軌道搬運器的製作方法

2023-08-03 01:20:16

專利名稱：軌道搬運器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在立體車庫中使用的軌道搬運器，特別涉及一種可 以在曲線軌道上行走的軌道搬運器。
背景技術：
現有立體車庫中使用的軌道搬運器一般只能在直線軌道上行走，因而使 得其對應的巷道以及車位排布也只能是直線型，從而限制了軌道搬運器的適 用範圍。如果強行將這種軌道搬運器應用於曲線軌道上，如圖1所示，圖中 虛線所示軌道搬運器的初始狀態，實線所示為軌道搬運器為行走一段距離後 的狀態。行走輪在導向輪的強行約束下，雖然能夠保持始終處於軌道上，但 其滾動行走方向與曲線軌道方向明顯不同，行走輪與曲線軌道形成了一個夾 角。曲線軌道的曲率越大時，這個夾角也就越大。只有行走輪的滾動不可能 保證軌道搬運器順暢行走，必須通過行走輪與軌道之間的側向滑移來補償， 而側向滑移很可能會導致軌道搬運器失去穩定性，發生惡性事故，因而側向 滑移在行走機構設計中是應該嚴格避免的。而且這種方式強行行走還會使得 軌道與行走輪頻繁的發生滑動摩擦，導致行走輪及軌道磨損嚴重，嚴重降低 設備的使用壽命，並產生很大的噪音。此外，由於行走輪滾動驅動的方向與 其實際行走方向之間存在一個較大的偏角，驅動力一方面要使軌道搬運器行 走，另一方面也要克服滾動輪與軌道之間的滑動摩擦，由於滑動摩擦力較滾 動摩擦力大很多，要求的驅動電機功率也大大增加，這不僅增大了能耗，也 提高了設備成本及使用運營成本。極限狀態下，驅動輪與軌道之間產生的行 走驅動力還可能無法克服滑動摩擦阻力，導致軌道搬運器被卡死而不能行走。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能在曲線軌道上順暢行走的 軌道搬運器。
為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案
軌道搬運器，用於在立體車庫巷道中的曲線軌道和天軌之間行走，包括機架、輔助導向機構、行走機構和驅動機構；所述輔助導向機構設置在機架 頂部，並沿天軌運行；所述行走機構設置在機架底部，並沿軌道運行；所述 驅動機構和行走機構動力連接；所述行走機構包括行走機構框架、行走輪及 導向輪；所述行走機構通過行走機構框架與機架連接；所述導向輪設置在行 走機構框架上，並位於曲線軌道的兩側；所述行走輪可轉動的設置在行走機 構框架內，並與驅動機構動力連接；所述行走輪的滾動方向沿曲線軌道的切 線方向。
本實用新型相對現有技術的有益效果是
由於行走機構中行走輪的滾動方向沿軌道方向或者軌道的切線方向，而 不需要進行側向滑移來補償，因而這種軌道搬運器可以在曲線軌道上順暢的 行走。由於進一步的設置了轉向盤，使得行走機構可以在導向輪的配合下相 對機架轉動，從而使得行走輪可以隨曲線軌道的弧度調整行走方向，使其滾 動方向與軌道瞬時切線方向一致，這樣使得行走輪在行走過程中與軌道之間 就沒有側向滑移，驅動電機所要克服的阻力可以基本簡化成滾動阻力，電機 功耗小、設備運行穩定性高、安全可靠。

圖1是現有軌道搬運器在曲線軌道上強行使用的示意圖。 圖2是本實用新型具體實施方式
一軌道搬運器的主視圖。 圖3是本實用新型具體實施方式
一軌道搬運器的左視圖。 圖4是本實用新型具體實施方式
一中行走機構及驅動機構的結構示意圖。
圖5是圖3中A局部的局部放大圖。
圖6是本實用新型具體實施方式
一曲線軌道搬運器在曲線軌道上行走 的模型圖。
圖7是本實用新型具體實施方式
一曲線軌道搬運器在直線軌道上行走 的模型圖。
具體實施方式'
實施例一
本具體實施方式
的軌道搬運器用於在立體車庫巷道的天軌和軌道之間行走，並搬運汽車。其結構如圖2和圖3所示，包括機架l、行走機構2、 驅動機構3、輔助導向機構4、升降臺5。機架1為方框形結構，包括底梁 11、頂梁12和兩根立柱13。所述升降臺5設置在兩根立柱之間，升降臺5 由提升電機驅動，主要作用是對置於其上的被搬運對象進行升降。輔助導向 機構4有兩個，分別設置在頂梁12的兩端，其用於在天軌上輔助行走，同 時起到導向以及配合行走機構2保持整個軌道搬運器平衡的作用。行走機構 2有兩個，分別設置在底梁11的兩端，軌道搬運器通過行走機構2在軌道 上行走。行走機構2中至少有一個設置有所述驅動機構3，以驅動行走機構 2主動行走。
