CN110817316A - 物料运输设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料运输设备。物料运输设备包括：立柱；横梁，连接在立柱的顶端；移动车，配置成可沿横梁移动；移动部件，安装在移动车上并可相对于移动车沿竖直方向移动，并设有连接物料的连接部件；以及第一驱动部件，与移动部件通过传动机构连接，传动机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，或螺纹传动机构；移动车的第二驱动部件和第一车轴通过锥齿轮传动机构连接。应用本发明的技术方案，依靠精密的锥齿轮传动、齿轮齿条或螺纹传动，同时借助位移传感器的实时测量与反馈，实现物料在水平、竖直方向上的高精度输运，有利于改善现有技术的物料运输设备结构刚度低、物料定位精度不高的问题。

Description

物料运输设备

技术领域

本发明涉及起重设备领域，具体而言，涉及一种物料运输设备。

背景技术

如何高精度、高效率的实现物料转运是自动化、智能化生产的重要保障，物料输运系统是车间内加工、清洗、涂装、装配等生产活动中必需的自动化物料转运设备。尤其是在工业清洗中，为了实现关键零部件表面油漆、油污、锈蚀等多种污染层的一体化清洗，需要借助自动化物料输运系统实现待清洗工件自动上下料以及在不同清洗槽间的工序流转。机械加工、涂装、装配等亦是如此。由于零部件重量大、价值高，相关机械设备制造精度高，为了防止输运过程中发生触碰，必需保证输运系统的静刚度以及输运过程的定位精度，同时考虑到工序的复杂性，需增大物料输运距离。因此开发工序跨度大、输运物料重、定位精度高的物料输运系统迫在眉睫。

发明内容

本发明旨在提供一种物料运输设备，以改善相关技术中的物料运输设备对物料的定位精度不高的问题。

根据本发明实施例的一个发明，提供了一种物料运输设备，物料运输设备包括：

立柱；

横梁，连接在立柱的顶端；

移动车，配置成可沿横梁移动；

移动部件，安装在移动车上并可相对于移动车沿竖直方向移动，并设有连接物料的连接部件；以及

第一驱动部件，与移动部件通过传动机构连接，传动机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，或传动机构包括螺纹传动机构。

在一些实施例中，传动机构包括：

第一齿轮，与第一驱动部件连接或传动；

第一齿条，安装在移动部件上，并与第一齿轮啮合。

在一些实施例中，传动机构还包括：

第二齿轮，与第一齿轮啮合；

第二齿条，安装在移动部件上，并与第二齿轮啮合，第一齿轮和第二齿轮均位于第一齿条和第二齿条之间。

在一些实施例中，物料运输设备还包括配置成引导移动部件沿竖直方向移动的导向部，导向部与移动车连接。

在一些实施例中，导向部包括基座和设置在基座的两侧的多个直线轴承，移动部件包括平行且间隔设置的两个光杠，两个光杠分别与基座两侧的直线轴承配合。

在一些实施例中，物料运输设备还包括配置成检测移动部件在竖直方向上的位置的第一检测部。

在一些实施例中，移动车包括：

主动行驶轮；以及

第二驱动部件，第二驱动部件与移动车的行驶轮传动连接，第二驱动部件和第一驱动部件沿横梁的延伸方向布置。

在一些实施例中，移动移动车还包括：

第一车轴，其两端均安装有主动行驶轮；

第一锥齿轮，与第二驱动部件连接；

第二锥齿轮，与车轴同轴设置并连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

在一些实施例中，移动车还包括连接在第二驱动部件和第一锥齿轮之间的第二制动器和/或第二减速器。

在一些实施例中，横梁包括平行且间隔设置的两个梁。

在一些实施例中，移动车和/或移动部件位于两个梁之间。

在一些实施例中，梁包括竖直设置的第一板状部和设置在第一板状的底端的第二板状部，分别位于移动车的两侧的行驶轮分别位于两个梁的第二板状部上。

在一些实施例中，梁的第二板状部上设置有耐磨导轨。

在一些实施例中，移动车上还设置有导向轮，导向轮与梁的第一板状部滚动配合。

在一些实施例中，物料运输设备还包括配置成检测移动车在横梁的延伸方向上的位置的第二检测部。

在一些实施例中，第二检测部包括：

位移传感器，安装在移动车或横梁上；

多个感应部件，沿横梁的延伸方向布置，感应部件配置成在移动车移动至感应部件所在位置后发出信号。

在一些实施例中，物料运输设备还包括控制器，控制器与第二检测部和第二驱动部件均通信连接，以使移动车移动至横梁的端部或相应的位置时控制移动车停止。

应用本发明的技术方案，包括齿轮和齿条的传动机构和螺纹传动机构的传动精度较高，因此被搬运的物料至少在竖直方向的位置可以被精确的定位，有利于改善现有技术的物料运输设备对物料的定位精度不高的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例的物料运输设备的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的物料运输设备的第一处的横截面的结构示意图；以及

