CN110630065B - 一种轮胎夹持机械臂 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎夹持机械臂，属于机械式立体停车设备技术领域。包括滑道、两个对称设置的拉动板、两对称夹臂、平动装置及摆动装置，所述拉动板一端置于滑道的滑道槽内连接平动装置，夹臂连接端和滑道的导向轨道两端部上均带有接触时配合连接的摆动装置，通过平动装置带动两夹臂平行移动，移动到滑道的导向轨道两端时，通过摆动装置带动夹臂摆动。本发明实现了在一个动力源的作用下，实现机械手臂的平动夹持和摆动展开两个运动过程；结构简单、可靠性好，在同样的运动和输出力需求下，便于降低结构的高度。

Description

一种轮胎夹持机械臂
技术领域
本发明属于机械式立体停车设备技术领域，特别是涉及一种用于夹轮式汽车搬运器的轮胎夹持机械臂。
背景技术
汽车搬运器是智能机械式立体停车设备中的核心组成部分，主要包括抱轮式、夹轮式和梳齿式几种主要类型，其中抱轮式采用机械臂摆动的方式实现轮胎夹持，夹轮式采用先摆动后平动的方式实现轮胎夹持，梳齿式搬运器是采用梳齿架交换的方式实现搬运。夹轮式搬运器由于适应性好、对轮胎损伤小、结构简单、稳定性好，是较理想的汽车搬运方式。无论是抱轮式、夹轮式，还是梳齿式搬运器，其厚度一般都大于170mm以上，设备所需的层高较高，并且汽车入口结构复杂、平整度差，影响了用户使用的舒适度。
发明内容
针对上述存在的技术问题，提供一种超薄的轮胎夹持机械臂，用于夹轮式汽车搬运器。它通过一个动力源，实现了机械臂的夹持和摆动两种运动过程，结构简单，高度低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种轮胎夹持机械臂，包括滑道、两个对称设置的拉动板、两对称夹臂、平动装置及摆动装置，所述拉动板一端置于滑道的滑道槽内连接平动装置，夹臂连接端和滑道的导向轨道两端部上均带有接触时配合连接的摆动装置，通过平动装置带动两夹臂平行移动，移动到滑道的导向轨道两端时，通过摆动装置带动夹臂摆动。
进一步地，所述滑道一端带有滑道槽，另一端带有导向轨道，在滑道槽和导向轨道间为连接部，导向轨道为在连接部的端部反向滑道槽槽口侧开有的L型开口槽，在连接部靠近L型开口槽两端部均设置有啮合齿，所述啮合齿在夹臂平动到此处时与夹臂配合传动连接；所述滑道槽用于容置平动装置的左旋丝杠和右旋丝杠，在滑道槽远离连接部的一侧开有容置链条的链条槽。
进一步地，所述滑道槽的长度大于导向轨道长度，滑道槽两端均伸出导向轨道的长度大于等于拉动板平动的宽度。
进一步地，所述拉动板一端置于滑道槽内，其上带有与左旋丝杠或右旋丝杠配合连接的螺母，另一端带有与夹臂连接的轴孔。
进一步地，所述拉动板包括滑块、联动板、托板、支撑板和限位柱，所述联动板一端连接滑块，另一端连接托板，托板和联动板及滑块间连接支撑板，在联动板一侧，托板和滑块间形成间隔槽，使拉动板安装时，其托板置于导向轨道上方，在拉动板端部的联动板和托板一角上对应位置开有轴孔，在端部联动板和托板间设置有限制夹臂转动角度的限位柱。
进一步地，所述平动装置包括伺服电机、两个传动链轮Ⅰ、两个传动链轮Ⅱ、传动链、左旋丝杠和右旋丝杠，所述伺服电机的输出轴上安装两个传动链轮Ⅰ，所述左旋丝杠和右旋丝杠对称安装在滑道槽内，所述两个传动链轮Ⅱ分别安装在左旋丝杠和右旋丝杠上，两个传动链轮Ⅰ分别通过传动链连接两个传动链轮Ⅱ，与左旋丝杠和右旋丝杠配合连接的螺母分别连接在两个拉动板上，两组传动链轮同步转动，带动左旋丝杠和右旋丝杠同时转动，驱动拉动板相向或反向移动。
