一种长距离重载拖动装置的制作方法

本发明属于制药设备技术领域，涉及一种用于粉体周转、输送设备，具体地说是一种长距离重载拖动装置。

背景技术：

一直以来，对于固体制剂物料的周转、运输由于缺乏好的重负载、高精度、长距离拖动技术，在生产过程中主要依靠人力，或半自动的生产工艺流程。使得产品在生产过程中极易受到环境的污染，进而直接影响了产品的合格率和生产效率。

在食品或固体制剂预处理工序中，由于载重量大，精度要求高，现有的直线拖动技术难以满足食品卫生级别或制药行业的GMP规范要求，因此，截止到目前，大部分的制药食品行业的原材料输送和周转过程仍停留在人工转运或者半自动化的生产状态，难以做到全自动、高效率、低成本。

在自动机械中，一些自动线需要精确的将零件或原材料输送到预定的工位进行加工或装配，为了达到上述目的的精密机械的运动类型和拖动形式有很多，但是对于重载和长距离的精确拖动问题一直没有得到很好的解决；要么是保证了精度却没了拖动距离，要么是保证了拖动距离却满足不了重负载的要求。

传统的精密机械的直线运动方式通常采用的是线性滑轨、伺服电机和滚珠丝杆相配合，伺服电机和滚珠丝杆通过连轴器连接在一起，滚珠丝杆的滑块则和直线导轨的滑块通过螺栓固定在一起，伺服电机提供了动力，滚珠丝杆的螺距调节了速度，直线导轨提供了导向作用，它们结合在一起虽然保证了精度，但对于速度和距离而言，由于受到滚珠螺杆的长度限制，往往只能用于几百毫米之内的直线运动场合。况且，这种方式的结构较为复杂，相对成本较高，尤其无法满足重载和长距离输送的要求。

为此，市场上出现了一种采用同步带进行传动的方式，试图解决上述问题。

对于同步带传动而言，由于同步带的功能仅仅是用来传递动力，通常是将一个同步带轮安装在电机轴上，另一个从动轮安装在另外一个支架上，同步带环挂在两个轮面上，运动负载通过工件卡装在同步带上，也就是说电机是固定的，负荷物随同步带一起运动。

这种结构方式，运动部件不能完全密封，由于运动部件直接卡在同步带上，由于同步带的运动会产生多种的应力集中在卡片周围不利于传动，相对密封困难，导向部件需要装在同步带外部，制造成本较高。

此外，对于轻载直线拖动，一直以来滚珠丝杆加直线导轨为精密定位机械的首选，拖动的长度由滚珠丝杆来决定，单纯说滚珠丝杆的长度原则上想造多长都可以，但如果脱离负荷、精度而言再长都没有意义，为了保证负荷和精度因此通常情况下滚珠丝杆最长一般制造在2.5米左右，因此市面上的直线导轨厂商也把直线导轨最长做到2.5米。显然，这种传动方式负载轻，运动距离短，仍不适合重载长距离拖动。

对于重载直线拖动，现在普遍的做法是辊筒输送线或者在地面铺设轻轨，这样既解决了重载又解决了长距离输送问题，但是轻轨轮边运动和限位靠的是滑动摩擦，限位间隙通常在5至10毫米以上，否则将会被卡死，所以没有任何精度可言。这种传动方式精度差，不能实现精确定位。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足或缺陷，提供一种长距离重载拖动装置。即用于长距离可精确定位启动和停止的导轨装置，特别适用于自动输送线导轨车和自动流水线方面的多工位精确定位启动和停止。同步带不仅仅用来传递动力，更是起到了密封设备的作用。使固体制剂物料周转、运输过程完全自动化，降低了生产成本，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种长距离重载拖动装置，其特征在于，包括负载连接组件、动力组件和导轨组件；

