CN110615244A - 直线行程装置和物料运输设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的直线行程装置包括安装主体和安装在安装主体上的直线驱动单元、第一绳索锁定件、第一定滑轮组、第一动滑轮组、滑行组件和安装在驱动输出端上的中枢单元，滑行组件包括滑轨和沿x轴方向滑动安装在滑轨上的滑行件；安装主体上设置有沿y轴方向布置的多个第一定滑轮安装位，第一定滑轮安装于第一定滑轮安装位，中枢单元上设置有沿y轴方向布置的多个第一动滑轮安装位，第一动滑轮安装于第一动滑轮安装位；绳索的一端固定在第一绳索锁定件上，绳索依次绕过相间设置的第一动滑轮和第一定滑轮后固定在滑行件上。本发明在不更换直线驱动单元的前提下实现直线行程极限距离的快速调控，降低生产成本，提高工作效率。

Description

直线行程装置和物料运输设备

技术领域

本发明涉及自动化生产制造领域，具体涉及一种用于运输的直线行程装置和具有该种直线行程装置的物料运输设备。

背景技术

在自动化制造生产中，通常使用气缸、运输带组件、运输链组件或丝杆组件等作为直线驱动单元以实现对工件的往复运输。

现有的自动化运输方式中，直线驱动单元具有自身的直线行程极限距离，当所需运输行程超过直线驱动单元的直线行程极限距离时，只能通过更换具有更大直线行程极限距离的直线驱动单元以满足运输要求，随之产生成本问题和工作效率问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种行程可调控的低成本的直线行程装置。

本发明的第二目的在于提供一种行程可调控的低成本的物料运输设备。

本发明提供的直线行程装置包括安装主体和安装在安装主体上的直线驱动单元，直线驱动单元的驱动输出端沿x轴方向设置；直线行程装置还包括安装在安装主体上的第一绳索锁定件、第一定滑轮组、第一动滑轮组、滑行组件和安装在驱动输出端上的中枢单元，滑行组件包括滑轨和沿x轴方向滑动安装在滑轨上的滑行件；安装主体上设置有沿y轴方向布置的多个第一定滑轮安装位，第一定滑轮组包括至少一个第一定滑轮，第一定滑轮安装于第一定滑轮安装位；中枢单元上设置有沿y轴方向布置的多个第一动滑轮安装位，第一动滑轮组包至少一个第一动滑轮，第一动滑轮安装于第一动滑轮安装位，第一定滑轮的数量与第一动滑轮的数量相等；在x轴方向上，第一定滑轮组和第一动滑轮组依次设置；在y轴方向上，相间布置的第一动滑轮和第一定滑轮依次设置在第一绳索锁定件与滑行件之间；直线行程装置还包括绳索，绳索的延伸第一端固定在第一绳索锁定件上，绳索依次绕过相间设置的第一动滑轮和第一定滑轮后固定在滑行件上。

由上述方案可见，将滑行件作为直线行程输出部分，直线驱动单元启动并移动一定距离，被牵动的绳索将牵引滑行件沿直线移动更大的直线距离，使用时可根据生产需要设置第一定滑轮和第一动滑轮的数量以及布置位置，从而修改滑行件的直线行程极限距离，此安装方式在无需更换直线驱动单元的前提下实现直线行程装置的直线行程极限距离的快速调控，降低生产成本，提高工作效率。

进一步的方案是，多个第一定滑轮安装位沿y轴方向连通形成第一定滑轮安装槽，和/或多个第一动滑轮安装位沿y轴方向连通形成第一动滑轮安装槽。

由上可见，以第一定滑轮安装槽为例，根据运输需求将多个第一定滑轮均卡装到第一定滑轮安装槽后，可在y轴方向上对每个第一定滑轮进行位置的无级调节，从而使传动比的可控性更强，同时安装主体的加工成本更低。

