CN116620890A - 一种全向自导引履带行走式智能装卸机 - Google Patents

Abstract

一种全向自导引履带行走式智能装卸机，包括车体，车体的下部连接行走装置，车体与行走装置之间设有旋转装置，具体为：旋转装置的固定部固定在行走装置上，旋转装置的旋转部固定在车体上；车体上设有输送单元A，输送单元A包括两个滚筒A及连接两个滚筒A的输送皮带A，滚筒A的端部转动连接在输送固定架，输送固定架固定在滑块上。相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明设有小臂摆动单元，使小臂支撑单元可以使小臂支撑单元进行左右摆动与上下转动，而且左右摆动与上下转动之间不会发生干涉，方便装卸。

Description

一种全向自导引履带行走式智能装卸机

技术领域

本发明涉及一种全向自导引履带行走式智能装卸机。

背景技术

目前，对于火车车厢、集装箱或厢式货运汽车等货物运输时的装卸工作一般需要大量的人力将货物在车厢内、外进行装卸，工人的劳动强度大，工作效率低，安全性低，且人工成本高。

为此，人们发明了多功能智能装卸输送机，可以参见公开号为CN110015576A的专利文献。其运输取货件4通过驱动杆801会左右摆动、通过第一转轴901会上下转动，但是，左右摆动与上下转动之间会发生相互干涉，装卸能力下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题：如何设计出一种智能装卸机，使小臂支撑单元可以进行左右摆动与上下转动，而且左右摆动与上下转动之间不会发生干涉。

本发明的技术方案具体为：

一种全向自导引履带行走式智能装卸机，包括车体，车体的下部连接行走装置，车体与行走装置之间设有旋转装置，具体为：旋转装置的固定部固定在行走装置上，旋转装置的旋转部固定在车体上；车体上设有输送单元A，输送单元A包括两个滚筒A及连接两个滚筒A的输送皮带A，滚筒A的端部转动连接在输送固定架，输送固定架固定在滑块上，滑块与滑轨配合且能沿其滑动，滑轨固定在车体上；车体上铰接大臂支撑单元，大臂支撑单元通过万向节连接输送单元A，旋转轴的两个端部连接在支撑柱上，支撑柱固定在车体上；车体铰接调整液压缸的一端，调整液压缸的一端的另一端铰接大臂支撑单元；大臂支撑单元上设有输送单元B；大臂支撑单元的端部通过调整件连接小臂支撑单元，小臂支撑单元上设有输送单元C与吸盘组；小臂支撑单元的端部固定下连接板与上连接板，下连接板与上连接板均转动连接竖轴，竖轴连接位于同一个直线上的两个半轴：半轴A与半轴B，其中半轴A的一端固定在竖轴上，半轴A的另一端转动连接在大臂支撑单元上；半轴B的一端转动连接在竖轴上，半轴A的另一端转动连接在大臂支撑单元上；调整件包括固定在大臂支撑单元的翻转电机与摆动电机，翻转电机通过链轮传动件连接半轴A，使翻转电机驱动半轴A旋转；摆动电机的输出轴固定主动齿轮，主动齿轮啮合被动齿轮，被动齿轮固定在半轴B上，半轴B上固定锥齿轮A，锥齿轮A啮合锥齿轮B，锥齿轮B固定在下连接板或者上连接板上、且其轴线与竖轴的轴线重合;送单元C包括两段输出皮带C，每个输出皮带C均连接两个滚筒C，每个滚筒C均为驱动滚筒，其端部固定链轮C，小臂支撑单元上固定电机C，电机C通过链条连接该侧面所有的链轮C，两段输出皮带C之间的空间为收纳室，收纳室用来收纳吸盘组。

盘组固定在吸盘组固定架上，吸盘组固定架的两个端部均固定在平行四边形四连杆的一个杆件上，平行四边形四连杆的一个杆件为小臂支撑单元，小臂支撑单元上铰接气缸的一端，气缸的另一端铰接平行四边形四连杆的一个杆件上，使气缸能够控制平行四边形四连杆的姿态。

小臂支撑单元的端部固定视觉识别单元。

输送单元A的前方下侧设有称重单元 。

输送固定架固定计数单元。

车体上固定门状检测固定架，检测固定架上固定轮廓检测单元。

大臂支撑单元的边缘固定护栏。

输送单元B包括多个滚筒B及连接这些滚筒B的输送皮带B，大臂支撑单元上固定电机B，电机B的输出轴连接主动链轮B，滚筒B的端部固定被动链轮B，被动链轮B与主动链轮B通过链条连接。

相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明设有小臂摆动单元，使小臂支撑单元可以使小臂支撑单元进行左右摆动与上下转动，而且左右摆动与上下转动之间不会发生干涉，方便装卸。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2为车体的放大示意图。

