一种用于承载搬运器的旋转中跑车的制作方法

文档序号:32522369发布日期:2022-12-13 19:58阅读:49来源:国知局
一种用于承载搬运器的旋转中跑车的制作方法

1.本发明属于立体停车技术领域,更具体地,涉及一种用于承载搬运器的旋转中跑车。


背景技术:

2.随着生活水平的不断提高,汽车已经成为人们生活的必需品,大大提高了出行效率,但是随着汽车数量的不断增加,城市内停车难的现象逐步显现,立体车库逐步进入我们的生活,现有的立体车库多为高层,每层沿车宽方向并排存放多辆汽车的形式,采用汽车搬运器沿车长方向对汽车进行搬运,将汽车输送至指定车位。而搬运器则由中跑车运输,中跑车沿车宽方向往复运动,将搬运器输送至与指定车位对齐的位置。
3.在现有技术中,中跑车一般通过两个位于中跑车两端且同步运动的驱动机构带动中跑车在两根导轨上进行直线运动,且多无旋转功能。由于中跑车无旋转功能,导致其只能带搬运器进行沿汽车宽度方向横移,而无法调整搬运器的角度,进而使得停车入口必须设置沟坎、限位槽等物理限制来确保司机将车辆停靠至和搬运器对正的角度,对司机驾驶车辆进入停车入口带来了极大的阻碍和不变,进而影响了车库整体运行的效率并造成极差的用户体验。而少有的带旋转功能的中跑车则由于旋转中心需设置在中跑车机架中部,且多只在其旋转中心做旋转支撑布置,而两根支撑轨道分布设置于中跑车的机架两端。在汽车重量和设备自重的作用下,机架中部会发生一定的应力变形,旋转平台则是在两端发生应力变形,进而使旋转平台平面和目标平面之间形成一高度差,此高度差带来的陡坎严重影响搬运器运行的稳定性,造成搬运器剧烈抖动、脱轨等故障,且此高度差与实际负载有关,无固定规律可循。同时,中跑车还通过两端的轨道进行导向,对轨道的平行度要求较高,轨道进行安装定位时较为困难且容易发生偏移,导致输送时发生卡滞,另一方面,由于驱动机构主要依靠驱动轮和导轨之间的摩擦力带动中跑车整体运动,当驱动轮发生滑动时,无法进行制动,位置反馈丢失,影响运动控制精度,还容易和外界发生碰撞,具有一定的安全风险;而采用两个驱动机构同步运动,对电气的同步控制要求高,难度大,且随着使用时间的推移,两个驱动机构的同步性会发生变化,造成两个驱动机构的运动速度不统一,导致中跑车整体运动时不稳定。


技术实现要素:

4.针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种用于承载搬运器的旋转中跑车,旨在解决由于中跑车和旋转平台结构应力变形导致的旋转平台和目标平面存在过大高度差,中跑车导向效果不佳运行不够平稳,驱动轮易打滑,驱动电机不易做电气同步的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供了一种用于承载搬运器的旋转中跑车,包括有:
6.机架,所述机架用于承载和支撑旋转台并作为安装载体,所述机架下方设有轨道,所述轨道分别位于机架中间和两端;
7.旋转机构,所述旋转机构位于所述机架上方,用于承载并调整搬运器的输送角度,其包括有竖直固定在所述机架上的驱动电机,所述机架中心位置设有回转支撑,所述驱动电机的输出轴上设有驱动齿轮,所述驱动齿轮和所述回转支撑啮合作旋转运动,所述回转支撑上方同轴固定连接有旋转平台;
8.驱动机构,位于所述机架中间并和所述机架弹性连接,用于带动所述机架在所述轨道上直线运动,其包括有分别位于所述机架两侧的驱动轮总成和从动轮总成,所述驱动机构两侧还对称设有行走轮组件;
9.多个支撑轮组件,分别位于所述机架两端且和所述回转支撑同心设置,用于支撑所述旋转平台。
10.更进一步地,所述驱动轮总成包括有第一箱体,所述第一箱体一侧固定有伺服电机,所述第一箱体中间设有由所述伺服电机驱动的驱动轮,所述第一箱体另一侧设有防滑轮,所述防滑轮由所述伺服电机带动和所述驱动轮同步运动,所述轨道上还设有和所述防滑轮配合防止所述驱动轮打滑的限位滚子;所述从动轮总成包括有第二箱体,所述第二箱体内转动设有从动轮。
11.更进一步地,所述机架两侧对称设有安装板,所述安装板下端开设有用于所述第一箱体和所述第二箱体安装的限位槽,所述第一箱体、所述第二箱体均通过竖直设置的销轴与所述安装板活动连接,所述安装板上设有和所述销轴位置对应、数量相同的轴套,所述销轴穿设在所述轴套内用于所述第一箱体或第二箱体在竖直方向运动时导向,所述销轴之间还固定有挡板。
