CN103318770A

CN103318770A - 构造为移动负载的移动装置

Info

Publication number: CN103318770A
Application number: CN2013100903418A
Authority: CN
Inventors: D.高; R.J.肖伊尔曼
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: DE102013203719B4; CN103318770B; US9359176B2; DE102013203719A1; US20130248477A1

Abstract

一种移动装置，其被构造用于移动负载。移动装置包括第一支撑件、第二支撑件和中间支撑件。中间支撑件被操作性地布置在第一支撑件和第二支撑件之间。中间支撑件被在两个第一接头处连接至第一支撑件且在两个第二接头处连接至第二支撑件。第二支撑件被构造为支撑负载。中间支撑件被在两个第二接头处连接至第二支撑件。第一接头能绕相应第一旋转轴线旋转，从而中间支撑件相对于第一支撑件移动。第二接头能绕相应第一旋转轴线旋转，从而第二支撑件相对于中间支撑件移动。每个第一旋转轴线彼此成间隔且大致平行关系。

Description

构造为移动负载的移动装置

技术领域

本公开涉及配置为移动负载的移动装置。

背景技术

高架桥式起重机广泛用于提升和迁移大负载。通常，拾取和放置操作中的移动包括三个平移自由度和沿垂直轴线的旋转自由度。该组运动，称为选择顺应性装配机器手臂（Selective Compliance Assembly Robot Arm（“SCARA”））运动或“

”运动，在工业中广泛使用。桥式起重机允许沿两个水平轴线的运动。通过适当的关节部，可以增加平移的垂直轴线和旋转的垂直轴线。沿水平轴线的第一运动是通过在固定轨道上移动桥获得而沿第二水平轴线的运动是通过垂直于固定轨道的方向沿桥移动斗车获得。沿垂直轴线的平移是利用垂直滑动关节或通过使用皮带获得。沿垂直轴线的旋转是利用相对于垂直轴线的旋转枢轴获得。

存在多个机动化版本的高架桥式起重机，其通过人操作者而被手动地沿水平轴线移动且手动地沿垂直轴线旋转，但其包括机动化吊车以处理沿垂直轴线的重力。而且，一些桥式起重机被沿所有轴线手动地移动，但是负载的重量被平衡装置抵消以便于操作者的作业。这种桥式起重机有时被称为辅助装置。平衡通常是通过压缩空气系统实现的。这些系统需要压缩空气以保持压力或真空-这依赖于使用的原理-其要求可观的功率。而且，由于压缩空气气缸的摩擦，移动不是非常顺滑且设置可能会是颠簸的。平衡可被利用平衡重实现，其给系统增加了可观的惯性。尽管对于垂直运动是有用的且甚至是必须的，附连至桥式起重机的斗车的这种系统由于移动这些系统的质量而增加了关于水平运动的可观惯性。在基于平衡重的平衡系统的情况下，增加的质量可能非常大，甚至比负载本身大。如果水平行进速度较大，则增加至系统的惯性成为重大缺陷。

还存在完全机动化版本的这种桥式起重机，其要求强力促动器，特别是用于垂直运动轴线，其必须支撑负载的重量。这些促动器通常被附连至斗车或桥且然后处于运动中。垂直平移促动器有时被附连至桥且通过类似于塔式起重机使用的系统而被链接至斗车。

发明内容

一种移动装置，其被构造用于移动负载。移动装置包括第一支撑件、第二支撑件和中间支撑件。中间支撑件被操作性地布置在第一支撑件和第二支撑件之间。中间支撑件被在两个第一接头处连接至第一支撑件且在两个第二接头处连接至第二支撑件。第二支撑件被构造为支撑负载。第一接头能绕相应第一旋转轴线旋转，从而中间支撑件相对于第一支撑件移动。第二接头能绕相应第二旋转轴线旋转，从而第二支撑件相对于中间支撑件移动。第一旋转轴线的每个与第二旋转轴线的每个成间隔关系。

