CN207934538U - 一种分体式机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式机械手，包括矩形的框架体以及安装在框架体上的夹臂系统、行走系统和控制系统，所述行走系统包括一组或多组主动轮以及分别安装在框架体四角的从动轮，每组主动轮分别匹配有行走电机；所述框架体在行进方向上的中部为动力区，各行走电机以及主动轮均安装在该动力区；所述夹臂系统包括两对夹臂，且每根夹臂单独配置有夹臂电机，两对夹臂分别布置在框架体行进方向上相对两侧，同对夹臂以及相应的夹臂电机位于所述动力区的两侧；各行走电机、各夹臂电机分别接入并受控于所述控制系统。本实用新型提供的分体式机械手，尺寸小，灵活性好，通用性强。

Description

一种分体式机械手

技术领域

本实用新型涉及立体车库技术领域，具体涉及一种分体式机械手。

背景技术

现有技术中，在使用机械手存取车的立体车库中，通常采用一体式机械手，一体式机械手主要存在如下缺陷：

(1)前后轮夹臂间距调节范围有限，难以满足市面上某些超长轴距或超短轴距的特殊车型；

(2)采用电缆配合卷筒对机械手进行供电，导致机械手的行程范围受限于电缆长度；

(3)为了满足大部分车型的需要，结构整体长度较长，且难以按照实际需要调节长度；

(4)整体高度通常在100mm以上，存在较大刮蹭底盘的风险。

实用新型内容

本实用新型提供了一种分体式机械手，通过两台分体式机械手分别夹取车辆的前后轮进行车辆的搬运，提高通用性；对分体式机械手的各部件进行尺寸、连接关系以及布局优化，减小分体式机械手的整体尺寸；采用超级电容供电，扩大了分体式机械手的活动范围。

一种分体式机械手，包括矩形的框架体以及安装在框架体上的夹臂系统、行走系统和控制系统，所述行走系统包括一组或多组主动轮以及分别安装在框架体四角的从动轮，每组主动轮包括一个或多个主动轮，每组主动轮分别匹配有行走电机，所述框架体在行进方向上的中部为动力区，各行走电机以及主动轮均安装在该动力区；

所述夹臂系统包括两对夹臂，且每根夹臂单独配置有夹臂电机，两对夹臂分别布置在框架体行进方向上相对两侧，同对夹臂以及相应的夹臂电机位于所述动力区的两侧；

各行走电机、各夹臂电机分别接入并受控于所述控制系统。

现有技术中，夹臂系统通常采用一台电机进行驱动，电机功率需求较大，电机体积也较大，本实用新型中，针对每根夹臂单独匹配夹臂电机，夹臂电机的功率需求较小，体积也相应减小，夹臂电机的高度也减小，以保证分体式机械手的整体高度减小。所述框架体并非严格为矩形，为了容纳部件可以局部略作扩展或收缩。

本实用新型中，所述分体式机械手的动力部分位于框架体的中心区域，并在框架体的四角设置从动轮，提高运行的平稳性。

存取车过程中，两台分体式机械手调整间距以适应不同轴距的车辆，然后同时进入车辆下方，夹臂电机驱动相应的夹臂各自对应夹取车辆的前轮和后轮，行走电机驱动主动轮行进，完成车辆的搬运，省时、高效。

作为优选，所述框架体上还设有通过电路与行走电机、夹臂电机以及控制系统相连供电的超级电容，超级电容安装在动力区的两侧。采用超级电容对分体式机械手进行供电，消除了电缆长度的限制，分体式机械手的机动性更强。

作为优选，所述行走电机的主轴延伸方向与框架体行进方向垂直，两行走电机的主轴处在同一轴线上，各行走电机的主轴输出端朝向相应侧的一组主动轮。

作为优选，每组主动轮中的主动轮数量为两个，且通过传动机构与相应行走电机的主轴输出端相连。所述传动机构可以采用各种形式，例如齿轮传动。

作为优选，所述超级电容为两组，分别处在动力区的两侧，同组超级电容分两个区域安装，两个区域之间为沿框架体行进方向布置的线槽。

作为优选，框架体上设有间隔布置的托板，各区域的超级电容固定安装在相应的托板上。超级电容的数量以及功率根据实际需要进行设计。

作为优选，两组超级电容在电路上相互串联，框架体上还设有连接在超级电容输出端的稳压器，以及管理所述超级电容和稳压器的电源控制器，超级电容经由稳压器向夹臂电机、行走电机和控制系统供电。

