CN109879077B - 一种可爬阶梯式自动装卸货装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，包括：控制系统、叉料运货组件、活塞组件、车轮驱动组件和底座；控制系统用于驱动叉料运货组件和/或车轮驱动组件进行水平直线运动，还用于驱动活塞组件进行活塞运动；叉料运货组件通过活塞组件与底座连接，活塞组件用于带动叉料运货组件和/或底座进行竖直直线运动；车轮驱动组件与底座转动连接，构成转动副，且车轮驱动组件转动所构成的面与水平面垂直。本发明实施例提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，能够在运输货物的过程中，完成车厢或阶梯的自动爬升或降落。

Description

一种可爬阶梯式自动装卸货装置

技术领域

本发明涉及智能电表运输技术领域，尤其涉及一种可爬阶梯式自动装卸货装置。

背景技术

现有电表检验普遍以人工检定方式为主，无法满足大规模开展智能电表改造的需要，必须建设集中检测中心，通过实现全自动检定，提高检定效率。

现有的计量检定中心库前区采用人工装卸货，如需将智能电表存入储藏库，则需要提前将智能电表放入周转箱中，然后人工将其搬运上运输车送至储藏库前，最后完成存放。通常运输车的车厢高度是高于水平地面的，工作人员将周装箱搬运进车厢需要耗费大量人力，导致智能电表运输存储过程存在工作效率低下的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，能够在运输货物的过程中，完成车厢或阶梯的自动爬升或降落。

本发明提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，包括：控制系统、叉料运货组件、活塞组件、车轮驱动组件和底座；

所述控制系统用于驱动所述叉料运货组件和/或所述车轮驱动组件进行水平直线运动，还用于驱动所述活塞组件进行活塞运动；

所述叉料运货组件通过所述活塞组件与所述底座连接，所述活塞组件用于带动所述叉料运货组件和/或所述底座进行竖直直线运动；

所述车轮驱动组件与所述底座转动连接，构成转动副，且所述车轮驱动组件转动所构成的面与水平面垂直。

优选地，所述叉料运货组件包括：箱体、叉杆和第一驱动轮；

所述箱体的正面固定连接有所述叉杆，所述叉杆用于支撑货物；

所述箱体的背面通过所述活塞组件与所述底座连接；

所述第一驱动轮设置于所述箱体的底部。

优选地，所述叉杆的顶部具有空槽，所述空槽内设置有液压装置，所述液压装置用于驱动与所述空槽的尺寸相匹配的托板进行竖直直线运动。

优选地，所述叉杆的底部设置有第一从动轮。

优选地，所述箱体的侧面设置有视觉检测系统，且所述视觉检测系统与所述控制系统通信连接。

优选地，所述控制系统设置于所述箱体内。

优选地，所述活塞组件包括：液压缸和液压杆；

所述液压缸固定连接于所述箱体的背面，所述液压杆固定连接于所述底座上，所述液压杆嵌套于所述液压缸中。

优选地，所述车轮驱动组件包括：车轮架、第二驱动轮和第二从动轮；

所述第二驱动轮通过转轴与所述车轮架的第一端的侧面连接，所述车轮架的所述第一端的侧面与所述底座转动连接；

所述第二从动轮通过转向架与所述车轮架的第二端连接。

优选地，所述车轮架的所述第一端的侧面与所述底座之间通过齿轮啮合。

优选地，所述车轮架的所述第一端的侧面为一转动轮盘。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，包括：控制系统、叉料运货组件、活塞组件、车轮驱动组件和底座；控制系统用于驱动叉料运货组件和/或车轮驱动组件进行水平直线运动，还用于驱动活塞组件进行活塞运动；叉料运货组件通过活塞组件与底座连接，活塞组件用于带动叉料运货组件和/或底座进行竖直直线运动；车轮驱动组件与底座转动连接，构成转动副，且车轮驱动组件转动所构成的面与水平面垂直。本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置中，可以先以底座为转动中心将车轮驱动组件进行旋转，使得车轮驱动组件呈倾斜状态，然后以车轮驱动组件为基础，通过活塞组件升高叉料运货组件，并令车轮驱动组件进行移动，使得所述叉料运货组件进入车厢，接着再以叉料运货组件为基础，通过活塞组件升高车轮驱动组件，再令叉料运货组件进行移动，使得整个装置完整地进入车厢中，完成货物的车厢自动爬升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的叉料运货组件的一个结构示意图；

