CN112678039A - 一种用于水表工件转运的沥水车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水表工件转运的沥水车，包括车体框架、传动机构、动力系统、电池模块、手轮、工件放置架和控制系统；工件放置架先与工件架固定轴固连，每两个工件放置架在一个工件架固定轴上堆成放置，然后工件架固定轴通过外伸链片与回转输送机构和齿轮机构实现连接，齿轮机构和动力系统连接，动力系统与控制系统连接；控制系统通过控制信号使得动力系统运动，进而带动齿轮机构运转，因此回转输送机构开始带动工件放置架运转；本发明工件放置架的翻转主要有自动化和人工两种实现方式，不仅可以满足现有沥水车功能需求，而且可以适应水表的自动化装配过程中的自动化转运以及工件的自动化夹取和放置。

Description

一种用于水表工件转运的沥水车

技术领域

本发明涉及水表装配物流运输领域，尤其涉及一种用于水表工件转运的沥水车。

背景技术

当前，水表工件完成加工，需要经历三个阶段，分别为装配、设备加工(拧紧、密封以及注水)以及密封检定，完成以上三个操作之后，水表工件才是一个成品。当前，水表加工全过程大多都为人工进行，人工完成零部件的装配之后，移送至设备上进行加工，最后送至检定区域进行密封检查是否合格。在这个过程中，当前水表工件的转运依靠的是沥水车，由于水表工件体积较小，为了提高效率，一次性可以转运较多数量的水表工件，将一定数量的水表工件放置在沥水车上，同时，为了保证水表工件中的水可以沥干，工件按一定角度进行放置，再由人工推送到指定区域。

近年，随着新一代信息化技术的发展和普及，自动化技术也不断地发展，自动化产线成为了当今社会关注的热点，为了顺应时代的发展，传统制造型企业也纷纷开始了产线自动化改造。

然而，在水表的自动化装配领域，水表工件的自动化转运当前还未有适合自动化装配产线的转运车设计。水表在转运的过程，需要按一定角度摆放为宜，且对一次性转运的数量有一定要求。此外，由于场地限制，出于转运便利性考虑，车体的体积不宜过大。并且，转运车设计应便于工件在转运车上的存取。

现有的水表转运车采用钢结构设计，设计有上下两层摆放，上下层均可摆放相同的数量，结构设计较为简单可靠，但功能单一，主要存在下述缺陷：

(1)层级之间无法实现位置调整，尤其下层的设计位置较低，导致工人在摆放工件的时候操作不便利，需进行弯腰操作才能放置；

(2)结构设计简单，功能单一，无法满足水表自动化装配的要求。主要体现在以下几点：①不具备自主行走功能，同时未设计有AGV调度系统转运接口；②工件自动化存取困难，考虑到自动化装配过程中，需对水表工件自动化放置和夹取，每个水表工件都需适应自动化夹取的条件；③不具备自动调整功能，工件之间的位置无法进行调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水表工件转运的沥水车，所述沥水车不仅可以满足现有沥水车得功能需求，而且可以适应水表的自动化装配过程中的自动化转运以及工件的自动化夹取和放置。

实现本发明目的的技术解决方案：一种用于水表工件转运的沥水车，包括车体框架、传动机构、动力系统、电池模块、手轮、工件放置架和控制系统；

所述车体框架由支撑架、沥水车底盘、电源柜、定向轮、万向轮和AGV调度系统转运接口组成，其中，支撑架安装于沥水车底盘上的两侧，定向轮和万向轮分别位于沥水车底盘底部两端，电源柜位于沥水车底盘底部靠近动力系统的一侧；AGV调度系统转运接口位于沥水车底盘底部；