图3示出了本发明的实施例的物料运输设备的第二处的横截面的结构示意图。

图中：

1、立柱；2、限位块；3、横梁；4、导轨；5、第一驱动部件；6、第一制动器；7、第一减速器；8、支座；9、第二驱动部件；10、第二制动器；11、第二减速器；12、拖链式线盒；13、触发器；14、感应部件；15、工作指示灯；16、导向轮；17、导向轮架；18、主动行驶轮；19、移动车；20、位移传感器；21、从动行驶轮；22、导向部；23、第一齿条；24、连接部件；25、操控部件；26、第一锥齿轮；27、第二锥齿轮；28、第一车轴；29、轴承；30、直线轴承；31、移动部件；32、光杠；33、第二齿轮；34、第一齿轮；35、第一花键轴；36、第二花键轴；37、第一检测部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至3所示，本实施例的物料运输设备包括立柱1、连接在立柱1的顶端的横梁3、配置成可沿横梁3移动的移动车19和安装在移动车19上并可相对于移动车19沿竖直方向移动的移动部件31，移动部件31设有连接物料的连接部件24。在一些实施例中，连接部件24包括挂钩。

物料运输设备还包括第一驱动部件5，第一驱动部件5与移动部件31通过传动机构连接，传动机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，或传动机构包括螺纹传动机构。

包括齿轮和齿条的传动机构和螺纹传动机构的传动精度较高，同时双齿条、双光杠的设计保证了竖直方向刚度，因此被搬运的物料至少在竖直方向的位置可以被精确的定位，有利于改善现有技术的物料运输设备对物料的定位精度不高的问题。

如图3所示，传动机构包括与第一驱动部件5连接的第一齿轮34和与第一齿轮34啮合的第一齿条23，第一齿条23安装在移动部件31上。第一齿条23沿竖直方向延伸。第一齿轮34在第一驱动部件5的驱动下转动时驱动第一齿条23沿竖直方向移动，从而使得物料能够在移动部件31的带动下沿竖直方向移动。

传动机构还包括与第一齿轮34啮合的第二齿轮33以及与第二齿轮33啮合的第二齿条，第二齿条安装在移动部件31上，并与第一齿条23平行且间隔地布置，第一齿轮34和第二齿轮33均位于第一齿条23和第二齿条之间。

其中，第一齿轮34为主动齿轮，第二齿轮33齿轮为从动齿轮。在一些实施例中，第一齿轮34与第一驱动部件5同轴设置并连接。

传动机构还包括第一花键轴35和第二花键轴36。第一齿轮安装在第一花键轴35上，第二齿轮33安装在第二花键轴36上。

在一些实施例中，第一花键轴35与第一驱动部件5同轴并连接。

如图1和3所示，移动车19上还设置有用于承载第一花键轴35和/或第二花键轴36的支座8。支座8为两个，第一花键轴35的两端分别与两个支座8可转动地连接。第二花键轴36的两端分别与两个支座8可转动地连接。

移动车19还包括连接在第一驱动部件5和第一齿轮34之间的第一制动器6。移动车19还包括连接在第一驱动部件5和第一齿轮34之间的第一减速器7。第一制动器6和第一减速器7依次连接在第一驱动部件5和第一齿轮34之间。第一驱动部件5、第一制动器6、第一减速器7和第一齿轮34同轴布置，且在轴向上依次布置。

第一驱动部件5包括伺服电机，伺服电机具有较高的控制精度，有利于提高物料运输设备对物料的定位精度。

移动部件31包括分别位于第一齿条23的两端的第一横向杆状部件和第二横向杆状部件。在一些实施例中，第一齿条23的两端分别与第一横向杆状部件和第二横向杆状部件连接，第二齿条的两端分别与第一横向杆状部件和第二横向杆状部件连接。

在一些实施例中，移动部件31还包括两个竖向杆状部件，两个竖向杆状部件的两端分别与第一横向杆状部件和第二横向杆状部件连接，第一齿条23和第二齿条分别安装在两个竖向杆状部件上。

