CN106115569A - 三维移载装置 - Google Patents

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CN106115569A
CN106115569A CN201610771027.XA CN201610771027A CN106115569A CN 106115569 A CN106115569 A CN 106115569A CN 201610771027 A CN201610771027 A CN 201610771027A CN 106115569 A CN106115569 A CN 106115569A
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武秀媛
张志毅
吴向阳
齐维闯
陈北平
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F11/00—Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for

Abstract

本发明涉及一种三维移载装置，包括移载装置行走机构、分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组、安装于每一组所述移载装置立柱组上的移载装置提升机构、与所述移载装置提升机构相连接的载货台以及设置于所述载货台中部的伸缩机构，其中，所述移载装置行走机构沿辅设于所述三维移载装置下方的两条平行轨道的延伸方向移动，所述载货台则在所述移载装置提升机构的带动下在竖直方向上升起或下降，而所述伸缩机构平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并且所述伸缩机构能够向两个相反的方向伸出。所述三维移载装置运行平稳，控制可靠，工作范围较广，能够很好的衔接各生产单元，提高工厂整体自动化水平。

Description

三维移载装置
技术领域
本发明涉及移载设备领域，特别地涉及一种设置于立体化车间的自动化生产线的用于产品的叉取、输运、移载的三维移载装置。
背景技术
现有办法使得各个工位不能充分利用设备，生产效率低下；不能在各个工位之间合理运输工件，运输效率低下。
大型构件生产工位较多，主要包括组对、焊接、打磨、返修等工序，有限厂房面积与产能之间矛盾突出，且每个工位生产节拍不一，各个工位之间的作业等待则造成了生产效率的降低，各个工位之间的成品或半成品的运输则成为了进一步提高生产效率的关键。现有的解决办法则是合理规划场地布局、正确安排工位顺序、配套效率高的生产设备及吊装运输设备。换言之，主要根据各个工位对场地、设备的要求，充分考虑各个工位设备的生产效率，并辅之以行车等吊装运输设备，从而实现生产线的运行。在生产线工位、设备一定的情况下，吊装设备的效率则成为了制约生产线效率的关键。而原有吊装设备与生产线分离，且原有工位一定，如何进一步增加工位，合理安排工位间的成品或半成品的高效运输，则成为了进一步提高生产效率的关键。生产线立体化作业布局方案可新增相应工位，但是现有的适用于平层车间的用于叉取、输运或移载相关产品或半成品的移载装置无法再适用于立体化车间。
发明内容
本发明旨在提出一种适用于立体化车间的，能够将产品在相互垂直的三个方向上移动的三维移载装置，从而解决工位之间的成品或半成品的运输问题。
为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
本发明所述三维移载装置，包括移载装置行走机构、分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组、安装于每一组所述移载装置立柱组上的移载装置提升机构、与所述移载装置提升机构相连接的载货台以及设置于所述载货台中部的伸缩机构，其中，所述移载装置行走机构沿辅设于所述三维移载装置下方的两条平行轨道的延伸方向移动，所述载货台则在所述移载装置提升机构的带动下在竖直方向上升起或下降，而所述伸缩机构平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并且所述伸缩机构能够向两个相反的方向伸出。
进一步地，所述移载装置行走机构进一步地包括导向轮座和与所述导向轮座连接的行走机构驱动装置，其中，在所述导向轮座上安装有多对导向轮组，每一对所述导向轮组中的两个导向轮组之间的间隔与所述两条平行轨道之间的间隔可对应，每一个所述导向轮组中至少包含一个导向轮，其与所述轨道的顶面相贴合，所述三维移载装置通过所述导向轮组架设于所述两条平行轨道上；所述行走机构驱动装置驱动所述移载装置行走机构沿着所述轨道的延伸方向向左或向右移动。
进一步地，所述行走机构驱动装置包括行走电机、行走减速器以及行走齿轮，其中，所述行走减速器安装于与所述导向轮座连接的行走电机座上，所述行走减速器的输入端与所述行走电机的输出端相连接，所述行走齿轮安装于所述行走减速器的输出端，在所述两条平行轨道中的至少一条轨道的内侧安装行走齿条，所述行走齿轮与所述行走齿条相啮合。
进一步地，所述导向轮组包括导向轮支架以及第一导向轮，所述第一导向轮通过第一导向轮轴与第一导向轮轴安装于所述导向轮支架上，所述第一导向轮的外周缘与所述轨道的顶面相贴合。
进一步地，所述导向轮组包括导向轮支架以及第一导向轮，所述第一导向轮通过第一导向轮轴与第一导向轮轴承安装于所述导向轮支架上，在所述导向轮支架的下边缘还进一步地连接有导向轮支架底板，在所述导向轮支架底板上安装有导向轮副支架，第二导向轮通过第二导向轮轴与第二导向轮轴承安装于所述导向轮副支架上，所述第一导向轮轴垂直于所述第二导向轮轴，所述第一、二导向轮的外周缘分别地与所述轨道的顶面与外侧面相贴合。
