一种货物装卸装置及货物装卸车
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及一种货物装卸装置及货物装卸车。
背景技术
现有技术的叉装车,一般都只具有叉装功能,即装卸带托盘的货物,由于自身没有运货箱放置货物,每次只能叉装一个货物进行短距离的转运,单个转运批量货物,来来回回叉车浪费时间,且不适用中远程运输。另外如果采用带随车吊的货车进行货物转运,虽然其具有货箱,可以运输,但其只能起吊货物,对于带托盘的货物(没有起吊接口)无法起吊,不适用。若带随车吊采用抓斗状的夹具,平持表面,对于外表面不能夹取的箱子,也不能起吊。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种提高批量货物装卸效率和精度的货物装卸装置,还相应提供一种具有该货物装卸装置的货物装卸车。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种货物装卸装置,包括用于将货物装卸装置与安装该货物装卸装置的车体连接的支座、沿车体前后方向间隔布置的中转架和平移架,以及设于平移架上的用于与货物相连的货物装卸机构;
所述中转架和支座之间铰接有平行设置的第一连杆和第二连杆,所述中转架、支座、第一连杆和第二连杆构成第一平行四边形连杆结构;所述支座和第一连杆之间连接有用于推动第一连杆升降和前后摆动的第一伸缩缸;
所述平移架和中转架之间铰接有平行设置的第三连杆和第四连杆,所述平移架、中转架、第三连杆和第四连杆构成第二平行四边形连杆结构;第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆沿车体前后方向间隔布置,所述第二连杆和第三连杆之间铰接有用于推动第三连杆升降和前后摆动的第二伸缩缸。
由此,通过中转架和平移架沿车体前后及上下方向的运动,可以实现地面上带托盘的货物叉取到自车货箱上,并堆码整齐,实现批量货物的高效装载;实现自车货箱的堆码的带托盘的货物卸在地面或目标车上,实现批量货物的高效卸载或转移。
并且,可以长距离运输,不需要其它专用运输车辆辅助运输,从而进一步提高了批量货物的装卸效率。
支座、第一连杆、第二连杆和平行中转架一起组成平行四边形机构,实现平行中转架在运动过程中始终与地面保持相对平行关系。中转架、第三连杆、第四连杆和平移架组成平行四边形机构,实现平移架在运动过程中始终与平行中转架保持相对平行关系,从而平移架在运动过程中始终与地面保持相对平行关系。由此,通过双平行四边形吊臂机构实现末端货叉始终保持水平,避免在不固定货物情况下,货物掉落,即有随车起重机吊取货物的功能优点,又有叉装车叉货始终保持货物水平的功能优点。
并且,通过双平行四边形机构实现臂体的加长,有效解决了伸缩臂间隙问题,提高变臂长后精度。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述第二连杆通过第五连杆与第二伸缩缸相连,所述第二连杆的中部与第五连杆的中部铰接,所述第五连杆的一端和第二连杆靠近支座的一端之间铰接有第三伸缩缸,所述第五连杆的另一端和第二伸缩缸通过沿车体左右方向布置的第一轴铰接;第二连杆和中转架通过沿车体左右方向布置的第二轴铰接,当第三伸缩缸全缩时,第一轴和第二轴同轴布置,且中转架、第二伸缩缸和第三连杆构成三角形关系;第一轴和第二轴不同轴时,中转架、第二伸缩缸、第三连杆和第五连杆组成四边形机构。
由此,当第三伸缩缸全缩时,不管第二连杆怎样运动,第二伸缩缸与第五连杆的铰接点始终不变,即第二伸缩缸与第二连杆没有相关性,各自独立运动。当第三伸缩缸全伸时,第二伸缩缸与第五连杆的铰接点与第二连杆与中转架铰接点有一定距离,这样第二连杆运动,即带动第二伸缩缸运动。即第二伸缩缸、第五连杆、第三连杆、中转架组成四边形机构,实现第二连杆与第三连杆的连动。
