CN215322789U - 一种全方位转向起重搬运机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全方位转向起重搬运机，属于物流搬运领域。包括三轴运动单元、控制器、车架、行走机构、装卸货机构和勾取机构；三轴运动单元安装在车架上方，勾取机构通过三轴运动配合实现货物的勾取；行走机构安装在车架最低端，用于支撑整机；所述装卸货机构位于车架的底端，实现货物的承载及卸载，本实用新型装置具有自动化程度高、结构简单、成本低及容易加工实现等特点，且搬运效率高，有效节省了人力财力。

Description

一种全方位转向起重搬运机

技术领域

本实用新型属于物流搬运领域，涉及一种全方位转向起重搬运机。

背景技术

随着互联网等技术的发展，人们的生活水平越来越高，随之对物质需求也越来越大，因此货物需要高效的流通能力。加之电商等行业的迅猛发展，对物流运输的速度有了越来越高的要求，货物的分拣、中转及装卸速度对物流速度的影响非常大。如在小件货物的运输过程中，繁琐的分拣及中转过程是货物的流通速度较慢，因此，设计出一款高效的物流搬运机械就显得尤为重要。

现有的物流搬运小车大部分是手动完成货物的搬运的，公开号为CN204210502U公开了一种手动物流搬运小车的专利申请，让使用者可将货物搬上该承载面，并通过该把手拉动该本体位移动作，将货物运送至目的地；公开号为CN109573509A公开了一种自动化的物流搬运小车，或采用人为遥控控制，控制机械爪夹持机构抓取货物至载物机构，实现货物的转运。

综上所述，现有的物流搬运机械要么采用人力推动，要么自动化程度低，使得货物分拣转运过程费时费力，且整体结构复杂。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中，物流搬运机械在货物分拣转运过程费时费力的缺点，本实用新型的目的在于提供一种全方位转向起重搬运机。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种全方位转向起重搬运机，包括三轴运动单元、控制器、车架、行走机构、装卸货机构和勾取机构；

车架包括矩形底座、矩形支撑架和竖直安装在底座顶角上的支柱，矩形支撑架水平安装在支柱的顶端，三轴运动单元安装在矩形支撑架上，底座装卸货机构水平安装在矩形底座的底面，控制器安装在支柱的侧方；勾取机构安装在三轴运动单元上；

行走机构设有个，分别安装在矩形底座下方的顶角；

控制器分别与三轴运动单元、行走机构和装卸货机构电连接。

优选地，行走机构包括电机、减速器和车轮，减速器安装在车轮上，车轮安装在支柱的底端侧边，电机安装在支柱底端，电机与车轮驱动连接，电机和减速器分别与控制器电连接。

优选地，三轴运动单元包括X轴支撑杆、Y支撑轴杆和Z轴支撑杆，X轴支撑杆和Y支撑轴杆分别安装在矩形支撑架上垂直连接的两个侧边上，Z轴支撑杆竖直安装在X轴支撑杆和Y支撑轴杆连接的位置；

Z轴支撑杆上安装有Z轴步进电机和与Z轴步进电机连接的Z轴传动机构，X轴支撑杆上安装有X轴步进电机、第一X轴传动机构和第二X轴传动机构，第一X轴传动机构和第二X轴传动机构分别与X轴步进电机连接；Y支撑轴杆上安装有Y轴步进电机和与Y轴步进电机连接的Y轴传动机构；

