專(zhuān)利名稱(chēng)：被動(dòng)驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種用于移動(dòng)載重(payload)的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
架空橋式起重機(jī)廣泛地用于提升和重定位較大的載重。一般地，拾取和放置操作中的移位涉及三個(gè)平移自由度和沿著豎直軸的旋轉(zhuǎn)自由度。這組運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為具有選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器人臂(SCARA)運(yùn)動(dòng)或“熊夫利斯(Sch6nflies)”運(yùn)動(dòng)，其廣泛地用于工業(yè)中。橋式起重機(jī)允許沿著兩個(gè)水平軸運(yùn)動(dòng)。通過(guò)合適的接頭，其可以增加豎直軸的平移和豎直軸的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)在固定的導(dǎo)軌上移動(dòng)橋獲得了沿著水平軸的第一運(yùn)動(dòng)，而通過(guò)沿著橋垂直于固定導(dǎo)軌的方向移動(dòng)行車(chē)(trolley)獲得了沿著第二水平軸的運(yùn)動(dòng)。使用豎直滑動(dòng)接頭或通過(guò)使用帶獲得了沿著豎直軸的平移。通過(guò)使用與豎直軸的旋轉(zhuǎn)樞接獲得了沿著豎直軸的旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(movement system)構(gòu)造成用于移動(dòng)載重。所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括導(dǎo)軌、行車(chē)和制動(dòng)系統(tǒng)。行車(chē)可移動(dòng)地附接到所述導(dǎo)軌，并構(gòu)造成支撐所述載重。制動(dòng)系統(tǒng)操作地附接到所述導(dǎo)軌。所述制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)模塊，該制動(dòng)模塊包括操作地附接到所述行車(chē)的基座和操作地附接到所述基座的輪組件。所述輪組件具有軸、離合器和制動(dòng)輪。所述軸可旋轉(zhuǎn)地附接到所述基座，并且構(gòu)造成相對(duì)于所述基座繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述離合器剛性地附接到所述軸，并且構(gòu)造成與所述軸一起繞著所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述制動(dòng)輪軸向地圍繞所述離合器，并且與所述導(dǎo)軌的表面持續(xù)地滾動(dòng)接觸。所述離合器構(gòu)造成選擇性地允許所述制動(dòng)輪相對(duì)于所述軸僅沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以使所述行車(chē)沿著導(dǎo)軌的移動(dòng)減速。另一個(gè)方面，一種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成用于移動(dòng)載重。所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括一對(duì)導(dǎo)軌、橋式起重機(jī)、行車(chē)、手柄、第一制動(dòng)模塊和第二制動(dòng)模塊。所述對(duì)導(dǎo)軌彼此間隔開(kāi)并大致彼此平行地延伸。所述橋式起重機(jī)操作地附接到所述對(duì)導(dǎo)軌，并能夠沿著所述對(duì)導(dǎo)軌沿著X軸移動(dòng)。所述行車(chē)操作地附接到所述橋式起重機(jī)，并能夠沿著所述橋式起重機(jī)沿著Y軸移動(dòng)。所述手柄從所述行車(chē)樞轉(zhuǎn)地延伸。線纜操作地使所述手柄和所述第一和第二制動(dòng)模塊中的每個(gè)制動(dòng)模塊互連。所述第一制動(dòng)模塊操作地附接到所述橋式起重機(jī)，并構(gòu)造成響應(yīng)所述手柄相對(duì)于所述行車(chē)的樞轉(zhuǎn)被所述線纜中的一根線纜選擇性地作動(dòng)，以使所述橋式起重機(jī)沿著X軸的移動(dòng)減速。所述第二制動(dòng)模塊操作地附接到所述行車(chē)，并構(gòu)造成響應(yīng)所述手柄相對(duì)于所述行車(chē)的樞轉(zhuǎn)被所述線纜中的另外一根線纜選擇性地作動(dòng)，以使所述行車(chē)沿著Y軸的移動(dòng)減速。制動(dòng)模塊包括基座和輪組件。輪組件包括制動(dòng)輪、離合器、軸和盤(pán)式制動(dòng)器。