CN112849978A - 一种单动力源多级伸缩的机构和运输设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单动力源多级伸缩的机构和运输设备,单动力源多级伸缩的机构包括基础框架、动力源、一阶运动系、二阶运动系以及齿轮传动系;一阶运动系包括第一框架、第一丝杆、第一连接件和第一导轨;二阶运动系包括第二框架、第二丝杆、第二连接件和第二导轨;齿轮传动系包括齿条、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮,齿条设置在基础框架上,第一齿轮设置在第二丝杆的端部,第二齿轮设置在第一框架上,第二齿轮与第一齿轮之间啮合,第三齿轮与第二齿轮之间同轴设置,第三齿轮与齿条之间啮合。本发明能够在单动力源的驱动下进行较大距离的多级伸出与缩回过程,具有结构灵活巧妙、适用性强、自动化水平高的优点。
Description
技术领域
本发明属于自动化运输技术领域,具体涉及一种单动力源多级伸缩的机构和运输设备。
背景技术
现行的工件搬运大多为人工搬运,在工件加工过程中,通常会将加工后的工件搬运至其他设备进行再次的加工处理,在搬运过程中,由于空间的狭小,且来回重复的搬运会感到枯燥乏味,人工搬运不方便,且人工搬运费时费力,成本较高;
例如加工车间缸盖、缸体在·加工过程中,从一台设备出来,传到下一台设备的工件传送,大都由人工完成。生产线中即使存在部分轨道运输,局限于高空桁架的方式,也无法实现工件运输的全自动化。在行业中,有自动化改造成在设备前端加装推拉装置和横向导轨移动,这种方式的改造实现了工件传送,但设备前端加装滚道和导轨,占用大面积空间,不利于生产过程的抽检和生产状态观察及异常处理,如此,将导致生产节拍降低和流出不良的风险。
因此,现亟需生产一种能够代替人力搬运以降低人工劳动力和降低成本的伸缩机构和运输设备,同时能减少人工的危险操作,提高生产效率。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供了一种单动力源多级伸缩的机构和运输设备,能够在单动力源的驱动下进行较大距离的多级伸出与缩回过程,具有结构灵活巧妙、适用性强、自动化水平高的优点。
为了实现上述目的,一方面,本发明提供了一种单动力源多级伸缩的机构,其包括:
基础框架;
动力源,设置在基础框架上;
一阶运动系;
二阶运动系;以及
齿轮传动系;
其中一阶运动系包括第一框架、第一丝杆、第一连接件和第一导轨,第一丝杆设置在基础框架上并与动力源连接,第一框架通过第一导轨连接在基础框架上,第一框架通过第一连接件与第一丝杆驱动连接;
其中二阶运动系包括第二框架、第二丝杆、第二连接件和第二导轨,第二丝杆设置在第一框架上,第二框架通过第二导轨连接在第一框架上,第二框架通过第二连接件与第二丝杆驱动连接;
其中齿轮传动系至少包括齿条、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮,齿条设置在基础框架上,第一齿轮设置在第二丝杆的端部,第二齿轮设置在第一框架上,第二齿轮与第一齿轮之间啮合,第三齿轮与第二齿轮之间同轴设置,第三齿轮与齿条之间啮合。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一齿轮和第二齿轮为螺纹齿轮。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一齿轮和第二齿轮的传动比为1-4。
根据本发明的另一种具体实施方式,第二丝杆位于第三齿轮的轴线的中垂面内。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一丝杆与第二丝杆之间平行或者垂直。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一框架上设有安装座、传动轴,传动轴贯穿安装座并能够进行自转,第二齿轮和第三齿轮通过传动轴设置在安装座上。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一导轨和第二导轨上均设有限位块。
根据本发明的另一种具体实施方式,动力源为电机,动力源的驱动末端与第一丝杆之间通过联轴器连接。