所述传动机构由齿轮机构和回转输送机构组成，其中齿轮机构由主动大齿轮、传动轴、从动大齿轮、主动小齿轮、轴固定座和轴承组成；主动大齿轮和从动大齿轮半径相等，对称地安装于两侧支撑架的下部；主动大齿轮、从动大齿轮和主动小齿轮上均安装有轴固定座和轴承；传动轴位于主动大齿轮和从动大齿轮之间，其两端分别通过轴固定座安装于主动大齿轮和从动大齿轮上；小齿轮位于大齿轮上方并与主动大齿轮啮合；回转输送机构由轨道、链条、滑块、凸齿、工件架固定轴和外伸链片组成，轨道对称地安装在两侧的支撑架上，一侧轨道位于主动大齿轮与支撑架之间，另一侧轨道位于从动大齿轮与支撑架之间，且轨道下端为半圆状，与主动大齿轮的半径一致，轨道内设有多个滑块，滑块可在轨道内滑动，每个滑块靠近主动大齿轮或者从动大齿轮的一侧安装有凸齿，另一侧与链条相连；齿轮机构运转过程中，一直有凸齿分别与主动大齿轮和从动大齿轮啮合，每两个凸齿之间连接有外伸链片，每个外伸链片顶端都安装有工件架固定轴；

所述动力系统由依次连接的电机、电磁离合器和自锁减速器组成，位于与主动大齿轮同侧的支撑架外侧，电机底部与沥水车底盘固连，并与控制系统连接；所述动力系统通过电磁离合器控制自锁减速器与传动轴的连接或切离；

所述工件放置架用于放置水表工件，由工件架安装板和工件固定结构架组成；工件放置架置于沥水车两侧的支撑架之间，工件放置架通过与外伸链片固连的工件架固定轴与回转输送机构连接，工件放置架可绕工件架固定轴进行转动；

所述手轮与小齿轮通过驱动轴连接，驱动轴一端通过轴固定座安装于小齿轮上，另一端与手轮连接；手轮驱动小齿轮时，自锁减速器与传动轴切离；

所述电池模块置于车体框架底部的电源柜中；

所述控制系统包括光电传感器、通信模块、小车主控器和电路控制模块，其中光电传感器分别安装于小车的每个工件放置架的侧端以及车体框架的顶部位置，通信模块、小车主控器和电路控制模块均安装于小车上的电源柜中，与电池模块做好区域隔离，小车主控器与所设光电传感器和电路控制模块相连，电路控制模块与电机和电磁离合器连接，小车主控器通过通信模块与外部通信。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：

(1)本发明的结构设计简单可靠，但适应性强，通过手轮和控制系统实现传动机构的执行，因此可以使用自动化和人工两种工作方式；

(2)当采用自动化工作方式时，目前的SCADA平台以及AGV调度系统调度系统，可实现对小车位置的控制和确定，SCADA平台通过控制系统进而控制动力系统和传动机构，进而可以根据工件的实际存放需求情况，进行小车工件放置架的翻转控制，相当于是对工件的位置调整，每个工件放置架都可以调节到实际所需的工作位置，便于机械手或者工人对工件的存放；

(3)本发明沥水车的结构受环境因素影响小，操作和维护简单；

(4)由于对称结构设计，功耗较小，控制系统采用低功耗设计，供电仅采用锂电池模块，满足了电池供电下的长续航工作，提高了转运沥水小车的工作可靠性以及环境适应性，有效解决了外部供电不便的问题；

附图说明

图1为本发明沥水车的整体外形示意图。

图2为本发明沥水车的左视图。

图3为本发明沥水车的主视图。

图4为本发明沥水车的俯视图。

图5为本发明沥水车的框架结构图。

图6为本发明沥水车传动机构的安装示意图。

图7为本发明沥水车传动机构主视图。

图8为本发明沥水车传动机构内部结构示意图。

图9为本发明沥水车动力系统的结构示意图。

图10为本发明沥水车工件放置架结构示意图。

图11(a)、图11(b)为本发明沥水车中光电传感器安装位置示意图，图11(a)为光电传感器安装于工件放置架一侧的示意图，图11(b)为光电传感器安装于车体框架顶部位置的示意图。

图12为本发明沥水车工件放置架对称放置示意图。

图13为本发明沥水车控制系统示意图。

具体实施方式

结合图1～图4，一种用于水表工件转运的沥水车，其特征在于，包括车体框架1、传动机构2、动力系统3、电池模块5、手轮7、工件放置架8和控制系统9；

如图5所示，所述车体框架1由支撑架11、沥水车底盘12、电源柜13、2个定向轮14、2个万向轮15和AGV调度系统转运接口组成，其中，支撑架11安装于沥水车底盘12上的两侧，定向轮14和万向轮15分别位于沥水车底盘12底部两端，电源柜13位于沥水车底盘12底部靠近万向轮15的一侧，AGV调度系统转运接口位于沥水车底盘12底部；