稳压器用于稳定超级电容在放电过程中的电压波动，以满足夹臂电机以及行走电机供电。电源控制器还包括电量显示装置，显示超级电容剩余电量。

作为优选，各夹臂电机的安装位置处在所驱动夹臂所在侧的框架体边缘，各夹臂电机的主轴沿框架体行进方向布置且通过蜗轮蜗杆机构与相应的夹臂联动。

同属一对的两个夹臂对应的夹臂电机同轴线布置，均平行于框架体的长度方向。

作为优选，各夹臂通过竖直转轴安装在框架体上，同对夹臂具有贴靠在框架体同侧边的收折状态，以及垂直于该侧边且两夹臂并排布置的工作状态。

夹臂绕竖直转轴旋转，以实现在收折状态和工作状态的切换，工作状态下，两臂杆并排布置，收折状态下，两臂杆贴靠框架体长边的边缘。

夹臂收折状态下，所述分体式机械手的长度不超过2200mm，宽度不超过820mm，高度不超过90mm，分体式机械手实现车辆的自由穿梭。

作为优选，所述夹臂包括与所述竖直转轴相连接的摆动座以及通过水平转轴铰接在摆动座上的臂杆，所述臂杆在远离竖直转轴的一端设有辅助承重滚轮，同对夹臂的臂杆在工作状态下的相对侧为与车轮接触的工作缘，各臂杆在工作缘处设有与车轮接触配合的转动辊。

工作状态下，臂杆的一端由框架体承重，另一端由辅助承重滚轮承重，保证承载的平稳，通过转动辊与车轮相配合，减少臂杆与车轮之间的摩擦力。

作为优选，摆动座的外周设有轮齿，所述蜗轮蜗杆机构包括与夹臂电机的主轴同轴线对接的蜗杆，以及由所述摆动座兼做的蜗轮。

夹臂电机驱动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮也即摆动座旋转，摆动座带动臂杆旋转，使臂杆在工作状态与收折状态间切换。

为了减小臂杆的尺寸，同时，保证承重的效果，优选地，所述辅助承重滚轮有两个，且两者的转轴错位布置。

作为优选，所述臂杆上设有减重孔。所述减重孔用于减轻夹臂的自重，在开设减重孔的同时，需要保证臂杆自身的强度。

利用两台所述分体式机械手相互配合搬运一辆车，其中一台为主机械手，另一台为从机械手，搬运车辆方法包括如下步骤：

车辆进入车库入口时检测前后轮距，获得轮距数据；

从机械手上设有感测与主机械手间距的测距装置，从机械手以无线方式获取所述轮距数据，并依据测距装置的测量结果自动调整与主机械手的间距直至符合所述轮距数据；

主机械手和从机械手同步行进至车辆底部，通过各自的夹臂系统夹取相应的车辆以承载车辆；

主机械手和从机械手同步行进搬运车辆至指定位置。

本实用新型还提供了一种应用于立体车库的车辆搬运系统，包括搬运车辆的水平运输装置，以及相互配合承载车辆前轮和后轮的两台前面所述的分体式机械手，其中一台为主机械手，另一台为从机械手。

使用时，主机械手和从机械手分别承载车辆的前轮和后轮，共同完成车辆的运输。

作为优选，所述水平运输装置上设有水平运输装置控制器以及与该水平运输装置控制器相连的无线主站，各机械手的控制系统包括：

机械手控制器；

与所述机械手控制器相连且与所述无线主站相互通信的无线从站；

与所述机械手控制器相连且与各行走电机一一对应连接的行走电机驱动器；

与所述机械手控制器相连且与各夹臂电机一一对应连接的夹臂电机驱动器。

主机械手和从机械手分别设有各自对应的无线从站，无线主站和两个无线从站之间进行1对2的无线通讯。

机械手控制器控制相应的行走电机和夹臂电机动作，完成移动和车辆夹取，主机械手和从机械手之间的动作由水平运输装置控制器协调。

所述测距装置接入从机械手的机械手控制器并提供从机械手调整相对主机械手位置的参考信号。

存取车辆前，依据车辆的轮距，调整从机械手与主机械手之间的间距，直至测距装置反馈的距离信号满足车辆的轮距要求，主机械手和从机械手同步进入车辆底盘下方，进行车辆的搬运。

