CN114013975A - 一种多自由度货物翻转转运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度货物翻转转运装置，包括：行走机构，作为整个的基座，用于货物的转运功能；升降回转机构，用于带动伸缩机构的回转与升降；伸缩机构，用于带动夹持翻转机构的伸缩；夹持翻转机构，用于从横向和纵向两个方向共同实现货物的夹取，并用于货物的翻转功能。本发明通过机构间的协同作业，完成重载货物夹持、上下翻转、前后伸缩、上下升降、水平回转及转运等工作，以解决现有工装设备工作效率低，翻转转运流程繁琐及人员体力消耗大的问题，并提高重型工业企业的自动化程度。

Description

一种多自由度货物翻转转运装置

技术领域

本发明属于重载货物翻转转运技术领域，特别是一种多自由度货物翻转装置。

背景技术

在工业生产的不同场合下，需对某些重载货物进行翻转及转运，通常会借助专用的工装设备，起到便捷、省力等效果，不同工作场合，翻转的工况、要求各不相同，故对专用的工装设备也提出了不同结构设计需求，致使工装设备利用率较低；此外，当前工装设备集成化与自动化程度较低，全过程操作繁琐，需较多人员配合完成，整体效率偏低。

公开号为CN111824734A的中国发明专利公开了一种轨道机器人翻转搬运辅助工装，由转运组件、升降组件、翻转组件、控制柜及保护罩体构成，可实现自动或半自动上架。该专利采用传统人工移动拖车结构行走，并采用丝杆结构实现升降功能，转运时仍然需要人力或其他设备进行操作。

公开号为CN105644806A的中国发明专利公开了一种用于飞行器舱段停放、翻转、转运的多功能平台装置，属于飞行器总装的地面勤务设备领域。其包括支撑环组件、摇杆组件、锁紧组件以及基座组件，还包括第一舱段支撑架和第二舱段支撑架，可实现能对舱段执行平移转运、原位翻转或者是就地停放。该专利采用手摇式支撑环组件、摇杆组件、锁紧组件以及基座组件，装卸过程仍需人工或其他器械辅助搬运，且货物装载平台较高，不利于货物转移。

发明内容

本发明的目的在于提供一种种多自由度货物翻转转运装置，通过机构间的协同作业，完成重载货物夹持、上下翻转、前后伸缩、上下升降、水平回转及转运等工作，以解决现有工装设备工作效率低，翻转转运流程繁琐及人员体力消耗大的问题，并提高重型工业企业的自动化程度。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种多自由度货物翻转转运装置，包括：

行走机构，作为整个的基座，用于货物的转运功能；

升降回转机构，用于带动伸缩机构的回转与升降；

伸缩机构，用于带动夹持翻转机构的伸缩；

夹持翻转机构，用于从横向和纵向两个方向共同实现货物的夹取，并用于货物的翻转功能。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)可实现自主装卸：本发明通过升降回转机构、伸缩机构与夹持翻转机构的共同作业，可较好地完成自主货物装载与卸载过程，极大地减小翻转与转运过程中所需的人力、设备及时间，使全过程变得更为简单与快捷。

(2)自动化程度高：本发明各机构均采用电动驱动的形式进行作业，通过操作者提前编程，可实现一定程度的自动化操作，极大提高企业的自动化程度。

(3)作业能力突出：本发明可实现货物夹持、上下翻转、前后伸缩、上下升降、水平回转及转运等多项功能，通过组合可实现多种复杂工况的作业，作业应用范围广，作业能力较为突出，满足绝大多数货物转运的需求。

附图说明

图1为多自由度货物翻转转运装置轴侧图。

图2为多自由度货物翻转转运装置正视图。

图3为多自由度货物翻转转运装置后视图。

图4为多自由度货物翻转转运装置右视图。

图中：1、地轨安装座，2、滑动导轨，3、地轨移动座，4、行走电机，5、拖链，6、回转支撑，7、回转电机，8、固定架，9、升降电动缸，10、滑架，11、链条，12、链轮组，13、移动架，14、基本臂，15、伸缩臂，16、伸缩电动缸，17、安装支架，18、齿轮齿条组，19、夹持调节导轨，20、蜗轮蜗杆组，21、翻转固定架，22、翻转运动架， 23、柔性夹爪，24、翻转电机，25、轴向调整电机，26、纵向调整电机

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图4，本实施例的一种多自由度货物翻转转运装置，包括：行走机构、升降回转机构、工作臂伸缩机构与夹持翻转机构；

