用于对准和互锁电动单轨系统和垂直提升站的组件

摘要

本发明提供一种适用于辅助垂直提升站(VLS)和电动单轨系统(EMS)的主轨道的对准和互锁的组件，该组件包括定位销、具有锥形壁以朝向对准位置以漏斗方式引导销的销接收器、以及夹紧装置，该夹紧装置被固定地装接到主轨道并构造成向销施加力从而将轨道保持在固定状态下。

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种电动单轨系统(EMS)，其与垂直提升站(VLS)相互作用；更为具体地，涉及一种用于辅助固定状态下的EMS和VLS的对准和互锁的组件。

背景技术

电动单轨系统(EMS)已经得到发展用来为多步骤多节点处理的组装、制造及盘点(inventory)提供便利。在自动化工业中，例如，EMS经常被用于为处理中的汽车车体零件的冲压、焊接、涂装或通常的组装处理提供便利。这些系统使用主轨道将多个节点相互连接并支撑搬运器，该搬运器借助轨道内的连续的电势被从一个节点推动到另一个节点。这样，载重主轨道包括一系列导电板条和被接地的板条追随的靴。搬运器包括一系列用于接收振荡的电流的前和后套管、以及与由主轨道限定的滚道滚动地接合的轮子。在设置高架EMS构造的地方，各节点通常以垂直提升站(VLS)为特色，该垂直提升站转移到可操作位置或从可操作位置转移，其中VLS轨道被邻近于EMS定位。一旦处于适当的位置，搬运器便能够在VLS轨道上运行，以便在工作单元中被放低。最后，当工作完成时，VLS被提升到可操作位置，从而搬运器能够继续前进到下一个站。

然而，搬运器在VLS轨道上的进出，现在普遍存在由不对准和/或偏移引起的问题。更具体地，本领域技术人员意识到，当搬运器进入VLS轨道时，VLS会下降非常小但很重要的尺寸。VLS的这种动作尤其会导致搬运器的后套管拖在主轨道上。由于捕捉到搬运器的端部，所以与搬运器重量和有效载荷相等的向下的力会作用在主轨道的端部上。结果，通常由铝形成的相对较轻的主轨道可能由于结构能力不足而非弹性地变形。当搬运器离开VLS时，下降的构造可能会导致搬运器在离开点碰撞EMS，这可能会进一步导致离开点的非弹性变形。同时，搬运器的前和后套管也会由于不断拖在主轨道上以及与主轨道撞击而经常损坏。

已经实施了各种方法以在结构上支撑和减轻EMS-VLS接口处的不对准和偏移，包括附加厚重的钢梁以加强已有的框架。这些方法几乎没取得多少成功，并且由于成本、工作单元空间、和操作的低效率而没有被具体实施。从而，通常允许损坏了的EMS、VLS轨道和搬运器元件经历逐渐的退化，直到被替换掉。

因此，在本领域中仍然需要一种改进了的方法，用以降低EMS-VLS接口处的不对准和偏移的可能性、以及由于该不对准和偏移而引起的损坏。

发明内容

响应于这种需求，本发明提出一种组件，用于辅助EMS的主轨道和VLS轨道的对准和互锁。该组件在VLS轨道转移到邻近于主轨道的可操作位置时，辅助VLS轨道的适当对准。该组件进一步包括夹紧装置，用于将主轨道和VLS轨道保持在固定状态，从而降低当搬运器在VLS轨道上转移或脱离VLS轨道时偏移的可能性。这样，本发明对于延长主轨道、VLS轨道和搬运器的使用寿命、和降低与此相关的维修和更换成本来说是有用的。

本发明的第一方面总体提出了一种组件的构造，该组件用于在VLS转移到可操作位置时，辅助VLS轨道和主轨道的对准。出于这样的考虑，该组件包括长型的定位销，该定位销在所述接口处或该接口附近被固定地连接到所述VLS轨道，并且具有中等的横截面销直径。该组件还包括接收器，该接收器在所述接口处或该接口附近被固定地连接到主轨道。该接收器包括支架，所述支架具有分叉的锥形壁，在壁的远端提供最大支架壁间隔，而在壁的远端的相反端提供最小支架壁间隔。所述销和接收器协同地构造成，所述销直径小于所述最大支架壁间隔并大于所述最小支架壁间隔，且所述销和接收器协同地定位成，在所述VLS轨道转移到可操作位置时，所述销进入支架并被朝向所述最小支架壁间隔以漏斗方式引导。

