专利名称：一种测量机z轴的防坠落装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量机Z轴的防坠落装置，尤其涉及一种制动刹车可靠性高且可自恢复的测量机Z轴的防坠落装置。
背景技术：
现有的大型三坐标龙门式测量机或测量机器人广泛应用于汽车、航天、大型机械产品等产品的测量。由于大型龙门式测量机或测量机器人Z轴端部负荷很重，需要对Z轴采取各种防坠落措施，以确保测量过程的安全可靠性。目前，现有的测量机通过气动平衡装置来控制Z轴的活动，请参考图I、图2，分别为现有的测量机气动平衡装置的主视结构示意
图和侧视结构示意图。如图所示，现有的测量机气动平衡装置包括平衡气缸I、平衡气缸活塞2、缸杆头部杠杆3、杠杆链条连结头4、钢丝绳绕绳轮5、上链轮6、下链轮7、钢丝绳8、绳轴连结头9、Z轴10和链条11，其工作原理为，平衡气缸I内部设有可上下移动的平衡气缸活塞2，由平衡气缸活塞2上部导入压缩空气产生Z轴10的平衡力，平衡气缸活塞2通过其端部的缸杆头部杠杆3及链条连结头4与左右两链条11相连结。两链条11分别环绕在上链轮6、下链轮7的齿上，而上链轮6、下链轮7与钢丝绳绕绳轮5同轴，两根钢丝绳8 一端分别绕在各自对应的钢丝绳绕绳轮5上，其另一端分别通过各自对应的钢丝绳连接头9与Z轴10连接。该测量机气动平衡装置通过压缩空气驱动平衡气缸活塞2上下移动，带动链条11移动，进而驱动上链轮6、下链轮7及钢丝绳绕绳轮5转动，从而拉动Z轴10两侧的钢丝绳8及钢丝绳连接头9同步上下移动，实现Z轴10的上下平衡移动。当Z轴正常上下运动时，缸内压缩空气进入或排出，但压力保持不变，从而确保Z轴10的稳定性。但是，当出现气缸压缩空气气压不足或控制系统报警时通过气路的电磁阀关闭压缩空气输入时，均需立即制动Z轴，以免Z轴坠落。目前，在出现以上两种情况时，通常由驱动系统电机制动或直接制动Z轴本身。然而，使用制动刹车电机无法防护因电机本身制动刹车故障而导致的事故，其安全可靠性不高。直接制动Z轴本身的方法，看似很直接防坠落。但是刹车启动的信号由Z轴“超速”(快速下坠)产生。这样就实际上“超速”本身就蕴含着出事故的可能性；其次，即使不用“超速”信号而用数控系统发出的“刹车”信号，这种刹车装置尺寸很大，因为直接抱紧Z轴需要很大的抱紧力，通常为被制动Z轴总成重量的10倍以上，对刹车装置的要求较高；并且，这种刹车装置不可“自恢复”，需要人工恢复成“不制动状态”，导致排故工作费时费力。有鉴于现有技术的上述诸多问题，本设计人基于从事相关领域多年的丰富经验及专业知识，结合应用实际，积极加以研究创新，以期克服现有技术的上述缺点，提供一种安全可靠性高、结构简单、在刹车完成后可自动恢复为非刹车状态的测量机Z轴的防坠落装置。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种安全可靠性高、结构简单、在刹车完成后可自动恢复为非刹车状态的测量机Z轴的防坠落装置。为达到上述目的，本实用新型提出一种测量机Z轴的防坠落装置，安装于测量机Z轴的气动平衡装置上，所述测量机Z轴的防坠落装置包括，设置在所述气动平衡装置的钢丝绳绕绳轮的轮缘两侧的至少两个刹车气动机构，每一所述刹车气动机构包括气缸，具有朝向所述钢丝绳绕绳轮的开口侧，在所述气缸上开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口 ；气动组件，设置在所述气缸内，所述气动组件在压缩空气作用下在所述气缸内轴向移动；刹车盘组件，设在所述气缸的开口侧，并与所述气动组件相连接；压力弹簧，所述压力弹簧的一端与所述气动组件相顶抵，其另一端与所述刹车盘组件相顶抵；所述刹车盘组件在所述压力弹簧及所述压缩空气的作用下相对于所述气缸伸出或回缩且所述刹车盘组件的伸出端面能与所述钢丝绳绕绳轮的轮缘表面相接合。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述气动组件包括活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞固接，其另一端与所述刹车盘组件相连接，在所述活塞杆上套设有所述压力弹簧，在所述活塞与所述压力弹簧之间设有弹簧座，所述压力弹簧安装于所述弹簧座上。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述活塞为气囊。