12.更进一步地,所述第一箱体和所述第二箱体上端面均设有限位螺栓所述限位螺栓上套设有弹簧,所述弹簧上端贴合所述限位槽下端面,所述弹簧下端贴合所述第一箱体或第二箱体上的安装面,所述弹簧有带动所述第一箱体或第二箱体向下运动的趋势。
13.更进一步地,所述支撑轮组件包括有和所述回转支撑同心设置的结构相同的第一支撑轮组和第二支撑轮组,所述第一支撑轮组包括有用于和所述机架固定的安装座,所述安装座中间设有支撑轮架,所述支撑轮架上转动连接有支撑轮,所述安装座底部设有用于支撑所述支撑轮架的支撑螺钉,所述支撑轮架侧壁上设有调节安装高度的调节槽,所述安装座底部设有用于调节安装高度的调节螺钉,所述支撑轮与所述旋转平台下部设置的圆弧板相接触。
14.更进一步地,所述轨道包括位于所述机架中间且和所述驱动轮总成、所述从动轮总成对应的第一轨道,所述第一轨道一侧设有用于安装限位滚子的防滑部,所述第一轨道两侧设有和所述从动轮组件分别对应的第二轨道,所述第二轨道侧壁上沿长度方向设有限位部,所述机架上设有和所述限位部对应的防倾覆轮组,所述防倾覆轮组上的防倾覆轮和所述限位部的下端面贴合设置。
15.更进一步地,所述机架下方靠近所述驱动轮总成和所述从动轮总成对称设有导向轮组,所述导向轮组分别和所述第一轨道的两侧壁贴合设置,所述导向轮组包括有位于所述第一轨道一侧的固定导轮和位于所述第一轨道另一侧的可调导轮。
16.更进一步地,所述行走轮组件包括有行走轮箱体,所述行走轮箱与所述机架两端侧面设置的连接座固定连接,所述行走轮箱体内设有可转动的行走轮。
17.更进一步地,所述旋转组件还包括有用于固定所述驱动电机的基座,所述基座上
设有驱动支架,所述驱动电机的输出轴和所述驱动支架上的轴承转动连接,所述驱动齿轮位于所述驱动支架中间。
18.总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
19.1、本发明将横移功能和用于调节搬运器角度的旋转功能集成于一体,使车库入口不再需要物理限位或其它机械设备,从而使司机可以驾车驶入一个纯平地面的入口并允许其在充足范围内自由停放车辆,极大缩减了用驾车驶入车库入口的时间并极大改善了用户体验。
20.2、另外,本发明设置了3组轮系支撑机架运行,分别布置于机架中部和两侧,同时对应布置了3组轨道对轮系做支撑,从而极大减小了机架中部的负载变形,确保了旋转平台中心始终处于正确的高度位置。同时,在机架上设有和回转支承同心设置的支撑轮组件,支撑轮组件分别分布在机架的两端和与两侧轨道对应的上方,所以此区域内机架和支撑轮组件的负载位移都很小,进而在旋转平台处于支撑轮组件所在区域上方时,得以极大减小旋转平台两端的负载变形,进而在该区域内同时极大地减小了旋转平台中心和两端的负载变形,进而避免旋转平台平面和目标平面之间高度差过大。而支撑轮所覆盖的区域满足对搬运器允许偏转角度进行支撑,从而使搬运器在保证平稳的基础上往返于目标位和中跑车之间。
21.3、此外,本发明在位于机架中部的轮系中择一作为中跑车的驱动轮,由一个驱动机构带动中跑车进行直线运动,既简化了电气的同步控制难度,也避免了机架由于单侧受力而发生偏转的现象。另外,将导向轮组也设置在机架中部区域,仅作用在中部的单根轨道上,降低了由于多根轨道在焊接过程中的误差导致的各轨道不平行带来的导向效果不良、卡滞等影响。
22.4、还有,驱动轮总成和从动轮总成通过弹簧和机架之间弹性连接,既有减震效应,还可一定范围内消除3组轨道的轨道面不平整的制造误差,同时还确保驱动轮始终与轨道接触,避免了动力丢失。驱动轮总成所配套的为大弹力弹簧,使驱动轮总成始终受到向下的较大弹力,提高驱动机构和导轨之间的摩擦力,降低了驱动轮打滑的风险。另外,在驱动轮总成的输出端设有防滑轮,驱动机构正常工作时,防滑轮和驱动轮同步运动,驱动轮打滑时,防滑轮和导轨上的限位滚子配合可进行扭矩补偿或紧急制动,提高了驱动的稳定性和精准度,并在一定程度上提高了安全性。
附图说明
23.图1是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的结构示意图;
24.图2是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的俯视图;
25.图3是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的驱动轮总成的结构示意图;
