CN110733810A - 基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，涉及垃圾转运技术领域。包括底座、用于抓取所述垃圾桶的夹爪、用于调整所述夹爪在水平方向位置的平移支架、用于调整所述夹爪在竖直方向位置的大臂和小臂、用于调整所述夹爪的初始开合程度的切换臂，所述底座和所述垃圾转运车的底盘固定连接，所述平移支架和所述底座滑动连接，所述平移支架的滑动方向设置为垂直于所述垃圾转运车的前进方向，所述平移支架和所述大臂转动连接，所述大臂和所述小臂转动连接，所述小臂和所述切换臂转动连接，所述切换臂和所述夹爪转动连接。本发明能够解决现有的转运车工作效率低、工作强度高的问题。

Description

基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手

技术领域

本发明涉及垃圾转运技术领域，具体涉及一种基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手。

背景技术

随着城市化的进展，城镇垃圾处理量急剧增加，现阶段垃圾转运车在城市环保运输过程中已经是不可缺少的一个专用设备。现在国内市场上的垃圾转运车工作时需要两人以上进行协助作业，一名司机操控车辆其他人进行挂桶操作。另外在高温、雨雪等复杂天气时工作强度会增大，相对于每日巨大的垃圾产生量，现有的转运车存在工作效率低、工作强度高的问题。

为解决上述问题，专利号为201810801798.8公开的名为一种竖向折叠垃圾桶自动夹持举升臂的中国专利，包括抓手臂，所述抓手臂两侧分别铰接连接有夹持杆。虽然实现了对垃圾桶的全自动夹取、倾倒，不需要驾驶员反复下车，但是夹持举升臂只能够在竖直方向移动，无法实现水平方方向的移动，在垃圾桶和垃圾转运车之间距离较大情况无法实现对垃圾桶的夹取。

另外，专利号为201821228761.2公开的名为一种油漆桶机械抓手的中国专利，虽然采用双杆液压缸实现抱紧油漆桶，能够对不同尺寸的油漆桶进行抱紧，但是导杆占用空间过大，导致机械抓手过宽。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，能够解决现有的转运车工作效率低、工作强度高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，包括底座、用于抓取所述垃圾桶的夹爪、用于调整所述夹爪在水平方向位置的平移支架、用于调整所述夹爪在竖直方向位置的大臂和小臂、用于调整所述夹爪的初始开合程度的切换臂，所述底座和所述垃圾转运车的底盘固定连接，所述平移支架和所述底座滑动连接，所述平移支架的滑动方向设置为垂直于所述垃圾转运车的前进方向，所述平移支架和所述大臂转动连接，所述大臂和所述小臂转动连接，所述小臂和所述切换臂转动连接，所述切换臂和所述夹爪转动连接，在所述小臂固定连接有销轴座，所述切换臂的一端通过销轴和所述销轴座转动连接，在所述小臂铰接有第二油缸，所述第二油缸的输出轴和所述切换臂铰接，以驱动所述切换臂绕所述销轴转动，在所述切换臂远离所述销轴的一端固定连接有第二旋转缸，所述第二旋转缸的输出轴固定连接所述夹爪的端部，以驱动对称设置的两个所述夹爪相对转动。

优选的技术方案，在所述底座设置有平移轨道，所述平移轨道的延伸方向设置为垂直于所述垃圾转运车的前进方向，在所述平移支架的底部转动连接有滚轮，所述滚轮沿所述平移轨道滚动。

进一步优选的技术方案，在所述底座固定连接有直齿条，所述直齿条平行所述平移轨道设置，在所述平移支架的底部固定连接有平移马达，在所述平移马达的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合。

优选的技术方案，在所述平移支架固定连接有轴承支架，在所述大臂设置有第一转轴，所述第一转轴通过圆锥滚子轴承和所述轴承支架转动连接，在所述平移支架铰接有第一油缸，所述第一油缸的输出轴和所述大臂铰接，以驱动所述大臂绕所述第一转轴转动。

优选的技术方案，在所述小臂设置有第二转轴，所述小臂通过所述第二转轴和所述大臂转动连接，在所述大臂固定连接有第一旋转缸，所述第一旋转缸的输出轴和所述小臂固定连接，以驱动所述小臂绕所述第二转轴转动。

优选的技术方案，所述夹爪包括方管部、薄壁部和固定部，所述方管部在所述薄壁部的外侧壁设置，所述方管部沿所述薄壁部的延伸方向延伸，所述固定部在所述夹爪朝向第二旋转缸的一端设置，在所述薄壁部的内侧壁覆盖有橡胶皮层。

