用于工业机器的模块化直接驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于工业机器的模块化直接驱动系统，其用于与具有齿轮箱的工业机器一起使用。该马达系统包括马达罩和设置在该马达罩中的马达轴。该马达系统具有第一非驱动端和第二驱动端。该模块化驱动系统还包括：制动系统，该制动系统联接到该马达系统的第二端；以及驱动齿轮，该驱动齿轮连接到该马达轴，该驱动齿轮设置在该第一端与制动系统之间。

【技术实现步骤摘要】
用于工业机器的模块化直接驱动系统相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月26日提交的美国临时申请No.61/615,569的优先权，该申请的整个内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于诸如电动绳索挖掘机或电动动力挖掘机此类的工业机器的驱动系统。
技术介绍
在采矿场中，以及在必须收集并且从工作现场移除大体积材料的其它场所中，典型做法是采用包括用于将材料从工作现场铲除的大铲斗的工业机器。诸如电动绳索挖掘机或电动动力挖掘机、拉铲挖掘机等的工业机器被用来执行挖掘操作以从例如矿堆移除材料。电动绳索挖掘机典型地包括：挖掘机吊杆，从吊杆可枢转地延伸并且支撑铲斗的柄部，以及可旋转地支撑在吊杆上的滑轮或皮带轮。柄部由除了其它部件之外还包括推挤马达、皮带、滑轮、传动装置等的推挤驱动机构驱动。提升绳绕滑轮或皮带轮延伸并且连接到铲斗以提升和下降铲斗，从而产生有效的挖掘动作以采掘材料堆。在操作期间，当挖掘机操作员向堆推开铲斗柄部（即，移动铲斗柄部远离工业机器）时，操作员常常要求来自推挤马达的全速。冲击材料堆导致铲斗突然停止。具体地，铲斗和柄部达到物理停止，而推挤马达继续提供扭矩试图维持所要求的速度。此外，在工业机器中的所有惯性驱动着系统前进。由系统惯性产生的力和铲斗的突然停止导致吊杆顶升。归因于过度推挤反作用力，所以吊杆顶升是整个吊杆的反冲。由推挤反作用力引起的吊杆顶升或反冲常常导致工业机器沿向后方向（即，倾斜力矩或偏离堆的重心[“CG”]的方向）倾斜。此类倾斜力矩将循环应力引入工业机器及其部件上，这会促使焊缝开裂和其它应变。工业机器沿向前或向后方向倾斜的程度影响工业机器经历的结构疲劳。因此，限制工业机器的吊杆顶升和最大向前和/或向后倾斜力矩增加工业机器的使用寿命。
技术实现思路
根据一种构造，一种用于与具有齿轮箱的工业机器一起使用的模块化驱动系统包括马达系统。该马达系统包括马达罩和设置在该马达罩中的马达轴。该马达系统具有第一非驱动端和第二驱动端。该模块化驱动系统还包括：制动系统，该制动系统联接到该马达系统的第二端；以及驱动齿轮，该驱动齿轮联接到该马达轴，该驱动齿轮设置在所述第一端与所述制动系统之间。根据另一种构造，工业机器包括活动基部、联接到活动基部的吊杆、联接到吊杆的铲斗臂以及联接到铲斗臂以相对于吊杆移动铲斗臂的传动单元。该传动单元包括齿轮箱。工业机器还包括联接到齿轮箱的驱动系统，该驱动系统包括具有第一非驱动端和第二驱动端的马达系统。该驱动系统还包括：制动系统，该制动系统联接到马达系统的第二端；以及驱动齿轮，该驱动齿轮连接到马达系统，在第一端与制动系统之间。通过考虑详细的描述和附图，将能够清楚理解本专利技术的其它方面。附图说明图1图示工业机器。图2图示根据本专利技术的一种构造的用于图1的工业机器的模块化驱动系统。图3图示图2中所示的模块化驱动系统的沿着剖面线3-3截取的截面图。图4图示联接到图1的工业机器的齿轮箱的图2的模块化驱动系统。图5图示根据本专利技术的另一种构造的用于图1的工业机器的模块化驱动系统。图6图示联接到图1的工业机器的齿轮箱的图5的模块化驱动器。图7图示根据本专利技术的另一种构造的用于图1的工业机器的模块化驱动系统。图8图示图7中所示的模块化驱动系统的沿着剖面线8-8截取的截面图。图9图示联接到图1的工业机器的齿轮箱的图7的模块化驱动系统。图10图示根据本专利技术的另一种构造的用于图1的工业机器的模块化驱动系统。图11图示本专利技术的又一种构造的模块化驱动系统的一部分。图12图示图11中所示的模块化驱动系统的截面图，该模块化驱动系统联接到齿轮箱。