CN209160002U

CN209160002U - 一种自抓取货物的货运装置

Info

Publication number: CN209160002U
Application number: CN201821704925.4U
Authority: CN
Inventors: 赵燕伟; 张健; 张宇飞; 任设东; 陈建
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2028-10-19

Abstract

一种自抓取货物的货运装置，包括:无人机、抓手滑台、提升手臂、夹取装置，无人机的下部连接一个纵轴线沿水平方向的抓手滑台，抓手滑台上装有两个相对设置的、可沿抓手滑台的纵轴线方向移动的提升手臂，提升手臂上装有夹取装置。

Description

一种自抓取货物的货运装置

技术领域

本实用新型属于货物搬运技术领域，具体涉及一种可进行空中搬运和地面搬运的双四连杆式自抓取货物搬运装置。

背景技术

目前大多数仓库的小型货物的搬运主要依靠人工来完成，不仅浪费人力而且效率极低，部分仓库的搬运已应用自带动力的小车来运送，但缺乏自抓取和自卸货装置，需要人工将货物搬至小车上以及从小车上卸下，其效率也相对较低；对于中短距离货物的搬运，一般在五公里以内，比如快递最后一站的配送，一般通过小型快递车配送，但对于不易到达的山区且配送量少的情况下，配送成本过大，虽目前部分地区已使用无人机进行配送快递，但用于配送的无人机缺乏自抓取和自卸货装置，需要人工辅助完成，不仅占用人力且拉低配送效率。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种自抓取搬运装置。在多旋翼无人机下挂载一个可自动抓取货物的装置，可对货物进行空中运输，另外该装置上安装轮子，可对货物进行地面运输。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自抓取货物的货运装置，其包括:无人机、抓手滑台、提升手臂、夹取装置和行进装置，其特征在于：所述无人机为普通多旋翼无人机，作为空中运输的载体。

所述抓手滑台包括滑台电机、端部保持架、滑动光杆、中部保持架、安装座、滑台钢丝绳、第一从动滚轮、保持杆、第二从动滚轮、从动滚轮轴座、第三从动滚轮、压绳块、主动绕线轮、滑台电机座。所述端部保持架和中部保持架各两个，其端部保持架在两端，中部保持架在中间，它们安线性关系排列；所述保持杆共两根，依次穿过两个端部保持架和两个中部保持架的上侧的左右两个通孔；所述滑动光杆共两根，依次穿过两个端部保持架和两个中部保持架的下侧的左右两个通孔；所述滑台电机通过滑台电机座安装于左侧的端部保持架左侧；所述主动绕线轮安装于滑台电机的轴端；所述第一从动滚轮、第二从动滚轮、第三从动滚轮分别通过三对从动滚轮轴座依次安装在左侧中部保持架的左侧、右侧中部保持架的右侧、右侧端部保持架的右侧；所述滑台钢丝绳首先绕至一定匝数于主动绕线轮上，依次穿过第一从动滚轮的上侧、第二从动滚轮的下侧，再穿过第三从动滚轮的下侧并绕置若干匝从其上侧绕回，再依次穿过第二从动滚轮的上侧、第一从动滚轮的下侧，再绕回至主动绕线轮，所述滑台钢丝绳为闭环，其接头处可利用前后两压绳块其中任意一个压紧连接；所述安装座共四个，其中两个安装于左侧的中部保持架左侧，其余两个安装于右侧的中部保持架右侧，所述的四个安装座用于连接无人机和抓手滑台。

所述提升手臂共相同的两个，其中单个提升手臂包括滑台架、直线轴承、上齿轮连杆、上连杆、中连杆、下连杆、下齿轮连杆、提升绕线轮、提升电机、提升钢丝绳、夹爪连接架。所述直线轴承共两个分别安装于滑台架上部的左右两通孔内；所述滑台架、上齿轮连杆、中连杆、上连杆四者依次铰接，构成平行四边形机构，所述中连杆、下齿轮连杆、夹爪连接架、下连杆四者依次铰接，构成平行四边形机构，所述上齿轮连杆和下齿轮连杆的齿轮部分彼此啮合，所述的上连杆、下连杆、中连杆以及爪手安装座均有两个，阵列分布，其中另一个作为虚约束；所述两个夹爪连接架用于连接夹取装置和提升装置；所述提升电机安装于滑台架上，所述提升绕线轮安装在滑台电机轴端，所述提升钢丝绳一端绕置在提升绕线轮上，其另一端系在夹取装置的上横杆的中部。所述提升手臂共两个通过各自的两直线轴承对称安装于抓手滑台的两滑动光杆上，所述的左侧和右侧的提升手臂通过左右两个压绳块分别将滑台钢丝绳压紧固连于自身。

