CN213201035U - 一种用于夹持垃圾桶的机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，包括：可伸缩杆件，包括固定端和连接所述固定端的伸缩端；齿条，连接所述伸缩端；包括：第一齿部，设于所述齿条的一侧；第二齿部，设于所述齿条相对的另一侧；第一夹持件，其一端为第一夹持件，相对的另一端设有第一弧形齿部；设于所述齿条的所述一侧，所述第一弧形齿部与所述第一齿部啮合；第二夹持件，其一端为第二夹持件，相对的另一端设有第二弧形齿部；设于所述齿条的所述另一侧，所述第二弧形齿部与所述第二齿部啮合；弹性件，连接在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。本实用新型实施例有效解决机械手抓取贴合性不好、横向占用空间大和无法调节横向位置的问题。

Description

一种用于夹持垃圾桶的机械爪

技术领域

本实用新型涉及到机械手领域，尤其涉及一种用于夹持垃圾桶的机械爪。

背景技术

城市化和城镇化的加快增加了环卫工人的工作量。目前城乡居民区、社区的垃圾收集后普遍采用传统的环卫运载车转运到垃圾中转站。作业时，需要环卫工人将装满垃圾的垃圾桶挂在上料装置上，上料装置将垃圾倒入车厢内。这种人工作业方式不仅费工费时，而且人工操作强度大。

为适应国家创建智慧城市的发展要求，面向国家一、二线城市生活垃圾的高效环保收集与清运，新型智能自装卸式压缩环卫运载车应运而生，新型智能垃圾车转运装备对于助推智慧城市生活垃圾管理、清运行业向着高效发展起了很大作用。

目前所见，国外大多数侧装式垃圾车的垃圾桶抓取装置多采用弧形爪结构，而国内大多数侧装式垃圾车的垃圾桶抓取装置则多采用直线型机械爪结构。美国专利US7559735B2示出的一种侧装式垃圾运载车的垃圾筒抓取装置采用了弧形爪，它很好地贴合了国外垃圾桶筒壁的形状，使抓取更稳固、安全；但是对于国内的方形垃圾桶而言，弧形机械爪并不完全贴合垃圾桶壁，其抓取稳定性有待提高；美国专利US10308429B2着重考虑了机械爪与垃圾桶的贴合性，其弧形爪内侧附有弹性带，用以改善机械爪与垃圾桶的接触性能，然而，观察其弹性带的安装位置，并不能完全包络垃圾桶，因此接触性能同样有待提高。另外，国外的弧形机械爪结构都存在横向占用空间大、导致车厢体积减小的问题。中国专利CN205187054U示出的一种侧装式垃圾运载车的垃圾桶抓取装置采用了直线型机械爪，与弧形爪相比，它的横向占用空间小，使得车厢容积相对较大，行车更安全；但是直线型机械爪也无法很好地贴合垃圾桶筒壁的形状，抓取时存在不牢固的危险隐患。另外，目前所见的垃圾桶抓取装置都不具备横向位置调整装置，这就要求环卫工人在作业时精确停靠环卫运载车，操作难度较大。

实用新型内容

因此，本实用新型实施例提供一种用于夹持垃圾桶的机械爪，有效解决机械手抓取贴合性不好、横向占用空间大和无法调节横向位置的问题。

本实用新型实施例提供一种用于夹持垃圾桶的机械爪，包括：可伸缩杆件，包括固定端和连接所述固定端的伸缩端；齿条，连接所述伸缩端，包括：第一齿部，设于所述齿条的一侧；第二齿部，设于所述齿条相对的另一侧；第一夹持件，其一端为第一夹持件，相对的另一端设有第一弧形齿部；设于所述齿条的所述一侧，所述第一弧形齿部与所述第一齿部啮合；第二夹持件，其一端为第二夹持件，相对的另一端设有第二弧形齿部；设于所述齿条的所述另一侧，所述第二弧形齿部与所述第二齿部啮合；弹性件，连接在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。

本实施例中，所述第一夹持件和所述第二夹持件可实现抱合运动，连同所述弹性件共同包络垃圾桶，使不同姿态下的垃圾桶与所述用于夹持垃圾桶的机械爪均有三处接触，实现垃圾桶的抓取工作。

