CN103452355A - 存取车辆机械手 - Google Patents

Abstract

一种存取车辆机械手，用于为机械式停车设备存取轿车、小型面包车和其它小型车辆，由回转驱动装置、功能柱、机械手、载车板和控制系统组成，涉及钢结构、机械传动和自动控制等技术领域。其功能柱在原地回转，机械手和载车板均为独立结构，机械手采用简易传动升降，设有新颖独特的驱动装置、支撑方式和防坠措施，可将多块载车板向功能柱两侧停车泊位存取车辆。

Description

存取车辆机械手

所属技术领域

本发明是一种存取车辆机械手，用于为机械式停车设备存取轿车、小型面包车和其它小型车辆，由回转驱动装置、功能柱、机械手、载车板和控制系统组成，涉及钢结构、机械传动和自动控制等技术领域。

背景技术

建设机械式立体车库解决了地皮紧张、交通拥堵、保密防盗、环境保护等许多棘手问题。然而国内现有的各类机械式立体车库占地面积较大、存取车辆缓慢、整体结构复杂、工程造价较高，运行和管理费用较高。

由于大中城市繁华区域无法规划大块地面，小规模、简易停车架、位应运而生。国家知识产权局授权公告号CN202073341U：自移式两层立体停车位，其设备可前移与后退，载车板可与立柱一起回转、沿立柱升降。然而，该专利立柱随设备移动，稳定性差，容易倾斜；载车板与立柱为悬臂式连接，立柱受力极不均衡；载车板与立柱衔接处应力集中，存在安全隐患；在载车板升降过程中，没有可靠的支撑和防坠；载车板仅能向立柱单侧旋转升降，每套设备仅能实现停两层车，相邻设备同时停车时互相干涉；载车板依靠立柱内的丝杆螺母升降并随设备前移和后退，机械效率低，存取速度慢，产品成本高，使用寿命短。

发明内容

针对大中城市繁华区域的停车需求，本发明提供一种存取车辆机械手，其功能柱在原地回转，机械手和载车板均为独立结构，机械手采用简易传动升降，设有新颖独特的驱动装置、支撑方式和防坠措施，可将多块载车板向功能柱两侧停车泊位存取车辆。从而有效解决CN202073341U号专利存在的问题，促进停车行业领域的改革创新和技术进步。

本发明机械效率高，存取速度快，产品成本低，使用寿命长。为机械式停车设备存取车辆，快捷顺畅、安全可靠；对现有机械式停车设备改造，整体结构简单、工程造价低廉，运行和管理费用较低。

本发明的技术方案是：功能柱为型腔结构，安装在回转驱动装置和地面回转支座中间，机械手为托盘式结构，安装在功能柱前腔开口内外，载车板为独立结构，衔接在机械手托盘框架上。

具体措施是：

1.由连接板、回转电机、2件圆锥齿轮，组成回转驱动装置。其连接板与停车设备框架固定，回转电机安装在连接板上，一件圆锥齿轮安装在回转电机主轴上，另一件圆锥齿轮安装在功能柱上端，2件圆锥齿轮交角90°互相啮合。

回转电机转动，即可通过2件圆锥齿轮带动功能柱回转。连接板与停车设备框架固定，可以控制功能柱保持稳定。

2.由型腔本体、升降链轮、升降电机、升降链条和配重组成功能柱。其型腔本体由两块钢板折弯成槽钢形状，槽口相对，中间用隔板焊接起来，形成前后型腔开口的H钢形状，前腔开口折弯端面上下对应加工成方齿形状，升降链轮安装在升降电机主轴上，与升降电机分别设置在型腔本体前腔上部内外，升降链条绕过升降链轮，前端向下连接机械手，后端连接配重，配重设置在型腔本体后腔之中。