进一步的方案是，安装主体包括主体单元和可拆卸地安装在主体单元上的第一拼接件，多个第一定滑轮安装位设置在第一拼接件上。

由上可见，此设置便于更换具有第一定滑轮安装位设置方式不同的第一拼接件，以适应不同的直线行程输出需求。

进一步的方案是，中枢单元可拆卸地安装在驱动输出端上。

由上可见，此设置便于更换具有第一动滑轮安装位设置方式不同的中枢单元件，以适应不同的直线行程输出需求。

进一步的方案是，第一绳索锁定件可拆卸地在安装主体上。

由上可见，此设置可根据实际需要更换第一绳索锁定件和调整第一绳索锁定件的位置，从而满足更准确的传动比例调控。

进一步的方案是，滑轨可拆卸地安装在安装主体上。

由上可见，此设置可实现滑行组件的更换以及滑轨在x轴方向上的位置调整，从而满足更准确的传动比例调控。

进一步的方案是，绳索位于第一绳索锁定件与第一动滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，和/或绳索位于第一动滑轮与第一定滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，和/或绳索位于第一定滑轮与滑行件之间的部分沿x轴方向延伸。

由上可见，此设置使滑行件的最终输出距离与直线驱动单元的驱动输出端的输出距离成整数倍关系，传动比例计算难度更低。

进一步的方案是，直线行程装置还包括第二定滑轮组、第二动滑轮组和安装在安装主体上的第二绳索锁定件；第二定滑轮组包括至少一个第二定滑轮，第二动滑轮组包括至少一个第二动滑轮，第二定滑轮的数量与第二动滑轮的数量相等；安装主体上设置有沿y轴方向布置的多个第二定滑轮安装位，第二定滑轮安装于第二定滑轮安装位；驱动输出端上设置有沿y轴方向布置的多个第二动滑轮安装位，第二动滑轮安装于第一动滑轮安装位；在x轴方向上，第一定滑轮组、第一动滑轮组、第二动滑轮组和第二定滑轮组依次设置；在y轴方向上，相间布置的第二定滑轮和第二动滑轮依次设置在滑行件与第二绳索锁定件之间；从滑行件引出的绳索依次绕过相间设置的第二定滑轮和第二动滑轮后，绳索的延伸第二端固定在第二绳索锁定件上。

由上可见，此设置使滑行块在相对的两个滑行方向上均具有足够的牵引力，使直线行程装置应用于水平往复运输时稳定性更好。

进一步的方案是，多个第二定滑轮安装位沿y轴方向连通形成第二定滑轮安装槽，和/或多个第二动滑轮安装位沿y轴方向连通形成第二动滑轮安装槽。

由上可见，以第二定滑轮安装槽为例，根据运输需求将多个第二定滑轮均卡装到第二定滑轮安装槽后，可在y轴方向上对每个第二定滑轮进行位置的无级调节，从而使传动比的可控性更强，同时安装主体的加工成本更低。

进一步的方案是，绳索位于第二绳索锁定件与第二动滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，和/或绳索位于第二动滑轮与第二定滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，和/或绳索位于第二定滑轮与滑行件之间的部分沿x轴方向延伸。

由上可见，此设置使滑行件的最终输出距离与直线驱动单元的驱动输出端的输出距离成整数倍关系，传动比例计算难度更低。

本发明第二目的提供的物料运输设备包括直线行程装置和物料放置单元，直线行程装置采用上述的物料运输装置，物料放置单元与滑行件连接。

附图说明

图1为本发明直线行程装置第一实施例的结构图。

图2为本发明直线行程装置第一实施例的结构图。

图3为本发明直线行程装置第一实施例中安装主体的第一拼接原理图。

图4为本发明直线行程装置第一实施例中安装主体的第二拼接原理图。

图5为本发明直线行程装置第一实施例第一状态的结构示意图。

图6为本发明直线行程装置第一实施例第二状态的结构示意图。

图7为本发明直线行程装置第二实施例的结构示意图。

图8为本发明直线行程装置第三实施例的结构示意图。

图9为本发明直线行程装置第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

直线行程装置第一实施例

参见图1和图2，图1和图2均为本发明直线行程装置第一实施例的结构图。本发明提供一种实现LCIA(低成本自动化)的物料运输设备，物料运输设备包括物料放置单元和直线行程装置，直线行程装置其包括安装主体1、气缸2、中枢单元3、第一定滑轮组、第一动滑轮组、第二定滑轮组、第二动滑轮组、第一绳索锁定件61、第二绳索锁定件62、滑行组件7和绳索8。物料放置单元为物料架、物料箱或工位夹具等具有用于放置物料或工件的容纳空间的放置单元。

