CN107555160A - 机械臂式全向移动抓取搬运机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开机械臂式全向移动抓取搬运机，包含底盘、转向驱动单元、右下油缸、左下油缸、四个撑杆、下臂、上油缸、右伸缩外臂、左伸缩外臂、右伸臂油缸、左伸臂油缸、右伸缩内臂、左伸缩内臂、滑块、抓手座、左抓手、右抓手、电机减速器、双螺纹杆，底盘两侧安装有四个转向驱动单元，左下油缸和右下油缸通过四个撑杆驱动下臂上下摆动，上油缸控制左伸缩外臂和右伸缩外臂的上下摆动，左伸臂油缸和右伸臂油缸控制抓手座左右摆动，电机减速器控制左抓手和右抓手的间距，各手指油缸控制相应机械手指的开合，转向驱动单元使底盘实现全向移动和原地转向。

Description

机械臂式全向移动抓取搬运机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体来说是机械臂式全向移动抓取搬运机。
背景技术
由于人体能力及劳动效率的限制，特别是随着自动化生产的发展，促进了搬运机械在工业生产中的地位不断提升，在搬运机械方面通常使用叉车或智能搬运机器人，但叉车通常只能搬运比较规整的物品，并且常规的叉车在灵活性方面还有所欠缺；而智能搬运机器人如常见的垛料机器人，一般情况下都需要固定在某一位置，并且大都采用电机驱动，自身体积较大且搬运时所承受的载荷相对较小。
目前大多数搬运机械的机械臂关节驱动一般都采用电动机提供动力，通常情况下这种机械臂不仅功率密度相对较低，同时电动机械臂应用在移动式机械臂上后，在持续能源供给方面会受到较大的限制，另外，在一些特殊环境中如核辐射环境下工作，电动式机械臂的使用寿命也会受到极大的影响。
移动式液压机械臂在工程中的技术应用已经十分成熟，但是目前的移动式液压机械臂大多都应用在挖土机、破拆机器人之中。而且移动液压机械臂的移动方式大都采用履带式车体移动，履带式车轮容易在路面条件差的情况下实现移动，但是其对铺装路面和车间的平整地面伤害较大。如若基于移动式液压机械臂的搬运设备采用履带式车轮，那它的移动速度及适用场地将大大受限，从而极大地限制了搬运机的搬运效率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术所存在的不足，提供一种移动灵活、对被搬运试件适应能力强的机械臂式全向移动抓取搬运机。
本发明所采用的技术方案为：机械臂式全向移动抓取搬运机，包含底盘、转向驱动单元、右下油缸、左下油缸、四个撑杆、下臂、上油缸、右伸缩外臂、左伸缩外臂、右伸臂油缸、左伸臂油缸、右伸缩内臂、左伸缩内臂、滑块、抓手座、左抓手、右抓手、八个手指油缸、八个机械手指、电机减速器、双螺纹杆，其特征在于：底盘两侧设有四个车轮安装座，每个车轮安装座上均安装有一个转向驱动单元，底盘上侧后端设有驾驶室，下臂下端与底盘转动连接，左上撑杆上端、右上撑杆上端与下臂中间位置构成同轴转动副，左下撑杆下端、右下撑杆下端与底盘构成同轴转动副，左下油缸后端、右下油缸后端和底盘构成同轴转动副，左下油缸前端、左上撑杆下端、左下撑杆上端三者构成转动副，右下油缸前端、右上撑杆下端、右下撑杆上端三者构成转动副，左伸缩外臂后端、右伸缩外臂后端、下臂上端三者构成同轴转动副，左伸缩外臂后端和右伸缩外臂后端之间设有外臂转轴，上油缸下端与下臂构成转动副，上油缸上端与外臂转轴构成转动副，左伸缩内臂嵌套安装于左伸缩外臂内构成移动副，并且两者之间安装有左伸臂油缸，右伸缩内臂嵌套安装于右伸缩外臂内构成移动副，并且两者之间安装有右伸臂油缸，左伸缩内壁前端与滑块构成转动副，右伸缩内臂前端与抓手座构成转动副，滑块与抓手座之间设有燕尾槽结构，使两者构成移动副，左抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽，使两者构成移动副，右抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽、使两者构成移动副，抓手座前端凹槽内安装有双螺纹杆，双螺纹杆一端与电机减速器输出端连接，电机减速器安装于抓手座右端。
进一步的，所述的双螺纹杆两端分别设有一条螺纹，该两条螺纹旋向相反，双螺纹杆左端螺纹与左抓手中间位置啮合传动，双螺纹杆右端螺纹与右抓手中间位置啮合传动。