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述刹车盘组件包括设在所述气缸内的刹车盘座和朝向所述钢丝绳绕绳轮设置的刹车盘，所述刹车盘座与所述刹车盘连接在一起。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述测量机Z轴的防坠落装置还包括，设置在所述钢丝绳绕绳轮外侧的刹车销钉机构，所述刹车销钉机构包括气动驱动组件，沿轴向滑动地套设在所述钢丝绳绕绳轮的中心轴外端的导销上；沿平行于轴向设置于所述钢丝绳绕绳轮的轮缘面外侧的至少一个刹车销钉，所述刹车销钉通过沿径向延伸的叉形连接件与所述气动驱动组件相连接；中心架，固定套装于所述中心轴上，所述刹车销钉贯穿于所述中心架，在所述中心架内沿轴向设有推力弹簧，所述推力弹簧套设于所述刹车销钉的外圆柱面上，所述推力弹簧一端与所述中心架的内壁相抵接，其另一端与所述刹车销钉的径向凸出部相顶抵；所述刹车销钉通过所述气动驱动组件及所述推力弹簧的作用沿轴向插入或拔出所述钢丝绳绕绳轮上开设的至少一个销钉孔。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述气动驱动组件包括相对设置且连接为一体的前气动盘和后气动盘，在所述前气动盘和所述后气动盘之间形成有中空腔体，在所述中空腔体内设有气动元件，所述气动元件的一侧固定于所述导销上，所述气动元件的另一侧与活塞相连接，所述气动元件与所述后气动盘之间的空间形成的气室，所述气室开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口，所述气动驱动组件在所述中空腔体的压缩空气的作用下沿所述导销轴向移动。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述前气动盘和所述后气动盘通过螺栓相连接。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述刹车销钉沿钢丝绳绕绳轮的周向均匀设有多个，在所述钢丝绳绕绳轮的表面上对应于所述刹车销钉设有多个销钉孔。如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述销钉孔为圆孔或长圆孔。[0019]如上所述的测量机Z轴的防坠落装置，其中，所述中心架与所述中心轴通过键连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点I、本实用新型采用刹车气动机构和刹车销钉机构作为气动刹车机构，大幅度提高了制动的可靠性。2、本实用新型的刹车气动机构和刹车销钉机构采用压缩空气作为动力源，动作部件可以是气囊式结构，或活塞气缸式结构。动作逻辑是“常闭”，即无压缩空气时，由弹簧复位处于“刹车”状态，保证了制动的及时性和可靠性。3、本实用新型的刹车气动机构和刹车销钉机构，在测量机气路系统恢复正常时，刹车气动机构和刹车销钉机构自动恢复为不刹车状态，提高了系统故障维修时的安全性。4、本实用新型的结构紧凑，设计合理。

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。图I为现有的测量机气动平衡装置的主视结构示意图；图2为现有的测量机气动平衡装置的侧视结构示意图；图3为本实用新型测量机Z轴的防坠落装置的结构示意图；图4为本实用新型的刹车气动机构使用时的结构示意图；图5为图4中A部分的局部放大结构示意图；图6为本实用新型的刹车销钉机构使用时的结构示意图；图7为图6中B部分的局部放大结构示意图；图8为本实用新型使用时的立体结构示意图。附图标记说明I-平衡气缸；2_平衡气缸活塞；3_缸杆头部杠杆；4_杠杆链条连结头；5_钢丝绳绕绳轮；6_上链轮；7_下链轮；8_钢丝绳；9_绳轴连结头；10-Z轴；11_链条；12_刹车销钉；13_气动驱动组件；14_销钉孔；15_气缸；16_刹车盘组件；161_刹车盘座；162_刹车盘；17-气缸15上的压缩空气进气口 ； 18-气动驱动组件13上的压缩空气进气口 ；19_压力弹簧；20_气囊；21_叉形连接件；22_推力弹簧；23_气动组件；231_活塞；232_活塞杆；233-弹簧座；24_气室；25_气动元件；26_气囊；27_后气动盘；28_前气动盘；29_轮凸缘；30-中心轴；31_导销；32_中心架；33-测量机中央滑架部件；34-径向凸出部；35-键。