图3为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的叉料运货组件的另一结构示意图；

图4为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的车轮驱动组件的一个结构示意图；

图5为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的车轮驱动组件的另一结构示意图；

图6为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第一示意图；

图7为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第二示意图；

图8为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第三示意图；

图9为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第四示意图；

图10为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第五示意图；

图11为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第六示意图；

图12为本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢的第七示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，能够在运输货物的过程中，完成车厢或阶梯的自动爬升或降落。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种可爬阶梯式自动装卸货装置，包括：控制系统、叉料运货组件1、活塞组件、车轮驱动组件2和底座3。

控制系统用于驱动叉料运货组件1和/或车轮驱动组件2进行水平直线运动，还用于驱动活塞组件进行活塞运动。

叉料运货组件1通过活塞组件与底座3连接，活塞组件用于带动叉料运货组件1和/或底座3进行竖直直线运动。

车轮驱动组件2与底座3转动连接，构成转动副，且车轮驱动组件2转动所构成的面与水平面垂直。

本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置中，可以先以底座3为转动中心将车轮驱动组件2进行旋转，使得车轮驱动组件2呈倾斜状态，然后以车轮驱动组件2为基础，通过活塞组件升高叉料运货组件1，并令车轮驱动组件2进行移动，使得所述叉料运货组件1进入车厢，接着再以叉料运货组件1为基础，通过活塞组件升高车轮驱动组件2，再令叉料运货组件1进行移动，使得整个装置完整地进入车厢中，完成货物的车厢自动爬升。

更进一步地，请参阅图2和图3，叉料运货组件1包括：箱体11、叉杆12和第一驱动轮13。

箱体11的正面固定连接有叉杆12，叉杆12用于支撑货物。具体的，箱体11与叉杆12可以为一体成型，叉杆12可以从箱体11的底部延伸出，进而可以伸入料车底部将货物托起或放下。

箱体11的背面通过活塞组件与底座3连接。

第一驱动轮13设置于箱体11的底部，为整个叉料运货组件1提供动力。

更进一步地，叉杆12的顶部具有空槽，空槽内设置有液压装置15，液压装置15用于驱动与空槽的尺寸相匹配的托板16进行竖直直线运动。可以理解的是，托板16可以在液压装置15的作用下进行升降，进而将货物上升或一定高度，以便在叉料运货组件1贴地运行时抬起货物避免货物与地面接触。

更进一步地，叉杆12的底部通常设置有第一从动轮14，第一从动轮14可以与第一驱动轮13共同令整个叉料运货组件1的运动更加稳定。

更进一步地，为了使装置的整体结构更加严谨，控制系统通常可以设置于箱体11内。且箱体11的侧面设置有视觉检测系统，且视觉检测系统与控制系统通信连接，具体的，视觉检测系统包括两个摄像头51，分别设置在箱体11的两侧，形成双目视觉识别系统，探测周围环境并实时反馈控制系统进行路径导航及位置精确识别。视觉检测系统还包括两个红外测距传感器52，分别安置在箱体11两侧，进行距离探测并与影像数据进行融合，使检测系统更为精确。

更进一步地，箱体11上还可以设置有与控制系统通信连接的人机交互系统，包括：触摸显示屏53安装于箱体11顶部，可显示装置运行参数及工作状况，方便工作人员了解，并且带有操作界面可实现装置的运行控制。人机交互系统还包括工作状态显示灯54，放置在装置顶部，在装置故障或遇突发情况时进行报警及警示人员。人机交互系统还包括急停按钮55，置于装置顶部，在突发情况下紧急制动装置。

更进一步地，活塞组件包括：液压缸41和液压杆42。

液压缸41固定连接于箱体11的背面，液压杆42固定连接于底座3上，液压杆42嵌套于液压缸41中。需要说明的是，液压杆42和液压缸41组成了活塞组件，二者都可以进行升降活动，如液压杆42固定，液压缸41进行竖直方向上的直线运动，此时，车轮驱动组件2固定不动，叉料运货组件1在液压缸41的带动下进行上升，又如液压缸41固定，液压杆42进行竖直方向上的直线运动，此时，叉料运货组件1固定不动，车轮驱动组件2在液压杆42的带动下进行上升，当然，也可以液压杆42和液压缸41同时进行运动。

