CN210162684U - 一种智能输送实训单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能输送实训单元，包括输送轨道及至少一个沿所述输送轨道的支撑轨道滑动运动的滑架，所述输送轨道包括若干个线性输送模块、四个直角输送模块，位于Y轴方向上的一对直角输送模块相连通，位于X轴方向的同一直线上的一对直角输送模块之间通过一字分布的若干个线性输送模块相连通。本实用新型能够组合出多种输送轨道，且允许车辆在直线(但不是弯曲的)上进行90°水平平面运动，能够在转弯或掉头轨迹上提供更加精准的空间定位。

Description

一种智能输送实训单元

技术领域

本实用新型涉及工业设备生产线技术领域，具体涉及一种智能输送实训单元，采用直线输送机，驱动源是直线电机。

背景技术

在导轨上移动物体的的输送机和输送***有很多。例如，输送带移动车辆，由旋转或线性马达驱动的车轮悬挂车辆，由线性马达或缆索推动的磁悬浮或气垫悬挂车辆，由气动推进的管道中移动的车辆等，传送带传送***相对是低成本的，但由于移动部件多导致其维护成本高，并且在许多应用场合做不到精确控制，由气压推动的管车移动的控制精度也不高。

直线电机通过产生磁场沿着路径驱动它的次级元件。例如：直线电机包括沿着路径的定子绕组，由于电流流动而提供磁场，该磁场与与动子耦合的一个或多个磁体的磁场相互作用。这种直线电机传输***是众所周知的并且在其他专利中有所描述：美国专利号:US3638093,US3858521,US2003217668,US5910691,US7448327,US19710131041；日本专利号:JP2001063556,JPS61170206,JPH034955，JPH04156263,JPH04308450,JPH08140333；德国专利号:DE19723959,DE10151725,DE19528043,DE1998153250等。在大多数情况下，这种***只是提供线性运动，然而运输和输送***需要包括转弯和回转运动等更复杂和灵活的运动轨迹。

与本申请比较接近的是日本的一个传输装置，它使用直线电机作为驱动源来驱动设置在基座上的轨道上的移动输送托架(滑块)，使其沿轨道滑动(日本专利号：JP2013102570)。该线性输送机包括：(1)线性电机定子，其中包括多个电磁铁，并且其中每个部分可以被单独控制以进行传导；(2)多个输送托架，每个输送托架包括直线电机移动模块；(3)线性标尺，包括固定在每个输送托架上的标尺构件，以及沿输送路径设置的检测器；(4)多个电机控制器，根据检测标尺构件检测的结果，分别控制每个部分的电磁铁的传导；(5)以及一种数据存储单元，用于存储每一传送托架的位置校正数据，每个电机控制器使用存储在数据存储器中的位置校正数据来控制电磁铁的传导。

另一个和本专利接近的一种直线输送机(日本专利号：JP2015049109)，它包括由固定定子和钢轨形成的固定侧模块和滑块，其中滑块包括与所述轨道相连接的可移动元件，通过直线电机的驱动使它沿轨道移动。利用提供给滑块的磁刻度和提供给固定侧模块的磁传感器检测滑块的位置。磁性标尺包括塑料磁铁和后磁轭，塑料磁铁沿着导轨的延伸方向延伸并具有多个磁极，所述塑料磁体的一部分固定在后轭上，所述固定部分以外的另一部分相对于后轭在所述磁垢的延伸方向上是可移动的。

另一个和本专利接近的传输***(日本专利号：JPH02131846)，在这个专利中，在轨道的交叉处，点开关装置由支撑柱支撑并且可转动90度***；因此，在主轨道上行驶和挂起工作的换乘车可以通过点开关装置移动到辅助轨道上，即使在各自前进和后退方向行驶的情况下也是如此。换档车的相互移动不会引起任何碰撞和干扰。

但是，在很多情况下，包括以上提到的三个案例中，都会存在以下问题。由于驱动电机的线性设计，这种***中的转弯操纵和/或转向操纵需要使用额外的附件或装置(开关装置，转向装置和滑块等)。具有附加的移动部件，由附加的线性或旋转电机(在其他情况下，气动，液压等)驱动，并且需要额外的控制***。这一缺点降低了这类***的可靠性。

