CN110815168A - 重载桁架机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重载桁架机器人包括龙门桁架，龙门桁架包括桁架轨道A、桁架轨道B，桁架轨道A与桁架轨道B间架设有机动滑轨吊梁，机动滑轨吊梁上设有吊梁轨道A、吊梁轨道B，吊梁轨道A与吊梁轨道B间架设有机动滑座，机动滑座上设有升降驱动装置，机动滑轨吊梁的下方设有夹爪装置，夹爪装置包括夹爪总成，夹爪总成的顶部设有夹爪从动齿轮，夹爪从动齿轮的芯轴向上与升降驱动装置的输出端轴向限位连接，升降驱动装置的输出端上设有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴上的主动齿轮与夹爪从动齿轮传动啮合，旋转驱动电机驱动夹爪总成旋转。本发明采用具有自动装车功能的重载桁架机器人，具有装载效率高，操作精准的特点。

Description

重载桁架机器人

技术领域

本发明涉及一种桁架机器人，特别涉及一种重载桁架机器人，属于大型桁架坐标机器人设备领域。

背景技术

在金属冶炼运用领域中，生产的金属成品，基本通过行车、叉车从生产线成品下线后装载货车发运。由于目前卡车的种类繁多，卡车内部结构不一，且卡车停车位置变化等原因，导致该领域通过自动设备完成产品货物，例如各种金属成型锭垛，发运十分困难。目前满足自动装车要求的重载桁架机器人尚属空白。

发明内容

本发明重载桁架机器人公开了新的方案，采用具有自动装车功能的重载桁架机器人，解决了现有同类方案采用人工装车作业导致产品货物装载时出现瑕疵，装载不及时、装载量超标等问题。

本发明重载桁架机器人包括龙门桁架，龙门桁架包括桁架轨道A、桁架轨道B，桁架轨道A与桁架轨道B间架设有机动滑轨吊梁，机动滑轨吊梁沿桁架轨道A、桁架轨道B往复运行，机动滑轨吊梁上设有吊梁轨道A、吊梁轨道B，吊梁轨道A与吊梁轨道B间架设有机动滑座，机动滑座沿吊梁轨道A、吊梁轨道B在桁架轨道A与桁架轨道B间往复运行，机动滑座上设有升降驱动装置，机动滑轨吊梁的下方设有夹爪装置，夹爪装置包括夹爪总成，夹爪总成的顶部设有夹爪从动齿轮，夹爪从动齿轮的芯轴向上与升降驱动装置的输出端轴向限位连接，升降驱动装置驱动夹爪装置上下往复运动，升降驱动装置的输出端上设有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴上的主动齿轮与夹爪从动齿轮传动啮合，旋转驱动电机驱动夹爪总成旋转，夹爪总成夹放、搬运货物。

进一步，本方案的夹爪总成包括顶梁框架，顶梁框架内设有夹爪驱动装置，顶梁框架的两侧设有夹放导槽，夹放导槽的一端设有夹爪部件A，夹爪部件A包括夹爪滑座A，夹爪滑座A包括设在顶梁框架下方的滑座底板A，滑座底板A的两侧设有滑座竖板A，滑座竖板A上设有若干竖板滑块A，竖板滑块A嵌入夹放导槽形成滑动连接，滑座底板A的外端上设有向下延伸的夹爪板A，夹放导槽的另一端设有夹爪部件B，夹爪部件B包括夹爪滑座B，夹爪滑座B包括设在顶梁框架下方的滑座底板B，滑座底板B的两侧设有滑座竖板B，滑座竖板B上设有若干竖板滑块B，竖板滑块B嵌入夹放导槽形成滑动连接，滑座底板B的外端上设有向下延伸的夹爪板B，滑座底板A的内端通过可伸缩机构与滑座底板B的内端连接，夹爪驱动装置驱动夹爪部件A、夹爪部件B相向运动来夹放货物。

更进一步，本方案的可伸缩机构包括铰接组合连杆A、铰接组合连杆B，铰接组合连杆A包括中间连杆A，中间连杆A的一端与滑座底板A连杆A的一端铰接，滑座底板A连杆A的另一端与滑座底板A的内端铰接，中间连杆A的另一端与滑座底板B连杆A的一端铰接，滑座底板B连杆A的另一端与滑座底板B的内端铰接，铰接组合连杆B包括中间连杆B，中间连杆B的一端与滑座底板A连杆B的一端铰接，滑座底板A连杆B的另一端与滑座底板A的内端铰接，中间连杆B的另一端与滑座底板B连杆B的一端铰接，滑座底板B连杆B的另一端与滑座底板B的内端铰接，中间连杆A的中部与中间连杆B的中部通过定位轴铰接，定位轴固定在顶梁框架的底面的中部上，夹爪驱动装置推动夹爪滑座A或夹爪滑座B通过可伸缩机构做同步相向运动。

