CN111422535A - 一种自动化垃圾分类箱的中转运输车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，包括车厢、移动导轨组件、机械臂和夹具，所述的机械臂安装于移动导轨组件上，所述的移动导轨组件安装于车厢内，带动机械臂沿直线移动，所述的夹具包括与机械臂连接的支架以及分别安装于支架上且相互连接的驱动气缸和卡爪，所述的卡爪与垃圾分类箱顶部的凹槽相互配合，抓取垃圾箱时，所述的卡爪卡设于垃圾分类箱顶部的凹槽内，与现有技术相比，本发明具有改善环卫工人工作环境、提高工作效率且安全可靠等优点。

Description

一种自动化垃圾分类箱的中转运输车

技术领域

本发明涉及环卫工具车，尤其是涉及一种自动化垃圾分类箱的中转运输车。

背景技术

随着国家推广垃圾分类，各城市相继出台垃圾分类政策并开始实施，各大小区均设有4种不同垃圾分类箱，通用为240L，通过四种颜色来区分，便于分类。经调研发现，现阶段大部分小区的垃圾分类箱均为全程人工搬运上下运输车，小型运输车一般可以容纳3-4个垃圾分类箱，环卫工人工作环境较差，整个工作过程也不够自动化。因此，提高垃圾分类箱中转运输车的自动化程度十分重要，那么，就需要一种新型的垃圾分类学中转运输车，以改善环卫工人的工作环境，提高工作效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改善环卫工人工作环境、提高工作效率且安全可靠的自动化垃圾分类箱中转运输车。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，包括车厢、移动导轨组件、机械臂和夹具，所述的机械臂安装于移动导轨组件上，所述的移动导轨组件安装于车厢内，带动机械臂沿直线移动，所述的夹具包括与机械臂连接的支架以及分别安装于支架上且相互连接的驱动气缸和卡爪，所述的卡爪与垃圾分类箱顶部的凹槽相互配合，抓取垃圾箱时，所述的卡爪卡设于垃圾分类箱顶部的凹槽内。

进一步地，所述的卡爪设置两个，相互对称设置于支架的两端，所述的驱动气缸设置两个，分别安装于支架的中部，且分别与支架两端的卡爪连接，用于驱动卡爪向中间靠近或远离，两个卡爪分别从两侧夹紧垃圾分类箱的侧壁，与240L通用垃圾分类箱的形状相互匹配，可以保证其夹紧的力度和稳固度。

进一步地，所述的支架包括连接杆和水平安装板，所述的连接杆一端通过连接件挂设于机械臂上，另一端与水平安装板的中部连接，所述的驱动气缸安装于水平安装板的中部，所述的卡爪对称设置于水平安装板的两端，所述的水平安装板上开设有滑槽，两端的卡爪沿滑槽水平移动，向中间靠近或远离，该支架的结构简单且牢固可靠，通过滑槽引导卡爪的移动方向，保证移动的稳定可靠。

进一步优选地，所述的滑槽为倒三角形，所述的滑块底部的形状与滑槽相互配合，保证两端卡爪在移动过程中的平稳。

更进一步地，所述的卡爪包括水平杆、两个竖直杆、弯折杆以及底部设置于滑槽内的滑块，所述的水平杆横跨于水平安装板上方，所述的滑块分别与水平杆和驱动气缸连接，所述的两个竖直杆分别与水平杆的两端连接，从水平安装板的两侧垂直向下，所述的弯折杆呈V形，分别与两侧的竖直杆连接，且朝向水平安装板的中部；抓取垃圾箱时，两个所述的卡爪两侧的弯折杆分别伸入垃圾分类箱顶部的凹槽内，与垃圾分类箱箱体之间形成四个支撑点，保证夹紧垃圾分类箱使的牢固和可靠。

更进一步优选地，所述的弯折杆包括第一短杆、第二短杆和支撑部，所述的第一短杆与竖直杆通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为90°-120°，所述的第一短杆与第二短杆通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为30°-90°，第一短杆与竖直杆和第一短杆与第二短杆之间的角度均可以在范围内调节，所述的支撑部设置于第二短杆的端部，包括上平面和侧平面，抓取垃圾箱时，所述的支撑部设置于垃圾分类箱顶部的凹槽内，且其上平面和侧平面分别与凹槽内侧壁相互紧密接触，形成支撑点，与垃圾分类箱顶部的凹槽之间的尺寸相互配合，两者之间不会发生晃动和滑动，保证搬运过程中垃圾分类箱的平稳以及搬运夹紧的牢固和可靠。

