CN114988286A - 一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备，包括升降装置；所述升降装置上中部可转动安装有翻转装置，升降装置底部安装行走装置；在翻转装置上安装有限位装置和下放对接装置；升降装置上还装有驱动组合、供配电组合、控制组合。本发明采用全电执行机构，结构简单、使用维护简便，可靠性高；能实现货物在起吊状态下的姿态转换，并可实时检测到货物状态；采用钢丝绳起吊、吊放货物，并利用钢丝绳的柔性特点垂直吊放货物，以减小货物放置过程中的冲击。

Description

一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备

技术领域

本发明涉及一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备。

背景技术

在码头、库房、自动化生产工厂中，现多采用移动机器人或者自动导引车进行货物的搬运及自动装载，其具有非常多的优点，诸如应用灵活、自动化的程度比较高、可靠性和安全性都比较高、可实现无人操作等。但现有移动机器人或者自动导引车对货物搬运多采用水平放置状态下的起吊、转运及吊放。当货物重量较重，且将其由水平放置状态转换为垂直状态后进行吊装时，需解决货物装填时的定位精度、调整精度、装填冲击等技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备，该大负载自动行驶起吊翻转装填设备能实现货物在起吊状态下的姿态转换，有效解决定位精度、调整精度、装填冲击等技术问题。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备，包括升降装置；所述升降装置上中部可转动安装有翻转装置，升降装置底部安装行走装置；在翻转装置上安装有限位装置和下放对接装置；升降装置上还装有驱动组合、供配电组合、控制组合。

所述升降装置分为上框架和下框架，上框架和下框架之间装有对准组合和导向柱。

所述限位装置通过导向杆安装；所述下放对接装置通过电动推杆及钢丝绳安装；所述翻转装置通过转盘轴承安装。

所述驱动组合、供配电组合、控制组合安装在升降装置底部；所述供配电组合为驱动组合、控制组合供电，驱动组合驱动行走装置行进，并驱动升降装置升降，并驱动翻转装置动作；控制组合控制驱动组合。

所述升降装置上有升降电动推杆，驱动组合通过控制升降电动推杆驱动连接轴完成驱动升降装置升降；所述升降装置的底框上还装有横向连杆。

所述行走装置由行走驱动电机、转盘轴承、行星减速器、转向驱动电机组成，转向驱动电机、行星减速器垂直向下依次安装，行星减速器底部驱动转盘轴承，转盘轴承底部安装行走驱动电机，行走驱动电机带动车轮转动；驱动组合通过控制转向驱动电机和行走驱动电机完成驱动行走装置行进。

所述翻转装置上装有横向调整装置对下放对接装置进行位移控制；横向调整装置上通过横向电动推杆作用于横向调整梁实现位移控制；所述翻转装置上有翻转电动推杆，翻转电动推杆缸筒端通过铰轴安装在升降装置的上框架立柱上，翻转电动推杆的活动杆端安装在支臂上，当翻转电动推杆推出时，翻转装置沿回转轴承中心执行翻转动作；所述翻转装置上通过缓冲装置安装翻转电动推杆，缓冲装置由支架、回位弹簧、万向球轴承及液压缓冲器组成，支架安装在回转轴承上，万向球轴承横穿支架安装，万向球轴承头部和支架之间套装回位弹簧，万向球轴承末端装有液压缓冲器。

所述限位装置对下放对接装置的姿态进行调整；限位装置由限位电动推杆、轴承安装座、万向球轴承、转轴组成，限位电动推杆、万向球轴承、转轴安装在轴承安装座上，限位电动推杆驱动万向球轴承，转轴安装于翻转装置。

所述下放对接装置由长连接板组成，长连接板上通过多个短连接板连接安装有多条钢丝绳，短连接板和长连接板之间有拉力传感器，有提拉电动推杆对长连接板的位置进行调整以驱动钢丝绳提拉。

所述钢丝绳末端装有吊梁，吊梁上装有倾角传感器；吊梁端部装有直联电动推杆，直联电动推杆外端安装有集装箱锁链。

本发明的有益效果在于：采用全电执行机构，结构简单、使用维护简便，可靠性高；能实现货物在起吊状态下的姿态转换，并可实时检测到货物状态；采用钢丝绳起吊、吊放货物，并利用钢丝绳的柔性特点垂直吊放货物，以减小货物放置过程中的冲击。

附图说明

图1是本发明至少一种实施方式的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1在非翻转状态的结构示意图；