下面先介绍安装主体1的结构。安装主体1由多根杆件和多个连接件拼接而成。结合图3，图3为本发明直线行程装置第一实施例中安装主体的拼接原理图。安装主体1包括由两根沿x轴方向延伸的长杆件11、沿y轴方向延伸的短杆件121以及沿y轴方向延伸的短杆件123拼接为方框状的主体单元。

主体单元中，延伸方向相互垂直的两根杆件之间由第一连接件191实现拼接，如长杆件11和短杆件121之间的连接，第一连接件191的延伸第一端具有一个垂直于其延伸方向的卡合通槽191a，且卡合通槽191a的截面轮廓呈燕尾状；第一连接件191的延伸第二端具有一个插孔191b。短杆件121的外周设置有均匀布置的四道卡条121a，卡条121a沿短杆件121的延伸方向延伸，且卡条121a在其延伸方向上的截面轮廓呈燕尾状。长杆件11插入插孔191b，卡条121a卡入卡合通槽191b中，从而完成相互垂直的长杆件11和短杆件121之间的拼接。长杆件11与短杆件123之间同样通过第一连接件191实现拼接。

结合图4，图4为本发明直线行程装置第一实施例中安装主体的第二拼接原理图。安装主体1还包括沿y轴方向延伸的短杆件122，短杆件122通过第二连接件192拼接至短杆件121上。第二连接件192的相对两端均设置有一个截面呈燕尾状的卡合通孔191a，短杆件122的外周同样设有四道均匀布置的截面呈燕尾状的卡条122a，卡条121a和卡条122a各卡入第二连接件192上的一个卡合通孔191a中即可实现短杆件121与短杆件122之间的拼接。

参见图1和图2，安装主体1还包括第一拼接件13和第三拼接件14，中枢单元3包括第二拼接件31、第四拼接件32和第三连接件33。第一拼接件13沿y轴方向延伸，第一拼接件13上具有沿y轴方向延伸的第一定滑轮安装槽130，第一定滑轮安装槽130为通槽，第一定滑轮安装槽130的截面呈T型，且第一拼接件13的外周设置有卡条，第一拼接件13通过第二连接件192拼接到短杆件122上。相同地，第三拼接件14沿y轴方向延伸，第三拼接件14上具有沿y轴方向延伸的第二定滑轮安装槽140，第二定滑轮安装槽140为通槽，第二定滑轮安装槽140的截面呈T型，且第三拼接件14的外周设置有卡条，第三拼接件14通过第二连接件192拼接到短杆件123上。

两根长杆件11之间连接有横梁15，气缸2的气缸主体21固定在短杆件121与横梁15上，气缸2的活塞杆22沿x轴方向设置，中枢单元3安装在作为驱动输出端的活塞杆22上。第三连接件33的相对两端均设置有一个截面呈燕尾状的卡合通槽，第二拼接件31和第四拼接件32的外周均设有截面呈燕尾状的卡条，第三连接件33连接在第二拼接件31和第四拼接件32之间，第二拼接件31和第四拼接件32沿y轴方向延伸，第三连接件33沿x轴方向延伸。第二拼接件31上设置有沿其延伸方向设置的第一动滑轮安装槽310，第四拼接件32上设置有沿其延伸方向设置的第二动滑轮安装槽320，第一动滑轮安装槽310和第二动滑轮安装槽320均为通槽。中枢单元3整体可拆卸地固定在底板30上，底板30与活塞杆22的延伸末端固定连接。

第一定滑轮组包括两个第一定滑轮41，第一动滑轮组包括两个第一动滑轮42，第二定滑轮组包括两个第二定滑轮51，第二动滑轮组包括两个第二动滑轮52。第一定滑轮41、第一动滑轮42、第二定滑轮51和第二动滑轮52均包括用于安装的架体和转动连接在架体中的轮体。两个第一定滑轮41卡装在第一拼接件13的第一定滑轮安装槽130中，两个第一动滑轮42卡装在第一动滑轮安装槽310中，两个第二定滑轮51卡装在第三拼接件14的第二定滑轮安装槽140中，两个第二动滑轮52卡装在第二动滑轮安装槽320中。