第一X轴传动机构和第二X轴传动机构分别安装在X轴支撑杆的两端；

Z轴步进电机、X轴步进电机和Y轴步进电机分别与控制器电连接。

优选地，矩形支撑架上与Y支撑轴杆平行的侧边还安装有同步杆；

同步杆的两端连接有轴承座，同步杆通过轴承座固定在矩形支撑架上。

优选地，装卸货机构包括导轨、滑块和载物平台，载物平台通过滑块滑动连接在导轨上，导轨固定在矩形底座上。

优选地，装卸货机构还包括齿轮电机和齿条，齿轮电机与齿条配合安装在在载物平台上；

齿轮电机与控制器电连接。

优选地，勾取机构包括底板、顶板和侧板，底板和顶板水平安装，侧板竖直安装在底板和顶板之间且位于底板的一端，底板的另一端设有凸台；底板、顶板和侧板焊接形成勾取机构；

Z轴传动机构为丝杆螺母传动机构；

顶板的上表面中心开设有与Z轴传动机构配合的螺孔，Z轴支撑杆的另一端固定在顶板的上表面。

优选地，车轮为麦克纳姆轮；

电机为编码电机。

优选地，Y轴传动机构、第一X轴传动机构和第二X轴传动机构均为齿形带传动机构。

优选地，控制器上安装有控制面板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种全方位转向起重搬运机，包括三轴运动单元、控制器、车架、行走机构、装卸货机构和勾取机构；三轴运动单元安装在车架上方，勾取机构通过三轴运动配合实现货物的勾取；行走机构安装在车架最低端，用于支撑整机；所述装卸货机构位于车架的底端，实现货物的承载及卸载，本实用新型装置具有自动化程度高、结构简单、成本低及容易加工实现等特点，且搬运效率高，有效节省了人力财力。

进一步地，三轴运动机构中X、Y两轴采用齿形带传动机构实现X、Y两轴两方向的移动，具有速度高、精确度高等优点；且z轴传动采用丝杠螺母传动机构，具有自锁功能，在突发断电过程也能保证货物的不脱落，稳定性较高。

进一步地，行走机构的电机采用编码电机，可实现运动过程的闭环控制。

进一步地，车轮采用麦克纳姆轮，通过控制四轮的转向及转速实现整机全方位的运动控制。

进一步地，勾取机构固定安装在Z轴支撑杆的末端，顶板的上表面中心开设有与Z轴传动机构(丝杆螺母传动机构)配合的螺孔，使得勾手能够随三轴运动单元配合实现货物的勾取。

进一步地，配合使用同步杆，同步杆两端固定安装有带轮，第一X轴传动机构上的主动带轮由X轴步进电机驱动，通过齿形带带动同步杆一端安装的带轮旋转，同时带动同步杆另一端安装的带轮旋转，再由齿形带带动第二X轴的从动带轮。同步杆绕轴承座轴线做旋转运动，Z轴支撑杆随着齿形带的运动而在整个矩形支撑架覆盖面运动。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的三轴运动单元结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的控制面板结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的行走机构结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的装卸货机构结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的全方位转向起重搬运机的勾取机构结构示意图；

其中：1-三轴运动单元；101-Z轴步进电机；102-Z轴传动机构；103-Z轴支撑杆；104-X轴步进电机；105-第一X轴传动机构；106-Y轴传动机构；107-Y轴步进电机；108-第二X轴传动机构；109-同步杆；2-控制器；201-三轴运动单元驱动模块；202-主控模块；203-行走机构驱动模块；3-车架；301-矩形底座；302-支柱；303-矩形支撑架；4-行走机构；401-电机；402-减速器；403-车轮；5-装卸货机构；501-齿轮电机；502-导轨；503-滑块；504-齿条；505-载物平台；6-勾取机构；601-侧板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，一种全方位转向起重搬运机，包括三轴运动单元1、控制器2、车架3、行走机构4、装卸货机构5和勾取机构6；车架3包括矩形底座301、矩形支撑架303和竖直安装在底座顶角上的支柱302，矩形支撑架303水平安装在支柱302的顶端，三轴运动单元1安装在矩形支撑架303上，底座装卸货机构5水平安装在矩形底座301的底面，控制器2安装在支柱302的侧方；勾取机构6安装在三轴运动单元1上；行走机构4设有4个，分别安装在矩形底座301下方的顶角；控制器2分别与三轴运动单元1、行走机构4和装卸货机构5电连接。

