一种低温冷库用高架上货天花板机械手的制作方法

1.本发明涉及低温冷库领域，具体是涉及一种低温冷库用高架上货天花板机械手。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，工业生产的自动化程度越来越高，自动化程度越高，生产效率越高，劳动成本越低，由于国内很多先进的自动化设备都为进口，价格昂贵，导致很多企业的自动化程度仍然很低，比如冷库运输车的卸货都要用到的各种卸货的装置，一般都是用人工或者半自动控制，卸货效率低下，而且容易出现损坏等事故，因此需要改进，目前使用的装卸手段都是人工操作，特别是对外形不规则的物体，现有技术无法实现机械取代人工作业，导致作业效率低下，劳动强度大，急需使用机械取代人工作业，以提高生产效率，减轻工人劳动强度。
3.低温冷库内存储货物量大，频繁开闭冷库门会导致库内的温湿度及压力不稳定，影响储存物品的质量，当冷库内储存的是血浆一类的生物制品时，频繁开闭冷库门会导致生物制品变质报废，而且低温环境下长期作业会对工作人员的身体健康状况不利，传统冷库的人行通道较宽，冷库利用率低，在食品储存加工过程中，经常需要将产品例如鱼、虾等进行快速冷冻储藏，以保持产品新鲜不坏，在急冻时，库门经常打开和关闭，导致了急冻库内的冷空气与外界的热空气直接对流，使得急冻库内的温度升高，不仅不利于产品的冷冻，而且浪费能源和成本。
4.传统冷库产品装载于冷库内时，往往通过人工进行装卸货物，这不仅仅加大了人力劳动，还会使货物卸货的卸货效率大大降低，并且货物在装进冷库时还由于卸货效率太慢导致破坏了货物的新鲜程度，传统的冷库机械手还由于无法多方位进行调节，导致一些货物无法进行拾取，也导致了卸货的效率降低，因此，对于这些问题，需要设计一种能够多方位调节的冷库机械手。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，提供一种低温冷库用高架上货天花板机械手，本技术方案解决了传统冷库机械手无法根据货物的位置进行多方位调节的问题。
6.为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种低温冷库用高架上货天花板机械手，包括冷库，还包括用于调节移动方位的y向移动组件、x向移动组件、用于抓取货物的机械手、用于调节机械手拾取方向的旋转调节组件、用于机械手角度调节的活动组件和用于机械手调节抓取范围的伸缩组件，y向移动组件设置于冷库的顶部，x向移动组件设置于y向移动组件的顶部，并且x向移动组件的移动方向垂直于y向移动组件的移动方向，旋转调节组件设置于x向移动组件的顶部，活动组件设置于旋转调节组件的底部，伸缩组件设置于活动组件上，机械手设置于伸缩组件的伸缩端，冷库的一端还设有用于装卸货物的大门，机械手上还设有用于观测冷库内装卸货物情况的多孔摄像头。
8.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，y向移动组件包括两个第一滑台，两个第一滑台均呈水平状态固定设置于冷库的顶部两侧，每个第一滑台上还均滑动设有两个第一滑块，每两个相应的第一滑块之间均留有空隙，每个第一滑台的顶部沿着相应第一滑台的长度方向还分别设有一个第一螺杆和一个第一导向杆，第一螺杆通过一个第一驱动电机驱动，并且每个第一滑块还分别滑动套设于相应的第一螺杆和第一导向杆上，每两个相应的第一滑块之间还均通过一个连板固定连接，x向移动组件设置于四个第一滑块的顶部。