所述軸可旋轉(zhuǎn)地附接到所述基座，并且構(gòu)造成用于繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述制動(dòng)輪和離合器剛性地附接到所述軸，并構(gòu)造成用于和所述軸一起繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述制動(dòng)輪軸向地圍繞所述離合器，并構(gòu)造成用于與一表面持續(xù)地滾動(dòng)接觸。所述盤(pán)式制動(dòng)器包括制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)器。所述制動(dòng)盤(pán)剛性地附接到所述軸，并構(gòu)造成與所述軸一起繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述制動(dòng)器操作地附接到所述基座，并構(gòu)造成施加制動(dòng)動(dòng)作到所述制動(dòng)盤(pán)上，以響應(yīng)制動(dòng)命令使所述制動(dòng)盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)。所述離合器構(gòu)造成，當(dāng)響應(yīng)制動(dòng)器的啟動(dòng)所述軸繞滾動(dòng)軸線的旋轉(zhuǎn)被停止時(shí)，所述制動(dòng)輪能夠沿第一方向旋轉(zhuǎn)，并且被阻止沿相反于第一方向的第二方向相對(duì)于所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。所述離合器構(gòu)造成，當(dāng)所述制動(dòng)器沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，所述軸繞著所述滾動(dòng)軸線的旋轉(zhuǎn)沒(méi)有被所述制動(dòng)器停止，并且所述制動(dòng)輪能夠沿第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)根據(jù)以下實(shí)施本技術(shù)的最佳方式的詳細(xì)描述，本技術(shù)的以上特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)變得容易理解。


圖1為包括制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示意透視圖，該制動(dòng)系統(tǒng)包括由支撐結(jié)構(gòu)可移動(dòng)地支撐的多個(gè)制動(dòng)模塊；圖2為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的示意側(cè)視圖；圖3為制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模塊的示意性的局部橫截面視圖；圖4為圖1的制動(dòng)系統(tǒng)的手柄組件和線纜組件的示意性透視圖；圖5為圖1的制動(dòng)模塊的示意性透視圖；圖6為圖5的制動(dòng)模塊的受カ圖的示意性側(cè)視概略圖(diametric view)；圖7為制動(dòng)系統(tǒng)的另外一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；圖8為制動(dòng)系統(tǒng)的另外一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；圖9為圖1的另外ー個(gè)制動(dòng)模塊的示意性透視圖；圖10為圖9的制動(dòng)模塊的電路的示意概略圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，圖1中10處所示的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10構(gòu)造成用于沿多個(gè)方向移動(dòng)載重12。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10安裝到固定的支撐結(jié)構(gòu)14，該支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)造成支撐運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10和載重12。支撐結(jié)構(gòu)14包括但不限于ー對(duì)平行的導(dǎo)軌16或軌道。參考圖1和圖2，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10包括橋式起重機(jī)18、行車(chē)(trolley) 20和制動(dòng)系統(tǒng)22。橋式起重機(jī)18為包括ー對(duì)梁30的結(jié)構(gòu)，其中所述梁30橫跨上述對(duì)平行的導(dǎo)軌16。橋式起重機(jī)18適于沿著X軸24搬運(yùn)載重12。行車(chē)20可移動(dòng)地附接到橋式起重機(jī)18的梁30，使得行車(chē)20適于沿著Y軸26搬運(yùn)載重12，Y軸26大致垂直于X軸24。裝載機(jī)可以由該框架支撐，并且構(gòu)造成附接到例如行車(chē)20、末端操作器、載重12等的負(fù)載。如以下將要更加詳細(xì)描述的，制動(dòng)系統(tǒng)22操作地附接到橋式起重機(jī)18和行車(chē)20中的至少ー個(gè)。