CN106986130A - 自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明所公开的一种自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，包括四周贯通的机架，其特征在于，机架内的横梁架上设有垂直升降输送装置，垂直升降输送装置的垂直升降输送部件上固定有用于活扣幼儿园床的夹具多个，各夹具之间相互间隔设置；且垂直升降输送装置的底部设有用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接和检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的自动运行监测系统，各夹具的侧端对应于自动运行监测系统对应。其结构紧凑可靠，使用方便，实现快捷有效的将幼儿园教师内的多个床位进行自动收纳，保证收纳后孩子的活动场所相对安全及空间利用率达到最佳，收纳后的多个床位不会发生小孩撞到床位而倒塌的现象，降低人工劳动强度，使用安全稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及自动垂直升降类立体仓储设备，针对幼儿园床进行收纳存放的智能设备，因此属于自动化机械设备领域，尤其指一种自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备。
背景技术
幼儿园是孩子初涉知识的殿堂，为便于使用和管理，学校针对不同班级会设置单独的休息室和活动室。可是对于日托幼儿园来说，休息室只供孩子午休使用，如果单独占用一个教室，这样会造成空间浪费、成本增加。为节省面积、降低成本，我们可以将休息室和活动室合并为一个房间，孩子活动玩耍时将床位收纳起来，待午休时再将床位放置到位。然而如何进行收纳、床位收纳后能否能给孩子带来一个安全的活动场所、收纳前后孩子的被褥是否被打乱、怎样提高空间利用率等诸多问题都需要考虑。如果只是简单的将孩子们的床位排成一排，这样不仅占据空间面积较大，孩子玩耍时还会出现不小心绊倒或磕碰现象，另外采用教师的人力将多个床位搬运并堆叠于教室的角落，由于目前幼儿园中几乎均是女教师，而女教师的体力相对较弱，对于这种持续性每天搬运堆叠和使用时搬运摆放操作存在一定的困难，并且劳动强度较大，这样简单的堆叠容易在小孩玩耍时撞到而倒塌，因此存在一定的安全隐患，以至于孩子不能尽兴的玩、老师也要时刻保持警惕状态。针对上述问题，日托幼儿园也一直在寻求一种较好的解决方案，实现床位收纳的快捷、有效、安全及空间利用率达到最佳。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种对多个床位进行快捷有效的收纳，并保证收纳后孩子的活动场所相对安全及空间利用率达到最佳的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备。
本发明所设计的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，包括四周贯通的机架，机架内的横梁架上设有垂直升降输送装置，垂直升降输送装置的垂直升降输送部件上固定有用于活扣幼儿园床的夹具多个，各夹具之间相互间隔设置；且垂直升降输送装置的底部设有用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接和检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的自动运行监测系统，各夹具的侧端对应于自动运行监测系统对应。
进一步优选，垂直升降输送装置包括轴承座、升降主动转轴、升降从动转轴、减速电机、传动机构和作为垂直升降输送部件的垂直升降输送链条，轴承座分别固定于横梁架的顶部和底部，升降主动转轴穿接在位于横梁架顶部的轴承座上，升降从动转轴穿接在位于横梁架底部的轴承座上，减速电机通过传动机构驱动升降主动转轴；升降主动转轴上套接有上传动链轮，升降从动转轴上套接有下传动链轮，垂直升降输送链条的两端传动啮合部分别套于上传动链轮和下传动链轮上，各夹具分别固定与垂直升降输送链条的外侧。
进一步优选，夹具与幼儿园床进行活扣的具体结构为：夹具包括定位板、至少两个挡块、以及至少两根横截面呈T型状的定位柱，定位板固定于垂直升降输送链条的外侧，挡块和定位柱均固定于定位板的外侧，挡块位于定位柱的下方，定位板的端部延伸有检测板，且定位柱的头部插入于幼儿园床护栏侧面的葫芦孔。
进一步优选，传动机构包括主动链轮、从动链轮和传动链条，主动链轮套接于减速电机的转轴上，从动链轮套接于升降主动转轴上，传动链条的两端传动啮合部分别套于主动链轮和从动链轮上，减速电机上的电机采用直流无刷电机。
