CN106672565B - 一种大跨距无梁轨道运输机及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨距无梁轨道运输机，由两台独立的且呈对称设置的单轨运输机组成，单轨运输机包括：承载轨道；与承载轨道对应设置的平衡轨道；升降滑轨，其分别与承载轨道和平衡轨道活动连接，升降滑轨上设有可上下滑动的升降钩；以及驱动组件，其固定安装在升降滑轨上，由驱动组件驱动升降滑轨在承载轨道和平衡轨道上水平移动；同时驱动组件还与升降钩连接，以驱动升降钩在升降滑轨上上下滑动。本发明的大跨距无梁轨道运输机取消了刚性横梁，获得最大的性能优势，且最大限度降低了制造和维护成本，实现了高效、灵活和节能的全自动大跨距物料运输的目的。

Description

一种大跨距无梁轨道运输机及其控制系统

技术领域

本发明属于物料运输技术领域，尤其涉及一种适用于任何需要通过有两个或以上支点的专用吊具实现自动物料运输的大跨距无梁轨道运输机。

背景技术

在许多应用场合，如金属管棒型材表面处理线，金属线材表面处理线，汽车车身表面处理线，金属铸件表面处理线，大型货物装运线，核燃料/废料装运线等，但不限于这些应用场合，需要采用轨道运输机根据处理制程要求将物料准确高效送入指定位置。运输机的结构类似于起重行车，其跨度相当于物料的长度。由于物料通常具有较大长度，最大可达30米或更长，与之相配的运输机的轨道跨度亦相应做大。

传统的行车结构的大跨度运输机依靠刚性横梁连接两边轨道上的驱动装置，使两端的运动速度相同，但随着跨度的增大，这种运输机的弊端也越来越明显，具体存在以下缺点：a、为了保证一定的整体刚性，运输机自身质量随着跨度急剧增大，后果就是运行能耗大大增加；b、根据不同的负载和跨度要求，每台运输机都必须专门定制，设备设计和制造成本居高不下；c、运输机两端在高频次的往复行驶中会导致严重的偏移，原因多为车轮机械加工误差和磨损、轨道安装误差、轨道不均匀磨损、电机转速不同步等，这种情况下，轻则出现咬轨现象导致运输机停车，重则导致放置和提取物料时，运输机一端因为偏移而使物料吊具脱离升降吊钩而坠落，造成设备和物料毁坏；d、为避免物料负载在加减速时影响运输机重心平衡，运输机运行速度严重受限，无法进一步提高效率。有些设计在运输机横梁上安装刚性吊杆连接物料吊具，进一步加大运输机整机质量，并增加设备高度；e、在平行弯道中，外弯轨道和内弯轨道的长度差异导致运输机两端的线速度差异，极易出现偏移导致咬轨。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种适用于任何需要通过有两个或以上支点的专用吊具实现自动物料运输的大跨距无梁轨道运输机，取消刚性横梁满足了高效精准的生产和运输需要，实现了物料运输的全自动化运行。

为实现上述目的，本发明具体采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种大跨距无梁轨道运输机，由两台独立的且呈对称设置的单轨运输机组成，所述单轨运输机包括：

承载轨道；

与所述承载轨道对应设置的平衡轨道；

升降滑轨，其分别与所述承载轨道和所述平衡轨道活动连接，所述升降滑轨上设有可上下滑动的升降钩；以及

驱动组件，其固定安装在所述升降滑轨上，由所述驱动组件驱动所述升降滑轨在所述承载轨道和平衡轨道上水平移动；同时所述驱动组件还与所述升降钩连接，以驱动所述升降钩在所述升降滑轨上上下滑动。

进一步地，所述两台独立的且呈对称设置的单轨运输机之间通过吊具非永久性连接，所述吊具的两端分别与所述升降钩非永久性连接。

进一步地，所述驱动组件包括行走电动机、行走轮、升降卷扬机和缆绳；其中，所述行走轮设置于所述升降滑轨和所述承载轨道之间，并由所述行走电动机通过行走轮带动所述升降滑轨在所述承载轨道和平衡轨道上水平移动；所述缆绳与所述升降钩连接，并由所述升降卷扬机经所述缆绳带动升降钩在所述升降滑轨上上下滑动。

进一步地，所述承载轨道和所述平衡轨道均为H型钢或类似结构。

进一步地，所述升降滑轨通过压力轮与所述平衡轨道活动连接。

进一步地，还包括与所述驱动组件连接的控制器。

进一步地，还包括与所述控制器连接的数据通讯装置，两台所述数据通讯装置之间进行数据交换。

本发明的第二个方面是提供一种所述大跨距无梁轨道运输机的控制系统，由两台独立的单轨运输机控制系统组成，所述单轨运输机控制系统包括：

行走模块，其由行走电动机、行走电动机变频或伺服驱动装置、行走电动机测速器和行走线性定位检测装置组成，所述行走电动机与所述行走电动机变频或伺服驱动装置连接，用于控制升降滑轨在承载轨道和平衡轨道上水平移动；

