CN108858149A - 一种子母机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于螺纹钢运输的子母机械手，包括机械抓斗系统、电动机系统、电控系统和液压动力系统，所述机械抓斗系统包括母爪结构和子爪结构，所述机械抓斗系统还包括悬挂结构、机械手结构、伸缩油缸结构，所述悬挂结构包括组合板、钢丝绳和筋板，所述机械手结构主要包括有挂耳、上撑板、上连杆、中撑板、下连杆和下撑板，所述伸缩油缸结构包括缸体、一级伸缩杆和二级伸缩杆，所述母爪结构包括有母爪臂、第一机械结构和第二机械结构，主要用于抓取物料，完成抓取、保持、移动和卸料的过程；本发明的子母机械手解决了现有螺纹钢搬运任务大、耗时长、效率低等问题。

Description

一种子母机械手

技术领域

本发明涉及一种用于螺纹钢运输的子母机械手，主要用于螺纹钢的搬运，提高螺纹钢的搬运自动化程度，同时提高了搬运效率。

背景技术

目前全国螺纹钢消耗年化量约为1.3~1.4亿吨，而且呈现出逐年上升的态势，钢材交易市场非常繁忙，搬运螺纹钢的任务量较大，螺纹钢成捆状放置，堆放密集，抓取时绕度大，据了解，目前的螺纹钢的搬运方法仍为原始状态，即用人工进行钢丝绳直接吊装，在此情况下，螺纹钢的一次搬运过程需3人操作完成，耗时约10分钟，效率极低，工人劳动量非常大。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明提供一种具有螺纹钢自动搬运功能的高效、自动化程度高的子母机械手结构。

一种子母机械手，包括子母机械手，所述子母机械手包括机械抓斗系统、桁车结构、电动机系统、电控系统和液压动力系统，所述机械抓斗系统包括母爪结构和子爪结构，所述机械抓斗系统还包括悬挂结构、机械手结构、伸缩油缸结构，所述悬挂结构包括组合板、钢丝绳和筋板，所述钢丝绳与组合板、筋板以长度可调节铰接的形式连接，用于对所述筋板及其他子母机械手结构的子结构进行固定，并通过对钢丝绳的长度调节调整将钢丝绳和筋板之间的锐角角度调整到最优值，锐角角度最优为20°到50°，所述机械手结构主要包括有挂耳、上撑板、上连杆、中撑板、下连杆和下撑板，所述机械手结构通过挂耳结构与筋板可移动配合，至少一个机械手结构与筋板铰接，本例中采用两个机械手结构与筋板铰接配合，便于受力平衡，所述悬挂结构两侧分别布置有机械手结构，所述伸缩油缸结构包括缸体、一级伸缩杆和二级伸缩杆，所述母爪结构包括有母爪臂、第一机械结构和第二机械结构，所述母爪结构一端与一级伸缩杆可旋转固定，与缸体通过第一连杆结构可旋转固定，所述子爪结构位于所述母爪结构的正下方位置，包括有子爪臂、中板结构、第三机械结构和第四机械结构，所述子爪结构一端与二级伸缩杆可旋转固定，与一级伸缩杆通过第二连杆结构可旋转固定，所述一级伸缩杆与母爪结构连接，控制母爪结构的运动，所述二级伸缩杆与子爪结构连接，控制子爪结构的运动，所述液压动力系统通过连接软管与机械抓斗系统中的伸缩油缸结构连接，通过管内油运动控制子爪结构与母爪结构完成抓取等动作，所述电控系统可与液压动力系统同步布置于地面，也可以布置于远程位置便于操作管理。

优选的，所述悬挂结构与桁车结构配合实现整体结构的移动，所述机械手结构包含至少两个，沿所述悬挂结构的长度方向布置，所述伸缩油缸结构与所述机械手结构配合，保证动作的可靠性。

优选的，所述第一机械结构与第二机械结构配合形成用于抓取螺纹钢的弧形空间。

优选的，所述第一机械结构与第二机械结构通过第一连杆结构与伸缩油缸结构铰接，并与伸缩油缸结构同步运动。

优选的，所述第三机械结构与第四机械结构通过第二连杆结构与中板结构铰接，且第三机械结构与第四机械结构配合形成用于抓取螺纹钢的预抓取空间。

优选的，所述的子爪结构先于母爪结构动作，完成预抓取工作。

优选的，所述的液压动力系统与机械抓斗系统通过连接软管配合完成动作。

优选的，所述的伸缩油缸结构为二级伸缩油缸结构。

本实用发明的有益效果是：

（1）通过设置子母机械手结构通过组合板与桁车进行配合使用，主要用于密集堆放、抓取挠度大的螺纹钢的搬运过程，节约搬运耗时，提高搬运效率同时提高搬运的自动化程度，达到了提高效率的目的。

