CN111170227A - 薄壁齿轮齿条传动货叉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化立体仓库技术领域，具体地说是一种薄壁齿轮齿条传动货叉，包括驱动机构和对称设于所述驱动机构两侧的滑叉组件，所述滑叉组件包括依次滑动连接的下叉、中叉和上叉，且中叉置于下叉内，上叉置于中叉内，所述下叉上设有驱动齿条和带第一驱动齿轮的下叉齿轮组，且两侧下叉上的下叉齿轮组通过所述驱动机构驱动同步转动，所述中叉下侧设有中叉齿条与所述第一驱动齿轮啮合，所述中叉上设有带第二驱动齿轮的中叉齿轮组，所述上叉下侧设有上叉齿条，且所述第二驱动齿轮下侧与所述下叉上的驱动齿条啮合、上侧与所述上叉齿条啮合，所述上叉上侧设有支撑货物的支撑架。本发明在满足强度的同时大大降低了伸缩叉体的结构尺寸。

Description

薄壁齿轮齿条传动货叉

技术领域

本发明涉及自动化立体仓库技术领域，具体地说是一种薄壁齿轮齿条传动货叉。

背景技术

堆垛机在自动化立体仓库中的作用不可或缺，堆垛机主要是通过货叉将货物送至相应货位，货叉是堆垛机中的核心组件，由于不同行业对自动化立体仓库的需求不同，从而对货叉的要求也有所不同。当前货叉的种类普遍以指式货叉与板叉为主，这种货叉可承受高负载，但须将货叉伸到货物或者托盘下方才可以实现搬运过程，另外对于负载较轻的货物，也可通过夹抱货叉来实现货物的搬运，但以上两种货叉只能对托盘及料箱进行搬运，对于一些特殊外形的存储货物采用普通类型的货叉将不能完成搬运功能。另外，在不同工作空间对货叉的结构尺寸需求也是不同的，普通货叉的结构尺寸不能够在狭窄空间内完成伸叉作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄壁齿轮齿条传动货叉，中叉容置于下叉内部，上叉容置于中叉内部，满足强度的同时也大大降低了伸缩叉体的结构尺寸，使得货叉能够在更狭窄的空间内完成伸缩。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种薄壁齿轮齿条传动货叉，包括驱动机构和对称设于所述驱动机构两侧的滑叉组件，所述滑叉组件包括依次滑动连接的下叉、中叉和上叉，且中叉置于下叉内，上叉置于中叉内，所述下叉上设有驱动齿条和带第一驱动齿轮的下叉齿轮组，且两侧下叉上的下叉齿轮组通过所述驱动机构驱动同步转动，所述中叉下侧设有中叉齿条与所述第一驱动齿轮啮合，所述中叉上设有带第二驱动齿轮的中叉齿轮组，所述上叉下侧设有上叉齿条，且所述第二驱动齿轮下侧与所述下叉上的驱动齿条啮合、上侧与所述上叉齿条啮合，所述上叉上侧设有支撑货物的支撑架。

所述驱动机构包括驱动装置、传动轴和链轮链条组件，所述驱动装置为双出轴结构，所述驱动装置两侧输出轴分别与一个传动轴相连，链轮链条组件分设于驱动装置两侧，下叉齿轮组通过位于同侧的传动轴驱动旋转，且所述传动轴通过位于同侧的链轮链条组件传递转矩。

所述链轮链条组件中的主动链轮安装于所述传动轴轴端，从动链轮安装于下叉下侧，且所述从动链轮与一个传动齿轮同轴固连，所述传动齿轮与所述下叉齿轮组中的任一第一驱动齿轮啮合。