在本实用新型的一个实施例中，所述伸缩端相对所述固定端伸出时，所述齿条沿第一方向移动，所述第一齿部带动所述第一弧形齿部顺时针转动，所述第二齿部带动所述第二弧形齿部逆时针转动，从而使得所述第一夹持件和所述第二夹持件张开；所述伸缩端相对所述固定端收缩时，所述齿条沿与所述第一方向相反的第二方向移动，所述第一齿部带动所述第一弧形齿部逆时针转动，所述第二齿部带动所述第二弧形齿部顺时针转动，从而使得所述第一夹持件和所述第二夹持件闭合。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一齿部和所述第二齿部分别设于所述齿条相对的两端。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一夹持件设有配合间隙；所述第一夹持件和所述第二夹持件闭合时，所述第二夹持件与所述配合间隙配合。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：安装部，设有安装空间，所述可伸缩杆件、所述齿条、所述第一弧形齿部以及所述第二弧形齿部分别设于所述安装空间。

在本实用新型的一个实施例中，所述弹性件包括：第一弹性带，其一端连接所述第一夹持件，相对的另一端固定连接所述安装部；第二弹性带，其一端连接所述第二夹持件，相对的另一端固定连接所述安装部。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：背板；第一无油轴承组件，连接所述安装部远离所述第一夹持件和所述第二夹持件的一侧，包括无油轴承和无油轴承座；导轨，安装于所述背板，与所述第一无油轴承组件配合；驱动装置，连接所述安装部，以驱动所述安装部沿所述导轨移动。驱动安装架，连接所述背板和所述驱动装置；其中，所述第一无油轴承组件与所述导轨配合，使得所述安装部沿所述导轨移动。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：第二无油轴承组件，连接所述齿条安装于所述安装部内，包括无油轴承和无油轴承座；

在本实用新型的一个实施例中，所述第一夹持件和所述第二夹持件朝向所述安装部的一端设置有无油轴承。

在本实用新型的一个实施例中，所述齿条内设有限位件，以防止所述齿条转动。

综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下优点或有益效果：i)在所述第一夹持件和所述第二夹持件中设置的所述弹性件，可以使所述用于夹持垃圾桶的机械爪和垃圾桶有至少三处接触，达到良好的贴合性；ii)设置所述导轨可以使所述用于夹持垃圾桶的机械爪实现横向调节，无需精准停车来定位垃圾桶的位置；iii)所述第一齿部和所述第二齿部分别设于所述齿条相对的两端，减小横向占用空间。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于夹持垃圾桶的机械爪100的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的用于夹持垃圾桶的机械爪100的俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的用于夹持垃圾桶的机械爪100的左视结构示意图。

图4为图1中的第一夹持件130的三视图。

图5为图1中的第二夹持件140的三视图。

图6为图1中的齿条120的主视结构示意图。

图7为图1中的齿条120的俯视结构示意图。

图8A-8B为图1中的导轨180和驱动装置190的结构示意图。

图9A-9B为图1中的安装部160和驱动装置190的结构示意图。

图10A-10C为用于夹持垃圾桶的机械爪100抓取240L垃圾桶示意图。

图11A-11C为用于夹持垃圾桶的机械爪100抓取120L垃圾桶示意图。

主要元件符号说明：

100为用于夹持垃圾桶的机械爪；110为可伸缩杆件；120为齿条；121为第一齿部，122为第二齿部；123为限位件；130为第一夹持件；131为第一弧形齿部；132为配合间隙；133为无油轴承；140为第二夹持件；141为第二弧形齿部；150为弹性件；151为第一弹性带；152为第二弹性带；160为安装部；170为背板；180为导轨；190为驱动装置；200为驱动安装架；210为第一无油轴承组件；220为第二无油轴承组件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

参见图1-3，其为本实用新型实施例的提供的一种用于夹持垃圾桶的机械爪100的三视图；该用于夹持垃圾桶的机械爪100例如包括：可伸缩杆件110、齿条120、第一夹持件130、第二夹持件140和弹性件150。其中，可伸缩杆件110包括固定端和连接所述固定端的伸缩端；齿条120连接所述伸缩端，齿条120的两端分别连接第一夹持件130和第二夹持件140；第一夹持件130与第二夹持件140相对设置；弹性件150连接于第一夹持件130和第二夹持件140之间。

具体的，用于夹持垃圾桶的机械爪100例如还包括：安装部160、背板170、导轨180以及驱动装置190；导轨180安装于背板170上；驱动装置190连接安装部160，用于驱动安装部160使其在导轨180上移动。驱动安装架200，连接背板170，用于安装驱动装置190。其中，安装部160设有安装空间，所述安装空间用于安装可伸缩杆件110、齿条120、第一夹持件130和第二夹持件140。

