CN112811108A - 一种重载直角换轨rgv小车装置及其换轨作业 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载直角换轨RGV小车装置及其换轨作业，包括：车体结构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置上各结构件的承载；伺服双车轮组，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的行走转运；液压顶升对中平台，用以实现转运工件物料的装载；车体液压顶升机构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的抬升；转向机构，用以实现所述伺服双车轮组的回转；液压站，用以实现所述液压顶升对中平台、所述车体液压顶升机构和所述转向机构的驱动；锂电池系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的供电；电控系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的电气控制。本发明实现重型物料工件的高效精准安全转运。

Description

一种重载直角换轨RGV小车装置及其换轨作业

技术领域

本发明涉及重型装备制造业车间物流运转系统，更具体地说，涉及一种重载直 角换轨RGV小车装置及其换轨作业。

背景技术

在自动化制造系统的制造过程中，离不开工件运输设备和存储设备来完成各种物料的流动和仓储，广泛应用的自动输送设备有传送带、运输小车等。

有轨小车(Rail Guide Vehicle，简称RGV)是一种沿着铁轨直线行走的运输 工具，有自驱和它驱两种驱动方式：自驱动有轨小车是通过车上小齿轮和安装在铁 轨一侧的齿条啮合，利用交、直流伺服电动机驱动；它驱式有轨小车由外部链索牵 引，在小车底盘的前后各装一导向销，地面上修有一组固定路线的沟槽，导向销嵌 入沟槽内，保证小车行进时沿着沟槽移动。有轨小车的特点是：1、加速和移动速 度都比较快，适合运送重型工件；2、因导轨固定，行走平稳，停车位置比较准确； 3、控制系统简单、可靠性好、制造成本低、便于推广应用；4、行走路线不便改变， 转弯角度不能太小；5、噪声较大，影响操作工监听加工状况及保护自身安全。

目前在对重型制造业自动化智能化产业升级过程中，车间内部产线的自动化物流运转系统多是基于已有厂房后期建设，致使传统的子母车RGV转运轨道系统带来 的基础施工难度大，工期长，开挖量大，空间受限的物流转运系统的基础建设费用 高，建设周期长等缺陷；且现有行业大多转运方式采用主线直轨RGV单车行走，到 支线对接位置采用交叉输送线或者支线小车对接的结构形式，这样增加了一次转运， 整体的物流运转节拍及对接精度不高，无法有效保证整线物流的高效运转。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种重载直角换轨RGV 小车装置及其换轨作业，满足重工行业自动化生产线物流转运载荷大，转运平稳、 定位精度高、物料转运空间受限的要求，实现重型物料工件的高效精准安全转运。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种重载直角换轨RGV小车装置，包括：

车体结构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置上各结构件的承载；

伺服双车轮组，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的行走转运；

液压顶升对中平台，用以实现转运工件物料的装载；

车体液压顶升机构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的抬升；

转向机构，用以实现所述伺服双车轮组的回转；

液压站，用以实现所述液压顶升对中平台、所述车体液压顶升机构和所述转向 机构的驱动；

锂电池系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的供电；

电控系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的电气控制。

较佳的，所述伺服双车轮组包括伺服电机、减速机、主车轮组、被动轮组和编 码器；

所述伺服电机的输出轴通过键连接所述减速机的输入轴，所述减速机的输出轴通过键连接所述主车轮组，所述主车轮组通过齿轮组连接所述被动轮组，所述编码 器设于所述主车轮组上。

