CN117509050B - 一种行走机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及矿热炉出炉技术领域，公开了一种行走机构，用于带动出炉设备围绕矿热炉行走，包括两条轨道和位于轨道上方的行走机构的底盘，所述轨道的底端设置有齿架，所述齿架上设置有均布的销齿，所述底盘的底端设置有行走齿轮，所述行走齿轮与销齿啮合；所述底盘的底端四角分别设置有行走轮组件。本发明对现有行走机构中导向轮和驱动齿轮构成的三角机构，在沿不同曲率半径轨道行走时，因三角形具有稳定性，在保持和轨道接合的前提下，其适应的轨道宽度和曲率为固定值，将其改为四个行走轮组件和一个驱动齿轮形成的四边形结构来代替原先的三角形机构，利用平行四边形的不稳定性来解决轨道曲率变化的问题。

Description

一种行走机构

技术领域

本申请涉及矿热炉出炉技术领域，尤其涉及一种基于销齿类样条曲线轨道的行走机构。

背景技术

当前热矿炉领域内，出炉设备需使用轨道来绕炉作业，而环绕炉体的弧形轨道作业范围不足，如采用“U”字型由弧形和直线组成的轨道则会卡死，无法工作，因为出炉设备大多采用导向轮和驱动齿轮构成一个三角形结构来贴合轨道行走，而轨道弧形和直线段上的曲率不同，会导致该机构卡死，故当前都以180°的弧形轨道，以牺牲出炉作业范围或者采用直线轨道，增加出炉设备的数量来解决该问题，但是这无疑会延长作业时间，增加作业成本。

以图1为例进行具体分析，通常出炉设备使用环绕炉体的弧形轨道4’，要想保持出炉设备和炉体2’的相对距离相等，则弧形轨道一般为180度，出炉机的工作范围(阴影区域)只能覆盖正对弧形轨道的两个出炉口3’，要想保证4个出炉口3’都能作业，则需像图2所示，增加直线轨道，参考图3，一般该弧形轨道多含有销齿传动结构，导向轮6’和驱动齿轮5’构成一个三角形结构，而弧形和直线段上的曲率不同，在图上模拟，三角形机构会如图3所示发生干涉(两个导向轮6’在曲率变化大的轨道处将与轨道发生部分位置重合)，也别是在直线轨道与曲率变化大的弧形轨道交接处，干涉尤为明显，使得机构无法同时在直线和弧形轨道上行走。

发明内容

本申请提出了一种行走机构，可以用于工业硅出炉机，以带动工业硅出炉机围绕矿热炉行走，具备四个行走轮组件组成不稳定的四边形传动链，轮系导向组件夹紧轨道而引导翻边车轮的移动方向，弹簧调节重载轴承的位置而适配轨道的曲率变化，翻边车轮与轨道的直线接触变成斜线接触而提高接触面积，通过连杆改变弹簧的压缩量而减小重载轴承与轨道之间的接触压力的优点，用以解决现有行走机构构成的三角形稳定传动链所导致的干涉问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种行走机构，包括两条轨道和位于轨道上方的行走机构的底盘，所述轨道的底端设置有齿架，所述齿架上设置有均布的销齿，所述底盘的底端设置有行走齿轮，所述行走齿轮与销齿啮合，用于带动底盘在轨道上移动；所述底盘的底端四角分别设置有行走轮组件，所述行走轮组件包括翻边车轮、轮轴、轮架、轴承座，所述轴承座的顶端与底盘的底端连接，用于限定行走轮组件的位置，所述翻边车轮的外周面与轨道的顶面滚动配合，用于提供底盘轨道上运动的支撑点；所述轮架的一侧下方设置有延伸架，所述延伸架的外侧设置有轮系导向组件，用于引导翻边车轮在轨道上的运动方向。

