CN111704042A - 一种新型吊装起重设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型吊装起重设备，包括主体装置、抓取机构、托盘机构和行走机构。所述的起重设备利用抓取机构对具有一定规格的货物进行堆垛和指定位置摆放，利用托盘机构对已堆垛货物进行运输，通过主体装置上的抓取机构、托盘机构和行走机构相互配合，可以在多障碍复杂工况下，对多件货物进行运输和指定位置摆放。本发明整体结构简单，灵活性强，适用范围广。在船舱、车站、车厢和集装箱内等货物量大、距离短、障碍物多的工况下，通过抓取机构、托盘机构和行走机构配合，可实现对货物的快速堆垛和指定位置摆放，以及带载避障的功能。

Description

一种新型吊装起重设备及方法
技术领域
本发明涉及一种新型吊装起重设备及方法，尤其涉及货物越障转运、指定位置吊装等物流运输领域和对货物摆放有指定要求的工作环境。
背景技术
随着我国经济的发展，起重机械在港口、建筑工地、仓库等工作环境下，在货物装卸、转运、摆放方面已经成为必不可少的设备。现对于小型灵活起重设备需求量越来越多，要求可进入船舱、车厢和集装箱内进行货物的装卸、搬运和有序摆放等作业，且可以适应船舱及仓库多障碍情况，这就需要设计一种可以同时搬运多个货物，越过障碍，完成指定位置吊装与摆放工作的起重设备。该起重设备使用方便，占地小、灵活性强、使用范围广、并能在指定位置有序摆放重物。适用于船舱、车站、车厢和集装箱内对大量货物进行装卸、搬运和有序摆放等工况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对物流中大量有规则的物品完成指定位置搬运的工作，为解决人力搬运耗时耗力的问题，设计了一种新型吊装起重设备。
本发明提供的技术方案：
一种新型吊装起重设备，包括主体装置、抓取机构、托盘机构、行走机构，应用于从任何位置起吊多件货物、运输、避障并有序摆放每件货物的小型吊装作业；
所述的主体装置，包括主框架、横梁、加强筋；主框架为长方体框架结构，支撑整机；横梁位于主框架顶部中间位置，主要用于安装控制抓取机构和托盘机构起升的电机等装置；加强筋固定在主框架的门式结构四个直角处，主要用于加强稳定性。
所述的抓取机构，包括抓取滑台、抓取提升钢丝绳、抓手提升导绳轮、抓手提升电机、抓手T字支架、抓手、抓手舵机、旋转舵机、旋转机构、左右移动导绳轮、左右移动滑块、左右移动导轨、抓手滑台导向轮、电机轴导绳轮、左右移动电机、抓手导绳轮支架、输出导轮。抓取滑台安装在主体装置的前端，且在其四角处安装有四个滑台导向轮；抓手提升电机立式安装在横梁前端，托盘滑台安装位置前后各安装一个抓手T字支架，其输出轴上安装有输出导轮；抓手导绳轮支架固定安装在抓取机构顶部的主框架四角上，并在其上面安装有抓手提升导绳轮；抓取提升钢丝绳起始端固定在输出导轮上，中间缠绕在抓取提升导绳轮上，终端固定在抓取滑台上，主要实现抓手上下移动。
左右移动导轨通过螺栓连接固定在抓取滑台上；旋转机构通过左右移动滑块安装在左右移动导轨上，其下端固定安装有抓手；旋转舵机与抓手舵机分别固定在旋转机构和抓手上；左右移动电机安装在抓取滑台左侧的横梁上，其输出轴上安装有电机轴导绳轮；左右移动导绳轮安装在抓取滑台右侧的横梁上，且与电机轴导绳轮之间的用抓手钢丝绳连接，主要实现抓手左右移动。
所述的托盘机构，包括托盘滑台、托盘钢丝绳、托盘提升导绳轮、托盘提升电机、托盘T字支架、托盘导绳轮支架、托盘、前后移动电机、前后移动导绳轮、前后移动导轨、前后移动滑块、托盘滑台导向轮、输出轴导绳轮、托盘输出导轮。托盘滑台安装在主体装置的后端，且在其四角处安装有四个托盘滑台导向轮；托盘提升电机卧式安装在横梁后端，其安装位置前后各安装一个托盘T字支架，其输出轴上安装有托盘输出导轮；托盘导绳轮支架固定安装在托盘机构顶部的主框架四角上，并在其上面安装有托盘提升导绳轮；前后移动电机安装在托盘滑台中间横梁前端，其输出轴上安装有输出轴导绳轮；前后移动导轨国定在托盘滑台的中间横梁上；托盘通过前后移动滑块安装在前后移动导轨上；前后移动导绳轮安装在托盘滑台中间横梁的后端，且与输出轴导绳轮和前后移动滑块之间用托盘钢丝绳连接。
