CN212174329U - 一种吊载与搬运系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吊载与搬运系统，包括：升降框架，用于放置装载有栽培容器的栽培架；提升机构，用于将放置有栽培架的升降框架提升和放下；装载框架，将升降框架上装载有栽培容器的栽培架从一个区域运移到另一区域。采用提升机构将放置有栽培架的升降框架提升和放下以完成栽培架的自动装载和卸载，采用装载框架将装载有栽培容器的栽培架从一个区域运移到另一区域以完成栽培架的自动化运移，自动化程度高。为了满足栽培架高通量运移的需要，可以采用本发明所述的吊载与搬运系统同时进行栽培架的运移，具有高可扩展性。本发明将升降框架和提升机构集成在装载框架中，系统结构轻便简洁，相对于传送带的运输方式来说成本低。

Description

一种吊载与搬运系统

技术领域

本发明涉及一种装载系统，尤其涉及一种吊载与搬运系统。

背景技术

现代农业面临越来越多的挑战如环境污染严重，极端气候频发、耕地面积减少，劳动力短缺等，导致粮食安全问题日益凸显，必须通过高科技手段提高耕地利用效率，增加作物产量，降低农业工人劳动强度来解决或缓解这一问题。室内作物栽培管理技术是解决这一问题的有效手段之一，通过标准化单元加工，自动化组装和作物生产与管理的栽培架系统，降低了运输和安装成本，减少了种植、收获与管理的人行道空间，具有实用性强、易于推广、所占空间小、劳动力强度低等特征，深受众多农业企业和农户的喜爱。

通过栽培架系统进行作物生产与管理模式众多。传统的移动式栽培装置，在栽培装置底部设有多个滚动轮，通过人为推动装置，促使滚轮运动，同时还设置有定向轮，保证滚轮运动过程的稳定性。另一种方案是，栽培架系统还配有相应的地面移动轨道，底部设置滚轮以及用于驱动滚轮转动的驱动电机，滚轮嵌入地面轨道内，一组地面轨道由至少两条平行轨道构成，在每组地面轨道上一次设置多个栽培架，计算机控制系统控制驱动电机，实现栽培架系统在地面轨道的自动运行。还有一种方案是，栽培架独立式叠垛成行布置，均匀分成多个可容纳特定容器的单元空间，设置起重机构来对特定容器进行提取，设置机器人装载处理器对多个叠垛的容器进行移除，还可以在叠垛的最上部表面设有导轨系统围绕叠垛被可控制的移动，每个机器人装载处理器对应一个单元空间，提取或移除至指定站位点。这些可移动式的栽培架作物生产与装配方式，在一定程度上节约了土地可利用空间。但是基于人为推动栽培系统运动，劳动力资源在一定程度上并没有较大解放；基于地面移动轨道的栽培架系统，设备复杂，需依赖地面轨道才能实现栽培系统的自动化运行。机器人装载处理器对栽培架中的特定容器进行存取，价格高昂，不易于大规模推广操作。因此，急需研发一种能够极大节约作业空间，设备结构相对简单，成本低廉的高通量、自动化的作物栽培与生产管理系统。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种能够对装载有栽培容器的栽培架进行高通量、自动化运移的吊载与搬运系统。

本发明的具体技术方案如下：

一种吊载与搬运系统，包括：升降框架，用于放置装载有栽培容器的栽培架；

提升机构，用于将放置有栽培架的升降框架提升和放下；装载框架，将升降框架上装载有栽培容器的栽培架从一个区域运移到另一区域。

优选的，所述装载框架的底部设有四个支撑腿，各个支撑腿的底部均设有麦轮以及用于驱动麦轮转动的驱动装置。

优选的，所述装载框架为长方体框架，包括横向框架和纵向框架，所述横向框架上设有提升机构以及驱动该提升机构将放置有栽培架的升降框架提升和放下的驱动机构。

优选的，所述横向框架包括前横向框架和后横向框架，所述提升机构包括设在前横向框架和后横向框架上的主轴、套接在各个主轴上的至少两个钢带轮、与钢带轮相配合的钢带，所述主轴沿前横向框架或后横向框架的长度方向延伸，驱动机构用于驱动主轴旋转；所述钢带的一端卷收在钢带轮上，钢带的另一端与升降框架连接。

优选的，所述纵向框架包括左纵向框架和右纵向框架，其中一纵向框架设有沿其长度方向延伸的开口，开口内设有支撑板，所述支撑板转动连接在该纵向框架上，支撑板的两端分别与其中的两个支撑腿连接。

优选的，所述升降框架的四角处均设有卡槽，每一卡槽与装载框架上的一个支撑腿相卡合，所述卡合处设有导轮。

优选的，所述升降框架包括长方体框架，长方体框架包括横向架体和纵向架体，两根相互平行的支撑梁安装在横向架体上并且与横向架体构成水平移动副，横向架体上安装有用于驱动两根支撑梁同步相向运动或者背向运动的驱动机构；所述支撑梁上设有与栽培架相卡合的卡合部。