进一步的，所述的左抓手包含一个抓手架，四个机械手指和四个手指油缸，抓手架上下两侧均设有两个机械手指，四个机械手指均与抓手架转动连接，每个机械手指后端均与一个手指油缸前端构成转动副，每个手指油缸后端均与抓手架构成转动副，右抓手包含一个抓手架，四个机械手指和四个手指油缸，右抓手的抓手架、机械手指和手指油缸的安装结构与左抓手相同。
进一步的，所述的转向驱动单元为目前比较成熟的结构，其包含驱动电机、转向电机、驱动轮，驱动电机使驱动轮正转或反转，转向电机通过齿轮啮合作用使驱动轮转向。
附图说明
图1为本发明外观整体示意图。
图2为本发明中抓手座向左摆动示意图。
图3为本发明左右移动时的示意图。
图4为本发明抓取双锥面试件时的示意图。
附图标号：1底盘、1.1车轮安装架、1.2驾驶室、2.1驱动电机、2.2转向电机、2.3驱动轮、3.1右下油缸、3.2左下油缸、4.1右上撑杆、4.2左上撑杆、4.3右下撑杆、4.4左下撑杆、5下臂、6上油缸、7.1右伸缩外臂、7.2左伸缩外臂、7.3外臂转轴、8.1右伸臂油缸、8.2左伸臂油缸、9.1右伸缩内臂、9.2左伸缩内臂、10滑块、11抓手座、12抓手架、13手指油缸、14机械手指、15电机减速器、16双螺纹杆、17双锥面试件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4所示，机械臂式全向移动抓取搬运机，包含底盘1、转向驱动单元、右下油缸3.1、左下油缸3.2、四个撑杆(4.1、4.2、4.3、4.4)、下臂5、上油缸6、右伸缩外臂7.1、左伸缩外臂7.2、右伸臂油缸8.1、左伸臂油缸8.2、右伸缩内臂9.1、左伸缩内臂9.2、滑块10、抓手座11、左抓手、右抓手、电机减速器15、双螺纹杆16，其特征在于：底盘1两侧设有四个车轮安装座1.1，每个车轮安装座1.1上均安装有一个转向驱动单元，底盘1上侧后端设有驾驶室1.2，下臂5下端与底盘1转动连接，左上撑杆4.2上端、右上撑杆4.1上端与下臂5中间位置构成同轴转动副，左下撑杆4.4下端、右下撑杆4.3下端与底盘1构成同轴转动副，左下油缸3.2后端、右下油缸3.1后端和底盘1构成同轴转动副，左下油缸3.2前端、左上撑杆4.2下端、左下撑杆4.4上端三者构成转动副，右下油缸3.1前端、右上撑杆4.1下端、右下撑杆4.3上端三者构成转动副，左伸缩外臂7.2后端、右伸缩外臂7.1后端、下臂5上端三者构成同轴转动副，左伸缩外臂后端和右伸缩外臂后端之间设有外臂转轴7.3，上油缸6下端与下臂5构成转动副，上油缸6上端与外臂转轴7.3构成转动副，左伸缩内臂9.2嵌套安装于左伸缩外臂7.2内构成移动副，并且两者之间安装有左伸臂油缸8.2，右伸缩内臂9.1嵌套安装于右伸缩外臂7.1内构成移动副，并且两者之间安装有右伸臂油缸8.1，左伸缩内壁9.2前端与滑块10构成转动副，右伸缩内臂9.1前端与抓手座11构成转动副，滑块10与抓手座11之间设有燕尾槽结构，使两者构成移动副，左抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽，使两者构成移动副，右抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽、使两者构成移动副，抓手座11前端凹槽内安装有双螺纹杆16，双螺纹杆16一端与电机减速器15输出端连接，电机减速器15安装于抓手座11右端。
所述的双螺纹杆16两端分别设有一条螺纹，该两条螺纹旋向相反，双螺纹杆16左端螺纹与左抓手中间位置啮合传动，双螺纹杆16右端螺纹与右抓手中间位置啮合传动。
所述的左抓手包含一个抓手架12，四个机械手指14和四个手指油缸13，抓手架12上下两侧均设有两个机械手指14，四个机械手指14均与抓手架12转动连接，每个机械手指14后端均与一个手指油缸13前端构成转动副，每个手指油缸13后端均与抓手架12构成转动副，右抓手包含一个抓手架12，四个机械手指14和四个手指油缸13，右抓手的抓手架12、机械手指14和手指油缸13的安装结构与左抓手相同。
所述的转向驱动单元为目前比较成熟的结构，其包含驱动电机2.1、转向电机2.2、驱动轮2.3，驱动电机2.1使驱动轮2.3正转或反转，转向电机2.2通过齿轮啮合作用使驱动轮2.3转向。
