CN111717809A - 一种基于平行四边形机构的仓储起重机 - Google Patents

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蒋曦
范行知
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Abstract

本发明公开了一种基于平行四边形机构的仓储起重机，车架为匚型支架，平行四边形升降机构安装在匚型支架中部，驱动控制器驱动升降驱动机构带动平行四边形升降机构俯仰形变运动，夹抓机构铰接在平行四边形升Π降机构前端，随升降机构的仰俯运动作相应升降运动，并保持水平状态，驱动控制器控制夹抓机构抓放物件，移动机构安装在车架底部，驱动控制器驱动移动机构带动车架移动转向。本发明通过移动机构移动和转动，通过抓手电机正反转运动以驱动左右夹爪相向夹紧物件或反向松开物件，通过丝杆电机正反转运动以驱动平行四边形升降机构俯仰运动，并带动夹抓机构同步升降以抓放不同高度物件，整个操作由驱动控制器控制运行，电动化控制，高效省力。

Description

一种基于平行四边形机构的仓储起重机
技术领域
本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种基于平行四边形机构的仓储起重机。
背景技术
随着人们生活水平的提高及工作需要，越来越多的人选择在城市定居，但受限于经济条件，很多人只能购买小户型住房。对于小户型住房，为了能最大限度地存储较多生活物品，人们通常会选择使用多格竖放储物柜，但是该多格竖放储物柜在使用中存在较高处窗格中的物品不容易取放的问题。现有的一些起重机可以实现不同高度处物品的抓放，但是这些起重机多结构复杂、驱动控制机构多、成本高，操作不便，而且夹抓机构复杂笨重，夹抓不稳定，同时体型大，较占用空间，不适合小户型用户使用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了基于平行四边形机构的仓储起重机，该可伸缩电火花线切割走丝模块体积小、重量轻、半电动化控制调节切割丝长度，适用于大小型工件的切割，且便于收纳，节省人力。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种基于平行四边形机构的仓储起重机，包括车架、移动机构、平行四边形升降机构、夹抓机构和驱动控制器，车架为匚型支架，开口朝前，平行四边形升降机构安装在匚型支架中部，驱动控制器驱动升降驱动机构带动平行四边形升降机构俯仰形变运动，夹抓机构铰接在平行四边形升Π降机构前端，随升降机构的仰俯运动作相应升降运动，并保持水平状态，驱动控制器控制夹抓机构抓放物件，移动机构安装在车架底部，驱动控制器驱动移动机构带动车架移动转向。
进一步地，所述移动机构包括麦克纳姆轮、麦克纳姆轮电机和麦克纳姆轮电机支架，所述麦克纳姆轮电机安装在麦克纳姆轮电机支架上，所述麦克纳姆轮安装在麦克纳姆轮电机输出轴上，所述麦克纳姆轮通过麦克纳姆轮电机支架安装在车架底部四角处，并通过麦克纳姆轮电机驱动旋转及移动。
进一步地，所述升降驱动机构包括丝杆电机和带螺母轴，所述丝杆电机固定在丝杆电机支架上，所述丝杆电机支架与后固定架下端可转动连接，所述后固定架固定在车架后部，平行四边形升降机构的后端通过上转轴可转动连接在后固定架上端，所述带螺母轴包括螺母和对称固定在螺母两端的连接轴，所述螺母安装在丝杆电机的螺杆上，通过螺旋传动带动带螺母轴沿螺杆直线运动，所述连接轴两端通过轴承连接在两个对称设置的平行四边形升降机构上，通过沿螺杆上下运动而带动两个平行四边形升降机构作相应仰俯运动。
进一步地，所述丝杆电机支架为两个带通孔平行板，所述带孔平行板上端固定在丝杆电机的左右端面，两个带孔平行板下端通孔中贯穿安装有下转轴，所述下转轴与两带孔平行板通过轴承连接，两带孔平行板可绕下转轴转动，所述下转轴两端固定连接在两个对称分布的后固定架下端。