进一步地，所述摆动装置是在夹臂一端带有连接板，导向轨道两端带有啮合齿，通过拉动板驱动夹臂平动到导向轨道端部时，其上连接板与导向轨道的啮合齿啮合传动，带动夹臂摆动90度收缩。
进一步地，所述夹臂通过一端设置的连接板连接拉动板，另一端为自由端，随拉动板平动及摆动，完成轮胎夹持、张开及收缩动作；两夹臂与轮胎接触的侧面带有多个滚轮。
进一步地，所述连接板上靠近轮胎夹持侧带有与拉动板上轴孔连接的转轴，另一侧带有导向轮轴，其上连接沿导向轨道顶端的直线段滚动的导向轮，沿转轴外周1/4弧面带有与滑道的的啮合齿Ⅰ配合的啮合齿Ⅱ，当夹臂平动到接近导向轨道两端位置时，连接板上的啮合齿Ⅱ与滑道上的啮合齿Ⅰ啮合传动，在拉动板的推动下，夹臂旋转摆动，此时，导向轮离开导向轨的直线段，沿导向轨道顶端的曲线段滚动，所述导向轮沿曲线段的运行轨迹与两啮合齿啮合摆动的轨迹相吻合。
进一步地，所述夹臂的啮合齿Ⅱ与夹臂导向轮位于不同高度的平面内，实现啮合与导向同时作用于夹臂上。
本发明的有益效果为：
本发明通过设置平动和摆动装置，实现了在一个动力源的作用下，实现机械手臂的平动夹持和摆动展开两个运动过程；结构紧凑、可靠性好，在同样的运动和输出力需求下，便于降低结构的高度。
附图说明
图1为本发明机械手臂的整体结构图。
图2为图1中的滑道结构示意图，其中图2-1为滑道主视图，图2-2为图2-1的左视图。
图3为图1中的夹臂结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为图1中的拉动板的立体结构示意图。
图6为图5的平面结构示意图。
图7为图1的透视图。
图8-1、8-2、8-3为本发明机械手臂平移、转动及收回过程示意图。
图中：1.伺服电机，2-1.传动链轮Ⅰ，2-2传动链轮Ⅱ，3.左旋丝杠，4.右旋丝杠，5.滑道，51.连接部，6.拉动板，61.滑块，62.联动板，63.支撑板，64.间隔槽，65.孔，7.夹臂，71.滚轮，8.链条槽，9.滑道槽，10.啮合齿Ⅰ，11.导向轨道，12.转轴，13.啮合齿Ⅱ，14.导向轮轴，15.连接板，16.导向轮，17.限位柱，18.托板，19.轴孔，20.压板，21.固定架，22.滚轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1所示，本发明一种轮胎夹持机械臂，包括滑道5、两个对称设置的拉动板6、两对称夹臂7、平动装置及摆动装置，所述拉动板6一端置于滑道5的滑道槽9内连接平动装置，夹臂7连接端和滑道5的导向轨道11两端部上均带有接触时配合连接的摆动装置，通过平动装置带动两夹臂7平行移动，移动到滑道5的导向轨道11两端时，通过摆动装置带动夹臂7摆动。
如图2所示，所述滑道5一端带有滑道槽9，另一端带有导向轨道11，在滑道槽9和导向轨道11间为连接部51，导向轨道11为在连接部51的端部相对滑道槽9槽口侧开有的L型开口槽，在连接部51靠近L型开口槽两端部均设置有啮合齿10，所述啮合齿10在夹臂7平动到此处时与夹臂7配合传动连接；所述滑道槽9用于容置平动装置的左旋丝杠3和右旋丝杠4，在滑道槽9远离连接部51的一侧开有容置链条的链条槽8。本例中的伺服电机1通过安装架21固定在滑道5的滑道槽9外侧。在滑道槽9的带有链条槽8的侧部还设置有压板20，保证拉动板6在滑道槽9的范围内运动。
如图1、图2所示，所述滑道槽9的长度大于导向轨道11长度，滑道槽9两端均伸出导向轨道11的长度大于等于拉动板6平动的宽度，即L1≥L2。
如图1所示，所述拉动板6一端置于滑道槽9内，其上带有与左旋丝杠3或右旋丝杠4配合连接的螺母，另一端带有与夹臂7连接的轴孔19。
