CN114955833A - 一种智能吊具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种智能吊具，包括顶部框架和分别铰接于所述顶部框架底部左右两侧的吊臂；所述吊臂竖直向下，且所述吊臂底端设置有向内侧伸出的托板；所述托板的底面为内高外低的斜面。通过本发明的技术方案，可以通过吊臂的下落自动卡合货物支架，无需人工挂钩货物和人工位置确认，实现自动化运行，从而大幅度提高工作效率。

Description

一种智能吊具

技术领域

本发明涉及货物储运技术领域，尤其涉及一种智能吊具。

背景技术

在各种工业生产中，经常需要进行货物储运和移动，这就需要用到天车等设备，还需要特定的吊具与这些设备相配合。在使用时，可将吊具连接于天车之下，在天车的带动下进行水平移动及升降，以便将货物吊起并搬运到目标位置。

在实现发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的吊具在使用时，无法自动对货物进行挂钩，也无法自动确认是否装好货物，均需人工参与，因而无法实现自动运行。因此，如何实现一种能够自动运行的吊具，是需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种智能吊具，以解决现有的货物吊运工作无法自动运行的问题。

为达上述目的，本发明实施例提供一种智能吊具，包括顶部框架和分别铰接于顶部框架底部左右两侧的吊臂；吊臂竖直向下，且吊臂底端设置有向内侧伸出的托板；托板的底面为内高外低的斜面。

进一步的，顶部框架为H型结构；吊臂有四根；四根吊臂均布于H型结构的四个端点处。

进一步的，在吊臂的外侧固定设置有行程开关；在吊臂上对应于行程开关的位置，还设置有触发板。

进一步的，吊臂上还设置有三角形的翻转板；在翻转板上，与最长边相对的夹角处连接有翻转轴，翻转板通过翻转轴铰接在吊臂的底端；翻转板位于托板的上方，且翻转板向内侧翻转到极限位置时，翻转板的内侧角遮挡在托板的内侧端的上方。

进一步的，翻转轴与吊臂之间还设置有复位弹簧，复位弹簧使得翻转板在不受外力时保持最长边在上且翻转轴一端在下的状态。

进一步的，复位弹簧包括上拉簧和下拉簧。

进一步的，吊臂上还设置有多个减重孔。

进一步的，顶部框架上还设置有光电形式的位置读取装置。

进一步的，上拉簧和下拉簧位于一条直线上。

进一步的，三角形的翻转板为直角三角形，且直角三角形的内侧边长于外侧边。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明的技术方案中，吊臂为铰接在顶部支架上的，配合吊臂底部设置的斜面，在货物或货物支架上设置有适当的凸台结构时，可以通过吊臂的下落自动打开并自动卡合，无需人工挂钩货物和人工位置确认；同时，由于吊臂上设置有行程开关、翻转结构和位置读取装置，当吊具配合控制系统使用时，还可以实现对货物的自动定位、以及吊运工作完成后的自动脱钩和复位，从而实现全自动化作业，大幅提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种智能吊具的结构示意图；

图2是本发明实施例中吊臂与货物支架未接触时的示意图；

图3是本发明实施例中吊臂下降至与货物支架开始接触时的示意图；

图4是本发明实施例中吊臂下降至与货物支架卡合后的示意图；

图5是本发明实施例中吊臂解除卡合后继续下降以自动确认位置的示意图；

图6是本发明实施例中翻转板动作以防止吊臂被货物支架卡住的示意图；

图7是图6中I的局部放大示意图；

图8是本发明实施例中翻转板与吊臂连接处的结构示意图；

图9是本发明一种智能吊具的一个具体应用实例；

附图标号：100、货物支架；105、第一凸台；106、第二凸台；107、第一凸台底面；200、吊臂；201、吊臂转轴；202、托板；203、行程开关；204、翻转板；2041、最长边；2042、内侧边；2043、内侧角；205、触发板；207、上拉簧；208、下拉簧；209、拉簧连接板；210、翻转轴；300、货物。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种智能吊具，包括顶部框架220和分别铰接于所述顶部框架220底部左右两侧的吊臂200；所述吊臂200竖直向下，且所述吊臂200底端设置有向内侧伸出的托板202；所述托板202的底面为内高外低的斜面。

