CN110775509A - 一种具有自动调整功能的变胞抓取机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动调整功能的变胞抓取机构，所述的变胞抓取机构成对安装于上架设备的横移机构上，成对使用的变胞机构做同步反向转动,横移机构包括有多个的传动连接的横移装置，位于横移机构最上方的横移装置包括有底座及连接板，在底座的上表面设置有一对的凸耳，在凸耳上设置有基轴，在连接板的下方设置有电磁铁夹紧器，设置于凸耳上的基轴穿过电磁铁夹紧器的连接孔后两端支承在凸耳上，连接板的一端与上架设备的升降装置相连。本发明使用一对齿轮组驱动3倍速机构完成设备在通道内为左右两列货架上架，相比常用两套增速机构来完成3倍速机构而言，大大简化结构的复杂性和装配难度。

Description

一种具有自动调整功能的变胞抓取机构

技术领域

本发明涉及一种上架设备，特别是一种具有自动调整功能的变胞抓取机构。

背景技术

对于各种库房或棚内种植来说，尤其对于早期的库房或大棚，为了充分利用空间，往往只留有较窄的通道以方便各种操作，如：建设较早的发菌室库房以人工对菌袋进行上架下架，因此以人工作为设计准则的发菌室库房，具有以下几个特点：

1、门矮且窄，门高不超过2m，宽度0.95m左右，而发菌室的货架高度超过3.5米；

2、发菌架间通道狭窄，通常为660mm左右，需要设备在通道内为左右两列货架上架

3、无现成设备，改造困难，难以投入巨额资金全面改造库房，或者全面改造发菌架。

4、货架固定，每层高度有限制，且由于货架边侧有挡边，菌袋放入篮子内后，篮子只能提起进入货架后放下，或者从货架上提出来，而不能使用推入推出的办法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可方便在通道内行走的能实现货物上下架的，同时又不影响到其它物品的具有自动调整功能的变胞抓取机构。

一种具有自动调整功能的变胞抓取机构，所述的变胞抓取机构包括有转轴、驱动板、从动板爪、止动板及阻挡圆头，所述的驱动板固定于转轴上跟随转轴运动，从动板爪通过扭簧合页连接在驱动板上，止动板连接于从动板上并位于扭簧合页的相反侧，所述的扭簧合页预设有往止动板侧方向旋转的预紧力，所述的阻挡圆头固定于止动板附近的固定物上用于限定从动板爪的运动，所述的变胞抓取机构成对安装于上架设备的横移机构上，成对使用的变胞机构做同步反向转动,横移机构包括有多个的传动连接的横移装置，位于横移机构最上方的横移装置包括有底座及连接板，第四导轨滑块组、第四齿条、第四驱动齿轮均设置于底座上，在底座的上表面设置有一对的凸耳，在凸耳上设置有基轴，在连接板的下方设置有电磁铁夹紧器，设置于凸耳上的基轴穿过电磁铁夹紧器的连接孔后两端支承在凸耳上，电磁铁夹紧器的夹紧滑块被弹簧压向连接孔将基轴抱死在孔内，电磁铁夹紧器通电时，夹紧滑块被磁力吸引远离连接孔，使基轴放松实现自由旋转，连接板的一端与上架设备的升降装置相连。

本发明的变胞抓取机构，由于扭簧合页的扭簧预紧力的作用，使从动板爪有围绕扭簧合页旋转中心顺着止动板侧旋转的趋势，当变胞抓取机构做夹持动作即往扭簧合页预紧力的反方向运动时，当从动板爪与驱动板处于同一平面时，止动板与驱动板触碰，阻止从动板爪继续沿着扭簧合页预紧力的方向旋转，当变胞抓取机构做沿着扭簧预紧力的方向旋转时，从动板爪触碰到阻挡圆头后，驱动板继续围绕轴中心沿着扭簧预紧力的方向旋转转动，从动板爪表面在则在阻挡圆头上滑移，并围绕扭簧合页的旋转中心旋转，从而使得本变胞抓取机构在需要抓取时张开，在退出时可实现收起从而避免碰到其它物体。变抱抓取机构与横移机构配合使用，可加大变胞抓取机构的移动范围，实现在一个工位向左或向右移动。将横移机构最上方的横移装置分成底座与连接板的结构，并使两部分之间采用这种弹性可调整式连接，当在初始时由于地面不平整导致设备整体倾斜时，通过电磁铁夹紧器放松基轴，利用横移机构自身重力平衡作用（横移机构的重心铅垂线通过基轴的中心），使横移机构自动回正，然后电磁铁夹紧器夹紧基轴。从而使横移机构可以实现外围尺寸较小的情况下，实现较大行程的左右横移功能。通过数个的横移装置依次连接，可在保证横移距离的情况下获 得尽可能小的上下架机的宽度，从而可使该具有自动调整功能的变胞抓取机构在狭窄的通道上运行。