9.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，x向移动组件包括两个第二滑台，每个第一滑块的顶部均设有一个安装部，每个第二滑台均垂直于每个第一滑台固定设置于两个对称的第一滑块的安装部内，每个第二滑台上还均滑动设有一个第二滑块，每个第二滑台上还分别沿着相应第二滑台的长度方向设有一个第二螺杆和一个第二导向杆，第二螺杆还通过一个第二驱动电机驱动，并且每个第二滑块还均滑动套设于相应的第二螺杆和第二导向杆上，两个第二滑块之间还固定设有一个用于安装旋转调节组件的安装板。
10.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，旋转调节组件包括一个主动齿轮、一个内圈齿轮和两个从动齿轮，主动齿轮、内圈齿轮和两个从动齿轮均设置于一个圆架体上，圆架体固定设置于安装板的顶部，圆架体的中部和安装板上还均设有一个用于两个从动齿轮驱动的圆口，内圈齿轮呈水平状态固定设置于圆架体的内侧壁上，主动齿轮与内圈齿轮之间共轴线，两个从动齿轮均沿着主动齿轮的圆周方向均匀分布，主动齿轮还通过一个旋转电机驱动。
11.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，圆架体的顶部设有一个防护壳，旋转电机呈竖直状态通过一个机架固定设置于防护壳的顶部，旋转电机的输出端穿过防护壳向下伸出，并且主动齿轮还固定套设于旋转电机的输出端上，主动齿轮的直径大于两个从动齿轮的直径，并且两个从动齿轮的轮齿均与主动齿轮和内圈齿轮的轮齿之间相互啮合，两个从动齿轮还均套设于一个转轴上，两个转轴的上下端还分别套设有一个用于稳定两个从动齿轮转动的第一稳定板和第二稳定板，活动组件还设置于第二稳定板的底部。
12.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，圆架体的底部设有用于第二稳定板转动的弧形槽，活动组件包括一个上臂和一个下臂，上臂的一端设置于第二稳定板上，下臂的一端设置于上臂的自由端上，伸缩组件设置于下臂内，第二稳定板的底部设有一个第一铰接座，第一铰接座内呈水平状态固定设有一个第一双头电机，第一双头电机的输出端分别穿过第一铰接座的两侧向外伸出，第一双头电机的两个输出端上固定设有一个第一转动架，第一转动架的向外侧还设有一个固定件，并且上臂的一端还固定设置于固定件内。
13.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，上臂靠近自由端的两侧和第二稳定板的底部两侧均设有一个第一铰接部，上臂和第二稳定板的相应两个第一铰接部之间还均铰接设有一个用于稳定上臂的第一电动气杆，上臂的自由端设有一个第二铰接座，下臂的一端能够转动的铰接于上臂的第二铰接座内，上臂的顶部和下臂的顶部还均设有一个第二铰接部，并且两个第二铰接部之间还铰接设有一个用于带动下臂进行调节
摆动的第二电动气杆，下臂的自由端向内开设有一个伸缩口，伸缩组件设置于伸缩口内。
14.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，伸缩组件包括一个伸缩臂，伸缩臂能够活动的设置于伸缩口内，下臂的两侧沿着下臂的长度方向还分别设有一个第三螺杆和一个第三导向杆，伸缩臂的面向伸缩口内的一端两侧还均设有一个套接环滑动套设于相应的第三螺杆和第三导向杆上，第三螺杆还通过一个第三驱动电机驱动，下臂的两侧还均沿着下臂的长度方向设有便于相应套接环移动的条形口，机械手设置于伸缩臂的向外端上。
15.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，伸缩臂的向外端设有一个第三铰接座，第三铰接座内呈水平状态固定设有一个第二双头电机，第二双头电机的两个输出轴均穿过第三铰接座的两侧向外伸出，第二双头电机的两个输出端上还固定套设有一个第二转动架，第二转动架的外侧中心还设有一个机盒，机盒内设有一个开合电机，机械手由一个安装槽、一个螺纹柱和两个驱动齿轮组成，安装槽固定于机盒上，螺纹柱套设于开合电机的输出轴上，两个驱动齿轮均对称且啮合的设置于螺纹柱的两侧。
