CN112660706B - 一种机械驱动的步进式输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械驱动的步进式输送装置，包括导向槽和滑动连接在导向槽内的滑动件，还包括用以推动滑动件在导向槽内滑动的驱动件，驱动件在同一平面内具有“前后左右”四向的运动，其“前后”和“左右”的运动分别以第一凸轮摇杆机构和第二凸轮摇杆机构来驱动实现，其“左右”的运动还通过一具有转接斜坡的转接板来转化为“前后”的运动，两个凸轮摇杆机构中的凸轮同轴设置在一转轴上，该转轴还可以和机床主轴相联，以保证机床高速运转下，步进式输送装置的同步性、运动的精确性以及保持良好的节奏感。

Description

一种机械驱动的步进式输送装置

技术领域

本发明涉及一种输送装置，具体是一种以机械驱动实现步进式输送的输送装置。

背景技术

在自动化生产线中，步进式输送是最常用的工件输送方式之一。而现阶段的步进式输送机构，出于结构设计的便捷性的考虑，其动力源一般都是步进式电机或伺服电机，但是采用步进式电机普遍存在丢步的风险，而采用伺服电机的则成本较高，

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种机械驱动的步进式输送装置。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种机械驱动的步进式输送装置，用于输送物料，包括导向槽、滑动件、驱动件、活动支座和转接板，所述滑动件滑动连接在导向槽内，滑动件上设有用于承载物料的承载部，活动座设置在滑动件的外侧，驱动件滑动连接在活动座上并具有相对靠近或远离滑动件的第一方向或第二方向的第一滑动行程，活动座自身具有沿着导向槽运动的第三方向或与第三方向反向的第四方向的第二滑动行程，转接板设置在活动座第二方向上的一侧，转接板具有处于其第一方向上的转接侧边，该转接侧边包括较为靠近驱动件的第一侧边和较为远离驱动件的第二侧边，第一侧边和第二侧边以一转接斜坡相衔接，一弹性件作用在驱动件上使驱动件处于其第二方向上的一端始终抵触在转接侧边上，转接板自身具有朝着第三方向或第四方向的第三滑动行程，转接板朝第三方向或第四方向滑动时，使驱动件经转接斜坡的导引从第一侧边滑动到第二侧边或从第二侧边滑动到第一侧边，从而使驱动件向第二方向或第一方向滑动以实现驱动件的第一滑动行程，活动座朝第三方向或第四方向滑动时，带动其上的驱动件也朝第三方向或第四方向滑动，滑动件朝向驱动件的一侧具有不平整的第一配合部，驱动件朝向滑动件的一侧具有形状匹配于第一配合部的第二配合部，驱动件朝第一方向运动贴靠在滑动件上，使第一配合部和第二配合部接触配合，再朝第三方向推动滑动件在导向槽内滑动，接着驱动件朝第二方向远离滑动件，再朝第四方向运动复位，从而完成一个工作循环，驱动件以一个工作循环对应地推动滑动件在导向槽内滑动一次，从而实现步进地推动滑动件在导向槽内滑动。

其中，为降低成本，并避免如步进式电机的丢步问题，步进式输送装置还包括用于实现第二滑动行程和第三滑动行程的第一凸轮摇杆机构和第二凸轮摇杆机构，第一凸轮摇杆机构包括第一凸轮，第二凸轮摇杆机构包括第二凸轮，第一凸轮和第二凸轮同轴连接在同一转轴上。

其中，为使驱动件步地进行四向的循环运动，以完成步进的推动工作，所述第一凸轮和第二凸轮被配置为：在所述第一凸轮和第二凸轮驱动下，所述活动座和转接板具有时间差地交替运动。