为了保持吊运工作时的稳定性，需要将吊臂200沿左右对称设置，且吊臂200是竖垂的(吊臂200本身为金属结构件，例如为钢质构件，其具有一定的重量，在不受额外施加的作用力时，吊臂200在重力下保持竖垂状态)。本申请中，智能吊具可以连接在天车的底部或吊车等起重设备上，可以实现移动和吊装功能，例如，将顶部框架220与天车等起重设备(图中未示出)连接后，可以通过控制天车等起重设备的移动和升降，来带动智能吊具的移动。在使用时，先将吊具在天车的带动下移动到货物或货物支架100的正上方(如图2所示的位置)，此时应保证货物支架100满足预设要求；即a、货物支架100上设置有第一凸台105；b、第一凸台105的底部具有平面(即第一凸台底面107)；c、第一凸台105的宽度L2大于左右吊臂相对的两个托板202之间的距离L1。之后，吊臂200继续下降，当降落到图3所示的位置时，第一凸台105的顶部与托板202的底部斜面相互作用，产生一个斜向外侧的分力，由于吊臂200是通过吊臂转轴201铰接于H型框架上的，因此使得吊臂200可以以吊臂转轴201为轴转动，使吊臂200向外侧打开一个角度，这样一来，托板202就绕过了障碍，吊臂200可以继续下移。当吊臂200降到图4所示的位置时，托板202已经到达了第一凸台105的底端，吊臂200不再受到斜向力作用，此时在重力的作用下，吊臂200回正到竖直位置，托板202的顶面即贴合在第一凸台底面107的底部，从而实现了智能吊具与货物支架100的卡合。托板202为固定的，其内侧端伸入到吊臂200的内侧，且内侧端的顶面为平面，可以贴合第一凸台底面107的底部，用于在吊运工作中承担货物支架100(及货物支架100内的货物)的重量。综上所述，通过托板202底部斜面在该过程中起的“导向”作用，该卡合过程只要吊臂一直下降到预定位置即可自动完成，无需人工进行挂钩作业，也无需现场人工确认，因而大幅度提高了工作效率。

同时，在卡合好货物支架100后，托板202的顶端向内伸入到支座100内侧，因此运输过程中不会出现松脱等意外现象，可以有效保证运输安全。为了保证L1<L2的尺寸关系，而货物的形状各异、难以统一，因而本申请在应用时，优选将货物先行放置在满足尺寸要求的货物支架100内，之后采用本申请的智能吊具进行起吊和运输作业。

进一步的，所述顶部框架220为H型结构；所述吊臂200有四根；四根所述吊臂200均布于所述H型结构的四个端点处。

尽管左右两端对称设置吊臂200即可作业，但为了进一步保证稳定性和吊运作业的安全，本申请在智能吊具上配置了四根吊臂200，而将顶部框架220设置为如图1所示的H型结构，在H型结构的每个端点处，均设置一端向下延伸的固定臂，再将每根吊臂200通过吊臂转轴201铰接在固定臂的内侧。这样一来，左右两侧均设置有两根吊臂200，每侧的两根吊臂200在前后方向上分布。

进一步的，在所述吊臂200的外侧固定设置有行程开关203；在所述吊臂200上对应于所述行程开关203的位置，还设置有触发板205。

前述的操作中，需要吊臂降落到预定高度位置，才能确保吊臂200与货物支架100相卡合。为了进一步提升自动化程度，同时适应具有不同高度的多种货物支架100，如图3所示，本申请在固定臂上(吊臂200的的外侧)设置行程开关203，并在吊臂200上对应于所述行程开关203的位置设置触发板205。在未工作状态，由于吊臂200竖直向下，行程开关203与触发板205之间留有间隙、互不接触，当吊臂200降至图3所示的位置时，由于吊臂200向外翻转，使得触发板205触碰到行程开关203，此时，便可将此触发电信号传递给作业配套的控制系统(例如为电脑或PLC，图中未示出)，使控制系统得知卡合过程开始了；当吊臂200降至图4所示的位置时，即卡合过程完成后，由于吊臂200回复到竖直向下的初始位置，因而触发板205与行程开关203之间不再接触，此时停止反馈触发电信号，控制系统即可判定吊臂200与货物支架100已经实现卡合，可以开始提升吊臂200并开始吊运工作了，而无需预先设定吊臂200必须降到某一位置才能完成判定工作。

