CN108466900B - 可伸缩式竖直运动箱体导向机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构，包括用于容纳箱体做竖直运动的管道，以及设置于箱体上用于对箱体在所述管道内做竖直运动进行导向的导向装置。该导向装置为可伸缩式结构，包括设置于所述箱体侧壁面的导轨、设置在所述导轨上并可沿着导轨滑动的至少一个楔形滑块、抵靠在所述楔形滑块上与楔形滑块配合形成楔形调整机构的导向球，以及设置于所述导向球外侧用以约束导向球仅沿着垂直于箱体侧壁面的方向移动的导向球约束装置。通过驱动楔形滑块沿导轨滑动，使导向球朝向远离或者靠近箱体侧壁面的方向运动，以在竖直运动时抵靠在管道内壁实现导向，或在箱体进出竖直轨道时收缩远离管道内壁，从而能够避免与管道内壁的齿条形成干涉。

Description

可伸缩式竖直运动箱体导向机构

技术领域

本发明涉及一种导向机构，具体涉及一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构。

背景技术

常见的箱体类竖直运动设备有电梯、自动仓储等。此类装置一般采用拽引式或链条式驱动，其主要特点是箱体体积大，重量分布不均，容易造成竖直爬行运动不稳定，轻则会加速磨损传动链，重则会引发重大事故。导靴是电梯安全运行的重要部件，在导靴与导轨相互配合下，电梯沿预定的路线轨迹运行，达到运送人员和货物的目的。目前电梯行业用的导靴以纯滑动导靴居多，制造简单，成本低廉，但其摩擦系数大，运动副间需要润滑油，也需要经常维护。

目前，用于大型楼宇的智能运输车，需要灵活穿梭到包括水平轨道和竖直轨道的各个运行轨道，所以其并没有采用拽引式或链条式等驱动形式。这种智能运输车的驱动设备一般设置在底盘部位，通过设置在箱体侧壁处的齿轮与管道内壁上的齿条啮合实现上下爬行。对于这种需要进出竖直轨道的爬行设备来说，导向装置凸出设置在箱体外部并且需要抵靠在管道内壁上以实现导向，因此在进入竖直轨道时，现有的固定导向装置势必会与管道内壁上的齿条形成干涉，影响其顺利进入管道。而在另一方面，管道壁电路复杂，导向精度和清洁度同样要求很高，纯滑动导轨由于自身的缺陷也不适合此类运输车。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构，该导向机构为可伸缩式，能够避免箱体在进出竖直轨道时与管道内壁上的齿条形成干涉。

技术方案：一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构，包括用于容纳箱体做竖直运动的管道，以及设置于箱体上用于对箱体在所述管道内做竖直运动进行导向的导向装置，所述导向装置包括设置于所述箱体侧壁面的导轨、设置在所述导轨上并可沿着导轨滑动的至少一个楔形滑块、抵靠在所述楔形滑块上与所述楔形滑块配合形成楔形调整机构的导向球以及，设置于所述导向球外侧用以约束导向球仅沿着垂直于所述箱体侧壁面的方向移动的导向球约束装置；

当驱动所述楔形滑块沿着导轨向楔形滑块截面较小的一侧移动时，导向球受楔形滑块的作用力，向着远离箱体侧壁面的方向移动，并抵靠在所述管道内壁上，用以对箱体在管道内的竖直运动进行导向；

当驱动所述楔形滑块沿着导轨向楔形滑块截面较大的一侧移动时，导向球受导向球约束装置的作用力，向着贴近箱体侧壁面的方向移动以远离管道内壁。

其中，所述导向装置还包括一一对应设置在箱体各侧壁面上的第一装配部；所述第一装配部依次连接排布并且首尾相接围成内圈；所述导轨一一对应设置在各第一装配部的外侧面上且沿着第一装配部的纵长方向延伸。

所述导向装置还包括与第一装配部相对位置固定的第二装配部，所述第二装配部一一对应平行设置于各第一装配部外侧，所述导轨、楔形滑块、导向球以及导向球约束装置均依次排布于第一装配部和第二装配部之间。