进一步优选，机架内的横梁架包括顶横梁、底横梁和连接杆，升降主动转轴上的轴承座固定于顶横梁的顶部，且升降主动转轴位于顶横梁的上方；升降从动轴上的轴承座固定于底横梁的底部，且升降从动转轴位于底横梁的下方；顶横梁和底横梁通过连接杆进行连接固定，减速电机固定于顶横梁的顶部。
进一步优选，自动运行监测系统包括PLC控制器、用于检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的接近开关和用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接的超声波传感器，接近开关和超声波传感器均与PLC控制器信号传输连接，且接近开关和超声波传感器均固定于机架上，且接近开关和超声波传感器的位置分别与夹具相对应，检测杆的位置对应于接近开关。
进一步优选，还包括用于定位输送幼儿园床的导向定位机构，导向定位机构固定于机架底部的内侧，且位于升降从动转轴的下方，导向定位机构内安装有供幼儿园床作直线滑行的圆柱滚子轴承。
进一步优选，导向定位机构上固定有用于检测是否有孩童和其余物品进入设备内的光栅传感器，且光栅传感器与PLC控制器信号传输连接。
进一步优选，还包括实时监控接近开关、超声波传感器和光栅传感器运行状态的触摸屏，触摸屏与PLC控制器信号传输连接，且触摸屏固定于机架的外侧。
进一步优选，机架的贯通口处横向设有用于限位幼儿园床的安全防护装置，安全防护装置的正面设有电动门。
本发明所设计的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其结构紧凑可靠，使用方便，实现快捷有效的将幼儿园教师内的多个床位进行自动收纳，并保证收纳后孩子的活动场所相对安全及空间利用率达到最佳，而且利用此方式进行堆叠后的多个床位不会发生小孩撞到床位而倒塌的现象，降低人工劳动强度，使用安全稳定可靠。
附图说明
图1是实施例1的整体结构示意图(一)；
图2是实施例1的整体结构示意图(二)；
图3是实施例1的床位摆放结构示意图。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-图3所示，本实施例所描述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，包括四周贯通的机架1，机架1内的横梁架21上设有垂直升降输送装置23，垂直升降输送装置23的垂直升降输送部件上固定有用于活扣幼儿园床的夹具2多个，各夹具2之间相互间隔设置；且垂直升降输送装置23的底部设有用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接和检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的自动运行监测系统，各夹具2的侧端对应于自动运行监测系统对应。
本实施例中垂直升降输送装置23包括轴承座24、升降主动转轴7、升降从动转轴8、减速电机5、传动机构6和作为垂直升降输送部件的垂直升降输送链条9，轴承座24分别固定于横梁架21的顶部和底部，升降主动转轴7穿接在位于横梁架21顶部的轴承座24上，升降从动转轴8穿接在位于横梁架21底部的轴承座24上，减速电机5通过传动机构6驱动升降主动转轴7；升降主动转轴7上套接有上传动链轮10，升降从动转轴8上套接有下传动链轮22，垂直升降输送链条9的两端传动啮合部分别套于上传动链轮10和下传动链轮20上，各夹具2分别固定与垂直升降输送链条9的外侧。其结构升降主动转轴7由减速电机5带动上传动链轮10实现正反往复旋转运动，垂直升降输送链条9带动下传动链轮22的正反往复旋转运动，从而实现垂直升降输送链条9绕上传动链轮10和下传动链轮10进行往复回转的垂直升降运动，进一步实现幼儿园床在垂直升降输送链条9上通过夹具2进行上升收纳和下降摆放的动作。其中垂直升降输送链条9和上、下传动链轮的链传动可替换为皮带传动的皮带和上、下传动带轮，或者将整体垂直升降输送装置替换为在减速电机上套接绳轮，利用绳轮卷绕钢丝绳实现夹具的升降。
本实施例中夹具2与幼儿园床进行活扣的具体结构为：夹具2包括定位板19、至少两个挡块12、以及至少两根横截面呈T型状的定位柱11，定位板19固定于垂直升降输送链条9的外侧，挡块12和定位柱11均固定于定位板19的外侧，挡块12位于定位柱11的下方，定位板19的端部延伸有检测板20，且定位柱19的头部插入于幼儿园床护栏侧面的葫芦孔13。其结构的定位板19固定时采用螺栓固定于垂直升降输送链条9的外侧，当床推至一定位板19的外侧位置时，定位柱11的头部位于葫芦孔13的大口径处，当床上升时，定位柱11的头部紧密卡在葫芦孔13的小口径中，达到两者紧密配合定位，而通过挡块12与幼儿园床进行配合定位，具有防止床在升降时发生翻转的作用，床在升降过程中可避免出现滑落现象，避免安全事故的发生。其中葫芦孔13的结构为下部圆孔，圆孔的上侧具有与之连通的竖直长形孔。
