一种适应不同形状物体的自由滚动状态无动力控速装置

本发明属于滚动控速，特别涉及一种适应不同形状物体的自由滚动状态无动力控速装置。

背景技术：

1、目前，各类生产场景都存在需要将物体从高处运输到低处的需求，在坡度较长的场景中，或者采用车辆、缆车运输，或者采用直接将零件滚动下坡等方式。其中，对于异形零件无法通过滚动的方式进行运输，此时，车辆或缆车运输更适合批量运输。而且工件如果直接滚动下坡，会难以控制最终的滚动速度，而容易产生撞损。因为工件在由高到低滚动的过程中，是势能转化为动能的过程，势能持续减少，动能逐渐增加，表现为工件的滚动速度越来越高，随着滚动速度变高，若不对工件进行控速，那么工件极其容易发生碰撞的现象。

技术实现思路

1、本发明提出一种适应不同形状物体的自由滚动状态无动力控速装置，该装置通用性强，能够对不同形状的物体进行滚动运输，而且还能对物体在滚动过程中进行控速，解决物体在滚动过程中因为速度越来越快无法控制，从而导致工件在自由滚动路线的末端发生高动能状态下的碰撞问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种适应不同形状物体的自由滚动状态无动力控速装置，包括滚动底板，所述滚动底板的一侧安装有夹持装置，所述滚动底板的另一侧安装有控速机构，所述滚动底板与所述夹持装置、所述控速装置同心设置；所述夹持装置包括多个沿环向分布的压紧机构，每个所述压紧机构均滑动连接有自适应夹紧机构，所述自适应夹紧机构通过滑动，调节自身在所述压紧机构上的滑动距离并锁紧工件的端部；

4、所述控速机构包括离心摩擦机构、齿轮系和制动机构，所述齿轮系位于所述离心摩擦机构和所述制动机构之间，所述离心摩擦机构包括多个沿环向分布的离心滑块，所述离心滑块与所述滚动底板滑动连接，所述离心滑块的一端与所述滚动底板的中心弹性连接，所述离心滑块的另一端设置有摩擦片，所述齿轮系包括摆锤阻尼器，所述摆锤阻尼器的一侧安装有齿轮a和齿轮b，所述摆锤阻尼器的另一侧安装有齿轮c、齿轮d和齿轮e，所述齿轮a与所述滚动底板同心设置且固定连接，所述齿轮b与所述摆锤阻尼器的侧面转动连接，所述齿轮a与所述齿轮b啮合，所述摆锤阻尼器转动连接有连接轴，所述连接轴的一端与述齿轮b的中心固定连接，所述连接轴的另一端与所述齿轮c的中心固定连接，所述齿轮c与所述齿轮d啮合，所述齿轮d与所述齿轮e啮合，所述齿轮d与所述摆锤阻尼器的侧面转动连接，所述齿轮e的中心与所述制动机构的中心固定连接，所述制动机构包括制动盘，所述制动盘的侧面沿环向可拆卸连接有控速环，所述控速环位于所述制动盘与所述摆锤阻尼器之间，所述离心摩擦机构、所述齿轮系均位于所述控速环的内部。

5、通过上述技术方案，滚动底板与夹持装置、控速机构同心设置，确保工件与夹持装置、控速机构保持同心设置，令整个控速装置在转动过程中滚动平稳，不会在离心力作用下跳动；控速装置的动力是通过固定在滚动底板上的齿轮系传递，带动制动盘和控速环做反向运动，因此，滚动底板与夹持装置、控速机构必须是处于同一个旋转轴心上，而且如果不同心，控速环相对于滚动底板做偏心圆的转动，那么摩擦片无法与控速环产生稳定的摩擦。

