CN109972844B - 臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备 - Google Patents

臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备，包括牵引部件及套设于软管外部的弹性元件，所述弹性元件沿软管的轴向伸缩，且所述弹性元件的顶部固定于臂架末端；所述牵引部件包括滑轮和牵引绳，所述滑轮设置于弹性元件的上方，所述牵引绳缠绕滑轮设置，其两端分别固定于弹性元件的底部，通过牵引绳在垂直方向上拉动弹性元件用于实现软管的转动控制。本发明通过在软管外面套设弹性元件，再控制滑轮操纵牵引绳在两个垂直的方向上拉动弹性元件的方式来实现软管的万向转动控制，代替了操作手人工的推力动作来解决臂架末端软管位置的精细化动作控制问题，具有操控性好、安全性高的优点。

Description

臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送 设备
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种及臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备。
背景技术
混凝土泵车是一种能够实现混凝土定点布料的工程机械，其主要包括底盘、臂架系统和布料机构，布料机构的终端连接一条软管(俗称“象鼻子”)，软管下垂，混凝土通过软管下落到浇筑位置。
当前混凝土泵车的臂架随动功能虽然解决了臂架位置的小动作微调的控制问题，但是它的实现需要一个操作手用手牵引臂架末端软管才能实现，而且这个操作手需要用很大的力去推动“象鼻子”，当臂架运动时，操作手也存在人身安全的问题。
故此，如何提供提供一种安全性较高、操控较为方便的臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备，成了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种臂架末端软管牵引装置、控制方法、软体机器人及混凝土泵送设备，可解决现有技术操作手软管作业时费力且存在安全隐患的缺陷。
一方面，本发明提供了一种臂架末端软管装置，包括牵引部件及套设于软管外部的弹性元件，所述弹性元件沿软管的轴向伸缩，且所述弹性元件的顶部固定于臂架末端；所述牵引部件包括滑轮和牵引绳，所述滑轮设置于弹性元件的上方，所述牵引绳缠绕滑轮设置，其两端分别固定于弹性元件的底部，通过牵引绳在垂直方向上拉动弹性元件用于实现软管的转动控制。
进一步地，所述牵引绳的两端分别固定于所述弹性元件底部相对称的位置。
进一步地，所述滑轮的数量为两个，一个滑轮上牵引绳的两端分别固定于弹性元件底部相对称的位置(A,A’)，另一个滑轮上牵引绳的两端分别固定在AA’的垂直连接线与弹性元件底部的交叉点(B,B’)上。
进一步地，所述滑轮的数量为四个、六个、八个或更多个，所述牵引绳数量与滑轮数量相同。
进一步地，所述弹性元件为螺旋弹簧；和/或，所述牵引绳为钢丝绳。
另一方面，本发明还提供了一种软体机器人，用于控制臂架末端软管的运动，其特征在于，包括驱动机构和其上任一项所述的牵引装置，所述驱动机构与滑轮连接，通过控制滑轮的转向和速度，用于实现弹性元件在垂直方向上的伸缩。
进一步地，所述软体机器人还包括用于控制驱动机构动作的遥控装置，所述遥控装置通过无线信号与驱动机构相连。
再一方面，本发明还提供了一种臂架末端软管位置的控制方法，通过其上所述的软体机器人控制臂架末端软管运动，具体步骤为：
在臂架末端软管外套设弹性元件，弹性主体的顶部固定于臂架末端；
通过驱动机构驱动滑轮转动，进而带动牵引绳动作，弹性元件在垂直方向上发生位移变化，致使软管底部在水平方向上发生位移偏差，实现软管的转动控制。
进一步地，所述牵引绳的两端分别固定于所述弹性元件底部相对称的位置，当滑轮顺时针转动时，左边的牵引绳拉紧，右边的牵引绳放松，引起左边的弹性元件轴向压缩，右边的弹性元件轴向拉伸，此时，软管底部向左运动；反之，当滑轮逆时针转动时，软管底部向右边运动。
