一种磁力传动机构及应用该传动机构的真空管道系统的制作方法

本实用新型涉及机械传动领域，特别涉及一种磁力传动机构及应用该传动机构的真空管道系统。

背景技术：

科研过程往往涉及到在腔体内进行样品、探测设备等物体的传送，常见的解决方案是通过在腔体内外设置有磁性相吸的磁体，以腔体外的磁体运动带动腔体内的磁体运动，通过腔体内的磁体运动从而带动样品、探测设备等物体在腔体内实现运动。这种传动方式要求腔体外的磁体需要和腔体内的磁体的距离一直保持在某个范围内，两者不能相隔太远；但实际应用上，在腔外磁体运动的路线上，经常会存在障碍物，这些障碍物包括探测装置、对接装置等，构成腔体本身的部件有时也会成为障碍物。

上述问题主要反映在真空管道传送领域中。目前，现有真空直线段传送装置由真空内传送轨道、从动小车、从动磁铁；真空外传送轨道、主吸附磁铁、主运动小车组成。真空外主运动小车由驱动装置带动，做直线运动；真空外磁铁吸附真空内磁铁一起做直线运动。然而，现有的真空直线段腔体应配的闸板阀无法在拥有此类运动机构的直线段腔体中安装，若安装上去，闸板阀在腔体外的部分将成为障碍物，阻碍主运动小车的前进，进而阻碍主吸附磁铁的运动。

如何使上述应用场合中，磁体的运动不受障碍物的影响，从而实现腔体内物体顺利传动，是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种磁力传动机构及应用该传动机构的真空管道系统，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种磁力传动机构，包括基座、上轨道、下轨道、上滑块、下滑块、驱动装置、下引导轨、下引导轮以及弹性复位件；所述上轨道包括前轨道、后轨道及中间段；所述下轨道以及所述下引导轨均设置在所述基座上；所述上滑块可沿所述上轨道滑行；所述下滑块受所述驱动装置驱动且可沿所述下轨道滑行；所述上滑块设置有上磁体；所述弹性复位件包括设置于所述下滑块上的前弹性复位件以及后弹性复位件；所述前弹性复位件上设置有第一磁体；所述后弹性复位件上设置有第二磁体；所述上磁体与所述第一磁体、第二磁体磁性相吸且位置对应；所述下引导轮包括前导轮及后导轮；所述前导轮安装在所述前弹性复位件上并与所述第一磁体保持恒定的相对空间位置；所述后导轮安装在所述后弹性复位件上并与所述第二磁体保持恒定的相对空间位置；所述下引导轨位于中间段下方；所述下引导轨呈下凸的形状，使得所述下引导轮沿所述下引导轨滑行时产生垂直向下的位移量再产生垂直向上的等量位移量，所述弹性复位组件受所述下引导轮牵引，先向下运动再向上运动，使得所述第一磁体、第二磁体在经过所述中间段下方时，产生垂直向下的位移量，离开所述中间段下方后，回复到原有的水平高度。

优选地，所述下滑块包括支撑座；所述前弹性复位件包括升降组件及弹性组件；所述升降组件与所述支撑座滑动连接，所述弹性组件安装在所述支撑座上并限制所述升降组件与所述支撑座之间的相对滑动行程；所述前导轮安装在所述升降组件上。

优选地，所述支撑座包括支撑顶块及支撑侧块；所述支撑顶块设置在所述下滑块顶部，所述支撑侧块与所述支撑顶块侧边连接；所述升降组件包括升降顶块以及升降侧块；所述前导轮安装在所述升降侧块上；所述升降侧块与所述支撑侧块滑动连接；所述第一磁体设置于所述升降顶块上。

优选地，所述弹性组件包括弹簧及限位柱；所述弹簧上下端分别连接所述升降顶块以及所述支撑顶块；所述限位柱底端与所述支撑顶块连接并设置在所述弹簧内，用以限制所述升降组件的最大向下位移量。

优选地，所述驱动装置包括传动带及固定在所述传动带上的对接件；所述对接件与所述下滑块一侧连接并带动所述下滑块沿所述下轨道滑行；所述下引导轨的形状为倒梯形。

优选地，所述支撑侧块在接触处包围所述升降侧块；所述支撑侧块内壁设置有左滑轮及右滑轮；所述升降侧块前后两侧分别与所述左滑轮及所述右滑轮滑动连接。

优选地，所述上磁体包括第三磁体及第四磁体；所述第三磁体与所述第一磁体位置对应；所述第四磁体与所述第二磁体位置对应；所述后弹性复位件采取与所述前弹性复位件相同的构造；所述后导轮与所述前导轮的安装位置相对应。

