CN105819329A - 智能钢卷夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢卷库无人智能吊车调度系统技术领域的一种智能钢卷夹具，包括夹具本体和摆动机构，所述夹具本体的夹臂上安装有宽度检测限位开关和平面直线轴承，所述摆动机构通过销轴与夹臂连接，所述摆动机构内部安装有滑动板，滑动板位于钢卷和平面直线轴承之间，夹臂夹紧钢卷使得摆动机构绕销轴转动触发宽度检测限位开关时，钢卷端部顶住滑动板，并与滑动板一起沿着平面直线轴承向下移动直至夹臂勾住钢卷内圈壁。本发明的有益效果是：通过吊轴与双头钩连接提高夹具的稳定性，同时通过滑动板与平面直线轴承形成滚动摩擦，保护钢卷端部质量，结构简单、操作快捷方便，成本低，使得夹具可以准确夹紧钢卷，同时又避免损伤钢卷。

Description

智能钢卷夹具

技术领域

本发明涉及钢卷库无人智能吊车调度系统技术领域，特别是涉及一种智能钢卷夹具。

背景技术

随着社会的进步和发展，现代化的控制技术越来越融入到现代化的生产技术之中，无人智能吊车控制系统由于其高效、安全、经济等诸多优势，已经越来越多地应用在库房调度系统中。

目前，智能化无人调度系统在国外已经广泛应用于钢卷库房管理，国内也有部分钢厂陆续采用无人化智能调度系统替换原有管理方式。为了实现吊车的无人智能控制，对夹具有着严格的要求：一方面需要保证在吊运夹具的过程中夹具保持平稳，以便及时、准确反馈夹具状态信号；另一方面要考虑在夹紧钢卷的时候，避免因为传感器灵敏度降低，对钢卷边部质量造成影响；同时，需要在钢卷夹具上配置大量各种类型的传感器元件，进行各种信号检测，从而实现钢卷精确定位、夹取、升降等一系列功能。目前采用的夹具，只设有一个吊轴，而吊钩与吊轴之间为点接触，使得在夹取吊运钢卷的过程中，会存在晃动的情况，影响设备稳定性和型号反馈；同时，夹紧钢卷部分一般是采用固定钢结构型式，也有部分采用滑板结构，但是滑板结构与夹具本体之间采用的是面与面接触的形式进行滑动摩擦，依然存在很大的滑动摩擦力。因此，在传感器灵敏度不足，导致夹具在夹紧钢卷的时候夹得过紧的情况下，使得在夹具提升钢卷的时候，钢卷边部会与夹具产生摩擦，导致钢卷边部弯曲，影响产品最终质量。

因此，非常有必要探索一种智能钢卷夹具，一方面可以提高夹具的稳定性，同时在钢卷夹紧钢卷并提升的时候，避免夹具对钢卷的边部造成损伤，从而影响产品质量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能钢卷夹具，用于解决现有技术中钢卷运输过程容易晃动、稳定性差，夹紧钢卷时，容易损坏钢卷，影响产品质量等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能钢卷夹具，包括夹具本体和摆动机构，所述夹具本体的夹臂上安装有宽度检测限位开关和平面直线轴承，所述摆动机构通过销轴与夹臂连接，所述摆动机构内部安装有滑动板，滑动板位于钢卷和平面直线轴承之间，夹臂夹紧钢卷使得摆动机构绕销轴转动触发宽度检测限位开关时，钢卷端部顶住滑动板，并与滑动板一起沿着平面直线轴承向下移动直至夹臂勾住钢卷内圈壁。