所述移载装置行走机构的所述导向轮座进一步地包括左导向轮座、右导向轮座以及车架连接组件，其中，所述车架连接组件设置于所述左导向轮座与右导向轮座之间，其两端分别地与所述左、右导向轮座相连接的，在所述左、右导向轮座上分别地设置有多对所述导向轮组，在所述左导向轮座和/或右导向轮座的一侧或两侧开设有凹槽，得以安装所述行走机构驱动装置的行走电机座。
所述移载装置立柱组包括一对垂直于所述移载装置行走机构的立柱，所述移载装置提升机构包括升降电机、升降电机轴、一对升降电机联轴器、一对升降链轮、两条升降链条以及配重块，其中，所述一对升降链轮分别地架设于所述一对立柱的顶端，所述升降电机轴通过升降电机减速器与所述的升降电机连接，所述升降电机轴的两端分别地通过所述升降电机联轴器与所述一对升降链轮的升降链轮轴连接，而所述升降链轮轴通过键和与之相对应的升降链轮连接，所述两条升降链条分别地搭接于与之相对应的所述升降链轮上，每一条所述升降链条的一端与所述配重块相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
进一步地，在所述每一根立柱的顶端设置有一个用以固定所述升降链轮的链轮座，所述链轮座和与之相对应的所述升降链轮轴连接。
所述一对立柱的顶端由升降电机固定横梁连接，所述升降电机固定横梁的顶端固定所述升降电机，而其底部则通过安全链轮支架安装有安全链轮，在所述安全链轮上搭接有安全链，所述安全链的一端与所述配重块相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
进一步地，所述配重块的宽度与所述一对立柱的内侧面之间的间距相对应，在所述配重块的两侧分别地开设有纵向凹槽，而在所述一对立柱的内侧面则分别的设置有与所述纵向凹槽相对应的配重块运行轨道，所述配重块运行轨道通过容置于与之相对应的纵向凹槽中，从而实现所述配重块在所述一对立体之间的竖直地上、下滑动。
进一步地，所述载物台包括一对相对设置的L板以及架设于所述一对相对设置的L板之间的货叉横梁，其中所述L板包括相互垂直的纵向板以及横向板，所述货叉横梁架设于所述一对L板的横向板之间，而所述纵向板的上边缘则分别地与所述一对升降链条的一端以及所述安全链条的一端相连接。
进一步地，所述L板的宽度大于所述一对立柱的外侧面之间的间距，在所述L板的纵向板的外侧面上安装有一组或多组L板导向轮，每一组L板导向轮中包括有两个L板导向轮，所述两个L板导向轮分别地设置于位于同一侧的移载装置立柱组的两根立柱的外侧，并且所述两个L板导向轮的外周缘分别地和与之相对应的立柱的外侧面相贴合。
进一步地，所述L板导向轮为V型导向轮，在所述V型导向轮的外周缘上开设有径向环形凹槽，而在所述一对立柱的外侧面则分别的设置有与所述径向环形凹槽相对应的L板运行轨道，所述V型导向轮通过所述径向环形凹槽架设于所述L板运行轨道上。
进一步地，在分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组之间设置有顶梁。
进一步地，所述顶梁的包括两对相互配合的左牙顶梁以及右牙顶梁，其中，所述左牙顶梁的另一端与架设于所述移载装置行走机构左侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座相连接，而所述右牙顶梁的另一端与架设于所述移载装置行走机构右侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座相连接。
进一步地，所述移载装置行走机构的左、右两侧分别地设有工作台，所述工作台的一端与所述移载装置行走机构的边缘相连接，而所述工作台的另一端则安装有安全护栏。
进一步地，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉以及伸缩机构驱动电机，每一根所述伸缩货叉平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并能够向两个相反的方向伸出。
进一步地，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉以及两个伸缩机构驱动电机，所述伸缩货叉为两层结构或三层结构，所述两个伸缩机构驱动电机分别地安装于每一个所述伸缩货叉一侧。
进一步地，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉以及一个伸缩机构驱动电机，所述伸缩货叉为两层结构或三层结构，所述伸缩机构驱动电机安装于其中一个所述伸缩货叉的一侧，而所述两个伸缩货叉之间由传动轴连接，所述传动轴的一端与所述伸缩机构驱动电机的输出端连接，而另一端则与另一个所述伸缩货叉的输出轴连接。
本发明所述的三维移载装置同时地包括有行走机构、升降机构以及伸缩机构，从而使得所述三维移载装置得以带动相关的产品/半成品在相互垂直的三个方向上(X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别地做往复运动，所述三维移载装置运行平稳，控制可靠，工作范围较广。特别地，所述三维移载装置所包括的升降机构的在Y轴方向上的可升降范围较大，能够满足两层或多层立体化厂房对于相关产品/半成品的运输、移载要求；将所述三维移载装置配置于设置有立体化工位的立体化厂房/车间时，其能够实现将所需要的产品/半成品运输至所希望的任意工位上，从而使得立体化厂房/车间资源通过充分地被利用。其次，本发明采用了精确的控制方式和精密的传动机构，保证了移动过程中定位精度，从而保证工件在工位上的相对位置。保证工件的加工一致性，提升了产品质量。再者，本发明在自动化生产线所起到的物流输送的作用，能够很好的衔接各生产单元，提高工厂整体自动化水平。
