CN103952990A - 用于收放路锥的移动式机械手 - Google Patents

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任杰
马大为
胡健
姚建勇
张震东
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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 (6)

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。
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