进一步的，所述吊臂200上还设置三角形的翻转板204；在所述翻转板204上，与最长边2041相对的夹角处连接有翻转轴210，所述翻转板204通过所述翻转轴210铰接在所述吊臂200的靠底端处；所述翻转板204位于所述托板202的上方，且所述翻转板204向内侧翻转到极限位置时，所述翻转板204的内侧角2043遮挡在所述托板202的内侧端面的上方。翻转板204优选为直角三角形，且所述直角三角形的内侧边2042长于外侧边。

在将货物吊运到预定位置后，为了进一步实现自动化，还可以使本申请的智能吊具自动完成卸货及自动复位的功能。

自动卸货的过程如下：将货物吊运到预定位置上方后，使吊臂200下降，从而使货物支架100缓慢降落到地面或其他预定位置处，之后使吊臂200继续下移，而货物支架100由于已经到底了无法再继续下移，因此托板202会逐渐与第一凸台底面107脱离开(此时即已脱钩，但用于自动作业时，现场无人员参与，因此需要系统自动确认脱钩的状态)。当吊臂200底部的托板202触碰到货物支架100上的第二凸台106后，由于第二凸台106的宽度也为L2,大于左右吊臂相对的两个托板202之间的距离L1，因而吊臂200在斜向力的作用下张开到预定角度(如图5所示),导致触发板205再次触碰到行程开关203(由于之前卡合过程中已经有一次触发，因此此次触发行程开关203是该吊运码放过程的第二次触发)，将电信号反馈给控制系统，控制系统即可在无需人工确认的情况下获知吊臂200已经脱离第一凸台底面107，二者已经完全脱钩，即卸货工作已经完成了。

控制系统确认了吊具已经完成卸货后就需要进行吊臂200的复位了，这就需要吊臂200上升，回到货物支架100之上(即图2所示的状态)，本申请特设了翻转板204，如图2所示，三角形(优选为直角三角形)的翻转板204设置于吊臂200的靠底部位置，平时呈现为最长边2041(对于直角三角形而言，为斜边)在上、翻转轴一端(对于直角三角形而言，为直角一端)在下的状态，其后部的翻转轴210上设置有圆柱状的复位弹簧(如图8所示)，因此其可以在受到外力时顺时针或逆时针转动，当外力撤除后又回复到图2的状态。翻转板204的作用原理如下：

当智能吊具完成卸货后，控制系统通过前述的第二次触发确认了吊臂200与货物支架100的脱钩，但此时吊臂200的底端仍位于货物支架100的高度范围内(即图5所示的状态)，此时，吊臂200应继续上移到货物支架100的上方的初始位置，才能完成复位，才能在接收到指令后去进行下一次作业。而在本次上升过程中，由于两个托板202的间距L1小于第一凸台105外侧面的间距L2，在无人操作的状态下，吊臂200不会自动向外张开，而是在向上运行到第一凸台105的底部时，卡在第一凸台底面107上，无法继续移动。为此，在吊臂200底部设置了翻转板204，在前述的确认卸货的过程中，吊臂200在图5所示的位置时，翻转板204保持在最长边2041在上的常态位置，在之后吊臂200上升途中，翻转板204的最长边2041先接触第一凸台底面107，之后翻转板204会翻转(右侧吊臂200上的翻转板204逆时针翻转、左侧吊臂200上的翻转板204顺时针翻转)成图6、图7所示的状态，此时由于翻转板204的最长边2041与第一凸台底面107之间呈一夹角，在斜向力作用下，吊臂200会张开一个角度，使左右相对的两个托板202的顶点间距变大，从而使吊臂200能够向上越过第一凸台105，直至上升到预定高度停止，即，在这个上升过程中，翻转板204的内侧角遮挡在托板202的内侧端面的上方，实际是翻转板204的内侧角2043(即最长边2041与内侧边2042的夹角)与第一凸台105的外侧面保持接触，也即，在吊臂200上升过程中，翻转板204起了“导向”的作用，使得托板202顺利上升而不会被“卡住”。