行走機構2和驅動機構3的結構如圖4和圖5所示。驅動機構3包括驅 動電機31、減速捧32和傳動軸33。驅動電機31通過減速器32與傳動軸33 動力連接，驅動傳動軸33旋轉。行走機構2包括行走機構框架20、行走 輪21、導向輪22、轉向盤23。行走機構框架20通過轉向盤23可轉動的安 裝在機架1的底梁11上。行走輪21可轉動的安裝在行走機構框架20上，並 且和驅動機構3動力連接。
當軌道是曲線軌道時，如圖6所示，每個行走機構2有四個導向輪22， 均可轉動的安裝在行走機構框架20上，並對稱分布於行走輪21的兩側。實 際上每個行走機構2應該至少包含兩個導向輪22，但是根據工程實踐，優先 選用四個導向輪22的行走機構2。四個導向輪22可以使行走機構2的中心， 尤其是轉向盤23始終保持在軌道的正上方。更加優化的設計是使得四個導向 輪22所構成矩形的對角線的交點位於轉向盤23的轉軸上。當導軌由直線變 至曲線狀態時，導向輪22必然要沿著軌道方向進行姿態的調整，因而使整個 行走機構2的方向發生變化，行走輪21也就會隨之變化。這一變化的結果是 四個導向輪22的內側輪緣都與軌道接觸，行走機構2的方向在四個導向輪 22的作用下發生旋轉，旋轉中心與處於軌道正上方的轉向盤23的軸心重合。 此時行走機構2帶動行走輪21隨之轉動，使行走輪21的行走方向始終與軌 道切線方向保持一致。當然，在行走過程中行走輪21方向進行調整時，行走 輪21與軌道之間也存在著滑動摩擦，但這種滑動摩擦只有在軌道曲率發生變 化時才會產生，如果曲率不變，行走輪21的方向不需要實時調整，也就不存 在這種滑動摩擦現象。當軌道是直線軌道時，如圖7所示，行走機構2的四個導向輪22使整個 行走機構2的運動方向與軌道平行，也就是說，在行走機構2的保持下，行 走輪21的運動方向也與軌道平行，因而本具體實施方式
的軌道搬運器在直線 軌道上行走也不存在問題。
輔助導向機構4和行走機構2的工作原理相似，只是沒有行走輪21而 已。其也具備至少兩個導向輪22。據工程實踐，輔助導向機構4也優先選 用對稱布置的四個導向輪22。導向輪22沿著曲線軌道行走時，輔助導向機 構4也整體發生轉動，輔助導向機構4與頂梁12之間也依靠轉向盤23連接， 在兩個轉向盤23的作用下，再配合行走機構2與驅動機構3的導向與驅動 作用，整個軌道搬運器的行走方向及平衡得到保證。
實施例二
本具體實施方式
提供的軌道搬運器，與實施例一的不同之處在於，取消 了轉向盤23。這是因為，曲線軌道是一個廣義的軌道形式，但是現實生活 中最常用的是圓弧形固定曲率的曲線軌道。在固定曲率的曲線軌道情況下， 行走機構2和輔助導向機構4都不需要實時調整方向，而只是向著一個固定 的方向一一即軌道圓弧的切線方向即可。此時，可以將轉向盤23取消，而 直接通過焊接、螺栓連接等固連方式將輔助導向機構4或行走機構2與機架 1固定連接，並使得行走輪的滾動方向保持沿著軌道方向或者說圓弧形曲線 軌道的切線方向即可。這種方式使行走輪21的滾動方向始終維持在與曲線 軌道切線方向一致的狀態，驅動力只需克服滾動阻力，沒有額外的滑動摩擦 阻力產生。
實施例三
本具體實施方式
提供的軌道搬運器，與實施例一的不同之處在於，還包 括行走輪方向伺服機構。這是因為，按照本專利所提出的行走輪21的滾動 方向需要與軌道切線方向一致的概念，除了實施例一中採用導向輪22及轉 向盤23使行走輪21的滾動方向實時調整；實施例二中針對固定曲率導軌時 將行走輪21的滾動方向與軌道切線方向固定成一個角度等方法外，還可以 採用主動伺服控制的方法，通過行走輪方向伺服機構來主動的控制行走輪 21的滾動方向。在軌道搬運器沿曲線軌道運動時，行走輪方向伺服機構根 據預先設定的軌道數據，計算出軌道上各個位置的曲率變化，從而計算出行走輪21滾動方向的變化量，通過電機、液壓等驅動方式對行走輪21的滾動 方向進行調整，以達到使行走輪21的滾動方向與軌道切線方向一致的目的。
