CN116923942A - 一种用于堆垛机的行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于堆垛机的行走装置，其中，该行走装置包括设置于所述堆垛机底部的行走箱以及安装于所述行走箱内的摩擦传动机构；所述摩擦传动机构包括：穿过所述行走箱与地面上的摩擦轨道摩擦配合的驱动轮、与所述驱动轮连接并用于带动所述驱动轮转动的驱动电机、以及用于支撑所述驱动轮的驱动轮支撑座，其中，所述驱动轮采用高摩擦性轮面。本发明通过采用摩擦传动机构来代替传统轻轨钢轮配合的传动机构，且摩擦传动机构中驱动轮的轮面采用高摩擦性轮面，从而能够满足行走装置加减速的高响应速度需求，而且能够减小噪声。

Description

一种用于堆垛机的行走装置

技术领域

本发明涉及物流仓储技术领域，尤其涉及一种用于堆垛机的行走装置。

背景技术

随着半导体需求的不断提高，传统低效率的人工搬运存储已不能满足日益增长的半导体产品的需求，因而带动半导体输送存储设备不断优化。在此环境下，自动化立体仓库应运而生，它是一种用高层立体货架存储物料，并由计算机自动控制巷道式堆垛机进行存取物料作业的仓库。巷道式堆垛机是伴随着自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称堆垛机，是自动化立体仓库中最重要的起重运输设备。堆垛机在自动化立体仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的物料存入立体货架的指定货格，或取出指定货格内的物料并运送至巷道口，完成物料的入出库作业，其不仅减少人力成本，而且提高产品存储的安全性。

现有堆垛机底部的行走机构大多采用带传动、齿轮齿条传动或钢轮传动，带传动时皮带易老化或断裂需要频繁维护和检修；齿轮齿条传动易出现齿面磨损产生灰尘污染生产环境且运行噪音大；钢轮传动响应速度较慢且运行噪音大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于堆垛机的行走装置，以提高行走装置加减速的响应速度，减小运行噪声和易维护，适用于高洁净度要求的无尘生产环境。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于堆垛机的行走装置，包括设置于所述堆垛机底部的行走箱以及安装于所述行走箱内的摩擦传动机构；

所述摩擦传动机构包括：穿过所述行走箱与地面上的摩擦轨道摩擦配合的驱动轮、与所述驱动轮连接并用于带动所述驱动轮转动的驱动电机、以及用于支撑所述驱动轮的驱动轮支撑座，其中，所述驱动轮的轮面为高摩擦性轮面。

进一步地，所述驱动轮支撑座的一端可转动地固定于所述行走箱内；

所述驱动轮支撑座的另一端通过竖向设置于所述驱动轮支撑座上方的弹性组件固定于所述行走箱内，所述竖向为沿所述行走箱高度延伸的方向。

进一步地，所述行走箱的侧壁上设有固定座，所述驱动轮支撑座的一端通过连接转轴与所述固定座转动连接。

进一步地，所述连接转轴设置为与所述驱动轮的旋转轴平行；

所述驱动轮的旋转轴设置为与所述驱动电机的输出轴同轴连接。

进一步地，所述弹性组件包括：

弹性元件，所述弹性元件竖向设置并且所述弹性元件的底端与所述驱动轮支撑座另一端的顶面相连；

弹力调节机构，所述弹力调节机构与所述弹性元件的顶端相连，并用于调节所述弹性元件产生的弹力。

进一步地，所述行走箱内设有限位板，所述限位板横向设置于所述弹性元件的上方；

所述弹力调节机构包括竖向设置并与所述限位板螺纹配合的固定件，且所述固定件的底端与所述弹性元件的顶端相连；

其中，所述横向为沿所述行走箱宽度延伸的方向。

进一步地，所述弹性元件包括：

弹性元件本体；

与所述弹性元件本体的顶端卡接配合的第一卡板；以及

与所述弹性元件本体的底端卡接配合的第二卡板；

其中，所述第一卡板与所述弹力调节机构固定连接，所述第二卡板与所述驱动轮支撑座另一端的顶面固定连接。

进一步地，所述弹性组件还包括竖向安装于所述限位板顶面的标尺。

进一步地，所述驱动轮支撑座包括一体成型的第一安装板部分、第二安装板部分及连接部分；

所述第一安装板部分及第二安装板部分沿纵向对称设置并开设有同轴的通孔，所述驱动电机的输出轴穿过所述第一安装板部分的通孔与所述驱动轮的旋转轴的一端相连，且所述驱动轮的旋转轴的另一端穿过所述第二安装板部分的通孔；

