CN114604741B - 一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，包括预夹紧机构、调节机构和自适应机构；自适应机构包括与第二连接件连接外套筒、设于外套筒内的内套筒、设于内套筒内的抵触件、设于外套筒内的滑移块、连接于滑移块与抵触件之间的弹簧，以及设于滑移块背离抵触件的一侧的夹头；外套筒上设有用于驱动内套筒朝向滑移块移动并与滑移块螺接的驱动系统。在驱动器的控制下两个摆动杆不断朝向物料夹持，结合调节机构不断调节自适应机构相对物料外形的夹持动作，驱动系统将靠近抵触件的滑移块与内套筒螺接，内套筒与滑移块螺接，实现自适应机构此时呈硬连接状态，夹头为抓住物料的状态，实现通过自适应机构实现对不同外形的轻质物料实现抓取的目的。

Description

一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具

【技术领域】

本发明涉及建筑工程机械技术领域，特别涉及一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具。

【背景技术】

在建筑工程过程中，需要进行大量的质量较轻的轻质物料转运时，需要塔吊夹具进行水平转动或者垂直运输，其所吊运的轻质物料包括PVC管道、小型空气砖或小型木楞等；

在抓取轻质物料时，塔吊的挂钩直接抓住物体的两侧进行吊运，且要针对不同物料的外形进行不同吊装夹具的更换，以更好的吊运各种轻质物料。但是针对不同外形的物料进行吊装时，需要通过人工手动更换适应不同外形的轻质物料的吊装，这样导致塔吊的工作效率极低。

因此，有必要提供一种适应各种不同外形轻质物料的塔吊夹具。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种能够适应不同外形轻质物料的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具。

本发明的技术方案如下：

一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，包括，

预夹紧机构，所述预夹紧机构包括固定架、分别对称设于所述固定架两端的摆动杆，以及设于所述固定架上并用于控制所述摆动杆摆动的驱动器；

调节机构，所述调节机构包括连接于所述摆动杆上的第一连接杆、连接于所述摆动杆上并与所述第一连接杆间隔设置的第二连接杆，以及连接于第一连接杆和第二连接杆之间的第三连接杆；所述第一连接杆、所述第二连接杆和所述第三连接杆围合后形成有形变区域，所述第一连接杆和所述第二连接杆之间连接有可调节长度的调节组件，所述调节组件位于所述形变区域内；

自适应机构，所述自适应机构包括与所述第二连接件连接的外套筒、设于所述外套筒内的内套筒、设于所述内套筒内的抵触件、设于所述外套筒内的滑移块、连接于所述滑移块与所述抵触件之间的弹簧，以及设于所述滑移块背离所述抵触件的一侧的夹头；所述外套筒上设有用于驱动所述内套筒朝向所述滑移块移动并与所述滑移块螺接的驱动系统。

进一步地，所述固定架上设有用于与物料抵触的弹性球，所述弹性球内设置有气压传感器；所述固定架上还设有控制模块；当所述弹性球抵接于所述物料上时，所述气压传感器记录所述弹性球内的气压值的变化信号，所述控制模块根据所述变化信号，控制所述摆动杆预夹紧物料。

进一步地，所述摆动杆具有固定轴，所述摆动杆通过所述固定轴与所述固定架转动连接；所述驱动器设有两个且分别与所述固定轴连接，两个所述驱动器用于控制两个所述摆动杆的张开或闭合。

进一步地，所述第一连接杆、所述第二连接杆、所述第三连接杆和所述摆动杆围合形成四方形；所述调节组件包括第一套接杆，以及与所述第一套接杆套接的第二套接杆；所述第一套接杆与所述第一连接杆连接于所述摆动杆的同一位置，所述第二套接杆与所述第三连接杆连接于所述第二连接杆的同一位置。

