CN113526358B - 一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法，包括焊接在两个竖板顶部的横板，两个所述竖板上均开设有滑槽，且两个滑槽内滑动连接有同一个螺纹杆，所述横板两侧的延伸端底部均安装有推杆电机。本发明中，通过推杆电机的推杆带动螺纹杆在滑槽内向上运动，从而通过滑块带动储物箱上升，待储物箱上升高储物平台的高度，通过驱动电机的输出轴带动主动锥齿轮转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮转动，螺纹杆随之同步转动，根据螺纹传动原理，滑块带动储物箱移动到储物平台上，方便快捷，且在运输过程中，储物箱不会发生摆动，保证储物箱不会受摆动而发生掉落问题，进而保证储物箱运输过程的稳定性，有效的保护了货物的完整性。
Description
技术领域
本发明涉及起重机技术领域，尤其涉及一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法。
背景技术
起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，其中，桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备，由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍，它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。
现有公开号为CN207511713(一种全自动物流仓储起重机)中使用的起重机即桥式起重机，且该专利申请文件中叙述道，通过仓库货物出入口给的扫码装置，对货物上安装的编码信息进行扫码，起重机的取货装置(执行机构)上设置有限位开关、力检测传感器、微动开关以及高度传感器，且扫码装置、限位开关、力监测传感器、微动开关以及高度传感器与仓库管理系统连接，系统自动对货物进行编码，并存储信息，发送指令给起重机起重机，仓库管理系统与扫码装置配合，可自动对货物进行编码、扫码、信息存储、信息处理、优化运算、并发送指令给起重机等，起重机可根据系统指令，准确运行到指定座标，装卸指定货物，从而构成一种起重机的三维多点自动定位系统。
然而，该起重机在运输货物的过程中始终依靠的都是线缆来对仓储的货物进行运输，线缆在运输的过程中会容易发生摆动，而在运输较重的货物时摆动幅度会很大，容易造成货物与线缆脱离，进而导致货物掉落，造成货物损伤。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法，包括焊接在两个竖板顶部的横板，两个所述竖板上均开设有滑槽，且两个滑槽内滑动连接有同一个螺纹杆，所述横板两侧的延伸端底部均安装有推杆电机，两侧所述推杆电机的推杆分别套接在螺纹杆两端的延伸端外侧，所述螺纹杆外侧通过螺纹连接两个对称的滑块，且它们的下方设置有储物箱，所述储物箱的两侧均焊接有定位套，两个所述滑块的底部焊接有定位杆，所述定位杆位于定位套内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述横板一侧的延伸端底部安装有驱动电机，所述驱动电机位于同侧推杆电机的外侧，所述驱动电机的输出轴外侧套接有主动锥齿轮，所述螺纹杆一端的延伸端外侧套接有从动锥齿轮，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮之间通过卡尺啮合连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
两个所述滑块的相对侧均通过转轴转动连接有连杆，且它们之间设置有椭圆板，两个所述连杆的延伸端分别与椭圆板的长轴两端之间通过转轴转动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
其中一个所述滑块内侧安装有气缸，所述气缸的活塞杆上开设有多个等间距的齿槽，所述椭圆板的底部轴心处焊接有转杆，且转杆外侧绕轴心等角度设置有多个卡齿，所述活塞杆与转杆之间通过卡齿啮合连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述定位套在竖直方向上远离储物箱的内表壁上通过转轴转动连接有限位杆，且限位杆由弧形杆和水平杆组成，所述限位杆的水平杆向外贯穿定位套，所述定位杆的竖直截面呈“J”字形，所述定位杆的竖直短杆上开设有卡槽，所述限位杆的水平杆卡接进卡槽内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述定位套设置有限位块，所述限位块位于定位杆的竖直长杆与定位套在竖直方向上靠近储物箱的内表壁之间。