根据本发明的另一种具体实施方式,第一丝杆通过轴承座设置在基础框架上,第二丝杆通过轴承座设置在第一框架上。
根据本发明的另一种具体实施方式,第二框架上设有用于检测位置的传感器。
另一方面,本发明提供了一种运输设备,其包括多个加工中心、轨道和移载车,其中移载车能够在轨道上行走并经过多个加工中心,移载车包括用于夹持工件的夹持机构、如权利要求-之一的单动力源多级伸缩的机构和用于承载工件的滚道,夹持机构位于伸缩机构的末端。
根据本发明的另一种具体实施方式,夹持机构包括连接座、升降导轨、驱动器、升降齿条组和两个夹持手爪,升降导轨设置在连接座上,升降齿条组设置在升降导轨上并且驱动器能够驱动升降齿条组进行升降,两个夹持手爪上设有随动齿轮,随动齿轮与升降齿条组之间啮合,升降齿条组的升降能够驱动两个随动齿轮转动以带动两个夹持手爪转动夹持或者松开工件。
根据本发明的另一种具体实施方式,升降齿条组位于两个夹持手爪之间,升降齿条组的升降能够驱动两个随动齿轮转动以带动两个夹持手爪对向转动以夹持工件或者反向转动以松开工件。
根据本发明的另一种具体实施方式,夹持机构还包括用于检测两个夹持手爪是否处于夹持位置的第一传感器、用于检测升降齿条组上升到位的第二传感器和用于检测升降齿条组下降到位的第三传感器。
本发明具备以下有益效果:
本发明的单动力源多级伸缩机构采用单动力驱动一阶运动系和二阶运动系的伸缩过程,结构灵活巧妙、适用性强,可以根据使用需求进行扩展为多阶运动系,实现多维运动,采用单动力源控制方式,设备同步性更好,故障率更低,便于维修,采用单动力控制改变性更强,伸缩长度不受距离控制,可以扩展为多级伸缩。
本发明采用移载车实现工件在各个加工中心之间的运输,通过夹持机构、伸缩机构和滚道进行工件的夹持运输,能够实现加工设备间的工件的自动传送,自动化水平明显提升。下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明运输设备的结构示意图;
图2是本发明移载车的结构示意图;
图3是本发明单组伸缩机构和夹持机构的结构示意图;
图4是图3的正视图;
图5是本发明伸缩机构的结构示意图;
图6是本发明夹持机构的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本实施例提供了一种运输设备,如图1-6所示,包括多个加工中心100、轨道200和移载车300;
其中多个加工中心100呈线性排列,轨道200沿横向位于多个加工中心100的一侧,移载车300能够在轨道200上行走并经过多个加工中心100,以进行工件的取放操作。
本实施例中的移载车300设置有两个伸缩机构400、两个夹持机构500和滚道600,以分别进行指定加工中心100已加工的工件的取出和需要运输至该加工中心100的工件的放置,如图1-2所示,即通过其中一个夹持机构500夹持加工中心100内已加工的工件并将通过位于其上的一个伸缩机构400将工件取出,并通过滚道600自动送出;通过另一个伸缩机构400将其上的夹持机构500所夹持的工件放入该加工中心100,以在单个周期内能够在取出工件的同时可以放置未加工的工件,将加工中心100依次按照顺序排列,可以同时完成在单个加工中心100处工件的取料和补料过程,过程更加简洁、高效,便于加工过程。
下面以一组伸缩机构400和位于其末端的夹持机构500为例,如图3所示,进行详细介绍其结构(该伸缩机构400即为单动力源多级伸缩的机构):
伸缩机构400包括基础框架410、动力源420、一阶运动系430、二阶运动系440和齿轮传动系450;
基础框架410滑动设置在轨道200上,用过形成稳固的支撑结构;
一阶运动系430包括第一框架431、第一丝杆432、第一连接件433(丝杆螺母座)和第一导轨434,动力源420优选采用电机,其固定在基础框架410上,第一框架431通过第一导轨434连接在基础框架410上,第一丝杆432设置在基础框架410上并与动力源420驱动连接,例如第一丝杆432通过联轴器435与电机驱动连接,第一框架431通过第一连接件433与第一丝杆432驱动连接,第一导轨434设置为与轨道200之间垂直。
其中动力源420驱动第一丝杆432的转动,能够带动第一连接件433产生纵向位移,进而带动第一框架431进行一阶段的伸出。