进一步地，所述平行四边形升降机构包括上下平行分布的升降上臂和升降下臂，所述升降上臂和升降下臂的两端分别纵向对齐，两根上转轴穿设两根后固定架上端，呈上下平行分布，且上面一根上转轴的两端分别安装在两根升降上臂后端，下面一根上转轴的两端分别安装在两根升降下臂后端，所述带螺母轴的连接轴两端通过轴承分别安装在两根升降下臂上，两根升降上臂和两根升降下臂的前端通过上下两根前转轴分别连接，并铰接在夹抓机构后端。
进一步地，所述夹抓机构包括抓手、抓手电机、正反牙丝杆、左夹爪和右夹爪，所述抓手电机安装在抓手一侧支板上，所述正反牙丝杆左端固定在抓手电机输出轴上，正反牙丝杆右端通过轴承连接在抓手另一侧支板上，所述左夹爪和右夹爪分别安装在正反牙丝杆的左旋部和右旋部，随抓手电机的正反转运动而作相向夹紧或反向松开运动。
进一步地，所述抓手电机选用蜗轮蜗杆减速机。
进一步地，所述左夹爪和右夹爪均为L型板，且槽口相向，所述正反牙丝杆垂直于L型板的竖直部。
进一步地，所述夹抓机构还包括支撑杆，两根支撑杆水平平行分布，支撑杆两端分别固定在抓手的两侧支板上，所述左夹爪和右夹爪的竖直部滑动连接在支撑杆上。
进一步地，还包括电池模块，所述电池模块和驱动控制器分别安装在车架左右部，所述电池模块电性连接驱动控制器，所述驱动控制器与麦克纳姆轮电机、丝杆电机和抓手电机电性连接，并分别控制麦克纳姆轮电机、丝杆电机、抓手电机的启、停及正反转运动。
本发明具有以下有益效果：
1）本发明提供的基于平行四边形机构的仓储起重机通过移动机构实现移动和转动，通过控制抓手电机正反转运动，可驱动左夹爪和右夹爪相向夹紧物件或反向松开物件，通过控制丝杆电机正反转运动可驱动平行四边形升降机构俯仰运动，并带动夹抓机构同步升降，以抓放不同高度物件，整个结构部件较少，成本低廉，而且整个操作通过驱动控制器控制各电机运行，电动化控制，高效省力；
2）本发明的平行四边形升降机构由升降上臂和升降下臂成组成平行四边形结构，且升降上臂和升降下臂的两端分别纵向对齐，在丝杆电机驱动带螺母轴上下移动时，平行四边形升降机构在带螺母轴的轴带动下作俯仰运动，在俯仰运动过程中，其升降上臂和升降下臂发生形变，且两端部始终保持纵向对齐，使平行四边形升降机构前端的抓手在运动过程中始终保持水平状态，可避免如装有液体的物件在运输中因倾斜而散落，提高物件运输稳定性，而且抓手可通过平行四边形升降机构降低至近乎接触地面的较低位置，相对于现有运输机构，升降幅度较高；
3）本发明的左夹爪和右夹爪分别安装在正反牙丝杆的左旋部和右旋部，仅通过一个抓手电机的正反转运动即可实现左夹爪和右夹爪的相向夹紧和反向松开，结构简单紧凑，尺寸小，而且其所在抓手扁平，可以实现物体抓放入很狭窄的窗格内，实用性强。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的平行四边形升降机构上仰状态图；
图3是图1平行四边形升降机构完全上仰状态图；
图4是图1平行四边形升降机构下俯状态图；
图5是本发明的仓储起重机取放物件第一起始状态图；
图6是图5的仓储起重机转向后状态图；
图7是图5的仓储起重机夹抓机构下俯夹住物件状态图；
图8是图5的仓储起重机夹抓机构夹起物件图；
图9是图5的仓储起重机带动物件反向转动至朝向储物柜状态图；
图10是图5的仓储起重机夹抓机构上仰将物件放置于目标窗格状态图。
其中的附图标记为：车架1、驱动控制器2、麦克纳姆轮3-1、麦克纳姆轮电机3-2、麦克纳姆轮电机支架3-3、丝杆电机4-1、带螺母轴4-2、丝杆电机支架4-3、后固定架4-4、上转轴4-5、下转轴4-6、升降上臂5-1、升降下臂5-2、抓手6-1、抓手电机6-2、正反牙丝杆6-3、左夹爪6-4、右夹爪6-5、支撑杆6-6、电池模块7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1～4所示，本发明的一种基于平行四边形机构的仓储起重机，包括车架1、移动机构、平行四边形升降机构、夹抓机构和驱动控制器2，车架1为匚型支架，开口朝前，升降驱动机构包括丝杆电机4-1和带螺母轴4-2，丝杆电机4-1固定在丝杆电机支架4-3上，丝杆电机支架4-3与后固定架4-4下端可转动连接，后固定架4-4固定在车架1后部，平行四边形升降机构的后端通过上转轴4-5可转动连接在后固定架4-4上端，带螺母轴4-2包括螺母和对称固定在螺母两端的连接轴，螺母安装在丝杆电机4-1的螺