CN204848060U - 货物搬运机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种货物搬运机械手，属于起吊机械技术领域。该货物搬运机械手包括：机架、爪手、拉绳、遥控组件、减速机、伺服电机以及与用于控制所述伺服电机的控制器，所述控制器与所述伺服电机连接，所述控制器、所述伺服电机均固定设置于所述机架，所述伺服电机与所述减速机连接，所述减速机通过拉绳与所述爪手连接，所述遥控组件包括遥控器、无线接收器，所述遥控器设置有与所述无线接收器匹配的无线发射器，所述无线接收器与所述控制器连接。本货物搬运机械手具有简单的结构、灵活的操作方式，可以实现货物的精准搬运，提高了货物的搬运效率。

Description

货物搬运机械手

技术领域

本实用新型涉及起吊机械技术领域，具体而言，涉及一种货物搬运机械手。

背景技术

货物搬运机械手一般用于机械加工、铸造、精密装配、物流等各个行业，主要起到搬运、放置重物的作用。目前，一般采用以下几种方式进行操作：1.采用传统人工搬运，但是人工搬运效率低下，一些设备无法搬运，需要的人工成本较高，搬运货物过程中可能对人体造成伤害。2.还有一些使用航吊、塔吊，但是搬运货物的位置控制精度不高，对使用场地的限制比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种货物搬运机械手，以提高货物的搬运精度，便于将货物准确地输送到指定的位置。

本实用新型是这样实现的：

一种货物搬运机械手包括：机架、爪手、拉绳、遥控组件、减速机、伺服电机以及与用于控制所述伺服电机的控制器，所述控制器与所述伺服电机连接，所述控制器、所述伺服电机均固定设置于所述机架，所述伺服电机与所述减速机连接，所述减速机通过拉绳与所述爪手连接，所述遥控组件包括遥控器、无线接收器，所述遥控器设置有与所述无线接收器匹配的无线发射器，所述无线接收器与所述控制器连接。

优选地，所述机架包括横杆和竖杆，所述横杆和所述竖杆首尾连接构成L形结构，所述控制器、所述伺服电机均固定于所述横杆邻近所述竖杆的一端。货物搬运机械手采用简单的L结构的机架作为主要框架，其具有占地面积小，工作面大的等特点，便于在各种是场合进行工作。

优选地，还包括：斜拉杆，所述斜拉杆的一端固定于所述横杆远离所述竖杆的一端，所述斜拉杆的另一端固定于所述竖杆远离所述横杆的一端。当货物搬运机械手需要起吊重物时，重物对机架的压力和拉伸力较大，而且在需要搬运货物的位置比较高时，货物起吊过程中受到空气的扰动可能出现一定的晃动。因此，货物搬运机械手还设置了一个斜拉杆，利用该斜拉杆将L形机架的双臂连接起来，形成一个三角形的结构，提高机架的稳定性，防止机架发生被重物拉扯而发生歪斜、大幅度晃动等情况，从而提高货物搬运机械手搬运货物的稳定性和安全性。

优选地，所述横杆设置有滑槽，所述拉绳与所述滑槽滑动连接。拉绳在滑槽内运动，拉绳的侧向滑移小，则拉绳与爪手之间保持相对的稳定，防止拉绳的晃动，确保爪手与货物之间的相对固定。

优选地，还包括：转向轮，所述转向轮转动设置于所述横杆远离所述竖杆的一端，所述拉绳与所述转向轮接触连接。转向轮将拉绳在竖直方向的运动变换为沿横杆水平运动，便于动力装置的安装，保持机架的稳定。

优选地，还包括：多个压线轮，所述压线轮沿所述滑槽设置，所述拉绳位于所述压线轮与所述滑槽之间。压线轮将拉绳的运动轨迹限定，使拉绳的运动更平稳，避免发生拉绳缠绕或者打结等情况。

优选地，还包括：卷筒，所述卷筒与所述减速机的转轴连接，所述拉绳绕设于所述卷筒。拉绳绕设于卷筒上，通过伺服电机驱动的减速机转动，带动卷筒转动从而将拉绳收回或者展开。