使用運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)10手動(dòng)操縱的載重12可以非常重。載重12的減速特別重要。確實(shí)，在載重12可能與環(huán)境碰撞的情況下，使較重的載重12快速地停止可能非常困難。制動(dòng)系統(tǒng)22可以構(gòu)造成輔助載重12的減速。此外，制動(dòng)系統(tǒng)22可以減小操作者施加的力以使載重12減速。制動(dòng)系統(tǒng)22包括制動(dòng)模塊28、手柄32和線纜34。模塊28可以操作地附接到橋式起重機(jī)18和/或行車(chē)20，以選擇性地停止橋式起重機(jī)18和/或行車(chē)20沿著相應(yīng)的X軸24和Y軸26的移動(dòng)。參考圖2和圖3，模塊28包括至少ー個(gè)輪組件36和基座38。每個(gè)輪組件36包括制動(dòng)輪40、離合器42、軸44、制動(dòng)盤(pán)46和制動(dòng)器48?；?8選擇性地附接到橋式起重機(jī)18或行車(chē)20。軸44可旋轉(zhuǎn)地附接至基座38，并且構(gòu)造成用于繞著滾動(dòng)軸線50旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)輪40和離合器42剛性地附接到軸44，并構(gòu)造成用于和軸44 一起繞著滾動(dòng)軸線50旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)輪40徑向地圍繞離合器42。制動(dòng)輪40與相應(yīng)的梁30或?qū)к?6的表面52持續(xù)的滾動(dòng)接觸。離合器42構(gòu)造成允許僅沿一個(gè)方向在制動(dòng)輪40和軸44之間旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器48可以是旋轉(zhuǎn)制動(dòng)器48，例如盤(pán)式制動(dòng)器48，其構(gòu)造成經(jīng)由離合器42施加制動(dòng)動(dòng)作到相應(yīng)的制動(dòng)輪40上。如果經(jīng)由制動(dòng)命令啟動(dòng)制動(dòng)器48,那么制動(dòng)盤(pán)46停止旋轉(zhuǎn)。通過(guò)拉動(dòng)或拉緊相應(yīng)的線纜34的制動(dòng)命令，制動(dòng)器48被啟動(dòng)。線纜34的張緊啟動(dòng)了相應(yīng)的制動(dòng)器48，其轉(zhuǎn)而接合制動(dòng)盤(pán)46，使軸44停止繞著滾動(dòng)軸線50旋轉(zhuǎn)。當(dāng)軸44繞著滾動(dòng)軸線50的旋轉(zhuǎn)被停止時(shí)，仍然允許制動(dòng)輪40相對(duì)于離合器42繞著滾動(dòng)軸線50沿第一方向旋轉(zhuǎn)，然而防止其沿相反于第一方向的第二方向旋轉(zhuǎn)。相反地，當(dāng)制動(dòng)器48沒(méi)有被啟動(dòng)時(shí)，制動(dòng)輪40和軸44 一起繞著滾動(dòng)軸線50沿第二方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)仍然能夠繞著滾動(dòng)軸線50沿第一方向旋轉(zhuǎn)。因此，離合器42構(gòu)造成允許制動(dòng)輪40沿第一方向自由運(yùn)動(dòng)，并且構(gòu)造成當(dāng)施加力62到相應(yīng)的線纜34引起制動(dòng)器48制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)輪被減速或被阻止沿第二方向運(yùn)動(dòng)。每個(gè)模塊28可以包括兩個(gè)輪組件36，即第一輪組件36a和第二輪組件36b，如圖1、圖2和圖5所示，第一輪組件36a和第二輪組件36b操作地設(shè)置在基座38上且彼此間隔開(kāi)。每個(gè)輪組件36可以構(gòu)造為，每個(gè)離合器42允許繞著各自的滾動(dòng)軸線50沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)。更具體地，第一輪組件36a的制動(dòng)輪40沿第一方向的旋轉(zhuǎn)可以是順時(shí)針?lè)较?，而第二輪組件36b的制動(dòng)輪40沿第一方向的旋轉(zhuǎn)可以是逆時(shí)針?lè)较颉４送?，每個(gè)輪組件36的制動(dòng)器48將操作地連接到各自的線纜34，其使得兩個(gè)輪組件36獨(dú)立地作動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)22允許沿著X軸24 (橋式起重機(jī)18)和/或Y軸26 (行車(chē)20)的制動(dòng)動(dòng)作，以使行車(chē)20和/或梁30沿各自的移動(dòng)方向的移動(dòng)減慢或停止。制動(dòng)動(dòng)作由制動(dòng)模塊28來(lái)施加。線纜34可以滑動(dòng)地設(shè)置在軟管中。