具体实施方式
结合附图和本实用新型具体实施方式
的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式
，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。[0037]本实用新型提出的测量机Z轴的防坠落装置，安装于测量机Z轴的气动平衡装置上，该气动平衡装置包括平衡气缸I、平衡气缸活塞2、缸杆头部杠杆3、杠杆链条连结头4、钢丝绳绕绳轮5、上链轮6、下链轮7、钢丝绳8、绳轴连结头9、Z轴10和链条11等，起到维持Z轴稳定的作用。请参考图3至图5，分别为本实用新型测量机Z轴的防坠落装置的结构示意图；刹车气动机构使用时的结构示意图；以及图4中A部分的局部放大结构示意图。如图3所示，本实用新型的防坠落装置包括设置在所述气动平衡装置的钢丝绳绕绳轮的轮缘两侧的至少两个刹车气动机构，每一所述刹车气动机构包括气缸15、气动组件23 (见图5所示，下同)和刹车盘组件16，其中气缸15具有朝向钢丝绳绕绳轮5的开口侧，在气缸15上开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口 17，使得测量机气路系统内的压缩空气经由该进气口 17输入至气缸15内部，以驱动刹车盘组件16和气动组件23朝向气缸15内侧滑动。气动组件23设在气缸15内，气动组件23在压缩空气作用下在所述气缸15内轴向移动；刹车盘组件16设在气缸15的开口侧，并与气动组件23相连接，以使得气动组件23与刹车盘组件16 —起移动。压力弹簧19的一端与气动组件23相顶抵，其另一端与刹车
盘组件16相顶抵，使得刹车盘组件16在压力弹簧19的弹性力单独驱动下，可朝向钢丝绳绕绳轮的轮缘一侧滑动。这样，刹车盘组件16在压力弹簧19及压缩空气的作用下相对于气缸15伸出或回缩且刹车盘组件16的伸出端面能与钢丝绳绕绳轮5的轮缘表面相接合。即当测量机气路系统及电控系统工作正常时，压缩空气由进气口 17进入气缸15，使得气动组件23克服压力弹簧19的弹性力，将刹车盘组件16向气缸15内回缩，从而保持刹车盘组件16与钢丝绳绕绳轮5的轮缘表面处于脱离状态；当系统工作出于报警状态时，整个气路关闭(气路控制的具体结构和原理为现有技术，在此不再详细描述)，压缩空气停止输入气缸15，进气口 17压力消失，压力弹簧19复位，从而在弹性力的推动下使刹车盘组件16的伸出端面与钢丝绳绕绳轮5的轮缘表面相接触，此时处于刹车状态，通过刹车盘组件16与钢丝绳绕绳轮5的轮缘表面之间的摩擦力起到制动的作用，达到避免Z轴自由坠落的功能。另外，由于本实用新型采用压力弹簧19与压缩空气的作用驱动刹车盘组件16往复移动，当测量机不处于工作状态时，停止供应压缩空气，本实用新型处于安全的刹车状态；一旦测量机进入工作状态，恢复供应压缩空气，便可以“自恢复”到“不刹车”的正常工作状态，这就为系统出现故障时维修工作的安全性提供了可靠的保障。进一步的，如图5所示，气动组件23包括活塞231和活塞杆232，活塞杆232的一端与活塞231固接，其另一端与刹车盘组件16相连接，通过气动组件23驱动刹车盘组件16轴向移动。在活塞杆232上套设有压力弹簧19，在活塞231与压力弹簧19之间设有弹簧座233，压力弹簧19安装于弹簧座233上，使得压力弹簧19弹性抵接于活塞231与刹车盘组件16之间。在本实施例中，活塞231采用气囊20，当然活塞231也可以采用已有的金属或非金属活塞，只要能够在活塞运动中起到密封作用即可。进一步的，刹车盘组件16包括设在气缸15内的刹车盘座161和朝向钢丝绳绕绳轮5设置的刹车盘162，刹车盘座161与刹车盘162连接在一起。刹车盘座161与活塞杆232相连接，且压力弹簧19与刹车盘座161相抵接；刹车盘162的外端面在压力弹簧19的单独作用下与钢丝绳绕绳轮5的轮缘表面相接触，从而产生摩擦，实现制动功能。作为本实用新型的另一改进之处，请参考图6、图7，分别为本实用新型的刹车销钉机构使用时的结构示意图和图6中B部分的局部放大结构示意图。