图3为大臂支撑单元的放大示意图。

图4为小臂支撑单元的放大示意图。

图5为上固定板的放大示意图。

图6为行走装置的示意图（一）。

图7为行走装置的示意图（二）。

图8是本发明姿态变化的示意图（一）。

图9是本发明姿态变化的示意图（二）。

具体实施方式

下面结合附图及其具体实施方式详细介绍本发明。

如图1-2，一种全向自导引履带行走式智能装卸机，包括车体100，车体100的下部连接行走装置101，车体100上固定门状检测固定架108，检测固定架108上固定轮廓检测单元103。

如图2，为了方便旋转，车体100与行走装置101之间设有旋转装置140，具体为：旋转装置140的固定部固定在行走装置101上，旋转装置140的旋转部固定在车体100上。这样，车体100及其连接的部件可以绕旋转装置140在水平面内转动。

如图2，车体100上设有输送单元A130，输送单元A130包括两个滚筒A133及连接两个滚筒A133的输送皮带A134，滚筒A133的端部转动连接在输送固定架131，输送固定架131固定在滑块112上，滑块112与滑轨111配合且能沿其滑动，滑轨111固定在车体100上。当滑块112在滑轨111上滑动时，滑块112上的输送单元A130同步滑动。另外，两个滚筒A133中有一个为驱动滚筒，可以驱动输送皮带A130运动，不在赘述。滑块112与滑轨111为移动单元110。

如图2，为了方便测量货物的重量，输送单元A130的前方下侧设有称重单元104 。

如图2，为了方便统计装卸货物的数量，输送固定架131固定计数单元102。

如图1-3，车体100上铰接大臂支撑单元200，具体为：铰接大臂支撑单元200的端部通过旋转轴150（参见图3）铰接车体100，大臂支撑单元200通过万向节132连接输送单元A130，旋转轴150的两个端部连接在支撑柱109上，支撑柱109固定在车体100上。根据条件需求，该液压缸可以为气缸、电缸。

因为大臂支撑单元200上设有输送单元B210，当大臂支撑单元200上下转动时，输送单元B210与输送单元A130之间的缝隙会发生变化，该变化导致货物在两个输送单元传递不顺畅，为此，本专利才设有移动单元110与万向节132，这样，当大臂支撑单元200上下转动时，输送单元B210下端部相当于车体100会有位置改变，同时，受到万向节132的牵引，输送单元A130也会有适应性调整的水平位移，保持两个输送单元传递顺畅。输送单元A130为被动运动。

如图3，车体100铰接调整液压缸120的一端，调整液压缸120的一端的另一端铰接大臂支撑单元200，调整液压缸120为大臂支撑单元200上下转动提供动力。

如图3，大臂支撑单元200上设有输送单元B210，输送单元B210包括多个滚筒B214及连接这些滚筒B214的输送皮带B215，大臂支撑单元200上固定电机B213，电机B213的输出轴连接主动链轮B212，滚筒B214的端部固定被动链轮B211，被动链轮B211与主动链轮B212通过链条连接，这样，电机B213能够驱动输送单元输送皮带B215转动。

如图3，为了防止货物滑落，大臂支撑单元200的边缘固定护栏201。

如图1、4，大臂支撑单元200的端部通过调整件350连接小臂支撑单元300，小臂支撑单元300上设有输送单元C320与吸盘组302，吸盘组302用于将输送单元C320的货物与外界进行对接。

如图4-5，小臂支撑单元300的端部固定下连接板360与上连接板362，下连接板360与上连接板362均转动连接竖轴363，竖轴363连接位于同一个直线上的两个半轴：半轴A357与半轴B354，其中半轴A357的一端固定在竖轴363上，半轴A357的另一端转动连接在大臂支撑单元200上；半轴B354的一端转动连接在竖轴363上，半轴A357的另一端转动连接在大臂支撑单元200上。

如图4-5，调整件350包括固定在大臂支撑单元200的翻转电机355与摆动电机351，翻转电机355通过链轮传动件365连接半轴A357（具体为翻转电机355的输出轴固定链轮传动件365的主动链轮，链轮传动件365的被动链轮固定半轴A357），使翻转电机355驱动半轴A357旋转。

如图4-5，摆动电机351的输出轴固定主动齿轮（图中没有画出），主动齿轮啮合被动齿轮352，被动齿轮352固定在半轴B354上，半轴B354上固定锥齿轮A353，锥齿轮A353啮合锥齿轮B358，锥齿轮B358固定在下连接板360或者上连接板362上、且其轴线与竖轴363的轴线重合。

如图4，输送单元C320包括两段输出皮带C323，每个输出皮带C323均连接两个滚筒C322，每个滚筒C322均为驱动滚筒，其端部固定链轮C324，小臂支撑单元300上固定电机C321，电机C321通过链条连接该侧面所有的链轮C324，两段输出皮带C323之间的空间为收纳室305，收纳室305用来收纳吸盘组302。