16.作为一种低温冷库用高架上货天花板机械手的一种优选方案，多孔摄像头固定设置于安装槽的外侧，螺纹柱的两侧还对称设有一组双连杆机构，每组双连杆机构均由两个连接杆组成，每两个连接杆分别与相应的驱动齿轮配合，并且每组双连杆机构的旁侧还分别设有一个连接块，每组双连杆机构与相应连接块的自由端均通过一个活动座连接，每个活动座的底部还分别设有一个用于抓取货物的夹爪。
17.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
18.操作人员通过机械手对冷冻货物进行上货时，首先，机械手对货物进行抓取，机械手抓取货物时，机械手通过y向移动组件和x向移动组件进行方位移动，机械手随之能够带动货物移动，接着，机械手还能够通过旋转调节组件进行方向的调节，活动组件对机械手进行抓取角度的调节，有的货物在远处不便抓取时，机械手随之通过伸缩组件进行抓取范围的调节，机械手上的多孔摄像头在抓取货物时还能够观察冷库内的情况，以便于机械手对货物准确的抓取，最终，机械手抓取货物于冷库内，本发明解决了传统冷库机械手无法根据货物的位置进行多方位调节的问题，提高了上货效率，以及保证了冷冻货物的新鲜程度。
附图说明
19.图1为本发明的立体结构示意图；
20.图2为本发明的局部立体结构示意图一；
21.图3为旋转调节组件的立体结构示意图；
22.图4为旋转调节组件的立体结构分解示意图；
23.图5为本发明的局部立体结构示意图二；
24.图6为图5的侧视图；
25.图7为活动组件的立体结构示意图；
26.图8为伸缩组件的立体结构示意图；
27.图9为机械手的立体结构示意图；
28.图10为机械手的剖视图。
29.附图标记说明：冷库1、机械手2、多孔摄像头3、第一滑台4、第一滑块5、第一螺杆6、
第一导向杆7、第一驱动电机8、连板9、第二滑台10、第二滑块11、第二螺杆12、第二导向杆13、第二驱动电机14、安装板15、主动齿轮16、内圈齿轮17、从动齿轮18、圆架体19、圆口20、旋转电机21、防护壳22、机架23、第一稳定板24、第二稳定板25、弧形槽26、上臂27、下臂28、第一铰接座29、第一双头电机30、第一转动架31、第一铰接部32、第一电动气杆33、第二铰接座34、第二铰接部35、第二电动气杆36、伸缩臂37、第三螺杆38、第三导向杆39、第三驱动电机40、第三铰接座41、第二双头电机42、第二转动架43、机盒44、开合电机45、螺纹柱46、驱动齿轮47、连接杆48、连接块49、活动座50、夹爪51。
具体实施方式
30.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
31.参照图1至图10所示，一种低温冷库用高架上货天花板机械手，包括冷库1，还包括用于调节移动方位的y向移动组件、x向移动组件、用于抓取货物的机械手2、用于调节机械手2拾取方向的旋转调节组件、用于机械手2角度调节的活动组件和用于机械手2调节抓取范围的伸缩组件，y向移动组件设置于冷库1的顶部，x向移动组件设置于y向移动组件的顶部，并且x向移动组件的移动方向垂直于y向移动组件的移动方向，旋转调节组件设置于x向移动组件的顶部，活动组件设置于旋转调节组件的底部，伸缩组件设置于活动组件上，机械手2设置于伸缩组件的伸缩端，冷库1的一端还设有用于装卸货物的大门，机械手2上还设有用于观测冷库1内装卸货物情况的多孔摄像头3。操作人员通过机械手2对冷冻货物进行上货时，首先，机械手2对货物进行抓取，机械手2抓取货物时，机械手2通过y向移动组件和x向移动组件进行方位移动，机械手2随之能够带动货物移动，接着，机械手2还能够通过旋转调节组件进行方向的调节，活动组件对机械手2进行抓取角度的调节，有的货物在远处不便抓取时，机械手2随之通过伸缩组件进行抓取范围的调节，机械手2上的多孔摄像头3在抓取货物时还能够观察冷库1内的情况，以便于机械手2对货物准确的抓取，最终，机械手2抓取货物于冷库1内。
