CN112299313B - 筒段上装模块及筒段移载机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒段上装模块及筒段移载机器人，所述筒段上装模块包括升降机构、滚转机构和夹持机构，升降机构包括滑块安装座和升降组件，滚转机构包括回转架和回转驱动件，夹持机构包括货叉、上部托架、左夹持臂、可右夹持臂、夹持臂驱动件和托架驱动件，所述夹持臂驱动件能够驱动左夹持臂和右夹持臂右滑动，所述托架驱动件能够驱动所述上部托架上下滑动，以夹紧或松开筒段。本发明提供的筒段上装模块及筒段移载机器人能够可靠夹持筒段形工件，并可将筒段翻转，全过程无需吊装，操作简单，安全性、可靠性高。

Description

筒段上装模块及筒段移载机器人

技术领域

本发明涉及仓储转运技术领域，尤其涉及一种用于筒段转移、翻转及装载的筒段上装模块，可对不同直径、高度的筒段均能可靠夹持，并涉及一种包括该筒段上装模块的筒段移载机器人。

背景技术

目前货物在仓库内的转运、取放作业多采用吊车、电动叉车或者地牛进行人工作业，目前叉车的驱动方式为后轮转向驱动，转向时需要转弯半径，作业空间较大，周转不方便，吊车的使用收厂房条件和场地的限制，码垛效率较低，仓储的存储密度较低。为解决该问题，中国专利CN201711183551.6公开了“一种基于全向移动平台的堆垛转运设备”，采用了麦克纳姆轮全向底盘与传统叉车结合的方式，提高了狭小空间内叉车的机动性。

但是该转运设备仍具有目前仓储领域用的一些弊端：工作方向单一，只能竖直取放工件，不能完成对有翻转需求的工件尤其是筒状工件移载的任务，在一些筒段转运的工作中还需要对筒段进行吊装并进行人工翻转，该过程难以操作、而且危险性极高。

发明内容

本发明的目的是提供一种筒段上装模块，能够可靠夹持筒段形工件，并可将筒段翻转，全过程无需吊装，操作简单，安全性、可靠性高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种筒段上装模块,包括升降机构、滚转机构和夹持机构，所述升降机构包括滑块安装座和能够驱动所述滑块安装座上下滑动的升降组件，所述滚转机构包括回转架和驱动所述回转架在所述滑块安装座上转动的回转驱动件，所述夹持机构包括固定安装在所述回转架上的货叉、可上下滑动地安装在回转架上并且位于所述货叉上方的上部托架、可左右滑动地安装在回转架上的左夹持臂、可左右滑动地安装在回转架上的右夹持臂、夹持臂驱动件和托架驱动件，所述夹持臂驱动件能够驱动左夹持臂和右夹持臂右滑动，所述托架驱动件能够驱动所述上部托架上下滑动，以夹紧或松开筒段。

优选地，所述货叉的数量为2个，2个所述货叉左右对称设置，所述左夹持臂和右夹持臂相对的侧面上均设置有弧形凹面。

优选地，所述回转架上还固定安装有底部托架，所述底部托架在所述上部托架的正下方，所述底部托架的上表面与所述货叉的上表面在同一平面上。

优选地，所述夹持臂驱动件为双输出轴电动缸，所述双输出轴电动缸的两个输出轴分别与所述左夹持臂和右夹持臂传动连接。

优选地，所述托架驱动件为单输出电动缸，所述单输出电动缸的输出轴与所述上部托架传动连接。

优选地，所述升降组件包括第一升降立柱和驱动所述滑块安装座在所述第一升降立柱上上下滑动的第一升降驱动件。

优选地，所述升降组件还包括第二升降立柱和第二升降驱动件，所述第二升降驱动件能够驱动所述第一升降立柱在所述第二升降立柱内上下滑动。

优选地，所述第二升降立柱呈开口向前的U形结构。

优选地，所述第一升降立柱和所述滑块安装座通过燕尾槽结构滑动连接。

本发明与现有技术的不同之处在于，本发明提供的筒段上装模块通过夹持臂驱动件能够驱动左右夹持臂相向运动，托架驱动件能够驱动上部托架向下运动，从而使得货叉、左夹持臂、右夹持臂和上部托架将货叉上的筒段稳定夹持，升降组件能够驱动滑块安装座向上滑动，从而将被夹持的筒段抬升，回转驱动件能够驱动被夹持的筒段翻转。因此，本发明提供的筒段上装模块能够可靠夹持筒段形工件，并可将筒段翻转，全过程无需吊装，操作简单，安全性、可靠性高。