如图4，吸盘组302固定在吸盘组固定架303上，吸盘组固定架303的两个端部均固定在平行四边形四连杆311的一个杆件上，平行四边形四连杆311的一个杆件为小臂支撑单元300，小臂支撑单元300上铰接气缸310的一端，气缸310的另一端铰接平行四边形四连杆311的一个杆件上，使气缸310能够控制平行四边形四连杆311的姿态。

如图4，小臂支撑单元300的端部固定视觉识别单元301。卸货时，通过视觉识别单元准确定位货物位置，同时大臂支撑架单元、小臂摆动单元、大臂固定架单元三者联动，使小臂支撑架单元末端的输送单元1快速到达指定位置。

如图4，小臂支撑单元300上固定有固定架304。

如图6-7，行走装置101为履带、万向轮1011、舵轮1012液压或悬浮支撑轮1013。

行走单元包括履带行走轮和回转支撑平台，设备在行进时可通过履带之间的差速运动和回转支撑平台的旋转运动，实现整机设备向任意方向移动。行走单元采用带回转支撑的履带结构，相对于普通车轮而言，履带结构与地面之间接触面积更大，接地比压更小，可越过较宽沟坎，并能实现大角度爬坡，通过能力强，适用于松软地面、不能承受较大集中载荷的火车车厢内部和集装箱内部等场合。根据条件需求，该设备的行走单元可以为舵轮带万向轮的方式、液压悬浮支撑轮方式。

吸盘组为真空吸盘模组，根据条件需求该真空吸盘模组可包括圆形、椭圆形、方形、单折、多折式等多类型吸盘，同时结合机器人设备或者人工辅助操作实现吸盘模组的快速切换，适应纸箱、牛皮袋、覆膜软包袋、编织袋等不同包装货物的抓取。

轮廓检测单元的检测设备可根据需要采用可旋转的普通相机、3D相机。

计数单元根据需求采用对射型光电传感器、漫反射型光电传感器、金属检测类传感器。

在装卸作业中，当货物从设备一端输送到另一端时，经过称重单元、轮廓检测单元、计数单元，可实现对货物的重量测量、外形轮廓实时检测、货物数量统计。

其工作原理为：

装货说明如下：

S1、行走：驱动行走装置101，使车体100行走到合适位置；

S2、调整方向：通过旋转装置140，使车体100及其连接的部件可以绕旋转装置140在水平面内转动，最终使大臂支撑单元200指向目标地；

S3、调整高度：通过调整液压缸120的活塞端的伸出量，使大臂支撑单元200（小臂支撑单元300）的高度与目标地的高度匹配；该调整可以参见图8-9；该调整中，输送单元A130也被动做出适应性调整；

此时，经过视觉识别单元301的探测，小臂支撑单元300的外端部可能与目标地有轻微的不匹配，需要微调；

S4、摆动微调：驱动摆动电机351，其通过半轴B354上驱动锥齿轮A353，锥齿轮A353驱动锥齿轮B358，锥齿轮B358驱动下连接板360或者上连接板362以竖轴363（竖轴363不动）为轴进行转动，这样，就实现了小臂支撑单元300在水平面内的摆动，使小臂支撑单元300的外端部可能与目标地更加匹配；

S5、翻转微调：驱动翻转电机355其驱动半轴A357旋转，半轴A357以半轴B354（半轴B354不动）为轴进行转动，下连接板360、上连接板362与半轴B354同步转动，同时，锥齿轮B358也以半轴B354（半轴B354不动）为轴在一个柱状空间内进行转动，也不影响其与锥齿轮A353的啮合。这样，就实现了小臂支撑单元300在竖直面内的翻转，使小臂支撑单元300的外端部可能与目标地更加匹配；

S6、收纳：驱动气缸310，控制平行四边形四连杆311的姿态，使吸盘组302藏在收纳室305内，不影响货物在两个输送单元C320之间传递；

S7、运送：将货物放在输送单元A130上，输送单元A130将货物运送到输送单元B210上，输送单元B210将货物运送到输送单元C320上，最终，货物在外侧的输送单元C320的边缘位置；

S8、推离：驱动气缸310，控制平行四边形四连杆311的姿态，使吸盘组302从收纳室305出来，一致向前（靠近目标地方向）运动，最终将货物从输送单元C320的边缘位置推到目标地，结束。

