CN109623799A - 一种机械搬运装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械搬运装置，其特征在于，包括横向平移部、第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖向支撑架、第二竖向支撑架、机械手、转向单元以及升降单元；横向平移部的两端分别与第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部固连，第一竖向支撑架的下端部与第一水平滑轨滑动连接，第二竖向支撑架的下端部与第二水平滑轨滑动连接，机械臂套设于升降单元的中心通孔中，机械臂可在升降单元的空腔中沿中心通孔伸缩移动，转向单元套设于机械臂中并与机械抓手固连，转向单元可绕机械臂旋转，用以控制机械抓手的转动。该机械搬运装置自动化程度高、整体机械结构简单，在降低制造成本的同时，又减少了人力成本，增加整体的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于装卸车搬运装置设计领域，尤其涉及一种机械搬运装置。
背景技术
装卸是物流作业中的一项职能，通常指的是在同一区域范围内改变物的存放和支承状态，而搬运则是改变物的空间位置，两者合称装卸搬运。
而在物流业中，装卸机器人被广泛应用。包括港口货物的集装、装卸等。装卸机器人并不是简单的代替人类劳动，而是综合了人类和机器特长的一种拟人式机械电子装置，既有人类对环境状态所做出的快速反应的能力和分析判断能力，又有机器自身所具有的持续工作时间长，精确度高、抗恶劣环境能力强等特点。
在当今社会，在制造业中，用于袋装物料装卸的仿生机械手并不多见，许多企业仍采用人力装卸方式，再由叉车等车辆运输，这也是目前我国袋装物料的仓库搬运和装卸运输的主要方式。在如此重复式的人力搬运过程中，劳动者需要长时间弯腰低头，依靠手、臂等力量完成卸车任务，这样不仅劳动者的劳动强度较大，而且长时间劳作后也会降低工作效率，影响企业整体效益。工作时可能会产生粉尘和有害物质，会对周围环境造成污染，更严重的是会危害工人的健康。此外，这种方式会大大增加企业成本，费时费力且效率不高，不利于企业长久发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机械搬运装置，该机械搬运装置自动化程度高、整体机械结构简单，在降低制造成本的同时，又减少了人力成本，增加整体的工作效率。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种机械搬运装置，包括横向平移部、第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖向支撑架、第二竖向支撑架、机械手、转向单元以及升降单元；
所述横向平移部的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及所述第二竖向支撑架的上端部固连；
所述第一竖向支撑架的下端部与所述第一水平滑轨滑动连接；
所述第二竖向支撑架的下端部与所述第二水平滑轨滑动连接；
所述升降单元内设有空腔，所述升降单元的上端部与所述横向平移部滑动连接，所述升降单元的下端部设有中心通孔；
所述机械手包括机械臂以及机械抓手，所述机械臂套设于所述中心通孔中，所述机械臂可在所述空腔中沿所述中心通孔伸缩移动；
所述转向单元套设于所述机械臂中并与所述机械抓手固连，所述转向单元可绕所述机械臂旋转，用以控制所述机械抓手的转动。
根据本发明提供的实施例，所述第一水平滑轨的两端设有限位块，用以对所述第一竖向支撑架进行限位；
所述第二水平滑轨的两端设有所述限位块，用以对所述第二竖向支撑架进行限位。
根据本发明提供的实施例，所述横向平移部包括第一横梁、第二横梁以及横向滑动基座；
所述第一横梁的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接；
所述第二横梁的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接；
所述横向滑动基座的上端部滑动设置于所述第一横梁以及所述第二横梁上，所述横向滑动基座可在所述第一横梁的横梁杆以及所述第二横梁的横梁杆上横向滑动；
所述横向滑动基座的下端部与所述升降单元的上端部固连。