6、因为工件的尺寸不同，有的是规则的、有的是不规则的，根据工件端部尺寸和形状的不同，可以选择不同的自适应夹紧机构进行夹紧固定，自适应夹紧机构通过滑动，调节自身在压紧机构上的滑动距离，从而与工件的外侧壁进行使用，从而锁紧工件端部的外侧壁，从而实现不同形状和尺寸的工件在斜坡上进行滚动运输。由于控速机构与工件同心设置，在工件进行滚动过程中，工件的势能转化为动能，工件的滚动速度越来越大，离心滑块在离心力的作用下向着远离滚动底板中心的方向滑动，离心滑块在离心力的作用下距离滚动底板的旋转中心越来越远，直至与控速环接触，当工件的转速进一步提升，则离心滑块和摩擦片受控速环的内径限制，无法再进一步扩大与滚动底板的旋转中心的距离，不断增大的离心力转化为其与控速环之间的压力，从而产生摩擦力，转速越大，摩擦力越大。在摩擦力作用下，控速环转速下降，并通过齿轮系将扭矩反向传递至夹持装置，降低整体装置转速，同时带动工件的转速下降。当夹持装置的转速下降，离心滑块所受到的离心力降低，其与夹持装置的旋转中心点距离变小，直至脱离与控速环的接触。当摩擦力消失，转速又开始提升，离心滑块则再次接触控速环。通过这种反复的运动，控制整个工件的速度不超过设定速度，即工件的速度一直处于安全速度范围内，不会发生速度越来越快导致碰撞损坏的现象。

7、可选的，所述压紧机构包括压紧齿条，所述压紧齿条的两端分别设置有上导向柱基座和下导向柱基座，所述压紧齿条的左右两侧均设置有多个固定齿，所述压紧齿条的左右两侧均开设有滑动轨道，所述上导向柱基座螺纹连接有两个上导向柱，所述下导向柱基座插设固定有两个下导向柱，所述上导向柱的端部、所述下导向柱的端部均滑动插设在所述压紧齿条的内部，所述下导向柱的外侧套设有回位弹簧，所述回位弹簧位于所述下导向柱基座和所述压紧齿条之间。

8、通过上述技术方案，上导向柱和下导向柱都用于保证压紧齿条沿固定方向滑动，不会脱出，夹紧稳定；回位弹簧当工件被拆卸后，可以令压紧齿条复位到初始位置，便于下一个工件的装夹。

9、可选的，所述压紧齿条通过齿条防转压钉与所述滚动底板可拆卸连接，所述上导向柱基座和所述下导向柱基座通过螺栓固定连接在所述滚动底板的侧面，所述上导向柱基座螺纹连接有压紧螺栓，所述压紧螺栓的端部穿过所述上导向柱基座与所述压紧齿条的端部顶紧，所述压紧螺栓与所述上导向柱基座螺纹连接。

10、通过上述技术方案，压紧齿条通过齿条防转压钉进行活动可拆卸连接，既能够将压紧齿条进行固定，防止压紧齿条发生转动和位置偏移，提高压紧齿条安装的牢固性，还能够灵活地更换压紧齿条，方便安装和维修。防转压钉与压紧齿条的接触部位均是小间隙，因此不影响压紧齿条的滑动，但又可以防止压紧齿条转动和位置偏移。

11、可选的，所述自适应夹紧机构包括夹紧滑块，所述夹紧滑块的左右两侧均安装有滑轨柱，所述滑轨柱的末端插入到所述滑动轨道中，所述滑轨柱在所述滑动轨道中滑动，所述夹紧滑块的左右两侧均通过锁钩转轴转动连接有锁钩，所述锁钩转轴的外侧套设有复位弹簧片，所述复位弹簧片的一端卡在所述夹紧滑块上，所述复位弹簧片的另一端卡在所述锁钩上。

12、通过上述技术方案，滑轨柱在沿着滑动轨道进行滑动的过程中，带动夹紧滑块沿着压紧机构进行滑动，锁钩在复位弹簧片的弹性压力下能够相对于夹紧滑块进行转动，从而使得锁钩呈钩型的一端能够自由地与不同位置处的固定齿的齿面进行钩住，实现夹紧滑块在滑动到压紧机构的不同位置后，都可以进行位置锁定。

13、可选的，所述夹紧滑块的顶部通过锁紧螺栓活动连接有旋转架，所述旋转架的左右两端分别通过压头螺栓活动连接有自适应压头，所述自适应压头远离所述夹紧滑块的一侧呈锯齿状。

14、通过上述技术方案，自适应压头能够灵活调节自身的方向，使得呈锯齿状的一侧朝向工件侧壁进行锁紧固定，提高夹紧工件的稳定性和牢固性。

15、可选的，所述滚动底板的侧面设置有与所述离心滑块一一对应的滑动槽，所述离心滑块的底部位于所述滑动槽中，每个所述滑动槽的顶部通过螺栓可拆卸连接有两个压条，两个压条分别位于所述离心滑块底部的左右两侧，所述离心滑块远离所述滚动底板中心的一侧可拆卸连接有所述摩擦片，所述离心滑块靠近所述滚动底板中心的一侧悬挂有复位拉簧，所述复位拉簧的一端通过拉钩与所述离心滑块悬挂固定，所述复位拉簧的另一端通过拉钩悬挂固定有拉簧挂钩，所述拉簧挂钩的外侧设置有螺纹，所述拉簧挂钩与所述滚动底板的中心侧壁螺纹连接。