如图5-图7所示，所述拉动板6包括滑块61、联动板62、托板18、支撑板63和限位柱17，所述联动板62一端为滑块61，两者形成一体结构，另一端连接托板18，托板18和联动板62及滑块61间连接支撑板63，在联动板62一侧，托板18和滑块61间形成间隔槽64，使拉动板6安装时，其托板18置于导向轨道11上方，在拉动板6端部的联动板62和托板18一角上对应位置开有轴孔19，在端部联动板62和托板18间设置有限制夹臂7转动角度的限位柱17，即所述限位柱17的限位端与夹臂7的连接板15一端相接触；在滑块61上开有孔65，用于安装与左旋/右旋丝杠配合的螺母。其中托板18和支撑板63为一体连接结构，两者相互垂直连接。
所述拉动板6在与夹臂7的连接端的托板18对夹臂7起到支撑作用；所述限位柱17实现了两夹臂7在平移打开以后维持其打开状态，在受到轮胎的作用力时，不会被改变。
如图1所示，所述平动装置包括伺服电机1、两个传动链轮Ⅰ2-1、两个传动链轮Ⅱ2-2、传动链、左旋丝杠3和右旋丝杠4，所述伺服电机1的输出轴上安装两个传动链轮Ⅰ2-1，所述左旋丝杠3和右旋丝杠4对称安装在滑道槽9内，所述两个传动链轮Ⅱ2-2分别安装在左旋丝杠3和右旋丝杠4上，两个传动链轮Ⅰ2-1分别通过传动链连接两个传动链轮Ⅱ2-2，与左旋丝杠3和右旋丝杠4配合连接的螺母分别连接在两个拉动板6的滑块61上，在伺服电机1的驱动下，两组传动链轮通过传动链带动同步转动，进而带动左旋丝杠3和右旋丝杠4同时转动，驱动拉动板6相向或反向移动。其中的左旋丝杠3和右旋丝杠4均是通过轴承座安装在滑道槽11内。
如图1、图3、图4、图8所示，所述摆动装置是在夹臂7一端带有连接板15，导向轨道11两端带有啮合齿10，通过拉动板6驱动夹臂7平动到导向轨道11端部时，其上连接板15上的啮合齿Ⅱ13与导向轨道11的啮合齿Ⅰ10啮合传动，带动夹臂7摆动90度收缩。
所述夹臂7通过一端设置的连接板15连接拉动板6，另一端为自由端，随拉动板6平动及摆动，完成轮胎夹持、张开及收缩动作；两夹臂7与轮胎接触的侧面带有多个滚轮71；所述滚轮采用胶轮，防止损伤轮胎。
所述连接板15上靠近轮胎夹持侧带有与拉动板6上轴孔19连接的转轴12，另一侧带有导向轮轴14，其上连接沿导向轨道11顶端的直线段a滚动的导向轮16，沿转轴12外周1/4弧面带有与滑道5的啮合齿Ⅰ10配合的啮合齿Ⅱ13，当夹臂7平动到接近导向轨道11两端位置时，连接板15上的啮合齿Ⅱ13与滑道5上的啮合齿Ⅰ10啮合传动，在拉动板6的推动下，夹臂7旋转运动，此时，导向轮16离开导向轨道11的直线段a，沿导向轨道11顶端的曲线段b滚动，所述导向轮16沿曲线段b的运行轨迹与两啮合齿啮合摆动的轨迹相吻合。
所述夹臂7的啮合齿Ⅱ13与夹臂导向轮16位于不同高度的平面内，夹臂导向轮16沿导向轨道11运动，夹臂啮合齿Ⅱ13与滑道的啮合齿10啮合传动，导向轮16的运行轨迹在啮合齿Ⅱ13的运行轨迹下方，通过两者共同运行来来实现啮合与导向能够同时作用于夹臂7上。
本发明的使用过程，如图8所示：
本发明在夹持轮胎后张开两夹臂7时，通过伺服电机1驱动两拉动板6分别沿左旋丝杠3和右旋丝杠4反向运动，带动两夹臂7同时反向运动，松开夹持的轮胎，当夹臂7处于张开位置时，夹臂7上的导向轮16与滑道5的导向轨道11相接触，防止夹臂7向收合方向的摆动，而拉动板6上的限位柱17，防止了夹臂7向夹持方向的摆动，保证了夹臂7处于张开状态。
当夹臂7滑行到接近滑道5的两端时，与夹臂转轴12同轴的啮合齿Ⅱ13与滑道5的啮合齿Ⅰ10相互啮合，在拉动板6的拉动作用下，夹臂7在平动的同时实现以转轴12为圆心的摆动运动，夹臂7旋转90度收合，整个机械臂停止运行。
夹臂7的张开过程为闭合过程的反向运动。
