一种洁净间工装车

1.本实用新型涉及洁净间搬运设备领域，更具体地涉及一种洁净间工装车。


背景技术：

2.无尘加工制造对生产环境有严格的洁净要求，如洁净等级是class 10的十级洁净间，要求环境中尺寸大于0.1um的颗粒数应当少于10000个/m
³
。进入洁净间的工作人员需要穿洁净服方可进入洁净间，且在洁净间工装区的操作需遵循洁净间的操作流程，避免将洁净间以外的颗粒带入洁净间，并避免因操作不当，在洁净间引入新产生的颗粒。对于需要进入洁净间的货物，均需要先经过预处理，保证货物在进入洁净间的工作区前，颗粒物的数量在容许范围内。
3.洁净间工装车是洁净间中的助力设备，在可适用于洁净环境中工作的前提下，起到助力搬运重物的作用。现有的大部分工装车仅适用于普通环境中工作，对小部分可使用于洁净间的工装车，其最高使用的洁净间等级是千级洁净间，十级洁净间的搬运主要还是依靠人力来实现，也有借助地牛、agv小车驮运重物的，但这类助力装置只能实现简单的水平搬运，无法实现上下搬运重物的功能。
4.现有的可使用于千级洁净间的工装车，其升降功能所采用的传动机构有链条传动、液压传动、同步带传动、滚珠丝杠传动等。如图1所示为一种常用的同步带传动结构，包括主动轮100、同步带200、滑块300、不锈钢带400、导轨500和从动轮600，其中，滑块300沿导轨500的导轨面的运动是通过其内部运动着的同步带200传动实现的，导轨500竖直放置，为方便电机的安装，主动轮100布置在导轨500的下方，从动轮600布置在导轨500的上方。为了将同步带200传动内部产生颗粒物的环境与周围的洁净环境进行屏蔽，将滑块300的运动面与导轨面之间安装一片绷紧且紧贴导轨面的不锈钢带，且滑块300紧贴不锈钢带400运动，用于最大可能地提高不锈钢带的屏蔽效果。这种结构的缺点在于运动的滑块与不锈钢带之间仍然存在滑动摩擦，由于到洁净间的洁净风是由上而下吹的，这就导致因摩擦而产生的颗粒物会伴随着滑块的上下运动而在洁净间环境中飘散，并最终影响洁净间的洁净度，污染洁净间中的产品，因而采用这种结构的洁净间工装车并不适用于十级洁净间。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种洁净间工装车，在不引入外界灰尘至洁净间环境的同时，实现洁净间内重物的搬运，适用于十级或对洁净要求低一些的洁净间。
6.本实用新型提供一种洁净间工装车，包括：
7.底板组件，包括底板和设置在所述底板上的车轮；
8.传动组件，包括设置于所述底板上的下套筒和驱动装置，所述下套筒内设有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的螺杆与所述驱动装置相连，所述下套筒上部套设有一上套筒，所述滚珠丝杠的螺母则与所述上套筒固定连接；
9.举升夹具组件，包括固定在所述上套筒顶部的悬臂，所述悬臂与一夹具转动连接。
10.进一步地，所述上套筒的下部内侧和所述下套筒的上部外侧各设有一对直角平面滚针轴承。
11.进一步地，所述下套筒和所述上套筒之间设有下密封圈。
12.进一步地，所述上套筒的顶部设有上顶板，所述悬臂固定在所述上顶板上。
13.进一步地，所述上顶板和所述上套筒之间设有上密封圈。
14.进一步地，所述夹具包括安装板，所述安装板上设有转轴和多个定位销，所述定位销上设有限位销，所述安装板通过所述转轴与所述悬臂转动连接。
15.进一步地，所述悬臂具有轴孔，所述轴孔内固定有轴承定位筒，所述轴承定位筒的两端分别设置有与所述转轴固定相连的外轴承盖和与所述悬臂固定相连的内轴承盖，所述轴承定位筒与所述外轴承盖和所述内轴承盖之间分别设置有轴承，所述转轴与所述轴承过盈配合；所述外轴承盖上设有弹性销，所述悬臂上设有与所述弹性销的销头相配合的销孔。
