CN1056291A - 物件遥控抓取机械化装置 - Google Patents

Abstract

该装置包括夹钳(15)，该夹钳(15)的钳臂(16， 17)在其自由端装有物件抓取构件(18，19)，该物件 抓取构件(18，19)用来抓取配有抓取附件(14)的物 件(13)。两个连杆(21，22)同夹钳(15)的上部一起 形成可变形菱形。连杆(21，22)的下端都铰接在导 向柱(28)的基座(27)上，形成夹钳(15)头部的滑动架 (29)在导向柱(28)上移动。两个液压缸(45，46)控 制夹钳(15)的开合。联结臂(30)将导向柱(28)的基 座连接到旋转式吊杆(10)上，并可通过液压缸(52)校 正重心。所述抓取装置用于象塔吊这样的起重设 备。

Description

本发明涉及物件搬运领域，尤其是房屋建筑工地和公共工程工地上物件搬运的领域，内容是抓取诸如模板、板材和预制混凝土板这样的笨重物件的机械化装置，该装置抓取和放置物件的功能是遥控的。更具体地说，所述装置用于缆索起重设备，如塔式起重机和移动式起重机。

众所周知，就这些起重设备而言，是使用吊钩、抓斗、卡爪和起重夹抓取装置。

在最通用的实施例中，抓取装置在拉紧起重缆索期间用吊索或自动地紧固抓取物件，而抓取装置要靠人工定方位定中心。尽管有保护装置并预先采取了安全措施，但这种作业方式对操作手仍有人身危险，因为把手伸到了运动部件上，或者简而言之，是因为操作手靠近被搬运的物件。

对于具体应用来说，有自动抓取装置，又能确保抓取的物件定重心，但这种可能性仍然不大。例如，在法国专利2511993所描述的实施例中就是如此，其中，起重夹配有两个可动的撞块，以便于进行相对于搬运轨道的定位。在法国专利2210563所描述的实施例中也是如此，其中，抓取装置有一个钟形罩，挂到提升机械上，罩的下部是一个倒漏斗状开口，根据与搬运物件相连的套圈来辩别方位。

在这两种实施例中，定重心需要预先非常精确地定位，而且最终的定位是不可调整的，因此，这两种抓取装置并不适合于房屋建筑工地和公共工程工地上各种各样的搬运物件，这些物件的大小和截面彼此大不相同，而且因其固有强度之故，应配备至少两个抓取附件，其跨距可为0.5米至2.5米。在搬运这些物件当中，也就能确保物件定重心。

本发明提供物件遥控抓取机械化装置，即可解决所述的困难，更具体地说：所述物件遥控抓取机械化装置用于缆索起重设备，总的设计是，对各种具有标准化形状和跨距的抓取附件的物件，自动确保定中心、抓取和固定的功能以及定重心的功能。

有利的是，本发明的装置可以组装到动力自动供给的物件转动机械化装置上，如专利申请人在1989年7月18日法国专利8910376的权利要求中所说明的装置。

本发明的装置是与对称竖轴相铰接的形成铰接四连杆机构的平面结构形式，其特征在于，组合起来包括：

-一个卡钳，其钳臂在自由端都有一个物件抓取机构;

-一个双连杆组件，同卡钳的上部一起形成可变菱形;

-一个差不多垂直的导向柱，其柱座安装两个连杆的下部，在导向柱上移动的是形成卡钳头部的滑动架;

-一个联结臂，把导向柱柱座同绕竖轴旋转安装的吊杆连接起来;

-独立的机械化连接设备，用于控制卡钳的开合、联结臂绕轴转动定位、定中心以及固定物件抓取机构;

-动力供给和控制/操作装置，尤其是用于机械化连接设备的装置。

根据本发明的原理，所述装置也适合于配有标准化抓取附件的物件的自动搬运。

在初始状态，抓取装置完全合拢，水平占地面积最小，在可能的良好条件下，该装置可进入工地上各种各样的作业点。

在本发明的一个实施例中，卡钳的两个钳臂各由开口朝所述卡钳内部的V型截面主梁以及配置在主梁V型截面里面的联杆构成，每个钳臂都形成一个铰接四连杆机构，其四个顶部是主梁和滑动架上联杆的铰接件以及物件抓取机构支架上这些相同构件的铰接件。连接杆最好铰接在卡钳钳臂的主梁的中部。