在本公开的另一方面中，移动装置被构造为移动负载。移动装置包括斗车、第一支撑件、第二支撑件、中间支撑件和锁定机构。斗车被构造为沿Y轴线移动。第一支撑件从斗车操作性地延伸。中间支撑件被操作性地布置在第一支撑件和第二支撑件之间。中间支撑件被在两个第一接头处连接至第一支撑件且在两个第二接头处连接至第二支撑件。第二支撑件被构造为支撑负载。第二支撑件被构造为绕接头相对于第一支撑件移动。第一接头能绕相应第一旋转轴线旋转，从而中间支撑件相对于第一支撑件移动。第二接头能绕相应第二旋转轴线旋转，从而第二支撑件相对于中间支撑件移动。锁定机构被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动。当锁定机构处于锁定位置中时，第二支撑件被相对于第一支撑件固定。当锁定机构处于解锁位置中时，第二支撑件能相对于第一支撑件移动。

在本公开的又一方面中，移动装置被构造为移动负载。移动装置包括斗车、第一支撑件、第二支撑件、中间支撑件、端部受动器和锁定机构。斗车被构造为沿Y轴线移动。第一支撑件从斗车操作性地延伸且被构造为沿Z轴线移动。中间支撑件被操作性地布置在第一支撑件和第二支撑件之间。中间支撑件被在两个接头处连接至第二支撑件。第一接头能绕相应上部第一旋转轴线旋转，从而中间支撑件相对于第一支撑件移动。第二接头能绕相应下部第一旋转轴线旋转，从而第二支撑件相对于中间支撑件移动。端部受动器刚性地从第二支撑件延伸且被构造为支撑负载。锁定机构被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动。当锁定机构处于锁定位置中时，第二支撑件被相对于第一支撑件固定。当锁定机构处于解锁位置中时，第二支撑件能相对于第一支撑件移动。

当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。

附图说明

现在参考附图，其为示例性实施例且其中相同的元件具有相同的标记：

图1是安装至支撑结构的移动装置的示意性透视图；

图2是图1的移动装置的示意性透视图，其构造为操纵负载；

图3是图2的移动装置的接头中的一个的示意性侧视图，示出了锁定机构；

图4是图1的移动装置的接头中的一个的另一实施例的示意性侧视图；

图5是图1的移动装置的接头的又一实施例的示意性侧视图；

图6是图1的移动装置的接头的另一实施例的示意性侧视图。

具体实施方式

参考附图，其中相似的标号指示相似的部件，构造为沿多个方向移动负载12的移动装置10在图1中以10示出。移动装置10被安装至支撑结构14，该支撑结构被构造为支撑移动装置10和负载12。支撑结构14包括但不限于一对平行轨道16或台道轨道（runway track）。

移动装置10包括桥式起重机18、斗车20、支撑部分21、第一支撑件22、第二支撑件24、中间支撑件25、第一接头26A、第二接头26B、锁定机构28和端部受动器30。桥式起重机18是一种结构，其包括跨该对平行轨道16的至少一个衍架32。桥式起重机18适于沿X轴线运送负载12。斗车20可移动地附连至桥式起重机18的衍架32，从而斗车20适于沿Y轴线运送负载12，该Y轴线与X轴线大致呈垂直关系。支撑部分21沿Z轴线操作性地从斗车20延伸。Z轴线与X轴线和Y轴线成垂直关系地延伸，即沿相对于地面G大致垂直的方向。第一支撑件22从支撑部分21操作性地延伸。中间支撑件25被操作性地布置在第一支撑件22和第二支撑件24之间。中间支撑件25被在两个第一接头26A处连接至第一支撑件22且在两个第二接头26B处连接至第二支撑件24。端部受动器30被操作性地附连至第二支撑件24，从而端部受动器30能经由第一和第二接头26A、26B相对于第一支撑件和斗车20在大致水平平面中移动。因此，第二支撑件24被构造为支撑负载12且能相对于第一支撑件在第一和第二接头处移动。

