CN107825406B - 一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置及其应用，包括导向驱动底座、电机驱动机构、传动机构、承载机构和弹性导向机构，所述承载机构、弹性导向机构设置在导向驱动底座内相对的两侧，所述电机驱动机构设置在导向驱动底座外一侧并通过传动机构传递运动。利用本发明龙门机械手桁架导向驱动装置，在龙门机械手桁架运动过程中能减小整体结构变形，提高龙门机械手桁架在高速度、大载荷运动时的稳定性，同时也提高了龙门机械手桁架运行时的安全性，提高了工作效率，降低了用工成本，且本发明龙门机械手桁架导向驱动装置结构设计合理、造价成本低、安装使用方便，具有良好的经济效益和市场价值。

Description

一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置及其应用

技术领域

本发明涉及应用于车间长距离物流中货物搬运机械手领域，特别涉及一种应用于高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置。

背景技术

目前，在车间物流作业中，对于需要长距离搬运码垛、重量大的货物，常常使用叉车或行吊等物流设备进行运输，这种运输方式一次运送货物的数量需根据设备参数确定，且全程由人力操作完成。为提高物流效率，在相对较小的车间中，通过增加物流设备来提高运输能力，势必会导致物流现场管理难度增大，甚至出现物流秩序混乱问题。现有长距离搬运码垛大重量货物的方法，存在工作效率低、码垛质量差、用工量大、劳动强度高等问题，成为影响货物物流的瓶颈。

传统行吊通常是齿轮齿条驱动或滚轮型钢驱动方式。齿轮齿条驱动制造安装精度要求高、维护成本高，运输效率较低，不适宜做远距离传送。滚轮型钢驱动方式是滚轮在型钢上滚动，结构笨重，速度较慢，精度较低。

龙门式机械手具有载荷大、速度快、精度高、可大跨距运动、可编程自动控制的优点和基础，符合搬运码垛高速度、大载荷、大跨距的要求，但当前普遍使用的导轨滑块驱动式龙门机械手，精度要求高，承载能力有限，成本高，不适宜大跨距重载运动，需要通过合理的结构设计方能达到此目的。但设计的关键问题是，解决龙门机械手桁架的导向驱动，以及在快速启停和高速运动时的稳定性和安全性问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高速重载大跨距龙门机械手导向驱动装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高速重载大跨距龙门机械手导向驱动装置，旨在满足货物物流快速、重载、大跨距要求，提高工作效率、提升码垛质量、减少用工量，降低企业成本。

本发明还提供上述高速重载大跨距龙门机械手导向驱动装置的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，包括导向驱动底座、电机驱动机构、传动机构、承载机构和弹性导向机构，所述承载机构、弹性导向机构设置在导向驱动底座内相对的两侧，所述电机驱动机构设置在导向驱动底座外一侧并通过传动机构传递运动。

优选的，所述导向驱动底座为矩形框架结构，矩形框架结构上开设有减重孔。

优选的，所述承载机构包括同心承重轮和承重轮紧定螺母，同心承重轮通过中心轴连接在导向驱动底座内一侧并通过承重轮紧定螺母与中心轴螺纹连接。

优选的，所述弹性导向机构包括偏心导向轮、自动调整轮座、导向轮导向轴和导向轮导向弹簧，自动调整轮座通过导向轮导向轴连接在导向驱动底座内另一侧，导向轮导向弹簧套装在导向轮导向轴上并位于自动调整轮座与导向驱动底座之间，偏心导向轮设置在自动调整轮座上。

优选的，所述电机驱动机构包括驱动电机及减速机、自动调整电机座、电机座固定销轴、电机座导向轴、电机座导向弹簧和电机座活动销轴，所述自动调整电机座的两侧分别通过电机座固定销轴、电机座活动销轴与导向驱动底座铰接，所述电机座导向轴一端与导向驱动底座连接，另一端依次穿过自动调整电机座、电机座导向弹簧后与螺母连接，所述驱动电机及减速机安装在自动调整电机座上。