优选的，所述横向架体上设有水平伸缩模组，所述驱动机构与水平伸缩模组相连，驱动机构驱动水平伸缩模组在所述缩回位置和所述伸出位置之间移动从而带动两根支撑梁同步相向运动或者背向运动。

优选的，所述横向架体包括前横向架体和后横向架体，前横向架体和后横向架体的两端均设有沿其长度方向延伸的条形孔，两根支撑梁的两端均与滑块连接，所述滑块卡接在所述条形孔中并可沿所述条形孔移动；所述前横向架体和后横向架体上均设有水平伸缩模组和驱动机构，水平伸缩模组包括齿轮，齿轮与电机传动连接，齿轮的两侧设有与其啮合并且反向运动的第一齿条和第二齿条，第一齿条的一端通过拉杆与其对应的横向架体一端部条形孔中的滑块连接，第二齿条的相反端通过拉杆与其对应的横向架体另一端部条形孔中的滑块连接。

本发明采用以上技术方案具有如下优点：1.采用提升机构将放置有栽培架的升降框架提升和放下以完成栽培架的自动装载和卸载，采用装载框架将装载有栽培容器的栽培架从一个区域运移到另一区域以完成栽培架的自动化运移，自动化程度高。2.为了满足栽培架高通量运移的需要，可以采用本发明所述的吊载与搬运系统同时进行栽培架的运移，具有高可扩展性。3.本发明将升降框架和提升机构集成在装载框架中，系统结构轻便简洁，相对于传送带的运输方式来说成本低。4.本发明可以对于阵列式排布的任意一个栽培架进行单独搬运，不受栽培架的排布顺序的影响。

附图说明

图1为本发明吊载与搬运系统的结构示意图；

图2为本发明装载框架略去支撑腿后的结构示意图；

图3为本发明升降框架的结构示意图；

图4为本发明横向架体与水平伸缩模组的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。本发明未提及部分均为现有技术。

本发明所述的反向运动是指第一齿条和第二齿条的运动方向相反。

参见图1，本发明提供了一种吊载与搬运系统，包括：升降框架6，用于放置装载有栽培容器的栽培架1；提升机构，用于将放置有栽培架1的升降框架6提升和放下；装载框架2，将升降框架6上装载有栽培容器的栽培架1从一个区域运移到另一区域；装载框架2和升降框架6均大于栽培架1，升降框架6提升后，装载框架可以穿过一整排栽培架进行移动。

进一步的，参见图1，装载框架2的底部设有四个支撑腿8，各个支撑腿8的底部均设有麦轮5以及用于驱动麦轮5转动的驱动装置4；驱动装置4可以是电机，各个支撑腿8上的电机驱动其底部的麦轮5转动，四个支撑腿上的麦轮在各自电机的驱动下可实现装载框架的全向移动，将升降框架6上装载有栽培容器的栽培架1从一个区域运移到另一区域，如从栽培区域运移到成像区域，移动速度快且可靠性高。本发明中支撑腿8的高度可根据需要运移的栽培架所在位置的高度来定，如栽培架1共有两层，则支撑腿8的高度应该略高于第二层上栽培架的高度，便于装载框架在栽培架外移动；为了增加支撑腿8的强度和刚度，可在支撑腿8上设置加强筋3。

进一步的，参见图2，装载框架2为长方体框架，长方体框架包括横向框架和纵向框架，横向框架包括前横向框架2-8和后横向框架2-1；提升机构包括设在前横向框架2-8和后横向框架2-1上的主轴2-7、主轴2-7沿其所在横向框架的长度方向延伸，每一主轴2-7的旋转均由一个电机2-6驱动、在每个主轴2-7的两端分别套接一个钢带轮2-4、每个钢带轮2-4上设有与其相配合的钢带2-5，所述钢带2-5的一端卷收在钢带轮2-4上，钢带2-5的另一端与升降框架6连接。在使用时，前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴旋转，两根主轴上的钢带轮上的钢带可以同时进行收卷或者放卷，从而提升或者放下升降框架，大大增强了升降框架运动的稳定性。另外，该钢带轮设计合理、结构简单、使用寿命长、制造成本低。

进一步的，参见图2，纵向框架包括左纵向框架2-9和右纵向框架2-11，其中一纵向框架设有沿其长度方向延伸的开口，开口内设有支撑板2-2，支撑板2-2与该纵向框架通过转轴2-10串接而成，支撑板2-2与该纵向框架上均设有用于放置轴承2-10的轴承座2-3，支撑板2-2的两端分别与其中的两个支撑腿连接。遇到坑洼的地面时，与支撑腿连接的支撑板可以绕转轴转动以作调整，使得装载框架行走时不会太颠簸，在坑洼地面也能行走，提高其稳固性实用性。

