横梁及龙门机器人的制作方法

1.本实用新型涉及智能仓储设备技术领域，尤其涉及一种横梁及龙门机器人。


背景技术：

2.在轮胎生产过程中，经常需要将轮胎成品或半成品从一个工位搬运至另一个工位，或者将轮胎成品或半成品堆垛在某处。这行搬运或堆垛工作通常由龙门机器人来完成。
3.现有龙门机器人通常包括两根纵梁和搭接在两根纵梁之间的横梁组件。有的横梁组件包括一根由大截面铝型材制成的横梁主体，造价高，且受到大截面铝型材挤压成型设备的限制，横梁长度只能做到14m，适用范围窄，难以实现大范围搬运。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种组装便捷、使用寿命长、成本低且可长跨度拼装的轻量化横梁及应用此轻量化横梁的龙门机器人。
5.为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种横梁，包括呈四角分布的四根轨道管，四根所述轨道管通过内连接件连接成一个整体结构，任意两根相邻的轨道管均可构成导轨，所述内连接件包括一根或多根间隔设置的筒状管，四根所述轨道管相对于所述筒状管的轴线对称地焊接在所述筒状管的外侧面上；或，所述内连接件包括至少一个连接管环状组件，所述连接管环状组件包括首尾相接的四根内连接管，四根所述轨道管相对于所述连接管环状组件的中心对称地焊接在所述连接管环状组件的外侧面上。
7.特别是，四根所述轨道管中至少一根为方管。
8.特别是，所述内连接件还包括内支撑板，所述内支撑板焊接在所述内连接管上，四根所述轨道管分别焊接在所述内支撑板上。
9.特别是，所述内支撑板的呈矩形，在所述内支撑板的四个顶角处分别向内形成凹部，四根所述轨道管一一对应地分别卡在四个所述凹部中。
10.特别是，在所述内支撑板的中部开设有减重通孔。
11.特别是，所述横梁还包括多块封板，所述封板分别设置在所述内连接件的上方、下方、左侧和右侧，四根所述轨道管上与横走机械手装置凸出于所述封板。
12.特别是，所述横梁还包括设置在端部的连接板，所述连接板上开设有连接通孔。
13.另一方面，本实用新型采用以下技术方案：
14.一种龙门机器人，包括：纵梁组件，包括平行间隔设置的两根纵梁，及用于支撑所述纵梁的多根支柱；横梁组件，包括一根上述的横梁及设于所述横梁两端的横梁固定座，所述横梁通过横梁固定座沿两根纵梁纵向滑动；以及，横走机械手装置，可沿所述横梁横向滑动。
15.特别是，所述横梁固定座上设置有驱动组件，所述驱动组件包括电机、主动轮、从动轮、内导向轮、外导向轮和上导向轮，所述主动轮直接或间接连接至所述电机的输出轴，
所述从动轮能随所述主动轮同步转动，所述主动轮和所述从动轮都抵接在所述纵梁的导轨的上表面上，所述内导向轮抵接在所述导轨的内侧面上，所述外导向轮抵接在所述导轨的外侧面上，所述上导向轮抵接在所述导轨的顶面的下表面上。
16.本实用新型横梁的任意两根相邻的轨道管均可构成导轨，使用方便，造价更低；横梁能做得更长，适用范围更广，且重量低于同等使用条件的铝合金横梁。
17.本实用新型龙门机器人使用四根导轨管和内连接件的组合结构替代现有技术中由大截面铝型材制成的横梁主体，造价更低，加工更容易，横梁能做得更长，适用范围更广；横梁中各个结构之间通过焊接的方式进行连接，整体结构更牢固耐用，承重能力更强，尺寸精度更高；通过上述结构优化设计，横梁整体的刚性优于现有技术中的铝合金材质结构，能应用于各种各样的工况中。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式提供的龙门机器人的结构示意图；
19.图2是本实用新型具体实施方式提供的横梁的结构示意图；
20.图3是图2中a处局部放大图；
21.图4是本实用新型具体实施方式提供的横梁的垂直于轴线方向的截面图；
22.图5是本实用新型具体实施方式提供的横梁组件的立体结构示意图；
23.图6是图5的侧视图；
24.图7是本实用新型具体实施方式提供的驱动组件的结构示意图。
25.图中：