附图说明
从对说明本发明的主旨及其使用的优选实施例和附图的以下描述来看，本发明的以上和其它目的、特点和优点将是显而易见的，在附图中：
图1示出了本发明所述的三维移载装置的立体图；
图2示出了本发明所述的三维移载装置的主视图；
图3示出了本发明所述的三维移载装置的侧视图；
图4示出了本发明所述的三维移载装置的行走机构驱动装置的示意图；
图5a示出了本发明所述的三维移载装置的导向轮组的示意图；
图5b示出了本发明所述的三维移载装置的导向轮组的示意图；
图6示出了沿图2中A-A线的剖视图。
【主要元件符号说明】
左导向轮座11 右导向轮座12 车架连接组件13
行走电机151 行走减速器152 行走齿轮153
行走电机座154 凹槽155
导向轮支架161
第一导向轮162 第一导向轮轴163 第一导向轮轴承164
导向轮副支架165 第二导向轮166 导向轮支架底板167
第三导向轮168
立柱21
配重块运行轨道211 L板运行轨道212
升降电机轴22 升降电机联轴器23
升降链轮241 升降链条242 升降链轮轴243
链轮座244 配重块245
升降电机固定横梁25
安全链轮支架251 安全链轮252 安全链253
左牙顶梁261 右牙顶梁262
L板31
纵向板311 横向板312 L板导向轮313
货叉横梁32
伸缩货叉5
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的三维移载装置以及使用该三维移载装置移动产品/半成品的方法进行说明。
首先，为了使公众得以更清楚地理解本发明所述的三维移载装置的技术方案，在此，特以X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别地表示相互垂直的三个方向，具体地，如图2所示，X轴正方向为由该附图左侧指向该附图右侧的方向，Y轴正方向为由该附图外侧指向该附图内侧的方向，而Z轴正方向为由该附图下方指向该附图上方的方向。相类似地，在本发明说明书附图图1中所示出三维坐标系，也对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向给出了相同的定义。
如图1-6所示，本发明所述三维移载装置，包括移载装置行走机构、分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组、安装于每一组所述移载装置立柱上的移载装置提升机构、与所述移载装置提升机构相连接的载货台以及设置于所述载货台中部的伸缩机构。
在本发明中，所述三维移载装置下方沿X轴方向铺设有两条平行轨道，所述三维移载装置通过所述移载装置行走机构架设于所述平行轨道上，所述三维移载装置在所述移载装置行走机构的带动下沿所述两条平行轨道的延伸方向做往复运动(沿X轴方向做往复运动)；所述载货台则在所述移载装置提升机构的带动下在竖直方向上升起或下降(沿Z轴方向上升或下降)；所述伸缩机构平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并且其能够向两个相反的方向伸出(沿Y轴正方向或反方向伸出或缩回)。
在本发明的一个实施方式中，所述移载装置行走机构包括至少两对滚轮以及驱动所述至少两对滚轮中的至少一个滚轮运动的减速电机，组成每一对所述滚轮的两个滚轮分置于所述两条平行轨道，所述减速电机驱动相对应的滚轮转动，从而实现所述三维移载装置在沿所述两条平行轨道的延伸方向做往复运动。
进一步地，为了保持所述三维移载装置始终沿所述两条平行轨道的延伸方向往复运动，在所述两条平行轨道的上表面设置有导向槽，所述导向槽的宽度与所述滚轮的宽度相对应，以使得所述滚轮得以容置于所述导向槽中，从而防止所述三维移载装置偏离所述两条平行轨道的延伸方向。
而在本发明的另一个实施方式中，本发明所述的移载装置行走机构进一步地包括导向轮座和与所述导向轮座连接的行走机构驱动装置，在所述导向轮座的两侧分别地安装有多对导向轮组，构成每一对所述导向轮组中的两个导向轮组之间的间隔与所述两条平行轨道之间的间隔可对应，每一个所述导向轮组中至少包含一个导向轮，其与所述轨道的顶面相贴合，所述三维移载装置通过所述导向轮组架设于所述两条平行轨道上。所述行走机构驱动装置可以设置于所述导向轮座的左侧、右侧或中部，其能够驱动所述移载装置行走机构沿着所述轨道的延伸方向向左或向右移动。
如图4所示，在本发明所述行走机构驱动装置的一个较佳实施方式中，所述行走机构驱动装置包括行走电机151、行走减速器152以及行走齿轮153，其中，所述行走减速器152安装于与所述导向轮座连接的行走电机座154上，所述行走减速器152的输入端与所述行走电机151的输出端相连接，所述行走齿轮153安装于所述行走减速器152的输出端，在所述两条平行轨道中的至少一条轨道一侧的安装行走齿条，所述行走齿轮153与所述行走齿条相啮合，而所述行走电机座154则与所述导向轮座的左侧、右侧或都中部相连接。
进一步地，在所述导向轮座的一侧或两侧开设有凹槽155，得以安装所述行走机构驱动装置的行走电机座154。
