CN107265122A - 一种装卸搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装卸搬运装置，包括固定装置、液压缸、电机、机械手、吸盘，本发明将传统装卸搬运方式改良为机械装卸搬运。本发明的优点是，同时改进机械装卸搬运装置只能装卸搬运规则外形金属制货物的特点，将范围扩大至能够装卸搬运不规则外形的货物。本发明的效果使机械装卸运输的范围由大中规模企业港口专有，普及到了小型公司作坊及日常生活当中。本发明还公开了两种吸盘。

Description

一种装卸搬运装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术，是一种应用于作业运输领域的多功能装卸装置，能够进行港口中小型货物装卸，具有不规则外形的目标物的运输和农业、运输业、制造业、装配加工产业各种成品的最优化装卸。

技术背景

传统物流运输装卸行业，主要采用人工装卸、搬运作业。铁路运输装卸主要以对火车车皮装进、卸出货物为主，基本无整装零卸或零装整卸情况。火车装卸扯皮分敞车和篷车，站台有高、低之分。铁路货运装卸作业通常在火车车皮、仓库、月台、汽车之间等多种情况下进行。当前，车皮袋装货物装卸仍以人力肩扛与背驼为主，劳动强度大，作业时间长，效率低下。随着科学技术发展与进步，用机械化搬运方式逐步取代人工搬运已成为必然。

目前在使用机械化搬运方式过程中，搬运设备与对象之间关系较为固定，形式单一。在大型港口、火车站、码头，以集装箱运输的货物易于搬运。换而言之，目前的机械搬运设备，要求搬运物具有方体，钢铁箱体的特征，而日常生活以及小作坊生产中所需帮运的目标并不具备这两个特征。因而，主流的机械搬运设备不能适用于日常生活及小作坊生产当中。

发明内容

本发明要解决的课题是装卸设备功能过于单一，只能专工专能，在中大规模以及流水线式的运输装卸模式中。功能单一的缺点似乎不明显，但随着科技日益运用于小规模经营和日常生产生活时，单功能装卸运输装置的不足将逐渐显现。本发明基于这样的情况，能够解决不规则形状和不特定材质货物的装卸运输的问题。

本发明包括固定装置、液压缸、电机、机械手、吸盘。固定装置在顶部固定整个装卸机构，固定装置下方装有液压缸，液压缸与其固定相连的连杆可以相对固定装置相对滑动。每个液压缸底部连接机械手，机械手上臂是可以滑动的连杆，中部关节可以弯曲伸直且装有电机，下臂装有吸盘。

本发明在电机通电后，可以通过机械手夹持、吸盘吸附或者同时采用机械手夹持和吸盘吸附，实现对货物的夹紧。

附图说明

图1所示为多功能装卸装置透视图

图2为电磁吸盘装置的电路原理图

图3为真空吸盘装置原理图

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能依此来限定本发明的保护范围。

如图1所示固定装置由上部的连接杆和下部的活动槽构成，液压气缸可以在活动槽中滑动，滑动轨迹由液压气缸控制。通过液压气缸驱动液压气缸杆件的滑动，来调整两侧机械手的宽度，以适应装卸运输目标物的尺寸。

在装卸运输标准规格的工件货物等目标物时，仅靠液压气缸调节两侧机械手之间的宽度，上臂就能独立夹持，从而实现装卸运输功能。

机械手下臂通过铰连接上臂，下臂能绕铰接栓，即中部关节，转动。在实际装卸运输过程中，通过调节上下臂的角度，能过实现吸盘对于目标物的贴近，两边吸盘运转，从而实现对不规则目标物的夹持。

本发明所涉及的吸盘包括真空吸盘和永磁吸盘，针对不同用途，在实际操作中，可以选择不同种类的吸盘。

电磁吸盘是一种用电磁原理，通过使内部线圈通电产生磁力，经过导磁面板，将接触在面板表面的工件紧紧吸住的，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，取下工件的原理而生产的一种机床附件产品。电磁吸盘由底壳,铁芯,线圈,面板,接线盒组成。电磁吸盘的控制电路如下图2所示：电磁吸盘控制电路由整流电路、控制电路和保护电路等组成，整流电路由变压器T、桥式整流器UR组成，输出110V直流电源，控制电路由按钮SB7～SB9和接触器KM5、KM6组成。

(1)充磁过程。按下充磁按钮SB8，KM5得电吸合并自锁，其主触点闭合，电磁吸盘YH线圈得电，工作台充磁吸住工件，同时KM5辅助动断触点KM5(31-33)断开，使KM6不能得电，实现互锁。磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按下SB7，切断电磁吸盘YH上的直流电源。由于吸盘和工件都有剩磁，这时需对吸盘和工件进行去磁。

(2)去磁过程。操作者按下点动按钮SB9，接触器KM6线圈得电吸合，其两副主触点闭合，电磁吸盘通入反向直流电，使工作台和工件去磁。去磁时，为防止因时间过长而使工作台反向磁化，再次吸住工件，因而接触器KM6采用点动控制。保护装置由放电电阻R和C以及欠压继电器KUD组成。电阻R和电容C的作用是，因为在充磁吸工件时，吸盘存储了大量磁场能量。在断开电源的一瞬间，吸盘YH的两端产生较大的自感电动势，使线圈和其他电器元件损坏，所以用电阻和电容组成放电回路，它是利用电容C两端的电压不能突变的特点，使电磁吸盘线圈两端电压变化趋于缓慢，利用电阻消耗电磁能量。