本实施例中传动机构6包括主动链轮、从动链轮和传动链条，主动链轮套接于减速电机5的转轴上，从动链轮套接于升降主动转轴7上，传动链条的两端传动啮合部分别套于主动链轮和从动链轮上，减速电机5上的电机采用直流无刷电机。其中传动机构还可采用齿轮啮合传动进行减速电机5与升降主动转轴7之间的传动，并且链传动和齿轮传动，传动时平稳可靠，传动精度较高。
本实施例中机架1内的横梁架21包括顶横梁211、底横梁212和连接杆213，升降主动转轴7上的轴承座24固定于顶横梁211的顶部，且升降主动转轴7位于顶横梁211的上方；升降从动轴8上的轴承座24固定于底横梁212的底部，且升降从动转轴7位于底横梁212的下方；顶横梁211和底横梁212通过连接杆213进行连接固定，减速电机5固定于顶横梁211的顶部。其结构使得结构紧凑可靠，提升机架1的牢固程度，而且轴承座和减速电机安装方便，固定牢固。
本实施例中自动运行监测系统包括PLC控制器25、用于检测判断夹具2是否进入机架1底部设定位置的接近开关16和用于检测判断幼儿园床是否与夹具2连接的超声波传感器15，接近开关16和超声波传感器15均与PLC控制器25信号传输连接，且接近开关15和超声波传感器16均固定于机架1上，且接近开关15和超声波传感器16的位置分别与夹具2相对应，检测杆20的位置对应于接近开关15。其中超声波传感器通过对距离进行控制，来检测收纳时床位是否推置到位(夹具2与床扣接)或摆放时床位是否从设备上移出(夹具2与床分离)。接近开关同PLC控制器25的有机结合实现幼儿园床上升速度快慢的调节转换，实现需要与床连接的夹具是否进入预设位置的控制，从而达到床停放位置的精确控制。
本实施例中还包括用于定位输送幼儿园床的导向定位机构3，导向定位机构3固定于机架1底部的内侧，且位于升降从动转轴8的下方，导向定位机构3内安装有供幼儿园床作直线滑行的圆柱滚子轴承。幼儿园床在被推进设备内的过程中，床左右支撑杆沿圆柱滚子轴承直线滑动，当床推到接近开关的对应位置后，夹具2上的定位柱正好坐落在护栏上定位孔的大口径处，实现床位置的精确定位。
本实施例中导向定位机构3上固定有用于检测是否有孩童和其余物品进入设备内的光栅传感器17，且光栅传感器17与PLC控制器25信号传输连接。当光栅传感器17检测到有孩童和其余物品进入设备内，则光栅传感器17反馈至PLC控制器25中，PLC控制器25作出设备停止工作的指令进行完全停止设备自动运行。
本实施例中还包括实时监控接近开关15、超声波传感器16和光栅传感器17运行状态的触摸屏18，触摸屏18与PLC控制25器信号传输连接，且触摸屏18固定于机架的外侧。其结构便于监控各传感器的运行状况，以便于及时更换损坏的元器件。
本实施例中机架1的贯通口处横向设有用于限位幼儿园床的安全防护装置4，安全防护装置4的正面设有电动门。安全防护装置4围挡在机架1四周，防止孩子进入设备室内，且安全防护装置4的正面设有电动门，可方便开合，便于床具的收纳、摆放及设备的维护。
工作原理：用户可以根据教室空间大小自行选择设备组数及收纳床数，每组设备均为独立的升降收纳系统。本设备在2.7米高的教室内，暂设一台设备摆放五张床，在7.2米长的教室内，可水平摆放最少五组设备，设备宽度同幼儿园床宽度一致，实现空间利用率最大化。具体地说，升降主动转轴7和升降从动轴8通过轴承座分别安装在机架1内的横梁架21顶部和底部，实现空间的整体定位。减速电机5通过链传动带动升降主动转轴7实现正反转运动，垂直升降输送链条9在上、下传动链轮的驱动下实现回转往复垂直升降，从而达到多个幼儿园床在垂直升降输送链条9的一侧上升时进行逐个收纳以及垂直升降输送链条9上收纳有多个幼儿园床的一侧下降时进行逐个摆放，夹具2安装在升降输送链条9上，幼儿园床通过夹具2上的定位柱11和床的葫芦孔13相连接。该设备垂直升降输送链条9上仅装有四个夹具即可实现五张床的收纳，起始位置第一个夹具位于机架1最底端：收纳床位时电机正向旋转，床被推进设备，推进过程中床左右支撑杆沿导向定位机构3中的圆柱滚子轴承直线滑动，同时超声波传感器16检测床是否推置到位，到位后超声波传感器16发出指令信号，PLC控制器25接收信号控制减速电机带动输送链条9实现床的收纳和上升，上升时夹具上的定位柱11紧密卡在床葫芦孔13的小口径中，实现幼儿园床位的安全收纳。床位上升速度快慢由接近开关和PLC控制器25进行控制调节，当接近开关15的感应面检测到第二个夹具2的检测板时，电机停止运转，此时第二个夹具2准确停在机架1最底端，依次类推进行第三张床的推放；当第四张床收纳完毕后，电机停止工作，第五张床直接被推放机架1最底部的位置即可；摆放床位时电机反向旋转，超声波传感器16首先检测第五张床是否从设备上移出，移出后超声波传感器16发出指令信号，PLC控制器25接收信号后控制减速电机5带动垂直升降输送链条9实现床的下降，当接近开关15的感应面检测到第四张床的检测板20时，电机停止工作，此时第四张床准确停在机架1最底端，床被拉出，直到五张床全部从设备上移出。