CN111056252A - 一种磁吸式轨道输送机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道输送技术领域，公开了一种磁吸式轨道输送机构，包括输送轨道、车体，所述车体的底部设有可沿输送轨道顶面移动的支撑轮，所述输送轨道内设有与车体同步运动的磁体安装座，所述磁体安装座上设有可磁性吸引输送轨道的磁体组件，所述输送轨道上设有用于驱动车体沿着输送轨道移动的驱动机构。本发明具有摩擦阻力小、能耗低、使用寿命长的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道输送技术领域，尤其涉及一种磁吸式轨道输送机构。
背景技术
随着工业化水平的不断提高，越来越多的行业采用轨道输送，通过轨道自动输送物料，实现物料的快速转移，提高物料的流转效率，极大的降低人工成本，减少车间人员配置。目前常见的轨道输送通常包括输送轨道、物料小车、驱动物料小车沿着输送轨道运动的驱动机构，然而当物料小车输送重量很大的物体时，由于物料小车的支撑轮与输送轨道之间的摩擦力与压力成正比，压力越大，摩擦力越大，物料小车沿着输送轨道移动所需要的牵引力也越大，物料小车底部的支撑轮与输送轨道之间的摩擦力很大，容易导致机械磨损，降低使用寿命；物料小车移动所需要的牵引力大，能耗也很大。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的轨道输送存在的上述问题，提供了一种摩擦阻力小、使用寿命长、能耗低的磁吸式轨道输送机构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种磁吸式轨道输送机构，包括输送轨道、车体，所述车体的底部设有可沿输送轨道顶面移动的支撑轮，所述输送轨道内设有与车体同步运动的磁体安装座，所述磁体安装座上设有可磁性吸引输送轨道的磁体组件，所述输送轨道上设有用于驱动车体沿着输送轨道移动的驱动机构。驱动机构带动车体沿着输送轨道运动，物料放置在车体上，输送轨道的顶面承受物料、车体的重力，磁体安装座上的磁体组件与输送轨道之间的磁吸力与重力的方向相反，进而抵消掉大部分重力，使得支撑轮与输送轨道之间的压力（该压力来自重力）显著减小，从而使得支撑轮与输送轨道之间的摩擦力显著减小，减小支撑轮与输送轨道之间的磨损，同时能提高车体运动速度；由于摩擦力减小导致车体移动时所需要的牵引力（即驱动机构的驱动力）显著减小，从而极大的降低能耗，
作为优选，所述输送轨道整体呈方管状，所述空腔的顶面通过长槽与外界贯通，所述车体的底面前后两端固定有竖直的滑杆，所述滑杆的下端穿过长槽与磁体安装座滑动连接，所述磁体安装座上设有用于驱动磁体定位座升降的电动升降机构。可以根据物体的重力通过电动升降机构来调节磁体组件与输送轨道之间的距离，从而改变磁吸力的大小，进而改变支撑轮与输送轨道之间的摩擦力。
作为优选，所述输送轨道的顶面设有沿着输送轨道分布的限位凸条，所述的支撑轮的圆周面上设有与限位凸条配合的环形凹槽；所述的磁体组件有四个，四个磁体组件分别固定在磁体安装座的顶面四个角上。限位凸条对支撑轮起到导向、限位作用，四个磁体组件受力更加稳定。
作为优选，所述电动升降机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮，所述电机固定在磁体定位座上，所述主动齿轮与电机的轴端固定，所述从动齿轮分布在磁体定位座的前后两侧且通过主动齿轮同步驱动，所述磁体定位座上位于从动齿轮的外侧设有齿轮限位座，所述从动齿轮的轴心处均固定有螺套，螺套的下端与齿轮限位座转动连接，所述螺套内均设有竖直螺杆，所述竖直螺杆的上端与车体固定连接。电机带动主动齿轮、被动齿轮转动，螺套沿着竖直螺杆转动，实现磁体定位座的升降，从而调节磁体组件与输送轨道之间的距离，以改变磁吸力。
作为优选，所述的输送轨道由铁磁体制成。输送轨道直接通过铁磁体（通常为铁）制造，磁体组件可以直接与输送轨道之间产生磁吸力。
作为优选，所述的输送轨道由铝合金制成，所述输送轨道内位于长槽的下端两侧固定有沿输送轨道分布的铁磁体条。铝合金重量轻、易安装，在铝合金的输送轨道的顶面下侧固定铁磁体条，铁磁体条用于和磁体组件之间产生磁吸力。
