CN110733107A - 一种用于水泥电杆生产的移动平台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水泥电杆生产的移动平台及其控制方法，属于大型移动抓取设备领域，包括移动平台底座、平台行走轮传送装置、横梁支架、移动平台横梁、工装夹具、夹头、升降机构、升降链条、导槽、移动平台行走导轨和控制装置。通过特制的工装夹具由安装于平台顶部的两台起升装置控制其起升及下降，完成工件的放置及抓取等动作；在平台两侧门架上设置导槽，工装夹具两端的滑块在左右两侧的导槽内上下滑动，确保工件在上升、下降以及随平台水平移动时不发生摆动，使工件和工位准确对位。每个工位上也设置相应导槽和平台导槽相互对齐，在工装夹具放置或抓取工件时起到定位作用。

Description

一种用于水泥电杆生产的移动平台及其控制方法

技术领域

本发明涉及大型移动抓取设备领域，尤其涉及一种用于水泥电杆生产的移动平台及其控制方法。

背景技术

水泥电杆制造过程中，钢筋笼、模具、成品电杆等，长度一般为15米、12米、10米大尺寸的工件的搬运，需要借助龙门吊车或行吊等起重设备进行。传统吊车需要司机和起重指挥现场操作，往往存在工件吊运时行车停点定位不准确、工件空间位置状态不稳定、起升/落位精度差等问题，较难满足自动化生产的需求。因此需要设计一种满足水泥电杆抓取，又能满足移动和精准定位的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水泥电杆生产的移动平台及其控制方法，解决现有水泥电杆起升或者落位时精度差的技术问题。

一种用于水泥电杆生产的移动平台，包括移动平台底座、平台行走轮传动装置、横梁支架、移动平台横梁、工装夹具、夹头、升降机构、升降链条、导槽、移动平台行走导轨和控制装置，

所述移动平台行走导轨安装于厂区地面内，设置在水泥电杆蒸养池的两侧，移动平台行走导轨全线安装有齿条，移动平台行走导轨用于供平台行走轮行走装置的移动和定位，所述平台行走轮行走导装置设置在移动平台底座的底部，用于带动移动平台移动和停止，移动平台底座带动平台行走轮行走导装置在轨道上行走，同时带动与齿条相配合的齿轮，所述横梁支架固定在移动平台底座顶部，所述移动平台横梁横跨固定在两个横梁支架的顶部，所述导槽设置在横梁支架的内侧，所述升降机构设置在移动平台横梁上，所述工装夹具设置在移动平台横梁的底部，并通过升降链条与升降机构连接，工装夹具的两端均套在导槽内，所述夹头设置在工装夹具的底部，所述控制装置分别与平台行走轮传送装置、升降机构和夹头控制连接。

进一步地，所述水泥电杆蒸养池包括蒸养池，所述蒸养池内相间设置有若干个槽钢支架，槽钢支架与槽钢支架之间形成蒸养仓，所述蒸养仓的两端有下导槽，所述蒸养仓的顶端设置有舱盖，蒸养仓内设置或者可放置有水泥电杆模具，所述舱盖上设置有电动缸，所述电动缸与外部控制系统接，所述舱盖的底部设置有耐热橡胶与电磁吸附器，耐热橡胶与电磁吸附器的电磁吸附器与外部控制系统通电控制连接。

进一步地，所述蒸养池设置为地面下沉的矩形井结构，侧壁使用混凝土浇注而成；

耐热橡胶与电磁吸附器包括耐热橡胶和电磁吸附器，所述耐高温橡胶设置于舱盖底部周围一圈，防止热量散失，所述电磁吸附器设置于舱盖底部四个角落，当舱盖需要打开时，电磁吸附器断开电源失去吸附力。

进一步地，所述蒸养池的侧壁与槽钢支架上均设置有隔墙，所述隔墙使用保温隔热材料制作而成，隔墙蒸养池的侧壁等高；

蒸养池内水泥电杆模具的列数n，按水泥电杆模具外侧设置的跑轮的数量m，在蒸养池内竖直设置m*n对槽钢支架，对水泥电杆模具进行定位放置.

