CN105110019A - 一种磁悬浮智能搬运器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁悬浮智能搬运器，包括：钢结构单元，该钢结构单元包括搬运器外框架、搬运器内框架、制动辅助轮、直线电机、前轮对中系统、后轮对中系统、导轨、悬浮电磁铁、导向电磁铁和载车架；载车架用于固定车辆；该载车架下部连接有左悬挂装置和右悬挂装置，该左悬挂装置和右悬挂装置的横截面为L型，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的竖直壁面内侧分别设置有导向电磁铁，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的水平壁面的上表面分别设置有悬浮电磁铁，所述的前轮对中系统和后轮对中系统用于使车辆放置在磁悬浮智能搬运器的中心位置。

Description

一种磁悬浮智能搬运器

技术领域

本申请涉及一种高效、节能的磁悬浮智能搬运器，属于智能化高速搬运器技术领域。

背景技术

磁悬浮技术是利用磁场产生的磁场力来克服重力，使物体无接触地悬浮于空中的技术。磁悬浮技术作为电磁应用技术的一个重要分支，在众多学科科学成就互相交叉、渗透的基础上，自二十世纪六十年代发展至今，以其节能、高效、无环境污染等独特优点在工业、军事和民用等各个领域中获得了长足的进展。

搬运器是一种搬运货物的物流搬运设备。搬运器的发展历史经历了三代发展历程。第一代搬运器为手动搬运器，简称CBY,其特点是自动化、智能化程度不高，但它为人工搬运向机械化搬运转化做出了巨大的贡献，时至今日，它在搬运器市场仍然具备一定的市场份额；第二代搬运器是以内燃叉车为代表的内燃搬运器，简称FT，具备较高的自动化，内燃叉车以发动机为动力，动力强劲，缺点是有废气排放污染环境，效能较低，有害人类健康，不适合食品行业使用；第三代搬运器是以电动叉车为代表的全电动搬运器，简称CBD,其自动化程度和内燃叉车相当，但它是节能环保理念推动的动力技术更新，使用的是电池动力，电动搬运器具备节能、无废气排放、噪音小等优点，是食品行业的最佳选择，由于其节能的突出优点，被搬运器行业认为是未来最有潜力的叉车之一，但遇到了发展瓶颈，由于其受电瓶容量的限制，功率小，作业时间短。

传统搬运器的响应速度不够快、定位精度不够高、启停速度慢。例如文献CN101161518A公开了一种汽车搬运器，包括万向轮、支撑座、套管、内管、外管、固定套、操纵手柄，万向轮固定在支撑座底部，两支撑座经连接管分别固定在外管和固定套的一侧，另两只支撑座分别焊接于外管和固定套的另一侧，所述内管贯穿于外管内腔，其一端固定在固定套上，内管一侧面设有多个限位调节孔；所述外管一侧面焊接有锁位支座，锁位销轴安装在锁位支座上，带有斜面销舌的锁位销轴在限位调节孔内呈伸缩状态；所述外管一侧面连接调位支座，调位销轴安装在调位支座上，带有斜面销舌的调位销轴在限位调节孔内呈伸缩状态。所述调位支座上安装有操纵手柄；所述套管两端经轴承固定在连接管上；所述锁位销轴尾端安装有一拉环；所述锁位销轴上套有一弹簧，由安装在锁位销轴上的销钉限位；所述调位销轴上套有一弹簧，由安装在调位销轴上的销钉限位；所述锁位支座尾端设有一导向槽，固定在锁位销轴上的一销钉在导向槽内呈来回运动状态。操纵手柄向右下方扳动时，调位销轴的销舌背面会对限位调节孔壁产生向左作用力，从而使外管在内管上向右移动，外管移动过程中，锁紧销轴所在限位调节孔的孔壁推动锁紧销轴的销舌斜切面，使其从该限位调节孔中滑出，并顺次滑入下一个限位调节孔内。向右不断扳动操纵手柄时，外管带动一套管向另一套管靠拢，从而使汽车轮胎抬起，以搬运器的万向轮临时替代汽车轮胎短距离移动。两套管负载时，锁位销轴的销舌背面与限位调节孔壁配合阻止外管向左滑动，从而阻止两套管间距的扩大，保证汽车轮胎坐落平稳。移位完成后放下汽车时，只需将锁位销轴从限位调节孔中拔出，向左拔动外管使两套管间距扩大，汽车轮胎自然着地。