更具體地，操作者可以沿相反于行車(chē)20或橋式起重機(jī)18的移動(dòng)方向的期望方向施加力62到手柄32，以減速或停止移動(dòng)。沿著X軸24的制動(dòng)動(dòng)作使橋和橋式起重機(jī)18支撐的部件一起停止或減速。為了獲得長(zhǎng)橋式起重機(jī)18的對(duì)稱(chēng)制動(dòng)動(dòng)作,可以包括兩個(gè)制動(dòng)模塊28,每一個(gè)導(dǎo)軌16上有一個(gè)制動(dòng)模塊。如圖1所示，借助于線纜系統(tǒng)54可以由手柄32同時(shí)地啟動(dòng)制動(dòng)模塊28。相似地，沿著Y軸26的制動(dòng)動(dòng)作使行車(chē)20和行車(chē)20支撐的部件停止或減速。如果行車(chē)20不是非常大，可以?xún)H需要一個(gè)制動(dòng)模塊28。然而，如果行車(chē)20較長(zhǎng)或者期望對(duì)稱(chēng)的制動(dòng)動(dòng)作，那么可以包括兩個(gè)制動(dòng)模塊28，每一個(gè)梁30上有一個(gè)制動(dòng)模塊。經(jīng)由線纜系統(tǒng)54由制動(dòng)手柄32啟動(dòng)制動(dòng)模塊28。線纜系統(tǒng)54包括多根線纜34。參考圖1、圖2和圖4，手柄32可以在旋轉(zhuǎn)接頭56處樞轉(zhuǎn)地附接到行車(chē)20。旋轉(zhuǎn)接頭56可以允許相對(duì)于行車(chē)20繞著單個(gè)的軸或兩個(gè)軸58運(yùn)動(dòng)，其中該兩個(gè)軸58可以彼此垂直。此外，軸58中的每個(gè)可以平行于對(duì)應(yīng)的X軸24和Y軸26延伸。旋轉(zhuǎn)接頭56也可以是萬(wàn)向接頭(Hooke joint) 60、球座接頭等。線纜34操作地互連手柄32和相應(yīng)的輪組件36的制動(dòng)器48。如果通過(guò)使手柄32關(guān)于旋轉(zhuǎn)接頭56繞著對(duì)應(yīng)于X軸24或Y軸26的軸活動(dòng)，拉緊相應(yīng)的模塊28的相應(yīng)的線纜34，制動(dòng)器48被作動(dòng)。圖1、圖2和圖4所示的手柄32允許施加沿著X軸24和/或Y軸26的力62即“制動(dòng)動(dòng)作”。手柄32由萬(wàn)向接頭60支撐，該萬(wàn)向接頭允許沿著垂直的軸58的兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沿給定方向即對(duì)應(yīng)于X軸24或Y軸26的方向推手柄32時(shí)，選擇性地拉動(dòng)(拉緊)附接到手柄32的線纜34，這啟動(dòng)了對(duì)應(yīng)的模塊28的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器48。萬(wàn)向接頭60構(gòu)造成可以沿X-Y平面內(nèi)的任意方向推手柄32，該X-Y平面為X軸24和Y軸26相交限定的平面。因此，總的制動(dòng)動(dòng)作可以是沿著X軸24和Y軸26的制動(dòng)的任意組合。對(duì)于沿著X軸24的制動(dòng)動(dòng)作來(lái)說(shuō)，線纜34可以操作地連接到滑輪66或環(huán)繞該滑輪布置路線，如圖1和圖4所示。這樣布置線纜34的路線有兩個(gè)目的。第一目的是，因?yàn)槭直?2相對(duì)于控制沿著X軸24運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)模塊28運(yùn)動(dòng)，所以，線纜34環(huán)繞滑輪66布置路線使得沿X軸24方向的制動(dòng)動(dòng)作獨(dú)立于沿著Y軸26運(yùn)動(dòng)的位置。第二個(gè)目的是，因?yàn)榭梢杂墒直?2同時(shí)地操作兩個(gè)制動(dòng)器48，所以滑輪66構(gòu)造成將來(lái)自手柄32的力62分配到兩個(gè)制動(dòng)器48中的每個(gè)制動(dòng)器。為了避免手柄32沿著Z軸27即相對(duì)于地面的豎直方向運(yùn)動(dòng)，手柄32固定到行車(chē)20。對(duì)于沿著Y軸26的制動(dòng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)閮H有一個(gè)Y軸26制動(dòng)模塊28，并且因?yàn)樵撝苿?dòng)模塊28與手柄32 —起行進(jìn)(兩者都固定到行車(chē)20)，線纜34可以直接地附接到手柄32。參考圖1，制動(dòng)系統(tǒng)22構(gòu)造成用于沿著X軸24和/或Y軸26運(yùn)動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)22包括基座38和兩個(gè)制動(dòng)模塊28。每個(gè)制動(dòng)模塊28的軸44操作地附接到基座38，并構(gòu)造成環(huán)繞各自的滾動(dòng)軸線50旋轉(zhuǎn)。每個(gè)制動(dòng)模塊28包括位于單個(gè)軸的44上彼此間隔開(kāi)的一對(duì)制動(dòng)輪40，使得該對(duì)制動(dòng)器48輪繞著相同的滾動(dòng)軸線50旋轉(zhuǎn)。