CN117430012B - 一种无人驾驶门座式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶门座式起重机，吊绳单元结合于安装基础，抓斗以及吊钩结合于抓斗快换工装以及吊钩快换工装，并通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，吊具放置车载着吊具转移至安装基础的下方，位置检测单元检测定位孔与定位柱是否对准，若对准则启动卷绕单元完成吊具的分离或结合，若未对准则通过麦克纳姆轮原地调整吊具放置车的位置，对准后再启动卷绕单元。配合通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换，并且互换过程无需人工介入，实现了门座式起重机的无人化和智能化。同时，无需其他操作，效率高，不会导致钢丝绳的性能受到伤害，不影响门座式起重机作业的安全性。

Description

一种无人驾驶门座式起重机

技术领域

本发明属于港口货物转运技术领域，具体为一种无人驾驶门座式起重机。

背景技术

随着全球运输业进入综合物流时代，港口在经济发展中的作用和地位发生了深刻的变化，港口作为全球综合物流运输网络的主要环节，其功能已经由传统的物流搬运向综合性物流装卸发展。门座式起重机作为港口设备的一种，越来越多地承担着重要的装卸角色。

在“中国制造2025”和“工业4.0”背景下，门座式起重机正在朝着无人化、智能化方向发展。在门座式起重机定位和环境感知、门座式起重机决策规划以及门座式起重机轨迹跟踪控制等领域，无人驾驶门座式起重机均取得了一定的进展。

门座式起重机一般有吊钩、抓斗两种吊具，以便分别通过吊钩及抓斗起升转运集装箱或煤炭、粮食等散货。传统的无人驾驶门座式起重机，吊钩、抓斗互换时，需要将吊具降落至地面且保持钢丝绳处于松弛状态，气焊工使用气焊的方式将钢丝绳切割，再将钢丝绳绕至另一吊具的滑轮，最后再将钢丝绳焊接到一起，完成吊钩、抓斗两种吊具的互换。

也就是说，传统的无人驾驶门座式起重机，吊钩、抓斗的互换过程仍需要人工介入，且需要钢丝绳的切割与焊接，效率较低。而且，若吊具互换的过于频繁，会导致钢丝绳的性能受到较大的伤害，严重影响门座式起重机作业的安全性。

因此，亟需能够实现无人化、智能化的吊钩、抓斗快换的门座式起重机，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种无人驾驶门座式起重机，包括：

卷绕单元，可转动地安装于象鼻梁的前端，且配置有吊绳单元，且吊具安装于吊绳单元的下端；

安装基础，安装于吊绳单元的下端；

抓斗总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括抓斗快换工装以及安装于抓斗快换工装下方的抓斗元件；

吊钩总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括吊钩快换工装以及安装于吊钩快换工装下方的吊钩元件；

吊具放置车，抓斗总成及吊钩总成可分离地放置于吊具放置车；

其中，抓斗快换工装包括第一工装本体以及安装于第一工装本体上端面的一对第一连接座，且第一连接座的上端面开设有第一齿槽腔；

吊钩快换工装包括第二工装本体以及安装于第二工装本体上端面的一对第二连接座，且第二连接座的上端面开设有第二齿槽腔；

安装基础括基础本体以及固定安装于基础本体下端面的一对大弹性齿单元，且大弹性齿单元可相对伸缩地配置于第一齿槽腔及第二齿槽腔内；

其中，大弹性齿单元插入第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动；

大弹性齿单元拔出第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，一种状态下，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动，又一种状态下，大弹性齿单元不能相对第一连接座及第二连接座移动；

抓斗快换工装及吊钩快换工装均还包括安装于第一工装本体及第二工装本体上端面的定位座，且定位座的上端开设有定位孔；

基础本体下端面还设置有与定位孔相匹配的定位柱；

吊具放置车的下方设置有麦克纳姆轮，吊具放置车的上方设置有位置检测单元。

进一步的，大弹性齿单元包括插入部以及设置于插入部两侧的可弹性伸缩的弹性齿，插入部内开设有配置腔，且配置腔内设置有弹性元件；

其中，弹性元件包括固定设置于配置腔内的可调弹簧以及设置于可调弹簧两侧的一对定弹簧，定弹簧的一端连接可调弹簧，另一端连接弹性齿；

第一齿槽腔及第二齿槽腔的两侧面均设置有与弹性齿相匹配的齿槽，弹性齿具有小角度面以及大角度面，且大弹性齿单元插入时，小角度面为作用面，大弹性齿单元拔出时，大角度面为作用面。

进一步的，定位孔包括上下连通的倒锥台形孔和圆柱形孔，且圆柱形孔的内径与定位柱的外径相等。

进一步的，吊钩总成还包括固定安装于第二工装本体上端的吊钩安装板，且吊钩安装板固定安装有一对吊钩贯穿筒；

其中，吊钩贯穿筒的下端面位于吊钩安装板的下方，吊钩元件固定安装于吊钩贯穿筒的下端面，吊钩贯穿筒的上端面位于吊钩安装板的上方；

抓斗元件包括一对可转动地安装于第一工装本体下端的连杆，一对连杆的下端均可转动地安装有抓斗，第一工装本体的下方还设置有滑轮座，且滑轮座的侧端固定设置有枢转轴，一对抓斗远离连杆的一端均铰接安装于枢转轴；