更进一步，本方案的夹爪板A上设有夹推装置A，夹推装置A包括夹推驱动杠A，夹推驱动缸A的驱动端上设有推板A，夹爪板B上设有夹推装置B，夹推装置B包括夹推驱动杠B，夹推驱动缸B的驱动端上设有推板B，推板A与推板B同步相向运动夹紧定位夹爪板A与夹爪板B间的货物。

更进一步，本方案夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有夹爪内檐边，夹爪内檐边上设有若干夹爪滑轮，夹爪板A、夹爪板B通过夹爪滑轮夹放货物。

更进一步，本方案的夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有载具激光测距仪，载具激光测距仪测量载具的位置、装载面积。

更进一步，本方案的夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有放货高度激光测距仪，放货高度激光测距仪测量夹爪板A、夹爪板B的底端与载具的承载面间的距离。

再进一步，本方案的夹爪板A的底端的两侧端头上安装有触底传感器，夹爪板B的底端的两侧端头上安装有触底传感器，夹爪总成根据触底传感器的触碰反馈停止下降后打开卸货。

更进一步，本方案的顶梁框架的外围轮廓上沿周向设有防撞气囊。

进一步，本方案的机动滑轨吊梁的一端上设有吊梁条码阅读器，吊梁条码阅读器通过读取桁架轨道A或桁架轨道B上的条码定位机动滑轨吊梁，机动滑座的一侧上设有滑座条码阅读器，滑座条码阅读器通过读取吊梁轨道A或吊梁轨道B上的条码定位机动滑座。

进一步，本方案的升降驱动装置包括竖起的筒状安装架，筒状安装架内设有传动齿条，传动齿条与齿条驱动齿轮传动啮合，齿条驱动齿轮设在升降电机的输出轴上，传动齿条的下端与夹爪装置传动连接，升降电机驱动夹爪装置上下往复运动。

更进一步，本方案的筒状安装架上设有若干齿条限位导向滚轮，齿条限位导向滚轮与传动齿条压紧滚动连接，齿条限位导向滚轮避免传动齿条在上下往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

更进一步，本方案的传动齿条的上部设有行程限位块，传动齿条向下运动超出设定行程，行程限位块与筒状安装架接触限位。

更进一步，本方案的筒状安装架上设有齿条条码阅读器，齿条条码阅读器通过读取传动齿条上的条码定位夹爪装置。

进一步，本方案的机动滑轨吊梁的一端设有吊梁驱动装置A，吊梁驱动装置A包括吊梁驱动电机A、吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A，吊梁驱动电机A的输出轴通过减速器、联轴器与吊梁驱动滚轮A传动连接，机动滑轨吊梁的一端通过吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A架设在桁架轨道A上，机动滑轨吊梁的另一端设有吊梁驱动装置B，吊梁驱动装置B包括吊梁驱动电机B、吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B，吊梁驱动电机B的输出轴通过减速器、联轴器与吊梁驱动滚轮B传动连接，机动滑轨吊梁的另一端通过吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B架设在桁架轨道B上。

更进一步，本方案的吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，吊梁滚轮箱体A沿桁架轨道A方向的两端上设有吊梁滚轮箱体A限位块，桁架轨道A两端上设有桁架轨道A限位挡板，吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，吊梁滚轮箱体B沿桁架轨道B方向的两端上设有吊梁滚轮箱体B限位块，桁架轨道B两端上设有桁架轨道B限位挡板，吊梁滚轮箱体A限位块、吊梁滚轮箱体B限位块与对应的桁架轨道A限位挡板、桁架轨道B限位挡板接触限位来避免机动滑轨吊梁脱离桁架轨道A、桁架轨道B。

更进一步，本方案的吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，吊梁滚轮箱体A沿桁架轨道A方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件A，吊梁限位导向滚轮部件A包括吊梁滚轮梁架A，吊梁滚轮梁架A的两端设有吊梁限位导向滚轮A，吊梁限位导向滚轮A间夹设有桁架轨道A形成压紧滚动连接，吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，吊梁滚轮箱体B沿桁架轨道B方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件B，吊梁限位导向滚轮部件B包括吊梁滚轮梁架B，吊梁滚轮梁架B的两端设有吊梁限位导向滚轮B，吊梁限位导向滚轮B间夹设有桁架轨道B形成压紧滚动连接，吊梁限位导向滚轮部件A、吊梁限位导向滚轮部件B避免机动滑轨吊梁在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

进一步，本方案的机动滑座的一侧通过滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A架设在吊梁轨道A上，机动滑座的另一侧通过滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B架设在吊梁轨道B上，滑座驱动电机的输出轴通过减速器、联轴器与滑座驱动滚轮A、滑座驱动滚轮B传动连接。

更进一步，本方案的滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，滑座滚轮箱体A沿吊梁轨道A方向的两端上设有滑座滚轮箱体A限位块，吊梁轨道A两端上设有吊梁轨道A限位挡板，滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，滑座滚轮箱体B沿吊梁轨道B方向的两端上设有滑座滚轮箱体B限位块，吊梁轨道B两端上设有吊梁轨道B限位挡板，滑座滚轮箱体A限位块、滑座滚轮箱体B限位块与对应的吊梁轨道A限位挡板、吊梁轨道B限位挡板接触限位来避免机动滑座脱离吊梁轨道A、吊梁轨道B。