进一步地，所述调节组件还包括用于使所述第一套接杆和第二套接杆锁止的锁止气囊；所述锁止气囊呈腰形设置，所述锁止气囊的一端密封连接于所述第一套接杆上，另一端密封连接于所述第二套接杆上；当所述锁止气囊放气后所述锁止气囊呈弹性伸展状态弹性包裹于所述第一套筒和所述第二套筒的连接处。

进一步地，所述外套筒与所述内套筒同轴设置，且所述内套筒的外壁上套设有多个间隔设置的齿环，多个所述齿环组合形成与所述驱动系统啮合的组合齿；所述外套筒上开设有通孔，所述驱动系统通过所述通孔与所述组合齿啮合。

进一步地，所述内套筒的内壁上设有内螺纹，所述滑移块的外壁上设有外螺纹；当所述夹头抵接于所述物料后，所述滑移块压缩所述弹簧朝向所述抵触件滑移。

进一步地，所述抵触件上设有距离传感器，所述距离传感器内预设距离值，当所述滑移块与所述抵触件之间的距离值小于所述预设距离值时产生超标信息，所述距离传感器记录所述超标信息，所述控制模块根据所述超标信息控制所述驱动系统联动所述内套筒朝向所述滑移块移动，并与所述滑移块啮合。

进一步地，所述抵触件上设有与所述外套筒的内壁连接的固定杆，所述内套筒上开设有沿所述固定杆滑移的螺纹槽；当所述驱动系统驱动所述内套筒时，所述内套筒通过所述螺纹槽沿所述固定杆朝向滑移块移动。

进一步地，所述驱动系统包括电动机和连接在所述电动机上的蜗杆，所述蜗杆与所述组合齿啮合。

本发明的有益效果在于：通过预夹紧机构中的固定架和摆动杆，使自适应机构的夹头能够抵接在物料上，实现对目标物料进行预夹紧动作，在驱动器的控制下两个摆动杆不断朝向物料夹持，并结合调节机构不断调节自适应机构相对物料外形的夹持动作，使得夹头不断压缩弹簧，通过驱动系统将不断靠近抵触件的滑移块与内套筒螺接，使得内套筒与滑移块螺接，进而使得滑移块在内套筒内难以移动，实现自适应机构此时呈硬连接状态，且此时夹头为抓住物料的状态，进而实现通过自适应机构实现对不同外形的轻质物料实现抓取的目的，以减少人工干预，提高工作效率。

【附图说明】

图1为本发明的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具的结构示意图一；

图2为本发明的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具的结构示意图二；

图3为本发明的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具的自适应机构和调节机构的结构示意图；

图4为本发明的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具的自适应机构的结构示意图；

图5为本发明的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具的内套筒的结构示意图。

附图标记：

10、固定架；11、摆动杆；111、固定轴；12、弹性球；13、驱动器；15、容纳槽；

20、第一连接杆；21、第二连接杆；22、第三连接杆；

30、第一套接杆；301、滑移腔；31、第二套接杆；32、锁止气囊；

40、外套筒；401、通孔；41、内套筒；411、螺纹槽；412、组合齿；42、抵触件；421、固定杆；43、滑移块；44、弹簧；45、夹头；46、电动机；47、蜗杆；48、推动杆。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1和图2所示，一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，包括预夹紧机构(图中未标记)、调节机构(图中未标记)和自适应机构(图中未标记)；预夹紧机构包括固定架10、对称设于固定架10两端的摆动杆11，以及设于固定架10内的并用于控制摆动杆11摆动的驱动器13，固定架10上设有控制模块(图中未示出)；其中，摆动杆11包括两个，且两个摆动杆11相对设置于固定架10的两个端部上，且调节机构和自适应机构同样对称设置有两个。

具体地，参见图1和图2，固定架10上设有用于与物料抵触的弹性球12，弹性球12内设置有具有预设气压值的气压传感器(图中未示出)，弹性球12设置在固定架10朝向物料的一侧上，且弹性球12的初始状态为充气状态；当需要抓取物料时，固定架10朝向物料移动，并直至弹性球12抵接至物料并产生形变，以使得弹性球12内部气压变化，然后通过气压传感器检测出该形变所产生的气压变化值超过预设气压值时通过控制模块控制预夹紧机构带动自适应机构朝向物料进行夹持动作。