所述的行走机构，包括驱动电机和麦克纳姆轮；主框架通过直角支架在下端四角安装有横向摆放的驱动电机；麦克纳姆轮通过螺栓连接安装在驱动电机上，驱动电机驱动麦克纳姆轮任意方向运动。
一种新型吊装起重设备的方法，步骤如下：
第一步：抓取机构动作，抓取滑台下移，根据实际货物位置，抓手左右移动调整位置，到达位置抓取货物，由于货物处于横向摆放，抓手旋转90°调整货物为纵向，依次抓取完成三件货物的堆垛。
第二步：托盘机构动作，托盘滑台下移，并通过行走机构调整设备方向及托盘位置，调整完成后，托盘向前移动叉取货物，完成后托盘向上并向后移动，使其位于横梁中间位置，保证货物转运平稳。
第三步：转运过程中遇到障碍时，通过调整麦克纳姆轮方向及托盘位置成功越障，且经过试验本发明可以越过由细线及钢管组成的45°倾斜障碍。
第四步：将所有货物卸到指定位置，麦克纳姆轮调整设备，使得托盘恰好可以入库卸货，托盘前移到指定位置并下放货物，直至完全脱离货物并抽出，完成货物下放工作。之后，抓取机构动作，抓手依次将货物摆放到指定位置，完成货物吊装工作。
本发明的有益效果：
本发明针对目前各行各业中狭小空间货物摆放的耗时耗力情况，设计了一种新型吊装起重设备。首先，为保证货物转运过程中的平稳性，起重设备主体框架为门式结构；其次，采用互不干扰的抓手和托盘两种吊具，抓手吊具完成货物的堆垛和摆放工作，托盘吊具完成转运过程中的货物承载工作，实现批量吊装和有序摆放；最后，采用麦克纳姆轮驱动，可实现任意行走，便于站位调整。该设备采用有/无线通信，根据需求实现控制，减少劳动力，提高作业效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的主体装置结构示意图。
图3为本发明的抓取机构结构示意图。
图4为本发明的抓取机构局部结构示意图。
图5为本发明的托盘机构结构示意图。
图6为本发明的抓取机构局部结构示意图。
图7为本发明的行走机构结构示意图
图8为本发明的抓取物体状态示意图。
图9为本发明的提起物体状态示意图。
图中：1主体装置；2抓取机构；3托盘机构；4行走机构；101主框架；102横梁；103加强筋；201抓取滑台；202抓取钢丝绳；203抓手提升导绳轮；204抓手提升电机；205抓手T字支架；206抓手；207抓手舵机；208旋转舵机；209旋转机构；210左右移动导绳轮；211左右移动滑块；212左右移动导轨；213抓手滑台导向轮；214电机轴导绳轮；215左右移动电机；216抓手导绳轮支架；217输出导轮；301托盘滑台；302托盘钢丝绳；303托盘提升导绳轮；304托盘提升电机；305托盘T字支架；306托盘导绳轮支架；307托盘；308前后移动电机；309前后移动导绳轮；310前后移动导轮；311前后移动滑块；312托盘滑台导向轮；313输出轴导绳轮；314托盘输出导轮；401驱动电机；402麦克纳姆轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施案例所述的一种新型吊装起重设备，包括主体装置1、抓取机构2、托盘机构3和行走机构4组成。
所述的主体装置1为门式结构，由方钢焊接而成，安装有加强筋103整体结构简单、稳定性强且质量轻。在工作过程中，可以横跨到货物和障碍物上方，完成越障转运和物品摆放工作。
所述的抓取机构2，如图3所示，抓手提升电机204通过抓取提升钢丝绳202驱动抓取滑台201的上下移动，此时为防止出现抓取滑台201一边高一边低及偏离主框架101的情况，本发明在抓取滑台201四角处设计了四个抓手滑台导向轮213，辅助其上下移动。如图4所示，电机轴导绳轮214与左右移动导绳轮210和左右移动滑块211之间用钢丝绳连接，在左右移动电机215的驱动下，实现抓手206左右移动。旋转舵机208驱动旋转机构209回转，实现抓手206旋转；抓手舵机207驱动抓手206张开与闭合，实现货物抓取与放下；为防止摆放过程中因货物夹取不稳出现不能在指定位置摆放及效率低的问题，本发明设计一种直角片式抓手206，具体如图4所示。本发明设计的抓取机构2可以灵活抓取货物，并高效完成货物指定位置摆放工作。