有益效果：本发明的箱体导向机构通过在箱体侧壁上设置导轨，在导轨上设置楔形滑块，并将导向球抵靠在楔形滑块上组成楔形调整机构。通过驱动楔形滑块沿导轨滑动，使得导向球向着远离或者箱体侧壁面的方向运动，从而能够在箱体做竖直运动时将导向球抵靠在管道内壁上实现对箱体竖直运动的导向，或者在箱体进出竖直轨道时将导向球收缩远离管道内壁，进而能够避免与管道内壁的齿条形成干涉。导向球与管道内壁之间为滚动摩擦，摩擦力较小不需要在接触面添加润滑油，从而能够保持管道内壁的清洁，减少相互的磨损量，延长了该导向机构的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的导向装置结构剖视示意图；

图2是导向装置去掉第二装配部后的结构示意图；

图3是图2中驱动装置所在部位的结构示意图；

图4是导向装置中楔形调整机构以及导向球约束装置的装配结构示意图；

图5是实施例中导轨、钢丝绳以及楔形调整机构的装配结构示意图。

具体实施方式

用于大型楼宇的智能运输车，需要在水平和竖直的各个运行轨道之间灵活穿梭。当在竖直轨道运行时，其通过设置在箱体上的齿轮和管道内的齿条啮合以实现在管道内做竖直运动。如若采用常规的固定式导向装置，进出竖直轨道时势必会被管道内壁上的齿条所阻挡干涉。据此，发明人提出了一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构。

下面，结合附图对本发明的可实现方式做进一步详细说明。

本发明所述的一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构，包括用于容纳箱体做竖直运动的管道，以及设置于箱体上用于对箱体在所述管道内做竖直运动进行导向的导向装置100。

如图1所示，以用于立方体结构箱体的导向装置100为例，为了实现避免导向装置100与管道内壁的齿条形成干涉的发明目的，所述导向装置100设置成可伸缩式结构。具体的，所述导向装置100包括设置于所述箱体侧壁面的导轨1、设置在所述导轨1上并可沿着导轨1滑动的至少一个楔形滑块2、抵靠在所述楔形滑块2上与所述楔形滑块2配合形成楔形调整机构的导向球3，以及设置于所述导向球3外侧用以约束导向球3仅沿着垂直于所述箱体侧壁面的方向移动的导向球约束装置4。该导向装置的工作原理是：以所述楔形滑块2的截面较小的一端为楔形滑块2的首端，以截面较大的一端为楔形滑块2的尾端；当驱动所述楔形滑块2沿着导轨向楔形滑块2得首端一侧移动时，导向球3受楔形滑块2外侧斜面的推力作用，向着远离箱体侧壁面的方向移动，亦即向着贴近管道内壁的方向移动，并且能够最终抵靠在所述管道内壁上，用以对箱体在管道内的竖直运动进行导向；而当驱动所述楔形滑块2沿着导轨1向着楔形滑块2的尾端一侧移动时，导向球3受导向球约束装置4的作用力，向着靠近箱体侧壁面的方向移动，亦即向着远离管道侧壁面的方向移动，并最终收缩抵靠在楔形滑块2的外侧斜面靠首端一侧的最低位置。也就是说，该导向装置100安装在箱体侧壁上，当需要进入管道时，导向球3处在收缩状态，待箱体完全进入后再伸出导向球3抵靠在管道的内壁上，实现对箱体在管道内竖直运动的导向，从而避免在进入过程中导向装置与管道内壁的齿条形成阻挡干涉。同样，在出竖直轨道进入水平轨道时，也是先将处于伸出状态导向球3收缩远离管道内壁，避免箱体出竖直轨道时被齿条阻挡干涉。