所述负载连接组件包括压带轮组件和负载连接板组件；

所述动力组件包括伺服减速机、同步带轮、同步带、同步带惰轮；

所述伺服减速机与同步带轮采用直连方式连接，所述同步带穿过位于其下方左右两侧的两个所述同步带惰轮的内侧挂设在所述同步带轮上；

所述导轨组件包括压板固定座、同步带、同步带压板、导轨及导轨滑块、导轨封板、导轨封板固定件和导轨端板；

所述负载连接板组件与导轨滑块之间通过一连接块间接相连，所述连接块上分别设有与负载连接板组件和导轨滑块之间的连接孔；

所述同步带被紧密压设在所述压板固定座与所述同步带压板之间。

上述的长距离重载拖动装置，其中，

所述同步带与同步带压板的一侧为平面，另一侧为彼此相适配的齿状面；

所述同步带的齿状面扣设在同步带压板的齿状面上，同步带与同步带压板齿状面上的凹凸齿相互啮合。

所述同步带压板上设有与压板固定座相连的螺钉孔；同步带压板长度方向两端的两个螺钉孔的间距大于所述同步带的宽度。

所述压板固定座的端面呈直角状，包括水平座板和一体连接在水平座板底面一侧两端的支撑脚；所述水平座板宽度方向的两内侧水平设有一对安装同步带张紧螺栓的沉孔；所述水平座板的下表面垂直设有同步带压板的安装固定孔；所述两个支撑脚上水平设有与所述导轨端板之间的连接孔。

所述压带轮组件包括由外至内依次设置的压带基座、压带轮、压带轮轴承和压带轮轴；

所述压带基座的内面设有侧板，其纵向横截面呈直角状，包括顶板、侧板和两个纵向端板；其顶板上垂直设有一对与所述负载连接板组件相连的通孔；其两个端板上同轴对称设有所述压带轮轴的连接孔；

所述压带轮上轴向设有中心孔，其中心孔两端的孔壁上设有凹槽，所述压带轮轴承穿过压带轮轴嵌设在中心孔的凹槽内；所述压带轮轴承的内圈固定在压带轮轴上，其外圈与压带轮为过盈配合，带动压带轮一起转动。

所述压带基座的侧板上设有两个压带轮轴的紧定螺钉孔，压带轮轴的外壁两端对称设有一对扁槽，并同轴穿设在压带轮的中心孔内，压带轮轴的扁槽位置正对压带基座上所设紧定螺钉孔，通过穿设在紧定螺钉孔内的紧定螺钉将压带轮轴固定在压带基座上。

所述负载连接板组件与导轨滑块之间通过一连接块间接相连，所述连接块上分别设有与负载连接板组件和导轨滑块之间的连接孔。

所述连接块为其纵向端面呈T型的异形块状体，其上下包括三个台阶面；第一台阶面的四角分别设有与负载连接板组件的连接孔，位于其宽度方向两侧的第三台阶面上对称设有两对连接导轨滑块的沉头孔；所述第一台阶面与第三台阶面之间的第二台阶面的纵向空间为所述同步带的穿设槽。

所述挂设在同步带轮上的同步带被两个所述同步带惰轮张紧成Ω形状，两个所述同步带惰轮同时起到导向和增大同步带包角的作用。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比有如下优点和有益效果：

本发明涉及的长距离重载直线拖动的装置既保证了重载又保证了高精度长距离的直线拖动。有效地解决了存在已久的重载直线拖动精度差，轻载直线拖动负载轻，移动距离短的技术弊端。同步带不仅仅用来传递动力，更是起到了密封设备的作用。使固体制剂物料周转、运输过程完全自动化，降低了生产成本，提高了生产效率。该装置具有结构简单，低成本的特点，容易密封，完全符合GMP的要求。不仅适用在固体制剂行业，同样也适用于食品、化工等一切粉粒体输送技术领域。

附图说明

图1为本发明涉及的长距离重载拖动装置立体结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1的主视结构示意图；