本发明的另一个目的是提供一种筒段移载机器人，能够可靠夹持筒段形工件，并可将筒段翻转后放在指定位置，全过程无需吊装，操作简单，安全性、可靠性高。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种筒段移载机器人，包括全向移动底盘、控制系统和上述的筒段上装模块，所述全向移动底盘包括底盘车架和安装在所述底盘车架上的麦克纳姆轮，所述底盘车架的设置有矩形安装槽，所述筒段上装模块固定安装在所述矩形安装槽内，所述控制系统安装在所述全向移动底盘上，用于控制所述全向移动底盘和筒段上装模块。

所述筒段移载机器人与上述的筒段上装模块对于现有技术所具有的技术优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的筒段移载机器人的结构示意图；

图2是图1所示的筒段移载机器人的仰视图；

图3是安装在全向移动底盘上的筒段上装模块的升降机构的结构示意图；

图4是本发明提供的筒段上装模块的夹持机构和滚转机构的结构示意图；

图5是图4所示的夹持机构和滚转机构的另一个方向的结构示意图；

图6是图4所示的夹持机构和滚转机构的俯视图；

附图标记说明：

1-全向移动底盘；11-底盘车架；12-矩形安装槽；13-麦克纳姆轮；2-上装模块；21-升降机构；211-滑块安装座；212-第一升降立柱；213-第一升降驱动件；214-第二升降立柱；215-第二升降驱动件；22-滚转机构；221-回转架；222-回转驱动件；23-夹持机构；231-货叉；232-上部托架；233-左夹持臂；234-右夹持臂；235-底部托架；236-弧形凹面；237-双输出轴电动缸；238-单输出电动缸；3-控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

在本发明中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”是指本发明提供的筒段移载机器人在正常使用情况下定义的，并与附图2中所示的方向相对应，其中附图2中的上侧为筒段移载机器人的前方，下侧为后方，左侧为左方，右侧为右方。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本发明保护范围的限制。

在本发明中，当零部件被称为“固定”在另一个零部件上，它可以直接固定在另一个零部件上，或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。

适当参考图1所示，本发明提供的基本实施方式的筒段上装模块包括升降机构21、滚转机构22和夹持机构23。所述升降机构21用于实现滚转机构22和夹持机构23的上升和下降，升降机构21包括滑块安装座211和能够驱动所述滑块安装座211上下滑动的升降组件。

参考图5所示，滚转机构22包括回转架221和驱动所述回转架221在所述滑块安装座211上转动的回转驱动件222。回转架221可以通过转轴转动地安装在滑块安装座211上，也可以将回转驱动件222固定安装在滑块安装座211上，然后将回转架221固定安装在回转驱动件222的旋转轴上。所述回转驱动件222可以采用现有的各种能够实现回转运动的结构，例如减速电机。

参考图4所示，所述夹持机构23包括固定安装在所述回转架221上的货叉231、可上下滑动地安装在回转架221上并且位于所述货叉231上方的上部托架232、可左右滑动地安装在回转架221上的左夹持臂233、可左右滑动地安装在回转架221上的右夹持臂234、夹持臂驱动件和托架驱动件。所述货叉231可以采用现有的叉车的货叉。所述夹持臂驱动件能够驱动左夹持臂233和右夹持臂234左右滑动，所述托架驱动件能够驱动所述上部托架232上下滑动，以夹紧或松开筒段。

上述基本实施方式提供的筒段上装模块在使用时，首先使得筒段上装模块向前运动，筒段上装模块的货叉231插入筒段的底部，使得筒段位于货叉231上，然后夹持臂驱动件驱动左夹持臂233和右夹持臂234相向运动，托架驱动件驱动上部托架232向下运动，从而货叉231、左夹持臂233、右夹持臂234和上部托架232将筒段稳定夹持，升降组件驱动滑块安装座211向上滑动，带动将被夹持的筒段抬升，回转驱动件驱动被夹持的筒段翻转，从而可以实现可靠夹持翻转筒段。当将筒段运输到目的位置时，升降组件驱动滑块安装座211滑动到适当高度，然后夹持臂驱动件驱动左夹持臂233和右夹持臂234反向运动，托架驱动件驱动上部托架232远离货叉231，从而将筒段放下。因此本发明提供的用于筒段转移、翻转及装载的筒段上装模块，对不同直径、高度的筒段均能可靠夹持，并稳定的完成翻转动作，简化了筒段翻转操作的流程及难度，极大的提高了操作的安全性、可靠性。

如图4、图5所示，所述货叉231的数量为2个，2个所述货叉231左右对称设置。所述左夹持臂233和右夹持臂234相对的侧面上均设置有弧形凹面236，以使得筒段能够更加稳定的被夹持。

