一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构制造技术

本发明专利技术公开了一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构，其同步升降机构包括托盘升降机构和换向升降机构；托盘升降机构包括液压电机、双向齿轮泵、油箱、5个电磁通断阀、4个油缸；所述的液压电机驱动双向齿轮泵，通过液压电机正反转带动双向齿轮泵正反转；双向齿轮泵与油箱相连；4个油缸与双向齿轮泵之间形成串联回路，在4油缸之间各串联有一个电磁通断阀，在双向齿轮泵进、出油口各串联一个电磁通断阀。换向升降机构的设计与托盘升降机构相同。本发明专利技术利用伺服电机驱动双向齿轮泵，通过液压电机电机正反转实现油缸的升降功能，油路更简单，且所用电磁阀数量减少一半，便于装配，且成本低，渗漏油概率及故障率减少50％。

A Synchronized Lifting Mechanism for Heavy-duty Four-Directional Shuttle Robot

【技术实现步骤摘要】
一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构
本专利技术涉及一种同步升降机构，尤其涉及一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构。
技术介绍
四向穿梭机器人广泛应用于国内外智能立体仓库系统中，它通过内部升降机构可实现横向行走和纵向行走，灵活性高，可任意变换作业巷道。既适合低流量、高密度的存储，也适合高流量、高密度的存储，可以实现效率、成本、资源的最大化。四向穿梭机器人中包含两套相互独立的升降机构：托盘升降机构和换向升降机构，每套升降机构由四个升降单元组成，因此四个升降单元的同步性至关重要，它关系到四向穿梭车运行的稳定性和安全性。目前市场上四向穿梭机器人采用的同步升降机构主要分为两种：电缸同步机构和液压同步机构。其中，电缸同步机构是采用四组电缸驱动四个升降单元，通过伺服驱动以及PLC来保证升降过程的同步性。虽然此升降机构同步精度很高，但使用成本太高，而且在重载场合，内部滚珠丝杠使用寿命不长。液压同步机构是采用串联式液压同步回路，通过四组油缸驱动四个升降单元，油缸之间采用串联的方式，即前一个油缸的出油口作为后一个油缸的进油口，从而实现四组油缸同步升降。如图1所示：电磁通断阀1.1、1.2、1.3、1.4、1.5同时得电时，油缸同步上升；电磁通断阀1.6、1.7、1.8、1.9、1.10同时得电时，油缸同步下降。由于液压同步机构使用成本低，承载能力强，在四向穿梭机器人中的应用越来越广泛，并在重载领域逐渐展露出它的优势。但是此套液压同步机构依然存在它的弊端，即由于其内部油管、电磁阀数目较多，在长时间使用过程中，渗漏油现象和故障率会加大，影响工作效率。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种油路简单，便于装配，成本低的重载四向穿梭机器人的同步升降机构。为了解决以上问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构，包括四向穿梭机器人本体和同步升降机构，所述的同步升降机构包括托盘升降机构和换向升降机构；其特征在于，所述的托盘升降机构包括液压电机、双向齿轮泵、油箱、阀组Ⅰ、5个电磁通断阀、油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ、油缸Ⅳ；所述的液压电机驱动双向齿轮泵，通过液压电机正反转带动双向齿轮泵正反转；双向齿轮泵与油箱相连，5个电磁通断阀安装在阀组Ⅰ上；在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅰ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅰ与油缸Ⅱ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅱ与油缸Ⅲ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅲ与油缸Ⅳ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅳ与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀。所述的换向升降机构包括液压电机、双向齿轮泵、油箱、阀组Ⅱ、5个电磁通断阀、油缸Ⅴ、油缸Ⅵ、油缸Ⅶ、油缸Ⅷ。所述的液压电机驱动双向齿轮泵，通过液压电机正反转带动双向齿轮泵正反转；双向齿轮泵与油箱相连，5个电磁通断阀安装在阀组Ⅱ上；在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅴ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅴ与油缸Ⅵ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅵ与油缸Ⅶ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅶ与油缸Ⅷ之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅷ与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀。