CN117509062B - 轨道运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多平面内轨道变轨机构，包括主体和四个驱动臂，主体上设有四个连接部，四个连接部绕主体的形状中心均匀布置，驱动臂与连接部一一对应设置，驱动臂的一端与连接部转动连接；驱动臂上设有多个驱动轮；主体上设有旋转驱动件，旋转驱动件与驱动臂传动连接。本多平面内轨道变轨机构通过四个带驱动轮的驱动臂在轨道中行进。当本多平面内轨道变轨机构沿水平方向的轨道行进至轨道交叉处时，分别位于主体前端和后端的两组驱动臂将分别搭接在水平轨道在轨道交叉处两侧的部分区域，从而避免本多平面内轨道变轨机构受重力作用下沿垂直于水平方向的轨道向下滑落，利于实现在垂直平面或倾斜平面中的负重运输。

Description

轨道运输装置

技术领域

本发明涉及机械运动技术领域，尤其涉及轨道运输装置。

背景技术

目前市场上已经大量采用轨道运输装置进行物资的运输传递，在物流领域，为了将不同的物资运输到不同的分区，通常设置棋盘式的轨道。棋盘式的轨道可以根据实际需求从边际扩展轨道，实现更大范围的目标单元的运动。目标单元在棋盘式的轨道上移动时需要在轨道的交叉处实现垂直变轨。

目前市场上大部分目标单元的变轨机构主要应用在水平平面，无法实现垂直平面或倾斜平面内对目标单元的运动需求。因为垂直平面或倾斜平面中，目标单元的自身的重量对整个系统的稳定性影响不可忽视，现有的目标单元在经过轨道交叉处时容易在重力作用下沿非水平向的轨道向下滑落，无法保证实现大重量，多个数的目标单元的协同运动和姿态要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够应用于垂直平面或倾斜平面上的多平面内轨道变轨机构及具有该多平面内轨道变轨机构的轨道运输装置

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：多平面内轨道变轨机构，包括主体和四个驱动臂，所述主体上设有四个连接部，四个所述连接部绕所述主体的形状中心均匀布置，所述驱动臂与连接部一一对应设置，所述驱动臂的一端与所述连接部转动连接；所述驱动臂上设有多个驱动轮；所述主体上设有旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述驱动臂传动连接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：轨道运输装置，包括轨道基座以及上述的多平面内轨道变轨机构，所述轨道基座上设有行进轨道，所述多平面内轨道变轨机构设于所述行进轨道中，所述行进轨道包括至少一个第一轨道和至少一个第二轨道，所述第一轨道沿水平方向延伸，所述第二轨道与所述第一轨道垂直连通。

本发明的有益效果在于：本多平面内轨道变轨机构通过四个带驱动轮的驱动臂在轨道中行进。通过旋转驱动件驱使四个驱动臂转动直至其长度方向水平设置，本多平面内轨道变轨机构即可沿水平轨道行走；通过旋转驱动件驱使四个驱动臂转动直至其长度方向垂直于水平方向，本多平面内轨道变轨机构即可沿垂直于水平方向的轨道行走。当本多平面内轨道变轨机构沿水平方向的轨道行进至轨道交叉处时，分别位于主体前端和后端的两组驱动臂将分别搭接在水平轨道在轨道交叉处两侧的部分区域，从而避免本多平面内轨道变轨机构受重力作用下沿垂直于水平方向的轨道向下滑落，利于实现在垂直平面或倾斜平面中的负重运输。