进一步的，为了便于装配，本实施例中，该导向装置100还包括一一对应设置在箱体各侧壁面上的第一装配部5；所述第一装配部5依次连接排布并且首尾相接围成内圈；也就是说，内圈是位于箱体各侧壁面上的各第一装配部5连接合围形成的结构；所述导轨1一一对应设置在各第一装配部5的外侧面上且沿着第一装配部5的纵长方向延伸。同时，所述导向装置100还包括与第一装配部5相对位置固定的第二装配部6，所述第二装配部6一一对应平行设置于各第一装配部5外侧。为了实现第一装配部5和第二装配部6相对位置固定，本实施例中，第一装配部5和第二装配部6上均设置有多个对应的螺栓孔，通过螺栓同时穿过第一装配部5和第二装配部6的对应螺栓孔位，将两者装配在箱体侧壁面上。以螺栓将两者装配在箱体侧壁面，方便拆卸、检修。所述导轨1、楔形滑块2、导向球3以及导向球约束装置4均依次排布于第一装配部5和第二装配部之间6。

深入理解本实施例中该导向装置100的结构细节，请一并参阅图2至图5。所述导向球约束装置4包括球体保持架41和压簧42，所述球体保持架41周向有设置多个活动滚珠，所述多个活动滚珠围绕在所述导向球3上。所述球体保持架41的直径略大于导向球3的直径，并且两者同轴装配。球形保持架41和多个活动滚珠相互配合，将所述导向球3束缚在球形保持架41内部，同时活动滚珠也能使导向球3的滚动更加灵活。所述压簧42的一端压接所述球体保持架41另一端抵接在所述第二装配部6上。所述第二装配部6在所述导向球3伸出的对应位置处设置有开口圆筒槽，所述开口圆筒槽垂直于第二装配部6的外侧面向的外延伸，其开口与所述导向球3以及所述导向球约束装置4同轴，且直径略大于球体保持架外径。开口圆筒槽内表面靠开口处设有用以卡住所述压簧42的压簧细槽，所述压簧42的另一端抵接在所述压簧细槽上。当所述楔形滑块2沿导轨1向楔形滑块2的首端方向滑动时，楔形滑块2的外侧斜面推动所述导向球3向着远离箱体侧壁面的方向移动，并逐渐从所述开口圆筒槽的开口伸出并最终抵靠在管道内壁上。当所述楔形滑块2再向尾端一侧滑动时，导向球3向着靠近所述箱体侧壁移动，并收缩至开口圆筒槽内最终回归至所述楔形滑块2外侧斜面靠首端一侧的最低位置。为了保证导向球3始终在楔形滑块2的外侧斜面上，所述楔形滑块2在导轨1上的最大行程小于楔形滑块2首端到尾端的长度。另外，将楔形滑块2的外侧斜面设置成与导向球3匹配的圆弧槽状面，可以使导向球3在该外侧斜面上的运动更加稳定。

同时，该导向装置100还设置有驱动装置，所述驱动装置设置于各第一安装部5连接合围所形成的内圈上。为了便于装配，本实施例将所述驱动装置设置在内圈拐角处的外侧面上。所述驱动装置以及所述各楔形滑块2依次串联连接并且首尾相连，各楔形滑块2的首尾方向一致均指向内圈的顺时针或逆时针方向。也就是说所述驱动装置和位于内圈各外侧面导轨1上的楔形滑块2串联成一圈，从而能够通过一个驱动装置驱动所有的楔形滑块2动作。当驱动装置沿内圈顺时针或者逆时针方向拉动楔形滑块2时，所有导向球3的动作是一致的，均同时呈现远离箱体内壁或者同时呈现靠近箱体内壁的运动，也就是说，驱动装置会使各导向球3会同时伸出或者同时收缩。

更进一步的，本实施例中，驱动装置包括低速大转矩电机71和高强度弹力绳72，两者分别通过支架和卡扣安装在所述内圈的拐角处，低速大转矩电机71通过钢丝绳8连接位于首端的楔形滑块2，高强度弹力绳72连接位于尾端的楔形滑块2。而各楔形滑块2间的串联也是通过钢丝绳8来完成连接。当箱体进入竖直轨道时，该导向装置100不工作。低速大转矩电机71断电，同时高强度弹力绳72将各楔形滑块2拉在初始位置不动，导向球3收缩在开口圆筒槽内部。当箱体在管道内上下运动时，低速大转矩电机71通电并拉动楔形滑块2，将导向球3挤压伸出开口圆筒槽，并抵靠在圆筒内壁上，所述低速大转矩电机的转矩保持，从而持续导向工作。当该导向装置100需要停止工作时，低速大转矩电机71反向转动，所述高强度弹力绳72将楔形滑块2拉回初始位置，同时导向球3也收缩归位。