优选地，所述拉绳为钢丝绳，钢丝绳具有较高的强度、伸缩性差，可以承受较大程度的拉伸作用而不发生形变，能够长时间使用而不发生机械疲劳。

优选地，所述遥控器设置有液晶显示屏。通过遥控器的液晶显示屏可以获悉重物的起吊高度，及时地对货物搬运机械手进行控制，以便实现更灵活的操作。

优选地，所述控制器为可编程控制器，所述可编程控制器通过伺服驱动器与所述伺服电机连接。通过操作遥控器发出指令，可编程控制器接收遥控器的指令，再伺服驱动器控制伺服电机工作。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种货物搬运机械手，有别于现有的搬运操作，操作员靠视觉观察将货物运送至指定位置。货物搬运机械手通过控制器控制伺服电机工作，再通过减速机控制拉绳，以实现货物的精确搬运。此外，遥控器的使用使得货物搬运机械手能够实现非直接的接触操作，操作员可以在相对较远的距离操作货物搬运机械手进行货物的搬运，从而提高了货物搬运机械手的操作灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的货物搬运机械手中的机架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的货物搬运机械手中的第二种机架的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的货物搬运机械手中的第三种机架的结构示意图；

图4为图3中的机架与斜拉杆之间的连接状态示意图；

图5为本实用新型实施例提供的货物搬运机械手的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的货物搬运机械手中可编程控制器与伺服驱动器、伺服电机的连接原理框图。

附图标记说明

横杆101；竖杆102；滑槽103；金属管104；斜拉杆105；

拉绳106；转向轮107；爪手108；伺服系统109。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参阅图1至图6，本实施例提供了一种货物搬运机械手，该货物搬运机械手可以实现对货物的精确起吊，将货物搬运至指定的目的地，提高搬运货物的效率。爪手可以采用吊篮、机械爪或者电磁铁等，本实用新型不对其作具体限定。

货物搬运机械手包括：机架、爪手108、拉绳106、遥控组件、减速机、伺服电机以及与用于控制伺服电机的控制器。控制器、伺服电机均固定设置于机架，并且控制器与伺服电机连接，以控制伺服电机的工作。伺服电机与减速机连接，例如通过外置联轴器连接，减速机通过拉绳106与爪手108连接，伺服电机则提供动力输出。减速机将伺服电机的输出转速减慢后，通过将拉绳106收纳或者展开，从而控制爪手108的运动，而爪手108则负责将货物固定。减速机可以起到提高伺服电机的扭力，可针对大负载工作，同时降低伺服电机的输出速度，避免货物的升、降过快，便于精确控制。拉绳106可以采用钢丝绳、钢缆等，根据需要的起吊货物的重量、体积等因素进行选择拉绳的长度和粗细。

遥控组件包括遥控器、无线接收器，遥控器设置有与无线接收器匹配的无线发射器，无线接收器与控制器连接。遥控器可远程发出控制信息，然后被无线接收器所接收，无线接收器将控制信息传递给控制器，以便控制器输出控制指令，控制伺服电机的工作。无线发射器采用市售设备，本实施例不对其作详细描述。无线发射器可采用红外通信技术，但是其具有一定的局限性，容易受到物体的阻挡，因此，还可采用3G、WLAN、UWB、蓝牙等通信模式，

伺服电机可控制速度，位置精度非常准确，其可以将电压信号转化为转矩、转速以驱动控制对象。伺服电机转子的转速受到输入信号的控制，并且能够快速反应。在各种自动化控制系统中，广泛用作执行元件。此外，伺服电机具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。伺服电机使得爪手的运动位移可以被较精确的控制，以便实现货物的精确搬运。

机架为货物搬运机械手的主体结构框架，提供主要的着力点和各个设备的安装空间。机架可以根据具体使用场合，使用不同的结构。例如采用龙门架式结构，将机架直接跨设于工作场所，这种机架适用于货物搬运空间不大，货物重量、体积较大的场合。本实施例中，机架包括横杆101和竖杆102，横杆101和竖杆102首尾连接构成L形结构，参阅图1。控制器、伺服电机均固定于横杆101邻近竖杆102的一端。本实施例中，货物搬运机械手的机架形成一个单臂式结构，其结构相对简单、空间占用小，方便在各种场合下安装和使用。