进一步地，所述的机械臂为电动硬臂平衡吊，包括相互铰接的第一臂段和第二臂段，所述的第一臂段与移动导轨组件相互铰接，所述的第二臂段上通过连接件挂设连接杆，搬运垃圾箱时，所述的机械臂带动夹具上下和/或左右移动，为夹具提供两个方向的自由度，方便从指定位置夹取垃圾箱或将垃圾箱放至指定位置。

进一步地，所述的移动导轨组件包括固定安装于车厢上的纵向直线导轨和滑动设置于纵向直线导轨上的移动基座，所述的纵向直线导轨为铝合金滑台式直线导轨，通过伺服电机驱动，并由同步带传动，所述的第一臂段通过支撑柱固定设置于移动基座上，搬运垃圾箱时，所述的移动导轨组件带动夹具前后移动，为夹具提供第三个方向的自由度，方便从指定位置夹取垃圾箱或将垃圾箱放至指定位置。

进一步地，所述的车厢上安装侧门板和电动推拉杆，所述的侧门板与车厢底部侧边枢接，且与电动推拉杆相互连接，搬运垃圾箱时，所述的侧门板通过电动推拉杆控制向外向下自动翻转，防止侧门板妨碍接下来的工作。

进一步地，搬运垃圾箱时，首先所述的移动导轨组件和机械臂相互配合，带动夹具靠近待搬运的垃圾分类箱，使设置于两端的夹爪罩住垃圾分类箱的顶部，再启动驱动气缸，带动两端的夹爪向中间靠近，使弯折杆夹紧垃圾分类箱的侧壁；

然后所述的机械臂带动夹具向上提起一段距离，直至所述的弯折杆卡入垃圾分类箱顶部的凹槽内，与垃圾分类箱箱体之间形成四个支撑点，完成夹具与垃圾分类箱的夹紧固定；

最后所述的移动导轨组件和机械臂相互配合，带动垃圾分类箱运至指定位置，垃圾分类箱摆放平稳后，启动驱动气缸控制两端的夹爪相互远离，松开垃圾分类箱。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过设计与240L通用垃圾分类箱的结构相互配合的夹具，以及与之对应的机械臂和移动导轨组件，实现了自动化搬运垃圾分类箱，环卫工人只需在夹具工作时参与一定辅助即可，解决了目前大部分工作环境中需要全人工搬运的情况，提高了环卫中转运输车的自动化程度；

2)本发明中将两个卡爪分别设置于水平安装板两端，且每个卡爪包括水平杆、两个竖直杆和弯折杆，弯折杆包括第一短杆、第二短杆和支撑部，卡爪的结构与垃圾分类箱顶部的凹槽相互配合，与垃圾分类箱箱体之间形成四个支撑点，两者之间不会发生晃动和滑动，保证搬运过程中垃圾分类箱的平稳以及搬运夹紧的牢固和可靠，防止搬运过程中出现垃圾箱滑落和晃动等情况；