所述的托盘升降机构与所述的换向升降机构在工作时相互独立，互不干扰。所述的托盘升降机构用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个油缸固定于四向穿梭机器人底部，并处于同一水平面内，且4个油缸相同；所述的换向升降机构用Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ4个油缸固定于四向穿梭机器人顶部，并处于同一水平面内，且4个油缸相同。此设计为了保证每种升降机构中4个油缸的活塞杆起始位置和终点位置一致，且油缸内的有效承载面积一致，从而提高升降机构的同步精度。所述的传感器为激光位移传感器。该传感器采用模拟量控制，对位置的监测精度非常高，便于对所述的升降机构的同步性进行实时监测，实现系统的闭环控制。与最接近的现有技术相比，本专利技术具体以下有益效果：本专利技术利用伺服电机驱动双向齿轮泵，通过液压电机正反转实现油缸的升降功能，油路更简单，且所用电磁阀数量减少一半，便于装配，且成本低，渗漏油概率及故障率减少50％。由于液压油的承载能力极强，提高了机构的承载能力，因此适合于重载场合。附图说明图1为现有技术中四向穿梭机器人液压同步机构的工作原理图。图2为本专利技术的重载四向穿梭机器人的结构示意图。图3为本专利技术的重载四向穿梭机器人的显示托盘的结构示意图。图4为本专利技术的重载四向穿梭机器人的同步升降机构的工作原理图。其中，1为传感器Ⅰ、2为传感器Ⅱ、3为传感器Ⅲ、4为传感器Ⅳ、5为传感器Ⅴ、6为传感器Ⅵ、7为传感器Ⅶ、8为传感器Ⅷ、9为电控箱、10为蓄电池，11为油缸Ⅰ、12为油缸Ⅱ、13为油缸Ⅲ、14为油缸Ⅳ、15为油缸Ⅴ、16为油缸Ⅵ、17为油缸Ⅶ、18为油缸Ⅷ、19为液压电机、20为双向齿轮泵、21为油箱、22为行走电机、23为阀组Ⅰ、24为阀组Ⅱ、25为托盘、26为电磁通断阀。具体实施方式下面对本专利技术做进一步阐述。如图2至4所示，本专利技术提供了一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构，其四向穿梭机器人其内部装有两台伺服电机：行走电机22和液压电机19。行走电机22经过一台双输出轴减速器减速后驱动各自链轮，配合四周的激光位移传感器1、激光位移传感器2、激光位移传感器3和激光位移传感器4的位置反馈，实现四向穿梭机器人在立体仓库中的横向、纵向行走。液压电机19是同步升降机构的动力源，所述的同步升降机构包括托盘升降机构和换向升降机构。如图2所示，所述的托盘升降机构包括液压电机19、双向齿轮泵20、油箱21、阀组Ⅰ23、5个电磁通断阀26、油缸Ⅰ11、油缸Ⅱ12、油缸Ⅲ13、油缸Ⅳ14。油缸Ⅰ11、油缸Ⅱ12、油缸Ⅲ13、油缸Ⅳ14为4个相同油缸，固定于四向穿梭机器人底部，且处于同一水平面内；双向齿轮泵20与油箱21相连，5个电磁通断阀26安装在阀组Ⅰ23上。液压电机19驱动双向齿轮泵20，通过液压电机19正反转带动双向齿轮泵正反转，配合串联式液压同步回路，实现四组油缸同步升降，并配合激光位移传感器5和激光位移传感器6对所述的托盘升降机构的同步性进行实时监测，实现闭环控制。所示的串联式液压同步回路如图4所示，在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅰ11之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅰ11与油缸Ⅱ12之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅱ12与油缸Ⅲ13之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅲ13与油缸Ⅳ14之间设有一个电磁通断阀，在油缸Ⅳ14与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀。具体工作过程为：首先保证油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、油缸Ⅲ、油缸Ⅳ的上油腔以及所有油管内充满油，当液压电机正转时，带动双向齿轮泵正转，所有电磁通断阀得电，油路导通，液压油从双向齿轮泵左侧油管进入油缸Ⅰ下油腔，推动活塞杆向上移动，油缸Ⅰ上油腔内的液压油被全部挤入油缸Ⅱ下油腔，液压油推动活塞杆向上移动,油缸Ⅱ上油腔内的液压油被全部挤入油缸Ⅲ下油腔，液压油推动活塞杆向上移动,油缸Ⅲ上油腔内的液压油被全部挤入油缸Ⅳ下油腔，液压油推动活塞杆向上移动，油缸Ⅳ上油腔内的液压油被全部挤出，从双向齿轮泵右侧油管返回油箱，从而实现四组油缸同步顶升。