所述的做同步反向转动的变胞抓取机构的两个轴分别由同轴传动的齿轮与链轮带动。

采用同轴传动的齿轮与链轮分别带动变胞抓取机构的轴，可利用齿轮啮合传动带动近的变胞抓取机构的轴，利用链条传动带动较远的轴，实现同轴驱动。

所述的变胞抓取机构设置于最下方的第一横移装置上，所述的变胞抓取机构轴支撑于第一横移装置上，变胞抓取机构的驱动板、从动板爪及止动板悬垂于横移装置下方，成对设置的变胞抓取机构的从动板爪相向设置，变胞抓取机构的阻挡圆头设置于止动板侧的第一横移装置上。

所述的驱动板、从动板爪或为沿着变胞抓取机构轴连续延伸，或为沿着变胞抓取机构轴间隔布置。

所述的横移机构的各横移装置之间采用齿轮与齿条传动。

所述的横移机构包括有第一横移装置、第二横移装置、第三横移装置及位于最上方的第四横移装置，所述的第一横移装置的上表面平行设置有两根第一齿条，第一齿条沿着载物台的宽度方向延伸；

所述的第二横移装置的下表面平行设置有一对第二导轨滑块组，所述的第二导轨滑块组沿着载物台的宽度方向延伸，在第二横移装置的外侧还设置有两组的齿轮组，所述的齿轮组的转轴的延伸方向与第二导轨滑块组的走向相垂直，每一组的齿轮组包含有两排的齿轮，该两排齿轮分别与第三横移装置及第四横移装置上的齿条相啮合，与第三横移装置齿条相啮合的输出齿轮还同时与第一齿条相啮合，与第四横移装置上的齿条相啮合的齿轮为驱动齿轮，第二横移装置上的两排齿轮经中间齿轮传动连接；

所述的第三横移装置的上下表面均设置有一对齿条，在第三横移装置的下表面还设置有一对的第三导轨滑块组，所述的齿条与第三导轨滑块组均沿载物台的宽度方向延伸；

所述的第四横移装置的下方设置有一对的沿载物台的宽度方向延伸的第四导轨滑块组和第四齿条，在第四横移装置上还设置有第四驱动齿轮，第一横移装置、第二横移装置、第三横移装置及第四横移装置之间依次通过导轨滑块组相连，第四横移装置的第四驱动齿轮与第三横移装置的上表面的齿条啮合，第四横移装置的第四齿条与第二横移装置的驱动齿轮啮合，第三横移装置的下表面的齿条与第二横移装置的输出齿轮啮合，第二横移装置的输出齿轮同时与第一齿条啮合。

将第一横移装置、第二横移装置、第三横移装置及第四横移装置之间依次通过导轨滑块组相连，并使相对应的齿轮与齿条相啮合，使得第四横移装置的第四驱动齿轮驱动第三横移装置上表面的齿条移动时带动第三横移装置移动，从而通过第三横移装置下表面上固定的齿条与第二横移装置的输出齿轮的啮合，使输出齿轮受到推力，此推力与第三横移装置的移动方向同向，由于输出齿轮与驱动齿轮同向旋转，又由于驱动齿轮与第四齿条啮合，因此当输出齿轮受到推力时会使第二横移装置朝第三横移装置移动的方向同向移动，且移动速度是第三横移装置的一倍，又由于输出齿轮与第一横移装置的第一齿条啮合，因此第一横移装置会朝第二横移装置移动的方向同向移动 ，且移动速度是第二横移装置的一倍，形成一个由齿轮齿条驱动的4倍速机构。由上可知，第四横移装置固定不动时，假设第三横移装置移动的总行程是a，a的理论最大值为：L-s（直线导轨长度L，导轨滑块长度s），则第二横移装置移动的总行程是2a，第一横移装置移动的总行程是3a，为保证机构横移时两个齿轮1222中至少有一个与第四齿条啮合，因此两个驱动齿轮1222的中心距不能小于：L-2s。

所述的第四驱动齿轮由电机驱动，电机安装于底座上。

所述的第二横移装置的中间齿轮为奇数个，其中的一组齿轮包含有位于两端的相同齿数的驱动轮以及中间奇数个的中间传动齿轮，另一组齿轮包含一个的输出齿轮，输出齿轮与位于最中间的那个中间传动齿轮同轴，输出齿轮的分度圆直径为驱动齿轮的一半，且传动齿轮比驱动齿轮小。