3)本发明中的两个卡爪相互对称设置，在夹取垃圾箱和移动过程中，保证垃圾箱不出现倾斜等现象，保证搬运过程中的安全可靠；

4)本发明的水平安装板上设置滑槽和滑块，且将滑槽设置为倒三角的形状，使得两端的卡爪在向中间移动或往两端远离时平稳移动，保证夹取和松开过程中的稳定可靠；

5)本发明通过设置机械臂和移动导轨组件，给夹具提供三个方向的自由度，保证夹具运动的范围，使其可以方便从指定位置夹取垃圾箱或将垃圾箱放至指定位置；

6)本发明的机械臂采用轻型电动硬臂平衡吊，移动导轨组件中采用直线轨道，保证搬运垃圾箱的过程中垃圾箱的平稳运动，防止由于惯性而使垃圾箱中的垃圾飞出；

7)本发明的车厢上安装侧门板和电动推拉杆，搬运垃圾箱时侧门板通过电动推拉杆控制向外向下自动翻转，防止侧门板妨碍接下来的工作；

8)本发明的夹具适用于240L通用垃圾分类箱，并适用于相似形状的物体，适用范围较广。

附图说明

图1为本发明中转运输车的立体示意图；

图2为本发明中转运输车的三视图，其中，图(2a)为俯视图，图(2b)为正视图，图(2c)为侧视图；

图3为本发明中转运输车搬运过程的状态示意图，其中，图(3a)为抓取/放下地面垃圾箱时的状态图，图(3b)为提起垃圾箱时的状态图，图(3c)为抓取/放下车内垃圾箱时的状态图；

图4为本发明气动夹具打开时的工作状态示意图，其中，图(4a)为立体图，图(4b)为正视图，图(4c)为俯视图；

图5为本发明气动夹具夹紧时的工作状态示意图，其中，图(5a)为立体图，图(5b)为正视图，图(5c)为俯视图；

图6为240L通用垃圾分类箱的示意图。

其中，1、车厢，2、纵向直线导轨，3、移动基座，4、机械臂，41、第一臂段，42、第二臂段，5、夹具，51、支架，511、连接杆，512、水平安装板，513、滑槽，52、卡爪，521、水平杆，522、竖直杆，523、弯折杆，5231、第一短杆，5232、第二短杆，5233、支撑部，524、滑块，53、驱动气缸，6、侧门板，7、支撑柱，8、连接件，9、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1和图2所示，本发明提供一种自动化垃圾分类箱中转运输车，包括车厢1、纵向直线导轨2、移动基座3、机械臂4、夹具5、侧门板6。

车厢的侧门板6为自动翻转的侧门板，可通过电动推拉杆实现向外向下自动打开和自动收回。纵向直线导轨2设置于车厢底盘上，其为铝合金型材的滑台式直线导轨，伺服电机驱动，同步带传动。移动基座3通过一个滑台安装于纵向直线导轨2上，机械臂4连接在移动基座3上，为一轻型电动硬臂平衡吊，其末端执行器为夹具5，该夹具5为气动箱体夹具，针对240L通用垃圾分类箱桶身设计，夹具5与桶身之间有四个支撑点。

各部件的具体结构如下：

夹具5是通过抱紧气缸和伺服电机控制的，包括与支架51以及分别安装于支架51上且相互连接的驱动气缸53和卡爪52，支架51包括连接杆511和水平安装板512，连接杆511一端通过连接件8挂设于机械臂4上，另一端与水平安装板512的中部连接，卡爪52和驱动气缸53均设置两个，其中卡爪52对称设置于水平安装板512的两端，驱动气缸53安装于水平安装板512的中部，且分别与两端的卡爪52连接，用于驱动卡爪52向中间靠近或远离，水平安装板512上开设有滑槽513，本实施例中，该滑槽513为倒三角的形状，且设置于水平安装板512的中间，与水平杆521相互垂直，与滑槽513匹配的是安装于水平杆521中点的滑块524，其底部设置于滑槽513内，两端的卡爪52通过滑块524沿滑槽513水平移动，两个卡爪52靠近时分别从两侧夹紧垃圾分类箱的侧壁，与240L通用垃圾分类箱的形状相互匹配，可以保证其夹紧的力度和稳固度。

每个卡爪52包括水平杆521、两个竖直杆522、两个弯折杆523和支撑部5233，采用不锈钢材质制成，水平杆521横跨于水平安装板512上方，两个竖直杆522分别与水平杆521的两端连接，从水平安装板512的两侧垂直向下，弯折杆523呈V形，包括第一短杆5231和第二短杆5232，第一短杆与竖直杆通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为90°-120°，第一短杆与第二短杆通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为30°-90°，第一短杆与竖直杆和第一短杆与第二短杆之间的角度均可以在范围内调节，且朝向水平安装板512的中间，支撑部5233设置于第二短杆5232的端部，包括上平面和侧平面，抓取垃圾箱时，支撑部5233设置于垃圾分类箱顶部的凹槽9内，且其上平面和侧平面分别与凹槽9内侧壁相互紧密接触，形成支撑点，两者之间不会发生晃动和滑动，保证搬运过程中垃圾分类箱的平稳以及搬运夹紧的牢固和可靠。

