CN106586844B - 一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构 - Google Patents

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    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means

Abstract

一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，该机构是一种通过柔索连接末端执行器和蓄能缓冲装置的高速重载索驱动机构，可用于深井等工况环境的重物高速无冲击搬运，主要由支撑框架、天车、末端执行器、绳索、驱动单元、蓄能缓冲单元等组成，驱动单元由伺服电机、减速器和联轴器串联而成，安装在支撑框架上，用于驱动和控制天车运动，蓄能缓冲单元由两个蓄能发电机和缓冲气囊并联而成，绳索一端固连于末端执行器，另一端分成三条绳索，分别缠绕在发电机和缓冲气囊的滚筒上，从高处往低处快速搬运重物时产生的能量，由蓄能发电机和缓冲气囊转换并储存，搬运结束时，缓冲气囊通过膨胀释放能量，使系统迅速复位。

Description

一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构
技术领域 _
[0001] 本发明属于高速重载搬运设备技术领域，特别涉及一种具有蓄能缓冲功能的高速 重载搬运机构。
背景技术
[0002] 传统的搬运机构，难以实现对大质量(如大于20吨的物体)重物进行高速、无冲击 搬运，因此，针对深井大质量物体高速、无冲击的搬运需求，迫切需要研宄一种具有蓄能缓 冲功能的高速重载搬运机构，以满足深井大质量物体的搬运需求。
发明内容
[0003] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有蓄能缓冲功能的 高速重载搬运机构，实现对类似深井搬运工况的大质量物体高速无冲击搬运，该机构在搬 运过程中无需消耗大量能量，而且还可以把重物下降过程中产生的能量转换成电能进行储 存，是一种节能环保的搬运机构。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0005] —种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，包括支撑框架，在支撑框架上布置 有导轨，导轨上有天车，驱动单元驱动和控制天车，其特征在于，还包括蓄能缓冲单元，所述 蓄能缓冲单元包括并联的蓄能发电机一、蓄能发电机二和缓冲气囊，所述蓄能发电机一、蓄 能发电机二和缓冲气囊上均设置有大滚筒，绳索绕过支撑框架上的定滑轮一和天车上的定 滑轮二，一端固连于末端执行器，另一端分成三条，分别缠绕在三个大滚筒上。
[0006] 所述驱动单元安装在支撑框架上，包括伺服电机，伺服电机的输出通过联轴器传 递至减速箱，减速箱的输出通过丝杆连接天车，伺服电机通过驱动丝杆控制天车的运动，实 现对物体的横向搬运。
[0007] 所述蓄能发电机一、蓄能发电机二和缓冲气囊转化并储存重物在从高至低的搬运 过程中产生的能量;搬运结束时，缓冲气囊通过膨胀释放能量，使机构快速复位，准备下一 次搬运。
[0008] 当末端执行器搬运重物将要达到指定位置时，大滚筒带动蓄能发电机一和蓄能发 电机二开始工作，重物下落过程中产生的能量由蓄能发电机一和蓄能发电机二转换成电能 进行储存。
[0009] 所述蓄能发电机一和蓄能发电机二开始工作的同时，带动缓冲气囊工作，吸收重 物产生的部分能量，产生缓冲、抗冲击效果，搬运结束时，缓冲气囊通过膨胀释放能量，大滚 筒与蓄能发电机一、蓄能发电机二、缓冲气囊分离，机构恢复到初始位置。
[0010] 所述蓄能发电机一的输出轴上设置小滚筒一，蓄能发电机二的输出轴上设置小滚 筒二，缓冲气囊的一端设置有小滚筒三，另一端设置有小滚筒四，其中，小滚筒一和小滚筒 三之间通过皮带一联动，小滚筒二和小滚筒四之间通过皮带二联动，三个大滚筒中，一个安 装在缓冲气囊的前端，另外两个分别安装在蓄能发电机一和蓄能发电机二的输出轴上。
[0011]与现有技术相比，本发明提出一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，可用 于类似深井搬运等工况大质量物体的高速、无冲击搬运。其优点包括：
[0012] (1)本发明利用物体的自由落体运动实现高速搬运，无需驱动单元额外为其提供 能量，因此，该机构属于一种节能环保的机构。
[0013] (2)本发明利用蓄能发电机将物体搬运过程中产生的能量转换成电能进行储存， 不仅减少了搬运过程中对机构的冲击，而且还节约了能量。
[0014] (3)本发明利用缓冲气囊来防止物体在搬运过程中对机构的冲击，同时也吸收部 分能量(重物下降过程中产生的能量），并能够通过膨胀释放能量，使机构迅速复位。
附图说明
[0015] 图1为本发明实施例的一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构整体结构示意 图。
[0016] 图2为本发明实施例的蓄能缓冲单元示意图。
[0017]图3为本发明实施例的天车结构示意图。
[0018]图4为本发明实施例的驱动单元示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0020] 下面将结合附图对发明进行进一步的详细说明，如图1所示，为本发明实施例所述 具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构的整体结构图，该机构包括底座1，蓄能缓冲单元2， 支撑框架3，定滑轮一4，绳索5，导轨6，天车7，驱动单元8，末端执行器9 (可根据需求选用末 端执行器，图中是悬挂重物的末端执行器）。底座1主要用于支撑框架的调平和高度调整;蓄 能缓冲单元2对被搬运的物体在下降过程中做功产生的能量进行吸收储存，并具有缓冲、抗 冲击的能力，防止机构在工作过程中产生冲击;驱动单元8控制天车7沿着导轨6运动，实现 物体在横向上的搬运功能。
[0021]如图2所示，为本发明实施例所述蓄能缓冲单元示意图，蓄能缓冲单元包括单元底 座10,蓄能发电机一 11，蓄能发电机二20,联轴器12,皮带一 13,皮带二18,小滚筒三14,小滚 筒四17,小滚筒一 15,小滚筒二19,缓冲气囊16,大滚筒21等。单元底座1〇用于蓄能缓冲单元 的调平和高度调整;蓄能发电机一 11、蓄能发电机二20和缓冲气囊16将被搬运的物体在下 降过程中产生的能量进行转换并储存，当被搬运物体接近目标位置时，与大滚筒21相连的 蜗轴将与蓄能发电机和缓冲气囊16链接，蓄能发电机和缓冲气囊16开始工作，将能量进行 转换并储存;当物体被搬运到目标位置时，缓冲气囊膨胀释放能量，小滚筒三14和小滚筒 四17通过皮带一 13和皮带二18带动小滚筒一 15和小滚筒二19,使与大滚筒21相连的蜗轴与 蓄能发电机和缓冲气囊16分离，并使机构迅速回复到初始位置。
[0022]如图3所示，为本发明实施例所述天车示意图，天车包括横梁23,定滑轮二24安装 在横梁23上，横梁23两端下部有螺孔22,绳索5绕过定滑轮一 4和定滑轮二24与末端执行器9 相连;天车7安装在支撑框架3的导轨6上，由驱动单元8控制其沿导轨6运动。
[0023]如图4所示，为本发明实施例所述驱动单元示意图，驱动单元包括丝杆25,减速箱 26,联轴器27,伺服电机28。伺服电机28通过驱动丝杆25来控制天车7的运动，可完成对物体 的横向搬运。
[0024] 本发明利用重物自由下落产生的速度实现对物体从上至下的高速搬运，当被搬运 物体接近目标位置时，通过绳索驱动蓄能发电机，将重物下落过程中产生的能量转换成电 能储存起来;绳索在驱动蓄能发电机的同时也将驱动缓冲气囊，缓冲气囊在防止物体搬运 过程中产生冲击的同时，也将吸收部分能量(重物下降过程中产生的能量）；待物体稳定搬 运到目标位置后，缓冲气囊又可通过膨胀释放能量，使机构迅速复位，准备下：次搬运。
[0025] 本发明不但不需要消耗大量的能量，而且还可以把重物下降过程中产生的能量储 存起来，是一种节能环保的搬运机构;利用该机构搬运物体，具有速度快、效率高、无冲击， 特点，可以使用在深井快速搬运等特殊工况环境。综上所述，本发明为深井高速重载搬运等 工况提供了一种有效的解决方案。