机械臂的收合状态，即两夹臂7与滑道5的导向轨道11平行。
在需要搬运汽车，夹持汽车轮胎时，即为两夹臂7的闭合过程，由伺服电机1驱动两拉动板6分别沿左旋丝杠3和右旋丝杠4相向运动，带动两夹臂7同时相向运动，夹持汽车轮胎。

Claims (6)

1.一种轮胎夹持机械臂，其特征在于：包括滑道、两个对称设置的拉动板、两对称夹臂、平动装置及摆动装置，所述两个拉动板置于一个滑道内，拉动板一端置于滑道的滑道槽内连接平动装置，夹臂连接端和滑道的导向轨道两端部上均带有接触时配合连接的摆动装置，通过平动装置带动两夹臂平行移动，移动到滑道的导向轨道两端时，通过摆动装置带动夹臂摆动；
所述滑道一端带有滑道槽，另一端带有导向轨道，在滑道槽和导向轨道间为连接部，导向轨道为在连接部的端部反向滑道槽槽口侧开有的L型开口槽，在连接部靠近L型开口槽两端部均设置有啮合齿Ⅰ，所述啮合齿Ⅰ在夹臂平动到此处时与夹臂配合传动连接；所述滑道槽用于容置平动装置的左旋丝杠和右旋丝杠，在滑道槽远离连接部的一侧开有容置链条的链条槽；所述拉动板一端置于滑道槽内，其上带有与平动装置的左旋丝杠或右旋丝杠配合连接的螺母，另一端带有与夹臂连接的轴孔；
所述摆动装置是在夹臂一端带有连接板，连接板通过转轴连接拉动板，所述连接板上带有与导向轨道两端的啮合齿Ⅰ配合的啮合齿Ⅱ，通过拉动板驱动夹臂平动到接近导向轨道端部时，所述连接板与导向轨道的啮合齿啮合传动，带动夹臂摆动90度收缩；
所述拉动板包括滑块、联动板、托板、支撑板和限位柱，所述联动板一端连接滑块，另一端连接托板，托板和联动板及滑块间连接支撑板，在联动板一侧，托板和滑块间形成间隔槽，使拉动板安装时，其托板置于导向轨道上方，在拉动板端部的联动板和托板一角上对应位置开有轴孔，在端部联动板和托板间设置有限制夹臂转动角度的限位柱；其中托板和支撑板为一体连接结构，两者相互垂直连接。
2.根据权利要求1所述轮胎夹持机械臂，其特征在于：所述滑道槽的长度大于导向轨道长度，滑道槽两端均伸出导向轨道的长度大于等于拉动板平动的宽度。
3.根据权利要求1所述轮胎夹持机械臂，其特征在于：所述平动装置包括伺服电机、两个传动链轮Ⅰ、两个传动链轮Ⅱ、传动链、左旋丝杠和右旋丝杠，所述伺服电机的输出轴上安装两个传动链轮Ⅰ，所述左旋丝杠和右旋丝杠对称安装在滑道槽内，所述两个传动链轮Ⅱ分别安装在左旋丝杠和右旋丝杠上，两个传动链轮Ⅰ分别通过传动链连接两个传动链轮Ⅱ，与左旋丝杠和右旋丝杠配合连接的螺母分别连接在两个拉动板上，两组传动链轮同步转动，带动左旋丝杠和右旋丝杠同时转动，驱动拉动板相向或反向移动。
4.根据权利要求1或3所述轮胎夹持机械臂，其特征在于：所述夹臂通过一端设置的连接板连接拉动板，另一端为自由端，随拉动板平动及摆动，完成轮胎夹持、张开及收缩动作；两夹臂与轮胎接触的侧面带有多个滚轮。
5.根据权利要求3所述轮胎夹持机械臂，其特征在于：所述连接板上靠近轮胎夹持侧带有与拉动板上轴孔连接的转轴，另一侧带有导向轮轴，其上连接沿导向轨道顶端的直线段滚动的导向轮，沿转轴外周1/4弧面设置的啮合齿Ⅱ，与滑道的啮合齿Ⅰ配合传动，当夹臂平动到接近导向轨道两端位置时，连接板上的啮合齿Ⅱ与滑道上的啮合齿Ⅰ啮合传动，在拉动板的推动下，夹臂旋转摆动，此时，导向轮离开导向轨的直线段，沿导向轨道顶端的曲线段滚动，所述导向轮沿曲线段的运行轨迹与两啮合齿啮合摆动的轨迹相吻合。
6.根据权利要求5所述轮胎夹持机械臂，其特征在于：所述夹臂的啮合齿Ⅱ与夹臂导向轮位于不同高度的平面内，实现啮合与导向同时作用于夹臂上。
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