一种应用所述磁力传动机构的真空管道系统，包括真空管道及设置在所述真空管道上的安全阀；所述真空管道包括密封相接的前管道及后管道；所述前轨道位于所述前管道内，所述后轨道位于所述后管道内；所述安全阀两端分别连接所述前管道及所述后管道。

优选地，所述驱动装置包括张紧机构以及两个同步轮，所述传动带为同步带并由所述同步轮带动；所述传动带断开且所述对接件夹住所述传动带断开的两端；所述两个同步轮之间的距离由所述张紧机构调节。

优选地，所述张紧机构为螺栓调节组件，所述螺栓调节组件固定在所述基座上，其一端与所述同步轮的轮轴直接或间接相连，用于调节该同步轮在水平方向上的位置。

实施本实用新型的主要有益效果有：

1、第一磁体和第二磁体经过中间段下方时，下引导轮进入下引导轨，使得第一磁体和第二磁体依次在前进的同时下降一定高度，能有效依次避开中间段所在垂直面上设置的障碍物，同时可为上滑块持续提供前进的动力；

2、真空管道系统上设置安全阀，缩短了系统到达超高真空状态的时间,同时提高整个系统使用的安全性，如果出现某段管道泄露，可以使用安全阀与系统其他管道进行隔离，保证整个系统的真空度不受影响，同时便于更换或者维修；弹性复位件、下引导轮和下引轨道等设计使得第一磁体和第二磁体在前进中能避开安全阀，实现有效的管道内物体传输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中，真空管道系统的结构示意简图；

图2为又一个实施例中，前导轮开始进入下引导轨时的结构示意图；

图3为图2中的A-A切面视角结构示意图；

图4为图3中的支撑座、升降组件、弹性组件等部件的结构放大示意图；

图5为第三磁体下降到最低点时的结构示意图；

图6为图5中的B-B切面视角结构示意图；

图7为支撑侧块与升降侧块的位置关系示意图；

图8为对接件夹紧两端断开的传动带时的结构示意简图；

图9为磁力传动机构的一种应用示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

11-基座，12-前管道，13-后管道，14-真空抽气口，15-安全阀，16-法兰，17-障碍物，

21-上轨道，211-前轨道，212-后轨道，213-中间段，214-轨道支撑件，

22-下轨道，23-下引导轨，

3-上滑块，

4-下滑块，41-支撑座，411-支撑顶块，412-支撑侧块，413-左滑轮，414-右滑轮，

5-驱动装置，51传动带，52对接件，53同步轮，54-螺栓，55-张紧螺母，56-固定板，

6-下引导轮，61-前导轮，62-后导轮，

7-前弹性复位件，71-升降组件，711-升降顶块，712-升降侧块，

72-弹性组件，721-弹簧，722-限位柱，

8-后弹性复位件，

91-第一磁体，92-第二磁体，93-第三磁体，94-第四磁体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本文在描述部件之间的相对位置时采用了“上”“下”“前”“后”“左”“右”等字词，仅出于便于理解的目的，并非指定本实用新型中某部件在应用场合中的绝对位置或者绝对方向。

在一个具体实施例中，参照图1～图9，一种磁力传动机构，包括基座11、上轨道21、下轨道22、上滑块3、下滑块4、驱动装置5、下引导轨23、下引导轮 6以及弹性复位件；所述上轨道21包括前轨道211、后轨道212及中间段213；所述下轨道22以及所述下引导轨23均设置在所述基座11上；所述上滑块3可沿所述上轨道21滑行；所述下滑块4受所述驱动装置5驱动且可沿所述下轨道22滑行；所述上滑块3设置有上磁体；所述弹性复位件包括设置于所述下滑块上的前弹性复位件7以及后弹性复位件8；所述前弹性复位件7上设置有第一磁体91；所述后弹性复位件8上设置有第二磁体92；所述上磁体与所述第一磁体91、第二磁体92磁性相吸且位置对应；所述下引导轮6包括前导轮61及后导轮62；所述前导轮61安装在所述前弹性复位件7上并与所述第一磁体91保持恒定的相对空间位置；所述后导轮62安装在所述后弹性复位件8上并与所述第二磁体92保持恒定的相对空间位置；所述下引导轨23位于中间段213下方；所述下引导轨23呈下凸的形状，使得所述下引导轮6沿所述下引导轨23滑行时产生垂直向下的位移量再产生垂直向上的等量位移量，所述弹性复位组件受所述下引导轮6牵引，先向下运动再向上运动，使得所述第一磁体91、第二磁体92在经过所述中间段下方时，产生垂直向下的位移量，离开所述中间段213下方后，回复到原有的水平高度。

