CN220450295U - 防坠装置及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防坠装置及镀膜设备，防坠装置包括：机架；卷筒机构，设于所述机架，包括可绕自身轴线旋转的滚筒以及缠绕于所述滚筒的承力绳，所述承力绳的自由端连接机械手；制动器，设于所述机架，被配置为用于制动所述滚筒。本申请的防坠装置及镀膜设备，通过卷筒机构和制动器的配合设置，当机械手悬停于预设位置后，制动器可通过制动滚筒的方式来制动承力绳，使得机械手在承力绳的拉力作用下保持悬停状态，有效防止机械手因同步带模组出现故障而下坠，避免安全事故的发生，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

Description

防坠装置及镀膜设备

技术领域

本申请涉及光伏生产设备技术领域，特别是涉及一种防坠装置及镀膜设备。

背景技术

目前，管式PECVD/LPCVD设备是太阳能电池片生产中的重要设备之一，主要作用是对硅片表面进行镀膜。可以将管式PECVD/LPCVD设备理解为一种镀膜设备。

镀膜设备中会配置机械手进行自动化作业，机械手在竖直方向上的移动通常是采用同步带模组驱动。当设备的安全门打开或急停开关按下时，同步带模组的驱动电机停止转动，机械手在同步带模组的同步带拉力作用下保持在当前位置。若此时的机械手停留较高位置，而操作人员进入设备维修时，如果同步带出现断裂，机械手会直接坠落，造成安全事故。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提供了一种防坠装置及镀膜设备，能够有效防止机械手坠落，提升镀膜设备作业的安全性。

第一方面，本申请提供了一种防坠装置，包括：

机架；

卷筒机构，设于所述机架，包括可绕自身轴线旋转的滚筒以及缠绕于所述滚筒的承力绳，所述承力绳的自由端连接机械手；

制动器，设于所述机架，被配置为用于制动所述滚筒。

根据本申请第一方面的防坠装置，至少具有如下有益效果：

本申请的防坠装置，通过卷筒机构和制动器的配合设置，当机械手悬停于预设位置后，制动器可通过制动滚筒的方式来制动承力绳，使得机械手在承力绳的拉力作用下保持悬停状态，有效防止机械手因同步带模组出现故障而下坠，避免安全事故的发生，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

在一些实施例中，所述防坠装置还包括设于所述机架的卷簧机构，所述卷簧机构被配置为用于向所述滚筒施加卷收所述承力绳的驱动扭矩。

在一些实施例中，所述卷簧机构包括芯轴以及缠绕于所述芯轴的卷簧，所述芯轴与所述滚筒同轴连接。

在一些实施例中，所述卷簧机构还包括防尘罩，所述防尘罩可拆卸地安装于所述机架并罩设于所述卷簧。

在一些实施例中，所述防坠装置还包括限位件，所述限位件被设置为用于限制所述滚筒沿自身轴向移动。

在一些实施例中，所述滚筒包括转轴以及设于转轴的滚架，所述转轴的两端通过轴承安装于所述机架，所述制动器用于制动所述转轴，所述承力绳缠绕于所述滚架。

在一些实施例中，所述机架上开设有供所述承力绳的自由端穿过的腰型孔。

在一些实施例中，所述制动器被设置为电磁制动器。

在一些实施例中，所述承力绳为钢丝绳。

第二方面，本申请实施例提供了一种镀膜设备，包括：

如上述所述的防坠装置；

多个位置检测器，所述位置检测器用于检测所述机械手的位置；

同步带模组，用于驱动所述机械手沿预设方向移动；

控制器，所述制动器、所述同步带模组和所述位置检测器均电连接所述控制器。

根据本申请第二方面的镀膜设备，至少具有如下有益效果：

本申请的镀膜设备，当同步带模组驱动机械手沿预设方向移动至预设位置时，该预设位置处的位置检测器检测到机械手并将该检测信号通过控制器传递至制动器，制动器随即开启，以制动滚筒，同时，控制器控制同步带模组停止动作。此时制动器处于制动滚筒的制动状态，也即承力绳被制动。若此时同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障时，机械手还是会在承力绳的拉力作用下保持悬停状态，如此，有效防止机械手坠落，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例的防坠装置的结构示意图。

图2为本申请实施例的防坠装置的结构分解图。

图3为本申请实施例的防坠装置的结构主视图。

图4为本申请实施例的防坠装置的结构剖视图。

图5为本申请实施例的防坠装置的结构侧视图。

附图标记说明：机架100；限位件110；轴承120；腰型孔130；卷筒机构200；滚筒210；转轴211；滚架212；承力绳220；制动器300；卷簧机构400；芯轴410；卷簧420；防尘罩430。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义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，若元件被称为“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。若一个元件被认为是“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。如若存在，本申请所使用的术语“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。