所述夹取装置共相同的两套，其中单套夹取装置包括上横杆、中横杆、夹爪架、钩子、下横杆、蜗轮、蜗杆、蜗杆电机、蜗杆电机座，所述夹爪架共四个依次按线性关系排列；所述上横杆依次穿过四个夹爪架的上部通孔；所述中部横杆依次穿过四个夹爪架的中部通孔；所述蜗杆安装于蜗杆电机轴端，所述蜗杆电机安装蜗杆电机座上，所述蜗杆电机座安装于中横杆中部，所述蜗轮安装于下横杆中部，所述的蜗轮和蜗杆彼此啮合；所述下横杆依次四个夹爪架的下部通孔，下横杆与夹爪架固连，所述钩子共四个依次固连于下横杆上。所述的夹取装置共两套，对称安装于两个提升手臂的夹爪连接架上。

所述行进装置共相同的两套，其中单套行进装置包括安装管夹、行进支架、全向轮、行进电机座、行进电机座，所述安装管夹共四个，两两安装于行进机架上侧的两杆上端；所述行进电机座共两个分别对称安装于行进机架下侧横杆的两端；所述行进电机共两个，分别安装于两个行进电机座上；所述全向轮共两个分别安装于两个行进电机轴端。所述的行进装置共两套，分别通过各自的四个安装管夹对称安装于抓手滑台的前侧的端部保持架和后侧的端部保持架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一种自抓取搬运装置，具有可靠的自抓取和自卸货功能，可实现空中运输和地面运输，其搬运效率高，相对搬运体积大，功能多样，操作难度低，造价低廉，维护简单，能够很好的完成小型货物的中短距离的运送。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的抓手滑台结构示意图；

图3为本实用新型的提升手臂和夹取装置的装配示意图；

图4为本实用新型的夹取装置结构示意图；

图5为本实用新型的行进装置的结构示意图；

图中标号说明：1.无人机；2.抓手滑台；201.滑台电机；202.端部保持架；203.滑动光杆；204.中部保持架；205.安装座；206.滑台钢丝绳；207.第三从动滚轮；208.保持杆；209.第二从动滚轮；210.从动滚轮轴座；211.第一从动滚轮；212.压绳块；213.主动绕线轮；214.滑台电机座；3.提升手臂；301.滑台架；302.直线轴承；303.上齿轮连杆；304.上连杆；305.中连杆；306.下连杆；307.下齿轮连杆；308.提升绕线轮；309.提升电机；310.提升钢丝绳；311.夹爪连接架；4.夹取装置；401.上横杆；402.中横杆；403.夹爪架；404.钩子；405.下横杆；406.蜗轮；407.蜗杆；408.蜗杆电机；409.蜗杆电机座；5.行进装置；501.安装管夹；502.行进支架；503.全向轮；504.行进电机座；505.行进电机座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

一种自抓取搬运装置，其特征在于：包括:无人机1、抓手滑台2、提升手臂3、夹取装置4和行进装置5，无人机1的下部连接一个纵轴线沿水平方向的抓手滑台2，抓手滑台2上装有两个相对设置的、可沿抓手滑台2的纵轴线方向移动的提升手臂3，提升手臂3上装有夹取装置4，抓手滑台2还装有用于地面移动的行进装置5。所述抓手滑台2包括滑台电机201、端部保持架202、滑动光杆203、中部保持架204、滑台安装座205、滑台钢丝绳206、第三从动滚轮207、保持杆208、第二从动滚轮209、从动滚轮轴座210、第一从动滚轮211、压绳块212、主动绕线轮213、滑台电机座214。两个端部保持架202和两个中部保持架204穿设在沿所述的纵轴线方向设置的保持杆208和滑动光杆203上，构成抓手滑台2的框架；所述两根保持杆208沿所述的纵轴线方向设置，依次穿过两个端部保持架205和两个中部保持架204的上侧的左右两个通孔；所述滑动光杆203共两根，依次穿过两个端部保持架202和两个中部保持架204的下侧的左右两个通孔；所述滑台电机201通过滑台电机座214安装于左侧的端部保持架201左侧；所述主动绕线轮213安装于滑台电机201的轴端；所述第一从动滚轮211、第二从动滚轮209、第三从动滚轮207分别通过三对从动滚轮轴座210依次安装在左侧的中部保持架204的左侧、右侧的中部保持架204的右侧、右侧的端部保持架202的右侧；所述滑台钢丝绳206首先绕至一定匝数于主动绕线轮213上，依次穿过第一从动滚轮211的上侧、第二从动滚轮209的下侧，再穿过第三从动滚轮207的下侧并绕置若干匝从其上侧绕回，再依次穿过第二从动滚轮209的上侧、第一从动滚轮211的下侧，再绕回至主动绕线轮213。