更进一步地，如图4和图5所示，车轮驱动组件2包括：车轮架21、第二驱动轮22和第二从动轮23。

第二驱动轮22通过转轴与车轮架21的第一端的侧面26连接，车轮架21的第一端的侧面26与底座3转动连接。第二从动轮23通过转向架24与车轮架21的第二端连接，转向架24起到固定支撑第二从动轮23的作用，并将伺服电机25的转向传递到第二从动轮23，从而实现装置的转弯换向。

更进一步地，车轮架21的第一端的侧面26与底座3之间可以通过齿轮啮合，且车轮架21的第一端的侧面26可以为一转动轮盘。需要说明的是，底座3上安装有伺服电机31，伺服电机31的输出端连接小齿轮32，小齿轮32与大齿轮53啮合构成齿轮副，齿轮副可以传递伺服电机31的动力使车轮架21旋转。由于车轮架21的第一端的侧面26为一转动轮盘，该转动轮盘的一面与大齿轮53固定连接，另一面与第二驱动轮22之间通过转轴和轴承连接，因此，底座3和车轮架21之间形成转动副，当转动轮盘被伺服电机31带动进行旋转时，进而将第二从动轮23抬起，但并不影响第二驱动轮22的车轮轴的转动。可以理解的是，第二驱动轮22上设置有驱动电机，为整个装置提供主要的驱动力。车轮架24上设置有伺服电机25，可以通过控制转动角度控制第二从动轮23的转向。

在本实施例中，控制系统作为整个装置的控制核心，其可以在用户通过人机交互系统输入的指令下，对各个部件实现控制，如第一驱动轮和第二驱动轮的驱动电机、活塞组件、伺服电机等等。

以上是对本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置的结构的一个实施例进行的具体说明，以下将对该装置的具体工作过程进行进一步的介绍。

如图6至图12所示，本发明提供的一种可爬阶梯式自动装卸货装置运货爬入车厢：

(1)视觉检测系统识别车厢位置及物料位置，通过传感器自识别车厢高度，根据车厢高度控制活塞组件运行抬升叉料运货组件的高度到适合位置；

(2)第二驱动轮运行推动装置前进，直到叉料运货组件的叉杆上的第一从动轮进入车厢为止，此时底座上的伺服电机运行，通过齿轮副小齿轮和大齿轮啮合传动带动车轮架抬起；

(3)第二驱动轮运行推动装置前进，直到叉料运货组件的第一驱动轮完全进入车厢为止；

(4)运行活塞组件，此时以叉料运货组件为基础抬升车轮驱动组件，抬升第二驱动轮至车厢高度；

(5)叉料运货组件的第一驱动轮运行提供动力，使装置前行，直至第二驱动轮进入车厢内部后停止；

(6)底座上的伺服电机运行，通过齿轮副小齿轮和大齿轮啮合传动带动车轮架下降接触车厢底面，第二驱动轮运行驱动装置前行。

(7)到达物料需放置的指定位置后，叉料运货组件的托板在液压装置的驱动作用下下降，放下货物。

为方便说明，装置运货退出车厢的过程可以视为进入车厢的逆过程，其示意图可以参考图6至图12，但示意图的顺序为图12开始，至图6结束：

(1)视觉检测系统识别车厢出口位置，由叉料运货组件的第一驱动轮运行提供动力，使装置后退，在第二驱动轮退出车厢内部后停止；

(2)此时底座3上的伺服电机运行，通过齿轮副小齿轮和大齿轮啮合传动带动车轮架抬起；

(3)运行活塞组件，此时以叉料运货组件为基础下降车轮驱动组件，待第二驱动轮降至地面为止；

(4)第二驱动轮运行提供动力，使装置后退一定距离，使叉料运货组件的第一从动轮不离开车厢，且车轮架有空间可以放下；

(5)底座上的伺服电机运行，通过齿轮副小齿轮和大齿轮啮合传动带动车轮架下降接触地面；

(6)第二驱动轮运行驱动装置继续后退，直到叉料运货组件的叉杆上的第一从动轮离开车厢；

(7)运行活塞组件，此时以车轮驱动组件为基础下降叉料运货组件至一定高度，装置即可正常运行运送货物离开。

本发明技术方案具有下述明显优点：

(1)本发明采用了双目视觉识别系统，并建立了多传感器信息融合的检测系统，对环境识别及物料、车厢定位有较高准确度，为装置的智能化实现提供了基础；

(2)本发明设置有人机交互界面，以工控机为平台搭建控制系统，使装置的运行状态直观显示，并可以随时进行干预控制，对于物料运输现场的管控起到了方便快捷的作用。

(3)本发明采用分体式设计，主要分为上下两部分，两部分之间使用液压装置连接，可以实现两部分互为基础抬升。当底部为基础时，可通过液压装置抬升上部的叉杆，当以上部的叉杆运货组件为基础时又可通过液压装置来拉升底部驱动组件。

