一种空中穿梭车的取料机构的制作方法

本实用新型涉及一种物流运输设备，尤其涉及的是一种空中穿梭车的取料机构。

背景技术：

目前，在生产车间中，物流运输设备主要有AGV和RGV两种，AGV(Automated Guided Vehicle)即自动导引车，也称移动机器人，是一种以电能作为动力，通过电磁或光学等非接触式自动导引装置，在无人操控的情况下沿着预定路径行驶到指定的地点，实现自动移载、搬运等功能的运输小车。

RGV(Rail Guided Vehicle)是有轨制导车辆，又叫有轨穿梭车，是一种轨道托盘搬运小车，由一个运行机构和一台链式或辑式输送机两部分组成，负责把货物分送到指定位置。AGV无需固定式轨道，RGV则按固定的轨道行驶。相对AGV，RGV以其卓越的性价比占据物流行业巨大的市场份额，其主要优点表现为速度及加速度快，轨道固定、行走平稳、停车位置精确，可靠性高、成本低、便于推广应用。但是，目前市场现有RGV用于SMT(表面贴装技术Surface Mount Technology)车间物料配送仍然存在以下不足：

(1)目前RGV主要用于重载或中载运输，尚缺少针对SMT料盘的小型RGV，运载能力只需要10kg以下；

(2)目前RGV轨道都是布置在地面，占用地面空间；

(3)目前RGV轨道都是环形或单向往复，柔性差，而SMT车间是多个物流回环交叉。

穿梭车根据功能的不同分为装配型穿梭车和运输型穿梭车。装配型穿梭车适用于加工装配车间，在汽车行业较为常见。运输型穿梭车主要为对货物的运输、分拣、出库等，也是多数自动化立体仓库中正在使用的穿梭车，适用于各个行业，在酒类、药品、烟草等行业运用极为广泛；但是对于货物的抓取，目前基本都是人工放置货物，由穿梭车进行运输。

因此，随着物流行业的蓬勃发展，如何自动取料，实现整个物流系统的全自动化是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何实现自动抓取物料，提供了一种空中穿梭车的取料机构。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本实用新型的取料机构包括取料底座，所述取料底座上开设与待抓取物形状相匹配的取料通孔，沿取料通孔的外周分别设有取料驱动件、至少三个同步带轮、同步带和抓手；所述取料驱动件连接其中的一个同步带轮，相邻的同步带轮之间通过同步带连接实现同步传动，所述抓手的数目与同步带轮相匹配，所述抓手的一端与同步带轮同轴装配，另一端悬空，各个抓手的悬空端转动至取料通孔上方形成用于夹持的夹取空间。

所述同步带轮以取料通孔的中心为原点，环形分布于取料底座上。能够实现对物料的均匀夹取。

所述取料通孔为圆形通孔。可以根据物料的形状设计不同的取料通孔形状。

所述抓手的悬空端上设置用于位置限定的侧挡立柱。能够对待抓取的货物进行位置限定。

作为本实用新型的有效方式之一，所述取料驱动件为取料驱动电机。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型的取料机构实现了整个物流系统的全自动化，能够将整个取料机构放置到位后，实现自动抓取，从而替代的人工取料，实现整个取料穿梭车的自动化操作。

附图说明

图1是本实用新型空中穿梭车结构示意图；

图2是图1中空中穿梭车取料的结构示意图；

图3是行走机构的立体示意图；

图4是图3相对视角的行走机构立体示意图；

图5是图4顺时针旋转一定角度后的行走机构立体示意图；

图6是卷绕机构的立体示意图；

图7是张紧检测机构的结构示意图；

图8是取料机构的俯视图；

图9是取料机构未启动时的立体示意图；

图10是取料机构运动过程中的立体示意图；

图11是取料机构运动完成后的立体示意图；

图12是自动充电装置示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例的空中穿梭车包括工字形轨道5、设置在工字形轨道5上的行走机构1、设置于工字形轨道5下的卷绕机构2以及设置于卷绕机构2之下的取料机构3；所述行走机构1沿工字形轨道5行走并带动卷绕机构2和取料机构3运动，所述卷绕机构2带动取料机构3上下运动，穿梭车的顶部设置有自动充电机构4。

如图1所示，在空中穿梭车行走时，其卷绕机构2与取料机构3连接在一起，当空中穿梭车需要抓取物料时，如图2所示，卷绕机构2动作，使取料机构3与其分离，以抓取物料，待抓取物料动作完成后，空中穿梭车再次恢复图1所示的状态，如此循环，实现物料的抓取、分放。

如图3、4和5所示，所述行走机构1包括行走驱动件101、传动件102、穿梭车车轮、水平导向件104、竖直导向件105、转向件106和调整件107，所述行走驱动件101驱动传动件102带动穿梭车车轮转动，所述水平导向件104设置在穿梭车车轮的上方并与穿梭车车轮所在的平面相垂直，所述穿梭车车轮对称分布在工字形轨道5的竖立面两侧且与工字形轨道5的底部内水平面相接触，所述竖直导向件105设置在工字形轨道5的底部的外水平面上且与穿梭车车轮所在的平面相平行，所述转向件106位于竖直导向件105之下，所述调整件107垂直在转向件106的下方，所述调整件107连接在卷绕机构2上。