机械臂4包括相互铰接的第一臂段41和第二臂段42，第一臂段41与移动导轨组件相互铰接，第二臂段42上通过连接件8挂设连接杆511，搬运垃圾箱时，机械臂4带动夹具5上下和/或左右移动。移动导轨组件包括固定安装于车厢1上的纵向直线导轨2和滑动设置于纵向直线导轨2上的移动基座3，第一臂段41通过支撑柱7固定设置于移动基座3上，搬运垃圾箱时，移动导轨组件带动夹具5前后移动。机械臂4和移动导轨组件共同为夹具5提供三个方向的自由度，方便从指定位置夹取垃圾箱或将垃圾箱放至指定位置。

纵向直线导轨2配合移动基座3可实现搭载机械臂4在车厢内纵向移动；夹具5可固定垃圾分类箱的桶身；机械臂4可实现吊起垃圾分类箱并将其搬运至车厢上指定位置，也可实现将垃圾分类箱搬运下车，还可在依次搬运垃圾分类箱时，实现有序安放在车厢合适位置上；在搬运完最后一个垃圾分类箱后，可实现机械臂4的归位；可实现侧门板6的自动打开和收回。

如图3和图4所示，本发明的中转运输车具体工作过程为：

(1)环卫工人将中转运输车停靠在需要搬运的垃圾分类箱旁，确保垃圾分类箱处于可搬运范围内，如图1所示，侧门板6通过电动推拉杆自动向外向下翻转打开，防止侧门板6妨碍接下来的工作；

(2)根据第一个要搬运的垃圾分类箱的位置，移动基座3搭载着机械臂4在车厢纵向直线导轨2上移动，以确保待搬运的目标垃圾分类箱在机械臂4的工作范围内；

(3)机械臂4启动，带着夹具5向搬运目标靠近，如图4中，由环卫工人人工辅助使夹具5上的四个支撑截面贴近桶身上口的凹槽9处，启动夹具5后，启动夹具5的两侧夹爪向内夹紧，当机械臂4向上吊起一小段距离，此时两侧夹爪将在垃圾分类箱侧壁上滑一小段距离，并卡入桶身上端的凹槽9内，使夹具5与垃圾分类箱充分固定，防止在搬运过程中垃圾分类箱掉落或箱内垃圾倾倒出来；

(4)完成夹具5固定后，如图3中，机械臂4继续吊起垃圾分类箱，使其与地面悬空，并搬运至车厢上指定位置，过程中应确保吊起高度，防止箱体与障碍物碰撞，应确保箱体在搬运过程中始终保持平稳，防止箱内垃圾掉出；

(5)如上面的操作，依次将需要搬运的垃圾分类箱运至车厢上指定位置，完成整体搬运工作；

(6)搬运完成后，机械臂4归位，移动基座3搭载机械臂4移动至初始位置，防止在车辆运输过程中与车厢内物品相互碰撞；

(7)通过电动推拉杆，使侧门板6自动向上向内翻转收回，保证车辆运输过程车厢内物品的安全。

以上操作流程，可同理运用于需要卸下垃圾分类箱时的场景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，包括车厢(1)、移动导轨组件、机械臂(4)和夹具(5)，所述的机械臂(4)安装于移动导轨组件上，所述的移动导轨组件安装于车厢(1)内，带动机械臂(4)沿直线移动，所述的夹具(5)包括与机械臂(4)连接的支架(51)以及分别安装于支架(51)上且相互连接的驱动气缸(53)和卡爪(52)，所述的卡爪(52)与垃圾分类箱顶部的凹槽(9)相互配合，抓取垃圾箱时，所述的卡爪(52)卡设于垃圾分类箱顶部的凹槽(9)内。

2.根据权利要求1所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的卡爪(52)设置两个，相互对称设置于支架(51)的两端，所述的驱动气缸(53)设置两个，分别安装于支架(51)的中部，且分别与支架(51)两端的卡爪(52)连接，用于驱动卡爪(52)向中间靠近或远离。