优选的，所述轴承座包括内部活动套接的轴、轴上活动套接的推力滚子轴承和调心滚子轴承，所述轴的底部贯穿轮架的顶部，且轴的底部截面呈T字形与轮架的顶部活动套接，用于提供轮架和翻边车轮在面对弧形轨道时进行旋转的支点。

优选的，所述轮架的底部开口夹设于翻边车轮的两侧，所述翻边车轮靠近轨道内侧的一端圆周面上套接有环形的限位凸起，用于限制翻边车轮在轨道上的侧滑，所述轮轴的一端贯穿轮架的两侧壁，所述轮轴上套接有两个圆锥滚子轴承，所述轮轴和圆锥滚子轴承套接在翻边车轮内，用于提高翻边车轮的承载能力。

优选的，所述轮系导向组件包括支架、芯轴和重载轴承，所述延伸架通过螺栓与支架连接，所述支架和延伸架的中心设置有定位销，用于限定支架的位置，并传递动力，所述支架与延伸架之间可加设垫片，用于改变重载轴承与轨道之间的间隙。

优选的，所述重载轴承活动套接在芯轴的外侧，用于提供重载轴承旋转的支点，所述重载轴承的圆周侧壁与轨道的侧壁接触，用于引导翻边车轮在轨道上的移动方向。

优选的，所述支架呈凹字形，所述支架的两端凸起部位开设有贯穿槽，用于提供重载轴承的运动空间。

优选的，所述芯轴位于贯穿槽靠近限位凸起的一侧内，所述芯轴的两端分别与支架的顶部和底部活动套接，用于限制芯轴的位置。

优选的，所述贯穿槽的顶部和底部开设有贯穿的活动孔，所述芯轴的两端分别位于两个活动孔内，所述芯轴的顶端和底端均螺纹连接有限位螺栓。

优选的，所述芯轴的直径值等于活动孔的宽度值，用于限制芯轴在活动孔宽度方向上的运动，所述芯轴的直径值小于活动孔的长度值，为芯轴在活动孔长度方向提供可活动的空间。

优选的，所述限位螺栓的头部靠近支架的一端与支架的表面贴合，所述限位螺栓的头部宽度值大于活动孔的宽度值，用于限制芯轴在上下方向上的运动。

优选的，所述重载轴承套接在芯轴的外侧，所述芯轴的外侧套接有转筒，所述转筒的外侧壁上固定连接有弹簧。

优选的，所述重载轴承的圆周侧壁与轨道的侧壁接触，所述转筒位于重载轴承的上方，所述弹簧的一端与贯穿槽远离芯轴的一端连接，用于改变重载轴承与轨道之间的接触压力。

优选的，所述轮系导向组件上的两个转筒之间铰接有连杆，用于改变弹簧在压缩时的压缩量。

本申请具备如下有益效果：

本申请提供的一种行走机构，对现有行走机构中导向轮和驱动齿轮构成的三角机构，在沿不同曲率半径轨道行走时，因三角形具有稳定性，在保持和轨道接合的前提下，其适应的轨道宽度和曲率为固定值，将其改为四个行走轮组件和一个驱动齿轮形成的四边形结构来代替原先的三角形机构，利用平行四边形的不稳定性来解决轨道曲率变化的问题。

同时，通过四组轮系导向组件与行走轮组件固定，使轮系导向组件上的重载轴承能紧紧的夹住轨道，从而使行走机构在轨道上移动至曲率变化的部位时，能通过轨道挤压重载轴承，使轮系导向组件挤压行走轮组件，使行走轮组件旋转一定的角度后，翻边车轮跟随行走轮同步旋转，使得翻边车轮与轨道的接触面积始终保持不变，依然能稳定在曲率变化下的轨道上，避免行走轮组件脱离轨道。