所述行走机构包括地轨安装座1、地轨移动座3、行走电机4、滑动导轨2与拖链5，其中地轨安装座1通过膨胀螺栓固定在地面上，用来支撑整个装置。滑动导轨2固定在地轨安装座1上；地轨移动座3通过固定于其上的滑块安装在滑动导轨2上，可沿滑动导轨2 水平移动，行走电机4固定安装于地轨移动座3上，通过驱动拖链5带动滑块，进而带动地轨移动座3沿滑动导轨2移动。

所述升降回转机构包括回转支撑6、回转电机7、固定架8、移动架13、滑架10、升降电动缸9、链轮组12、链条11；其中回转支撑6与回转电机7均安装于地轨移动座3上，通过回转电机7驱动回转支撑6底部的齿轮机构，实现升降回转机构在±180°范围内的回转。所述固定架8为升级机构的基本框架，固定在回转支撑6上端，固定架8上设有滑架10(用于固定工作臂伸缩机构)和左右两侧对称的设有移动架13；所述移动架13、滑架10的两端均通过滚轮安装于固定架8内部导轨处，可沿固定架8上下滑动。升降电动缸 9一端铰接于固定架8底端，另一端铰接于两个移动架13上，链轮组12(包含位于移动架 13两端的两个链轮)固定安装于移动架13上，链条11两端分别连接固定架8与滑架10，并装配于链轮组12上。通过升降电动缸9的伸缩，可推动移动架13上下移动，通过链条 11带动滑架10上下移动，进而实现机构的升降功能，基于动滑轮原理，滑架10的移动速度为升降电动缸9伸缩速度的两倍，机构升降速度大幅提升。

所述工作臂伸缩机构包括基本臂14、伸缩电动缸16、伸缩臂15和安装支架17；所述基本臂14固定安装于滑架10上，所述伸缩电动缸16设置在基本臂14内，并与伸缩臂15相连，伸缩臂1与基本臂14套接，可沿基本臂14内伸缩，安装支架17固定安装于伸缩臂15 末端，通过伸缩电动缸16的伸缩，实现工作臂的伸长和缩短。

所述夹持翻转机构包括齿轮齿条组18、夹持调节导轨19、蜗轮蜗杆组20、翻转固定架21、翻转运动架22、柔性夹爪23、翻转电机24、轴向调整电机25，纵向调整电机26；其中翻转固定架21固连于安装支架17上，翻转运动架22通过旋转轴与翻转固定架21连接，翻转电机24与翻转固定架21固连，通过设置于电机转轴与翻转运动架22之间的齿轮副驱动翻转运动架22沿垂线方向上下翻转±90°。所述轴向调整电机25固定在翻转运动架22 上，翻转运动架22上下两端固定有平行设置的夹持调节导轨19，夹持组件通过第一滑块与夹持调节导轨1配合；轴向调整电机25旋转作用于齿轮齿条组18(包括与轴向调整电机25连接的齿轮，与齿轮啮合的上下两个齿条，两个齿条与左右两侧的夹持组件连接) 上，带动夹持组件实现水平方向调整，实现两个夹持组件相对或相反运行。所述夹持组件包含蜗轮蜗杆组20、纵向调整电机26、上下设置的两个柔性夹爪23，柔性夹爪23通过固定安装于第一滑块上，纵向调整电机26固定第一滑块上，涡轮蜗杆组20固定安装于第一滑块内侧，柔性夹爪23与设置在涡轮蜗杆组20中的涡轮相固连，且柔性夹爪23可沿第一滑块上的导轨进行上下移动，纵向调整电机26通过带动蜗杆转动，实现上下两个柔性夹爪23的垂线方向调整，实现两个柔性夹爪23相对或相反运行。

优选地，所述地轨移动座3通过8个滑块安装于滑动导轨2上，可承受较大的倾覆力矩。

优选地，所述柔性夹爪23外表面贴合橡胶材质，以提高夹持稳定性，此外，柔性夹爪23可根据所需夹持货物不同，进行针对性设计，在不同使用工况下进行更换，即可完成特定作业任务。