26.图4是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的驱动轮总成安装示意图;
27.图5是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的驱动轮总成安装时的剖视图;
28.图6是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的从动轮总成的结构示意图;
29.图7是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的第一支撑轮组结构示意图;
30.图8是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的防倾覆轮组的结构示意图;
31.图9是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的导向轮组的安装示意图;
32.图10是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的行走轮组件的结构示意图;
33.图11是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的旋转机构的结构示意图;
34.图12是现有中跑车结构受力承载时形变的趋势视图;
35.图13是现有中跑车结构受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
36.图14是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车受力承载时形变的趋势视图;
37.图15是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
38.图16是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的旋转平台在有支撑轮组件支撑情况下受力承载时各区域受力的有限元分析视图;
39.图17是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的旋转平台在有支撑轮组件支撑情况下受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
40.图18是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的机架在支撑轮组件负载情况下受力承载时各区域受力的有限元分析视图;
41.图19是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的机架在支撑轮组件负载情况下受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
42.图20是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的旋转平台在无支撑轮组件支撑情况下受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
43.图21是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的机架在支撑轮组件空载情况下受力承载时各区域形变量的有限元分析视图;
44.图22是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的防滑轮的运动模拟分析图;
45.图23是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的防滑槽的模拟分析及开设过程示意图;
46.图24是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的防滑轮的运动轨迹图;
47.图25是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的防滑轮防止空转或制动时的示意图;
48.图26是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的弹簧在最大伸长量时沿弹簧中心截面的剖视图;
