CN110872056A - 高精度重载搬运作业设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搬运作业技术领域，公开一种高精度重载搬运作业设备，包括机架部分、运动部分、夹具部分和电气控制系统，机架部分包括设于运动部分两侧的立柱，各侧相邻立柱间架设有大梁，大梁上铺设轨道，运动部分包括跨设于两侧轨道间的桥架，桥架由第一行走机构驱动沿轨道行走，还包括设于桥架上对搬运物作竖直移动的起升机构，夹具部分连接在起升机构上；运动部分一端设有激光测距传感器，机架部分在轨道末端位置处安装与激光测距传感器对应的激光反射板，第一行走机构、起升机构、激光测距传感器均与电气控制系统信号连接。设备整体构架适用于大范围物料搬运，作业区域更广，行走距离没有限制，最大跨度＞20m，最大负载≥50t，设备搬运精度≤±5mm。

Description

高精度重载搬运作业设备

技术领域

本发明涉及搬运作业技术领域，具体地，涉及一种高精度重载搬运作业设备。

背景技术

目前大范围空间搬运一般是采用天车进行人工搬运、智能天车自动搬运、桁架机械手等解决方案，天车或智能天车搬运物料通常存在定位精度差的问题；桁架机械手存在大范围物料搬运时成本高，尤其是大负载时成本均急剧上升，且生产制造、安装工艺复杂。现有智能行车物料搬运定位精度通常≥±20mm，桁架机械手通常跨度≤12m，载荷≤2t。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种定位精度高、负载较大且行走距离没有限制的重载搬运作业设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高精度重载搬运作业设备，包括机架部分、运动部分、夹具部分和电气控制系统，机架部分包括设于运动部分两侧的立柱，各侧相邻立柱之间架设有大梁，大梁上铺设轨道，运动部分包括跨设于两侧轨道之间的桥架，桥架由第一行走机构驱动沿轨道行走，还包括设于桥架上用于对搬运物作竖直移动的起升机构，夹具部分连接在起升机构上用于装夹搬运物；运动部分一端设有激光测距传感器，机架部分在轨道末端位置处安装有与激光测距传感器对应的激光反射板，第一行走机构、起升机构、激光测距传感器均与电气控制系统信号连接。

进一步地，第一行走机构包括与桥架端部连接的端梁，端梁底部安装有可在驱动电机控制下沿轨道行走的行走轮。

更进一步地，端梁底部还设置有位于轨道边缘的水平轮。

进一步地，轨道与大梁之间还设有压轨器固定。

进一步地，桥架两侧第一行走机构的驱动电机上配备有编码器，编码器与电气控制系统信号连接。

进一步地，夹具部分与起升机构刚性连接，起升机构的起升驱动方式为齿轮齿条啮合传动。

进一步地，起升机构包括起升驱动装置、安装在桥架上的运行导向装置和与夹具部分相接的至少一根升降杆，运行导向装置包括多组导向轮，升降杆包括对称布置的导向轨道和驱动齿条。

更进一步地，桥架包括两个平行布置且具有间距的子桥架，子桥架上跨设至少一个小车，起升机构设置在小车上，子桥架沿自身长度方向设置行走轨道，小车上设有第二行走机构可驱动小车沿行走轨道滑移。

再进一步地，第二行走机构的驱动方式为齿轮齿条啮合传动或电机驱动行走轮的方式。

进一步地，升降杆在桥架长度方向分布数量为两根，两根升降杆为独立驱动或同步驱动均可。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）通过设置激光测距传感器和激光反射板可准确获知沿轨道运行的驱动装置的位置；电气控制系统可按照激光测距传感器反馈运动部分的实时位置，合理设置加速距离、运输距离、减速距离以及匹配合适的速度控制模型，可实现沿轨道方向的精准定位；

2）第一行走机构的驱动电机采用编码器获取速度信息，与电气信息控制系统结合进行闭环控制，实现桥架两侧行走机构的同步运行；

3）设备整体构架适用于大范围物料搬运，作业区域更广，行走距离没有限制，最大跨度＞20m，最大负载≥50t，设备搬运精度≤±5mm。

附图说明

图1为实施例1所述的高精度重载搬运作业设备的侧视结构示意图；

图2为实施例1所述的高精度重载搬运作业设备的正向结构示意图；

图3为图1视图的俯视图；

图4为实施例1所述的端梁底部设置水平轮的局部示意图；

图5为实施例1所述的端梁底部水平轮、行走轮的布置示意图；

图6为实施例1所述的起升机构的结构示意图；

图7为实施例2所述的高精度重载搬运作业设备中小车设置在子桥架上的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，提供一种高精度重载搬运作业设备，其包括机架部分1、运动部分2、夹具部分3和电气控制系统，机架部分包括设于运动部分两侧的多根立柱11，立柱可根据搬运距离延伸布置，各侧相邻立柱11之间架设有大梁12用于承载运动部分的载荷，大梁与大梁之间通过螺栓连接，大梁上铺设轨道13；运动部分2包括跨设于两侧轨道13之间的桥架21，桥架21由第一行走机构22驱动沿轨道13行走（轨道方向在下文称为X轴方向）；运动部分还包括设于桥架21上用于对搬运物作竖直移动的起升机构23（起升机构的起升方向在下文称为Z轴方向），夹具部分3连接在起升机构23上用于装夹搬运物。