进一步的，参见图3，升降框架6的四角处均设有卡槽6-1，每一卡槽6-1与装载框架2上的一个支撑腿8相卡合，所述卡合处设有导轮6-12，导轮6-12设在与升降框架6连接的导轮架6-9上；提升机构将放置有栽培架1的升降框架6提升和放下时，升降框架6在提升机构的带动下通过导轮沿着装载框架上的支撑腿8上下滑动；使得升降框架6在提升和放下时更加稳固和省力，可以降低驱动电机的功率。

进一步的，参见图3，升降框架6包括长方体框架，长方体框架包括横向架体和纵向架体，横向架体包括前横向架体6-6和后横向架体6-10，两根相互平行的支撑梁6-3安装在前横向架体6-6和后横向架体6-10上并且与前横向架体6-6和后横向架体6-10构成水平移动副，前横向架体6-6和后横向架体6-10上安装有用于驱动两根支撑梁6-3同步相向运动或者背向运动的驱动机构；支撑梁6-3上设有与栽培架1相卡合的卡合部6-4，卡合部6-4优选为V形卡槽，每根支撑梁的两端均设有一个V形卡槽，栽培架1上设有与该V形卡槽相卡合的卡块（图中未画出）。优选的，两根支撑梁与纵向架体平行，工作时便于进行定位。

进一步的，参见图3和图4，前横向架体6-6和后横向架体6-10上均设有水平伸缩模组6-8，所述驱动机构6-7与水平伸缩模组6-8相连，驱动机构6-7优选为电机，电机驱动水平伸缩模组6-8在所述缩回位置和所述伸出位置之间移动从而带动两根支撑梁同步相向运动或者背向运动。

进一步的，参见图4，前横向架体6-6和后横向架体6-10的两端均设有沿其长度方向延伸的条形孔6-11，两根支撑梁6-3的两端均与滑块6-5连接，所述滑块6-5卡接在所述条形孔6-11中并可沿所述条形孔6-11移动。条形孔6-11的长度可以根据两根支撑梁预定的滑动距离进行设定。前横向架体6-6上设齿轮6-15，齿轮6-15与电机传动连接，齿轮6-15的两侧设有与其啮合并且反向运动的第一齿条6-14和第二齿条6-16，第一齿条6-14的一端通过左拉杆6-17与前横向架体6-6左端部条形孔中的左滑块6-18连接，第二齿条6-16的相反端通过右拉杆6-13与前横向架体6-6右端部条形孔中的右滑块6-19连接。工作时，电机驱动齿轮转动，从而带动与其啮合的第一齿条6-14和第二齿条6-16反向运动，与第一齿条6-14和第二齿条6-16连接的左拉杆6-17、右滑块6-19缩回和伸出。同样的后横向架体采用的结构以及工作原理与前横向架体一样，前横向架体和后横向架体上的电机同时驱动齿轮转动，从而带动前横向架体和后横向架体上与第一齿条和第二齿条连接的左拉杆6-17、右滑块6-19缩回和伸出，实现两根支撑梁同步相向运动或者背向运动。

本发明的使用过程如下（以装载有栽培容器的栽培架从栽培区运移到成像区为例）：

控制装载框架2前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴2-7旋转，带动两根主轴2-7上的钢带轮2-4上的钢带2-5同时进行收卷，升降框架6通过导轮6-12沿着装载框架2上的支撑腿8向上滑动，从而提升升降框架6，将升降框架6提升至装载框架2的顶部。

升降框架6的前横向架体6-6和后横向架体6-10上的电机同时驱动齿轮6-15转动，从而带动与第一齿条6-14和第二齿条6-16连接的左拉杆6-17、右拉杆6-13伸出，两根支撑梁6-3同步背向运动滑至条形孔的端部。控制装载框架2四个支撑腿8上的电机同时驱动麦轮5转动，使得装载框架2向栽培区中待移动的栽培架1方向移动，直至移动至栽培架1位于升降框架6的正中心。

控制装载框架2前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴旋转，带动钢带轮2-4上的钢带2-5同时进行放卷，升降框架6通过导轮6-12沿着装载框架2上的支撑腿8向下滑动，从而放下升降框架6，直至两根支撑梁6-3两端的卡合部6-4的水平高度低于栽培架1上卡块的水平高度。再驱动升降框架6的前横向架体6-6和后横向架体6-10上与第一齿条6-14和第二齿条6-16连接的左拉杆6-17、右拉杆6-13缩回直至两根支撑梁6-3两端的卡合部6-4位于栽培架1上卡块的正下方。然后控制装载框架2前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴2-7旋转，带动钢带轮2-4上的钢带2-5同时进行收卷，提升升降框架6，两根支撑梁6-3两端的卡合部6-4与栽培架1上的卡块相卡合后将栽培架1托起，托起的高度可根据实际需要进行调整，不影响装载框架的运移即可；如果装载框架穿过的区域无其他障碍的话只需将栽培架托起至略高于栽培架的高度即可，如果装载框架是穿过一排栽培架的话，栽培架的托起高度应高于下方栽培架的高度。