作为优选，所述水平运输装置上设有导轨，各机械手的框架体底部设有与所述导轨相配合的导向滚轮。

所述导向滚轮的转轴沿竖直方向布置，所述导轨具有容置导向滚轮的导向槽，机械手在运行过程中，通过导轨与导向滚轮的配合限定路径。

与现有技术相比，本实用新型提供的分体式机械手具有以下优点：

(1)采用两台分体式机械手共同协作搬运一辆汽车，两台分体式机械手间距可调，以适应不同轴距的车型；

(2)采用超级电容对分体式机械手进行供电，分体式机械手的运动行程不再受限于电缆长度，运行更灵活；

(3)分体式机械手的长度不超过2200mm，宽度不超过820mm，高度不超过90mm，不存在刮蹭底盘的风险，使用更安全。

附图说明

图1为本实用新型分体式机械手应用于立体车库中的示意图；

图2为本实用新型分体式机械手工作状态下的示意图；

图3为本实用新型分体式机械手收折状态下的示意图；

图4为本实用新型分体式机械手中夹臂系统工作状态的示意图；

图5为本实用新型分体式机械手中夹臂系统收折状态的示意图；

图6为本实用新型分体式机械手中夹臂的示意图；

图7为本实用新型分体式机械手中夹臂的侧视图；

图8为本实用新型分体式机械手的示意图，省略夹臂系统；

图9为图8中的A-A向剖视图；

图10为本实用新型分体式机械手与导轨配合的示意图；

图11a为本实用新型分体式机械手中电源控制器安装的示意图；

图11b为图11a中的B-B向剖视图；

图12为本实用新型分体式机械手中稳压器安装的示意图；

图13为本实用新型车辆搬运系统中通讯原理示意图。

图中：1、垂直运输装置；2、水平运输装置；3、分体式机械手；4、夹臂电机；5、夹臂；51、辅助承重滚轮；52、转动辊；53、臂杆；54、摆动座；55、竖直转轴；56、水平转轴；6、从动轮；7、超级电容；8、框架体；9、蜗杆；10、主动轮；11、行走电机；12、稳压器；13、托板；13a、侧壁；14、导轨；15、导向滚轮；16a、竖直部；16b、水平部；17、电源控制器；18、支撑架。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型分体式机械手及利用该分体式机械手搬运车辆的方法做详细描述。

实施例1

如图1所示，一种立体车库搬运系统包括：在竖直方向运输车辆的垂直运输装置1、在水平方向运输车辆的水平运输装置2、以及转移车辆的分体式机械手3。

分体式机械手3为两台，其中一台为主机械手，另一台为从机械手，主机械手与从机械手分别承载车辆的前轮和后轮，共同完成车辆的运输。

存车时，分体式机械手3将车辆由车库入口处转移至垂直运输装置1，垂直运输装置1将车辆运送至对应的层高后，由分体式机械手3将车辆转移至水平运输装置2，水平运输装置2将车辆运输至对应的车位入口，由分体式机械手3将车辆转移至对应的车位上，取车时，流程反向操作即可。

主机械手和从机械手的结构基本相同，如图2、图3所示，分体式机械手3包括矩形的框架体8、以及安装在框架体8上的夹臂系统、行走系统和控制系统。

如图2、图3所示，夹臂系统包括四根夹臂5，每根夹臂5单独配置有夹臂电机4。

四根夹臂5分为两对，每对夹臂5夹取一个车辆的一个车轮。两对夹臂5位于矩形长度方向的中部区域，各夹臂电机4的主轴沿矩形长度方向布置，且夹臂电机4贴近框架体8长边。

同对夹臂5布置在框架体8的同一长边侧，各夹臂5通过竖直转轴55安装在框架体8上。如图3所示，同对夹臂5具有贴靠在框架体8同一长边侧的收折状态，如图2所示，同对夹臂5还具有垂直于同一长边侧且两夹臂5并排布置的工作状态。

