CN101817443A

CN101817443A - 大质量负载竖直方向快投方法及装置

Info

Publication number: CN101817443A
Application number: CN 201010132104
Authority: CN
Inventors: 吴学忠; 崔红娟; 陶溢; 邱华诚; 董培涛; 张旭; 王朝光; 辛华
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2010-09-01

Abstract

本发明公开了一种大质量负载竖直方向快投方法，用于安装所述大质量负载的载物平台在两个以上的主动可控式驱动单元以及一组以上被动蓄能式驱动单元的共同作用下，带着大质量负载完成由下至上的投送运动，被动蓄能式驱动单元在载物平台进行投送运动前处于驱动力的蓄能状态。本发明还公开一种大质量负载竖直方向快投装置，包括基座、控制单元、用于安装所述大质量负载的载物平台，基座上安装有与载物平台相连的两个以上主动可控式驱动单元以及一组以上的被动蓄能式驱动单元，被动蓄能式驱动单元在载物平台做投送运动前处于蓄能状态。本发明具有步骤简单、易于实现，结构简单紧凑、整体尺寸小、工作可靠、投送速度快、投送精度高等优点。

Description

大质量负载竖直方向快投方法及装置

技术领域

本发明涉及大质量负载运动领域，尤其涉及一种大质量负载竖直方向快投方法。

背景技术

在工业生产中，经常要在竖直方向上投送质量较大的物体。而大质量物体通常体积较大，在投送过程中着力点的选取对投送过程稳定性和投送速度有较大影响。

目前，常用的投送装置通常在装置一侧安装导向装置，利用液压驱动或利用电机驱动齿轮齿条传动来投送大质量负载，上述结构存在以下不足：1、投送运动中，在载物平台启动瞬间需要较大的初始驱动力，采用这样的装置存在初始驱动力不足的问题；同时，由于启动瞬间的向下的反作用力也较大，设备容易损伤，减短设备使用寿命；2、使用这样的装置投送大质量负载，由于力的作用点不在重心，在投送过程中存在力矩，导向装置受到力矩作用，容易产生磨损，精度降低，甚至会卡死。而目前着力点在重心处的装置，通常利用液压驱动，结构比较复杂，并且整个装置尺寸较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，提供一种步骤简单、易于实现的大质量负载竖直方向快投方法，本发明还提供一种将力直接作用于大质量负载的重心的，结构简单紧凑、整体尺寸小、工作可靠、投送速度快、投送精度高的大质量负载竖直方向快投装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大质量负载竖直方向快投方法，包括以下步骤：

1)安装：将大质量负载安装在载物平台上；

2)快投驱动：载物平台在两个以上的主动可控式驱动单元以及一组以上被动蓄能式驱动单元的共同作用下，带着大质量负载完成由下至上的投送运动，被动蓄能式驱动单元在载物平台进行投送运动前处于驱动力的蓄能状态。

作为本发明的方法的进一步改进：

所述各主动可控式驱动单元对载物平台实施同步驱动，所述各主动可控式驱动单元在所述载物平台上的力作用点关于所述载物平台的中心点对称，所述各主动可控式驱动单元对所述载物平台的作用力大小相等、方向相同。

在所述步骤2)所述投送运动过程中，所述载物平台的运动路径由导向导轨限定。

本发明还提出：

一种大质量负载竖直方向快投装置，包括基座、控制单元、用于安装所述大质量负载的载物平台，其特征在于：所述基座上安装有与载物平台相连的两个以上主动可控式驱动单元以及一组以上的被动蓄能式驱动单元，所述被动蓄能式驱动单元在载物平台做投送运动前处于蓄能状态，所述两个以上主动可控式驱动单元分别与所述控制单元相连。

作为本发明装置的进一步改进：

所述被动蓄能式驱动单元为两个以上弹性组件，所述弹性组件的一端固定于基座上，所述弹性组件的另一端与载物平台的底部相连，所述两个以上弹性组件关于所述载物平台的中心点对称布置。

所述主动可控式驱动单元包括驱动装置以及竖直运动传动机构，所述竖直运动传动机构包括齿轮组、丝杆、螺母，所述齿轮组一端与所述驱动装置的输出端相连，所述齿轮组的另一端与所述丝杆相连，所述螺母套设在所述丝杆上，所述螺母与所述载物平台连接，所述连接处形成一着力点，所述两个以上着力点关于载物平台的中心点对称，所述竖直运动传动机构安装在所述基座上。