（2）通过设置电控系统采用PLC编程，并辅助以无线遥控，这样减少了工人的工作量又提高效率，也可以选择将所述液压动力系统安装在桁车横梁上，并与桁车装置固定使其能随车运动，从而减轻了机械手系统的自重，达到了降低工人工作量的目的。

（3）通过设置筋板采用T字钢倒放置，通过所述钢丝绳两边的钢丝绳长度相同与所述桁车挂钩连接，必要时，可以通过在挂耳的两侧焊接筋板以增加其局部位置的刚性，保证安全。

（4）通过设置挂耳可沿所述筋板长度方向上移动，便于调节所述机械手系统与所述筋板的相对位置，便于抓取过程中的受力均匀，所述上撑板、中撑板、以及下撑板均为凹型的钢板，可通过折弯后焊接筋板加工，通过与法兰盘的配合，实现抓斗系统的装配，所述上连杆和所述下连杆通过挂耳与抓斗系统进行连接，机构运动形式简便，效率高，同时方便拆卸安装。

（5）通过设置悬挂结构与桁车结构配合实现整体结构的移动，机械手结构包含至少两个，沿悬挂结构的长度方向布置，伸缩油缸结构与机械手结构配合，保证动作的可靠性，设置第一机械结构与第二机械结构配合形成用于抓取螺纹钢的弧形空间，设置第一机械结构与第二机械结构通过第一连杆结构与伸缩油缸结构铰接，并与伸缩油缸结构同步运动，设置第三机械结构与第四机械结构通过第二连杆结构与中板结构铰接，且第三机械结构与第四机械结构配合形成用于抓取螺纹钢的预抓取空间，设置的子爪结构先于母爪结构动作，完成预抓取工作，设置的液压动力系统与机械抓斗系统通过连接软管配合完成动作，设置的伸缩油缸结构为二级伸缩油缸结构。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的子母机械手结构与桁车配合应用示意图；

图2为本发明的一个实施例的子母机械手结构示意图；

图3为本发明的一个实施例的局部结构示意图；

图4为图3的另一个位置示意图；

图5为本发明的一个实施例的局部结构示意图；

图6为本发明的一个实施例的局部结构示意图；

图7为本发明的一个实施例的伸缩油缸结构示意图；

图8为本发明的另一个实施例的结构示意图。

图中：0-子母机械手；1-机械抓斗系统；2-桁车结构；3-液压动力系统；31-连接软管；4-电控系统；11-悬挂结构；111-组合板；112-钢丝绳；113-筋板；121-挂耳；122-上撑板；123-上连杆；124-中撑板；125-下连杆；126-下撑板；12-机械手结构；13-伸缩油缸结构；131-缸体；132-一级伸缩杆；133-二级伸缩杆；14-母爪结构；141-第一机械结构；142-第二机械结构；143-第一连杆结构；144-母爪臂；15-子爪结构；151-第三机械结构；152-第四机械结构；153-第二连杆结构；154-中板结构；155-子爪臂；16-电动机系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明，但不作为对本发明的限制。