发明内容

本申请的目的在于解决上述问题，提供一种高效、节能的磁悬浮智能搬运器。

本申请所述的磁悬浮智能搬运器包括：钢结构单元，该钢结构单元包括搬运器外框架、搬运器内框架、制动辅助轮、直线电机、前轮对中系统、后轮对中系统、导轨、悬浮电磁铁、导向电磁铁和载车架；所述的载车架用于固定车辆；该载车架下部连接有左悬挂装置和右悬挂装置，该左悬挂装置和右悬挂装置的横截面为L型，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的竖直壁面内侧分别设置有导向电磁铁，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的水平壁面的上表面分别设置有悬浮电磁铁，所述的导轨设置在该左悬挂装置和右悬挂装置中间，该导轨上部设置有左侧突出部和右侧突出部，该左侧突出部搭接在左悬挂装置的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁上，该右侧突出部搭接在右悬挂装置的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁上，所述的直线电机设置在所述的载车架的下部；所述的前轮对中系统和后轮对中系统用于使车辆放置在磁悬浮智能搬运器的中心位置。

所述的悬浮电磁铁通电以后产生磁力将搬运器悬浮起来，使搬运器与导轨脱离。

所述的直线电机提供牵引力使搬运器前进或后退。

所述的导向电磁铁在搬运器的运行过程中对搬运器的运行方向进行控制。

所述的前轮对中系统包括左边梁、第一齿条轴、齿条轴向定块、垫片、定位销、第二齿条轴、齿条轴齿轮和右边梁，该左边梁和右边梁分别通过定位销与第一齿条轴和第二齿条轴连接在一起，定位销的尾端用弹性挡圈固定，高度用垫片来调节，齿条轴向定块对第一齿条轴和第二齿条轴进行限位导向，用螺钉将第一齿条轴和第二齿条轴分别与左、右边梁固定拧紧，所述的电机用于提供动力，驱动固定在电机上的齿条轴齿轮，通过电机的正、反转，实现左边梁和右边梁的同步开合，从而实现车辆对中。

所述的后轮对中系统包括后轮左边梁、后轮第一齿条轴、后轮齿条轴向定块、后轮垫片、后轮定位销、后轮第二齿条轴、后轮齿条轴齿轮、后轮右边梁和后轮电机，该后轮左边梁和后轮右边梁分别通过后轮定位销与后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴连接在一起，后轮定位销的尾端用弹性挡圈固定，高度用后轮垫片来调节，后轮齿条轴向定块对后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴进行限位导向，用螺钉将后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴分别与左、右边梁固定拧紧，所述的后轮电机用于提供动力，驱动固定在后轮电机上的后轮齿条轴齿轮，通过后轮电机的正、反转，实现后轮左边梁和后轮右边梁的同步开合，从而实现车辆对中。

与现有技术相比，本申请技术方案的有益效果是：

该高效、节能的磁悬浮智能搬运器在铁轨上方悬浮运行，铁轨与搬运器不接触，所以运行速度常快，而且运行平稳、易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可以节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。由于无需车轮，不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损，减少了维护工作量和经营成本，此搬运器可以应用到立体停车设备、仓储和物流设备中。

搬运器中采用直线电动机直接驱动具有以下优点：避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到搬运器之间的机械传动环节，把搬运器传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点，包括：

1）高速响应，由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如链条等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2）精度高，直线驱动系统取消了由于链传动等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高搬运器的定位精度。

3）速度快、加减速过程短，也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短，实现了起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。