升降模块，其由升降电动机、升降电动机变频或伺服驱动装置、升降电动机测速器和升降线性定位检测装置组成，所述升降电动机与所述升降电动机变频或伺服驱动装置连接，用于控制升降钩在承载轨道和平衡轨道上垂直移动；

可编程控制器，其分别与行走电动机变频或伺服驱动装置、升降电动机变频或伺服驱动装置、行走线性定位检测装置和升降线性定位检测装置连接，用于接收或处理所述行走模块、升降模块反馈的位置、速度和状态数据；

数据通讯模块，其为无线或有线通讯装置，用于将对应可编程控制器的信号或数据与另一个的数据通讯模块进行交换。

进一步地，所述行走电动机测速器分别与所述行走电动机和行走电动机变频或伺服驱动装置连接；所述升降电动机测速器分别与所述升降电动机和升降电动机变频或伺服驱动装置连接。

进一步地，在数据通讯模块进行数据交换的协调运行模式下，任何一台单轨运输机数据通讯交换中断或控制系统发生故障，则将导致两台运输机同步快速停车。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的大跨距无梁轨道运输机，通过将2台独立的单轨运输机以对称方式分置在两边轨道，其中一台单轨运输机作为配置智能化控制系统的引导机，另一台单轨运输机作为配置智能化控制系统随从机，2台单轨运输机之间没有刚性连接，取消刚性横梁可以获得最大的性能优势；此外，2台单轨运输机的机械结构和电气控制系统配置完全一致并进行数据交换，实现了机电一体化设置，无论是引导机还是随从机，可最大限度降低制造和维护成本；本发明的大跨距无梁轨道运输机以较低的设备投资成本，实现了高效、灵活和节能的全自动大跨距物料运输的目的。

附图说明

图1为本发明一种大跨距无梁轨道运输机在无负载状态下升降钩处于最低位置的结构示意图，1a为无负载状态下的侧视图，1b为无负载状态下的正视图；

图2为本发明一种大跨距无梁轨道运输机在负载状态下升降钩处于最高位置的结构示意图，2a为负载状态下的侧视图，2b为负载状态下的正视图；

图3为本发明一种优选实施例的大跨距无梁轨道运输机在无负载状态下升降钩处于最低位置的结构示意图，3a为无负载状态下的侧视图，3b为无负载状态下的正视图；

图4为本发明一种优选实施例的大跨距无梁轨道运输机在负载状态下升降钩处于最高位置的结构示意图，4a为负载状态下的侧视图，4b为负载状态下的正视图；

图5为本发明一种大跨距无梁轨道运输机的电气控制原理结构示意图；

其中，1-承载轨道，2-平衡轨道，3-驱动组件，31-行走轮，32-升降卷扬机， 33-缆绳，4-平衡组件，41-压力轮，5-升降滑轨，6-升降钩，7-吊具；E1-行走模块，E11-行走电动机，E12-行走电动机变频或伺服驱动装置，E13-行走电动机测速器，E14-行走线性定位检测装置，E2-升降模块，E21-升降电动机，E22- 升降电动机变频或伺服驱动装置，E23-升降电动机测速器，E24-升降线性定位检测装置，E3-可编程控制器，E4-数据通讯模块。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

如图1-4所示，本发明实施例提供了一种大跨距无梁轨道运输机，由两台独立的且呈对称设置的单轨运输机组成，如图1b、2b、3b、4b所示的左右对称式结构，该单轨运输机包括：

承载轨道1，该承载轨道1采用H型钢承载轨道，其长度取决于运输机的最大行程；

与承载轨道对应设置的平衡轨道2，其采用H型钢平衡轨道，其长度取决于运输机的最大行程；

升降滑轨5，其分别与承载轨道1和平衡轨道2活动连接，升降滑轨1上设有可上下滑动的升降钩6，升降滑轨5的高度取决于物料的外形尺寸和起吊高度；以及

驱动组件3，其固定安装在升降滑轨5上，由驱动组件3驱动升降滑轨5在承载轨道1和平衡轨道2上水平移动；同时驱动组件3还与升降钩6连接，以驱动升降钩6在升降滑轨5上进行上下滑动，如图1a、2a、3a、4a所示。

于上述技术方案的基础上，两台独立的且呈对称设置的单轨运输机之间通过吊具7非永久性连接，吊具7的两端分别与升降钩6非永久性连接；升降钩6 用于连接吊具7，其结构可以根据吊具7的形状和载荷设计；吊具7主要用于连接物料，其形状取决于物料的生产工艺要求。