进一步地，本发明还设置若干个传感器，安装在横梁、横梁支架、工装夹具的底部等位置，用于本移动平台移动位置定位、移动速度测定、升降机构上下位移定位、工装夹具状态监测、工装夹具任务完成状态监测等，所述传感器包括超声波收发器、电磁感应器、光电信号收发器、检测电路和无线发射电路，所述若干传感器与控制器连接。

进一步地，所述传感器设置在导槽的底部，用于移动平台车移动位置的定位。

进一步地，所述夹头的个数为若干个，夹头等间距设置在工装夹具底部，用于抓取水泥杆。

一种用于水泥电杆生产的移动平台的控制方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：控制装置控制平台行走轮传送装置启动，带动移动平台移动；

步骤2：当移动平台移动到水泥电杆蒸养池上，先是导槽底部的光电信号发射器使水泥电杆蒸养池最前端的下导槽顶端的光电信号接收器接收经过无线传给控制装置；

步骤3：控制装置控制平台行走轮传送装置停止，导槽与下导槽相对，超声波传感器检测工装夹具底部与水泥杆顶部的距离，然后传给控制装置，控制装置根据距离判断是否有水泥电杆模具，如果有进入下一步，如果没有返回步骤1；

步骤4：控制装置控制升降机构放下工装夹具，工装夹具沿着下导槽放下，同时在放下的同时，超声波传感器实时检测工装夹具底部与水泥电杆顶部的距离传给控制装置，当达到设定距离时，升降机构停止，控制装置控制夹头抓取水泥杆；

步骤5：控制装置控制升降机构提升，将水泥杆放到相应的位置。

进一步地，所述步骤2中，导槽前端一侧的光电信号发射器先发射信号，下导槽顶端的前端一侧光电信号接收器先接收到光电信号发射器的信号，然后传给控制装置，控制装置控制平台行走轮传送装置减速，当导槽前端一侧的光电信号发射器发射的信号给下导槽顶端的后端一侧光电信号接收器接收时，控制装置控制平台行走轮传送装置停止，精准定位。

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明通过特制的工装夹具由安装于平台顶部的两台起升装置控制其起升及下降，完成工件的放置及抓取等动作；在平台两侧门架上设置导槽，工装夹具两端的滑块在左右两侧的导槽内上下滑动，确保工件在上升、下降以及随平台水平移动时不发生摆动，使工件和工位准确对位。每个工位上也设置相应导槽和平台导槽相互对齐，在工装夹具放置或抓取工件时起到定位作用；同时设置光电信号接收器和光电信号发射器进行定位，使得抓取的位置更加的准确，减少了在抓取运输过程水泥杆出现碰撞损伤的情况。

附图说明

图1是本发明的移动平台整体示意图。

图2是本发明的移动平台抓取整体结构示意图。

图3是本发明的移动平台一端局部放大图。

图4是本发明移动平台底部的水泥电杆蒸养池结构示意图。

图5是本发明移动平台光电开关传感器和超声波传感器安装结构示意图。

图6是本发明光电开关发射器和光电开关接收器感应缓冲减速原理图。

图中编号：A-移动平台底座；B-平台行走轮传送装置；C-横梁支架；D-移动平台横梁；E-工装夹具；F-夹头；G-升降机构；H-升降链条；I-导槽；J-移动平台行走导轨；N-光电开关接收器；M-超声波传感器；1-蒸养池；2-舱盖；3-电动缸；4-下导槽；5-水泥电杆模具；6-槽钢支架；7-耐热橡胶与电磁吸附器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1-3所示，根据本发明的一种用于水泥电杆生产的移动平台，包括移动平台底座A、平台行走轮传送装置B、横梁支架C、移动平台横梁D、工装夹具E、夹头F、升降机构G、升降链条H、导槽I、移动平台行走导轨J和控制装置。

所述移动平台行走导轨J安装于厂区地面内，设置在水泥电杆蒸养池的两侧，移动平台行走导轨J全线安装有齿条，移动平台行走导轨J用于供平台行走轮传送装置B移动和定位。平台行走轮传送装置B设置在移动平台底座A的底部，用于带动移动平台移动和停止，移动平台底座A带动平台行走轮传送装置B在轨道上行走，同时带动与齿条相配合的齿轮。横梁支架C固定在移动平台底座A顶部，所述移动平台横梁D横跨固定在两个横梁支架C的顶部。导槽I设置在横梁支架C的内侧，所述升降机构G设置在移动平台横梁D上，所述工装夹具E设置在移动平台横梁D的底部，并通过升降链条H与升降机构G连接，工装夹具E的两端均套在导槽I内。夹头F设置在工装夹具E的底部，所述控制装置分别与平台行走轮传送装置B、升降机构G和夹头F控制连接。

移动平台底座A，移动平台底座A分别安装在平台左右两侧；电机由控制系统控制，带动行走轮在轨道上行走，同时带动与齿条相配合的齿轮，辅助相应传感器技术实现平台的准确定点停位。