升降电机转动，即可通过升降链轮、升降链条带动机械手和配重升降。配重可以减小升降扭矩，降低电机功率，设置在型腔本体后腔之中，稳定、安全。

3.由导向支撑、托盘框架、存取驱动装置、随动支撑和动态断链防坠装置组成机械手。其导向支撑安装在功能柱前腔内，上下导轮衔接在前腔开口内壁和型腔隔板上，托盘框架焊接在功能柱前腔开口外、导向支撑下部，前后设有对载车板导轨的滚动支撑，存取驱动装置设置在托盘框架中部，随动支撑安装在托盘框架下部，动态断链防坠装置安装在功能柱前腔开口外、导向支撑与托盘框架接合处。

4.由存取电机、4件传动链轮、2件存取链轮和2条封闭链条组成存取驱动装置。其2件存取链轮和存取电机分别安装在托盘框架内两侧和中间，2件传动链轮安装在存取电机主轴上，另外2件传动链轮分别同轴安装在2件存取链轮两侧，存取电机主轴上的传动链轮与存取链轮两侧的传动链轮由2条封闭链条连接起来，组成2组链轮传动付。

存取电机转动，通过传动链轮带动存取链轮转动，即可驱动设有刚性链条的载车板进出停车泊位。

5.由2件支撑杆、2件拉杆、支撑轮、导向链轮和升降链条组成随动支撑。2件支撑杆外端销轴安装在托盘框架下部滑槽内，内端与2件拉杆铰接于支撑轮两侧，支撑轮和拉杆衔接在功能柱前腔外侧，导向链轮安装在托盘框架内侧下部，其外伸轴分别插入2件拉杆的滑槽内，升降链条一端连接在2件支撑杆外端销轴套环上，另一端绕过导向链轮向上进入功能柱内。

当机械手托盘上升时，升降链条绕过导向链轮、牵拉支撑杆销轴向功能柱移动，导向链轮和支撑杆销轴共同托起托盘框架。随着托盘框架上升，支撑杆内端绕支撑轮转动，形成对托盘框架的三角支撑。当支撑杆销轴在托盘框架滑槽内向内滑动到位、导向链轮外伸轴在拉杆滑槽内向上滑动到位时，支撑杆、拉杆和功能柱前腔内的导向支撑同时随托盘框架一起上升。

这样，功能柱对机械手的内外支撑，分布在其托盘框架上下两处，两处距离越大，悬臂应力越小，内外支撑越可靠，机械手升降越稳定。

6.由2件挂钩、2件扭力弹簧和导轮组成动态断链防坠装置。2件挂钩下部和2件扭力弹簧同轴铰接在托盘框架内侧，2件挂钩头部与功能柱前腔开口两侧方齿相对应，2件挂钩由导轮轴连接在一起，导轮衔接在升降链条外侧。

当升降链条断开时，随着链条松弛，导轮压向功能柱内，在扭力弹簧的作用下，挂钩头部转进功能柱方齿内，即将托盘框架卡住，使其停止下移不坠落；功能柱前腔内的导向支撑和托盘框架下部的随动支撑，保持托盘框架稳定不倾斜，从而保证机械手动态安全可靠。

7.由承载框架、刚性链条、2条导轨和4件导板组成载车板。其承载框架由型钢和钢板焊接而成，上部具有阻止车辆滑动的凹槽，刚性链条安装在承载框架下部中间，2条导轨道安装在承载框架下部两侧，4件导板铰接在承载框架四角，同轴对应的导板可同时绕铰轴转动。

车辆经过导板开上、驶离载车板。在存取过程中，刚性链条与托盘框架内存取驱动装置的存取链轮衔接，导轨与托盘框架内的滚动支撑衔接。当机械手将载车板存进停车泊位时，入口处2件导板由泊位支撑同时转动抬起；当机械手将载车板从停车泊位中取出时，出口处2件导板由托盘支撑同时转动抬起，保证存取方便顺畅。

