CN115432411B - 一种变速与匀速结合的货物翻转装置和双生产线 - Google Patents

Abstract

一种变速与匀速结合的货物翻转装置，包括第一翻转平台、第二翻转平台和翻转机构，第一翻转平台和第二翻转平台分设于翻转机构的两侧；翻转机构包括第一齿轮、第二齿轮和驱动机构，驱动机构驱动第二齿轮以均匀的角速度转动，第二齿轮与第一齿轮啮合传动；第二齿轮的半径沿第二齿轮的转动方向逐渐变小，使第一齿轮变速转动；第一齿轮与第一翻转平台固定连接，第二齿轮与第二翻转平台固定连接。本实施例的货物翻转装置，匀速翻转的第二翻转平台可对普通货物进行翻转，变速翻转的第一翻转平台当进行到货物翻转末端时，能够做到速度保护，可以在一定程度上有效减少外部因素对贵重货物的损伤。

Description

一种变速与匀速结合的货物翻转装置和双生产线

技术领域

本发明涉及自动化生产线技术领域，特别是一种变速与匀速结合的货物翻转装置和双生产线。

背景技术

随着科技的发展，机械制造中开始出现自动化生产线，加工对象自动地由一台机床传送到另一台机床，并由机床自动地进行加工、装卸、检验等。对于大部分加工对象，在装配线上需要对其进行翻转使得加工过程中能够对不同的面进行不同的操作，当装配完毕时，有些产品还需要进行翻转打包装箱。

当前针对生产线货物的翻转装置以一条生产线装置为主，生产效率低成本高，同时大多为标准齿轮翻转装置，这种装置的缺点就是速度恒定，针对较为贵重的货物时，进行到货物翻转末端时未做到速度保护，在一定程度上会损坏货物，造成成本加大。为了解决这一问题，现有技术通常采用电机控速的方法，但这种方法效率较为低下，连续性不足，且对电机的损耗较大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种变速与匀速结合的货物翻转装置，该货物翻转装置应用于双生产线，通过设置两个异形齿轮啮合传动，实现其中一条生产线上的货物匀速翻转，另一条生产线的货物变速翻转，满足生产过程中的不同需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种变速与匀速结合的货物翻转装置，包括第一翻转平台、第二翻转平台和翻转机构，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台分设于所述翻转机构的两侧；

所述翻转机构包括第一齿轮、第二齿轮和驱动机构，所述驱动机构驱动所述第二齿轮以均匀的角速度转动，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动；

所述第二齿轮的半径沿第二齿轮的转动方向逐渐变小，使所述第一齿轮变速转动；

所述第一齿轮与所述第一翻转平台固定连接，所述第二齿轮与所述第二翻转平台固定连接。

进一步的，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为异形齿轮；

所述第一齿轮的齿轮中心和所述第二齿轮的齿轮中心的距离固定，所述第一齿轮的半径沿所述第一齿轮的转动方向变大，所述第二齿轮的半径沿所述第二齿轮的转动方向变小。

进一步的，初始状态下，所述第一齿轮的小半径与所述第二齿轮的大半径相啮合。

进一步的，所述第一齿轮与所述第一翻转平台通过第一转轴连接，所述第二齿轮与所述第二翻转平台通过第二转轴连接；

所述第一转轴与所述第二转轴通过连接件连接。

进一步的，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的一端均设置有翻转座，所述翻转座固定安装有翻转轴，所述翻转轴的一端与所述第一转轴或所述第二转轴固定连接。

进一步的，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的另一端均设有置物座，所述置物座上并排设有多个吸盘，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的底部均设有气动设备；

所述吸盘通过接管与所述气动设备连通，使所述吸盘能够吸附货物。

进一步的，所述翻转座与所述置物座之间设有挡块，所述挡块设有传感器，所述传感器与所述气动设备电性连接。

进一步的，所述驱动机构包括主动轮、从动轮、链条和电机；

所述主动轮与所述从动轮之间通过所述链条传动连接；

所述主动轮与所述电机的输出端连接，所述从动轮固定安装于所述第二转轴的一端。

一种双生产线，包括第一输送平台、第二输送平台和变速与匀速结合的货物翻转装置；

所述第一输送平台和第二输送平台并排设置于所述货物翻转装置的两侧；

所述第一输送平台和所述第二输送平台的输送方向相反；

所述第一输送平台和所述第二输送平台均嵌有翻转架，所述翻转架为所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的翻转提供让位空间。