16.进一步地，所述底板上设置有套筒底座，所述下套筒固定在所述套筒底座上。
17.进一步地，所述滚珠丝杠的螺母和所述上套筒顶部各设有一连接板，两所述连接板之间连接有多根导向杆。
18.进一步地，还包括设置在所述底板上的控制柜组件，所述控制柜组件包括控制柜及设置于所述控制柜内的电池、温度传感器、温度巡检仪和配重块，所述温度传感器设置在所述电池上，所述电池分别与所述温度巡检仪和所述驱动装置电连接，所述温度巡检仪与所述温度传感器电连接，所述控制柜与所述驱动装置电连接。
19.本实用新型的洁净间工装车，通过上套筒、下套筒与上顶板、上密封圈、下密封圈结构围成的空间封闭结构，能有效避免洁净风的吹入，避免套筒内传动机构产生的颗粒物进出洁净环境，进而降低了小车使用时，对洁净间的洁净度造成影响，可适用于十级或对洁净要求低一些的洁净间；通过直角平面滚针轴承将上、下套筒间的滑动摩擦转为滚动摩擦，从而减少灰尘的产生量，同时还可承载举升夹具组件举升重物时产生的翻转力矩；采用滚珠丝杠传动机构，相比较于常用的矩形丝杠螺母传动，摩擦力较小，提高了传动效率，且噪声较小。本实用新型的洁净间工装车可实现超导腔的垂直移动、水平移动和旋转，即可实现任意方向的搬运，可简化工作内容，减轻工作人员的劳动强度。
附图说明
20.图1为现有洁净间工装车的同步带传动结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的洁净间工装车的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的洁净间工装车的半剖视图；
23.图4为图3的a部放大图。
具体实施方式
24.下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。
25.如图2所示，本实用新型实施例提供一种洁净间工装车，包括底板组件1、传动组件3和举升夹具组件4，其中，底板组件1包括底板1
‑
1，传动组件3设置在底板1
‑
1的顶部，举升夹具组件4则设置在传动组件3上，用于夹持洁净间的重物，传动组件3可沿竖直方向运动，从而带动举升夹具组件4及其上的重物同步运动，底板1
‑
1的底部设有车轮1
‑
2，通过车轮1
‑
2，该洁净间工装车可在洁净间内自由移动，从而实现重物的搬运。
26.洁净间的地板通常为镂空结构，为保证工装车移动的平稳性，车轮1
‑
2可设置为4个，均匀设置在底板1
‑
1底部的四个角；另外，车轮1
‑
2可具备减震功能。进一步地，可采用轮宽相对较大的轮组（轮组宽度可为50mm）；为避免轮组对洁净间环境造成污染，轮组上轴承的润滑部分采用洁净间可用润滑脂，其可降低粉尘的生成量。轮组的边缘可采用橡胶材料，提高耐磨性。
27.如图3所示，传动组件3包括固定在底板1
‑
1上的驱动装置和下套筒3
‑
6，下套筒3
‑
6的上部套设有上套筒3
‑
10，下套筒3
‑
6内设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺杆3
‑
5与驱动装置相连，滚珠丝杠的螺母3
‑
7与上套筒3
‑
10固定连接。底板1
‑
1上可设置有套筒底座3
‑
14，下套筒3
‑
6则固定在套筒底座3
‑
14上，这样可以使安装更方便。驱动装置可包括电机3
‑
1和减速器3
‑
2，滚珠丝杠的螺杆3
‑
5可安装在轴承座3
‑
4上，电机3
‑
1经减速器3
‑
2减速后，通过联轴器3
‑
3与螺杆3
‑
5连接；螺母3
‑
7与上套筒3
‑
10上各安装有一连接板（图中未示出），两个连接板之间设有多根（例如为4根）导向杆3
‑
11，两个连接板与导向杆3
‑
11通过螺栓连接，从而使螺母3
‑
7与上套筒3
‑