所述的托盘机构3，如图5所示，所述的托盘滑台301在其四角处固定托盘滑台导向轮312。托盘滑台301上下移动原理同上文抓取滑台201上下移动原理相同，在此不再赘述，主要为托盘提升电机304驱动托盘滑台301上下移动。如图6所示，托盘307前后移动原理同上文抓手206左右移动原理，在此不再赘述，主要为前后移动电机308驱动托盘307前后移动。在转运货物时，为防止因货物晃动出现碰倒障碍物的情况，本发明设计一种叉车式的托盘307，可实现灵活越障功能，详见图6。
所述的行走机构4，四个单驱动的车轮相互配合，可实现转动及任意方向行走，使起重设备灵活越障，在抓取和摆放货物时可实现微调。
结合图8和图9来说明本发明的一个详细工作步骤：
(1)如图8所示，抓取机构2动作，抓取滑台201下移，根据实际货物位置，抓手206左右移动调整位置，到达位置抓取货物，由于货物处于横向摆放，抓手206旋转90°调整货物为纵向，依次抓取完成3件货物的堆垛。
(2)如图9所示，托盘机构3动作，托盘滑台301下移，并通过行走机构4调整设备方向及托盘位置，调整完成后，托盘307向前移动叉取货物，完成后托盘307向上并向后移动，使其位于横梁中间位置，保证货物转运平稳。
(3)转运过程中遇到障碍时，通过调整麦克纳姆轮402方向及托盘301位置成功越障，且经过试验本发明的可以成功越过由细线及钢管组成的45°倾斜障碍。
(4)将所有货物卸到指定位置，麦克纳姆轮402调整设备，使得托盘307恰好可以入库卸货，托盘307前移到指定位置并下放货物，直至完全脱离货物并抽出，完成货物下放工作。之后，抓取机构2动作，抓手206依次将货物摆放到指定位置，完成货物吊装工作。
以上实施案例仅用于说明本发明的技术方案，并非对其限制。

Claims (7)

1.一种新型吊装起重设备，其特征在于，包括主体装置(1)、抓取机构(2)、托盘机构(3)、行走机构(4)，应用于从任何位置起吊多件货物、运输、避障并有序摆放每件货物的小型吊装作业；
所述的主体装置(1)，包括主框架(101)、横梁(102)、加强筋(103)；主框架(101)为长方体框架结构，支撑整机；横梁(102)位于主框架(101)顶部中间位置，主要用于安装控制抓取机构(2)和托盘机构(3)起升的电机等装置；加强筋(103)固定在主框架(101)的门式结构四个直角处，主要用于加强稳定性；
所述的抓取机构(2)，包括抓取滑台(201)、抓取提升钢丝绳(202)、抓手提升导绳轮(203)、抓手提升电机(204)、抓手T字支架(205)、抓手(206)、抓手舵机(207)、旋转舵机(208)、旋转机构(209)、左右移动导绳轮(210)、左右移动滑块(211)、左右移动导轨(212)、电机轴导绳轮(214)、左右移动电机(215)、抓手导绳轮支架(216)、输出导轮(217)；抓取滑台(201)安装在主体装置(1)的前端；抓手提升电机(204)立式安装在横梁(102)前端，且其安装位置前后各安装一个抓手T字支架(205)，其输出轴上安装有输出导轮(217)；抓手导绳轮支架(216)固定安装在抓取机构(2)顶部的主框架(101)四角上，并在其上面安装有抓手提升导绳轮(203)；抓取提升钢丝绳(202)起始端固定在输出导轮(217)上，中间缠绕在抓取提升导绳轮(203)上，终端固定在抓取滑台(201)上，主要实现抓手上下移动；左右移动导轨(212)通过螺栓连接固定在抓取滑台(201)上；旋转机构(208)通过左右移动滑块(211)安装在左右移动导轨(212)上，其下端固定安装有抓手(206)；旋转舵机(208)与抓手舵机(207)分别固定在旋转机构(208)和抓手(206)上；左右移动电机(215)安装在抓取滑台(201)左侧的横梁上，其输出轴上安装有电机轴导绳轮(214)；左右移动导绳轮(210)安装在抓取滑台(201)右侧的横梁上，且与电机轴导绳轮(214)之间的用抓手钢丝绳(202)连接，主要实现抓手左右移动；