本发明公开一种基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，具有以下优点：

处于起始位置能够减少机械手在垃圾转运车内占用的空间，从而提高垃圾转运车的紧凑程度；另外，处于起始位置的机械手完全收纳在垃圾转运车内，有利于避免垃圾转运车行驶过程机械手受到意外撞击，从而提高机械手的使用寿命。

机械手由起始位置向垃圾转运车的侧面滑动，并通过大臂和小臂顺时针转动到达抓取位置，能够增加机械手的作业覆盖距离，便于机械手抓取远距离位置的垃圾桶。

大臂和小臂逆时针转动到达上桶位置，能够实现垃圾桶内垃圾的完倾倒，在倾倒作业完成后，大臂顺时针转动和小臂逆时针转动，并跟随平移支架向垃圾转运车内部滑动回到起始位置。

在抓取位置调整夹爪的初始开合程度达到切换抓取大桶小桶的目的，提高夹爪对不同尺寸的垃圾桶的夹取能力，以避免垃圾桶尺寸过大导致夹爪无法完全抱紧垃圾桶而导致抓取失败。通过第二油缸和切换臂配合，使用转动的方式调整夹爪的初始开合程度，有利于减少第二油缸和切换臂占用的空间，使得机械手的结构更加紧凑

通过平移马达驱动平移支架沿底座内的平移轨道往复移动，便于机械手在初始位置、抓取位置以下桶位置之间进行切换，从而提高机械手在垃圾转运车内的灵活程度。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例在起始位置的示意图；

图2是本发明实施例在抓取位置的示意图；

图3是本发明实施例在上桶位置的示意图；

图4是本发明实施例中机械手的立体图；

图5是本发明实施例中底座的立体图；

图6是本发明实施例中平移支架的立体图；

图7是本发明实施例中大臂的立体图；

图8是本发明实施例中小臂的立体图；

图9是本发明实施例中切换臂和夹爪的装配图；

图10是本发明实施例中切换臂的立体图；

图11是本发明实施例中夹爪的立体图；

图12是本发明实施例中夹爪的俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图11所示，本发明实施例所述基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，包括底座1、用于抓取所述垃圾桶04的夹爪6、用于调整所述夹爪6在水平方向位置的平移支架2、用于调整所述夹爪6在竖直方向位置的大臂3和小臂4、用于调整所述夹爪6的初始开合程度的切换臂5。

具体的，所述底座1和所述垃圾转运车01的底盘固定连接，所述平移支架2和所述底座1滑动连接，所述平移支架2的滑动方向设置为垂直于所述垃圾转运车01的前进方向，所述平移支架2和所述大臂3转动连接，所述大臂3和所述小臂4转动连接，所述小臂4和所述切换臂5转动连接，所述切换臂5和所述夹爪6转动连接。

本发明具有如图1所示的起始位置，起始位置用于收纳机械手03。处于起始位置能够减少机械手03在垃圾转运车01内占用的空间，从而提高垃圾转运车01的紧凑程度；另外，处于起始位置的机械手03完全收纳在垃圾转运车01内，有利于避免垃圾转运车01行驶过程机械手03受到意外撞击，从而提高机械手03的使用寿命。

本发明具有如图2所示的抓取位置，抓取位置用于机械手03抓取垃圾桶04。机械手03由起始位置向垃圾转运车01的侧面滑动，并通过大臂3和小臂4顺时针转动到达抓取位置，能够增加机械手03的作业覆盖距离，便于机械手03抓取远距离位置的垃圾桶04。

本发明具有如图3所示的上桶位置，上桶位置用于机械手03倾倒垃圾。大臂3和小臂4逆时针转动到达上桶位置，能够实现垃圾桶04内垃圾的完倾倒，在倾倒作业完成后，大臂3顺时针转动和小臂4逆时针转动，并跟随平移支架2向垃圾转运车01内部滑动回到起始位置。

为了在抓取位置调整夹爪6的初始开合程度，可以在所述小臂4固定连接有销轴座42，所述切换臂5的第一端51通过销轴和所述销轴座42转动连接，在所述小臂4通过第三铰接座43铰接有第二油缸44，所述第二油缸44的输出轴和所述切换臂5的第四铰接座53铰接，以驱动所述切换臂5绕所述销轴转动，在所述切换臂5远离所述销轴的第二端52固定连接有第二旋转缸61，所述第二旋转缸61的输出轴固定连接所述夹爪6的端部，以驱动对称设置的两个所述夹爪6相对转动。

在抓取位置调整夹爪6的初始开合程度达，即两个所述夹爪6之间的夹角α，到切换抓取大桶或小桶的目的，提高夹爪6对不同尺寸的垃圾桶04的夹取能力，以避免垃圾桶04尺寸过大导致夹爪6无法完全抱紧垃圾桶04而导致抓取失败。通过第二油缸44和切换臂5配合，使用转动的方式调整夹爪6的初始开合程度，有利于减少第二油缸44和切换臂5占用的空间，使得机械手03的结构更加紧凑。