所述基座上设有沿竖直方向布置的一个以上的导轨，所述每个导轨上套设有一个以上滑块，所述滑块与所述载物平台相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明的大质量负载竖直方向快投方法，由于设置了被动蓄能式驱动单元，在投送运动时，被动蓄能式驱动单元将其储存的势能转化为动能，并传递给载物平台，为载物平台的投送运动增加初始驱动力，可减少上升加速时间；在载物平台下降运动时，可将载物平台的动能转化成势能储存到被动蓄能式驱动单元中，可减少制动时间；通过两个主动可控式驱动单元向载物平台提供相同的作用力，并且互相对称地作用在工作台上，可使其合力作用点位于大质量负载的重心处或在重心附近，使投送效率更高；采用导向导轨的方式进一步限定投送运动的上升或下降路径，使投送运动更顺利。

2)本发明的大质量负载竖直方向快投装置，结构简单紧凑、整体尺寸小、工作可靠、投送速度快；采用控制单元控制两个以上主动可控式驱动单元同步驱动载物平台，并通过两个主动可控式驱动单元向载物平台互相对称地作用在工作台上，可使其合力作用点位于大质量负载的重心处或在重心附近，可避免力矩作用，使投送动作更平稳、提高投送效率、投送精度更高；在载物平台下设置被动蓄能式驱动单元，两个以上的弹簧，在工作台启动上升时，弹簧释放弹性势能，产生向上的弹力，可增大初始驱动力，减少加速时间；在工作台下降返回时，弹簧储存弹性势能，并产生向上的阻力，对工作台进行缓冲，可减小制动时间；采用导轨导向可使载物平台的投送运动更平稳，减少上升阻力，减小设备磨损，同时也保证了投送精度。

附图说明

图1是本发明原理示意图；

图2是本发明实施例的主视结构示意图；

图3是本发明实施例的图2的俯视示意图；

图4是本发明实施例的图2的左视示意图；

图5是本发明中载物工作台的原理示意图。

图例说明：

1、基座；2、载物平台；3、大质量负载；4、弹簧；5、驱动装置；6、控制单元；7、竖直运动传动机构；701、齿轮组；702、丝杆；703、螺母；8、导轨；9、滑块。

具体实施方式

以下将结合说明书附图对本发明具体实施例作详细的说明。

如图1所示，本发明的大质量负载竖直方向快投方法，包括以下步骤：

1)安装：将大质量负载3安装在载物平台2上；

2)快投驱动：两个以上主动可控式驱动单元同时作用于载物平台2，同步驱动载物平台2完成由下至上的投送运动，各主动可控式驱动单元在载物平台2上的力作用点关于载物平台2的中心点对称，各主动可控式驱动单元对载物平台2的作用力大小相等、方向相同；进行投送运动前，被动蓄能式驱动单元在载物平台2处于驱动力的蓄能状态，当载物平台2上升时，被动蓄能式驱动单元释放势能为载物平台2上升运动增加初始驱动力；载物平台2的运动路径由导向导轨8限定。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实施例中，本发明的大质量负载竖直方向快投装置包括基座1、控制单元6以及用于安装大质量负载3的载物平台2，基座1上安装有与载物平台2相连的两个主动可控式驱动单元，两个主动可控式驱动单元安装在载物平台2的两端，连接处形成一着力点，两个着力点关于载物平台2的中心点对称，使其合力作用点在载物平台2的中心点上，当载物平台2进行投送运动时，两个主动可控式驱动单元的合力作用点在大质量负载3的重心上或者在重心附近。两个主动可控式驱动单元与控制单元6相连。

