CN220283476U - 可调准零刚度隔振装置和自动引导运输车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调准零刚度隔振装置和自动引导运输车，该可调准零刚度隔振装置包括：底板；顶板，该顶板叠置于该底板，用于承载物料；导向平衡机构，该导向平衡机构包括设置于该底板与该顶板之间的导向组件和设置于该导向组件的第一弹性件；支撑平衡机构，该支撑平衡机构包括可滑动地连接于该顶板的平衡座，设置于该顶板与该平衡座之间的第二弹性件和固设于该底板的调节机构，该调节机构可传动地连接于该平衡座，该调节机构用于带动该平衡座运动，以通过该第二弹性件驱使该顶板处于平衡位置。上述可调准零刚度隔振装置在承载物料时，若负载发生变化，能够通过调节机构将顶板恢复至平衡位置，以获得最佳的隔振效果。

Description

可调准零刚度隔振装置和自动引导运输车

技术领域

本实用新型涉及振动控制技术领域，特别是涉及可调准零刚度隔振装置和自动引导运输车。

背景技术

随着仓储物流行业的快速发展，通过人工进行物料转运输送的传统方式已经不能满足生产需求，工厂自动化物流系统受到了国内外越来越多的关注。在工厂自动化物流系统中，自动引导运输车(AGV)是一种重要的组成部分，能够被用来替代或补充人工进行物料的取放和运输。在程序的控制下，自动引导运输车可以自动将物料沿指定路径从仓储货架转运至输送线，帮助提高产线的自动化生产能力，有效的提高了生产效率。

由于精密物料对振动和冲击有着严格的要求，在转运的过程中振动和冲击较大时，会极大地影响物料的良品率。自动引导运输车不可避免的存在一些问题，例如自动引导运输车自身存在主动轮和从动轮不处于同一平面的情况，或行驶路面存在接缝和沟坎的情况，这些问题会使自动运输引导车在转运物料的过程中，无法保持平稳地行驶，致使精密物料受到振动和冲击的影响，而降低良品率。

传统的隔振器由于自身结构的限制，对一些低频尤其是超低频的振动的隔振效果并不理想。根据线性振动理论，当外界激励频率大于隔振系统固有频率的根号二倍时，线性系统才会起到隔振作用，因此，线性系统需降低自身的固有频率才能隔离低频或超低频的振动。

为了降低隔振器自身的固有频率，现有技术中提出了一种准零刚度隔振方案，该准零刚度隔振方案中通过将正刚度系统与负刚度系统并联，正刚度弹簧起到支撑重物的作用，负刚度弹簧用于在平衡位置处抵消正刚度弹簧的刚度，使隔振器在平衡位置附近接近零刚度，实现低频隔振。但准零刚度隔振器对负载变化十分敏感，当负载改变后，其平衡位置发生改变。在新平衡位置的隔振器刚度并非处于准零状态，因此隔振效果会大幅下降。

实用新型内容

基于此，有必要针对准零刚度隔振方案存在平衡位置改变后隔振效果下降的问题，提供一种可调准零刚度隔振装置。

一种可调准零刚度隔振装置，包括：

底板；

顶板，所述顶板叠置于所述底板，用于承载物料；

导向平衡机构，所述导向平衡机构包括设置于所述底板与所述顶板之间的导向组件和设置于所述导向组件的第一弹性件；

支撑平衡机构，所述支撑平衡机构包括可滑动地连接于所述顶板的平衡座，设置于所述顶板与所述平衡座之间的第二弹性件和固设于所述底板的调节机构，所述调节机构可传动地连接于所述平衡座，所述调节机构用于带动所述平衡座运动，以通过所述第二弹性件驱使所述顶板处于平衡位置。

在其中一个实施例中，所述平衡座包括固设于所述调节机构的固定板和固设于所述固定板的多个直线轴承，所述顶板包括板体和与所述直线轴承对应的多个导向轴，所述导向轴可滑动地插设于所述直线轴承，多个所述第二弹性件分别套设于所述导向轴。

