CN102328811B - 一种滑动摩擦自动传输设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种滑动摩擦自动传输设备，涉及一种传输设备，包含：轨道立柱，分为上下两层；摩擦杆，该轨道立柱的上下两层各自安装一根该摩擦杆，该摩擦杆上各安装传输小车，该小车中承载所需输送的物品；驱动设备，每层该轨道立柱上各自安装一套该驱动设备，驱动该摩擦杆；一至多个限位块，设置在该轨道立柱的上层，该限位块上设置位置控制传感器；可编程序逻辑控制器，与该驱动设备和该位置控制传感器信号连接。本发明的有益效果是：利用滑动摩擦进行传动，实现自动的速度控制与位置控制；传输与停止的精确性高；不仅能节省正常生产时的节拍，也能保证整个生产线的连续性。

Description

一种滑动摩擦自动传输设备

技术领域

本发明涉及一种传输设备，特别是涉及一种利用滑动摩擦力实现的自动传输设备。

背景技术

在生产、制造或者装配领域，例如汽车生产线，通常需要自动传输，使部件在生产过程中在恰当的轨道上以恰当的速度传输、在恰当的工位上停止。因此需要一种自动传输设备。

发明内容

本发明提供一种滑动摩擦自动传输设备，技术方案如下：

一种滑动摩擦自动传输设备，包含：

轨道立柱，分为上下两层；

摩擦杆，该轨道立柱的上下两层各自安装一根该摩擦杆，该摩擦杆上各安装传输小车，该小车中承载所需输送的物品；

驱动设备，每层该轨道立柱上各自安装一套该驱动设备，驱动该摩擦杆；

一至多个限位块，设置在该轨道立柱的上层，该限位块上设置位置控制传感器；

可编程序逻辑控制器，与该驱动设备和该位置控制传感器信号连接；

该驱动设备包括：

安装板；

第一旋转支座、第二旋转支座，安装在该安装板上，该第一旋转支座具有第一旋转轴，该第二旋转支座具有第二旋转轴；

电机，安装在该第一旋转支座上；

主动摩擦轮，与该电机连接；

被动摩擦轮，安装在该第二旋转支座上；

螺杆，一端连接该第一旋转支座，另一端连接该第二旋转支座；

螺母，套在该螺杆上；

弹簧，套在该螺杆上，一端是该第一旋转支座，另一端是该螺母；

3块调整块，其中的2块设置于该安装板上，1块设置于该第二旋转支座上。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该摩擦杆位于该主动摩擦轮和该被动摩擦轮之间。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该电机和主动摩擦轮之间采用键连接。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该主动摩擦轮和该被动摩擦轮的本体采用45号钢材质，表面做淬火处理，硬度为HRC40～45度。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该主动摩擦轮本体外环绕设置聚氨脂橡胶材质的外圈。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该外圈硬度为80HD。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该外圈硬度为85HD。

上述一种滑动摩擦自动传输设备，其中，该被动摩擦轮本体外环绕设置聚氨脂橡胶材质的外圈。

本发明的有益效果是：

1.利用滑动摩擦进行传动，实现自动的速度控制与位置控制。

2.传输与停止的精确性高。

3.上层为小车在生产过程中工位间传送路径，下层为小车的返回的路径。由于采用了上下层分开的输送方式，不仅能节省正常生产时的节拍，也能保证整个生产线的连续性。

4.传输轨道采用全金属材质，具有刚性强，精度高，耐磨损等优点。

5.轨道立柱采用全连接的方式，即保证了稳定性又能调整轨道的精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明驱动设备的详细结构立体图。

图3是本发明驱动设备的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1，为本发明的整体结构示意图，本发明的滑动摩擦自动传输设备包含：

轨道立柱101，轨道立柱101分为上下两层；

摩擦杆102，上下两层轨道立柱101上各自安装一根摩擦杆102，两根摩擦杆102上各安装传输小车，小车中承载所需输送的物品；

驱动设备104，每层轨道立柱101上各自安装一套驱动设备104，分别驱动上下两层的摩擦杆102；每套驱动设备的详细结构将在图2和图3中详细描述；

限位块103，设置在轨道立柱101的上层，数量为一至多个，根据工位的数量而定。每个工位上设置一个限位块103，每个限位块103上设置一个位置控制传感器；

可编程序逻辑控制器(图中未示出)，与驱动设备104和位置控制传感器信号连接，位置控制传感器将小车的位置信号发送给可编程序逻辑控制器，可编程序逻辑控制器通过驱动设备104控制摩擦杆102的运动及停止，使小车准确地停止在固定的位置上。

摩擦杆102带动上层的小车运动，至限位块103后，由升降机转运到下层，由下层的摩擦杆102带动其返回。

轨道立柱101采用全金属材质，具有刚性强，精度高，耐磨损等优点。

轨道立柱101采用全连接方式，用螺栓连接立柱与轨道，定位销定位，既保证了整套设备的稳定性又能调整轨道的精度。

上层作为生产过程中小车带动物品在工位间传送的路径，下层作为小车的返回的路径。由于采用了上下层分开的输送方式，下层在返回过程中可以不受生产的任何影响，不仅节省正常生产时的节拍，也保证了生产线的连续性。

