一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构制造技术

一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，该机构是一种通过柔索连接末端执行器和蓄能缓冲装置的高速重载索驱动机构，可用于深井等工况环境的重物高速无冲击搬运，主要由支撑框架、天车、末端执行器、绳索、驱动单元、蓄能缓冲单元等组成，驱动单元由伺服电机、减速器和联轴器串联而成，安装在支撑框架上，用于驱动和控制天车运动，蓄能缓冲单元由两个蓄能发电机和缓冲气囊并联而成，绳索一端固连于末端执行器，另一端分成三条绳索，分别缠绕在发电机和缓冲气囊的滚筒上，从高处往低处快速搬运重物时产生的能量，由蓄能发电机和缓冲气囊转换并储存，搬运结束时，缓冲气囊通过膨胀释放能量，使系统迅速复位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速重载搬运设备
，特别涉及一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构。
技术介绍
传统的搬运机构，难以实现对大质量(如大于20吨的物体)重物进行高速、无冲击搬运，因此，针对深井大质量物体高速、无冲击的搬运需求，迫切需要研究一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，以满足深井大质量物体的搬运需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，实现对类似深井搬运工况的大质量物体高速无冲击搬运，该机构在搬运过程中无需消耗大量能量，而且还可以把重物下降过程中产生的能量转换成电能进行储存，是一种节能环保的搬运机构。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，包括支撑框架3，在支撑框架3上布置有导轨6，导轨6上有天车7，驱动单元8驱动和控制天车7，其特征在于，还包括蓄能缓冲单元2，所述蓄能缓冲单元2包括并联的蓄能发电机一11、蓄能发电机二20和缓冲气囊16，所述蓄能发电机一11、蓄能发电机二20和缓冲气囊16上均设置有大滚筒21，绳索5绕过支撑框架3上的定滑轮一4和天车7上的定滑轮二24，一端固连于末端执行器9，另一端分成三条，分别缠绕在三个大滚筒21上。所述驱动单元8安装在支撑框架3上，包括伺服电机28，伺服电机28的输出通过联轴器27传递至减速箱26，减速箱26的输出通过丝杆25连接天车7，伺服电机28通过驱动丝杆25控制天车7的运动，实现对物体的横向搬运。所述蓄能发电机一11、蓄能发电机二20和缓冲气囊16转化并储存重物在从高至低的搬运过程中产生的能量；搬运结束时，缓冲气囊16通过膨胀释放能量，使系统快速复位，准备下一次搬运。当末端执行器9搬运重物将要达到指定位置时，大滚筒21带动蓄能发电机一11和蓄能发电机二20开始工作，重物下落过程中产生的能量由蓄能发电机一11和蓄能发电机二20转换成电能进行储存。所述蓄能发电机一11和蓄能发电机二20开始工作的同时，带动缓冲气囊16工作，吸收重物产生的部分能量，产生缓冲、抗冲击效果，搬运结束时，缓冲气囊16通过膨胀释放能量，大滚筒21与蓄能发电机一11、蓄能发电机二20、缓冲气囊16分离，装置恢复到初始位置。所述蓄能发电机一11的输出轴上设置小滚筒一15，蓄能发电机二20的输出轴上设置小滚筒二19，缓冲气囊16的一端设置有小滚筒三14，另一端设置有小滚筒四17，其中，小滚筒一15和小滚筒三14之间通过皮带一13联动，小滚筒二19和小滚筒四17之间通过皮带二18联动，三个大滚筒21中，一个安装在缓冲气囊16的前端，另外两个分别安装在蓄能发电机一11和蓄能发电机二20的输出轴上。与现有技术相比，本专利技术提出一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，可用于类似深井搬运等工况大质量物体的高速、无冲击搬运。其优点包括：(1)本专利技术利用物体的自由落体运动实现高速搬运，无需驱动单元额外为其提供能量，因此，该机构属于一种节能环保的机构。(2)本专利技术利用蓄能发电机将物体搬运过程中产生的能量转换成电能进行储存，不仅减少了搬运过程中对机构的冲击，而且还节约了能量。(3)本专利技术利用缓冲气囊来防止物体在搬运过程中对机构的冲击，同时也吸收部分能量(重物下降过程中产生的能量)，并能够通过膨胀释放能量，使机构迅速复位。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构整体结构示意图。图2为本专利技术实施例2的蓄能缓冲单元示意图。图3为本专利技术实施例3的天车结构示意图。图4为本专利技术实施例4的驱动单元示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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它实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对专利技术进行进一步的详细说明，如图1所示，为本专利技术实施例所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构的整体结构图，该机构包括底座1，蓄能缓冲单元2，支撑框架3，定滑轮一4，绳索5，导轨6，天车7，驱动单元8，末端执行器9(可根据需求选用末端执行器，图中是悬挂重物的末端执行器)。