与本申请最接近的是在美国专利号：US2018009333(FIG.1)中描述的运动***。该运输***包括一个导轨，该导轨沿着车辆被推进的区域设置有推进线圈(图1a)。在导轨上设置一个或多个车辆，每个车辆均包括磁通量源。该导轨具有一个或多个运行表面，支持车辆沿其表面滚动或滑动。每个车辆都具有狭窄横截面的隔膜部分，该隔膜部分连接到车辆的一个或多个车身部分。

虽然它有转向模块，但是90°的水平平面转向是通过曲线轨迹实现的。图1b,1c是上述运输***的一个实例，显示车辆在水平平面转弯90°。在这样的转弯处，运动滑块的定位及加工(机器人拼装、物料加工、PCB装配、数控铣削、三维打印、取样、探测等)也存在困难。在转弯过程中，由于滑块角度和空间方向的变化，在曲线轨道上很难准确地检查运输工具的运动误差。

鉴于上述情况，本申请的目的是提供一种改进的模块化线性输送***，允许在直线(但不是弯曲的)上进行快速的90°水平平面运动，具有固定的空间定位，运输工具在转弯和掉头轨迹上具有更精确的定位。

本申请的目的之一是提供一个***和设备，适用于生产线、实验室或其它需要复杂导轨，急转弯，合并和分叉切换或倒置操作的输送***中，并且能够在转弯时提供更准确的定位。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种允许车辆在直线(但不是弯曲的)上进行90°水平平面运动，能够在转弯或掉头轨迹上提供更加精准的空间定位的智能输送实训单元。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能输送实训单元，包括输送轨道及至少一个沿所述输送轨道的支撑轨道滑动运动的滑架，所述输送轨道包括若干个线性输送模块和四个直角输送模块，位于Y轴方向上的同一直线上的一对直角输送模块相连通，位于X轴方向的同一直线上的一对直角输送模块之间通过一字分布的若干个线性输送模块相连通。

进一步地，所述线性输送模块包括线性外壳及固定设置在所述线性外壳上的支撑轨道的直线支撑轨道、直线电机线性运动驱动模块，所述滑架在所述直线电机线性运动驱动模块的作用下沿所述直线支撑轨道滑动运动。

进一步地，所述直角输送模块包括直角外壳及固定设置在直角外壳上的支撑轨道的直角支撑轨道、直线电机直角运动驱动模块，所述滑架在所述直线电机直角运动驱动模块的作用下沿所述直角支撑轨道滑动运动。

更进一步地，所述线性外壳上、直角外壳上均设有若干个线性编码器头，所述线性编码器头与位于所述滑架上的线性标尺配合读取滑架的位置。

更进一步地，所述直线电机线性运动驱动模块、直线电机直角运动驱动模块分别由若干个线性电感器构成，且每个线性电感器可以被单独控制。

更进一步地，所述滑架包括由若干个内六角螺钉固定连接在一起的上运动面板和下运动面板，一组4N永磁体通过安装螺钉4彼此呈直角安装在所述下运动面板上，所述4N永磁体与线性电感器齐平。

更进一步地，所述下运动面板的上端面上设有四个滚轮，所述滚轮用于对所述滑架进行方向性约束。

更进一步地，所述上运动面板的底面上设有若干个耐磨件，所述耐磨件与所述支撑轨道的顶面接触滑动。

更进一步地，所述耐磨件为抗摩擦滑块或滚珠组件。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型的优点是：

1、由于本申请的输送轨道包括若干个线性输送模块、四个直角输送模块，因而能够将多个线性输送模块模块进行多种组合拼接来实现传输路径的长度的延伸和传输路径形状的变化；

2、由于直线电机线性运动驱动模块、直线电机直角运动驱动模块分别由若干个线性电感器(即直线电机初级模块)沿着预定的输送路径安装固定形成，且每个线性电感器可以被单独控制，以便沿着支撑轨道推进设置在支撑轨道上的一个或多个滑架；