所述第一安装板部分及第二安装板部分的一端分别与所述连接转轴转动连接；

所述连接部分包括横向设置的第一连接板，所述第一安装板部分及第二安装板部分的另一端通过所述第一连接板相连，且所述第一连接板的顶面与所述弹性组件相连；

所述纵向是沿行走箱长度延伸的方向。

进一步地，在所述第二安装板部分的通孔内还设有套设于所述驱动轮的旋转轴上的轴承；

所述第二安装板部分的远离所述第一安装板部分的一侧还设有轴承盖，所述轴承盖具有沿所述轴承的轴向方向卡接于所述轴承与所述第二安装板部分之间的套筒部。

进一步地，所述驱动轮的旋转轴上还套设有挡圈，所述挡圈抵接于所述轴承的远离所述轴承盖的一端。

进一步地，所述连接转轴与所述固定座之间卡设有无油衬套；及/或

所述驱动轮的旋转轴与所述驱动轮的轮毂之间卡设有张紧轴套。

进一步地，所述行走箱的底部还安装有多个滑块，所述滑块与地面上的直线导轨滑动配合。

通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明的行走装置通过采用摩擦传动机构来代替传统的传动机构，且摩擦传动机构中驱动轮的轮面采用高摩擦性轮面，从而能够满足行走装置加减速的高响应速度需求，减小噪声和易维护，适用于高洁净度要求的无尘生产环境。

附图说明

图1为本发明中用于堆垛机的行走装置的立体结构示意图；

图2为本发明中用于堆垛机的行走装置的主视剖视图；

图3为本发明中用于堆垛机的行走装置的俯视剖视图；

图4为本发明中用于堆垛机的行走装置的侧视剖视图；

图5为本发明用于堆垛机的行走装置的部分结构受力状态图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任意或所有可能组合。

现有堆垛机底部的行走机构大多采用带传动、齿轮齿条传动或钢轮传动，在半导体生产制造中，所采用的堆垛机结构复杂、载货运行自重大、运行行程较长、安装空间有限、运行精度要求高等，当采用带传动时由于皮带是弹性体易老化或断裂需要频繁维护和检修；当采用齿轮齿条传动时易出现齿面磨损产生灰尘污染生产环境，且齿轮齿条传动运行噪音大；当采用钢轮传动时，其响应速度较慢，且运行噪音大。基于上述，本申请提供一种用于堆垛机的驱动轮式摩擦传动机构，能够满足行走装置加减速的高响应速度需求、运行噪声小、易维护、磨损粉尘少，适用于高洁净度要求的无尘生产环境。

具体的，本发明提供一种用于堆垛机的行走装置，如图1-4所示，该装置包括设置于堆垛机(未示出)底部的行走箱100以及安装于行走箱100内的摩擦传动机构，该行走箱100为摩擦传动机构提供受力支撑面。

在本发明中，摩擦传动机构提供堆垛机的行走动力源，其主要包括驱动轮201、驱动电机202以及驱动轮支撑座203。其中，驱动轮201穿过行走箱100的底板与地面上的摩擦轨道300(见图4)摩擦配合，驱动电机202与驱动轮201连接并用于驱动该驱动轮201转动，驱动轮支撑座203用于支撑该驱动轮201。其中，驱动电机202优选采用减速电机，其具有运行定位准确，加减速响应及时等特点。

