[发明专利]一种基于磁性液体一阶浮力原理精密分选非导磁物质的装置及方法

权利要求书

1.一种基于磁性液体一阶浮力原理精密分选非导磁物质的装置，其特征在于包括：直角坐标机器人(1)、末端执行器(2)、机架(3)、磁源升降平台(4)、载物平台(5)；其中，直角坐标机器人(1)焊接于机架(3)顶部，磁源升降平台(4)放置于机架(3)底部，载物平台(5)胶接于机架(3)中部；直角坐标机器人(1)为X、Y、Z三轴机器人，可以准确定位到所需分离非导磁物质的位置，末端执行器(2)安装于直角坐标机器人(1)的Z轴移动端；末端执行器(2)包括电机(2-1)、连杆(2-2)、滤网(2-3)、挡板(2-4)、螺杆(2-5)、滑块(2-6)，其中，电机(2-1)安装在电机座，螺杆(2-5)通过键安装在电机(2-1)的输出轴，连杆(2-2)铰接在电机座的两侧，滑块(2-6)螺纹套设在螺杆(2-5)上，连杆(2-2)通过销同滑块(2-6)相连，滤网(2-3)、挡板(2-4)通过螺栓连接安装在连杆(2-2)上，通过各部分联动以实现对所需分离的非磁性物质的打捞；机架(3)包括铝合金立柱(3-1)、托板(3-2)、测距传感器(3-3)、蹄脚(3-4)，其中，铝合金立柱(3-1)之间通过焊接形成立方体框架，给直角坐标机器人(1)提供安装位置，同时在其底部中心攻螺纹孔，从而将蹄脚(3-4)固定在铝合金立柱(3-1)上，托板(3-2)与铝合金立柱(3-1)胶接处理，以支撑载物平台(5)，测距传感器(3-3)胶接在铝合金立柱(3-1)下部，以检测磁源的移动距离，机架各个面使用钢化玻璃封闭，提高装置稳定性；磁源升降平台(4)包括永磁体(4-1)、升降板(4-2)、剪叉机构(4-3)、滑块(4-4)、电机(4-5)、联轴器(4-6)、丝杠(4-7)，其中，永磁体(4-1)胶接在升降板(4-2)中心部位，联轴器(4-6)一端安装于电机(4-5)的轴上，另一端与丝杠(4-7)连接，滑块(4-4)与丝杠(4-7)通过螺纹连接安装，剪叉机构(4-3)通过轴与滑块(4-4)连接，并与升降板(4-2)安装结合，通过各部分联动，实现磁源的上下移动；载物平台(5)包括装有磁性液体和待分选未知物质的容器(5-1)、第一盛装所分离非导磁物质的容器(5-2)、载物板(5-3)、称重传感器(5-4)、液位传感器(5-5)、第二盛装所分离非导磁物质的容器(5-6)，其中，装有磁性液体和待分选未知物质的容器(5-1)、第一盛装所分离非导磁物质的容器(5-2)、第二盛装所分离非导磁物质的容器(5-6)胶接在载物板(5-3)上部，称重传感器(5-4)胶接在载物板(5-3)下部，液位传感器(5-5 )通过螺纹连接安装在装有磁性液体和待分选未知物质的容器(5-1)内壁上并垂直放置。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁性液体一阶浮力原理精密分选非导磁物质的装置，其特征在于：

所述直角坐标机器人(1)选用三坐标都采用滚珠丝杠传动的龙门式直角坐标机器人；

所述磁源升降平台(4)选用剪叉式升降机构，为磁源提供适当的位移，从而给载物平台(5)提供不同强度大小的磁场，以保证磁性液体的表观密度发生改变从而提供足够的一阶浮力使不同密度的物体发生分离；

所述永磁体(4-1)选用表面磁场强度为2000～5000Gs，磁能积为30～50MGOe的圆柱形钕铁硼永磁体，胶接于磁源升降平台(4)上，通过控制电机(4-5)来调整永磁体(4-1)的上升与下降，从而给装有磁性液体和待分选未知物质的容器(5-1)提供合适的磁场，使磁性液体内部的非导磁物质悬浮；

所述装有磁性液体和待分选未知物质的容器(5-1)中使用的磁性液体密度为1.05g/cm³～2.85g/cm³，饱和磁化强度为300Gs～580Gs；

所述液位传感器(3-2)选用接触式液位传感器；

所述测距传感器(5-5 )选用超声波测距传感器；

所述称重传感器(5-4)选用单点称重传感器。