优选的，弹性件150包括：第一弹性带151，其一端连接第一夹持件130，相对的另一端固定连接安装部160；第二弹性带152，其一端连接第二夹持件140，相对的另一端固定连接安装部160。其中，第一弹性带151与第二弹性带152可以平行设置，长度可为700毫米，在用于夹持垃圾桶的机械爪100未工作时，弹性带处于放松状态。第一弹性带151的基本形状可以是连接第一夹持件130远离用于夹持垃圾桶的机械爪100的一端和安装部160的折线形，第二弹性带152同第一弹性带151平行，并且向安装部160曲折。因此，弹性件150在接触垃圾桶时无需进行过多的变形即可抓取垃圾桶。

优选的，参见图4-5，其为第一夹持件130与第二夹持件140的结构示意图。其中，第一夹持件130的一端为第一夹持件130，相对的另一端设有第一弧形齿部131，第二夹持件140的一端为第二夹持件140，相对的另一端设有第二弧形齿部141。举例来说，第一夹持件130俯视的形状可设置为半圆弧的形状，也可设置为多段曲折的形状。优选的，第一夹持件130设置为近似弧形的三段曲折结构。其中，第一夹持件130设有第一弧形齿部131的一端宽度大，远离第一弧形齿部131的另一端宽度逐渐缩小，所述另一端的端部进行倒圆角处理，防止损坏垃圾桶。

进一步的，第一夹持件130的第一弧形齿部131可以是不完全齿轮结构，即第一弧形齿部131只有一个扇形弧面设有轮齿，所述扇形弧面朝向第一夹持件130的内侧。其中，第一弧形齿部131的中心设有安装孔，所述安装孔可以是螺纹孔，通过螺杆配合所述螺纹孔将第一夹持件130安装至安装部160。

再进一步，第一夹持件130远离第一弧形齿部131的一端设有配合间隙132，第一夹持件130和第二夹持件140闭合时，所述第二夹持件140与所述配合间隙132配合。举例来说，第一夹持件130远离第一弧形齿部131的一端可分为互相平行的多个夹持端，配合间隙132的数量为所述夹持端的数量减一，每个配合间隙132的宽度比所述夹持端略宽。相应的，第二夹持件140远离第二弧形齿端的一端设有与配合间隙132数量相同的所述夹持端，与配合间隙132交叉配合。优选的，第一夹持件130设有两个所述夹持端以及设于两个所述夹持端之间的一个配合间隙132，第二夹持件140设有一个所述夹持端。相应的，连接第一夹持件130的第一弹性带151(图中未示出)也由第一夹持件130的两个所述夹持端而分为两条，分别连接两个所述夹持端。

其中，第二夹持件140的第二弧形齿部141也可以是不完全齿轮，其圆弧角与第一弧形齿部131相同。并且，第二弧形齿部141朝向远离第二夹持件140内侧的方向，即朝向与第一弧形齿部131相反的方向。另外，第二夹持件140的俯视形状与第一夹持件130类似，在此不再赘述。

优选的，参见图6-7，齿条120例如包括：第一齿部121设于齿条120的一侧，第二齿部122设于齿条120相对的另一侧。举例来说，第一齿部121是与第一弧形齿部131匹配的一排轮齿，第二齿部122是与第二弧形齿部141匹配的一排轮齿，第一齿部121与第二齿部122位于齿条120相对的两侧。相应的，在用于夹持垃圾桶的机械爪100工作时，第二弧形齿部141位于靠近垃圾桶的前侧，第一弧形齿部131位于远离垃圾桶的后侧，从而缩短了用于夹持垃圾桶的机械爪100的横向占用空间。

进一步的，齿条120相对于第二夹持件140的一面设有限位件123。举例来说，限位件123可以是平键，在齿条120上设置相应的键槽，配合所述平键用于防止齿条120转动。

优选的，可伸缩杆件110包括固定端和连接所述固定端的伸缩端。举例来说，可伸缩杆件110的所述固定端固定连接于安装部160，所述伸出端连接齿条120，用于推动齿条120运动。因此，可伸缩杆件110可以是液压缸，因齿条120需要带动第一夹持件130和第二夹持件140进行开合运动，齿条120本身需要进行往复运动，所以可伸缩杆件110优选双作用液压缸，相应的，所述伸缩端可以是所述双作用液压缸的活塞杆，所述固定端即为所述双作用液压缸的缸体。