镀膜设备中会配置机械手进行自动化作业，机械手在竖直方向上的移动通常是采用同步带模组驱动。当设备的安全门打开或急停开关按下时，同步带模组的驱动电机停止转动，机械手在同步带模组的同步带拉力作用下保持在当前位置。若此时的机械手停留较高位置，而操作人员进入设备维修时，如果同步带出现断裂，机械手会直接坠落，造成安全事故。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种防坠装置，该防坠装置可配置于镀膜设备中。参见图1和图2，该防坠装置包括机架100、卷筒机构200以及制动器300。

其中，卷筒机构200设于机架100，卷筒机构200包括可绕自身轴线旋转的滚筒210以及缠绕于滚筒210的承力绳220，承力绳220的自由端连接机械手(图中未示出)。

制动器300设于机架100，制动器300被配置为用于制动滚筒210。

需要说明的是，滚筒210可通过轴承元件转动安装在机架100上。承力绳220可以但不限于为钢丝绳、碳纤维等高强度绳。承力绳220的两端分别为固定端和自由端，承力绳220的固定端可拆卸地固定于滚筒210，承力绳220的自由端连接机械手。可以理解的是，机械手是配置在镀膜设备中，机械手的常规升降动作是由镀膜设备中的同步带模组驱动的。

制动器300可以但不限于为电磁粉末制动器、电磁涡流制动器、电磁摩擦式制动器等电磁制动器，也可以为盘式摩擦制动片。

本申请的防坠装置工作原理如下：当镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向升降过程中，制动器300处于松开滚筒210的非制动状态，即在这个过程中，由于承力绳220缠绕于滚筒210上，承力绳220的自由端连接机械手，机械手在升降的过程中会带动承力绳220的自由端同步升降，且承力绳220始终保持绷紧状态，而且，在上述过程中，滚筒210绕自身轴线旋转。

当同步带模组带动机械手运动至预设位置(该预设位置可以为机械手的作业位置)处后，同步带模组停止动作，机械手停留在该预设位置。此时，制动器300启动，即此时制动器300处于制动滚筒210的制动状态，也即承力绳220被制动。可以理解的是，此时机械手分别在承力绳220的拉力和同步带模组的作用力下悬停在预设位置。若此时同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障时，机械手还是会在承力绳220的拉力作用下保持悬停状态，如此，有效防止机械手坠落，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

可以理解的是，本申请通过卷筒机构200和制动器300的配合设置，当机械手悬停于预设位置后，制动器300可通过制动滚筒210的方式来制动承力绳220，使得机械手在承力绳220的拉力作用下保持悬停状态，有效防止机械手因同步带模组出现故障而下坠，避免安全事故的发生，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

再参见图1和图2，在本申请的一些实施例中，防坠装置还包括设于机架100的卷簧机构400，卷簧机构400被配置为用于向滚筒210施加卷收承力绳220的驱动扭矩。

可以理解的是，参见图2和图3，当镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向下降过程中，承力绳220在机械手的重力作用下同步下移，即此时的滚筒210旋转释放承力绳220，直至机械手运动至预设位置后，制动器300通过制动滚筒210的方式来制动承力绳220，使承力绳220在机械手的重力作用保持绷紧并承载机械手的状态。

当机械手需要沿竖直方向上升时，制动器300松开对滚筒210的制动，镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向上升，且这个过程中，卷簧机构400向滚筒210施加卷收承力绳220的驱动扭矩，使得滚筒210沿卷收承力绳220的方向旋转，以机械手沿竖直方向上升过程中同步实现对承力绳220的卷收。如此，可以有效避免承力绳220影响机械手的上升动作，保证同步带模组带动机械手的上升动作和滚筒210卷收承力绳220的动作相互独立、互不干扰。

而且，通过卷簧机构400的设置，在镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向上升过程中，卷簧机构400同步驱动滚筒210旋转卷收承力绳220的动作还能够使承力绳220一直保持绷紧状态，避免承力绳220在机械手沿竖直方向上升过程处于放松状态。如此，若此时同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障时，卷簧机构400施加给滚筒210的驱动扭矩能够大于承力绳220受到的机械手的拉力，不仅能够起到防止机械手坠落的作用，而且能够使机械手上升复位至初始位置。

进一步地，参见图2和图4，卷簧机构400包括芯轴410以及缠绕于芯轴410上的卷簧420，芯轴410与滚筒210同轴连接。

需要说明的是，参见图2、图3和图5，当镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向下降过程中，滚筒210同步旋转释放承力绳220，与滚筒210同轴连接的芯轴410同步旋转，卷簧420在芯轴410的旋转作用下被弹性收紧，即滚筒210旋转释放承力绳220过程中卷簧420同步弹性储能。这个过程中，承力绳220在机械手的重力作用保持绷紧并承载机械手的状态，直至机械手运动至预设位置，制动器300开启制动滚筒210。