更进一步，本方案的滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，滑座滚轮箱体A沿吊梁轨道A方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件A，滑座限位导向滚轮部件A包括滑座滚轮梁架A，滑座滚轮梁架A的两端设有滑座限位导向滚轮A，滑座限位导向滚轮A间夹设有吊梁轨道A形成压紧滚动连接，滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，滑座滚轮箱体B沿吊梁轨道B方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件B，滑座限位导向滚轮部件B包括滑座滚轮梁架B，滑座滚轮梁架B的两端设有滑座限位导向滚轮B，滑座限位导向滚轮B间夹设有吊梁轨道B形成压紧滚动连接，滑座限位导向滚轮部件A、滑座限位导向滚轮部件B避免机动滑座在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

进一步，本方案的夹爪总成的顶部还设有旋转检测装置，旋转检测装置包括旋转编码器，旋转编码器的检测端与旋转检测齿轮连接，旋转检测齿轮与夹爪从动齿轮传动啮合，旋转编码器检测、反馈夹爪总成的旋转角度。

进一步，本方案的桁架轨道A、桁架轨道B通过多个基础框架立设在地面上，基础框架包括多个基础立柱，基础立柱间设有立柱横梁，基础框架的顶端设有桁架轨道底座板，桁架轨道底座板上设有桁架轨道A、桁架轨道B。

本发明重载桁架机器人采用具有自动装车功能的重载桁架机器人，具有装载效率高，操作精准的特点。

附图说明

图1是重载桁架机器人的局部示意图之一。

图2是重载桁架机器人的局部示意图之二。

图3是机动滑座、升降驱动装置的示意图。

图4是夹爪装置的示意图之一。

图5是夹爪装置的示意图之二。

图6是夹爪装置装载货物的示意图。

图7是电机直连驱动轮的示意图。

其中，110是桁架轨道A，111是桁架轨道A限位挡板，120是桁架轨道B，121是桁架轨道B限位挡板，130是基础框架，201是吊梁条码阅读器，202是滑座条码阅读器，203是减速器，204是联轴器，210是吊梁轨道A，211是吊梁轨道A限位挡板，220是吊梁轨道B，221是吊梁轨道B限位挡板，231是吊梁驱动电机A，232是吊梁驱动滚轮A，233是吊梁滚轮箱体A，234是吊梁滚轮箱体A限位块，235是吊梁限位导向滚轮A，241是吊梁驱动电机B，242是吊梁驱动滚轮B，243是吊梁滚轮箱体B，244是吊梁滚轮箱体B限位块，245是吊梁限位导向滚轮B，251是滑座驱动电机，252是滑座滚轮箱体A，253是滑座滚轮箱体A限位块，254是滑座限位导向滚轮A，255是滑座滚轮箱体B，256是滑座滚轮箱体B限位块，257是滑座限位导向滚轮B，310是筒状安装架，311是齿条限位导向滚轮，312是行程限位块，313是齿条条码阅读器，320是传动齿条，330是升降电机，401是夹爪从动齿轮，402是旋转驱动电机，403是夹爪滑轮，404是载具激光测距仪，405是放货高度激光测距仪，406是触底传感器，407是防撞气囊，410是顶梁框架，411是夹放导槽，421是滑座底板A，422是滑座竖板A，423是竖板滑块A，424是夹爪板A，431是滑座底板B，432是滑座竖板B，433是竖板滑块B，434是夹爪板B，441是中间连杆A，442是滑座底板A连杆A，443是滑座底板B连杆A，444是中间连杆B，445是滑座底板A连杆B，446是滑座底板B连杆B，447是定位轴，451是推板A，452是推板B，461是旋转编码器，462是旋转检测齿轮。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明重载桁架机器人包括龙门桁架，龙门桁架包括桁架轨道A、桁架轨道B，桁架轨道A与桁架轨道B间架设有机动滑轨吊梁，机动滑轨吊梁沿桁架轨道A、桁架轨道B往复运行，机动滑轨吊梁上设有吊梁轨道A、吊梁轨道B，吊梁轨道A与吊梁轨道B间架设有机动滑座，机动滑座沿吊梁轨道A、吊梁轨道B在桁架轨道A与桁架轨道B间往复运行，机动滑座上设有升降驱动装置，机动滑轨吊梁的下方设有夹爪装置，夹爪装置包括夹爪总成，夹爪总成的顶部设有夹爪从动齿轮，夹爪从动齿轮的芯轴向上与升降驱动装置的输出端轴向限位连接，升降驱动装置驱动夹爪装置上下往复运动，升降驱动装置的输出端上设有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴上的主动齿轮与夹爪从动齿轮传动啮合，旋转驱动电机驱动夹爪总成旋转，夹爪总成夹放、搬运货物。上述方案采用具有自动装车功能的重载桁架机器人，采用机动滑轨吊梁、机动滑座、升降驱动装置、旋转驱动电机实现至少四个自由度的精准装载操作，显著提高了装载货物的效率和精准性。