如图1-5所示，在本发明的一个较佳的实施方式中，所述的移载装置行走机构包括导向轮座和与所述导向轮座连接的行走机构驱动装置，其中，所述导向轮座进一步地包括左导向轮座11、右导向轮座12以及车架连接组件13，其中，所述车架连接组件13设置于所述左导向轮座11与右导向轮座12之间，两端分别地与所述左、右导向轮座11、12相连接的，在所述左、右导向轮座11、12上分别地设置有两对所述导向轮组，而构成每一对所述导向轮组中的两个导向轮组之间的间隔与所述两条平行轨道之间的间隔可对应。
其中，在本发明的一个优选的实施方式中，每一个所述导向轮组包括导向轮支架161以及第一导向轮162，所述第一导向轮162通过第一导向轮轴163与第一导向轮轴承164安装于所述导向轮支架161上，所述第一导向轮162的外周缘与所述轨道的顶面相贴合。进一步地，为了保持所述三维移载装置始终沿所述两条平行轨道的延伸方向往复运动，在所述两条平行轨道的上表面设置有导向槽，所述导向槽的宽度与所述第一导向轮162的宽度相对应，以使得所述第一导向轮162得以容置于所述导向槽中，从而防止所述三维移载装置偏离所述两条平行轨道的延伸方向。
而更优选地，在如图5a、5b所示出的本发明所述的导向轮组的一个可替换的实施方式中，所述导向轮组包括导向轮支架161以及第一导向轮162，所述第一导向轮162通过第一导向轮轴163与第一导向轮轴承164安装于所述导向轮支架161上，在所述导向轮支架161的下边缘还进一步地连接有导向轮支架底板167，在所述导向轮支架底板167上安装有导向轮副支架165，第二导向轮166通过第二导向轮轴与第二导向轮轴承安装于所述导向轮副支架165上，所述第一导向轮轴163垂直于所述第二导向轮轴，所述第一、二导向轮162、166的外周缘分别地与所述轨道的顶面与外侧面相贴合。当所述三维移载装置通过本实施方式所述多对导向轮组架设于所述两条平行轨道上时，同一对所述导向轮组的两个第一导向轮162和两个第二导向轮166分别地与所述两条轨道的顶面与外侧面相贴合，从而防止所述三维移载装置偏离所述两条平行轨道的延伸方向。
更进一步地，在所述导向轮组上还设置有第三导向轮168，所述第三导向轮168的第三导向轮轴垂直于所述第一导向轮轴163，同一导向轮组上的所述第二、三导向轮166、168之间的距离与所述轨道的宽度相对应，从而使得所述第三导向轮168的外周缘与所述轨道内侧面相贴合，当所述三维移载装置通过本实施方式所述多对导向轮组架设于所述两条平行轨道上时，同一导向轮组的第一导向轮162、第二导向轮166和第三导向轮168分别地与所述轨道的顶面、外侧面和内侧面相贴合，从而防止所述三维移载装置偏离所述两条平行轨道的延伸方向。
进一步地，如图4所示，在上文所述的优选的实施方式中，所述行走机构驱动装置包括行走电机151、行走减速器152以及行走齿轮153，其中，所述行走减速器152安装于与所述导向轮座连接的行走电机座154上，所述行走减速器152的输入端与所述行走电机151的输出端相连接，所述行走齿轮153安装于所述行走减速器152的输出端，在所述两条平行轨道中的一条轨道内侧的安装行走齿条，所述行走齿轮153与所述行走齿条相啮合，如图1所示，在所述左导向轮座11和所述右导向轮座12的两侧的中部共开设有四个凹槽155，而在所述四个凹槽155其中的一个凹槽155中安装有所述行走机构驱动装置的行走电机座154。
进一步地，在本发明中，所述载货台则在所述移载装置提升机构的带动下在竖直方向上升起或下降(沿Z轴方向上升或下降)。
如图1-3所示，所述移载装置立柱组包括一对垂直于所述移载装置行走机构的立柱21，所述移载装置提升机构包括升降电机(图中未示出)、升降电机轴22、一对升降电机联轴器23、一对升降链轮241、两条升降链条242以及配重块245，其中，所述一对升降链轮241分别地架设于所述一对立柱21的顶端，所述升降电机轴22通过升降电机减速器与所述的升降电机连接，所述升降电机轴22的两端分别地通过所述升降电机联轴器23与所述一对升降链轮的升降链轮轴243连接，而所述升降链轮轴243通过键和与之相对应的升降链轮241连接，所述两条升降链条242分别地搭接于与之相对应的所述升降链轮241上，每一条所述升降链条242的一端与所述配重块245相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。而为了对所述一对升降链轮241加以保护和固定，优选地，可在所述每一根立柱21的顶端设置有一个链轮座244，所述升降链轮轴243的两端分别穿过所述链轮座244的相对的侧壁，从而将所述升降链轮241固定在链轮座244上。
而为了实现分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组上所设置的升降电机的同步运行，在每一侧的所述升降链轮轴243上连接有编码器，用以反馈所述升降链轮轴243的转速以及角位移等实时信息，以确保两侧的升降电机的同步运行，从而实现所述载货台的水平地上、下移动。
进一步地，如图3所示，所述一对立柱21的顶端由升降电机固定横梁25连接，所述升降电机固定横梁25的顶端固定所述升降电机，而其底部则通过安全链轮支架251安装有安全链轮252，在所述安全链轮252上搭接有安全链253，所述安全链253的一端与所述配重块245相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