如图所示，本实用新型测量机Z轴的防坠落装置还包括，设置在钢丝绳绕绳轮5外侧的刹车销钉机构，该刹车销钉机构包括气动驱动组件13、刹车销钉12和中心架32，其中气动驱动组件13沿轴向滑动地套设在钢丝绳绕绳轮5的中心轴30外端的导销31上，气动驱动组件13通过导入的测量机气路系统的压缩空气驱动刹车销钉12轴向移动；刹车销钉12沿平行于轴向设置于钢丝绳绕绳轮5的轮缘面外侧，刹车销钉12通过沿径向延伸的叉形连接件21与气动驱动组件13相连接，使得刹车销钉12通过叉形连接件21与刹车销钉12连接在一起，使得刹车销钉12与气动驱动组件25同步移动，刹车销钉12的数量可以是一个，也可以是两个或更多个，当刹车销钉12的数量为多个时，可沿周向均匀布设；中心架32固定套装于中心轴30上，刹车销钉12贯穿于中心架32，在中心架32内沿轴向设有推力弹簧22，推力弹簧22套设于刹车销钉12的外圆柱面上，推力弹簧22 —端与中心架32的内壁相抵接，其另一端与刹车销钉12的径向凸出部34相顶抵，使得刹车销钉12在推力弹簧22的作用下朝向钢丝绳绕绳轮一侧轴向移动；刹车销钉12通过气动驱动组件13及推力弹簧22的作用沿轴向插入或拔
出钢丝绳绕绳轮5上开设的销钉孔14。在本实施中，气动驱动组件13包括相对设置且连接为一体的前气动盘28和后气动盘27，在前气动盘28和后气动盘27之间形成有中空腔体，在中空腔体内设有气动元件25，气动元件25的一侧固定于导销31上，气动元件25的另一侧与气囊26 (相当于活塞)相连接，气动元件25与后气动盘27之间的空间形成的气室，该气室开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口 18，用于向中空腔体导入压缩空气，气动驱动组件13在中空腔体内的压缩空气的作用下沿导销31轴向移动。当压缩空气从进气口 18进入后气动盘27及气动组件25之间的气室时，压缩空气驱动气动驱动组件13沿轴向远离钢丝绳绕绳轮5移动，此时气囊26起到活塞运动密封环的作用，这时前气动盘28连接的叉形连接件21，克服推力弹簧22的弹性力将刹车销钉12从销钉孔中拔出，处于“不刹车”的状态。当测量机气路系统停止向进气口 18输入压缩空气时，推力弹簧22推动刹车销钉12并通过叉形连接件21带动气动驱动组件13沿轴向朝向钢丝绳绕绳轮5移动，推力弹簧22复位，刹车销钉12插入销钉孔14，处于“刹车”状态，通过限制钢丝绳绕绳轮5的转动，实现对测量机Z轴的制动功能。本实用新型采用刹车气动机构和刹车销钉机构的“双动作”气动刹车结构，大幅度提高了制动的可靠性，并且，刹车气动机构和刹车销钉机构在测量机气路系统及电控系统出现报警状态时，整个气路关闭，立即实现制动；而在测量机气路系统恢复正常时，刹车气动机构和刹车销钉机构自动恢复为不刹车状态，提高了系统故障维修时的安全性。其具体过程已在前述内容中详细描述，在此不再重复。进一步的，刹车销钉12沿钢丝绳绕绳轮5的周向均匀设有多个，在钢丝绳绕绳轮的表面上(即钢丝绳绕绳轮的轮凸缘29上)对应于刹车销钉12设有多个销钉孔14，从而保证在“刹车”过程中，刹车销钉12可插入销钉孔14。进一步的，前气动盘28和后气动盘27通过螺栓相连接，以保证前气动盘14和后气动盘27连接的牢固性。进一步的，所述销钉孔14为圆孔或长圆孔，可根据不同的工况进行选择。进一步的，中心架32与中心轴30通过键35连接，使得中心架32固定安装于中心轴30上。如图8所示，为本实用新型使用时的立体结构示意图。位于测量机的测量机中央滑架部件33上侧部设有测量机Z轴的气动平衡装置。在气动平衡装置的每个钢丝绳绕绳轮5的轮缘两侧分别设有具有气动组件23 (请参见图5)的刹车气动机构，在钢丝绳绕绳轮5的外侧设有具有气动驱动组件13的刹车销钉机构，其中刹车气动机构和刹车销钉机构的的设计尺寸及各项技术指标(刹车力，弹簧力及气囊行程等)应由钢丝绳绕绳轮5的尺寸及链条11所承受的负荷大小而定，在本实施例中，本实用新型刹车对象的测量机Z轴为150公斤左右。针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
权利要求1.一种测量机Z轴的防坠落装置，安装于测量机Z轴的气动平衡装置上，其特征在于，所述测量机Z轴的防坠落装置包括，设置在所述气动平衡装置的钢丝绳绕绳轮的轮缘两侧的至少两个刹车气动机构，每一所述刹车气动机构包括 气缸，具有朝向所述钢丝绳绕绳轮的开口侧，在所述气缸上开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口； 气动组件，设置在所述气缸内，所述气动组件在压缩空气作用下在所述气缸内轴向移动； 刹车盘组件，设在所述气缸的开口侧，并与所述气动组件相连接； 压力弹簧，所述压力弹簧的一端与所述气动组件相顶抵，其另一端与所述刹车盘组件相顶抵； 所述刹车盘组件在所述压力弹簧及所述压缩空气的作用下相对于所述气缸伸出或回缩且所述刹车盘组件的伸出端面能与所述钢丝绳绕绳轮的轮缘表面相接合。