使得当有齿条与两个驱动齿轮同时啮合时，齿条的齿不会与传动齿轮干涉，因此驱动齿轮可以带动驱动齿轮成同向旋转。

综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：

本发明的具有自动调整功能的变胞抓取机构，使得机构在使用单台电机时即可完成抓取机构在不同状态需要下的夹持动作与收回动作；本发明使用一对齿轮组驱动3倍速机构完成设备在通道内为左右两列货架上架，相比常用两套增速机构来完成3倍速机构而言，大大简化结构的复杂性和装配难度；在货物提升装置中采用链条及齿条的增速机构使得设备可以通过矮小的库房门的同时，满足菌袋上架货架最高点和货架最低点间的行程要求；利用菌袋筐的重心特点，变胞抓取机构比三个篮筐并排时的长度短，使用简单的一根档杆，使得同一台设备完成一次两筐，和一次三筐的上架需求；利用重心较低的特点在第四横移装置上设计重力自平衡机构，使横移机构在横移方向自动恢复至与水平平行的方向。对于高层上下架而言，使用推入及拉回的方式送入与收回篮筐需要克服篮筐与货架之间的摩擦力，又由于竖直方向力臂较长，因此对于设备自重不足以克服推入或者拉回产生的力臂时就会造成上架设备侧翻，使用抓取的方式送料进出货架则没有这个问题。

附图说明

图1是本发明的具有自动调整功能的变胞抓取机构的整体示意图。

图2是具有自动调整功能的变胞抓取机构的变胞抓取机构处于高位的示意图。

图3是具有自动调整功能的变胞抓取机构的变胞抓取机构处于高位的平面示意图。

图4是横移机构结构示意图。

图5是第一横移装置结构示意图。

图6是第二横移装置结构示意图。

图7是第三横移装置结构示意图。

图8是第三横移装置的平面示意图。

图9是第四横移装置的立体图。

图10是第四横移装置的平面图。

图11是第四横移装置的底座示意图。

图12是第四横移装置连接板上的连接耳示意图。

图13是各横移装置的配合示意图。

图14是横移机构自动回正处于初始状态示意图。

图15是横移机构回正示意图。

图16是最大向左横移示意图。

图17是最大向右横移示意图。

图18是变胞抓取机构示意图。

图19是变胞抓取机构断面示意图。

图20是变胞抓取机构立体图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

一种具有自动调整功能的变胞抓取机构，包括有立式支架、载物台、相对载物台做横向移动的横移机构以及带动横移机构做上下运动的升降装置，所述的载物台一端连接于立式支架上，升降装置在立式支架上做升降运动，横移机构与升降装置连接，跟随升降装置做上下运动，在立式支架与载物台设置有方便行走的脚轮，在横移机构上还设置有朝向载物台的成对设置做同步反向转动的变胞抓取机构。

如图1，具有自动调整功能的变胞抓取机构包括有1横移机构，2载物台，3升降装置，

如图4，横移机构包括有四个部分，第一横移装置11，第二横移装置12，第三横移装置13，第四横移装置14。

如图5，第一横移装置11的第一底板111上固定两根第一齿条112，两端固定有支撑板118，支撑板118上固定有阻挡圆头119，变胞抓取机构113的轴1131穿过固定在支撑板118上的轴承座，并与链轮链条组116的一个链轮固定，链轮链条组的另一个链轮固定在电机114的输出轴上，齿轮组115的一个齿轮固定在电机114的输出轴上，另一个齿轮固定在另一侧的变胞抓取机构113的轴1131上，通过以上两个传动方式使电机114带动两个变胞抓取机构113的轴1131转动，且两个变胞抓取机构113的轴1131为同步反向转动。如图18-20为变胞抓取机构，驱动板1132固定在轴1131上，从动板爪1134通过扭簧合页1135与驱动板1132相连，止动板1133固定在从动板爪1134上，由于扭簧合页的扭簧预紧力的作用，使从动板爪1134有围绕扭簧合页1135旋转中心顺时针旋转的趋势，当变胞抓取机构做逆时针夹持动作时，从动板爪1134与驱动板1132处于同一平面时，止动板1133与驱动板1132触碰，阻止从动板爪1134继续顺时针旋转，当变胞抓取机构做顺时针动作时，从动板爪1134触碰到阻挡圆头119后，驱动板1132继续围绕轴1131中心顺时针转动，从动板爪1134表面在则在阻挡圆头119上滑移，并围绕扭簧合页1135的旋转中心旋转。