当第二连杆从水平位置慢慢起升时,取地面叉取货物时,如果第二伸缩缸与第二连杆有相关性,则第二伸缩缸驱动第三连杆外伸,这样补偿了第二连杆从水平位置慢慢起升,末端内缩的距离,实现第三连杆末端近似垂直起升,不需要两个油缸的复合运动即可实现近似垂直起升,便于控制。
综上,通过一个转换四边形机构,实现两个平行四边形机构的相关性,当有相关性时实现起升过程中近似垂直起升,减少复合运动,便于无人化控制。当无相关性时,实现下放过程中,增大工作半径,便于工作。
所述货物装卸机构通过竖向布置的回转轴承与平移架相连。通过回转支承回转,实现货物装卸机构的180度工作旋转。
所述回转轴承滑设于平移架上,所述回转轴承可相对平移架沿车体左右方向滑移。从而可扩大货物装卸机构横向平移的距离,可以叉取地面较偏位置的货物。
所述回转轴承和平移架之间铰接有沿车体左右方向布置的第四伸缩缸。
平移架包括外平移架和滑设于外平移架上的内平移架,所述内平移架可相对外平移架沿车体左右方向滑移,所述回转轴承滑设于内平移架上,所述回转轴承可相对内平移架沿车体左右方向滑移。
所述外平移架和内平移架之间铰接有沿车体左右方向布置的第四伸缩缸;所述内平移架上固定有平移滑轮,所述回转轴承上连接有一钢丝绳,所述钢丝绳绕过平移滑轮后与外平移架固连。
由此第四伸出一段距离,回转支承伸出两倍的距离,从而实现了更大横向平移的距离,可以叉取地面更偏位置的货物。
回转支承相对于外平移架的相对滑动,也可以通过齿轮齿条,多级缸等实现。
所述货物装卸机构包括与回转轴承转动相连的叉齿架、铰接于叉齿架远离支座一端的摆动架,以及连接于摆动架背向叉齿架一端的叉齿,所述叉齿架和摆动架通过沿车体左右方向布置的铰接轴铰接,所述叉齿架和摆动架之间连接有用于驱动摆动架前后和上下摆动的第五伸缩缸。
当第五伸缩缸伸出时,推动叉齿摆动架外摆,从而推动叉齿也往外摆动,当第五伸缩缸缩回时,拉动叉齿摆动架内摆,从而推动叉齿也往内摆动。
所述叉齿包括左叉齿和右叉齿,所述左叉齿和右叉齿均铰接于所述铰接轴上,叉齿由于重力内摆,从而可实现叉齿上下摆动自由度的调节。所述左叉齿通过沿车体左右方向布置的左伸缩缸与摆动架的右端相连,所述右叉齿通过沿车体左右方向布置的右伸缩缸与摆动架的左端相连,以适应不同宽度的托盘叉取。
叉齿的左右平移也可以通过连杆来实现。
由此,货叉对于货物有多种自由度调节,以适应货叉能正确插入货架孔中。
所述支座、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆形成支撑中转架和平移架的支撑机构,所述支撑机构设有两个,两个支撑机构分设于中转架沿车体左右方向的两端。通过左右各设置一套双平行四边形机构,以提高叉齿左右平移的稳定性。
货物装卸机构也可以是吊臂,从而使得该货物装卸机构具备吊装作用。
作为一个总的发明构思,本发明还提供一种货物装卸车,包括车体,所述车体上安装有上述的货物装卸装置。
由此,该装卸车具有即能自装货,又能自卸货,还能自运输的三位一体功能。作为上述技术方案的进一步改进:
所述货物装卸装置通过支座滑设于车体上,以使所述货物装卸装置能够沿车体的前后方向滑移。
由此,在工作臂全伸情况下,可通过整个装置沿车体前后方向的平移,来解决重物与回转中心距离,即减小了结构件变矩,提高了整机精度,减轻了整机重量。