结合图6～图8，所述传动机构2由齿轮机构和回转输送机构组成，其中齿轮机构由主动大齿轮21、传动轴22、从动大齿轮23、主动小齿轮24、轴固定座25和轴承26组成；主动大齿轮21和从动大齿轮23半径相等，对称地安装于两侧支撑架11的下部；主动大齿轮21、从动大齿轮23和主动小齿轮24上均安装有轴固定座25和轴承26；传动轴22位于主动大齿轮21和从动大齿轮23之间，其两端分别通过轴固定座25安装于主动大齿轮21和从动大齿轮23上；小齿轮24位于大齿轮上方并与主动大齿轮21啮合；回转输送机构由轨道27、链条28、滑块、凸齿29、工件架固定轴210和外伸链片211组成，轨道27对称地安装在两侧的支撑架11上，一侧轨道27位于主动大齿轮21与支撑架之间，另一侧轨道27位于从动大齿轮23与支撑架之间，且轨道27下端为半圆状，与主动大齿轮21的半径一致，轨道27内设有多个滑块，滑块可在轨道27内滑动，每个滑块靠近主动大齿轮或者从动大齿轮23的一侧安装有凸齿29，另一侧与链条28相连；齿轮机构运转过程中，一直有凸齿29分别与主动大齿轮21和从动大齿轮23啮合，每两个凸齿29之间连接有外伸链片211，每个外伸链片211顶端都安装有工件架固定轴210；当主动大齿轮21和从动大齿轮23转动时，分别与主动大齿轮21和从动大齿轮23齿合的凸齿29随主动大齿轮21和从动大齿轮23转动，因此带动滑块运动进而带动链条28在轨道27上进行运动，由于凸齿29与链条28相对固定，链条28再带动其余凸齿29沿着固定的运动轨迹进行运动，安装在凸齿29之间的外伸链片211也跟随运动，工件架固定轴210也跟随运动；

如图9所示，所述动力系统3由依次连接的电机31、电磁离合器32和自锁减速器33组成，位于与主动大齿轮同侧的支撑架11外侧，电机31底部与沥水车底盘12固连，并且与控制系统9连接；自锁减速器33可与传动轴22连接或切离；采用电机31作为驱动，可正反双向转动；在电机31和自锁减速器33的中间安装有电磁离合器33，通过电气控制，电磁离合器33可以控制自锁减速器33和传动轴22的连接与切离，自锁减速器33，增大电机31驱动力矩，将运动传递给传动轴22，传动轴22按照电机驱动的方向进行转动进而带动主动大齿轮21运动，反方向自锁。

所述工件放置架8用于放置水表工件，如图10所示，由工件架安装板82和工件固定结构架83组成；使用时，水表工件81放置于工件固定结构架83上；工件放置架8置于沥水车两侧的支撑架11之间，工件放置架8通过工件架固定轴210与链条28连接，工件架固定轴210与外伸链片211固连，工件放置架8根据整体重心的位置可绕工件架固定轴210进行转动，工件固定结构架83上的水表工件81与工件固定结构架83保持相对静止，在旋转的过程中保持呈一定角度放置的状态，不会发生工件掉落；

所述手轮7与小齿轮24通过驱动轴连接，驱动轴一端通过轴固定座25安装于小齿轮上，另一端与手轮7连接；通过手轮7可驱动小齿轮24，从而带动底部主动大齿轮21的运转，此时自锁减速器33与传动轴22处于断开状态；

所述电池模块5置于车体框架1底部的电源柜13中，为控制系统供电；

结合图13，所述控制系统9包括光电传感器91、通信模块92、小车主控器93和电路控制模块94，如图11(a)、图11(b)，其中光电传感器91分别安装于小车的每个工件放置架8的侧端以及车体框架1的顶部位置，通信模块92、小车主控器93和电路控制模块94均安装于小车上的电源柜中，与电池模块5做好区域隔离，所述通信模块92通过无线局域网与将小车主控器93与外部的SCADA平台95相连，小车主控器93与转运车上所设光电传感器91和电路控制模块94相连，由SCADA平台95进行统一控制，SCADA平台95与AGV调度系统96连接，所述车体框架1底部设置有AGV调度系统转运接口，用于连接AGV调度系统，光电传感器91给小车主控器发送信号，小车主控器给AGV调度系统调度系统发送指令，AGV调度系统发送指令给SCADA平台，SCADA平台控制小车主控器结束对小车的转运和位置调整。