Claims (6)

1. 一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，包括支撑框架(3)，在支撑框架(3)上 布置有导轨(6)，导轨⑹上有天车(7)，驱动单元⑻驱动和控制天车⑺，其特征在于，还包 括蓄能缓冲单元(2)，所述蓄能缓冲单元(2)包括并联的蓄能发电机一（11)、蓄能发电机二 (20)和缓冲气囊（16)，所述蓄能发电机一（11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊（16)上均设 置有大滚筒（21)，绳索（5)绕过支撑框架（3)上的定滑轮一（4)和天车（7)上的定滑轮二 (24)，一端固连于末端执行器(9)，另一端分成三条，分别缠绕在三个大滚筒(21)上。
2. 根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述驱动 单元(8)安装在支撑框架(3)上，包括伺服电机(28)，伺服电机(28)的输出通过联轴器(27) 传递至减速箱(26),减速箱(26)的输出通过丝杆(25)连接天车(7)，伺服电机(28)通过驱动 丝杆(25)控制天车⑺的运动，实现对物体的横向搬运。
3. 根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述蓄能 发电机一（11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊（16)转化并储存重物在从高至低的搬运过程 中产生的能量;搬运结束时，缓冲气囊（16)通过膨胀释放能量，使机构快速复位，准备下一 次搬运。
4. 根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，当末端执 行器(9)搬运重物将要达到指定位置时，大滚筒(21)带动蓄能发电机一（11)和蓄能发电机 二(20)开始工作，重物下落过程中产生的能量由蓄能发电机一（11)和蓄能发电机二(20)转 换成电能进行储存。
5. 根据权利要求4所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述蓄能 发电机一（11)和蓄能发电机二(20)开始工作的同时，带动缓冲气囊（16)工作，吸收重物产 生的部分能量，产生缓冲、抗冲击效果，搬运结束时，缓冲气囊（16)通过膨胀释放能量，大滚 筒(21)与蓄能发电机一（11)、蓄能发电机二(20)、缓冲气囊（16)分离，机构恢复到初始位 置。
6. 根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述蓄能 发电机一（11)的输出轴上设置小滚筒一（15)，蓄能发电机二(20)的输出轴上设置小滚筒二 (19)，缓冲气囊（16)的一端设置有小滚筒三（14)，另一端设置有小滚筒四（17)，其中，小滚 筒一（15)和小滚筒三(14)之间通过皮带一（13)联动，小滚筒二（19)和小滚筒四（17)之间通 过皮带二（18)联动，三个大滚筒(21)中，一个安装在缓冲气囊(16)的前端，另外两个分别安 装在蓄能发电机一 (11)和蓄能发电机二(20)的输出轴上。
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