进一步的，所述第一输送平台和所述第二输送平台之间设有驱动安装架；

所述驱动安装架的底部安装有安装板，所述驱动机构的电机固定安装于所述安装板。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实施例的货物翻转装置，匀速翻转的第二翻转平台可对普通货物进行翻转，变速翻转的第一翻转平台可对贵重货物进行翻转，当进行到货物翻转末端时，能够做到速度保护，可以在一定程度上有效减少外部因素对贵重货物的损伤，且解决了现有技术中采用改变电机参数来实现货物变速翻转，对电机寿命损耗的问题，此外，将该货物翻转装置应用于双生产线上货物的翻转，大大提高了生产效率节约成本。

附图说明

图1是本发明的一种变速与匀速结合的货物翻转装置和双生产线一个实施例的结构示意图；

图2是图1所述的第一输送平台、第二输送平台和驱动安装架的结构示意图；

图3是变速与匀速结合的货物翻转装置的结构示意图；

图4是翻转机构的结构示意图；

图5是初始状态下第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；

图6是第一齿轮转动180°时第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；

图7是第二齿轮转动180°时第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；

其中：1-第一翻转平台，11-翻转座、111-翻转轴，12-置物座、121-吸盘、123-气动设备，13-挡块；2-第二翻转平台；3-翻转机构，31-第一齿轮、311-第一转轴，32-第二齿轮、321-第二转轴，33-驱动机构、331-主动轮、332-从动轮、333-链条、334-电机，34-连接件、341-第一连接件、342-第二连接件、343-连接孔；4-第一输送平台，41-翻转架；5-第二输送平台；6-驱动安装架，61-安装板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图7，描述本发明实施例的一种变速与匀速结合的货物翻转装置，包括第一翻转平台1、第二翻转平台2和翻转机构3，第一翻转平台1和第二翻转平台2分设于翻转机构3的两侧；翻转机构3包括第一齿轮31、第二齿轮32和驱动机构33，驱动机构33驱动第二齿轮32以均匀的角速度转动，第二齿轮32与第一齿轮31啮合传动；第二齿轮32的半径沿第二齿轮32的转动方向逐渐变小，使第一齿轮31变速转动；第一齿轮31与第一翻转平台1固定连接，第二齿轮32与第二翻转平台2固定连接。

在第一齿轮31和第二齿轮32的啮合传动的过程中，第一齿轮31和第二齿轮32啮合点的线速度与以啮合点到第二齿轮32的齿轮中心为半径的圆的线速度相等，由此，第一齿轮31和第二齿轮32啮合点的线速度，即第一齿轮31的线速度为第二齿轮32的角速度与啮合点到第二齿轮32的齿轮中心的距离的乘积，由于第二齿轮32与驱动机构33连接，驱动机构33以恒定的速度驱动第二齿轮32转动，此时第二齿轮32的角速度恒定，由此，第一齿轮31的线速度与啮合点到第二齿轮32的齿轮中心的距离成正比关系，又因为线速度与转速成正比关系，由此第一齿轮31的转速由啮合点到第二齿轮32的齿轮中心的距离决定，即第二齿轮32的半径决定。

具体的，第一齿轮31的转速由第二齿轮32的半径决定，第二齿轮32的半径随着第二齿轮32的转动而变化，此时第一翻转平台1与第一齿轮31连接，带动第一翻转平台1变速翻转；第二齿轮32的转速由驱动机构33决定，驱动机构33驱动第二齿轮32匀速转动，带动与第二齿轮32连接的第二翻转平台2匀速翻转。