物料运输设备还包括配置成引导移动部件31沿竖直方向移动的导向部22，导向部22与移动车19连接。

在一些实施例中，导向部22连接在移动车19的沿横梁3的延伸方向的中部。

导向部22包括基座和设置在基座的两侧的多个直线轴承30，移动部件31包括平行且间隔设置的两个光杠32，两个光杠32分别与基座两侧的直线轴承30配合。

本实施例中，第一齿条23和第二齿条相对于第一齿轮34和第二齿轮33中间线对称。两个光杠32相对于第一齿轮34和第二齿轮33中间线对称。两个光杠32的两端分别与移动部件31的两个横向杆状部件连接。双齿轮齿条的设计可有效增加第一运动部件的刚度和载重能力，为物料的精确定位奠定结构基础。

物料运输设备还包括配置成检测移动部件31在竖直方向上的位置的第一检测部37。第一检测部37包括位移传感器，位移传感器安装在导向部22上，以检测移动部件31相对于导向部22的位移，从而判断物料被提升的距离。在一些实施例中，第一检测部37位于导向部22下端的中部，以实时检测移动部件31相对于导向部22伸缩的长度，即物料的垂直输送距离，实现物料在垂直方向的精确定位。

在本实施例中，立柱1包括位于横梁3的第一端的第一立柱和位于横梁的第二端的第二立柱。第一立柱和第二立柱均由至少两个柱状部件组成。横梁3包括平行且间隔设置的两个梁，以提高物料运输设备的承载能力。立柱1和/或横梁3采用H型钢，H型钢截面面积分配优化、强重比高，具有抗弯能力强、结构重量轻等优点。

移动车19和移动部件31位于横梁3的两个梁之间。梁包括竖直设置的第一板状部和设置在第一板状部的底端的第二板状部，分别位于移动车19的两侧的行驶轮分别位于两个梁的第二板状部上。梁还包括设在第一板状部的顶端的第三板状部。

移动车19和移动部件31位于两个梁之间。分别位于移动车19的两侧的行驶轮分别位于两个梁的第二板状部上。在一些实施例中，移动车19和移动部件31相对于两个梁的中心线对称地布置，以使移动车19以及移动车19上的载荷位于横梁3的中间。

在一些实施例中，横梁3的两端均安装有限位块2，防止移动车从横梁3的两端坠落。移动车19由型材焊接而成，并焊接多道加强筋，以提高移动车19的结构强度和负载能力。

梁的第二板状部上设置有耐磨材质的导轨4，移动车19的行驶轮设置在导轨4上。导轨4沿水平方向延伸，移动车19可沿导轨4沿水平方向移动，移动部件31安装在移动车19上，并可相对于移动车19沿竖直方向移动，因此安装在移动部件31上的连接部件24可以携带物料在二维平面内移动，并可将物料定位在二维平面内的任一位置。

如图1和2所示，移动车19包括主动行驶轮18和从动行驶轮21。主动行驶轮18安装在第一车轴28上。移动车19还包括与第一车轴28传动连接的第二驱动部件9。可选地，第二驱动部件9包括伺服电机。第一车轴28通过轴承29安装在移动车19的车架上。

移动车19还包括与第一车轴28平行并间隔设置的第二车轴。第二车轴通过轴承安装在移动车19的车架上。从动行驶轮21安装在第二车轴的两端。

第二驱动部件9的轴向与竖直方向一致，第一车轴28沿水平方向延伸。移动车19还包括与第二驱动部件9同轴并连接的第一锥齿轮26和与第一锥齿轮26啮合的第二锥齿轮27。第二锥齿轮27与第一车轴28同轴并安装在第一车轴28上，以使第一车轴28能够在第二驱动部件9的驱动下转动，依靠锥齿轮传动将动力同步输送到两侧主动行驶轮18。

移动车19还包括连接在第二驱动部件9和第一锥齿轮26之间的第二制动器10。移动车19还包括连接在第二驱动部件9和第一锥齿轮26之间的第二减速器11。第二制动器10和第二减速器11依次连接在第二驱动部件9和第一锥齿轮26之间。

第二驱动部件9、第二制动器10、第二减速器11和第一锥齿轮26同轴设置，且在轴向上依次设置。

移动车19上还设置有导向轮16，导向轮16与梁的第一板状部滚动配合。移动车19的两侧均设有导向轮16，位于移动车19的两侧的导向轮16分别与横梁3的两个梁的第一板状部滚动配合。移动车19的两侧均设有导向轮架17，导向轮16安装在导向轮架17上。导向轮16与横梁紧密接触，以使移动车19沿横梁的延伸方向移动，有利于防止移动车19脱离轨道。