为便于加工，翻转板204优选设计成直角三角形；而其内侧边2042长度大于外侧边，可以保证翻转板204的重心偏向于吊具内侧，使得在意外情况下(如拉簧松脱)翻转板204仍可正常使用(在失去拉簧作用力的情况下，翻转板204处于图7所示的状态，可在吊臂200脱离货物支架100的上升过程中起导向作用，在吊臂200下降的卡合过程中也不会有妨碍)；反之，若翻转板204的重心偏向于吊具外侧，若在弹簧松脱等意外情况下，翻转板204会向外侧翻转，在吊臂200上升过程中无法接触到货物支架100，自然也就无法发挥其应有的作用。

并且，在该上升过程中，由于吊臂200经历了又一次的张开过程，触发板205会再一次触发行程开关203，因此，行程开关203每动作三次，控制系统即可获知完成了一次完整的吊运任务，此时，吊臂200已完全脱离货物支架100并复位，可以进行下一次操作了。此外，若有多次吊运任务要执行时，可在控制系统中设置计数器，还可将行程开关203的信号传递给计数器，即可使控制系统获知实时任务进程，使吊运工作有序进行。

需要说明的是，在装载货物时的“卡合”过程中，在吊运过程中(即从图3到图4的过程中)，翻转板204会在第一凸台105外侧面的挤压下翻转一定角度(右侧吊臂200上的翻转板204顺时针翻转、左侧吊臂200上的翻转板204逆时针翻转)，从而使翻转板204的内侧边2042贴近在第一凸台105外侧面上，此时翻转板204是不起作用的，不会妨碍卡合过程的完成。翻转板204的优选方式为直角三角形。而在从图4到图5的“卸货”过程中，由于不再受第一凸台105外侧面的挤压，翻转板204会恢复到最长边2041在上的常规状态(需要保证第一凸台105与第二凸台106之间的竖直距离，大于所述翻转板204的内侧边2042的长度)。

进一步的，所述翻转轴210与所述吊臂200之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧使得所述翻转板204在不受外力时保持最长边2041在上且翻转轴210一端在下的状态。

前述的外力撤除后翻转板204恢复常态的动作，是通过翻转轴210上连接的复位弹簧来实现的。

进一步的，所述复位弹簧包括上拉簧207和下拉簧208，并且上拉簧207和下拉簧208位于一条直线上.

复位弹簧包括两根圆柱状的拉簧(两个弹簧可以为等长的，也可以根据实际布局和实用需求设计为不等长的)。如图8所示，翻转轴210的中部固定设置有拉簧连接板209，拉簧连接板209向后方凸出于翻转轴210，其凸出的两个耳朵形状的连接端即连接耳上，各设置有一个开孔，上拉簧207的一端挂住拉簧连接板209上的上侧开孔，另一端连接到其上方固定于吊臂200的一块水平板上；下拉簧208的一端挂住拉簧连接板209上的下侧开孔，另一端连接到其下方托板202的侧面。当受外力时，翻转板204带动翻转轴210顺时针或逆时针旋转，使两根拉簧均拉伸或压缩变形；当脱离外力后，翻转轴210在弹簧拉力作用下恢复到图示的位置：即当图8中翻转板204顺时针转动时，上拉簧207被拉伸，下拉簧208被压缩，当外力撤销后，依靠上拉簧207的拉力和下拉簧208的弹力，翻转轴210逆时针转动从而带动翻转板204复位；当图8中翻转板204逆时针转动时，上拉簧207被压缩，下拉簧208被拉伸，当外力撤销后，依靠上拉簧207的弹力和下拉簧208的拉力，翻转轴210顺时针转动从而带动翻转板204复位；因此，设置两根弹簧可以更有效的工作，同时避免一根弹簧在意外情况下损坏时出现翻转板204无法复位的情况，增添了安全保证。两个连接耳的夹角为锐角，上拉簧207和下拉簧208位于一条直线上，以便实现快速回复。

