CN110528341A - 一种可变轨式轨道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变轨式轨道，属于输送装置领域，可变轨式轨道，包括驱动装置、连接架、控制单元、以及轨道。所述轨道包括转向轨道和固定轨道，所述固定轨道与所述驱动装置均设置于所述连接架上。所述控制单元与所述驱动装置连接，以控制所述驱动装置运行。所述驱动装置连接所述转向轨道，以驱动所述转向轨道沿着所述固定轨道所在的平面旋转直至与所述固定轨道相接。在轨道的连接处设置连接架，利用连接架上的转向轨道进行方向转换，使通用云台可以在轨道上进行大角度范围内转动，解决传统圆弧过度轨道容易受空间限制的问题，并且这种轨道还可以供多个通用云台同时运行，提高了轨道的灵活性以及利用率。

Description

一种可变轨式轨道

技术领域

本发明涉及输送装置领域，尤其涉及一种可变轨式轨道。

背景技术

现有的轨道机器人通过安装的通用云台在单一的轨道进行运输，只能沿着单一轨道进行输送，路线单一。不够灵活。由于其路线单一，不具备轨道切换的功能，每条轨道仅能提供单一通用云台运行，工作效率比较低。另外通用云台在轨道中转向时，需要通过圆弧过渡轨道来实现，这样的换向过程云台回转半径达，运行时间较长，并且受空间限制，灵活性差。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种可变轨式轨道，其能够进行轨道变换，改变通用云台的运行路线，提高通用云台的灵活性与通用性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种可变轨式轨道，包括驱动装置、连接架、控制单元、以及轨道。所述轨道包括转向轨道和固定轨道，所述固定轨道与所述驱动装置均设置于所述连接架上。所述控制单元与所述控制装置连接，以控制所述驱动装置运行。所述驱动装置连接所述转向轨道，以驱动所述转向轨道沿着所述固定轨道所在的平面旋转直至与所述固定轨道相接。

在一种可选的方式中，所述驱动装置包括驱动电机、蜗杆、传动轴、蜗轮。所述驱动电机固定于所述连接架的底部，所述蜗杆与所述驱动电机的动力输出端固定连接，所述传动轴竖直贯穿所述连接架的中心处，且所述传动轴的一端与所述转向轨道固定连接，所述蜗轮套设于所述传动轴的另一端，所述蜗轮与所述蜗杆啮合。

在一种可选的方式中，所述固定轨道两侧的侧壁处设有限位块，所述限位块延伸至所述连接架的侧壁。相邻所述限位块之间连接有支撑杆。

在一种可选的方式中，所述控制单元包括单片机，所述转向轨道上设置有用于检测通过转向传感器的通用云台的第一传感器，所述单片机与所述第一传感器电性连接。

在一种可选的方式中，所述控制单元包括单片机，所述固定轨道、以及所述转向轨道上均设置有用于检测所述固定轨道是否与所述转向轨道连接的第二传感器，所述单片机与所述第二传感器电性连接。

在一种可选的方式中，所述轨道内部设有供通用云台行驶的通道，通道的内壁设置有齿条组与导轨。

在一种可选的方式中，所述齿条组包括两个平行设置的齿条，且两个所述齿条齿背相对设置。所述齿条组与所述导轨沿着所述通道的方向平行设置。

在一种可选的方式中，所述固定轨道连接所述转向轨道的一端设置为凹圆弧状。所述转向轨道的两端设置为与所述固定轨道连接所述转向轨道的一端相匹配的凸圆弧状。

本发明还提供了一种轨道网。

本发明还提供了一种包括轨道网以及安装通用云台的机器人。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种可变轨式轨道，在轨道的连接处设置连接架，利用连接架上的转向轨道进行方向转换，使通用云台可以在轨道上进行大角度范围内转动，解决传统圆弧过渡轨道容易受空间限制的问题，并且这种轨道还可以供多个通用云台同时运行，提高了轨道的灵活性以及利用率。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的可变轨式轨道的底面结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的可变轨式轨道的正面结构示意图；

图3是附图1中I的局部放大图；

图4是附图2中II的局部放大图；

图5是本发明具体实施方式提供的轨道网的结构示意图。

图中：

1、驱动电机，11、蜗杆，2、连接架，3、蜗轮，4、传动轴，5、轨道，51、固定轨道，52、转向轨道，53、齿条组，54、导轨，511、纵向轨道，512、横向轨道，61、第一传感器，62、第二传感器，622、第三传感器，623、第四传感器，621、第五传感器，71、限位块，72、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，本发明的实施例提供了一种可变轨式轨道，包括驱动装置、连接架2、控制单元、以及轨道5。轨道5包括转向轨道52和固定轨道51，固定轨道51与驱动装置均设置于连接架2上。驱动装置连接转向轨道52，以驱动转向轨道2沿着固定轨道51所在的镜面旋转直至与固定轨道51相接。