作为上述技术方案的进一步描述：
其中一个所述竖板靠近底部一侧安装有电源箱，所述电源箱外侧通过电性连接有控制开关，所述驱动电机、两个推杆电机、气缸、电源箱和控制开关之间均通过电性连接。
一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法，包括一些步骤：
步骤一、储物箱的定位过程：
S1、通过驱动电机的输出轴转动，带动主动锥齿轮转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮转动，螺纹杆随之同步转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块在螺纹杆上移动，待到达储物箱的正上方后，驱动电机自动关闭，间接使得两个滑块停止移动；
S2、同时，两个推杆电机带动螺纹杆在滑槽内竖直向下运动，开始对储物箱进行定位抓取，即，使滑块下方的定位杆插入储物箱两侧的定位套内；
步骤二、滑块间距调节过程：
在对储物箱进行抓取前，根据储物箱的尺寸的不同，可以通过气缸带动活塞杆在水平方向移动，根据卡齿的啮合传原理，带动转杆转动，带动椭圆板顺时针转动，从而通过连杆带动两个滑块在水平方向作往复运动，两个滑块之间的间距发生变化，待两个滑块下方的定位杆之间的间距与储物箱两侧的定位套之间的间距相同时，关闭气缸，完成定位杆与不同尺寸的储物箱两侧的定位套的配合调节；
步骤三、储物箱的安装过程：
定位杆向下插入定位套内，首先，定位杆挤压限位杆的弧形杆向下运动，通过挤压弹簧，且其水平杆在定位套内水平水平向外移动，直到定位杆的水平杆上的运动到限位杆的水平杆的下方，在弹簧弹性作用下，带动限位杆水平向内移动，将限位块插入定位杆与定位套的内表壁之间的间隙内，对定位杆进行限位固定，完成两个滑块与储物箱之间的安装连接；
步骤四、储物箱移动运输过程：
S1、两个推杆电机带动螺纹杆在滑槽内竖直向上运动，通过两个滑块底部的与储物箱连接的定位杆带动储物箱向上运动，同时，定位杆上的卡槽与限位杆卡接在一起，提高执行机构提升储物箱过程中的稳定性；
S2、当螺纹杆向上运动到从动锥齿轮与主动锥齿轮卡接时，推杆电机关闭，驱动电机的输出轴带动主动锥齿轮转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮转动，通过从动锥齿轮带动螺纹杆转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块在螺纹杆上移动，带动储物箱移动到存放位置；
步骤五、储物箱拆卸过程：
取出限位块，向外拉动限位杆的水平杆，使其从卡槽内脱出，使得定位杆脱离限位杆，进而使得定位杆与定位套分开，从而将定位杆与储物箱分开，从而将起重机的执行机构与储物箱分开，完成储物箱的拆卸。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过推杆电机的推杆带动螺纹杆在滑槽内向上运动，从而通过滑块带动储物箱上升，待储物箱上升高储物平台的高度，通过驱动电机的输出轴带动主动锥齿轮转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮转动，螺纹杆随之同步转动，根据螺纹传动原理，滑块带动储物箱移动到储物平台上，方便快捷，且在运输过程中，储物箱不会发生摆动，保证储物箱不会受摆动而发生掉落问题，进而保证储物箱运输过程的稳定性，有效的保护了货物的完整性。
2、本发明中，通过气缸的活塞杆的水平移动，根据卡齿啮合传动原理，带动转杆转动，进而通过带动椭圆板和连杆转动，从而带动两个滑块作相向或者相反运动，实现两个滑块之间的间距的改变，从而可以通过两个滑块底部的定位杆对不同尺寸的储物箱进行抓取，减少储物箱的尺寸给执行机构进行抓取时带来的不便，解除尺寸限制，提高起重机的适用性。
3、本发明中，通过定位杆水平杆上的卡槽与限位杆水平杆之间的卡接，通过限位块在定位套内的限位作用，使得三者两两之间紧密接触，使得定位杆与定位套之间稳定连接，便于储物箱与滑块之间的安装连接，通过限位块的取出，使得定位杆在定位套内表壁之间具有较大间隙，从而便于定位杆与定位套之间的分离，便于取下储物箱，结构简单，操作方便。
附图说明
图1为本发明中整体结构示意图；
图2为本发明中两个滑块与螺纹杆连接处的俯视的示意图；
图3为本发明中A处的放大示意图；
图4为本发明中定位杆与定位套连接处的内部结构示意图；
图5为本发明中定位杆与限位杆连接处的剖视示意图。
