万向传输滚轮 【技术领域】
本发明涉及一种货物中转传输设备领域，尤其是集装箱、集装板装卸的升降传输平台装置的万向传输滚轮。
背景技术
众所周知，集装箱、集装板升降传输平台装置的传输滚轮，按其滚子结构、滚子与传动主轴之间位置的不同可分为：直滚子滚筒、45°菠萝滚子滚轮(图1)、90°梅花滚子滚轮(图2)；直滚子滚筒，滚轮为滚筒与主轴方向一致，滚筒与货物托盘直线接触，其特点是：结构简单、传输力大、磨损小、维护方便，其不足是：货物运动的自由度单一，只能前后不能旋转及横向传输，一般用于小型升降传输平台装置。45°菠萝滚子滚轮一般分区对称布置，其特点是：滚子轴线与滚轮主轴线成45°、滚轮合力与货物旋转方向一致，可实现货物前后、左右、旋转三个自由度，其不足是：45°菠萝滚子前后、左右传输时分力为合力的、效率低，滚子与货物托盘呈单点接触，磨损较大，为了增加传输力要增加滚轮的数量。90°梅花滚子滚轮也只有一个自由度，要完成货物前后、左右、旋转运动滚轮轴纵、横交叉布置，其特点是：纵向和横向可分别控制且操作方便，其不足是：滚轮轴纵横交错、数量过多，平台结构复杂；布置传输难度大、工艺性差，滚子与货物呈单点接触，磨损较大，且滚子外轮廓投轴向影难以完全连续，
由于现有集装箱、集装板升降传输平台装置的滚轮设计存在上述不足，使用时存在很大的局限性，不能满足集装箱、集装板升降传输平台装置结构简单、传输力大、传输效率高、平稳连续的要求。
【发明内容】
为了克服现有集装箱、集装板升降传输平台装置直滚子滚筒货物运动的自由度少，无旋转及横向传输功能，一般用于小型升降传输平台装置；45°菠萝滚子滚轮单向纵、横传输时分力损失大、效率低，滚子与货物托盘呈单点接触，磨损较大，且纵向主传输因动力不足需较多数量的滚轮，90°梅花滚子滚轮滚子运动方向与货物旋转方向成45°，货物旋转、纠偏不便，滚轮轴纵横交错、数量过多，平台结构复杂，滚子与货物呈单点接触，磨损较大，且滚子外轮廓投轴向影难以完全连续的技术不足。
本发明的目的在于提供一种集装箱、集装板升降传输平台装置的万向传输滚轮，该滚轮兼有直滚子滚筒、45°滚子滚轮、90°滚子滚轮的优点，万向传输滚轮外廓近似于直滚子滚筒，即滚轮外缘同时有两个以上支撑、传动点；万向传输滚轮设置的45°菠萝滚子合力方向与货物旋转方向一致，旋转、纠偏灵活方便；万向传输滚轮增加的90°侧面滚子，使滚轮增加了1个以上支撑、传动点，增大传输力矩1倍以上；提高了纵向主传输的可靠性和有效性，即相同数量的滚轮可以传输更大质量的货物，传输相同质量地货物可相应减少滚轮及滚轮组的数量，滚轮轴的布置保留了45°滚轮轴的优点，从而使得平台装置结构简单、传输平稳、连续高效。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由滚子轴架、滚轮旋转轴、滚子组成，滚子轴架的中部设有一个轴孔，滚子轴架为一回转体，由并排设置的45°滚子轴架及90°滚子轴架组成，45°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的多个45°滚子轴架段，45°滚子轴架段与主轴线夹角为45°，90°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的至少三个与主轴线夹角为90°的90°滚子轴架段，45°滚子经45°滚轮旋转轴定位于45°滚子轴架段上并与主轴线呈45°角，45°滚子可绕45°滚轮旋转轴转动，90°滚子经90°滚轮旋转轴定位于90°滚子轴架段上并与主轴线呈90°角，90°滚子可绕90°滚轮旋转轴转动。
本发明还可通过如下措施来实现：
45°滚子及90°滚子径向外轮廓投影分别与回转外轮廓投影重合一致。
45°滚子为左旋，同一滚子轴架上的45°滚子排列方向一致。
45°滚子还可以为右旋，同一滚子轴架上的45°滚子排列方向一致。
90°滚子轴架段布置在45°滚子轴架段的左侧。
90°滚子轴架段还可以布置在45°滚子轴架段的右侧。
90°滚子轴架段还可以布置在45°滚子轴架段的两侧，并且两侧的90°滚子轴架段数量相同。