同时，为了加强楔形滑块2与导轨1的滑动稳定性。在导轨1的宽度中心位置向内开设沿导轨1纵长方向延伸的倒梯形结构的燕尾槽，楔形滑块2底部也设置成与燕尾槽对应的倒梯形结构，以使楔形滑块2与导轨1形成榫卯配合。在导轨1上设置燕尾槽的另一个优点，是所述钢丝绳8也可以收纳于导轨1的燕尾槽内部，紧贴内圈外表面，而不会影响楔形滑块2在导轨1上的滑动。相应的，内圈拐角可以设置成弧形结构或者直接设置导轮，使钢丝绳的滑动更加顺畅，减少摩擦。而再进一步，各导轨1上均布置有两个楔形滑块2，亦即箱体的每个侧面均布置两个导向球3，从而使结构对称，可以有效防止因重心不稳导致的升降运动偏斜或摆动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干推演或替代，这些推演或替代都应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可伸缩式竖直运动箱体导向机构，包括用于容纳箱体做竖直运动的管道，以及设置于箱体上用于对箱体在所述管道内做竖直运动进行导向的导向装置，其特征在于，所述导向装置包括设置于所述箱体侧壁面的导轨、设置在所述导轨上并可沿着导轨滑动的至少一个楔形滑块、抵靠在所述楔形滑块上与所述楔形滑块配合形成楔形调整机构的导向球，以及设置于所述导向球外侧用以约束导向球仅沿着垂直于所述箱体侧壁面的方向移动的导向球约束装置；

当驱动所述楔形滑块沿着导轨向楔形滑块截面较小的一侧移动时，导向球受楔形滑块的作用力，向着远离箱体侧壁面的方向移动，并且能够抵靠在所述管道内壁上，用以对箱体在管道内的竖直运动进行导向；

当驱动所述楔形滑块沿着导轨向楔形滑块截面较大的一侧移动时，导向球受导向球约束装置的作用力，向着靠近箱体侧壁面的方向移动以远离管道内壁。

2.根据权利要求1所述的可伸缩式竖直运动箱体导向机构，其特征在于，所述导向装置还包括一一对应设置在箱体各侧壁面上的第一装配部；所述第一装配部依次连接排布并且首尾相接围成内圈；所述导轨一一对应设置在各第一装配部的外侧面上且沿着第一装配部的纵长方向延伸。

3.根据权利要求2所述的可伸缩式竖直运动箱体导向机构，其特征在于，所述导向装置还包括与第一装配部相对位置固定的第二装配部，所述第二装配部一一对应平行设置于各第一装配部外侧，所述导轨、楔形滑块、导向球以及导向球约束装置均依次排布于第一装配部和第二装配部之间。

4.根据权利要求3所述的可伸缩式竖直运动箱体导向机构，其特征在于，所述导向球约束装置包括球体保持架和压簧，所述球体保持架周向设置多个活动滚珠，所述多个活动滚珠围绕在所述导向球上，所述压簧的一端压接所述球体保持架另一端抵接在所述第二装配部上。

5.根据权利要求2任一所述的可伸缩式竖直运动箱体导向机构，其特征在于，所述内圈的外侧面上设置有驱动装置，所述驱动装置以及所述各楔形滑块依次串联连接并且首尾相连，各楔形滑块的首尾方向一致均指向内圈的顺时针或逆时针方向。

6.根据权利要求1-5任一所述的可伸缩式竖直运动箱体导向机构，其特征在于，所述楔形滑块再导轨上滑动的最大行程小于等于楔形滑块的首尾长度。