图例说明：
1、横板；2、竖板；201、滑槽；3、驱动电机；301、主动锥齿轮；4、螺纹杆；401、从动锥齿轮；5、推杆电机；6、滑块；7、椭圆板；701、转杆；8、气缸；801、活塞杆；9、连杆；10、储物箱；1011、定位套；11、定位杆；1101、卡槽；12、电源箱；13、控制开关；14、限位杆；15、弹簧；16、限位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种起重机三维多点自动定位系统及定位方法，包括焊接在两个竖板2顶部的横板1，两个竖板2上均开设有滑槽201，且两个滑槽201内滑动连接有同一个螺纹杆4，螺纹杆4可以在滑槽201内上下运动，横板1两侧的延伸端底部均安装有推杆电机5，两侧推杆电机5的推杆分别套接螺纹杆4两端的延伸端外侧，推杆电机5的推杆可以带动螺纹杆4在竖直方向上下移动，螺纹杆4外侧通过螺纹连接两个对称的滑块6，转动的螺纹杆4与滑块6之间，根据螺纹传动原理，可以带动滑块6在螺纹杆4上水平移动，从而实现起重机的执行机构对储物箱10的定位抓取和水平运输，空置时，在滑块6以及其上相关构件的自身重力下，保证不会随着螺纹杆4同步转动，即仅作水平方向的移动，滑块6随着螺纹杆4同步上下运动，且它们的下方设置有储物箱10，与储物箱10的两侧均焊接有定位套1011，两个滑块6的底部焊接有定位杆11，定位杆11位于定位套1011内，通过定位杆11与定位套1011的连接，使得储物箱10可以随着滑块6的上下移动而移动，其中，储物箱10上贴有编码信息，与仓库管理系统和扫码装置结合，实现滑块6位置的自动调节，从而实现起重机的执行机构对储物箱10定位抓取与竖直抬升。
请参阅图1，横板1一侧的延伸端底部安装有驱动电机3，驱动电机3位于同侧推杆电机5的外侧，驱动电机3的输出轴外侧套接有主动锥齿轮301，驱动电机3的输出轴可以带动主动锥齿轮301转动，螺纹杆4一端的延伸端外侧套接有从动锥齿轮401，螺纹杆4和从动锥齿轮401同步转动，主动锥齿轮301和从动锥齿轮401之间通过卡尺啮合连接，根据卡齿的啮合传动原理，转动的主动锥齿轮301带动从动锥齿轮401转动，从而带动螺纹杆4转动。
请参阅图1，其中一个竖板2靠近底部一侧安装有电源箱12，电源箱12外侧通过电性连接有控制开关13，驱动电机3、两个推杆电机5、气缸8、电源箱12和控制开关13之间均通过电性连接，电源箱12为驱动电机3、两个推杆电机5和气缸8提供电源，控制开关13可以控制驱动电机3、两个推杆电机5和气缸8的启停，其中，驱动电机3、电源箱12和控制开关13之间通过电线电性连接成一个回路，两个推杆电机5、电源箱12和控制开关13之间通过电线电性连接成一个回路，气缸8、电源箱12和控制开关13之间通过电线电性连接成一个回路，其中，控制开关13的开闭由自动定位系统中发送的指令控制，从而实现驱动电机3和推杆电机5自动启停。
与实施例一不同的是
实施例二：
请参阅图1和图2，两个滑块6的相对侧均通过转轴转动连接有连杆9，且它们之间设置有椭圆板7，两个连杆9的延伸端分别与椭圆板7的长轴两端之间通过转轴转动连接，在转轴以及连杆9的作用下，椭圆板7的转动会间接带动滑块6在螺纹杆4上同步相向或者相反运动，从而实现两个滑块6之间间距的调节，从而可以通过两个滑块6底部的定位杆11对不同尺寸的储物箱10进行抓取，减少储物箱10的尺寸给执行机构进行抓取时带来的不便，解除尺寸限制，提高起重机的适用性。
请参阅图1、图2和图3，其中一个滑块6内侧安装有气缸8，气缸8的活塞杆801上开设有多个等间距的齿槽，通过控制气缸8内部气压，使得活塞杆801在水平方向作往复运动，椭圆板7的底部轴心处焊接有转杆701，且转杆701外侧绕轴心等角度设置有多个卡齿，活塞杆801与转杆701之间通过卡齿啮合连接，根据卡齿的啮合传动原理，移动的活塞杆801带动转杆701转动，进而带动椭圆板7转动。
与实施例一不同的是
实施例三：
请参阅图3和图4，定位套1011在竖直方向上远离储物箱10的内表壁上通过转轴转动连接有限位杆14，且限位杆14由弧形杆和水平杆组成，限位杆14的水平杆向外贯穿定位套1011，限位杆14的水平杆可以进出定位套1011，从而改变限位杆14的位置，便于定位杆11与限位杆14之间的卡接，定位杆11的竖直截面呈“J”字形，定位杆11的竖直短杆上开设有卡槽1101，限位杆14的水平杆卡接进卡槽1101内，通过限位杆14的水平杆与卡槽1101的卡接，便于定位杆11与定位套1011之间的连接，结构简单，操作方便。