如图6，第二横移装置12的底板121的上表面上固定有两组齿轮组122，第二底板121的下表面上固定一对直线第二导轨滑块组124。齿轮组122的两固定板1221的两端对应设有两个驱动齿轮1222，内部设有奇数个与两个驱动齿轮1222啮合的传动齿轮1223，最中间的传动齿轮1223轴上固定有齿数为驱动齿轮1222一半的输出齿轮1224，且传动齿轮1223比驱动齿轮1222小，使得当有齿条与两个驱动齿轮1222同时啮合时，齿条的齿不会与传动齿轮1223干涉，因此驱动齿轮1222可以带动驱动齿轮1222成同向旋转，且驱动齿轮1222分度圆半径是驱动齿轮1222分度圆半径的一半。

如图7、8，第三横移装置13的第三底板131的上表面上固定有一对齿条132，第三底板131的下表面上固定有一对齿条135，以及一对直线第三导轨滑块组134。

如图9-12，第四横移装置14的第四底座141的上表面上固定有凸耳1412，凸耳1412上固定有基轴1411，基轴1411穿入连接板142上固定的两个电磁铁夹紧器148的孔1483内，电磁铁夹紧器148的夹紧滑块1482被弹簧1481压向孔1483，从而基轴1411，被抱死在孔1483内，当电磁铁夹紧器148通电时，夹紧滑块1482被磁力吸引而远离孔1483，从而基轴1411被放松，可以自由旋转，两个横移驱动齿轮144通过轴与电机143连接，即电机可以驱动齿轮144转动，第四底板121的下表面上固定一对直线第四导轨滑块组145和第四齿条146。

如图13，通过以上第一横移装置11、第二横移装置12、第三横移装置13、第四横移装置14依次通过每一层的直线导轨滑块相连，并且相对应的齿轮与齿条相啮合，使得第四横移装置14的驱动齿轮144驱动齿条132移动时带动第三横移装置13移动，从而通过第三横移装置13上固定的齿条135与输出齿轮1224的啮合，使输出齿轮1224受到推力，此推力与第三机构板移动方向同向，由于输出齿轮1224与齿轮驱动齿轮1222同向旋转，又由于驱动齿轮1222与齿条146啮合，因此当输出齿轮1224受到推力时会使第二横移装置12朝第三横移装置13移动的方向同向移动，且移动速度是第三横移装置13的一倍，又由于输出齿轮1224与第一横移装置11的齿条112啮合，因此第一横移装置11会朝第二横移装置12移动的方向同向移动 ，且移动速度是第二横移装置12的一倍，形成一个由齿轮齿条驱动的4倍速机构。由上可知，第四横移装置14固定不动时，假设第三横移装置13移动的总行程是a，a的理论最大值为：L-s（直线导轨长度L，导轨滑块长度s），则第二横移装置移动的总行程是2a，第一横移装置移动的总行程是3a，为保证机构横移时两个齿轮1222中至少有一个与齿条146啮合，因此两个驱动齿轮1222的中心距不能小于：L-2s。

如图14-17，为横移机构的4个状态，即初始状态，自动回正状态，最大左移状态，最大右移状态，在初始时由于地面不平整导致设备整体倾斜时，通过电磁铁夹紧器148放松基轴1411，利用横移机构自身重力平衡作用（横移机构的重心铅垂线通过基轴1411的中心），使横移机构自动回正，然后电磁铁夹紧器148夹紧基轴1411。通过横移机构可以实现外围尺寸较小的情况下，实现较大行程的左右横移功能。

工作原理：电机114驱动变胞抓取机构113将篮筐的边缘夹持，电机310驱动齿轮齿条将载物台连接架311提升至与货架对应的高度，电机143驱动横移机构1将篮筐送入货架，电机310驱动齿轮齿条下降一定距离使篮筐底部落在货架上，电机114驱动变胞抓取机构113打开从动板爪1134使变胞抓取机构113与篮筐脱离，电机310驱动齿轮齿条将载物台连接架311提升一段距离，由于货架层内上表面高度限制，从动板爪1134底部还没有高于篮筐中菌袋高度，电机114在这个位置继续驱动变胞抓取机构113，使从动板爪1134触碰到阻挡圆头119，使从动板爪1134表面在则在阻挡圆头119上滑移，并围绕扭簧合页1135的旋转中心旋转，从而将从动板爪1134底部提升至菌袋顶部，且在此变胞过程中从动板爪1134并不会出现与隔壁篮筐空间干涉的现象，然后电机143驱动横移机构1退出货架内，等待下一次篮筐上架，下架过程动作与此类似不再赘复。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (7)