于上述技术方案的基础上，驱动组件3包括行走电动机(图中未示出)、行走轮31、升降卷扬机32和缆绳33；其中，驱动组件3配置有两对行走轮31，该行走轮31采用夹抱轮，抱持H型钢承载轨道1防止行走轮31走偏，行走轮 31设置于升降滑轨5和承载轨道1之间，并由行走电动机通过行走轮31带动升降滑轨5在承载轨道1和平衡轨道2上水平移动；缆绳33与升降钩6连接，并由升降卷扬机32经缆绳33带动升降钩6在升降滑轨5上进行上下滑动，从而实现物料的无梁运输。

于上述技术方案的基础上，升降滑轨5通过平衡组件4与平衡轨道活动连接。具体地，该平衡组件4的目的是用于抵消负载惯性造成的垂直摆动，具体通过配置有两对压力轮41，压力轮41采用夹抱轮，抱持H型钢平衡轨道2防止压力轮41走偏，压力轮41与平衡轨道2接触。

于上述技术方案的基础上，还包括与驱动组件连接的控制器(图中未示出)，其分别与行走电动机和升降卷扬机32连接，并配置有行走线性定位检测装置和升降线性定位检测装置连接，用于接收或处理行走轮31、升降钩6、行走线性定位检测装置和升降线性定位检测装置反馈的位置、速度和状态数据。

于上述技术方案的基础上，还包括与控制器连接的数据通讯装置，两台单轨运输机的数据通讯装置之间无线通讯，光缆或电缆进行数据交换，包括交换(升降钩6)位置、速度及运行状态数据。

作为本发明的一个优选实施例，如图1-2所示，承载轨道1设置于平衡轨道 2的上方位置。其中，图1a、1b为该大跨距无梁轨道运输机在无负载状态下的结构示意图，此时，通过是升降卷扬机32带动升降钩6在升降滑轨5上上下滑动与吊具7脱离接触，使得升降钩6在最低位置，然后通过行走电动机带动升降钩6水平移动，2台单轨运输机组成的大跨距无梁轨道运输机可以自由行走而不会碰撞吊具7；图2a、2b为该大跨距无梁轨道运输机在负载状态下的结构示意图，此时，升降钩6在最高位置，通过升降电动机32带动升降钩6使物料吊具7提升至最高点，然后通过行走电动机带动升降钩6水平移动以将物料和吊具7 一起送往下一个指定位置。

作为本发明的一个优选实施例，如图3-4所示，承载轨道1设置于平衡轨道 2的下方位置。其中，图3a、3b为该大跨距无梁轨道运输机在无负载状态下的结构示意图，此时，通过升降卷扬机32带动升降钩6在升降滑轨5上上下滑动与吊具7脱离接触，使得升降钩6在最低位置，然后通过行走电动机带动升降钩 6水平移动，2台单轨运输机组成的大跨距无梁轨道运输机可以自由行走而不会碰撞吊具7；图4a、4b为该大跨距无梁轨道运输机在负载状态下的结构示意图，此时，升降钩6在最高位置，通过升降电动机32带动升降钩6使物料吊具7提升至最高点，然后通过行走电动机带动升降钩6水平移动以将物料和吊具7一起送往下一个指定位置。

于上述技术方案的基础上，在升降钩6在最低位置和最高位置移动的过程期间，当两台配对的单轨运输机有物料吊具7时，该两台配对的单轨运输机之间必须采取协调运行模式。即各自的控制器之间交换位置、速度和状态数据。其中一台作为引导机的单轨运输机将数据发送给作为随从机的另一台单轨运输机后，随从机根据程序和引导机数据设定自身的跟随目标。随从机的数据发送给引导机，用于监督随从机是否发生错误。在协调运行模式下，数据通讯中断或任何一台发生故障将导致两台单轨运输机同步快速停车。

于上述技术方案的基础上，在升降钩6在最低位置和最高位置移动的过程期间，当两台配对的单轨运输机之间无物料吊具7时，运输机可以采取自由运行模式，引导机和随从机之间没有数据交换的必要，以提高运动速度。

如图5所示，本发明实施例还提供一种大跨距无梁轨道运输机的控制系统，由两台独立的单轨运输机控制系统组成，单轨运输机控制系统包括：

行走模块E1，其由行走电动机E11、行走电动机变频或伺服驱动装置E12、行走电动机测速器E13和行走线性定位检测装置E14组成，行走电动机E11与行走电动机变频或伺服驱动装置E12连接，用于控制升降滑轨5在承载轨道1 和平衡轨道2上水平移动；

升降模块E2，其由升降电动机E21、升降电动机变频或伺服驱动装置E22、升降电动机测速器E23和升降线性定位检测装置E24组成，升降电动机E21与升降电动机变频或伺服驱动装置E22连接，用于控制升降钩6在承载轨道1和平衡轨道2上垂直移动；