如图4、图5所示，夹臂5包括与竖直转轴55相连接的摆动座54以及通过水平转轴56铰接在摆动座54上的臂杆53，臂杆53上设有减重孔。夹臂电机4通过蜗轮蜗杆机构与相应的夹臂5联动，摆动座54的外周设有轮齿，蜗轮蜗杆机构包括与夹臂电机4的主轴同轴线对接的蜗杆9，以及由摆动座54兼做的蜗轮，蜗杆9与夹臂电机4的主轴通过联轴器连接。

夹臂电机4驱动蜗杆9旋转，摆动座54随蜗杆9的旋转绕竖直转轴55转动，摆动座54上铰接的臂杆53旋转至如图2所示的工作状态，或如图3所示的收折状态。

如图6所示，同对夹臂5的臂杆53在工作状态下的相对侧为与车轮接触的工作缘，各臂杆53在工作缘处设有与车轮接触配合的转动辊52。转动辊52为一个长辊或同轴布置的多个短辊。如图7所示，臂杆53的上表面为与车轮外周相应的弧形，转动辊52转动安装在弧形的最低处。

如图6所示，臂杆53在远离竖直转轴55的一端设有辅助承重滚轮51，辅助承重滚轮51为两个，为了布局紧凑，两个辅助承重滚轮51的转轴错位布置。

本实施例中，夹臂收折状态下，分体式机械手的长度不超过2200mm，宽度不超过820mm，高度不超过90mm，实现车辆的自由穿梭。

如图2、图3所示，行走系统包括：两组主动轮10以及分别安装在框架体8四角的从动轮6，每组主动轮10分别匹配有一个行走电机11。框架体8在行进方向上的中部为动力区，各行走电机11以及主动轮10均安装在动力区。

行走电机11的主轴布置方向与框架体8行进方向垂直，两个行走电机11的主轴处于同一轴线上，各行走电机11的主轴输出端朝向相应侧的一组主动轮10。

每组主动轮10的主动轮10数量为两个，且通过传动机构与相应行走电机11的主轴输出端相连。传动机构包括套设在行走电机11主轴上的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合并对应套设在各主动轮10轮轴上的从动齿轮，行走电机11带动主动齿轮转动，从动齿轮随主动齿轮转动。

如图2、图3、图8所示，框架体8上还设有通过电路与行走电机11、夹臂电机4以及控制系统相连供电的超级电容7。

如图8所示，超级电容7分为两组，分别处在动力区两侧，同组超级电容7分两个区域安装，两个区域之间为沿框架体8行进方向布置的线槽。

如图8、图9所示，框架体8上设有间隔布置的托板13，各区域的超级电容7固定安装在相应的托板13上。托板13两侧具有相对布置的侧壁13a，通过贯穿侧壁13a的螺栓，将托板13固定在框架体8上。各区域的超级电容7位于托板13和侧壁13a围成的区域内。

各超级电容7在电路上相互串联，框架体8上还设有连接在超级电容7输出端的稳压器12，以及管理超级电容7和稳压器12的电源控制器17，超级电容7经由稳压器12向行走系统供电。稳压器12和电源控制器17设置在图8中箭头C所指示的区域，箭头C所指示的区域在框架体8中心区域共有对称分布的四块，任意一个区域均可以设置稳压器12和/或电源控制器17。

电源控制器17的安装方式如图11a、图11b所示，在框架体8上安装托架，托架包括水平部16b和竖直部16a，竖直部16a通过螺栓固定在框架体8上，水平部16b上放置固定电源控制器17。

稳压器12的安装方式如图12所示，在框架体8上设置间隔布置的支撑架18，每个支撑架18包括底板以及立置在底板上且相对布置的两块侧板，两块侧板分别通过螺栓固定在框架体8上，稳压器12放置固定在底板上。

如图10所示，在分体式机械手3的框架体8底部设有导向滚轮15，导向滚轮15的转轴竖直布置，垂直运输装置1以及水平运输装置2上设有与导向滚轮15相配合的导轨14。

水平运输装置2、主机械手以及从机械手的通讯原理如图13所示，水平运输装置2上设有水平运输装置控制器以及与水平运输装置控制器相连的无线主站，水平运输装置2与立体车库的控制系统之间通讯。