32.y向移动组件包括两个第一滑台4，两个第一滑台4均呈水平状态固定设置于冷库1的顶部两侧，每个第一滑台4上还均滑动设有两个第一滑块5，每两个相应的第一滑块5之间均留有空隙，每个第一滑台4的顶部沿着相应第一滑台4的长度方向还分别设有一个第一螺杆6和一个第一导向杆7，第一螺杆6通过一个第一驱动电机8驱动，并且每个第一滑块5还分别滑动套设于相应的第一螺杆6和第一导向杆7上，每两个相应的第一滑块5之间还均通过一个连板9固定连接，x向移动组件设置于四个第一滑块5的顶部。操作人员通过机械手2对冷冻货物进行上货时，首先，机械手2对货物进行抓取，机械手2抓取货物时，机械手2通过y向移动组件和x向移动组件进行方位移动，y向移动组件驱动时，第一驱动电机8驱动第一螺杆6转动，由于x向移动组件安装于四个第一滑块5上，因此，四个第一滑块5在相应的第一滑台4上移动带动x向移动组件做y向移动。
33.x向移动组件包括两个第二滑台10，每个第一滑块5的顶部均设有一个安装部，每个第二滑台10均垂直于每个第一滑台4固定设置于两个对称的第一滑块5的安装部内，每个第二滑台10上还均滑动设有一个第二滑块11，每个第二滑台10上还分别沿着相应第二滑台10的长度方向设有一个第二螺杆12和一个第二导向杆13，第二螺杆12还通过一个第二驱动
电机14驱动，并且每个第二滑块11还均滑动套设于相应的第二螺杆12和第二导向杆13上，两个第二滑块11之间还固定设有一个用于安装旋转调节组件的安装板15。当x向移动组件驱动时，第二驱动电机14驱动第二螺杆12转动，由于安装板15固定设置于两个第二滑块11上，两个第二滑块11在相应的第二滑台10上的移动随之带动安装板15做x向的移动，又由于旋转调节组件安装于安装板15上，因此，旋转调节组件也随之移动。
34.旋转调节组件包括一个主动齿轮16、一个内圈齿轮17和两个从动齿轮18，主动齿轮16、内圈齿轮17和两个从动齿轮18均设置于一个圆架体19上，圆架体19固定设置于安装板15的顶部，圆架体19的中部和安装板15上还均设有一个用于两个从动齿轮18驱动的圆口20，内圈齿轮17呈水平状态固定设置于圆架体19的内侧壁上，主动齿轮16与内圈齿轮17之间共轴线，两个从动齿轮18均沿着主动齿轮16的圆周方向均匀分布，主动齿轮16还通过一个旋转电机21驱动。当旋转调节组件驱动机械手2做方向调节时，旋转电机21驱动主动齿轮16转动，由于两个从动齿轮18分别与主动齿轮16和内圈齿轮17之间相互啮合，因此，两个从动齿轮18随之沿着主动齿轮16的圆周方向转动。
35.圆架体19的顶部设有一个防护壳22，旋转电机21呈竖直状态通过一个机架23固定设置于防护壳22的顶部，旋转电机21的输出端穿过防护壳22向下伸出，并且主动齿轮16还固定套设于旋转电机21的输出端上，主动齿轮16的直径大于两个从动齿轮18的直径，并且两个从动齿轮18的轮齿均与主动齿轮16和内圈齿轮17的轮齿之间相互啮合，两个从动齿轮18还均套设于一个转轴上，两个转轴的上下端还分别套设有一个用于稳定两个从动齿轮18转动的第一稳定板24和第二稳定板25，活动组件还设置于第二稳定板25的底部。当两个从动齿轮18转动时，第一稳定板24和第二稳定板25便于两个从动齿轮18转动的稳定性，主动齿轮16的直径大于两个从动齿轮18的直径为了增大传动比，由于活动组件安装于第二稳定板25的底部，因此，第二稳定板25的转动随之带动活动组件转动。