在一个所述移载装置提升机构的一个可替换的实施方式中，所述移载装置提升机构包括升降电机(图中未示出)、升降电机轴22、升降电机联轴器23、升降链轮241、升降链条242、配重块245、安全链轮252以及安全链253，其中，所述升降链轮241架设于所述移载装置立柱组的顶端，所述升降电机轴22的一端通过升降电机减速器与所述的升降电机连接，该升降电机轴22的另一端通过所述升降电机联轴器23与所述升降链轮241的升降链轮轴243连接，而所述升降链轮轴243通过键和与之相对应的升降链轮241连接，所述升降链条242搭接于所述升降链轮241上，每一条所述升降链条242的一端与所述配重块245相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接，在所述移载装置立柱组的顶端还通过安全链轮支架251架设有与所述升降链轮间隔有一定距离的所述安全链轮252，所述安全链253搭接于所述安全链轮252上，其一端与所述配重块245相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
进一步地，如图3、6所示，所述配重块245的宽度与所述一对立柱21的内侧面之间的间距相对应，在所述配重块245的两侧分别地开设有纵向凹槽(图中未示出)，而在所述一对立柱21的内侧面则分别的设置有与所述纵向凹槽相对应的配重块运行轨道211，所述配重块运行轨道211通过容置于与之相对应的纵向凹槽中，从而实现所述配重块245在所述一对立体21之间的竖直地上、下滑动，从而防止所述配重块245在上升或下降时的摆动，从而使得所述三维移载装置的运转更为安全。
此外，为了保持所述一对立柱21之间的相对位置，防止其发生形变，在本发明具体的实施方式中，还可以在所述一对立柱21之间设置有加强筋，该加强筋的两端分别地与所述一对立柱21连接。
进一步地，如图1、2所示，所述载物台包括一对相对设置的L板31以及架设于所述一对相对设置的L板31之间的货叉横梁32，其中所述L板31包括相互垂直的纵向板311以及横向板312，所述货叉横梁32架设于所述一对L板31的横向板312之间，而所述纵向板311的上边缘则分别地与所述一对升降链条242的一端以及所述安全链条252的一端相连接。如图3所示，所述L板31的宽度大于所述一对立柱21的外侧面之间的间距，在所述L板31的纵向板311的外侧面上安装有一组或多组L板导向轮313(所述纵向板311的外侧面朝向与之相对应的移载装置立柱组)，每一组L板导向轮313中包括有两个L板导向轮313，所述两个L板导向轮313分别地设置于位于同一侧的移载装置立柱组的两根立柱21的外侧，并且所述两个L板导向轮313的外周缘分别地和与之相对应的立柱21的外侧面相贴合，从而通过所述两个L板导向轮313夹紧所述一对立柱21，从而实现所述L板31竖直地上、下滑动，防止其在上升或下降时的摆动，从而使得所述三维移载装置的运转更为安全。
如图6所示，在本发明的一个优选的实施方式中，所述L板导向轮313为V型导向轮，在所述V型导向轮的外周缘上开设有径向环形凹槽，而在所述一对立柱21的外侧面则分别的设置有与所述径向环形凹槽相对应的L板运行轨道212，所述V型导向轮通过所述径向环形凹槽架设于所述L板运行轨道212上。
可替换地，所述在所述L板31的纵向板311的外侧面可设置一对或多对限位装置，构成每一对限位装置的两个限位元件分别地设置于位于同一侧的移载装置立柱组的两根立柱21的外侧，并且所述两个限位元件之间的间隔与所述一对立柱的外侧面之间的间隔可对应，从而通过所述限位元件来夹紧所述一对立柱21，从而实现所述L板31竖直地上、下滑动，防止其在上升或下降时的摆动，从而使得所述三维移载装置的运转更为安全。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述升降机构的有效行程为2800mm。
再如图1、2所示，在本发明的一个优选的实施方式中，为了调整设置于所述移载装置行走机构两侧两对立柱21上的相对应的链轮座244之间的距离，在分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组之间设置有顶梁，所述顶梁的包括两对相互配合的左牙顶梁261以及右牙顶梁262，其中，所述左牙顶梁261的另一端与架设于所述移载装置行走机构左侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座244相连接，而所述右牙顶梁262的另一端与架设于所述移载装置行走机构右侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座244相连接。
此外，为了便于操作人员操作所述三维移载装置，所述移载装置行走机构的左、右两侧分别地设有可供操作人员站立的工作台，所述工作台的一端与所述移载装置行走机构的边缘相连接，而所述工作台的另一端则安装有安全护栏。
而进一步地，在本发明中，所述伸缩机构平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并能够向两个相反的方向伸出(沿Y轴正方向或反方向伸出或缩回)。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉5以及安装于每一个所述伸缩货叉5一侧的伸缩机构驱动电机，每一根所述伸缩货叉5平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并能够向两个相反的方向伸出(沿Y轴正方向或反方向伸出或缩回)。