图2和图3详细表示了本发明驱动设备104的结构。驱动设备104均采用这个结构。下面说明其组成及工作原理。

驱动设备104包括：

安装板206；安装板206上安装驱动设备104的其他各个部件，安装板206还用来将驱动设备104安装在轨道立柱101上；

第一旋转支座204、第二旋转支座205，均安装在安装板206上，第一旋转支座204具有第一旋转轴210，第二旋转支座205具有第二旋转轴211；

电机201，安装在第一旋转支座204上；

主动摩擦轮202，与该电机201键连接，电机201的动力传递给主动摩擦轮202；

被动摩擦轮203，安装在第二旋转支座205上；

螺杆212一端连接第一旋转支座204，另一端连接第二旋转支座205；

螺母213，套在螺杆212上，旋转螺母213可使其在螺杆212上移动；

弹簧207，套在螺杆212上，一端是第一旋转支座204，另一端是螺母213；

调整块208，调整弹簧207出力的大小和主动摩擦轮202与被动摩擦轮203之间的间距。共有A、B、C3个调整块，其中，A和B调整块用螺栓连接在安装板206上，C调整块用螺栓安装在第二旋转支座205上。A和B调整块对第二旋转支座205具有双向控制功能，对被动摩擦轮203旋转方向进行限位。C调整块对第一旋转支座204具有单向控制功能，控制主动摩擦轮202的压紧方向。

调整时，先将螺栓松开，将摩擦杆209推入主动摩擦轮202和被动摩擦轮203之间，然后，调整弹簧207的出力大小，观察主动摩擦轮202外圈聚氨酯的压缩程度，根据经验，达到合适的值后，拧紧调整块的螺栓，即可固定好弹簧出力的大小。

主动摩擦轮202和被动摩擦轮203之间为摩擦杆102。

主动摩擦轮202和被动摩擦轮203的本体采用45号钢材质，表面做淬火处理，淬火处理后的硬度为HRC40～45度，以保证整体强度的需要。

在主动摩擦轮202本体外环绕设置聚氨脂橡胶材质的外圈，外圈和本体之间采用冷包胶的工艺。该冷包胶工艺是指将主动摩擦轮202的轮皮用绞磨机除锈，涂刷粘接剂后，将轧制成型的胶板直接粘接在主动摩擦轮202表面，形成外圈。

为了保证摩擦系数，本发明选择与铁质材料摩擦系数较大的聚氨酯橡胶作为外圈，耐磨性好，耐冲击性能好，硬度范围为邵氏硬度HD40～100，长期工作温度在-30～70度范围中，摩擦系数高(钢和聚氨酯橡胶的摩擦系数为0.4)。

在本发明的一个较佳实施例中，外圈采用硬度为80的聚氨酯橡胶。

在本发明的另一个较佳实施例中，外圈采用硬度为85的聚氨酯橡胶。

电机201和主动摩擦轮202安装在第一旋转支座204上。被动摩擦轮203安装在第二旋转支座205上。

第一旋转轴210和第二旋转轴211的转轴上安装有轴承，弹簧207套装在螺杆212上，螺杆212一端连接第一旋转支座204，另一端连接第二旋转支座205，其上设有螺母213，螺母213的位于弹簧的一端。旋转螺母213，使螺母在螺杆212上移动，因此，可以调整弹簧207的长度。长度变短，弹簧207的出力增大，长度变长，弹簧207的出力变小。因此弹簧207是主动摩擦轮202和被动摩擦轮203之间间距调整的重要部件。靠弹簧207的收缩来实现夹紧。在安装时由于弹簧207是自由状态，长度较长，因此在安装完成后需要将弹簧207进行收紧，这样才能保证弹簧207的出力。

弹簧207的出力为双向出力，弹力一方面通过第二旋转轴211使被动摩擦轮203向主动摩擦轮202方向移动；另一方面，通过第一旋转轴210使主动摩擦轮202向被动摩擦轮203方向移动。

调整块208控制弹簧207的出力以及位置，并且恒定弹簧207的出力。这样就可以控制两个摩擦轮对摩擦杆102的挤压出力，使摩擦杆102在轨道立柱101上直线运动，从而带动安装在其上的上、下层传输小车103A和103B完成自动输送。

弹簧207的出力设置的是双向出力，这样就可以同时带动第一旋转支座204和第二旋转支座205一起旋转，这样就能保证两个摩擦轮同时对摩擦杆102进行挤压，保证所需的摩擦力。

详细的工作原理为：当摩擦杆102未进入两个摩擦轮之间时，弹簧207处于未受力状态，将最大的弹力释放，弹力通过第一旋转支座204转换成两个摩擦轮的夹紧力。这样，两个摩擦轮之间的间隙比摩擦杆102的厚度要小，当摩擦杆102进入两个摩擦轮之间后，两个摩擦轮之间的间隙被摩擦杆102扩大，这种扩大自然就形成了对摩擦杆102的压力。

