一种堆卸垛设备的制作方法

1.本发明涉及装卸工程机械技术领域，尤其涉及一种堆卸垛设备。


背景技术：

2.在现代社会的物流运输货物中，采用纤维袋包装的物料是物料包装的主要方式之一。常见的这类包装货物有水泥、化肥、粮食、水果、小型电器、邮件、医药用品、其它生活用品等。由于这类包装物料形状不规则，大部分终端装卸工作必须由人工完成。随着社会的发展和先进生产工具不断涌现，人们越来越不愿意从事人工装卸这种重体力工作，而且这种重体力工作的薪酬水涨船高，而随着社会物质生活的日益丰富，物流量每年都在大幅增长，产生了装卸工人供不应求的现象，甚至到了有价无人的尴尬局面。物流装卸行业需要自动化装卸设备，特别是袋包装货物的机械化装卸设备没有的成熟技术设备，更没有未取得全面的技术突破和大规模实际使用。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种堆卸垛设备。
5.本技术提供如下技术方案：
6.一种堆卸垛设备，包括：
7.机动小车；
8.活动臂架机构，所述活动臂架机构连接于所述机动小车；
9.机械手，所述机械手连接于所述活动臂架机构，所述机械手包括夹钳、抱夹和驱动机构，所述夹钳和所述抱夹间隔设置，所述驱动机构分别与所述抱夹和所述夹钳传动连接，驱动所述抱夹和所述夹钳分别执行夹持或释放动作。
10.可选的，所述机械手包括主梁和伸缩梁，所述伸缩梁可滑动地连接于所述主梁；
11.所述驱动机构包括抱夹油缸；
12.所述夹钳设置于所述主梁上背离所述伸缩梁的一端；
13.所述抱夹包括第一夹件和第二夹件，所述第一夹件和所述第二夹件均铰接于所述伸缩梁，所述第一夹件具有第一齿轮，所述第二夹件具有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合，所述抱夹油缸一端连接于所述主梁，另一端连接于所述第一夹件。
14.可选的，所述驱动机构包括夹钳油缸，所述夹钳包括支架和两个钳抓，所述支架连接于所述主梁；
15.两个所述钳抓均可转动地连接于所述支架上，两个所述钳抓中一者设置第三齿轮，另一者设置有第四齿轮，所述第三齿轮和所述第四齿轮相啮合；
16.所述夹钳油缸与任一所述钳抓传动连接，驱动所述钳抓旋转。
17.可选的，所述主梁上设置多个真空吸附装置。
18.可选的，所述机动小车包括车架、后支撑腿、后驱动轮、前驱动轮、皮带输送机、滑
移架、前支撑腿以及变幅油缸；
19.所述后支撑腿可活动地连接于车架，所述后驱动轮连接于所述后支撑腿；
20.所述滑移架可滑动地连接于所述车架；
21.所述皮带输送机一端铰接于所述滑移架；
22.所述变幅油缸一端铰接于所述滑移架，另一端铰接于所述皮带输送机；
23.所述前支撑腿连接于所述皮带输送机远离所述滑移架的一侧；
24.所述机动小车具有第一越障工况和第二越障工况，在所述第一越障工况下，所述变幅油缸伸长，驱动所述皮带输送机倾斜，提升所述前支撑腿；在所述第二越障工况下，所述后支撑腿伸出所述车架并垂直于所述车架，提升所述车架。
25.可选的，所述机动小车具有支腿伸缩油缸，所述后支撑腿一端连接所述前驱动轮，另一端铰接于所述支腿伸缩油缸，所述后支腿靠近所述后支撑腿的一端设置有从动齿轮，所述车架上设置主动齿轮；
26.在所述第二越障工况下，所述后支撑腿处于伸出状态，所述主动齿轮和所述从动齿轮相啮合，所述主动齿轮驱动所述从动齿轮旋转带动所述后支撑腿旋转至垂直于所述车架。
27.可选的，所述后支撑腿上设置后轮摆动油缸，所述后轮摆动油缸的伸缩端铰接于所述后驱动轮，以驱动所述后驱动轮旋转。
28.可选的，堆卸垛设备还包括连杆，所述连杆一端铰接于所述滑移架，所述连杆的另一端铰接于所述前支撑腿，所述前支撑腿铰接于所述皮带输送机，所述连杆和所述皮带输送机相平行；
29.所述连杆、所述皮带输送机、部分所述滑移架和部分所述前支撑腿形成了平行四连杆机构。