本发明的有益效果是：通过滑动板与平面直线轴承形成滚动摩擦，保护钢卷端部质量，结构简单、操作快捷方便，成本低，使得夹具可以准确夹紧钢卷，同时又避免损伤钢卷。

进一步，还包括双头钩，所述夹具本体的顶部通过两个吊轴与双头钩连接，通过吊轴与双头钩连接提高夹具的稳定性。

进一步，所述夹具本体两侧的夹臂正对设置，所述平面直线轴承安装在夹臂的内侧，夹臂的下端设有向内侧凸出的钩挂部，所述夹臂的下端安装有定位光电开关。

进一步，所述定位光电开关位于所述钩挂部的上方，通过两个夹臂上的定位光电开关检测钩挂部是否到达钢卷内圈，定位光电开关与钩挂部中心的距离可以设为钢卷内径的二分之一。

进一步，还包括控制系统，所述宽度检测限位开关和定位光电开关均与控制系统电连接，所述控制系统根据宽度检测限位开关触发时，控制系统根据定位光电开关信号的通断判断挂钩部是否达到钢卷内圈。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过两个定位光电开关形成对射式光电开关，使得准确判断夹具本体的钩挂部是否到达指定位置，提高夹紧钢卷的准确性，避免错位。

进一步，所述摆动机构包括两块正对设置的导向板，两块导向板的下端固连成一体形成摆动架，所述导向板上端的内侧设有导向滑槽，所述滑动板的两侧设有与导向滑槽匹配的凸块，滑动板沿着导向滑槽上下移动并与平面直线轴承形成滚动摩擦。

采用上述进一步方案的有益效果是：滑动板沿着导向槽稳定移动，同时带动钢卷一起运动，并与平面直线轴承形成滚动摩擦，避免损伤钢卷，提高运输过程的稳定性。

进一步，所述摆动架的顶部安装有用于滑动板限位的盖板，所述盖板的底部安装有缓冲块，使得滑动板向上复位运动到摆动架的顶部时得以缓冲，避免造成较大冲击。

进一步，所述滑动板的顶部连接有复位机构，所述复位机构包括第一卷筒和第二卷筒，所述第一卷筒和第二卷筒通过轴连接并同步转动，所述第一卷筒和第二卷筒通过滚动支座安装在摆动机构上，所述第一卷筒通过第一钢丝绳与滑动板连接，所述第二卷筒通过第二钢丝绳与配重块连接。

进一步，所述滑动板的顶部设有用于安装吊环的螺纹孔，所述摆动机构的顶部安装有转向轮组，所述第一钢丝绳的一端与所述吊环连接，所述第一钢丝绳的另一端穿过转向轮组后与所述第一卷筒连接。

进一步，所述配重块位于保护框架内，保护框架固定安装在摆动机构上，所述保护框架的顶部设有罩子，所述第二钢丝绳的一端穿过罩子伸入保护框架内与配重块连接，所述第二钢丝绳的另一端与第二卷筒连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单、安装连接方便，通过设置两个卷筒使得配重块和滑动板可以同步转动但互不干涉，滑动板的移动和复位灵活稳定，设置保护框架和罩子提高安全性能。

附图说明

图1显示为本发明实施例的结构示意图；

图2显示为本发明图1中局部A的放大示意图；

图3显示为本发明实施例的摆动机构和复位机构的连接示意图；

图4显示为本发明实施例的复位机构的结构示意图；

图5显示为本发明实施例的导向板的结构示意图；

图6显示为本发明实施例的摆动架的主视图；

图7显示为本发明实施例的摆动架的俯视图；

图8为本发明实施例的滑动板的主视图；

图9为本发明实施例的滑动板的俯视图。

零件标号说明

1双头钩

2滑动板

21吊环

22螺纹孔

23凸块

3夹具本体

31夹臂

311钩挂部

32吊轴

4摆动机构

41盖板

42缓冲块

43导向板

431轴孔

432导向滑槽

5宽度检测限位开关

6平面直线轴承

7定位光电开关

8销轴

9复位机构

91第一卷筒

92第二卷筒

93滚动支座

94第二钢丝绳

95罩子

96配重块

97保护框架

98转向轮组

99第一钢丝绳

10钢卷

11驱动机构

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于钢卷库房管理，特别是应用于钢卷的运输。本发明是解决钢卷运输过程中稳定性差、安全系数低，容易损坏钢卷，设备结构复杂，运输不精准而且效率低等问题。