优选的，所述传动机构选用齿轮齿条传动，齿轮与减速机连接，齿条设置在导向承载导轨上并与齿轮相配合。

优选的，所述导向驱动装置还包括刚性导向机构，刚性导向机构包括刚性导向轴承和刚性导向轴，刚性导向轴的一端与导向驱动底座连接，另一端与刚性导向轴承的内圈连接。

优选的，所述导向驱动底座的一侧设置有2个承载机构和2个刚性导向机构，另一侧并排设置有2个弹性导向机构。

一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置的使用方法，包括以下步骤：

将整个导向驱动装置安装在机械手机架上，其中同心承重轮安放在导向承载导轨上，弹性导向机构和刚性导向机构位于导向承载导轨的两侧，其中刚性导向轴承和偏心导向轮与导向承载导轨之间留有间隙，最后将龙门机械手桁架定位安装在导向驱动底座的上表面，后续通过电机驱动机构和传动机构驱动整个导向驱动装置带动龙门机械手桁架运行。

本发明的有益效果在于：

利用本发明龙门机械手桁架导向驱动装置，可以实现大跨距高速重载龙门机械手桁架的快速平稳运动，在龙门机械手桁架运动过程中能减小整体结构变形，提高龙门机械手桁架在高速度、大载荷运动时的稳定性，同时也提高了龙门机械手桁架运行时的安全性，提高了工作效率，降低了用工成本，且本发明龙门机械手桁架导向驱动装置结构设计合理、造价成本低、安装使用方便，具有良好的经济效益和市场价值。

附图说明

图1为本发明导向驱动装置导向驱动示意图；

图2为本发明导向驱动装置装配示意图；

图3为承载机构与刚性导向机构的结构示意图；

图4为电机驱动机构的结构示意图；

图5为弹性导向机构的结构示意图；

其中：1导向驱动装置，2机械手机架，3导向承载导轨，4传动机构，11导向驱动底座，12承载机构，13电机驱动机构，14弹性导向机构，15刚性导向机构，121同心承重轮，122承重轮紧定螺母，131驱动电机及减速机，132自动调整电机座，133电机座固定销轴，134电机座导向轴，135电机座导向弹簧，136电机座活动销轴，141偏心导向轮，142自动调整轮座，143导向轮导向轴，144导向轮导向弹簧，151刚性导向轴承，152刚性导向轴。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本实施例提供一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，整个导向驱动装置1安装在龙门机械手机架2的导向承载导轨3上；整个导向驱动装置1包括导向驱动底座11、电机驱动机构13、传动机构4、承载机构12和弹性导向机构14，其中承载机构12、弹性导向机构14设置在导向驱动底座11内相对的两侧，电机驱动机构13设置在导向驱动底座11外一侧并通过传动机构4传递运动。

如图2所示，导向驱动底座11为长方形盒状矩形框架结构，上表面用于定位安装运动桁架，侧面、底面用于安装承载机构12、电机驱动机构13、弹性导向机构14和刚性导向机构15，各表面根据结构要求开有减重孔。

如图3所示，承载机构12包括同心承重轮121和紧定螺母122，同心承重轮121通过中心轴连接在导向驱动底座11内一侧并通过承重轮紧定螺母122与中心轴螺纹连接，承重轮可满足重载荷、高速度要求，承载机构具有结构简单紧凑的特点。

如图5所示，弹性导向机构14包括偏心导向轮141、自动调整轮座142、导向轮导向轴143和导向轮导向弹簧144；自动调整轮座142通过导向轮导向轴143连接在导向驱动底座11内另一侧，导向轮导向弹簧144套装在导向轮导向轴143上并位于自动调整轮座142与导向驱动底座11之间，偏心导向轮141安装在自动调整轮座142上。偏心导向轮141可满足重载荷导向要求，偏心导向轮141和导向承载导轨3之间有一定间隙，可实现弹性导向，减少桁架运动时的结构变形。

如图4所示，电机驱动机构13包括电机及其减速机131和自动调整电机座132，自动调整电机座由电机座固定销轴133、电机座导向轴134、电机座导向弹簧135、电机座活动销轴136组成。自动调整电机座132的两侧分别通过电机座固定销轴133、电机座活动销轴136借助耳环与导向驱动底座11铰接，电机座导向轴134一端与导向驱动底座11连接，另一端依次穿过自动调整电机座132、电机座导向弹簧135后与螺母连接，电机及其减速机131安装在自动调整电机座132上，可实现驱动桁架运动时的弹性调整，防止电机过载。