本发明的第二方面提出了一种组件的构造，该组件用于在相对固定的状态下互锁VLS轨道和主轨道。出于这样的考虑，该组件包括在接口处或该接口附近固定地装接到主轨道的EMS接合构件。该组件还包括在接口处或该接口附近固定地装接到VLS轨道的VLS轨道接合构件。最后，该组件包括夹紧装置，该夹紧装置构造成，当所述VLS轨道处于可操作位置且各所述接合构件被装接到主轨道和VLS轨道时产生保持力。所述夹紧装置还构造成，施加力到所述EMS接合构件和所述VLS轨道接合构件，从而所述主轨道和所述VLS轨道被朝固定状态偏压并被保持在该固定状态下。

本发明的更多方面、实施例和优点，包括使用具有肘杆锁定机构、磁化销和接收器的组合的气动夹紧装置，将从以下的优选实施例和后附的附图的详细说明中变得明显。

附图说明

本发明的优选实施例将在下面通过参考附图进行详细说明。

图1是根据本发明的优选实施例的具有左摆动臂的对准和互锁组件、EMS主轨道的部分段、和VLS轨道的部分段的向后等轴测图；

图1a是图1所示的组件的向前等轴测图；

图2是根据本发明的优选实施例的具有右摆动臂的对准和互锁组件、EMS主轨道的部分段、和VLS轨道的部分段的向后等轴测图；

图2a是图2所示的组件的向前等轴测图；

图3是图1所示的组件、部分EMS主轨道和部分VLS轨道的左视图，特别例示了左摆动臂夹紧装置、以及固定地装接到VLS轨道上的定位销和销保持器；

图3a是图1所示的组件、部分EMS主轨道和部分VLS轨道的俯视图；

图3b是图1所示的组件、部分EMS主轨道和部分VLS轨道的后视图；

图3c是图1所示的组件、部分EMS主轨道和部分VLS轨道的右视图，特别例示了将夹紧装置和EMS主轨道互相连接的多段式托架；

图3d是图1所示的组件的俯视图，特别例示了将主轨道和VLS轨道互相连接的紧固装置；

图4是根据本发明的优选实施例的定位销的主视图；

图4a是图4所示的定位销的侧视图；

图4b是图4所示的定位销的俯视图；

图4c是根据本发明优选实施例的定位销的俯视图，特别说明了线圈和可透磁的磁芯；

图5是根据本发明优选实施例的、适用于将定位销和VLS轨道互相连接的VLS轨道接合销保持器的等轴测图；

图5a是图5所示的销保持器的侧视图；

图5b是图5所示的销保持器的主视图；

图5c是图5所示的销保持器的俯视图；

图6是根据本发明的优选实施例的接收器支架的主视图；

图6a是图6所示的支架的侧视图；

图7是根据本发明优选实施例的用于接合接收器支架的接收器键的侧视图；

图7a是图7所示的键的主视图；

图8是根据本发明优选实施例的用于将接收器支架和托架连接到EMS主轨道上的、EMS托架/接收器安装板的顶面视图，特别例示了多个接合孔和支架止动突起；

图8a是图8所示的安装板的侧视图；

图8b是根据本发明优选实施例的部分组装部分的主视图，其中图6中所示的支架处于由图7所示的接收器键和图8所示的安装板限定的垂直固定位置；

图9是根据本发明优选实施例的摆动臂的侧视图；

图9a是图9所示的摆动臂的仰视图，特别例示了提升垫接合孔；

图10是根据本发明优选实施例的适于连接到摆动臂并接合定位销的提升垫的俯视图；

图10a是图10所示的提升垫的侧视图；

图11是根据本发明优选实施例的适于将夹紧装置、接收器支架、和EMS主轨道互相连接的EMS接合构件(多段式托架)的、向左后方的等轴测图；

图11a是图11所示的构件的向右后方的等轴测图；

图11b是图11所示的构件的俯视图；

图11c是图11所示的构件的主视图，特别例示了EMS主轨道接合段；

图11d是图11所示的构件的左视图，特别例示了接收器接合段；以及

图11e是图11所示的构件的后视图，特别例示了夹紧装置接合段。

具体实施方式

如图1和2中最佳图示的那样，本发明涉及一种组件10，用于辅助电动单轨系统(EMS)的主轨道12和垂直提升站(VLS)轨道14在固定状态下的对准和互锁。此后描述和例示的组件10在由轨道12、14限定的各接口16(即相对于各站进出的各点)被双面地(duplicitously)附加到预先存在的EMS-VLS结合体上。各组件10在接口处提供附加结构刚性，产生用以在负载传递的过程中减少偏移和下陷的保持力，并在提升VLS轨道14转移到邻近主轨道12的可操作位置时促进其合适的对准。组件10还构造成不会妨碍搬运器运行区(图3)。