为了实现夹爪总成的功能，如图4、5、6所示，本方案的夹爪总成包括顶梁框架，顶梁框架内设有夹爪驱动装置，顶梁框架的两侧设有夹放导槽，夹放导槽的一端设有夹爪部件A，夹爪部件A包括夹爪滑座A，夹爪滑座A包括设在顶梁框架下方的滑座底板A，滑座底板A的两侧设有滑座竖板A，滑座竖板A上设有若干竖板滑块A，竖板滑块A嵌入夹放导槽形成滑动连接，滑座底板A的外端上设有向下延伸的夹爪板A，夹放导槽的另一端设有夹爪部件B，夹爪部件B包括夹爪滑座B，夹爪滑座B包括设在顶梁框架下方的滑座底板B，滑座底板B的两侧设有滑座竖板B，滑座竖板B上设有若干竖板滑块B，竖板滑块B嵌入夹放导槽形成滑动连接，滑座底板B的外端上设有向下延伸的夹爪板B，滑座底板A的内端通过可伸缩机构与滑座底板B的内端连接，夹爪驱动装置驱动夹爪部件A、夹爪部件B相向运动来夹放货物。

基于以上方案，为了实现可伸缩机构的功能，保证夹持的稳定性、均衡性，本方案的可伸缩机构包括铰接组合连杆A、铰接组合连杆B，铰接组合连杆A包括中间连杆A，中间连杆A的一端与滑座底板A连杆A的一端铰接，滑座底板A连杆A的另一端与滑座底板A的内端铰接，中间连杆A的另一端与滑座底板B连杆A的一端铰接，滑座底板B连杆A的另一端与滑座底板B的内端铰接，铰接组合连杆B包括中间连杆B，中间连杆B的一端与滑座底板A连杆B的一端铰接，滑座底板A连杆B的另一端与滑座底板A的内端铰接，中间连杆B的另一端与滑座底板B连杆B的一端铰接，滑座底板B连杆B的另一端与滑座底板B的内端铰接，中间连杆A的中部与中间连杆B的中部通过定位轴铰接，定位轴固定在顶梁框架的底面的中部上，夹爪驱动装置推动夹爪滑座A或夹爪滑座B通过可伸缩机构做同步相向运动。为了保证夹爪内的货物位于夹持的中位，确保放货的精准性，本方案的夹爪板A上设有夹推装置A，夹推装置A包括夹推驱动杠A，夹推驱动缸A的驱动端上设有推板A，夹爪板B上设有夹推装置B，夹推装置B包括夹推驱动杠B，夹推驱动缸B的驱动端上设有推板B，推板A与推板B同步相向运动夹紧定位夹爪板A与夹爪板B间的货物。为了避免夹爪板的下端边缘在装载时刮擦货物，本方案夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有夹爪内檐边，夹爪内檐边上设有若干夹爪滑轮，夹爪板A、夹爪板B通过夹爪滑轮夹放货物。为了进一步提高装载操作的精度，本方案的夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有载具激光测距仪，载具激光测距仪测量载具的位置、装载面积。本方案的夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有放货高度激光测距仪，放货高度激光测距仪测量夹爪板A、夹爪板B的底端与载具的承载面间的距离。进一步，为了避免夹爪板的下端触碰装载台面，本方案的夹爪板A的底端的两侧端头上安装有触底传感器，夹爪板B的底端的两侧端头上安装有触底传感器，夹爪总成根据触底传感器的触碰反馈停止下降后打开卸货。同时，为了避免夹爪在运动的过程中碰撞外部结构造成损伤，及时停止碰撞，本方案的顶梁框架的外围轮廓上沿周向设有防撞气囊。

为了精确定位行走部件的位置，如图1、2所示，本方案的机动滑轨吊梁的一端上设有吊梁条码阅读器，吊梁条码阅读器通过读取桁架轨道A或桁架轨道B上的条码定位机动滑轨吊梁，机动滑座的一侧上设有滑座条码阅读器，滑座条码阅读器通过读取吊梁轨道A或吊梁轨道B上的条码定位机动滑座。

为了实现升降驱动装置的功能，如图3所示，本方案的升降驱动装置包括竖起的筒状安装架，筒状安装架内设有传动齿条，传动齿条与齿条驱动齿轮传动啮合，齿条驱动齿轮设在升降电机的输出轴上，传动齿条的下端与夹爪装置传动连接，升降电机驱动夹爪装置上下往复运动。基于以上方案，为了保证传动齿条运行的精准性，本方案的筒状安装架上设有若干齿条限位导向滚轮，齿条限位导向滚轮与传动齿条压紧滚动连接，齿条限位导向滚轮避免传动齿条在上下往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。为了避免传动齿条脱离行程，本方案的传动齿条的上部设有行程限位块，传动齿条向下运动超出设定行程，行程限位块与筒状安装架接触限位。为了精确定位传动齿条及其驱动的夹爪装置的位置，本方案的筒状安装架上设有齿条条码阅读器，齿条条码阅读器通过读取传动齿条上的条码定位夹爪装置。