抓斗总成还包括固定安装于第一工装本体上端的抓斗安装板，且抓斗安装板可向上滑动地安装有一对抓斗贯穿筒；

其中，抓斗贯穿筒的下端面位于抓斗安装板的下方，滑轮座固定安装于抓斗贯穿筒的下端面，抓斗贯穿筒的上端面位于抓斗安装板的上方；

基础本体开设有导向孔，且导向孔内可向上滑动地安装有配重筒，配重筒的下端与吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒的上端面连接。

进一步的，吊钩贯穿筒的上端面开设有第三齿槽腔，抓斗贯穿筒的上端面开设有第四齿槽腔；

安装基础还包括安装于配重筒下端面的小弹性齿单元，且小弹性齿单元可相对伸缩地配置于第三齿槽腔以及第四齿槽腔；

小弹性齿单元插入第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动；

小弹性齿单元拔出第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，一种状态下，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动，又一种状态下，小弹性齿单元不能相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动。

进一步的，卷绕单元包括可转动地安装于象鼻梁前端的线筒，且吊绳单元包括外侧吊绳以及内侧吊绳；

外侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接基础本体的吊绳连接部，内侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接配重筒的上端；

其中，第一状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳同步运动；第二状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳不同步运动。

进一步的，滑轮座的上端设置有滑轮，抓斗元件还包括附接绳二，附接绳二围绕滑轮，且附接绳二的两端分别固定连接抓斗贯穿筒的下端面。

进一步的，卷绕单元还包括辊轴，且线筒安装于辊轴的外周；

线筒包括中间线筒以及设置在中间线筒两端的侧线筒，中间线筒及侧线筒均套设在辊轴的外周，内侧吊绳固定连接于中间线筒，外侧吊绳固定连接于侧线筒；

其中，中间线筒与辊轴配置为定刚性联结，侧线筒与辊轴配置为动刚性联结。

进一步的，辊轴与侧线筒结合的部位的外周阵列设置有若干弹性球，侧线筒的中央开设有轴孔，且轴孔的内周面圆周阵列设置有若干与弹性球相匹配的球形通槽；

其中，弹性球配置有三个弹性状态：

抓斗元件保持闭合或打开状态时，弹性球处于第一弹性状态；

抓斗元件由打开切换为闭合状态时，弹性球处于第二弹性状态；

抓斗元件由闭合切换为打开状态时，弹性球处于第三弹性状态；

并且，第一弹性状态大于第二弹性状态，第二弹性状态大于第三弹性状态。

进一步的，吊具放置车还包括车体，麦克纳姆轮安装于车体的两侧；

车体的上端面安装有若干支撑柱，若干支撑柱的上端安装有一配置框体，位置检测单元安装于配置框体的上端面；

配置框体的内侧安装有至少一对伸缩夹持器，第一工装本体及第二工装本体的侧面设置有与伸缩夹持器相匹配的定位夹持部。

本发明的优点在于：

1.吊具放置车载着吊具转移至安装基础的下方，位置检测单元检测定位孔与定位柱是否对准，若对准则启动卷绕单元完成吊具的分离或结合，若未对准则通过麦克纳姆轮原地调整吊具放置车的位置，对准后再启动卷绕单元。配合通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换，并且互换过程无需人工介入，实现了门座式起重机的无人化和智能化。同时，无需其他诸如焊接等操作，效率高，不会导致钢丝绳的性能受到任何伤害，不影响门座式起重机作业的安全性。

2.大弹性齿单元通过弹性齿的结构设计，结合弹性元件，并与齿槽腔配合，通过安装基础的下落和上升，实现了安装基础与抓斗快换工装以及吊钩快换工装的快速结合与分离，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。同时，互换过程无需人工介入，无需其他诸如焊接等操作，效率高。

3.本发明的吊钩、抓斗快换式吊具机械，抓斗贯穿筒可相对抓斗安装板向上移动，配合内侧吊绳及配重筒，可实现抓斗元件状态的切换；吊钩贯穿筒固定配置于吊钩安装板，配合内侧吊绳及配重筒，可实现第二连接座与基础本体的三点分布式结合，提高吊钩总成与安装基础结合的牢固性以及吊钩总成运动的稳定性。由此，既能显著提升抓斗总成与吊钩总成互换的快速性，又能实现抓斗元件的工作，同时还提高吊钩总成与安装基础结合的牢固性以及吊钩总成运动的稳定性。

4.进一步通过小弹性齿单元以及抓斗贯穿筒、吊钩贯穿筒的配合设置，进一步提高安装基础与吊钩快换工装结合牢固性的前提下，并通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。

5.抓斗元件、抓斗快换工装、抓斗贯穿筒、基础本体、配重筒以及吊绳单元的配合，在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件的打开与闭合，无需为抓斗元件额外配置驱动滑轮座的动力装置。

6.实现了外侧吊绳以及内侧吊绳可选择性地同步运动或不同步运动，结合通过线筒与辊轴的配合设置，再加抓斗元件、抓斗快换工装、抓斗贯穿筒、基础本体、配重筒以及吊绳单元的耦合作用，可以在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件的打开与闭合，无需为抓斗元件额外配置驱动滑轮座的动力装置。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为门座式起重机整体结构图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为安装基础结构图；