所述车体上设有沿车体的前后方向延伸的滑轨,所述支座滑设于滑轨上,所述支座和滑轨远离货物装卸机构的一端连接有沿车体的前后方向布置的第六伸缩缸。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的货物装卸装置,通过双平行四边形机构带动中转架和平移架联动,可以实现地面上带托盘的货物叉取到自车货箱上,并堆码整齐,从而实现批量货物的高效装载;且实现自车货箱的堆码的带托盘的货物卸在地面或目标车上,从而实现批量货物的高效卸载或转移。并且,通过双平行四边形机构实现臂体的加长,有效解决了伸缩臂间隙问题,提高变臂长后精度。
并且,安装该货物装卸装置的装卸车,可以长距离运输,不需要其它专用运输车辆辅助运输,从而进一步提高了批量货物的装卸效率。
2、本发明的货物装卸装置,通过一个转换四边形机构,实现两个平行四边形机构的相关性,当有相关性时实现起升过程中近似垂直起升,减少复合运动,便于无人化控制。当无相关性时,实现下放过程中,增大工作半径,便于工作。
3、本发明的货物装卸车,在工作臂全伸情况中,可通过整个机构的平移,来解决重物与回转中心距离,即减小了结构件变矩,提高了整机精度,减轻了整机重量。
附图说明
图1为本发明实施例的货物装卸车的主视结构示意图。
图2为本发明实施例的货物装卸车的立体结构示意图。
图3为平移架实现近似垂直起升的结构示意图。
图4本发明实施例的货物装卸车的立体结构示意图(双层平移架)。
图5为货物装卸机构的立体结构示意图。
图6为货物装卸机构的主视结构示意图。
图7为货物装卸车空车运输的状态图。
图8为叉齿下放至与地面的货物托盘等高的状态图。
图9为叉齿平移至进入货物下托盘的状态图。
图10为货物装卸机构起升货物的状态图。
图11为货物装卸机构反向旋转货物的状态图。
图12货物装卸机构将货物摆放至车体上的状态图。
图13为货物装卸机构摆放第二层货物的状态图。
图14为货物装卸车装满货物的运输状态图。
图15为货物装卸车满车运输停靠至与目标车接近位置的状态图。
图16为叉齿提升至与自车货物托盘平行等高的状态图。
图17为叉齿平移至进入车体上的货物托盘下的状态图。
图18为货物装卸机构起升和旋转货物的状态图。
图19为货物装卸机构伸长至将货物往推至目标车最远位置的状态图。
图20为货物装卸机构将货物下放至目标车上的状态图。
图21为货物装卸机构下放第二层货物至目标车上的状态图。
图例说明:1、车体;2、第六伸缩缸;3、滑轨;4、支座;5、第一伸缩缸;6、第一连杆;7、中转架;8、第二连杆;9、第二伸缩缸;10、第三连杆;11、第四连杆;12、第四伸缩缸;13、平移架;131、外平移架;132、内平移架;133、平移滑轮;134、钢丝绳;14、回转轴承;15、货物装卸机构;151、叉齿架;152、左叉齿;153、右叉齿;154、右伸缩缸;155、左伸缩缸;156、摆动架;157、第五伸缩缸;16、第五连杆;17、第三伸缩缸。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1:
如图1和图2所示,本实施例的货物装卸车,包括车体1和安装于车体1上的货物装卸装置。
货物装卸装置包括滑设于车体1上的支座4、沿车体前后方向间隔布置的中转架7和平移架13,以及设于平移架13上的用于与货物相连的货物装卸机构15。本实施例中,货物装卸机构15具体为叉齿总成。
车体1的下端安装有两根沿车体1前后方向间隔布置的轮轴,每根轮轴上安装两个沿车体1左右方向间隔布置的行走轮。从而车体1(底盘)提供运输功能,同时实现叉齿左转右转,底盘四轮都可转向,从而可实现车体左右蟹形初平移。
车体1上设有与支座对应的滑轨3,滑轨3沿车体1的前后方向延伸,支座4滑设于相应滑轨3上,支座4和滑轨3远离货物装卸机构15的一端连接有沿车体1的前后方向布置的第六伸缩缸2。支座4只有水平滑动自由度,这样通过第六伸缩缸2(即大平移油缸)可实现双支座4(即臂柱)的水平滑动,实现装卸货物的伸缩及摆放,及进撤叉齿的功能要求。