在本发明的一种实施例中，驱动装置包括驱动电机1、蜗杆11、传动轴4、蜗轮3。驱动电机1固定于连接架2的底部，蜗杆11与驱动电机1的动力输出端固定连接，传动轴4竖直贯穿连接架2的中心处，且传动轴4的一端与转向轨道52固定连接，蜗轮3套设于传动轴4的另一端，蜗轮3与蜗杆11啮合。当需要转向轨道52转动时，驱动电机1启动，驱动电机1带动蜗杆11转动。由于蜗杆11本身是与蜗轮3啮合，蜗杆11带动蜗轮3转动。蜗轮3通过传动轴4带动转向轨道52转动。

上述实施例中驱动电机1选用的是伺服电机，伺服电机的速度以及位置调节精度非常高。需要进行转向时，伺服电机通过正转或者反转就可以改变转向轨道52的转动方向。除此之外还可以根据实际情况采用步进电机来进行驱动。

上述实施例中采用了蜗杆带动传动轴转动实现转向轨道52转向。除此以外，还可以采用电机1直接通过传动轴4驱动转向轨道52旋转灯方式进行驱动，根据实际情况的不同还可以采用皮带驱动、齿轮驱动等方式来驱动转向轨道52.

上述实施例中采用了上述驱动装置与转向轨道固定连接的方式。除此以外，还可以将电机设置在转向轨道上，由驱动装置与转向轨道电连接实现驱动。

在本发明的一种实施例中，固定轨道51两侧的侧壁处设有限位块71，限位块71延伸至连接架2的侧壁。相邻限位块71之间连接有支撑杆72。限位块71同时与固定轨道51的侧壁以及固定轨道51下方的连接架2的侧壁连接，加固两者之间的连接，防止固定轨道51在连接架2上产生偏移。同时支撑杆72将相邻的限位块71抵住，也防止限位块71出现松动。使得整个轨道5更加坚固。

在本发明的一种实施例中，传动轴上套设有两个轴承。转向轨道与连接架之间的传动轴段上套设有一个轴承，蜗轮与连接架之间的传动轴段上套设有一个轴承。轴承具体为推力滚针轴承，推力滚针轴承能承受轴向重载和冲击载荷，在转向轨道52、连接架2以及蜗轮3三者之间设置轴承可减少之间的摩擦，使其更加耐用，也使得三者之间的转动连接更加顺畅。

在本发明的一种实施例中，控制单元包括单片机，转向轨道52上表面设置有两个用于检测通过转向轨道52的通用云台的第一传感器61，单片机与第一传感器61电性连接。通用云台上安装有两个可以与第一传感器61发生感应的传感器。不同的通用云台上的传感器安装方式有多重，如两个第一传感器61并排安装、两个第一传感器61一前一后安装。当其在经过或者停留在转向轨道52时，转向轨道52上两个第一传感器61对通用云台上的感应器所感应到的时间也不一样，由此可以识别经过的不同通用云台。本实施例中第一传感器61配置为磁控接近开关。它并不需要转向轨道52上第一传感器61与通用云台上的第一传感器61直接接触。当两者的相对位置进入磁控接近开关的感应面到动作距离时，磁控接近开关就会触发，从而给单片机发生触发信息。单片机接收到传送过来的传感器信息，随即可以对数据进行处理，判断出所通过的通用云台的类型。除上述磁控接近开关的实施例以外，本技术方案中的第一传感器61还可以根据实际情况按照上述磁控接近开关的设置方式将磁控接近开关换位光电传感器等传感器，同样可以发挥相同的识别效果。

在本发明的一种实施例中，控制单元包括单片机，固定轨道51、以及转向轨道52上均设置有用于检测转向轨道52是否与固定轨道51连接的第二传感器62。本实施例中，固定轨道51按照其走向分为横向轨道512以及纵向轨道511，如图2所示，两个横向轨道512、两个纵向轨道511以及一个转向轨道52构成一个轨道组。第二传感器62分为第三传感器622、第四传感器623、第五传感器621。如图4所示，两个第四传感器623分别固定于转向轨道52的两侧壁上，且均位于其中一端的端部。同一轨道组的两个横向轨道512的其中一侧壁上均安装有一个第五传感器621，并且两个第五传感器621位于横向轨道512的不同侧。第三传感器622也是同样的方式设置在两个纵向轨道511上，并且纵向轨道511上第三传感器622设置在靠近第五传感器621的一侧。当转向轨道52与固定轨道51连接时，转向轨道52上的其中一个第四传感器623就会与固定轨道51上的第二传感器62靠近，进而产生感应，单片机就会接收到该信息，得知该转向轨道52的连接状态。同样地，当转向轨道52转到与纵向轨道511连接时，纵向轨道511上的两个第三传感器622就会与转向轨道52上另一个第四传感器623靠近，第三传感器622就会与另一个第四传感器623产生感应。单片机接收到该信号后得知该轨道的连接状态。由此可以方便管理人员进行统一管理。本实施例中第二传感器62的工作方式与前述实施例中第一传感器61的工作方式相似，因此第二传感器62可以具体地配置为磁控接近开关、光电传感器中的任一种，均可以发挥使其发挥本市始终的检测功能。