附图说明

图1为本发明实施例一的轨道运输装置的整体结构示意图；

图2为图1中A部分细节放大图；

图3为本发明实施例一的轨道运输装置中多平面内轨道变轨机构的结构示意图；

图4为本发明实施例一的轨道运输装置中支撑臂、驱动臂和旋转驱动件的结构示意图；

图5为本发明实施例一的轨道运输装置的工作状态示意图一（隐藏支撑基座）；

图6为本发明实施例一的轨道运输装置的工作状态示意图二（隐藏支撑基座）；

图7为本发明实施例一的轨道运输装置的工作状态示意图三（隐藏支撑基座）；

图8为本发明实施例三的轨道运输装置的整体结构示意图。

标号说明：

1、主体；11、旋转驱动件；12、伸缩杆；

2、驱动臂；2a、第一驱动臂；2b、第二驱动臂；2c、第三驱动臂；2d、第四驱动臂；21、第二传动齿轮；

3、驱动轮；

4、支撑臂；4a、第一支撑臂；4b、第二支撑臂；4c、第三支撑臂；4d、第四支撑臂；41、第一传动齿轮；

5、轨道基座；51、第一轨道；52、第二轨道；53、齿条部；

6、支撑基座；61、支撑孔；

7、旋转基座。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图8，多平面内轨道变轨机构，包括主体1和四个驱动臂2，所述主体1上设有四个连接部，四个所述连接部绕所述主体1的形状中心均匀布置，所述驱动臂2与连接部一一对应设置，所述驱动臂2的一端与所述连接部转动连接；所述驱动臂2上设有多个驱动轮3；所述主体1上设有旋转驱动件11，所述旋转驱动件11与所述驱动臂2传动连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本多平面内轨道变轨机构通过四个带驱动轮3的驱动臂2在轨道中行进。通过旋转驱动件11驱使四个驱动臂2转动直至其长度方向水平设置，本多平面内轨道变轨机构即可沿水平轨道行走；通过旋转驱动件11驱使四个驱动臂2转动直至其长度方向垂直于水平方向，本多平面内轨道变轨机构即可沿垂直于水平方向的轨道行走。当本多平面内轨道变轨机构沿水平方向的轨道行进至轨道交叉处时，分别位于主体1前端和后端的两组驱动臂2将分别搭接在水平轨道在轨道交叉处两侧的部分区域，从而避免本多平面内轨道变轨机构受重力作用下沿垂直于水平方向的轨道向下滑落，利于实现在垂直平面或倾斜平面中的负重运输。

进一步的，还包括四个支撑臂4，所述支撑臂4与所述驱动臂2一一对应设置，所述支撑臂4的一端与所述连接部转动连接，所述支撑臂4与驱动臂2传动连接，所述支撑臂4与驱动臂2的传动方向相反，传动比为1:3。

由上述描述可知，支撑臂4能够增加本多平面内轨道变轨机构在经过轨道交叉处的过程中与水平轨道的搭接长度，从而避免本多平面内轨道变轨机构在经过轨道交叉处时受重力作用而向下倾斜使得移动受阻甚至掉落。

进一步的，所述支撑臂4上设有所述驱动轮3。

由上述描述可知，在支撑臂4上设置驱动轮3能够增加受力点，减小结构变形程度，利于使本多平面内轨道变轨机构在轨道中行进得更加顺畅。

进一步的，所述支撑臂4与所述主体1的转动连接处设有第一传动齿轮41，所述驱动臂2与所述主体1的转动连接处设有与所述第一传动齿轮41啮合的第二传动齿轮21。

进一步的，所述支撑臂4与所述驱动臂2通过带传动连接或链传动连接。

由上述描述可知，支撑臂4与驱动臂2的连接方式可根据实际使用需要进行选择。

进一步的，所述主体1上设有锁定结构，所述锁定结构用于锁定所述支撑臂4与所述主体1的相对位置关系以及所述驱动臂2与所述主体1的相对位置关系。

由上述描述可知，锁定结构能够避免支撑臂4或驱动臂2受力意外转动而脱离轨道导致本多平面内轨道变轨机构移动受阻。

轨道运输装置，包括轨道基座5以及上述的多平面内轨道变轨机构，所述轨道基座5上设有行进轨道，所述多平面内轨道变轨机构设于所述行进轨道中，所述行进轨道包括至少一个第一轨道51和至少一个第二轨道52，所述第一轨道51沿水平方向延伸，所述第二轨道52与所述第一轨道51垂直连通。