同时，通过在芯轴上设立带有弹簧的转筒，使弹簧能向芯轴传递挤压力，使芯轴带动重载轴承挤压在轨道上，保持轮系导向组件的稳定性，当轮系导向组件在到达轨道的变化处时(直线轨道到弧形轨道)，同一个轮系导向组件上的其中一个重载轴承将先接触弧形轨道，另一个重载轴承依然处于直线轨道上，此时，弧形轨道对重载轴承的挤压力，使此处的重载轴承将向弹簧的方向移动一段距离，此处重载轴承的芯轴将作用力通过套接的转筒传递给连接的弹簧，使此处的弹簧压缩，抵抗弧形轨道的挤压力，限制重载轴承的移动距离，此时移动后的重载轴承通过芯轴、转筒和弹簧，形成一个整体，推动轮系导向组件，以处于直线轨道上的芯轴圆心为中心，向远离轨道的方向旋转，避免出现两个重载轴承在直线轨道与弧形轨道的交界处出现互相干涉的问题，同时使轮系导向组件带动轮架以轴承座为中心同步旋转，使轮架带动翻边车轮同步旋转，使得翻边车轮与轨道的直线接触变成斜线接触，提高接触面积，提高稳定性。

同时，通过在一个轮系导向组件上的两个转筒之间铰接有连杆，使两个转筒通过连杆形成一体的结构，当其中一个转筒受力推动弹簧压缩时，受到连杆的影响，这个转筒将发生一定的转动，并且这个转动将通过连杆传递给另一个转筒，使另一个转筒也发生一定的转动，使得与转筒连接的弹簧由于转筒的转动，向转筒的转动方向上倾斜，从而缩短此时弹簧的压缩量，在相同曲率变化的轨道上，减小此时压缩的弹簧向重载轴承提供的反作用力，从而减小重载轴承与轨道之间的接触压力，减少重载轴承的磨损。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：

图1为现有技术弧形轨道示意图；

图2为现有技术弧形轨道与直线轨道示意图；

图3为现有技术中导向轮与轨道的干涉示意图；

图4为本发明实施例二行走轮组件和轮系导向组件的结构位置示意图；

图5为本发明行走轮组件内部结构示意图；

图6为本发明实施例一中的四个行走轮组件的分布示意图；

图7为本发明轨道结构示意图；

图8为本发明实施例三中的轮系导向组件与轨道的结构位置示意图；

图9为本发明实施例三中轮系导向组件的结构示意图；

图10为本发明实施例三中转筒结构位置示意图；

图11为本发明实施例三中芯轴结构示意图

图12为本发明实施例四中轮系导向组件结构示意图；

图13为本发明实施例四中轮系导向组件在直线轨道上的状态示意图；

图14为本发明实施例四中轮系导向组件在弧形轨道上的状态示意图。

附图标记：

1、轨道；11、齿架；12、销齿；2、行走齿轮；3、行走轮组件；31、翻边车轮；311、限位凸起；32、圆锥滚子轴承；33、轮轴；34、轮架；341、延伸架；35、推力滚子轴承；36、调心滚子轴承；37、轴承座；4、轮系导向组件；41、支架；42、贯穿槽；421、活动孔；43、芯轴；431、限位螺栓；44、重载轴承；45、定位销；46、转筒；461、连杆；47、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

请参阅图4至图7，一种行走机构，可以用于工业硅出炉机，以带动工业硅出炉机围绕矿热炉行走，包括两条轨道1，其中一条轨道1的底端设置有齿架11，齿架11远离另一条轨道1的一端设置有均布的销齿12，轨道1上架设有行走机构的底盘，底盘的底端活动连接有行走齿轮2，底盘上设有动力装置，例如步进电机，向行走齿轮2提供动力，行走齿轮2与销齿12啮合，通过动力装置带动行走齿轮2旋转，使行走齿轮2不断啮合销齿12，从而带动整个底盘以及底盘上装载的其它装置在轨道1上移动，底盘的底端四角分别固定连接有行走轮组件3，通过行走轮组件3，使底盘稳固在轨道1上，同时四个行走轮组件3和一个驱动齿轮形成的四边形结构来代替原先的三角形机构，利用平行四边形的不稳定性来解决轨道曲率变化的问题。