49.图27是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的弹簧在最大伸长量时沿销轴中心截面的局部剖视图;
50.图28是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的弹簧在最大压缩量时沿弹簧中心截面的剖视图;
51.图29是本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车的弹簧在最大压缩量时沿销轴中心截面的局部剖视图。
52.附图中各数字标记对应的结构为:1-机架,11-安装板,111-限位槽,12-轴套,13-导向轮组,131-固定导轮,132-可调导轮,14-连接座,2-轨道,21-第一轨道,211-防滑部,22-第二轨道,221-限位部,3-旋转机构,31-驱动电机,32-回转支撑,33-驱动齿轮,34-旋转平台,341-圆弧板,35-基座,36-驱动支架,4-驱动机构,41-驱动轮总成,411-第一箱体,
412-伺服电机,413-驱动轮,414-防滑轮,4141-防滑槽,42-从动轮总成,421-第二箱体,422-从动轮,43-销轴,44-挡板,45-限位螺栓,46-弹簧,5-行走轮组件,51-行走轮箱体,52-行走轮,6-支撑轮组件,61-第一支撑轮组,611-安装座,612-支撑轮架,6121-调节槽,613-支撑轮,614-支撑螺钉,615-调节螺钉,62-第二支撑轮组,7-防倾覆轮组,71-安装架,72-防倾覆轮。
具体实施方式
53.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仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
54.参阅图1至图29,本发明提供的一种用于承载搬运器的旋转中跑车,其包括有机架1,机架1用于承载搬运器并作为安装其它零部件的载体;由于中跑车在带动搬运器的过程中需要作直线运动和旋转运动,因此在机架1上方设有旋转机构3,用于承载并调整搬运器的输送角度,其包括有竖直固定在机架1上的驱动电机31,机架1中心位置设有回转支撑32,驱动电机31的输出轴上设有驱动齿轮33,驱动齿轮33和回转支撑32啮合作旋转运动,回转支撑32上方同轴固定连接有旋转平台34;为了避免机架1中部受力发生应力形变,在机架1中间设有驱动机构4并和机架1弹性连接,驱动机构4用于带动机架1做直线运动并对机架1中部起到支撑作用,其包括有分别位于机架1两侧的驱动轮总成41和从动轮总成42,驱动机构4两侧还对称设有行走轮组件5,用于支撑机架1整体的直线运动;机架1下方还设有轨道2,轨道2分别位于机架中间和两端,分别与驱动机构4和行走轮组件5对应;为了避免旋转平台34承载时两端发生较大应力形变,在机架1两端和回转支撑32同心设置有多个支撑轮组件6,用于支撑旋转平台34,下面结合具体实施例对各部件进行详细说明。
55.具体的,对现有技术分析可知,由于旋转平台34整体受力但仅中部有支撑,其受力后旋转平台34两端会产生较大应力形变;而机架1通过回转支撑32支撑旋转平台34,机架1仅有回转支撑32所在的中间部位受力,而机架1的支撑仅在两端,机架1中部会产生较大应力形变;如图12所示,为现有结构的变形趋势;图13所示为本实施例中所需的负载6t下现有结构各区域的位移量,由图可知,旋转平台34随机架1中部形变位移量约5.8mm,旋转平台两端的合位移为约9.5mm。此位移量已严重影响旋转平台34上方的搬运器在地面或库架和旋转平台34之间的往复运行,造成搬运器剧烈抖动、脱轨等故障。
56.进一步的,本发明在机架1中间设有驱动机构4,驱动机构4两侧还对称设有行走轮组件5,驱动机构4和行走轮组件5同时对机架1的直线运动起支撑作用;更进一步的,轨道2包括位于机架1中间且和驱动机构4对应的第一轨道21,用作驱动机构4运动的支撑面,第一轨道21两侧设有和从动轮组件5分别对应的第二轨道22,用作从动轮组件5运动的支撑面;三组支撑的布置既保证了对机架1支撑的平稳性,又避免了机架1中部发生应力形变;更进一步的,在机架1两端和回转支撑32同心设置有支撑轮组件6,用于支撑旋转平台34,在支撑轮组件6的覆盖范围内避免了旋转平台34两端的应力形变;具体的,参阅图14为本发明受负载时结构的变形趋势,图15为本实施例需求的6t负载下各区域位移量,由图可知,旋转平台34随机架1中部形变位移量仅0.36mm,旋转平台两端的合位移为约0.18mm,形变位移量极小,进而确保了在需要搬运器进出作业的区域内,旋转平台34在高度方向始终处于正确位