水平导向件104和竖直导向件105保证空中穿梭车在行驶过程中，穿梭车车轮始终能够贴合工字形轨道5，保证运动过程的平稳性，转向件106和调整件107保证空中穿梭车在拐弯过程中，穿梭车车轮始终能够贴合工字形轨道5，进一步地保证了运动过程的平稳性。采取单工字形轨道5，并将穿梭车悬吊于单工字形轨道5运行，充分利用了物流运输中地面以上的空间，并克服了双轨道对高精度的要求。

所述行走机构1中，穿梭车车轮有两组，一组包括对称在工字形轨道5两侧的主动轮103和第一从动轮109，另一组包括对称在工字形轨道5两侧的第二从动轮110和第三从动轮111，所述主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110和第三从动轮111上分别具有一个水平导向件104，每个水平导向件104均包括两个与工字形轨道5的竖立面相接触的水平导向轮。

主动轮103和第一从动轮109构成第一滚动组，第二从动轮110和第三从动轮111构成第二滚动组，所述转向件106为竖直转轴，两个竖直转轴对称分布在第一滚动组和第二滚动组的下方。

所述调整件107包括水平转轴、轴承和轴承座，所述水平转轴的两端通过轴座连接在轴承座内，所述竖直转轴连接在调整件107的轴承座上。转弯时，工字形轨道5压迫轨道一侧的两组水平导向件104，转向件106带动转向架转弯，带动转向件106的竖直转轴微调，实现穿梭车车轮转弯。转弯中如果轨道不平整，轨道下端面外侧压迫竖直导向件105，带动两个滚动组沿着水平转轴做微调，保证穿梭车车轮始终能够贴合工字形轨道5。

所述调整件107的底部通过连接件112连接在卷绕机构2上。

所述竖直导向件105至少有四个，分别设置在主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110和第三从动轮111之下，且紧贴于工字形轨道5的底部的外水平面上。

所述传动件102包括主传动轮1021、传动带1022、主动转轴1023和从传动轮1024，所述主传动轮1021连接在行走驱动件101的输出端，所述传动带1022分别套接主传动轮1021和从传动轮1024，所述主动转轴1023由从传动轮1024驱动，所述主动轮103与主动转轴1023连接。兼具齿轮传动的精确性以及带传动的远距离性，同时结构简单，标准化程度高。

所述行走驱动件101为行走驱动电机，驱动电机输出轴连接主传动轮1021。

所述行走机构1还包括位置检测器108，所述位置检测器108为接近开关，所述接近开关设置在行走机构1的外侧。以实时监测穿梭车位置，避免穿梭车拥堵在一起，同时可以方便的控制穿梭车的速度，增强其运行的平稳性。

该空中穿梭车的行走机构1由行走驱动电机驱动，经驱动电机输出轴将转矩经传动件102传递到主动轮103，主动轮103带动第一从动轮109、第二从动轮110以及第三从动轮111；水平导向件104设置于主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110以及第三从动轮111上方，紧贴工字形轨道5的直面两侧，竖直导向件105设置于工字形轨道5下方外水平面，紧贴工字形轨道5下方外水平面，水平导向件104和竖直导向件105保证不论是速度原因还是轨道不平整，主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110以及第三从动轮111都能够一直贴着工字形轨道5行走。转向件106设置在第一滚动组、第二滚动组的下方，使穿梭车的行驶机构能够在工字形轨道5拐弯处顺利拐弯改变行驶方向，调整件包括一个水平放置的水平转轴、轴承和轴承支座，垂直设置在竖直转轴下方，在行走机构1拐弯时，主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110以及第三从动轮111可能会有小幅度的偏离工字形轨道5下方内水平面，导致穿梭车行驶不稳，调整件107可以很好地调节偏离偏差距离，使主动轮103、第一从动轮109、第二从动轮110、第三从动轮111和工字形轨道5下方内水平面始终可以相接触，保持穿梭车行驶的稳定性。

如图6和图7所示，本实施例的卷绕机构2包括卷绕驱动件201、卷绕筒202、卷绕丝杆203、导向轴204、四根卷绕绳212和四个导向轮组件205；四根卷绕绳212的一端分别固定并缠绕在卷绕筒202上，另一端穿过对应的导向轮组件205后吊装取料机构3，所述卷绕驱动件201驱动卷绕筒202转动，所述卷绕丝杆203装设在卷绕筒202的中心，所述导向轴204沿卷绕筒202的轴向设置在卷绕丝杆203的两侧。

所述卷绕机构2还包括卷绕底座206和边框207，所述边框207通过紧固件208连接在卷绕底座206上形成用于盛放卷绕驱动件201、卷绕筒202、卷绕丝杆203、导向轴204、多根卷绕绳212和多个导向轮组件205的空间。

所述卷绕筒202通过卷绕支座209固定在卷绕底座206上。

所述卷绕机构2还包括压紧轮210，所述压紧轮210有两个，所述压紧轮210的端部连接在卷绕支座209上，压紧轮210压持于卷绕筒202上。能够确保卷绕绳212的收放平整有序。