图4为附接抓斗总成的吊具机械图；

图5为抓斗总成结构图；

图6为附接抓斗总成的吊具机械爆炸视图；

图7为抓斗总成爆炸视图；

图8为图7中B处局部放大图；

图9为附接吊钩总成的吊具机械图；

图10为附接吊钩总成的吊具机械爆炸视图；

图11为吊钩总成结构图；

图12为附接抓斗总成的吊具机械局部剖视图一；

图13为图12中C处局部放大图；

图14为图13中D处局部放大图；

图15为附接抓斗总成的吊具机械局部剖视图二；

图16为图15中E处局部放大图；

图17为卷绕单元整体结构图；

图18为卷绕单元剖视图；

图19为卷绕单元爆炸视图；

图20为吊具放置车结构图。

图中，吊具机械1000，卷绕单元100，吊绳单元110，外侧吊绳111，内侧吊绳112，线筒120，中间线筒121，侧线筒122，结合凹槽123，轴孔124，球形通槽125，滚珠126，滚轮环槽127，辊轴130，键槽131，销孔132，结合凸起133，滑动槽134，伸缩板135，压缩弹簧136，安装腔137，动力箱138，致动端139，弹性球140，安装基础200，基础本体210，吊绳连接部211，导向孔212，大弹性齿单元220，插入部221，弹性齿222，配置腔223，弹性元件224，可调弹簧225，定弹簧226，小角度面227，大角度面228，定位柱230，小弹性齿单元240，插入部二241，弹性齿二242，配置腔二243，弹性元件二244，可调弹簧二245，定弹簧二246，小角度面二247，大角度面二248，配重筒250，抓斗总成300，抓斗快换工装310，第一工装本体311，第一连接座312，第一齿槽腔313，齿槽314，定位座315，定位孔316，抓斗元件320，连杆321，抓斗322，滑轮座323，枢转轴324，滑轮325，附接绳二326，铰接座330，抓斗安装板340，滑动孔341，抓斗贯穿筒350，第四齿槽腔351，大筒352，小筒353，吊钩总成400，吊钩快换工装410，第二工装本体411，第二连接座412，第二齿槽腔413，吊钩元件420，吊钩座421，吊钩422，附接绳423，吊钩安装板430，吊钩贯穿筒440，第三齿槽腔441，齿槽三442，吊具放置车500，麦克纳姆轮510，位置检测单元520，车体530，支撑柱531，配置框体532，伸缩夹持器540，人字架2000，旋转平台3000，行走机构4000，臂架机构5000，象鼻梁6000，动力单元6100，主传动件6200，从传动件6300。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图20所示，本实施方式提供一种无人驾驶门座式起重机，包括人字架2000、安装于人字架2000上的旋转平台3000、安装于人字架2000下方的行走机构4000、可转动地安装于旋转平台3000的臂架机构5000、可枢转地安装于臂架机构5000的象鼻梁6000、以及安装于象鼻梁6000前端的吊具机械1000。可以理解的是，吊具机械1000、人字架2000、旋转平台3000、行走机构4000、臂架机构5000以及象鼻梁6000的结构及互相的联结、位置关系均采用现有技术即可。其中，吊具机械1000包括卷绕单元100，且卷绕单元100可转动地安装于象鼻梁6000的前端，卷绕单元100配置有吊绳单元110，且吊具安装于吊绳单元110的下端，以便动力设备驱动卷绕单元100收卷时，吊具将货物吊起，动力设备驱动卷绕单元100放卷时，吊具将货物放下。

换言之，象鼻梁6000的前端安装有动力单元6100，且动力单元6100的输出端安装有主传动件6200；象鼻梁6000的前端还可转动地安装有从传动件6300，且卷绕单元100固定配置于从传动件6300；其中，主传动件6200以及从传动件6300传动连接。可选的，主传动件6200可以为主动齿轮，则从传动件6300为从动齿轮，且二者啮合连接；主传动件6200还可以为主动轮，则从传动件6300为从动轮，且二者通过传动链或传动带连接。

可以理解的是，门座式起重机一般有吊钩、抓斗两种吊具，以便起升转运集装箱或散货。传统的门座式起重机，吊钩、抓斗互换时，需要将吊具（例如吊钩）降落至地面且保持钢丝绳处于松弛状态，气焊工使用气焊的方式将钢丝绳切割，再将钢丝绳绕至另一吊具（例如抓斗）的滑轮，最后再将钢丝绳焊接到一起，完成吊钩、抓斗两种吊具的互换。

然而，上述吊钩、抓斗的互换过程需要人工介入，且需要钢丝绳的切割与焊接，效率较低。而且，若吊具互换的过于频繁，会导致钢丝绳的性能受到较大的伤害，严重影响门座式起重机作业的安全性。

为了排除上述缺陷，本实施方式的吊钩、抓斗快换式吊具机械，还包括安装基础200以及可拆卸地安装于安装基础200下端的抓斗总成300和吊钩总成400，且抓斗总成300包括抓斗快换工装310以及安装于抓斗快换工装310下方的抓斗元件320，吊钩总成400包括吊钩快换工装410以及安装于吊钩快换工装410下方的吊钩元件420；安装基础200与吊绳单元110的下端头固定连接。

其中，抓斗快换工装310包括第一工装本体311以及安装于第一工装本体311上端面的第一连接座312，且第一连接座312的上端面开设有第一齿槽腔313；相应的，吊钩快换工装410包括第二工装本体411以及安装于第二工装本体411上端面的第二连接座412，且第二连接座412的上端面开设有第二齿槽腔413；安装基础200包括基础本体210以及固定安装于基础本体210下端面的大弹性齿单元220，且大弹性齿单元220可相对伸缩地配置于第一齿槽腔313及第二齿槽腔413内；大弹性齿单元220插入第一齿槽腔313及第二齿槽腔413内时，大弹性齿单元220可相对第一连接座312及第二连接座412移动，大弹性齿单元220拔出第一齿槽腔313及第二齿槽腔413内时，一种状态下，大弹性齿单元220可相对第一连接座312及第二连接座412移动，又一种状态下，大弹性齿单元220不能相对第一连接座312及第二连接座412移动。