如图5所示，三轴运动单元1包括X轴支撑杆、Y支撑轴杆和Z轴支撑杆103，X轴支撑杆和Y支撑轴杆分别安装在矩形支撑架303上垂直连接的两个侧边上，Z轴支撑杆103竖直安装在X轴支撑杆和Y支撑轴杆连接的位置；Z轴支撑杆103上安装有Z轴步进电机101和与Z轴步进电机101连接的Z轴传动机构102，X轴支撑杆上安装有X轴步进电机104、第一X轴传动机构105和第二X轴传动机构108，第一X轴传动机构105和第二X轴传动机构108分别与X轴步进电机104连接；Y支撑轴杆上安装有Y轴步进电机107和与Y轴步进电机107连接的Y轴传动机构106；第一X轴传动机构105和第二X轴传动机构108分别安装在X轴支撑杆的两端；Z轴步进电机101、X轴步进电机104和Y轴步进电机107分别与控制器2电连接。

实施例2

除以下内容外，其余内容均与实施例1相同。

如图8所示，装卸货机构5包括导轨502、滑块503和载物平台505，载物平台505通过滑块503滑动连接在导轨502上，导轨502固定在矩形底座301上。装卸货机构5还包括齿轮电机501和齿条504，齿轮电机501与齿条504配合安装在在载物平台505上。

如图7所示，行走机构4包括电机401、减速器402和车轮403，减速器402安装在车轮403上，车轮403安装在支柱302的底端侧边，电机401安装在支柱302底端，电机401与车轮403驱动连接，电机401和减速器402分别与控制器2电连接。

实施例3

除以下内容外，其余内容均与实施例1相同。

如图9所示，勾取机构6包括底板、顶板和侧板601，底板和顶板水平安装，侧板601竖直安装在底板和顶板之间且位于底板的一端，底板的另一端设有凸台；底板、顶板和侧板601焊接形成勾取机构6；Z轴传动机构102为Z轴传动机构；顶板的上表面中心开设有与Z轴传动机构102配合的螺孔，Z轴支撑杆103的另一端固定在顶板的上表面。

实施例4

如图1-4所示，一种基于图像识别技术的全方位转向起重搬运机，包括三轴运动单元1、控制面板2、车架3、行走机构4、装卸货机构5和勾取机构6。所述车架3由铝型材通过螺栓连接搭接而成；所述三轴运动单元1安装在车架3的上方，行走机构4安装在车架3的最低端，用于支撑整机；所述装卸货机构5位于车架3的底端，实现货物的承载及卸载。

如图5所示，所述三轴运动机构1包括Z轴步进电机101、Z轴传动机构102、Z轴支撑杆103、X轴步进电机104、X轴传动机构105、Y轴传动机构106、Y轴步进电机107、X轴传动机构108及同步杆109，所述Z轴步进电机101通过联轴器与Z轴传动机构102丝杠连接，通过转动实现勾取机构6在Z轴方向的移动(即上下运动)；所述Z轴支撑杆103与Z轴传动机构102平行布置，用于支撑和固定Z轴步进电机101和勾取机构6；所述X轴步进电机104上安装有带轮，与齿形带共同构成X轴传动机构105，Z轴支撑杆随着齿形带的运动而在整个矩形支撑架覆盖面运动，带动勾取机构6在X轴方向的移动(即前后运动)；所述Y轴传动机构106由Y轴步进电机107驱动，完成勾取机构6在Y轴方向的移动(即左右运动)。

如图6所示，所述控制面板2包括三轴运动单元驱动模块201、主控模块202(具体型号为Arduino Due)、行走机构驱动模块203；所述三轴运动单元驱动模块201与行走机构驱动模块203分别通信连接至主控模块202，且三轴运动机构驱动模块201通信连接至三轴运动单元1，行走机构驱动模块203通信连接至行走机构4。

如图8所示，在承载货物时，齿轮电机501驱动齿条504向内运动，使两侧载物平台505收拢；在卸载货物时，齿轮电机501驱动齿条504向外运动，使两侧载物平台505张开。