所述下叉齿轮组呈一线设置且包括多个第一驱动齿轮和多个第一中间齿轮，所述第一驱动齿轮和第一中间齿轮交错设置。

所述下叉齿轮组设于下叉长度方向的中部，且设于下叉宽度方向的一侧，所述中叉下端一侧设有与所述下叉齿轮组啮合的中叉齿条。

所述中叉齿轮组呈一线排列且包括多个第二驱动齿轮和多个第二中间齿轮，所述第二驱动齿轮和第二中间齿轮交错设置，所述驱动齿条和上叉齿条分设于中叉齿轮组上下两侧。

所述中叉齿轮组设于中叉长度方向的中部，且设于所述中叉宽度方向的中间处。

所述下叉截面呈凹型，且所述下叉的每个立板内侧均设有下叉滑轮，所述中叉下部两侧均设有中叉外槽，且所述下叉滑轮分别沿着对应侧的中叉外槽滚动，所述中叉上部呈凹槽状，且两侧槽板内侧形成中叉内槽，所述上叉两侧均设有上叉滑轮，且所述上叉滑轮分别沿着对应侧的中叉内槽滚动。

所述下叉内设有齿条安装板，所述驱动齿条安装于所述齿条安装板上。

所述下叉的每个立板内侧均设有下叉导向块，所述上叉两侧均设有第一导向块和第二导向块。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明使中叉容置于下叉内部，上叉容置于中叉内部，在满足强度的同时也大大降低了伸缩叉体的结构尺寸，使得货叉能够在更狭窄的空间内完成伸缩，解决了特殊形状货物的搬运难题。

2、本发明采用薄壁纯齿轮齿条结构传递力矩，能够精确控制各叉移动距离，有效保证各叉的伸缩速度满足速比要求，从而实现精确取放货物目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中本发明的俯视图；

图3为图2中本发明的左视图；

图4为图1中的下叉结构示意图；

图5为图4中的下叉俯视图；

图6为图5中的齿轮组示意图；

图7为图1中的中叉结构示意图；

图8为图7中的中叉仰视图；

图9为图1中的上叉结构示意图。

其中，1为安装板，2为驱动机构，201为驱动装置，202为链条，203为传动轴，204为轴承座，205为主动链轮，206为从动链轮，207为传动齿轮，3为下叉，301为下叉齿轮组，3011为第一驱动齿轮，3012为第一中间齿轮，302为下叉滑轮，303为齿条安装板，304为下叉导向块，305为驱动齿条，4为中叉，401为中叉齿条，402为中叉外槽，403为中叉齿轮组，404为中叉内槽，5为上叉，501为上叉齿条，502为第一导向块，503为支撑架，504为上叉滑轮，505为第二导向块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～9所示，本发明包括驱动机构2和对称设于所述驱动机构2两侧的滑叉组件，所述滑叉组件包括依次滑动连接的下叉3、中叉4和上叉5，其中所述下叉3上设有驱动齿条305和带第一驱动齿轮3011的下叉齿轮组301，且两侧下叉3上的下叉齿轮组301通过所述驱动机构2驱动同步转动，所述中叉4下侧设有中叉齿条401与所述第一驱动齿轮3011啮合，所述第一驱动齿轮3011即通过所述中叉齿条401驱动所述中叉4伸缩，所述中叉4上设有带第二驱动齿轮的中叉齿轮组403，所述上叉5下侧设有上叉齿条501，且所述第二驱动齿轮下侧与所述下叉3上的驱动齿条305啮合、上侧与所述上叉齿条501啮合，中叉4伸出时，所述第二驱动齿轮随着中叉4移动并沿着所述驱动齿条305滚动旋转，进而通过所述上叉齿条501驱动上叉5伸出，所述上叉5上侧设有支撑货物的支撑架503。

如图1～4所示，所述驱动机构2包括驱动装置201、传动轴203和链轮链条组件，所述驱动装置201为双出轴结构，所述驱动装置201两侧输出轴分别通过联轴器与一个传动轴203相连，所述传动轴203通过所述链轮链条组件传递转矩驱动位于同侧的下叉齿轮组301转动。如图3～4所示，所述链轮链条组件中的主动链轮205安装于所述传动轴203轴端，从动链轮206安装于下叉3下侧，且所述从动链轮206与一个传动齿轮207同轴固连，所述传动齿轮207与所述下叉齿轮组301中的任一第一驱动齿轮3011啮合，进而驱动整个下叉齿轮组301转动。本实施例中，所述驱动装置201为双出轴伺服电机，另外如图1和图2所示，所述传动轴203的驱动端通过轴承座204支撑，所述轴承座204设置于一个安装板1上，所述安装板1安装于堆垛机体上。

