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CN111056477A - 基于agv设备的二倍率筒式举升多级电动缸 - Google Patents

基于agv设备的二倍率筒式举升多级电动缸 Download PDF

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CN111056477A
CN111056477A CN201911196198.4A CN201911196198A CN111056477A CN 111056477 A CN111056477 A CN 111056477A CN 201911196198 A CN201911196198 A CN 201911196198A CN 111056477 A CN111056477 A CN 111056477A
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CN
China
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cylinder
ball screw
gear
planetary reducer
stage
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CN201911196198.4A
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English (en)
Inventor
王伟
曹秀芳
汤瑞方
韩志鸿
李振乾
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Nanjing Chenguang Group Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Chenguang Group Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/44Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads with self-contained electric driving motors

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,包括动滑轮组、链条、伺服电机、行星减速器、齿轮箱、外层固定缸、一级缸筒、二级缸筒、丝杠螺母、滚珠丝杠轴、主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮。本发明主要用于汽车生产线上发动机和电池等的自动举升,从而实现新能源汽车的自动化装配;该电动缸具有效率高、维护方便、安装空间小、行程长、伸缩比大等优点,将多级电动缸集成到AGV设备并应用到大型零、部件的装配上,具有很高的自动化水平,并可实现本地和远程的自动控制。

Description

基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸
技术领域
本发明属于机械设计及其自动化领域,具体涉及一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸。
背景技术
随着中国汽车工业的蓬勃发展,为了提高自动化水平,已经有很多汽车制造企业将AGV(全称“Automated Guided Vehicles”,自动导引车)用于生产线上,能在很大程度上提高生产过程中的自动化水平,降低工人的劳动强度,并且降低劳动过程中带来的危险,并适应可能发生的装配场地的变动等。
电动缸作为一个新型的机电一体化产品以省能源、低噪音、环境性好、低维护成本和优异的控制性及稳定性,得到越来越多的科研部门以及企业的青睐和认可。电动缸在一些欧美发达国家已经广泛应用于自动化生产线及国防兵工行业,而我国电动缸技术起步较晚,目前主要应用于雷达、惯导、特种车辆等精密研究领域,且当前研究和应用的电动缸多以单级传动为主。
多级电动缸是在单级电动缸的基础上,研发出来的新产品,不仅具有单级电动缸效率高、维护方便等优点,还具有安装空间小、行程长、伸缩比大等特点,主要应用于一些要求行程较大而缸筒安装尺寸受限的工作场合。正是基于这些优点,将多级电动缸集成到AGV设备并应用到大型零、部件的装配上,对降低人力成本、改善装配环境、提高装配效率有重要的实用价值与研究意义。
目前,市面上现有的多级电动缸大多采用多级滚珠丝杠结构,该结构对加工制造精度要求很高,制造及装配难度大,并且多级滚珠丝杠副大多采用进口产品,价格昂贵,成本高,产品自主知识产权程度偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,包括动滑轮组、链条、伺服电机、行星减速器、齿轮箱、外层固定缸、一级缸筒、二级缸筒、丝杠螺母、滚珠丝杠轴、主动齿轮、中间齿和从动齿;
所述伺服电机的输出轴和行星减速器的输入轴连接,伺服电机的输出轴旋转时带动行星减速器的输入轴旋转,经过行星减速器内部一系列齿轮啮合传动,带动行星减速器的输出轴旋转;