由于货物搬运机械手的使用场合多样，其起吊的货物也比较多，因此，当需要搬运较重或者较大体积的货物时，L形的机架可能发生在重物的拉扯作用下摇晃或者偏移的问题。尤其，在高空搬运货物时，空气流动对拉绳106的扰动相对较大，这就对机架的稳定性提出了较高的要求。基于上述问题，货物搬运机械手还包括斜拉杆105，斜拉杆105的一端固定于横杆101远离竖杆102的一端，斜拉杆105的另一端固定于竖杆102远离横杆101的一端。斜拉杆105将横杆101和竖杆102连接起来，使得整个机架构成了稳定的三角结构(参阅图4)，机架的稳定性得以大大提高。吊装货物时，货物的重量被横杆101通过斜拉杆105部分转移至竖杆102，使整个机架的受力更加的均衡和分散，从而避免局部受力过大而被挤压损坏的情况。

优选地，货物搬运机械手还可以设置底座，底座转动连基于竖杆远离横杆的一端。使用货物搬运机械手时，底座固定于地面，通过拉绳106伸长或者缩短运动和底座的转动配合，使得货物搬运机械手的工作空间更大，可以在较大范围内进行起吊工作。

拉绳106的稳定性对货物搬运机械手稳定工作起到较大的作用。通过提高拉绳106的稳定性，货物搬运过程中的稳定性可得到显著的提高。横杆101上可以设置有滑槽103，参阅图2。拉绳106与滑槽103滑动连接，拉绳106的运动轨迹被限制于滑槽103内，从而可以避免拉绳106发生大幅度晃动。作为一种实现方式，滑槽103内通过焊接或者管卡固定金属管104，参阅图3。拉绳106穿过金属管104，金属管104为拉绳106提供了一个运动的空间，其运动路径被限制于金属管104的管腔内，从而进一步地减少了拉绳106的在横杆生产生晃动的情况。作为另一种实现方式，货物搬运机械手还包括多个压线轮，压线轮沿滑槽103设置，通过焊接或者螺栓固定，拉绳106位于压线轮与滑槽103之间。压线轮与滑槽103配合将拉绳106限制于两者之间，防止拉绳106的晃动，同时压线轮与拉绳106之间的接触面积小，可以减小与拉绳106之间的摩擦，避免拉绳106被摩擦而损坏或者强度减低，从而提高货物搬运机械手的使用安全性，防止发生拉绳106断裂、货物跌落问题的发生。

优选地，货物搬运机械手还包括：转向轮107，转向轮107转动设置于横杆101远离竖杆102的一端，拉绳106与转向轮107接触连接。转向轮107可以直接使用定滑轮，定滑轮固定于横杆101的末端，拉绳106绕设于定滑轮上。转向轮107起到改变拉绳106的运动方向的作用，将减速机对拉绳106的水平拉绳106作用，转换为竖直方向的运动，以便起吊货物。此外，转向轮107也在一定程度上起到将拉绳106进行限定的作用。

减速机的转轴可直接与拉绳106连接，减速机转动时，转轴将拉绳106收起或者展开，但是这种连接方式不牢固、稳定性差。因此，可以在减速的转轴上固定一个工字轮，将拉绳106的一端固定于工字轮。通过减速机带动工字轮转动，从而将拉绳106卷曲或者展开，实现货物的起吊、搬运。本实施例中，货物搬运机械手包括卷筒，卷筒与减速机的转轴连接，拉绳106绕设于卷筒。