3.根据权利要求2所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的支架(51)包括连接杆(511)和水平安装板(512)，所述的连接杆(511)一端通过连接件(8)挂设于机械臂(4)上，另一端与水平安装板(512)的中部连接，所述的驱动气缸(53)安装于水平安装板(512)的中部，所述的卡爪(52)对称设置于水平安装板(512)的两端，所述的水平安装板(512)上开设有滑槽(513)，两端的卡爪(52)沿滑槽(513)水平移动，向中间靠近或远离。

4.根据权利要求3所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的卡爪(52)包括水平杆(521)、两个竖直杆(522)、弯折杆(523)以及底部设置于滑槽(513)内的滑块(524)，所述的水平杆(521)横跨于水平安装板(512)上方，所述的滑块(524)分别与水平杆(521)和驱动气缸(53)连接，所述的两个竖直杆(522)分别与水平杆(521)的两端连接，从水平安装板(512)的两侧垂直向下，所述的弯折杆(523)呈V形，分别与两侧的竖直杆(522)连接，且朝向水平安装板(512)的中部；抓取垃圾箱时，两个所述的卡爪(52)两侧的弯折杆(523)分别伸入垃圾分类箱顶部的凹槽(9)内，与垃圾分类箱箱体之间形成四个支撑点。

5.根据权利要求4所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的滑槽(513)为倒三角形，所述的滑块(524)底部的形状与滑槽(513)相互配合。

6.根据权利要求4所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的弯折杆(523)包括第一短杆(5231)、第二短杆(5232)和支撑部(5233)，所述的第一短杆(5231)与竖直杆(522)通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为90°-120°，所述的第一短杆(5231)和第二短杆(5232)通过转动副连接，且两杆之间的夹角范围为30°-90°，所述的支撑部(5233)设置于第二短杆(5232)的端部，包括上平面和侧平面，抓取垃圾箱时，所述的支撑部(5233)设置于垃圾分类箱顶部的凹槽(9)内，且其上平面和侧平面分别与凹槽(9)内侧壁相互紧密接触，形成支撑点。

7.根据权利要求3所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的机械臂(4)为电动硬臂平衡吊，包括相互铰接的第一臂段(41)和第二臂段(42)，所述的第一臂段(41)与移动导轨组件相互铰接，所述的第二臂段(42)上通过连接件(8)挂设连接杆(511)，搬运垃圾箱时，所述的机械臂(4)带动夹具(5)上下和/或左右移动。

8.根据权利要求7所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的移动导轨组件包括固定安装于车厢(1)上的纵向直线导轨(2)和滑动设置于纵向直线导轨(2)上的移动基座(3)，所述的纵向直线导轨(2)为铝合金滑台式直线导轨，通过伺服电机驱动，并由同步带传动，所述的第一臂段(41)通过支撑柱(7)固定设置于移动基座(3)上，搬运垃圾箱时，所述的移动导轨组件带动夹具(5)前后移动。

9.根据权利要求1所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，所述的车厢(1)上安装侧门板(6)和电动推拉杆，所述的侧门板(6)与车厢(1)底部侧边枢接，且与电动推拉杆相互连接，搬运垃圾箱时，所述的侧门板(6)通过电动推拉杆控制向外向下自动翻转。

10.根据权利要求4所述的一种自动化垃圾分类箱的中转运输车，其特征在于，搬运垃圾箱时，首先所述的移动导轨组件和机械臂(4)相互配合，带动夹具(5)靠近待搬运的垃圾分类箱，使设置于两端的夹爪罩住垃圾分类箱的顶部，再启动驱动气缸(53)，带动两端的夹爪向中间靠近，使弯折杆(523)夹紧垃圾分类箱的侧壁；

然后所述的机械臂(4)带动夹具(5)向上提起一段距离，直至所述的弯折杆(523)卡入垃圾分类箱顶部的凹槽(9)内，与垃圾分类箱箱体之间形成四个支撑点，完成夹具(5)与垃圾分类箱的夹紧固定；

最后所述的移动导轨组件和机械臂(4)相互配合，带动垃圾分类箱运至指定位置，垃圾分类箱摆放平稳后，启动驱动气缸(53)控制两端的夹爪相互远离，松开垃圾分类箱。

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