为了实现机动滑轨吊梁的功能，如图1、2、7所示，本方案的机动滑轨吊梁的一端设有吊梁驱动装置A，吊梁驱动装置A包括吊梁驱动电机A、吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A，吊梁驱动电机A的输出轴通过减速器、联轴器与吊梁驱动滚轮A传动连接，机动滑轨吊梁的一端通过吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A架设在桁架轨道A上，机动滑轨吊梁的另一端设有吊梁驱动装置B，吊梁驱动装置B包括吊梁驱动电机B、吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B，吊梁驱动电机B的输出轴通过减速器、联轴器与吊梁驱动滚轮B传动连接，机动滑轨吊梁的另一端通过吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B架设在桁架轨道B上。

基于以上方案，为了保证机动滑轨吊梁运行的稳定性，避免脱轨，本方案的吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，吊梁滚轮箱体A沿桁架轨道A方向的两端上设有吊梁滚轮箱体A限位块，桁架轨道A两端上设有桁架轨道A限位挡板，吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，吊梁滚轮箱体B沿桁架轨道B方向的两端上设有吊梁滚轮箱体B限位块，桁架轨道B两端上设有桁架轨道B限位挡板，吊梁滚轮箱体A限位块、吊梁滚轮箱体B限位块与对应的桁架轨道A限位挡板、桁架轨道B限位挡板接触限位来避免机动滑轨吊梁脱离桁架轨道A、桁架轨道B。为了进一步提高机动滑轨吊梁运行的精准性，本方案的吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，吊梁滚轮箱体A沿桁架轨道A方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件A，吊梁限位导向滚轮部件A包括吊梁滚轮梁架A，吊梁滚轮梁架A的两端设有吊梁限位导向滚轮A，吊梁限位导向滚轮A间夹设有桁架轨道A形成压紧滚动连接，吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，吊梁滚轮箱体B沿桁架轨道B方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件B，吊梁限位导向滚轮部件B包括吊梁滚轮梁架B，吊梁滚轮梁架B的两端设有吊梁限位导向滚轮B，吊梁限位导向滚轮B间夹设有桁架轨道B形成压紧滚动连接，吊梁限位导向滚轮部件A、吊梁限位导向滚轮部件B避免机动滑轨吊梁在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

为了实现机动滑座的功能，如图1、2、3、7所示，本方案的机动滑座的一侧通过滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A架设在吊梁轨道A上，机动滑座的另一侧通过滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B架设在吊梁轨道B上，滑座驱动电机的输出轴通过减速器、联轴器与滑座驱动滚轮A、滑座驱动滚轮B传动连接。

基于以上方案，为了保证机动滑座运行的稳定性，避免脱轨，本方案的滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，滑座滚轮箱体A沿吊梁轨道A方向的两端上设有滑座滚轮箱体A限位块，吊梁轨道A两端上设有吊梁轨道A限位挡板，滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，滑座滚轮箱体B沿吊梁轨道B方向的两端上设有滑座滚轮箱体B限位块，吊梁轨道B两端上设有吊梁轨道B限位挡板，滑座滚轮箱体A限位块、滑座滚轮箱体B限位块与对应的吊梁轨道A限位挡板、吊梁轨道B限位挡板接触限位来避免机动滑座脱离吊梁轨道A、吊梁轨道B。为了进一步提高机动滑座运行的精准性，本方案的滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，滑座滚轮箱体A沿吊梁轨道A方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件A，滑座限位导向滚轮部件A包括滑座滚轮梁架A，滑座滚轮梁架A的两端设有滑座限位导向滚轮A，滑座限位导向滚轮A间夹设有吊梁轨道A形成压紧滚动连接，滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，滑座滚轮箱体B沿吊梁轨道B方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件B，滑座限位导向滚轮部件B包括滑座滚轮梁架B，滑座滚轮梁架B的两端设有滑座限位导向滚轮B，滑座限位导向滚轮B间夹设有吊梁轨道B形成压紧滚动连接，滑座限位导向滚轮部件A、滑座限位导向滚轮部件B避免机动滑座在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

为了同步掌握夹爪总成旋转运动的参数，如图4所示，本方案的夹爪总成的顶部还设有旋转检测装置，旋转检测装置包括旋转编码器，旋转编码器的检测端与旋转检测齿轮连接，旋转检测齿轮与夹爪从动齿轮传动啮合，旋转编码器检测、反馈夹爪总成的旋转角度。

为了提高龙门桁架的稳定性，如图1所示，本方案的桁架轨道A、桁架轨道B通过多个基础框架立设在地面上，基础框架包括多个基础立柱，基础立柱间设有立柱横梁，基础框架的顶端设有桁架轨道底座板，桁架轨道底座板上设有桁架轨道A、桁架轨道B。