所述的托盘机构(3)，包括托盘滑台(301)、托盘钢丝绳(302)、托盘提升导绳轮(303)、托盘提升电机(304)、托盘T字支架(305)、托盘导绳轮支架(306)、托盘(307)、前后移动电机(308)、前后移动导绳轮(309)、前后移动导轨(310)、前后移动滑块(311)、托盘滑台导向轮(312)、输出轴导绳轮(313)、托盘输出导轮(314)；托盘滑台(301)安装在主体装置(1)的后端，且在其四角处安装有四个托盘滑台导向轮(312)；托盘提升电机(303)卧式安装在横梁(102)后端，其安装位置前后各安装一个托盘T字支架(305)，其输出轴上安装有托盘输出导轮(314)；托盘导绳轮支架(306)固定安装在托盘机构(3)顶部的主框架(101)四角上，并在其上面安装有托盘提升导绳轮(303)；前后移动电机(308)安装在托盘滑台(301)中间横梁前端，其输出轴上安装有输出轴导绳轮(313)；前后移动导轨(310)国定在托盘滑台(301)的中间横梁上；托盘(307)通过前后移动滑块(311)安装在前后移动导轨(310)上；前后移动导绳轮(309)安装在托盘滑台(301)中间横梁的后端，且与输出轴导绳轮(313)和前后移动滑块(311)之间用托盘钢丝绳(302)连接；所述的行走机构(4)固定在主体装置(1)的底端，实现装置任意方向运动。
2.根据权利要求1所述的一种新型吊装起重设备，其特征在于，所述的行走机构(4)，包括驱动电机(401)和麦克纳姆轮(402)；主框架(101)通过直角支架在下端四角安装有横向摆放的驱动电机(401)；麦克纳姆轮(402)通过螺栓连接安装在驱动电机(401)上，驱动电机(401)驱动麦克纳姆轮(402)任意方向运动。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型吊装起重设备，其特征在于，所述的托盘(307)为叉车式的结构，能够实现灵活越障功能。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型吊装起重设备，其特征在于，所述的抓取滑台(201)在其四角处固定抓手滑台导向轮(213)。
5.根据权利要求3所述的一种新型吊装起重设备，其特征在于，所述的托盘滑台(301)在其四角处固定托盘滑台导向轮(312)。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种新型吊装起重设备的方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：抓取机构(2)动作，抓取滑台(201)下移，根据实际货物位置，抓手(206)左右移动调整位置，到达位置抓取货物，由于货物处于横向摆放，抓手(206)旋转90°调整货物为纵向，依次抓取完成三件货物的堆垛；
第二步：托盘机构(3)动作，托盘滑台(301)下移，并通过行走机构(4)调整设备方向及托盘位置，调整完成后，托盘(307)向前移动叉取货物，完成后托盘(307)向上并向后移动，使其位于横梁中间位置，保证货物转运平稳；
第三步：转运过程中遇到障碍时，通过调整行走机构(4)方向及托盘(301)位置成功越障，且经过试验本发明可以越过由细线及钢管组成的45°倾斜障碍；
第四步：将所有货物卸到指定位置，麦克纳姆轮(402)调整设备，使得托盘(307)恰好可以入库卸货，托盘(307)前移到指定位置并下放货物，直至完全脱离货物并抽出，完成货物下放工作；之后，抓取机构(2)动作，抓手(206)依次将货物摆放到指定位置，完成货物吊装工作。
7.根据权利要求6所述的一种新型吊装起重设备的方法，其特征在于，所述的第三步：遇到障碍时，通过调整麦克纳姆轮(402)方向越障。
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