优选地，所述伸缩货叉5采用两层结构，包括第一货叉层和第二货叉层，其中，所述第一层货叉与所述货叉横梁32固定连接，所述伸缩机构驱动电机安装于每一根所述伸缩货叉的第一层货叉的一侧，所述伸缩机构驱动电机的输出轴上安装有两个同轴的驱动齿轮，在所述第一层货叉的两端分别地容置有一对第一齿轮组，所述第一齿轮组包括由第一齿轮组轮轴连接的第一传动齿轮和第一从动齿轮，其中，两个所述第一齿轮组中的所述传动齿轮分别地通过链条与其中一个驱动齿轮相连接，从而所述第一齿轮组的第一从动齿轮得以在所述伸缩机构驱动电机的带动下转动，所述第一齿轮组的第一传动齿轮被容置于所述第一货叉层的内部，而所述第一从动齿轮则被设置于所述第一货叉层的外侧面上。所述第二货叉层下表面开设有与所述第二货叉层的宽度相对应的凹槽，以使得所述第二货叉层得以扣设于所述第一货叉层上，而在所述第二货叉层下表面与所述第一从动齿轮相对应的一侧设置有一对沿Y轴方向延伸的第一齿条，其与所述第一从动齿轮相啮合。
进一步地，在所述第二货叉层的凹槽的两个相对的内壁面上分别地开设有用以容置多个轴承(或滚轮)的内导槽。而在所述第一货叉层的外表面上还设置有两对或两对以上的支撑轮，当所述第二货叉层得以扣设于所述第一货叉层上时，所述支撑轮得以用来支撑所述第一货叉层的下表面。
而为了使所述伸缩机构中的两个所述收缩机构同步地伸出或收缩，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉5以及安装于其中一个所述伸缩货叉5一侧的伸缩机构驱动电机，而所述两根平行设置的伸缩货叉5之间得以设置有传动轴。
优选地，所述伸缩货叉5采用两层结构，包括第一货叉层和第二货叉层，其中，所述第一层货叉与所述货叉横梁32固定连接，所述伸缩机构驱动电机安装于靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉的一侧，所述伸缩机构驱动电机的输出轴上安装有两个得以容置于靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉内的所述同轴的驱动齿轮，所述伸缩机构驱动电机的输出轴的端部由所述靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉的另一侧穿出，并与传动轴的一端相连接，而所述传动轴的另一端则与靠右侧的所述伸缩货叉的输出轴相连接，该靠右侧的所述伸缩货叉的输出轴上同样安装有两个得以容置于该伸缩货叉的第一层货叉内的所述同轴的驱动齿轮，这样，在所述伸缩机构驱动电机以及设置于所述两个伸缩货叉5之间的传动轴的作用下，所述伸缩机构中的两个所述收缩机构同步地伸出或收缩。
当然，在本发明的其它实施方式，为了使所述伸缩机构中的两个所述收缩机构同步地伸出或收缩，还可以在每一个伸缩机构驱动电机的输出轴上连接有编码器，用以反馈所述输出轴的转速以及角位移等实时信息，以确保两根伸缩货叉得以地同步运行。
更优选地，为了进一步地增加本发明所述保护的三维移载装置的所述伸缩机构在所述的沿Y轴方向上具有更大的伸缩量，所述伸缩货叉5采用三层结构，包括第一货叉层、第二货叉层以及第三货叉层，其中，所述第一层货叉与所述货叉横梁32固定连接，所述伸缩机构驱动电机安装于靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉的一侧，所述伸缩机构驱动电机的输出轴上安装有两个得以容置于靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉内的所述同轴的驱动齿轮，所述伸缩机构驱动电机的输出轴的端部由所述靠左侧的所述伸缩货叉的第一层货叉的另一侧穿出，并与传动轴的一端相连接，而所述传动轴的另一端则与靠右侧的所述伸缩货叉的输出轴相连接，该靠右侧的所述伸缩货叉的输出轴上同样安装有两个得以容置于该伸缩货叉的第一层货叉内的所述同轴的驱动齿轮。在每一个所述伸缩货叉的所述第一层货叉的两端分别地容置有一对第一齿轮组，所述第一齿轮组包括由第一齿轮组轮轴连接的第一传动齿轮和第一从动齿轮，其中，两个所述第一齿轮组中的所述传动齿轮分别地通过链条与其中一个驱动齿轮相连接，从而所述第一齿轮组的第一从动齿轮得以在所述伸缩机构驱动电机的带动下转动，所述第一齿轮组的第一传动齿轮被容置于所述第一货叉层的内部，而所述第一从动齿轮则被设置于所述第一货叉层的外侧面上。所述第二货叉层下表面开设有与所述第二货叉层的宽度相对应的第一凹槽，以使得所述第二货叉层得以扣设于所述第一货叉层上，而在所述第二货叉层下表面与所述第一从动齿轮相对应的一侧设置有一对沿Y轴方向延伸的第一齿条，其与所述第一从动齿轮相啮合；进一步地，在所述第一货叉层的内侧还设置有第二齿条，在所述第二齿条的两端分别地啮合有第二齿轮组，所述第二齿轮组包括有同轴设置的链接轮、大径齿轮和小径齿轮，其中，所述两个第二齿轮组的链接轮通过分之相啮合的链条连接，所述小径齿轮分别地与所述第二齿条的两端相互啮合，而所述大径齿轮则被固定于所述小径齿轮与所述链接轮之间，在所述第二货叉层上表面开设有第二凹槽，而在第二凹槽的底面还进一步地开设有贯通所述第一、第二凹槽的、沿Y轴方向延伸的细缝，所述大径齿轮得以由该细缝中穿出，从而使得所述大径齿轮的齿突出于所述第二凹槽的底面；而在所述第三货叉层下表面的中部设置有沿Y轴方向延伸的第三齿条，当所述第三货叉层得以扣设于所述第二货叉层上时，所述第三齿条与所述大径齿轮相互啮合。
进一步地，在所述第二货叉层的凹槽的两个相对的内壁面上分别地开设有用以容置多个第一轴承(或第一滚轮)的内导槽。而在所述第一货叉层的外表面上还设置有两对或两对以上的支撑轮，当所述第二货叉层得以扣设于所述第一货叉层上时，所述支撑轮得以用来支撑所述第一货叉层的下表面。而在所述第二货叉层的两侧的外壁面上还分别地开设有用以容置多个第二轴承(或第二滚轮)的外导槽，所述多个第二轴承(或第二滚轮)的外侧伸出有一连接轴，当所述第三货叉层扣设于所述第二货叉层上时，所述每一个第二轴承(或第二滚轮)的连接轴得以可转动地插入到所述第三货叉层的内壁面上。