本方案公开了一种重载桁架机器人，属于大型桁架坐标机器人设备领域，具体是金属冶炼运用领域中的具有自动装车的功能，具有自动智能装车能力的大型坐标机器人。本方案为了解决金属冶炼行业中的智能装车发运的要求，取代人工装车作业不规范，装载过程因不稳定因素导致产品货物装载时出现瑕疵，装载不及时、装载量超标等问题。本方案的框架结构均可采用优质冷轧钢板和/或优质钢管焊接或拼接而成。

重载桁架机器人通过机动滑轨吊梁、机动滑座、升降驱动装置、旋转驱动电机、夹爪装置的协同工作，将产品货物从固定位置准确抓放到卡车车厢内。当卡车按要求停放到规定的停车范围内，重载桁架机器人启动，带动夹爪自动往车厢里空跑一趟，通过放货高度激光测距仪及载具激光测距仪分别检测准确的车框外形及高度范围，控制系统自动规划产品货物在车厢中的放置位置。夹爪上装有高度激光测距仪，当车厢底面变形严重，为保证放货时夹爪底部不与车厢接触，高度激光测距仪检测到适当的高度后，配合夹爪上的接近开关(触底传感器)使用，当接近开关有信号后，控制夹爪打开的高度位置，此时由于产品货物未与车厢底部完全接触，为保证夹爪能顺利打开，在夹爪底部装置高强度小滚轮。

本方案的夹爪装置包括但不限于以下公开的内容。当车厢底面凹凸不平时，两个夹爪板分别装有两个接近开关(触底传感器)检测停车，当四个接近开关任意一个有信号，夹爪打开，可以保证夹爪不与车厢底面接触且放货高度距离最小。放货高度激光测距仪初步检测夹爪离车厢底部的高度，配合接近开关(触底传感器)使用，当夹爪降低到一个范围时，升降动作减速，当夹爪接近开关有信号，停止升降，打开夹爪。车厢侧边激光测距仪(载具激光测距仪)用于对车厢初始位置的状态(前后左右、停车倾斜角度)及车厢面积范围检测，规划有效的放货区域。当产品货物没有接触到车厢底部时，夹爪打开，为了减小夹爪底部与产品货物的摩擦，设置小滚轮(夹爪滑轮)，减少夹爪打开的力度，保证夹爪能顺利打开。当夹爪夹取产品货物后，夹推装置A、B的气动推板A、B在夹爪上将产品货物推到夹爪中间位置，当夹爪打开把产品货物放到卡车上时，不会因为产品货物一边先脱离夹爪而导致产品货物在卡车上放置位置不准确。夹爪装置的结构可以采用优质碳钢板焊接而成，保证夹爪抓取产品货物时有足够的强度、刚度。夹爪同步机构(可伸缩机构)通过双连杆结构(铰接组合连杆A、铰接组合连杆B)，使左右夹爪板打开时不受产品货物偏置等影响，可以同时打开到位，从而避免一个夹爪先打开而导致产品货物滑到先打开的一侧，导致产品货物放置位置偏斜。

基于以上内容，本方案通过激光测距方式实现检测车厢侧板及底面离检测头的准确距离，来判断卡车准确停车姿态，有效克服了传检测方法通过拍照等方式无法达到要求的精度范围的问题。本方案采用条码定位技术在采用电机直连驱动轮的方案前提下也能准确停车，保证停车精度，同时，电机直连驱动轮方案，如图7所示，在本系统的使用，克服了传动齿轮齿条驱动方案的弊端，使得系统长行程、高运行速度的调校精度显著提高，很大程度上减少设备的调试及制做成本。因此，本方案重载桁架机器人相比现有同类方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案公开的系统、装置、模块等除有特别说明外，均可以采用本领域公知的通用、惯用的方案实现，涉及到的算法可以采用本领域公知的或惯用的算法，也可以作出适应性修改。

本方案重载桁架机器人并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (22)

1.重载桁架机器人，其特征是包括龙门桁架，所述龙门桁架包括桁架轨道A、桁架轨道B，所述桁架轨道A与所述桁架轨道B间架设有机动滑轨吊梁，所述机动滑轨吊梁沿所述桁架轨道A、桁架轨道B往复运行，所述机动滑轨吊梁上设有吊梁轨道A、吊梁轨道B，所述吊梁轨道A与吊梁轨道B间架设有机动滑座，所述机动滑座沿所述吊梁轨道A、吊梁轨道B在所述桁架轨道A与所述桁架轨道B间往复运行，所述机动滑座上设有升降驱动装置，所述机动滑轨吊梁的下方设有夹爪装置，所述夹爪装置包括夹爪总成，所述夹爪总成的顶部设有夹爪从动齿轮，所述夹爪从动齿轮的芯轴向上与所述升降驱动装置的输出端轴向限位连接，所述升降驱动装置驱动所述夹爪装置上下往复运动，所述升降驱动装置的输出端上设有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的输出轴上的主动齿轮与所述夹爪从动齿轮传动啮合，所述旋转驱动电机驱动所述夹爪总成旋转，所述夹爪总成夹放、搬运货物。