由此，大弹性齿单元220插入时，即吊钩或抓斗安装时，安装基础200竖直下落，大弹性齿单元220能完全进入第一齿槽腔313及第二齿槽腔413内，完成大弹性齿单元220与第一连接座312及第二连接座412的结合。大弹性齿单元220拔出时，一种状态下，即吊钩或抓斗拆卸时，安装基础200竖直上升，大弹性齿单元220能完全脱离第一齿槽腔313及第二齿槽腔413，完成大弹性齿单元220与第一连接座312及第二连接座412的分离；又一种状态下，即吊钩或抓斗正常工作时，大弹性齿单元220不能相对第一连接座312及第二连接座412移动，始终保持二者的刚性结合，抓斗或吊钩随着安装基础200上下活动。

通过上述设置，吊绳单元110结合于安装基础200，抓斗以及吊钩结合于抓斗快换工装310以及吊钩快换工装410，并通过安装基础200的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。同时，互换过程无需人工介入，无需其他诸如焊接等操作，效率高，不会导致钢丝绳的性能受到任何伤害，不影响门座式起重机作业的安全性。

具体而言，基础本体210的上端面安装有吊绳连接部211，以便与吊绳单元110的下端头连接。第一连接座312以及第二连接座412均配置为一对，且位于第一工装本体311、第二工装本体411上端面的两侧位置，以提高安装基础200分别与抓斗总成300及吊钩总成400结合时的牢固性和平衡性；相应的，大弹性齿单元220也配置为一对，且位于基础本体210下端面的两侧位置。

本实施方式中，为了便于安装基础200与抓斗快换工装310以及吊钩快换工装410的快速定位与结合，抓斗快换工装310及吊钩快换工装410均还包括安装于第一工装本体311及第二工装本体411上端面的定位座315，且定位座315的上端开设有定位孔316，基础本体210下端面还设置有与定位孔316相匹配的定位柱230。其中，定位孔316包括上下连通的倒锥台形孔和圆柱形孔，且圆柱形孔的内径与定位柱230的外径相等。从而，通过倒锥台形孔的设置，有利于安装基础200与第一工装本体311及第二工装本体411的快速找准与对齐。

值得说明的是，本实施方式的门座式起重机还包括吊具放置车500，抓斗总成300及吊钩总成400可分离地放置于吊具放置车500，以便于存放抓斗及吊钩，且在抓斗、吊钩互换时位于安装基础200的下方，用来接纳被换下的吊具以及供应被换上的吊具。其中，吊具放置车500的下方设置有麦克纳姆轮510，以便原地调节吊具放置车500及其容置的吊具的位置，使得定位孔316与定位柱230对准；吊具放置车500的上方设置有位置检测单元520，以便检测定位孔316与定位柱230是否对准。

从而，吊具放置车500载着吊具转移至安装基础200的下方，位置检测单元520检测定位孔316与定位柱230是否对准，若对准则启动卷绕单元100完成吊具的分离或结合，若未对准则通过麦克纳姆轮510原地调整吊具放置车500的位置，对准后再启动卷绕单元100。配合通过安装基础200的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换，并且互换过程无需人工介入，实现了门座式起重机的无人化和智能化。

具体而言，吊具放置车500包括车体530，麦克纳姆轮510安装于车体530的两侧；车体530的上端面安装有若干支撑柱531，若干支撑柱531的上端安装有一配置框体532，位置检测单元520安装于配置框体532的上端面；配置框体532的内侧安装有至少一对伸缩夹持器540，相应的，第一工装本体311及第二工装本体411的侧面设置有与伸缩夹持器540相匹配的定位夹持部317，从而，通过伸缩夹持器540与定位夹持部317的配合，实现抓斗总成300及吊钩总成400可分离地放置于吊具放置车500。

本实施方式的吊具机械，大弹性齿单元220包括插入部221以及设置于插入部221两侧的可弹性伸缩的弹性齿222，插入部221内开设有配置腔223，且配置腔223内设置有弹性元件224。其中，弹性元件224包括固定设置于配置腔223内的可调弹簧225以及设置于可调弹簧225两侧的一对定弹簧226，定弹簧226的一端连接可调弹簧225，另一端连接弹性齿222；并且，第一齿槽腔313及第二齿槽腔413的两侧面均设置有与弹性齿222相匹配的齿槽314，弹性齿222具有小角度面227以及大角度面228，且大弹性齿单元220插入时，小角度面227为作用面，大弹性齿单元220拔出时，大角度面228为作用面。

由此，吊钩或抓斗安装时，安装基础200竖直下落，弹性元件224处于较大弹性状态，且小角度面227作为作用面，大弹性齿单元220能完全进入第一齿槽腔313及第二齿槽腔413内，完成大弹性齿单元220与第一连接座312及第二连接座412的结合。吊钩或抓斗拆卸时，安装基础200竖直上升，虽然大角度面228作为作用面，但弹性元件224处于较小弹性状态，大弹性齿单元220能完全脱离第一齿槽腔313及第二齿槽腔413，完成大弹性齿单元220与第一连接座312及第二连接座412的分离；吊钩或抓斗正常工作时，弹性元件224维持较大弹性状态，大弹性齿单元220不能相对第一连接座312及第二连接座412移动，始终保持二者的刚性结合，抓斗或吊钩随着安装基础200上下活动。

