CN113879953B - 一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁 - Google Patents

一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁 Download PDF

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Abstract

本发明属于起重机械领域,具体地说是一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁。包括吊耳、摆动缸、驱动装置、吊梁箱体、刚柔转换机构、自动扭锁机构与视觉传感器。本发明通过自动扭锁机构的设置可自动与装载物锁紧连接,减少了操作时间,降低了工作人员的劳动强度;在空载时,自动扭锁机构的壳体与吊梁箱体之间稳定插接,保持刚性,方便与装载物对接,与装载物连接后,自动扭锁机构在链条或钢丝绳连接下为柔性,使起重机或重载机器人的操作难度降低,并且避免了多个起重机或重载机器人的同步误差导致被吊物品被拉拽损坏。本发明与现有的重载吊梁结构相比,实用性和通用性强,易推广,操作简便。

Description

一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁
技术领域
本发明属于起重机械领域,具体地说是一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁。
背景技术
在一些对重型负载装载的场合,特别是需要多台起重机或重载机器人协同装载的场合,例如装载集装箱时,一般需要人工手动连接吊装索具,需要较多的人力和时间成本,工作效率低,还存在一定的工作危险性,另外多个起重机或重载机器人的同步误差有可能会使被吊物品被拉拽发生损坏。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,包括吊耳、摆动缸、驱动装置A、吊梁箱体与视觉传感器;
所述吊耳的上端与起重臂端部连接,所述吊耳的中部与所述摆动缸的一端连接,所述摆动缸的另一端与起重臂的中部连接,所述吊耳的下端与所述驱动装置A的输出端连接,所述驱动装置A与所述吊梁箱体固定连接;
所述视觉传感器安装在所述吊梁箱体的下表面上,所述吊梁箱体的左右两端对称设置有刚柔转换机构,每个所述刚柔转换机构的下方还对应设有一个自动扭锁机构;
所述自动扭锁机构包括壳体、驱动装置B和扭锁头,每个所述自动扭锁机构的所述壳体与对应的所述刚柔转换机构之间通过链条或钢丝绳连接,所述驱动装置B设置于所述壳体的内部,所述扭锁头插入对应设置于装载物的扭锁本体,所述扭锁头通过所述驱动装置B带动旋转,所述扭锁头与装载物的扭锁本体之间锁紧后,所述扭锁头拉动装载物;
空载时,所述壳体均与所述吊梁箱体插接,所述扭锁头与装载物的扭锁本体连接时,所述壳体与所述吊梁箱体分离。
优选的,所述刚柔转换机构包括导向套、滑靴、拉板和顶升弹性件,所述导向套设置于所述吊梁箱体的端部,所述导向套的轴向中心线与水平面垂直,所述滑靴设置于所述导向套的内部,且所述滑靴与所述导向套滑动连接,所述拉板通过销轴安装于所述滑靴上,所述拉板的两端延伸出所述导向套并分别通过链条或钢丝绳与对应的所述自动扭锁机构的所述壳体连接,所述顶升弹性件的一端与所述滑靴连接,所述顶升弹性件的另一端与所述吊梁箱体的内壁连接。
优选的,所述吊梁箱体上且在所述导向套的外侧还套设有保护套筒,所述拉板的两端延伸出所述导向套和所述保护套筒并分别通过链条或钢丝绳与对应的所述自动扭锁机构的所述壳体连接。
优选的,所述自动扭锁机构还包括旋转套筒、弹簧A、扭锁轴连接套筒、定位螺母和弹簧B,所述壳体的内腔中部设有隔板,所述壳体的内腔底部设有弹簧B安装座,所述弹簧B设置于所述弹簧B安装座的内部,所述扭锁头包括扭锁轴部和扭锁头部,所述扭锁头部设置于所述扭锁轴部的一端,所述扭锁轴部的另一端依次穿过所述弹簧B和所述隔板,延伸出所述弹簧B的所述扭锁轴部的另一端依次与所述定位螺母和所述扭锁轴连接套筒连接,所述定位螺母设置于所述隔板的下方,所述弹簧B的一端与所述定位螺母的端面相抵接,所述扭锁轴连接套筒设置于所述隔板的上方,所述扭锁轴连接套筒与所述旋转套筒通过键连接,所述弹簧A设置于所述旋转套筒的内部,且所述弹簧A的一端与所述扭锁轴连接套筒的端面相抵接,所述旋转套筒与所述驱动装置B的输出端连接。