根据本发明提供的实施例，所述第一横梁与所述第一竖向支撑架之间设有加强筋，所述第一横梁、所述第一竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第一横梁与所述第二竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第一横梁、所述第二竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第二横梁与所述第一竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第二横梁、所述第一竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第二横梁与所述第二竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第二横梁、所述第二竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形。
根据本发明提供的实施例，所述机械抓手为仿生机械手。
根据本发明提供的实施例，所述机械抓手的抓部镂空。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明一实施例中的横向平移部的两端分别与第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部固连，第一竖向支撑架的下端部与第一水平滑轨滑动连接，第二竖向支撑架的下端部与第二水平滑轨滑动连接，升降单元内设有空腔，升降单元的上端部与横向平移部滑动连接，升降单元的下端部设有中心通孔，机械手包括机械臂以及机械抓手，机械臂套设于中心通孔中，机械臂可在空腔中沿中心通孔伸缩移动，转向单元套设于机械臂中并与机械抓手固连，转向单元可绕机械臂旋转，用以控制机械抓手的转动。该机械搬运装置能够水平直线移动，升降单元能够调整机械手的高度，转向单元也能够调整机械手的抓取角度，能实现任意方位抓取货物，自动化程度高、整体机械结构简单，在降低制造成本的同时，又减少了人力成本，增加整体的工作效率。
2)本发明一实施例中的第一横梁与第一竖向支撑架之间设有加强筋，第一横梁、第一竖向支撑架以及加强筋组成三角，第一横梁与第二竖向支撑架之间设有加强筋，第一横梁、第二竖向支撑架以及加强筋组成三角形，第二横梁与第一竖向支撑架之间设有加强筋，第二横梁、第一竖向支撑架以及加强筋组成三角形，第二横梁与第二竖向支撑架之间设有加强筋，第二横梁、第二竖向支撑架以及加强筋组成三角形。采用加强筋能够加强整体结构的稳定性。
3)本发明一实施例中的机械抓手的抓部镂空，在抓取过程中货物能够漏入镂空结构内以增加阻力防止货物的滑落。
4)本发明一实施例中的第一横梁的两端分别与第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接，第二横梁的两端分别与第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接，当第一横梁的长度以及第二横梁的长度小于货车车身的宽度时，可以取下螺栓来更换第一横梁以及第二横梁。
附图说明
图1为本发明的一种机械搬运装置的结构示意图；
图2为本发明的一种机械搬运装置的主视图；
图3为本发明的一种机械搬运装置的侧视图；
图4为本发明的一种机械搬运装置的俯视图；
图5为本发明一实施例的机械抓手结构示意图。
附图标记说明：
1：第一水平滑轨；2：第一竖向支撑架；3：第二水平滑轨；4：第二竖向支撑架；5：限位块；6：第一横梁；7：第二横梁；8：横向滑动基座；9：加强筋；10：机械手；11：机械臂；12：机械抓手；13：转向单元；14：升降单元；15支撑基座；16：支撑梁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种机械搬运装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图1、图2、图3以及图4，一种机械搬运装置，其特征在于，包括横向平移部(图中未标出)、第一水平滑轨1、第二水平滑轨3、第一竖向支撑架2、第二竖向支撑架4、机械手10、转向单元13以及升降单元14；横向平移部的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部固连，第一竖向支撑架2的下端部与第一水平滑轨1滑动连接，第二竖向支撑架4的下端部与第二水平滑轨3滑动连接，升降单元14内设有空腔，升降单元14的上端部与横向平移部滑动连接，升降单元14的下端部设有中心通孔，机械手10包括机械臂11以及机械抓手12，机械臂11套设于中心通孔中，机械臂11可在空腔中沿中心通孔伸缩移动，转向单元13套设于机械臂11中并与机械抓手12固连，转向单元13可绕机械臂11旋转，用以控制机械抓手12的转动。