30.可选的，所述活动臂架机构包括臂架举升机构、一级回转机构、一级伸缩臂架、二级回转机构、二级伸缩臂架、三级回转机构和机械手举升机构；
31.所述臂架举升机构连接于所述车架，所述一级回转机构连接于所述臂架举升机构，所述一级伸缩臂架连接于所述一级回转机构，所述二级回转机构连接于所述一级伸缩臂架，所述二级伸缩臂架连接于所述二级回转机构，所述三级回转机构连接于所述二级伸缩臂架，所述机械手举升机构连接于所述三级回转机构，所述机械手连接于所述机械手举升机构。
32.可选的，所述一级伸缩臂架包括主臂架、主臂油缸和主臂俯仰油缸；
33.所述主臂架包括基本臂和伸缩臂架，所述基本臂铰接于所述一级回转机构上，所述伸缩臂架一端可滑动地连接于所述基本臂，另一端铰接于所述二级回转机构上；
34.所述主臂油缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒铰接于所述一级回转机构上，所述活塞杆铰接于所述二级回转机构上；
35.所述主臂俯仰油缸一端铰接于所述一级回转机构，另一端铰接于所述基本臂上。
36.所述主臂架和所述主臂油缸相平行，所述主臂架、所述主臂油缸、部分所述一级回转机构、部分所述二级回转机构形成了平行四连杆机构。
37.通过采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：
38.本技术的堆卸垛设备的机械手可以方便袋状货物的装卸，机械手两端的夹钳和抱
夹分别夹持袋状货物的两侧，能够平稳有效的夹持固定袋状货物，节省了人力，提高了工作效率。
39.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
40.附图作为本技术的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
41.图1示出本技术实施例提供的堆卸垛设备的结构示意图；
42.图2示出图1中a部放大图；
43.图3示出本技术实施例提供的堆卸垛设备处于第一越障工况的示意图；
44.图4示出本技术实施例提供的堆卸垛设备处于第二越障工况的示意图；
45.图5示出本技术实施例提供的堆卸垛设备的伸缩臂架处于伸长状态的示意图；
46.图6示出本技术实施例提供的堆卸垛设备的一种俯视图；
47.图7示出本技术实施例提供的堆卸垛设备的另一状态的俯视图。
48.图中，1、机动小车；11、车架；111、主动齿轮；112、辅助轮；12、后支撑腿；13、后驱动轮；14、前驱动轮；15、皮带输送机；16、滑移架；17、前支撑腿；18、变幅油缸；19、连杆；2、活动臂架机构；21臂架举升机构；22、一级回转机构；23、一级伸缩臂架；231、主臂架；232、主臂油缸；233、主臂俯仰油缸；24、二级回转机构；25、二级伸缩臂架；26、三级回转机构；27、机械手举升机构；271、第一燕尾型导轨；272、机械手安装座；3、机械手；31、主梁；32、伸缩梁；33、抱夹油缸；34、夹钳；341、钳抓；35、抱夹；351、第一夹件；352、第二夹件；36、夹钳油缸；37、真空吸附装置；4、激光扫描装置；5、货运平台；6、叉车托盘。
49.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
50.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.参见图1至图7所示，本技术实施例提供一种堆卸垛设备，包括：机动小车1、活动臂