较佳的，所述液压顶升对中平台为剪叉式液压顶升对中平台。

较佳的，所述车体液压顶升机构包括两组同步设置的伸缩油缸支腿。

较佳的，所述伸缩油缸支腿包括油缸、以及与其相连的支腿连接座；

所述油缸与所述液压站相连，所述支腿连接座上具有支腿。

较佳的，所述转向机构包括车轮组回转轴系、连杆机构、液压油缸和定位组件；

所述液压油缸与所述液压站相连；

所述液压油缸的液压杆拉带动所述连杆机构，所述连杆机构带动所述伺服双车轮组绕所述车轮组回转轴系回转，通过所述定位组件定位。

较佳的，所述锂电池系统为铅碳电池。

较佳的，所述重载直角换轨RGV小车装置还包括安全系统。

较佳的，所述安全系统包括：

射频位置校正感应器，用以实现对所述重载直角换轨RGV小车装置在轨道上的 位置校正；

激光雷达，用以检测所述重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中的异常情况 和外物入侵；

声光报警，当所述重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中出现异常情况时发 出警报；

安全触边，用以保护所述重载直角换轨RGV小车装置，防止入侵外物的碰撞；

三色状态灯，用以显示所述重载直角换轨RGV小车装置的运行状态。

另一方面，一种基于所述的重载直角换轨RGV小车装置的换轨作业，将所述重 载直角换轨RGV小车装置行驶至轨道交叉口位置，通过所述射频位置校正感应器对 所述重载直角换轨RGV小车装置在轨道上的位置校正，所述车体液压顶升机构将所 述重载直角换轨RGV小车装置抬升至设定高度，所述转向机构控制所述伺服双车轮 组的回转至另一处轨道上后定位，所述车体液压顶升机构再将所述重载直角换轨 RGV小车装置下降至所述另一处轨道上，完成所述重载直角换轨RGV小车装置的换 轨作业。

本发明所提供的一种重载直角换轨RGV小车装置及其换轨作业，有效的解决了 现有子母车形式的重载直角换轨RGV小车装置带来的基础施工难度大，工期长，开 挖量大，物流转运系统的基础建设费用高，建设周期长的痛点难点问题。满足现在 重工行业自动化生产线物流转运载荷大，转运平稳、定位精度高、物料转运空间受 限的要求，实现重型物料工件的高效精准安全转运实现RGV在车间共面垂直轨道系 统的换轨。本发明重载直角换轨RGV小车装置基础建设投资少、周期短、施工简单， 可实现RGV小车与MES系统的交互协调工作，实现全自动化运行，也可在特定场景 下切换人工操作运行，有效的降低了自动化、智能化产线RGV转运系统的建设周期 和成本。

附图说明

图1是本发明重载直角换轨RGV小车装置的主视示意图；

图2是图1中A-A向的示意图；

图3是本发明重载直角换轨RGV小车装置的侧视示意图；

图4是本发明重载直角换轨RGV小车装置的轴视示意图；

图5是本发明重载直角换轨RGV小车装置去除车体外壳后的内部结构示意图；

图6是图5中B位置上换向机构的放大示意图；

图7是图5中B位置的背面示意图；

图8是本发明重载直角换轨RGV小车装置中车体液压顶升机构的示意图；

图9是本发明重载直角换轨RGV小车装置中剪叉式液压顶升对中平台的示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图9所示，本发明所提供的一种重载直角换轨RGV小车装置，包 括车体结构1、伺服双车轮组2、液压顶升对中平台3、车体液压顶升机构4、转向 机构5、液压站6、锂电池系统7、电控系统8、安全系统9和车体外壳10。

伺服双车轮组2使用轴系螺母锁紧连接在车体结构1上，液压顶升对中平台3 使用固定螺栓连接在车体结构1上，车体液压顶升机构4使用固定螺栓连接在车体 结构1的下方，转向机构5和伺服双车轮组2通过键及锁紧螺母连接在车体结构1 的端侧上，液压站6和锂电池系统7集成在一起并通过螺栓紧固在车体结构1的下 方，位于车体液压顶升机构4的中间，电控系统8、安全系统9和车体外壳10集成 为一体并通过螺栓与车体结构1固定在一起，构成本发明重载直角换轨RGV小车装 置。

车体结构1，为本发明重载直角换轨RGV小车装置的各结构件的主要承载结构， 伺服双车轮组2、液压顶升对中平台3、车体液压顶升机构4、转向机构5、液压站 6、锂电池系统7、电控系统8、安全系统9通过有效合适的连接将各机构的自重和 工件物料载荷传递至车体结构1，再通过伺服双车轮组2传递至轨道踏面进行物料 工件转运。

伺服双车轮组2，为本发明重载直角换轨RGV小车装置提供行走转运的能力， 包括伺服电机201、减速机202、主车轮组203、被动轮组204和编码器等(如图7 所示)，由锂电池系统7供电驱动伺服电机201回转，通过键连接驱动高精密的减 速机202的输入轴，减速机202的输出轴与主车轮组203通过键连接，主车轮组203 通过齿轮组连接被动轮组204。动力由伺服电机201通过减速机202传递至主车轮 组203，再由主车轮组203通过齿轮组传递至被动轮组204，使主车轮组203、被动 轮组204都具备同时运行，伺服电机201回转最终实现本发明重载直角换轨RGV小 车装置在轨道上的行进，同时主车轮组203、被动轮组204的双轮组可确保本发明 重载直角换轨RGV小车装置可以平稳的越过轨道对接间隙。编码器可以实时反馈本 发明重载直角换轨RGV小车装置在轨道上移动的距离。