上述S4-S5步骤中，可以分开进行，也可以同时进行，相互不干涉。

卸货说明如下：

步骤S1-S5与前面的装货步骤S1-S5一样；

S6、携带货物：驱动气缸310，控制平行四边形四连杆311的姿态，使吸盘组302达到卸货地，启动吸盘组302，使货物与其固定为一体；

S7、解放货物：驱动气缸310，控制平行四边形四连杆311的姿态，使吸盘组302与货物达到外侧的输送单元C320上，开闭吸盘组302，使货物与吸盘组302分离；

S8、收纳：驱动气缸310，控制平行四边形四连杆311的姿态，使吸盘组302藏在收纳室305内，不影响货物在两个输送单元C320之间传递；

S9、运送：货物依次沿输送单元C320、输送单元B210、输送单元A130达到输送单元A130的尾端，货物被取走，结束。

其他内容参见现有技术。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种全向自导引履带行走式智能装卸机，包括车体（100），车体（100）的下部连接行走装置（101），其特征在于：

车体（100）与行走装置（101）之间设有旋转装置（140），具体为：旋转装置（140）的固定部固定在行走装置（101）上，旋转装置（140）的旋转部固定在车体（100）上；

车体（100）上设有输送单元A（130），输送单元A（130）包括两个滚筒A（133）及连接两个滚筒A（133）的输送皮带A（134），滚筒A（133）的端部转动连接在输送固定架（131），输送固定架（131）固定在滑块（112）上，滑块（112）与滑轨（111）配合且能沿其滑动，滑轨（111）固定在车体（100）上；

车体（100）上铰接大臂支撑单元（200），大臂支撑单元（200）通过万向节（132）连接输送单元A（130），旋转轴（150）的两个端部连接在支撑柱（109）上，支撑柱（109）固定在车体（100）上；

车体（100）铰接调整液压缸（120）的一端，调整液压缸（120）的一端的另一端铰接大臂支撑单元（200）；

大臂支撑单元（200）上设有输送单元B（210）；

大臂支撑单元（200）的端部通过调整件（350）连接小臂支撑单元（300），小臂支撑单元（300）上设有输送单元C（320）与吸盘组（302）；

小臂支撑单元（300）的端部固定下连接板（360）与上连接板（362），下连接板（360）与上连接板（362）均转动连接竖轴（363），竖轴（363）连接位于同一个直线上的两个半轴：半轴A（357）与半轴B（354），其中半轴A（357）的一端固定在竖轴（363）上，半轴A（357）的另一端转动连接在大臂支撑单元（200）上；半轴B（354）的一端转动连接在竖轴（363）上，半轴A（357）的另一端转动连接在大臂支撑单元（200）上；

调整件（350）包括固定在大臂支撑单元（200）的翻转电机（355）与摆动电机（351），翻转电机（355）通过链轮传动件（365）连接半轴A（357），使翻转电机（355）驱动半轴A（357）旋转；

摆动电机（351）的输出轴固定主动齿轮，主动齿轮啮合被动齿轮（352），被动齿轮（352）固定在半轴B（354）上，半轴B（354）上固定锥齿轮A（353），锥齿轮A（353）啮合锥齿轮B（358），锥齿轮B（358）固定在下连接板（360）或者上连接板（362）上、且其轴线与竖轴（363）的轴线重合。

2.如权利要求1述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：输送单元C（320）包括两段输出皮带C（323），每个输出皮带C（323）均连接两个滚筒C（322），每个滚筒C（322）均为驱动滚筒，其端部固定链轮C（324），小臂支撑单元（300）上固定电机C（321），电机C（321）通过链条连接该侧面所有的链轮C（324），两段输出皮带C（323）之间的空间为收纳室（305），收纳室（305）用来收纳吸盘组（302）。

3.如权利要求2述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：吸盘组（302）固定在吸盘组固定架（303）上，吸盘组固定架（303）的两个端部均固定在平行四边形四连杆（311）的一个杆件上，平行四边形四连杆（311）的一个杆件为小臂支撑单元（300），小臂支撑单元（300）上铰接气缸（310）的一端，气缸（310）的另一端铰接平行四边形四连杆（311）的一个杆件上，使气缸（310）能够控制平行四边形四连杆（311）的姿态。

4.如权利要求3述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：小臂支撑单元（300）的端部固定视觉识别单元（301）。

5.如权利要求4述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：输送单元A（130）的前方下侧设有称重单元（104） 。

6.如权利要求5述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：输送固定架（131）固定计数单元（102）。

7.如权利要求6述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：车体（100）上固定门状检测固定架（108），检测固定架（108）上固定轮廓检测单元（103）。

8.如权利要求7述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：大臂支撑单元（200）的边缘固定护栏（201）。

9.如权利要求8述的全向自导引履带行走式智能装卸机，其特征在于：输送单元B（210）包括多个滚筒B（214）及连接这些滚筒B（214）的输送皮带B（215），大臂支撑单元（200）上固定电机B（213），电机B（213）的输出轴连接主动链轮B（212），滚筒B（214）的端部固定被动链轮B（211），被动链轮B（211）与主动链轮B（212）通过链条连接。