架机构2和机械手3。活动臂架机构2连接于所述机动小车1，活动臂架机构2能绕机动小车1旋转调节角度。机械手3连接于所述活动臂架机构2，用于抓取货物。活动臂架机构2能够带动机械手3在空间内转移位置，实现货物的转运。参见图2所示，机械手包括夹钳34、抱夹35和驱动机构，所述夹钳34和所述抱夹35间隔设置，所述驱动机构分别与所述抱夹35和所述夹钳34传动连接，驱动所述抱夹35和所述夹钳34分别执行夹持或释放动作。本技术的堆卸垛设备的机械手可以方便货物的装卸，尤其是袋装货物的装卸。机械手的夹钳34先夹持袋装货物的一端，在纵向方向上将其拖拽出一定距离，然后抱夹35再夹持袋装货物的另一端，这样能有效的夹持和固定袋装货物，节省了人力，提高了工作效率。
54.在一种可能的实施方案中，所述机械手包括主梁31和伸缩梁32，所述伸缩梁32可滑动地连接于所述主梁31。所述驱动机构包括抱夹油缸33。所述夹钳34设置于所述主梁31上背离所述伸缩梁32的一端。抱夹35包括第一夹件351和第二夹件352，所述第一夹件351和所述第二夹件352均铰接于所述伸缩梁32，所述第一夹件351具有第一齿轮，所述第二夹件352具有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合，所述抱夹油缸33一端连接于所述主梁31，另一端连接于所述第一夹件351。
55.该实施方案中，第一夹件351和第二夹件352支架之间形成夹持空间，当抱夹油缸33伸长时，能够带动伸缩梁32沿主梁31滑动，同时还能驱动第一夹件351转动，第一夹件351转动通过第一齿轮带动第二齿轮旋转，使得第二夹件352向第一夹件351靠拢，缩小夹持空间。
56.在一种可能的实施方案中，所述驱动机构包括夹钳油缸36，所述夹钳34包括支架和两个钳抓341，所述支架连接于所述主梁31。两个所述钳抓341均可转动地连接于所述支架上，两个所述钳抓341中一者设置第三齿轮，另一者设置有第四齿轮，所述第三齿轮和所述第四齿轮相啮合。两个钳抓341之间形成抓取空间，所述夹钳油缸36与任一所述钳抓341传动连接，驱动该钳抓341旋转，该钳抓341旋转时，因为第三齿轮和第四齿轮相啮合，则自然带动另一钳抓341旋转，两个钳抓341相向靠近，缩小抓取空间。
57.参见图2所示，在一种可能的实施方案中，所述主梁31上设置多个真空吸附装置37。真空吸附装置37可以方便吸附货物，该真空吸附装置37适合对形状规则的货物的抓取，例如可以吸附于箱体表面，抓取箱体。本技术的堆卸垛设备可针对不同包装货物，分别选用机械夹持或者真空吸附两种不同的抓取物料工艺。
58.在进行袋装货物装卸的时候，近端夹钳34装置根据齿轮旋转方向的不同，实现货物的装夹。然后远端的抱夹35在伸缩油缸的作用下，可以抱住物料的下方，同时真空吸附装置37作用，可以吸附在货物上面。
59.本发明堆卸垛设备所设计的机械手，具有较小的尺寸高度，能够纵向进入箱顶和物料上部空间较小的作业环境内作业。另外，可针对不同包装货物，分别选用机械夹持或者真空吸附两种不同的抓取物料工艺。
60.车架11上可以设置激光扫描装置4，激光扫描装置4对堆垛进行三维扫描和位置坐标测量，并根据扫描获得的堆垛物料堆放坐标参数，对堆垛自动进行装卸作业。
61.参见图1所示，在一种可能的实施方案中，所述机动小车1包括车架11、后支撑腿12、后驱动轮13、前驱动轮14、皮带输送机15、滑移架16、前支撑腿17以及变幅油缸18。所述后支撑腿12可活动地连接于车架11，所述后驱动轮13连接于所述后支撑腿12。所述滑移架