1.一种具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的变胞抓取机构包括有转轴、驱动板、从动板爪、止动板及阻挡圆头，所述的驱动板固定于转轴上跟随转轴运动，从动板爪通过扭簧合页连接在驱动板上，止动板连接于从动板上并位于扭簧合页的相反侧，所述的扭簧合页预设有往止动板侧方向旋转的预紧力，所述的阻挡圆头固定于止动板附近的固定物上用于限定从动板爪的运动，所述的变胞抓取机构成对安装于上架设备的横移机构上，成对使用的变胞机构做同步反向转动,横移机构包括有多个的传动连接的横移装置，位于横移机构最上方的横移装置包括有底座及连接板，第四导轨滑块组、第四齿条、第四驱动齿轮均设置于底座上，在底座的上表面设置有一对的凸耳，在凸耳上设置有基轴，在连接板的下方设置有电磁铁夹紧器，设置于凸耳上的基轴穿过电磁铁夹紧器的连接孔后两端支承在凸耳上，电磁铁夹紧器的夹紧滑块被弹簧压向连接孔将基轴抱死在孔内，电磁铁夹紧器通电时，夹紧滑块被磁力吸引远离连接孔，使基轴放松实现自由旋转，连接板的一端与上架设备的升降装置相连。

2.根据权利要求1所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的做同步反向转动的变胞抓取机构的两个轴分别由同轴传动的齿轮与链轮带动。

3.根据权利要求2所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的变胞抓取机构设置于最下方的第一横移装置上，所述的变胞抓取机构轴支撑于第一横移装置上，变胞抓取机构的驱动板、从动板爪及止动板悬垂于横移装置下方，成对设置的变胞抓取机构的从动板爪相向设置，变胞抓取机构的阻挡圆头设置于止动板侧的第一横移装置上。

4.根据权利要求3所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的驱动板、从动板爪或为沿着变胞抓取机构轴连续延伸，或为沿着变胞抓取机构轴间隔布置。

5.根据权利要求1至4任何一项所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于： 所述的横移机构包括有第一横移装置、第二横移装置、第三横移装置及位于最上方的第四横移装置，所述的第一横移装置的上表面平行设置有两根第一齿条，第一齿条沿着载物台的宽度方向延伸；

所述的第二横移装置的下表面平行设置有一对第二导轨滑块组，所述的第二导轨滑块组沿着载物台的宽度方向延伸，在第二横移装置的外侧还设置有两组的齿轮组，所述的齿轮组的转轴的延伸方向与第二导轨滑块组的走向相垂直，每一组的齿轮组包含有两排的齿轮，该两排齿轮分别与第三横移装置及第四横移装置上的齿条相啮合，与第三横移装置齿条相啮合的输出齿轮还同时与第一齿条相啮合，与第四横移装置上的齿条相啮合的齿轮为驱动齿轮，第二横移装置上的两排齿轮经中间齿轮传动连接；

所述的第三横移装置的上下表面均设置有一对齿条，在第三横移装置的下表面还设置有一对的第三导轨滑块组，所述的齿条与第三导轨滑块组均沿载物台的宽度方向延伸；

所述的第四横移装置的下方设置有一对的沿载物台的宽度方向延伸的第四导轨滑块组和第四齿条，在第四横移装置上还设置有第四驱动齿轮，第一横移装置、第二横移装置、第三横移装置及第四横移装置之间依次通过导轨滑块组相连，第四横移装置的第四驱动齿轮与第三横移装置的上表面的齿条啮合，第四横移装置的第四齿条与第二横移装置的驱动齿轮啮合，第三横移装置的下表面的齿条与第二横移装置的输出齿轮啮合，第二横移装置的输出齿轮同时与第一齿条啮合。

6.根据权利要求5所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的第四驱动齿轮由电机驱动，电机安装于底座上。

7.根据权利要求6所述的具有自动调整功能的变胞抓取机构，其特征在于：所述的第二横移装置的中间齿轮为奇数个，其中的一组齿轮包含有位于两端的相同齿数的驱动轮以及中间奇数个的中间传动齿轮，另一组齿轮包含一个的输出齿轮，输出齿轮与位于最中间的那个中间传动齿轮同轴，输出齿轮的分度圆直径为驱动齿轮的一半，且传动齿轮比驱动齿轮小。

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