除了监测以外，第二传感器62还可以起到对位的作用。在转向轨道52转动的过程中，当转向轨道52快要转动到目标固定轨道51时，通过转向轨道52上的第二传感器62与目标固定轨道51上的第二传感器62进行感应，再将感应信号回传到外部的控制器上，外部的控制器再对驱动电机进行控制，减慢驱动速度，并且根据上述的第二传感器62进行对位调节。使得转向轨道52可以与目标固定轨道51精确对准，保证通用云台可以顺利通过。

在本发明的一种实施例中，如图3所示，轨道5内部设有供通用云台行驶的通道，通道的内顶壁以及内底壁均分别固定有齿条组53，通道的内侧壁上设置有导轨54。齿条组53包括两个平行设置的齿条，且两个齿条齿背相对设置。齿条组与导轨沿着通道的方向平行设置。通用云台在轨道5内运行，通用云台上的齿轮会与与轨道5内的齿条组53啮合，构成齿轮齿条机构，通用云台在轨道5内的部分除了与齿条组53进行啮合之外，通用云台的两侧还设置有凹导轨通用云台两侧的凹导轨分别与轨道5内两侧的导轨54咬合，组成燕尾导轨。通用云台在轨道5内运行时一方面通过齿轮齿条机构运动，另一方面其运动路径受燕尾导轨限制。齿轮齿条结构与燕尾导轨结构互相配合，使通用云台在轨道5上运行起来更加平稳。由于燕尾导轨结构具有较强的咬合力，即使轨道5被安置在具有一定坡度上的平面甚至是竖直面上，也不会导致通用云台脱轨。同时，由于采用了两组齿轮齿条进行传动，两者之间的动力传输更加紧密，减少两者发生相对滑动的可能。这样的方式既增强了云台的运行爬升能力，也增加了轨道5系统使用的多样性。

在本发明的一种实施例中，齿条组53包括两个平行设置的齿条，且两个齿条齿背相对设置。齿条组53与导轨54沿着通道的方向平行设置。每个齿条组53通过设置的两条齿条，当通用云台的齿轮啮合到齿条上时，通过上下两组各两条齿条进行啮合，使得轨道与齿条之间连接更为紧密。

在一种可选的方式中，固定轨道51连接转向轨道52的一端设置为凹圆弧状。转向轨道52的两端均设置为与固定轨道51连接转向轨道52的一端相适配的凸圆弧状。当转向轨道52发生转向时，转向轨道52凸圆弧状的两端可以顺利地划过固定轨道51的凹圆弧状连接端而不与其发生摩擦。本可选的方式能够使得转向轨道52与固定轨道51连接顺利。

固定轨道51供通用云台正常工作时行驶，而转向轨道52供通用云台进行方向转换时。在本发明的一个实施例中共设置了4条固定轨道52，并且这4条固定轨道51是围绕着转向轨道52为中心，呈十字固定在连接架2上的。当通用云台在固定轨道51上运行时，使用者可以根据实际使用的需要随时调整其运动的方向。转向轨道52在初始时是沿着通用云台所运动的方向的连接该方向上的两段固定轨道51。如果需要通用云台继续沿着当前的方向运动，则转向轨道52保持不变，当通用云台运行到连接架2处时，就可以从原先的固定轨道51上通过转向轨道52运动到另一段与原先固定轨道51同向的固定轨道51上。如果需要将通用云台进行转向或者沿着原方向方向运动，则当通用云台从原固定轨道51运行到转向轨道52时，会控制通用云台停在转向轨道52上。转向轨道52按照使用的需要带着通用云台顺时针或逆时针转动90°，连接到与通用云台原固定轨道51相垂直的轨道上。此时再启动通用云台即实现了通用云台的转向。当需要进行反方向换向时，驱动装置带动转向轨道52转动180°，转向轨道52还是连接回原先的固定轨道51，但是通用云台已经调转了运行的方向，可以按着原路反方向开回去。通用云台跟随着转向轨道52在连接架2中心处就可以实现大角度范围内的转动，具有很高的灵活性，可以避免传统圆弧过度轨道受空间限制的问题。