图4是图3的左视结构示意图；

图5是沿图2中B-B线的剖视结构示意图；

图6是图5中动力组件与同步带的装配结构示意图；

图7是图3中动力组件与同步带的装配结构示意图；

图8是图7中动力组件尚未与同步带装配的结构示意图；

图9是图5中的D部放大结构示意图；

图10是图9中导轨组件的局部放大结构示意图；

图11是图3中A-A线的剖视放大结构示意图；

图12是图5中涉及的压带轮组件立体结构示意图；

图13是图12的爆炸图；

图14是图10中同步带压板的立体结构示意图；

图15是图10中压板固定座的立体结构示意图；

图16是图10中的同步带与同步带压板及压板固定座的装配结构示意图；

图17是图16的主视结构示意图；

图18是连接块的立体结构示意图；

图19是图18向后翻转一定角度的立体结构示意图。

图中：

1-负载连接组件；101-压带轮组件；102-负载连接板组件；103-负载连接组件螺钉；

1011-压带轮轴承垫片；1012-深沟球压带轮轴承；1013-压带轮轴；1013a-压带轮轴上的扁槽；

1014-压带基座；1014A-压带基座的顶板、1014B-压带基座的侧板；1014C-压带基座的两个端板；1014a-与负载连接板组件相连的通孔；1014b-紧定螺钉孔；1014c-压带轮轴的连接孔；

1015-紧定螺钉；1016-压带轮；1016a-压带轮的中心孔；1016b-压带轮中心孔孔壁两端的凹槽；

2-动力组件；201-伺服减速机；202-同步带轮；

203-同步带；2031-同步带一侧的平面；2032-同步带另一侧的齿状面；

204-同步带惰轮；

3-导轨组件；

301-连接块；3011-连接块第一台阶面；3011a-连接块与负载连接板的连接孔；3012-连接块第二台阶面即同步带的穿设槽；3013-连接块第三台阶面；3013a-连接导轨滑块的沉头孔；3014-导轨封板折边的容置槽；

302-直线导轨；302a-导轨滑块；303-同步带压板；3031-同步带压板一侧的平面；3032-同步带压板另一侧的齿状面；3033-与压板固定座相连的螺钉孔；3034-平头螺钉；

304-压板固定座；3041-水平座板；3041a-安装同步带张紧螺栓的沉孔；3041b-同步带压板的安装固定孔；3042-支撑脚；3042a-与导轨端板的连接孔；

305-导轨封板；306-导轨封板固定件；307-导轨端板；308-导轨底板；309-张紧螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案和有益效果做进一步的描述和说明。

请参阅图1-5，配合参阅图6-19，图中示出了本发明涉及的一种长距离重载拖动装置，其关键技术方案在于：

该长距离重载拖动装置主要包括负载连接组件1、动力组件2和导轨组件3；其中，

如图1-5中所示，负载连接组件1包括压带轮组件101和负载连接板组件102；

如图5-8中所示，动力组件2包括伺服减速机201、同步带轮202、同步带203、同步带惰轮204；伺服减速机201与同步带轮202采用直连方式连接，同步带203穿过位于其下方左右两侧的两个同步带惰轮204内侧，挂设在同步带轮202上。

如图9-10中所示，导轨组件3包括压板固定座304、同步带压板303、同步带203、导轨302及导轨滑块302a、导轨封板305、导轨封板固定件306和导轨端板307；

负载连接板组件102与导轨滑块302a之间通过一连接块301间接相连，连接块301上分别设有与负载连接板组件102和导轨滑块302a之间的连接孔；

同步带203被紧密压设在压板固定座304与同步带压板303之间。

同步带203与同步带压板303均采用一侧为平面2031、3031，另一侧为齿状面2032、3032的结构；同步带203的齿状面2031与同步带压板303的齿状面3032相适配，同步带203的齿状面2031扣设在同步带压板303的齿状面3032上，同步带齿状面2031与同步带压板齿状面3032上的凹凸齿相互啮合。

如图16-17中所示，同步带压板303上设有与压板固定座304相连的螺钉孔3033；螺钉孔3033内穿设有平头螺钉3034；同步带压板303长度方向两端的两个螺钉孔3033的间距大于同步带203的宽度。

如图10、15-16中所示，压板固定座304的端面呈直角状，包括水平座板3041和一体连接在水平座板3041底面一侧两端的支撑脚3042；水平座板3041宽度方向的两内侧水平设有一对安装同步带张紧螺栓309的沉孔3041a；水平座板3041的下表面垂直设有同步带压板303的安装固定孔3041b；两个支撑脚3042上水平设有与导轨端板307的连接孔3042a。