大致参考图2-5，由于第二支撑件24相对于第一支撑件22在接头26A、26B处移动，负载12被允许相对于斗车20移动。第一接头26A能绕相应第一旋转轴线34A和相应第二旋转轴线36A旋转，从而中间支撑件25相对于第一支撑件22移动。第二接头26B还能绕相应第一旋转轴线34B和相应第二旋转轴线36B旋转，从而第二支撑件24相对于中间支撑件25移动。每个第一旋转轴线34彼此成间隔且大致平行关系。而且，参考图1-5，每个第一旋转轴线34A、34B与每个第二旋转轴线36A、36B垂直。第一和第二接头26A、26B的组合在第二支撑件24和第一支撑件22之间提供了两个自由度（DOF）。第二支撑件24响应于第一和/或第二接头26A、26B绕相应第一旋转轴线34A、34B枢转而沿相对于地面G的第一水平方向40相对于第一支撑件22移动。类似地，第二支撑件24响应于第一和/或第二接头26A、26B绕相应第二旋转轴线36A、36B枢转而沿相对于地面G的第二水平方向42相对于第一支撑件22移动。

具体参考图1-3，第一和第二接头26A、26B可为万向接头38。更具体地，万向接头38包括三个第一万向接头38A，三个第二万向接头38B和三个中间支撑件25。每个第一万向接头38A具有上部第一旋转轴线34A和上部第二旋转轴线36A。每个第二万向接头38B具有下部第一旋转轴线34B和下部第二旋转轴线36B。每个上部和下部第一旋转轴线34A。34B彼此成间隔且大致平行关系地延伸。类似地，每个上部和下部第二旋转轴线36A、36B彼此成间隔且大致平行关系地延伸。附加地，每个上部和下部第一旋转轴线34A、34B与每个上部和下部第二纵向轴线36A、36B成大致垂直关系地延伸。而且，中间支撑件25中的一个被布置在相应第一万向接头38A和相应第二万向接头38B之间。因此，当第二支撑件相对于地面G沿第一水平方向和/或第二水平方向移动时，每个中间支撑件25彼此一致地移动，从而中间支撑件25保持彼此成平行关系。而且，当第二支撑件24相对于第一支撑件22沿第一和/或第二水平方向40、42移动时，第一支撑件22和第二支撑件24保持彼此间隔且平行关系。

参考图4和5，移动装置10包括第一支撑件22、第二支撑件24、和布置在第一支撑件22与第二支撑件24之间的中间支撑件25。第一连杆46对枢转地在第一支撑件22和中间支撑件25之间延伸。每个第一连杆46彼此成间隔且平行关系地延伸且被枢转地附连至第一支撑件22和中间支撑件25。因此，每个第一旋转轴线34A、34B彼此成间隔且大致平行关系。由于每个第一连杆46相对于相应第一支撑件22绕相应上部第一旋转轴线34A枢转和相对于中间支撑件25绕相应下部第一旋转轴线34B枢转，中间支撑件25相对于第一支撑件22移动。因此，当中间支撑件25相对于第一支撑件22沿第一水平方向40移动时，第一支撑件22和中间支撑件25保持彼此间隔且平行关系。

第二连杆48对枢转地在第二支撑件24和中间支撑件25之间延伸。每个第二连杆48彼此成间隔且平行关系且被枢转地附连至第二支撑件24和中间支撑件25中的每个。更具体地，第二连杆48在第二支撑件24和中间支撑件25之间延伸，从而每个第二旋转轴线36彼此成间隔且平行关系。由于每个第二连杆48相对于中间支撑件25绕相应上部第二旋转轴线36A枢转和相对于第二支撑件24绕相应下部第二旋转轴线36B枢转，第二支撑件24相对于中间支撑件25移动。因此，当第二支撑件25沿第二水平方向42移动时，第二支撑件24和中间支撑件25保持彼此间隔且平行关系。第一旋转轴线34A、34B大致垂直于第二旋转轴线36A、36B，以提供两个自由度。附加地，当第二支撑件24相对于中间支撑件25沿第二水平方向42移动时，中间支撑件25和第二支撑件24保持彼此间隔且平行关系。