进一步的，所述吊臂200上还设置有多个减重孔。

为了减轻整体吊具的重量，吊臂设计为板材焊接而成的中空结构，并且在内侧侧壁上设置了多个圆形的减重孔。

进一步的，所述顶部框架220上还设置有光电形式的位置读取装置。

为了实现全自动的吊运过程，可以在货物支架100上及预先确定的货物摆放区设置定位器，定位器(例如RFID电子标签等)用于标记目标位置的水平面内的二维定位。同时，为了自动检测到各定位器的位置，可在吊具上设置读取装置(例如在吊具的固定臂的外侧布置RFID阅读器等)。在定位器的水平面内的二维定位的基础上，就有了目标指定位置的横坐标和纵坐标，而当吊具移动到定位器附近时，即可通过位置读取装置对目标进行精确定位，无需人员参与。

图9为本申请的一个具体实施例，其中货物支架100设计为图示的形状，每两个货物支架100为一组，用于容纳长条形的长条货物300(例如为角钢、槽钢、棒材、螺纹钢、或者铝型材、或者木头型材、塑料型材，长度可以为5米以上，例如为5米，6米，7米，8米，9米，10米，11米，12米，13米，14米，15米，16米，18米，甚至可以到20米或更长)，将货物支架100并排码放，再将长条货物300用叉车等工具搬运到货物支架100中部的敞开空间中，然后即可用智能吊具按前述方法来同时吊运两个并排的货物支架100，使长条货物300随货物支架100移动到预定位置处，其卡合、卸货和吊臂复位过程均可自动完成。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能吊具，其特征在于，包括顶部框架（220）和分别铰接于所述顶部框架（220）底部左右两侧的吊臂（200）；所述吊臂（200）竖直向下，且所述吊臂（200）底端设置有向内侧伸出的托板（202）；所述托板（202）的底面为内高外低的斜面；

所述吊臂（200）上还设置三角形的翻转板（204）；在所述翻转板（204）上，与最长边（2041）相对的夹角处连接有翻转轴（210），所述翻转板（204）通过所述翻转轴（210）铰接在所述吊臂（200）的底端；所述翻转板（204）位于所述托板（202）的上方，且所述翻转板（204）向内侧翻转到极限位置时，所述翻转板（204）的内侧角（2043）遮挡在所述托板（202）的内侧端面的上方；

所述翻转轴（210）与所述吊臂（200）之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧使得所述翻转板（204）在不受外力时保持最长边（2041）在上且翻转轴（210）一端在下的状态。

2.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，所述顶部框架（220）为H型结构；所述吊臂（200）有四根；四根所述吊臂（200）均布于所述H型结构的四个端点处。

3.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，在所述吊臂（200）的外侧固定设置有行程开关（203）；在所述吊臂（200）上对应于所述行程开关（203）的位置，还设置有触发板（205）。

4.如权利要求3所述的智能吊具，其特征在于，所述行程开关（203）与控制系统中的计数器电连接。

5.如权利要求4所述的智能吊具，其特征在于，所述行程开关（203）每动作三次，控制系统即可获知完成了一次完整的吊运任务。

6.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，所述复位弹簧包括上拉簧（207）和下拉簧（208）。

7.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，所述吊臂（200）上还设置有多个减重孔。

8.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，所述顶部框架（220）上还设置有光电形式的位置读取装置。

9.如权利要求6所述的智能吊具，其特征在于，所述上拉簧（207）和下拉簧（208）位于一条直线上。

10.如权利要求1所述的智能吊具，其特征在于，所述三角形的翻转板（204）为直角三角形，且所述直角三角形的内侧边（2042）长于外侧边。

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