此外，第二齿轮32的半径随着第二齿轮32的转动逐渐变小，因此第一翻转平台1在翻转过程中，翻转速度逐渐变小，当货物固定于第一翻转平台1进行翻转时，货物最初的翻转速度最大，然后在翻转过程中逐渐变小，当货物即将完全翻转至另一平面将货物平放输出时，翻转速度最小，对货物起到保护的作用。

具体的，普通货物放置于第二翻转平台2，翻转过程匀速进行，保证货物的翻转速度；贵重货物放置于第一翻转平台1，由于第二齿轮32的半径在翻转过程中逐渐变小，因此，货物在翻转初期的翻转速度较大，保证工业生产的效率，在翻转的后期，翻转速度逐渐减缓，对贵重物品具有一定的保护作用。

本实施例的货物翻转装置，匀速翻转的第二翻转平台2可对普通货物进行翻转，变速翻转的第一翻转平台1可对贵重货物进行翻转，当进行到货物翻转末端时，能够做到速度保护，可以在一定程度上有效减少外部因素对贵重货物的损伤，且解决了现有技术中采用改变电机334参数来实现货物变速翻转，对电机334寿命损耗的问题，此外，将该货物翻转装置应用于双生产线上货物的翻转，大大提高了生产效率节约成本。

为了保证第一齿轮31与第二齿轮32能够正常转动，第一齿轮31和第二齿轮32均为异形齿轮；第一齿轮31的齿轮中心和第二齿轮32的齿轮中心的距离固定，第一齿轮31的半径沿第一齿轮31的转动方向变大，第二齿轮的半径沿第二齿轮32的转动方向变小。

具体的，两个异形齿轮的齿轮中心的距离不变，第一齿轮31的半径与第二齿轮32的半径配合变化，即当第一齿轮31的半径沿第一齿轮31的转动方向增大，而此时的第二齿轮32的半径沿第二齿轮32的转动方向减小，使得两个异形齿轮的齿牙能够完全啮合，此时，第一齿轮31与第二齿轮32的转动方向相反，第一翻转平台1和第二翻转平台2的翻转方向相反。

为了保证第一齿轮31的转动速度由大变小，初始状态下，第二齿轮32的大半径与第一齿轮31的小半径相啮合，此时第一齿轮31的半径较之第二齿轮32的半径小，由此，在相同的时间内，第一齿轮31的转动弧度比第二齿轮32的转动弧度大，第一齿轮31较之第二齿轮32先转动到达180°，为了保证第一齿轮31前半程90°以一个较快的速度翻转，而后半程90°速度减缓，初始状态下，第一齿轮31小半径一端的第四个齿牙与第二齿轮32大半径一端的第四个齿牙相啮合。

初始状态下，第一齿轮31与第二齿轮32的啮合状态如图5所示，此时第一翻转平台1和第二翻转平台2处于水平状态，然后驱动机构33驱动第二齿轮32转动，同时第二齿轮32带动第一齿轮31转动，第一齿轮31较之第二齿轮32先完成180°旋转，然后驱动机构33停止驱动第二齿轮32转动，等待第一翻转平台1上的贵重货物被输送至工作区外，此时，第一齿轮31与第二齿轮32的啮合状态如图6所示。此后，第二齿轮32重新转动，直至第二齿轮32转动到达180°后停止转动，等待第二翻转平台2上的普通货物被输送至工作区外，此时，第一齿轮31与第二齿轮32的啮合状态如图7所示。而后，第二齿轮32继续转动同时带动第一齿轮31转动直至第一齿轮31和第二齿轮32回到初始状态，等待下一批货物的到来。

进一步的，第一齿轮31与第一翻转平台1通过第一转轴311连接，第二齿轮32与第二翻转平台2通过第二转轴321连接；第一转轴311与第二转轴321通过连接件34连接。通过使用连接件34保证第一齿轮31的齿轮中心和第二齿轮32的齿轮中心之间的距离固定。具体的，连接件34包括第一连接件341和第二连接件342，第一连接件341和第二连接件342的两端均设置有连接孔343，第一连接件341位于第一翻转平台1所在的一侧，第二连接件342位于第二翻转平台2所在的一侧。第一转轴311的一端与第二连接件342一端的连接孔343连接，第一转轴311的另一端依次穿过第一齿轮31的齿轮中心和第一连接件341一端的连接孔343与第一翻转平台1固定连接。同理，第二转轴321的一端与第一连接件341另一端的连接孔343连接，第二转轴321的另一端依次穿过第二齿轮32的齿轮中心和第二连接件342另一端的连接孔343与第二翻转平台2固定连接。