另外除了上述设置了4条固定轨道的组合方式以外，还可以根据实际情况设置不同数量的轨道进行组合，通过设置驱动装置带动转向轨道52转动相应的角度，与相应的固定轨道对接，即可实现转向的功能。

在最少的情况下，可仅仅设置一条固定轨道51与转向轨道52连接，固定轨道51上的通用云台从固定轨道51的末端滑上转向轨道52上，停在转向轨道52上，转向轨道52作180°的旋转，将通用云台调转方向，起到一个换向的作用。

本发明的实施例还提供了一种轨道网。如图5所示，本可变轨式轨道的连接架具有通用性，可以采用多个固定轨道51以及连接架2组成轨道系统网络。该轨道网可以根据实际使用的需要设置不同的轨道长度，连接架2也可以连接二到四段轨道。由于驱动电机1在带动转向轨道52转动时，转向角度可以灵活调整，故可以根据需要构建出不同类型的轨道，不仅仅局限于互相垂直的轨道。并且由于轨道5内设置有齿轮齿条传动机构以及燕尾导轨结构，增强了轨道5使用的多样性。基于轨道使用的多样性，使得轨道系统可以根据需要倾斜设置，甚至是竖直设置。

本发明的实施例还提供了一种由上述轨道网以及安装了通用云台的机器人所组成了轨道网系统。有多段轨道组建成轨道网后，轨道5上可以同时运行多个安装了通用云台的机器人，机器人要运动到轨道网的某个地点就可能会有多条路径。转向轨道52以及通用云台的运动方式采用STC89C52以及其他处理芯片所组成的单片机来控制。单片机会统计轨道网上所运行的通用云台运行状况以及每个连接架2的状态，通过数据分析和路线规划控制，使通用云台最快到达目标点，实现通用云台的高效运送。增加了轨轨道网系统的的功能，并且提高了轨道机器人的工作效率。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种可变轨式轨道，其特征在于：包括驱动装置、连接架(2)、控制单元、以及轨道(5)；

所述轨道(5)包括转向轨道(52)和固定轨道(51)，所述固定轨道(51)与所述驱动装置均设置于所述连接架(2)上；

所述控制单元与所述驱动装置连接，以控制所述驱动装置运行；

所述驱动装置连接所述转向轨道(52)，以驱动所述转向轨道(52)沿着所述固定轨道(51)所在的平面旋转直至与所述固定轨道(51)相接。

2.根据权利要求1所述的一种可变式轨道，其特征在于：

所述驱动装置包括驱动电机(1)、蜗杆(11)、传动轴(4)、蜗轮(3)；

所述驱动电机(1)固定于所述连接架(2)的底部，所述蜗杆(11)与所述驱动电机(1)的动力输出端固定连接，所述传动轴(4)竖直贯穿所述连接架(2)的中心处，且所述传动轴(4)的一端与所述转向轨道(52)固定连接，所述蜗轮(3)套设于所述传动轴(4)的另一端，所述蜗轮(3)与所述蜗杆(11)啮合。

3.根据权利要求2所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述固定轨道(51)两侧的侧壁处设有限位块(71)，所述限位块(71)延伸至所述连接架(2)的侧壁；

相邻所述限位块(71)之间连接有支撑杆(72)。

4.根据权利要求1所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述控制单元包括单片机；

所述转向轨道(52)上设置有用于检测通过所述转向轨道(52)的通用云台的第一传感器(61)；所述单片机与所述第一传感器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述控制单元包括单片机；

所述固定轨道(51)、以及所述转向轨道(52)上均设置有用于感应所述固定轨道(51)是否与所述转向轨道(52)连接的第二传感器(62)，所述单片机与所述第二传感器电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述轨道(5)内部设有供通用云台行驶的通道，所述通道的内壁设置有齿条组(53)与导轨(54)。

7.根据权利要求6所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述齿条组(53)包括两个平行设置的齿条，且两个所述齿条齿背相对设置；

所述齿条组(53)与所述导轨(54)沿着所述通道方向平行设置。

8.根据权利要求1所述的一种可变轨式轨道，其特征在于：

所述固定轨道(51)连接所述转向轨道(52)的一端设置为凹圆弧状；

所述转向轨道(52)的两端设置为与所述固定轨道(51)连接所述转向轨道(52)的一端相匹配的凸圆弧状。

9.一种轨道网，其特征在于：所述轨道网包括权利要求1-8任一所述的一种可变轨式轨道。

10.一种轨道网系统，其特征在于：所述轨道网系统包括权利要求9所述的一种轨道网、以及安装有通用云台的机器人。