通过以上设置，大弹性齿单元220通过弹性齿222的结构设计，结合弹性元件224，并与第一齿槽腔313、第二齿槽腔413配合，通过安装基础200的下落和上升，实现了安装基础200与抓斗快换工装310以及吊钩快换工装410的快速结合与分离，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。同时，互换过程无需人工介入，无需其他诸如焊接等操作，效率高。优选的，抓斗快换工装310的结构与吊钩快换工装410相同，从而方便与同一个安装基础200适配，便于抓斗快换工装310以及吊钩快换工装410的统一加工。

本实施方式的吊钩总成400，还包括固定安装于第二工装本体411上端的吊钩安装板430，且吊钩安装板430固定安装有吊钩贯穿筒440，其中，吊钩贯穿筒440的下端面位于吊钩安装板430的下方，吊钩元件420固定安装于吊钩贯穿筒440的下端面，吊钩贯穿筒440的上端面位于吊钩安装板430的上方，且吊钩贯穿筒440的上端与基础本体210联结。从而，第二工装本体411中部的吊钩贯穿筒440以及两侧的第二连接座412均作为与基础本体210结合的连接点，结合点三点分布，提高连接稳定性。

其中，吊钩贯穿筒440的上端面开设有第三齿槽腔441；安装基础200还包括安装于基础本体210下端面的小弹性齿单元240，且小弹性齿单元240可相对伸缩地配置于第三齿槽腔441；小弹性齿单元240插入第三齿槽腔441内时，小弹性齿单元240可相对吊钩贯穿筒440移动，小弹性齿单元240拔出第三齿槽腔441内时，一种状态下，小弹性齿单元240可相对吊钩贯穿筒440移动，又一种状态下，小弹性齿单元240不能相对吊钩贯穿筒440移动。

由此，吊钩或抓斗安装时，安装基础200竖直下落，小弹性齿单元240能完全进入第三齿槽腔441及第四齿槽腔351内，完成小弹性齿单元240与吊钩贯穿筒440及抓斗贯穿筒350的结合。吊钩或抓斗拆卸时，安装基础200竖直上升，小弹性齿单元240能完全脱离第三齿槽腔441及第四齿槽腔351，完成小弹性齿单元240与吊钩贯穿筒440及抓斗贯穿筒350的分离；吊钩或抓斗正常工作时，小弹性齿单元240不能相对吊钩贯穿筒440及抓斗贯穿筒350移动，始终保持二者的刚性结合，抓斗或吊钩随着安装基础200上下活动。

通过上述设置，再进一步提高安装基础200与吊钩快换工装410结合牢固性的前提下，并通过安装基础200的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。

具体而言，吊钩贯穿筒440配置为一对，且位于吊钩安装板430的两端位置，以提高安装基础200与吊钩总成400结合时的牢固性和平衡性；相应的，小弹性齿单元240也配置为一对，且位于基础本体210下端面的两侧位置。吊钩元件420包括吊钩座421以及安装于吊钩座421下端的吊钩422，吊钩座421的上方设置有一对附接绳423，且一对附接绳423的上端分别与吊钩贯穿筒440的下端面连接，下端均与吊钩座421连接，以便实现吊钩元件420与吊钩快换工装410的联结安装。

本实施方式的吊具机械，小弹性齿单元240采用与大弹性齿单元220相同的构造。具体的，小弹性齿单元240包括插入部二241以及设置于插入部二241两侧的可弹性伸缩的弹性齿二242，插入部二241内开设有配置腔二243，且配置腔二243内设置有弹性元件二244。其中，弹性元件二244包括固定设置于配置腔二243内的可调弹簧二245以及设置于可调弹簧二245两侧的一对定弹簧二246，定弹簧二246的一端连接可调弹簧二245，另一端连接弹性齿二242；并且，第三齿槽腔441的两侧面均设置有与弹性齿二242相匹配的齿槽三442，弹性齿二242具有小角度面二247以及大角度面二248，且小弹性齿单元240插入时，小角度面二247为作用面，小弹性齿单元240拔出时，大角度面二248为作用面。

由此，小弹性齿单元240通过弹性齿222的结构设计，结合弹性元件224，并与第三齿槽腔441、第四齿槽腔351配合，通过安装基础200的下落和上升，实现了安装基础200与抓斗快换工装310以及吊钩快换工装410的快速结合与分离，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。

本实施方式中，抓斗元件320包括一对可转动地安装于第一工装本体311下端的连杆321，一对连杆321的下端均可转动地安装有抓斗322，第一工装本体311的下方还设置有滑轮座323，且滑轮座323的侧端固定设置有枢转轴324，一对抓斗322远离连杆321的一端均铰接安装于枢转轴324。从而，向上提升滑轮座323时，一对抓斗322闭合。较佳的，第一工装本体311的下端固定设置有铰接座330，一对连杆321通过铰接轴可转动地安装于铰接座330。

本实施方式的抓斗总成300，还包括固定安装于第一工装本体311上端的抓斗安装板340，且抓斗安装板340可向上滑动地安装有抓斗贯穿筒350，其中，抓斗贯穿筒350的下端面位于抓斗安装板340的下方，滑轮座323固定安装于抓斗贯穿筒350的下端面，抓斗贯穿筒350的上端面位于抓斗安装板340的上方，且抓斗贯穿筒350的上端与基础本体210联结。从而，抓斗贯穿筒350向上提升时，带动滑轮座323向上相对移动，使得抓斗元件320闭合；抓斗贯穿筒350不被相对向上提升时，一对抓斗322在其自身重力作用下张开，且带动抓斗贯穿筒350向上随动。