3、由于滑架各自包括磁通量源，例如，永磁体，其磁极量等于4N(其中N是正整数)，以直角十字形安装使它们的极点序列形成一个直角交叉；永久磁铁(直线电机次级模块)与直线电机初级模块共同构成直线电机；线性输送模块包含一个或多个电感器，其中一个或多个绕组在M方向上提供运行磁场(其中n和m是正整数)，根据这些m方向，允许滑块托架在水平平面上做直线运动；水平面面上的直线拐角部分由滑架执行，直线电机直角运动驱动模块包含一个或多个具有X坐标和Y坐标正交绕组的电感，提供正交运行磁场，允许滑块托架在直线水平平面上进行90°转弯，滑架利用滚轮进行空间固定定位，以及在转弯和掉头轨迹上提供更精确的定位；

4、由于滑架上设有线性标尺，输送路径中设有若干个线性编码器头，因而能够方便滑架的位置检测。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

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些实施例，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。在附图中：

图1是与本实用新型相近专利的三维图。

图2是本实用新型的立体结构示意图。

图3是本实用新型的线性输送模块的立体结构示意图。

图4是本实用新型的线性输送模块的三视图。

图5是本实用新型的直角输送模块的立体结构示意图。

图6是本实用新型的直角输送模块的三视图。

图7是本实用新型的滑架的立体结构示意图。

图8是本实用新型的滑架的仰视图、前视图、截面图。

图中标记为：输送轨道20、线性输送模块21、线性外壳31、直线电机线性运动驱动模块32、第一凸台33、第一孔34、第一脚孔35、直角输送模块22、直角外壳51、直线电机直角运动驱动模块52、第二凸台53、第二孔54、第二脚孔55、滑架23、上运动面板71、下运动面板72、4N永磁体73、安装螺钉74、内六角螺钉75、滚轮76、耐磨件77、直线支撑轨道24a、直角支撑轨道24b。

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做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。

参考图1至图8，如图2所示的一种智能输送实训单元，包括输送轨道20及至少一个沿所述输送轨道20的支撑轨道滑动运动的滑架23，所述输送轨道20包括若干个线性输送模块21、四个直角输送模块22，位于Y轴方向上的同一直线上的一对直角输送模块22相连通，位于X轴方向的同一直线上的一对直角输送模块22之间通过一字分布的若干个线性输送模块21相连通，通过调整线性输送模块21的数目进行多种组合拼接来实现传输路径的长度的延伸和传输路径形状的变化。

如图3和图4所示，所述线性输送模块21包括线性外壳31及固定设置在所述线性外壳31上的支撑轨道的直线支撑轨道24a、直线电机线性运动驱动模块32，其中，所述直线支撑轨道24a由相互平行的不锈钢导轨组成，所述不锈钢导轨通过紧固螺钉穿过位于所述线性外壳31顶部的对应的第一凸台33上的第一孔34与所述线性外壳31固定连接(或其他任何形式)，所述滑架23在所述直线电机线性运动驱动模块32的作用下沿所述直线支撑轨道24a滑动运动。

如图5和图6所示，所述直角输送模块22包括直角外壳51及固定设置在直角外壳51上的支撑轨道的直角支撑轨道24b、直线电机直角运动驱动模块52，所述直角支撑轨道24b由内L形不锈钢导轨与外L形不锈钢导轨套设组成，所述L形不锈钢导轨通过紧固螺钉穿过位于所述直角外壳51顶部的对应的第二凸台53上的第二孔54与所述直角外壳51固定连接(或其他任何形式)，所述滑架23在所述直线电机直角运动驱动模块52的作用下沿所述直角支撑轨道24b滑动运动。

如图2、图4和图6所示，所述线性外壳31的第一脚孔35上、直角外壳51的第二脚孔55上均设有若干个线性编码器头，所述线性编码器头与位于所述滑架23上的线性标尺配合读取滑架23的位置。