当制动器300松开对滚筒210的制动后，镀膜设备中的同步带模组带动机械手沿竖直方向上升，此时，卷簧420弹性释放形成驱动滚筒210卷收承力绳220的驱动扭矩，从而带动芯轴410以及滚筒210沿卷收承力绳220的方向旋转，实现对承力绳220的卷收，而且使得承力绳220在卷收于滚筒210的过程中一直处于绷紧状态。此时，即便同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障且制动器300无法及时制动滚筒210，卷簧420弹性释放形成的驱动扭矩也能够大于承力绳220受到的机械手的拉力，使得绷紧的承力绳220在卷簧420的驱动扭矩作用下上升，这同样能够防止机械手坠落，解决因制动器300在机械手上升的过程中无法第一时间制动滚筒210而引起的安全问题。

需要补充说明的是，若承力绳220在机械手上升的过程处于放松状态，当同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障且制动器300无法及时制动滚筒210时，承力绳220会在机械手的重力作用被拉长一段距离，引起安全事故。很显然，卷簧420、芯轴410以及滚筒210的配合设置能够使承力绳220释放下移或卷收上移的过程中一直保持绷紧状态，且能够使机械手上升复位至初始状态，进一步降低出现安全事故的风险，进一步提高防坠装置的防坠功能性和镀膜设备的整体安全性。

此外，还需说明的是，通过卷簧420、芯轴410以及滚筒210的配合设置，不仅能够使承力绳220释放下移或卷收上移的过程中一直保持绷紧状，而且可以不用设置额外的电力驱动件来驱动滚筒210旋转卷收承力绳220，节省了相应电力驱动件的设置成本。

当然，在其他实施例中，也可以设置相应的驱动电机，并使该驱动电机驱动连接滚筒210，驱动电机配置为在机械手上升过程中向滚筒210施加卷收承力绳220的驱动力，如此，可以使驱动电机和卷簧420配合驱动滚筒210旋转卷收承力绳220，可以防止因卷簧420弹性释放形成的驱动扭矩小于机械手的重力而造成的机械手下坠等安全事故。

参见图2，在本申请的一些实施例中，卷簧机构400还包括防尘罩430，防尘罩430可拆卸地安装于机架100并罩设于卷簧420。

具体地，防尘罩430可通过螺钉、卡扣等结构可拆卸地安装在机架100上，方便拆装与更换。卷簧机构400的芯轴410可转动设于防尘罩430，且芯轴410平键连接滚筒210的中心轴，卷簧420缠绕于芯轴410且位于防尘罩430的腔体内部。

可以理解的是，通过防尘罩430的设置，避免外部尘屑进入卷簧420而降低卷簧420的储能和释能效果。

参见图3和图4，在本申请的一些实施例中，防坠装置还包括限位件110，限位件110被设置为用于限制滚筒210沿自身轴向移动。

具体地，限位件110具有两个，限位件110被构造为限位板，两个限位板分别螺纹连接于滚筒210的两端，且两个限位板相对靠近的侧壁分别与机架100的两个侧壁相抵或具有一微小间隙，滚筒210的端部相对限位板的垂直投影处于限位板内，如此，可以使得限位板在宽度方向的尺寸大于滚筒210的端部尺寸。

显然，限位件110的设置能够有效限制滚筒210沿自身轴向移动，使得滚筒210仅具有旋转运动自由度，提高旋转释放或旋转卷收承力绳220的动作稳定性，提高承力绳220的自由端的运动直线性，避免因承力绳220的自由端左右偏移而造成机械手的位置不准确的问题。

在本申请的一些实施例中，参见图4，滚筒210包括转轴211以及设于转轴211的滚架212，转轴211的两端通过轴承120安装于机架100，制动器300用于制动转轴211，承力绳220缠绕于滚架212。

可以理解的是，制动器300通过制动转轴211的方式达到制动滚架212以及缠绕于滚架212的承力绳220的效果，从而防止机械手下坠。

在本申请的一些实施例中，参见图2，机架100上开设有供承力绳220的自由端穿过的腰型孔130。如此，使得承力绳220的自由端具有随机械手同步做升降动作的足够位移空间，避免机架100上的部件对承力绳220运动造成运动干涉。

在本申请的一些实施例中，制动器300被设置为电磁制动器。

具体地，电磁制动器的定子结构安装在机架100上，电磁制动器的衔铁结构安装在滚筒210的转轴211上，电磁制动器的定子结构与衔铁结构的电磁配合即可实现对滚筒210的制动或松开。