为了方便于操作者在相对较远的距离操作进行货物的搬运，货物搬运机械手设置有遥控器，遥控器通过无线发射器将控制信息发出，无线接收器接收该控制信息，并将其传递给控制器，通过控制器来驱动伺服电机的工作，然后减速机将伺服电机的转动输出进行减速，减速机输出扭矩驱动卷筒转动，从而实现拉绳106的运动，以达到运送货物的目的。优选地，遥控器设置有液晶显示屏，显示屏可显示货物的运送高度，从而使得操作者能够及时根据需要调整和控制货物搬运的高度。

伺服系统109包括控制器、伺服电机以及伺服驱动器，伺服系统各部件协作为货物搬运机械手提供一个稳定、可控的动力，以便拉绳106起吊和卸载货物，控制器为伺服系统工作的关键部件，可以采用单片机，例如AT89C51单片机。遥控器将控制指令发送给单片机，单片机通过驱动电路控制伺服电机转动，同时通过传感器测定伺服电机的转速，并且将该转速反馈给单片机或者通过单片机将转速反馈给遥控器，以便进行速度的监控，控制货物的起吊。

本实施例中，控制器选用可编程控制器(下文简称PLC)，PLC通过伺服驱动器与伺服电机连接。其工作流程如下：

伺服电机与伺服驱动器通过通信电缆连接，可以直接购买市售的伺服驱动系统，也可为根据需要自行搭配，其次，利用通信电缆将伺服驱动器和PLC连接，确保伺服驱动器和PLC之间的正常通信。当伺服控制系统工作时，PLC接收遥控器发出的工作指令，PLC接收工作指令后通过适配器将指令信号传递给伺服驱动器。伺服驱动器根据指令驱动伺服电机，以实现伺服电机的正转、反转、加速、减速等运动，同时伺服驱动器还将伺服电机的运动信息实时地传递给适配器，适配器再将运动信息转化为电信号反馈给PLC，PLC接收反馈信息后进行处理，以便及时掌握货物的提升高度和速度等。优选地，PLC通过接口板与计算机连接，通过对计算机编程，实现控制信号的精确调整。计算机还可以设置人际交互界面，提高操作的人性化和便利性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种货物搬运机械手，其特征在于，包括：机架、爪手、拉绳、遥控组件、减速机、伺服电机以及与用于控制所述伺服电机的控制器，所述控制器与所述伺服电机连接，所述控制器、所述伺服电机均固定设置于所述机架，所述伺服电机与所述减速机连接，所述减速机通过拉绳与所述爪手连接，所述遥控组件包括遥控器、无线接收器，所述遥控器设置有与所述无线接收器匹配的无线发射器，所述无线接收器与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的货物搬运机械手，其特征在于，所述机架包括横杆和竖杆，所述横杆和所述竖杆首尾连接构成L形结构，所述控制器、所述伺服电机均固定于所述横杆邻近所述竖杆的一端。

3.根据权利要求2所述的货物搬运机械手，其特征在于，还包括：斜拉杆，所述斜拉杆的一端固定于所述横杆远离所述竖杆的一端，所述斜拉杆的另一端固定于所述竖杆远离所述横杆的一端。

4.根据权利要求2或3所述的货物搬运机械手，其特征在于，所述横杆设置有滑槽，所述拉绳与所述滑槽滑动连接。

5.根据权利要求4所述的货物搬运机械手，其特征在于，还包括：转向轮，所述转向轮转动设置于所述横杆远离所述竖杆的一端，所述拉绳与所述转向轮接触连接。

6.根据权利要求5所述的货物搬运机械手，其特征在于，还包括：多个压线轮，所述压线轮沿所述滑槽设置，所述拉绳位于所述压线轮与所述滑槽之间。

7.根据权利要求1所述的货物搬运机械手，其特征在于，还包括：卷筒，所述卷筒与所述减速机的转轴连接，所述拉绳绕设于所述卷筒。

8.根据权利要求1或7所述的货物搬运机械手，其特征在于，所述拉绳为钢丝绳。

9.根据权利要求1所述的货物搬运机械手，其特征在于，所述遥控器设置有液晶显示屏。

10.根据权利要求1或9所述的货物搬运机械手，其特征在于，所述控制器为可编程控制器，所述可编程控制器通过伺服驱动器与所述伺服电机连接。