图4是图1中翻转装置的结构示意图；

图5是图1中升降装置的结构示意图；

图6是图1中行走装置的结构示意图；

图7是图1中横向调整装置的结构示意图；

图8是图1中限位装置的结构示意图；

图9是图1中下放对接装置的结构示意图；

图10是图4中缓冲装置的结构示意图。

图中：1-翻转装置，2-升降装置，3-对准组合，4-行走装置，5-驱动组合，6-供配电组合，7-控制组合，8-限位装置，9-横向调整装置，10-下放对接装置，11-翻转电动推杆，12-回转轴承，13-框架，14-支臂，15-上框架，16-下框架，17-导向柱，18-横向连杆，19-连接轴，20-升降电动推杆，21-连桥，26-行走驱动电机，27-转盘轴承，28-行星减速器，29-转向驱动电机，31-横向调整梁，32-横向电动推杆，33-限位电动推杆，34-轴承安装座，35-万向球轴承，36-转轴，37-提拉电动推杆，38-短连接板，39-拉力传感器，40-长连接板，41-钢丝绳，42-滑轮，43-吊梁，44-倾角传感器，47-直联电动推杆，48-集装箱锁链，49-支架，50-回位弹簧，51-万向球轴承，52-液压缓冲器。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

如图1至图9所示的一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备，包括升降装置2；所述升降装置2上中部可转动安装有翻转装置1，升降装置2底部安装行走装置4；在翻转装置1上安装有限位装置8和下放对接装置10；升降装置2上还装有驱动组合5、供配电组合6、控制组合7。

实施例2

基于实施例1，升降装置2分为上框架15和下框架16，上框架15和下框架16之间装有对准组合3和导向柱17。

实施例3

基于实施例1，限位装置8通过导向杆安装；所述下放对接装置10通过电动推杆及钢丝绳安装；所述翻转装置1通过转盘轴承安装。

实施例4

基于实施例1，驱动组合5、供配电组合6、控制组合7安装在升降装置2底部；所述供配电组合6为驱动组合5、控制组合7供电，驱动组合5驱动行走装置4行进，并驱动升降装置2升降，并驱动翻转装置1动作；控制组合7控制驱动组合5。

实施例5

基于实施例4，升降装置2上有升降电动推杆20，驱动组合5通过控制升降电动推杆20驱动连接轴19完成驱动升降装置2升降；所述升降装置2的底框上还装有横向连杆18。

实施例6

基于实施例4，行走装置4由行走驱动电机26、转盘轴承27、行星减速器28、转向驱动电机29组成，转向驱动电机29、行星减速器28垂直向下依次安装，行星减速器28底部驱动转盘轴承27，转盘轴承27底部安装行走驱动电机26，行走驱动电机26带动车轮转动；驱动组合5通过控制转向驱动电机29和行走驱动电机26完成驱动行走装置4行进。

实施例7

基于实施例1，翻转装置1上装有横向调整装置9对下放对接装置10进行位移控制；横向调整装置9上通过横向电动推杆32作用于横向调整梁31实现位移控制；翻转装置1上有翻转电动推杆11，翻转电动推杆11缸筒端通过铰轴安装在升降装置2的上框架立柱上，翻转电动推杆11的活动杆端安装在支臂上，当翻转电动推杆11推出时，翻转装置1沿回转轴承中心执行翻转动作；翻转装置1上通过缓冲装置安装翻转电动推杆11，缓冲装置由支架49、回位弹簧50、万向球轴承51及液压缓冲器51组成，如图10所示，支架49安装在回转轴承12上，万向球轴承51横穿支架49安装，万向球轴承51头部和支架49之间套装回位弹簧50，万向球轴承51末端装有液压缓冲器52。

实施例8

基于实施例1，限位装置8对下放对接装置10的姿态进行调整；限位装置8由限位电动推杆33、轴承安装座34、万向球轴承35、转轴36组成，限位电动推杆33、万向球轴承35、转轴36安装在轴承安装座34上，限位电动推杆33驱动万向球轴承35，转轴36安装于翻转装置1。

实施例9

基于实施例1，下放对接装置10由长连接板40组成，长连接板40上通过多个短连接板38连接安装有多条钢丝绳41，短连接板38和长连接板40之间有拉力传感器39，有提拉电动推杆37对长连接板40的位置进行调整以驱动钢丝绳41提拉。

实施例10

基于实施例9，钢丝绳41末端装有吊梁43，吊梁43上装有倾角传感器44；吊梁43端部装有直联电动推杆47，直联电动推杆47外端安装有集装箱锁链48。

实施例11

基于上述实施例，包括翻转装置1、升降装置2、对准组合3、行走装置4、驱动组合5、供配电组合6、控制组合7、限位装置8、横向调整装置9、下放对接装置10及其它一些紧固连接件。行走装置4通过连接轴安装在升降装置2上；翻转装置1通过转盘轴承安装在升降装置2上；横向调整装置8通过导向杆连接到翻转装置1上；下放对接装置10通过电动推杆及钢丝绳连接到翻转装置1上；供配电组合6、控制组合7、驱动组合5安装到升降装置2上；对准组合3安装到升降装置2及下放对接装置10上。