參考圖6，在螺釘和壓縮彈簧的作用下，制動(dòng)輪40施加壓力68到梁30或?qū)к?6的表面52上。該螺釘允許調(diào)節(jié)梁30或?qū)к?6的表面52上的壓力68。而且，壓縮彈簧72有助于調(diào)節(jié)壓力68，并且當(dāng)制動(dòng)輪40沿著梁30或?qū)к?6的表面52滾動(dòng)時(shí)，可以保持一致的壓力68作用在梁30或?qū)к?6的表面52上。最后，基座38構(gòu)造成當(dāng)發(fā)生制動(dòng)時(shí)允許制動(dòng)輪40和梁30或?qū)к?6的表面52之間的壓力68增大。因此，可以在制動(dòng)輪40和梁30或?qū)к?6的表面52之間保持較小的自由運(yùn)轉(zhuǎn)壓力68和期望的制動(dòng)壓力68。實(shí)際上，由于系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)，切向力引起了附加的法向力。再次參考圖6，F(xiàn)為切向力，N為法向力，S為壓縮彈簧72施加的力。此外，U為摩擦系數(shù)。制動(dòng)輪40和梁30或?qū)к?6的表面52之間沒(méi)有滑動(dòng)時(shí)，最大的切向力可以計(jì)算為:` SI 2- L _ h
LI比較感興趣的是該幾何結(jié)構(gòu)的增加可用制動(dòng)力，不過(guò)最大制動(dòng)力不應(yīng)超過(guò)滾動(dòng)軸線50能夠承受的力。例如,假定I1=I2=U =1，那么
SF=-~-(3.2)
\ — h期望h位于0到I之間。例如，建議h=0.5。結(jié)果，F(xiàn)=2S。如果制動(dòng)模塊28沒(méi)有與梁30或?qū)к?6的表面52準(zhǔn)確地對(duì)齊，那么制動(dòng)系統(tǒng)22還可以包括豎直的滾輪37，如圖5所示。豎直的滾輪37可以從基座38延伸，并繞著對(duì)齊軸39旋轉(zhuǎn)。對(duì)齊軸39可以大體上垂直于滾動(dòng)軸線50。豎直的滾輪37可以構(gòu)造成在梁30或?qū)к?6的表面52之間限定的通道41內(nèi)延伸。
參考圖9，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，電纜34還可以用于替代機(jī)械的線纜34。依據(jù)施加到制動(dòng)手柄32上的力，調(diào)整電纜34中的電壓/電流。手柄32的剛度(stiffness)可以調(diào)節(jié)，以獲得與手柄32處所施加的力成比例的位移。電位計(jì)可以用于根據(jù)手柄32的位移來(lái)調(diào)整電壓/電流。更具體地，線纜34可以操作地連接到制動(dòng)模塊28的馬達(dá)74。馬達(dá)74可以可旋轉(zhuǎn)地連接到第一組滑輪76和輪組件36中的ー個(gè)。因此，當(dāng)輪組件36的輪40沿著相應(yīng)的導(dǎo)軌16或梁30的表面52旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一組滑輪76旋轉(zhuǎn)，并且輪40的旋轉(zhuǎn)也旋轉(zhuǎn)馬達(dá)74。第一組滑輪76經(jīng)由第一帶78彼此可旋轉(zhuǎn)地連接。第一組滑輪76中的ー個(gè)滑輪經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸81可旋轉(zhuǎn)地連接到第二組滑輪80中的ー個(gè)滑輪。第二組滑輪80經(jīng)由第二帶82彼此可旋轉(zhuǎn)地連接。第三組滑輪84經(jīng)由第三帶86彼此可旋轉(zhuǎn)地連接。第三組滑輪84中的ー個(gè)滑輪可旋轉(zhuǎn)地連接到另ー個(gè)輪組件36。第四帶88可旋轉(zhuǎn)地連接第二組滑輪80中的一個(gè)滑輪和第三組滑輪84中的ー個(gè)滑輪，并用作將ー個(gè)制動(dòng)模塊28的制動(dòng)カ傳遞到另ー個(gè)制動(dòng)模塊28的正時(shí)帶(timing belt)。因而，輪組件36的旋轉(zhuǎn)使馬達(dá)74旋轉(zhuǎn)。因?yàn)橐蟮闹苿?dòng)動(dòng)作與施加到手柄32上的力成比例，所以要求的電子器件將不需要控制硬件。通過(guò)電纜34的傳輸更加靈活，并且不會(huì)被機(jī)械效率改變。依據(jù)施加到制動(dòng)手柄32上的力，調(diào)整電纜34中的電壓/電流。手柄32的剛度能夠調(diào)節(jié)，以獲得與所施加的力成比例的位移。這樣，電位計(jì)可以用于根據(jù)它們的位移來(lái)調(diào)整電壓/電流。電馬達(dá)74的反電動(dòng)勢(shì)(back-emf)電壓可以用于制動(dòng)行車(chē)20。組合有線纜34的手柄32可以用于控制通過(guò)馬達(dá)74的反電動(dòng)勢(shì)電流的大小,并因而控制制動(dòng)模塊28的制動(dòng)力。在一個(gè)實(shí)施例中,可以使用電ニ極管。依據(jù)反電動(dòng)勢(shì)電流的方向，電ニ極管將讓電流通過(guò)或不通過(guò)，其確定制動(dòng)系統(tǒng)22是否施加制動(dòng)力。