端部空间回转运动系统的制作方法

技术领域

本发明涉及轨道技术领域，更具体地说涉及一种将直线运动转变为端部回转运动的端部空间回转运动系统。

背景技术：

目前，铁路货车车厢内通常使用动力滚筒安装在轨道内，来完成物品由直线运动转换成圆周运动，并将物品的运动方向改变180°。然而，采用动力滚筒的这种回转技术存在如下缺陷：1）安装空间大，不适用于轨道机车车厢内部；2)所需要的电机数量多，成本大，可靠性低。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种在狭小空间中将周转箱从直线运动转换成圆周运动并将所带动的周转箱直线运动方向改变180°的端部空间回转运动系统将是有利的。

为实现上述目的，本发明提供一种端部空间回转运动系统，其包括：

两套回转运动装置，该两套回转运动装置上下镜像对称布置，每套回转运动装置包括：

安装框架，其固定安装于端部空间内；

回转轨道，其装设于安装框架上，所述回转轨道具有平行地位于两侧的直线段轨道以及分别位于两端的外端弧形段轨道和内端弧形段轨道，在外端弧形段轨道上设置有插接槽道，在内端弧形段轨道上设置有释放槽道，在直线段轨道上设置有变道槽并且两侧的直线段轨道上的变道槽左右镜像对称设置，其中，插接槽道和释放槽道延伸设置在直线段轨道上并分别与两侧的直线段轨道上的变道槽连通，且插接槽道、释放槽道和变道槽构成滚轮槽道；

传动机构，其装设于安装框架上，该传动机构包括主动轮、从动轮、以及固定于从动轮上且具有拨叉滑槽的一对拨叉；

一对滑车装置，每个滑车装置具有滑车座以及装设于滑车座上的轨道导向滚轮、驱动导向滚轮和自动插接机构，轨道导向滚轮成对设置并用于可滑动地夹持在回转轨道上，驱动导向滚轮可滑动地装设于相应拨叉的拨叉滑槽内从而能够在拨叉的驱动下带动滑车装置沿着回转轨道移动，自动插接机构具有可滑动地装设于滚轮槽道上的变道滚轮、与变道滚轮传动连接的齿轮齿条传动结构和由齿轮齿条传动结构驱动的插销，其中，当变道滚轮经由变道槽从释放槽道移动到插接槽道或从插接槽道移动到释放槽道时，该插销从向内缩回的释放位置移动到向外伸出的插接位置或从向外伸出的插接位置移动到向内缩回的释放位置；

驱动机构，其包括伺服电机和由伺服电机驱动的驱动轴，其中，该驱动轴的上下两端分别驱动连接两套回转运动装置的主动轮以驱动传动机构旋转。

在本发明中，由于回转轨道包括两直线段轨道和两弧形段轨道，且其上设置有由插接槽道、释放槽道和变道槽构成的滚轮槽道，并且变道滚轮沿滚轮槽道滑动时能够带动插销在插接位置和释放位置转换，因此，沿回转轨道滑行的滑车装置上安装的插销能够与例如沿直线运动过来的货箱上的插孔配合，带动货箱由直线运动改变成沿回转轨道的轨迹运动，实现货箱的运动方向的改变以及加速功能(伺服电机带动来实现以避免与后面货箱干涉)；当插销带动货箱从直线段轨道运动到弧形段轨道的沿回转轨道纵轴最远端的过程中，滑车装置是在加速运动，当插销带动货箱从弧形段轨道运动到另一侧的直线段轨道时，滑车装置在伺服电机的带动下开始减速，直至与货箱直线运动时速度相同、方向相反，实现货箱运动改为反向运动；由于每个回转运动装置中设有一对滑车装置，因此，当第一个货箱在一个滑车装置的插销带动下在该另一侧的直线段轨道上减速以准备释放货箱时，另一个（即对面的）滑车装置上的插销可以正好与下一个货箱的插孔配合进入回转运动轨迹，货箱运转效率大幅提高；由于整个回转运动系统包括上下两套回转运动装置，因此可以一个货箱同时与箱体上方的插销和箱体下方的插销相配合，运转过程相当平稳；而且，通过上述结构设置，可以在驱动机构的伺服电机的作用下，回转运动装置上的滑车装置可沿回转轨道正反两个方向作移动。