在本实施例中，机械臂11与转向单元13通过水平齿轮盘齿轮连接，转向单元13内设有第一驱动电机(图中未标出)、角度采集单元(图中未标出)以及第一控制单元(图中未标出)，第一控制单元响应于角度采集单元采集的机械抓手12与货物之间的角度信息，控制第一驱动电机驱动机械抓手12作转向运动，以使机械抓手12能够抓取货物。在需要调整机械抓手12的抓取角度时，转向单元13控制水平齿轮盘的转动，从而带动机械臂11的转动。当然，在其他实施例中，只要机械臂11能随机械抓手12的转动而转动，都在本发明的保护范围内。接着参看图5，优选地，机械抓手12采用仿生机械手10，以六足昆虫为外形，并按照袋装物料的长度和宽度采用一款三对抓手的夹持器，三对抓手可以保证货物受力相对均匀，不会发生因重心偏移而导致的货物坠落现象。根据袋装物料的可塑性，爪部为由镂空式夹持板连接而成，在抓取过程中物料可以漏入镂空板内以增加阻力防止货物的滑落。
可以理解，本实施例中的横向平移部的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部固连，第一竖向支撑架2的下端部与第一水平滑轨1滑动连接，第二竖向支撑架4的下端部与第二水平滑轨3滑动连接，升降单元14内设有空腔，升降单元14的上端部与横向平移部滑动连接，升降单元14的下端部设有中心通孔，机械手10包括机械臂11以及机械抓手12，机械臂11套设于中心通孔中，机械臂11可在空腔中沿中心通孔伸缩移动，转向单元13套设于机械臂11中并与机械抓手12固连，转向单元13可绕机械臂11旋转，用以控制机械抓手12的转动。该机械搬运装置能够水平直线移动，升降单元14能够调整机械手10的高度，转向单元13也能够调整机械手10的抓取角度，能实现任意方位抓取货物，自动化程度高、整体机械结构简单，在降低制造成本的同时，又减少了人力成本，增加整体的工作效率。
进一步地，升降单元14内设有第二驱动电机(图中未标出)、高度采集单元(图中未标出)以及第二控制单元(图中未标出)，控第二制单元响应于高度采集单元采集的机械抓手12与货物之间的距离，控制第二驱动电机驱动机械臂11作升降运动，以使机械抓手12能够抓取货物。
为防止第一竖向支撑架2在直线滑动平移时脱离第一水平滑轨1，以及第二竖向支撑架4在直线滑动平移时脱离第二水平滑轨3，进一步地，第一水平滑轨1的两端设有限位块5，用以对第一竖向支撑架2进行限位，第二水平滑轨3的两端设有限位块5，用以对第二竖向支撑架4进行限位。
优选地，本实施例中的第一竖向支撑架2以及第二竖向支撑架4均包括支撑基座15以及支撑梁16，支撑基座15的高度小于限位块5的高度，支撑梁16通过螺栓或焊接固定在支撑基座上，用以增加机械手10抓取货物后移动时的稳定性。支撑梁16的高度可根据货车的高度不同而做调整。
进一步地，横向平移部包括第一横梁6、第二横梁7以及横向滑动基座8；第一横梁6的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部螺栓连接，第二横梁7的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部螺栓连接，横向滑动基座8的上端部滑动设置于第一横梁6以及第二横梁7上，横向滑动基座8可在第一横梁6的横梁杆以及第二横梁7的横梁杆上横向滑动，横向滑动基座8的下端部与升降单元14的上端部固连。优选地，第一横梁6的长度以及第二横梁7的长度可根据货车的宽度不同而进行调整，采用双梁结构能够增加横梁的强度。
可以理解，本实施例中的第一横梁6的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部螺栓连接，第二横梁7的两端分别与第一竖向支撑架2的上端部以及第二竖向支撑架4的上端部螺栓连接，当第一横梁6的长度以及第二横梁7的长度小于货车车身的宽度时，可以取下螺栓来更换第一横梁6以及第二横梁7。