在本发明的一个优选实施方式中，如图4、图6所示，在所述回转架221上还固定安装有底部托架235，所述底部托架235在所述上部托架232的正下方，所述底部托架235的上表面与所述货叉231的上表面在同一平面上。通过在回转架221的底部固定安装底部托架235，使得筒段的下端面能够同时被货叉231和底部托架235支撑，并且底部托架235位于上部托架232的正上方，使得上部托架232施加到筒段上的作用力通过筒段作用在底部托架235上，使得筒段在被稳定地夹持的同时避免筒段变形。

在本发明中，所述夹持臂驱动件可以采用各种适当的驱动件，例如，左夹持臂233和右夹持臂234分别通过一个电动推杆驱动。优选地，如图5所示，所述夹持臂驱动件为双输出轴电动缸237，所述双输出轴电动缸237的两个输出轴分别与所述左夹持臂233和右夹持臂234传动连接，从而同步驱动左夹持臂233和右夹持臂234相向运动或反向运动。双输出轴电动缸237与左夹持臂233和右夹持臂234可以通过螺栓连接在一起，或者采用其他现有的传动连接方式。

在本发明中，所述托架驱动件也可以采用现有的各种输出直线运动的驱动装置，优选地，如图5所示，所述托架驱动件为单输出电动缸238，所述单输出电动缸238的输出轴与所述上部托架232传动连接。所述单输出电动缸238的输出轴与上部托架232的连接方式可以采用螺栓传动连接，或者采用其他现有的传动连接方式。

在本发明中，所述升降组件可以采用一级升降模式、二级升降模式，或者其他多级升降模式。当采用一级升降模式时，所述升降组件包括第一升降立柱212和驱动所述滑块安装座211在所述第一升降立柱212上上下滑动的第一升降驱动件213。第一升降立柱212可以安装在移载设备的底盘上，第一升降驱动件213驱动滑块安装座211上下滑动，以实现升降操作。

在本发明的一个优选实施方式中，升降组件采用二级升降模式。如图3所示，所述升降组件包括第一升降立柱212、驱动所述滑块安装座211在所述第一升降立柱212上上下滑动的第一升降驱动件213、第二升降立柱214和第二升降驱动件215，所述第二升降驱动件215能够驱动所述第一升降立柱212在所述第二升降立柱214内上下滑动。

如图3所示，所述第二升降立柱214呈开口向前的U形结构，第一升降立柱212安装在第二升降立柱214内上下滑动，第二升降立柱214的横截面大致为矩形结构，使得第一升降立柱212和第二升降立柱214之间可以具有滑动接触面更大的导向面，从而保证升降组件的稳定性。进一步优选地，所述第一升降立柱212和所述滑块安装座211通过燕尾槽结构滑动连接。

基于上述技术构思，本发明还提供了一种筒段移载机器人，如图1、图2所示，该筒段移载机器人包括全向移动底盘1、控制系统3和上述的筒段上装模块2。所述底盘车架11的设置有矩形安装槽12，所述筒段上装模块2固定安装在所述矩形安装槽12内，所述控制系统3安装在所述全向移动底盘1上，用于控制所述全向移动底盘1和筒段上装模块2。控制系统3用以实现对机器人的控制并提供有供操作人员操作的操作面板。