26.1、纵梁；2、横梁；3、横走机械手装置；4、横梁固定座；21、左侧上导轨管；22、右侧上导轨管；23、左侧下导轨管；24、右侧下导轨管；25、内连接管；26、内支撑板；27、减重通孔；28、封板；29、连接板；41、电机；42、主动轮；43、从动轮；44、内导向轮；45、外导向轮；46、上导向轮。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.本实施方式提供一种横梁以及包括该横梁的龙门机器人，用于将轮胎成品或半成品等物体从初始位置搬运至目标位置。具体的，如图1所示，龙门机器人包括纵梁组件、横梁组件和横走机械手装置3。其中，纵梁组件包括平行间隔设置的两根纵梁1及用于支撑纵梁1的多根支柱；横梁组件包括一根横梁2及设于横梁2两端的横梁固定座4，横梁2通过横梁固定座4沿两根纵梁1纵向滑动；横梁2上设置有横走机械手装置3。横走机械手装置3上的抓取装置能将待搬运物体提起来，横走机械手装置3沿横梁2移动即可实现横向搬运；横梁2两侧的横梁固定座4上分别设置有驱动组件，驱动组件启动后横梁2能沿着纵梁1移动，横走机械手装置3同待搬运物体也随横梁2同步移动，实现纵向搬运。
34.如图2至图4所示，横梁2包括呈四角分布的四根轨道管，四根轨道管通过内连接件连接成一个整体结构，任意两根相邻的轨道管构成均可构成导轨。具体的，四根轨道管为分别相互平行设置的左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24通过内连接件连接成一个整体。
35.左侧上导轨管21和左侧下导轨管23组成供横走机械手装置3移动的左侧导轨组件，右侧上导轨管22和右侧下导轨管24组成供横走机械手装置3移动的右侧导轨组件，横走机械手装置3设置在左侧导轨组件和右侧导轨组件两者之一上。即，横走机械手装置3可以根据实际情况选择安装在横梁2的左侧或者右侧，使用更方便。
36.除了作为导轨外，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24还能对横走机械手装置3以及待搬运物品起到支撑作用。使用四根长管替代现有技术中由大截面铝型材制成的横梁主体，因为采用焊接结构解决了现有大截面铝型材横梁主体长度有限的问题。横梁2的长度可达30m以上，可将空间利用率最大化。
37.该龙门机器人主要应用在轻载搬运码垛的工作环境中，一般搬运重量不超过
300kg。另外，该龙门机器人的横梁2四轨道管加内连接件的焊接拼装结构，其整体重量低于同等条件下的大截面铝合金横梁的重量，刚性优于铝合金材质结构，相对的制造成本更低，使用寿命更长。
38.为了更方便安装以及使用横走机械手装置3，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和/或右侧下导轨管24优选为方管。横走机械手装置3上的卡钩能牢固地卡在方管上，移动顺畅，横走机械手装置3不易从方管上脱落；加工方便，造价低。
39.内连接件的具体结构不限，能将左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24稳定地连接成为一个整体即可。第一种结构，内连接件包括一根或多根间隔设置的筒状管，多根间隔设置的筒状管沿横梁延伸方向依次排列，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24相对于筒状管的轴线对称地焊接在筒状管的外侧面上。该筒状管主要是对左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24起到连接和支撑的作用，所以筒状管可以不用太长，或者使用多个筒状管同轴且间隔设置，能支撑住左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24即可。
40.第二种结构，内连接件包括至少一个连接管环状组件，连接管环状组件包括首尾相接的四根内连接管25，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24相对于连接管环状组件的中心对称地焊接在连接管环状组件的外侧面上。
41.使用四根内连接管25组成一个方框形，对内连接管25的长度要求很低，降低了加工要求和制造成本；左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24分别焊接在连接管环状组件的外侧面上，整体结构更加牢固耐用，使用寿命更长，适用范围广；在同等承载能力的情况下重量更小，制造成本更低。
42.在上述结构的基础上，内连接件还包括内支撑板26。内支撑板26焊接在内连接管25上，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24分别焊接在内支撑板26上。采用焊接的方式进行加工，整体结构的刚度更好，承重能力强，结实耐用。