继续参考图4和5，应认识到多于两个的第一和/或第二连杆46、48可被用于在相应支撑件22、24、25之间提供附加的稳定性。

参考图6，移动装置10可被构造为包括六足装置50，例如Gough/Stewart平台。更具体地，移动装置10包括第一支撑件22和第二支撑件24。多个中间支撑件25被操作性地布置在第一支撑件22和第二支撑件24之间。中间支撑件25是第一、第二和第三线性促动器52A、52B、52C的对，其提供总共六个连杆，该连杆各自连接第一支撑件22和第二支撑件。更具体地，每对线性促动器52A、52B、52C在相应第一接头26A处枢转地附连至第一支撑件22且在相应第二接头26B处枢转地附连至第二支撑件。每个第一接头26A被构造为绕相应第一旋转轴线34枢转且每个第二接头26B被构造为绕相应第二旋转轴线36枢转。每个接头26A、26B也可为万向接头，其每个都允许相应接头26A、26B绕第一和第二旋转轴线34、36枢转。该六个促动器52A、52B、52C提供六个自由度。更具体地，每个促动器52A、52B、52C可提供伸缩接头64，该伸缩接头被构造为伸缩地移动。因此，六足装置50可被构造为使得第二支撑件24在所有三个线性移动X、Y、Z（横向、纵向和垂直）和三个旋转（俯仰、卷动和偏转）中移动。

在操作移动装置10时可能存在必须防止第二支撑件24相对于第一支撑件枢转的情形。为了防止该枢转运动，锁定机构28被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动。当锁定机构28处于锁定位置中时，第二支撑件24被相对于第一支撑件22固定。类似地，当锁定机构28处于解锁位置中时，第二支撑件24能相对于第一支撑件22绕接头机构26移动。

参考图3-6，锁定机构28包括接合机构54，其延伸至锁定端56。接合机构54被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动。图2、3和6示出了当接合机构54处于锁定位置中以相对于第二支撑件24固定第一支撑件22时，锁定端56接合或以其他方式接触第二支撑件24。应认识到，当接合机构54处于锁定位置中时，锁定端56还可接合第一支撑件22。由此，当接合机构54处于锁定位置中时，第二支撑件24被阻止相对于第一支撑件22移动。锁定端56被构造为当接合机构54处于解锁位置中时从第二支撑件24释放，以允许第二支撑件24相对于第一支撑件22移动。

继续参考图2-6，接合机构54延伸至附连端58，其被布置为与锁定端56成间隔关系。具体参考图2、3和6，接合机构54在附连端58处被操作性地附连至第一支撑件22，从而锁定端56相对于第一支撑件22在锁定位置和解锁位置之间移动。

参考图2，锁定机构28在附连端58处被操作性地附连至第一支撑件22，从而接合机构54和接合端56朝向第二支撑件24延伸。接合机构54的锁定端56被构造为当接合机构54处于锁定位置中时操作性地接合第二支撑件24。锁定机构28可包括伸缩接头64，从而相应锁定机构28的锁定端56相对于附连端58线性地移动。当伸缩接头64处于锁定位置中时，锁定端56延伸至相应支撑件22、24、25，从而伸缩接头64在第二支撑件24和/或第一支撑件22之间处于拉紧关系中。接合机构54可包括液压缸66。

参考图3、4和6，接合机构54可为大致C形。更具体地，接合机构54可为相对的C形卡60对，其每个都在相应附连端58和相应锁定端56之间延伸。每个C形卡60可被枢转地附连至第一或第二支撑件22、24中的一个，从而C形卡60在附连端58处枢转。参考图3和6，C形卡60被枢转地附连至第一支撑件22。进一步参考图3，成对的相对C形卡60中的两对被布置为彼此成大致垂直关系，从而当处于锁定位置中时成对的C形卡60中的每对都接合中间支撑件25，以防止中间支撑件25相对于第一支撑件22绕第一旋转轴线34和第二旋转轴线36二者枢转。应认识到，C形卡60不被限制于附连至第一和第二支撑件22、24，而是还可被附连至中间支撑件25，从而当处于锁定位置中时锁定端56接合相应第一支撑件22和/或第二支撑件24。参考图4，C形卡60被枢转地附连至第一和第二支撑件22、24的每个，从而当处于锁定位置中时锁定端56接合相应连杆46、48。该接合防止连杆46、48相对于相应支撑件22、24、25枢转，以还防止支撑件22、24、25相对于彼此移动。