剪叉式液压顶升对中平台3，用以装载需要转运的工件物料(如图9所示)， 包括剪刀叉顶升油缸301、顶升剪刀臂302、上部落料平台303、滑轨组件304、落 料导向组件305和落料导向丝杆调整组件306，剪刀叉顶升油缸301通过顶升剪刀 臂302连接并驱动上部落料平台303，上部落料平台303沿滑轨组件304作顶升/ 下降运动，落料导向组件305安装在上部落料平台303上，并通过落料导向丝杆调 整组件306对落料导向组件305调整工作位置，通过液压站6驱动剪刀叉顶升油缸 301再驱动上部落料平台303实现工件物料的顶升/下降，通过落料导向丝杆调整组 件306中双联丝杠的正反转带动落料导向组件305(夹爪)实现工件物料在液压顶 升对中平台3上的对中和升举。

车体液压顶升机构4，用以实现本发明重载直角换轨RGV小车装置的整体抬升 (如图8所示)，通过液压站6同步驱动两组伸缩油缸支腿，每组伸缩油缸支腿均 包括油缸401、以及与其相连的支腿连接座402，油缸401与液压站6相连，支腿 连接座402上具有支腿，以实现本发明重载直角换轨RGV小车装置的整体顶升，两 组伸缩油缸支腿的伸出动作能使本发明重载直角换轨RGV小车装置整体抬升至设定 高度，使伺服双车轮组2离开轨道踏面设定距离并保持，以实现伺服双车轮组2的 精确转向，待伺服双车轮组2按照要求实现90°的垂直转向，完成本发明重载直角 换轨RGV小车装置的换轨动作。

转向机构5，用以实现本发明伺服双车轮组2的回转和定位(如图6所示)， 包括车轮组回转轴系501、连杆机构502、液压油缸503和定位组件504，液压油缸 503与液压站6相连提供动力，液压油缸503的液压杆拉带动连杆机构502，再带 动伺服双车轮组2绕车轮组回转轴系501回转定位。车轮组回转轴系501由一组单 列圆锥滚子轴承支承，单列圆锥滚子轴承刚度大，可以有效的限制伺服双车轮组2 使其只绕车轮组回转轴系501回转，无其他方向的转动，实现伺服双车轮组2的准 确回转和定位。

液压站6，用以实现对液压顶升对中平台3、车体液压顶升机4构和转向机构5的驱动。液压站6通过电机驱动液压泵驱动各个液压油缸实现伸缩运动，集成在 车体结构1的下方、锂电池系统7的后方，方便检修维护。

锂电池系统7，用以实现本发明重载直角换轨RGV小车装置的供电，锂电池系 统7为本发明重载直角换轨RGV小车装置的供电系统，选用三元锂电池，体积小、 充电快、容量大，设置锁紧定位重载抽拉式承载架，可方便的实现锂电池系统7的 检修、维护和更换。

电控系统8，用以实现本发明重载直角换轨RGV小车装置的电气控制(如图4 和图5所示)，包括PLC、电气元器件、无线模块、HMI801和遥控器等，集成在车 体结构1的主电控箱802、辅电控箱803内，通过控制程序的编制结合安全系统9 可控制本发明重载直角换轨RGV小车装置的各动力驱动机构，可实现本发明重载直 角换轨RGV小车装置的自动顶升、行走、换轨运行，也可在特殊情况下通过遥控器 实现收到操作。

安全系统9包括：

射频位置校正感应器，用以实现对本发明重载直角换轨RGV小车装置在轨道上 的位置校正，控制本发明重载直角换轨RGV小车装置停留在准确的换轨位置，确保 本发明重载直角换轨RGV小车装置换轨安全有效。