根据控制组合7指令，在驱动组合5及供配电组合6共同作用下完成行走装置48个车轮的独立转向及前后行走，且所有车轮具有360°的全向转向能力，以及在同等速度条件下前进及后退行走能力。

升降装置采用上框体及下框体两部分结构，其中在升降装置四个支撑点上各设置有电动推杆，根据控制组合7指令，在驱动组合5及供配电组合6作用下，电动推杆根据要求的运动速度同步完成升降动作。

根据控制组合7指令，在驱动组合5及供配电组合6作用下，通过电动推杆的执行动作，翻转装置能在0°至90°之间进行姿态转换，在翻转装置翻转过程中，通过其上钢丝绳实现下放对接装置10的姿态转换，并在限位装置8的作用下调整下放对接装置10状态，并将下放对接装置10上挂载的起吊物装填到垂直挂架上。

横向调整装置9安装在翻转装置1两根导向杆上，据控制组合7指令，在驱动组合5及供配电组合6作用下，通过横向调整装置9上的电动推杆实现横向调整装置9在翻转装置1上的横向移动。

根据控制组合7指令，在驱动组合5及供配电组合6作用下，对限位装置8的电动推杆进行推出行程控制，以实现下放对接装置10在垂直状态下的姿态调整。

将对准组合3安装在下放对接装置10上，并在目标物上设置对准靶标，通过对准组合3定位出下放对接装置10与目标物相对位置参数，以方便下放对接装置10与目标物的对接；在下放对接装置上设置有接近开关，当下放对接装置10与目标物对接后，通过接近开关反馈的状态信息，可以明确其上旋锁是否可靠锁定住目标物。

行走过程中，下放对接装置10为钢丝绳悬垂状态。

实施例12

基于上述实施例，包括翻转装置1、升降装置2、对准组合3、行走装置4、驱动组合5、供配电组合6、控制组合7、限位装置8、横向调整装置9、下放对接装置10。翻转装置1、对准组合3、行走装置4、驱动组合5、供配电组合6、控制组合7安装于升降装置2上；限位装置8、横向调整装置9、下放对接装置10安装于翻转装置1上。

具体使用过程如下：

翻转功能：通过安装在升降装置上的两根翻转电动推杆、两个回转轴承来实现相关功能，其中翻转电动推杆缸筒端通过铰轴安装在升降装置左、右上框架立柱上，翻转电动推杆的活动杆端安装在支臂上，当翻转电动推杆推出时，翻转装置沿回转轴承中心执行翻转动作。

升降功能：升降装置四角分布四根升降电动推杆，同时升降装置中有四根导向柱，形成导向结构，保证电动推杆在工作过程中不承受因偏载而形成的侧向力，对电动推杆起到一定的保护作用，同时提高了整体结构的刚性。

行走功能：行走装置以L形支架为安装基础，行走驱动电机安装于L形支架侧面，其输出端通过联轴器与行走减速器输入端连接；行走减速器大法兰与L形支架固连，小法兰与车轮固连。当底盘控制组合接收到指令控制终端发出的“行走”指令后，底盘控制组合向伺服驱动器发送出行走信息，伺服驱动器开始控制行走驱动电机运转，行走驱动电机输出端带动行走减速器、车轮转动实现行走装置的行走功能。行走驱动电机设置有绝对值编码器及制动器，当行走装置行走时，绝对值编码器实时采集位置信息并反馈伺服驱动器及底盘控制组合，通过闭环控制实现行走精度的控制要求，当行走装置行走至预定位置或接收到指令控制终端发出的“驻停”指令后，底盘控制组合向伺服驱动器发送出驻停信息，伺服驱动器停止向行走驱动电机供电，行走驱动电机制动器失电抱闸，行走装置完成驻停动作。

下放对接装置下放功能：当起吊翻转设备行驶至预定位置时，通过下放对接装置上的摄像机判断出吊梁与货物的相对位置，如吊梁与货物的相对位置不满足对接要求，则通过行走装置、横向调整装置调整吊梁与货物的相对位置并使其满足对接要求，如吊梁与货物的相对位置满足对接要求，且吊梁上微动处于“解锁”状态，则操作下放电动推杆下放吊梁，并通过吊梁上的导向块与货物完成对接。