平台行走轮B，安装于平台两侧支腿下方，平台行进时车轮在轨道上滚动，车轮承载了移动平台的自重及工件重量，并传递至轨道上。

支腿C，移动平台的主要受力结构，一般为门架结构。尺寸型号根据具体情况进行设计制造。

移动平台横梁D，移动平台横梁固定在支腿架顶部，具有固定移动平台和支撑升降机构作用，承担工件重量。

工装夹具E，为确保刚度及稳定性，为一体式横梁，上部通过链条与起升机构连接，两侧端头的滑块与导槽相配合，下部安装多个夹头。

夹头F，工装夹具下部夹头，通过气动或液压驱动，完成夹持动作，实现对各类工件的抓取；一般设置为多点夹持。

升降机构G，通过固定于移动平台顶部的两套升降机构，实现工装夹具的起升、落位。

升降链条H，链接移动平台顶部的两套升降机构和工装夹具，通过升降机构的带动实现定点定距起落工装夹具。

导槽I，导槽安装于移动平台的两侧，为固定装置。槽的形式、尺寸与工装夹具的两端头滑块相匹配，工装夹具夹持工件起落过程中能有效限制因震动、偏重等因素产生摇摆，同时还能消除移动平台行进过程中夹具及工件因惯性出现的摆动。导槽对应各个工位本身设置的同型号导槽串联起来，使工装夹具能延伸至各个工件位置，实现工件和工位的准确对位及抓取、放置的准确性。

平台轨道J，安装于厂区地面，为平台水平移动的承重导轨，导轨全线安装齿条，以实现平台行走机构的位移、定位。

如图4所示，所述水泥电杆蒸养池包括蒸养池1，所述蒸养池1内相间设置有若干个槽钢支架6，槽钢支架6与槽钢支架6之间形成蒸养仓。蒸养仓的两端设置有下导槽4，所述蒸养仓的顶端设置有舱盖2，蒸养仓内设置有水泥电杆模具5。舱盖2上设置有电动缸3，所述电动缸3与外部控制系统连接，所述舱盖2的底部设置有耐热橡胶与电磁吸附器7，耐热橡胶与电磁吸附器7的电磁吸附器与外部控制系统通电控制连接。

所述蒸养池1设置为地面下沉的矩形蒸养池结构，侧壁使用混凝土浇注而成。

耐热橡胶与电磁吸附器7包括耐热橡胶和电磁吸附器，所述耐高温橡胶设置于舱盖2底部周围一圈，防止热量散失，所述电磁吸附器设置于舱盖底部四个角落，当舱盖2需要打开时，电磁吸附器断开电源失去吸附力。所述蒸养池1的侧壁与槽钢支架6上均设置有隔墙，所述隔墙使用保温隔热材料制作而成，隔墙蒸养池1的侧壁等高。

蒸养池1内水泥电杆模具5的列数n，按水泥电杆模具5外侧设置的跑轮的数量m，在蒸养池1内竖直设置m*n对槽钢支架6，对水泥电杆模具6进行定位放置。

蒸养池1，混凝土结构的水泥电杆蒸养池，形式与传统蒸养池相似，建于地面±0.00以下，使用盖板封闭。

水泥电杆模具5，作为水泥电杆的载体贯穿于生产过程的浇筑、离心、蒸养各个环节；蒸养过程中水泥电杆全程置于模具内；模具上突出的圆环为跑轮。

槽钢支架6，采用槽钢制作，使模具跑轮固定在槽钢里防止移位。

导槽4，槽的形式、尺寸与工装夹具的两端头相匹配，在工装夹具出入蒸养池的过程中能起到固定运行轨迹、精准就位的作用。

隔墙，使用保温隔热材料制作的隔墙，与池壁等高，将蒸养池内的模具分隔为多个独立舱室，每一舱放置一列模具进行独立的蒸养操作。

电动缸3，固定于舱盖上部，电动缸采用自动化控制，电动缸的伸缩驱动舱盖的开闭合。

盖板连接器，用于链接两块舱盖，使得舱盖在电动缸的驱动下可以翻转。

舱盖2，位于蒸养池顶部，用于封闭各个独立舱室。边缘与池壁、隔墙贴合，舱盖与墙的接触部分设置耐高温橡胶密封条防止蒸汽外泄，同时在该区域设置磁力开关用于吸紧舱盖。舱盖通过门叠连接，两两成组，通过控制舱盖磁力开关的通断及上部电动液压缸的伸缩动作，完成舱盖的开合操作。

耐高温橡胶和电磁吸附器7，耐高温橡胶位于舱盖底部周围一圈，作用是防止热量散失，提高蒸养效率，节约能源。电磁吸附器位于舱盖底部四个角落，当一侧舱盖需打开时，电磁吸附器断开电源失去吸附力，另一侧舱盖的电磁吸附器通电使舱盖紧扣在池壁上，通过电动缸的伸缩完成舱盖的打开操作。