其中，为保证机床高速运转下，步进式输送装置的同步性、运动的精确性以及保持良好的节奏感，第一凸轮和第二凸轮的转轴与机床的主轴相联。

其中，基于安装和成本考虑，第一凸轮摇杆机构还包括第一摇杆和复位弹簧，第一摇杆呈“L”型结构，第一摇杆一端与第一凸轮相抵触，另一端与活动座相抵触，复位弹簧作用在活动座上，从而第一凸轮转动时驱动第一摇杆摆动，第一摇杆再推动活动座朝第四方向滑动，活动座朝第四方向滑动时使复位弹簧蓄能，第一凸轮继续转动后，复位弹簧释放其弹性恢复力驱动活动座朝第三方向滑动，活动座朝第三方向滑动时再推动第一摇杆摆动复位。

其中，基于安装和成本考虑，第二凸轮摇杆机构还包括第二摇杆，第二摇杆呈“L”型结构，第二摇杆包括重量较大的第一端和重量较小的第二端，第二摇杆第一端与第二凸轮相抵触，第二摇杆第二端大致呈圆球状并球铰接在转接板上，第二凸轮转动时驱动第二摇杆摆动，第二摇杆第二端推动转接板朝第四方向滑动，第二凸轮继续转动后，第二摇杆第一端以其重力驱使第二摇杆摆动复位，第二摇杆第二端推动转接板朝第三方向滑动。

其中，优选地，所述导向槽是一整体呈腰形跑道状的环形槽，包括两大致平行的直线段和衔接在两直线段之间的两曲线段，滑动件是由数个所述载物单元首尾连接所形成的整体呈环形封闭的挠性链条结构，所述驱动件设置在导向槽的直线段的外侧。

其中，优选地，所述载物单元呈环形结构，所述承载部是设置在所述载物单元中心的凹槽，从而物料放置在所述凹槽内时，所述载物单元大致包围物料。

其中，优选地，所述滑动件侧边是数个所述载物单元所连接形成的不平整的凹凸形状，所述驱动件朝向滑动件的一侧是匹配于所述滑动件侧边的齿状结构，从而所述滑动件侧边作为所述的第一配合部，所述齿状结构作为所述的第二配合部。

其中，优选地，步进式输送装置还包括落料孔，落料孔设置在导向槽内，物料从滑动件上被输送至落料孔上方使物料从所述落料孔落下。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过转接板的转化，使得只需设置两个能够具有第三和第四方向运动的驱动机构来驱动活动座和转接板，即能实现驱动爪的四向运动，由于两个驱动机构运动方向一致，能够并列地设置，从而可以节约空间的占用，并且不会有互相之间的运动干涉；

2.本发明施例通过第一凸轮摇杆机构和第二凸轮摇杆机构来驱动活动座和转接板的运动，使得步进式输送装置完全由机械结构驱动实现，既降低了成本，也不会存在如步进电机所具有的丢步等风险，第一凸轮摇杆机构和第二凸轮摇杆机构可以均和机床主轴相联来保证精确性和与主轴运动的同步性。

附图说明

图1是实施例中步进式输送装置的示意图；

图2是实施例中导向槽的示意图；

图3是实施例中载物链条的示意图；

图4是实施例中驱动爪的示意图；

图5是实施例中转接板的示意图；

图6是图1中E-E出的剖视图；

图7是图1中F-F出的剖视图；

图8是实施例中驱动爪朝A向运动贴靠在载物链条侧边的示意图；

图9是实施例中驱动爪朝C向运动推动载物链条在导向槽内滑动的示意图；

图10是实施例中驱动爪朝B向运动远离载物链条的示意图；

图11是实施例中驱动爪朝D向运动复位回初始位置的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参阅图1-4所示，作为本发明的优选实施例，提供一种步进式输送装置，包括一基座，基座上设有导向槽1，导向槽1是一整体呈腰形跑道状的环形槽，包括两大致平行的直线段13和衔接在两直线段13之间的两曲线段14。步进式输送装置还包括载物链条2(作为滑动件)，载物链条2包括载物单元21，载物链条2是由数个载物单元21首尾连接形成的整体呈环状封闭的挠性链条结构，载物链条2滑动连接在导向槽1内，每个载物单元21呈环形结构，其中心处设有载物槽22，将物料放置在载物槽22内，则载物单元21大致包围住物料，以形成对物料的防护作用。步进式输送装置还包括驱动爪3(作为驱动件)，用以推动载物链条2在导向槽1内滑动，驱动爪3设置在直线段13的外侧，驱动爪3滑动连接在活动座4上，驱动爪3在活动座4上滑动从而具有相对靠近或远离载物链条2的第一方向或第二方向的第一滑动行程，活动座4本身具有沿着直线段13运动的第三方向或与第三方向反向的第四方向的第二滑动行程，为更直观地表达，在图1中，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向分别记为A向、B向、C向和D向。活动座4朝C向或D向运动时，带动其上的驱动爪3运动；驱动爪3又相对活动座4具有A向和B向的滑动运动，也就说驱动爪3能够在导向槽1所处的平面内做“前后左右”的四向运动。