下放对接装置锁紧功能：当下放对接装置与货物对接后，通过微动开关判断其对接状态是否满足要求，如下放对接装置满足对接要求，则通过直联电动推杆操作旋锁锁紧货物。

翻转状态下货物放置功能：当翻转放置翻转后，下放对接装置通过钢丝绳起吊吊梁，并通过下放对接装置上的摄像机判断出吊梁与放置架间的相对位置，通过横向调整、限位装置、提拉电动推杆调整好吊梁与放置架间相对位置满足装填要求后，通过提拉电动推杆下放钢丝绳将吊梁上的货物向放置架装填，该过程利用了钢丝绳的柔性以保证减小装填冲击；利用拉力传感器判断出货物是否可靠装填，通过直联直联电动推杆操作旋锁解除对货物的锁定，同时通过微动开关判断出是否可靠解锁。

横向缓冲功能：当大负载自动行驶起吊翻转装填设备起吊货物行驶时，钢丝绳通过吊梁悬挂货物，由于钢丝绳为柔性体，其在侧向上会产生一定的晃动量，为减小该晃动量对设备的安全影响，通过翻转装置上的缓冲装置对下放对接装置吊梁进行横向减振。

Claims (10)

1.一种大负载自动行驶起吊翻转装填设备，包括升降装置(2)，其特征在于：所述升降装置(2)上中部可转动安装有翻转装置(1)，升降装置(2)底部安装行走装置(4)；在翻转装置(1)上安装有限位装置(8)和下放对接装置(10)；升降装置(2)上还装有驱动组合(5)、供配电组合(6)、控制组合(7)。

2.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述升降装置(2)分为上框架(15)和下框架(16)，上框架(15)和下框架(16)之间装有对准组合(3)和导向柱(17)。

3.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述限位装置(8)通过导向杆安装；所述下放对接装置(10)通过电动推杆及钢丝绳安装；所述翻转装置(1)通过转盘轴承安装。

4.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述驱动组合(5)、供配电组合(6)、控制组合(7)安装在升降装置(2)底部；所述供配电组合(6)为驱动组合(5)、控制组合(7)供电，驱动组合(5)驱动行走装置(4)行进，并驱动升降装置(2)升降，并驱动翻转装置(1)动作；控制组合(7)控制驱动组合(5)。

5.如权利要求4所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述升降装置(2)上有升降电动推杆(20)，驱动组合(5)通过控制升降电动推杆(20)驱动连接轴(19)完成驱动升降装置(2)升降；所述升降装置(2)的底框上还装有横向连杆(18)。

6.如权利要求4所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述行走装置(4)由行走驱动电机(26)、转盘轴承(27)、行星减速器(28)、转向驱动电机(29)组成，转向驱动电机(29)、行星减速器(28)垂直向下依次安装，行星减速器(28)底部驱动转盘轴承(27)，转盘轴承(27)底部安装行走驱动电机(26)，行走驱动电机(26)带动车轮转动；驱动组合(5)通过控制转向驱动电机(29)和行走驱动电机(26)完成驱动行走装置(4)行进。

7.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述翻转装置(1)上装有横向调整装置(9)对下放对接装置(10)进行位移控制；横向调整装置(9)上通过横向电动推杆(32)作用于横向调整梁(31)实现位移控制；所述翻转装置(1)上有翻转电动推杆(11)，翻转电动推杆(11)缸筒端通过铰轴安装在升降装置(2)的上框架立柱上，翻转电动推杆(11)的活动杆端安装在支臂上，当翻转电动推杆(11)推出时，翻转装置(1)沿回转轴承中心执行翻转动作；所述翻转装置(1)上通过缓冲装置安装翻转电动推杆(11)，缓冲装置由支架(49)、回位弹簧(50)、万向球轴承(51)及液压缓冲器(51)组成，支架(49)安装在回转轴承(12)上，万向球轴承(51)横穿支架(49)安装，万向球轴承(51)头部和支架(49)之间套装回位弹簧(50)，万向球轴承(51)末端装有液压缓冲器(52)。

8.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述限位装置(8)对下放对接装置(10)的姿态进行调整；限位装置(8)由限位电动推杆(33)、轴承安装座(34)、万向球轴承(35)、转轴(36)组成，限位电动推杆(33)、万向球轴承(35)、转轴(36)安装在轴承安装座(34)上，限位电动推杆(33)驱动万向球轴承(35)，转轴(36)安装于翻转装置(1)。

9.如权利要求1所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述下放对接装置(10)由长连接板(40)组成，长连接板(40)上通过多个短连接板(38)连接安装有多条钢丝绳(41)，短连接板(38)和长连接板(40)之间有拉力传感器(39)，有提拉电动推杆(37)对长连接板(40)的位置进行调整以驱动钢丝绳(41)提拉。

10.如权利要求9所述的大负载自动行驶起吊翻转装填设备，其特征在于：所述钢丝绳(41)末端装有吊梁(43)，吊梁(43)上装有倾角传感器(44)；吊梁(43)端部装有直联电动推杆(47)，直联电动推杆(47)外端安装有集装箱锁链(48)。

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