激光雷达，用以检测本发明重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中的异常情 况和外物入侵。

声光报警，当本发明重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中出现异常情况时 发出警报。

安全触边11，用以保护本发明重载直角换轨RGV小车装置，防止入侵外物的 碰撞，确保本发明重载直角换轨RGV小车装置的安全运行。

三色状态灯12，用以显示本发明重载直角换轨RGV小车装置的运行状态。

本发明还提供了一种基于本发明重载直角换轨RGV小车装置的换轨作业，将本 发明重载直角换轨RGV小车装置行驶至轨道交叉口位置，通过射频位置校正感应器 对本发明重载直角换轨RGV小车装置在轨道上的位置校正，车体液压顶升机构4将 本发明重载直角换轨RGV小车装置整体抬升至设定高度，转向机构4控制伺服双车 轮组2的回转至另一处轨道上后定位，车体液压顶升机构4再将本发明重载直角换 轨RGV小车装置整体下降至另一处轨道上，完成本发明重载直角换轨RGV小车装置 的换轨作业。

综上所述，本发明所提供一种重载直角换轨RGV小车装置及其换轨作业，通过 伺服双车轮组2的行走编码器和射频位置校正感应准确定位本发明重载直角换轨 RGV小车装置的换轨位置，车体液压顶升机构4抬升本发明重载直角换轨RGV小车 装置至设定高度，转向机构5精确回转定位伺服双车轮组2按要求实现本发明重载 直角换轨RGV小车装置的90°转向定位，以实现大型重型工件及物料的车间内共面 垂直轨道间的物流转运，本发明重载直角换轨RGV小车装置由9.5KWh的三元锂电 池供电，可实现15吨的大重型工件及物料的自动顶取、转运、定位，本发明重载 直角换轨RGV小车装置主轨道与辅轨道共面，主轨道基础无需挖坑，解决传统子母 车RGV转运系统的基础开挖工程量大、施工周期长、投资高，RGV小车行走过程中 在轨道接头处冲击大、车体定位精度低的缺点。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施 例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于，包括：

车体结构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置上各结构件的承载；

伺服双车轮组，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的行走转运；

液压顶升对中平台，用以实现转运工件物料的装载；

车体液压顶升机构，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的抬升；

转向机构，用以实现所述伺服双车轮组的回转；

液压站，用以实现所述液压顶升对中平台、所述车体液压顶升机构和所述转向机构的驱动；

锂电池系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的供电；

电控系统，用以实现所述重载直角换轨RGV小车装置的电气控制。

2.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述伺服双车轮组包括伺服电机、减速机、主车轮组、被动轮组和编码器；

所述伺服电机的输出轴通过键连接所述减速机的输入轴，所述减速机的输出轴通过键连接所述主车轮组，所述主车轮组通过齿轮组连接所述被动轮组，所述编码器设于所述主车轮组上。

3.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述液压顶升对中平台为剪叉式液压顶升对中平台。

4.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述车体液压顶升机构包括两组同步设置的伸缩油缸支腿。

5.根据权利要求4所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述伸缩油缸支腿包括油缸、以及与其相连的支腿连接座；

所述油缸与所述液压站相连，所述支腿连接座上具有支腿。

6.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述转向机构包括车轮组回转轴系、连杆机构、液压油缸和定位组件；

所述液压油缸与所述液压站相连；

所述液压油缸的液压杆拉带动所述连杆机构，所述连杆机构带动所述伺服双车轮组绕所述车轮组回转轴系回转，通过所述定位组件定位。

7.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述锂电池系统为三元锂电池。

8.根据权利要求1所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于：所述重载直角换轨RGV小车装置还包括安全系统。

9.根据权利要求8所述的重载直角换轨RGV小车装置，其特征在于，所述安全系统包括：

射频位置校正感应器，用以实现对所述重载直角换轨RGV小车装置在轨道上的位置校正；

激光雷达，用以检测所述重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中的异常情况和外物入侵；

声光报警，当所述重载直角换轨RGV小车装置在运行过程中出现异常情况时发出警报；

安全触边，用以保护所述重载直角换轨RGV小车装置，防止入侵外物的碰撞；

三色状态灯，用以显示所述重载直角换轨RGV小车装置的运行状态。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的重载直角换轨RGV小车装置的换轨作业，其特征在于：将所述重载直角换轨RGV小车装置行驶至轨道交叉口位置，通过所述射频位置校正感应器对所述重载直角换轨RGV小车装置在轨道上的位置校正，所述车体液压顶升机构将所述重载直角换轨RGV小车装置抬升至设定高度，所述转向机构控制所述伺服双车轮组的回转至另一处轨道上后定位，所述车体液压顶升机构再将所述重载直角换轨RGV小车装置下降至所述另一处轨道上，完成所述重载直角换轨RGV小车装置的换轨作业。

Images