进一步，滑车座上可枢转地安装有两个滚轮固定板，该两个滚轮固定板在其外端经由拉力弹簧连接在一起，每个滚轮固定板上装设有一对轨道导向滚轮。

鉴于轨道通常为铝型材拉弯成型，在弧度处会产生尺寸的变化，因此，通过拉力弹簧将两个滚轮固定板连接到一起，从而可以通过拉簧的拉力调节每个滚轮固定板上的两个轨道导向滚轮沿轨道型材截面的中心距离，使它们始终保持与轨道的配合，处于夹紧轨道的状态。

再进一步，每个滑车装置都具有两个自动插接机构，每个自动插接机构都包括位于滑车座上的机架，齿轮齿条传动结构包括可滑动地装设于机架上的驱动齿条、可转动地装设于机架上并与驱动齿条啮合传动的齿轮、以及沿轴向成形于插销的一端上并与齿轮啮合传动的从动齿条，其中，插销与驱动齿条垂直安装并设置成在插接位置和释放位置之间相对于滑车座垂直可移动，并且变道滚轮固定于驱动齿条的一端上，从而当变道滚轮经由变道槽变道移动时，变道滚轮带动驱动齿条、进而带动齿轮和从动齿条运动，最终使得插销上下移动。

又进一步，上述机架与滑车座一体成型，并且机架上设置有供驱动齿条沿其滑动的齿条滑槽。

又再进一步，上述驱动齿条包括齿条本体、位于齿条本体一侧并适于在齿条滑槽内滑动的滑动部、以及位于齿条本体另一侧的齿轮啮合部，变道滚轮装设于齿条本体的一端上。

再又进一步，上述插销的另一端构成为插接端用来插接到需要在端部空间内作回转运动的货箱上设置的插孔内。

另再进一步，上述滑车座上设置有通孔，插销穿过该通孔设置，在插销的一端上还设置有限位块来防止插销在插接位置从该通孔脱落。

进一步，上述传动机构为同步带轮传动机构，主动轮为小同步带轮，从动轮为大同步带轮，并且传动机构还包括同步带轮和张紧轮。

再进一步，上述大同步带轮具有定子和转子，定子固定安装于安装框架上，转子和主动轮之间通过同步带传动连接，并且一对拨叉径向对称地固定于转子上。

进一步，上述传动机构为齿轮传动机构，主动轮为小齿轮，从动轮为大齿轮。

通过参考下面所描述的实施例，本发明的上述这些方面和其他方面将会得到更清晰地阐述。

附图说明

发明的结构以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：

图1是根据本发明的一个具体实施方式的端部空间回转运动系统的立体示意图；

图2是图1所示端部空间回转运动系统中布置在上的一套回转运动装置的立体示意图；

图3是图2所示回转运动装置中滑车装置的立体示意图；

图4是类似于图3的视图，为清楚示出滑车装置的自动插接机构的内部结构，在该图中去除了其中一个自动插接机构的机架；

图5是图3中滑车装置的使用状态图，其中示出了自动插接机构的两个变道滚轮一个位于回转轨道的释放槽道中（即处于变道前的释放位置上）另一个位于回转轨道的插接槽道中（即处于变道后的插接位置上）；