作为优选，所述的磁体组件为永磁体，所述磁体组件的顶面固定有柔性垫片。当车体上的物料输送至目的地时，电动升降机构带动磁体组件上升至与输送轨道完全接触、磁性吸引定位，柔性垫片一方面起到缓冲作用，防止磁体组件与输送轨道之间刚性碰撞；另一方面增加磁体组件与输送轨道之间的摩擦力，定位更加稳定。
作为优选，所述的驱动机构包括固定在输送轨道内部两侧的电磁线圈座、若干电磁线圈，所述电磁线圈依次固定在电磁线圈座上，所述滑杆的下端之间固定有基板，所述基板的两侧固定有与电磁线圈对应的永磁体，基板两侧的永磁体数量相等，基板每侧永磁体的数量至少为两个，相邻两个永磁体的极性相反。该种驱动机构采用直线电机原理，通过电磁线圈产生交替的磁场来驱动永磁铁沿着一个方向运动，进而带动车体沿着输送轨道移动。
作为优选，所述的驱动机构包括驱动电机、固定在输送轨道顶面的齿条，所述驱动电机固定在车体底部，所述的齿条沿着输送轨道分布，所述驱动电机的轴端固定有与齿条啮合的驱动齿轮。驱动电机转动，带动驱动齿轮沿着齿条移动，从而实现车体沿着输送轨道移动，
作为优选，所述磁体安装座上还设有蓄电池，所述输送轨道的一端内侧与蓄电池的对应处设有无线充电模块。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）磁体组件与输送轨道之间的磁吸力能抵消大部分重力，从而使得支撑轮与输送轨道之间的摩擦力小显著减小，支撑轮与输送轨道之间不易产生机械磨损，整体性能更加稳定、使用寿命长；（2）摩擦阻力小，使得驱动车体运动的牵引力减小，从而减小能耗，还能提高车体移动的速度；（3）输送轨道可以倾斜向上、向下、螺旋等，可以实现车体的爬坡、下坡、螺旋向上、向下运动，输送轨道的设置非常机动灵活，能适合非常复杂空间的输送。
附图说明
图1为实施例1：整体结构示意图。
图2为实施例1：图1右视图。
图3 为实施例1：图1中去掉输送轨道的状态图。
图4 为实施例1：图3的另一视角图。
图5 为实施例1：车体、磁体定位座、基板的连接示意图。
图6为实施例1：磁体定位座、磁体组件的连接示意图。
图7为实施例1：图6的底部结构示意图。
图8为实施例2：整体结构示意图。
图9为实施例2：图8的右视图。
图10为实施例2：图8中去掉输送轨道的状态图。
图11为实施例2：驱动电机、驱动齿轮、齿条的连接示意图。
图12为实施例2：图11的另一视角图。
图中：轨道1、铁磁体条100、车体2、长槽3、支撑轮4、环形凹槽40、限位凸条5、磁体安装座6、磁体组件7、滑杆8、基板9、柔性垫片10、电动升降机构11、电机110、主动齿轮111、从动齿轮112、连接齿轮113、齿轮限位座114、螺套115、竖直螺杆116、驱动机构12、磁线圈座120、电磁线圈121、永磁体122、驱动电机123、齿条124、驱动齿轮125、蓄电池13、无线充电模块14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
实施例1：如图1-7所示的一种磁吸式轨道输送机构，包括输送轨道1、车体2，输送轨道整体呈方管状，所述空腔的顶面通过长槽3与外界贯通，输送轨道由铁磁体制成；车体2的底部设有可沿输送轨道顶面移动的支撑轮4，输送轨道1的顶面设有沿着输送轨道分布的限位凸条5，支撑轮4的圆周面上设有与限位凸条配合的环形凹槽40，输送轨道1内设有与车体同步运动的磁体安装座6，磁体安装座6上设有可磁性吸引输送轨道的磁体组件7，车体2的底面前后两端固定有竖直的滑杆8，滑杆8的下端穿过长槽3与磁体安装座6滑动连接，滑杆8的下端之间固定有基板9，磁体组件7有四个，四个磁体组件7分别固定在磁体安装座的顶面四个角上，磁体组件为永磁体，本实施例中采用钕铁硼永磁体，磁体组件的顶面固定有柔性垫片10，磁体安装座上设有用于驱动磁体定位座升降的电动升降机构11，输送轨道1上设有用于驱动车体沿着输送轨道移动的驱动机构12。