由上述描述可知，轨道运输装置能够实现在垂直平面或倾斜平面运输作业。

进一步的，所述第一轨道51和所述第二轨道52的交叉处设有支撑基座6，所述主体1和所述支撑基座6上分别设有伸缩杆12以及与所述伸缩杆12配合的支撑孔61。

由上述描述可知，伸缩杆12插入支撑孔61后，可利用支撑基座6为多平面内轨道变轨机构提供支撑，防止多平面内轨道变轨机构在驱动臂2和支撑臂4的转动过程中受重力作用而向下滑落。

进一步的，所述支撑孔61中设有夹持机构。

由上述描述可知，设置夹持机构可增强支撑基座6为多平面内轨道变轨机构提供的支撑力。

进一步的，所述驱动轮3为齿轮，所述行进轨道两侧设有与所述驱动轮3啮合的齿条部53。

由上述描述可知，驱动轮3和行进轨道的结构简单，便于生产，啮合稳固，利于多平面内轨道变轨机构稳定行进。

请参照图1至图7，本发明的实施例一为：轨道运输装置，包括轨道基座5以及多平面内轨道变轨机构，轨道基座5上设有行进轨道，多平面内轨道变轨机构设于行进轨道中，行进轨道包括至少一个第一轨道51和至少一个第二轨道52，第一轨道51沿水平方向延伸，第二轨道52与第一轨道51垂直连通。轨道运输装置包括至少一个轨道基座5，当轨道基座5的数量大于一个时，多个轨道基座5阵列设置，且相邻的轨道基座5上的第一轨道51相连通，相邻的轨道基座5上的第二轨道52相连通。第一轨道51和第二轨道52的宽度相同。本实施例中，轨道基座5上设有一个第一轨道51和两个第二轨道52，两个第二轨道52平行且竖直设置。在其它实施例中，轨道基座5上可设有两个、三个或更多个第一轨道51；轨道基座5上可设有一个、三个或更多个第二轨道52。

如图3所示，所述多平面内轨道变轨机构包括主体1和四个驱动臂2，主体1上设有四个连接部，四个连接部绕主体1的形状中心均匀布置，驱动臂2与连接部一一对应设置，驱动臂2的一端与连接部转动连接；驱动臂2上设有多个驱动轮3；主体1上设有旋转驱动件11，旋转驱动件11与驱动臂2传动连接。具体的，主体1呈正方形板状，驱动臂2和连接部均设于主体1的一正方形端面上，所述形状中心为主体1的对角线交叉点，连接部位于主体1的对角线上。连接部由主体1的部分区域形成，每个连接部上分别设有一个第一转轴，第一转轴与驱动臂2的一端转动连接。可选的，主体1上可设有运输仓或搬运用的机械手用以搬运物资。旋转驱动件11置于主体1内，旋转驱动件11优选为电机，其数量与驱动臂2的数量一一对应设置。驱动臂2的长度小于第一轨道51和第二轨道52的最小宽度，两个驱动臂2的长度与两个连接部的间距之和大于第一轨道51和第二轨道52的最大宽度。本多平面内轨道变轨机构通过四个带驱动轮3的驱动臂2在轨道中行进。

如图2所示，本实施例中，驱动轮3为齿轮，行进轨道的第一轨道51和第二轨道52两侧设有与驱动轮3啮合的齿条部53。

如图3和图4所示，所述多平面内轨道变轨机构还包括四个支撑臂4，支撑臂4与驱动臂2一一对应设置，支撑臂4的一端与连接部转动连接，支撑臂4与驱动臂2传动连接，支撑臂4与驱动臂2的传动方向相反，传动比为1:3。支撑臂4与主体1的转动连接处设有第一传动齿轮41，驱动臂2与主体1的转动连接处设有与第一传动齿轮41啮合的第二传动齿轮21。支撑臂4上设有驱动轮3。具体的，每个连接部上分别设有一个第二转轴，第二转轴为旋转驱动件11的驱动轴，第二转轴与支撑臂4的一端转动连接，旋转驱动件11通过第二转轴与第一传动齿轮41传动连接，并通过第一传动齿轮41驱动第二传动齿轮21。第一转轴和第二转轴沿主体1端面的对角线方向布置。支撑臂4上的驱动轮3的数量为多个，多个驱动轮3均分为两组，两组驱动轮3间隔设置于支撑臂4沿自身长度方向的两侧。支撑臂4的长度方向小于第一轨道51和第二轨道52的最小宽度，支撑臂4和驱动臂2的长度之和大于或等于第一轨道51和第二轨道52的最大宽度。在其它实施例中，支撑臂4与驱动臂2通过带传动连接或链传动连接也是可行的。