参阅图4至图5，行走轮组件3包括翻边车轮31、轮轴33、轮架34、轴承座37，轴承座37的顶端与底盘的底端固定连接，对行走轮组件3的位置进行固定，轴承座37内活动套接有轴，轴上活动套接有推力滚子轴承35和调心滚子轴承36，轴的底部贯穿轮架34的顶部，且轴的底部截面呈T字形与轮架34的顶部活动套接，使轮架34能通过轴，以轴承座37的圆心为中心进行转动。

参阅图4至图5，翻边车轮31的外周面与轨道1的顶面滚动配合，使翻边车轮31能顺着轨道1的延伸方向进行滚动，翻边车轮31的长度值大于轨道1的宽度值，轮架34的底部开口夹设于翻边车轮31的两侧，翻边车轮31靠近轨道1内侧的一端圆周面上固定套接有环形的限位凸起311，使限位凸起311在翻边车轮31在轨道1上发生侧滑时，能抵在轨道1的侧壁上，轮轴33的一端贯穿轮架34的两侧壁，轮轴33上活动套接有两个圆锥滚子轴承32，轮轴33和圆锥滚子轴承32活动套接在翻边车轮31内，通过轮轴33和圆锥滚子轴承32对翻边车轮31的位置进行限定，并通过设置的多个轴承，提高行走轮组件的整体承载能力。

实施例二

请参阅图4至图5，在实施例一的基础上，轮架34远离限位凸起311的侧边底部设置有延伸架341，延伸架341的外侧固定套接有轮系导向组件4，轮系导向组件4包括支架41、芯轴43和重载轴承44，延伸架341通过螺栓与支架41固定连接，支架41和延伸架341的中心设置有定位销45，使支架41通过定位销45和螺栓的限制，保持位置固定，使重载轴承44受到的轨道1的力，能通过支架41传递给轮架34，支架41与延伸架341之间可加设垫片，通过增添不同数量的垫片，可以改变重载轴承44与轨道1之间的间距，从而满足不同的工业需求。

参阅图4至图5，支架41呈凹字形，支架41的两端凸起部位开设有贯穿槽42，芯轴43位于贯穿槽42靠近限位凸起311的一侧内，芯轴43的两端分别与支架41的顶部和底部活动套接，重载轴承44活动套接在芯轴43的外侧，重载轴承44的圆周侧壁与轨道1的侧壁接触，使重载轴承44可以抵在轨道1的侧壁上，从而使翻边车轮31在从直线轨道1转向弧形轨道1时，轨道1的侧壁能挤压重载轴承44，使重载轴承44将力通过支架41传递给轮架34，使轮架34以轴为圆心进行旋转，从而使翻边车轮31能顺着轨道1的延伸方向进行滚动。

实施例三

请参阅图8至图10，在实施例一的基础上，轮架34的远离限位凸起311的侧边底部设置有延伸架341，延伸架341的外侧固定套接有轮系导向组件4，轮系导向组件4包括支架41、芯轴43和重载轴承44，延伸架341通过螺栓与支架41固定连接，支架41和延伸架341的中心设置有定位销45，支架41与延伸架341之间可加设垫片。

参阅图8至图10，支架41呈凹字形，支架41的两端凸起部位开设有贯穿槽42，贯穿槽42的顶部和底部开设有贯穿的活动孔421，芯轴43的两端分别位于两个活动孔421内，芯轴43的直径值等于活动孔421的宽度值，芯轴43的直径值小于活动孔421的长度值，使芯轴43可以在活动孔421内进行转动的动作，以及在活动孔421的长度方向上进行直线运动，芯轴43的顶端和底端均螺纹连接有限位螺栓431，限位螺栓431的头部靠近支架41的一端与支架41的表面贴合，使限位螺栓431与支架41形成配合，使芯轴43不会上下运动，限位螺栓431的头部宽度值大于活动孔421的宽度值，使芯轴43不会脱离活动孔421。