本发明的实施例：
如图1、图2所示，左下油缸3.2、右下油缸3.1和上油缸6的相互配合伸缩，可实现抓手座11在竖直平面内灵活移动，左伸臂油缸8.2和右伸臂油缸8.1同时伸长或缩短，可以沿直线移动抓手座11的位置，左伸臂油缸8.2伸长、右伸臂油缸8.1收缩可实现抓手座11向右摆动，左伸臂油缸8.2收缩、右伸臂油缸8.1伸长可实现抓手座11向左摆动。
如图3所示，四个转向驱动单元中的转向电机2.2可以调节驱动轮2.3向任何方向偏转，从而实现底盘的全向移动、原地转向。
如图4所示，针对不规则外形试件的稳定抓取是现有抓取搬运机设备普遍面临的难题，其中比较典型的是抓取双锥面外形的试件，本发明抓取双锥面试件17时，首先电机减速器15驱动双螺纹杆16转动，将左抓手和右抓手调节到合适间距，各手指油缸13驱动相应的机械手指14张开，抓取试件后，各手指油缸13驱动相应机械手指14压紧双锥面试件17，实现对双锥面试件17的稳定抓取。

Claims (3)

1.机械臂式全向移动抓取搬运机，包含底盘(1)、转向驱动单元、右下油缸(3.1)、左下油缸(3.2)、四个撑杆(4.1、4.2、4.3、4.4)、下臂(5)、上油缸(6)、右伸缩外臂(7.1)、左伸缩外臂(7.2)、右伸臂油缸(8.1)、左伸臂油缸(8.2)、右伸缩内臂(9.1)、左伸缩内臂(9.2)、滑块(10)、抓手座(11)、左抓手、右抓手、电机减速器(15)、双螺纹杆(16)，其特征在于：底盘(1)两侧设有四个车轮安装座(1.1)，每个车轮安装座(1.1)上均安装有一个转向驱动单元，底盘(1)上侧后端设有驾驶室(1.2)，下臂(5)下端与底盘(1)转动连接，左上撑杆(4.2)上端、右上撑杆(4.1)上端与下臂(5)中间位置构成同轴转动副，左下撑杆(4.4)下端、右下撑杆(4.3)下端与底盘(1)构成同轴转动副，左下油缸(3.2)后端、右下油缸(3.1)后端和底盘(1)构成同轴转动副，左下油缸(3.2)前端、左上撑杆(4.2)下端、左下撑杆(4.4)上端三者构成转动副，右下油缸(3.1)前端、右上撑杆(4.1)下端、右下撑杆(4.3)上端三者构成转动副，左伸缩外臂(7.2)后端、右伸缩外臂(7.1)后端、下臂(5)上端三者构成同轴转动副，左伸缩外臂后端和右伸缩外臂后端之间设有外臂转轴(7.3)，上油缸(6)下端与下臂(5)构成转动副，上油缸(6)上端与外臂转轴(7.3)构成转动副，左伸缩内臂(9.2)嵌套安装于左伸缩外臂(7.2)内构成移动副，并且两者之间安装有左伸臂油缸(8.2)，右伸缩内臂(9.1)嵌套安装于右伸缩外臂(7.1)内构成移动副，并且两者之间安装有右伸臂油缸(8.1)，左伸缩内壁(9.2)前端与滑块(10)构成转动副，右伸缩内臂(9.1)前端与抓手座(11)构成转动副，滑块(10)与抓手座(11)之间设有燕尾槽结构，使两者构成移动副，左抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽，使两者构成移动副，右抓手与抓手座之间设有滑轨滑槽、使两者构成移动副，抓手座(11)前端凹槽内安装有双螺纹杆(16)，双螺纹杆(16)一端与电机减速器(15)输出端连接，电机减速器(15)安装于抓手座(11)右端。
2.如权利要求1所述的机械臂式全向移动抓取搬运机，其特征在于：双螺纹杆(16)两端分别设有一条螺纹，该两条螺纹旋向相反，双螺纹杆(16)左端螺纹与左抓手中间位置啮合传动，双螺纹杆(16)右端螺纹与右抓手中间位置啮合传动。
3.如权利要求1所述的机械臂式全向移动抓取搬运机，其特征在于：左抓手包含一个抓手架(12)，四个机械手指(14)和四个手指油缸(13)，抓手架(12)上下两侧均设有两个机械手指(14)，四个机械手指(14)均与抓手架(12)转动连接，每个机械手指(14)后端均与一个手指油缸(13)前端构成转动副，每个手指油缸(13)后端均与抓手架(12)构成转动副，右抓手包含一个抓手架(12)，四个机械手指(14)和四个手指油缸(13)，右抓手的抓手架(12)、机械手指(14)和手指油缸(13)的安装结构与左抓手相同。
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