杆上，通过螺旋传动带动带螺母轴4-2沿螺杆直线运动，连接轴两端通过轴承连接在两个对称设置的平行四边形升降机构上，通过沿螺杆上下运动而带动两个平行四边形升降机构作相应仰俯运动，平行四边形升降机构安装在匚型支架中部，平行四边形升降机构包括上下平行分布的升降上臂5-1和升降下臂5-2，升降上臂5-1和升降下臂5-2的两端分别纵向对齐，两根上转轴4-5穿设两根后固定架4-4上端，呈上下平行分布，且上面一根上转轴4-5的两端分别安装在两根升降上臂5-1后端，下面一根上转轴4-5的两端分别安装在两根升降下臂5-2后端，带螺母轴4-2的连接轴两端通过轴承分别安装在两根升降下臂5-2上，两根升降上臂5-1和两根升降下臂5-2的前端通过上下两根前转轴5-3分别连接，并铰接在夹抓机构后端，夹抓机构包括抓手6-1、抓手电机6-2、正反牙丝杆6-3、左夹爪6-4和右夹爪6-5，抓手电机6-2安装在抓手6-1一侧支板上，正反牙丝杆6-3左端固定在抓手电机6-2输出轴上，正反牙丝杆6-3右端通过轴承连接在抓手6-1另一侧支板上，左夹爪6-4和右夹爪6-5分别安装在正反牙丝杆6-3的左旋部和右旋部，左夹爪6-4和右夹爪6-5均为L型板，且槽口相向，正反牙丝杆6-3垂直于L型板的竖直部，抓手电机6-2选用蜗轮蜗杆减速机，左夹爪6-4和右夹爪6-5随抓手电机6-2的正反转运动而作相向夹紧或反向松开运动，实现对物件的夹放，两根支撑杆6-6水平平行分布，支撑杆6-6两端分别固定在抓手6-1的两侧支板上，左夹爪6-4和右夹爪6-5的竖直部滑动连接在支撑杆6-6上，移动机构包括麦克纳姆轮3-1、麦克纳姆轮电机3-2和麦克纳姆轮电机支架3-3，麦克纳姆轮电机3-2安装在麦克纳姆轮电机支架3-3上，麦克纳姆轮3-1安装在麦克纳姆轮电机3-2输出轴上，麦克纳姆轮3-1通过麦克纳姆轮电机支架3-3安装在车架1底部四角处，并通过麦克纳姆轮电机3-2驱动旋转及移动，本仓储起重机还包括电池模块7，电池模块7和驱动控制器2分别安装在车架1左右部，电池模块7电性连接驱动控制器2，驱动控制器2与麦克纳姆轮电机3-2 、丝杆电机4-1和抓手电机6-2电性连接，并分别控制麦克纳姆轮电机3-2、丝杆电机4-1、抓手电机6-2的启、停及正反转运动。
如图3所示，丝杆电机支架4-3为两个带通孔平行板，带孔平行板上端固定在丝杆电机4-1的左右端面，两个带孔平行板下端通孔中贯穿安装有下转轴4-6，下转轴4-6与两带孔平行板通过轴承连接，两带孔平行板可绕下转轴4-6转动，下转轴4-6两端固定连接在两个对称分布的后固定架4-4下端。
如图5～10所示，根据待夹取物件所在位置，驱动控制器2驱动麦克纳姆轮电机3-2转动以带动麦克纳姆轮3-1转向及移动，使仓储起重机整体移动至待夹取物件处，然后驱动控制器2驱动抓手电机6-2转动以带动左夹爪6-4和右夹爪6-5反向张开，根据待夹取物件所在高度，驱动控制器2驱动丝杆电机4-1转动以带动平行四边形升降机构作俯仰运动，进而带动其前端夹抓机构同步升降且始终保持水平，然后对准物件待夹紧部位，驱动控制器2驱动抓手电机6-2反向转动以相向夹紧物件，待物件夹住后，驱动控制器2驱动麦克纳姆轮电机3-2转动以带动麦克纳姆轮3-1转向及移动，使仓储起重机移动至储物柜前，然后驱动控制器2驱动丝杆电机4-1转动以带动平行四边形升降机构作俯仰运动，使物件移动至目标窗格高度，再通过麦克纳姆轮3-1移动至目标窗格中，最后驱动控制器2驱动抓手电机6-2正向转动使左夹爪6-4和右夹爪6-5松开物件，然后麦克纳姆轮3-1带动仓储起重机整体后退撤出窗格，从而驱动控制器2电动化控制储物柜上物件的抓放，自动化程度高，高效省力。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于平行四边形机构的仓储起重机，包括车架（1）、移动机构、平行四边形升降机构、夹抓机构和驱动控制器（2），其特征在于，所述车架（1）为匚型支架，开口朝前，所述平行四边形升降机构安装在匚型支架中部，所述驱动控制器（2）驱动升降驱动机构带动平行四边形升降机构俯仰形变运动，所述夹抓机构铰接在平行四边形升Π降机构前端，随升降机构的仰俯运动作相应升降运动，并保持水平状态，所述驱动控制器（2）控制夹抓机构抓放物件，所述移动机构安装在车架（1）底部，所述驱动控制器（2）驱动移动机构带动车架（1）移动转向。