本实用新型的工作原理如下：

控制器2通过主控模块202给行走机构驱动模块203发出指令，行走机构驱动模块203分别控制四个电机401的转动方向及转速，使整机按照设定好的路径到达待搬运货物位置；且主控模块202给三轴运动单元驱动模块201发出指令，控制Z轴步进电机101、X轴步进电机104、Y轴步进电机107工作，通过三轴配合作用，使勾取机构6勾取货物；此时，装卸货机构5的载物平台505为收拢状态，勾取机构6将勾取的货物堆放在载物平台505上；通过控制器2控制四个电机401按照设定路线驱动整机达到货物堆放位置；主控模块202控制齿轮电机501驱动齿条504向外运动，使两侧载物平台505张开，使货物下降至货物堆放区，整机横向离开。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全方位转向起重搬运机，其特征在于，包括三轴运动单元(1)、控制器(2)、车架(3)、行走机构(4)、装卸货机构(5)和勾取机构(6)；

车架(3)包括矩形底座(301)、矩形支撑架(303)和竖直安装在底座顶角上的支柱(302)，矩形支撑架(303)水平安装在支柱(302)的顶端，三轴运动单元(1)安装在矩形支撑架(303)上，底座装卸货机构(5)水平安装在矩形底座(301)的底面，控制器(2)安装在支柱(302)的侧方；勾取机构(6)安装在三轴运动单元(1)上；

行走机构(4)设有4个，分别安装在矩形底座(301)下方的顶角；

控制器(2)分别与三轴运动单元(1)、行走机构(4)和装卸货机构(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，行走机构(4)包括电机(401)、减速器(402)和车轮(403)，减速器(402)安装在车轮(403)上，车轮(403)安装在支柱(302)的底端侧边，电机(401)安装在支柱(302)底端，电机(401)与车轮(403)驱动连接，电机(401)和减速器(402)分别与控制器(2)电连接。

3.根据权利要求1所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，三轴运动单元(1)包括X轴支撑杆、Y支撑轴杆和Z轴支撑杆(103)，X轴支撑杆和Y支撑轴杆分别安装在矩形支撑架(303)上垂直连接的两个侧边上，Z轴支撑杆(103)竖直安装在X轴支撑杆和Y支撑轴杆连接的位置；

Z轴支撑杆(103)上安装有Z轴步进电机(101)和与Z轴步进电机(101)连接的Z轴传动机构(102)，X轴支撑杆上安装有X轴步进电机(104)、第一X轴传动机构(105)和第二X轴传动机构(108)，第一X轴传动机构(105)和第二X轴传动机构(108)分别与X轴步进电机(104)连接；Y支撑轴杆上安装有Y轴步进电机(107)和与Y轴步进电机(107)连接的Y轴传动机构(106)；

第一X轴传动机构(105)和第二X轴传动机构(108)分别安装在X轴支撑杆的两端；

Z轴步进电机(101)、X轴步进电机(104)和Y轴步进电机(107)分别与控制器(2)电连接。

4.根据权利要求3所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，矩形支撑架(303)上与Y支撑轴杆平行的侧边还安装有同步杆(109)；

同步杆(109)的两端连接有轴承座和带轮，同步杆(109)通过轴承座固定在矩形支撑架(303)上。

5.根据权利要求1所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，装卸货机构(5)包括导轨(502)、滑块(503)和载物平台(505)，载物平台(505)通过滑块(503)滑动连接在导轨(502)上，导轨(502)固定在矩形底座(301)上。

6.根据权利要求5所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，装卸货机构(5)还包括齿轮电机(501)和齿条(504)，齿轮电机(501)与齿条(504)配合安装在载物平台(505)上；

齿轮电机(501)与控制器(2)电连接。

7.根据权利要求3所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，勾取机构(6)包括底板、顶板和侧板(601)，底板和顶板水平安装，侧板(601)竖直安装在底板和顶板之间且位于底板的一端，底板的另一端设有凸台；底板、顶板和侧板(601)焊接形成勾取机构(6)；

Z轴传动机构(102)为丝杆螺母传动机构；

顶板的上表面中心开设有与Z轴传动机构(102)配合的螺孔，Z轴支撑杆(103)的另一端固定在顶板的上表面。

8.根据权利要求2所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，车轮(403)为麦克纳姆轮；

电机(401)为编码电机。

9.根据权利要求3所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，Y轴传动机构(106)、第一X轴传动机构(105)和第二X轴传动机构(108)均为齿形带传动机构。

10.根据权利要求1所述的全方位转向起重搬运机，其特征在于，控制器(2)上安装有控制面板。

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