优选的,所述定位螺母的外周设有定位裙边,所述弹簧B安装座的上表面上设有与所述定位螺母的所述定位裙边形状相契合的定位槽。
优选的,所述定位裙边与相契合的所述定位槽均为长圆形。
优选的,所述吊梁箱体的下表面上且在所述视觉传感器的周围还安装有补光灯。
优选的,所述驱动装置A包括电机和减速机,所述减速机的外壳分别与所述吊梁箱体和所述电机的外壳连接,所述减速机的输入端与所述电机的输出端连接,所述减速机的输出端与所述吊耳的下端连接。
本发明的优点与积极效果为:
本发明通过自动扭锁机构的设置可自动与装载物锁紧连接,减少了操作时间,降低了工作人员的劳动强度;通过吊梁箱体与刚柔转换机构的配合设置,在空载时,自动扭锁机构的壳体与吊梁箱体之间稳定插接,保持刚性,方便与装载物对接,与装载物连接后,自动扭锁机构在链条或钢丝绳连接下为柔性,使起重机或重载机器人的操作难度降低,并且避免了多个起重机或重载机器人的同步误差导致被吊物品被拉拽损坏;外接上位机可根据视觉传感器采集的装载物的位置信息自动调整吊梁箱体的位置姿态。本发明与现有的重载吊梁结构相比,实用性和通用性强,易推广,操作简便。
附图说明
图1为本发明的使用安装结构示意图;
图2为本发明的拆下摆动缸时的整体结构主视示意图;
图3为本发明的整体结构侧视示意图;
图4为本发明的定位螺母结构示意图;
图5为图2的A处放大图;
图6为图2的B处放大图。
图中:1-摆动缸、2-吊耳、3-吊梁箱体、4-驱动装置A、401-电机、402-减速机、5-视觉传感器、6-壳体、7-驱动装置B、8-扭锁头、801-扭锁轴部、802-扭锁头部、9-导向套、10-滑靴、11-拉板、12-顶升弹性件、13-销轴、14-保护套筒、15-旋转套筒、16-弹簧A、17-扭锁轴连接套筒、18-定位螺母、1801-定位裙边、19-弹簧B、20-隔板、21-弹簧B安装座、2101-定位槽、22-补光灯、001-起重臂。
具体实施方式
下面结合附图1-6对本发明作进一步详述。
一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,如图1-3所示,包括吊耳2、摆动缸1、驱动装置A 4、吊梁箱体3与视觉传感器5;
吊耳2的上端与起重机或重载机器人的起重臂端部连接,吊耳2的中部与摆动缸1的一端连接,摆动缸1的另一端与起重机或重载机器人的起重臂001的中部连接,吊耳2的下端与驱动装置A 4的输出端连接,驱动装置A 4与吊梁箱体3固定连接,摆动缸1起到调整吊耳2与起重机或重载机器人的起重臂001之间夹角的作用;
视觉传感器5安装在吊梁箱体3的下表面上,吊梁箱体3的左右两端对称设置有刚柔转换机构,每个刚柔转换机构的下方还对应设有一个自动扭锁机构;
自动扭锁机构包括壳体6、驱动装置B 7和扭锁头8,每个自动扭锁机构的壳体6与对应的刚柔转换机构之间通过链条或钢丝绳连接,驱动装置B 7设置于壳体6的内部,扭锁头8可插入对应设置于装载物的扭锁本体,扭锁头8通过驱动装置B 7带动旋转,扭锁头8与装载物的扭锁本体之间锁紧后,扭锁头8拉动装载物,扭锁头和扭锁本体的配合设置为现有技术;
本实施例中摆动缸1与视觉传感器5均为市购产品,本实施例中驱动装置B 7采用市购的电动机与减速器组合而成的部件,为现有技术,也可采用液压马达等其他驱动方式,视觉传感器5与外接上位机连接并将采集的装载物的位置信息传输到外接上位机,驱动装置B 7与外接上位机连接并由外接上位机控制动作,摆动缸1与由外接上位机控制的外接液压站连接,外接上位机和外接液压站的连接与设置均采用现有技术;
空载时,壳体6均与吊梁箱体3插接,使壳体6与吊梁箱体3之间整体为刚性,扭锁头8与装载物的扭锁本体连接时,壳体6与吊梁箱体3分离,分离的壳体6在链条或钢丝绳连接下为柔性。