进一步的，所述车体框架1内采用多层设计，最上层和最下层放置一个工件放置架8，中间每一层对称放置两个工件放置架8，总共安装的工件放置架的数量可以根据需求而定；如图12所示，工件放置架8在车体框架上总体呈对称结构，因此在驱动的过程中，所需的力矩较小，并且旋转的过程中，工件可以保持状态的一致；且由于小车两侧都设有回转输送机构，所以传动较为平稳，可靠。

进一步的，所述手轮7与驱动轴进行键连接，方便拆卸。

进一步的，所述工件放置架8采用钢结构设计，工件固定结构架83根据水表工件81的外形结构设计，可对水表工件81的位置进行固定，使得水表工件81之间留有距离。

进一步的，所述沥水车配备有显示屏4，显示屏置于沥水车一端，扫码枪完成对工件信息的扫码录入之后，显示屏4可显示水表工件的物料信息。

进一步的，所述电池模块5采用锂电池。

进一步的，所述沥水车还包括推手6，推手6安装于车体框架1靠近万向轮15的一端，可推动转运沥水车。

进一步的，所述沥水车底盘12中间部分设有与AGV调度系统进行配合的销孔定位16，从而可以保证AGV调度系统对小车的运载精度。

进一步的，所述电源柜13表面采用防水材料。

进一步的，所述通信模块92为无线数据传输模块。

所述沥水车工作原理：沥水车通过控制系统9的通信模块92将小车主控器93与外部的SCADA平台95相连，SCADA平台95与AGV调度系统96连接；同时AGV调度系统96与AGV调度系统转运接口连接，并且设有与AGV进行配合的销孔定位16，从而可以保证AGV对小车的运载精度；SCADA平台95发送运转指令给小车主控器，小车主控器发送运转信号给电机31和电磁离合器32，电磁离合器32接收信号控制自锁减速器33和传动轴22连接，电机31转动将运动传递给与电磁离合器连接的传动轴22，传动轴22按照电机驱动的方向进行转动进而带动主动大齿轮21转动，进而带动从动大齿轮23转动，分别与主动大齿轮21和从动大齿轮23齿合的凸齿29随主动大齿轮21和从动大齿轮23转动，因此带动滑块运动进而带动链条28在轨道27上进行运动，链条28再带动其余滑块和凸齿沿着固定的运动轨迹进行运动，安装在凸齿29之间的外伸链片211也跟随运动，外伸链片211安装的工件架固定轴210也跟随转动，因此安装在工件架固定轴210上的工件放置架8也开始转动，工件放置架8根据整体重心的位置可绕工件架固定轴210进行转动，进而工件放置架8实现翻转。当工件放置架转到工人或者自动装配产线机械手面前时，可通过向小车主控器发送停止信号，使得转运停止下来，方便工人或者自动装配产线机械手放置。对工件放置架8的位置可以通过AGV系统进行设置，当工件放置架8运转到预设位置，光电传感器8将信号发送至小车主控器，小车主控器将控制电机31以及电磁离合器32的工作状态，立即停止电机驱动，由于工件放置架的旋转速度较慢，此时，工件放置架会立即停止在预设的位置。如果不采用电机驱动主动大齿轮，还可以通过手动驱动，通过手轮7驱动主动小齿轮24运转来驱动主动大齿轮。

Claims (10)

1.一种用于水表工件转运的沥水车，其特征在于，包括车体框架(1)、传动机构(2)、动力系统(3)、电池模块(5)、手轮(7)、工件放置架(8)和控制系统(9)；

所述车体框架(1)由支撑架(11)、沥水车底盘(12)、电源柜(13)、定向轮(14)、万向轮(15)和AGV调度系统转运接口组成，其中，支撑架(11)安装于沥水车底盘(12)上的两侧，定向轮(14)和万向轮(15)分别位于沥水车底盘(12)底部两端，电源柜(13)位于沥水车底盘(12)底部靠近动力系统(3)的一侧；AGV调度系统转运接口位于沥水车底盘(12)底部；