36.圆架体19的底部设有用于第二稳定板25转动的弧形槽26，活动组件包括一个上臂27和一个下臂28，上臂27的一端设置于第二稳定板25上，下臂28的一端设置于上臂27的自由端上，伸缩组件设置于下臂28内，第二稳定板25的底部设有一个第一铰接座29，第一铰接座29内呈水平状态固定设有一个第一双头电机30，第一双头电机30的输出端分别穿过第一铰接座29的两侧向外伸出，第一双头电机30的两个输出端上固定设有一个第一转动架31，第一转动架31的向外侧还设有一个固定件，并且上臂27的一端还固定设置于固定件内。当第二稳定板25转动时，第二稳定板25在弧形槽26内转动，保证第二稳定板25转动的稳定性，活动组件调节机械手2的抓取角度时，第一双头电机30驱动第一转动架31转动，由于上臂27安装于第一转动架31上，因此，上臂27随之能够通过第一双头电机30的驱动进行摆动。
37.上臂27靠近自由端的两侧和第二稳定板25的底部两侧均设有一个第一铰接部32，上臂27和第二稳定板25的相应两个第一铰接部32之间还均铰接设有一个用于稳定上臂27的第一电动气杆33，上臂27的自由端设有一个第二铰接座34，下臂28的一端能够转动的铰接于上臂27的第二铰接座34内，上臂27的顶部和下臂28的顶部还均设有一个第二铰接部35，并且两个第二铰接部35之间还铰接设有一个用于带动下臂28进行调节摆动的第二电动气杆36，下臂28的自由端向内开设有一个伸缩口，伸缩组件设置于伸缩口内。当上臂27摆动时，两个第一电动气杆33对上臂27起到了稳定支撑的作用，下臂28进一步调节机械手2的抓取角度时，第二电动气杆36随之推动下臂28，由于第二电动气杆36的两端分别与下臂28和
上臂27之间铰接，因此，下臂28随之能够通过第二电动气杆36的推动进行摆动。
38.伸缩组件包括一个伸缩臂37，伸缩臂37能够活动的设置于伸缩口内，下臂28的两侧沿着下臂28的长度方向还分别设有一个第三螺杆38和一个第三导向杆39，伸缩臂37的面向伸缩口内的一端两侧还均设有一个套接环滑动套设于相应的第三螺杆38和第三导向杆39上，第三螺杆38还通过一个第三驱动电机40驱动，下臂28的两侧还均沿着下臂28的长度方向设有便于相应套接环移动的条形口，机械手2设置于伸缩臂37的向外端上。当机械手2通过伸缩组件进行抓取范围调节时，第三驱动电机40随之驱动第三螺杆38转动，由于伸缩臂37活动于伸缩口内，并且伸缩臂37的两端分别通过一个套接环套设于第三螺杆38和第三导向杆39上，因此，伸缩臂37随之能够在伸缩口内移动，机械手2也随之调节了对货物的抓取范围。
39.伸缩臂37的向外端设有一个第三铰接座41，第三铰接座41内呈水平状态固定设有一个第二双头电机42，第二双头电机42的两个输出轴均穿过第三铰接座41的两侧向外伸出，第二双头电机42的两个输出端上还固定套设有一个第二转动架43，第二转动架43的外侧中心还设有一个机盒44，机盒44内设有一个开合电机45，机械手2由一个安装槽、一个螺纹柱46和两个驱动齿轮47组成，安装槽固定于机盒44上，螺纹柱46套设于开合电机45的输出轴上，两个驱动齿轮47均对称且啮合的设置于螺纹柱46的两侧。当机械手2进一步调整抓取角度时，第二双头电机42驱动第二转动架43在第三铰接座41上转动，由于机械手2安装于第二转动架43上，因此，机械手2随之能够进一步得到角度调节，机械手2抓取货物时，开合电机45驱动螺纹柱46转动，螺纹柱46的转动随之驱动两个驱动齿轮47转动。