各机械手的控制系统包括：机械手控制器、与机械手控制器相连且与无线主站相互通信的无线从站、与机械手控制器相连且与各行走电机11一一对应连接的行走电机驱动器、与机械手控制器相连且与各夹臂电机4一一对应连接的夹臂电机驱动器。

无线主站和无线从站之间采用工业无线以太网通讯，无线从站与机械手控制器之间采用以太网有线连接。

机械手控制器控制相应的行走电机和夹臂电机动作，完成移动和车辆夹取，主机械手和从机械手之间的动作由水平运输装置控制器协调。

从机械手与主机械手的不同之处仅在于，从机械手的机械手控制器还连接有测距装置，测距装置测量从机械手与主机械手的距离，以提供从机械手调整相对主机械手位置的参考信号。

实施例2

一种基于实施例1提供的分体式机械手的车辆搬运方法，包括如下步骤：

车辆进入车库入口时，利用车轮廓检测光幕抓取车轮廓数据，通过立体车库控制系统的换算得到轮距数据，轮距数据反馈给水平运输装置，由水平运输装置反馈给从机械手的机械手控制器；

从机械手获取轮距数据后，依据测距装置的测量结果自动调整与主机械手的间距直至符合轮距数据；

主机械手和从机械手同步行进至车辆底部，通过各自的夹臂系统夹取相应的车辆以承载车辆；

主机械手和从机械手同步行进搬运车辆至指定位置。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种分体式机械手，包括矩形的框架体以及安装在框架体上的夹臂系统、行走系统和控制系统，其特征在于，所述行走系统包括一组或多组主动轮以及分别安装在框架体四角的从动轮，每组主动轮包括一个或多个主动轮，每组主动轮分别匹配有行走电机，所述框架体在行进方向上的中部为动力区，各行走电机以及主动轮均安装在该动力区；所述框架体底部设有导向滚轮；

所述夹臂系统包括两对夹臂，且每根夹臂单独配置有夹臂电机，两对夹臂分别布置在框架体行进方向上相对两侧，同对夹臂以及相应的夹臂电机位于所述动力区的两侧；

各行走电机、各夹臂电机分别接入并受控于所述控制系统。

2.如权利要求1所述的分体式机械手，其特征在于，所述框架体上还设有通过电路与行走电机、夹臂电机以及控制系统相连供电的超级电容，超级电容安装在动力区的两侧。

3.如权利要求1所述的分体式机械手，其特征在于，所述行走电机的主轴延伸方向与框架体行进方向垂直，两行走电机的主轴处在同一轴线上，各行走电机的主轴输出端朝向相应侧的一组主动轮。

4.如权利要求1所述的分体式机械手，其特征在于，每组主动轮中的主动轮数量为两个，且通过传动机构与相应行走电机的主轴输出端相连。

5.如权利要求2所述的分体式机械手，其特征在于，所述超级电容为两组，分别处在动力区的两侧，同组超级电容分两个区域安装，两个区域之间为沿框架体行进方向布置的线槽。

6.如权利要求5所述的分体式机械手，其特征在于，框架体上设有间隔布置的托板，各区域的超级电容固定安装在相应的托板上。

7.如权利要求5所述的分体式机械手，其特征在于，两组超级电容在电路上相互串联，框架体上还设有连接在超级电容输出端的稳压器，以及管理所述超级电容和稳压器的电源控制器，超级电容经由稳压器向夹臂电机、行走电机和控制系统供电。

8.如权利要求1所述的分体式机械手，其特征在于，各夹臂电机的安装位置处在所驱动夹臂所在侧的框架体边缘，各夹臂电机的主轴沿框架体行进方向布置且通过蜗轮蜗杆机构与相应的夹臂联动。

9.如权利要求1所述的分体式机械手，其特征在于，各夹臂通过竖直转轴安装在框架体上，同对夹臂具有贴靠在框架体同侧边的收折状态，以及垂直于该侧边且两夹臂并排布置的工作状态。

10.如权利要求9所述的分体式机械手，其特征在于，所述夹臂包括与所述竖直转轴相连接的摆动座以及通过水平转轴铰接在摆动座上的臂杆，所述臂杆在远离竖直转轴的一端设有辅助承重滚轮，同对夹臂的臂杆在工作状态下的相对侧为与车轮接触的工作缘，各臂杆在工作缘处设有与车轮接触配合的转动辊。