因此，本发明的抓取装置是轻便且厚度小但具有刚性的铰接结构，而且确保对最易损坏部件的良好保护。特别是，V型截面主梁对卡钳开合机械化部件加以保护，例如以两个相同的双动式液压缸的形式对称配置在导向柱的两侧来加以实现，将滑动架的下部与所述卡钳的钳臂铰接。可变菱形结构以及为卡钳钳臂选择的等于菱形边长两倍的长度，保证了钳臂自由端移动的精确水平度，从而确保物件抓取构件的水平度。

根据本发明的另一个特点，导向柱在其上部有一个差不多呈水平状态的悬臂，用于支承双动式液压缸，双动式液压缸壳体在其中部与联结臂上部铰接，双动式液压缸连杆的端部与所述的悬臂铰接。

该装置能确保定位和重心调整以及装置的附加机械化功能。

联结臂可由两根对称配置在铰接平面结构两侧的平行大梁构成，这两根梁铰接在导向柱座和旋转式吊杆上，并用至少一个横向联杆相互连接，所述横向联杆配置在与液压缸壳体相铰接的联杆之上。

根据本发明的一个实施例，物件抓取构件由一些其上部与钳臂相铰接的支架构成，而其基座形成一个罩，加固物件抓取附件上的导向、抓取和紧固部件。

导向部件最好形成罩的两个横向分支构件，各有一孔，花键轴在孔中转动，在其出口固定一个弯杆，用作物件抓取附件导向斜撑的支架，所述的花键轴同在液压缸中轴向移动的齿条活塞啮合，其行程是确定的，使杆绕轴转动，即从相应于卡钳闭合抓取物件的内水平位置到相应于卡钳开启抓取物件的外水平位置，通过中间垂直排列位置或停留位置，所述的排列位置或停留位置最好由花键轴凹槽标示，花键轴凹槽中可以局部地装入一个弹簧推动的滚珠。这样就可以获得一种万用抓取装置，不仅可以抓取配有跨距例如为0.5米到2.5米的抓取附件的物件，而且可以按照两种方式（从内部或从外部）抓取物件，抓取方式尤其要根据环境条件加以选择。此外，配有斜撑的导向杆的停留位置或排列位置，在非常易损的部件不参加作业时确保对这些部件的保护，又能限制抓取装置的占地面积。

根据本发明的辅助设计，物件抓取部件和紧固部件形成罩的中央部分，罩有一孔，花键轴在孔中转动，在其端部固定有两个棱锥形锁紧件，可以同物件抓取附件的开启协同动作，所述花键轴与齿条活塞啮合，齿条活塞在液压缸中作轴向移动，其行程是确定的，使锁紧件从非锁紧位置到锁紧位置绕轴转动90度，非锁紧位置和锁紧位置分别由两个检测器例如磁性检测器加以定位，互成90度配置在孔的周围，并与花键轴壳体上钻的一个盲孔相配合。

不管怎样，借助下文对照附图所作的叙述，本发明即可得到更好的理解，附图作为不受限制的实施例示出了物件遥控抓取机械化装置的实施形式。

图1示出配有本发明抓取装置的悬臂式塔吊;

图2是抓取装置的透视总装图;

图3是同一抓取装置的总装侧视图;

图4是该装置抓取构件的零件图;

图5是图4中Ⅴ-Ⅴ剖面图;

图6是图4中Ⅵ-Ⅵ剖面图;

图7是图6中Ⅶ-Ⅶ局部剖面图;

图8和图9示出止动系统在非止动位置的剖面图;

图10和图11示出止动系统在止动位置的剖面图;

图12至图18以示意图形式示出抓取装置的各个不同的工作部位。

如图1所示，在总装图中以标号1标示的本发明的抓取装置，用来装备起重设备，如，具有悬臂3的塔式起重机2。抓取装置1通过由索引钢索5构成的起重缆索悬吊在起重机2的臂3上，牵引钢索5位于分配小车6和滑轮组7之间。起重缆索4在一端固定在臂3头部点8上，在另一端卷绕在配置于臂3基座的卷筒9上，滑轮组7包括绕竖轴11旋转上升的吊杆10和驱动吊杆10按箭头F所示的方向绕竖轴11转动的机械化装置。