10固定连接。为避免洁净间的风吹入套筒内部（十级洁净间的风向，一般是从上往下吹），引起上下套筒内的颗粒物被吹到上下套筒外部，上套筒3
‑
10的顶部固定有上顶板3
‑
12，举升夹具组件4固定在上顶板3
‑
12上；在电机3
‑
1的驱动下，螺杆3
‑
5带动螺母3
‑
7沿竖直方向上下移动，螺母3
‑
7再带动上套筒3
‑
10上下移动，从而带动举升夹具组件4上下移动。在上套筒3
‑
10的下部内侧和下套筒3
‑
6的上部外侧，通过螺栓各对角安装有一对直角平面滚针轴承3
‑
9，用于将上、下套筒间的滑动摩擦转为滚动摩擦，从而减少灰尘的产生量，同时，直角平面滚针轴承3
‑
9还可承载举升夹具组件4举升重物时产生的翻转力矩。
28.上套筒3
‑
10和下套筒3
‑
6之间设有下密封圈3
‑
8，用于将传动机构与洁净间环境隔开，避免传动机构在运动时产生的颗粒物进入洁净间。上顶板3
‑
12与上套筒3
‑
10之间设有上密封圈3
‑
13，上套筒3
‑
10、下套筒3
‑
6与上顶板3
‑
12、上密封圈3
‑
13、下密封圈3
‑
8结构围成的空间封闭结构，能有效避免洁净风的吹入，避免套筒内传动机构产生的颗粒物进出洁净环境，进而降低了小车使用时，对洁净间的洁净度造成影响。
29.举升夹具组件4包括悬臂4
‑
4和夹具40，悬臂4
‑
4固定在上顶板3
‑
12上，夹具40与悬臂4
‑
4远离上顶板3
‑
12的一端转动连接，用于夹持洁净间的重物，例如超导腔等，并可使重物翻转。
30.如图4所示，其中示出了用于夹持超导腔的夹具40，包括安装板4
‑
7，安装板4
‑
7上设有转轴4
‑
2和多个定位销4
‑
6，转轴4
‑
2和定位销4
‑
6分别通过螺栓固定在安装板4
‑
7的两侧，超导腔上设有与定位销4
‑
6匹配的定位孔，定位销4
‑
6插入定位孔从而对超导腔进行定位；定位销4
‑
6上还设有限位销4
‑
5，定位销4
‑
6对超导腔进行定位后，通过限位销4
‑
5进行锁紧，使超导腔固定在夹具40上，从而实现对超导腔的搬运。定位销4
‑
6可设为4个，分别位于安装板4
‑
7的四个角，这样可以使定位更加方便，且使安装板4
‑
7受力更均匀。
31.具体地，悬臂4
‑
4上设有轴孔（图中未示出），轴孔内设有轴承定位筒4
‑
8，其焊接在悬臂4
‑
4上，轴承定位筒4
‑
8的两端分别设置有内轴承盖4
‑
9和外轴承盖4
‑
10，内轴承盖4
‑
9通过螺钉固定于悬臂4
‑
4上，外轴承盖4
‑
10经安装于转轴4
‑
2上的轴用挡圈4
‑
11限制轴向运动，只能随转轴4
‑
2做旋转运动，在轴承定位筒4
‑
8与外轴承盖4
‑
10、内轴承盖4
‑
9之间分别设置有深沟球轴承4
‑
3，通过轴承定位筒4
‑
8、内轴承盖4
‑
9和外轴承盖4
‑
10对深沟球轴承4
‑
3进行定位；转轴4
‑
2的两端分别与两个深沟球轴承4
‑
3过盈配合，从而使转轴4
‑
2在轴承中转动；在外轴承盖4
‑
10上还设置有弹性销4
‑
1，弹性销4
‑
1上设有外螺纹，外轴承盖4
‑
10上设有与其配合的内螺纹，两者通过螺纹连接，悬臂4
‑
4上设有与弹性销4
‑
1的销头配合的销孔（图中未示出），当销头插入销孔内时，弹性销4
‑
1可锁紧外轴承盖4
‑
10，间接锁紧了转轴4
‑
2，使其无法转动。弹性销4
‑
1为常用的自动锁紧装置，其结构和工作原理为本领域公知常识，此处不再赘述。
32.弹性销4
‑
1可设置为4个，且沿周向均匀设置，相应的，悬臂4
‑
4上设置有4个与弹性销4
‑
1的销头配合的销孔，相邻两个销孔之间的角度为45
°
，这样可对超导腔进行45
°
、90
°
、270
°
和360
°
的翻转，在对超导腔进行翻转前，先拔出所有弹性销4
‑
1的销轴，使弹性销4