在另ー個(gè)實(shí)施例中，編碼器和雙D型觸發(fā)器芯片可以用于確定無(wú)源系統(tǒng)(passive system)的方向。一旦獲知了電流的方向，將該方向與來(lái)自力傳感器的信號(hào)相比較，以確定系統(tǒng)應(yīng)該被制動(dòng)的程度?，F(xiàn)在參考圖7，制動(dòng)系統(tǒng)22包括制動(dòng)模塊28，該制動(dòng)模塊28包括至少ー個(gè)輪組件36和支撐輪組件36的基座38。輪組件36包括制動(dòng)輪40，制動(dòng)輪40與相應(yīng)的梁30或?qū)к?6的表面52持續(xù)地滾動(dòng)接觸。行車(chē)20延伸至構(gòu)造成被操作者抓住的把手(grip)90。手柄32在樞軸92處樞轉(zhuǎn)地附接到把手90。線纜34操作地延伸在手柄32和模塊28之間。通過(guò)推或拉把手90或行車(chē)20的任意其它部分，行車(chē)20在沿著相應(yīng)的導(dǎo)軌16或梁30的運(yùn)動(dòng)94的方向上移動(dòng)。在該實(shí)施例中，制動(dòng)模塊28不包括離合器。操作者通過(guò)施加力F到手柄32使得手柄32向著把手90繞樞軸92樞轉(zhuǎn)，從而使行車(chē)20的運(yùn)動(dòng)94停止或減速。手柄32向著把手90樞轉(zhuǎn)拉動(dòng)了線纜34，致使線纜34作用在輪組件36上，從而使輪組件36的旋轉(zhuǎn)停止或減速。因此，這允許操作者有意識(shí)地運(yùn)用或操作制動(dòng)系統(tǒng)22。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，如果希望在X方向和Y方向兩個(gè)方向同時(shí)地制動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)22，制動(dòng)模塊28可以附接到X軸24和Y軸26中的每個(gè)，并且線纜34附接到單個(gè)的手柄32。然而，如果希望獨(dú)立于Y方向在X方向上運(yùn)用制動(dòng)系統(tǒng)22，則兩個(gè)手柄32可以附接到制動(dòng)模塊28，其中每個(gè)專(zhuān)門(mén)用于相應(yīng)的X軸24和Y軸26，或者是具有兩個(gè)自由度的單個(gè)手柄32。在圖8所示的另ー個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)22中，制動(dòng)模塊28和手柄32固定到一起，并且在制動(dòng)樞軸92處樞轉(zhuǎn)地附接到行車(chē)20。輪組件36設(shè)置在制動(dòng)模塊28的相反的端部處，使得制動(dòng)樞軸92設(shè)置在輪組件36之間。輪組件36包括制動(dòng)輪40，其徑向地圍繞單向離合器42。單向離合器剛性地附接到軸44，該軸44剛性地附接到制動(dòng)模塊28。推動(dòng)手柄致使制動(dòng)模塊28沿推的方向繞制動(dòng)樞軸92樞轉(zhuǎn)。制動(dòng)模塊28繞制動(dòng)樞軸92樞轉(zhuǎn)，直到與推的方向相反的輪組件36接觸相應(yīng)的梁30或?qū)к?6的表面52。如果沿著運(yùn)動(dòng)94的方向推，與梁30或?qū)к?6的表面52接觸的輪組件36的輪40與行車(chē)20 —起沿著表面52滾動(dòng)。為了給行車(chē)20減速，操作者沿與運(yùn)動(dòng)94的方向相反的方向推或拉手柄32。盡管在前述實(shí)施例中載重12剛性地附接到行車(chē)20，不過(guò)載重12也可以通過(guò)懸掛的線纜93懸掛到手柄32。這在圖8中已經(jīng)示出。為了沿著相應(yīng)的導(dǎo)軌16或梁30移動(dòng)載重12，操作者直接推載重12。通過(guò)懸掛的線纜93的拉動(dòng)，行車(chē)20 (和橋式起重機(jī)18)被間接地推動(dòng)并一起移動(dòng)。推載重12還致使手柄32沿推的方向繞制動(dòng)樞軸92樞轉(zhuǎn)，這與操作者直接地推手柄32時(shí)所發(fā)生的類(lèi)似。因此，相反于運(yùn)動(dòng)方向推載重12間接地啟動(dòng)了制動(dòng)系統(tǒng)，以有助于使行車(chē)20和載重12減速。盡管圖8的制動(dòng)系統(tǒng)的上下文中示出了載重12和懸掛的線纜93，然而載重12和懸掛的線纜93也可以附接到圖2所示的優(yōu)選的制動(dòng)系統(tǒng)的手柄28。