如图2、图6和图7所示，电动升降机构11包括电机110、主动齿轮111、从动齿轮112，电机固定在磁体定位座6上，主动齿轮111与电机110的轴端固定，从动齿轮112分布在磁体定位座的前后两侧且通过主动齿轮同步驱动，主动齿轮与从动齿轮之间通过连接齿轮113啮合，磁体定位座6上位于从动齿轮的外侧设有齿轮限位座114，从动齿轮112的轴心处均固定有螺套115，螺套的下端与齿轮限位座转动连接，螺套内均设有竖直螺杆116，竖直螺杆116的上端与车体2固定连接。
如图2和图3所示，驱动机构12包括固定在输送轨道内部两侧的电磁线圈座120、若干电磁线圈121，电磁线圈121依次固定在电磁线圈座120上，基板9的两侧固定有与电磁线圈对应的永磁体122，基板两侧的永磁体数量相等，基板每侧永磁体的数量至少为两个，本实施例中，基板的每侧均固定有三个永磁体，通过电磁线圈产生的交替磁场驱动永磁体沿着输送轨道移动，该原理与直线电机的原理相同，在此不展开赘述；
如图2、图3和图6所示，磁体安装座6上还设有蓄电池13，输送轨道1的一端内侧与蓄电池的对应处设有无线充电模块14。
结合附图，实施例1的原理如下：初始状态，车体2位于输送轨道1的一端，通过无线充电模块14对蓄电池13进行充电，蓄电池为电动升降机构中的电机供电；需要输送物料时，将物料放置在车体上，根据物料的重量，通过遥控器控制电机的转动以调节磁体组件的高度，从而调节磁体组件与输送轨道之间的磁吸力的大小，然后通过驱动机构驱动车体沿着输送轨道移动；当物料移动至目的地时，驱动机构断电，同时电机带动磁体组件上升至极限位置，此时磁体组件与输送轨道之间完全贴合吸引，车体停止。在上述整个过程中涉及到电机的无线控制、移动至目的地时电机的动作、驱动机构中电磁线圈的电流控制等，均为现有技术或公知技术，并非本申请的保护要点，故对于整个控制不展开赘述。该种轨道输送也可以应用到轨道交通中。
实施例2：如图8-12所示的一种磁吸式轨道输送机构，包括输送轨道1、车体2，输送轨道整体呈方管状，所述空腔的顶面通过长槽3与外界贯通，输送轨道1由铝合金制成，输送轨道内位于长槽的下端两侧固定有沿输送轨道分布的铁磁体条100；车体2的底部设有可沿输送轨道顶面移动的支撑轮4，输送轨道1的顶面设有沿着输送轨道分布的限位凸条5，支撑轮4的圆周面上设有与限位凸条配合的环形凹槽40，输送轨道1内设有与车体同步运动的磁体安装座6，磁体安装座6上设有可磁性吸引输送轨道的磁体组件7，车体2的底面前后两端固定有竖直的滑杆8，滑杆8的下端穿过长槽3与磁体安装座6滑动连接，磁体组件7有四个，四个磁体组件7分别固定在磁体安装座的顶面四个角上，磁体组件为永磁体，本实施例中采用钕铁硼永磁体，磁体组件的顶面固定有柔性垫片10，磁体安装座上设有用于驱动磁体定位座升降的电动升降机构11，输送轨道1上设有用于驱动车体沿着输送轨道移动的驱动机构12。磁体安装座6上还设有蓄电池13，输送轨道1的一端内侧与蓄电池的对应处设有无线充电模块14。
如图9、图11和图12所示，电动升降机构11包括电机110、主动齿轮111、从动齿轮112，电机固定在磁体定位座6上，主动齿轮111与电机110的轴端固定，从动齿轮112分布在磁体定位座的前后两侧且与主动齿轮啮合，磁体定位座6上位于从动齿轮的外侧设有齿轮限位座114，从动齿轮112的轴心处均固定有螺套115，螺套的下端与齿轮限位座转动连接，螺套内均设有竖直螺杆116，竖直螺杆116的上端与车体2固定连接。
驱动机构12包括驱动电机123、固定在输送轨道顶面的齿条124，驱动电机123固定在车体底部，齿条124沿着输送轨道分布，驱动电机的轴端固定有与齿条啮合的驱动齿轮125；驱动电机123为双头电机，驱动齿轮125有两个，两个驱动齿轮分别固定在驱动电机的两端，齿条有两根，两根齿条平行固定在输送轨道的顶面，两个驱动齿轮与两根齿条一一对应啮合。
结合附图，实施例2的原理如下：初始状态，车体2位于输送轨道1的一端，通过无线充电模块14对蓄电池13进行充电，蓄电池为电动升降机构中的电机、驱动机构中的驱动电机供电；需要输送物料时，将物料放置在车体上，根据物料的重量，通过遥控器控制电机的转动以调节磁体组件的高度，从而调节磁体组件与输送轨道之间的磁吸力的大小，然后通过驱动电机带动驱动齿轮沿着齿条移动以实现车体沿着输送轨道运动；当物料移动至目的地时，驱动电机停止转动，同时电机带动磁体组件上升至极限位置，此时磁体组件与输送轨道之间完全贴合吸引，车体停止。在上述整个过程中涉及到电机的无线控制、移动至目的地时电机的动作、驱动电机的控制等，均为现有技术或公知技术，并非本申请的保护要点，故对于整个控制不展开赘述。