第二驱动部件9包括伺服电机。物料运输设备还包括用于容纳与第一驱动部件5和/或第二驱动部件9连接的线缆的拖链式线盒12。拖链式线盒12沿横梁3铺设，以保护与第一驱动部件5和/或第二驱动部件9连接的线缆，线缆包括电源线缆和/或信号线缆。

物料运输设备还包括配置成检测移动车19在横梁3的延伸方向上的位置的第二检测部，以实现移动车19沿横梁3的延伸方向的准确定位。

第二检测部包括位移传感器20，位移传感器20安装在移动车19或横梁3上。在本实施例中，位移传感器20为拉绳位移传感器。拉绳式位移传感器安装在移动车19的一端，拉绳式位移传感器的绳体固定在横梁3的端部的限位块2上，随着移动车19的运行，拉绳式位移传感器可在横梁3发生一定挠度情况下精确反馈移动车19移动的距离，以实现移动车19在水平方向的实时精确定位。

本实施例中，第二检测部多个感应部件14，多个感应部件14沿横梁3的延伸方向布置，感应部件14配置成在移动车19移动至感应部件14所在位置后发出信号。第二检测部还包括安装在移动车19上的触发器13。触发器13用于触发感应部件14以使感应部件14发出信号。

物料运输设备还包括控制器，控制器与第二检测部和第二驱动部件9均通信连接，以使移动车19移动至横梁3的端部时控制移动车停止。

在移动车19上的触发器13触发预定位置处安装的感应部件14时，控制器可以控制移动车19停止移动，已实现移动车的精确定位。

在本实施例中，横梁3的端部也设置有感应部件14，在移动车19上的触发器13触发设在横梁3的端部的感应部件14，然后控制器控制移动车19强制刹车，以防止移动车19移动至行程极限以外而发生坠落。

进一步地，为了防止移动车19移动至行程极限以外，横梁3的端部还设置有限位块2，限位块2用于阻挡移动车19行驶至行程极限以外而发生坠落。

触发器13分别安装在移动车19的侧面的中部和两端，分别与安装在横梁3侧壁及横梁3的端部的限位块2上的感应部件14配合，确定小车停靠位置和极限位置。

物料运输设备还包括工作指示灯15，工作指示灯15安装在横梁3的一端的顶部，用于实时显示设备运行状态。水平输送物料时绿灯亮，垂直输送物料时黄灯亮，移动车到达横梁两端极限位置或出现故障时红灯亮。

物料运输设备还包括操控部件25，操控部件25供操作人员操作以控制移动车19和移动部件31的运动。操控部件包括电源。操控部件25安装在立柱1中部，以方便操作人员进行水平、垂直两个方向的输运控制，系统配备自动和手动模式，可实现物料的自动精确输运及人工操作输运。

本实施例的物料运输设备的运行原理如下：

在操控部件25控制下，移动车19移动到横梁3一端，此时第一驱动部件5运行，通过齿轮齿条机构带动移动部件31及其下端的连接部件24向下移动，并用连接部件24与物料筐或工件连接。

然后，在操控部件25控制下移动部件31上升，物料筐或工件被提升一定距离，避免与下方设备发生干涉，在这个过程中第一检测部37实时监测移动部件31提升的距离。

通过操控部件25输入物料目标工序位置，移动车19开始在第二驱动部件9的带动下携带工件或物料沿横梁3移动。此时系统提供两种定位模式：一是，通过目标工序处的感应部件14与移动车19的侧面安装的触发器13来监测移动车的位置，移动车19上的触发器13触发相应位置的感应部件14后，控制器控制第二制动器10制动以使移动车停止移动；二是，通过拉绳位移传感器监测移动车的位移，第二驱动部件9控制移动车19经历加速、匀速、减速直至车速为零，恰好当达到指定位置。两种工作模式可单独使用也可相互配合。

移动车19到达目标工序位置后，第一驱动部件5运行，通过齿轮齿条机构带动移动部件31向下伸出一段距离，将物料筐或工件放入相应的工序操作台(或清洗槽)，此时连接部件24与物料筐或工件断开连接，然后移动部件31上升，避免与下方运行的设备发生干涉。

待下方工序操作完成后，移动部件31下降与物料筐或工件连接，重复步骤②—④，输运系统携带工件完成全部后续工序。

所有工序完成后，水平输运移动车19运行到横梁3另一端，移动部件31及连接部件24在第一齿条23带动下向下移动，等待连接部件24与物料筐或工件断开连接后，即可取下完工的物料。

