一种货物搬运车及其搬运方法

1.本发明涉及起重运输技术领域，特别是涉及一种货物搬运车及其搬运方法。


背景技术：

2.随着物流行业的迅速发展，各地所需运输的货物量在不断增加，因此在各地均设有搬运点，当一批货物到达搬运点时，需要对货物进行分区，分区时需要利用人工将货物从卸货点搬运至相对应的货架上，但是每个人的搬运能力有限，每次只能搬运较少量的货物，面对大批量的货物，不仅仅需要更多的搬运人员，而且搬运时会消耗大量的劳动力和时间，费时费力。
3.利用机械搬运货物时一般会选用叉车，例如申请号为“201110371191.9”，名称为“新型叉车”的发明专利公开了一种叉车，但是在利用叉车搬运货物时，需要在货物底部放置叉车实木托盘，增加搬运成本，另外，由于实木托盘的存在不能直接将货物放置在货架上，叉车一般将实木托盘与货物放置在靠近货架的地面上，然后仍需要人工将货物摆放在货架的隔板上，如果不使用实木托盘的话，需要人工将货物转移到叉车上，再由叉车转移至货架处，再由人工将货物摆放至货架上，需要大量劳动力，而且在货架处的人工摆放时，存在摆放间距不可控，导致货架上的货物杂乱不堪，为后续寻找相应的货物时造成不便。
4.申请号为“201610276506.4”，名称为“搬运机械手”的发明专利公开了一种智能化搬运车，其利用机械手将货物移动到移动平板上，再利用机械手将移动平板上的货物放置在指定位置，虽然减少了对人工的需求，但是由于机械手是由人通过操控端控制的，在将货物放置在货架上时，依旧存在摆放间距不可控，导致货架上的货物杂乱不堪，为后续寻找相应的货物时造成不便的问题。
5.因此人们亟需一种在提高自动化的基础上，放置货物的间距可调，提高货架上货物摆放的均匀性的货物搬运车。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种货物搬运车及其搬运方法，以解决上述现有技术存在的问题，设置抓取机构自动将货物放置在承托盘上，再由行走机构控制车身框架带动承托盘运动至货架处，提高货物搬运的自动化程度，而且可以通过驱动电机控制若干个承托盘之间的间距，为放置货物提供一定的距离参照，有效提高货架上货物摆放的均匀性。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种货物搬运车，包括呈矩形的车身框架、用于承托货物的承托机构以及用于将货物抓取放置在所述承托机构上的抓取机构，所述车身框架底部设置有用于带动所述车身框架运动的行走机构，所述承托机构包括承托杆、若干个承托盘、用于驱动所述承托盘运动以调整相邻所述承托盘间距的驱动电机，所述承托杆设置在所述车身框架与行驶方向朝向相同的内壁面上，若干个所述承托盘均滑动设置在所述承托杆上，所述驱动电机与所述承托盘传动连接，所述抓取机构包括进行三轴运动的移动平台以及具有张合功能的夹具，所述移动平台可移动的设置在所述车
身框架的内腔中，所述夹具设置在所述移动平台上。
8.优选的，所述承托杆上设置有滑动槽，所述承托杆的中部锁紧有一个所述承托盘，所述承托杆的两侧分别设置有至少一个所述承托盘，两侧的所述承托盘通过滑动杆滑动设置在所述滑动槽内，且所述滑动杆远离所述滑动槽内底面的一端设置有第一齿条，所述承托杆上对应所述第一齿条的位置设置有所述驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接。
9.优选的，所述抓取机构包括用于带动所述移动平台进行三轴运动的三轴运动单元和所述夹具，所述三轴运动单元设置在所述车身框架的顶部，所述三轴运动单元包括横向移动结构、纵向移动结构以及竖向移动结构，所述横向移动结构包括两个横向传动带、两个横向滑动轴以及两个横向移动台，两个所述横向传动带平行设置且位于同一水平面上，两个所述横向传动带同步转动，两个所述横向传动带的上方均设置有所述横向滑动轴，所述横向移动台一端开设与所述横向滑动轴相匹配的通孔并滑动设置在所述横向滑动轴上，另一端固定在所述横向传动带上，所述纵向移动结构包括纵向传动带、若干个纵向滑动轴以及纵向移动台，若干个所述纵向滑动轴设置在两个所述横向滑动轴之间并跟随所述横向滑动轴运动，且若干个所述纵向滑动轴位于同一水平面上，所述纵向传动带设置在所述横向移动台一侧，所述纵向移动台滑动设置在所述纵向移动轴上，且所述纵向移动台与所述纵向传动带固定连接，所述竖向移动结构包括u型导向杆、提升电机、线轮、提升线以及竖向移动台，所述竖向移动台设置在所述纵向移动台下方，所述纵向移动台上设置有供所述u型导向杆的两个侧杆相匹配的通孔，所述u型导向杆的开口端穿过所述通孔与所述竖向移动台固定连接，所述u型导向杆未开口端位于所述纵向移动台上方，所述提升电机设置在所述纵向移动台上，且其输出端连接有所述线轮，所述线轮通过所述提升线与所述竖向移动台连接，所述竖向移动台为所述移动平台，所述夹具设置在所述竖向移动台的下表面。