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了用于實(shí)施本公開(kāi)的最佳方式，然而本公開(kāi)相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的用于實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2011年11月4日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/555,812的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造成用于移動(dòng)載重的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括: 導(dǎo)軌； 行車(chē)，該行車(chē)可移動(dòng)地附接到所述導(dǎo)軌，并構(gòu)造成支撐所述載重； 制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)操作地附接到所述導(dǎo)軌； 其中，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)模塊，該制動(dòng)模塊包括操作地附接到所述行車(chē)的基座和操作地附接到所述基座的輪組件； 其中，所述輪組件具有軸、離合器和制動(dòng)輪； 其中， 所述軸可旋轉(zhuǎn)地附接到所述基座，并構(gòu)造成相對(duì)于所述基座繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn); 其中，所述離合 器剛性地附接到所述軸，并構(gòu)造成與所述軸一起繞著所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)； 其中，所述制動(dòng)輪徑向地圍繞所述離合器，并且與所述導(dǎo)軌的表面持續(xù)地滾動(dòng)接觸；并且 其中，所述離合器構(gòu)造成選擇性地允許所述制動(dòng)輪相對(duì)于所述軸僅沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以使所述行車(chē)沿著導(dǎo)軌的移動(dòng)減速。
2.按權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所述輪組件還包括盤(pán)式制動(dòng)器，所述盤(pán)式制動(dòng)器構(gòu)造成給所述制動(dòng)輪選擇性地施加制動(dòng)動(dòng)作。
3.按權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述盤(pán)式制動(dòng)器包括: 制動(dòng)盤(pán)，該制動(dòng)盤(pán)剛性地附接到所述軸，并構(gòu)造成與所述軸一起繞著所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)；和 制動(dòng)器，該制動(dòng)器操作地附接到所述基座，并構(gòu)造成施加制動(dòng)動(dòng)作到所述制動(dòng)盤(pán)上，以響應(yīng)制動(dòng)命令使所述制動(dòng)盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)。
4.按權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述離合器構(gòu)造成，當(dāng)響應(yīng)制動(dòng)器的啟動(dòng)使所述軸停止繞著所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述制動(dòng)輪能夠沿第一方向旋轉(zhuǎn)，并且被阻止沿相反于第一方向的第二方向相對(duì)于所述滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)；并且 其中所述離合器構(gòu)造成，當(dāng)所述制動(dòng)器沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，所述軸繞著所述滾動(dòng)軸線的旋轉(zhuǎn)沒(méi)有被所述制動(dòng)器停止，并且所述制動(dòng)輪能夠沿第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)。
5.按權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)， 其中，所述輪組件進(jìn)一步限定為第一輪組件和第二輪組件；并且其中，所述第一和第二輪組件操作地附接到所述基座并彼此間隔開(kāi)，并且布置為所述第一輪組件的制動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的第一方向相反于所述第二輪組件的制動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的第一方向。
6.按權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，還包括從所述行車(chē)樞轉(zhuǎn)地延伸的手柄， 其中，所述制動(dòng)系統(tǒng)還包括操作地連接到所述制動(dòng)器的線纜； 其中，所述制動(dòng)命令進(jìn)一步限定為張緊所述線纜，使得所述制動(dòng)器被啟動(dòng)以使所述制動(dòng)盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)； 其中，所述第一輪組件的線纜操作地附接在所述手柄和第一輪組件之間，所述第二輪組件的線纜操作地附接在所述手柄和第二輪組件之間；并且 其中，所述手柄構(gòu)造成相對(duì)于所述行車(chē)相反于所述行車(chē)移動(dòng)的方向樞轉(zhuǎn)，以張緊與所述行車(chē)移動(dòng)的方向相反的對(duì)應(yīng)輪組件的線纜，使得所述盤(pán)式制動(dòng)器被啟動(dòng)。