抓取装置1通过水平轴12悬置在吊杆10上，并配有确保自动搬运配有标准化抓取附件14的物件13所必需的构件。

特别参照图2和图3，抓取装置1是位于差不多垂直的平面内的平面铰接结构形式，由夹钳15构成，夹钳15的两个钳臂16，17在其内端分别具有物件抓取构件18，19和由两个连杆21，22组成的组件20，两个连杆21，22一端在23，24处铰接在夹钳15钳臂16，17的中央部位上，而另一端在25，26处铰接于差不多垂直的导向柱28的基座27上，构成夹钳15头部的滑动架29在导向柱28上作直线移动。

抓取装置还包括双联结臂30，双联结臂30将导向柱28的基座27连接到滑轮组7的吊杆10上。

夹钳15的钳臂16，17各由开口朝所述夹钳15内部的V型截面主梁31，32和配置在主梁31，33的V字形内的联杆33，34构成;钳臂16，17的每个钳臂构成铰接四连杆机构，其中，四个顶部是主梁31，32和联杆33，34在滑动架29上的铰接件35，36，37，38以及这些相同构件31，32，33，34在物件抓取构件18，19的支架43，44上的铰接件39，40，41，42。

根据本发明的辅助特征，夹钳15和两个连杆21，22组成的组件20形成可变形菱形，以致在工作中，物件抓取构件18，19在差不多呈水平状态的平面内移动，其包括铰接件25，26和39至42。夹钳15的开合由两个相同的双向作用液压缸45，46加以保证，所述液压缸对称配置在导向柱28的两侧，一侧用铰接件47，48另一侧用铰接件49，50将滑动架29的下部连接到所述夹钳15钳臂16，17的主梁31，32，上。

在滑动架29的导向柱28的上端固定一个悬臂51，差不多呈水平状态，配置在铰接结构的平面内，用于对双向作用液压缸52进行作用，其壳体53在其中部用铰接件54连接在双联结臂30的上部，其连接杆55在56处铰接到悬臂51的自由端上。

双向作用液压缸52确保联接臂30在滑动架29的导向柱28基座27上绕其铰接轴57具有呈一定角度的行程。联接臂30由两个平行梁58构成，对称配置在抓取装置的铰接平面结构的两侧，用横向联杆59刚性连接在液压缸52和滑轮组7的吊杆10上的铰接件12之间。

如图4至图6所示，各物件抓取构件18或19由支架43构成，其上部有夹钳15的钳臂16或17的铰接件39，41，而该支架的底部形成罩60，具有抓取附件14上的物件13的导向、抓取和锁紧部件。

导向部件形成罩60的两个侧臂61，62，而抓取和锁紧部件形成所述罩60的中央部分63。

罩60侧臂61或62包括孔64，其轴线倾斜于水平面，花键轴65在其中转动，弯杆66固定在其出口，对于抓取部件14来说，该弯杆66用作导向斜撑67的支架。图7示出杆66转动的控制件;花键轴65同在液压缸69中移动的齿条活塞68相啮合，活塞68的行程是确定的，如同图6所示的那样，经过中间垂直停留位置时，导向杆66从相应于夹钳15闭合抓取物件13的内水平极限位置到相应于夹钳15开合抓取物件13的外水平极限位置进行转动。也如图6中示出的那样，两个导向部件61，62相互错开，以便导向杆66，67能够一个在另一个下面进行滑动，也就是说，当物件13的抓取附件隔得不远时，物件抓取构件18的导向杆在另一个物件抓取构件19的导向杆上滑动。

根据辅助特征，花键轴65有凹槽70，由弹簧72挤压的滚珠71进入该凹槽，把导向杆66保持在垂直停留位置。

罩60的中央部分63有孔73，花键轴74在其中转动，呈棱锥形的两个锁紧件75，76固定在其端部，同物件13的抓取附件14的开合相配合。锁紧件74，75的控制由齿条活塞77加以实现，该齿条活塞同花键轴74相啮合，在液压缸78中轴向移动。活塞77的行程是确定的，使锁紧件75，76呈90°转动，即从图8和图9中示出的非锁紧位置到图10和图11示出的锁紧位置进行转动。磁性检测器79，80彼此呈90°配置在孔73上。当磁性检测器79，80位于轴74的轴身上开的盲孔81的对面时，即可对锁紧位置和非锁紧位置进行检测。

以实施例为例，图12至18中示出本发明抓取装置的各个不同工作部位，用于自动装运配有标准化抓取附件14的物件13。

如图12所示，在初始状态，抓取装置1本身完全闭合，这样水平占地面积最小，在可能的良好作业条件下，可以进入工地上的各种作业点。在这种布置中，如图1中示出的塔式起重机2那样的起重设备确保抓取装置1的空载，该抓取装置装在滑轮组7的转动吊杆10上，抓取装置从其接受能源和控制指令，该抓取装置1使用电-液压能。