本发明存取车辆过程可以采用司机刷卡或摇控启动程序，自动控制。

采取上述措施，本发明可以快捷顺畅、安全可靠地携持或驱动载车板连同车辆升降、旋转进出立体车库和停车泊位。

将本发明在配置在各类机械式停车设备外部，无需将车辆开进、开出立体车库，给司机提供很大方便；由于其因地制宜、机动灵活，能够充分适应不同的地理条件和地域面积，满足城市规划和用户需要；利用其改造、建设立体车库，结构简单、造价低廉，便于控制和维护；仅由3台电机驱动存取多台车辆，还降低存取车辆的运行成本，节约能源。

本发明涉及的回转驱动装置、功能柱、机械手、载车板，均是最常规的机械传动装置与钢结构框架的组合，涉及的控制系统，是最简单的自动控制，凡属相关行业领域的技术人员均可理解、掌握和实现。

与现有简易停车架、位和CN202073341U号专利相比较，本发明的机械手和载车板均为独立结构，机械手可将多块载车板向功能柱两侧停车泊位存取车辆、多层停车，充分发挥其功能作用，机械效率高，存取速度快，是实质性的优势特点；本发明新奇独特的导向支撑、随动支撑和动态断链防坠装置，改善了功能柱的受力条件，避免了机械手与功能柱衔接处的应力集中，保证了悬臂结构的安全可靠，消除了存取过程中的安全隐患，是显著的技术进步；本发明功能柱仅在原地回转，上下控制，稳定性增强；其特殊的型腔结构，不但有效地提高材料强度、刚高和稳定性能，而且对前后型腔的充分利用，采用简易链传动升降，是标新立异的超常构思；一部机械手多层停车，从而降低停车泊位的生产成本和存取车辆的运行成本，节省时间，节约能源，因地制宜，经济实用。

目前国内大中城市普遍存在“停车难”，采用立体停车的迫在眉睫、刻不容缓。本发明因地制宜、机动灵活，适应大中城市繁华区域立体停车。采用本发明为机械式停车设备存取车辆，快捷顺畅、安全可靠；对现有机械式停车设备改造，整体结构简单、工程造价低廉，运行和管理费用较低。实施本发明，必将取得显著的经济效益和社会效益。

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明侧面示意图。

图2为本发明正面示意图。

图3为回转驱动装置和功能柱结构示意图。

图4为机械手俯视示意图。

图5为存取驱动装置平面示意图。

图6为机械手处于底部侧剖面示意图。

图7为机械手升降状态侧剖面示意图。

图8为动态断链防坠装置正面示意图。

图9为动态断链防坠装置侧面示意图。

图10为链条断开松弛后防坠装置作用示意图。

图11为载车板底视示意图。

图12为机械手存车示意图。

图13为机械手取车示意图。

在图1、2中，1为回转驱动装置，2为功能柱，3为机械手，4为载车板，5为回转支座。回转驱动装置1与停车设备框架连接，功能柱2安装在回转装置1连接板和回转支座5中间，机械手3安装在功能柱开口内外。

在图3中，1.1为连接板，1.2为回转电机，1.3、1.4为圆锥齿轮。2.1为升降链轮，2.2为型腔本体，2.3为升降链条，2.4为配重，2.5为升降电机。连接板1.1与停车设备框架连接，回转电机1.2安装在连接板上，圆锥齿轮1.3安装在回转电机主轴上，圆锥齿轮1.4安装在功能柱型腔本体2.2上端，2件圆锥齿轮交角90°互相啮合，升降链轮2.1固定在升降电机2.4主轴上，与升降电机分别安装在型腔本体前腔上部内外，升降链条2.3绕过升降链轮，一端向下连接机械手，另一端连接配重2.4，配重设置在型腔本体后腔之中。