如图5、12-13中所示，压带轮组件101包括由外至内依次设置的压带基座1014、压带轮1016、压带轮轴承1012、压带轮轴1013；

压带基座1014的内面设有侧板，其横截面呈直角状，包括顶板1014A、侧板1014B和设置在纵向的两个端板1014C；其顶板1014A上垂直设有一对与所述负载连接板组件102相连的通孔1014a；其两个端板1014C上同轴对称设有压带轮轴1013的连接孔1014c；

压带轮1016的轴向设有中心孔1016a，其中心孔1016a孔壁的轴向两端设有凹槽1016b，压带轮轴承1012穿过压带轮轴1013嵌设在压带轮中心孔1016a孔壁的凹槽1016b内；压带轮轴承1012内圈固定在压带轮轴1013上，其外圈与压带轮1016为过盈配合，带动压带轮1016一起转动。

压带基座1014的内侧壁上设有两个压带轮轴1013的紧定螺钉孔1014b，压带轮轴1013的外壁两端对称设有一对扁槽1013a，并同轴穿设在压带轮1016的中心孔1016a内，压带轮轴1013的扁槽1013a位置正对压带基座1014上所设紧定螺钉孔1014b，通过穿设在紧定螺钉孔1014b内的紧定螺钉1015将压带轮轴1013固定在压带基座1014上。

如图11、18-19中所示，负载连接板组件102与导轨滑块302a之间通过连接块301间接相连；连接块301上分别设有与负载连接板组件102和导轨滑块302a之间的连接孔。

连接块301为其纵向端面呈T型的异形块状体，其上下包括三个台阶面，第一台阶面3011的四角分别设有与负载连接板组件102的连接孔3011a，位于其宽度方向两侧的第三台阶面3013上设有两对连接导轨滑块的沉头孔3013；位于第一台阶面与第三台阶面之间的第二台阶面3012纵向空间即为同步带203的穿设槽。

如图5-8中所示，挂设在同步带轮202上的同步带203被两个同步带惰轮204张紧成Ω形状，两个同步带惰轮204同时起到导向和增大同步带203包角的作用。

同步带203穿过两个同步带惰轮204内侧，挂设在同步带轮202上，同步带203的纵向两端由如图10、14、16、17中所示的同步带压板303紧密压设在压板固定座304与同步带压板303之间。装配时，同步带203的齿状面2032朝下，扣设在同步带压板303的齿状面3032上，上、下齿状面上的凸齿或凹齿与凹齿或凸齿之间相互啮合。同步带压板303的齿状面3032朝上将同步带203紧密压设在压板固定座304与同步带压板303之间。拧紧压板固定座304上的张紧螺栓309即可张紧同步带203。

如图11、18-19所示，连接块301的主要作用是用来连接直线导轨302的滑块302a和负载连接板组件102，使得与该装置负载连接组件1相连的负载沿着直线导轨做直线运动。如图5-8所示，同步带203经过上述结构被同步带惰轮204张紧成Ω形状。同步带惰轮204不仅仅起到了导向同步带203的作用，还同时起到了增大同步带203的包角作用。这样，当动力组件2中的伺服减速机201输出的扭矩经过同步带203的传输过程中，就不会出现打滑或产生运动损失的现象。

由于伺服减速机201与同步带轮202是直连，所以，当伺服减速机201启动后，伺服减速机201输出压带轮轴便可带动同步带轮202在同步带203上运动，也就是动力组件2在运动。这种运动通过连接块301传递到负载上，便使负载沿着直线导轨302做直线运动。因为伺服减速机201包含有伺服电机，且内置有编码器(现有技术)，编码器是检测元件，主要用来检测电机转角位置并且可以换算成直线运行距离，当然，也可以通过计算单位时间内的脉冲数来算出电机转速，不管是用来检测速度还是位置，都是为了实现精确控制。PLC经过伺服控制器就可以按照事先编写好的程序做精密直线的运动和停止。

本发明长距离重载拖动装置涉及的同步带203，其除了可以传递动力外，还有同时起到了一个密封的作用。如图1-3所示，同步带203在整个装置的运行过程中，由于压带轮组件101的紧密贴压，确保了同步带203在运动过程中，其下表面紧贴在导轨封板305的上表面，并于导轨封板305一起，将运动件直线导轨302完全密闭包覆起来，使整个装置安全、卫生，从而满足食品、制药机械的环境和设备要求。