中转架7和每个支座4之间均铰接有平行设置的第一连杆6(即动臂)和第二连杆8(即动臂连杆),中转架7、相应的支座4、第一连杆6和第二连杆8构成第一平行四边形连杆结构;支座4和第一连杆6之间连接有用于推动第一连杆6升降前后摆动的第一伸缩缸5(即动臂油缸)。
平移架13和中转架7之间铰接有平行设置的第三连杆10(即平行内连杆)和第四连杆11(即平行外连杆),平移架13、中转架7、第三连杆10和第四连杆11构成第二平行四边形连杆结构;第一连杆6、第二连杆8、第三连杆10和第四连杆11沿车体前后方向间隔布置。
动臂一端与双臂柱铰接,一端与平行中转架铰接,而动臂油缸一端与动臂中部连接,另一端与双臂柱连接;这样通过动臂油缸的伸缩,实现动臂-6的变幅。动臂连杆一端与双臂柱铰接,一端与平行中转架铰接, 这样双臂柱、动臂、平行中转架和动臂连杆一起组成平行四边形机构,实现平行中转架在运动过程中始终与地面保持相对平行关系。
平行内连杆一端与平行中转架铰接,另一端与平移架铰接,平行外连杆一端与平行中转架铰接,另一端与平移架铰接,这样平行中转架、平行内连杆、平行外连杆和平移架组成平行四边形机构,实现平移架在运动过程中始终与平行中转架保持相对平行关系。而由上可知,平行中转架在运动过程中始终与地面保持相对平行关系。即平移架在运动过程中始终与地面保持相对平行关系。
本实施例中,第二连杆8的中部与一第五连杆16(即转换连杆)的中部铰接,第五连杆16的一端和第二连杆8靠近支座4的一端之间铰接有第三伸缩缸17(转换驱动油缸),第五连杆16的另一端和一第二伸缩缸9(平行连杆油缸)的一端通过沿车体左右方向布置的第一轴铰接,第二伸缩缸9的另一端与第三连杆10铰接,第二伸缩缸9用于推动第三连杆10升降和前后摆动。
第二连杆8和中转架7通过沿车体左右方向布置的第二轴铰接,当第三伸缩缸17全缩时,第一轴和第二轴同轴布置,且中转架7、第二伸缩缸9和第三连杆10构成三角形关系;第一轴和第二轴不同轴时,中转架7、第二伸缩缸9、第三连杆10和第五连杆16组成四边形机构。
平行连杆油缸一端与转换连杆铰接,一端与平行内连杆中段铰接,这样通过平行连杆油缸的伸缩,实现平移架升降。
转换连杆中间与动臂连杆中段相铰接,通过转换连杆旋转,实现平行连杆油缸与动臂连杆相关性,转换驱动油缸一端与动臂连杆铰接,一端与转换连杆铰接,当转换驱动油缸全缩时,平行连杆油缸与转换连杆的铰接点刚好与动臂连杆与平行中转架铰接点重合,这样不管动臂连杆怎样运动,行连杆油缸与转换连杆的铰接点始终不变,即平行连杆油缸与动臂连杆没有相关性,各自独立运动。当转换驱动油缸全伸时,平行连杆油缸与转换连杆的铰接点与动臂连杆与平行中转架铰接点有一定距离,这样动臂连杆运动,即带动平行连杆油缸运动。即平行连杆油缸、动臂连杆、平行内连杆、平行中转架组成四边形机构,实现动臂连杆与平行内连杆的连动。
如图3所示,当动臂连杆从水平位置慢慢起升时,取地面叉取货物时,如果平行连杆油缸与动臂连杆有相关性,则平行连杆油缸驱动平行内连杆外伸,这样补偿了动臂连杆从水平位置慢慢起升,末端内缩的距离,实现平行内连杆末端近似垂直起升,不需要两个油缸复合运动实现近似垂直起升,便于控制。
其中,支座4、第一连杆6、第二连杆8、第三连杆10和第四连杆11形成支撑中转架7和平移架13的支撑机构,支撑机构设有两个,两个支撑机构分设于中转架7沿车体左右方向的两端。
继续参阅图1和图2,货物装卸机构15通过竖向布置的回转轴承14与平移架13相连。回转支承14旋转,可以调节叉齿的左右旋转自由度。
回转轴承14滑设于平移架13上,回转轴承14可相对平移架13沿车体左右方向滑移。其中,回转轴承14和平移架13之间铰接有沿车体左右方向布置的第四伸缩缸12(横移油缸)。