置。
57.更进一步的,支撑轮组件6包括有和回转支撑32同心设置有结构相同的第一支撑轮组61和第二支撑轮组62,支撑轮组件6与旋转平台34下部设置的圆弧板341相接触;第二支撑轮组62位于机架1的两端,第一支撑轮组61位于第二支撑轮组62内侧,并位于行走轮组件5的上方,第一支撑轮组61和第二支撑轮组62结构相同,因此只对第一支撑轮组61进行说明,第一支撑轮组61包括有用于和机架1固定的安装座611,安装座611中间设有支撑轮架612,支撑轮架612上转动连接有支撑轮613,安装座611底部设有用于支撑轮架612的支撑螺钉614,为了方便调节支撑轮架612的安装高度,以确保支撑轮613与圆弧板341紧密贴合,在支撑轮架612侧壁上设有调节槽6121;为了方便调节安装座611的安装高度,在安装座611底部设有调节螺钉615。
58.更进一步的,由于支撑轮组件6负载受压,其与圆弧板341之间会产生摩擦力,该摩擦力产生阻碍旋转机构3运行的阻力矩,为了确定驱动电机31所需的功率大小及选型,需对结构做进一步受力分析,从而获知回转支撑32、第一支撑轮组61和第二支撑轮组62各自的受力状态;具体的,对本实施例中的机加1和旋转平台34分别进行有限元分析,如图16至图17为对旋转平台34的有限元分析,图18至19为对机架1的受力分析;具体的,如图示,设置第二支撑轮组62所处位置为a,第一支撑轮组61所处位置为b,中部回转支撑32所处位置为c,本实施例中,旋转平台34所受最大负载为6t,旋转平台34自重为2t;进一步的,在对旋转平台34有限元分析时,如图16所示,取c点为固定点,设置与其受载面垂直的载荷6t以及其自身所受重力为载荷,同时,对a、b两点设置支撑力fa和fb,同时由受力平衡计算可得fc,进一步的,如图17所示,有限元计算可得在所设置fa、fb数值下,对应的旋转平台34上a、b、c三点的变形量;再进一步的,如图18所示,在对机架1有限分析时,取驱动机构4和两侧的行走轮组件5为固定点,在a、b、c三点分别施加上述fa、fb、fc数值的负载外力并施加机架1自身重力为载荷,进一步的,如图19所示,有限元计算可得在上述载荷作用下对应的机架1上a、b、c三点的变形量;再进一步的,调整fa、fb、fc的数值,至旋转平台34和机架1上a、b两点相对于c点的形变位移量几乎相同时,即可获得fa、fb、fc的理论实际数值;进一步的,由图16至图19可知,本实施例中,fa≈1.3kn,fb≈3.6kn,fc≈3.1kn,进而再根据旋转平台34的转动惯量和旋转机构3所需的运行速度,可计算获得驱动电机31所需的功率,从而确定驱动电机31的选型,更进一步的,由上述分析可得,第一支撑轮组61对应的fb很大,为主要受力元件,为减小支撑轮613与圆弧板341之间的摩擦力,进而减小其产生的阻力矩,降低驱动电机31所需功率和体积大小,支撑轮613采用摩擦系数更小的钢轮,第二支撑轮组62对应的fa很小,作为次要受力元件,为降低设备运行噪声,其支撑轮采用聚氨酯轮。
59.更进一步的,由于旋转平台34旋转至支撑轮组件6覆盖区域以外的角度时,旋转平台34仅受中部的回转支撑32,即c点处的支撑,其两端a、b两点的应力形变加大,机架1也仅受位于中部的回转支撑32,即c点的负载,其c点处位移加大;具体的,由图20至21所示,为本实施例中旋转平台34在支撑轮组件6覆盖区域以外的过程状态中旋转平台34和机架1各点的位移形变的有限元分析,由图可知,此过程中a点的和位移为a点对c点的相对位移加上c点的位移为3.5mm,同理b点的和位移为2.5mm;更一进步的,由于搬运器不会在此角度区域范围内运行,此位移并不影响搬运器的作业,但旋转平台34旋转接近180
°
再次进入支撑轮组件6覆盖区域内时会出现一个旋转过程中的高度差;更进一步的,为减小此高度差带来的
设备抖动,使旋转平台34的旋转运动更为平稳,圆弧板341两侧均设置了导向斜坡,从而使旋转平台34在转入和转出支撑轮组件6覆盖区域的过程中得以平滑地渡过此形变造成的高度差。