2.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪总成包括顶梁框架，所述顶梁框架内设有夹爪驱动装置，所述顶梁框架的两侧设有夹放导槽，所述夹放导槽的一端设有夹爪部件A，所述夹爪部件A包括夹爪滑座A，所述夹爪滑座A包括设在所述顶梁框架下方的滑座底板A，所述滑座底板A的两侧设有滑座竖板A，所述滑座竖板A上设有若干竖板滑块A，所述竖板滑块A嵌入所述夹放导槽形成滑动连接，所述滑座底板A的外端上设有向下延伸的夹爪板A，所述夹放导槽的另一端设有夹爪部件B，所述夹爪部件B包括夹爪滑座B，所述夹爪滑座B包括设在所述顶梁框架下方的滑座底板B，所述滑座底板B的两侧设有滑座竖板B，所述滑座竖板B上设有若干竖板滑块B，所述竖板滑块B嵌入所述夹放导槽形成滑动连接，所述滑座底板B的外端上设有向下延伸的夹爪板B，所述滑座底板A的内端通过可伸缩机构与所述滑座底板B的内端连接，所述夹爪驱动装置驱动所述夹爪部件A、夹爪部件B相向运动来夹放货物。

3.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述可伸缩机构包括铰接组合连杆A、铰接组合连杆B，所述铰接组合连杆A包括中间连杆A，所述中间连杆A的一端与滑座底板A连杆A的一端铰接，所述滑座底板A连杆A的另一端与所述滑座底板A的内端铰接，所述中间连杆A的另一端与滑座底板B连杆A的一端铰接，所述滑座底板B连杆A的另一端与所述滑座底板B的内端铰接，所述铰接组合连杆B包括中间连杆B，所述中间连杆B的一端与滑座底板A连杆B的一端铰接，所述滑座底板A连杆B的另一端与所述滑座底板A的内端铰接，所述中间连杆B的另一端与滑座底板B连杆B的一端铰接，所述滑座底板B连杆B的另一端与所述滑座底板B的内端铰接，所述中间连杆A的中部与所述中间连杆B的中部通过定位轴铰接，所述定位轴固定在所述顶梁框架的底面的中部上，所述夹爪驱动装置推动所述夹爪滑座A或夹爪滑座B通过所述可伸缩机构做同步相向运动。

4.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪板A上设有夹推装置A，所述夹推装置A包括夹推驱动杠A，所述夹推驱动缸A的驱动端上设有推板A，所述夹爪板B上设有夹推装置B，所述夹推装置B包括夹推驱动杠B，所述夹推驱动缸B的驱动端上设有推板B，所述推板A与所述推板B同步相向运动夹紧定位所述夹爪板A与所述夹爪板B间的货物。

5.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有夹爪内檐边，所述夹爪内檐边上设有若干夹爪滑轮，所述夹爪板A、夹爪板B通过所述夹爪滑轮夹放货物。

6.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有载具激光测距仪，所述载具激光测距仪测量载具的位置、装载面积。

7.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪板A、夹爪板B的自由端上设有放货高度激光测距仪，所述放货高度激光测距仪测量所述夹爪板A、夹爪板B的底端与载具的承载面间的距离。

8.根据权利要求7所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪板A的底端的两侧端头上安装有触底传感器，所述夹爪板B的底端的两侧端头上安装有触底传感器，所述夹爪总成根据所述触底传感器的触碰反馈停止下降后打开卸货。

9.根据权利要求2所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述顶梁框架的外围轮廓上沿周向设有防撞气囊。

10.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述机动滑轨吊梁的一端上设有吊梁条码阅读器，所述吊梁条码阅读器通过读取所述桁架轨道A或桁架轨道B上的条码定位所述机动滑轨吊梁，所述机动滑座的一侧上设有滑座条码阅读器，所述滑座条码阅读器通过读取所述吊梁轨道A或吊梁轨道B上的条码定位所述机动滑座。

11.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述升降驱动装置包括竖起的筒状安装架，所述筒状安装架内设有传动齿条，所述传动齿条与齿条驱动齿轮传动啮合，所述齿条驱动齿轮设在升降电机的输出轴上，所述传动齿条的下端与所述夹爪装置传动连接，所述升降电机驱动所述夹爪装置上下往复运动。

12.根据权利要求11所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述筒状安装架上设有若干齿条限位导向滚轮，所述齿条限位导向滚轮与所述传动齿条压紧滚动连接，所述齿条限位导向滚轮避免所述传动齿条在上下往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

13.根据权利要求11所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述传动齿条的上部设有行程限位块，所述传动齿条向下运动超出设定行程，所述行程限位块与所述筒状安装架接触限位。

14.根据权利要求11所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述筒状安装架上设有齿条条码阅读器，所述齿条条码阅读器通过读取所述传动齿条上的条码定位所述夹爪装置。