16可滑动地连接于所述车架11。所述皮带输送机15一端铰接于所述滑移架16。所述变幅油缸18一端铰接于所述滑移架16，另一端铰接于所述皮带输送机15。所述前支撑腿17连接于所述皮带输送机15远离所述滑移架16的一侧。所述机动小车1具有第一越障工况和第二越障工况，参见图3所示，在所述第一越障工况下，所述变幅油缸18伸长，驱动所述皮带输送机15倾斜，提升所述前支撑腿17，使得前支撑腿17可以支撑于货运平台上。前支撑腿17上设置支撑轮，参见图4所示，在所述第二越障工况下，所述后支撑腿12伸出所述车架11并垂直于所述车架11，提升所述车架11。使得车架11处于水平状态，此时整个车架11位于货运平台的顶部。车架11上还设置有辅助轮112，继续控制前驱动轮14和后驱动轮13运行，使得辅助轮112能够支撑于货运平台5上。此时，可控制后支撑腿12离开地面复位，收纳于车架11内侧。如此，完成了越障任务。方便后续对货物执行堆卸垛任务。可通过皮带输送机15的变幅油缸18与后支撑腿12进行联动，实现堆卸垛设备的整体提升，使堆卸垛设备能够越坎进入火车箱内部进行装卸作业。
62.滑移架16安装在车架11的内部，在滑移油缸的作用下沿车架11移动，实现皮带输送机15前后移动。在进行越障作业时，变幅油缸18伸出，使皮带输送机15倾斜一定角度，配合后支撑腿12的倾斜，可以实现整车的抬升。当堆卸垛设备的前驱动轮14接触障碍时，辅助轮112放下，滑移架16向车架11后方移动，皮带输送机15被放平，整个小车向前移动。当辅助轮112接触到货运平台时，后支撑腿12恢复至水平状态并缩回至车架11的内部。
63.在一种可能的实施方案中，所述机动小车1具有支腿伸缩油缸，所述后支撑腿12可滑动地连接于所述车架11内，后支撑腿12一端铰接于所述支腿伸缩油缸，后支撑腿12靠近后驱动轮13的一侧设置从动轮，所述车架11上设置主动齿轮111。在所述第二越障工况下，所述后支撑腿12处于伸出状态，所述主动齿轮111和所述从动齿轮相啮合，所述主动齿轮111驱动所述从动齿轮旋转带动所述后支撑腿12旋转至垂直于所述车架11。所述后支撑腿12上设置后轮摆动油缸，所述后轮摆动油缸的伸缩端铰接于所述后驱动轮13的轮架，以驱动所述后驱动轮13旋转，在后支撑腿12向下旋转的同时，后驱动轮13也进行相应的旋转使其始终保持在水平状态。
64.参见图1和图3所示，在一种可能的实施方案中，堆卸垛设备还包括连杆19，所述连杆19一端铰接于所述滑移架16，所述连杆19的另一端铰接于所述前支撑腿17，所述前支撑腿17铰接于所述皮带输送机15，连杆19和所述皮带输送机15相平行。所述连杆19、所述皮带输送机15、部分所述滑移架16和部分所述前支撑腿形成了平行四连杆机构。皮带输送机15在向上抬升的过程中，通过四连杆的作用，前支撑腿能始终保持竖直状态，方便支撑于货运平台上。
65.参见图1和图3所示，在一种可能的实施方案中，所述活动臂架机构2包括臂架举升机构21、一级回转机构22、一级伸缩臂架23、二级回转机构24、二级伸缩臂架25、三级回转机构26和机械手举升机构27。所述臂架举升机构21连接于所述车架11，所述一级回转机构22连接于所述臂架举升机构21，所述一级伸缩臂架23连接于所述一级回转机构22，所述二级回转机构24连接于所述一级伸缩臂架23，所述二级伸缩臂架25连接于所述二级回转机构，所述三级回转机构26连接于所述二级伸缩臂架25，所述机械手举升机构27连接于所述三级回转机构26，所述机械手连接于所述机械手举升机构27。
66.举升机构由外圆筒、内圆筒、丝杆机构、转台组成，外圆筒固接在车架11上，内部装
有铜套与内圆筒相连接，内圆筒上方固接有转台，转台与一级回转机构22用螺栓进行连接。丝杆机构安装在外圆筒和内圆筒之间，伺服电机或其他电机能够驱动丝杆旋转，实现其举升功能。或者使用其他能够进行直线运动的机构，来实现其举升的功能即可。