在其中一个实施例中，所述导向组件包括设置于所述底板和所述顶板之间的剪叉臂，所述第一弹性件沿所述剪叉臂的展开方向连接于所述剪叉臂，以使所述剪叉臂具有收拢的趋势。

在其中一个实施例中，所述调节机构包括固设于所述底板的驱动电机和可传动地连接于所述驱动电机的传动组件，所述平衡座固接于所述传动组件。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括曲柄、曲柄连杆和曲柄铰接座，所述曲柄固接于所述驱动电机的转轴，所述曲柄连杆的两端分别可转动地连接于所述曲柄和所述曲柄铰接座，所述平衡座固设于所述曲柄铰接座。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括丝杠、丝杠螺母、螺母推力座、丝杠连杆和丝杠铰接座，所述丝杠固接于所述驱动电机的转轴，所述丝杠螺母固设于所述螺母推力座，并可转动地套装于所述丝杠，所述螺母推力座可滑动地连接于所述底板，所述丝杠连杆的两端分别可转动地连接于所述螺母推力座和所述丝杠铰接座，所述平衡座固设于所述丝杠铰接座。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括凸轮、凸轮滚子和滚子铰接座，所述凸轮固接于所述驱动电机的转轴，所述滚子铰接座可转动地连接于所述凸轮滚子，所述凸轮滚子可滑动地贴设于所述凸轮，所述平衡座固设于所述滚子铰接座。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括丝杆升降机，所述丝杆升降机的传动轴固接于所述驱动电机的转轴，所述平衡座固设于所述丝杆升降机的升降杆。

在其中一个实施例中，所述可调准零刚度隔振装置进一步包括测距组件，所述测距组件设置于所述底板和所述顶板之间，用于测量所述底板和所述顶板之间的距离。

进一步地，本实用新型提供了一种自动引导运输车，包括：

运输车主体；以及

如上述任一所述的可调准零刚度隔振装置，所述可调准零刚度隔振装置设置于运输车主体。

上述可调准零刚度隔振装置在承载物料时，若负载发生变化，能够通过调节机构将顶板恢复至平衡位置，使该顶板能够处于接近零刚度的状态，使该可调准零刚度隔振装置获得最佳的隔振效果。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的自动引导运输车的立体示意图；

图2示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的侧视示意图；

图3示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的立体示意图；

图4示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的支撑平衡机构的立体示意图；

图5示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的导向平衡机构的立体示意图；

图6示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的传动组件的第一示例的立体示意图；

图7示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的传动组件的第二示例的立体示意图；

图8示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的传动组件的第三示例的立体示意图；

图9示出了根据本申请的上述实施例的自动引导运输车的可调准零刚度隔振装置的传动组件的第四示例的立体示意图。

附图标记：1、可调准零刚度隔振装置；10、底板；20、顶板；21、板体；22、导向轴；30、导向平衡机构；31、导向组件；311、剪叉臂；32、第一弹性件；40、支撑平衡机构；41、平衡座；411、固定板；412、直线轴承；42、第二弹性件；43、调节机构；431、驱动电机；432、传动组件；43211、曲柄；43212、曲柄连杆；43213、曲柄铰接座；43221、丝杠；43222、丝杠螺母；43223、螺母推力座；43224、丝杠连杆；43225、丝杠铰接座；43231、凸轮；43232、凸轮滚子；43233、滚子铰接座；4324、丝杆升降机；433、减速器；50、测距组件；6、运输车主体。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参照图1至图9，为了解决准零刚度隔振方案存在平衡位置改变后隔振效果下降的问题，本申请提供了一种可调准零刚度隔振装置1，该可调准零刚度隔振装置1安装于运输车主体6组成自动引导运输车，以承载并转运物料。该可调准零刚度隔振装置1可以包括底板10、顶板20、导向平衡机构30和支撑平衡机构40。该底板10用于固设于该运输车主体6，该顶板20叠置于该底板10，用于承载物料。该导向平衡机构30包括设置于该底板10与该顶板20之间的导向组件31和设置于该导向组件31的第一弹性件32。支撑平衡机构40，该支撑平衡机构40包括可滑动地连接于该顶板20的平衡座41，设置于该顶板20与该平衡座41之间的第二弹性件42和固设于该底板10的调节机构43，该调节机构43可传动地连接于该平衡座41，该调节机构43用于带动该平衡座41运动，以通过该第二弹性件42驱使该顶板20处于平衡位置。