所述传动机构(2)由齿轮机构和回转输送机构组成，其中齿轮机构由主动大齿轮(21)、传动轴(22)、从动大齿轮(23)、主动小齿轮(24)、轴固定座(25)和轴承(26)组成；主动大齿轮(21)和从动大齿轮(23)半径相等，对称地安装于两侧支撑架(11)的下部；主动大齿轮(21)、从动大齿轮(23)和主动小齿轮(24)上均安装有轴固定座(25)和轴承(26)；传动轴(22)位于主动大齿轮(21)和从动大齿轮(23)之间，其两端分别通过轴固定座(25)安装于主动大齿轮(21)和从动大齿轮(23)上；小齿轮(24)位于大齿轮上方并与主动大齿轮(21)啮合；回转输送机构由轨道(27)、链条(28)、滑块、凸齿(29)、工件架固定轴(210)和外伸链片(211)组成，轨道(27)对称地安装在两侧的支撑架(11)上，一侧轨道(27)位于主动大齿轮(21)与支撑架之间，另一侧轨道(27)位于从动大齿轮(23)与支撑架之间，且轨道(27)下端为半圆状，与主动大齿轮(21)的半径一致，轨道(27)内设有多个滑块，滑块可在轨道(27)内滑动，每个滑块靠近主动大齿轮或者从动大齿轮(23)的一侧安装有凸齿(29)，另一侧与链条(28)相连；齿轮机构运转过程中，一直有凸齿(29)分别与主动大齿轮(21)和从动大齿轮(23)啮合，每两个凸齿(29)之间连接有外伸链片(211)，每个外伸链片(211)顶端都安装有工件架固定轴(210)；

所述动力系统(3)由依次连接的电机(31)、电磁离合器(32)和自锁减速器(33)组成，位于与主动大齿轮同侧的支撑架(11)外侧，电机(31)底部与沥水车底盘(12)固连，并与控制系统(9)连接；所述动力系统通过电磁离合器(32)控制自锁减速器(33)与传动轴(22)的连接或切离；

所述工件放置架(8)用于放置水表工件，由工件架安装板(82)和工件固定结构架(83)组成；工件放置架(8)置于沥水车两侧的支撑架(11)之间，工件放置架(8)通过与外伸链片(211)固连的工件架固定轴(210)与回转输送机构连接，工件放置架(8)可绕工件架固定轴(210)进行转动；

所述手轮(7)与小齿轮(24)通过驱动轴连接，驱动轴一端通过轴固定座(25)安装于小齿轮上，另一端与手轮(7)连接；手轮(7)驱动小齿轮(24)时，自锁减速器(33)与传动轴(22)切离；

所述电池模块(5)置于车体框架(1)底部的电源柜(13)中；

所述控制系统(9)包括光电传感器(91)、通信模块(92)、小车主控器(93)和电路控制模块(94)，其中光电传感器(91)分别安装于小车的每个工件放置架(8)的侧端以及车体框架(1)的顶部位置，通信模块(92)、小车主控器(93)和电路控制模块(94)均安装于小车上的电源柜中，与电池模块(5)做好区域隔离，小车主控器(93)与所设光电传感器(91)和电路控制模块(94)相连，电路控制模块(94)与电机(31)和电磁离合器(32)连接，小车主控器(93)通过通信模块(92)与外部通信。

2.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述车体框架(1)内采用多层设计，最上层和最下层放置一个工件放置架(8)，中间每一层对称放置两个工件放置架(8)，工件放置架(8)在车体框架上总体呈对称结构。

3.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述手轮(7)与驱动轴进行键连接。

4.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述工件放置架(8)采用钢结构设计，工件固定结构架(83)根据水表工件(81)的外形结构设计，使水表工件(81)之间留有距离。

5.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述沥水车配备有显示屏(4)，显示屏置于沥水车一端。

6.根据权利要求1所述的转运沥水车，其特征在于，所述电池模块(5)采用锂电池。

7.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述推手(6)安装于车体框架(1)的一端，该端为靠近万向轮(15)的一端。

8.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述沥水车底盘(12)中间部分设有销孔定位(16)。

9.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述电源柜(13)表面采用防水材料。

10.根据权利要求1所述的沥水车，其特征在于，所述通信模块(92)为无线数据传输模块。

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