最后，本发明还提供了一种混凝土泵送设备，包括底盘，所述底盘上设置有多节折叠臂架、相邻所述臂架之间设置有用于臂架伸展的动力装置，所述臂架末端设置有其上所述的软体机器人，所述软体机器人用于控制臂架末端软管的位置。
进一步地，所述驱动机构为液压马达，所述液压马达的油路与末端臂架动力装置的油路相通；或，所述驱动机构为电机
综上所述，本发明通过在软管外面套设弹性元件，再控制滑轮操纵牵引绳在两个垂直的方向上拉动弹性元件的方式来实现软管的万向转动控制，代替了操作手人工的推力动作来解决臂架末端软管位置的精细化动作控制问题，具有操控性好、省力且安全性高的优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的臂架末端软管牵引装置的结构简图；
图2为本发明臂架末端软管牵引装置中螺旋弹簧受力与软管运动方向的一状态示意图；
图3为本发明臂架末端软管牵引装置中螺旋弹簧受力与软管运动方向的另一状态示意图；
图4为本发明一实施例牵引绳端部固定于螺旋弹簧底部时的位置关系图。
其中：1-软管、2-螺旋弹簧、3-滑轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“水平”、“竖直”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明公开了一种臂架末端软管1牵引装置，该牵引装置包括牵引部件及套设于软管1外部的弹性元件，该弹性元件优选为螺旋弹簧2且沿软管1的轴向伸缩，其顶部固定于臂架末端，具体地，牵引部件包括滑轮3和牵引绳，滑轮3设置于螺旋弹簧2的上方，牵引绳缠绕滑轮3设置，其两端分别固定于弹性元件的底部，通过牵引绳在垂直方向上拉动弹性元件用于实现软管1的转动控制。即本发明在软管1外面套设弹性元件，弹性元件的顶部固定在臂架末端，通过在两个垂直的方向上拉动弹性元件的方式来实现软管1的万向转动控制。需要说明的是，前述牵引绳优选为钢丝绳。
在进一步的技术方案中，本发明中钢丝绳的两端分别固定于弹性元件底部相对称的位置。图2为本发明臂架末端软管牵引装置中螺旋弹簧弹力与软管运动方向的状态示意图。如图2所示，左边的螺旋弹簧2轴向压缩，右边的螺旋弹簧2轴向拉伸，软管1向左运动，此时，即左边钢丝绳拉紧，右边钢丝绳放松，滑轮3为顺时针转动。图3为本发明臂架末端软管牵引装置中螺旋弹簧弹力与软管运动方向的另一状态示意图。如图3所示，右边的螺旋弹簧2轴向压缩，左边的螺旋弹簧2轴向拉伸，软管1向右运动，此时，即右边钢丝绳拉紧，左边钢丝绳放松，滑轮3为逆时针转动。
具体地，本发明中滑轮3的数量优选为两个，一个滑轮3上牵引绳的两端分别固定于螺旋弹簧2底部相对称的位置(A,A’)，另一个滑轮3上牵引绳的两端分别固定在AA’的垂直连接线与螺旋弹簧2底部的交叉点(B,B’)上，即A、A’、B、B’四个固定点呈90度角度分布于螺旋弹簧2底部安装面上。具体参见图4。图4即为本发明中滑轮3数量为两个时，其上牵引绳端部固定于螺旋弹簧底部时的位置关系图。通过上述两个滑轮3实现了两个垂直方向上的拉力控制。需要说明的是，本发明中滑轮3的数量亦可为四个、六个、八个或更多个，同时，牵引绳数量始终与滑轮3数量相同。
另一方面，本发明还提供了一种用于控制臂架末端软管1运动的软体机器人，包括驱动机构和其上所述的牵引装置，该驱动机构与滑轮3连接，通过控制滑轮3的转向和速度，用于实现弹性元件在垂直方向上的伸缩，进而控制软管1实现万向的转动，代替操作手人工的推力动作来解决臂架末端位置的精细化动作控制问题。需要说明的是，当滑轮3的数量为两个时，驱动机构的数量优选为两个，两个驱动机构分别控制两个滑轮3的转向和速度，提供弹性元件的转动力并控制转动方向。该驱动机构优选但不仅限于电机，其他能够控制滑轮3转向和速度的动力装置如液压马达等亦在本发明的保护范围内。
在进一步的技术方案中，上述软体机器人还包括用于控制驱动机构动作的遥控装置，该遥控装置通过无线信号与驱动机构相连。操控方便，降低了作业的危险性。