43.内支撑板26优选是一个呈矩形的片状结构，在内支撑板26的四个顶角处分别向内形成凹部，左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24一一对应地分别卡在四个凹部中。凹部形成台阶状结构，在对左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24起到限位作用的同时还能起到支撑作用，避免左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23和右侧下导轨管24的全部重量都落到焊接处，进一步提高了整体的承重能力。
44.为了进一步减轻重量，在内支撑板26的中部开设有减重通孔27。减重通孔27的具体形状和尺寸根据使用情况而定，以开设减重通孔27不会明显降低内支撑板26的承重能力为准，在承重能力和降低重量之间寻求一个平衡。
45.在上述结构的基础上，横梁2还包括多块封板28。封板28分别设置在内连接件的上方、下方、左侧和右侧，从而将内连接件包裹起来，避免有异物进入到横梁2内部，使用更安全，而且更美观。左侧上导轨管21、右侧上导轨管22、左侧下导轨管23以及右侧下导轨管24上用于与横走机械手装置3相接触的部位凸出于封板28，避免在横走机械手装置3安装到横梁2上以及沿横梁2移动时，横走机械手装置3与封板28发生干涉，使用更安全，横走机械手装置3运动更顺畅。
46.在上述结构的基础上，横梁2还包括设置在端部的连接板29，连接板29上开设有连接通孔。可以根据具体的使用需求在连接板29上设置配件，以满足该龙门机器人的不同使用需求。
47.驱动组件的具体结构不限，能令横梁2顺畅地沿纵梁1移动即可。优选的，如图5至图7所示，设置在横梁固定座4上的驱动组件包括电机41、主动轮42、从动轮43、内导向轮44、外导向轮45和上导向轮46，主动轮42直接或间接连接至电机41的输出轴，从动轮43能随主动轮42同步转动，主动轮42和从动轮43都抵接在纵梁1的导轨的上表面上，内导向轮44抵接在导轨的内侧面上，外导向轮45抵接在导轨的外侧面上，上导向轮46抵接在导轨的顶面的下表面上。
48.内导向轮44、外导向轮45和上导向轮46能从上下左右各个方向对横梁2进行导向限制，从机械结构上保证横梁2的两端在运行过程中不会发生位置偏移，提高横梁2运行的稳定性和定位精度，避免在移动过程中发生卡死现象。
49.在上述结构的基础上，内导向轮44和/或上导向轮46为偏心结构，偏心结构令内导向轮44和上导向轮46始终抵接在纵梁1的导轨上，提高移动的稳定性。
50.优选的，内导向轮44和/或上导向轮46为偏心轮，偏心轮安装在轮轴上，轮轴穿设在扭簧中，扭簧处于压紧状态。在横梁2沿纵梁1移动的过程中，当纵梁1的表面存在一定程度的凹陷时，扭簧释放弹力，令偏心轮朝靠近纵梁1的方向扭转，始终保证偏心轮的外周抵接导轨的表面上。当纵梁1的表面存在一定程度的凸起时，凸起部能推动偏心轮朝远离纵梁1的方向移动，扭簧带动偏心轮扭转，令偏心轮上直径较小的位置处抵接在纵梁1的导轨上，避免因为内导向轮44和上导向轮46过大的压力导致横梁2与纵梁1之间运动卡死。
51.在上述结构的基础上，在内导向轮44和/或外导向轮45上设置有距离调节装置(未示出)，距离调节装置能调节内导向轮44和外导向轮45之间的距离。在横梁2沿纵梁1移动的过程中，当纵梁1的表面存在一定程度的凹凸时，通过距离调节装置相对于纵梁1表面的前后移动，从而令内导向轮44和外导向轮45始终抵接在导轨的表面上，令内导向轮44和外导向轮45能持续发挥导向作用。
52.当纵梁1的宽度发生改变时，通过调节内导向轮44和外导向轮45之间的距离即可令横梁2与纵梁1相适配，不需要更换横梁2即可适应各种规格纵梁1的使用需求，保证在更换纵梁1后横梁22依然能运行平稳。
53.主动轮42和从动轮43优选采用高性能包胶轮，与导轨之间的滚动摩擦阻力更小，在同一运行速度下动力较小，节能环保，在同一动力配置下，运行速度更快，效率更高。
54.综上所述，该龙门机器人使用四根导轨管和内连接件的组合结构替代现有技术中由大截面铝型材制成的横梁主体，造价更低，加工更容易，横梁2能做得更长，适用范围更广；横梁2中各个结构之间通过焊接的方式进行连接，整体结构更牢固耐用，承重能力更强，尺寸精度更高；通过上述结构优化设计，横梁2整体的刚性优于现有技术中的铝合金材质结构，能应用于各种各样的工况中。
55.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱
离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。