抓手滑台2通过滑台安装座205连接无人机1。所述滑台安装座205共四个，其中两个安装于左侧的中部保持架204左侧，其余两个安装于右侧的中部保持架204右侧，所述的四个滑台安装座205用于连接无人机1和抓手滑台2。

提升手臂3通过直线轴承302安装于抓手滑台2的滑动光杆203上，提升手臂3通过压绳块212将滑台钢丝绳206压紧固连于自身。

提升手臂3包括滑台架301、直线轴承302、上齿轮连杆303、上连杆304、中连杆305、下连杆306、下齿轮连杆307、提升绕线轮308、提升电机309、提升钢丝绳310、夹爪连接架311。滑台架301上部的左右两通孔内各装有一个直线轴承302；所述滑台架301、上齿轮连杆303、中连杆305、上连杆304四者依次铰接，构成第一平行四边形机构，所述中连杆305、下齿轮连杆307、夹爪连接架311、下连杆306四者依次铰接，构成第二平行四边形机构，所述上齿轮连杆303和下齿轮连杆307的齿轮部分彼此啮合，所述的上连杆304、下连杆306、中连杆305以及夹爪连接架311均有两个阵列分布，其中另一个作为虚约束；所述两个夹爪连接架311的左侧另外设置上、下安装孔，分别连接夹取装置4的上横杆401和中横杆402，从而连接夹取装置4和提升装置3；所述提升电机309安装于滑台架301上，所述提升绕线轮308安装在提升电机309轴端并配合在滑台架301上对应铰孔中，所述提升钢丝绳310一端绕置在提升绕线轮308上，其另一端系在夹取装置4的上横杆401的中部。夹取装置4包括上横杆401、中横杆402、夹爪架403、钩子404、下横杆405、蜗轮406、蜗杆407、蜗杆电机408、蜗杆电机座409；所述上横杆401依次穿过四个夹爪架403的上部通孔；所述中横杆402依次穿过四个夹爪架403的中部通孔；所述蜗杆407安装于蜗杆电机408轴端，所述蜗杆电机408安装蜗杆电机座409上，所述蜗杆电机座409安装于中横杆402中部，所述蜗轮406安装于下横杆405中部，所述的蜗轮406和蜗杆407彼此啮合；所述下横杆405依次穿过四个夹爪架403的下部通孔，下横杆405铰接在夹爪架403上，下横杆405上装有钩子404。分别安装于两个提升手臂3的夹爪连接架311上的两个夹取装置4相对地设置。

两套行进装置5对称地安装在抓手滑台2上，行进装置5包括安装管夹501、行进支架502、全向轮503、行进电机座504、行进电机505，行进支架502上端通过安装管夹501连接在抓手滑台2的端部保持架202上；行进支架502下侧横杆的两端分别装有一个行进电机座504，行进电机座504上装有行进电机505；行进电机505轴端装有全向轮503。

本实用新型所使用的无人机1为普通多旋翼无人机，作为空中运输的载体。使用过程中，首先蜗杆电机408转动带动蜗杆407转动从而带动蜗轮406转动，蜗轮406再带动下横杆405向外侧转动180度，此时两个夹取装置4的钩子404均向外翻折，然后滑台电机201顺时针转动，通过滑台钢丝绳206带动两提升手臂3同步向两侧滑动，直到左侧的提升手臂3运动运动到左侧的端部保持架202、右侧的提升手臂3运动运动到右侧的端部保持架202为止，该状态为抓取搬运的预备状态。抓取货物时，在预备状态下整个装置通过行进装置5移动至货物位置，或者飞行至货物位置附近，再移动至货物位置，然后两提升电机309同步工作，释放提升钢丝绳310，夹取装置4由重力向下运动，直到接触地面，然后滑台电机201逆时针转动，通过滑台钢丝绳206带动两提升手臂3同步向滑动光杆203的中部滑动，直到两夹取装置4夹住货物，然后两提升电机309工作，收紧提升钢丝绳310，拉动两夹取装置4连着货物向上运动，直至脱离地面一定高度，然后两个夹取装置4的蜗杆电机408工作，使两夹取装置的钩子404同时向内侧翻转180度，托住货物，保证货物在运输过程中不会掉落。卸货时，首先两夹取装置4的钩子404同时向外侧翻转180度，两提升电机309同步反转，释放提升钢丝绳310，夹取装置4和货物由重力下落，直到接触地面，然后两提升手臂3相向分开，释放货物。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.一种自抓取货物的货运装置，其特征在于：包括:无人机(1)、抓手滑台(2)、提升手臂(3)、夹取装置(4)，无人机(1)的下部连接一个纵轴线沿水平方向的抓手滑台(2)，抓手滑台(2)上装有两个相对设置的、可沿抓手滑台(2)的纵轴线方向移动的提升手臂(3)，提升手臂(3)上装有夹取装置(4)；