当抓取装置1到达物件13的上面时，抓取装置由起重机司机根据抓取附件14的位置，控制滑轮组上的转动吊杆10的转动进行大略定位，并通过对夹钳15开合时液压缸45，46的控制来进行工作。

当抓取装置1开合的足够大时，起重机司机控制齿条活塞68的移动，使导向杆66从垂直停留位置到下部的水平位置进行转动，如同图13中示出的那样。

由于光学或其它的传感器82配置在导向柱28的基座27下面，因此，当抓取装置1慢慢下降到最后时，就在抓取附件14所在的平面内对该平面进行检测，抓取附件14最好配有对其进行识别的接收部件。

如同图14中示出的那样，起重机司机控制夹钳15的闭合，这种调节在一定高度上进行。

在这种工作位置上，导向杆66和斜撑67自动保证抓取装置1在物件13上的重心定位。在行程终了时，重心定位由罩60本身的板83加以保证。

当重心定位器同撞块相遇时，起重机司机控制活塞77的移动，使锁紧件75，76转动，并通过抓取附件14的开合来锁紧物件13。在这种情况下，导向杆66重新到达垂直位置，如同图15中所示的那样。另外，通过液压缸52控制双联接臂30的转动时，起重机司机确保找准物件13的重心，这种控制可以用未示出的倾斜仪进行（参见图16）。物件13保持平衡，起重机司机就对这种物件13进行装运，运到所希望的目的地。最后，起重机司机对抓取装置1重新进行重心定位，并进行同前面述及的操作相反的操作，使物件13脱钩。

图17和18描述从里面而不是从外部抓取物件13的可能性，该物件13上有同样的标准化抓取附件14。在夹钳15开合时是从里面抓取物件13，而从外部抓取物件13时则该夹钳是闭合的。

这样，这种物件遥控抓取机械化装置自动确保配置具有标准化跨距和形状的抓取附件14的任何种类的物件13的定中心、抓取和锁紧功能以及重心定位的功能。此外，由于料场地面不平整或倾斜，抓取装置1可以抓取具有倾斜于水平面的倾斜度的物件13，对控制联结臂30转动的液压缸52进行作用时，即可同物件可能的倾斜度相适应。人们还可以注意到，在确定搬运缆索的吊挂位置时，这种抓取装置可用作平衡杆。

显然，本发明不局限于上面述及的作为实施例的物件遥控抓取机械化装置的唯一一种实施方案;相反，本发明包括遵守相同原理的所有实施和应用变例。特别是，不超出本发明的范围：

-用其它的、液压或气动控制部件代替液压缸和齿条活塞，保证本发明的机械化功能;

-改进结构性能，如液压缸的位置;

-把该装置用于除起重机之外的甚至设有起重缆索的起重设备上;

-将抓取位置增加一倍，也就是说，使该装置适于抓取装有两副抓取附件的物件。

Claims (11)

1、物件遥控抓取机械化装置，更具体地说是用于具有构成铰接四连杆机构的对称竖轴铰接平面结构的缆索起重设备的物件遥控抓取机械化装置，其特征在于，该装置组合起来包括：

-夹钳(15)，它们的两个钳臂(16，17)在其自由端装有物件抓取构件(18，19)，

-由两个连杆(21，22)组成的组件(20)，形成一个可随夹钳(15)的上部变形的可变形菱形，

-一个导向柱(28)，它差不多呈垂直状态，其基座(27)安装两个连杆(21，22)的下端，并且，形成卡钳(15)的头部的滑动架(29)在其上面移动，

-一个联结臂(30)，将导向柱(28)的基座(27)连接到绕竖轴(11)旋转安装的吊杆(10)上。

-独立的机械化联结件(45，46，52，65，68，74，77)，用于控制卡钳(15)的开合、由联结臂(30)的转动进行的定位、和物件抓取构件(18，19)的定中心与锁紧，以及

-动力供给和控制/操作装置，尤其是用于机械化联结件。

2、根据权利要求1的物件抓取机械化装置，其特征在于，卡钳（15）的两个钳臂（16，17）各由开口朝所述卡钳（15）内部的V形截面主梁（31，32）和配置于主梁（31，32）的V形截面内的联杆（33，34）构成，每个钳臂（16，17）都形成一个铰接四连杆机构，其四个顶部是主梁（31，32）和联杆（33，34）在滑动架（29）上的铰接件（35，36，37，38）以及这些相同构件（31，32，33，34）在物件抓取构件（18，19）上的铰接件（39，40，41，42）。