可以理解的是，当该顶板20上放置最小重量的物料时，该调节机构43位于最低点，顶板20受压相对该平衡座41滑动以靠近该底板10，使得该第二弹性件42被压缩，而产生正刚度，该导向组件31被该顶板20带动，使该第一弹性件32被拉伸，而产生负刚度，当该第一弹性件32的负刚度和该第二弹性件42的正刚度相互抵消时，该顶板20处于平衡位置。当该顶板20上放置的物料重量增加时，所述第一弹性件32被继续压缩，产生的正刚度增加，该第二弹性件42被继续拉伸，产生的负刚度也增加，达到新的平衡位置时，为了平衡该顶板20上所增加的物料的重量，正刚度的增加量大于负刚度的增加量，导致新的平衡位置时，该可调准零刚度隔振装置1未处于准零状态。此时，该调节机构43通过带动该平衡座41和该顶板20一起向上运动，使得该顶板20恢复至平衡位置，该第一弹性件32产生的正刚度和该第二弹性件42的负刚度恢复至相互抵消的状态，使该可调准零刚度隔振装置1恢复准零状态，以获得最佳的隔振效果。

可选地，如图2、图3和图4所示，在其中一个实施例中，该平衡座41包括固设于该调节机构43的固定板411和固设于该固定板411的多个直线轴承412，该顶板20包括板体21和与该直线轴承412对应的多个导向轴22，该导向轴22可滑动地插设于该直线轴承412，多个该第二弹性件42分别套设于该导向轴22。当该顶板20所承载的物料重量增加时，该顶板20的板体21通过该导向轴22和该直线轴承412的配合而相对该固定板411滑动，从而压缩该第二弹性件42，使其产生正刚度。当该调节机构43带动该固定板411向上运动时，该第二弹性件42将该调节机构43的力传递至顶板20，使得该顶板20被该调节机构43一起带动而向上运动。该直线轴承412和该导向轴22能够使该板体21和该固定板411保持平行状态，以避免出现该调节机构43在带动该固定板411运动时，该固定板411发生偏移或转动等问题。该第二弹性件42可以被实施为压缩弹簧，该压缩弹簧套设于该导向轴22。

可选地，如图2、图3和图5所示，在其中一个实施例中，该导向组件31包括设置于该底板10和该顶板20之间的剪叉臂311，该第一弹性件32沿该剪叉臂311的展开方向连接于该剪叉臂311，以使该剪叉臂311具有收拢的趋势。当该顶板20所承载的物料重量增加时，该顶板20靠近该底板10而带动该剪叉臂311，使该剪叉臂311展开，从而拉动该第一弹性件32，该第一弹性件32产生向内的拉力而驱使该剪叉臂311收拢，从而使该第一弹性件32产生负刚度。当该顶板20被该调节机构43带动而远离该底板10时，该顶板20带动该剪叉臂311收拢，该第一弹性件32向内的拉力减小，从而降低该第一弹性件32产生的负刚度。如此一来，该第一弹性件32产生的负刚度能够被该调节机构43控制而减小，从而起到将该可调准零刚度隔振装置1恢复准零状态的效果。该第一弹性件32可以被实施为拉伸弹簧，该拉伸弹簧的两端分别连接于该剪叉臂311的靠近该顶板20一侧的两个力臂上。

进一步地，如图4所示，在其中一个实施例中，该调节机构43包括固设于该底板10的驱动电机431和可传动地连接于该驱动电机431的传动组件432，该平衡座41固接于该传动组件432。该驱动电机431能够输出平稳可控的转矩，来带动该平衡座41运动，以减少调节过程中产生的振动或冲击，减少对精密物料的影响。该传动组件432能够将该驱动电机431输出的转矩转化为上下方向的推力，以带动该平衡座41上下运动。