如图1和图3所示，优选的，第一轨道51和第二轨道52的交叉处设有支撑基座6，本实施例中，主体1上设有伸缩杆12，支撑基座6上设有与伸缩杆12配合的支撑孔61。伸缩杆12插入支撑孔61后，可利用支撑基座6为多平面内轨道变轨机构提供支撑，防止多平面内轨道变轨机构在驱动臂2和支撑臂4的转动过程中受重力作用而向下滑落。在其它实施例中，支撑基座6上设有伸缩杆12，主体1上设有与伸缩杆12配合的支撑孔61也是可行的。作为一种优选的实施方式，支撑孔61中设有夹持机构，夹持机构可设为由电机驱动、可伸入或退出支撑孔61的挤压块。

四个驱动臂2包括第一驱动臂2a、第二驱动臂2b、第三驱动臂2c和第四驱动臂2d，第一驱动臂2a设置于主体1的左上方，第二驱动臂2b设置于主体1的右上方，第三驱动臂2c设置于主体1的左下方，第四驱动臂2d设置于主体1的右下方。四个支撑臂4包括第一支撑臂4a、第二支撑臂4b、第三支撑臂4c和第四支撑臂4d，第一支撑臂4a设置于主体1的左上方，第二支撑臂4b设置于主体1的右上方，第三支撑臂4c设置于主体1的左下方，第四支撑臂4d设置于主体1的右下方。

本发明实施例一的轨道运输装置的工作原理简述如下：

当需要本多平面内轨道变轨机构在第一轨道51中行进时，通过旋转驱动件11驱使四个支撑臂4和四个驱动臂2转动直至其长度方向水平设置，此时第一驱动臂2a、第一支撑臂4a、第二支撑臂4b和第二驱动臂2b的长度方向水平，第一支撑臂4a和第二支撑臂4b位于第一驱动臂2a和第二驱动臂2b之间，第一驱动臂2a、第一支撑臂4a、第二支撑臂4b和第二驱动臂2b均与第一轨道51的上侧边缘接触配合；第三驱动臂2c、第三支撑臂4c、第四支撑臂4d和第四驱动臂2d的长度方向水平，第三支撑臂4c和第四支撑臂4d位于第三驱动臂2c和第四驱动臂2d之间，第三驱动臂2c、第三支撑臂4c、第四支撑臂4d和第四驱动臂2d均与第一轨道51的下侧边缘接触配合。（如图5所示）

当本多平面内轨道变轨机构沿着第一轨道51行进至第一轨道51与第二轨道52的交叉处并需要继续前行时，由于两个驱动臂2及两个支撑臂4的长度之和大于第二轨道52的最大宽度，因此，本垂直辅导变轨机构在经过轨道交叉处时，始终与第一轨道51的部分区域接触配合以得到支撑（如图5所示），从而使本垂直辅导变轨机构不会在重力作用下倾倒，本垂直辅导变轨机构可顺利通过第一轨道51和第二轨道52的交叉处。容易理解的，设置带有驱动轮3的支撑臂4能够增加本多平面内轨道变轨机构与第一轨道51的搭接长度，进一步降低本多平面内轨道变轨机构受重力作用而倾倒的风险。