以下对本发明提供的一种多自由度货物翻转转运装置的具体结构细节进行详细说明。

状态一：货物装载状态。该状态下升降回转机构、伸缩机构与夹持翻转机构共同作业，将夹爪组件调整至适宜状态，进而实现货物的装载。

状态二：货物翻转状态。该状态下仅有夹持翻转机构作业，在确认货物夹持状态完好的基础上，翻转电机24通过齿轮副，可驱动翻转运动架22实现±90°翻转。

状态三：货物转运状态。该状态下仅有行走机构作业，其余机构保持不动，确保转运过程中的安全性。

状态四：货物卸载状态。货物到达指定位置后，行走机构停止作业，通过升降回转机构、伸缩机构与夹持翻转机构共同作业，实现货物的安全卸载。

Claims (8)

1.一种多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，包括：

行走机构，作为整个的基座，用于货物的转运功能；

升降回转机构，用于带动伸缩机构的回转与升降；

伸缩机构，用于带动夹持翻转机构的伸缩；

夹持翻转机构，用于从横向和纵向两个方向共同实现货物的夹取，并用于货物的翻转功能。

2.根据权利要求1所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述升降回转机构包括回转支撑(6)、回转驱动机构、固定架(8)、移动架(13)、滑架(10)、升降电动缸(9)、链轮组(12)、链条(11)；

所述回转支撑(6)与回转驱动机构均安装于行走机构上，通过回转驱动机构驱动回转支撑(6)实现回转；所述固定架(8)固定在回转支撑(6)上端，固定架(8)上设有滑架(10)和左右两侧对称的移动架(13)；所述移动架(13)、滑架(10)均能沿固定架(8)上下滑动；所述升降电动缸(9)一端铰接于固定架(8)底端，另一端铰接于两个移动架(13)上；所述链轮组(12)固定在移动架(13)上；所述链条(11)两端分别连接固定架(8)与滑架(10)，并装配于链轮组(12)上；通过升降电动缸(9)的伸缩推动移动架(13)上下移动，通过链条(11)带动滑架(10)上下移动。

3.根据权利要求2所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述移动架(13)、滑架(10)的两端均通过滚轮安装于固定架(8)内部导轨处。

4.根据权利要求1所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述行走机构包括地轨安装座(1)、地轨移动座(3)、行走驱动机构、滑动导轨(2)；所述滑动导轨(2)固定在地轨安装座(1)上；所述地轨移动座(3)能够沿滑动导轨(2)水平移动；所述行走驱动机构用于带动地轨移动座(3)沿滑动导轨(2)移动。

5.根据权利要求1所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述工作臂伸缩机构包括基本臂(14)、伸缩电动缸(16)、伸缩臂(15)和安装支架(17)；所述基本臂(14)与升降回转机构固定，所述伸缩电动缸(16)设置在基本臂(14)内，并与伸缩臂(15)相连，伸缩臂(1)与基本臂(14)套接，可沿基本臂(14)内伸缩，所述安装支架(17)固定安装于伸缩臂(15)末端，用于安装夹持翻转机构。

6.根据权利要求1所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述夹持翻转机构包括齿轮齿条组(18)、夹持调节导轨(19)、翻转固定架(21)、翻转运动架(22)、翻转电机(24)、轴向调整电机(25)；

所述翻转固定架(21)与工作臂伸缩机构固连，所述翻转运动架(22)通过旋转轴与翻转固定架(21)连接，翻转电机(24)与翻转固定架(21)固连，通过设置于电机转轴与翻转运动架(22)之间的齿轮副驱动翻转运动架(22)沿垂线方向上下翻转；所述轴向调整电机(25)固定在翻转运动架(22)上，翻转运动架(22)上下两端固定有平行设置的夹持调节导轨(19)，夹持组件通过第一滑块与夹持调节导轨(1)配合；轴向调整电机(25)旋转作用于齿轮齿条组(18)上，带动两个夹持组件相对或相反运行。

7.根据权利要求6所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述夹持组件包含蜗轮蜗杆组(20)、纵向调整电机(26)、上下设置的两个柔性夹爪(23)；所述夹持组件固定安装于第一滑块上，纵向调整电机(26)固定第一滑块上，涡轮蜗杆组(20)固定安装于第一滑块内侧，柔性夹爪(23)末端与涡轮蜗杆组(20)中的涡轮相固连，且柔性夹爪(23)可沿第一滑块上的导轨进行上下移动，纵向调整电机(26)通过带动蜗杆转动，实现上下两个柔性夹爪(23)的垂线方向调整，实现两个柔性夹爪(23)相对或相反运行。

8.根据权利要求7所述的多自由度货物翻转转运装置，其特征在于，所述柔性夹爪(23)外表面设有橡胶材质。

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