而且，锁定促动器62可被操作性地附连至每个C形卡60。更具体地，参考图3和6，每个锁定促动器62操作地附连C形卡60和第一支撑件22。参考图3，锁定促动器62操作性地附连C形卡60和相应第一支撑件22或第二支撑件24。锁定促动器62被构造为在锁定位置和解锁位置之间枢转地移动C形卡60。具体参考图3，当C形卡60处于锁定位置中时，中间支撑件25被保持在C形卡60的锁定端56之间，以防止中间支撑件25相对于相应第一支撑件22或第二支撑件24绕第一和第二旋转轴线34A、34B、36A、36B中的至少一个旋转。参考图6，当C形卡60处于锁定位置中时，第二支撑件24被保持在C形卡60的锁定端56之间，以防止第二支撑件24的任意运动。

参考图4和5，锁定机构28包括第一锁定机构28A和第二锁定机构28B。具体参考图4，第一锁定机构28A被枢转地附连至第一支撑件22且第二锁定机构28B被枢转地附连至第二支撑件24。如上所述，第一锁定机构28A的锁定端56被构造为当第一锁定机构28A处于锁定位置中时将成对的第一连杆46中的相应一个保持在其间，且被构造为当第一锁定机构28A处于解锁位置中时释放成对的第一连杆46中的相应一个。类似地，第二锁定机构28B的锁定端56被构造为当第二锁定机构28B处于锁定位置中时将成对的第二连杆48中的相应一个保持在其间，且被构造为当第二锁定机构28B处于解锁位置中时释放成对的第二连杆48中的相应一个。应认识到，第一锁定机构28A和第二锁定机构28B可被彼此独立地促动。通过非限制实例，第一锁定机构28A可被促动，从而绕第一旋转轴线34的旋转被阻止，而同时仍允许绕第二旋转轴线36的旋转，从而中间支撑件25被防止沿第一水平方向40移动。替换地，第一锁定机构28A和第二锁定机构28B可被构造为被一致地促动。

参考图5，第一锁定机构28A和第二锁定机构28B被操作性地附连至中间支撑件25。第一和第二锁定机构28A、28B被构造为独立地在锁定位置和解锁位置之间移动。第一锁定机构28A和第二锁定机构28B可被操作性地附连至中间支撑件25，从而相应附连端58被彼此相对地布置在中间支撑件25上。第一锁定机构28A的锁定端56被构造为当第一锁定机构28A处于锁定位置中时操作性地接合第一支撑件22。第二锁定机构28B的锁定端56被构造为当第二锁定机构28B处于锁定位置中时操作性地接合第二支撑件24。更具体地，第一锁定机构28A和第二锁定机构28B可包括伸缩接头64，从而相应锁定机构28A、28B的锁定端56相对于附连端58线性地移动。当伸缩接头64处于锁定位置中时，锁定端56延伸至相应支撑件，从而伸缩接头64在中间支撑件25和相应支撑件22、24之间处于拉紧关系中。锁定机构28A、28B可包括液压缸66。

参考附图，移动装置10可包括控制器68。控制器68可被操作性地连接至线性促动器62或缸66。控制器68被构造为选择性地控制线性促动器62的促动，以选择性地在锁定位置和解锁位置之间移动相应锁定机构28。

详细描述和附图和视图是本发明的支持和说明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然用于执行要求保护的本发明的一些最佳方式和其它实施例已经详细描述，存在用于实现所附权利要求中限定的本发明的各种替换设计和实施例。