其中，第一横梁6与第一竖向支撑架2之间设有加强筋9，第一横梁6、第一竖向支撑架2以及加强筋9组成三角形；第一横梁6与第竖向支撑架4之间设有加强筋9，第一横梁6、第二竖向支撑架4以及加强筋9组成三角形，第二横梁7与第一竖向支撑架2之间设有加强筋9，第二横梁7、第一竖向支撑架2以及加强筋9组成三角形，第二横梁7与第二竖向支撑架4之间设有加强筋9，第二横梁7、第二竖向支撑架4以及加强筋9组成三角形。
可以理解，本实施例中的第一横梁6与第一竖向支撑架2之间设有加强筋9，第一横梁6、第一竖向支撑架2以及加强筋9组成三角，第一横梁6与第二竖向支撑架4之间设有加强筋9，第一横梁6、第二竖向支撑架4以及加强筋9组成三角形，第二横梁7与第一竖向支撑架2之间设有加强筋9，第二横梁7、第一竖向支撑架2以及加强筋9组成三角形，第二横梁7与第二竖向支撑架4之间设有加强筋9，第二横梁7、第二竖向支撑架4以及加强筋9组成三角形。采用加强筋9能够加强整体结构的稳定性。
具体地工作过程为：货车首先停在第一横梁6以及第二横梁7的下方，调整第一横梁6的长度以及第二横梁7的长度，调整第一竖向支撑架2的高度以及第二竖向支撑架4的高度，控制机械手10对货物进行抓取，第一控制单元根据高度采集单元采集的机械抓手12与货物之间的高度，驱动控制机械臂11的伸缩长度；以及第二控制单元根据角度采集单元采集的机械抓手12与货物之间的角度信息，驱动控制机械抓手12的旋转角度，正确将货物抓取。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种机械搬运装置，其特征在于，包括横向平移部、第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖向支撑架、第二竖向支撑架、机械手、转向单元以及升降单元；
所述横向平移部的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及所述第二竖向支撑架的上端部固连；
所述第一竖向支撑架的下端部与所述第一水平滑轨滑动连接；
所述第二竖向支撑架的下端部与所述第二水平滑轨滑动连接；
所述升降单元内设有空腔，所述升降单元的上端部与所述横向平移部滑动连接，所述升降单元的下端部设有中心通孔；
所述机械手包括机械臂以及机械抓手，所述机械臂套设于所述中心通孔中，所述机械臂可在所述空腔中沿所述中心通孔伸缩移动；
所述转向单元套设于所述机械臂中并与所述机械抓手固连，所述转向单元可绕所述机械臂旋转，用以控制所述机械抓手的转动。
2.如权利要求1所述的机械搬运装置，其特征在于，所述第一水平滑轨的两端设有限位块，用以对所述第一竖向支撑架进行限位；
所述第二水平滑轨的两端设有所述限位块，用以对所述第二竖向支撑架进行限位。
3.如权利要求1所述的机械搬运装置，其特征在于，所述横向平移部包括第一横梁、第二横梁以及横向滑动基座；
所述第一横梁的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接；
所述第二横梁的两端分别与所述第一竖向支撑架的上端部以及第二竖向支撑架的上端部螺栓连接；
所述横向滑动基座的上端部滑动设置于所述第一横梁以及所述第二横梁上，所述横向滑动基座可在所述第一横梁的横梁杆以及所述第二横梁的横梁杆上横向滑动；
所述横向滑动基座的下端部与所述升降单元的上端部固连。
4.如权利要求2或3所述的机械搬运装置，其特征在于，所述第一横梁与所述第一竖向支撑架之间设有加强筋，所述第一横梁、所述第一竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第一横梁与所述第二竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第一横梁、所述第二竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第二横梁与所述第一竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第二横梁、所述第一竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形；
所述第二横梁与所述第二竖向支撑架之间设有所述加强筋，所述第二横梁、所述第二竖向支撑架以及所述加强筋组成三角形。
5.如权利要求1所述的机械搬运装置，其特征在于，所述机械抓手为仿生机械手。
6.如权利要求5所述的机械搬运装置，其特征在于，所述机械抓手的抓部镂空。
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