2.如权利要求I所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述气动组件包括活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞固接，其另一端与所述刹车盘组件相连接，在所述活塞杆上套设有所述压力弹簧，在所述活塞与所述压力弹簧之间设有弹簧座，所述压力弹簧安装于所述弹簧座上。
3.如权利要求2所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述活塞为气囊。
4.如权利要求I所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述刹车盘组件包括设在所述气缸内的刹车盘座和朝向所述钢丝绳绕绳轮设置的刹车盘，所述刹车盘座与所述刹车盘连接在一起。
5.如权利要求I所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述测量机Z轴的防坠落装置还包括，设置在所述钢丝绳绕绳轮外侧的刹车销钉机构，所述刹车销钉机构包括 气动驱动组件，沿轴向滑动地套设在所述钢丝绳绕绳轮的中心轴外端的导销上； 沿平行于轴向设置于所述钢丝绳绕绳轮的轮缘面外侧的至少一个刹车销钉，所述刹车销钉通过沿径向延伸的叉形连接件与所述气动驱动组件相连接； 中心架，固定套装于所述中心轴上，所述刹车销钉贯穿于所述中心架，在所述中心架内沿轴向设有推力弹簧，所述推力弹簧套设于所述刹车销钉的外圆柱面上，所述推力弹簧一端与所述中心架的内壁相抵接，其另一端与所述刹车销钉的径向凸出部相顶抵； 所述刹车销钉通过所述气动驱动组件及所述推力弹簧的作用沿轴向插入或拔出所述钢丝绳绕绳轮上开设的至少一个销钉孔。
6.如权利要求5所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述气动驱动组件包括相对设置且连接为一体的前气动盘和后气动盘，在所述前气动盘和所述后气动盘之间形成有中空腔体，在所述中空腔体内设有气动元件，所述气动元件的一侧固定于所述导销上，所述气动元件的另一侧与活塞相连接，所述气动元件与所述后气动盘之间的空间形成的气室，所述气室开设有与测量机气路系统相连通的压缩空气进气口，所述气动驱动组件在所述中空腔体的压缩空气的作用下沿所述导销轴向移动。
7.如权利要求6所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述前气动盘和所述后气动盘通过螺栓相连接。
8.如权利要求5至7中任一项所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述刹车销钉沿钢丝绳绕绳轮的周向均匀设有多个，在所述钢丝绳绕绳轮的表面上对应于所述刹车销钉设有多个销钉孔。
9.如权利要求8所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述销钉孔为圆孔或长圆孑L。
10.如权利要求5至7中任一项所述的测量机Z轴的防坠落装置，其特征在于，所述中心架与所述中心轴通过键连接。
专利摘要本实用新型公开了一种测量机Z轴的防坠落装置，安装于测量机Z轴的气动平衡装置上，其特征在于，所述测量机Z轴的防坠落装置包括，设置在所述气动平衡装置的钢丝绳绕绳轮的轮缘两侧的至少两个刹车气动机构，每一所述刹车气动机构包括气缸，气动组件，刹车盘组件，压力弹簧，所述刹车盘组件在所述压力弹簧及所述压缩空气的作用下相对于所述气缸伸出或回缩且所述刹车盘组件的伸出端面能与所述钢丝绳绕绳轮的轮缘表面相接合。本实用新型的防坠落装置还包括设置在所述钢丝绳绕绳轮外侧的刹车销钉机构。本实用新型采用刹车气动机构和刹车销钉机构作为气动刹车机构，大幅度提高了制动的可靠性并且具有自动恢复功能。
文档编号G01D11/00GK202582578SQ201220251829
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者李涛, 吴文炳 申请人:北京南航立科机械有限公司