附图说明

图1为本申请所述的磁悬浮智能搬运器的正视图。

图2为本申请所述的磁悬浮智能搬运器的侧视图。

图3为本申请所述的磁悬浮智能搬运器的俯视图。

图4为本申请所述的前轮对中系统的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-3所示，本申请所述的磁悬浮智能搬运器包括：钢结构单元，该钢结构单元包括搬运器外框架1、搬运器内框架2、制动辅助轮3、直线电机4、前轮对中系统5、后轮对中系统6、导轨7、悬浮电磁铁8、导向电磁铁9和载车架10；所述的搬运器的内框架2是整个搬运器的骨架，用于放置驱动直线的电机的转子以及前后车轮的对中系统，同时在搬运器内框架2安装了制动辅助轮3，做为搬运器在启动或停止时辅助支撑，保证整个搬运器的运行平稳，搬运器外框架1用于固定和支撑载车架10，载车架10用于放置车辆；该载车架10下部连接有左悬挂装置11和右悬挂装置12，该左悬挂装置11和右悬挂装置12的横截面为L型，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的竖直壁面内侧分别设置有导向电磁铁9，在该左悬挂装置11和右悬挂装置12的L型横截面的水平壁面的上表面分别设置有悬浮电磁铁8，所述的导轨7设置在该左悬挂装置11和右悬挂装置12的中间，该导轨7上部设置有左侧突出部13和右侧突出部14，该左侧突出部13搭接在左悬挂装置11的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁8上，该右侧突出部14搭接在右悬挂装置12的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁上，所述的直线电机4的转子设置在在车架10底部，直线电机的定子固定在轨道平台上，使直线电机4的定子和转子间保持适当的距离；所述的前轮对中系统5和后轮对中系统6用于使车辆放置在磁悬浮智能搬运器的中心位置。

磁悬浮智能搬运器的运行原理是：车辆驶进搬运器后，由搬运器自带的前轮对中系统5和后轮对中系统6将车辆放置在搬运器的中心位置，此搬运器采用常导磁吸式磁悬机构，悬浮电磁铁8通电以后产生磁力，将搬运器悬浮起一定的高度，使搬运器与导轨7脱离，然后由直线电机4提供牵引力使搬运器前进或后退。运行过程中由导向电磁铁9对搬运器的运行方向进行控制。

所述的前轮对中系统5和后轮对中系统6构成对中机构，前轮对中系统5和后轮对中系统6的结构完全相同。对中机构是搬运器的辅助机构，保证所停车辆停在搬运器的中心线位置。

如图4所示，所述的前轮对中系统5包括左边梁41、第一齿条轴42、齿条轴定向块43、垫片44、定位销45、第二齿条轴46、齿条轴齿轮47、右边梁48和电机49，该左边梁41和右边梁48分别通过定位销45与第一齿条轴42和第二齿条轴43连接在一起，定位销45的尾端用弹性挡圈固定，高度用垫片44来调节，齿条轴定向块43对第一齿条轴42和第二齿条轴46进行限位导向，用螺钉将第一齿条轴42和第二齿条轴46分别与左边梁41、右边梁48固定拧紧，所述的电机49用于提供动力，驱动固定在电机49上的齿条轴齿轮47，通过电机49的正、反转，实现左边梁41和右边梁48的同步开合，从而实现车辆对中。

所述的后轮对中系统与前轮对中系统5的结构完全相同。后轮对中系统6包括后轮左边梁、后轮第一齿条轴、后轮齿条轴向定块、后轮垫片、后轮定位销、后轮第二齿条轴、后轮齿条轴齿轮、后轮右边梁和后轮电机，该后轮左边梁和后轮右边梁分别通过后轮定位销与后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴连接在一起，后轮定位销的尾端用弹性挡圈固定，高度用后轮垫片来调节，后轮齿条轴向定块对后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴进行限位导向，用螺钉将后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴分别与左、右边梁固定拧紧，所述的后轮电机用于提供动力，驱动固定在后轮电机上的后轮齿条轴齿轮，通过后轮电机的正、反转，实现后轮左边梁和后轮右边梁的同步开合，从而实现车辆对中。