抓手滑台(2)包括滑台电机(201)、端部保持架(202)、滑动光杆(203)、中部保持架(204)、滑台安装座(205)、滑台钢丝绳(206)、第三从动滚轮(207)、保持杆(208)、第二从动滚轮(209)、从动滚轮轴座(210)、第一从动滚轮(211)、压绳块(212)、主动绕线轮(213)、滑台电机座(214)；两个端部保持架(202)和两个中部保持架(204)均穿设在沿所述的纵轴线方向设置的保持杆(208)和滑动光杆(203)上，构成抓手滑台(2)的框架；两根保持杆(208)依次穿过两个端部保持架(202)和两个中部保持架(204)的上侧的左右两个通孔；两根滑动光杆(203)依次穿过两个端部保持架(202)和两个中部保持架(204)的下侧的左右两个通孔；滑台电机(201)通过滑台电机座(214)安装于左侧的端部保持架(202)左侧；主动绕线轮(213)安装于滑台电机(201)的轴端；第一从动滚轮(211)、第二从动滚轮(209)、第三从动滚轮(207)分别通过三对从动滚轮轴座(210)依次安装在左侧的中部保持架(204)的左侧、右侧的中部保持架(204)的右侧、右侧的端部保持架(202)的右侧；滑台钢丝绳(206)首先绕至一定匝数于主动绕线轮(213)上，依次穿过第一从动滚轮(211)的上侧、第二从动滚轮(209)的下侧，再穿过第三从动滚轮(207)的下侧并绕置若干匝从其上侧绕回，再依次穿过第二从动滚轮(209)的上侧、第一从动滚轮(211)的下侧，再绕回至主动绕线轮(213)；

抓手滑台(2)通过滑台安装座(205)连接无人机(1)；滑台安装座(205)共四个，其中两个安装于左侧的中部保持架(204)左侧，其余两个安装于右侧的中部保持架(204)右侧，的四个滑台安装座(205)用于连接无人机(1)和抓手滑台(2)；

提升手臂(3)通过直线轴承(302)安装于抓手滑台(2)的滑动光杆(203)上，提升手臂(3)通过压绳块(212)将滑台钢丝绳(206)压紧固连于自身；

提升手臂(3)包括滑台架(301)、直线轴承(302)、上齿轮连杆(303)、上连杆(304)、中连杆(305)、下连杆(306)、下齿轮连杆(307)、提升绕线轮(308)、提升电机(309)、提升钢丝绳(310)、夹爪连接架(311)；滑台架(301)上部的左右两通孔内各装有一个直线轴承(302)；滑台架(301)、上齿轮连杆(303)、中连杆(305)、上连杆(304)四者依次铰接，构成第一平行四边形机构，中连杆(305)、下齿轮连杆(307)、夹爪连接架(311)、下连杆(306)四者依次铰接，构成第二平行四边形机构，上齿轮连杆(303)和下齿轮连杆(307)的齿轮部分彼此啮合，上连杆(304)、下连杆(306)、中连杆(305)以及夹爪连接架(311)均有两个阵列分布，其中另一个作为虚约束；两个夹爪连接架(311)的左侧另外设置上、下安装孔，分别连接夹取装置(4)的上横杆(401)和中横杆(402)，从而连接夹取装置(4)和提升手臂(3)；提升电机(309)安装于滑台架(301)上，提升绕线轮(308)安装在提升电机(309)轴端并配合在滑台架(301)上对应铰孔中，提升钢丝绳(310)一端绕置在提升绕线轮(308)上，其另一端系在夹取装置(4)的上横杆(401)的中部；

夹取装置(4)包括上横杆(401)、中横杆(402)、夹爪架(403)、钩子(404)、下横杆(405)、蜗轮(406)、蜗杆(407)、蜗杆电机(408)、蜗杆电机座(409)；上横杆(401)依次穿过四个夹爪架(403)的上部通孔；中横杆(402)依次穿过四个夹爪架(403)的中部通孔；下横杆(405)依次穿过四个夹爪架(403)的下部通孔，下横杆(405)铰接在夹爪架(403)上；分别安装于两个提升手臂(3)的夹爪连接架(311)上的两个夹取装置(4)相对地设置。