当本多平面内轨道变轨机构沿着第一轨道51行进至第一轨道51与第二轨道52的交叉处且需要变轨时，主体1的伸缩杆12朝外伸出直至插入支撑孔61中，伸缩杆12插入支撑孔61后，可利用支撑基座6为多平面内轨道变轨机构提供支撑，防止多平面内轨道变轨机构在驱动臂2和支撑臂4的转动过程中受重力作用而向下滑落。此时四个支撑臂4悬空，四个驱动臂2分别搭接于第一轨道51位于轨道交叉处左右两侧的部分区域（如图5所示）。通过旋转驱动件11驱使第一支撑臂4a和第四支撑臂4d转动90度直至长度方向竖直设置，第一驱动臂2a和第四驱动臂2d随之朝相反方向转动270度直至长度方向竖直设置（如图6所示）。随后通过旋转驱动件11驱使第二支撑臂4b和第三支撑臂4c转动90度直至长度方向竖直设置，第二驱动臂2b和第三驱动臂2c随之朝相反方向转动270度直至长度方向竖直设置。此时第一支撑臂4a和第三支撑臂4c位于第一驱动臂2a和第三驱动臂2c之间，第一驱动臂2a、第一支撑臂4a、第三支撑臂4c和第三驱动臂2c与第二轨道52的一侧边缘配合；第二支撑臂4b和第四支撑臂4d位于第二驱动臂2b和第四驱动臂2d之间，第二驱动臂2b、第二支撑臂4b、第四支撑臂4d和第四驱动臂2d与第二轨道52的另一侧边缘配合（如图7所示）。本多平面内轨道变轨机构完成变轨，可沿着第二轨道52行进。

同理，当本多平面内轨道变轨机构沿着第二轨道52行进至第一轨道51与第二轨道52的交叉处且需要变轨时，主体1的伸缩杆12朝外伸出直至插入支撑孔61中，伸缩杆12插入支撑孔61后，可利用支撑基座6为多平面内轨道变轨机构提供支撑，防止多平面内轨道变轨机构在驱动臂2和支撑臂4的转动过程中受重力作用而向下滑落。此时四个支撑臂4悬空，四个驱动臂2分别搭接于第二轨道52位于轨道交叉处上下两侧的部分区域（如图7所示）。通过旋转驱动件11驱使第二支撑臂4b和第三支撑臂4c转动90度直至长度方向水平设置，第二驱动臂2b和第三驱动臂2c随之朝相反方向转动270度直至长度方向水平设置（如图6所示）。随后通过旋转驱动件11驱使第一支撑臂4a和第四支撑臂4d转动90度直至长度方向水平设置，第一驱动臂2a和第四驱动臂2d随之朝相反方向转动270度直至长度方向水平设置。此时第一支撑臂4a和第二支撑臂4b位于第一驱动臂2a和第二驱动臂2b之间，第一驱动臂2a、第一支撑臂4a、第二支撑臂4b和第二驱动臂2b与第一轨道51的上侧边缘配合；第三支撑臂4c和第四支撑臂4d位于第三驱动臂2c和第四驱动臂2d之间，第三驱动臂2c、第三支撑臂4c、第四支撑臂4d和第四驱动臂2d与第一轨道51的下侧边缘配合（如图5所示）。本多平面内轨道变轨机构完成变轨，可沿着第一轨道51行进。

本发明的实施例二是在实施例一的基础上对主体1做出的进一步改进，与实施例一的不同之处在于：主体1上设有锁定结构，锁定结构用于锁定支撑臂4与主体1的相对位置关系以及驱动臂2与主体1的相对位置关系。具体的，每个驱动臂2和每个支撑臂4对应设置一个锁定结构。锁定结构包括由驱动装置以及卡持件，卡持件上设有卡块，驱动臂2和支撑臂4上分别设有与卡块配合的卡口，驱动装置与卡持件传动连接以驱使卡块插入或退出卡口；或者，卡持件上设有夹爪，驱动臂2和支撑臂4上分别设有供夹爪夹持的限位部，驱动装置与卡持件传动连接以驱使夹爪夹持或松开限位部。