另外，本申请还提供了一种镀膜设备，该镀膜设备包括上述的防坠装置、多个位置检测器(图中未示出)、同步带模组(图中未示出)以及控制器(图中未示出)。

其中，多个位置检测器分别安装在机架100的多个预设位置，全部位置检测器用于检测机械手的位置，每个位置检测器检测机械手是否处于对应的预设位置。

同步带模组用于驱动机械手沿预设方向移动，该预设方向优选为沿机架100的竖直方向。

制动器300、同步带模组和全部位置检测器均电连接控制器。

具体地，位置检测器可以为光电位置传感器。控制器为单片机。

可以理解的是，当同步带模组驱动机械手沿预设方向移动至预设位置时，该预设位置处的位置检测器检测到机械手并将该检测信号通过控制器传递至制动器300，制动器300随即开启，以制动滚筒210，同时，控制器控制同步带模组停止动作。此时制动器300处于制动滚筒210的制动状态，也即承力绳220被制动。若此时同步带模组上的同步带出现如断裂、失灵等无法承载机械手的故障时，机械手还是会在承力绳220的拉力作用下保持悬停状态，如此，有效防止机械手坠落，提升机械手作业的安全性和镀膜设备整体的安全性。

显然，本申请的镀膜设备通过防坠装置、多个位置检测器、同步带模组以及控制器的配合设置，能够使机械手在任一一个预设位置保持稳定的悬停状态，避免机械手坠落。

此外，在其他实施例中，本申请的镀膜设备还具有急停按钮以及能够打开或关闭的安全门，急停按钮电连接控制器，安全门上也具有电连接控制器的信号器。急停按钮按下或安全门打开即表示镀膜设备停机。

当操作人员需要进入镀膜设备的机架内对进行维修、调试等动作时，操作人员会打开安全门或按下急停按钮，此时，控制器收到停机信号，控制器即控制制动器300动作，制动器300随即开启，以制动滚筒210，这同样能够直接通过承力绳220制动机械手，使此时的机械手稳定地处于悬停状态，避免机械坠落而砸伤操作人员，进一步提升镀膜设备的适应性和安全性。

另外，在其他实施例中，镀膜设备还可以包括用于检测机械手的运动速度的测速仪，该测速仪可以设置在机架100上，测速仪可以为光码盘测速器。测速仪连接控制器。测速仪可以动态检测机械手的运动速度，以与同步带模组上的驱动电机速度进行比对，以判断机械手是否失速，方便操作人员对镀膜设备的整体运行过程进行实时监控和调试。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防坠装置，其特征在于，包括：

机架；

卷筒机构，设于所述机架，包括可绕自身轴线旋转的滚筒以及缠绕于所述滚筒的承力绳，所述承力绳的自由端连接机械手；

制动器，设于所述机架，被配置为用于制动所述滚筒。

2.根据权利要求1所述的防坠装置，其特征在于，所述防坠装置还包括设于所述机架的卷簧机构，所述卷簧机构被配置为用于向所述滚筒施加卷收所述承力绳的驱动扭矩。

3.根据权利要求2所述的防坠装置，其特征在于，所述卷簧机构包括芯轴以及缠绕于所述芯轴的卷簧，所述芯轴与所述滚筒同轴连接。

4.根据权利要求3所述的防坠装置，其特征在于，所述卷簧机构还包括防尘罩，所述防尘罩可拆卸地安装于所述机架并罩设于所述卷簧。

5.根据权利要求1所述的防坠装置，其特征在于，所述防坠装置还包括限位件，所述限位件被设置为用于限制所述滚筒沿自身轴向移动。

6.根据权利要求1所述的防坠装置，其特征在于，所述滚筒包括转轴以及设于转轴的滚架，所述转轴的两端通过轴承安装于所述机架，所述制动器用于制动所述转轴，所述承力绳缠绕于所述滚架。

7.根据权利要求1所述的防坠装置，其特征在于，所述机架上开设有供所述承力绳的自由端穿过的腰型孔。

8.根据权利要求1至7任一项所述的防坠装置，其特征在于，所述制动器被设置为电磁制动器。

9.根据权利要求1至7任一项所述的防坠装置，其特征在于，所述承力绳为钢丝绳。

10.一种镀膜设备，其特征在于，包括：

权利要求1至9任一项所述的防坠装置；

多个位置检测器，所述位置检测器用于检测所述机械手的位置；

同步带模组，用于驱动所述机械手沿预设方向移动；

控制器，所述制动器、所述同步带模组和所述位置检测器均电连接所述控制器。