具体而言,如图3和图5所示,刚柔转换机构包括导向套9、滑靴10、拉板11和顶升弹性件12,导向套9设置于吊梁箱体3的端部,导向套9的轴向中心线与水平面垂直,滑靴10设置于导向套9的内部,且滑靴10与导向套9滑动连接,拉板11通过销轴13安装于滑靴10上,拉板11的两端延伸出导向套9并分别通过链条或钢丝绳与对应的自动扭锁机构的壳体6连接,顶升弹性件12的一端与滑靴10连接,顶升弹性件12的另一端与吊梁箱体3的内壁连接,本实施例中顶升弹性件12采用气弹簧,顶升弹性件12也可采用其他弹性件;在空载时,顶升弹性件12将滑靴10顶起,滑靴10带动依次带动拉板11和链条或钢丝绳,将壳体6拉起,使壳体6与吊梁箱体3之间稳定插接,使壳体6与吊梁箱体3之间整体为刚性,方便与装载物对接;扭锁头8与装载物的扭锁本体连接时,装载物的重力使滑靴10向下滑动,壳体6与吊梁箱体3分离,分离的壳体6在链条或钢丝绳连接下为柔性,使起重机或重载机器人的操作难度降低,并且避免了多个起重机或重载机器人的同步误差导致被吊物品被拉拽损坏,导向套9的设置可使滑靴10稳定滑动,顶升弹性件12的设置起到使滑靴10复位的作用。
具体而言,如图3所示,吊梁箱体3上且在导向套9的外侧还套设有保护套筒14,拉板11的两端延伸出导向套9和保护套筒14并分别通过链条或钢丝绳与对应的自动扭锁机构的壳体6连接,保护套筒14对内部的部件起到保护作用。
具体而言,如图6所示,自动扭锁机构还包括旋转套筒15、弹簧A16、扭锁轴连接套筒17、定位螺母18和弹簧B19,壳体6的内腔中部设有隔板20,壳体6的内腔底部设有弹簧B安装座21,弹簧B19设置于弹簧B安装座21的内部,扭锁头8包括扭锁轴部801和扭锁头部802,扭锁头部802设置于扭锁轴部801的一端,扭锁轴部801的另一端依次穿过弹簧B19和隔板20,延伸出弹簧B19的扭锁轴部801的另一端依次与定位螺母18和扭锁轴连接套筒17连接,定位螺母18设置于隔板20的下方,弹簧B19的一端与定位螺母18的端面相抵接,扭锁轴连接套筒17设置于隔板20的上方,扭锁轴连接套筒17与旋转套筒15通过键连接,弹簧A16设置于旋转套筒15的内部,且弹簧A16的一端与扭锁轴连接套筒17的端面相抵接,旋转套筒15与驱动装置B 7的输出端连接,驱动装置B 7可通过旋转套筒15、扭锁轴连接套筒17带动扭锁轴部801转动,弹簧A 16可在空载时将扭锁轴连接套筒17压在隔板20的上表面上,弹簧A16、定位螺母18和弹簧B19的配合设置,使扭锁头8可稳定拉起装载物,且在脱离装载物的扭锁本体后容易复位。
具体而言,如图4和图6所示,定位螺母18的外周设有定位裙边1801,弹簧B安装座21的上表面上设有与定位螺母18的定位裙边1801形状相契合的定位槽2101,定位裙边1801与定位槽2101的配合设置,当扭锁头8与装载物的扭锁本体之间锁紧时,定位螺母18在装载物的重力作用下,可使定位裙边1801刚好压入定位槽2101中,在拉起装载物时,扭锁头8能够保持稳定不发生相对转动。
具体而言,如图4和图6所示,定位裙边1801与相契合的定位槽2101均为长圆形,制造容易。
具体而言,如图1和图2所示,吊梁箱体3的下表面上且在所述视觉传感器5的周围还安装有补光灯22,补光灯22起到额外提供光源的作用,补光灯22由外接上位机控制动作。
具体而言,驱动装置A 4包括电机401和减速机402,减速机402的外壳分别与吊梁箱体3和电机401的外壳连接,减速机402的输入端与电机401的输出端连接,减速机402的输出端与吊耳2的下端连接,驱动装置A 4启动时,吊耳2保持不动,使得减速机402的壳体相对吊耳2转动,进而带动吊梁箱体3相对转动,本实施例中电机401和减速机402均为市购产品,电机401由外接上位机控制动作,驱动装置A 4也可采用液压马达等其他驱动方式,控制电机401转动,可使吊梁箱体3与吊耳2之间相对转动,从而调整吊梁箱体3的位置角度。
工作原理:
使用时,调节摆动缸1和驱动装置A 4调节吊梁箱体3的位置姿态,使自动扭锁机构的扭锁头8可稳定与装载物连接,控制驱动装置B 7使扭锁头8与装载物的扭锁本体之间锁紧,由锁紧的扭锁头8直接拉起装载物,同时视觉传感器5可将装载物的位置信息传递给外接上位机,通过外接上位机可实时调节摆动缸1和驱动装置A 4从而使吊梁箱体3与装载物的位置姿态保持稳定;在空载时,顶升弹性件12将滑靴10顶起,滑靴10带动依次带动拉板11和链条或钢丝绳,将壳体6拉起,使壳体6与吊梁箱体3之间稳定插接,使壳体6与吊梁箱体3之间整体为刚性,方便与装载物对接;扭锁头8与装载物的扭锁本体连接时,装载物的重力使滑靴10向下滑动,壳体6与吊梁箱体3分离,分离的壳体6在链条或钢丝绳连接下为柔性,使起重机或重载机器人的操作难度降低,并且避免了多个起重机或重载机器人的同步误差导致被吊物品被拉拽损坏。