二阶运动系440包括第二框架441、第二丝杆442、第二连接件443(丝杆螺母座)和第二导轨444,第二丝杆442设置在第一框架431上,第二框架441通过第二导轨444连接在第一框架431上,第二框架441通过第二连接件443与第二丝杆442驱动连接。
其中第二导轨444和第一导轨434之间平行,以在纵向方向提供足够大的伸出距离,避免了因结构受限而导致伸出不到位的现象,便于形成缩回后占用空间小、伸出后具有推出距离远的折叠隐藏结构。
齿轮传动系450包括齿条451、第一齿轮454、第二齿轮453和第三齿轮452,齿条451设置在基础框架410上,第一齿轮454设置在第二丝杆442的端部,第二齿轮453设置在第一框架431上,第二齿轮453与第一齿轮454之间啮合,第三齿轮452与第二齿轮453之间同轴设置,第三齿轮452与齿条451之间啮合。
具体的,第一框架431上设有安装座455、传动轴456,传动轴456贯穿安装座455并能够进行自转,第二齿轮453和第三齿轮452通过传动轴456设置在安装座455上,以形成稳定传动。
再具体的,第一齿轮454和第二齿轮453为螺纹齿轮,二者之间的传动比优选为1-4,例如传动比为13:30,以便于运动传递。
本实施例中的伸缩机构400为单动力二阶伸缩机构400,其在动力源420启动后,直接驱动第一丝杆432的转动,通过第一连接件433带动第一框架431沿第一导轨434的滑移,实现一阶段的伸出或者缩回;
同时第一框架431沿第一导轨434的滑移,能够通过齿条451带动第一齿轮454的转动,进而驱动第二齿轮453转动,基于第二齿轮453和第三齿轮452的啮合关系,以驱动第三齿轮452的转动,最终实现与第三齿轮452相固定的第二丝杆442的转动,再通过第二连接件443带动第二框架441沿第二导轨444进行滑移,实现二阶段的伸出或者缩回。
其中第一框架431和第二框架441的伸出与缩回是同步进行的。
为了提高结构的稳定性,本实施例中的第一丝杆432通过轴承座设置在基础框架410上,第二丝杆442通过轴承座设置在第一框架431上;
此外还在第一导轨434和第二导轨444上均设有第一限位块436和第二限位块445,以分别限制第一框架431和第二框架441的滑移最大距离。
如图6所示,夹持机构500包括连接座510、竖向的升降导轨520、驱动器530、竖向的升降齿条组540和两个夹持手爪550,连接座510安装在第二框架441上,升降导轨520设置在连接座510上,升降齿条组540设置在升降导轨520上并且驱动器530能够驱动升降齿条组540进行升降,两个夹持手爪550上设有随动齿轮560,随动齿轮560与升降齿条组540之间啮合;
其中升降齿条组540位于两个夹持手爪550之间,随动齿轮560的升降能够驱动两个随动齿轮560转动以带动两个夹持手爪550对向转动以夹持工件或者反向转动以松开工件。
本实施例中的升降器530可以选择为电机或者气缸。
此外,夹持机构500还设置了第一传感器570、第二传感器580和第三传感器590,第一传感器570用于检测两个夹持手爪550是否处于夹持位置,第二传感器580用于检测升降齿条组540是否上升到位,第三传感器590用于检测升降齿条组540是否下降到位,以协助完成工件的抓取进程。
本实施例以缸盖运输为例说明其一种运输过程:
1)缸盖从第一升降台输送至滚道,其中第一个伸缩机构缩回并通过其上的夹持机构夹取该缸盖;
2)移载车在轨道上移动至指定的加工中心,然后移载车上的第二个伸缩机构伸出并通过其上的夹持机构夹取该加工中心的已加工完成的缸盖,并且第二个伸缩机构缩回以取出前述完成加工的缸盖;
3)移载车在轨道上轻微移动后,第一个伸缩机构伸出并通过其上的夹持机构将未加工的缸盖放入加工中心;
4)、按照设定顺序移动移载车,在各个加工中心之间如此往返循环,以完成缸盖的进出料;
5)、最后将完成加工的缸盖送入第二升降台,运输周期完成。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上,但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的发明范围内,当可作些许的改进,即凡是依照本发明所做的同等改进,应为本发明的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种单动力源多级伸缩的机构(400),其包括:
基础框架(410);
动力源(420),设置在所述基础框架(410)上;
一阶运动系(430);
二阶运动系(440);以及
齿轮传动系(450);
其中所述一阶运动系(430)包括第一框架(431)、第一丝杆(432)、第一连接件(433)和第一导轨(434),所述第一丝杆(432)设置在所述基础框架(410)上并与所述动力源(420)连接,所述第一框架(431)通过所述第一导轨(434)连接在所述基础框架(410)上,所述第一框架(431)通过第一连接件(433)与所述第一丝杆(432)驱动连接;
其中所述二阶运动系(440)包括第二框架(441)、第二丝杆(442)、第二连接件(443)和第二导轨(444),所述第二丝杆(442)设置在所述第一框架(431)上,所述第二框架(441)通过所述第二导轨(444)连接在所述第一框架(431)上,所述第二框架(441)通过所述第二连接件(443)与所述第二丝杆(442)驱动连接;
其中所述齿轮传动系(450)至少包括齿条(451)、第一齿轮(454)、第二齿轮(453)和第三齿轮(452),所述齿条(451)设置在所述基础框架(410)上,所述第一齿轮(454)设置在所述第二丝杆(442)的端部,所述第二齿轮(453)设置在所述第一框架(431)上,所述第二齿轮(453)与所述第一齿轮(454)之间啮合,所述第三齿轮(452)与所述第二齿轮(453)之间同轴设置,所述第三齿轮(452)与所述齿条(451)之间啮合。
2.如权利要求1所述的单动力源多级伸缩的机构,其特征在于,所述第一齿轮(454)和所述第二齿轮(453)为螺纹齿轮。
3.如权利要求1或2所述的单动力源多级伸缩的机构,其特征在于,所述第一齿轮(454)和所述第二齿轮(453)的传动比为1-4。
4.如权利要求2所述的单动力源多级伸缩的机构,其特征在于,所述第二丝杆(442)位于所述第三齿轮(452)的轴线的中垂面内。
5.如权利要求4所述的单动力源多级伸缩的机构,其特征在于,所述第一丝杆(432)与所述第二丝杆(442)之间平行或者垂直。
6.如权利要求1所述的单动力源多级伸缩的机构,其特征在于,所述第一框架(431)上设有安装座(455)、传动轴(456),所述传动轴(456)贯穿所述安装座(455)并能够进行自转,所述第二齿轮(453)和所述第三齿轮(452)通过所述传动轴(456)设置在所述安装座(455)上。
7.一种运输设备,其包括多个加工中心(100)、轨道(200)和移载车(300),其中所述移载车(300)能够在所述轨道(200)上行走并经过多个所述加工中心(100),所述移载车(300)包括用于夹持工件的夹持机构(500)、如权利要求1-6之一所述的单动力源(420)多级伸缩的机构和用于承载工件的滚道(600),所述夹持机构(500)位于所述伸缩机构(400)的末端。
8.如权利要求7所述的运输设备,其特征在于,所述夹持机构(500)包括连接座(510)、升降导轨(520)、驱动器(530)、升降齿条组(540)和两个夹持手爪(550),所述升降导轨(520)设置在所述连接座(510)上,所述升降齿条组(540)设置在所述升降导轨(520)上并且所述驱动器(530)能够驱动所述升降齿条组(540)进行升降,两个所述夹持手爪(550)上设有随动齿轮(560),所述随动齿轮(560)与所述升降齿条组(540)之间啮合,升降齿条组(540)的升降能够驱动两个所述随动齿轮(560)转动以带动两个所述夹持手爪(550)转动夹持或者松开工件。
9.如权利要求8所述的运输设备,其特征在于,所述升降齿条组(540)位于两个所述夹持手爪(550)之间,所述升降齿条组(540)的升降能够驱动两个所述随动齿轮(560)转动以带动两个所述夹持手爪(550)对向转动以夹持工件或者反向转动以松开工件。
10.如权利要求8所述的运输设备,其特征在于,所述夹持机构(500)还包括用于检测两个所述夹持手爪(550)是否处于夹持位置的第一传感器(570)、用于检测所述升降齿条组(540)上升到位的第二传感器(580)和用于检测所述升降齿条组(540)下降到位的第三传感器(590)。
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