具体地，参见图1，摆动杆11具有固定轴111，摆动杆11通过固定轴111与固定架10转动连接，驱动器13设有两个且分别与固定轴111连接，两个驱动器13通过带动固定轴111来控制两个摆动杆11的张开或闭合，其中，驱动器13为转动电机，通过转动电机的转动带动固定轴111以控制摆动杆11的转动幅度，进而实现摆动杆11带自适应机构预夹紧物料，实现物料位置确定的过程。

如图1至图3所示，调节机构包括连接于摆动杆11上的第一连接杆20、连接于摆动杆11上并与第一连接杆20间隔设置的第二连接杆21，以及连接于第一连接杆20和第二连接杆21之间的第三连接杆22；其中，第一连接杆20和第二连接杆21平行设置，且两者均铰接于摆动杆11上；第三连接杆22的一端与第一连接杆20远离摆动杆11的一端连接，另一端与第二连接杆21远离摆动杆11的一端连接；第一连接杆20、第二连接杆21、第三连接杆22和摆动杆11围合形成四方形，即四方形为第一连接杆20、第二连接杆21、第三连接杆22和摆动杆11的形变区域，以通过调节机构的形变实现调节自适应机构相对物料的位置。

如图3所示，第一连接杆20和第二连接杆21之间连接有可调节长度的调节组件，调节组件位于形变区域内；调节组件包括第一套接杆30和与第一套接杆30套接的第二套接杆31；第一套接杆30与第一连接杆20连接于摆动杆11的同一位置，第二套接杆31与第三连接杆22连接于第二连接杆21的同一位置。

调节组件还包括用于使第一套接杆30和第二套接杆31锁止的锁止气囊32，其中，锁止气囊32呈腰形设置，锁止气囊32的一端密封连接于第一套接杆30上，另一端密封连接于第二套接杆31上；当锁止气囊32放气后锁止气囊32呈弹性缩紧状态弹性包裹于第一套接杆30和第二套接杆31的连接处，以实现锁止气囊32锁止第一套接杆30和第二套接杆31，使得第一套接杆30和第二套接杆31难以移动。

具体地，第一套接杆30上具有供第二套接杆31伸缩滑移的滑移腔301，且第一套接杆30远离第二套接杆31的一端与第一连接杆20铰接于摆动杆11的同一位置，第二套接杆31远离第一套接杆30的一端与第三连接杆22铰接于第二连接杆21的同一位置上，即调节组件设置于第一连接杆20、第二连接杆21、第三连接杆22和摆动杆11围合形成四方形的对角上；当锁止气囊32锁止第一套接杆30和第二套接件时，第二套接杆31难以在第一套接杆30上滑移，且因第一套接杆30和第二套接杆31的位移被限制导致第一连接杆20、第二连接杆21和第三连接杆22难以移动，进而实现锁定调节机构的位置。

如图3至图5所示，自适应机构包括外套筒40、内套筒41、抵触件42、滑移块43、弹簧44、夹头45和驱动系统；外套筒40与第二连接杆21固定连接，且与第二连接杆21同轴线设置；内套筒41位于外套筒40的内腔内并与外套筒40滑移连接；抵触件42设置在内套筒41的内腔内，滑移块43设置在外套筒40内，内套筒41上沿内套筒41的长度方向开设有螺纹槽411，抵触件42上设有与外套筒40的内壁连接的固定杆421，当驱动系统驱动内套筒41转动时，转动内套筒41以通过螺纹槽411与固定杆421的配合，使得内套筒41朝向滑移块43移动。

其中，参见图4和图5，外套筒40与内套筒41同轴设置，且内套筒41的外壁上环设有多个间隔设置的齿环，多个齿环形成与驱动系统啮合的组合齿412；外套筒40上开设有通孔401，驱动系统通过通孔401与内套筒41的组合齿412啮合。驱动系统包括电动机46和连接在电动机46上的蜗杆47，蜗杆47与组合齿412啮合，以通过蜗杆47与组合齿412的啮合带动内套筒41在外套筒40内滑移。