10.优选的，所述竖向移动台上设置有用于带动所述夹具旋转的旋转电机。
11.优选的，所述夹具包括用于控制所述夹具张合度的控制电机、安装板、第二齿轮、第二齿条、第一夹臂以及第二夹臂，所述安装板通过连接件与所述旋转电机连接，所述控制电机设置在所述安装板上表面的中部，且所述控制电机的输出轴穿过所述安装板与所述第二齿轮连接，所述第一夹臂以及所述第二夹臂均滑动连接在所述安装板上，所述第二齿轮的两侧均啮合连接有所述第二齿条，一个所述第二齿条与所述第一夹臂固定连接，另一个所述第二齿条与所述第二夹臂固定连接，且两个所述第二齿条远离所述第二齿轮的一侧均设置有防止所述第二齿轮与所述第二齿条啮合失效的限位轴承。
12.优选的，所述车身框架的前端为用于容纳货架进入的所述车身框架内的门形结构。
13.优选的，所述货物搬运车还包括用于将所述承托盘上货物自动放置在货架上的升降机构，所述升降机构包括双出轴电机、两个竖向设置的环形同步带、同步轮以及同步轮支撑体，所述双出轴电机固定在所述车身框架与行驶方向朝向相同的内壁面的顶部，所述同步轮支撑体设置在所述车身框架与行驶方向朝向相同的内壁面的底部且与所述双出轴电机对应设置，所述同步轮支撑体两端均设置支撑轴，所述双出轴电机的两侧输出端以及所述同步轮支撑体的两侧的所述支撑轴处均设置有所述同步轮，所述双出轴电机以及所述同步轮支撑体同侧的两个所述同步轮与所述环形同步带连接，所述承托杆固定设置在两个所
述环形转动带上，所述承托盘为u型结构，且所述u型结构的开口方向与行驶方向相同，所述u型结构的开口面积大于货物底部面积，小于货物顶部面积。
14.优选的，所述车身框架与行驶方向朝向相同的内壁面上还设置有若干条竖向导轨，所述竖向导轨上设置有导轨槽，所述承托杆上设置有滑块，所述滑块滑动设置在所述导轨槽内。
15.优选的，所述环形同步带从上到下依次设置有若干个所述承托杆，相邻所述承托杆的间距与货架上相邻隔板的间距相同。
16.本发明还提供一种货物搬运车的搬运方法，包括以下步骤：
17.s1：起运阶段，利用横向移动结构和纵向移动结构控制夹具移动到待转移货物的正上方，通过旋转电机控制夹具的角度，使其第一夹臂和第二夹臂对应待转移货物的两侧端，先控制控制电机转动使第一夹臂和第二夹臂的间距增大至大于待转移货物的长度，再控制竖向移动结构使夹具下方至第一夹臂与第二夹臂的下端对应待转移货物，然后控制控制电机反转使第一夹臂与第二夹臂的间距减小直至夹稳待转移货物，最后控制横向移动结构、纵向移动结构以及竖向移动机构将被夹具夹持的待转移货物放置在承托盘上，此时待转移货物的底部伸出承托盘的底面；
18.s2：搬运阶段，驱动行走机构运动，将货物转移至指定地点；
19.s3：放置阶段，通过对驱动电机的控制，通过调节承托盘的位置，调节各个承托盘的间距，控制各个承托盘插入货架的隔层之间，控制升降机构使承托杆下移，承托杆下移过程中，货物的底部先与货架的隔板接触，接触后受隔板的支撑不再移动，承托杆继续下移一段距离，解除对货物的承托作用，最后控制行走机构向后运动，承托盘与货物分离，行走机构带动车身框架前往待转移货物放置区进行下一次搬运。
20.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.1、本发明中通过移动平台控制夹具到达货物的卸货位置，利用夹具的张合功能将货物夹取，并通过对移动平台的控制即可实现将货物自动放置在承托盘上，然后由行走机构控制车身框架带动承托盘运动至货架处即可完成将货物搬运至货架处的阶段，提高货物搬运的自动化程度，而且可以通过对驱动电机的控制，调整相邻承托盘间距，为放置货物提供一定的距离参照，工作人员在将承托盘上货物放置在货架上时，可根据该距离参照进行放置，有效提高货架上货物摆放的均匀性，使后续寻找相应的货物时更为便捷。
22.2、本发明中竖向移动台上设置有用于带动夹具旋转的旋转电机，可通过对旋转电机的控制，控制夹具的旋转角度，能够实现以不同角度去夹取货物，无需将卸下的货物摆正后再夹取，节省劳动力。