采用作业设备搬运的物料通常X轴方向需要精确定位，为保证该定位精度，本实施例在运动部分2一端设有激光测距传感器41，见图1所示，机架部分在轨道13末端位置或合适位置处安装有与激光测距传感器对应的激光反射板42，第一行走机构、起升机构、激光测距传感器均与电气控制系统信号连接，激光测距传感器41可以准确获知X轴方向第一行走机构驱动装置（即驱动电机）的位置，电气控制系统可按照激光测距传感器反馈运动部分的实时位置，从而合理设置加速距离、运输距离、减速距离以及匹配合适的速度控制模型，实现X轴方向的精准定位，有效提升设备定位精度，经实践定位精度可达±5mm。

桥架两侧第一行走机构22的驱动电机上均配备有编码器，编码器与电气控制系统信号连接，其可实时获取驱动电机的速度信息，通过编码器实时速度反馈，电气控制系统可实现两侧X轴方向行走同步运动控制，进一步确保搬运定位精度。

本实施例的作业设备数据通讯通过无线AP传输，如图1所示，无线AP接入点5安装于桥架上，无线AP客户端安装于可覆盖整个工作区的无阻挡遮拦固定位置。另外，本设备是采用滑触线为整个设备进行供电的。

如图3、图4和图5所示，第一行走机构22包括与桥架21端部焊接或螺栓连接的端梁21，端梁底部安装有可在驱动电机控制下沿轨道行走的行走轮222，端梁底部还设置有位于轨道边缘的水平轮223，水平轮沿着轨道边缘导向控制桥架的偏斜，水平轮可进行位置调整以便更好地导向。

轨道与大梁之间还设有压轨器固定，以便即时调整轨道的水平度及直线度。

此外，为保证作业设备在X轴方向的精准定位，还需使夹具部分3与起升机构23刚性连接，起升机构的起升驱动方式为齿轮齿条啮合传动。

具体地，起升机构23包括起升驱动装置231、固定安装在桥架上的运行导向装置232、与夹具部分相接的升降杆233，根据夹具悬挂点的数量，升降杆233可设置一根或两根，升降杆沿桥架长度方向均匀布置，运行导向装置232包括多组导向轮2321，升降杆为截面呈矩形的杆，升降杆在相对的表面上对称布置有导向轨道，在任一设有导向轨道的表面上布置有驱动齿条2331，起升驱动装置的驱动轴上连接齿轮，通过该齿轮与驱动齿条啮合传动使得升降杆沿Z轴方向移动，此处的导向轨道为常规设计，在此不作赘述。

本实施例中升降杆为两根，两根升降杆同步驱动。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上增设了使起升机构可带动夹具部分在桥架长度方向行走的功能，具体地，桥架21包括两个平行布置且具有间距的子桥架211，子桥架上跨设两个小车212，起升机构设置在小车上，子桥架沿自身长度方向设置行走轨道213，小车上设有第二行走机构可驱动小车沿行走轨道滑移（该方向称为Y轴方向），以期实现作业设备在X、Y、Z三轴方向的运动，第二行走机构包括电机214和桥架行走轮215，即小车的行走是简单参照现有技术中电机驱动行走轮的方式来实现的，在此不作过多记载。

本实施例中每个小车上设置有两个起升机构，两个起升机构共用一个驱动电机。

总的来说，本申请的作业设备针对大跨度、大行程、大负载搬运作业，在普通的行车结构基础上对机械及电气控制部分作出如下改变：1）起升机构采用刚性导向机构设计；2）第一行走机构增设水平轮导向；3）第一行走机构的驱动电机采用编码器获取速度信息，并进行闭环控制，实现两侧第一行走机构的同步运行；4）采用激光测距传感器获取设备行走位置，建立速度控制模型精准定位控制，实现设备整体构架适用于大范围物料搬运，作业区域更广，行走距离没有限制，5）采用滑触线对整个设备供电；6）数据传输通过无线AP实现；本申请的作业设备最大跨度＞20m，最大负载≥50t，设备搬运精度≤±5mm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度重载搬运作业设备，其特征在于，包括机架部分、运动部分、夹具部分和电气控制系统，机架部分包括设于运动部分两侧的立柱，各侧相邻立柱之间架设有大梁，大梁上铺设轨道，运动部分包括跨设于两侧轨道之间的桥架，桥架由第一行走机构驱动沿轨道行走，还包括设于桥架上用于对搬运物作竖直移动的起升机构，夹具部分连接在起升机构上用于装夹搬运物；运动部分一端设有激光测距传感器，机架部分在轨道末端位置处安装有与激光测距传感器对应的激光反射板，第一行走机构、起升机构、激光测距传感器均与电气控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，第一行走机构包括与桥架端部连接的端梁，端梁底部安装有可在驱动电机控制下沿轨道行走的行走轮。

3.权利要求2所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，端梁底部还设置有位于轨道边缘的水平轮。

4.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，轨道与大梁之间还设有压轨器固定。

5.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，桥架两侧第一行走机构的驱动电机上配备有编码器，编码器与电气控制系统信号连接。

6.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，夹具部分与起升机构刚性连接，起升机构的起升驱动方式为齿轮齿条啮合传动。

7.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，起升机构包括起升驱动装置、安装在桥架上的运行导向装置和与夹具部分相接的至少一根升降杆，运行导向装置包括多组导向轮，升降杆包括对称布置的导向轨道和驱动齿条。

8.根据权利要求1或7所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，桥架包括两个平行布置且具有间距的子桥架，子桥架上跨设至少一个小车，起升机构设置在小车上，子桥架沿自身长度方向设置行走轨道，小车上设有第二行走机构可驱动小车沿行走轨道滑移。

9.根据权利要求8所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，第二行走机构的驱动方式为齿轮齿条啮合传动或电机驱动行走轮的方式。

10.根据权利要求1所述的高精度重载搬运作业设备，其特征在于，升降杆在桥架长度方向分布数量为两根，两根升降杆为独立驱动或同步驱动均可。

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