Claims

1.一种构造为移动负载的移动装置，该移动装置包括：

第一支撑件；

第二支撑件；

中间支撑件，其被操作性地布置在第一支撑件和第二支撑件之间；

其中中间支撑件在两个第一接头处连接至第一支撑件且在两个第二接头处连接至第二支撑件；

其中第二支撑件被构造为支撑负载；

其中第一接头能绕相应的第一旋转轴线枢转，从而中间支撑件相对于第一支撑件移动；

其中第二接头能绕相应的第二旋转轴线枢转，从而第二支撑件相对于中间支撑件移动；且

其中第一旋转轴线的每个与第二旋转轴线的每个成间隔关系。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中第二支撑件响应于第一接头绕相应的第一旋转轴线枢转而沿相对于地面的第一水平方向相对于第一支撑件移动；且

其中第二支撑件响应于第二接头绕相应的第二旋转轴线枢转而沿相对于地面的第二水平方向相对于第一支撑件移动。

3.如权利要求2所述的移动装置，其中第一旋转轴线的每个与第二旋转轴线的每个垂直，从而第二支撑件沿第一水平方向的移动垂直于第二支撑件沿第二水平方向的移动。

4.如权利要求3所述的移动装置，其中接头包括两个第一万向接头和两个第二万向接头；

其中两个第一万向接头每个都具有上部第一旋转轴线和上部第二旋转轴线；

其中两个第二万向接头每个都具有下部第一旋转轴线和下部第二旋转轴线；

其中每个上部和下部第一旋转轴线彼此成间隔且大致平行关系地延伸；

其中每个上部和下部第二旋转轴线彼此成间隔且大致平行关系地延伸；且

其中每个上部和下部第一旋转轴线与每个上部和下部第二纵向轴线成大致垂直关系地延伸。

5.如权利要求4所述的移动装置，其中接头被进一步限定为包括三个第一万向接头和三个第二万向接头；

其中三个第一万向接头每个都具有上部第一旋转轴线和上部第二旋转轴线；

其中三个第二向接头每个都具有下部第一旋转轴线和下部第二旋转轴线。

6.如权利要求5所述的移动装置，其中中间支撑件被进一步限定为三个中间支撑件；

其中中间支撑件中的一个被布置在三个第一万向接头中的相应一个和三个第二万向接头中的相应一个之间；且

其中当第二支撑件相对于地面沿第一水平方向和第二水平方向中的至少一个移动时，三个中间支撑件彼此一致地移动。

7.如权利要求1所述的移动装置，进一步包括锁定机构，其被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动；

其中当锁定机构处于锁定位置中时，第二支撑件被相对于第一支撑件固定；且

其中当锁定机构处于解锁位置中时，第二支撑件能相对于第一支撑件移动。

8.如权利要求7所述的移动装置，其中锁定机构包括延伸至锁定端的接合机构；

其中接合机构被构造为在锁定位置和解锁位置之间移动；

其中锁定端被构造为当接合机构处于锁定位置中时接合第一和第二支撑件中的一个以相对于第二支撑件固定第一支撑件，从而第一支撑件被阻止相对于第二支撑件绕接头移动；且

其中锁定端被构造为当接合机构处于解锁位置中时从第一和第二支撑件中的所述一个释放，以允许第二支撑件相对于第一支撑件绕接头移动。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中接合机构延伸至附连端，该附连端与锁定端成间隔关系地布置；且

其中附连机构被在附连端处操作性地附连至第一和第二支撑件中的另一个，从而锁定端相对于所述第一支撑件中的另一个在锁定位置和解锁位置之间移动。

10.如权利要求8所述的移动装置，其中锁定装置是第一锁定装置和第二锁定装置；

其中第一锁定装置被构造用于锁定，其中第一和第二锁定装置被操作性地附连至接头；且

其中第一和第二锁定装置被构造为独立地在相应的锁定位置和解锁位置之间移动；

其中第一锁定装置的锁定端被构造为当第一锁定装置处于锁定位置中时操作性地接合第一支撑件；且

其中第二锁定装置的锁定端被构造为当第二锁定装置处于锁定位置中时操作性地接合第二支撑件。