在图4中，3.1为导向支撑，3.2为托盘框架，3.3为存取驱动装置，3.4为随动支撑，3.5为动态断链防坠装置。导向支撑3.1安装在功能柱前腔内，上下导轮衔接在前腔开口内壁和型腔隔板上；托盘框架3.2焊接在功能柱外、导向支撑下部，前后设有对载车板导轨的滚动支撑，存取驱动装置3.3横向设置在托盘框架中部；随动支撑3.4安装在托盘框架下部中间，动态断链防坠装置3.5安装在功能柱前腔开口外侧、导向支撑与托盘框架焊接处。

在图5中，3.3.1为存取电机，3.3.2为传动链轮(4件)，3.3.3为存取链轮(2件)，3.3.4为传动链条(2件)。2件存取链轮3.3.3和存取电机3.3.1分别安装在托盘框架内两侧和中间，2件传动链轮3.3.2安装在存取电机主轴上，另外2件传动链轮分别同轴安装在2件存取链轮两侧，存取电机主轴上的传动链轮与存取链轮两侧的传动链轮由封闭链条3.3.4连接起来，组成2组链条传动付。

在图6、7中，3.4.1为支撑杆(2件)，3.4.2为支撑轮，3.4.3为拉杆(2件)，3.4.4为导向链轮。2件支撑杆3.4.1外端销轴安装在托盘框架下部外侧滑槽内，内端与2件拉杆3.4.3铰接于支撑轮3.4.2两侧，支撑轮和2件拉杆衔接在功能柱前腔外侧，导向链轮3.4.4安装在托盘框架下部内侧，其外伸轴分别插入2件拉杆的滑槽内，升降链条一端连接在2件支撑杆外端销轴套环上，另一端绕过导向链轮向上进入功能柱内。

在图8、9、10中，3.5.1为扭力弹簧(2件)，3.5.2为导轮，3.5.3为挂钩(2件)。2件挂钩3.5.3下部和2件扭力弹簧3.5.1同轴铰接在托盘框架内侧，2件挂钩头部与功能柱前腔开口两侧方齿相对应，2件挂钩由导轮3.5.2轴连接在一起，导轮衔接在升降链条外侧。

在图11中，4.1为承载框架，4.2为刚性链条，4.3为导轨(2条)，4.4为导板(4件)。承载框架4.1由型钢和钢板焊接而成，上部具有阻止车辆滑动的凹槽，刚性链条4.2安装在承载框架下部中间，2条导轨道4.3安装在承载框架下部两侧，4件导板4.4铰接在承载框架四角，同轴对应的导板可同时绕铰轴转动。

在图12、13中，3.3为机械手存取驱动装置，4.2为载车板刚性链条，4.4为载车板导板，6为停车泊位。

具体实施方式

在图3中，回转电机1.2转动，即可通过圆锥齿轮1.3和1.4带动功能柱型腔本体2.2回转。升降电机2.5转动，即可通过升降链轮2.1、升降链条2.3带动机械手和配重2.4升降。

在图5中，存取电机3.3.1转动，通过传动链轮3.3.2带动存取链轮3.3.3转动，存取链轮衔接刚性链条，即可驱动载车板进出停车泊位。

在图7中，当机械手托盘上升时，升降链条绕过导向链轮3.4.4、牵拉支撑杆3.4.1销轴向功能柱移动，导向链轮和支撑杆销轴共同托起托盘框架。随着托盘框架上升，支撑杆内端绕支撑轮3.4.2转动，形成对托盘框架的三角支撑。当支撑杆销轴在托盘框架滑槽内向内滑动到位、导向链轮外伸轴在拉杆3.4.3滑槽内向上滑动到位时，支撑杆、拉杆和功能柱前腔内的导向支撑同时随托盘框架一起上升。

在图10中，当升降链条断开时，随着链条松弛，导轮3.5.2压向功能柱内，在扭力弹簧3.5.1的作用下，挂钩3.5.3头部转进功能柱方齿内，即将托盘框架卡住，使其停止下移不坠落。