如图5所示，还包括光电开关装置和超声波传感器，超声波传感器设置若干个，等间距设置在工装夹具E的底部，所述光电开关装置包括光电开关发射器N、光电开关接收器M、检测电路和无线发射电路。光电开关发射器N设置在导槽I的底部，所述光电开关接收器M设置在下导槽4的顶部，光电开关接收器M经检测电路与无线发射电路，无线发射电路与控制装置连接。超声波传感器与控制装置连接，超声波传感器检测工装夹具E与底部的距离判断水泥电杆模具5是否有水泥杆或者水泥杆放置的位置。

所述光电开关接收器M设置在下导槽4两侧边的顶部上，每个侧边的顶部设置若干个光电开关接收器M，在每个导槽I两边侧边的底部均设置有光电开关发射器N。所述夹头F的个数为若干个，夹头F等间距设置在工装夹具E底部，用于抓取水泥杆。

一种用于水泥电杆生产的移动平台的控制方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：控制装置控制平台行走轮传送装置B启动，带动移动平台移动。

步骤2：当移动平台移动到水泥电杆蒸养池上，先是导槽I底部的光电开关发射器N发射信号使水泥电杆蒸养池最前端的下导槽4顶端的光电开关接收器M接收经过无线传给控制装置。

如图6所示，导槽I前端一侧的光电开关发射器N先发射信号，下导槽4顶端的前端一侧光电开关接收器M先接收到光电开关发射器N的信号，然后传给控制装置，控制装置控制平台行走轮传送装置B减速，当导槽I前端一侧的光电开关发射器N发射的信号给下导槽4顶端的后端一侧光电开关接收器M接收时，控制装置控制平台行走轮传送装置B停止，精准定位。

步骤3：控制装置控制平台行走轮传送装置B停止，导槽I与下导槽4相对，超声波传感器检测工装夹具E底部与底部的距离，然后传给控制装置，控制装置根据距离判断是否水泥电杆，如果有进入下一步，如果没有返回步骤1。

步骤4：控制装置控制升降机构G放下工装夹具E，工装夹具E沿着下导槽4放下，同时在放下的同时，超声波传感器实时检测工装夹具E底部与底部的距离传给控制装置，当达到设定距离时，升降机构G停止，控制装置控制夹头F抓取水泥杆。

步骤5：控制装置控制升降机构G提升，将水泥杆放到相应的位置。

平台上设置一种机械定位结构，配合行走系统上的导航定位系统，实现整个平台对位工件的精确定位。

通过在工装夹具端头设置滑块和门架支腿两侧导槽相互配合，使工装夹具贯通并连接移动平台两端支腿，夹具的升降轨迹被精确控制。需要抓取或放置工件的工位上也设置相同型号的导槽，该两个导槽串联起来，使夹具运动轨迹也能串联起来，夹具能准确延伸至相应工位抓取或放置工件。工装夹具通过导槽升降运动和平台连接在一起，相对移动平台的工件的震动、摇摆得以消减。

过设置导槽的方式，控制移动平台上升降工装夹具的位移轨迹。该导槽和所需抓取或放置工件的工位上的相同型号的导槽串联起来，使工装夹具的位移轨迹对齐工件所设定的位置，实现工装夹具精确抓取或放置工件，同时工件在升降或水平运动过程中相对于平台的震动、摇摆得以消减。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：包括移动平台底座(A)、平台行走轮传送装置(B)、横梁支架(C)、移动平台横梁(D)、工装夹具(E)、夹头(F)、升降机构(G)、升降链条(H)、导槽(I)、移动平台行走导轨(J)和控制装置，