此搬运器中采用直线电动机直接驱动具有以下优点：避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到搬运器之间的机械传动环节，把搬运器传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点，包括：

1）高速响应，由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如链条等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2）精度高，直线驱动系统取消了由于链传动等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高搬运器的定位精度。

3）速度快、加减速过程短，也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短，以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。

本申请所述的磁悬浮智能搬运器属于智能化高速搬运器，与传动搬运器比响应速度快、定位精度高、启停速度快，适合大型智能停车库，对存取车要求时间短、出车效率高的项目，同时运行平稳、易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可以节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。

综上所述，即为本申请实施例内容，而显然本申请的实施方式并不仅限于此，其可根据不同应用环境，利用本申请的功能实现相应的需求。

Claims (6)

1.一种磁悬浮智能搬运器，其特征在于，包括：钢结构单元，该钢结构单元包括搬运器外框架、搬运器内框架、制动辅助轮、直线电机、前轮对中系统、后轮对中系统、导轨、悬浮电磁铁、导向电磁铁和载车架；所述的载车架用于固定车辆；该载车架下部连接有左悬挂装置和右悬挂装置，该左悬挂装置和右悬挂装置的横截面为L型，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的竖直壁面内侧分别设置有导向电磁铁，在该左悬挂装置和右悬挂装置的L型横截面的水平壁面的上表面分别设置有悬浮电磁铁，所述的导轨设置在该左悬挂装置和右悬挂装置中间，该导轨上部设置有左侧突出部和右侧突出部，该左侧突出部搭接在左悬挂装置的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁上，该右侧突出部搭接在右悬挂装置的水平壁面的上表面上的悬浮电磁铁上，所述的直线电机设置在所述的载车架的下部；所述的前轮对中系统和后轮对中系统用于使车辆放置在磁悬浮智能搬运器的中心位置。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮智能搬运器，其特征在于，所述的悬浮电磁铁通电以后产生磁力将搬运器悬浮起来，使搬运器与导轨脱离。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮智能搬运器，其特征在于，所述的直线电机提供牵引力使搬运器前进或后退。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮智能搬运器，其特征在于，所述的导向电磁铁在搬运器的运行过程中对搬运器的运行方向进行控制。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮智能搬运器，其特征在于，所述的前轮对中系统包括左边梁、第一齿条轴、齿条轴向定块、垫片、定位销、第二齿条轴、齿条轴齿轮和右边梁，该左边梁和右边梁分别通过定位销与第一齿条轴和第二齿条轴连接在一起，定位销的尾端用弹性挡圈固定，高度用垫片来调节，齿条轴向定块对第一齿条轴和第二齿条轴进行限位导向，用螺钉将第一齿条轴和第二齿条轴分别与左、右边梁固定拧紧，所述的电机用于提供动力，驱动固定在电机上的齿条轴齿轮，通过电机的正、反转，实现左边梁和右边梁的同步开合，从而实现车辆对中。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮智能搬运器平台，其特征在于，所述的后轮对中系统包括后轮左边梁、后轮第一齿条轴、后轮齿条轴向定块、后轮垫片、后轮定位销、后轮第二齿条轴、后轮齿条轴齿轮、后轮右边梁和后轮电机，该后轮左边梁和后轮右边梁分别通过后轮定位销与后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴连接在一起，后轮定位销的尾端用弹性挡圈固定，高度用后轮垫片来调节，后轮齿条轴向定块对后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴进行限位导向，用螺钉将后轮第一齿条轴和后轮第二齿条轴分别与左、右边梁固定拧紧，所述的后轮电机用于提供动力，驱动固定在后轮电机上的后轮齿条轴齿轮，通过后轮电机的正、反转，实现后轮左边梁和后轮右边梁的同步开合，从而实现车辆对中。