CN103952990A

CN103952990A - 用于收放路锥的移动式机械手

Info

Publication number: CN103952990A
Application number: CN201410166992.5A
Authority: CN
Inventors: 任杰; 马大为; 胡健; 姚建勇; 张震东
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明公开了一种用于收放路锥的移动式机械手，包括机械手、垂向移动滑块、垂向导轨、横向移动滑块、横向导轨和固定基座；其中，固定基座固定设置在车体上，横向导轨与固定基座转动连接，且与车体平行，横向移动滑块设置在横向导轨上，与横向导轨形成滑动副，垂向导轨与横向移动滑块转动连接，且与横向导轨垂直，垂向移动滑块设置在垂向导轨上，与垂向导轨形成滑动副，机械手设置在垂向移动滑块上，与垂向移动滑块形成转动副；本发明的机械手和横、纵向滑块导轨副的联合作用下可以快速、高效、稳定地实现路锥的摆放和回收，且动作灵活、适应性好、对车辆驾驶员要求低、受环境影响小。

Description

用于收放路锥的移动式机械手

技术领域

[0001] 本发明属于交通路锥布放工程车技术领域，特别是一种用于收放路锥的移动式机械手。

背景技术

[0002] 路锥在分隔车流，引导车辆、道路养护等方面得到广泛应用，随着我国高速公路建设的进一步发展，需要工作人员施放、回收大量路锥。为了保护施工人员安全，保证码放质量，提高作业效率，国内外很多国家研发了路锥自动收放装置。

[0003] 路锥自动收放装置的难点在于该装置能否快速、准确地实现路锥收放功能。目前，很多研究人员提出了收放机械手的方案，但多数方案结构复杂，回收车行驶时很难保证路锥成功收放。为了弥补上述装置的不足之处，专利CN102776848A通过升降装置将路锥倒放在路面上，然后利用路锥与路面间的摩擦力，由扶正装置使其直立，逆过程便可实现路锥拾取，然而在雨雪天气，特别是路面结冰等路面摩擦力很小情况下，不能保证路锥及时扶正。另外由于拾取装置不能横向移动，因而对车辆驾驶人员的驾驶技术要求较高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种机械手和横、纵向滑块导轨副的联合作用下可以快速、高效、稳定地实现路锥的摆放和回收，且动作灵活、适应性好、对车辆驾驶员要求低、受环境影响小的用于收放路锥的移动式机械手。

[0005] 实现本发明目的的技术解决方案为:

[0006] 一种用于收放路锥的移动式机械手，包括机械手、垂向移动滑块、垂向导轨、横向移动滑块、横向导轨和固定基座；其中，固定基座固定设置在车体上，横向导轨与固定基座转动连接，且与车体平行，横向移动滑块设置在横向导轨上，与横向导轨形成滑动副，垂向导轨与横向移动滑块转动连接，且与横向导轨垂直，垂向移动滑块设置在垂向导轨上，与垂向导轨形成滑动副，机械手设置在垂向移动滑块上，与垂向移动滑块形成转动副。

[0007] 本发明与现有技术相比，其显著优点:

[0008] (I)本发明结构简单，仅需要少量的电机即可实现整个装置的所有动作。

[0009] (2)本发明由于机械手可以横向移动，因此对道路的条件要求小，对工作人员的要求低。

[0010] (3)本发明因为垂向导轨可以相对于横向移动滑块转动，因此，无论车体前进还是倒退状态下，均可实现路锥的收放动作，操作灵活，使用可靠。

[0011] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

[0012] 图1是本发明用于收放路锥的移动式机械手的结构示意图。

[0013] 图2是本发明用于收放路锥的移动式机械手的路锥抓取旋转示意图。[0014] 图3是本发明用于收放路锥的移动式机械手的路锥车体安放示意图。

[0015] 图4是本发明用于收放路锥的移动式机械手的路锥车体拿取示意图。

[0016] 图5是本发明用于收放路锥的移动式机械手的路锥旋转移动示意图。

[0017] 图6是本发明用于收放路锥的移动式机械手的路锥路面施放示意图。

[0018] 图7是本发明用于收放路锥的移动式机械手的收起状态示意图。

具体实施方式

[0019] 结合图1:

[0020] 本发明一种用于收放路锥的移动式机械手，包括机械手1、垂向移动滑块2、垂向导轨3、横向移动滑块4、横向导轨5和固定基座6 ;其中，固定基座6固定设置在车体7上，横向导轨5与固定基座6转动连接，且与车体7平行，横向移动滑块4设置在横向导轨5上，与横向导轨5形成滑动副,垂向导轨3与横向移动滑块4转动连接,且与横向导轨5垂直，垂向移动滑块2设置在垂向导轨3上，与垂向导轨3形成滑动副，机械手I设置在垂向移动滑块2上，与垂向移动滑块2形成转动副。