上述的第一滑动行程和第二滑动行程均由机械结构驱动实现，其中，第一滑动行程通过转接板5被转化为第三和第四方向上的运动，如图1和图5所示的，转接板5设置在活动座4第二方向(B向)上的一侧，转接板5具有处于其第一方向(A向)上的转接侧边，该转接侧边包括较为靠近驱动爪3的第一侧边51和较为远离驱动爪3的第二侧边53，第一侧边51和第二侧边53以一转接斜坡52相衔接，一弹性件(未示出，可以是拉簧、压簧等)作用在驱动爪3上使驱动爪3处于其第二方向(B向)上的一端始终抵触在转接侧边上，那么当转接板5朝第三方向(C向)或第四方向(D向)运动(作为转接板5的第三滑动行程)时，使驱动爪3经转接斜坡的导引从第一侧边51滑动到第二侧边53或从第二侧边53滑动到第一侧边51，从而使驱动爪3向第二方向(B向)或第一方向(A向)滑动以实现第一滑动行程。

通过转接板5的转化后，只需设置两个能够具有第三和第四方向运动的驱动机构来驱动活动座4和转接板5，即能实现驱动爪3的四向运动。这类的驱动机构可以是公知的如摇杆机构、滑块机构等。相比于直接设置一个在第一和第二方向上运动的驱动机构来控制驱动爪3和一个在第三和第四方向上运动的驱动机构来控制活动座4，本实施例选择将驱动爪3的滑动行程也转化为在第三和第四方向上运动的转接板5的运动，因此可以设置两个运动方向一致的驱动机构来实现控制，由于两个驱动机构运动方向一致，能够并列地设置，从而可以节约空间的占用，并且不会有互相之间的运动干涉。

上述的两个运动方向一致的驱动机构可以是如电机、气缸等驱动机构，但基于成本的考虑和防止出现如步进电机存在的丢步问题，进一步地，活动座4和转接板5的运动均由凸轮摇杆机构来实现，参阅图6，第一凸轮摇杆机构6用于实现活动座4的第二滑动行程，其中，第一凸轮摇杆机构6包括第一凸轮61、第一摇杆62和复位弹簧63，第一摇杆62呈“L”型结构，第一摇杆62一端与第一凸轮61相抵触，另一端与活动座4相抵触，复位弹簧作用在活动座4上，从而第一凸轮61转动时驱动第一摇杆62摆动，第一摇杆62再推动活动座4朝第四方向(D向)滑动，活动座4朝第四方向滑动时使复位弹簧63蓄能，第一凸轮61继续转动后，复位弹簧63释放其弹性恢复力驱动活动座4朝第三方向(C向)滑动，活动座4朝第三方向(C向)滑动时再推动第一摇杆62摆动复位。参阅图7，第二凸轮摇杆机构7包括第二凸轮71和第二摇杆72，第二摇杆72呈“L”型结构，第二摇杆72包括重量较大的第一端722和重量较小的第二端721，第二摇杆第一端722与第二凸轮71相抵触，第二摇杆第二端721大致呈圆球状并球铰接在转接板5所固接的C形件54内，那么，第二凸轮71转动时驱动第二摇杆72摆动，第二摇杆第二端721推动转接板5朝第四方向(D向)滑动，第二凸轮71继续转动后，第二摇杆第一端722以其重力驱使第二摇杆72摆动复位，第二摇杆第二端721推动转接板5朝第三方向(C向)滑动。