3、根据权利要求2的物件抓取机械化装置，其特征在于，连杆（21，22）铰接于卡钳（15）钳臂（16，17）的主梁（31，32）的中部（23，24）。

4、根据权利要求1至3中任一项权利要求的物件抓取机械化装置，其特征在于，卡钳（15）开合的机械化部件由两个相同的双向作用液压缸（45，46）加以实现，所述的液压缸（45，46）对称配置于导向柱（28）的两侧，并用铰接件（47，48，49，50）将滑动架（29）的下部连接到所述卡钳（15）的钳臂（16，17）上。

5、根据权利要求1至4中任一权利要求的物件抓取机械化装置，其特征在于，导向柱（28）在其上部有一个差不多呈水平状态的用于对双向作用液压缸（52）进行作用的悬臂（51），其壳体（53）在其中部（54）铰接于联结臂（30）的上部，其连接杆（55）在其端部（56）铰接于所述的悬臂（51）。

6、根据权利要求5的物件抓取机械化装置，其特征在于，联结臂（30）由对称配置在铰接平面结构两侧的两个平行梁（58）构成，两个梁（58）（在57处）铰接于导向柱（28）的基座（27），（在12处）铰接于旋转式吊杆（10），并用配置在与液压缸（52）的壳体（53）相铰接的联结件（54）上面的至少一个横向联杆（59）进行相互连接。

7、根据权利要求1至6中任一权利要求的物件抓取机械化装置，其特征在于，物件抓取构件（18，19）由支架（43，44）构成，其上部有卡钳（15）钳臂（16，17）的铰接件（39，40，41，42），而其底部形成具有抓取附件（14）上的物件（13）导向、抓取和锁紧部件（61至81）的罩（60）。

8、根据权利要求7的物件抓取机械化装置，其特征在于，导向部件形成罩（60）的各有一孔（64）的两个侧向分支件（61，62），花键轴（65）在该孔中转动，在其出口上固定一个用作物件（13）抓取附件（14）的导向斜撑（67）的支架的弯杆（66），所述花键轴（65）与齿条活塞（68）相啮合，所述齿件活塞（68）在液压缸（69）中轴向移动，其行程是确定的，经过中间垂直排列或停留位置时，导向杆（66）从相应于卡钳（15）闭合抓取物件（13）的内水平位置到相应于卡钳（15）开启抓取物件的外水平位置进行转动，所述中间垂直排列或停留位置最好由花键轴（65）的凹槽（70）加以标示，在所述凹槽（70）中可以装入由弹簧（72）推动的滚珠（71）。

9、根据权利要求8的物件抓取机械化装置，其特征在于，物件（13）的抓取和锁紧部件形成罩（60）的中央部分（63）的中央部分（63），所述罩（60）有一孔（73），花键轴（74）在其中转动，在其端部固定两个棱形锁紧件（75，76），易与物件（13）抓取附件（14）的开启相配合，所述花键轴（74）与齿条活塞（77）相啮合，所述齿条活塞（77）在液压缸（78）中轴向移动，其行程是确定的，使锁紧件（75，76）从非锁紧位置到锁紧位置转动90度，所述非锁紧位置和锁紧位置分别由两个检测器（79，80）例如磁性检测器加以检测，所述检测器（79，80）互成90度配置在孔（73）的周围，并与在花键轴（74）轴身上打的盲孔（81）相配合。

10、根据权利要求8或9的物件抓取机械化装置，其特征在于，导向部件（61，62）高低相互错开，以便当物件（13）的抓取附件（14）离得不远时，其导向杆（66，67）可分别地一个在另一个下面进行滑动。

11、根据权利要求1至10中任一权利要求的物件抓取机械化装置，更具体地说是应用于具有悬臂（3）的塔式起重机（2）的物件抓取机械化装置，其特征在于，抓取装置1悬挂在旋转式吊杆（10）上，该旋转式吊杆（10）属于滑轮组（7），该滑轮组（7）装有驱动吊杆（10）绕竖轴（11）转动的机械化装置，尤其是动力自动供给机械化装置，所述抓取装置（1）从旋转式吊杆（10）获得动力和指令。

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