进一步的，第一翻转平台1和第二翻转平台2的一端均设置有翻转座11，翻转座11固定安装有翻转轴111，翻转轴111的一端与第一转轴311或第二转轴321固定连接。当第一转轴311或第二转轴321转动时，带动与翻转轴111固定连接的第一翻转平台1或第二翻转平台2转动，实现放置于第一翻转平台1或第二翻转平台2上的货物的翻转。值得说明的是，翻转轴111与第一转轴311或第二转轴321固定连接的连接方式为键连接。

更进一步的，第一翻转平台1和第二翻转平台2的另一端均设有置物座12，置物座12上并排设有多个吸盘121，第一翻转平台1和第二翻转平台2的底部均设有气动设备123；吸盘121通过接管与气动设备123连通，使吸盘121能够吸附货物。当货物与吸盘121相接触时，启动气动设备123对吸盘121内的空气进行抽吸，使吸盘121内产生负气压，从而使得吸盘121将货物吸牢，随后可启动电机334对货物进行翻转。

当货物完全翻转至另一平面时，气动设备123平稳地将空气充气进吸盘121内，使吸盘121内的气压由负气压变成零气压或正气压，吸盘121脱离货物表面，此时货物能够离开该货物翻转装置进入下一工作区。

值得说明的是，气动设备123是真空机，能够对吸盘121内的空气进行抽吸或者充气；此外置物座12采用的是吸盘121吸附货物，相比较于夹爪等设备，吸盘121不损伤货物，对货物具有较好的保护作用。

具体的，翻转座11与置物座12之间设有挡块13，挡块13设有传感器，传感器与气动设备123电性连接。货物被安装有传感器的挡块13挡住从而停止运动，传感器感应到货物的存在，发送信号至气动设备123，此时气动设备123启动，抽吸吸盘121内的空气，使得货物固定安装于置物座12内，随着翻转座11上翻转轴111的转动而翻转。

进一步的，驱动机构33包括主动轮331、从动轮332、链条333和电机334；主动轮331与从动轮332之间通过链条333传动连接；主动轮331与电机334的输出端连接，从动轮332固定安装于第二转轴321的一端。电机334的输出端输出以恒定速度转动的转矩，使得与输出端连接的主动轮331能够匀速转动，从而带动从动轮332匀速转动，从动轮332定位于第二转轴321，带动第二转轴321转动，使得与第二转轴321连接的第二翻转平台2匀速翻转。值得说明的是，采用链条333传动连接主动轮331与从动轮332，该传动方式的平均传动比准确，工作可靠，效率高，传递功率大，过载能力强，能够最大程度的保证主动轮331的匀速旋转。

本发明还提供一种双生产线，包括第一输送平台4、第二输送平台5和变速与匀速结合的货物翻转装置；第一输送平台4和第二输送平台5并排设置于货物翻转装置的两侧；第一输送平台4和第二输送平台5的输送方向相反；第一输送平台4和第二输送平台5均嵌有翻转架41，翻转架41为第一翻转平台1和第二翻转平台2的翻转提供让位空间。

第一齿轮31与第二齿轮32啮合传动，使得第一齿轮31与第二齿轮32的转动方向相反，因此，当该变速与匀速结合的货物翻转装置应用于双生产线的流水线生产时，第一输送平台4和第二输送平台5的输送方向相反，才能够满足双生产线的翻转，此外第一输送平台4和第二输送平台5均嵌有翻转架41，为第一翻转平台1在第一输送平台4和第二翻转平台2在第二输送平台5的翻转提供了让位空间，同时，货物在翻转平台和输送平台上的转移更加稳定。