载物平台2下设有一组以上的被动蓄能式驱动单元，被动蓄能式驱动单元安装在基座1上。被动蓄能式驱动单元为四个弹簧4，四个弹簧4大小规格相同，四个弹簧4关于载物平台2的中心点对称布置。弹簧4的下端固定于基座1上，弹簧4的上端与载物平台2的底部相连，四个弹簧4在载物平台2做投送运动前处于蓄能状态，当载物平台2上升时，四个弹簧4释放弹性势能，对载物平台2施加向上的推力，为其增加启动驱动力，减少上升时间；当载物平台2下降时，弹簧4储存弹性势能，产生向上的阻力，这样可以增加向上的制动力，减少制动时间。其四个弹簧4的推力的合力作用点在载物平台2的中心点位置，即在载物平台2上的大质量负载3的重心处或在其重心附近。

每个主动可控式驱动单元包括一个驱动装置5以及一个竖直运动传动机构7，每个竖直运动传动机构7包括齿轮组701、丝杆702、螺母703，齿轮组701一端与一个驱动装置5的输出端相连，齿轮组701的另一端与丝杆702相连，螺母703套设在在丝杆702上，螺母703与载物平台2相连，驱动装置5和竖直运动传动机构7安装在基座1上。采用滚珠丝杆702和滚珠螺母703，可使螺母703的转动更顺滑、可减小设备磨损、延长使用寿命。

基座1上设有沿竖直方向布置的四个导轨8，一个导轨8上套有一组滑块9，每组为三个，共四组，四组滑块9安装在载物平台2的四角。导轨8和滑块9在装置投送运动过程中起导向作用，可提高导向精度。每组设有三个滑块9，可保证装置工作的可靠性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，例如采用直线轴承作为滑块9，采用大螺距滚珠丝杆702以增加投送速度等应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种大质量负载竖直方向快投方法，包括以下步骤：

1)安装：将大质量负载(3)安装在载物平台(2)上；

2)快投驱动：载物平台(2)在两个以上的主动可控式驱动单元以及一组以上被动蓄能式驱动单元的共同作用下，带着大质量负载(3)完成由下至上的投送运动，被动蓄能式驱动单元在载物平台(2)进行投送运动前处于驱动力的蓄能状态。

2.根据权利要求1所述的大质量负载竖直方向快投方法，其特征在于：所述各主动可控式驱动单元对载物平台(2)实施同步驱动，所述各主动可控式驱动单元在所述载物平台(2)上的力作用点关于所述载物平台(2)的中心点对称，所述各主动可控式驱动单元对所述载物平台(2)的作用力大小相等、方向相同。

3.根据权利要求2所述的大质量负载竖直方向快投方法，其特征在于，在所述步骤2)所述投送运动过程中，所述载物平台(2)的运动路径由导轨(8)限定。

4.一种大质量负载竖直方向快投装置，包括基座(1)、控制单元(6)、用于安装所述大质量负载(3)的载物平台(2)，其特征在于：所述基座(1)上安装有与载物平台(2)相连的两个以上主动可控式驱动单元以及一组以上的被动蓄能式驱动单元，所述被动蓄能式驱动单元在载物平台(2)做投送运动前处于蓄能状态，所述两个以上主动可控式驱动单元分别与所述控制单元(6)相连。

5.根据权利要求4所述的大质量负载竖直方向快投装置，其特征在于，所述每组被动蓄能式驱动单元为两个以上弹性组件(4)，所述弹性组件的一端固定于基座(1)上，所述弹性组件的另一端与载物平台(2)的底部相连，所述两个以上弹性组件(4)关于所述载物平台(2)的中心点对称布置。

6.根据权利要求4或5所述的大质量负载竖直方向快投装置，其特征在于：所述主动可控式驱动单元包括驱动装置(5)以及竖直运动传动机构(7)，所述竖直运动传动机构(7)包括齿轮组(701)、丝杆(702)、螺母(703)，所述齿轮组(701)一端与所述驱动装置(5)的输出端相连，所述齿轮组(701)的另一端与所述丝杆(702)相连，所述螺母(703)套设在所述丝杆(702)上，所述螺母(703)与所述载物平台(2)连接，所述连接处形成一着力点，所述两个以上着力点关于载物平台(2)的中心点对称，所述竖直运动传动机构(7)安装在所述基座(1)上。

7.根据权利要求4或5所述的大质量负载竖直方向快投装置，其特征在于：所述基座(1)上设有沿竖直方向布置的一个以上的导轨(8)，所述每个导轨(8)上套设有一个以上滑块(9)，所述滑块(9)与所述载物平台(2)相连。