本发明的有益效果是，提高了纵向主传输的可靠性和有效性，即相同数量的滚轮可以传输更大质量的货物，传输相同质量的货物可相应减少滚轮及滚轮组的数量，滚轮轴的布置保留了45°滚轮轴的优点，从而使得平台装置结构简单、传输平稳、连续高效，旋转、纠偏灵活方便。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明背景技术45°万向传输滚轮的结构示意图。
图2为本发明背景技术90°万向传输滚轮的结构示意图。
图3为本发明的第一个实施例的示意图。
图4为本发明的第二个实施例的示意图。
图5为本发明的第三个实施例的示意图。
图6为本发明的第四个实施例的示意图。
图7为本发明的滚轮组的示意图。
图8为图1中45°滚子受力分析示意图。
图9为图1中45°万向传输滚轮工作状态示意图。
图10为图2中90°滚子受力分析示意图。
图11为图2中90°万向传输滚轮工作状态示意图。
图12为本发明的滚轮组受力分析的示意图。
图13为本发明的工作状态示意图。
图中1.90°滚子，2.45°滚子轴架段，3.45°滚子，4.主轴，5.45°滚轮旋转轴，6.90°滚子轴架段，7.90°滚轮旋转轴，8.货物托盘。
【具体实施方式】
实施例一：
图3中，本发明由滚子轴架、滚轮旋转轴、滚子组成，滚子轴架为一回转体，滚子轴架的中部设有一个轴孔，本发明的轴孔内安装有主轴4，滚子轴架由并排设置为一体结构的45°滚子轴架及90°滚子轴架组成，45°滚子轴架位于90°滚子轴架右侧，45°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的六个45°滚子轴架段2，六个45°滚子轴架段2为一体结构，45°滚子轴架段2与主轴线夹角为45°，45°滚子3经45°滚轮旋转轴5定位于45°滚子轴架段2上并与主轴线呈45°角，6个45°滚子3沿径向均匀布置在45°滚子轴架上，45°滚子3可绕45°滚轮旋转轴5转动，90°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的三个与主轴线夹角为90°的90°滚子轴架段6，三个90°滚子轴架段6为一体结构，90°滚子1经90°滚轮旋转轴7定位于90°滚子轴架段6上并与主轴线呈90°角，3个90°滚子1沿径向均匀布置在90°滚子轴架上，90°滚子轴架的回转面与45°滚子轴架的回转面相平行，90°滚子1可绕90°滚轮旋转轴7转动，45°滚子及90°滚子径向外轮廓投影分别与回转外轮廓投影重合一致。
当主轴4逆时针旋转时，滚子轴架同时带动45°滚子3和90°滚子1绕主轴4旋转，45°滚子3和90°滚子1上各有一点同时与货物接触并驱动货物运动。
当货物置于托盘8上，托盘8的底面与45°滚子3及90°滚子1接触，主轴4带动45°滚子3及90°滚子1作回转运动，45°滚子3及90°滚子1的运动轨迹形成一个主轴轴线投影圆柱面，90°滚子1与90°滚轮旋转轴7相对固定，其摩擦力带动托盘8纵向运动；45°滚子3一方面沿主轴4回转运动，同时绕45°滚轮旋转轴5自转，其分力带动托盘8纵向运动，其结果形成合力。
在图4中，本发明由滚子轴架、滚轮旋转轴、滚子组成，滚子轴架为一回转体，滚子轴架的中部设有一个轴孔，本发明的轴孔内安装有主轴4，滚子轴架由并排设置为一体结构的45°滚子轴架及90°滚子轴架组成，45°滚子轴架位于90°滚子轴架右侧，45°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的六个45°
滚子轴架段2，六个45°滚子轴架段2为一体结构，45°滚子轴架段2与主轴线夹角为45°，45°滚子3经45°滚轮旋转轴5定位于45°滚子轴架段2上并与主轴线呈45°角，6个45°滚子3沿径向均匀布置在45°滚子轴架上，45°滚子3可绕45°滚轮旋转轴5转动，90°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的四个与主轴线夹角为90°的90°滚子轴架段6，四个90°滚子轴架段6为一体结构，90°滚子1经90°滚轮旋转轴7定位于90°滚子轴架段6上并与主轴线呈90°角，四个90°滚子1沿径向均匀布置在90°滚子轴架上，90°滚子轴架的回转面与45°滚子轴架的回转面相平行，90°滚子1可绕90°滚轮旋转轴7转动，45°滚子及90°滚子径向外轮廓投影分别与回转外轮廓投影重合一致。