15.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述机动滑轨吊梁的一端设有吊梁驱动装置A，所述吊梁驱动装置A包括吊梁驱动电机A、吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A，所述吊梁驱动电机A的输出轴通过减速器、联轴器与所述吊梁驱动滚轮A传动连接，所述机动滑轨吊梁的一端通过所述吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A架设在所述桁架轨道A上，所述机动滑轨吊梁的另一端设有吊梁驱动装置B，所述吊梁驱动装置B包括吊梁驱动电机B、吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B，所述吊梁驱动电机B的输出轴通过减速器、联轴器与所述吊梁驱动滚轮B传动连接，所述机动滑轨吊梁的另一端通过所述吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B架设在所述桁架轨道B上。

16.根据权利要求15所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，所述吊梁滚轮箱体A沿所述桁架轨道A方向的两端上设有吊梁滚轮箱体A限位块，所述桁架轨道A两端上设有桁架轨道A限位挡板，所述吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，所述吊梁滚轮箱体B沿所述桁架轨道B方向的两端上设有吊梁滚轮箱体B限位块，所述桁架轨道B两端上设有桁架轨道B限位挡板，所述吊梁滚轮箱体A限位块、吊梁滚轮箱体B限位块与对应的所述桁架轨道A限位挡板、桁架轨道B限位挡板接触限位来避免所述机动滑轨吊梁脱离所述桁架轨道A、桁架轨道B。

17.根据权利要求15所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述吊梁驱动滚轮A、吊梁从动滚轮A的外部罩设有吊梁滚轮箱体A，所述吊梁滚轮箱体A沿所述桁架轨道A方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件A，所述吊梁限位导向滚轮部件A包括吊梁滚轮梁架A，所述吊梁滚轮梁架A的两端设有吊梁限位导向滚轮A，所述吊梁限位导向滚轮A间夹设有所述桁架轨道A形成压紧滚动连接，所述吊梁驱动滚轮B、吊梁从动滚轮B的外部罩设有吊梁滚轮箱体B，所述吊梁滚轮箱体B沿所述桁架轨道B方向的两端上设有吊梁限位导向滚轮部件B，所述吊梁限位导向滚轮部件B包括吊梁滚轮梁架B，所述吊梁滚轮梁架B的两端设有吊梁限位导向滚轮B，所述吊梁限位导向滚轮B间夹设有所述桁架轨道B形成压紧滚动连接，所述吊梁限位导向滚轮部件A、吊梁限位导向滚轮部件B避免所述机动滑轨吊梁在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

18.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述机动滑座的一侧通过滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A架设在所述吊梁轨道A上，所述机动滑座的另一侧通过滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B架设在所述吊梁轨道B上，滑座驱动电机的输出轴通过减速器、联轴器与所述滑座驱动滚轮A、滑座驱动滚轮B传动连接。

19.根据权利要求18所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，所述滑座滚轮箱体A沿所述吊梁轨道A方向的两端上设有滑座滚轮箱体A限位块，所述吊梁轨道A两端上设有吊梁轨道A限位挡板，所述滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，所述滑座滚轮箱体B沿所述吊梁轨道B方向的两端上设有滑座滚轮箱体B限位块，所述吊梁轨道B两端上设有吊梁轨道B限位挡板，所述滑座滚轮箱体A限位块、滑座滚轮箱体B限位块与对应的所述吊梁轨道A限位挡板、吊梁轨道B限位挡板接触限位来避免所述机动滑座脱离所述吊梁轨道A、吊梁轨道B。

20.根据权利要求18所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述滑座驱动滚轮A、滑座从动滚轮A的外部罩设有滑座滚轮箱体A，所述滑座滚轮箱体A沿所述吊梁轨道A方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件A，所述滑座限位导向滚轮部件A包括滑座滚轮梁架A，所述滑座滚轮梁架A的两端设有滑座限位导向滚轮A，所述滑座限位导向滚轮A间夹设有所述吊梁轨道A形成压紧滚动连接，所述滑座驱动滚轮B、滑座从动滚轮B的外部罩设有滑座滚轮箱体B，所述滑座滚轮箱体B沿所述吊梁轨道B方向的两端上设有滑座限位导向滚轮部件B，所述滑座限位导向滚轮部件B包括滑座滚轮梁架B，所述滑座滚轮梁架B的两端设有滑座限位导向滚轮B，所述滑座限位导向滚轮B间夹设有所述吊梁轨道B形成压紧滚动连接，所述滑座限位导向滚轮部件A、滑座限位导向滚轮部件B避免所述机动滑座在往复运动过程中偏离设定的行程轨迹。

21.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述夹爪总成的顶部还设有旋转检测装置，所述旋转检测装置包括旋转编码器，所述旋转编码器的检测端与旋转检测齿轮连接，所述旋转检测齿轮与所述夹爪从动齿轮传动啮合，所述旋转编码器检测、反馈所述夹爪总成的旋转角度。

22.根据权利要求1所述的重载桁架机器人，其特征在于，所述桁架轨道A、桁架轨道B通过多个基础框架立设在地面上，所述基础框架包括多个基础立柱，所述基础立柱间设有立柱横梁，所述基础框架的顶端设有桁架轨道底座板，所述桁架轨道底座板上设有所述桁架轨道A、桁架轨道B。

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