如图4～6所示，所述下叉齿轮组301呈一线设置且包括多个第一驱动齿轮3011和多个第一中间齿轮3012，所述第一驱动齿轮3011直径大于第一中间齿轮3012，且所述第一驱动齿轮3011和第一中间齿轮3012交错设置，所述中叉4下侧的中叉齿条401可与所有第一驱动齿轮3011啮合，且所述中叉4完全伸出时需保证至少与一个第一中间齿轮3012啮合。

如图4～5所示，所述下叉3截面呈凹型，包括两侧的立板和下端连接两个立板的齿条安装板303，所述驱动齿条305安装于所述齿条安装板303上，所述下叉齿轮组301设于下叉3长度方向的中部，且设于下叉3宽度方向一侧，在所述下叉3的每个立板内侧均设有下叉滑轮302，所述中叉4在所述下叉3的凹型内移动，且如图7所示，所述中叉4下部两侧均设有中叉外槽402，所述下叉滑轮302即分别沿着对应侧的中叉外槽402滚动，从而实现中叉4与下叉3的滑动连接，如图5所示，在所述下叉3的每个立板内侧还设有下叉导向块304置于所述中叉外槽402中以保证移动导向。

如图7～8所示，所述中叉4上部呈凹槽状，且两侧槽板内侧形成中叉内槽404，所述上叉5在所述凹槽内移动，且如图9所示，所述上叉5两侧均设有上叉滑轮504分别沿着对应侧的中叉内槽404滚动，从而实现上叉5与中叉4的滑动连接，为了保证移动，在所述上叉5两侧均设有起导向作用的第一导向块502和第二导向块505置于中叉内槽404中。另外所述中叉4下端一侧设有所述中叉齿条401与所述下叉齿轮组301啮合，所述中叉齿轮组403设于中叉4长度方向的中部，且设于所述中叉4宽度方向的中间处。

如图9所示，所述上叉5下侧设有上叉齿条501与所述中叉齿轮组403啮合，所述中叉齿轮组403与下叉齿轮组301相同，也呈一线排列且包括多个第二驱动齿轮和多个第二中间齿轮，所述第二驱动齿轮直径大于第二中间齿轮，且所述第二驱动齿轮和第二中间齿轮交错设置，所述驱动齿条305和上叉齿条501分设于中叉齿轮组403上下两侧，且可与所有第二驱动齿轮啮合，当上叉5完全伸出时，至少有一个第二驱动齿轮上下两侧与所述驱动齿条305和上叉齿条501保持啮合关系。

本发明的工作原理为：

本发明工作时，所述驱动机构2驱动两侧下叉3上的下叉齿轮组301同时转动，并通过中叉齿条401驱动中叉4伸缩，在所述下叉3上设有驱动齿条305，所述上叉5下侧设有上叉齿条501，且所述驱动齿条305与中叉齿轮组403中的第二驱动齿轮下侧啮合，上叉齿条501与所述第二驱动齿轮上侧啮合，中叉4伸出时，所述中叉齿轮组403中的第二驱动齿轮即随着中叉4移动，并在所述驱动齿条305上滚动行走实现旋转，进而通过所述上叉齿条501驱动上叉5伸缩，在所述上叉5上设有支撑货物的支撑架503。

本发明使中叉4容置于下叉3内部，上叉5采用特制齿条并容置于中叉4内部，在满足强度的同时也大大降低了伸缩叉体的结构尺寸，使得货叉能够在更狭窄的空间内完成伸缩。

为确保本货叉的安全性和可靠性，在货叉伸缩方向上安装机械限位装置和电气限位装置。若电气限位装置失效，机械限位装置仍能确保其安全可靠。所述机械限位装置和电气限位装置均为本领域公知技术。

本发明的驱动装置201采用变频电机，工作中利用编码器进行精准定位，控制采用PLC进行，可根据实际工况需求，通过教学编程，使PLC记录行走的精确位置并进行调试，最终实现全自动运行，并且本发明采用薄壁纯齿轮齿条结构传递力矩，并利用变频电机加编码器精确定位，可使上叉5相对于中叉4两倍速度伸出和缩回。

