизм 85 двигателя 86, через реле времени 91 пусковой механизм 92 двигателя 26, а также электромуфту 58 с источником питания 77. Ведущий вал двигателя 86 связан с ведущей звездочкой левой ветви транспортера 2. На ведущем валу 87 установлен редуктор 88, на ведущем валу 89 которого установлена звездочка 90,цепью 91 соединенная со звездочкой 92, установленной на ведущем валу 93 редуктора 94. Ведомый вал редуктора связан с ведущей звездочкой 95 правой ветви транспортера 2. Для автоматического слежения за накопителем кассет накопительным механизмом на раме в зоне расположения последнего ящика установлен источник света 96. На противоположной стороне его, по высоте приближающейся к высоте ящика, установлены два фотодиода 97,98 с усилителями 99, 100, суммарной мощности усилителей достаточно для работы реле 101 управления контактами 102 для выключения обмотки 103 электромагнита 18 механизма поворота накопительного устройства электромагнитных муфт 61, 68 муфты 58. Втягивающийся стержень 17 электромагнита 18 блокирующего устройства шарнирно закреплен на коромысле 104, закрепленном на корпусе накопительного устройства. На этом плече коромысла шарнирно установлена заслонка 105, располагающаяся перед диодами 106, 107 и источником света 108. В цепи питания механизма управления установлен прерыватель 11 цепи питания. Втягивающийся стержень 17 электромагнита 18 блокирующего устройства соединен с одним плечом коромысла 104, шарнирно закрепленным на неподвижным основании 20, а другое плечо с тягой 109 закреплено на заслонке 105. Заслонка 5 17364 1 2013.08.30 105 выполнена в виде сектора, равного четверти круга, и жестко закреплена на опоре 14. На наружной стороне заслонки неподвижно закреплена дуга 110, в которой имеется отверстие 111 для крепления в нем фиксатора 112 в положении, когда сектор закрывает фотодиоды 106, 107 от источника света 108. Фиксатор 112 выполнен в виде телескопического стержня 113, внутри которого установлена пружина 114. Фиксатор 112 шарнирно закреплен на плече коромысла 115, шарнирно закрепленном на неподвижной части основания, второе плечо шарнирно соединено с тягой 116, являющейся втягивающимся стержнем электромагнита 117. Фиксатор 112 нагружен пружиной 118, усилие которой направлено на возвращение фиксатора в исходное положение. Фотодиоды 107 через усилители 18, 119 достаточной мощности для работы реле 120, управляющим контактами 121 включения цепи питания. Работает устройство для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, так. При подаче подающим устройством 1 ящика 5 с рассадой на транспортер 2 в зону действия фотодиодов 78, 79 ток в катушке 82 исчезает, контакт 83 замыкается, ток поступает в обмотку пускового механизма двигателя 86 и через реле времени 91 на пусковой механизм 92 двигателя 26. Транспортер 2 начинает движение, и опоры 4 захватывают ящик с рассадой и располагают его над опорами 22. В это время реле времени 91 пропустит ток в обмотку 92 пускового механизма двигателя 26 и начинается движение цепи 22 накопительного устройства. При включении двигателя 26 вращается вал 29, кривошип вспомогательного механизма 46 периодически входит в пазы 48 вспомогательного креста и поворачивает его на установленный угол, а вместе с ним и ведущий вал 30 со звездочкой 50 и через цепь 51 звездочку 52, вал 31 основного кривошипа 53. Цевка 55 входит в пазы 56 основного креста 57, который через ведущий вал 32, соединительную муфту 58 поворачивает промежуточный вал 33 с установленной на нем звездочкой 59, а вместе с ней и ведущую цепь 60 накопительного механизма, работающего в режиме накопления ящиков. За один оборот вспомогательного креста основной крест делает один шаг и перемещает цепь 60, а с ней и ведущую цепь 21 механизма на расстояние, равное расстоянию между ящиками, соблюдая синхронность движения подающего устройства и устройства для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями. Движение транспортеров устройства для перемещения и накопления ящиков, заполненных растениями, транспортера синхронны, так как редукторы имеют одинаковые элементы, а контролирующие органы обеспечивают строгую последовательность включений. Так происходит последовательная передача ящиков с рассадой до полного накопления установленного количества ящиков накопительным механизмом. При заполнении последней секции, то есть расположения ящика с рассадой в зоне фотоэлементов 106, 107 и источника света 108, контакты 121 замыкаются, и ток поступает в обмотку 103 электромагнита 18 механизма поворота сектора 105, механизма поворота накопительного устройства и обмотку электромагнита 117. Стержень 17 электромагнита 18 и стержень 116 электромагнита 117 втягиваются, поворачивают коромысло 115 и прижимают штифт 112 к дуге 110, который скользит по ее поверхности до совпадения с отверстием 111 и при совпадении отверстия входит в него и фиксирует заслонку. Электромагнит 18 через коромысло 104, тягу 109 поворачивает заслонку 105 и накопительное устройство на угол, приближающийся к 90, преодолевая усилие возвратной пружины 16. В конце поворота заслонка 105 открывает фотодиоды 106,107 для источника света 108. В фотодиодах появляется ток, который через усилители 118,119 поступает в обмотку реле 120, контакты 121 замыкаются, и ток поступает в электромуфты 68, 61 и через механизм пуска 92 в двигатель 26. Вращение от двигателя 26 передается через вал 29, кривошип 46, крест вспомогательного механизма 49, вал 31,электромуфту 68, вал 36, звездочку 67 цепи 66, вал 35, звездочки 65, 64, 41 цепи 63, 42 электромуфту 61 вал 34, звездочку 59, а также вал 30 и муфту 44. При этом скорость вращения цепи 21 во время выгрузки значительно выше, чем в процессе накопления при соблюдении цикличности движений. Передача от звездочки 50 через цепь 51, звездочку 52 6 17364 1 2013.08.30 обеспечивает механизму в целом постоянную периодичность. Передача от вала 35 через звездочку 41, цепь 42 ,звездочку 43, вал 30, муфту 44 обеспечивает при повороте накопительного механизма соединение с трансмиссией механизма для установки ящиков на стеллажи для прохождения элементов технологического процесса для синхронной совместной работы. При завершении выгрузки ящиков упор 23 касается выключателя 11,цепь питания электромагнита 117, 18 прерывается, коромысло 115 под действием пружины 118 поворачивается вокруг своей оси, и штифт 112 выходит из отверстия 111 дуги 110,и накопитель кассет под действием пружины 16 возвращается в исходное, то есть рабочее,положение. В дальнейшем технологический процесс повторяется под воздействием механизма включения фотодиодов 78, 79, то есть технологический процесс повторяется. Источники информации 1. А СССР 1553453 1, 1990. 2. А.с. СССР 1592224, 1990. 3. А.с. СССР 1813060, 1993. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9