控制装载框架2四个支撑腿8上的电机同时驱动麦轮5转动，使得装载框架2带动托起栽培架1的升降框架6向成像区移动。当装载框架2移动至成像区后，控制装载框架2前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴2-7旋转，带动钢带轮2-4上的钢带2-5同时进行放卷，托起栽培架1的升降框架6通过导轮6-12沿着装载框架2上的支撑腿8向下滑动，从而放下升降框架6，使得栽培架1落至支撑物（如地板）上，直至两根支撑梁6-3两端的卡合部6-4的水平高度低于栽培架1上卡块的水平高度，两根支撑梁6-3两端的卡合部6-4与栽培架1上的卡块脱离；再驱动升降框架6的前横向架体6-6和后横向架体6-10上与第一齿条6-14和第二齿条6-16连接的左拉杆6-17、右拉杆6-13伸出，两根支撑梁6-3同步背向运动滑至条形孔的端部。

控制装载框架2前横向框架2-8和后横向框架2-1上的电机同时驱动主轴2-7旋转，带动钢带轮2-4上的钢带2-5同时进行收卷，提升升降框架6，直至升降框架6的水平高度高于栽培架1顶部的水平高度；控制装载框架2四个支撑腿8上的电机同时驱动麦轮5转动，使得装载框架2带动升降框架6离开该栽培架、驶向栽培区，重复以上步骤，从而完成对批量栽培架自动化、快速运移。

本发明可以对于阵列式排布的任意一个栽培架进行单独搬运，不受栽培架的排布顺序的影响。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种吊载与搬运系统，其特征在于包括：

升降框架，用于放置装载有栽培容器的栽培架；

提升机构，用于将放置有栽培架的升降框架提升和放下；

装载框架，将升降框架上装载有栽培容器的栽培架从一个区域运移到另一区域。

2.根据权利要求1所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述装载框架的底部设有四个支撑腿，各个支撑腿的底部均设有麦轮以及用于驱动麦轮转动的驱动装置。

3.根据权利要求1或2所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述装载框架为长方体框架，包括横向框架和纵向框架，所述横向框架上设有提升机构以及驱动该提升机构将放置有栽培架的升降框架提升和放下的驱动机构。

4.根据权利要求3所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述横向框架包括前横向框架和后横向框架，所述提升机构包括设在前横向框架和后横向框架上的主轴、套接在各个主轴上的至少两个钢带轮、与钢带轮相配合的钢带，所述主轴沿前横向框架或后横向框架的长度方向延伸，驱动机构用于驱动主轴旋转；所述钢带的一端卷收在钢带轮上，钢带的另一端与升降框架连接。

5.根据权利要求3所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述纵向框架包括左纵向框架和右纵向框架，其中一纵向框架设有沿其长度方向延伸的开口，开口内设有支撑板，所述支撑板转动连接在该纵向框架上，支撑板的两端分别与其中的两个支撑腿连接。

6.根据权利要求2所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述升降框架的四角处均设有卡槽，每一卡槽与装载框架上的一个支撑腿相卡合，所述卡合处设有导轮。

7.根据权利要求1或2所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述升降框架包括长方体框架，长方体框架包括横向架体和纵向架体，两根相互平行的支撑梁安装在横向架体上并且与横向架体构成水平移动副，横向架体上安装有用于驱动两根支撑梁同步相向运动或者背向运动的驱动机构；所述支撑梁上设有与栽培架相卡合的卡合部。

8.根据权利要求7所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述横向架体上设有水平伸缩模组，所述驱动机构与水平伸缩模组相连，驱动机构驱动水平伸缩模组在缩回位置和伸出位置之间移动从而带动两根支撑梁同步相向运动或者背向运动。

9.根据权利要求8所述的吊载与搬运系统，其特征在于，所述横向架体包括前横向架体和后横向架体，前横向架体和后横向架体的两端均设有沿其长度方向延伸的条形孔，两根支撑梁的两端均与滑块连接，所述滑块卡接在所述条形孔中并可沿所述条形孔移动；

所述前横向架体和后横向架体上均设有水平伸缩模组和驱动机构，水平伸缩模组包括齿轮，齿轮与电机传动连接，齿轮的两侧设有与其啮合并且反向运动的第一齿条和第二齿条，第一齿条的一端通过拉杆与其对应的横向架体一端部条形孔中的滑块连接，第二齿条的相反端通过拉杆与其对应的横向架体另一端部条形孔中的滑块连接。

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