在本发明中，如图3所示，驱动轮201具体包括旋转轴2011、轮毂2012以及轮面2013。其中，驱动轮201的旋转轴2011、轮毂2012可以采用不锈钢、碳素钢和铝合金等材料制成，当采用不锈钢材料制成时能够增强防锈抗污能力，当采用铝合金材料制成时，能够减轻驱动轮201的整体重量。驱动轮201的轮面2013采用高摩擦性轮面(优选摩擦率为0.3≤μ≤0.45的轮面)，优选采用高弹性体耐磨橡胶制成，以增加轮面2013与摩擦轨道300之间的摩擦系数，便于加减速的快速响应，并且能够。此外，由于现有技术中在钢轮与轻轨配合时，为了达到需要的速度和加速度，钢轮与轻轨之间为点接触或线接触，在重力与速度的双重作用下，会造成较多的磨损粉尘产生，而本申请驱动轮201行驶于摩擦轨道300时为两者为面接触，且驱动轮201采用的是高摩擦性轮面，因而能够减少磨损粉尘产生，可适用于高洁净度要求的无尘环境。

在本发明中，与驱动轮201配合的摩擦轨道300优选采用铝合金轨道加工而成，以保证轨道具有良好的平面度，能最大程度地减少驱动轮201在运行过程中的磨损，并减少运行过程中产生的环境粉尘。

在图1-4所示的实施例中，驱动轮支撑座203的一端(即图1中的A端)可转动地固定于行走箱100内，驱动轮支撑座203的另一端(即图1中的B端)通过竖向设置于驱动轮支撑座203上方的弹性组件204固定于行走箱100内，从而形成杠杆结构，通过弹性组件204向下施加的压力能够使驱动轮201行走于摩擦轨道300上，并且由于弹性组件204的作用能够实现减振。其中，竖向是沿行走箱高度延伸的方向，如图1所示的Z轴方向；

具体地，行走箱100的沿宽度方向的侧壁上设有固定座205，驱动轮支撑座203的一端通过连接转轴206与固定座205转动连接，使得驱动轮201能够围绕连接转轴206及固定座205进行摆动。其中，如图3所示，驱动轮201的旋转轴2011设置为与驱动电机202的输出轴同轴连接，当电机202的输出轴转动时，驱动轮201的旋转轴2011同步转动，进而带动驱动轮201沿摩擦轨道300滚动前行。优选地，连接转轴206设置为与驱动轮201的旋转轴2011平行，由此，当摩擦轨道300不平整时，通过驱动轮支撑座203的摆动能够使驱动轮201上下移动以适应轨道行驶面的变化。优选地，固定座205采用不锈钢材料制成，具有防腐防锈功能，在安装时，固定座205通过螺钉固定在行走箱100的侧壁上。

在图1-4所示的实施例中，弹性组件204用于使驱动轮201与摩擦轨道300产生稳定可控的压力，其主要包括弹性元件及弹力调节机构。其中，弹性元件竖向设置并且弹性元件的底端与驱动轮支撑座203另一端的顶面相连；弹力调节机构与弹性元件的顶端相连，并用于调节弹性元件产生的弹力。本发明通过采用弹力调节机构对弹性元件的弹力进行调节，从而能够调节施加给驱动轮支撑座203的另一端的压力，进而能够调节驱动轮201对摩擦轨道300的压力，以便满足不同使用需求。

具体参阅图2所示，行走箱100内设有限位板101，该限位板101横向设置于弹性元件的上方；弹力调节机构包括竖向设置并与限位板101螺纹配合的固定件2041，且该固定件2041的底端与弹性元件的顶端相连。其中，限位板101在此用于承担弹性元件作用在固定件2041上的反作用力，具有抗弯、阻止固定件2041相对运动的作用。优选地，固定件2041采用标准细牙螺杆，其加工成型简单，且可承受高压力而不容易松动。其中，横向是沿行走箱宽度延伸的方向，如图1所示的X轴方向。