可编程控制器E3，其分别与行走电动机变频或伺服驱动装置E12、升降电动机变频或伺服驱动装置E22、行走线性定位检测装置E23和升降线性定位检测装置E24连接，用于接收或处理行走模块E1、升降模块E2反馈的位置、速度和状态数据；

数据通讯模块E4，其为无线或有限通讯装置，用于将对应的可编程控制器 E3的信号或数据通过无线或有线通讯与另一个的数据通讯模块E4进行交换。

于上述技术方案的基础上，行走电动机测速器E13分别与行走电动机E11 和行走电动机变频或伺服驱动装置E12连接；升降电动机测速器E23分别与升降电动机E21和升降电动机变频或伺服驱动装置E22连接。

于上述技术方案的基础上，在两台单轨运输机控制系统的数据通讯模块E4 进行数据交换的协调运行模式下，任何一台单轨运输机的数据通讯交换中断或控制系统发生故障，则将导致两台单轨运输机同步快速停车。

本发明的大跨距无梁轨道运输机所采用的主要技术方案是：将2台独立的单轨运输机以对称方式分置两边轨道，其中一台单轨运输机为配置智能化控制系统的引导机，另一台单轨运输机为配置智能化控制系统随从机。两机的机械结构和传感器配置完全一致，引导机控制器通过无线通讯，光缆或电缆与随从机交换位置、速度及运行状态数据。2台运输机之间没有刚性连接，对于大跨度物料运输机来说，取消刚性横梁可以获得最大的性能优势。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，由两台独立的且呈对称设置的单轨运输机组成，所述单轨运输机包括：

承载轨道；

与所述承载轨道对应设置的平衡轨道；

升降滑轨，其分别与所述承载轨道和所述平衡轨道活动连接，所述升降滑轨上设有可上下滑动的升降钩；以及

驱动组件，其固定安装在所述升降滑轨上，由所述驱动组件驱动所述升降滑轨在所述承载轨道和平衡轨道上水平移动；同时所述驱动组件还与所述升降钩连接，以驱动所述升降钩在所述升降滑轨上上下滑动。

2.根据权利要求1所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，所述两台独立的且呈对称设置的单轨运输机之间通过吊具非永久性连接，所述吊具的两端分别与所述升降钩非永久性连接。

3.根据权利要求1所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，所述驱动组件包括行走电动机、行走轮、升降卷扬机和缆绳；其中，所述行走轮设置于所述升降滑轨和所述承载轨道之间，并由所述行走电动机通过行走轮带动所述升降滑轨在所述承载轨道和平衡轨道上水平移动；所述缆绳与所述升降钩连接，并由所述升降卷扬机经所述缆绳带动升降钩在所述升降滑轨上上下滑动。

4.根据权利要求1所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，所述承载轨道和所述平衡轨道均为H型钢。

5.根据权利要求1所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，所述升降滑轨通过压力轮与所述平衡轨道连接。

6.根据权利要求1所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，还包括与所述驱动组件连接的控制器。

7.根据权利要求6所述的大跨距无梁轨道运输机，其特征在于，还包括与所述控制器连接的数据通讯装置，两台所述数据通讯装置之间进行数据交换。

8.一种如权利要求1-7任一项所述大跨距无梁轨道运输机的控制系统，其特征在于，由两台独立的单轨运输机控制系统组成，所述单轨运输机控制系统包括：

行走模块，其由行走电动机、行走电动机变频或伺服驱动装置、行走电动机测速器和行走线性定位检测装置组成，所述行走电动机与所述行走电动机变频或伺服驱动装置连接，用于控制升降滑轨在承载轨道和平衡轨道上水平移动；

升降模块，其由升降电动机、升降电动机变频或伺服驱动装置、升降电动机测速器和升降线性定位检测装置组成，所述升降电动机与所述升降电动机变频或伺服驱动装置连接，用于控制升降钩在承载轨道和平衡轨道上垂直移动；

可编程控制器，其分别与行走电动机变频或伺服驱动装置、升降电动机变频或伺服驱动装置、行走线性定位检测装置和升降线性定位检测装置连接，用于接收或处理所述行走模块、升降模块反馈的位置、速度和状态数据；

数据通讯模块，其为无线或有线通讯装置，用于将对应可编程控制器的信号或数据与另一个的数据通讯模块进行交换。

9.根据权利要求8所述的大跨距无梁轨道运输机的控制系统，其特征在于，所述行走电动机测速器分别与所述行走电动机和行走电动机变频或伺服驱动装置连接；所述升降电动机测速器分别与所述升降电动机和升降电动机变频或伺服驱动装置连接。

10.根据权利要求8所述的大跨距无梁轨道运输机的控制系统，其特征在于，在数据通讯模块进行数据交换的协调运行模式下，任何一台单轨运输机数据通讯交换中断或控制系统发生故障，则将导致两台运输机同步快速停车。