图13图示联接到图12的齿轮箱的图11中所示的两个模块化驱动系统。在详细地解释本专利技术的任何构造之前，应理解的是，本专利技术在其应用上并不限于下列说明书中所阐明的或下列附图中所图示的部件的构造和布置的细节。本专利技术能够具有其它构造并且能够被以各种方式实施或执行。另外，需理解的是，此处所使用的措辞和术语是出于说明目的，并且不应被视为限制性的。具体实施方式本文中描述的模块化驱动系统特别益处在于用于与工业开采机器一起使用。诸如电动绳索挖掘机此类的工业开采机器或类似的开采机器可操作成执行挖掘操作，以从堆料移除有效负载（即，材料）。在机器的操作期间，机器的柄部被频繁地推挤或缩回，以便掘进材料堆或对机器卸载。当铲斗冲击重物（例如，巨砾）时，对铲斗柄部的向外推挤会导致铲斗突然停止。由铲斗的突然停止和系统惯性所引起的力会导致工业机器的吊杆顶升。吊杆顶升致使机器向后倾斜，这影响工业机器的结构元件的寿命。限制或消除吊杆顶升，因此，限制或消除机器的向后倾斜增加了这些结构元件的使用寿命。本文中描述的模块化系统消除例如在现有的典型推挤驱动器中存在的大量的惯性。典型的大型推挤马达、皮带和滑轮由直接驱动系统取代。具体地，新型的模块化驱动系统包括直接驱动推挤变速器并且具有较低的惯性的较小的模块化马达。与现有系统相比，模块化驱动系统维护密集度小，因为它除去了现有驱动器中的的皮带和滑轮。这些元件的除去大大减小系统惯性，允许更具响应性的驱动器以及机器的潜在更高的生产力。所提出的设计的模块化允许以有效驱动器相对迅速地更换失灵/故障驱动器，这最小化在挖掘机上的停工时间。因此，与在现场修理相反，可以在重构车间中修理故障驱动器。另外，虽然在推挤驱动器的背景下描述了驱动系统，但是可以在开采机器或其它机器的其它区域上使用模块化驱动系统。将在下文中详细地描述新型的模块化驱动系统的其它优势。虽然本文中描述的结构适用于各种工业机器，但是特别地相对于动力挖掘机诸如图1中所示的挖掘机10描述本文中所描述的本专利技术的结构。参照图1，挖掘机10包括活动基部15、驱动履带20、转盘25、回转框架30、吊杆35、下端40（也被称为吊杆脚）、张紧缆线50、门架张紧构件55、门架压缩构件60、具有门72的铲斗70、杓部73，一根或更多根提升绳索75，绞盘滚筒80、铲斗臂或柄部85、鞍状块90、枢轴点95（即托运轴）、传动单元100（也被称为推挤驱动器）、杓部销105、铲斗门销110以及吊杆端销115。活动基部15由驱动履带20支撑。活动基部15支撑转盘25和回转框架30。转盘25能够相对于活动基部15绕回转甲板30旋转360度。吊杆35在下端40处可枢转地连接至回转框架30。吊杆35由张紧缆线50以相对于甲板向上且向外延伸的方式保持，所述张紧缆线50被锚固至门架张紧构件55和门架压缩构件60。门架压缩构件60刚性地安装在回转框架30上，并且滑轮45可旋转地安装在吊杆35的上端上。铲斗70由提升绳索75从吊杆35悬吊。提升绳索75被缠绕在滑轮45上并且联接到在杓部73处的铲斗70。提升绳索75被锚固至回转框架30的绞盘滚筒80。绞盘滚筒80由合并传动单元（未图示）的至少一个电动马达82驱动。随着绞盘滚筒80旋转，提升绳索75被放出以使铲斗70下降，或提升绳索75被拉进以上升铲斗70。铲斗柄部85也刚性地联接到铲斗70。铲斗柄部85可滑动地支撑在鞍状块90中，并且鞍状块90在枢轴点95处可枢转地安装到吊杆35。铲斗柄部85包括形成在其上的齿条齿，该齿条齿与安装在鞍状块90中的驱动小齿轮接合。驱动小齿轮由电动马达和传动单元100驱动以相对于鞍状块90延伸或缩回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与具有齿轮箱的工业机器一起使用的模块化驱动系统，所述模块化驱动系统包括：马达系统，所述马达系统包括马达罩和设置在所述马达罩中的马达轴，所述马达系统具有第一、非驱动端和第二、驱动端；制动系统，所述制动系统联接到所述马达系统的第二端；以及驱动齿轮，所述驱动齿轮联接到所述马达轴，所述驱动齿轮设置在所述第一端与所述制动系统之间。

【技术特征摘要】