(4)本发明设计了双驱动模式，分别为底部驱动组件的驱动后轮和上部叉杆运货组件的临时驱动轮，其中底部驱动组件的驱动后轮为主要驱动部件，在正常行进过程中担当动力输出部件；而上部叉杆运货组件的临时驱动轮仅在爬升车厢或台阶时提供驱动力，主要是弥补驱动后轮抬升过程腾空无法提供动力的缺陷。

(5)本发明的驱动组件车轮架可以通过齿轮机构调整旋转，其可旋转特点可以缩减装置的长度尺寸，提高了空间的利用率。此外，旋转的车轮架在水平状态时保证了运货装置的平衡，使其靠前的重心得以保证支撑；旋转的车轮架在旋转抬升的状态时主要用于装置爬升过程中为叉料运货组件完整进入下一级阶梯提供空间。

(6)本发明虽然设置有多组轮，但是轮系之间在转弯过程中并不会产生干涉。装置驱动轮分别为驱动后轮和运货组件临时驱动轮，转向轮为驱动组件前轮，而叉杆前端从动轮仅提供支撑作用。装置在转弯时，液压装置会抬升叉料运货组件一定高度，此时只用驱动组件的4个轮接地，装置可正常转向。

(7)本发明的攀爬方式极为特殊，主要分为两个步骤，首先抬升运货组件使其前轮接触下一级阶梯，然后转动车轮架以便运货组件的临时驱动轮也接触下一级阶梯，此时抬升底部车轮架，在由临时驱动轮提供动力直到驱动后轮接触阶梯后放下车轮架即可运行。该攀爬方式保证了货物在稳定运输过程中爬升车厢或阶梯。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种可爬阶梯式自动装卸货装置，其特征在于，包括：控制系统、叉料运货组件、活塞组件、车轮驱动组件和底座；

所述控制系统用于驱动所述叉料运货组件和/或所述车轮驱动组件进行水平直线运动，还用于驱动所述活塞组件进行活塞运动；

所述叉料运货组件通过所述活塞组件与所述底座连接，所述活塞组件用于带动所述叉料运货组件和/或所述底座进行竖直直线运动；

所述车轮驱动组件与所述底座转动连接，构成转动副，且所述车轮驱动组件转动所构成的面与水平面垂直；

所述叉料运货组件包括：箱体、叉杆和第一驱动轮；

所述箱体的正面固定连接有所述叉杆，所述叉杆用于支撑货物；

所述箱体的背面通过所述活塞组件与所述底座连接；

所述第一驱动轮设置于所述箱体的底部；

所述活塞组件包括：液压缸和液压杆；

所述液压缸固定连接于所述箱体的背面，所述液压杆固定连接于所述底座上，所述液压杆嵌套于所述液压缸中；

所述车轮驱动组件包括：车轮架、第二驱动轮和第二从动轮；

所述第二驱动轮通过转轴与所述车轮架的第一端的侧面连接，所述车轮架的所述第一端的侧面与所述底座转动连接；

所述第二从动轮通过转向架与所述车轮架的第二端连接；

所述车轮架的所述第一端的侧面与所述底座之间通过齿轮啮合；

所述车轮架的所述第一端的侧面为一转动轮盘。

2.根据权利要求1所述的可爬阶梯式自动装卸货装置，其特征在于，所述叉杆的顶部具有空槽，所述空槽内设置有液压装置，所述液压装置用于驱动与所述空槽的尺寸相匹配的托板进行竖直直线运动。

3.根据权利要求2所述的可爬阶梯式自动装卸货装置，其特征在于，所述叉杆的底部设置有第一从动轮。

4.根据权利要求3所述的可爬阶梯式自动装卸货装置，其特征在于，所述箱体的侧面设置有视觉检测系统，且所述视觉检测系统与所述控制系统通信连接。

5.根据权利要求4所述的可爬阶梯式自动装卸货装置，其特征在于，所述控制系统设置于所述箱体内。