请参照图8，本发明的实施例三是在实施例一的基础上做出的进一步改进，与实施例一的不同之处在于：还包括旋转基座7，旋转基座7上装有阻尼旋转轴，轨道基座5固定安装于阻尼旋转轴上。容易理解的，使用者可通过旋转基座7转动轨道基座5，从而改变轨道基座5与水平面的相对角度，进而改变第二轨道52的方向，令本轨道运输装置能够适用于不同的场合。

综上所述，本发明提供的通过四个带驱动轮的驱动臂和四个带驱动轮的支撑臂在轨道中行进。通过旋转驱动件驱使四个支撑臂和四个驱动臂转动直至其长度方向水平设置，本多平面内轨道变轨机构即可沿水平轨道行走；通过旋转驱动件驱使四个支撑臂和四个驱动臂转动直至其长度方向垂直于水平方向，本多平面内轨道变轨机构即可沿垂直于水平方向的轨道行走。当本多平面内轨道变轨机构沿水平方向的轨道行进至轨道交叉处时，分别位于主体前端和后端的两组驱动臂将分别搭接在水平轨道在轨道交叉处两侧的部分区域，从而避免本多平面内轨道变轨机构受重力作用下沿垂直于水平方向的轨道向下滑落，利于实现在垂直平面或倾斜平面中的负重运输。四个支撑臂能够增加本多平面内轨道变轨机构在经过轨道交叉处的过程中与水平轨道的搭接长度，从而避免本多平面内轨道变轨机构在经过轨道交叉处时受重力作用而向下倾斜使得移动受阻甚至掉落。当本多平面内轨道变轨机构在轨道交叉处进行变轨时，伸缩杆插入支撑孔后即可利用支撑基座为多平面内轨道变轨机构提供支撑，防止多平面内轨道变轨机构在驱动臂和支撑臂的转动过程中受重力作用而向下滑落。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.轨道运输装置，其特征在于：包括轨道基座以及多平面内轨道变轨机构，多平面内轨道变轨机构包括主体和四个驱动臂，所述主体上设有四个连接部，四个所述连接部绕所述主体的形状中心均匀布置，所述驱动臂与连接部一一对应设置，所述驱动臂的一端与所述连接部转动连接；所述驱动臂上设有多个驱动轮；所述主体上设有旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述驱动臂传动连接；所述轨道基座上设有行进轨道，所述多平面内轨道变轨机构设于所述行进轨道中，所述行进轨道包括至少一个第一轨道和至少一个第二轨道，所述第一轨道沿水平方向延伸，所述第二轨道与所述第一轨道垂直连通，所述第二轨道的延伸方向与水平面相交；所述第一轨道和所述第二轨道的交叉处设有支撑基座，所述主体和所述支撑基座上分别设有伸缩杆以及与所述伸缩杆配合的支撑孔。

2.根据权利要求1所述的轨道运输装置，其特征在于：所述支撑孔中设有夹持机构。

3.根据权利要求1所述的轨道运输装置，其特征在于：所述驱动轮为齿轮，所述行进轨道两侧设有与所述驱动轮啮合的齿条部。

4.根据权利要求1所述的轨道运输装置，其特征在于：多平面内轨道变轨机构还包括四个支撑臂，所述支撑臂与所述驱动臂一一对应设置，所述支撑臂的一端与所述连接部转动连接，所述支撑臂与驱动臂传动连接，所述支撑臂与驱动臂的传动方向相反，传动比为1:3。

5.根据权利要求4所述的轨道运输装置，其特征在于：所述支撑臂上设有所述驱动轮。

6.根据权利要求4所述的轨道运输装置，其特征在于：所述支撑臂与所述主体的转动连接处设有第一传动齿轮，所述驱动臂与所述主体的转动连接处设有与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

7.根据权利要求4所述的轨道运输装置，其特征在于：所述支撑臂与所述驱动臂通过带传动连接或链传动连接。

8.根据权利要求4所述的轨道运输装置，其特征在于：所述主体上设有锁定结构，所述锁定结构用于锁定所述支撑臂与所述主体的相对位置关系以及所述驱动臂与所述主体的相对位置关系。