所述全向移动底盘1包括底盘车架11和安装在所述底盘车架11上的麦克纳姆轮13。麦克纳姆轮13数量为4个，4个麦克纳姆轮与地面接触实现机器人在地面上的全向移动。

其中麦克纳姆轮优选采用自适应麦克纳姆轮，以减小对地面的伤害。该自适应麦克纳姆轮包括轮辐、围绕在所述轮辐周围的环形杆组、连接所述轮辐和所述环形杆组的缓冲件、辊子支撑杆和辊子模块。轮辐为圆柱形，环形杆组包括8根首尾转动连接的长连杆，形成正八边形(自然状态)。缓冲件连接所述环形杆组的转动节点和轮辐，缓冲件的数量为4个，在8个转动节点处间隔设置有一个缓冲件，使得4个缓冲件围绕轮辐均布。缓冲件包括弹簧和能够沿着所述自适应麦克纳姆轮径向伸缩的支撑杆组。每个支撑杆组均包括第一支杆、第二支杆、第三支杆和第四支杆，所述第一支杆和第二支杆的一端均与所述转动节点通过铰接轴等结构转动连接，第一支杆和第二支杆的另一端分别与第三支杆和第四支杆的一端转动连接，第三支杆和第四支杆的另一端均与所述轮辐转动连接，第一支杆、第二支杆、第三支杆和第四支杆首尾相连成四边形。弹簧设置在支撑杆组内以及相邻的支撑杆组之间，弹簧的一端与所述第一支杆和第三支杆的转动连接点连接，弹簧的另一端与所述第二支杆和第四支杆的转动连接件点连接。辊子模块的数量与环形杆组的转动节点的数量相同，辊子模块围绕环形杆组均布。每个辊子模块包括两个辊子。辊子模块通过辊子支撑杆与环形杆组的转动节点连接，辊子支撑杆的一端与辊子模块转动连接，所述辊子支撑杆的另一端与所述环形杆组的转动节点转动连接。在每根辊子支撑杆与环形杆组的转动节点的连接处均设置有一个限位复位件，每个限位复位件均包括两根扭簧，两根扭簧分布在辊子支撑杆的两侧，两根扭簧的一端均与辊子支撑杆固定连接，另一端分别与所述转动节点两侧的长连杆固定连接。

本发明提供的筒段转移、翻转及装载机器人在地面上可全向移动，可将筒段形工件可靠夹持，并可将筒段翻转90°后放在指定位置，全过程无需吊装，操作简单，安全性、可靠性高。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种筒段上装模块，其特征在于,包括升降机构（21）、滚转机构（22）和夹持机构（23），所述升降机构（21）包括滑块安装座（211）和能够驱动所述滑块安装座（211）上下滑动的升降组件，所述滚转机构（22）包括回转架（221）和驱动所述回转架（221）在所述滑块安装座（211）上转动的回转驱动件（222），所述夹持机构（23）包括固定安装在所述回转架（221）上的货叉（231）、可上下滑动地安装在回转架（221）上并且位于所述货叉（231）上方的上部托架（232）、可左右滑动地安装在回转架（221）上的左夹持臂（233）、可左右滑动地安装在回转架（221）上的右夹持臂（234）、夹持臂驱动件和托架驱动件，所述夹持臂驱动件能够驱动左夹持臂（233）和右夹持臂（234）左右滑动，所述托架驱动件能够驱动所述上部托架（232）上下滑动，以夹紧或松开筒段;所述货叉（231）的数量为2个，2个所述货叉（231）左右对称设置，所述左夹持臂（233）和右夹持臂（234）相对的侧面上均设置有弧形凹面（236）;所述回转架（221）上还固定安装有底部托架（235），所述底部托架（235）在所述上部托架（232）的正下方，所述底部托架（235）的上表面与所述货叉（231）的上表面在同一平面上；所述底部托架（235）和所述上部托架（232）均位于所述回转架（221）的货叉一侧；所述底部托架（235）和所述上部托架（232）的长度均小于所述货叉（231）的长度。

2.根据权利要求1所述的筒段上装模块，其特征在于，所述夹持臂驱动件为双输出轴电动缸（237），所述双输出轴电动缸（237）的两个输出轴分别与所述左夹持臂（233）和右夹持臂（234）传动连接。

3.根据权利要求1所述的筒段上装模块，其特征在于，所述托架驱动件为单输出电动缸（238），所述单输出电动缸（238）的输出轴与所述上部托架（232）传动连接。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的筒段上装模块，其特征在于，所述升降组件包括第一升降立柱（212）和驱动所述滑块安装座（211）在所述第一升降立柱（212）上上下滑动的第一升降驱动件（213）。

5.根据权利要求4所述的筒段上装模块，其特征在于，所述升降组件还包括第二升降立柱（214）和第二升降驱动件（215），所述第二升降驱动件（215）能够驱动所述第一升降立柱（212）在所述第二升降立柱（214）内上下滑动。

6.根据权利要求5所述的筒段上装模块，其特征在于，所述第二升降立柱（214）呈开口向前的U形结构。

7.根据权利要求6所述的筒段上装模块，其特征在于，所述第一升降立柱（212）和所述滑块安装座（211）通过燕尾槽结构滑动连接。

8.一种筒段移载机器人，其特征在于，包括全向移动底盘（1）、控制系统（3）和根据权利要求1-7中任意一项所述的筒段上装模块（2），所述全向移动底盘（1）包括底盘车架（11）和安装在所述底盘车架（11）上的麦克纳姆轮（13），所述底盘车架（11）的设置有矩形安装槽（12），所述筒段上装模块（2）固定安装在所述矩形安装槽（12）内，所述控制系统（3）安装在所述全向移动底盘（1）上，用于控制所述全向移动底盘（1）和筒段上装模块（2）。

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