进一步的，所述缸体通过螺栓或销轴固定于安装部160，所述活塞杆远离所述双作用液压缸的一端先由一根螺杆与所述活塞杆螺纹连接，再由所述螺杆与齿条120采用球形万向接头连接。如图所示齿条120与所述双作用液压缸成一定角度，因此齿条120随所述活塞杆伸出或缩回时，采用所述球形万向接头可防止齿条120与双作用液压缸的角度变化而使齿条120产生微小形变。

其中，第一弧形齿部131中间安装的所述螺杆，可增设无油轴承133，无油轴承133和第一弧形齿部131一同安装至安装部160的同一位置。相应的，第二弧形齿部141也可以增设无油轴承133，在此不再赘述。

优选的，参见图8，其为导轨180和驱动装置190的安装结构示意图。其中，导轨180可以设置为多根，平行安装于背板170上。举例来说，导轨180设置为两根，互相平行设置且与背板170长度方向平行。其中，每根导轨180通过两个导轨180支座安装于背板170两端，导轨180两端可以与所述导轨180支座远离导轨180一面齐平。显而易见的，背板170的长度应大于导轨180的长度，背板170的宽度大于两倍导轨180的直径，并使两根导轨180之间留出一定间隙。

进一步的，导轨180上安装有与其匹配的第一无油轴承组件210，包括无油轴承133和无油轴承座(图中未标示)，无油轴承133具有可实现缓慢轴向运动的功能。举例来说，无油轴承133套接于导轨180上，所述无油轴承座与无油轴承133配合安装，所述无油轴承座远离导轨180的一面可与其他组件固定，使所述其他组件的运动可传递至无油轴承133。相应的，导轨180数量为两根则第一无油轴承组件210也设置为两组，两组第一无油轴承组件210在进行轴向运动时，分别处于两根导轨180的相同位置，即两组无油轴承133同步运动。

优选的，在背板170远离导轨180的长边上可设置驱动装置190，驱动装置190和背板170之间通过驱动安装架200固定。举例来说，驱动装置190包括驱动本体和推杆，所述驱动本体位于驱动安装架200内固定连接，所述推杆伸出所述驱动本体和驱动安装架200。并且，驱动装置190可以根据工作需求安装至所述长边的合适位置，例如所述驱动本体远离所述推杆的一端伸出背板170，所述驱动本体连接所述推杆的一端在背板170的所述长边内。其中，驱动装置190也可以是液压缸，相应的，所述推杆为所述液压缸的活塞杆，所述驱动本体为所述液压缸的缸体。通过设置导轨180和驱动装置190，实现了第一夹持件130和第二夹持件140的横向调节，无需精准停车也可完成对垃圾桶的定位。

优选的，参见图9，安装部160朝向驱动装置190的一侧沿所述液压缸的活塞杆方向伸出所述驱动装置190，与所述液压缸的活塞杆齐平并连接，通过螺栓固定。其中，所述液压缸的活塞杆进行伸缩运动时，可以带动安装部160进行横向的往复运动。

进一步的，安装部160设有槽口，用于设置第二无油轴承组件220。举例来说，安装部160中间设有方向与驱动装置190平行的所述槽口，所述槽口的开口朝向第一夹持部和第二夹持部，即，所述槽口相对于所述开口的另一侧向导轨180突出，并且所述槽口刚好嵌于两根导轨180中间的间隙中。

再进一步，第二无油轴承组件220包括无油轴承133和无油轴承座(图中未标示)，用于将齿条120固定于安装部160。其中，所述槽口内可设置多个第二轴承组件。举例来说，所属槽口内设置三个第二无油轴承组件220，相应的，三个第二无油轴承组件220包括三个无油轴承133。并且，三个无油轴承133以相同轴心设置，套接于齿条120外，使齿条120能稳固安装于安装部160。