[0021] 垂向移动滑块2上固定设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接锥齿轮，与设置在机械手I上的锥齿轮形成齿轮副。

[0022] 横向移动滑块4上设置有伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置与垂向导轨3连接，且伺服电机的输出轴与垂向导轨3平行。

[0023] 固定基座6上设置有伺服电机,伺服电机的输出轴与横向导轨5固连且垂直。

[0024] 横向导轨5上设置齿条，横向移动滑块4上设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接齿轮，齿轮与齿条配合。

[0025] 垂向导轨3上设置齿条，垂向移动滑块2上设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接齿轮，齿轮与齿条配合。

[0026] 结合图2〜图3:

[0027] 车体前进过程中机械手I抓取路锥后，垂向移动滑块2上的伺服电机驱动圆柱齿轮转动，在齿轮齿条相互啮合作用下垂向移动滑块2滑动到一定高度，伺服电机轴与圆柱齿轮间的离合装置分离，滑块2停止滑动，与此同时伺服电机轴与锥齿轮间的离合装置接合，驱动锥齿轮副转动，带动机械手I旋转，将直立路锥转换至水平。然后设置于横向滑块4上的电机工作，驱动圆柱齿轮转动与齿条啮合，使滑块4沿导轨5移动，将路锥安放至车体7上，完成路锥的拾取动作。若车辆倒退状态下抓取路锥，需将设置于横向滑块4上的伺服电机轴与圆柱齿轮间的离合装置分离，同时将伺服电机轴与垂向导轨3间的离合装置接合，驱动垂向导轨3旋转，使机械手I处于车体行驶方向。由于横向移动滑块4可在导轨5上移动，车体7与路锥的横向距离在横向滑块4行程范围内，机械手I就可抓取，因此不需要准确调整车辆位置，对驾驶员要求较低。

[0028] 结合图4〜图6，机械手I抓取车体7上的路锥后，设置于横向移动滑块4上的伺服电机工作，驱动齿轮齿条机构，使滑块4移动至一定位置，同时安装于垂向移动滑块2电机通电，使机械手I垂向下降至一定高度，伺服电机轴与圆柱齿轮间的离合装置分离，停止下降动作，这时伺服电机轴与锥齿轮间的离合装置工作，驱动机械手I将路锥旋转至直立。若车体7为后退状态，路锥直接放至路面，完成路锥码放；如果车体7在前进状态下摆放，路锥在一定高度转至竖直后，需将垂向导轨3旋转，实现摆放动作。

[0029] 结合图7，完成路锥收放任务后，为节省空间，将安装于固定基座6内的伺服电机通电，带动收放机构转动，使其紧贴车体，以减小工作车辆的横向尺寸。

Claims

1.一种用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:包括机械手(I)、垂向移动滑块(2)、垂向导轨(3)、横向移动滑块⑷、横向导轨(5)和固定基座(6);其中，固定基座(6)固定设置在车体(7)上，横向导轨(5)与固定基座(6)转动连接，且与车体(7)平行，横向移动滑块(4)设置在横向导轨(5)上，与横向导轨(5)形成滑动副，垂向导轨(3)与横向移动滑块(4)转动连接，且与横向导轨(5)垂直，垂向移动滑块(2)设置在垂向导轨(3)上，与垂向导轨(3)形成滑动副，机械手(I)设置在垂向移动滑块(2)上，与垂向移动滑块(2)形成转动副。

2.根据权利要求1所述的用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:所述的垂向移动滑块(2)上固定设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接锥齿轮，与设置在机械手(I)上的锥齿轮形成齿轮副。

3.根据权利要求1所述的用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:所述的横向移动滑块⑷上设置有伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置与垂向导轨⑶连接，且伺服电机的输出轴与垂向导轨⑶平行。

4.根据权利要求1所述的用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:所述的固定基座(6)上设置有伺服电机,伺服电机的输出轴与横向导轨(5)固连且垂直。

5.根据权利要求1所述的用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:所述的横向导轨(5)上设置齿条，横向移动滑块(4)上设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接有圆柱齿轮，齿轮与齿条配合。

6.根据权利要求1所述的用于收放路锥的移动式机械手，其特征在于:所述的垂向导轨⑶上设置齿条，垂向移动滑块⑵上设置伺服电机，伺服电机的输出轴通过离合装置连接有圆柱齿轮，齿轮与齿条配合。