其中，抓斗贯穿筒350的上端面开设有第四齿槽腔351；基础本体210开设有导向孔212，且导向孔212内可向上滑动地安装有配重筒250，小弹性齿单元240固定安装于配重筒250的下端面，且小弹性齿单元240可相对伸缩地配置于第四齿槽腔351；小弹性齿单元240插入第四齿槽腔351内时，小弹性齿单元240可相对抓斗贯穿筒350移动，小弹性齿单元240拔出第四齿槽腔351内时，一种状态下，小弹性齿单元240可相对抓斗贯穿筒350移动，又一种状态下，小弹性齿单元240不能相对抓斗贯穿筒350移动。

并且，卷绕单元100包括可转动地安装于象鼻梁6000前端的线筒120，且吊绳单元110包括外侧吊绳111以及内侧吊绳112，外侧吊绳111的一端固定连接于线筒120，另一端固定连接基础本体210的吊绳连接部211，内侧吊绳112的一端固定连接于线筒120，另一端固定连接配重筒250的上端。其中，第一状态时，外侧吊绳111以及内侧吊绳112同步运动；第二状态时，外侧吊绳111以及内侧吊绳112不同步运动。

由此，在安装基础200结合抓斗总成300的工况下，第一状态时，即抓斗元件320处于非闭合与打开切换的状态时，外侧吊绳111以及内侧吊绳112同步运动，通过安装基础200带动抓斗快换工装310及滑轮座323同步升降；第二状态时，即抓斗元件320处于闭合与打开切换的状态时，外侧吊绳111以及内侧吊绳112不同步运动，抓斗快换工装310及滑轮座323不同步升降，实现抓斗元件320的闭合与打开。

换言之，抓斗总成300工作时，抓斗元件320位于地面时，外侧吊绳111运动速度低于内侧吊绳112，使得抓斗贯穿筒350相对抓斗快换工装310向上提升，带动滑轮座323向上相对移动，抓斗元件320闭合抓取散货；货物转移过程中，外侧吊绳111以及内侧吊绳112同步运动，保持抓斗元件320处于闭合状态；放货时，外侧吊绳111运动，内侧吊绳112相对不动，一对抓斗322在其自身重力作用下张开；抓斗元件320再次转移至货物点位时，外侧吊绳111以及内侧吊绳112同步运动，保持抓斗元件320处于打开状态。

通过以上设置，抓斗元件320、抓斗快换工装310、抓斗贯穿筒350、基础本体210、配重筒250以及吊绳单元110的配合，在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件320的打开与闭合，无需为抓斗元件320额外配置驱动滑轮座323的动力装置。可以理解，第四齿槽腔351的构造与第三齿槽腔441相同，以适配于同一个的小弹性齿单元240，即第四齿槽腔351的两侧面均设置有与弹性齿二242相匹配的齿槽四（未示出）。

值得说明的是，本实施方式的吊钩、抓斗快换式吊具机械，抓斗贯穿筒350可相对抓斗安装板340向上移动，配合内侧吊绳112及配重筒250，可实现抓斗元件320状态的切换；吊钩贯穿筒440固定配置于吊钩安装板430，配合内侧吊绳112及配重筒250，可实现第二连接座412与基础本体210的三点分布式结合，提高吊钩总成400与安装基础200结合的牢固性以及吊钩总成400运动的稳定性。由此，既能显著提升抓斗总成300与吊钩总成400互换的快速性，又能实现抓斗元件320的工作，同时还提高吊钩总成400与安装基础200结合的牢固性以及吊钩总成400运动的稳定性。

具体而言，抓斗贯穿筒350配置为一对，且位于抓斗安装板340的两端位置，以提高安装基础200与滑轮座323结合时的牢固性和平衡性；相应的，小弹性齿单元240也配置为一对，且位于基础本体210下端面的两侧位置。滑轮座323的上端设置有滑轮325，抓斗元件320还包括附接绳二326，附接绳二326围绕滑轮325，且附接绳二326的两端分别固定连接抓斗贯穿筒350的下端面。从而，内侧吊绳112依次通过配重筒250、小弹性齿单元240、抓斗贯穿筒350以及附接绳二326带动滑轮座323相对上升，使得抓斗元件320闭合。

卷绕单元100还包括固定安装于从传动件6300的辊轴130，且线筒120安装于辊轴130的外周，从而从传动件6300通过辊轴130带动线筒120转动，完成放卷或收卷。线筒120包括中间线筒121以及设置在中间线筒121两端的侧线筒122，中间线筒121及侧线筒122均套设在辊轴130的外周，内侧吊绳112固定连接于中间线筒121，外侧吊绳111固定连接于侧线筒122；其中，中间线筒121与辊轴130配置为定刚性联结，侧线筒122与辊轴130配置为动刚性联结。

换言之，中间线筒121与辊轴130一直保持刚性连接，辊轴130与中间线筒121始终保持同步转动。侧线筒122与辊轴130具有刚性连接和非刚性连接两种状态，其中，抓斗元件320打开和闭合两种状态切换过程中，侧线筒122与辊轴130处于非刚性连接状态，辊轴130与侧线筒122的转动不同步；抓斗元件320保持打开和闭合的状态时，侧线筒122与辊轴130处于刚性连接状态，辊轴130与侧线筒122的同步转动。

