一种举升装置传动机构的设计方法及举升装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108946569A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201811048680.9(22)申请日2018.09.10(71)申请人广东嘉腾机器人自动化有限公司地址528300广东省佛山市顺德区大良街道办事处古鉴村委会展翔路1号(72)发明人度咸熙(74)专利代理机构广州圣理华知识产权代理有限公司44302代理人顿海舟刘伟强(51)Int.Cl.B66F7/14(2006.01)B66F7/28(2006.01)B66F3/44(2006.01)B66F3/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种举升装置传动机构的设计方法及举升装置(57)摘要本发明公开的举升装置传动机构的设计方法及举升装置，该方法通过选取应用在举升装置上的滚珠丝杠副的摩擦系数μ，以及选取符合条件的传动齿轮和减速器，使滚珠丝杠副传动效率低于50％，从而使滚珠丝杠副满足自锁调节。通过本设计方法可根据实际对举升重量、举升速度和丝杠中径的需求，设计出一种应用了滚珠丝杆副的举升装置，由于本发明举升装置运用了滚珠丝杆副，其传动效率比现有的梯形螺纹副的举升装置要高50％至80％以上，举升的时间也大幅减少，同时通过本设计方法设计的举升装置还具有自锁的功能，并不需要电机对举升装置锁死或外设自锁装置，节约了制造成本和AGV车体上的安装空间，同时减少了电机抱闸引起的功耗损失而影响AGV续航能力。CN108946569ACN108946569A权利要求书1/2页1.一种举升装置传动机构的设计方法，所述传动机构的包括驱动电机、减速器、滚珠丝杠副和相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，滚珠丝杠副包括传动丝杠和传动螺母，托盘设于传动丝杠上，传动螺母与第二齿轮连接，驱动电机通过减速器驱动第一齿轮转动；所述设计方法包括以下步骤：a.确定托盘所需负载的重量m，托盘所需举升速度v、传动丝杠的中径d；b.通过直线-回转逆效率关系图表，选用滚珠丝杠副摩擦系数μ，并确定滚珠丝杠副传动效率η0＜50％时，其导程角的范围为(0,λ0)；c.根据λ＝arctan(P/πd)，得出滚珠丝杠副的导程的范围为(0,P0)，确定使用的导程P1＝P0/s，其中s为安全系数；d.根据λ＝arctan(P/πd)和导程P1结合逆效率关系图表，确定滚珠丝杠副的设计传动效率η1和使用的螺旋升角λ1；e.由T＝mg*P/(2πη)，得出传动丝杠驱动托盘的需要的转矩T0；f.根据传动丝杠驱动托盘的设计转矩T1＝TM*i0*η,通过选用驱动电机的输出扭矩TM以及选取驱动电机结合减速器传动和齿轮传动机械传动耗损的总传动效率η，其中η∈[0.8,0.9]，使T1≥T0；并且，使托盘举升速度v≈n*P/(i0*60)，其中n为选取驱动电机的转速，并且约等于误差小于2；从而设计得出第二齿轮、第一齿轮和减速器的总传动比i0。2.根据权利要求1所述的举升装置传动机构的设计方法，其特征在于：托盘直径D＝[1.25d，2.5d]。3.根据权利要求1所述的举升装置传动机构的设计方法，其特征在于：选取滚珠丝杠副摩擦系数μ＝0.01。4.根据权利要求1所述的举升装置传动机构的设计方法，其特征在于：总传动效率η选取为0.8。5.根据权利要求1所述的举升装置传动机构的设计方法，其特征在于：安全系数s＝1.25。6.举升装置，包括底座、举升传动组件、驱动组件和托盘，所述驱动组件包括驱动电机、减速器和第一齿轮,所述驱动电机通过减速器驱动第一齿轮转动，所述举升传动组件包括第一回转支承、滚珠丝杠副和导向件，所述第一回转支承的内圈与底座固定连接，所述第一回转支承外圈设有与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述导向件固定设于所述第一回转支承的内圈上，所述滚珠丝杠副包括传动丝杠和传动螺母，所述传动丝杠环设在所述所述导向件的外周，所述导向件与传动丝杠之间通过第一导向机构连接，所述第一导向机构限制传动丝杠转动，所述传动螺母环设在所述传动丝杠的外周并且固定安装在第一回转支承外圈上端，所述托盘设于所述传动丝杠的上端，所述传动丝杠与传动螺母之间形成的螺旋滚道填充有滚珠，其特征在于：所述传动丝杠的举升中径d＝240mm、托盘直径D＝[1.25d，2.5d]；滚珠丝杠副的摩擦系数μ＝0.01、导程角λ＝0.92、导程P＝12mm；第二齿轮与第一齿轮的传动比i1＝118:40，减速器的传动比i2＝10；驱动电机功率为400W，其输出扭矩TM＝1.27n·m，转速n＝3000r/min。2CN108946569A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的举升装置，其特征在于：所述第一导向机构包括设于传动螺母内壁上的竖向导向槽，以及对应所述导向槽设置在导向件外壁上的导向轮。3CN1