40.多孔摄像头3固定设置于安装槽的外侧，螺纹柱46的两侧还对称设有一组双连杆机构，每组双连杆机构均由两个连接杆48组成，每两个连接杆48分别与相应的驱动齿轮47配合，并且每组双连杆机构的旁侧还分别设有一个连接块49，每组双连杆机构与相应连接块49的自由端均通过一个活动座50连接，每个活动座50的底部还分别设有一个用于抓取货物的夹爪51。当两个驱动齿轮47转动时，由于每组双连杆机构分别与相应的驱动齿轮47配合，因此，每组双连杆机构随之能够进行张开闭合，当每组双连杆机构向内闭合时，每个连接块49也随之通过相应活动座50的配合进行同步转动，每个活动座50上的夹爪51随之闭合将冷冻品进行抓取，最终，机械手2通过x向移动组件、y向移动组件、旋转调节组件、活动组件和伸缩组件对冷冻品能够进行多方位准确的抓取上货。
41.本发明的工作原理：
42.本设备/装置/方法通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：
43.步骤一、操作人员通过机械手2对冷冻货物进行上货时，首先，机械手2对货物进行抓取，机械手2抓取货物时，机械手2通过y向移动组件和x向移动组件进行方位移动，y向移动组件驱动时，第一驱动电机8驱动第一螺杆6转动，由于x向移动组件安装于四个第一滑块5上，因此，四个第一滑块5在相应的第一滑台4上移动带动x向移动组件做y向移动，x向移动组件驱动时，第二驱动电机14驱动第二螺杆12转动，由于安装板15固定设置于两个第二滑块11上，两个第二滑块11在相应的第二滑台10上的移动随之带动安装板15做x向的移动，又由于旋转调节组件安装于安装板15上，因此，旋转调节组件也随之移动。
44.步骤二、当旋转调节组件驱动机械手2做方向调节时，旋转电机21驱动主动齿轮16
转动，由于两个从动齿轮18分别与主动齿轮16和内圈齿轮17之间相互啮合，因此，两个从动齿轮18随之沿着主动齿轮16的圆周方向转动，第一稳定板24和第二稳定板25便于两个从动齿轮18转动的稳定性，主动齿轮16的直径大于两个从动齿轮18的直径为了增大传动比，由于活动组件安装于第二稳定板25的底部，因此，第二稳定板25的转动随之带动活动组件转动，第二稳定板25转动时，第二稳定板25在弧形槽26内转动，保证第二稳定板25转动的稳定性。
45.步骤三、当活动组件调节机械手2的抓取角度时，第一双头电机30驱动第一转动架31转动，由于上臂27安装于第一转动架31上，因此，上臂27随之能够通过第一双头电机30的驱动进行摆动，上臂27摆动时，两个第一电动气杆33对上臂27起到了稳定支撑的作用，下臂28进一步调节机械手2的抓取角度时，第二电动气杆36随之推动下臂28，由于第二电动气杆36的两端分别与下臂28和上臂27之间铰接，因此，下臂28随之能够通过第二电动气杆36的推动进行摆动。
46.步骤四、当机械手2通过伸缩组件进行抓取范围调节时，第三驱动电机40随之驱动第三螺杆38转动，由于伸缩臂37活动于伸缩口内，并且伸缩臂37的两端分别通过一个套接环套设于第三螺杆38和第三导向杆39上，因此，伸缩臂37随之能够在伸缩口内移动，机械手2也随之调节了对货物的抓取范围，机械手2进一步调整抓取角度时，第二双头电机42驱动第二转动架43在第三铰接座41上转动，由于机械手2安装于第二转动架43上，因此，机械手2随之能够进一步得到角度调节。
47.步骤五、当机械手2抓取货物时，开合电机45驱动螺纹柱46转动，螺纹柱46的转动随之驱动两个驱动齿轮47转动，由于每组双连杆机构分别与相应的驱动齿轮47配合，因此，每组双连杆机构随之能够进行张开闭合，当每组双连杆机构向内闭合时，每个连接块49也随之通过相应活动座50的配合进行同步转动，每个活动座50上的夹爪51随之闭合将冷冻品进行抓取，最终，机械手2通过x向移动组件、y向移动组件、旋转调节组件、活动组件和伸缩组件对冷冻品能够进行多方位准确的抓取上货。
48.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。