67.一级伸缩臂架23包括主臂架231、主臂油缸232和主臂俯仰油缸233。所述主臂架231包括基本臂和伸缩臂架，所述基本臂铰接于所述一级回转机构上，所述伸缩臂架一端可滑动地连接于所述基本臂，另一端铰接于所述二级回转机构上。所述主臂油缸232包括缸筒和活塞杆，所述缸筒铰接于所述一级回转机构上，所述活塞杆铰接于所述二级回转机构上。所述主臂俯仰油缸233一端铰接于所述一级回转机构，另一端铰接于所述基本臂上。所述主臂架231和所述主臂油缸232相平行，所述主臂架231、所述主臂油缸232、部分所述一级回转机构、部分所述二级回转机构形成了平行四连杆机构，可以使二级伸缩臂架始终保持水平状态。一级回转结构包括第一回转马达、第一回转支撑和第一回转支撑座，第一回转支承用螺栓固定连接内圆筒，第一回转支撑座可转动地连接于第一回转支撑，第一回转支撑上设置第一齿环，第一回转支撑座上设置第一回转马达，第一回转马达的驱动齿和该第一齿环相啮合，第一回转支撑座与一级伸缩臂架23的主臂架231铰接在一起，主臂架231可以绕该铰点进行旋转。主臂油缸232分别与第一回转支撑座、第一主臂架231铰接，主臂油缸232使主臂架231绕其旋转铰点进行旋转。当然，一级回转机构22也可以采用其他结构，只要能实现一级回转机构旋转时，能带动一级伸缩臂架23整体旋转即可。
68.二级回转机构24由第二回转马达、第二回转支承和第二回转支座组成。第二回转支撑座与主臂架231和主臂油缸232端部相铰接，第二回转马达安装在第二回转支撑座的下方，第二回转支承将第二回转支撑座和二级伸缩臂架25连接起来，第二回转马达输出齿轮与第二回转支承外齿面相啮合，第二回转马达驱动第二回转支承旋转，从而带动二级伸缩臂架25实现
±
120
°
旋转。
69.第三回转机构包括第三回转马达、第三回转支承和第三回转支座组成。第三回转支承固定连接二级伸缩臂架25的头部和第三回支撑座，第三回转马达安装在第三回转支撑座的底部，第三回转马达输出齿与第三回转支承内齿面啮合，回转马达驱动回转支承旋转，实现机械手举升机构27的360
°
旋转。
70.机械手举升机构27由第一燕尾型导轨271和机械手举升油缸等部分组成，机械手举升油缸一端安装在油缸支座底部，另一端安装在第一燕尾型导轨271顶部。第三回转支座一侧设置有第二燕尾型导轨，机械手举升机构27的燕尾型导轨与回转支座上面的第二燕尾型导轨相耦合。在机械手举升油缸的作用下第一燕尾型导轨271在第三回转支座上上下移动。
71.机械手举升机构27还包括机械手安装座272、丝杆、电机等部分组成。丝杆嵌套在机械手安装座272内，丝杆两端安装在第一燕尾型导轨271的上下两端。在电机的驱动下，丝杆旋转带动机械手安装座272在第一燕尾型导轨271上面带动机械手上下移动。机械手的主梁31连接于机械手安装座272上。
72.通过臂架举升机构21、一级回转机构22、一级伸缩臂架23、二级回转机构24、二级伸缩臂架25、三级回转机构26和机械手举升机构27等运动，可获得机器手在全空间域的五维运动功能。
73.本技术的堆卸垛设备具有对运送包装货物的车辆、集装箱、火车厢等进行自动或
半自动装卸，并能与前后端其它装卸输送设备进行敏捷联动的终端装卸机器设备。
74.本发明通过各回转机构的设置，实现设备沿敞棚货车的纵向平行方向移动并对货物进行堆拆垛装卸作业，能够将货物放置或抓取于皮带输送机15上，并通过皮带输送机15的变幅油缸18,使皮带输送机15呈水平或倾斜状态，从而进行货物高位或低位输送。
75.该堆卸垛设备可通过叉车将托盘6放置于皮带输送机15上，可分别进行车辆对叉车托盘6之间的包装物料的装卸和堆拆垛作业。
76.该堆卸垛设备可调节活动臂架机构2降低至集装箱或火车厢门高度以下，然后利用回转机构对伸缩臂架和机械手进行调整，从而进入集装箱或者火车车厢内进行包装物料的装卸作业。
77.本技术中，前驱动轮14和后驱动轮13均可自由旋转，通过控制前驱动轮14和后驱动轮13的角度，可以得堆卸垛设备具有纵横、原地转向等多种转向和机动行走功能，并可与输送机牵引连接进行联动装卸作业。
78.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。