当4组油缸同步顶升到位后，激光位移传感器5和激光位移传感器6将检测到的位移信号反馈给系统，所有电磁通断阀失电，油路关闭，液压电机停转，油缸(油缸Ⅰ11、油缸Ⅱ12、油缸Ⅲ13、油缸Ⅳ14)处于保压状态，四组油缸顶升动作完成。同理，当液压电机反转时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构，包括四向穿梭机器人本体和同步升降机构，所述的同步升降机构包括托盘升降机构和换向升降机构；其特征在于，所述的托盘升降机构包括液压电机(19)、双向齿轮泵(20)、油箱(21)、阀组Ⅰ(23)、5个电磁通断阀(26)、油缸Ⅰ(11)、油缸Ⅱ(12)、油缸Ⅲ(13)、油缸Ⅳ(14)；所述的液压电机(19)驱动双向齿轮泵(20)，通过液压电机(19)正反转带动双向齿轮泵(20)正反转；双向齿轮泵(20)与油箱(21)相连，5个电磁通断阀(26)安装在阀组Ⅰ(23)上；在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅰ(11)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅰ(11)与油缸Ⅱ(12)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅱ(12)与油缸Ⅲ(13)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅲ(13)与油缸Ⅳ(14)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅳ(14)与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀(26)；所述的换向升降机构包括液压电机(19)、双向齿轮泵(20)、油箱(21)、阀组Ⅱ(24)、5个电磁通断阀(26)、油缸Ⅴ(15)、油缸Ⅵ(16)、油缸Ⅶ(17)、油缸Ⅷ(18)；所述的液压电机(19)驱动双向齿轮泵(20)，通过液压电机(19)正反转带动双向齿轮泵(20)正反转；双向齿轮泵(20)与油箱(21)相连，5个电磁通断阀(26)安装在阀组Ⅱ(24)上；在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅴ(15)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅴ(15)与油缸Ⅵ(16)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅵ(16)与油缸Ⅶ(17)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅶ(17)与油缸Ⅷ(18)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅷ(18)与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀(26)。...

【技术特征摘要】
1.一种重载四向穿梭机器人的同步升降机构，包括四向穿梭机器人本体和同步升降机构，所述的同步升降机构包括托盘升降机构和换向升降机构；其特征在于，所述的托盘升降机构包括液压电机(19)、双向齿轮泵(20)、油箱(21)、阀组Ⅰ(23)、5个电磁通断阀(26)、油缸Ⅰ(11)、油缸Ⅱ(12)、油缸Ⅲ(13)、油缸Ⅳ(14)；所述的液压电机(19)驱动双向齿轮泵(20)，通过液压电机(19)正反转带动双向齿轮泵(20)正反转；双向齿轮泵(20)与油箱(21)相连，5个电磁通断阀(26)安装在阀组Ⅰ(23)上；在双向齿轮泵进油口与油缸Ⅰ(11)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅰ(11)与油缸Ⅱ(12)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅱ(12)与油缸Ⅲ(13)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅲ(13)与油缸Ⅳ(14)之间设有一个电磁通断阀(26)，在油缸Ⅳ(14)与双向齿轮泵出油口之间设有一个电磁通断阀(26)；所述的换向升降机构包括液压电机(19)、双向齿轮泵(20)、油箱(21)、阀组Ⅱ(24)、5个电磁通断阀(26)、油缸Ⅴ(15)、油缸Ⅵ(16)、油缸Ⅶ(17)、油缸Ⅷ(18)；所述的液压电机(19)驱动双向齿轮泵(20)，通过液压电机(19)正反转带动双向齿轮泵(20)正反转；双向齿轮泵(20)与油箱(21)相连，5个...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡传玉，殷霄，
申请(专利权)人：江苏智库物流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32