2012.03.26 US 61/615,569;2013.03.15 US 13/835,3631.一种用于与具有齿轮箱的工业机器一起使用的模块化驱动系统，所述模块化驱动系统包括：马达系统，所述马达系统包括马达罩和设置在所述马达罩中的马达轴，所述马达系统具有第一、非驱动端和第二、驱动端；制动系统，所述制动系统联接到所述马达系统的第二、驱动端；以及驱动齿轮，所述驱动齿轮联接到所述马达轴，所述驱动齿轮设置在所述第一、非驱动端与所述制动系统之间；其中，所述马达系统还包括凸缘，以将所述模块化驱动系统可释放地联接到所述齿轮箱的外表面，从而所述马达系统能够以悬臂方式从所述齿轮箱延伸，从而所述模块化驱动系统能够可拆卸地联接到所述工业机器的齿轮箱。2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述马达轴的末端在所述第二、驱动端处延伸到所述马达罩外。3.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述马达系统包括设置在所述马达轴与所述马达罩之间的第一轴承。4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述马达系统包括设置在所述马达轴与所述马达罩之间的第二轴承。5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述第一轴承被设置在所述第一、非驱动端，并且所述第二轴承被设置在所述第一轴承与所述驱动齿轮之间。6.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述马达罩包括多个突起，所述多个突起沿着所述马达罩的外部设置，用于提升所述马达罩。7.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述凸缘为第一凸缘，所述外表面为第一外表面，其中，所述制动系统包括第二凸缘，以可释放地将所述制动系统联接至所述齿轮箱的第二外表面，从而所述制动系统能够以悬臂方式从所述齿轮箱延伸。8.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述制动系统包括制动罩和设置在制动罩中的多个制动盘。9.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述制动系统是与所述马达系统分离的模块化元件。10.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述马达轴的末端延伸到所述制动罩中。11.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述驱动齿轮与所述马达轴一体地形成。12.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述模块化驱动系统包括：位于所述马达系统中的第一轴承，所述第一轴承与所述马达轴的第一、非驱动端相接合；以及位于所述凸缘附近的第二轴承，所述第二轴承与所述马达轴相接合，其中，所述第二轴承被设置在所述第一轴承和驱动齿轮之间。13.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述凸缘为第一凸缘，其从所述马达系统延伸，以联接至所述齿轮箱的第一侧，其中，所述模块化驱动系统包括第二凸缘，所述第二凸缘从所述制动系统延伸，以联接至所述齿轮箱的相反侧。14.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述马达轴为单件轴。15.一种工业机器，包括：活动基部；吊杆，所述吊杆被联接到所述活动基部；铲斗臂，所述铲斗臂被联接到所述吊杆；传动单元，所述传动单元被联接到所述铲斗臂，以相对于所述吊杆移动所述铲斗臂，所述传动单元包括齿轮箱，所述齿轮箱中设置有内部齿轮；以及模块化驱动系统，所述模块化驱动系统被联接到所述齿轮箱，所述模块化驱动系统包括马达系统，所述马达系统具有：马达轴；第一、非驱动端，和第二、驱动端，所述马达系统还包括凸缘，以将所述模块化...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·R·沃尔茨，约瑟夫·科尔威尔，戴维·文特，
申请(专利权)人：哈尼施费格尔技术公司，
类型：发明
国别省市：