如图1所示，本发明的智能钢卷夹具，包括夹具本体3、摆动机构4和双头钩1，双头钩1安装在天车上，通过天车吊取该夹具。夹具本体3的顶部通过吊轴32与双头钩1连接，双头钩1对称设有两个吊耳，夹具本体3顶部通过两个对称设置的吊轴32钩挂在双头钩1的吊耳上，使得夹具本体1有单点接触变为双点接触，有效的提高了夹具本体的稳定性。

如图1、图2和图3所示，夹具本体3的两侧均安装有宽度检测限位开关5和平面直线轴承6，摆动机构4通过销轴8安装在夹具本体3的两侧，摆动机构4内部安装有滑动板2，滑动板2位于钢卷10和平面直线轴承6之间，滑动板2的两个侧壁面分别对着钢卷10的端部和平面直线轴承6。夹具本体3夹紧钢卷10使得摆动机构4绕销轴8转动触发宽度检测限位开关5时，钢卷10端部顶住滑动板2，并与滑动板2一起沿着平面直线轴承6向下移动直至夹具本体3勾住钢卷10内圈壁。钢卷10的端部顶住滑动板2紧贴，滑动板2与平面直线轴承6之间形成的摩擦为滚动摩擦，使得钢卷10在夹具本体3的夹紧力以及钢卷10自身重力的作用下与滑动板2一起向下移动，避免钢管10与滑动板3之间滑动而损伤钢卷边部质量。夹具本体3的顶部安装有驱动机构11，通过驱动机构11调整夹具本体3的两个夹臂31之间的距离，使得夹臂31夹紧或松开工件钢卷10。

如图1所示，夹具本体3包括两个正对设置的夹臂31，通过驱动机构11驱动两个夹臂31靠拢或远离，从而实现钢卷10的夹紧和松放。平面直线轴承6安装在夹臂31的内侧，夹臂31的下端设有向内侧凸出的钩挂部311，夹臂31的下端安装有定位光电开关7，两个夹臂31上的定位光电开关7之间形成对射式光电开关。定位光电开关7位于钩挂部311的上方，有利于准确检测出钩挂部311位于钢卷10的内圈范围，避免钩挂部311还未到达钢卷10的内圈就信号连通，夹紧钩挂时容易出现误差，影响安全性能。定位光电开关7与钩挂部311的距离可以适当调整，本实施例中定位光电开关7与钩挂部311中心的距离为钢卷10内径的二分之一，例如钢卷10内圈的直径为R，定位光电开关7与钩挂部311之间的距离为0.5R。通过两个夹臂31上的定位光电开关的信号是否连通检测钩挂部是否到达钢卷内圈，提高钩挂部311位置检测的准确性，提高夹臂31夹住钢卷10的精准率，提高安全性能和运输效率。

本发明还包括控制系统，宽度检测限位开关5和定位光电开关7均与控制系统电连接，驱动机构11也与控制系统电连接。根据控制系统提前预设的模式进行控制夹具本体3的夹臂31夹紧或松开，控制系统根据宽度检测限位开关5触发时，控制系统根据定位光电开关7信号的通断判断挂钩部311是否达到钢卷10的内圈区域。当控制系统控制驱动机构11驱动夹具本体3的夹臂31张开到最大打开位，夹具本体3下移时，两个定位光电开关7之间的信号被钢卷10隔断，夹具本体3继续下降，当定位光电开关7的信号连通时，定位光电开关7位于钢卷10内圈的边缘，此时钩挂部311位于钢卷10的内圈区域，控制系统控制夹具本体3的夹臂31收拢夹紧钢卷10，当钢卷10使得摆动机构4绕销轴8摆动触发宽度检测限位开关5时，钢卷10被夹紧，控制系统使得驱动机构11停止驱动夹臂31靠拢。采用该结构设计，可以使得夹臂31准确的钩挂并夹紧工件钢卷10，避免错位或者未夹紧而使得钢卷10在运输过程中出现掉落，提高了安全性能和夹取的准确性。