再次参阅图2，本发明中的弹性元件包括：弹性元件本体2042、与弹性元件本体2042的顶端卡接配合的第一卡板2043、以及弹性元件本体2042的底端卡接配合的第二卡板2044，且该第一卡板2043与弹力调节机构中的固定件2041的底端固定连接，第二卡板2044通过螺栓与驱动轮支撑座203的另一端固定连接。其中，弹性元件本体2042优选采用高强度弹簧，能够保证施加于驱动轮201的压力稳定；第一卡板2043、第二卡板2044作为弹性元件两端的限位支撑机构，能够防止弹性元件本体2042在被压缩时脱离位置。应该理解，本发明中的弹性元件本体2042并不限于高强度弹簧，也可以采用弹性橡胶等其他任意合适的弹性体，本发明对此并不做任何具体限制。

优选地，如图2所示，弹性组件204还包括竖向安装于限位板101顶面的标尺2045，该标尺2045邻近固定件2041设置并与固定件2041平行。在上下调节固定件2041时，该标尺2045能够实时反映调节量，便于精确对驱动轮201施加所需要的压力。

在本发明中，驱动轮支撑座203用于为驱动轮201提供安装空间，如图3所示，其包括一体成型的连接部分、第一安装板部分2032及第二安装板部分2033，该第一安装板部分2032及第二安装板部分2033通过连接部分相连并沿纵向对称设置(其中，纵向是沿行走箱长度延伸的方向，如图1所示的Y轴方向)，以使驱动轮201固定于第一安装板部分2032与第二安装板部分2033之间，且驱动轮201的旋转轴2011与第一、第二安装板部分2032、2033正交。其中，驱动电机202的壳体通过螺钉与第一安装板部分2032的远离第二安装板部分2033的一侧固定连接，第一安装板部分2032及第二安装板部分2033还分别开设有同轴的通孔，驱动电机202的输出轴穿过第一安装板部分2032的通孔与驱动轮201的旋转轴2011的一端连接，且驱动轮201的旋转轴2011的另一端延伸穿过第二安装板部分2033的通孔。本发明中的驱动轮支撑座203能够使驱动轮201运行更加稳定。

再次参阅图3，本发明中第一安装板部分2032及第二安装板部分2033的一端作为驱动轮支撑座203的一端(即A端)分别与连接转轴206转动连接。本发明中的连接部分包括横向设置的第一连接板2031和纵向设置的第二连接板2034，第一安装板部分2032及第二安装板部分2033另一端通过第一连接板2031相连，则该第一连接板2031可作为驱动轮支撑座203的另一端(即B端)与弹性组件204相连。

在本发明中，弹性组件204的数量为两个，二者沿行走箱的宽度方向相对设置在第一连接板2031的上方。应该理解，为了保证驱动轮201平稳运行，两个弹性组件204施加给驱动轮201的压力应一致。

在本发明中，如图3所示，固定座205具有朝向驱动轮201的凸起部；第二连接板2034邻近第一安装板部分2032及第二安装板部分2032的靠近连接转轴206的一端纵向设置，且第一安装板部分2032、第二安装板部分2033、第二连接板2034形成能够容纳固定座205的凸起部的容纳空间。在前述容纳空间内，固定坐205的凸起部夹持于第一安装板部分2032与第二安装板部分2032之间，并通过穿过三者的连接转轴206，将第一安装板部分2032、第二安装板部分2033与固定座205可转动地连接在一起。

优选地，如图3所示，在第二安装板部分2033的通孔内还设有套设于驱动轮201的旋转轴2011上的轴承207，该轴承207在此作为旋转轴2011的支撑回转部件。此外，第二安装板部分2033的远离第一安装板部分2032的一侧还设有轴承盖208，该轴承盖208具有沿轴承207的轴向方向卡接于轴承207与第二安装板部分2033之间的套筒部，其一方面为轴承207提供限位，另一方面具有防尘作用。