请参阅图3，限位杆14的弧形杆与定位套1011的内表壁之间通过弹簧15弹性连接，在弹簧15的弹性作用下，使得限位杆14、定位杆11和限位块16在定位套1011内部两两之间紧密贴合，定位套1011与定位杆11之间的连接稳定性。
请参阅图3，定位套1011设置有限位块16，限位块16位于定位杆11的竖直长杆与定位套1011在竖直方向上靠近储物箱10的内表壁之间，一方面，限制定位杆11在水平方向的移动，防止定位杆11在物体抬升过程中脱离定位套1011，保证定位杆11对储物箱10抓取时的稳定性，另一方面，限位块16顶部的拉环，便于限位块16的取出，使得定位杆11在定位套1011内表壁之间具有较大间隙，从而便于定位杆11与定位套1011之间的分离，便于取下储物箱10。
实施例四：
请参阅图1-5，基于实施例一，一种起重机三维多点定位方法：使用时，首先，通过驱动电机3的输出轴转动，带动主动锥齿轮301转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮401转动，螺纹杆4随之同步转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块6在螺纹杆4上移动，待到达储物箱10的正上方后，驱动电机3自动关闭，间接使得两个滑块6停止移动，同时，两个推杆电机5带动螺纹杆4在滑槽201内竖直向下运动，开始对储物箱10进行定位抓取，即，使滑块6下方的定位杆11插入储物箱10两侧的定位套1011内；其中，在对储物箱10进行抓取前，根据储物箱10的尺寸的不同，可以通过气缸8带动活塞杆801在水平方向移动，根据卡齿的啮合传原理，带动转杆701转动，带动椭圆板7顺时针转动，从而通过连杆9带动两个滑块6在水平方向作往复运动，两个滑块6之间的间距发生变化，待两个滑块6下方的定位杆11之间的间距与储物箱10两侧的定位套1011之间的间距相同时，关闭气缸8，完成定位杆11与不同尺寸的储物箱10两侧的定位套1011的配合调节；接着，定位杆11向下插入定位套1011内，定位杆11挤压限位杆14的弧形杆向下运动，通过挤压弹簧15，且其水平杆在定位套1011内水平水平向外移动，直到定位杆11的水平杆上的运动到限位杆14的水平杆的下方，在弹簧15弹性作用下，带动限位杆14水平向内移动，将限位块16插入定位杆11与定位套1011的内表壁之间的间隙内，对定位杆11进行限位固定，完成两个滑块6与储物箱10之间的安装连接，然后，两个推杆电机5带动螺纹杆4在滑槽201内竖直向上运动，通过两个滑块6底部的与储物箱10连接的定位杆11带动储物箱10向上运动，同时，定位杆11上的卡槽1101与限位杆14卡接在一起，提高执行机构提升储物箱10过程中的稳定性，当螺纹杆4向上运动到从动锥齿轮401与主动锥齿轮301卡接时，推杆电机5关闭，驱动电机3的输出轴带动主动锥齿轮301转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮401转动，通过从动锥齿轮401带动螺纹杆4转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块6在螺纹杆4上移动，带动储物箱10移动到存放位置，最后，取出限位块16，向外拉动限位杆14的水平杆，使其从卡槽1101内脱出，使得定位杆11脱离限位杆14，进而使得定位杆11与定位套1011分开，从而将定位杆11与储物箱10分开，从而将起重机的执行机构与储物箱10分开，完成储物箱10的拆卸。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种起重机三维多点定位方法，所述三维多点定位方法采用三维多点自动定位系统，三维多点自动定位系统包括焊接在两个竖板(2)顶部的横板(1)，其特征在于，两个所述竖板(2)上均开设有滑槽(201)，且两个滑槽(201)内滑动连接有同一个螺纹杆(4)，所述横板(1)两侧的延伸端底部均安装有推杆电机(5)，两侧所述推杆电机(5)的推杆分别套接在螺纹杆(4)两端的延伸端外侧，所述螺纹杆(4)外侧通过螺纹连接两个对称的滑块(6)，且它们的下方设置有储物箱(10)，所述储物箱(10)的两侧均焊接有定位套(1011)，两个所述滑块(6)的底部焊接有定位杆(11)，所述定位杆(11)位于定位套(1011)内；
所述横板(1)一侧的延伸端底部安装有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)位于同侧推杆电机(5)的外侧，所述驱动电机(3)的输出轴外侧套接有主动锥齿轮(301)，所述螺纹杆(4)一端的延伸端外侧套接有从动锥齿轮(401)，所述主动锥齿轮(301)和从动锥齿轮(401)之间通过卡尺啮合连接；