60.更进一步的,为降低电气对双电机或多电机同步的控制难度,将驱动机构4设置为分别位于机架1中间两侧的驱动轮总成41和从动轮总成42,驱动轮总成41作为中跑车直线运动时唯一的动力元件,具体的,驱动轮总成41包括有第一箱体411,第一箱体411一侧固定有伺服电机412,第一箱体411中间设有由伺服电机412驱动的驱动轮413;为了避免驱动轮413在运行过程中发生打滑,进而导致伺服电机412的编码器位置丢失,影响中跑车运行时的位置控制精度,以及造成一定的安全隐患,因此,在第一箱体411另一侧设有防滑轮414,防滑轮414由伺服电机412带动和驱动轮413同步运动;更进一步的,第一轨道21一侧设有用于安装限位滚子的防滑部211,限位滚子与防滑轮414上的限位槽口4141相互作用,进而实现防打滑功能;从动轮总成42作为从动元件,其包括有第二箱体421,第二箱体421内转动设有从动轮422。
61.具体的,打滑是以轮体作动力元件时普遍存在的一种现象,当以对中跑车起支撑作用的驱动轮413为动力元件时,实则是依靠驱动轮431与第一轨道21接触面之间的摩擦力作为中跑车直线运动的动力;具体的,当伺服电机412输出扭矩在驱动轮431外圆上产生的扭矩力小于等于驱动轮431与第一轨道21接触面之间的最大静摩擦力时,扭矩力和驱动轮431与第一轨道21接触面之间的实际摩擦力互为作用力与反作用力,大小相等方向相反,进而靠实际摩擦力正常驱动中跑车运行;而当伺服电机412输出扭矩在驱动轮431外圆上产生的扭矩力大于驱动轮431与第一轨道21接触面之间的最大静摩擦力时,由于摩擦力不足,驱动轮431发生空转,此现象则称之为打滑现象;同时,另一种状况是中跑车制动时惯性力过大,当伺服电机412停止运行,惯性力大于驱动机构4和行走轮组件5对轨道2之间的最大静摩擦力之和时,中跑车无法及时制动,驱动机构4和行走轮组件5在轨道2上滑动,并带来一定的安全隐患。
62.进一步的,为防止上述驱动轮431空转,以及驱动机构4和行走轮组件5在轨道2上滑动的现象,在驱动机构4发生打滑时采用防滑轮414和防滑部211配合作用阻止空转或进行制动,具体的,防滑轮414的侧壁周向上开设有防滑槽4141,防滑部211上均布有限位滚子,当驱动轮413发生空转或滑动时,防滑轮414外圆与限位滚子接触,产生补偿力矩推动防滑轮414转动进而带动驱动轮413转动或增加制动力阻止防滑轮414滑动进而阻止中跑车整体滑动,当驱动轮413正常运行,沿第一轨道21旋转滚动运行时,防滑槽4141避让开限位滚子,进而不干涉防滑轮414随驱动轮413同步滚动;因此,需确定防滑槽4141的开口大小和限位滚子之间存在的数学关系。
63.具体的,在本实施例中,参阅图22为防滑轮414的运动过程图,a1为防滑轮414运动的初始位置,a2为防滑轮414运动的中间位置,a3为防滑轮414运动的终点位置;进一步的,防滑轮414圆心和限位滚子圆心之间的垂直间距为d,由图可知,d越小,防滑轮414与限位滚子之间的切入深度越深,防滑效果越好;但是防滑轮414要和驱动轮413同步运动,其受驱动轮413的尺寸和轨道2的尺寸限制,驱动轮外径大于等于105mm,根据本实施例搬运器的负载确定驱动轮413的外径为150mm,根据本实施例结构尺寸需求,d最小可取值为105mm;进一步的,由图22的a2状态可知,为确保防滑轮414在正常运行到中间状态的情况下与限位滚子不
干涉,d1最大可取值为a2状态时,防滑轮414圆心到限位滚子圆心距离d2减去限位滚子直径d1的差值;进一步的,确定防滑槽4141的数量,由于此结构与链轮传动类似,参照链轮齿数宜取奇数,同时为了方便计算,对角度进行均分,确定防滑槽4141的数量为9个,即每个防滑槽4141之间的夹角为40
°
;进一步的,驱动轮413转动40
°
时其在轨道上行走的直线距离为d3=150*π/9≈52.36mm,为确保在驱动轮413和防滑轮414正常滚动运行过程中,防滑槽4141与限位滚子不干涉,则确定限位滚子之间的中心距也为52.36mm。
64.更进一步的,参阅图23的b1状态可知,当防滑轮414随驱动轮413正常旋转滚动0
°
和40
°
时,防滑槽4141和限位滚子是吻合状态,但中间过程仍有部分角度处于干涉状态,因此需要找出干涉角度;更进一步的,采用反推法,参阅图23的b2状态,当防滑轮414往两侧分别转动到和两侧限位滚子分别相切时,为防滑轮414与限位滚子不发生干涉的临界状态;此时,防滑轮转动的角度为20