摩擦杆102所受到的摩擦力是依靠两个摩擦轮对摩擦杆102的挤压力以及电机201对主动摩擦轮202的动力输出而产生，因此摩擦杆102在摩擦力作用下向前做直线运动。所以，调整两个摩擦轮对摩擦杆102的挤压力值的大小以及电机201的转动速度即可调整摩擦力的大小，进而调整摩擦杆102的运动速度。

本发明在自动调整电机201的转动速度以及挤压力方面具有独到之处。本发明的电机201为减速电机，通过改变电机201的输出而控制摩擦杆102滑行的速度。

例如，在本发明的其中一个实施例中，传送摩擦杆102的时间要求为10秒，滑动距离要求为5.4米，摩擦杆102的载重为700公斤。则，当电机201的转速在44.4r/min，且电机201的输出功率在1.5KW时能够达到要求。在控制减速电机的控制程序中设定转速及控制时间即可。

以下用实施例说明如何调整弹簧207的夹紧力：

实施例一：当摩擦杆102不能进入传动机构时，说明主动和被动轮之间的间隙过小，并且电机201输出的功率小于弹簧207的夹紧力，因此需要调整弹簧207的压力，使两个摩擦轮之间的开口变大，使摩擦杆102能够进入。

实施例二：当摩擦杆102进入两个摩擦轮之间后，无法向前输送或者打滑。此情况说明夹紧力不足，使摩擦杆102失去了输送的动力，在这种情况下需要调整弹簧207的加紧力，使摩擦杆102在进入两个摩擦轮之间时带有一定的阻力。

本发明弹簧207和电机201的参数选择可以根据工作需要的参数来计算得到。下面举一个实际的例子来说明计算过程。本领域普通技术人员应可以理解，其他工况要求下可以用同样的计算方法得出所需的弹簧207和电机201的参数。

假设小车和输送的总重量为700公斤，移动的距离为5.2米，需要移动的时间为10秒，由于摩擦轮材质为聚氨酯，他与钢的摩擦系数为0.4。钢对钢的滑动摩擦系数为0.15，滚动摩擦系数为0.05。

滑动摩擦牵引力＝700kgX0.15＝1050n。

滚动摩擦计算：F2＝700.KGX0.05＝35KG＝350N

牵引力由摩擦轮与摩擦杆之间的摩擦力得到，导板与轮缘为聚氨脂的摩擦轮之间的摩擦系数为0.4-0.5，以0.4计算，则作用在摩擦轮上的正压力的最大值和最小值分别为：

F1＝UN1  N1＝F1/U＝1050N/0.4＝2625N＝262.5kgf

F2＝UN2  N2＝F2/U＝350/0.4＝875N＝87.5kgf

因此，在以上工况下，可以计算出摩擦力的正压力最大值为262.5kgf，正压力最小值为87.5kgf，这样就可以在此范围内进行弹簧207的参数选择。

电机201的功率计算：以最快速度计算，功率P＝5.2m/10s/1050n＝546w，取安全系数为1.5，则功率范围在0.819kw-1.092kw的减速电机。

通过以上的计算就能选择本发明中两个重要部件弹簧和减速电机的参数。这些计算过程均在可编程序逻辑控制器中执行。本发明的用户只需要将工况需要的参数输入可编程序逻辑控制器即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，包含：

轨道立柱，分为上下两层；

摩擦杆，该轨道立柱的上下两层各自安装一根该摩擦杆，该摩擦杆上各安装传输小车，该小车中承载所需输送的物品；

驱动设备，每层该轨道立柱上各自安装一套该驱动设备，驱动该摩擦杆；

一至多个限位块，设置在该轨道立柱的上层，该限位块上设置位置控制传感器；

可编程序逻辑控制器，与该驱动设备和该位置控制传感器信号连接；

所述驱动设备包括：

安装板；

第一旋转支座、第二旋转支座，安装在该安装板上，该第一旋转支座具有第一旋转轴，该第二旋转支座具有第二旋转轴；

电机，安装在该第一旋转支座上；

主动摩擦轮，与该电机连接；

被动摩擦轮，安装在该第二旋转支座上；

螺杆，一端连接该第一旋转支座，另一端连接该第二旋转支座；

螺母，套在该螺杆上；

弹簧，套在该螺杆上，一端是该第一旋转支座，另一端是该螺母；

3块调整块，其中的2块设置于该安装板上，1块设置于该第二旋转支座上。

2.根据权利要求1所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该摩擦杆位于该主动摩擦轮和该被动摩擦轮之间。

3.根据权利要求1所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该电机和主动摩擦轮之间采用键连接。

4.根据权利要求1所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该主动摩擦轮和该被动摩擦轮的本体采用45号钢材质，表面做淬火处理，硬度为HRC40～45度。

5.根据权利要求4所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该主动摩擦轮本体外环绕设置聚氨脂橡胶材质的外圈。

6.根据权利要求5所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该外圈硬度为80HD。

7.根据权利要求5所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该外圈硬度为85HD。

8.根据权利要求4所述一种滑动摩擦自动传输设备，其特征在于，该被动摩擦轮本体外环绕设置聚氨脂橡胶材质的外圈。