通过弹性件(复位弹簧63)或者重力(重量较大的第一端722)来实现凸轮摇杆机构的复位是本领域所公知的技术，因此本领域技术人员可以根据需要任选这两种方案中的一种或两种以应用在活动座4和转接板5上，对本实施例而言，这是没有任何技术障碍的。

第一凸轮61和第二凸轮71同轴连接在同一转轴8上，则设置一支转轴8转动就能同时驱动第一凸轮61和第二凸轮71，以节约成本和安装空间，通过设置第一凸轮61和第二凸轮71的初始角度不同，可以实现活动座4和转接板5的第二滑动行程和第三滑动行程的具有时间差地交替进行(也就是二者不同时运动)，从而使驱动爪3逐步地进行A、C、B、D四向的循环运动，以完成步进的推动工作，这是明显可以实现的。

在步进式输送装置应用在机床(如冲压机床)等领域时，更优选的，转轴8与机床的主轴相联，转轴8与主轴同步运动，以保证机床高速运转下，步进式输送装置的同步性、运动的精确性以及保持良好的节奏感。

如图1和图4，载物链条2是由环形的载物单元21衔接而成的，从而载物链条2的侧边是不平整的凹凸形状(载物单元21的侧边作为第一配合部)，驱动爪3朝向载物链条2的端部31是匹配于载物链条2侧边形状的齿状结构，因此驱动爪3朝第一方向(A相)运动时能够贴靠在载物链条2上，驱动爪3再朝第三方向(C向)运动时就能推动载物链条2在导向槽1内滑动。如图8-11，步进式输送装置的工作原理为：

1.驱动爪3朝A向移动贴靠在载物链条2的侧边；

2.驱动爪3朝C向移动推动载物链条2在导向槽1滑动一个载物单元21的距离；

3.驱动爪3朝B向移动远离载物链条2；

4.驱动爪3朝D向移动复位至初始位置，完成一个工作循环。

即驱动爪3每完成一个工作循环，载物链条2在导向槽1滑动一个载物单元21的距离，从而实现步进式的输送。载物链条2是在导向槽1回转的，且驱动爪3是步距为一个载物单元21的长度，其运动范围小，总体上使得步进式输送装置的占用空间小，非常适用在中小型的生产场合中。并且，载物链条2在导向槽1滑动运动的方式使步进式输送装置的输送载荷也较小，运行比较稳定。

本实施例通过第一凸轮摇杆机构6和第二凸轮摇杆机构7来驱动活动座4和转接板5的运动，使得步进式输送装置完全由机械结构驱动实现，既降低了成本，也不会存在如步进电机所具有的丢步等风险，第一凸轮摇杆机构6和第二凸轮摇杆机构7可以均和机床主轴相联来保证精确性和与主轴运动的同步性。

如图1-2，导向槽1内还设有落料孔11，载物单元21上的物料随着载物单元21运动到落料孔11的位置时，从落料孔11下落到下一个工艺流程中。在物料进行步进式输送的过程中，可以在基座上另外设置其他结构以进行如涂布、打标等工艺。另外，如图1的，本实施例中，将落料孔11设置在其中一曲线段14内，并选择物料的进料位置12在相对的另一曲线段14中，以利用腰形跑道状的环形槽径向的跨度较大的优点，使得物料从进料至出料的距离更大，从而便于两个工艺间衔接时不同的机器在空间上的布置。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械驱动的步进式输送装置，用于输送物料，其特征在于：包括导向槽、滑动件、驱动件、活动支座和转接板，所述滑动件滑动连接在导向槽内，滑动件上设有用于承载物料的承载部，活动座设置在滑动件的外侧，驱动件滑动连接在活动座上并具有相对靠近或远离滑动件的第一方向或第二方向的第一滑动行程，活动座自身具有沿着导向槽运动的第三方向或与第三方向反向的第四方向的第二滑动行程，