为了保证货物在翻转过后能够顺利的在第一输送平台4或第二输送平台5上输送，翻转架41的让位空间能够适配两个第一翻转平台1或第二翻转平台2,翻转架41上翻转前的工位与翻转后的工位具有一定的高度差，货物翻转180°后货物能与第一输送平台4或第二输送平台5的输送平面相平，顺利运输走翻转后的货物。

进一步的，第一输送平台4和第二输送平台5之间设有驱动安装架6；驱动安装架6的底部安装有安装板61，驱动机构33的电机334固定安装于安装板61。将驱动机构33的电机334隐藏于第一输送平台4和所述第二输送平台5的下方，保证货物的翻转不受电机334的影响，同时减少该生产线的安装空间。具体的，所述驱动安装架6顶部的两侧设置有连接件34，主动轮331套设于与连接件34连接的第二转轴321，电机334固定安装于驱动安装架6底部的安装板61，且电机334的输出端与从动轮332连接，为了使得主动轮331与从动轮332之间能够稳定的传动，安装板61距离驱动安装架6顶部的高度与驱动机构33的链条333长度相适配。

根据本发明实施例的一种变速与匀速结合的货物翻转装置和双生产线的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：包括第一翻转平台、第二翻转平台和翻转机构，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台分设于所述翻转机构的两侧；

所述翻转机构包括第一齿轮、第二齿轮和驱动机构，所述驱动机构驱动所述第二齿轮以均匀的角速度转动，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动；

所述第二齿轮的半径沿所述第二齿轮的转动方向逐渐变小，使所述第一齿轮变速转动；

所述第一齿轮与所述第一翻转平台固定连接，所述第二齿轮与所述第二翻转平台固定连接。

2.根据权利要求1所述的变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述第一齿轮和所述第二齿轮均为异形齿轮；

所述第一齿轮的齿轮中心和所述第二齿轮的齿轮中心的距离固定，所述第一齿轮的半径沿所述第一齿轮的转动方向变大，所述第二齿轮的半径沿所述第二齿轮的转动方向变小。

3.根据权利要求2所述的变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：初始状态下，所述第一齿轮的小半径与所述第二齿轮的大半径相啮合。

4.根据权利要求2所述的变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述第一齿轮与所述第一翻转平台通过第一转轴连接，所述第二齿轮与所述第二翻转平台通过第二转轴连接；

所述第一转轴与所述第二转轴通过连接件连接。

5.根据权利要求4所述变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的一端均设置有翻转座，所述翻转座固定安装有翻转轴，所述翻转轴的一端与所述第一转轴或所述第二转轴固定连接。

6.根据权利要求5所述的变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的另一端均设有置物座，所述置物座上并排设有多个吸盘，所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的底部均设有气动设备；

所述吸盘通过接管与所述气动设备连通，使所述吸盘能够吸附货物。

7.根据权利要求6所述变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述翻转座与所述置物座之间设有挡块，所述挡块设有传感器，所述传感器与所述气动设备电性连接。

8.根据权利要求4所述的变速与匀速结合的货物翻转装置，其特征在于：所述驱动机构包括主动轮、从动轮、链条和电机；

所述主动轮与所述从动轮之间通过所述链条传动连接；

所述主动轮与所述电机的输出端连接，所述从动轮固定安装于所述第二转轴的一端。

9.一种双生产线，其特征在于：包括第一输送平台、第二输送平台和权利要求1-8任一项所述的变速与匀速结合的货物翻转装置；

所述第一输送平台和第二输送平台并排设置于所述货物翻转装置的两侧；

所述第一输送平台和所述第二输送平台的输送方向相反；

所述第一输送平台和所述第二输送平台均嵌有翻转架，所述翻转架为所述第一翻转平台和所述第二翻转平台的翻转提供让位空间。

10.根据权利要求9所述的双生产线，其特征在于：所述第一输送平台和所述第二输送平台之间设有驱动安装架；

所述驱动安装架的底部安装有安装板，所述驱动机构的电机固定安装于所述安装板。

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