所述移动平台行走导轨(J)安装于厂区地面内，设置在水泥电杆蒸养池的两侧，移动平台行走导轨(J)全线安装有齿条，移动平台行走导轨(J)用于供平台行走轮传送装置(B)移动和定位，所述平台行走轮传送装置(B)设置在移动平台底座(A)的底部，用于带动移动平台移动和停止，移动平台底座(A)带动平台行走轮传送装置(B)在轨道上行走，同时带动与齿条相配合的齿轮，所述横梁支架(C)固定在移动平台底座(A)顶部，所述移动平台横梁(D)横跨固定在两个横梁支架(C)的顶部，所述导槽(I)设置在横梁支架(C)的内侧，所述升降机构(G)设置在移动平台横梁(D)上，所述工装夹具(E)设置在移动平台横梁(D)的底部，并通过升降链条(H)与升降机构(G)连接，工装夹具(E)的两端均套在导槽(I)内，所述夹头(F)设置在工装夹具(E)的底部，所述控制装置分别与平台行走轮传送装置(B)、升降机构(G)和夹头(F)控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：所述水泥电杆蒸养池包括蒸养池(1)，所述蒸养池(1)内相间设置有若干个槽钢支架(6)，槽钢支架(6)与槽钢支架(6)之间形成蒸养仓，所述蒸养仓的两端设置有下导槽(4)，所述蒸养仓的顶端设置有舱盖(2)，蒸养仓内设置有水泥电杆模具(5)，所述舱盖(2)上设置有电动缸(3)，所述电动缸(3)与外部控制系统连接，所述舱盖(2)的底部设置有耐热橡胶与电磁吸附器(7)，耐热橡胶与电磁吸附器(7)的电磁吸附器与外部控制系统通电控制连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：所述蒸养池(1)设置为地面下沉的矩形蒸养池结构，侧壁使用混凝土浇注而成；

耐热橡胶与电磁吸附器(7)包括耐热橡胶和电磁吸附器，所述耐高温橡胶设置于舱盖(2)底部周围一圈，防止热量散失，所述电磁吸附器设置于舱盖底部四个角落，当舱盖(2)需要打开时，电磁吸附器断开电源失去吸附力。

4.根据权利要求2所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：所述蒸养池(1)的侧壁与槽钢支架(6)上均设置有隔墙，所述隔墙使用保温隔热材料制作而成，隔墙蒸养池(1)的侧壁等高；

蒸养池(1)内水泥电杆模具(5)的列数n，按水泥电杆模具(5)外侧设置的跑轮的数量m，在蒸养池(1)内竖直设置m*n对槽钢支架(6)，对水泥电杆模具(6)进行定位放置。

5.根据权利要求4所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：还包括光电开关装置和超声波传感器，超声波传感器设置若干个，等间距设置在工装夹具(E)的底部，所述光电开关装置包括光电开关发射器(N)、光电开关接收器(M)、检测电路和无线发射电路，所述光电开关发射器(N)设置在导槽(I)的底部，所述光电开关接收器(M)设置在下导槽(4)的顶部，光电开关接收器(M)经检测电路与无线发射电路，无线发射电路与控制装置连接，超声波传感器与控制装置连接，超声波传感器检测工装夹具(E)与底部的距离判断水泥电杆模具(5)是否有水泥杆或者水泥杆放置的位置。

6.根据权利要求5所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：所述光电开关接收器(M)设置在下导槽(4)两侧边的顶部上，每个侧边的顶部设置若干个光电开关接收器(M)，在每个导槽(I)两边侧边的底部均设置有光电开关发射器(N)。

7.根据权利要求6所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台，其特征在于：所述夹头(F)的个数为若干个，夹头(F)等间距设置在工装夹具(E)底部，用于抓取水泥杆。

8.根据权利要求7任意一项所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台的控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：控制装置控制平台行走轮传送装置(B)启动，带动移动平台移动；

步骤2：当移动平台移动到水泥电杆蒸养池上，先是导槽(I)底部的光电开关发射器(N)发射信号使水泥电杆蒸养池最前端的下导槽(4)顶端的光电开关接收器(M)接收经过无线传给控制装置；

步骤3：控制装置控制平台行走轮传送装置(B)停止，导槽(I)与下导槽(4)相对，超声波传感器检测工装夹具(E)底部与底部的距离，然后传给控制装置，控制装置根据距离判断是否水泥电杆，如果有进入下一步，如果没有返回步骤1；

步骤4：控制装置控制升降机构(G)放下工装夹具(E)，工装夹具(E)沿着下导槽(4)放下，同时在放下的同时，超声波传感器实时检测工装夹具(E)底部与底部的距离传给控制装置，当达到设定距离时，升降机构(G)停止，控制装置控制夹头(F)抓取水泥杆；

步骤5：控制装置控制升降机构(G)提升，将水泥杆放到相应的位置。

9.根据权利要求8所述的一种用于水泥电杆生产的移动平台的控制方法，其特征在于：所述步骤2中，导槽(I)前端一侧的光电开关发射器(N)先发射信号，下导槽(4)顶端的前端一侧光电开关接收器(M)先接收到光电开关发射器(N)的信号，然后传给控制装置，控制装置控制平台行走轮传送装置(B)减速，当导槽(I)前端一侧的光电开关发射器(N)发射的信号给下导槽(4)顶端的后端一侧光电开关接收器(M)接收时，控制装置控制平台行走轮传送装置(B)停止，精准定位。

Images