所述磁力传动机构应用于腔体内物体的传送时，上轨道21设置在腔体内，下轨道22位置对应地设置在腔体外，该机构适用于真空环境或者非真空环境。当然，所述磁力传动机构还可以应用在多种场合，并不一定限定在腔体内物体传送的场合。

所述上轨道21可以是弯曲的也可以是直线的，既可以是多节的也可以是仅包含前轨道211和后轨道212两节。

所述中间段213可以是轨道，也可以是间隙，本领域技术人员可根据具体实际应用进行相应形式的设计。

轨道支撑件214可以设置在上轨道21的底部也可以设置在上轨道21的两端或者两侧，由于不属于本实用新型的重点，在此不作赘述。

下轨道22和上轨道21在一般情况下位置、弧度相对应，以保证上磁体和第一磁体91、第二磁体92具有一定的相吸磁力。

下引导轨23可以通过基座11来进行固定，也可以通过下轨道22来进行固定，其设置的位置可以是多种的(如图9所示，下引导轨23可以位于下轨道22的一侧)，其目的是为下引导轮6在前进过程中提供一个先向下运动，最后回复到水平高度的运动轨道，为达到该目的，下引导轨23需具有下凸的形态，比如下凸的倒梯形、圆弧形、倒三角形、阶梯形等。考虑到实际应用过程中，物品可能被需要来回传送，因此下引导轨23可以采用对称的结构设计，使得第一磁体91和第二磁体92在后退的过程中也可以避开障碍物。

上滑块3指可在上轨道21上滑行的部件，图1～图9仅示出一些应用例子，并非限定其形状和结构，于本领域技术人员而言可以通过现有技术选择多种实现手段；上滑块3上可以设置有用于紧固、乘放样品、探测设备等物品的部件，以达到在自身滑行的过程中传送物体的目的。同理，下滑块4的形状和结构也可以根据实际应用而变化，下滑块4的作用主要是：受驱动装置5驱动，进而为第一磁体91、第二磁体92的前进提供驱动力。

驱动装置5可以采用现有的技术，其主要作用是驱动下滑块4沿下轨道22向前/向后滑行。

上轨道21、下轨道22、上滑块3、下滑块4、下引导轮6、下引导轨23、弹性复位件、上磁体、第一磁体91、第二磁体21等部件数量，可以根据实际应用进行扩展。

上磁体既可以是一整块也可以是多块，需满足位置与第一磁体91、第二磁体92相对应的条件。

下引导轮6可以设计为单侧的形态，也可以设计为双侧的形态；其数量不作限定。

弹性复位件可以采用现有的结构(如减震结构、弹性回复结构等)，本领域主要可根据以满足下面条件为前提，进行选择或设计其具体结构：

1、受下引导轮6因进入下引导轨23而施加的下拉力后，弹性复位件积蓄弹性势能，通过自身高度的降低而使得位于其上的第一磁体91/第二磁体92高度降低；

2、下引导轮6离开下引导轨23后，弹性复位件通过自身积蓄的弹性势能而恢复到原有高度，使得位于其上的第一磁体91/第二磁体92亦恢复到原有高度；

3、弹性复位件由下滑块4带动前进。

第一磁体91、第二磁体92在一些实施例中与弹性复位件直接接触，在另外一些实施例中与弹性复位件间接接触，在此不作详述。

图9中示出了磁力传动机构的一种应用场合，本实用新型可解决第一磁体91、第二磁体92在运动过程中，遇到障碍物17(如检测设备、对接装置等)而无法前行的问题。

在一个优选实施例中，结合图2、图3所示，所述下滑块4包括支撑座41；所述前弹性复位件7包括升降组件71及弹性组件72；所述升降组件71与所述支 撑座41滑动连接，所述弹性组件72安装在所述支撑座上41并限制所述升降组件71与所述支撑座41之间的相对滑动行程；所述前导轮61安装在所述升降组件71上。该实施例中，下引导轮6进入下引导轨23时，带动升降组件71下降，升降组件71将压力施加给弹性组件72，弹性组件72发生形变进而积蓄弹性势能。升降组件71及弹性组件72可以采用现有技术中起到相同作用的结构，在此不作展开。