在本发明的一个优选的实施方式中，构成所述伸缩机构的两根伸缩货叉之间间隔1.6m，而每一个所述伸缩货叉的伸缩行程为2m或-2m。
本发明所述的三维移载设备是生产线的重要组成，是连接各个工位进行工件(成品/半成品)物流运输的关键设备。其基本功能包括取料、放料，主要通过移载设备的X方向的行走机构、Y方向的货叉伸缩机构、Z方向的升降机构来完成。而使用如上所述的三维移载机构在立体化厂房中运输工件(成品/半成品)时，其工作流程如下：
沿X轴方向运动：当外部有X方向运动命令时，所述行走机构驱动装置中的行走电机151启动，通过行走减速器152将动力传递至行走齿轮153，行走齿轮153与专用轨道上的行走齿条产生相对运动，从而实现沿X方向的运动；
沿Y轴方向运动：当外部有Y方向运动命令时，所述伸缩机构的伸缩电机启动，通过伸缩减速器将动力传递给伸缩货叉的齿轮轴，齿轮轴带动各个齿轮旋转，并由各个齿轮与安装于伸缩货叉上的相对应的齿条产生相对运动，从而实现沿Y轴方向的运动；
沿Z轴方向运动：当外部有Z方向运动命令时，所述伸缩机构的升降电机启动，通过升降电机减速器将动力传递至升降链轮241，升降链轮241转动带动升降链条242运动从而带动L板31与配重245运动，从而实现载货台沿Z轴方向的运动。
在进行取料作业时，当外部有取料命令时，所述三维移载设备沿X轴方向移动至发出命令工位的X坐标，之后，所述载货台沿Z轴方向向上运动到指定位置后停止，最后，所述伸缩机构沿Y轴方向伸出，从指定的工位上取料，取料完毕后，所述载货台沿Z轴方向向上运动一段距离后停止，所述伸缩机构沿Y轴方向缩回，所述载货台沿Z轴方向向下运动运动至初位。
在进行放料作业时，当外部有放料命令时，所述三维移载设备沿X轴方向移动至发出命令工位的X坐标，之后，所述载货台沿Z轴方向向上运动到指定位置后停止，最后，所述伸缩机构沿Y轴方向伸出，伸出完毕后，将物料放置于既定工位，放置完毕后，所述伸缩机构沿Y轴方向缩回，所述载货台沿Z轴方向向下运动运动至初位。
虽然在此通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (19)

1.一种三维移载装置，其特征在于，包括移载装置行走机构、分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组、安装于每一组所述移载装置立柱组上的移载装置提升机构、与所述移载装置提升机构相连接的载货台以及设置于所述载货台中部的伸缩机构，其中，所述移载装置行走机构沿辅设于所述三维移载装置下方的两条平行轨道的延伸方向移动，所述载货台则在所述移载装置提升机构的带动下在竖直方向上升起或下降，而所述伸缩机构平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并且所述伸缩机构能够向两个相反的方向伸出。
2.如权利要求1所述的三维移载装置，其特征在于，所述移载装置行走机构进一步地包括导向轮座和与所述导向轮座连接的行走机构驱动装置，其中，在所述导向轮座上安装有多对导向轮组，每一对所述导向轮组中的两个导向轮组之间的间隔与所述两条平行轨道之间的间隔可对应，每一个所述导向轮组中至少包含一个导向轮，其与所述轨道的顶面相贴合，所述三维移载装置通过所述导向轮组架设于所述两条平行轨道上；所述行走机构驱动装置驱动所述移载装置行走机构沿着所述轨道的延伸方向向左或向右移动。
3.如权利要求2所述的三维移载装置，其特征在于，所述行走机构驱动装置包括行走电机(151)、行走减速器(152)以及行走齿轮(153)，其中，所述行走减速器(152)安装于与所述导向轮座连接的行走电机座(154)上，所述行走减速器(152)的输入端与所述行走电机(151)的输出端相连接，所述行走齿轮(153)安装于所述行走减速器(152)的输出端，在所述两条平行轨道中的至少一条轨道的内侧安装行走齿条，所述行走齿轮(153)与所述行走齿条相啮合。
4.如权利要求3所述的三维移载装置，其特征在于，所述导向轮组包括导向轮支架(161)以及第一导向轮(162)，所述第一导向轮(162)通过第一导向轮轴(163)与第一导向轮轴(164)安装于所述导向轮支架(161)上，所述第一导向轮(162)的外周缘与所述轨道的顶面相贴合。
5.如权利要求3所述的三维移载装置，其特征在于，所述导向轮组包括导向轮支架(161)以及第一导向轮(162)，所述第一导向轮(162)通过第一导向轮轴(163)与第一导向轮轴承(164)安装于所述导向轮支架(161)上，在所述导向轮支架(161)的下边缘还进一步地连接有导向轮支架底板(167)，在所述导向轮支架底板(167)上安装有导向轮副支架(165)，第二导向轮(166)通过第二导向轮轴与第二导向轮轴承安装于所述导向轮副支架(165)上，所述第一导向轮轴(163)垂直于所述第二导向轮轴，所述第一、二导向轮(162、166)的外周缘分别地与所述轨道的顶面与外侧面相贴合。
6.如权利要求4或5所述的三维移载装置，其特征在于，所述移载装置行走机构的所述导向轮座进一步地包括左导向轮座(11)、右导向轮座(12)以及车架连接组件(13)，其中，所述车架连接组件(13)设置于所述左导向轮座(11)与右导向轮座(12)之间，其两端分别地与所述左、右导向轮座(11、12)相连接的，在所述左、右导向轮座(11、12)上分别地设置有多对所述导向轮组，在所述左导向轮座(11)和/或右导向轮座(12)的一侧或两侧开设有凹槽(155)，得以安装所述行走机构驱动装置的行走电机座(154)。