具体地，参见图5，组合齿412位于内套筒41远离夹头45的一段上，螺纹槽411开设于内套筒41靠近夹头45的一段上，以减少组合齿412与螺纹槽411之间相互干扰的情况发生。

具体地，参见图4，夹头45固定连接于滑移块43背离抵触件42的一侧，夹头45与滑移块43之间连接有推动杆48，弹簧44连接在滑移块43和抵触件42之间，且在滑移块43的外壁上设有外螺纹，内套筒41的内壁上设置有与滑移块43的外螺纹螺纹连接的内螺纹，当夹头45抵接于物料后，滑移块43压缩弹簧44朝向抵触件42滑移。

更具体地，抵触件42上设有距离传感器，距离传感器内预设距离值，当滑移块43与抵触件42之间的距离小于内预设距离值时，距离传感器记录超标信息，控制模块根据超标信息控制驱动系统联动内套筒41朝向滑移块43移动，并与滑移块43啮合。

控制方法如下：

S1.塔吊夹具位于物料上方，控制模块控制塔吊夹具下降，直至设于固定架10上的弹性球12抵接于物料上时，控制模块停止固定架10的运动，且此时位于弹性球12内的气压传感器检测到气压值高于预设气压值，将超过预设气压的气压信号发送至控制模块；

S2.控制模块根据气压信号控制驱动器13带动固定轴111来转动摆动杆11，使相对设置的两个摆动杆11张开，以调整各设于摆动杆11上的自适应机构夹持于物料的张开幅度；

S3.在摆动杆11的调整下夹头45抵接于物料上，当连接于夹头45的滑动块被夹头45不断挤压带动时压缩弹簧44，进而使滑动块靠近抵触件42滑移；

S4.当滑移块43与抵触件42之间的距离值小于预设距离值时，距离传感器将超过预设距离值的距离信号发送至控制模块；

S5.控制模块根据距离信号控制电动机46驱动蜗杆47与组合齿412啮合，内套筒41通过电动机46的带动下朝向滑移块43移动，并与滑移块43啮合；与此同时，控制模块根据距离信号控制锁止气囊32进行锁止动作；

S6.当滑移块43与内套筒41啮合后，塔吊夹具夹持完成。

初始状态：

在驱动器13转动固定轴111的驱动下，两个摆动杆11朝向固定架10内摆动，调节机构为未锁定状态，设于滑移块43和抵触件42之间的弹性件呈伸张状态。

抓取物料的状态：

固定架10朝向物料移动，弹性球12抵接在物料上发生形变，气压传感器感知弹性球12内的气压值高于预设气压值，将超过预设气压的气压信号发送至控制模块，控制模块控制两个摆动杆11背向运动，实现两个摆动杆11张开运动，使得设于自适应机构的夹头45抵接于物料上，进而实现塔吊夹具为物料的初步定位以及预夹紧工作；当夹头45抵接在物料上时，摆动杆11在转动器13和固定轴111配合下，两个摆动杆11相向摆动，使得连接于夹头45的滑移块43不断挤压弹簧44朝向抵触件42靠近；当滑移块43与抵触件42之间的距离值小于预设距离值时，距离传感器将超过预设距离值的距离信号发送至控制模块；控制模块根据距离信号控制电动机46驱动蜗杆47与组合齿412啮合，内套筒41通过电动机46的带动下朝向滑移块43移动，并与滑移块43啮合，此时夹头45、滑移块43、内套筒41、抵触件42为刚性连接，进而使得夹头45夹持物料的性能提升；与此同时，控制模块根据距离信号控制锁止气囊32进行锁止动作，此时第一套接杆30和第二套接杆31为刚性连接，难以活动，进而使得塔吊夹具夹持物料的稳定性。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：包括，