参阅图10至图11，重载轴承44活动套接在芯轴43的外侧，重载轴承44的圆周侧壁与轨道1的侧壁接触，芯轴43的外侧还活动套接有转筒46，转筒46位于重载轴承44的上方，转筒46的外侧壁上固定连接有弹簧47，弹簧47的一端与贯穿槽42远离芯轴43的一端固定连接。

通过在芯轴43上设立带有弹簧47的转筒46，使弹簧47能向芯轴43传递挤压力，使芯轴43带动重载轴承44挤压在轨道1上，保持轮系导向组件4的稳定性，当轮系导向组件4在到达轨道1的变化处时(直线轨道到弧形轨道)，同一个轮系导向组件4上的其中一个重载轴承44将先接触弧形轨道，另一个重载轴承44依然处于直线轨道上，此时，弧形轨道对重载轴承44的挤压力，使此处的重载轴承44将向弹簧47的方向移动一段距离，此处重载轴承44的芯轴43将作用力通过套接的转筒46传递给连接的弹簧47，使此处的弹簧47压缩，抵抗弧形轨道的挤压力，限制重载轴承44的移动距离，此时移动后的重载轴承44通过芯轴43、转筒46和弹簧47，形成一个整体，推动轮系导向组件4，以处于直线轨道处的芯轴43圆心为中心，向远离轨道1的方向旋转，避免出现两个重载轴承44在直线轨道与弧形轨道的交界处出现互相干涉的问题，同时使轮系导向组件4带动轮架34以轴承座37中的轴为中心同步旋转，使轮架34带动翻边车轮31同步旋转，使得翻边车轮31与轨道的直线接触变成斜线接触，提高接触面积，提高稳定性。

实施例四

请参阅图12至图14，在实施例三的基础上，轮系导向组件4上的两个转筒46之间铰接有连杆461，使两个转筒46通过连杆461形成一体的结构，当其中一个转筒46受力推动弹簧47压缩时，受到连杆461的影响，这个转筒46将发生一定的转动，并且这个转动将通过铰接的连杆461传递给另一个转筒46，使另一个转筒46也发生一定的转动，使得与转筒46连接的弹簧47由于转筒46的转动，向转筒46的转动方向上倾斜，从而缩短此时弹簧47的压缩量，在相同曲率变化的轨道上，减小此时压缩的弹簧47向重载轴承44提供的反作用力，从而减小重载轴承44与轨道1之间的接触压力，减少重载轴承44的磨损。

Claims (7)

1.一种行走机构，用于带动出炉设备围绕矿热炉行走，其特征在于，包括两条轨道（1）和位于轨道（1）上方的行走机构的底盘，所述轨道（1）的底端设置有齿架（11），所述齿架（11）上设置有均布的销齿（12），所述底盘的底端设置有行走齿轮（2），所述行走齿轮（2）与销齿（12）啮合，用于带动底盘在轨道（1）上移动；

所述底盘的底端四角分别设置有行走轮组件（3），所述行走轮组件（3）包括翻边车轮（31）、轮轴（33）、轮架（34）、轴承座（37），所述轴承座（37）的顶端与底盘的底端连接，用于限定行走轮组件（3）的位置，所述翻边车轮（31）的外周面与轨道（1）的顶面滚动配合，用于提供底盘轨道（1）上运动的支撑点；