°
,即单个防滑槽4141转动的角度为20
°
,防滑轮运动的直线距离处于此状态的防滑轮414,无论往前运动还是往后运动,均与限位滚子干涉;更进一步的,此时防滑槽4141的中心到防滑轮414圆心连线与防滑轮414与限位滚子切点到防滑轮414圆心连线的夹角为6
°
,更进一步的,要想避免干涉,防滑槽4141的开口角度范围必须大于等于12
°
,此时可发现,限位滚子的直径越小,防滑槽4141和限位滚子之间的间隙越大,防滑效果越差,限位滚子直径越大,适合组装限位滚子的材料要求较高,成本较高,优选的,在本实施例中,限位滚子的直径为30mm;更进一步的,可求得防滑轮外径约为186.43mm,为方便加工采购,优选防滑轮外径为186mm;更进一步的,参阅图23的b3状态,为本实施例确定了防滑轮414外径d1和防滑槽4141具体尺寸后,防滑轮414的外形简图。
65.更进一步的,在本实施例中,防滑轮414正常工作过程如图24所示,为防滑轮414跟随驱动轮413旋转滚动180
°
的轨迹图。由图可知,当驱动轮413正常做旋转滚动运动时,防滑轮414随驱动轮413同步滚动,各状态与限位滚子均不接触。图25为图24中防滑轮414每运动30
°
的拆分状态图。由图25可发现,在各个状态下,若驱动轮413发生瞬时打滑现象,无论是原地空转还是出现滑动,防滑轮414的限位卡槽4141和限位滚子就将发生接触,限位滚子则对防滑轮414提供补偿力矩,由补偿力矩推动防滑轮414旋转,进而带动驱动轮413旋转滚动或进行制动阻止驱动轮413滑行平移。
66.更进一步的,由于轨道2包括有与驱动机构4对应的第一轨道21和分别与两侧行走轮组件5对应的两根第二轨道22,且三组轨道独立设置采用焊接或组装工艺与基面相连,三组轨道相互之间的平行度误差难以保证;由上述可知,中跑车驱动力来源于第一轨道21与驱动轮总成41之间的摩擦力,一旦在某一轨道截面上,两侧的第二轨道22均高于中部的第一轨道21,则驱动轮总成41会脱离第一轨道21的轨道面,从而导致驱动力丢失;进一步的,为了避免中跑车运行过程中出现动力丢失,同时也为了驱动机构4和行走轮组件5与各自对应的轨道更好的贴合,对机架1提供平稳的支撑,对驱动轮总成41和从动轮总成42均采用浮动弹性设置;
67.具体的,机架1两侧对称设有安装板11,安装板11下端开设有用于第一箱体411和第二箱体421安装的限位槽111,第一箱体411、第二箱体421均通过竖直设置的销轴43与安装板11滑动连接,安装板11上设有和销轴43位置对应、数量相同的轴套12,销轴43穿设在所述轴套12内用于所述第一箱体411或第二箱体421在竖直方向运动时导向,并将驱动总成41
的动力传递给机架1,自由浮动设置确保了动力的传输过程不受轨道2起伏或机架1形变影响,从而确保了动力传输的稳定性;销轴43之间还固定有挡板44,用于对自由浮动进行限位;进一步的,第一箱体411和第二箱体421上端面还设有限位螺栓45,限位螺栓45上套设有弹簧46,弹簧46上端贴合限位槽111下端面,弹簧46下端贴合第一箱体411或第二箱体421上的安装面,弹簧46有带动所述第一箱体411或第二箱体421向下运动的趋势。
68.具体的,图26所示为两侧第二轨道22高于中间第一轨道21状态时,沿限位螺栓45和弹簧46中心截面的剖视图,图27所示为该状态下沿销轴43中心截面的剖视图,图27中虚线表示两侧第二轨道22处于同一高度并和第一轨道21之间有高度差。由图26可知,在某些局部区域由于焊接误差或变形导致第二轨道22高于第一轨道21,且误差或变形在允许范围内时,第一箱体411在弹簧46的作用下向下滑动,进而保证了驱动轮413与第一轨道21始终贴合,从而确保了驱动轮413与第一轨道21之间始终存在摩擦力来驱动中跑车,同时也保证了驱动轮413对机架1支撑的稳定性;进一步的,此状态下,驱动轮413对第一轨道21的正压力等于所有弹簧46的弹簧力总和;再进一步的,由图27可知,当挡板44和轴套12接触时,第一箱体411达到最大允许浮动位移,弹簧46达到最大允许伸长量,其弹簧力为最小值;更进一步的,从动轮总成42与之同理;