传动机构4选用齿轮齿条传动，齿轮与减速机连接，齿条安装在导向承载导轨3一侧并与齿轮相配合。后续由驱动电机通过减速机带动齿轮转动，齿轮与齿条相啮合从而带动整个导向驱动装置运动。

实施例2：

如图3所示，本实施例提供一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：导向驱动装置1还包括一刚性导向机构15，刚性导向机构15包括刚性导向轴承151和刚性导向轴152，刚性导向轴承151通过刚性导向轴152固定到导向驱动底座11上(刚性导向轴152的一端与导向驱动底座11连接，另一端与刚性导向轴承151的内圈连接)，刚性导向轴承151与导向承载导轨3之间有一定间隙，利用轴承对桁架硬限位，防止桁架运动测斜时脱离轨道。

本实施例中，导向驱动底座11的一侧安装有2个承载机构12和2个刚性导向机构15，另一侧并排安装有2个弹性导向机构14。

实施例3：

一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置的使用方法，利用实施例2所述的导向驱动装置，具体操作过程如下：

将整个导向驱动装置1安装在机械手机架2上，其中同心承重轮121安放在导向承载导轨3上，弹性导向机构14和刚性导向机构15位于导向承载导轨3的两侧，其中刚性导向轴承151和偏心导向轮141与导向承载导轨3之间留有间隙，最后将龙门机械手桁架定位安装在导向驱动底座11的上表面，后续通过驱动电机及减速机131和传动机构4传递运动，从而使整个导向驱动装置带动龙门机械手桁架运行。

Claims (7)

1.一种高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，包括导向驱动底座、电机驱动机构、传动机构、承载机构和弹性导向机构，所述承载机构、弹性导向机构设置在导向驱动底座内相对的两侧，所述电机驱动机构设置在导向驱动底座外一侧并通过传动机构传递运动；

所述电机驱动机构包括驱动电机及减速机、自动调整电机座、电机座固定销轴、电机座导向轴、电机座导向弹簧和电机座活动销轴，所述自动调整电机座的两侧分别通过电机座固定销轴、电机座活动销轴与导向驱动底座铰接，所述电机座导向轴一端与导向驱动底座连接，另一端依次穿过自动调整电机座、电机座导向弹簧后与螺母连接，所述驱动电机及减速机安装在自动调整电机座上；

所述导向驱动装置还包括刚性导向机构，刚性导向机构包括刚性导向轴承和刚性导向轴，刚性导向轴的一端与导向驱动底座连接，另一端与刚性导向轴承的内圈连接。

2.如权利要求1所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，所述导向驱动底座为矩形框架结构，矩形框架结构上开设有减重孔。

3.如权利要求1所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，所述承载机构包括同心承重轮和承重轮紧定螺母，同心承重轮通过中心轴连接在导向驱动底座内一侧并通过承重轮紧定螺母与中心轴螺纹连接。

4.如权利要求3所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，所述弹性导向机构包括偏心导向轮、自动调整轮座、导向轮导向轴和导向轮导向弹簧，自动调整轮座通过导向轮导向轴连接在导向驱动底座内另一侧，导向轮导向弹簧套装在导向轮导向轴上并位于自动调整轮座与导向驱动底座之间，偏心导向轮设置在自动调整轮座上。

5.如权利要求1所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，所述传动机构选用齿轮齿条传动，齿轮与减速机连接，齿条设置在导向承载导轨上并与齿轮相配合。

6.如权利要求1所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置，其特征在于，所述导向驱动底座的一侧设置有2个承载机构和2个刚性导向机构，另一侧并排设置有2个弹性导向机构。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的高速重载大跨距龙门机械手桁架导向驱动装置的使用方法，包括以下步骤：

将整个导向驱动装置安装在机械手机架上，其中同心承重轮安放在导向承载导轨上，弹性导向机构和刚性导向机构位于导向承载导轨的两侧，其中刚性导向轴承和偏心导向轮与导向承载导轨之间留有间隙，最后将龙门机械手桁架定位安装在导向驱动底座的上表面，后续通过电机驱动机构和传动机构驱动整个导向驱动装置带动龙门机械手桁架运行。

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