如图1至图3、图5至图9所示，摆动机构4包括两块正对设置的导向板43，两块导向板43的下端固连成一体形成摆动架，摆动架的下端设有轴孔431，销轴8穿过轴孔与夹臂31连接。导向板43上端的内侧设有导向滑槽432，两块导向板43的下端通过板状结构成一体式结构，两块导向板43的上端之间具有一定的间隙，滑动板2位于两块导向板43的间隙处，采用一体式结构使得两块导向板43的结构稳定，并且同步绕着销轴8转动，转动运行稳定，并且导向滑槽432沿着导向板43的长度方向设置，且导向滑槽432的下端设置到板状结构处截止。滑动板2的两侧设有与导向滑槽432匹配的凸块23，滑动板2沿着导向滑槽432上下移动并与平面直线轴6承形成滚动摩擦。摆动架的顶部安装有用于滑动板2限位的盖板41，盖板41的底部安装有缓冲块42，缓冲块42固定安装在盖板41的底部，当滑动块2上移过程中，通过缓冲块42缓冲，减小冲击，同时通过盖板41实现滑动板2上移的限位，通过板状结构实现滑动板下移的限位，即使得滑动板2在导向滑槽432内来回滑动。

如图1至图4所示，滑动板2的顶部连接有复位机构9，复位机构9包括第一卷筒91和第二卷筒92，第一卷筒91和第二卷筒92通过轴连接并同步转动，第一卷筒91和第二卷筒92通过滚动支座93安装在摆动机构4上。第一卷筒91通过第一钢丝绳99与滑动板2连接，第二卷筒92通过第二钢丝绳94与配重块96连接。如图9所示，滑动板2的顶部设有用于安装吊环21的螺纹孔22，摆动机构4的顶部安装有转向轮组98，通过转向轮组98实现复位机构9的安装运动方向的转换。第一钢丝绳99的一端与吊环21固定连接，第一钢丝绳99的另一端穿过转向轮组98后与第一卷筒91固定连接。配重块96位于保护框架97内，保护框架97固定安装在摆动机构4上，保护框架97的顶部设有罩子95，设置保护框架97和罩子95避免配重块96掉落或者随意摆动，提高安全性能。第二钢丝绳94的一端穿过罩子95伸入保护框架97内与配重块96固定连接，第二钢丝绳94的另一端与第二卷筒92固定连接。滑动板2在夹具本体1的夹紧力和滑动板2的重力作用下的下移过程中，通过第一钢丝绳99拉动第一卷筒91转动，第一卷筒91带动第二卷筒92转动，第二卷筒92通过第二钢丝绳94带动配重块96上升，当夹臂31松开钢卷10时，滑动板2与钢卷10之间脱离分开，滑动板2在配重块96的作用下上升，并通过缓冲块42减低冲击。

其工作过程为：当夹具本体3的夹臂31位于钢卷10的正上方时，两个夹臂311处于最大打开位，夹具本体3下降，当定位光电开关7信号被隔断，此时夹臂31的钩挂部311进入钢卷10的外圈和内圈之间，夹具本体3继续下降，当定位光电开关7信号连通时，此时定位光电开关7的位置处于钢卷10内径边缘，此时，钩挂部311位于钢卷10内圈的卷芯区域，夹臂31开始收拢夹紧钢卷10，钢卷10的端部与滑动板2直接接触，并驱动摆动架绕销轴8旋转，当滑动板2与平面直线轴承6接触时，摆动架触发到夹臂31上的宽度检测限位开关5，此时，钢卷10夹紧，钢卷10在提升过程中，在夹臂31的夹紧力作用下，滑动板2和钢卷10沿着平面直线轴承6向下滑动直至钩挂部311挂住钢卷10的内壁，此时钢卷10、滑动板2和夹具本体3之间保持稳定，移动钢卷10。当钢卷10移动到指定位置时，开始卸载钢卷10，钢卷10落地，此时定位光电开关7的信号处于隔断状态，夹具本体3下降，定位光电开关7的信号连通，此时钩挂部311位于钢卷10的卷芯处，夹臂31打开至最大位，滑动板2与钢卷10之间脱离，滑动板2在配重块96的作用下复位上升，完成钢卷10的夹紧运输卸料，进行下一次的运输。