底座1主要用于支撑框架的调平和高度调整；蓄能缓冲单元2对被搬运的物体在下降过程中做功产生的能量进行吸收储存，并具有缓冲、抗冲击的能力，防止机构在工作过程中产生冲击；驱动单元8控制天车7沿着导轨6运动，实现物体在横向上的搬运功能。如图2所示，为本专利技术实施例所述蓄能缓冲单元示意图，蓄能缓冲单元包括单元底座10，蓄能发电机一11，蓄能发电机二20，联轴器12，皮带一13，皮带二18，小滚筒三14，小滚筒四17，小滚筒一15，小滚筒二19，缓冲气囊16，大滚筒21等。单元底座10用于蓄能缓冲单元的调平和高度调整；蓄能发电机一11、蓄能发电机二20和缓冲气囊16将被搬运的物体在下降过程中产生的能量进行转换并储存，当被搬运物体接近目标位置时，与大滚筒21相连的蜗轴将与蓄能发电机和缓冲气囊16链接，蓄能发电机和缓冲气囊16开始工作，将能量进行转换并储存；当物体被搬运到目标位置时，缓冲气囊16膨胀释放能量，小滚筒三14和小滚筒四17通过皮带一13和皮带二18带动小滚筒一15和小滚筒二19，使与大滚筒21相连的蜗轴与蓄能发电机和缓冲气囊16分离，并使机构迅速回复到初始位置。如图3所示，为本专利技术实施例所述天车示意图，天车包括横梁23，定滑轮二24安装在横梁23上，横梁23两端下部有螺孔22，绳索5绕过定滑轮一4和定滑轮二24与末端执行器9相连；天车7安装在支撑框架3的导轨6上，由驱动单元8控制其沿导轨6运动。如图4所示，为本专利技术实施例所述驱动单元示意图，驱动单元包括丝杆25，减速箱26，联轴器27，伺服电机28。伺服电机28通过驱动丝杆25来控制天车7的运动，可完成对物体的横向搬运。本专利技术利用重物自由下落产生的速度实现对物体从上至下的高速搬运，当被搬运物体接近目标位置时，通过绳索驱动蓄能发电机，将重物下落过程中产生的能量转换成电能储存起来；绳索在驱动蓄能发电机的同时也将驱动缓冲气囊，缓冲气囊在防止物体搬运过程中产生冲击的同时，也将吸收部分能量(重物下降过程中产生的能量)；待物体稳定搬运到目标位置后，缓冲气囊又可通过膨胀释放能量，使机构迅速复位，准备下一次搬运。本专利技术不但不需要消耗大量的能量，而且还可以把重物下降过程中产生的能量储存起来，是一种节能环保的搬运机构；利用该机构搬运物体，具有速度快、效率高、无冲击等特点，可以使用在深井快速搬运等特殊工况环境。综上所述，本专利技术为深井高速重载搬运等工况提供了一种有效的解决方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，包括支撑框架(3)，在支撑框架(3)上布置有导轨(6)，导轨(6)上有天车(7)，驱动单元(8)驱动和控制天车(7)，其特征在于，还包括蓄能缓冲单元(2)，所述蓄能缓冲单元(2)包括并联的蓄能发电机一(11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊(16)，所述蓄能发电机一(11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊(16)上均设置有大滚筒(21)，绳索(5)绕过支撑框架(3)上的定滑轮一(4)和天车(7)上的定滑轮二(24)，一端固连于末端执行器(9)，另一端分成三条，分别缠绕在三个大滚筒(21)上。

【技术特征摘要】
1.一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，包括支撑框架(3)，在支撑框架(3)上布置有导轨(6)，导轨(6)上有天车(7)，驱动单元(8)驱动和控制天车(7)，其特征在于，还包括蓄能缓冲单元(2)，所述蓄能缓冲单元(2)包括并联的蓄能发电机一(11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊(16)，所述蓄能发电机一(11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊(16)上均设置有大滚筒(21)，绳索(5)绕过支撑框架(3)上的定滑轮一(4)和天车(7)上的定滑轮二(24)，一端固连于末端执行器(9)，另一端分成三条，分别缠绕在三个大滚筒(21)上。2.根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述驱动单元(8)安装在支撑框架(3)上，包括伺服电机(28)，伺服电机(28)的输出通过联轴器(27)传递至减速箱(26)，减速箱(26)的输出通过丝杆(25)连接天车(7)，伺服电机(28)通过驱动丝杆(25)控制天车(7)的运动，实现对物体的横向搬运。3.根据权利要求1所述具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构，其特征在于，所述蓄能发电机一(11)、蓄能发电机二(20)和缓冲气囊(16)转化并储存重物在从高至低的搬运过程中产生的能量；搬运结束时，缓冲气囊(16)通过膨胀释放能量，使系统快速复位，准备下一次搬运。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓强，邵珠峰，崔志伟，季益中，李铁民，姜峣，侯森浩，田斯慧，项程远，李煜琦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11