图6是图1的左侧视图，其中很清楚地示出了自动插接机构的两个插销一个处于插接位置另一个处于释放位置；

图7是图5的前端视图，其中清楚地示出了轨道导向滚轮与回转轨道侧面凸台的配合以及变道滚轮与回转轨道上变道槽的配合结构。

附图标记说明：

1 回转运动装置 3 驱动机构

10 滑车座 11 一侧

13 另一侧 19 通孔

20 滚轮固定板 30 拉力弹簧

40 轨道导向滚轮 50 自动插接机构

51 机架 53 驱动齿条

52 齿条滑槽 530 齿条本体

532 滑动部 534 齿轮啮合部

55 变道滚轮 57 齿轮

58 从动齿条 59 插销

595 限位块 597 直线轴承

60 驱动导向滚轮

100 安装框架 200 回转轨道

201 凸台 202 直线段轨道

203 内端弧形段轨道 204 释放槽道

205 变道槽 206 插接槽道

207 外端弧形段轨道 300 传动机构

301 伺服电机 302 驱动轴

303 主动轮 305 从动轮

307 同步带 309 张紧轮

310 拨叉 311 拨叉滑槽

400 滑车装置

具体实施方式

下面将结合附图来描述本发明的具体实施方式。

如图1所示，根据本发明一个具体实施方式的端部空间回转运动系统包括两套回转运动装置1和驱动机构3，其中该两套回转运动装置1上下镜像对称布置，驱动机构3包括伺服电机301和由伺服电机301驱动的驱动轴302。

如图2所示，每套回转运动装置1包括安装框架100、回转轨道200、传动机构300和一对滑车装置400。安装框架100固定安装于端部空间内，该端部空间在本实施方式中可以是轨道货箱两端的空间；回转轨道200装设于安装框架100上，其具有平行地位于两侧的直线段轨道202以及分别位于直线段轨道202两端的外端弧形段轨道207和内端弧形段轨道203，在外端弧形段轨道207上设置有插接槽道206，在内端弧形段轨道203上设置有释放槽道204，在直线段轨道202上设置有变道槽205，其中，插接槽道206和释放槽道204延伸设置在直线段轨道202上并分别与两侧的直线段轨道202的变道槽205连通，且插接槽道206、释放槽道204和变道槽205构成滚轮槽道；传动机构300装设于安装框架100上，其构成为同步带轮传动机构，包括主动轮303、从动轮305、以及固定于从动轮305上且都具有拨叉滑槽311的一对拨叉310。需要说明的是，两侧直线段轨道202上的两个变道槽205左右镜像对称设置。

再如图2所示，上述传动机构300为同步带轮传动机构，其中主动轮303为小同步带轮，从动轮305为大同步带轮，并且传动机构300还可包括张紧轮309。进一步，大同步带轮即从动轮305具有定子和转子，定子固定安装于安装框架100上，转子和小同步带轮即从动轮305之间通过同步带307传动连接，并且两个拨叉310径向对称地固定于转子上。应当理解的是，传动机构300还可以是齿轮传动机构，由小齿轮构成主动轮，与小齿轮啮合的大齿轮构成从动轮，拨叉装设于大齿轮上。

如图3和图4所示，滑车装置400具有滑车座10，在滑车座10上可枢转地装设有两个滚轮固定板20，该两个滚轮固定板20在外端经由拉力弹簧30连接在一起，每个滚轮固定板20上装设有一对轨道导向滚轮40；滑车座10上还装设有两个自动插接机构50，每个自动插接机构50都包括机架51、可滑动地装设于机架51上的驱动齿条53、固定于驱动齿条53一端上的变道滚轮55、可转动地装设于机架51上并与驱动齿条53啮合传动的齿轮57、其上设置有与齿轮57啮合传动的从动齿条58的插销59。上述驱动齿条53、齿轮57以及从动齿条58构成齿轮齿条传动结构，因此，变道滚轮55在受传动机构300驱动时能够驱动齿轮齿条传动结构，齿轮齿条传动结构再驱动插销59。

如图4所示，并参考图5和图6，插销59与驱动齿条53垂直安装，并设置成在向外伸出的插接位置（见图6上面那个插销所示位置）和向内缩回的释放位置（见图6下面的那个插销所示位置）之间相对于滑车座10垂直可移动，还有，变道滚轮55设置成能够沿着回转轨道200上的滚轮槽道移动，并且在遇到滚轮槽道的变道槽205时作变道运动，从而在变道滚轮55作变道运动时带动齿轮齿条传动结构，即带动驱动齿条53、进而带动齿轮57和从动齿条58运动，使得插销59在插接位置和释放位置之间转换。具体地，当变道滚轮55经由变道槽205从释放槽道204移动到插接槽道206或从插接槽道206移动到释放槽道204时，该插销59从向内缩回的释放位置移动到向外伸出的插接位置或从向外伸出的插接位置移动到向内缩回的释放位置；