系统运行时，工序的位置、保持架伸缩距离、车架运动距离都可以在控制器中进行设置，系统可按照预先设置的工序和路径、距离和位置实现物料和工件的自动输运。

以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种物料运输设备，其特征在于，包括：

立柱(1)；

横梁(3)，连接在所述立柱(1)的顶端；

移动车(19)，配置成可沿所述横梁(3)移动；

移动部件(31)，安装在所述移动车(19)上并可相对于所述移动车(19)沿竖直方向移动，并设有连接物料的连接部件(24)；以及

第一驱动部件(5)，与所述移动部件(31)通过传动机构连接，所述传动机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，或所述传动机构包括螺纹传动机构。

2.根据权利要求1所述的物料运输设备，其特征在于，所述传动机构包括：

第一齿轮(34)，与所述第一驱动部件(5)连接或传动；

第一齿条(23)，安装在所述移动部件(31)上，并与所述第一齿轮(34)啮合。

3.根据权利要求2所述的物料运输设备，其特征在于，所述传动机构还包括：

第二齿轮(33)，与所述第一齿轮(34)啮合；

第二齿条，安装在所述移动部件(31)上，并与所述第二齿轮(33)啮合，所述第一齿轮(34)和所述第二齿轮(33)均位于所述第一齿条(23)和第二齿条之间。

4.根据权利要求1所述的物料运输设备，其特征在于，还包括配置成引导所述移动部件(31)沿竖直方向移动的导向部(22)，所述导向部(22)与所述移动车(19)连接。

5.根据权利要求4所述的物料运输设备，其特征在于，所述导向部(22)包括基座和设置在所述基座的两侧的多个直线轴承(30)，所述移动部件(31)包括平行且间隔设置的两个光杠(32)，两个所述光杠(32)分别与所述基座两侧的所述直线轴承(30)配合。

6.根据权利要求1所述的物料运输设备，其特征在于，还包括配置成检测所述移动部件(31)在竖直方向上的位置的第一检测部(37)。

7.根据权利要求1所述的物料运输设备，其特征在于，所述移动车(19)包括：

主动行驶轮(18)；以及

第二驱动部件(9)，所述第二驱动部件(9)与所述移动车(19)的行驶轮传动连接，所述第二驱动部件(9)和所述第一驱动部件(5)沿所述横梁(3)的延伸方向布置。

8.根据权利要求7所述的物料运输设备，其特征在于，所述移动移动车(19)还包括：

第一车轴(28)，其两端均安装有主动行驶轮(18)；

第一锥齿轮(26)，与所述第二驱动部件(9)连接；

第二锥齿轮(27)，与所述车轴同轴设置并连接，所述第二锥齿轮(27)与所述第一锥齿轮(26)啮合。

9.根据权利要求8所述的物料运输设备，其特征在于，还包括连接在第二驱动部件(9)和第一锥齿轮(26)之间的第二制动器(10)和/或第二减速器(11)。

10.根据权利要求1所述的物料运输设备，其特征在于，所述横梁(3)包括平行且间隔设置的两个梁。

11.根据权利要求10所述的物料运输设备，其特征在于，所述移动车(19)和/或所述移动部件(31)位于两个所述梁之间。

12.根据权利要求10所述的物料运输设备，其特征在于，所述梁包括竖直设置的第一板状部和设置在第一板状的底端的第二板状部，分别位于所述移动车(19)的两侧的行驶轮分别位于两个所述梁的第二板状部上。

13.根据权利要求12所述的物料运输设备，其特征在于，所述梁的第二板状部上设置有耐磨导轨(4)。

14.根据权利要求12所述的物料运输设备，其特征在于，所述移动车(19)上还设置有导向轮(16)，所述导向轮(16)与所述梁的第一板状部滚动配合。

15.根据权利要求7所述的物料运输设备，其特征在于，还包括配置成检测所述移动车(19)在所述横梁(3)的延伸方向上的位置的第二检测部。

16.根据权利要求15所述的物料运输设备，其特征在于，所述第二检测部包括：

位移传感器(20)，安装在所述移动车(19)或所述横梁(3)上；

多个感应部件(14)，沿所述横梁(3)的延伸方向布置，所述感应部件(14)配置成在所述移动车(19)移动至所述感应部件(14)所在位置后发出信号。

17.根据权利要求15所述的物料运输设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第二检测部和所述第二驱动部件(9)均通信连接，以使所述移动车(19)移动至横梁(3)的端部或相应的位置时控制所述移动车停止。

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