如图4、12、13所示，压带轮组件101的压带轮轴1013从压带轮1016的中心孔1016a穿入，调整压带轮轴1013的扁槽1013a对准紧定压带基座1014上的紧定螺钉孔1014b，拧紧紧定螺钉1015，以防止压带轮轴1013转动。再将深沟球压带轮轴承1012穿过压带轮轴1013装配入压带轮中心孔1016a两端的凹槽1016b内，由于深沟球压带轮轴承1012的内圈和压带轮轴1103过盈配合装配在一起，所以深沟球压带轮轴承1012内圈是固定不动的，相对的，深沟球压带轮轴承1012外圈就可以带动压带轮1016一起转动。

为了确保压带轮1016顺畅转动，最好在深沟球压带轮轴承1102和压带基座1014之间隔设一压带轮轴承垫片1011，防止深沟球压带轮轴承1012与压带轮1106一起转动时摩擦到压带基座1014。因此，压带轮轴承垫片1011设计时要小于深沟球压带轮轴承1012外圈直径，只压在深沟球压带轮轴承1012内圈上。装配好的压带轮组件101利用设置在压带基座1014顶部的两个通孔1014a内的连接螺钉(图中未示出)整体安装在负载连接组件1上。

图10为图9中导轨组件的局部放大结构示意图，图中显示了同步带203的张紧方式以及导轨302的密闭结构。为了便于显示组件的内部，面对读者一侧的导轨封板305图中未示出。导轨组件3由压板固定板304、同步带压板303、同步带203、导轨302前后各一块导轨封板305及导轨固定件306组合构成。同步带203位于压板固定座304和同步带压板303之间，通过压板固定座304上表面的4个平头螺钉310固定，由于同步带203的宽度小于压板固定座304纵向两端两个螺钉孔3041b的间距，所以同步带203上无需打孔装配。装配时，同步带203的齿状面2032朝下，同步带压板303的齿状面3032朝上，上下两个齿状面的凸凹齿相互啮合，从而确保了同步带203在装置的运行过程中不会出现滑脱现象。

压板固定座304通过两个张紧螺栓309固定在导轨端板307上，通过调节张紧螺栓309的松紧可以调节同步带203的张紧程度。待同步带203松紧合适后，参见图1，拧紧导轨端板307上位于紧固螺栓309下方的另外4颗紧固螺栓。同理，另外一端同样装配。

两端导轨组件3的主要部件均装配完成后，安装导轨封板固定件306，导轨封板固定件306和导轨302均是安装在导轨底板308上。最后盖好前后两侧的导轨封板305。这样导轨封板305、同步带203、导轨端板307和导轨底板305就构成了六个面的密封空间，将导轨302及导轨滑块302a完全包裹在其中。既符合药品机械GMP的要求，又起到了运动部件的安全防护作用。

如图11所示，导轨302通过螺钉装配在导轨底板308上，连接块301带沉孔的一面与导轨滑块302a通过螺钉固定在一起，连接块301带凹槽的上表面有四个螺纹孔，通过螺钉与负载连接组件102连接在一起，负载连接组件102的下表面开有与连接块301上的第二台阶面3012纵向空间截面尺寸相同的凹槽，这两个凹槽上下扣合在一起形成一个矩形腔体，构成了同步带203的穿设槽，该穿设槽在同步带203运动时同时起到了导向的作用，使同步带203始终处于设备中心上。

连接块301第三台阶面3013上两侧对称设有一对U形槽，导轨封板305的折边恰好可隐藏在其中，构成了导轨封板折边的容置槽3014，连接块301的导轨封板折边的容置槽3014和导轨封板305的折边由于是间隙配合，保证了连接块301在和导轨滑块302a与负载连接板组件102一起运动时不会摩擦到导轨封板305。

图5中的负载连接板组件102通过图11所示的负载连接组件螺钉103与负载连接组件1固定在一起。从而带动负载沿着导轨302一起做直线运动。运动过程中,如图10所示，导轨封板305、同步带203、导轨端板307和导轨底板308就将空间6个面全部包裹起来了，导轨302及导轨滑块302a就被完全包裹在其中了。既符合药品机械GMP的要求，又起到了对本发明装置中主要运动部件的安全防护作用。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。