在图12中，机械手存车时，首先机械手旋转至停车泊位6上方，再将载车板向下落，入口处的导板4.4在泊位支撑的作用下向上抬起，然后，存取驱动装置3.3中的存取链轮向内转动，带动刚性链条4.2将载车板连同车辆存进停车泊位。

在图13中，机械手取车时，首先机械手旋转至停车泊位6下方，再向上升，出口处的导板4.4在托盘支撑的作用下向上抬起，然后，存取驱动装置3.3中的存取链轮向外转动，带动刚性链条4.2将载车板从停车泊位中取出。

Claims (7)

1.一种存取车辆机械手，由回转驱动装置、功能柱、机械手、载车板和控制系统组成，其特征是：功能柱为型腔结构，安装在回转驱动装置和地面回转支座中间，机械手为托盘式结构，安装在功能柱前腔开口内外，载车板为独立结构，衔接在机械手托盘框架上。

2.根据权利要求1所述的存取车辆机械手，其特征是功能柱由型腔本体、升降链轮、升降电机、升降链条和配重组成，其型腔本体由两块钢板折弯成槽钢形状，槽口相对，中间用隔板焊接起来，形成前后型腔开口的H钢形状，前腔开口折弯端面上下对应加工成方齿形状，升降链轮安装在升降电机主轴上，与升降电机分别设置在型腔本体前腔上部内外，升降链条绕过升降链轮，前端向下连接机械手，后端连接配重，配重设置在型腔本体后腔之中。

3.根据权利要求1所述的存取车辆机械手，其特征是机械手由导向支撑、托盘框架、存取驱动装置、随动支撑和动态断链防坠装置组成，其导向支撑安装在功能柱前腔内，上下导轮衔接在前腔开口内壁和型腔隔板上，托盘框架焊接在功能柱前腔开口外、导向支撑下部，前后设有对载车板导轨的滚动支撑，存取驱动装置设置在托盘框架中部，随动支撑安装在托盘框架下部，动态断链防坠装置安装在功能柱前腔开口外、导向支撑与托盘框架接合处。

4.根据权利要求3所述的存取车辆机械手，其特征是存取驱动装置由存取电机、4件传动链轮、2件存取链轮和2条封闭链条组成，其2件存取链轮和存取电机分别安装在托盘框架内两侧和中间，2件传动链轮安装在存取电机主轴上，另外2件传动链轮分别同轴安装在2件存取链轮两侧，存取电机主轴上的传动链轮与存取链轮两侧的传动链轮由2条封闭链条连接起来，组成2组链轮传动付。

5.根据权利要求3所述的存取车辆机械手，其特征是随动支撑由2件支撑杆、2件拉杆、支撑轮、导向链轮和升降链条组成，2件支撑杆外端销轴安装在托盘框架下部滑槽内，内端与2件拉杆铰接于支撑轮两侧，支撑轮和拉杆衔接在功能柱前腔外侧，导向链轮安装在托盘框架内侧下部，其外伸轴分别插入2件拉杆的滑槽内，升降链条一端连接在2件支撑杆外端销轴套环上，另一端绕过导向链轮向上进入功能柱内。

6.根据权利要求3所述的存取车辆机械手，其特征是动态断链防坠装置由2件挂钩、2件扭力弹簧和导轮组成，2件挂钩下部和2件扭力弹簧同轴铰接在托盘框架内侧，2件挂钩头部与功能柱前腔开口两侧方齿相对应，2件挂钩由导轮轴连接在一起，导轮衔接在升降链条外侧。

7.根据权利要求1所述的存取车辆机械手，其特征是载车板由承载框架、刚性链条、2条导轨和4件导板组成，其承载框架由型钢和钢板焊接而成，上部具有阻止车辆滑动的凹槽，刚性链条安装在承载框架下部中间，2条导轨道安装在承载框架下部两侧，4件导板铰接在承载框架四角，同轴对应的导板可同时绕铰轴转动。

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