第一绳索锁定件61和第二绳索锁定件62的底部均设置有截面呈燕尾状的卡合通槽，第一绳索锁定件61卡合到短杆件121的卡条上，第二绳索锁定件62卡合到长杆件11的卡条上。

滑行组件7包括滑轨71和沿x轴方向滑动安装在滑轨71上的滑行件72，滑轨71的外周设置有沿其延伸方向延伸的截面呈燕尾状的卡条，滑轨71通过第二连接件192可拆卸地拼接在长杆件11上。

结合图1、图2和图5，图5为本发明直线行程装置第一实施例第一状态的结构示意图。在x轴正向上，第一定滑轮组、第一动滑轮组、第二动滑轮组和第二定滑轮组依次设置。在y轴正向上，相间布置的第一动滑轮42和第一定滑轮41依次设置在第一绳索锁定件61与滑行件72之间，相间布置的第二定滑轮51和第二动滑轮52依次设置在滑行件72与第二绳索锁定件62之间。绳索8的延伸第一端81固定在第一绳索锁定件61上，绳索82依次绕过第一个第一动滑轮42、第一个第一定滑轮41、第二个第一动滑轮42和第二个第一定滑轮41后固定在滑行件72上，随后从滑行件72引出的绳索8依次绕过第一个第二定滑轮51、第一个第二动滑轮52、第二个第二定滑轮51和第二个第二动滑轮52后，绳索8的延伸第二端82固定在第二绳索锁定件62上。直线行程装置和物料放置单元结合构成物料运输设备时，物料放置单元固定连接在滑行件72上。

结合图6，图6为本发明直线行程装置第一实施例第二状态的结构示意图。当气缸2驱动使中枢单元3向x轴正向移动距离a后，在绳索8的牵引下，滑行件72将沿x轴负向沿直线移动距离b，距离b大于距离a的三倍且小于距离a的四倍。当将物料运输架固定安装到滑行件72上，气缸2原有的直线行程极限距离被数倍放大，从而满足更多的加工运输需求。

本发明实现直线行程极限距离数倍放大的同时，直线行程装置调整结构的方式多样。如，可通过更换更长的长杆件11以适应直线行程极限距离；又可通过更换更长的第一拼接件、第二拼接件、第三拼接件和第四拼接件，以满足需要安装更多滑轮时的安装要求。

直线行程装置第二实施例

参见图7，图7为本发明直线行程装置第二实施例的结构示意图。本发明的主要发明目的在于基于直线行程装置的改造自由度而实现直线行程极限距离的快速调整。结合图1和图2，由于第一定滑轮安装槽130、第一动滑轮安装槽310、第二定滑轮安装槽140和第二动滑轮安装槽320均沿y轴方向延伸，以第一定滑轮安装槽130为例，第一定滑轮安装槽130中实则包含有多个沿y轴方向布置的第一定滑轮安装位，安装在第一定滑轮安装槽130中的第一定滑轮41仅需沿y轴方向滑动调整即可移动从原来的第一定滑轮安装位移动到另一个第一定滑轮安装位中，且该位置调节为无级调节，因此，第一定滑轮41在第一定滑轮安装槽130中的调整自由度则相当大。同理地，第一动滑轮42可在第一动滑轮安装槽310中的多个第一动滑轮安装位中实现无级的位置调整，第二定滑轮51可在第二定滑轮安装槽140中的多个第二定滑轮安装位中实现无级的位置调整，第二动滑轮52可在第二动滑轮安装槽320中的多个第二动滑轮安装位中实现无级的位置调整。