如图7所示，轨道导向滚轮40为聚氨酯凹型轮，回转轨道200在侧面上设置有凸台201，该聚氨酯凹型轮与该凸台201滑动连接。进一步，轨道导向滚轮40上设置有滚动轴承（图未示）用于夹持回转轨道的凸台201。

再如图3和图4所示，机架51与滑车座10一体成型，并且机架51上设置有供驱动齿条53沿其滑动的齿条滑槽52。其中，驱动齿条53包括齿条本体530、位于齿条本体530一侧并适于沿齿条滑槽52滑动的滑动部532、以及位于齿条本体530另一侧并与齿轮57啮合的齿轮啮合部534，变道滚轮55装设于齿条本体530的一端上。插销59包括齿条端和插接端，该齿条端沿轴向成形有上述从动齿条58，该插接端适于与回转轨道200上的待运输物件例如货箱（图未示）上的插孔相互插接配合。如图4所示，滑车座10上设置有通孔19，插销59穿过该通孔19设置，并且插销59上设置有限位块595用来防止插销59在插接位置从该通孔19脱落，该限位块59设置于插销59的齿条端上并与从动齿条58位置不同互不干涉。另外，两个自动插接机构50分别位于两个滚轮固定板20的外侧，即两个滚轮固定板20位于滑车座10的内侧，两个自动插接机构50分别位于两侧，这样可以使得待运输物件能够牢牢地被自动插接机构50插接接合来完成运送。

如图7所示，并参考图1、图3和图4，滑车装置400还包括驱动导向滚轮60，其装设于滑车座10的一侧11，而滚轮固定板20和自动插接机构50位于滑车座10的另一侧13上，该驱动导向滚轮60适于和用来驱动滑车装置400的传动机构300的拨叉310上的拨叉滑槽311滑动连接，并可沿拨叉滑槽311直线往复运动，以使滑车装置400能够被驱动从而沿着回转轨道200行进。驱动导向滚轮60和变道滚轮55都为聚氨酯轮，可以增强这些滚轮的使用寿命。

另外需要说明的是，如图7所示，在本实施方式中，自动插接机构50还包括装设于滑车座10上的直线轴承597，插销59穿过该直线轴承597安装并与该直线轴承597间隙配合从而使得插销在该直线轴承597内可以上下往复运动。

应当理解的是，通过本实施方式的上述结构设置，在驱动机构3的伺服电机301的作用下，上下两套回转运动装置1上的滑车装置400可沿回转轨道200作正反两个方向的移动，例如：可以通过改变伺服电机301转动方向，来改变滑车装置400的移动方向是沿回转轨道200顺时针移动还是沿回转轨道200逆时针移动。伺服电机301可以一直沿一个方向转动，这样，滑车装置400在回转轨道200上也一直沿着一个方向移动，每套回转运动装置1上的两个滑车装置400轮流转送货箱；伺服电机301也可以设置成一会正转，一会反转，从而滑车装置400也随着在回转轨道200上一会顺时针移动，一会逆时针移动，这样，每套回转运动装置1上的一个滑车装置400从一侧的直线段轨道202沿外端弧形段轨道207，以将货箱周转到另一侧的直线段轨道202上。

下面结合图1至图7介绍一下整个端部空间回转运动系统的的工作过程：

驱动机构3启动，伺服电机301带动驱动轴302运转，驱动轴302驱动传动机构300的主动轮303转动，带动同步带307进而带动从动轮305转动，拨叉310随从动轮305一同转动，由于拨叉310上的拨叉滑槽311与滑车装置400上的驱动导向滚轮60滑动接合，从而在拨叉310转动时带动驱动导向滚轮60进而带动整个滑车装置400沿回转轨道200移动。