所述轮架（34）的一侧下方设置有延伸架（341），所述延伸架（341）的外侧设置有轮系导向组件（4），用于引导翻边车轮（31）在轨道（1）上的运动方向；

所述轮系导向组件（4）包括支架（41）、芯轴（43）和重载轴承（44），所述延伸架（341）通过螺栓与支架（41）连接，所述支架（41）和延伸架（341）的中心设置有定位销（45），用于限定支架（41）的位置，并传递动力，所述支架（41）与延伸架（341）之间可加设垫片，用于改变重载轴承（44）与轨道（1）之间的间隙；所述支架（41）呈凹字形，所述支架（41）的两端凸起部位开设有贯穿槽（42），用于提供重载轴承（44）的运动空间；所述贯穿槽（42）的顶部和底部开设有贯穿的活动孔（421），所述芯轴（43）的两端分别位于两个活动孔（421）内，所述芯轴（43）的顶端和底端均螺纹连接有限位螺栓（431）；所述重载轴承（44）套接在芯轴（43）的外侧，所述芯轴（43）的外侧套接有转筒（46），所述转筒（46）的外侧壁上固定连接有弹簧（47）；所述重载轴承（44）的圆周侧壁与轨道（1）的侧壁接触，所述转筒（46）位于重载轴承（44）的上方，所述弹簧（47）的一端与贯穿槽（42）远离芯轴（43）的一端连接，用于改变重载轴承（44）与轨道（1）之间的接触压力；所述轮系导向组件（4）上的两个转筒（46）之间铰接有连杆（461），用于改变弹簧（47）在压缩时的压缩量；

当其中一个转筒（46）受力推动弹簧（47）压缩时，受到连杆（461）的影响，这个转筒（46）将发生一定的转动，并且这个转动将通过铰接的连杆（461）传递给另一个转筒（46），使另一个转筒（46）也发生一定的转动，使得与转筒（46）连接的弹簧（47）由于转筒（46）的转动，向转筒（46）的转动方向上倾斜，从而缩短此时弹簧（47）的压缩量，在相同曲率变化的轨道上，减小此时压缩的弹簧（47）向重载轴承（44）提供的反作用力。

2.根据权利要求1所述的一种行走机构，其特征在于，所述轴承座（37）包括内部活动套接的轴、轴上活动套接的推力滚子轴承（35）和调心滚子轴承（36），所述轴的底部贯穿轮架（34）的顶部，且轴的底部截面呈T字形与轮架（34）的顶部活动套接，用于提供轮架（34）和翻边车轮（31）在面对弧形轨道时进行旋转的支点。

3.根据权利要求1所述的一种行走机构，其特征在于，所述轮架（34）的底部开口夹设于翻边车轮（31）的两侧，所述翻边车轮（31）靠近轨道（1）内侧的一端圆周面上套接有环形的限位凸起（311），用于限制翻边车轮（31）在轨道（1）上的侧滑，所述轮轴（33）的一端贯穿轮架（34）的两侧壁，所述轮轴（33）上套接有两个圆锥滚子轴承（32），所述轮轴（33）和圆锥滚子轴承（32）套接在翻边车轮（31）内，用于提高翻边车轮（31）的承载能力。

4.根据权利要求1所述的一种行走机构，其特征在于，所述重载轴承（44）活动套接在芯轴（43）的外侧，用于提供重载轴承（44）旋转的支点，所述重载轴承（44）的圆周侧壁与轨道（1）的侧壁接触，用于引导翻边车轮（31）在轨道（1）上的移动方向。

5.根据权利要求3所述的一种行走机构，其特征在于，所述芯轴（43）位于贯穿槽（42）靠近限位凸起（311）的一侧内，所述芯轴（43）的两端分别与支架（41）的顶部和底部活动套接，用于限制芯轴（43）的位置。

6.根据权利要求1所述的一种行走机构，其特征在于，所述芯轴（43）的直径值等于活动孔（421）的宽度值，用于限制芯轴（43）在活动孔（421）宽度方向上的运动，所述芯轴（43）的直径值小于活动孔（421）的长度值，为芯轴（43）在活动孔（421）长度方向提供可活动的空间。

7.根据权利要求6所述的一种行走机构，其特征在于，所述限位螺栓（431）的头部靠近支架（41）的一端与支架（41）的表面贴合，所述限位螺栓（431）的头部宽度值大于活动孔（421）的宽度值，用于限制芯轴（43）在上下方向上的运动。