所述齿轮箱中设置三个齿数和模数完全相同的渐开线直齿轮来实现两个平行轴之间的传动;三个渐开线直齿轮分别为主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮,两个平行轴分别为行星减速器的输出轴和滚珠丝杠轴;所述行星减速器的输出轴和主动齿轮连接,所述中间齿轮通过一对角接触球轴承进行支承转动,所述从动齿轮和滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴连接;当伺服电机旋转时,滚珠丝杠轴也作旋转运动;
所述一级缸筒与滚珠丝杠副中的丝杠螺母连接,当滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴旋转时,滚珠丝杠副中的丝杠螺母带动一级缸筒作上下直线运动;所述外层固定缸和二级缸筒通过链条连接,与中间的动滑轮组形成动滑轮传动方式。
与已有技术相比,本发明具备如下有益效果:(1)采用“高速无刷直流电机+减速器+齿轮副+滚珠丝杠副”的并联布局方案,对系统进行负载匹配优化设计;(2)选取最佳传动比,有效减小电机、控制器的峰值容量,达到整机性能最佳的目的;(3)采用直流无刷伺服电机驱动控制,通过动滑轮组机构实现系统位移和速度的二倍放大,进而实现二倍率的自动举升;(4)缸筒和缸筒之间增加耐磨导向铝青铜套,强度高,耐磨性好,并且具有精确的导向作用,还可防止缸筒与缸筒之间的直接金属接触,提高缸筒的使用寿命;(5)可用于各种工业领域中重物自动举升的场合,具有本地和远程两种控制模式,适用于多种工作环境;(6)通过1级动滑轮组机构实现电动缸的多级传动,对加工制造精度要求较低,并且价格优势明显,产品自主知识产权程度高。
附图说明
图1为本发明基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸结构图。
图2为本发明的内部剖视图。
图3为本发明的齿轮副示意图。
图4为本发明的限位装置示意图。
图中标号:动滑轮组1、链条2、伺服电机3、行星减速器4、齿轮箱5、安装底板6、外层固定缸7、一级缸筒8、二级缸筒9、轴承组件10、丝杠螺母11、转接法兰12、滚珠丝杠轴13、主动齿轮14、中间齿轮15、从动齿轮16、零位接近开关17、下限位接近开关18、上限位接近开关19。
具体实施方式
本发明基于“动滑轮组传动”的原理,采用“高速无刷直流伺服电机+减速器+齿轮副+滚珠丝杠副”的并联布局方案,通过1级动滑轮组机构实现电动缸的多级传动,对加工制造精度要求较低,并且价格优势明显,产品自主知识产权程度高。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示,一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,包括动滑轮组1、链条2、伺服电机3、行星减速器4、齿轮箱5、外层固定缸7、一级缸筒8、二级缸筒9、丝杠螺母11、滚珠丝杠轴13、主动齿轮14、中间齿15和从动齿16;
所述伺服电机3的输出轴和行星减速器4的输入轴连接,伺服电机3的输出轴旋转时带动行星减速器4的输入轴旋转,经过行星减速器4内部一系列齿轮啮合传动,带动行星减速器4的输出轴旋转;
所述齿轮箱5中设置三个齿数和模数完全相同的渐开线直齿轮来实现两个平行轴之间的传动;三个渐开线直齿轮分别为主动齿轮14、中间齿轮15和从动齿轮16,两个平行轴分别为行星减速器4的输出轴和滚珠丝杠轴13;所述行星减速器4的输出轴和主动齿轮14连接,所述中间齿轮15通过一对角接触球轴承进行支承转动,所述从动齿轮16和滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13连接;当伺服电机3旋转时,滚珠丝杠轴13也作旋转运动;
所述一级缸筒8与滚珠丝杠副中的丝杠螺母11连接,当滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13旋转时,滚珠丝杠副中的丝杠螺母11带动一级缸筒8作上下直线运动;所述外层固定缸7和二级缸筒9通过链条2经一级缸筒8上的动滑轮组1进行连接。
进一步的,所述一级缸筒8通过转接法兰12与滚珠丝杠副中的丝杠螺母11刚性连接。
进一步的,二级缸筒9升降的位移和速度是一级缸筒8的2倍。
进一步的,所述外层固定缸7上设置有零位接近开关17、下限位接近开关18、上限位接近开关19,通过下限位开关18和上限位开关19对一级缸筒8的升降行程进行电气限位,通过零位接近开关17对一级缸筒8的初始零位进行调整。
进一步的,所述滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13通过轴承组件10进行支承旋转。
进一步的,所述外层固定缸7安装在安装底板6上。
本发明提供一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,该电动缸主要用于汽车生产线上发动机和电池等的自动举升,从而实现新能源汽车的自动化装配。基于多级电动缸效率高、维护方便、安装空间小、行程长、伸缩比大等优点,将多级电动缸集成到AGV设备并应用到大型零、部件的装配上,具有很高的自动化水平,并可实现本地和远程的自动控制。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,所述电动缸包括动滑轮组1、链条2、伺服电机3、行星减速器4、齿轮箱5、安装底板6、外层固定缸7、一级缸筒8、二级缸筒9、轴承组件10、丝杠螺母11、转接法兰12、滚珠丝杠轴13、主动齿轮14、中间齿轮15、从动齿轮16、零位接近开关17、下限位接近开关18、上限位接近开关19。