如本实施例所示，通过选择合适轮径的第一定滑轮41、第一动滑轮42、第二定滑轮51和第二动滑轮52，并沿y轴方向调整每个第一定滑轮41、第一动滑轮42、第二定滑轮51和第二动滑轮52的位置，此时，绳索8位于第一绳索锁定件61与第一动滑轮42之间的部分沿x轴方向延伸，绳索8位于第一动滑轮42与第一定滑轮41之间的部分沿x轴方向延伸，绳索8位于第一定滑轮41与滑行件72之间的部分沿x轴方向延伸，绳索8位于第二绳索锁定件62与第二动滑轮52之间的部分沿x轴方向延伸，绳索8位于第二动滑轮52与第二定滑轮51之间的部分沿x轴方向延伸，绳索8位于第二定滑轮51与滑行件72之间的部分沿x轴方向延伸。此设置使滑行件72的最终输出距离为直线驱动单元的驱动输出端的输出距离的4倍，直线距离传动比例为整数使计算难度更低，运输距离更精准。

直线行程装置第三实施例

参见图8，图8为本发明直线行程装置第三实施例的结构示意图。本实施例中，第一定滑轮组包括三个第一定滑轮41，第一动滑轮组包括三个第一动滑轮42，第二定滑轮组包括三个第二定滑轮51，第二动滑轮组包括三个第二动滑轮52。滑行件72的最终输出距离为直线驱动单元的驱动输出端的输出距离的比值与各滑轮组中的滑轮数量相关，各滑轮组中的滑轮数量越多，滑行件72的最终输出距离为直线驱动单元的驱动输出端的输出距离的比值则越大。

直线行程装置第四实施例

参见图9，图9为本发明直线行程装置第四实施例的结构示意图。本实施例中，第一拼接件91上设有沿x轴方向布置的两行第一定滑轮安装位910，每行第一定滑轮安装位910具有沿y轴方向布置的八个相互独立的第一定滑轮安装位910，第三拼接件92上设有沿y轴方向布置的八个相互独立的第二定滑轮安装位920，中枢单元93上设有沿y轴方向布置的八个相互独立的第一动滑轮安装位931和沿y轴方向布置的八个相互独立的第二动滑轮安装位932。

第一定滑轮941、第一动滑轮942、第二定滑轮943和第二动滑轮944可根据实际需要分别卡装到位置合适的第一定滑轮安装位910、第一动滑轮安装位931、第二定滑轮安装位920和第二动滑轮安装位932中。另，第一绳索锁定件940也可安装到第一定滑轮安装位910中，第二绳索锁定件950可安装到第二定滑轮安装位920中。本实施例中滑轮位置的调整距离固定，可配合适合轮径的滑轮实现快速定位，从而实现直线行程装置行程量的快速调控。

在其他实施例中，直线行程装置不具有第二定滑轮组、第二动滑轮组和第二绳索锁定件。直线行程装置的x轴正向作为垂向定位时，以固定安装在滑行件上的物料架或机械手等搬运单元及其上的工件的自身重量作为对绳索的牵引力以持恒滑行件上相对两个方向上的作用力，从而在实现升级搬运的同时保证滑行件滑行的稳定性。

在其他实施例中，直线行程装置不具有第二定滑轮组、第二动滑轮组和第二绳索锁定件，直线行程装置还包括设置在安装主体上的卷绕装置，从滑行件引出的绳索卷绕到卷绕装置中，卷绕装置中扭簧产生的恢复力作为对绳索的牵引力以持恒滑行件上相对两个方向上的作用力。

在其他实施例中，气缸替换为丝杆装置，丝杆装置包括电机、丝杆和丝杆螺母，电机固定在安装主体上，丝杆同轴连接在电机的输出轴上，丝杆螺母套装在丝杆上，中枢单元与作为驱动输出端的丝杆螺母固定连接。

在其他实施例中，气缸替换为传动链组件，传动链组件包括电机、第一链轮、传动链和第二链轮，传动链连接在第一链轮和第二链轮之间，电机固定在安装主体上且电机的输出轴与第一链轮连接，中枢单元与传动链上一个或多个链节连接。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.直线行程装置，包括安装主体和安装在所述安装主体上的直线驱动单元，所述直线驱动单元的驱动输出端沿x轴方向设置；