7.按權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述手柄在樞轉(zhuǎn)接頭處樞轉(zhuǎn)地附接到所述行車(chē)。
8.按權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，還包括第一組滑輪、第二組滑輪和第三組滑輪， 其中，第一組滑輪經(jīng)由第一帶彼此可旋轉(zhuǎn)地連接； 其中，驅(qū)動(dòng)軸將所述第一組滑輪中的一個(gè)滑輪可旋轉(zhuǎn)地連接到所述第二組滑輪中的一個(gè)滑輪； 其中，第二組滑輪經(jīng)由第二帶彼此可旋轉(zhuǎn)地連接； 其中，第三組滑輪經(jīng)由第三帶彼此可旋轉(zhuǎn)地連接； 其中，所述第二組滑輪中的滑輪經(jīng)由第四帶連接到所述第三組滑輪中ー個(gè)滑輪；并且其中，所述第四帶構(gòu)造成作為正時(shí)帶進(jìn)行操作，以從第一和第二制動(dòng)模塊中的ー個(gè)制動(dòng)模塊傳遞制動(dòng)カ到第一和第二制動(dòng)模塊中另ー個(gè)制動(dòng)模塊。
9.按權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，還包括: 馬達(dá)，該馬達(dá)操作地連接到所述行車(chē)； 手柄，該手柄操作地連接到所述行車(chē)； 線纜，該線纜操作地互連所述馬達(dá)和所述手柄； 其中，所述手柄構(gòu)造成接收操作者的、關(guān)于使所述行車(chē)沿著所述導(dǎo)軌的移動(dòng)減速的輸入; 其中，所述線纜構(gòu)造成將所述輸入傳送到所述馬達(dá)，使得所述馬達(dá)使所述行車(chē)沿著導(dǎo)軌的移動(dòng)減速。
10.一種構(gòu)造成用于移動(dòng)載重的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括: ー對(duì)導(dǎo)軌，該對(duì)導(dǎo)軌彼此間隔開(kāi)并大致彼此平行地延伸； 橋式起重機(jī)，該橋式起重機(jī)操作地附接到所述對(duì)導(dǎo)軌、井能夠沿著所述對(duì)導(dǎo)軌沿著X軸移動(dòng)； 行車(chē)，該行車(chē)操作地附接到所述橋式起重機(jī)、并能夠沿著所述橋式起重機(jī)沿著Y軸移動(dòng)； 手柄，該手柄從所述行車(chē)樞轉(zhuǎn)地延伸； 第一制動(dòng)模塊和第二制動(dòng)模塊； 多根線纜，該多根線纜操作地將所述手柄和所述第一制動(dòng)模塊和第二制動(dòng)模塊中的每個(gè)制動(dòng)模塊互連； 其中，所述第一制動(dòng)模塊操作地附接到所述橋式起重機(jī)，并構(gòu)造成響應(yīng)所述手柄相對(duì)于所述行車(chē)的樞轉(zhuǎn)而被所述線纜中的一根線纜選擇性地作動(dòng)，以使所述橋式起重機(jī)沿著X軸的移動(dòng)減速；并且 其中，所述第二制動(dòng)模塊操作地附接到所述行車(chē)，并構(gòu)造成響應(yīng)所述手柄相對(duì)于所述行車(chē)的樞轉(zhuǎn)被所述線纜中的另外ー根線纜選擇性地作動(dòng)，以使所述行車(chē)沿著Y軸的移動(dòng)減速。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，包括導(dǎo)軌、行車(chē)和制動(dòng)系統(tǒng)。行車(chē)可移動(dòng)地附接到導(dǎo)軌并構(gòu)造成支撐載重。該制動(dòng)系統(tǒng)操作地附接到導(dǎo)軌。制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)模塊，其具有操作地附接到行車(chē)的基座和操作地附接到基座的輪組件。輪組件具有軸、離合器和制動(dòng)輪。離合器剛性地附接到所述軸，并構(gòu)造成與所述軸一起繞著滾動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)輪徑向地圍繞離合器并且與導(dǎo)軌的表面持續(xù)地滾動(dòng)接觸。離合器構(gòu)造成選擇性地允許制動(dòng)輪相對(duì)于所述軸僅沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以使行車(chē)沿著導(dǎo)軌的移動(dòng)減速。
文檔編號(hào)B66C17/04GK103086273SQ20121043656
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者T.拉里伯特, C.戈塞林, D.高, M-A.拉卡塞, R.J.梅納薩 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司, 拉瓦爾大學(xué)