7.如权利要求1所述的三维移载装置，其特征在于，所述移载装置立柱组包括一对垂直于所述移载装置行走机构的立柱(21)，所述移载装置提升机构包括升降电机、升降电机轴(22)、一对升降电机联轴器(23)、一对升降链轮(241)、两条升降链条(242)以及配重块(245)，其中，所述一对升降链轮(241)分别地架设于所述一对立柱(21)的顶端，所述升降电机轴(22)通过升降电机减速器与所述的升降电机连接，所述升降电机轴(22)的两端分别地通过所述升降电机联轴器(23)与所述一对升降链轮(241)的升降链轮轴(243)连接，而所述升降链轮轴(243)通过键和与之相对应的升降链轮(241)连接，所述两条升降链条(242)分别地搭接于与之相对应的所述升降链轮(241)上，每一条所述升降链条(242)的一端与所述配重块(245)相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
8.如权利要求7所述的三维移载装置，其特征在于，在所述每一根立柱(21)的顶端设置有一个用以固定所述升降链轮(241)的链轮座(244)，所述链轮座(244)和与之相对应的所述升降链轮轴(243)连接。
9.如权利要求7所述的三维移载装置，其特征在于，所述一对立柱(21)的顶端由升降电机固定横梁(25)连接，所述升降电机固定横梁(25)的顶端固定所述升降电机，而其底部则通过安全链轮支架(251)安装有安全链轮(252)，在所述安全链轮(252)上搭接有安全链(253)，所述安全链(253)的一端与所述配重块(245)相连接，而其另一端则与所述载货台的端部连接。
10.如权利要求7所述的三维移载装置，其特征在于，所述配重块(245)的宽度与所述一对立柱(21)的内侧面之间的间距相对应，在所述配重块(245)的两侧分别地开设有纵向凹槽，而在所述一对立柱(21)的内侧面则分别的设置有与所述纵向凹槽相对应的配重块运行轨道(211)，所述配重块运行轨道(211)通过容置于与之相对应的纵向凹槽中，从而实现所述配重块(245)在所述一对立体(21)之间的竖直地上、下滑动。
11.如权利要求8所述的三维移载装置，其特征在于，所述载物台包括一对相对设置的L板(31)以及架设于所述一对相对设置的L板(31)之间的货叉横梁(32)，其中所述L板(31)包括相互垂直的纵向板(311)以及横向板(312)，所述货叉横梁(32)架设于所述一对L板(31)的横向板(312)之间，而所述纵向板(311)的上边缘则分别地与所述一对升降链条(242)的一端以及所述安全链条(252)的一端相连接。
12.如权利要求11所述的三维移载装置，其特征在于，所述L板(31)的宽度大于所述一对立柱(21)的外侧面之间的间距，在所述L板(31)的纵向板(311)的外侧面上安装有一组或多组L板导向轮(313)，每一组L板导向轮(313)中包括有两个L板导向轮(313)，所述两个L板导向轮(313)分别地设置于位于同一侧的移载装置立柱组的两根立柱(21)的外侧，并且所述两个L板导向轮(313)的外周缘分别地和与之相对应的立柱(21)的外侧面相贴合。
13.如权利要求12所述的三维移载装置，其特征在于，所述L板导向轮(313)为V型导向轮，在所述V型导向轮的外周缘上开设有径向环形凹槽，而在所述一对立柱(21)的外侧面则分别的设置有与所述径向环形凹槽相对应的L板运行轨道(212)，所述V型导向轮通过所述径向环形凹槽架设于所述L板运行轨道(212)上。
14.如权利要求8-13中任一项权利要求所述的三维移载装置，其特征在于，在分别地架设于所述移载装置行走机构两侧的移载装置立柱组之间设置有顶梁。
15.如权利要求14所述的三维移载装置，其特征在于，所述顶梁的包括两对相互配合的左牙顶梁(261)以及右牙顶梁(262)，其中，所述左牙顶梁(261)的另一端与架设于所述移载装置行走机构左侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座(244)相连接，而所述右牙顶梁(262)的另一端与架设于所述移载装置行走机构右侧的移载装置立柱组上的其中一个链轮座(244)相连接。
16.如权利要示15所述的三维移载装置，其特征在于，所述移载装置行走机构的左、右两侧分别地设有工作台(4)，所述工作台(4)的一端与所述移载装置行走机构的边缘相连接，而所述工作台(4)的另一端则安装有安全护栏(41)。
17.如权利要示1所述的三维移载装置，其特征在于，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉(5)以及伸缩机构驱动电机，每一根所述伸缩货叉(5)平行于地面并能够在垂直于所述轨道的方向上水平地伸出或缩回，并能够向两个相反的方向伸出。
18.如权利要示17所述的三维移载装置，其特征在于，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉(5)以及两个伸缩机构驱动电机，所述伸缩货叉(5)为两层结构或三层结构，所述两个伸缩机构驱动电机分别地安装于每一个所述伸缩货叉(5)一侧。
19.如权利要示17所述的三维移载装置，其特征在于，所述伸缩机构包括两根平行设置的伸缩货叉(5)以及一个伸缩机构驱动电机，所述伸缩货叉(5)为两层结构或三层结构，所述伸缩机构驱动电机安装于其中一个所述伸缩货叉(5)的一侧，而所述两个伸缩货叉(5)之间由传动轴连接，所述传动轴的一端与所述伸缩机构驱动电机的输出端连接，而另一端则与另一个所述伸缩货叉(5)的输出轴连接。
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