如图1至图7所示，为本发明的一个实施例：一种子母机械手，包括子母机械手0，用于螺纹钢的抓取搬运过程，所述子母机械手0包括机械抓斗系统1、桁车结构2、电动机系统16、电控系统4和液压动力系统3，所述电控系统4主要用于实现无线或一定距离的液压动力系统3控制，所述机械抓斗系统1包括母爪结构14和子爪结构15，所述机械抓斗系统1还包括悬挂结构11、机械手结构12、伸缩油缸结构13，主要用于抓取物料，完成抓取、保持、移动和卸料的过程，所述悬挂结构11包括组合板111、钢丝绳112和筋板113，所述钢丝绳112与组合板111、筋板113以长度可调节铰接的形式连接，用于对所述筋板113及其他子母机械手0结构的子结构进行固定，并通过对钢丝绳112的长度调节调整将钢丝绳112和筋板113之间的锐角角度调整到最优值，锐角角度最优为20°到50°，所述机械手结构12主要包括有挂耳121、上撑板122、上连杆123、中撑板124、下连杆125和下撑板126，所述机械手结构12通过挂耳121结构与筋板113可移动配合，至少一个机械手结构12与筋板113铰接，本例中采用两个机械手结构12与筋板113铰接配合，便于受力平衡，如图2所示，所述悬挂结构11两侧分别布置有机械手结构12，所述伸缩油缸结构13包括缸体131、一级伸缩杆132和二级伸缩杆133，所述母爪结构14包括有母爪臂144、第一机械结构141和第二机械结构142，所述母爪结构14一端与一级伸缩杆132可旋转固定，与缸体131通过第一连杆结构143可旋转固定，所述子爪结构15位于所述母爪结构14的正下方位置，包括有子爪臂155、中板结构154、第三机械结构151和第四机械结构152，所述子爪结构15一端与二级伸缩杆133可旋转固定，与一级伸缩杆132通过第二连杆结构153可旋转固定，所述一级伸缩杆132与母爪结构14连接，控制母爪结构14的运动，当所述一级伸缩杆132向下运动一定长度时，组成母爪结构14的第一机械结构141和第二机械结构142分别向远离一级伸缩杆132的方向运动，所述母爪结构14打开，当一级伸缩杆132向上运动一定长度时，组成所述母爪结构14的第一机械结构141和第二机械结构142分别向靠近一级伸缩杆132的方向运动，母爪结构14闭合，所述二级伸缩杆133与子爪结构15连接，控制子爪结构15的运动，当所述二级伸缩杆133向下运动一定长度时，组成子爪结构15的第三机械结构151和第四机械结构152分别向远离二级伸缩杆133的方向运动，子爪结构15打开，当所述二级伸缩杆133向上运动一定长度时，组成子爪结构15的第三机械结构151和第四机械结构152分别向靠近二级伸缩杆133的方向运动，所述子爪结构15闭合，所述液压动力系统3通过连接软管31与机械抓斗系统1中的伸缩油缸结构13连接，通过管内油运动控制子爪结构15与母爪结构14完成抓取等动作，所述电控系统4可与液压动力系统3同步布置于地面，如图1所示，也可以布置于远程位置便于操作管理，所述液压动力系统3主要用于驱动控制机械抓斗系统动作，并起到安全保护控制作用。

所述悬挂结构11与桁车结构2配合实现整体结构的移动，所述机械手结构12包含至少两个，沿悬挂结构11的长度方向布置，所述伸缩油缸结构13与机械手结构12配合，保证动作的可靠性，所述第一机械结构141与第二机械结构142配合形成用于抓取螺纹钢的弧形空间，所述第一机械结构141与第二机械结构142通过第一连杆结构143与伸缩油缸结构13铰接，并与伸缩油缸结构13同步运动，所述第三机械结构151与第四机械结构152通过第二连杆结构153与中板结构154铰接，且第三机械结构151与第四机械结构152配合形成用于抓取螺纹钢的预抓取空间，所述的子爪结构15先于母爪结构14动作，完成预抓取工作，所述的液压动力系统3与机械抓斗系统1通过连接软管31配合完成动作，所述的伸缩油缸结构13为二级伸缩油缸结构。

工作原理：在使用过程中，通过桁车2的运动带动所述子母机械手0结构到达指定位置，通过所述电控系统4控制所述液压动力系统3的状态，从而控制所述子母机械手0结构中的所述机械抓斗系统1工作，完成开合抓取工作，所述液压动力系统3也可采用电动机系统16作为替代，所述液压动力系统3以及电控系统4通常布置于地面位置，从而控制所述一级伸缩杆132和所述二级伸缩杆133的上下运动，从而完成所述子母机械手0结构的动作，搬运过程开始前，所述子母机械手0与所述桁车结构2悬挂配合，处于空中自由状态，如图1所示，此时，所述子爪结构15和所述母爪结构14处于打开状态，如图3所示。

搬运过程开始时，抓取动作的实现如下：控制所述桁车结构2将所述子母机械手0移动到螺纹钢对应上方，通过所述电控系统4控制所述液压动力系统3通过油压将油从所述伸缩油缸结构13吸入所述液压动力系统3内，带动所述二级伸缩杆133向上运动，抓取并锁死部分螺纹钢，控制所述电控系统4使所述子母机械手0向上移动一定距离，然后，控制所述电控系统4控制所述液压动力系统3通过油压将油从所述伸缩油缸结构13吸入所述液压动力系统3内，带动所述一级伸缩杆132向上运动，抓取并锁死整捆螺纹钢，完成抓取动作，如图4所示，方便并且能够提高效率。