下面转到所例示的实施例的结构构造，组件10总体包括接收器18、定位销或杆20，更优选地还包括夹紧装置22。如图1到3d所示，接收器18和定位销20相协同地构造成，在VLS轨道14被提升到可操作位置时，定位销20进入接收器18。定位销20在接口16处或接口16附近被固定地装接到VLS轨道14上。如图4、4a和4b所示，销20为长型构件，具有纵向长度以及最大横截面直径。销长度根据相关的销和接收器间隔而确定，更具体地，要确保销20有足够的部分(例如，至少25％)被接收器18所接收。因此，优选使销20和接收器18邻近接口16抵靠(图1到2a)。销20呈矩圆形(oblong)横截面形状(图4)，限定出曲线的上部接收器接合表面20a、和平坦结构的接收器接合表面20b，这促进了它们之间的充分的相互作用。如图4a-4b所示，销20限定至少一个紧固装置接收孔，以方便相互连接。

优选的组件10包括VLS接合构件或销保持器24，用于将销20和VLS轨道14相互连接(图1和2a)。如图5到5c所示，销保持器24为角形构件，具有VLS轨道接合腿24a，装置接合腿24b，以及用于增加弯曲抵抗力的凸起段24c。如图1，2和3所示，销保持器24构造成邻近于由凸起段24c和装置接合腿24b限定的角而保持销20。为此，保持器24在凸起段24c中限定了两个销钉接收孔，并在装置接合段24b中限定了垂直的通孔(图5a)，用于与销20对准并接收多个可拆卸的紧固装置25(典型的)，如螺栓、插销、销钉等。剩余的孔由VLS接合段24a限定并包括至少一个销钉孔(图5a、图5b)，用于连接到VLS轨道。因此，装置接合段和凸起段24b、24c协同地构造成，将销20从VLS轨道14隔开，并提供用于接合夹紧装置22的足够捕捉量。

如图6和6a所示，优选的接收器18包括支架26，该支架26包括两个突出的侧壁26a。侧壁26a限定出分叉的锥形内表面，这些内表面协同在壁26a的远端提供最大壁间隔，在壁26a的远端的相反端提供最小壁间隔。支架26和销20协同地构造成，最大的销直径小于最大壁间隔的尺寸，但大于最小壁间隔。在这样的构造中，认识到壁26a的锥形构造用于朝向最小间隔以漏斗方式引导(funnel)销20，从而朝向由最小间隔限定的对准来引导销20和所装接的VLS轨道14。在例示的实施例中，最小壁间隔还在壁26a的远端的相反端形成底座26a。底座26a和销20协同构造成，形成上覆层。更具体地，底座26b呈弧形表面，具有略大于(例如，105％)限定接收器接合销表面20a的曲率半径的横向曲率半径。

在组装时，支架26靠近EMS/接收器安装板28而邻近地定位。支架26在其基部限定出凹口26c，用于接收接收器键30。更具体地，如图7和7a所示，接收器键30为长型的矩形构件，具有构造成被插入凹口26c的键突起30a。键30在凹口26c中被定向成，也邻近板28(图6和7a)。最终，键30限定出多个板接合孔，起到固定地连接键30的作用，并因此将支架26连接到板28(图7)。

如图8和8a所示，EMS/接收器安装板28为平面矩形构件，用于将支架26和EMS接合构件32连接到EMS轨道12。同样地，优选的安装板28限定出多个接合通孔，用于可调整地连接EMS构件32、键30和轨道12。优选的安装板28进一步限定出安装板突起28a，该安装板突起28a平行于矩形的长边并从靠近一个角的短边延伸到相邻长边的中点(图8)。安装板突起28a起到用于支架26的止动器的作用，从而键30和止动器28a协同地构造成，将支架26保持在垂直地固定的位置上，如图8b所示。

组件10的构成元件，包括销20、接收器18和VLS接合构件24，优选由高等级钢或其他在压缩、拉伸和剪切强度上相当的材料形成。然而，在另一可选实施例中，定位销和接收器18还是磁性吸引元件，从而当彼此近距离接近时，会产生保持力。附加于或替代夹紧装置22，这种构造中的销20和接收器18提供用于在固定状态下保持轨道12、14的互锁机构。更优选地，如图4c所示，销20可以包括高透磁的磁芯34和绕着磁芯34缠绕的线圈36。线圈36被连结到受控的电势源(未图示)，从而其中能够产生电流，并导致产生磁场。因此，如本领域中所知的那样，这种构造的销20为非永久磁体，能够由操作者控制。例如，一旦销20被接收器18接收，磁芯24就能够被磁化，以将轨道12和14锁定在位置上，随后被消磁以允许VLS轨道14下降。