优选的，参见图10-11，其为用于夹持垃圾桶的机械爪100分别抓取240L垃圾桶和120L垃圾桶时的示意图。举例来说，用于夹持垃圾桶的机械爪100抓取所述240L垃圾桶时，可伸缩杆件110的所述伸缩端相对所述固定端伸出，齿条120沿第一方向移动，第一齿部121带动第一弧形齿部131顺时针转动，第二齿部122带动第二弧形齿部141逆时针转动，从而使得第一夹持件130和第二夹持件140张开。并且，当所述240L垃圾桶的正面和侧面朝向用于夹持垃圾桶的机械爪100时，通过弹性件150变形，可以有一个面贴合安装部160，另外有两个点分别接触第一夹持件130和第二夹持件140。当所述240L垃圾桶相对于用于夹持垃圾桶的机械爪100倾斜设置时，如图所示，可以有一个点和安装部160接触，另外有两个点分别与第一夹持件130和第二夹持件140接触。因此，无论所述240L垃圾桶怎样放置，均可以有三点接触或两点一面接触，使用于夹持垃圾桶的机械爪100能稳固抓起所述240L垃圾桶。

进一步的，用于夹持垃圾桶的机械爪100抓取120L垃圾桶时，可伸缩杆件110的所述伸缩端相对所述固定端收缩，齿条120沿与所述第一方向相反的第二方向移动，第一齿部121带动第一弧形齿部131逆时针转动，第二齿部122带动第二弧形齿部141顺时针转动，从而使得第一夹持件130和第二夹持件140闭合。其中，第一夹持件130和第二夹持件140闭合后，第二夹持件140与第一夹持件130交叉，第二夹持件140位于第一夹持件130的所述配合间隙132中。如图所示，当所述120L垃圾桶处于不同位置状态时，所述120L垃圾桶与所述240L垃圾桶一样有三点接触或两点一面接触，因此用于夹持垃圾桶的机械爪100也能稳固抓起所述120L垃圾桶。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，包括：

可伸缩杆件，包括固定端和连接所述固定端的伸缩端；

齿条，连接所述伸缩端，包括：

第一齿部，设于所述齿条的一侧；

第二齿部，设于所述齿条相对的另一侧；

第一夹持件，其一端为第一夹持件，相对的另一端设有第一弧形齿部；设于所述齿条的所述一侧，所述第一弧形齿部与所述第一齿部啮合；

第二夹持件，其一端为第二夹持件，相对的另一端设有第二弧形齿部；设于所述齿条的所述另一侧，所述第二弧形齿部与所述第二齿部啮合；

弹性件，连接在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。

2.根据权利要求1所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，

所述伸缩端相对所述固定端伸出时，所述齿条沿第一方向移动，所述第一齿部带动所述第一弧形齿部顺时针转动，所述第二齿部带动所述第二弧形齿部逆时针转动，从而使得所述第一夹持件和所述第二夹持件张开；

所述伸缩端相对所述固定端收缩时，所述齿条沿与所述第一方向相反的第二方向移动，所述第一齿部带动所述第一弧形齿部逆时针转动，所述第二齿部带动所述第二弧形齿部顺时针转动，从而使得所述第一夹持件和所述第二夹持件闭合。

3.根据权利要求1所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，所述第一齿部和所述第二齿部分别设于所述齿条相对的两端。

4.根据权利要求1所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，所述第一夹持件设有配合间隙；所述第一夹持件和所述第二夹持件闭合时，所述第二夹持件与所述配合间隙配合。

5.根据权利要求1所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，还包括：

安装部，设有安装空间，所述可伸缩杆件、所述齿条、所述第一弧形齿部以及所述第二弧形齿部分别设于所述安装空间。

6.根据权利要求5所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，所述弹性件包括：

第一弹性带，其一端连接所述第一夹持件，相对的另一端固定连接所述安装部；

第二弹性带，其一端连接所述第二夹持件，相对的另一端固定连接所述安装部。

7.根据权利要求5所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，还包括：

背板；

第一无油轴承组件，连接所述安装部远离所述第一夹持件和所述第二夹持件的一侧，包括无油轴承和无油轴承座；

导轨，安装于所述背板，与所述第一无油轴承组件配合；

驱动装置，连接所述安装部，以驱动所述安装部沿所述导轨移动；

驱动安装架，连接所述背板和所述驱动装置；

其中，所述第一无油轴承组件与所述导轨配合，使得所述安装部沿所述导轨移动。

8.根据权利要求5所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，还包括：

第二无油轴承组件，连接所述齿条安装于所述安装部内，包括无油轴承和无油轴承座。

9.根据权利要求5所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，所述第一夹持件和所述第二夹持件朝向所述安装部的一端设置有无油轴承。

10.根据权利要求1所述的用于夹持垃圾桶的机械爪，其特征在于，所述齿条内设有限位件，以防止所述齿条转动。

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