搬运过程中，在确认安全的情况下控制所述桁车结构2使得所述子母机械手0及被抓取的螺纹钢同步向上运动一定高度。

卸料的过程中，控制所述桁车结构2移动到指定位置，然后通过所述电控系统4控制所述液压动力系统3通过油压将油从所述液压动力系统3压入所述伸缩油缸结构13内，带动所述一级伸缩杆132向下运动，完成所述母爪结构14的打开动作，控制所述电控系统4使所述子母机械手0向下移动一定距离，然后，控制所述电控系统4控制所述液压动力系统3通过油压将油从所述液压动力系统3压入所述伸缩油缸结构13内，带动所述二级伸缩杆133向下运动，完成卸料动作。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内对本发明做出修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种子母机械手，包括子母机械手（0），所述子母机械手（0）包括机械抓斗系统（1）、桁车结构（2）、电动机系统（16）、电控系统（4）和液压动力系统（3），其特征在于：

所述机械抓斗系统（1）包括母爪结构（14）和子爪结构（15），所述机械抓斗系统（1）还包括悬挂结构（11）、机械手结构（12）、伸缩油缸结构（13），所述悬挂结构（11）包括组合板（111）、钢丝绳（112）和筋板（113），所述钢丝绳（112）与组合板（111）、筋板（113）以长度可调节铰接的形式连接，用于对所述筋板（113）及其他子母机械手（0）结构的子结构进行固定，并通过对钢丝绳（112）的长度调节调整将钢丝绳（112）和筋板（113）之间的锐角角度调整到最优值，锐角角度最优为20°到50°；

所述机械手结构（12）主要包括有挂耳（121）、上撑板（122）、上连杆（123）、中撑板（124）、下连杆（125）和下撑板（126），所述机械手结构（12）通过挂耳（121）结构与筋板（113）可移动配合，至少一个机械手结构（12）与筋板（113）铰接，采用两个机械手结构（12）与筋板（113）铰接配合，便于受力平衡；

所述悬挂结构（11）两侧分别布置有机械手结构（12），所述伸缩油缸结构（13）包括缸体（131）、一级伸缩杆（132）和二级伸缩杆（133），所述母爪结构（14）包括有母爪臂（144）、第一机械结构（141）和第二机械结构（142），所述母爪结构（14）一端与一级伸缩杆（132）可旋转固定，与缸体（131）通过第一连杆结构（143）可旋转固定，所述子爪结构（15）位于所述母爪结构（14）的正下方位置，包括有子爪臂（155）、中板结构（154）、第三机械结构（151）和第四机械结构（152），所述子爪结构（15）一端与二级伸缩杆（133）可旋转固定，与一级伸缩杆（132）通过第二连杆结构（153）可旋转固定，所述一级伸缩杆（132）与母爪结构（14）连接，控制母爪结构（14）的运动，所述二级伸缩杆（133）与子爪结构（15）连接，控制子爪结构（15）的运动，所述液压动力系统（3）通过连接软管（31）与机械抓斗系统（1）中的伸缩油缸结构（13）连接，通过管内油运动控制子爪结构（15）与母爪结构（14）完成抓取等动作，所述电控系统（4）可与液压动力系统（3）同步布置于地面，也可以布置于远程位置便于操作管理。

2.根据权利要求1所述的一种子母机械手，其特征在于：所述悬挂结构（11）与桁车结构（2）配合实现整体结构的移动，所述机械手结构（12）包含至少两个，沿悬挂结构（11）的长度方向布置，所述伸缩油缸结构（13）与机械手结构（12）配合，保证动作的可靠性。

3.根据权利要求2所述的一种子母机械手，其特征在于：所述第一机械结构（141）与第二机械结构（142）配合形成用于抓取螺纹钢的弧形空间。

4.根据权利要求1或2所述的一种子母机械手，其特征在于：所述第一机械结构（141）与第二机械结构（142）通过第一连杆结构（143）与伸缩油缸结构（13）铰接，并与伸缩油缸结构（13）同步运动。

5.根据权利要求1所述的一种子母机械手，其特征在于：所述第三机械结构（151）与第四机械结构（152）通过第二连杆结构（153）与中板结构（154）铰接，且第三机械结构（151）与第四机械结构（152）配合形成用于抓取螺纹钢的预抓取空间。

6.根据权利要求1所述的一种子母机械手，其特征在于：所述的子爪结构（15）先于母爪结构（14）动作，完成预抓取工作。

7.根据权利要求1所述的一种子母机械手，其特征在于：所述的液压动力系统（3）与机械抓斗系统（1）通过连接软管（31）配合完成动作。

8.根据权利要求1所述的一种子母机械手，其特征在于：所述的伸缩油缸结（13）为二级伸缩油缸结构。