Claims (7)

1.一种基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:包括吊耳(2)、摆动缸(1)、驱动装置A(4)、吊梁箱体(3)与视觉传感器(5);
所述吊耳(2)的上端与起重臂端部连接,所述吊耳(2)的中部与所述摆动缸(1)的一端连接,所述摆动缸(1)的另一端与起重臂的中部连接,所述吊耳(2)的下端与所述驱动装置A(4)的输出端连接,所述驱动装置A(4)与所述吊梁箱体(3)固定连接;
所述视觉传感器(5)安装在所述吊梁箱体(3)的下表面上,所述吊梁箱体(3)的左右两端对称设置有刚柔转换机构,每个所述刚柔转换机构的下方还对应设有一个自动扭锁机构;
所述自动扭锁机构包括壳体(6)、驱动装置B(7)和扭锁头(8),每个所述自动扭锁机构的所述壳体(6)与对应的所述刚柔转换机构之间通过链条或钢丝绳连接,所述驱动装置B(7)设置于所述壳体(6)的内部,所述扭锁头(8)插入对应设置于装载物的扭锁本体,所述扭锁头(8)通过所述驱动装置B(7)带动旋转,所述扭锁头(8)与装载物的扭锁本体之间锁紧后,所述扭锁头(8)拉动装载物;
空载时,所述壳体(6)均与所述吊梁箱体(3)插接,所述扭锁头(8)与装载物的扭锁本体连接时,所述壳体(6)与所述吊梁箱体(3)分离;
所述刚柔转换机构包括导向套(9)、滑靴(10)、拉板(11)和顶升弹性件(12),所述导向套(9)设置于所述吊梁箱体(3)的端部,所述导向套(9)的轴向中心线与水平面垂直,所述滑靴(10)设置于所述导向套(9)的内部,且所述滑靴(10)与所述导向套(9)滑动连接,所述拉板(11)通过销轴(13)安装于所述滑靴(10)上,所述拉板(11)的两端延伸出所述导向套(9)并分别通过链条或钢丝绳与对应的所述自动扭锁机构的所述壳体(6)连接,所述顶升弹性件(12)的一端与所述滑靴(10)连接,所述顶升弹性件(12)的另一端与所述吊梁箱体(3)的内壁连接。
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述吊梁箱体(3)上且在所述导向套(9)的外侧还套设有保护套筒(14),所述拉板(11)的两端延伸出所述导向套(9)和所述保护套筒(14)并分别通过链条或钢丝绳与对应的所述自动扭锁机构的所述壳体(6)连接。
3.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述自动扭锁机构还包括旋转套筒(15)、弹簧A(16)、扭锁轴连接套筒(17)、定位螺母(18)和弹簧B(19),所述壳体(6)的内腔中部设有隔板(20),所述壳体(6)的内腔底部设有弹簧B安装座(21),所述弹簧B(19)设置于所述弹簧B安装座(21)的内部,所述扭锁头(8)包括扭锁轴部(801)和扭锁头部(802),所述扭锁头部(802)设置于所述扭锁轴部(801)的一端,所述扭锁轴部(801)的另一端依次穿过所述弹簧B(19)和所述隔板(20),延伸出所述弹簧B(19)的所述扭锁轴部(801)的另一端依次与所述定位螺母(18)和所述扭锁轴连接套筒(17)连接,所述定位螺母(18)设置于所述隔板(20)的下方,所述弹簧B(19)的一端与所述定位螺母(18)的端面相抵接,所述扭锁轴连接套筒(17)设置于所述隔板(20)的上方,所述扭锁轴连接套筒(17)与所述旋转套筒(15)通过键连接,所述弹簧A(16)设置于所述旋转套筒(15)的内部,且所述弹簧A(16)的一端与所述扭锁轴连接套筒(17)的端面相抵接,所述旋转套筒(15)与所述驱动装置B(7)的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述定位螺母(18)的外周设有定位裙边(1801),所述弹簧B安装座(21)的上表面上设有与所述定位螺母(18)的所述定位裙边(1801)形状相契合的定位槽(2101)。
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述定位裙边(1801)与相契合的所述定位槽(2101)均为长圆形。
6.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述吊梁箱体(3)的下表面上且在所述视觉传感器(5)的周围还安装有补光灯(22)。
7.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的自动对接动力吊梁,其特征在于:所述驱动装置A(4)包括电机(401)和减速机(402),所述减速机(402)的外壳分别与所述吊梁箱体(3)和所述电机(401)的外壳连接,所述减速机(402)的输入端与所述电机(401)的输出端连接,所述减速机(402)的输出端与所述吊耳(2)的下端连接。
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