本发明在参照传统货叉基础上，解决了当前堆垛机货叉在特殊空间内完成提取和传输，扩大了自动化立体库的使用范围，结构合理、自动化程度高、试用范围增加，并可以在狭窄空间内完成工作。

Claims (10)

1.一种薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：包括驱动机构(2)和对称设于所述驱动机构(2)两侧的滑叉组件，所述滑叉组件包括依次滑动连接的下叉(3)、中叉(4)和上叉(5)，且中叉(4)置于下叉(3)内，上叉(5)置于中叉(4)内，所述下叉(3)上设有驱动齿条(305)和带第一驱动齿轮(3011)的下叉齿轮组(301)，且两侧下叉(3)上的下叉齿轮组(301)通过所述驱动机构(2)驱动同步转动，所述中叉(4)下侧设有中叉齿条(401)与所述第一驱动齿轮(3011)啮合，所述中叉(4)上设有带第二驱动齿轮的中叉齿轮组(403)，所述上叉(5)下侧设有上叉齿条(501)，且所述第二驱动齿轮下侧与所述下叉(3)上的驱动齿条(305)啮合、上侧与所述上叉齿条(501)啮合，所述上叉(5)上侧设有支撑货物的支撑架(503)。

2.根据权利要求1所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述驱动机构(2)包括驱动装置(201)、传动轴(203)和链轮链条组件，所述驱动装置(201)为双出轴结构，所述驱动装置(201)两侧输出轴分别与一个传动轴(203)相连，链轮链条组件分设于驱动装置(201)两侧，下叉齿轮组(301)通过位于同侧的传动轴(203)驱动旋转，且所述传动轴(203)通过位于同侧的链轮链条组件传递转矩。

3.根据权利要求2所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述链轮链条组件中的主动链轮(205)安装于所述传动轴(203)轴端，从动链轮(206)安装于下叉(3)下侧，且所述从动链轮(206)与一个传动齿轮(207)同轴固连，所述传动齿轮(207)与所述下叉齿轮组(301)中的任一第一驱动齿轮(3011)啮合。

4.根据权利要求1、2或3所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述下叉齿轮组(301)呈一线设置且包括多个第一驱动齿轮(3011)和多个第一中间齿轮(3012)，所述第一驱动齿轮(3011)和第一中间齿轮(3012)交错设置。

5.根据权利要求4所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述下叉齿轮组(301)设于下叉(3)长度方向的中部，且设于下叉(3)宽度方向的一侧，所述中叉(4)下端一侧设有与所述下叉齿轮组(301)啮合的中叉齿条(401)。

6.根据权利要求1所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述中叉齿轮组(403)呈一线排列且包括多个第二驱动齿轮和多个第二中间齿轮，所述第二驱动齿轮和第二中间齿轮交错设置，所述驱动齿条(305)和上叉齿条(501)分设于中叉齿轮组(403)上下两侧。

7.根据权利要求6所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述中叉齿轮组(403)设于中叉(4)长度方向的中部，且设于所述中叉(4)宽度方向的中间处。

8.根据权利要求1所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述下叉(3)截面呈凹型，且所述下叉(3)的每个立板内侧均设有下叉滑轮(302)，所述中叉(4)下部两侧均设有中叉外槽(402)，且所述下叉滑轮(302)分别沿着对应侧的中叉外槽(402)滚动，所述中叉(4)上部呈凹槽状，且两侧槽板内侧形成中叉内槽(404)，所述上叉(5)两侧均设有上叉滑轮(504)，且所述上叉滑轮(504)分别沿着对应侧的中叉内槽(404)滚动。

9.根据权利要求8所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述下叉(3)内设有齿条安装板(303)，所述驱动齿条(305)安装于所述齿条安装板(303)上。

10.根据权利要求8所述的薄壁齿轮齿条传动货叉，其特征在于：所述下叉(3)的每个立板内侧均设有下叉导向块(304)，所述上叉(5)两侧均设有第一导向块(502)和第二导向块(505)。

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