R-L-C电路可以组成一个衰减振荡电路，有利于去磁。欠压继电器KUD的作用是，在加工过程中，若电源电压低，则电磁吸盘将不能吸牢工件，导致工件被砂轮打出，造成严重事故。

因此，在电路中设置了欠压继电器KUD，将其线圈并联在直流电源上，其动合触点串联在液压泵电动机和砂轮电动机的控制电路中，若电磁吸盘不能吸牢工件，KUD就会释放，使液压泵电动机和砂轮电动机停转，保证了安全。

电磁吸盘其制作工艺如下：(1)选择合适的材料进行焊接或者铸造底壳。(2)把铁芯按照不同吸盘的种类安装在底壳上。(3)缠绕相应匝数和技术参数的线圈,烘干后套在铁芯上。(4)底壳内部浇注沥青或者其他防水材料。(5)制作面板,与底壳部分安装在一起，电磁吸盘采用直流供电,具有稳定,吸力强,剩磁小等特点。电磁吸盘按照不同分类可分为普通吸力吸盘和强力吸盘。普通吸力吸盘吸力10-12公斤每平方厘米,强力电磁吸盘不低于15公斤每平方厘米。按照用途可分为磨床用电磁吸盘,铣床刨床用电磁吸盘,磨刀机电磁吸盘等。

真空吸盘又称真空吊具，是真空吸附装置的执行元件。真空吸附是一项非常易于掌握的传送技术。利用真空技术进行调节、控制和监控，可以有效地提高工件、零部件在自动化、半自动化生产中的效率。另外，真空吸附具有清洁，吸附平稳，可靠，不损坏所吸附物件表面的优点，因此真空吸附技术在各个领域都得到了广泛的应用。

真空吸盘采用了真空原理，即用真空负压来“吸附”工件以达到夹持工件的目的。如图3所示：通气口与真空发生装置相接，当真空发生装置启动后，通气口通气，吸盘内部的空气被抽走，形成了压力为P2的真空状态。此时，吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力P1，即P2<P1,工件在外部压力的作用下被吸起。吸盘内部的真空度越高，吸盘与工件之间贴的越紧。

(1)真空吸盘在水平起吊时，根据真空压力计算起吊力。

F＝0.1×A×P

(F：理论起吊力(N)A：吸盘的吸附面积(cm2)P：真空压力(-kPa))

(2)真空吸盘垂直起吊时，真空压力的吸附力与吸附物和吸盘的吸附面的摩擦力即为维持物体的力(吸附力)

F＝μ×0.1×A×P

(F：理论起吊力(N)μ：摩擦系数A：吸盘的吸附面积(cm2)P：真空压力(-kPa))

摩擦力根据吸附物，吸盘的材质，吸附物的表面的粗糙程度等会有很大变化。实际使用时通过实验测试。

静摩擦f＝F作用力与反作用力，动摩擦f＝μFnμ动摩擦因素由两个物体本身属性决定，Fn正压力就是垂直与f的力，F＝摩擦系数X重直于接触面的压力，滑动摩擦力公式f＝uN，其中N是压力，在水平地面的时候N＝mg，u是滑动摩擦因数，与材料有关。吸力＝S*P/μ，其中：S为吸盘面积，以cm2表示，P为气压，以kg/cm2表示，μ为安全系数>＝2.5。

因此，本发明一般使用真空吸盘在真空度-750mbar，真空吸盘的直径在∮80mm时,整个真空吸盘所产生的正向吸力为12.56KG。该计算条件为：真空度为-750mbar，等于0.75kg/cm2。

本发明的电机为以上的运作提供了动力。

Claims (6)

1.一种装卸搬运装置，包括固定装置(2)、液压缸(1)(3)、电机(5)、机械手(4)、吸盘(6)，其特征在于，

所述固定装置(2)在顶部固定整个装卸机构，固定装置下方装有2个以上的液压缸。

每个所述液压缸(1)底部至少连接一只机械手(4)，机械手(4)上臂是一种可以滑动的连杆，铰接的中部关节处装有至少一个电机(5)，下臂装有吸盘。

2.根据权利要求1所述的一种装卸搬运装置，其特征在于，所述固定装置(2)上部横杆可以与外部运输工具相连，下部装备并固定有液压缸(1)。固定装置(2)根据实际用途，能够多层叠加，从而实现对不同外部形状的目标物。

3.根据权利要求1所述的一种装卸搬运装置，其特征在于，所述液压缸(1)与其固定相连的连杆可以相对固定装置(2)相对滑动，液压缸(1)不限定其数量、型号。

4.根据权利要求1所述的一种装卸搬运装置，其特征在于，所述机械手(4)仿造人体手臂功能，中部关节类似与手肘关节，具有弯曲和伸平的功能，上臂能够伸缩。上臂与下臂铰接，中部关节为销轴，下臂能够绕中部关节转动，下臂末端与吸盘(6)球铰链连接，下臂末端与吸盘(6)连接处的球型轴承为下部关节，吸盘(6)能绕下部关节扭转。

5.根据权利要求4所述的一种装卸搬运装置，其特征在于，所述机械手的上臂伸缩功能和下臂、吸盘(6)的摆动功能通过电机(5)运行和控制。若是流水线式工程设计，可以采用已经完成编程的电机；一般地，本发明采用能够远程控制的电机。根据实际用途和功能需要，可以使用1个以上。

6.根据权利要求1所述的一种装卸搬运装置，其特征在于，下臂末端与所述吸盘(6)球铰链连接，吸盘的种类包括真空吸盘和电磁吸盘。