如图1所示,所述伺服电机3的输出轴和行星减速器4的输入轴连接,伺服电机3的输出轴旋转时带动行星减速器4的输入轴旋转,经过行星减速器4内部一系列齿轮啮合传动,带动行星减速器4的输出轴旋转。
如图1和图3所示,所述齿轮箱5中设置三个齿数和模数完全相同的渐开线直齿轮(主动齿轮14、中间齿轮15和从动齿轮16)来实现两个平行轴(行星减速器4的输出轴和滚珠丝杠轴13)之间的传动。所述行星减速器4的输出轴和主动齿轮14连接,所述中间齿轮15通过一对角接触球轴承进行支承转动,所述从动齿轮16和滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13连接。当伺服电机3旋转时,滚珠丝杠轴13也作旋转运动。
如图1和图2所示,所述一级缸筒8通过转接法兰12与滚珠丝杠副中的丝杠螺母11刚性连接,当滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13旋转时,滚珠丝杠副中的丝杠螺母11带动一级缸筒8作上下直线运动。
如图1所示,所述外层固定缸7和二级缸筒9通过链条2经一级缸筒8上的动滑轮组1进行连接。
如图2所示,所述滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13通过轴承组件10进行支承旋转。
如图1、图2和图3所示,所述伺服电机3经行星减速器4、传动齿轮副(主动齿轮14、中间齿轮15和从动齿轮16)带动滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴13旋转,由滚珠丝杠副将滚珠丝杠轴13的旋转运动转化为丝杠螺母11的上下直线运动,丝杠螺母11通过转接法兰12与一级缸筒8刚性连接,进而可带动一级缸筒8完成产品的一级升降动作。
如图1所示,所述二级缸筒9与外层固定缸7通过链条2连接,与中间的动滑轮组1形成动滑轮传动方式,根据动滑轮组的工作原理可知,由于动滑轮组1一端连接的外层固定缸7固定不动,因此一级缸筒8升降可带动动滑轮组1另外一端连接的二级缸筒9升降,并且二级缸筒9升降的位移和速度是一级缸筒8的2倍,即实现位移和速度的二倍放大,进而缩短了安装空间,增大了工作行程,提高了产品的伸缩比。
如图4所示,所述零位接近开关17、下限位接近开关18、上限位接近开关19均安装在外层固定缸7上,通过下限位开关18和上限位开关19对一级缸筒8的升降行程进行电气限位,通过零位接近开关17可对一级缸筒8的初始零位进行调整。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,包括动滑轮组(1)、链条(2)、伺服电机(3)、行星减速器(4)、齿轮箱(5)、外层固定缸(7)、一级缸筒(8)、二级缸筒(9)、丝杠螺母(11)、滚珠丝杠轴(13)、主动齿轮(14)、中间齿(15)和从动齿(16);
所述伺服电机(3)的输出轴和行星减速器(4)的输入轴连接,伺服电机(3)的输出轴旋转时带动行星减速器(4)的输入轴旋转,经过行星减速器(4)内部齿轮啮合传动,带动行星减速器(4)的输出轴旋转;
所述齿轮箱(5)中设置三个齿数和模数完全相同的渐开线直齿轮来实现两个平行轴之间的传动;三个渐开线直齿轮分别为主动齿轮(14)、中间齿轮(15)和从动齿轮(16),两个平行轴分别为行星减速器(4)的输出轴和滚珠丝杠轴(13);所述行星减速器(4)的输出轴和主动齿轮(14)连接,所述中间齿轮(15)通过一对角接触球轴承进行支承转动,所述从动齿轮(16)和滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴(13)连接;当伺服电机(3)旋转时,滚珠丝杠轴(13)也作旋转运动;
所述一级缸筒(8)与滚珠丝杠副中的丝杠螺母(11)连接,当滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴(13)旋转时,滚珠丝杠副中的丝杠螺母(11)带动一级缸筒(8)作上下直线运动;所述外层固定缸(7)和二级缸筒(9)通过链条(2)连接,与中间的动滑轮组(1)形成动滑轮传动方式。
2.根据权利要求1所述的基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,所述一级缸筒(8)通过转接法兰(12)与滚珠丝杠副中的丝杠螺母(11)刚性连接。
3.根据权利要求1所述的基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,二级缸筒(9)升降的位移和速度是一级缸筒(8)的2倍。
4.根据权利要求1所述的基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,所述外层固定缸(7)上设置有零位接近开关(17)、下限位接近开关(18)、上限位接近开关(19),通过下限位开关(18)和上限位开关(19)对一级缸筒(8)的升降行程进行电气限位,通过零位接近开关(17)对一级缸筒(8)的初始零位进行调整。
5.根据权利要求1所述的基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,所述滚珠丝杠副中的滚珠丝杠轴(13)通过轴承组件(10)进行支承旋转。
6.根据权利要求1所述的基于AGV设备的二倍率筒式举升多级电动缸,其特征在于,所述外层固定缸(7)安装在安装底板(6)上。
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