CN113859932A - 一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置 - Google Patents

Abstract

一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置，包含翻转机构，所述翻转机构为含移动副的平面闭链两自由度五杆机构，包含机架、第一杆件、第二杆件、动平台、滑块，所述机架安装在水平地面上，所述动平台通过第一杆件与第二杆件分别支撑在机架和滑块上，所述滑块通过移动副安装在机架上，所述翻转机构中，滑块、第一杆件为主动件，所述集装箱吊具安装在动平台上，在计算机编程控制下，所述动平台相对机架可实现平面两自由度运动；当动平台由水平位置调整为竖直位置时，安装在动平台上的集装箱吊具亦翻转90度，即完成集装箱的翻转作业。通过对集装箱翻转机构进行合理设计，改善了结构刚度和运行稳定性，提高了集装箱翻转作业的安全性。

Description

一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置

技术领域

本发明涉及集装箱翻转机领域，特别是一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置。

背景技术

集装箱翻转机是一种用来对货运车上集装箱进行翻转作业的关键装备，广泛应用于货场、码头等场合，集装箱翻转机能适应不同规格的集装箱的翻转要求，安全、平稳、有效地提供工艺输送，能将集装箱翻转90度，由水平位姿翻转为竖直位姿或由竖直位姿翻转为水平位姿，便于进行玉米、小麦等散装物资的装载和卸料作业。现有集装箱翻转机取得了大量应用，配合输送带、螺旋式卸料机等设备有效提高了集装箱装卸效率。

但现有集装箱翻转机普遍存在执行机构重心高、运行稳定性差的问题。集装箱翻转机的执行机构大部分采用串联结构，由底座部分、翻转部分组成，为了适应不同尺寸规格的集装箱翻转要求，翻转部分通过移动副串联安装在底座立柱上，在翻转过程中，集装箱负载将全部由立柱结构承担，由此造成了现有集装箱翻转机普遍存在的重心高、稳定性差，故障率高等缺点，由于运行稳定性差，翻转机翻车事故时有发生；另一方面，现有集装箱翻转机结构复杂，为了提高翻转机稳定性，通常采用比较复杂的底座结构，大幅提高了制造成本；现有集装箱翻转机的翻转部分驱动元件均安装在翻转机上部，不仅提高了重心，而且增加了管路布置及维护保养难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置，通过对集装箱翻转机构的合理设计，利用闭链机构取代现有翻转机的串联结构，改善结构刚度和运行稳定性，降低重心，提高集装箱翻转作业的安全性。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置，包含翻转机构，所述翻转机构为含移动副的平面闭链两自由度五杆机构，包含机架、第一杆件、第二杆件、动平台、滑块，所述机架安装在水平地面上，所述动平台通过第一杆件与第二杆件分别支撑在机架和滑块上，所述动平台与第一杆件之间通过第一转动副连接，所述第一杆件通过第二转动副与机架连接，所述动平台与第二杆件之间通过第三转动副连接，所述第二杆件通过第四转动副与滑块连接，所述滑块通过第一移动副安装在机架上。

所述翻转机构中，滑块、第一杆件为主动件，所述集装箱吊具通过第二移动副安装在动平台上。

该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置在滑块和第一杆件的配合作用下，动平台可相对机架作平面两维运动，由于集装箱吊具通过第二移动副安装在动平台上，集装箱吊具可相对动平台作一维滑动，调整集装箱吊具的相对位置。该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置在作业过程中，首先集装箱货运车搭载集装箱驶入到动平台下方的固定位置；随后集装箱吊具在第二移动副的作用下，调整相对集装箱的位置，使其位于集装箱正上方；再然后，滑块和第一杆件在第一移动副和第二转动副的配合运动下，驱动动平台作两自由度受控下落运动，直至集装箱吊具下降到加持位置；当集装箱吊具夹持住集装箱后，在滑块和第一杆件的驱动作用下，动平台相对机架两自由度旋转90度，使集装箱由水平位姿旋转为竖直位姿，进而完成翻转作业，为下一步集装箱的罐装做好准备。

与现有技术相比，本发明的突出优点在于：

1.相比现有集装箱翻转机折腰结构，该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置的翻转机构采用含移动副的平面闭链两自由度五杆机构完成集装箱翻转作业，有效改善了结构刚度以及翻转过程的稳定性；滑块、第一杆件分别通过第一移动副和第二转动副安装在机架上，有效降低了集装箱翻转机构的重心，提高了集装箱翻转作业的安全性。

2.该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置的动平台升降舍弃了现有翻转机常见的串联式升降关节，而采用剪叉式升降支链，动平台为四臂支承结构，相比现有翻转机采用的双臂支承结构，不仅增加了结构刚度和升降稳定性，而且提高了承载能力，能满足大型重载集装箱的升降作业。

附图说明

图1为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置主视图。

图2为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置三维示意图之一。

图3为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置三维示意图之二。

图4为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置动平台示意图。

图5为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置动平台结构示意图。

图6为本发明所述两自由度滑块机构式集装箱翻转装置作业工况示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4，一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置，包含翻转机构，所述翻转机构为含移动副的平面闭链两自由度五杆机构，包含机架1、第一杆件2、第二杆件3、动平台5、滑块4，所述机架1安装在水平地面11上，所述动平台5通过第一杆件2与第二杆件3分别支撑在机架1和滑块4上，所述动平台5与第一杆件2之间通过第一转动副8连接，所述第一杆件2通过第二转动副7与机架1连接，所述动平台5与第二杆件3之间通过第三转动副10连接，所述第二杆件3通过第四转动副9与滑块4连接，所述滑块4通过第一移动副6安装在机架1上。

对照图1、图2，所述翻转机构中，滑块4、第一杆件2为主动件，所述集装箱吊具13通过第二移动副14安装在动平台5上。

对照图1、图5、图6，该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置在滑块4和第一杆件2的配合作用下，动平台5可相对机架1作平面两维运动，由于集装箱吊具13通过第二移动副14安装在动平台上，集装箱吊具13可相对动平台作一维滑动，调整集装箱吊具的相对位置。该种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置在作业过程中，首先集装箱货运车15搭载集装箱12驶入到动平台5下方的固定位置；随后集装箱吊具13在第二移动副14的作用下，调整相对集装箱12的位置，使其位于集装箱12正上方；再然后，滑块4和第一杆件2在第一移动副6和第二转动副7的配合运动下，驱动动平台5作两自由度受控下落运动，直至集装箱吊具13下降到加持位置；当集装箱吊具13夹持住集装箱12后，在滑块4和第一杆件2的驱动作用下，动平台5相对机架1两自由度旋转90度，使集装箱12由水平位姿旋转为竖直位姿，进而完成翻转作业，为下一步集装箱12的罐装做好准备。

Claims (1)

1.一种两自由度滑块机构式集装箱翻转装置，包含翻转机构，其特征是：所述翻转机构为含移动副的平面闭链两自由度五杆机构，包含机架、第一杆件、第二杆件、动平台、滑块，所述机架安装在水平地面上，所述动平台通过第一杆件与第二杆件分别支撑在机架和滑块上，所述动平台与第一杆件之间通过第一转动副连接，所述第一杆件通过第二转动副与机架连接，所述动平台与第二杆件之间通过第三转动副连接，所述第二杆件通过第四转动副与滑块连接，所述滑块通过第一移动副安装在机架上，所述滑块、第一杆件为主动件，所述集装箱吊具通过第二移动副安装在动平台上。

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