其特征在于，所述直线行程装置还包括：

安装在所述安装主体上的第一绳索锁定件、第一定滑轮组、第一动滑轮组、滑行组件和连接在所述驱动输出端上的中枢单元，滑行组件包括滑轨和沿x轴方向滑动安装在所述滑轨上的滑行件；

所述安装主体上设置有沿y轴方向布置的多个第一定滑轮安装位，所述第一定滑轮组包括至少一个第一定滑轮，所述第一定滑轮安装于所述第一定滑轮安装位；

所述中枢单元上设置有沿y轴方向布置的多个第一动滑轮安装位，所述第一动滑轮组包括第一动滑轮，所述第一动滑轮安装于所述第一动滑轮安装位，所述第一动滑轮的数量与所述第一定滑轮的数量相等；

在x轴方向上，所述第一定滑轮组和所述第一动滑轮组依次设置；

在y轴方向上，相间布置的所述第一动滑轮和所述第一定滑轮依次设置在所述第一绳索锁定件与所述滑行件之间；

所述直线行程装置还包括绳索，所述绳索的延伸第一端固定在所述第一绳索锁定件上，所述绳索依次绕过相间设置的所述第一动滑轮和所述第一定滑轮后固定在所述滑行件上。

2.根据权利要求1所述的直线行程装置，其特征在于：

多个所述第一定滑轮安装位沿y轴方向连通形成第一定滑轮安装槽，

和/或，

多个所述第一动滑轮安装位沿y轴方向连通形成第一动滑轮安装槽。

3.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述安装主体包括主体单元和可拆卸地安装在所述主体单元上的第一拼接件，多个所述第一定滑轮安装位设置在所述第一拼接件上。

4.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述中枢单元可拆卸地安装在所述驱动输出端上。

5.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述第一绳索锁定件可拆卸地安装在所述安装主体上。

6.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述滑轨可拆卸地安装在所述安装主体上。

7.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述绳索位于所述第一绳索锁定件与所述第一动滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，

和/或，

所述绳索位于所述第一动滑轮与所述第一定滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，

和/或，

所述绳索位于所述第一定滑轮与所述滑行件之间的部分沿x轴方向延伸。

8.根据权利要求1或2所述的直线行程装置，其特征在于：

所述直线行程装置还包括第二定滑轮组、第二动滑轮组和安装在所述安装主体上的第二绳索锁定件；

所述第二定滑轮组包括至少一个第二定滑轮，所述第二动滑轮组包括至少一个第二动滑轮，所述第二动滑轮的数量与所述第二定滑轮的数量相等；

所述安装主体上设置有沿y轴方向布置的多个第二定滑轮安装位，所述第二定滑轮安装于所述第二定滑轮安装位；

所述中枢单元上设置有沿y轴方向布置的多个第二动滑轮安装位，所述第二动滑轮安装于所述第一动滑轮安装位；

在x轴方向上，所述第一定滑轮组、所述第一动滑轮组、所述第二动滑轮组和所述第二定滑轮组依次设置；

在y轴方向上，相间布置的所述第二定滑轮和所述第二动滑轮依次设置在所述滑行件与所述第二绳索锁定件之间；

从所述滑行件引出的绳索依次绕过相间设置的所述第二定滑轮和所述第二动滑轮后，所述绳索的延伸第二端固定在所述第二绳索锁定件上。

9.根据权利要求8所述的直线行程装置，其特征在于：

多个所述第二定滑轮安装位沿y轴方向连通形成第二定滑轮安装槽，

和/或，

多个所述第二动滑轮安装位沿y轴方向连通形成第二动滑轮安装槽。

10.根据权利要求8所述的直线行程装置，其特征在于：

所述绳索位于所述第二绳索锁定件与所述第二动滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，

和/或，

所述绳索位于所述第二动滑轮与所述第二定滑轮之间的部分沿x轴方向延伸，

和/或，

所述绳索位于所述第二定滑轮与所述滑行件之间的部分沿x轴方向延伸。

11.物料运输设备，包括直线行程装置和物料放置单元，其特征在于：

所述直线行程装置采用上述权利要求1至10任一项所述的物料运输装置，所述物料放置单元与所述滑行件连接。