由此，在安装基础200结合抓斗总成300的工况下，第一状态时，中间线筒121与侧线筒122同步转动，使得外侧吊绳111以及内侧吊绳112同步运动，通过安装基础200带动抓斗快换工装310及滑轮座323同步升降；第二状态时，中间线筒121与侧线筒122的转动不同步，使得外侧吊绳111以及内侧吊绳112不同步运动，抓斗快换工装310及滑轮座323不同步升降，实现抓斗元件320的闭合与打开。

通过该设置，实现了外侧吊绳111以及内侧吊绳112可选择性地同步运动或不同步运动，可以在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件320的打开与闭合，无需为抓斗元件320额外配置驱动滑轮座323的动力装置。

具体而言，实现从传动件6300与辊轴130的传动连接，辊轴130两端设置有键槽131，以便从传动件6300与辊轴130通过键连接。防止线筒120的轴向窜动，辊轴130的两端还设置有销孔132，且销孔132内配置有锁销。为了实现中间线筒121与辊轴130始终保持刚性连接的状态，辊轴130的中间部位设置有结合凸起133，相应的，中间线筒121的安装孔内壁开设有与结合凸起133相匹配的结合凹槽123。

本实施方式的卷绕单元100，辊轴130与侧线筒122结合的部位的外周阵列设置有若干弹性球140，侧线筒122的中央开设有轴孔124，且轴孔124的内周面圆周阵列设置有若干与弹性球140相匹配的球形通槽125。其中，弹性球140配置有三个弹性状态，抓斗元件320保持闭合或打开状态时，弹性球140处于第一弹性状态；抓斗元件320由打开切换为闭合状态时，弹性球140处于第二弹性状态；抓斗元件320由闭合切换为打开状态时，弹性球140处于第三弹性状态。其中，第一弹性状态大于第二弹性状态，第二弹性状态大于第三弹性状态。

由此，抓斗元件320保持闭合或打开状态时，弹性球140处于近似于刚性的第一弹性状态，弹性球140与球形通槽125刚性啮合，侧线筒122与辊轴130同步转动，也即侧线筒122与中间线筒121同步转动。抓斗元件320由闭合切换为打开状态时，弹性球140处于弹性最小的第三弹性状态，弹性球140近似于完全缩回辊轴130内，且不驱动辊轴130，在抓斗322重力作用下，侧线筒122与中间线筒121不同步转动（侧线筒122单独转动）。抓斗元件320由打开切换为闭合状态时，弹性球140处于中间的第二弹性状态，弹性球140具有一定的弹性，不断地从一个球形通槽125进入相邻的下一个球形通槽125，侧线筒122相对辊轴130的转动速度出现了衰退，即侧线筒122与中间线筒121不同步转动，且中间线筒121的转动速度相对较快，使得滑轮座323相对上升。

通过上述设置，通过线筒120与辊轴130的配合设置，结合抓斗元件320、抓斗快换工装310、抓斗贯穿筒350、基础本体210、配重筒250以及吊绳单元110的耦合作用，在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件320的打开与闭合，无需为抓斗元件320额外配置驱动滑轮座323的动力装置。

具体而言，辊轴130的外周阵列设置有若干滑动槽134，且滑动槽134内均设置有可滑动的伸缩板135以及弹性球140，弹性球140位于滑动槽134的开口处，伸缩板135位于远离滑动槽134的开口处；滑动槽134内还设置有压缩弹簧136，且压缩弹簧136的一端连接弹性球140，另一端连接伸缩板135；辊轴130的中央还开设有安装腔137，且安装腔137内安装有动力箱138，动力箱138内安装有伸缩元件（未示出），且伸缩元件的致动端139连接伸缩板135。从而，通过伸缩元件驱动伸缩板135在滑动槽134内移动，来调整伸缩板135与弹性球140的初始距离，即调整压缩弹簧136的初始压缩程度，由此来实现弹性球140不同弹性状态的改变。

优选的，为了实现中间线筒121及侧线筒122的不同步转动，即中间线筒121与侧线筒122之间相对旋转，中间线筒121的两端面均设置有若干呈圆周阵列布置的滚珠126，侧线筒122靠近中间线筒121的端面开设有与滚珠126相匹配的滚轮环槽127。

本实施方式中，抓斗安装板340开设有滑动孔341，抓斗贯穿筒350包括大筒352以及固定设置于大筒352下端面的小筒353，且小筒353的外径与滑动孔341的内径相匹配，从而，抓斗贯穿筒350可相对于抓斗安装板340向上移动，同时大筒352具有限位功能，避免抓斗贯穿筒350脱离抓斗安装板340。可以理解，附接绳二326的两端分别固定连接小筒353的下端面，第四齿槽腔351开设在大筒352的上端面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种无人驾驶门座式起重机，包括：

卷绕单元，可转动地安装于象鼻梁的前端，且配置有吊绳单元，且吊具安装于吊绳单元的下端；

安装基础，安装于吊绳单元的下端；

抓斗总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括抓斗快换工装以及安装于抓斗快换工装下方的抓斗元件；

吊钩总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括吊钩快换工装以及安装于吊钩快换工装下方的吊钩元件；