每个导向轮组件205包括两个U型槽滚轮，相邻U型槽滚轮沿其轴线相互垂直设置，U型槽滚轮通过滚轮支座固定在卷绕底座206上。卷绕绳212能够在U型槽内过线，同时相邻的U型槽滚轮相互垂直能够确保过线更为稳定。

所述卷绕筒202的外表面沿其轴向设有与所述卷绕绳212数目相匹配的线槽。本实施例有四个线槽，能够确保四根卷绕绳212可以有效的从卷绕底座206的四个边角垂吊下去，实现对下面取料机构3的平稳卷吊。也可以根据实际工况，设计成更多的卷绕绳212，已经对应的其他组件，从而提高穿梭车在升降过程中的稳定性。

所述卷绕机构2还包括张紧检测机构211，所述张紧检测机构211包括张力检测轮2111、移动滑块2112、接触开关2113和张紧轮2114；所述张力检测轮2111和移动滑块2112相连接，移动滑块2112和接触开关2113相连接，所述张紧轮2114和张力检测轮2111相对设置，卷绕绳212依次穿过张紧轮2114和张力检测轮2111后连接到导向轮组件205。当张紧轮2114张紧时，卷绕绳212推动张力检测轮2111，张力检测轮2111带动移动滑块2112移动，压紧接触开关2113，接通卷绕驱动件201的电源，卷绕机构2工作；当卷绕绳212发生折断或者松弛时，张力检测轮2111复位，断开卷绕驱动件201的电源，使得卷绕机构2在发生意外时，紧急制动，提高了穿梭车在升降过程中的安全性。

本实施例的卷绕绳212为钢丝。卷绕驱动件201为卷绕驱动电机。

本实施例的卷绕机构2舍弃了传统的液压、链条、偏心轮机构，通过卷绕筒202、钢丝、张紧检测机构211，实现穿梭车的升降，压紧轮210使收放端钢丝始终与卷绕筒202相切，使穿梭车升降时，钢丝的收放平稳一致。

当空中穿梭车需要取料时，卷绕机构2通过松放钢丝，把取料机构3放松至物料附近，待取料机构3完成取料后，卷绕机构2通过收紧钢丝，使取料机构3复位，放料过程与取料过程类似。

如图8、9、10、11所示，本实施例的取料机构3包括取料底座301，所述取料底座301上开设与待抓取物形状相匹配的取料通孔302，沿取料通孔302的外周分别设有取料驱动件303、三个同步带轮304、同步带305和抓手306；所述取料驱动件303连接其中的一个同步带轮304，相邻的同步带轮304之间通过同步带305连接实现同步传动，所述抓手306的数目与同步带轮304相匹配，所述抓手306的一端与同步带轮304同轴装配，另一端悬空，各个抓手306的悬空端转动至取料通孔302上方形成用于夹持的夹取空间。

本实施例中，设置三个同步带轮304，在实际操作时，同步带轮304的设置可以是四个、五个、六个等不同数量；抓手306和同步带轮304数量一致，抓手306一端和同步带轮304同轴装配于取料底座301上；同步带和同步带轮304相配合。

所述同步带轮304以取料通孔302的中心为原点，环形分布于取料底座301上。

所述取料通孔302为圆形通孔。也可以根据待抓取物料的形状设置成对应的通孔形状。

所述抓手306的悬空端上设置用于位置限定的侧挡立柱307。

侧挡立柱307与物料接触，直接约束物料。物料是由抓手306带动侧挡立柱307转动，多个侧挡立柱307形成用于夹持的夹取空间，侧挡立柱307接触物料边界后通过力反馈信号控制抓手306停止转动。物料外轮廓下表面与抓手306的上表面平齐或在其上方。

所述取料驱动件303为取料驱动电机。

如图12所示，本实施例的穿梭车的顶部设置有自动充电机构4，所述自动充电机构4包括充电轨道401、充电座404、充电驱动件402、充电推杆403、提升杆410、压缩件405、充电柱406；所述充电座404卡持在充电轨道401上并沿充电轨道401滑行，所述充电驱动件402固定在充电座404上并驱动充电推杆403上下运动，所述提升杆410固定在充电推杆403的顶部，所述提升杆410的两端与充电柱406的首端通过压缩件405连接，所述充电柱406的末端穿过充电座404后通过电极408连接待充电接口。

所述充电座404上设有直线轴承407，所述充电柱406穿套在直线轴承407内。

所述电极408的外缘包裹有绝缘头409。可以防止电机408与充电接头接触时产生的火花。

所述压缩件405为压缩弹簧。所述充电驱动件402为充电驱动电机。

当穿梭车需要充电时，向总控制台发出信号，本实施例中的充电驱动电机驱动充电推杆403向下运动并压紧压缩弹簧进而带动充电柱406沿着直线轴承407向下运动，电极408与穿梭车充电口接触，开始充电，绝缘头409防止电极408与穿梭车充电口接触瞬间产生电火花。当穿梭车充满电之后，充电驱动电机解除自锁，压缩弹簧复位，充电柱406向上运动，结束充电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。