可选地，如图6所示，在其中一个实施例中，该传动组件432包括曲柄43211、曲柄连杆43212和曲柄铰接座43213，该曲柄43211固接于该驱动电机431的转轴，该曲柄连杆43212的两端分别可转动地连接于该曲柄43211和该曲柄铰接座43213，该平衡座41固设于该曲柄铰接座43213。当该顶板20处于初始平衡位置时，该曲柄43211和该曲柄连杆43212的连接处位于最低位置；该曲柄连杆43212的一端能够被该曲柄43211带动而转动，该曲柄连杆43212的另一端绕该曲柄铰接座43213，且曲柄铰接座43213被该平衡座41和该顶板20限制。因而，当该驱动电机431的转轴带动该曲柄43211转动时，该曲柄43211和该曲柄连杆43212配合以带动该平衡座41上下运动，从而将该顶板20恢复至平衡位置。

可选地，如图7所示，在其中一个实施例中，该传动组件432包括丝杠43221、丝杠螺母43222、螺母推力座43223、丝杠连杆43224和丝杠铰接座43225，该丝杠43221固接于该驱动电机431的转轴，该丝杠螺母43222固设于该螺母推力座43223，并可转动地套装于该丝杠43221，该螺母推力座43223可滑动地连接于该底板10，该丝杠连杆43224的两端分别可转动地连接于该螺母推力座43223和该丝杠铰接座43225，该平衡座41固设于该丝杠铰接座43225。当该顶板20处于初始平衡位置时，该丝杠连杆43224和该底板10之间的夹角最小。当该丝杠43221转动时，套装于该丝杠43221的丝杠螺母43222能够沿该丝杆滑动，从而带动该螺母推力座43223滑动，该丝杠连杆43224的一端被该螺母推力座43223带动而沿该底板10运动，该丝杆连杆的另一端绕该丝杠铰接座43225转动，从而改变该丝杠连杆43224和该底板10之间的夹角，由于该丝杠连杆43224的长度不变，当该丝杠连杆43224和该底板10之间的夹角增大时，该平衡座41和该顶板20之间的距离也应当增大。因此，当该顶板20所承载的物料的重量产生变化时，该驱动电机431能够带动该丝杆转动，使该丝杠连杆43224将该丝杠铰接座43225顶起，带动该平衡座41向上运动，从而将该顶板20恢复至平衡位置。

可选地，如图8所示，在其中一个实施例中，该传动组件432包括凸轮43231、凸轮滚子43232和滚子铰接座43233，该凸轮43231固接于该驱动电机431的转轴，该滚子铰接座43233可转动地连接于该凸轮滚子43232，该凸轮滚子43232可滑动地贴设于该凸轮43231，该平衡座41固设于该滚子铰接座43233。当该顶板20处于初始平衡位置时，该凸轮43231的大端处于最低位置。当该凸轮43231转动时，该凸轮43231的大端向上转动，带动该凸轮滚子43232转动的同时，将该凸轮滚子43232向上推动，从而带动该滚子铰接座43233上下运动。因此，当该顶板20所承载的物料的重量产生变化时，该驱动电机431转动能够带动该凸轮43231转动，是该凸轮43231光子将该滚子铰接座43233顶起，带动该平衡座41向上运动，从而将该顶板20恢复至平衡位置。

可选地，如图9所示，在其中一个实施例中，该传动组件432包括丝杆升降机4324，该丝杆升降机4324的传动轴固接于该驱动电机431的转轴，该平衡座41固设于该丝杆升降机4324的升降杆。该丝杆升降机4324能够将该驱动电机431输出的转矩转化为该升降杆的上升或下降，通过该丝杆升降机4324，该驱动电机431能够驱动该平衡座41上升或下降，从而起到调节该顶板20高度的效果。

值得注意的是，如图4所示，在其中一个实施例中，该调节机构43还包括减速器433，所述减速器433连接于该驱动电机431的转轴和该传动组件432之间，该减速器433能够降低该驱动电机431的转速来增大该驱动电机431的转矩，从而使该驱动电机431能够平稳的带动该传动组件432运动。