当滑车装置400从回转轨道200的内端弧形段轨道203滑行到一侧的直线段轨道202上时，轨道货车车厢内的货箱被沿车厢内的直线运动系统（图未示）输送过来，当滑车装置400上的变道滚轮55开始从直线段轨道202上的释放槽道204进入变道槽205时，滑车装置400上的插销59正好与沿直线输送过来的货箱上的插孔对齐，随着变道滚轮55沿变道槽205的移动，插销59不断向外伸出进入到货箱的插孔内。接着，变道滚轮55从变道槽205进入插接槽道206，并随后从直线段轨道202进入外端弧形段轨道207，在位于上、下两个回转运动装置上的相对应滑车装置400上的插销59与货箱上插孔的配合下，货箱由直线段轨道202被移动到外端弧形段轨道207。然后，变道滚轮55进入回转轨道200另一侧的直线段轨道202，并接着在该直线段轨道202上由插接槽道206经变道槽205进入释放槽道204，这时，插销59向内缩回进入释放位置，脱离与货箱上插孔的接合，货箱可以在方向调转180°后进入货车车厢的直线运动系统的另一侧。由于货车车厢通常两侧都有装货/卸货门，这样就大大方便了货车车厢内货箱的周转。

鉴于滑车装置400在回转运动装置中成对设置，因此，当其中一个滑车装置400的两个插销59与货箱的插孔进入配合状态并带动货箱移动时，即该滑车装置400的两个插销59进入插接位置；同时，位于回转轨道200另一侧的另一个滑车装置400上的插销59则进入与另一个货箱的插孔脱离接合的状态，即该另一个滑车装置400的插销59处于其释放位置。以此方式，端部空间回转运动系统可以同时带动两个货箱的运转，提高了工作效率。

具体到滑车装置400，当其在直线段轨道202上滑行并即将从释放槽道204进入变道槽205时，滑车装置400上的其中一个自动插接机构50的变道滚轮55从释放槽道204进入变道槽205，如图5所示，在变道槽205的限制下，受限的变道滚轮55带动驱动齿条53开始向外侧（图5中左侧）滑动，从而驱使齿轮57逆时针转动，进而带动插销59上的从动齿条58垂直向外（图4中垂直向下）伸出，当变道滚轮55从变道槽205进入插接槽道206时，图6中上面那个插销59即进入其插接位置，在该位置插销59与货箱上的插孔插接配合；接下来，随着滑车装置400在回转轨道200上继续行进，该滑车装置400上的另一个自动插接机构50的变道滚轮55也会从释放槽道204进入变道槽205，进而进入插接槽道206，从而使得其上的插销59也从释放位置进入插接位置，其中图6中示出的是其处于还未进入插接位置的释放位置。当该滑车装置400上的两个插销59都进入插接位置，它们带动货箱沿回转轨道继续前行，直至进入另一侧直线段轨道202上的变道槽205。在该侧直线段轨道202上，两个插销相继脱离与货箱上插孔的插接配合，先后进入释放位置。滑车装置400的工作如此循环。

另外，需要说明的是，当滑车装置400沿回转轨道200的两个弧形段轨道行进时，由于拉力弹簧30连接在两个滚轮固定板20的外端上，可有效保证每个滚轮固定板20上一对轨道导向滚轮40的间距，避免它们相互间过于远离或靠近，从而保证轨道导向滚轮40对回转轨道200的夹紧力。另外，设置两个滚轮固定板20，即设置两排轨道导向滚轮40，可有效保证滑车装置400沿回转轨道200行进，避免脱轨等现象发生。还有，本实施方式中设置两个自动插接机构50也是为了能够保障与箱体的插接配合更加稳固。应当理解的是，在保证能够插接传送箱体的情况下，仅设置一个滚轮固定板加其上的两个轨道导向滚轮也是可行的，当然，自动插接机构50也可以仅设置一个。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。