进一步优选地，如图3所示，驱动轮201的旋转轴2011上还套设有挡圈209，该挡圈209抵接于所述轴承207的远离所述轴承盖208的一端，该挡圈209在此作为轴承207的外圈限位零件，能够防止轴承207在轴向的窜动，具有便于拆卸的特点。此外，驱动轮201的旋转轴2011与驱动轮201的轮毂2012之间卡设有张紧轴套210，该张紧轴套210用于将驱动轮201的轮毂2012牢牢锁定在旋转轴2011上，具有高扭矩传动输出的作用，且具有调心功能。

进一步优选地，如图3所示，连接转轴206与固定座205之间卡设有无油衬套211，该衬套211作为连接转轴206与固定座205相对转动的中间部件，具有高耐磨、高承压的特点，在使用过程中可以对其磨损情况进行检测和更换。

在本发明中，如图4所示，行走箱100的底部还安装有多个滑块212，各滑块212与地面上的直线导轨400滑动配合。具体地，行走箱100的底部安排有两排滑块212，分别沿行走箱100的宽度方向并排设于驱动轮201的相对两侧，且各滑块212的延伸方向与驱动轮201的行走方向平行，从而使滑块212与驱动轮201能够同时沿行走装置的行走方向移动。

再次参阅图4，本发明中的滑块212底部设有与直线导轨400卡接配合的滑槽，直线导轨400通过与滑块212卡接配合，能够提供整个堆垛机的对地压力及拉力。具体地，当驱动轮201压力超过堆垛机整个设备的重力时，直线导轨400提供拉力阻止驱动轮201继续向下调节，当驱动轮201压力小于堆垛机整体重量时，堆垛机其余部分的重量会由直线导轨400支承，从而保证堆垛机整体平稳。

参阅图1-5，本发明的摩擦传动机构在使用时，首先通过调节固定件2041使其向下运动，固定件2041向下运动会带动第一卡板2043向下运动，第一卡板2043向下运动会压缩弹性元件本体2042，弹性元件本体2042受压后会将压力F传递给下方的第二卡板2044，并通过第二卡板2044传递给驱动轮支撑座203，再通过驱动轮支撑座203将压力传递到驱动轮201，驱动轮201在接受驱动电机202的扭矩及驱动轮支撑座203的压力下在摩擦轨道300上进行滚动。其中，固定件2041向下的压力值可通过标尺2045的读数反映。

进一步优选地，如图5所示，当驱动轮支撑座203将压力F传递到驱动轮201时，驱动轮201的旋转轴2011相对于摩擦轨道300的距离由H1减小为H2，H1与H2的差值为压力F导致驱动轮201的轮面2013受压的压缩量；驱动轮201的旋转轴2011至驱动轮支撑座203另一端的顶面特定点的距离为L1，该特定点为在Z轴方向上将弹性元件本体2042投影在驱动轮支撑座203另一端的顶面的圆域中心点；驱动轮201的旋转轴2011至连接转轴206的距离为L2；当压力F传递到驱动轮支撑座203时，驱动轮支撑座203另一端的顶面特定点相对于摩擦轨道300的距离减小H3；则通过调节固定件2041产生压力F时，有(H1-H2)/H3＝L2/(L1+L2)。

本发明的行走装置通过采用摩擦传动机构来代替传统轻轨钢轮配合的传动机构，且摩擦传动机构中驱动轮201的轮面2013采用高摩擦性轮面，从而能够满足堆垛机的高响应速度需求，而且能够减小噪声，并减少粉尘产生，适用于高洁净度要求的无尘环境。同时，通过行走箱100底部的滑块212与地面上的直线导轨400配合，能够承受位于其上的堆垛机的压力，并且能够在堆垛机重量较轻时，向行走箱100施加拉力，以保持堆垛机平稳。

此外，本发明还提供一种堆垛机，该堆垛机包括如前所述的行走装置以及设置于行走箱顶部的堆垛主体。由于堆垛机包含了前述行走装置，因而能够满足堆垛机的高响应速度需求，而且能够减小噪声。同时，由于驱动轮行驶于摩擦轨道时为面接触，且驱动轮采用的是高摩擦性轮面，因而能够减少磨损粉尘产生，适用于高洁净度要求的无尘环境。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于堆垛机的行走装置，其特征在于，包括设置于所述堆垛机底部的行走箱以及安装于所述行走箱内的摩擦传动机构；