69.具体的,图28所示为两侧第二轨道22低于中间第一轨道21状态时,沿限位螺栓45和弹簧46中心截面的剖视图,图29所示为该状态下沿销轴43中心截面的剖视图,由图28可知,在某些局部区域由于焊接误差或变形导致第二轨道22低于第一轨道21,且误差或变形在允许范围内时,驱动轮413受第一轨道21挤压,进而带动第一箱体411向上浮动,弹簧46受力压缩,此时弹簧46起缓冲减震作用;进一步的,在第一箱体411达到最大允许向上浮量之前,驱动轮413对第一轨道21的正压力依然等于所有弹簧46的弹簧力总和;更进一步的,由图29可知,当销轴43与限位槽111下端面接触时,第一箱体411达到最大允许向上浮动量,弹簧46达到最大允许压缩量,其弹簧力达到最大值;更进一步的,驱动轮413对第一轨道21的正压力等于机架1对第一箱体411的压力且大于所有弹簧46的弹簧力总和;更进一步的,从动轮总成42与之同理;
70.更进一步的,由于本发明仅设置单一伺服电机412对中跑车进行驱动,故还需校核驱动轮413和第一轨道21之间的最大静摩擦力,具体的,驱动轮413均采用包胶轮。具体的,在本实施例中,机架1自重约2kn,由上述论述已知,旋转机构3自重约2kn,旋转机构上最大负载约6kn,最大负载加中跑车总自重f1≈6+2+2kn=10kn,取包胶轮对轨道2滚动摩擦系数为0.05;进一步的,按此计算可得,轨道2对所有行走轮组件5和驱动机构4的总滚动摩擦阻力f1=0.05
×
f1=0.5kn;进一步的,本实施例中对中跑车加速度需求约0.75m/s2,设本实施例中所需驱动力f2≥0.75
·
f1/g+f1=1.25kn;进一步的,第一轨道21与驱动轮413之间的最大静摩擦力f2需大于等于f2;更进一步的,由上述可知,多数情况下,驱动轮413对第一轨道21的正压力f3由所有弹簧46共同提供,且等于所有弹簧46的弹簧力总和,取包胶轮对轨道2静摩擦系数为0.4;更进一步的,计算可得,f2=0.4
·
f3≥f2≥1.25kn,则f3≥3.125kn;更进一步的,根据f3的数值和弹簧46的产品参数表,即可确定弹簧46的选型,本实施例中,弹簧46选用特重载荷矩形弹簧;
71.更进一步的,由于本实施例中涉及的汽车搬运器有悬空作业阶段,因偏载会产生一使机架1沿长度方向倾翻趋势的倾覆力矩,同时,由于所选弹簧46弹力很大且只作用在机
架1中间部位,为消除极端意外状况下,机架1倾翻或被弹簧46从中部顶起两侧行走轮组件5悬空的风险,第二轨道22侧壁上沿长度方向设有限位部221,机架1上设有和限位部221对应的防倾覆轮组7,防倾覆轮组7上的防倾覆轮和限位部221的下端面贴合设置形成倒扣结构;具体的,防倾覆轮组7包括有用于和机架1固定的安装架71,在安装架71上转动设有防倾覆轮72,安装架71上还设有可调节结构,确保防倾覆轮72与限位部221的下端面紧密贴合;
72.更进一步的,为了提高中跑车直线运动的导向性能,降低由于多根轨道在焊接过程中的误差导致的各轨道不平行带来的导向效果不良、卡滞等影响,本发明的导向轮组13只作用在单一轨道上;具体的,导向轮组13对称设置在机架1下方,靠近驱动轮总成41和从动轮总成42且分别和第一轨道21的两侧壁贴合设置,导向轮组13包括有位于第一轨道21一侧的固定导轮131和位于第一轨道21另一侧的可调导轮132,由单根型材制作的单根轨道两侧面拥有较好的直线度和平行度,再配合调节可调导轮132位置,可使两侧的固定导轮131和可调导轮132始终处于与第一轨道21贴合紧密,且松紧合适的状态,从而为中跑车的直线运动提供较好的导向性能。
73.更进一步的,行走轮组件5包括有行走轮箱体51,行走轮箱51与机架1的两端侧面设置的连接座14固定连接,行走轮箱体51内设有可转动的行走轮52。
74.更进一步的,旋转组件3还包括有用于固定驱动电机31的基座35,基座35上设有驱动支架36,驱动电机31的输出轴和驱动支架36上的轴承转动连接,驱动齿轮33位于驱动支架36中间。
75.在使用本发明提供的用于承载搬运器的旋转中跑车时,首先通过旋转平台34和搬运器连接,当进行搬运工作时,中跑车通过驱动机构4带动搬运器在轨道上直线运动的同时采用旋转机构3调整搬运器的角度,将搬运器输送到汽车搬运位置,搬运器将汽车搬运起来后,旋转机构3复位或调转180
°
,调整汽车和车库平行,驱动机构4带动汽车至指定停车位置,搬运器将汽车放下,完成搬运过程。
76.本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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