更优选地，如图1到3d中最佳图示的那样，组件10进一步包括在各接口16处或各接口16附近固定地装接到静止的EMS轨道12上的夹紧装置(或锁定机构)22。组件10包括左侧或右侧致动装置22(作为比较，图1和1a中为左，图2和2a中为右)，左侧还是右侧取决于是接合进口还是接合出口。如前所述，夹紧装置22被构造成产生保持力，从而同等地并相对地接合主轨道12和VLS轨道14。

在这样的构造中，夹紧装置22包括具有远臂端的枢轴摆动臂38。组件10被构造成，当处于图1到2a所示的接合位置时，臂38接触并传递力到销20。一旦搬运器被适当地定位在VLS轨道14上，摆动臂38能够向下转动最小角度(例如，30度)，这允许在VLS下降到工作单元时移走轨道14。更优选地，臂38被构造成摆动至少60°且不超过120°(如图3虚线所示的转动后的臂)。为此，夹紧装置22进一步起到产生回复力的功能，该回复力使得臂与销20解除接合并向下摆动。

臂38为整体构件，以弧形肘38a和用于提高结构能力的凸起部38b(参见图9和9a)为特征。在臂38的远端，形成提升垫接合段38c，用于将臂38连接到提升垫40(图10和10a)。垫接合段38c限定出平坦的接合表面和多个接合孔，用于与由提升垫40限定的多个接合孔对准。

优选的臂38可枢转地连结到驱动机构(未图示)上，该驱动机构流体连结到气压动力源(也未图示)。这样，夹紧装置22进一步包括储罐42，该储罐42流体连结到该气压动力源且构造成保持平衡，以便保持恒定的空气压力(例如，80psi)。然而，可选地，夹紧装置22可以被传统的电、电磁、或液压机构驱动。最终，优选的夹紧装置22还包括肘杆锁定机构(未图示)，从而一旦臂38经过一致动位置朝向接合位置摆动，则该肘杆锁定机构将臂38锁定在适当位置上以预防气压的突然损失。在这样的构造中，回复力使得肘杆锁定机构复位。

如前面的描述和图1a及图2中图示的那样，夹紧装置22通过EMS接合构件32被固定地连接到EMS主轨道12。如图11到11e所示，优选的构件32为多段式托架。更具体地，托架32包括平面的EMS接合段、接收器接合段、和装置接合段32a-c，其中接收器接合段32b相对于另外两个段32a、32c正交地定向。段32a-c限定出一系列紧固装置接收孔，用于与前述的装置22、接收器18、主轨道12对准，并用于接收多个紧固装置。例如，EMS接合段32a限定出多个(四个)孔，接收器段32b限定出用于连接到支架26上的两个上部区域孔，且装置接合段32c限定出多个(六个)孔，其中中间两个是销钉插孔44(典型的)。为了增加结构刚性，优选的托架32进一步包括一系列纵向的展开段32d，其垂直地支撑EMS、接收器和装置接合段32a-c。

为了实现组件10的自主功能，EMS或VLS优选被可通信地连结到夹紧装置22。更具体地，EMS或VLS被构造成，当VLS轨道14处于可操作位置时通知夹紧装置22，因此进一步包括必要的传感和通信技术。在这样的构造中，优选的夹紧装置22被可编程地构造，以便仅仅在有VLS轨道14处于可操作位置的通知时产生力。进一步，夹紧装置22优选包括传感器(未图示)，该传感器可操作或者被构造成确定摆动臂38何时处于接合位置。为了避免夹紧装置11或VLS轨道14的损坏，夹紧装置22被构造成，当摆动臂28处于或不处于接合位置时通知VLS，且VLS被构造成，只有在臂28不处于接合位置时才转移到可操作位置。最终，希望搬运器被可通信地连结到夹紧装置22，以便将其从站的离开通知夹紧装置22。在这方面，夹紧装置22优选被构造成，仅仅在被通知搬运器离开时产生回复力并解除与销20的接合。VLS或EMS、夹紧装置22和搬运器可以通过传统的有线或无线技术进行通信，且通过可编程控制器(未图示)进行界面连接。

在各个图中提供了进一步和更多的详细结构公开(参见图1到11a)，应当理解这些例示性实施例对于这里提供的本发明的说明来说本质上是举例，并且是非穷尽的、从属性的。

本发明的上述优选形式仅仅被用来说明，不能被用来限定本发明的范围。对于本领域技术人员来说，通过阅读能够作出各种对示例性实施例和操作模式的改进，而不脱离本发明的宗旨。发明人在这里基于等同原则认为，应当如下确定和评定本发明的合理以及公正的保护范围，即，本发明涉及没有实质上脱离后附权利要求所限定的本发明范围的任何装置、组件或方法。