本发明通过简单的结构使得钢卷可以稳定安全的运输，避免钢卷在运输过程中掉落以及在夹紧钢卷时出现错位夹紧，同时通过滚动摩擦结构避免损伤钢卷，提高产品质量，提高运输效率，降低劳动强度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能钢卷夹具，其特征在于，包括夹具本体和摆动机构，所述夹具本体的夹臂上安装有宽度检测限位开关和平面直线轴承，所述摆动机构通过销轴与夹臂连接，所述摆动机构内部安装有滑动板，滑动板位于钢卷和平面直线轴承之间，夹臂夹紧钢卷使得摆动机构绕销轴转动触发宽度检测限位开关时，钢卷端部顶住滑动板，并与滑动板一起沿着平面直线轴承向下移动直至夹臂勾住钢卷内圈壁。

2.根据权利要求1所述的智能钢卷夹具，其特征在于，还包括双头钩，所述夹具本体的顶部通过两个吊轴与双头钩连接。

3.根据权利要求1所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述夹具本体两侧的夹臂正对设置，所述平面直线轴承安装在夹臂的内侧，夹臂的下端设有向内侧凸出的钩挂部，所述夹臂的下端安装有定位光电开关。

4.根据权利要求3所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述定位光电开关位于所述钩挂部的上方，通过两个夹臂上的定位光电开关检测钩挂部是否到达钢卷内圈。

5.根据权利要求4所述的智能钢卷夹具，其特征在于，还包括控制系统，所述宽度检测限位开关和定位光电开关均与控制系统电连接，所述控制系统根据宽度检测限位开关触发时，控制系统根据定位光电开关信号的通断判断挂钩部是否达到钢卷内圈。

6.根据权利要求1所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述摆动机构包括两块正对设置的导向板，两块导向板的下端固连成一体形成摆动架，所述导向板上端的内侧设有导向滑槽，所述滑动板的两侧设有与导向滑槽匹配的凸块，滑动板沿着导向滑槽上下移动并与平面直线轴承形成滚动摩擦。

7.根据权利要求6所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述摆动架的顶部安装有用于滑动板限位的盖板，所述盖板的底部安装有缓冲块。

8.根据权利要求1所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述滑动板的顶部连接有复位机构，所述复位机构包括第一卷筒和第二卷筒，所述第一卷筒和第二卷筒通过轴连接并同步转动，所述第一卷筒和第二卷筒通过滚动支座安装在摆动机构上，所述第一卷筒通过第一钢丝绳与滑动板连接，所述第二卷筒通过第二钢丝绳与配重块连接。

9.根据权利要求8所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述滑动板的顶部设有用于安装吊环的螺纹孔，所述摆动机构的顶部安装有转向轮组，所述第一钢丝绳的一端与所述吊环连接，所述第一钢丝绳的另一端穿过转向轮组后与所述第一卷筒连接。

10.根据权利要求8所述的智能钢卷夹具，其特征在于，所述配重块位于保护框架内，保护框架固定安装在摆动机构上，所述保护框架的顶部设有罩子，所述第二钢丝绳的一端穿过罩子伸入保护框架内与配重块连接，所述第二钢丝绳的另一端与第二卷筒连接。