‑
1的销头缩回，然后手动旋转超导腔，当接近指定角度（例如45
°
）时，再转动弹性销4
‑
1的螺帽，使弹性销4
‑
1的销头处于到位（即销头插入销孔的位置）即可自动锁紧状态，当旋转指定角度时，弹性销4
‑
1的销头自动弹出并卡入销孔中，使外轴承盖4
‑
10不能转动，进而限制转轴4
‑
2的转动，实现自动锁紧。
33.夹具40可根据搬运的重物类型进行更换，以实现一车多用，提高工装车的使用灵活性。
34.继续参照图2和图3，洁净间工装车还可包括控制柜组件2，其固定在底板1
‑
1上，包括控制柜2
‑
1以及位于控制柜2
‑
1内的电池2
‑
5、温度传感器2
‑
4、温度巡检仪2
‑
2和配重块2
‑
3，电池2
‑
5主要用于给驱动装置的电机3
‑
1和温度巡检仪2
‑
2供电，可采用24v磷酸铁锂电池，电池2
‑
5容量为50ah，电池2
‑
5的电量、电压等信息可在控制柜的控制面板上实时显示；磷酸铁锂电池具有较好的供电稳定性、安全性，可适用于洁净间使用。另外，为避免电池过热情况的发生，在电池2
‑
5上安装有4路温度传感器2
‑
4，其为pt
‑
100温度传感器，温度传感器2
‑
4的线缆一端与温度巡检仪2
‑
2连接，一端与pt
‑
100探头连接，电池2
‑
5的温度可通过温度巡检仪2
‑
2进行实时显示，当电池2
‑
5有过热情况出现时，可通过温度巡检仪2
‑
2上的报警信号及时发现，避免危险情况的出现。电池2
‑
5、配重块2
‑
3分别固定于控制柜的底层和中层，均可起到配重的作用，保证工装车在搬运重物时的稳定性。控制柜2
‑
1内还安装有电气元件，用于控制驱动装置、显示电池信息等，实现自动控制。
35.电机3
‑
1可选用伺服电机，其转速可通过控制柜2
‑
1进行连续调节，从而控制传动组件3的上下移动速度，调速区间为0
‑
12.5mm/s，有效行程为800mm。
36.控制柜2
‑
1上还可设置扶手，通过该扶手推动工装车，方便移动。
37.在使用时，可通过扶手将工装车推至重物（例如超导腔）位置，然后电机3
‑
1驱动滚珠丝杠向下运动，使上套筒3
‑
10和举升夹具组件4处于下限位极限位置，然后将夹具40的定位销4
‑
6插入超导腔的定位孔中，定位好后再通过限位销4
‑
5锁紧，然后电机3
‑
1驱动滚珠丝杠向上运动，带动超导腔也向上运动，从而实现垂直搬运；当需要对超导腔进行翻转时，先拔出弹性销4
‑
1的销轴，接近指定角度（例如为45
°
）时，再转动弹性销4
‑
1的螺帽，使弹性销4
‑
1处于到位即可自动锁紧状态，当到达指定角度后即可自动锁紧。当超导腔固定在夹具40上后，可通过推动工装车使超导腔移动至洁净间任意位置，因此，该工装车可实现超导腔的垂直移动、水平移动和旋转，即可实现任意方向的搬运，可大大减少工作人员的体力，十分方便。
38.本实用新型实施例提供的洁净间工装车，通过上套筒3
‑
10、下套筒3
‑
6与上顶板3
‑
12、上密封圈3
‑
13、下密封圈3
‑
8结构围成的空间封闭结构，能有效避免洁净风的吹入，避免套筒内传动机构产生的颗粒物进出洁净环境，进而降低了小车使用时，对洁净间的洁净度造成影响，可适用于十级或对洁净要求低一些的洁净间；通过直角平面滚针轴承3
‑
9将上、下套筒间的滑动摩擦转为滚动摩擦，从而减少灰尘的产生量，同时还可承载举升夹具组件4举升重物时产生的翻转力矩；采用滚珠丝杠传动机构，相比较于常用的矩形丝杠螺母传动，摩擦力较小，提高了传动效率，且噪声较小。本实用新型的洁净间工装车可实现超导腔的垂直移动、水平移动和旋转，即可实现任意方向的搬运，可简化工作内容，减轻工作人员的劳动量。
39.以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。