2.根据权利要求1所述的仓储起重机，其特征在于：所述移动机构包括麦克纳姆轮（3-1）、麦克纳姆轮电机（3-2）和麦克纳姆轮电机支架（3-3），所述麦克纳姆轮电机（3-2）安装在麦克纳姆轮电机支架（3-3）上，所述麦克纳姆轮（3-1）安装在麦克纳姆轮电机（3-2）输出轴上，所述麦克纳姆轮（3-1）通过麦克纳姆轮电机支架（3-3）安装在车架（1）底部四角处，并通过麦克纳姆轮电机（3-2）驱动旋转及移动。
3.根据权利要求2所述的仓储起重机，其特征在于：所述升降驱动机构包括丝杆电机（4-1）和带螺母轴（4-2），所述丝杆电机（4-1）固定在丝杆电机支架（4-3）上，所述丝杆电机支架（4-3）与后固定架（4-4）下端可转动连接，所述后固定架（4-4）固定在车架（1）后部，平行四边形升降机构的后端通过上转轴（4-5）可转动连接在后固定架（4-4）上端，所述带螺母轴（4-2）包括螺母和对称固定在螺母两端的连接轴，所述螺母安装在丝杆电机（4-1）的螺杆上，通过螺旋传动带动带螺母轴（4-2）沿螺杆直线运动，所述连接轴两端通过轴承连接在两个对称设置的平行四边形升降机构上，通过沿螺杆上下运动而带动两个平行四边形升降机构作相应仰俯运动。
4.根据权利要求3所述的仓储起重机，其特征在于：所述丝杆电机支架（4-3）为两个带通孔平行板，所述带孔平行板上端固定在丝杆电机（4-1）的左右端面，两个带孔平行板下端通孔中贯穿安装有下转轴（4-6），所述下转轴（4-6）与两带孔平行板通过轴承连接，所述下转轴（4-6）两端固定连接在两个对称分布的后固定架（4-4）下端。
5.根据权利要求4所述的仓储起重机，其特征在于：所述平行四边形升降机构包括上下平行分布的升降上臂（5-1）和升降下臂（5-2），所述升降上臂（5-1）和升降下臂（5-2）的两端分别纵向对齐，两根上转轴（4-5）穿设两根后固定架（4-4）上端，呈上下平行分布，且上面一根上转轴（4-5）的两端分别安装在两根升降上臂（5-1）后端，下面一根上转轴（4-5）的两端分别安装在两根升降下臂（5-2）后端，所述带螺母轴（4-2）的连接轴两端通过轴承分别安装在两根升降下臂（5-2）上，两根升降上臂（5-1）和两根升降下臂（5-2）的前端通过上下两根前转轴（5-3）分别连接，并铰接在夹抓机构后端。
6.根据权利要求5所述的仓储起重机，其特征在于：所述夹抓机构包括抓手（6-1）、抓手电机（6-2）、正反牙丝杆（6-3）、左夹爪（6-4）和右夹爪（6-5），所述抓手电机（6-2）安装在抓手（6-1）一侧支板上，所述正反牙丝杆（6-3）左端固定在抓手电机（6-2）输出轴上，正反牙丝杆（6-3）右端通过轴承连接在抓手（6-1）另一侧支板上，所述左夹爪（6-4）和右夹爪（6-5）分别安装在正反牙丝杆（6-3）的左旋部和右旋部，随抓手电机（6-2）的正反转运动而作相向夹紧或反向松开运动。
7.根据权利要求6所述的仓储起重机，其特征在于：所述抓手电机（6-2）选用蜗轮蜗杆减速机。
8.根据权利要求7所述的仓储起重机，其特征在于：所述左夹爪（6-4）和右夹爪（6-5）均为L型板，且槽口相向，所述正反牙丝杆（6-3）垂直于L型板的竖直部。
9.根据权利要求8所述的仓储起重机，其特征在于：所述夹抓机构还包括支撑杆（6-6），两根支撑杆（6-6）水平平行分布，支撑杆（6-6）两端分别固定在抓手（6-1）的两侧支板上，所述左夹爪（6-4）和右夹爪（6-5）的竖直部滑动连接在支撑杆（6-6）上。
10.根据权利要求9所述的仓储起重机，其特征在于：还包括电池模块（7），所述电池模块（7）和驱动控制器（2）分别安装在车架（1）左右部，所述电池模块（7）电性连接驱动控制器（2），所述驱动控制器（2）与麦克纳姆轮电机（3-2） 、丝杆电机（4-1）和抓手电机（6-2）电性连接，并分别控制麦克纳姆轮电机（3-2）、丝杆电机（4-1）、抓手电机（6-2）的启、停及正反转运动。
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