优选地，如图3所示，在其中一个实施例中，该可调准零刚度隔振装置1进一步包括测距组件50，该测距组件50设置于该底板10和该顶板20之间，用于测量该底板10和该顶板20之间的距离。当该顶板20处于平衡位置时，该测距组件50能够测试出此时该底板10和该顶板20之间的距离X0，当该顶板20承载的物料的重量变化时，该第二弹性件42被压缩，该底板10和该顶板20之间的距离发生变化，此时该调节机构43能够带动该平衡座41和该顶板20运动，使该底板10和该顶板20之间的距离恢复至X0，从而使该顶板20恢复至平衡位置。该测距组件50可以被实施为拉绳位于传感器，该拉绳位移传感器可以固定于该底板10，该拉绳位于传感器的测试绳固定于该顶板20，以测试该底板10和该顶板20之间的距离。

进一步地，如图1所示，本实用新型提供了一种自动引导运输车，该自动引导运输车可以包括运输车主体6和如上述任一该的可调准零刚度隔振装置1，该可调准零刚度隔振装置1设置于运输车主体6。该可调准零刚度隔振装置1能够承载物料，在该自动引导运输车在转运该物料时，该可调准零刚度隔振装置1能够实现低频隔振效果，能够避免精密物料受到振动或冲击的影响，提高精密物料的良品率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可调准零刚度隔振装置，其特征在于，包括：

底板；

顶板，所述顶板叠置于所述底板，用于承载物料；

导向平衡机构，所述导向平衡机构包括设置于所述底板与所述顶板之间的导向组件和设置于所述导向组件的第一弹性件；以及

支撑平衡机构，所述支撑平衡机构包括可滑动地连接于所述顶板的平衡座，设置于所述顶板与所述平衡座之间的第二弹性件和固设于所述底板的调节机构，所述调节机构可传动地连接于所述平衡座，所述调节机构用于带动所述平衡座运动，以通过所述第二弹性件驱使所述顶板处于平衡位置。

2.根据权利要求1所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述平衡座包括固设于所述调节机构的固定板和固设于所述固定板的多个直线轴承，所述顶板包括板体和与所述直线轴承对应的多个导向轴，所述导向轴可滑动地插设于所述直线轴承，多个所述第二弹性件分别套设于所述导向轴。

3.根据权利要求2所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述导向组件包括设置于所述底板和所述顶板之间的剪叉臂，所述第一弹性件沿所述剪叉臂的展开方向连接于所述剪叉臂，以使所述剪叉臂具有收拢的趋势。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述调节机构包括固设于所述底板的驱动电机和可传动地连接于所述驱动电机的传动组件，所述平衡座固接于所述传动组件。

5.根据权利要求4所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述传动组件包括曲柄、曲柄连杆和曲柄铰接座，所述曲柄固接于所述驱动电机的转轴，所述曲柄连杆的两端分别可转动地连接于所述曲柄和所述曲柄铰接座，所述平衡座固设于所述曲柄铰接座。

6.根据权利要求4所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述传动组件包括丝杠、丝杠螺母、螺母推力座、丝杠连杆和丝杠铰接座，所述丝杠固接于所述驱动电机的转轴，所述丝杠螺母固设于所述螺母推力座，并可转动地套装于所述丝杠，所述螺母推力座可滑动地连接于所述底板，所述丝杠连杆的两端分别可转动地连接于所述螺母推力座和所述丝杠铰接座，所述平衡座固设于所述丝杠铰接座。

7.根据权利要求4所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述传动组件包括凸轮、凸轮滚子和滚子铰接座，所述凸轮固接于所述驱动电机的转轴，所述滚子铰接座可转动地连接于所述凸轮滚子，所述凸轮滚子可滑动地贴设于所述凸轮，所述平衡座固设于所述滚子铰接座。

8.根据权利要求4所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述传动组件包括丝杆升降机，所述丝杆升降机的传动轴固接于所述驱动电机的转轴，所述平衡座固设于所述丝杆升降机的升降杆。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的可调准零刚度隔振装置，其特征在于，所述可调准零刚度隔振装置进一步包括测距组件，所述测距组件设置于所述底板和所述顶板之间，用于测量所述底板和所述顶板之间的距离。

10.一种自动引导运输车，其特征在于，包括：

运输车主体；以及

如权利要求1至9中任意一项所述的可调准零刚度隔振装置，所述可调准零刚度隔振装置设置于运输车主体。