吊具放置车，抓斗总成及吊钩总成可分离地放置于吊具放置车；

其特征在于，抓斗快换工装包括第一工装本体以及安装于第一工装本体上端面的一对第一连接座，且第一连接座的上端面开设有第一齿槽腔；

吊钩快换工装包括第二工装本体以及安装于第二工装本体上端面的一对第二连接座，且第二连接座的上端面开设有第二齿槽腔；

安装基础括基础本体以及固定安装于基础本体下端面的一对大弹性齿单元，且大弹性齿单元可相对伸缩地配置于第一齿槽腔及第二齿槽腔内；

其中，大弹性齿单元插入第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动；

大弹性齿单元拔出第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，一种状态下，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动，又一种状态下，大弹性齿单元不能相对第一连接座及第二连接座移动；

抓斗快换工装及吊钩快换工装均还包括安装于第一工装本体及第二工装本体上端面的定位座，且定位座的上端开设有定位孔；

基础本体下端面还设置有与定位孔相匹配的定位柱；

吊具放置车的下方设置有麦克纳姆轮，吊具放置车的上方设置有位置检测单元；

吊钩总成还包括固定安装于第二工装本体上端的吊钩安装板，且吊钩安装板固定安装有一对吊钩贯穿筒；

其中，吊钩贯穿筒的下端面位于吊钩安装板的下方，吊钩元件固定安装于吊钩贯穿筒的下端面，吊钩贯穿筒的上端面位于吊钩安装板的上方；

抓斗元件包括一对可转动地安装于第一工装本体下端的连杆，一对连杆的下端均可转动地安装有抓斗，第一工装本体的下方还设置有滑轮座，且滑轮座的侧端固定设置有枢转轴，一对抓斗远离连杆的一端均铰接安装于枢转轴；

抓斗总成还包括固定安装于第一工装本体上端的抓斗安装板，且抓斗安装板可向上滑动地安装有一对抓斗贯穿筒；

其中，抓斗贯穿筒的下端面位于抓斗安装板的下方，滑轮座安装于抓斗贯穿筒的下端面，抓斗贯穿筒的上端面位于抓斗安装板的上方；

基础本体开设有导向孔，且导向孔内可向上滑动地安装有配重筒，配重筒的下端与吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒的上端面连接；

吊钩贯穿筒的上端面开设有第三齿槽腔，抓斗贯穿筒的上端面开设有第四齿槽腔；

安装基础还包括安装于配重筒下端面的小弹性齿单元，且小弹性齿单元可相对伸缩地配置于第三齿槽腔以及第四齿槽腔；

小弹性齿单元插入第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动；

小弹性齿单元拔出第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，一种状态下，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动，又一种状态下，小弹性齿单元不能相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动；

卷绕单元包括可转动地安装于象鼻梁前端的线筒，且吊绳单元包括外侧吊绳以及内侧吊绳；

外侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接基础本体的吊绳连接部，内侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接配重筒的上端；

其中，第一状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳同步运动；第二状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳不同步运动；

滑轮座的上端设置有滑轮，抓斗元件还包括附接绳二，附接绳二围绕滑轮，且附接绳二的两端分别固定连接抓斗贯穿筒的下端面；

卷绕单元还包括辊轴，且线筒安装于辊轴的外周；

线筒包括中间线筒以及设置在中间线筒两端的侧线筒，中间线筒及侧线筒均套设在辊轴的外周，内侧吊绳固定连接于中间线筒，外侧吊绳固定连接于侧线筒；

其中，中间线筒与辊轴配置为定刚性联结，侧线筒与辊轴配置为动刚性联结；

辊轴与侧线筒结合的部位的外周阵列设置有若干弹性球，侧线筒的中央开设有轴孔，且轴孔的内周面圆周阵列设置有若干与弹性球相匹配的球形通槽；

其中，弹性球配置有三个弹性状态：

抓斗元件保持闭合或打开状态时，弹性球处于第一弹性状态，弹性球与球形通槽刚性啮合，侧线筒与辊轴同步转动，侧线筒与中间线筒同步转动；

抓斗元件由打开切换为闭合状态时，弹性球处于第二弹性状态，弹性球不断地从一个球形通槽进入相邻的下一个球形通槽，侧线筒相对辊轴的转动速度出现了衰退，侧线筒与中间线筒不同步转动，使得滑轮座相对上升；

抓斗元件由闭合切换为打开状态时，弹性球处于第三弹性状态，不驱动辊轴，在抓斗重力作用下，侧线筒单独转动。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶门座式起重机，其特征在于，大弹性齿单元包括插入部以及设置于插入部两侧的可弹性伸缩的弹性齿，插入部内开设有配置腔，且配置腔内设置有弹性元件；

其中，弹性元件包括固定设置于配置腔内的可调弹簧以及设置于可调弹簧两侧的一对定弹簧，定弹簧的一端连接可调弹簧，另一端连接弹性齿；

第一齿槽腔及第二齿槽腔的两侧面均设置有与弹性齿相匹配的齿槽，弹性齿具有小角度面以及大角度面，且大弹性齿单元插入时，小角度面为作用面，大弹性齿单元拔出时，大角度面为作用面。

3.根据权利要求1所述的无人驾驶门座式起重机，其特征在于，定位孔包括上下连通的倒锥台形孔和圆柱形孔，且圆柱形孔的内径与定位柱的外径相等。

4.根据权利要求1所述的无人驾驶门座式起重机，其特征在于，吊具放置车还包括车体，麦克纳姆轮安装于车体的两侧；

车体的上端面安装有若干支撑柱，若干支撑柱的上端安装有一配置框体，位置检测单元安装于配置框体的上端面；

配置框体的内侧安装有至少一对伸缩夹持器，第一工装本体及第二工装本体的侧面设置有与伸缩夹持器相匹配的定位夹持部。