在对床收纳或摆放过程中，光栅传感器17一旦检测到有小孩和物品进入设备室，电机立即停止工作，触摸屏18用来实时监控各传感器运行状态以便及时更换损坏元器件。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，包括四周贯通的机架，其特征在于，机架内的横梁架上设有垂直升降输送装置，垂直升降输送装置的垂直升降输送部件上固定有用于活扣幼儿园床的夹具多个，各夹具之间相互间隔设置；且垂直升降输送装置的底部设有用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接和检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的自动运行监测系统，各夹具的侧端对应于自动运行监测系统对应。
2.根据权利要求1所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，垂直升降输送装置包括轴承座、升降主动转轴、升降从动转轴、减速电机、传动机构和作为垂直升降输送部件的垂直升降输送链条，轴承座分别固定于横梁架的顶部和底部，升降主动转轴穿接在位于横梁架顶部的轴承座上，升降从动转轴穿接在位于横梁架底部的轴承座上，减速电机通过传动机构驱动升降主动转轴；升降主动转轴上套接有上传动链轮，升降从动转轴上套接有下传动链轮，垂直升降输送链条的两端传动啮合部分别套于上传动链轮和下传动链轮上，各夹具分别固定与垂直升降输送链条的外侧。
3.根据权利要求2所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，夹具与幼儿园床进行活扣的具体结构为：夹具包括定位板、至少两个挡块、以及至少两根横截面呈T型状的定位柱，定位板固定于垂直升降输送链条的外侧，挡块和定位柱均固定于定位板的外侧，挡块位于定位柱的下方，定位板的端部延伸有检测板，且定位柱的头部插入于幼儿园床护栏侧面的葫芦孔。
4.根据权利要求3所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，传动机构包括主动链轮、从动链轮和传动链条，主动链轮套接于减速电机的转轴上，从动链轮套接于升降主动转轴上，传动链条的两端传动啮合部分别套于主动链轮和从动链轮上，减速电机上的电机采用直流无刷电机。
5.根据权利要求4所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，机架内的横梁架包括顶横梁、底横梁和连接杆，升降主动转轴上的轴承座固定于顶横梁的顶部，且升降主动转轴位于顶横梁的上方；升降从动轴上的轴承座固定于底横梁的底部，且升降从动转轴位于底横梁的下方；顶横梁和底横梁通过连接杆进行连接固定，减速电机固定于顶横梁的顶部。
6.根据权利要求5所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，自动运行监测系统包括PLC控制器、用于检测判断夹具是否进入机架底部设定位置的接近开关和用于检测判断幼儿园床是否与夹具连接的超声波传感器，接近开关和超声波传感器均与PLC控制器信号传输连接，且接近开关和超声波传感器均固定于机架上，且接近开关和超声波传感器的位置分别与夹具相对应，检测杆的位置对应于接近开关。
7.根据权利要求6所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，还包括用于定位输送幼儿园床的导向定位机构，导向定位机构固定于机架底部的内侧，且位于升降从动转轴的下方，导向定位机构内安装有供幼儿园床作直线滑行的圆柱滚子轴承。
8.根据权利要求7所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，导向定位机构上固定有用于检测是否有孩童和其余物品进入设备内的光栅传感器，且光栅传感器与PLC控制器信号传输连接。
9.根据权利要求8所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，还包括实时监控接近开关、超声波传感器和光栅传感器运行状态的触摸屏，触摸屏与PLC控制器信号传输连接，且触摸屏固定于机架的外侧。
10.根据权利要求1所述的自动垂直升降立体收纳幼儿园床的设备，其特征在于，机架的贯通口处横向设有用于限位幼儿园床的安全防护装置，安全防护装置的正面设有电动门。
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