16、通过上述技术方案，离心滑块在工件进行滚动过程中由于受到离心作用力，离心滑块会沿着滑动槽进行滑动，压条能够保证离心滑块滑动过程中的稳定性，当转速下降，即离心力不足以保证摩擦片持续接触到控速环后，复位弹簧能够通过弹性作用力将离心滑块进行复位，防止处于底端的摩擦片在重力作用下持续与控速环产生接触，产生不必要的磨损及降速现象。

17、可选的，所述摆锤阻尼器靠近所述滚动底板的一侧安装有所述齿轮a和所述齿轮b，所述滚动底板的中心通过滚动轴承活动连接有中间支撑转轴，所述中间支撑转轴的外侧套设有圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b，所述滚动底板位于所述圆锥滚子轴承a和所述圆锥滚子轴承b之间，所述圆锥滚子轴承a的内圈与所述中间支撑转轴固定连接，所述圆锥滚子轴承a的外圈与所述滚动底板固定连接，所述圆锥滚子轴承b的内圈与所述中间支撑转轴固定连接，所述圆锥滚子轴承b的外圈与所述滚动底板固定连接。

18、通过上述技术方案，圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b能够保证滚动底板与中间支撑轴之间没有同步转动的情况，限制滚动底板与中间支撑轴之间不能同步转动的原因为：为了防止工件和滚动底板转动时将旋转扭矩直接传递或者影响到中间支撑轴上的各个部件，导致控速机构将扭矩反转的效果减弱；因各个部件都是通过安装在中间支撑轴上的轴承联接，虽然滚动摩擦较小，但是仍然存在一定的摩擦力，若中间支撑轴与滚动底板为一体，则此部分摩擦力会直接传递到控速机构上，因此设计为中间支撑轴不与滚动底板直接连接。从制造工艺上考虑，中间支撑轴与滚动底板的分体设计，有效减少制造成本。

19、可选的，所述连接轴贯穿所述摆锤阻尼器，所述连接轴通过连接轴轴承与所述摆锤阻尼器转动连接，所述齿轮d的中心固定有支撑轴，所述支撑轴通过支撑轴轴承与所述摆锤阻尼器转动连接，所述齿轮d的中心固定连接有支撑轴，所述支撑轴穿过所述摆锤阻尼器，所述支撑轴通过支撑轴轴承与所述摆锤阻尼器活动连接，所述齿轮e的中心与所述制动盘的中心通过平键固定连接。

20、通过上述技术方案，齿轮b和齿轮c通过连接轴进行连接，使得齿轮b和齿轮c能够通过连接轴进行同步转动，支撑轴能够提高齿轮d与摆锤阻尼器的侧面转动的灵活性。齿轮b和齿轮c能够通过连接轴进行同步转动，齿轮a的扭矩传递给齿轮b并实现扭矩反向，齿轮b将扭矩通过连接轴同量、同向的传递给齿轮c，此时实现第一次的扭矩变向，为最终控速环的反向旋转实现第一步过程。

21、可选的，所述齿轮系的两侧安装有内防尘罩和外防尘罩。

22、通过上述技术方案，内防尘罩和外防尘罩能够对齿轮系中的各个齿轮进行保护，避免齿轮受到杂质的污染，提高齿轮的使用寿命。

23、采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

24、本发明设计了一款控速装置，该装置为工件提供了一种新的运输方式，能够降低工件的运输难度，该装置可以夹持不同形状的工件，通用性强，将工件以滚动的方式将从高处到低处进行运输，并保证其滚动速度不超过设定极限，防止工件因滚动速度过快导致撞损。在工件从高到低的滚动运动过程中，势能通过工件与地面的摩擦力转化为工件的滚动动能，在此过程中，工件的动能逐渐增加，本发明中的控速装置通过摩擦的方式能够将工件的动能进行消耗，由此降低工件的滚动速度，使得工件在滚动过程中的速度始终保持在安全范围内，避免工件在自上而下的滚动过程中由于滚动速度越来越快，发生撞损、碰撞的风险，而且本发明中的控速装置在控速过程中不需要额外的动力机构进行辅助和提供动力，实用性强，成本低。