预夹紧机构，所述预夹紧机构包括固定架、分别对称设于所述固定架两端的两摆动杆，以及设于所述固定架上并用于控制所述摆动杆摆动的驱动器；

调节机构，所述调节机构包括连接于所述摆动杆上的第一连接杆、连接于所述摆动杆上并与所述第一连接杆间隔设置的第二连接杆，以及连接于第一连接杆和第二连接杆之间的第三连接杆；所述第一连接杆、所述第二连接杆和所述第三连接杆围合后形成有形变区域，所述第一连接杆和所述第二连接杆之间连接有可调节长度的调节组件，所述调节组件位于所述形变区域内；

自适应机构，所述自适应机构包括与所述第二连接杆连接的外套筒、设于所述外套筒内的内套筒、设于所述内套筒内的抵触件、设于所述外套筒内的滑移块、连接于所述滑移块与所述抵触件之间的弹簧，以及设于所述滑移块背离所述抵触件的一侧的夹头；所述外套筒上设有用于驱动所述内套筒朝向所述滑移块移动并与所述滑移块螺接的驱动系统；其中，

所述固定架上设有用于与物料抵触的弹性球，所述弹性球内设置有气压传感器；所述固定架上还设有控制模块；当所述弹性球抵接于所述物料上时，所述气压传感器记录所述弹性球内的气压值的变化信号，所述控制模块根据所述变化信号，控制所述摆动杆预夹紧物料；

所述内套筒的内壁上设有内螺纹，所述滑移块的外壁上设有外螺纹；当所述夹头抵接于所述物料后，所述滑移块压缩所述弹簧朝向所述抵触件滑移；

所述抵触件上设有距离传感器，所述距离传感器内预设距离值，当所述滑移块与所述抵触件之间的距离值小于所述预设距离值时产生超标信息，所述距离传感器记录所述超标信息，所述控制模块根据所述超标信息控制所述驱动系统驱动所述内套筒朝向所述滑移块移动，并与所述滑移块啮合。

2.根据权利要求1所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述固定架的两端分别具有固定轴，所述摆动杆通过所述固定轴与所述固定架转动连接；所述驱动器设有两个且分别与所述固定架两端的固定轴连接，两个所述驱动器用于控制两个所述摆动杆的张开或闭合。

3.根据权利要求1所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述第一连接杆、所述第二连接杆、所述第三连接杆和所述摆动杆围合形成四方形；所述调节组件包括第一套接杆，以及与所述第一套接杆套接的第二套接杆；所述第一套接杆与所述第一连接杆连接于所述摆动杆的同一位置，所述第二套接杆与所述第三连接杆连接于所述第二连接杆的同一位置。

4.根据权利要求3所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述调节组件还包括用于使所述第一套接杆和所述第二套接杆锁止的锁止气囊；所述锁止气囊呈腰形设置，所述锁止气囊的一端密封连接于所述第一套接杆上，另一端密封连接于所述第二套接杆上；当所述锁止气囊放气后所述锁止气囊呈弹性缩紧状态弹性包裹于所述第一套接杆和所述第二套接杆的连接处。

5.根据权利要求4所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述外套筒与所述内套筒同轴设置，且所述内套筒的外壁上套设有多个间隔设置的齿环，多个所述齿环组合形成与所述驱动系统啮合的组合齿；所述外套筒上开设有通孔，所述驱动系统通过所述通孔与所述组合齿啮合。

6.根据权利要求1所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述抵触件上设有与所述外套筒的内壁连接的固定杆，所述内套筒上开设有沿所述固定杆滑移的螺纹槽；当所述驱动系统驱动所述内套筒时，所述内套筒通过所述螺纹槽沿所述固定杆朝向滑移块移动。

7.根据权利要求5所述的具有自适应夹紧机构的塔吊夹具，其特征在于：所述驱动系统包括电动机和连接在所述电动机上的蜗杆，所述蜗杆与所述组合齿啮合。

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