上述實施例都是對單個軌道情況進行的描述，將本專利的精神應用到雙 軌道的情況仍然適用。如果軌道搬運器行走在雙軌道上，這兩條軌道的間距 必須是固定值，所以兩條軌道一直保持平行狀態。如果將組成兩條曲線軌道 的任意一個小區間都近似成圓弧，在這個小區間中，兩條軌道相當於同心圓 的一部分。生活中最常見的也是將兩條軌道按照同心圓的方式來布置。按照 本專利精神，行走在內圓弧上的行走輪21的滾動方向要時刻保持與內圓弧 切線方向一致，行走在外圓弧上的行走輪21的滾動方向要時刻保持與外圓 弧切線方向一致。將一套驅動機構3和行走機構2安裝在內圓弧軌道上，將 另外一套驅動機構3和行走機構2安裝在外圓弧軌道上，由於在內外圓弧上 行走的距離、速度大小、速度方向都不同，所以對內外圓弧上的兩個驅動機 構3的驅動控制就需要一定的處理，可以採用差速驅動裝置由一個電機來驅 動，也可以採用兩臺電機獨立驅動內外圓弧上的行走機構2，只要將兩臺電 機設定為所需要的不同的速度即可，也可以只在內或外側安裝驅動機構3， 另一側只裝行走機構2，而靠機架1的剛度帶動從動側行走。
需要說明的是，行走機構2中除了可以採用2個、4個、6個甚至更多 個導向輪22;也可以採用其它導向方式，比如滑動導向等。本專利最主要 的實用新型點就在於，行走機構2可以相對機架1轉動，以適應曲線軌道， 對於採用其它方式使行走機構2與機架1形成轉動關係的方式也應該在本專 利保護範圍之內。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說 明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所 屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可 以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1、軌道搬運器，用於在立體車庫巷道中的曲線軌道和天軌之間行走，包括機架、輔助導向機構、行走機構和驅動機構；所述輔助導向機構設置在機架頂部，並沿天軌運行；所述行走機構設置在機架底部，並沿軌道運行；所述驅動機構和行走機構動力連接；所述行走機構包括行走機構框架、行走輪及導向輪；所述行走機構通過行走機構框架與機架連接；所述導向輪設置在行走機構框架上，並位於曲線軌道的兩側；所述行走輪可轉動的設置在行走機構框架內，並與驅動機構動力連接，其特徵在於所述行走輪的滾動方向沿曲線軌道的切線方向。
2、 如權利要求1所述的軌道搬運器，其特徵在於，所述行走機構還包 括轉向盤，所述行走機構框架通過轉向盤與機架可轉動的連接。
3、 如權利要求2所述的軌道搬運器，其特徵在於，所述導向輪有四個， 且對稱分布在行走機構框架的兩側。
4、 如權利要求3所述的軌道搬運器，其特徵在於，所述行走機構中四 個導向輪的對角線交點與轉動盤的軸心重合。
5、 如權利要求2所述的軌道搬運器，其特徵在於，所述行走機構還包 括行走輪方向伺服機構，所述行走輪方向伺服機構與行走輪動力連接，驅動 行走輪根據曲線軌道調整方向。
6、 如權利要求2所述的軌道搬運器，其特徵在於，所述行走機構有兩 套分別處於不同軌道上，每套行走機構分別對應一套驅動機構，或兩套驅動 機構通過差速驅動裝置與同一臺驅動電機動力連接。
7、 如權利要求1至5中任意一項所述的軌道搬運器，其特徵在於，所 述輔助導向機構包括四個導向輪，所述四個導向輪對稱分布在天軌兩側。
8、 如權利要求1至5中任意一項所述的軌道搬運器，其特徵在於，所 述驅動機構包括驅動電機、減速器和傳動軸；所述驅動電機通過減速器與傳 動軸連接，所述傳動軸與行走機構動力連接。
9、 如權利要求1至5中任意一項所述的軌道搬運器，其特徵在於，所 述機架包括底梁、頂梁和兩根立柱；所述兩根立柱分別連接底梁和頂梁的 兩端，構成矩形框狀的機架。
專利摘要本實用新型涉及一種軌道搬運器，包括機架、輔助導向機構、行走機構和驅動機構；輔助導向機構設置在機架頂部，並沿天軌運行；行走機構設置在機架底部，並沿軌道運行；驅動機構和行走機構動力連接；行走機構包括行走機構框架、行走輪及導向輪；行走機構通過行走機構框架與機架連接；輔助導向輪設置在行走機構框架上，並位於曲線軌道的兩側；行走輪可轉動的設置在行走機構框架內，並與驅動機構動力連接；行走輪的滾動方向沿曲線軌道的切線方向。採用本實用新型技術方案的軌道搬運器，由於行走機構中行走輪的滾動方向沿軌道方向或者軌道的切線方向，而不需要進行側向滑移來補償，因而這種軌道搬運器可以在曲線軌道上順暢的行走。
文檔編號E04H6/12GK201245996SQ20082014679
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月25日 優先權日2008年8月25日
發明者楊茂華, 虎 梁, 俊 王, 管大功, 賴能才 申請人:俊 王