如图4所示,平移架可以做两层,具体地,双层平移架13包括外平移架131和滑设于外平移架131上的内平移架132,内平移架132可相对外平移架131沿车体左右方向滑移,回转轴承14滑设于内平移架132上,回转轴承14可相对内平移架132沿车体左右方向滑移。
外平移架131和内平移架132之间铰接有沿车体左右方向布置的第四伸缩缸12;内平移架132上固定有平移滑轮133,回转轴承14上连接有一钢丝绳134,钢丝绳134绕过平移滑轮133后与外平移架131固连。
内平移架132可以在外平移架131内滑动,一端铰接回转支承14可以在内平移架132平移滑动,横移油缸12一端铰接外平移架131上,另一端铰接于内平移架132上,内平移架132上固定有平移滑轮133,钢丝绳134一端连接如回转支承14,再绕过平移滑轮133,固定在在外平移架131上,这样横移油缸12伸出一段距离,回转支承14伸出两倍的距离,实现更大横向平移的距离,可以叉取地面更偏位置的货物。
如图5和图6所示,货物装卸机构15包括与回转轴承14转动相连的叉齿架151、铰接于叉齿架151远离支座4一端的摆动架156,以及连接于摆动架156背向叉齿架151一端的叉齿,叉齿架151和摆动架156通过沿车体左右方向布置的铰接轴铰接,叉齿架151和摆动架156之间连接有用于驱动摆动架156前后和上下摆动的第五伸缩缸157。
叉齿包括左叉齿152和右叉齿153,左叉齿152和右叉齿153均铰接于铰接轴上,从而通过叉齿的上下摆动,实现叉齿的垂直面俯仰自由度调节。左叉齿152通过沿车体左右方向布置的左伸缩缸155与摆动架156的右端相连,右叉齿153通过沿车体左右方向布置的右伸缩缸154与摆动架156的左端相连,通过左右叉齿的水平滑移,从而实现两个叉齿之间距离的调整,以适应不同宽度的托盘。
对于叉齿总成15,也可以调节,叉齿架151与回转支承14铰接,叉齿摆动架156与叉齿架151上端铰接,同时左叉齿152和右叉齿153也与叉齿架15-1和叉齿摆动架156铰接于同一轴,同时左叉齿152和右叉齿153平面与叉齿摆动架156相配合,这样叉齿摆动架156往外摆动,推动左叉齿152和右叉齿153也往外摆动,叉齿摆动缸157一端铰接于叉齿架151,另一端铰接于叉齿摆动架156,当叉齿摆动缸157伸出时,推动叉齿摆动架156外摆,从而推动左叉齿152和右叉齿153也往外摆动,当当叉齿摆动缸157缩回时,拉动叉齿摆动架156内摆,左叉齿152和右叉齿153由于重力内摆,这样实现叉齿上下摆动自由度调节,以适应不同宽度的托盘。
本发明的货物装卸车的自动装货过程如下:
1.如图7所示,空车运输状态,停靠与地面相近地方;
2.如图8所示,叉齿放置地面与货物托盘在同一平面,等高;
3. 如图9所示,平移,叉齿进入货物下的托盘;
4. 如图10所示,起升货物;
5. 如图11所示,旋转货物;
6. 如图12所示,货物后摆放;
7. 如图13所示,放置第二层状态;
8. 如图14所示,装满运输状态。
自货箱卸货到地面与上面步骤相反,在此不再赘述。
有目标车卸货过程如下:
1. 如图15所示,满车运输状态,停靠与目标车相近地方;
2. 如图16所示,叉齿放置自车货物托盘平行等高;
3. 如图17所示,平移,叉齿进入货物下的托盘;
4. 如图18所示,起升货物,旋转货物;
5. 如图19所示,伸缩臂体,货物推最远;
6. 如图20所示,货物后放;
7.如图21所示,放置第二层状态。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例,并非对本申请做任何形式的限制,虽然本申请以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。