在一个优选实施例中，结合图2～图7，所述支撑座41包括支撑顶块411及支撑侧块412；所述支撑顶块411设置在所述下滑块4顶部，所述支撑侧块412与所述支撑顶块411侧边连接；所述升降组件71包括升降顶块711以及升降侧块712；所述前导轮61安装在所述升降侧块712上；所述升降侧块712与所述支撑侧块412滑动连接；所述第一磁体91设置于所述升降顶块711上。

弹性复位件以及支撑座41可以采用单边设计的结构，也可以采用双边对称的设计。图1～图7以及图9示出的实施例中，均采用了双边对称的设计，但并非意味着就此限定本实用新型的保护范围。

在一个优选实施例中，如图4所示，所述弹性组件72包括弹簧721及限位柱722；所述弹簧721上下端分别连接所述升降顶块711以及所述支撑顶块411；所述限位柱722底端与所述支撑顶块411连接并设置在所述弹簧721内，用以限制所述升降组件71的最大向下位移量。在另外一些实施例中，弹簧721环绕设置在限位柱的外侧，同样亦可起到相同的弹性回复作用。限位柱722可以是一根柱子，此时起到的作用是限定升降组件71的最大向下位移量；在另外一些实施例中，如图4所示，限位柱722包括上柱和下柱，下柱套设在上柱之外，上柱可 在下柱内部上下滑动，但不能脱离下柱；此时限位柱722起到了限定升降组件71的最大向下位移量和最大向上位移量的作用。

在一个优选实施例中，如图2所示，所述驱动装置5包括传动带51及固定在所述传动带51上的对接件52；所述对接件52与所述下滑块4一侧连接并带动所述下滑块4沿所述下轨道22滑行；所述下引导轨23的形状为倒梯形，与下轨道22不在同一垂直平面上。

在一个优选实施例中，结合图2～图7，所述支撑侧块412在接触处包围所述升降侧块712；所述支撑侧块412内壁设置有左滑轮413及右滑轮414；所述升降侧块712前后两侧分别与所述左滑轮413及所述右滑轮414滑动连接。该设计使得升降侧块712在受到前导轮61下拉的力后，可以与支撑侧块412在垂直方向上产生向下的位移，从而带动升降顶块711下降，最后使得第一磁体91下降；同时左滑轮413和右滑轮414又给升降侧块712施以水平力，推动升降侧块712在水平方向上前进或者后退。

在一个优选实施例中，如图1所示，所述上磁体包括第三磁体93及第四磁体94；所述第三磁体93与所述第一磁体91位置对应；所述第四磁体94与所述第二磁体92位置对应；所述后弹性复位件8采取与所述前弹性复位件7相同的构造；所述后导轮62与所述前导轮61的安装位置相对应。

目前真空管道系统中，一般是一节节真空管道之间通过法兰连接而成的，而法兰的外径比真空管道大，在采用磁力传输机构时，一般的做法是将法兰暴露在外面的、挡住主吸附磁铁前行的部分挖去，使得主吸附磁铁可以保持直线的路线向前；但该处理方式既复杂，同时会破坏法兰，使其后续难以应用在其他场合， 更会对系统的密封度有所影响。这样的情况使得闸板阀更加难以被置于一节节的真空管道之间。

为解决上述问题，本实用新型还提出了一种应用所述磁力传动机构的真空管道系统，如图1～图9所示的一些实施例中，该真空管道系统包括真空管道及设置在真空管道上的安全阀15，所述真空管道包括密封相接的前管道12及后管道13；所述前轨道211位于所述前管道12内，所述后轨道212位于所述后管道13内；所述安全阀15两端分别连接所述前管道12及所述后管道13。

该设计使得真空管道下方的磁体在运行的过程中，提前避开法兰16和安全阀15，但又不影响持续给管道内的磁体施加牵引力，引导其继续往前；由于设置有安全阀15，在某个管道发生泄漏的情况下，安全阀15将闭合，所以上轨道21进行间断设计。

在一个优选实施例中，如图2、图8所示，所述驱动装置5包括张紧机构以及两个同步轮53，所述传动带51为同步带并由所述同步轮53带动；所述传动带51断开且所述对接件52夹住所述传动带51断开的两端；所述两个同步轮53之间的距离由所述张紧机构调节。张紧机构可以采用现有的技术，凡是满足可调节两个同步轮53之间间距的结构，均可被考虑应用于本实用新型中。

在一个优选实施例中，如图1、图2所示，所述张紧机构为螺栓调节组件，所述螺栓调节组件固定在所述基座11上，其一端与所述同步轮53的轮轴直接或间接相连，用于调节该同步轮53在水平方向上的位置。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合实施，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

需要指出的是，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。