再一方面，本发明还提供了一种臂架末端软管位置的控制方法，具体通过其上所述的软体机器人控制臂架末端软管1运动，具体分为以下步骤：
在臂架末端软管1外套设弹性元件，弹性主体的顶部固定于臂架末端；
通过驱动机构驱动滑轮3转动，进而带动牵引绳动作，弹性元件在垂直方向上发生位移变化，致使软管1底部在水平方向上发生位移偏差，实现软管1的转动控制。
优选地，本方法中牵引绳的两端分别固定于弹性元件底部相对称的位置，当滑轮3顺时针转动时，左边的牵引绳拉紧，右边的牵引绳放松，引起左边的弹性元件轴向压缩，右边的弹性元件轴向拉伸，此时，软管1底部向左运动；反之，当滑轮3逆时针转动时，软管1底部向右边运动。
最后，本发明还公开了一种混凝土泵送设备，包括底盘，底盘上设置有多节折叠臂架、相邻臂架之间设置有用于臂架伸展的动力装置，臂架末端设置有其上所述的软体机器人，该软体机器人用于控制臂架末端软管1的位置。需要说明的是，当上述驱动机构优选为液压马达时，该液压马达的油路与末端臂架动力装置的油路相通。
综上所述，本发明具有如下优点：
(1)通过在软管1外面套设弹性元件，在两个垂直的方向上拉动弹性元件的方式来实现软管1的万向转动控制；
(2)采用一对滑轮3装置来实现两个垂直方向上的拉力控制，比较省力；
(3)通过螺旋弹簧2底部安装面上四个呈90度角度分布的固定点采用钢丝绳在螺旋弹簧2轴向拉动的方式来控制螺旋弹簧2的万向运动，操作方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种臂架末端软管牵引装置，其特征在于，包括牵引部件及套设于软管外部的弹性元件，所述弹性元件沿软管的轴向伸缩，且所述弹性元件的顶部固定于臂架末端；所述牵引部件包括滑轮和牵引绳，所述滑轮设置于弹性元件的上方，所述牵引绳缠绕滑轮设置，其两端分别固定于弹性元件的底部，通过牵引绳在垂直方向上拉动弹性元件用于实现软管的转动控制；
所述牵引绳的两端分别固定于弹性元件底部相对称的位置，当滑轮顺时针转动时，左边的牵引绳拉紧，右边的牵引绳放松，引起左边的弹性元件轴向压缩，右边的弹性元件轴向拉伸，此时，软管底部向左运动；反之，当滑轮逆时针转动时，软管底部向右边运动。
2.根据权利要求1所述的臂架末端软管牵引装置，其特征在于，所述滑轮的数量为两个，一个滑轮上牵引绳的两端分别固定于弹性元件底部相对称的位置(A,A’)，另一个滑轮上牵引绳的两端分别固定在AA’的垂直连接线与弹性元件底部的交叉点(B,B’)上。
3.根据权利要求1所述的臂架末端软管牵引装置，其特征在于，所述滑轮的数量为四个、六个、八个或更多个，所述牵引绳数量与滑轮数量相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的臂架末端软管牵引装置，其特征在于，所述弹性元件为螺旋弹簧；和/或，所述牵引绳为钢丝绳。
5.一种软体机器人，用于控制臂架末端软管的运动，其特征在于，包括驱动机构和权利要求1至4中任一项所述的臂架末端软管牵引装置，所述驱动机构与滑轮连接，通过控制滑轮的转向和速度，用于实现弹性元件在垂直方向上的伸缩。
6.根据权利要求5所述的软体机器人，其特征在于，还包括用于控制驱动机构动作的遥控装置，所述遥控装置通过无线信号与驱动机构相连。
7.一种臂架末端软管位置的控制方法，其特征在于，通过权利要求5至6中任一项所述的软体机器人控制臂架末端软管运动，具体步骤为：
在臂架末端软管外套设弹性元件，弹性主体的顶部固定于臂架末端；
通过驱动机构驱动滑轮转动，进而带动牵引绳动作，弹性元件在垂直方向上发生位移变化，致使软管底部在水平方向上发生位移偏差，实现软管的转动控制。
8.一种混凝土泵送设备，包括底盘，所述底盘上设置有多节折叠臂架、相邻所述臂架之间设置有用于臂架伸展的动力装置，其特征在于，所述臂架末端设置有权利要求5至6中任一项所述的软体机器人，所述软体机器人用于控制臂架末端软管的位置。
9.根据权利要求8所述的混凝土泵送设备，其特征在于，所述驱动机构为液压马达，所述液压马达的油路与末端臂架动力装置的油路相通；或，所述驱动机构为电机。
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