所述摩擦传动机构包括：穿过所述行走箱与地面上的摩擦轨道摩擦配合的驱动轮、与所述驱动轮连接并用于带动所述驱动轮转动的驱动电机、以及用于支撑所述驱动轮的驱动轮支撑座，其中，所述驱动轮采用高摩擦性轮面。

2.如权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述驱动轮支撑座的一端可转动地固定于所述行走箱内；

所述驱动轮支撑座的另一端通过竖向设置于所述驱动轮支撑座上方的弹性组件固定于所述行走箱内，所述竖向为沿所述行走箱高度延伸的方向。

3.如权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述行走箱的侧壁上设有固定座，所述驱动轮支撑座的一端通过连接转轴与所述固定座转动连接。

4.如权利要求3所述的行走装置，其特征在于，所述连接转轴设置为与所述驱动轮的旋转轴平行；

所述驱动轮的旋转轴设置为与所述驱动电机的输出轴同轴连接。

5.如权利要求3所述的行走装置，其特征在于，所述弹性组件包括：

弹性元件，所述弹性元件竖向设置并且所述弹性元件的底端与所述驱动轮支撑座另一端的顶面相连；

弹力调节机构，所述弹力调节机构与所述弹性元件的顶端相连，并用于调节所述弹性元件产生的弹力。

6.如权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述行走箱内设有限位板，所述限位板横向设置于所述弹性元件的上方；

所述弹力调节机构包括竖向设置并与所述限位板螺纹配合的固定件，且所述固定件的底端与所述弹性元件的顶端相连；

其中，所述横向为沿所述行走箱宽度延伸的方向。

7.如权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述弹性元件包括：

弹性元件本体；

与所述弹性元件本体的顶端卡接配合的第一卡板；以及

与所述弹性元件本体的底端卡接配合的第二卡板；

其中，所述第一卡板与所述弹力调节机构固定连接，所述第二卡板与所述驱动轮支撑座另一端的顶面固定连接。

8.如权利要求6所述的行走装置，其特征在于，所述弹性组件还包括竖向安装于所述限位板顶面的标尺。

9.如权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述驱动轮支撑座包括一体成型的第一安装板部分、第二安装板部分及连接部分；

所述第一安装板部分及第二安装板部分沿纵向对称设置并开设有同轴的通孔，所述驱动电机的输出轴穿过所述第一安装板部分的通孔与所述驱动轮的旋转轴的一端相连，且所述驱动轮的旋转轴的另一端穿过所述第二安装板部分的通孔；

所述第一安装板部分及第二安装板部分的一端分别与所述连接转轴转动连接；所述连接部分包括横向设置的第一连接板，所述第一安装板部分及第二安装板部分的另一端通过所述第一连接板相连，且所述第一连接板的顶面与所述弹性组件相连；

所述纵向是沿行走箱长度延伸的方向。

10.如权利要求9所述的行走装置，其特征在于，在所述第二安装板部分的通孔内还设有套设于所述驱动轮的旋转轴上的轴承；

所述第二安装板部分的远离所述第一安装板部分的一侧还设有轴承盖，所述轴承盖具有沿所述轴承的轴向方向卡接于所述轴承与所述第二安装板部分之间的套筒部。

11.如权利要求10所述的行走装置，其特征在于，所述驱动轮的旋转轴上还套设有挡圈，所述挡圈抵接于所述轴承的远离所述轴承盖的一端。

12.如权利要求3所述的行走装置，其特征在于，所述连接转轴与所述固定座之间卡设有无油衬套；及/或

所述驱动轮的旋转轴与所述驱动轮的轮毂之间卡设有张紧轴套。

13.如权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述行走箱的底部还安装有多个滑块，所述滑块与地面上的直线导轨滑动配合。