为了引导机械手03调整在垃圾转运车01的相对位置，可以在所述底座1设置有平移轨道11，所述平移轨道11的延伸方向设置为垂直于所述垃圾转运车01的前进方向，在所述平移支架2的底部转动连接有滚轮21，所述滚轮21沿所述平移轨道11滚动。

为了驱动机械手03在垃圾转运车01的侧面移动，可以在所述底座1固定连接有直齿条12，所述直齿条12平行所述平移轨道11设置，在所述平移支架2的底部的平移马达安装座22固定连接有平移马达，在所述平移马达的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮和所述直齿条12啮合。

通过平移马达驱动平移支架2沿底座1内的平移轨道11往复移动，便于机械手03在初始位置、抓取位置以下桶位置之间进行切换，从而提高机械手03在垃圾转运车01内的灵活程度。

为了驱动大臂3相对平移支架2转动，可以在所述平移支架2固定连接有轴承支架23，在所述大臂3设置有第一转轴31，所述第一转轴31通过圆锥滚子轴承32和所述轴承支架23转动连接，在所述平移支架2通过第一铰接座24铰接有第一油缸，所述第一油缸的输出轴和所述大臂3的第二铰接座33铰接，以驱动所述大臂3绕所述第一转轴31转动。

为了驱动小臂4相对大臂3转动，可以在所述小臂4设置有第二转轴41，所述小臂4通过所述第二转轴41和所述大臂3转动连接，在所述大臂3固定连接有第一旋转缸34，所述第一旋转缸34的输出轴和所述小臂4固定连接，以驱动所述小臂4绕所述第二转轴41转动。

为了提高夹爪6的强度，所述夹爪6包括方管部64、薄壁部62和固定部63，所述方管部64在所述薄壁部62的外侧壁设置，所述方管部64沿所述薄壁部62的延伸方向延伸，所述固定部63在所述夹爪6朝向第二旋转缸的一端设置，在所述薄壁部62的内侧壁覆盖有橡胶皮层。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (6)

1.基于垃圾转运车的垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：包括底座、用于抓取所述垃圾桶的夹爪、用于调整所述夹爪在水平方向位置的平移支架、用于调整所述夹爪在竖直方向位置的大臂和小臂、用于调整所述夹爪的初始开合程度的切换臂，所述底座和所述垃圾转运车的底盘固定连接，所述平移支架和所述底座滑动连接，所述平移支架的滑动方向设置为垂直于所述垃圾转运车的前进方向，所述平移支架和所述大臂转动连接，所述大臂和所述小臂转动连接，所述小臂和所述切换臂转动连接，所述切换臂和所述夹爪转动连接，在所述小臂固定连接有销轴座，所述切换臂的一端通过销轴和所述销轴座转动连接，在所述小臂铰接有第二油缸，所述第二油缸的输出轴和所述切换臂铰接，以驱动所述切换臂绕所述销轴转动，在所述切换臂远离所述销轴的一端固定连接有第二旋转缸，所述第二旋转缸的输出轴固定连接所述夹爪的端部，以驱动对称设置的两个所述夹爪相对转动。

2.根据权利要求1所述垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：在所述底座设置有平移轨道，所述平移轨道的延伸方向设置为垂直于所述垃圾转运车的前进方向，在所述平移支架的底部转动连接有滚轮，所述滚轮沿所述平移轨道滚动。

3.根据权利要求2所述垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：在所述底座固定连接有直齿条，所述直齿条平行所述平移轨道设置，在所述平移支架的底部固定连接有平移马达，在所述平移马达的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合。

4.根据权利要求1所述垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：在所述平移支架固定连接有轴承支架，在所述大臂设置有第一转轴，所述第一转轴通过圆锥滚子轴承和所述轴承支架转动连接，在所述平移支架铰接有第一油缸，所述第一油缸的输出轴和所述大臂铰接，以驱动所述大臂绕所述第一转轴转动。

5.根据权利要求1所述垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：在所述小臂设置有第二转轴，所述小臂通过所述第二转轴和所述大臂转动连接，在所述大臂固定连接有第一旋转缸，所述第一旋转缸的输出轴和所述小臂固定连接，以驱动所述小臂绕所述第二转轴转动。

6.根据权利要求1所述垃圾桶抓取用机械手，其特征在于：所述夹爪包括方管部、薄壁部和固定部，所述方管部在所述薄壁部的外侧壁设置，所述方管部沿所述薄壁部的延伸方向延伸，所述固定部在所述夹爪朝向第二旋转缸的一端设置，在所述薄壁部的内侧壁覆盖有橡胶皮层。

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