两个所述滑块(6)的相对侧均通过转轴转动连接有连杆(9)，且它们之间设置有椭圆板(7)，两个所述连杆(9)的延伸端分别与椭圆板(7)的长轴两端之间通过转轴转动连接；
其中一个所述滑块(6)内侧安装有气缸(8)，所述气缸(8)的活塞杆(801)上开设有多个等间距的齿槽，所述椭圆板(7)的底部轴心处焊接有转杆(701)，且转杆(701)外侧绕轴心等角度设置有多个卡齿，所述活塞杆(801)与转杆(701)之间通过卡齿啮合连接；
所述定位套(1011)在竖直方向上远离储物箱(10)的内表壁上通过转轴转动连接有限位杆(14)，且限位杆(14)由弧形杆和水平杆组成，所述限位杆(14)的水平杆向外贯穿定位套(1011)，所述定位杆(11)的竖直截面呈“J”字形，所述定位杆(11)的竖直短杆上开设有卡槽(1101)，所述限位杆(14)的水平杆卡接进卡槽(1101)内；
所述限位杆(14)的弧形杆与定位套(1011)的内表壁之间通过弹簧(15)弹性连接；
所述定位套(1011)设置有限位块(16)，所述限位块(16)位于定位杆(11)的竖直长杆与定位套(1011)在竖直方向上靠近储物箱(10)的内表壁之间；
其中一个所述竖板(2)靠近底部一侧安装有电源箱(12)，所述电源箱(12)外侧通过电性连接有控制开关(13)，所述驱动电机(3)、两个推杆电机(5)、气缸(8)、电源箱(12)和控制开关(13)之间均通过电性连接；
所述三维多点定位方法，包括以下步骤：
步骤一、储物箱的定位过程：
S1、通过驱动电机(3)的输出轴转动，带动主动锥齿轮(301)转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮(401)转动，螺纹杆(4)随之同步转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块(6)在螺纹杆(4)上移动，待到达储物箱(10)的正上方后，驱动电机(3)自动关闭，间接使得两个滑块(6)停止移动；
S2、同时，两个推杆电机(5)带动螺纹杆(4)在滑槽(201)内竖直向下运动，开始对储物箱(10)进行定位抓取，即，使滑块(6)下方的定位杆(11)插入储物箱(10)两侧的定位套(1011)内；
步骤二、滑块间距调节过程：
在对储物箱(10)进行抓取前，根据储物箱(10)的尺寸的不同，可以通过气缸(8)带动活塞杆(801)在水平方向移动，根据卡齿的啮合传原理，带动转杆(701)转动，带动椭圆板(7)顺时针转动，从而通过连杆(9)带动两个滑块(6)在水平方向作往复运动，两个滑块(6)之间的间距发生变化，待两个滑块(6)下方的定位杆(11)之间的间距与储物箱(10)两侧的定位套(1011)之间的间距相同时，关闭气缸(8)，完成定位杆(11)与不同尺寸的储物箱(10)两侧的定位套(1011)的配合调节；
步骤三、储物箱的安装过程：
定位杆(11)向下插入定位套(1011)内，首先，定位杆(11)挤压限位杆(14)的弧形杆向下运动，通过挤压弹簧(15)，且其水平杆在定位套(1011)内水平向外移动，直到定位杆(11)的水平杆上的运动到限位杆(14)的水平杆的下方，在弹簧(15)弹性作用下，带动限位杆(14)水平向内移动，将限位块(16)插入定位杆(11)与定位套(1011)的内表壁之间的间隙内，对定位杆(11)进行限位固定，完成两个滑块(6)与储物箱(10)之间的安装连接；
步骤四、储物箱移动运输过程：
S1、两个推杆电机(5)带动螺纹杆(4)在滑槽(201)内竖直向上运动，通过两个滑块(6)底部的与储物箱(10)连接的定位杆(11)带动储物箱(10)向上运动，同时，定位杆(11)上的卡槽(1101)与限位杆(14)卡接在一起，提高执行机构提升储物箱(10)过程中的稳定性；
S2、当螺纹杆(4)向上运动到从动锥齿轮(401)与主动锥齿轮(301)卡接时，推杆电机(5)关闭，驱动电机(3)的输出轴带动主动锥齿轮(301)转动，根据卡齿的啮合传动原理，带动从动锥齿轮(401)转动，通过从动锥齿轮(401)带动螺纹杆(4)转动，根据螺纹传动原理，带动两个滑块(6)在螺纹杆(4)上移动，带动储物箱(10)移动到存放位置；
步骤五、储物箱拆卸过程：
取出限位块(16)，向外拉动限位杆(14)的水平杆，使其从卡槽(1101)内脱出，使得定位杆(11)脱离限位杆(14)，进而使得定位杆(11)与定位套(1011)分开，从而将定位杆(11)与储物箱(10)分开，从而将起重机的执行机构与储物箱(10)分开，完成储物箱(10)的拆卸。
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