在图5中，本发明由滚子轴架、滚轮旋转轴、滚子组成，滚子轴架为一回转体，滚子轴架的中部设有一个轴孔，本发明的轴孔内安装有主轴4，滚子轴架由并排设置为一体结构的45°滚子轴架及90°滚子轴架组成，45°滚子轴架位于90°滚子轴架右侧，45°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的六个45°
滚子轴架段2，六个45°滚子轴架段2为一体结构，45°滚子轴架段2与主轴线夹角为45°，45°滚子3经45°滚轮旋转轴5定位于45°滚子轴架段2上并与主轴线呈45°角，6个45°滚子3沿径向均匀布置在45°滚子轴架上，45°滚子3可绕45°滚轮旋转轴5转动，90°滚子轴架为环绕主轴线均匀设置的六个与主轴线夹角为90°的90°滚子轴架段6，六个90°滚子轴架段6为一体结构，90°滚子1经90°滚轮旋转轴7定位于90°滚子轴架段6上并与主轴线呈90°角，六个90°滚子1沿径向均匀布置在90°滚子轴架上，90°滚子轴架的回转面与45°滚子轴架的回转面相平行，90°滚子1可绕90°滚轮旋转轴7转动。
本发明环绕主轴线均匀设置的90°滚子轴架段的数量还可以为三个、四个、五个或六个以上，45°滚子轴架还可位于90°滚子轴架左侧，45°滚子轴架段的数量至少为三个。
在图6中，本发明经轴孔安装在主轴4上，滚子轴架为一回转体，滚子轴架由并排设置为一体结构的两排90°滚子轴架及一排45°滚子轴架组成，4 5°滚子轴架位于两排90°滚子轴架之间，45°滚子3沿径向均匀布置在45°滚子轴架的主体上，45°滚子3的轴线与主轴4轴线呈45°角，两侧的90°滚子1分别与主轴轴线呈90°夹角均匀分布，45°滚子3与两侧的90°滚子1可分别绕主轴和各自的滚轮旋转轴旋转；当主轴4逆时针旋转时，滚子轴架同时带动45°滚子3和两侧的90°滚子1绕主轴4旋转，45°滚子3和两侧的90°滚子1上各有一点同时与货物托盘8接触并驱动货物运动，此时滚轮同时有三个点与托盘8接触支撑、传动，并以两侧的滚子为主。
当货物置于托盘8上时，托盘8的底面与45°滚子3及两侧的90°滚子1多点接触，形成一个近似圆柱面，主轴4带动滚轮作回转运动，滚轮的运动轨迹形成一个主轴轴线投影圆柱面，两侧的90°滚子1分别与90°滚轮旋转轴7相对固定，其摩擦力带动托盘8纵向运动；45°滚子1一方面沿主轴4回转运动，同时绕45°滚轮旋转轴5自转，其分力带动托盘8纵向运动，其三个滚子同时作用形成合力。
在图7中，多个万向传输滚轮固定于传动轴4上，每个万向传输滚轮沿相同径向基准错开30°～60°，从而使主传输更加平稳、连续，万向传输滚轮有左、右之分，每根主轴4上的万向滚轮为相同旋向。
图8、图9中，以45°滚子3为例，45°滚子3顺序交替与托盘8接触，接触点A沿曲线运动轨迹移动，45°滚子3与托盘8之间压强较大，摩擦较大；托盘8施加给45°滚子3作用点A的一个是重力、一个是摩擦阻力f，f分解为f1、f2，45°滚子3推动托盘8运动的作用力为-f2，托盘8向Q方向运动，当45°滚子3反转时，则托盘8运动方向也相反，右45°滚轮同理，只是方向与左45°滚轮对称。
在图10、图11中，90°滚子1左右交替顺序与托盘8接触，接触点A沿直线移动，90°滚子1与托盘8之间压强较大，摩擦较大，托盘8施加给90°滚子1作用点A的一个是重力、一个是摩擦阻力p，滚子1推动托盘8运动的作用力为-p，托盘6向P方向运动，当90°滚子1反转时，则托盘8运动方向也相反。
在图12、图13中，以45°滚子3位于90°滚子1的左侧为例，45°滚子3及90°滚子1即顺序交替又左右交替同时与托盘8接触，接触点A沿曲线运动轨迹移动，接触点B沿直线移动，45°滚子3、90°滚子1与托盘8之间压强比单个滚子减小1倍以上，摩擦减少，托盘8施加给45°滚子3、90°滚子1作用点A、B的一个是重力、一个是摩擦阻力P、f，f又分解为f1、f2，45°滚子3推动托盘8运动的作用力为-f2，90°滚子1推动托盘8运动的作用力为-p，由于P大于f1，托盘8向Q与P合力方向F运动，当万向传输滚轮反转时，则托盘8运动方向也相反；右万向传输滚轮同理，只是方向与左万向传输滚轮对称。