实施例1、实施例2中，车体在运送物料时，磁体组件与输送轨道之间的磁吸力能抵消大部分重力，从而使得支撑轮与输送轨道之间的摩擦力小显著减小，支撑轮与输送轨道之间不易产生机械磨损，整体性能更加稳定、使用寿命长；而且由于摩擦阻力小使得驱动车体运动的牵引力减小，进而减小能耗，还能提高车体移动的速度。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种磁吸式轨道输送机构，包括输送轨道、车体，所述车体的底部设有可沿输送轨道顶面移动的支撑轮，其特征是，所述输送轨道内设有与车体同步运动的磁体安装座，所述磁体安装座上设有可磁性吸引输送轨道的磁体组件，所述输送轨道上设有用于驱动车体沿着输送轨道移动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述输送轨道整体呈方管状，所述空腔的顶面通过长槽与外界贯通，所述车体的底面前后两端固定有竖直的滑杆，所述滑杆的下端穿过长槽与磁体安装座滑动连接，所述磁体安装座上设有用于驱动磁体定位座升降的电动升降机构。
3.根据权利要求1所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述输送轨道的顶面设有沿着输送轨道分布的限位凸条，所述的支撑轮的圆周面上设有与限位凸条配合的环形凹槽；所述的磁体组件有四个，四个磁体组件分别固定在磁体安装座的顶面四个角上。
4.根据权利要求2所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述电动升降机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮，所述电机固定在磁体定位座上，所述主动齿轮与电机的轴端固定，所述从动齿轮分布在磁体定位座的前后两侧且通过主动齿轮同步驱动，所述磁体定位座上位于从动齿轮的外侧设有齿轮限位座，所述从动齿轮的轴心处均固定有螺套，螺套的下端与齿轮限位座转动连接，所述螺套内均设有竖直螺杆，所述竖直螺杆的上端与车体固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述的输送轨道由铁磁体制成。
6.根据权利要求2所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述的输送轨道由铝合金制成，所述输送轨道内位于长槽的下端两侧固定有沿输送轨道分布的铁磁体条。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述的磁体组件为永磁体，所述磁体组件的顶面固定有柔性垫片。
8.根据权利要求2或5所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述的驱动机构包括固定在输送轨道内部两侧的线圈座、若干电磁线圈，所述电磁线圈依次固定在线圈座上，所述滑杆的下端之间固定有基板，所述基板的两侧固定有与电磁线圈对应的永磁体，基板两侧的永磁体数量相等，基板每侧永磁体的数量至少为两个，相邻两个永磁体的极性相反。
9.根据权利要求1或2或6所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述的驱动机构包括驱动电机、固定在输送轨道顶面的齿条，所述驱动电机固定在车体底部，所述的齿条沿着输送轨道分布，所述驱动电机的轴端固定有与齿条啮合的驱动齿轮。
10.根据权利要求2所述的一种磁吸式轨道输送机构，其特征是，所述磁体安装座上还设有蓄电池，所述输送轨道的一端内侧与蓄电池的对应处设有无线充电模块。
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