如图2、图3和图5所示，所述直线电机线性运动驱动模块32、直线电机直角运动驱动模块52分别由若干个线性电感器沿着预定的输送路径安装固定形成，且每个线性电感器可以被单独控制，所述线性电感器(即直线电机初级模块)由控制***单独控制，该控制***可以由PLC或嵌入式微控制器等执行。

如图7和图8所示，所述滑架23包括由若干个内六角螺钉75(或其他任何形式)间隙固定连接在一起的上运动面板71和下运动面板72，一组4N永磁体73(其中N是正整数)通过安装螺钉74彼此呈直角安装在所述下运动面板72上，所述4N永磁体73与线性电感器线性齐平，所述线性电感器工作时与对应的4N永磁体73形成直线电机，以便沿着支撑轨道对应的路径推进设置在支撑轨道上的一个或多个滑架。

所述下运动面板72的上端面上设有四个滚轮76，所述滚轮76用于对所述滑架23进行方向性约束。

由于直线电机直角运动驱动模块52包含一个或多个具有X坐标和Y坐标正交绕组的电感，提供正交运行磁场，允许滑块托架在直线水平平面上进行90°转弯，滑架23利用四个滚轮76进行空间固定定位，避免所述滑架23旋转，以及在转弯和掉头轨迹上提供更精确的定位。

所述上运动面板71的底面上设有若干个耐磨件77，所述耐磨件77与所述支撑轨道的顶面接触滑动，以提供较小的摩擦系数，且耐磨件77可以在磨损后更换，其中，所述耐磨件为抗摩擦滑块或滚珠组件(或其他任何能够降低摩擦力的形式)。

本申请可应用于生产线，实验室和需要复杂导轨、急转弯、合并和分流切换、正逆向操作的输送机等领域，但并不局限于此。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种智能输送实训单元，其特征在于，包括输送轨道(20)及至少一个沿所述输送轨道(20)的支撑轨道滑动运动的滑架(23)，所述输送轨道(20)包括若干个线性输送模块(21)和四个直角输送模块(22)，位于Y轴方向上的同一直线上的一对直角输送模块(22)相连通，位于X轴方向的同一直线上的一对直角输送模块(22)之间通过一字分布的若干个线性输送模块(21)相连通。

2.根据权利要求1所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述线性输送模块(21)包括线性外壳(31)及固定设置在所述线性外壳(31)上的支撑轨道的直线支撑轨道(24a)、直线电机线性运动驱动模块(32)，所述滑架(23)在所述直线电机线性运动驱动模块(32)的作用下沿所述直线支撑轨道(24a)滑动运动。

3.根据权利要求2所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述直角输送模块(22)包括直角外壳(51)及固定设置在直角外壳(51)上的支撑轨道的直角支撑轨道(24b)、直线电机直角运动驱动模块(52)，所述滑架(23)在所述直线电机直角运动驱动模块(52)的作用下沿所述直角支撑轨道(24b)滑动运动。

4.根据权利要求3所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述线性外壳(31)上、直角外壳(51)上均设有若干个线性编码器头，所述线性编码器头与位于所述滑架(23)上的线性标尺配合读取滑架(23)的位置。

5.根据权利要求3所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述直线电机线性运动驱动模块(32)、直线电机直角运动驱动模块(52) 分别由若干个线性电感器构成，且每个线性电感器可以被单独控制。

6.根据权利要求5所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述滑架(23)包括由若干个内六角螺钉(75)固定连接在一起的上运动面板(71)和下运动面板(72)，一组4N永磁体(73)通过安装螺钉(74)彼此呈直角安装在所述下运动面板(72)上，所述4N永磁体(73)与线性电感器齐平。

7.根据权利要求6所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述下运动面板(72)的上端面上设有四个滚轮(76)，所述滚轮(76)用于对所述滑架(23)进行方向性约束。

8.根据权利要求7所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述上运动面板(71)的底面上设有若干个耐磨件(77)，所述耐磨件(77)与所述支撑轨道的顶面接触滑动。

9.根据权利要求8所述的智能输送实训单元，其特征在于，所述耐磨件为抗摩擦滑块或滚珠组件。

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