转接板设置在活动座第二方向上的一侧，转接板具有处于其第一方向上的转接侧边，该转接侧边包括较为靠近驱动件的第一侧边和较为远离驱动件的第二侧边，第一侧边和第二侧边以一转接斜坡相衔接，一弹性件作用在驱动件上使驱动件处于其第二方向上的一端始终抵触在转接侧边上，转接板自身具有朝着第三方向或第四方向的第三滑动行程，转接板朝第三方向或第四方向滑动时，使驱动件经转接斜坡的导引从第一侧边滑动到第二侧边或从第二侧边滑动到第一侧边，从而使驱动件向第二方向或第一方向滑动以实现驱动件的第一滑动行程，活动座朝第三方向或第四方向滑动时，带动其上的驱动件也朝第三方向或第四方向滑动，

滑动件朝向驱动件的一侧具有不平整的第一配合部，驱动件朝向滑动件的一侧具有形状匹配于第一配合部的第二配合部，驱动件朝第一方向运动贴靠在滑动件上，使第一配合部和第二配合部接触配合，再朝第三方向推动滑动件在导向槽内滑动，接着驱动件朝第二方向远离滑动件，再朝第四方向运动复位，从而完成一个工作循环，驱动件以一个工作循环对应地推动滑动件在导向槽内滑动一次，从而实现步进地推动滑动件在导向槽内滑动。

2.根据权利要求1所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：还包括用于实现第二滑动行程和第三滑动行程的第一凸轮摇杆机构和第二凸轮摇杆机构，第一凸轮摇杆机构包括第一凸轮，第二凸轮摇杆机构包括第二凸轮，第一凸轮和第二凸轮同轴连接在同一转轴上。

3.根据权利要求2所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：所述第一凸轮和第二凸轮被配置为：在所述第一凸轮和第二凸轮驱动下，所述活动座和转接板具有时间差地交替运动。

4.根据权利要求2所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：第一凸轮和第二凸轮的转轴与机床的主轴相联。

5.根据权利要求2所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：第一凸轮摇杆机构还包括第一摇杆和复位弹簧，第一摇杆呈“L”型结构，第一摇杆一端与第一凸轮相抵触，另一端与活动座相抵触，复位弹簧作用在活动座上，从而第一凸轮转动时驱动第一摇杆摆动，第一摇杆再推动活动座朝第四方向滑动，活动座朝第四方向滑动时使复位弹簧蓄能，第一凸轮继续转动后，复位弹簧释放其弹性恢复力驱动活动座朝第三方向滑动，活动座朝第三方向滑动时再推动第一摇杆摆动复位。

6.根据权利要求2所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：第二凸轮摇杆机构还包括第二摇杆，第二摇杆呈“L”型结构，第二摇杆包括重量较大的第一端和重量较小的第二端，第二摇杆第一端与第二凸轮相抵触，第二摇杆第二端呈圆球状并球铰接在转接板上，第二凸轮转动时驱动第二摇杆摆动，第二摇杆第二端推动转接板朝第四方向滑动，第二凸轮继续转动后，第二摇杆第一端以其重力驱使第二摇杆摆动复位，第二摇杆第二端推动转接板朝第三方向滑动。

7.根据权利要求1所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：所述导向槽是一整体呈腰形跑道状的环形槽，包括两平行的直线段和衔接在两直线段之间的两曲线段，滑动件是由数个载物单元首尾连接所形成的整体呈环形封闭的挠性链条结构，所述驱动件设置在导向槽的直线段的外侧。

8.根据权利要求7所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：所述载物单元呈环形结构，所述承载部是设置在所述载物单元中心的凹槽，从而物料放置在所述凹槽内时，所述载物单元包围物料。

9.根据权利要求8所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：所述滑动件侧边是数个所述载物单元所连接形成的不平整的凹凸形状，所述驱动件朝向滑动件的一侧是匹配于所述滑动件侧边的齿状结构，从而所述滑动件侧边作为所述的第一配合部，所述齿状结构作为所述的第二配合部。

10.根据权利要求1所述的机械驱动的步进式输送装置，其特征在于：还包括落料孔，落料孔设置在导向槽内，物料从滑动件上被输送至落料孔上方使物料从所述落料孔落下。