23.3、本发明中设置若干个承托杆，且相邻承托杆的间距与货架上相邻隔板的间距相同，增加了一次可搬运货物的量，提高搬运效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明货物搬运车的结构示意图；
26.图2为本发明承托机构处的结构放大图；
27.图3为本发明抓取机构的结构示意图；
28.图4为本发明夹具的结构示意图；
29.图5为本发明升降机构的结构示意图；
30.其中，1、车身框架；2、承托机构；3、抓取机构；4、行走机构；5、升降机构；6、承托杆；7、承托盘；8、驱动电机；9、夹具；10、滑动槽；11、滑动杆；12、第一齿条；13、第一齿轮；14、导柱；15、横向移动结构；16、纵向移动结构；17、竖向移动结构；18、横向传动带；19、横向滑动轴；20、横向移动台；21、同步轴；22、纵向传动带；23、纵向滑动轴；24、纵向移动台；25、u型导向杆；26、提升电机；27、线轮；28、提升线；29、竖向移动台；30、传动电机；31、旋转电机；32、控制电机；33、安装板；34、第二齿轮；35、第二齿条；36、第一夹臂；37、第二夹臂；38、限位轴承；39、双出轴电机；40、环形同步带；41、同步轮；42、同步轮支撑体；43、竖向导轨；44、导轨槽。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种货物搬运车及其搬运方法，以解决现有技术存在的问题，设置抓取机构自动将货物放置在承托盘上，再由行走机构控制车身框架带动承托盘运动至货架处，提高货物搬运的自动化程度，而且可以通过驱动电机控制若干个承托盘之间的间距，为放置货物提供一定的距离参照，有效提高货架上货物摆放的均匀性。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.请参考如图1～5所示，提供一种货物搬运车，包括车身框架1、承托机构2以及用抓取机构3，车身框架1呈矩形设置，承托机构2用于承托货物，抓取机构3用于将货物抓取放置在承托机构2上，车身框架1底部设置有行走机构4，行走机构4带动车身框架1运动，具体的，车身框架1的底部四角处均设置行走机构4，行走机构4可选用麦克纳姆轮，用于驱动麦克纳姆轮运动的电机固定设置在车身框架1上，承托机构2包括承托杆6、若干个承托盘7以及驱动电机8，驱动电机8用于驱动承托盘7运动以调整相邻承托盘7间距，承托杆6设置在车身框架1与行驶方向朝向相同的内壁面上，若干个承托盘7均滑动设置在承托杆6上，驱动电机8与承托盘7传动连接，抓取机构3包括进行三轴运动的移动平台以及具有张合功能的夹具9，移动平台可移动的设置在车身框架1的内腔中，夹具9设置在移动平台上，驱动电机8、行走机构4、移动平台的运动以及夹具9均受控制系统控制，控制系统可以是远程操控设备，例如电子平板，也可以是驾驶室内的交互操控平台，当采用驾驶室内交互操作平台进行操作时，车身框架1背向行驶方向的一端与驾驶室连接，驾驶室的底部设置行走轮，人工操作远程操控设备或交互操作平台控制移动平台控制夹具9到达货物的卸货位置，利用夹具9的张合功能将货物夹取，并通过对移动平台的控制即可实现将货物自动放置在承托盘7上，然后由行
走机构4控制车身框架1带动承托盘7运动至货架处即可完成将货物搬运至货架处的阶段，提高货物搬运的自动化程度，而且可以通过对驱动电机8的控制，调整相邻承托盘7间距，为放置货物提供一定的距离参照，工作人员在将承托盘7上货物放置在货架上时，可根据该距离参照进行放置，有效提高货架上货物摆放的均匀性，使后续寻找相应的货物时更为便捷。
35.承托杆6上与行驶方向朝向相同的端面上设置有滑动槽10，承托杆6的中部锁紧有一个承托盘7，锁紧的方式可为通过螺栓将滑动的承托盘7锁紧在承托杆6上，承托杆6的两侧分别设置有至少一个承托盘7，两侧的承托盘7通过滑动杆11滑动设置在滑动槽10内，驱动电机8控制承托盘7运动的具体结构为：滑动杆11远离滑动槽10内底面的一端设置有第一齿条12，承托杆6上对应第一齿条12的位置设置有驱动电机8，驱动电机8的输出端连接有第一齿轮13，第一齿轮13与第一齿条12啮合连接，通过控制驱动电机8转动，带动第一齿轮13转动，进而带动第一齿条12横向运动。
36.为了提高承托盘7运动的稳定性，滑动槽10的上下两内壁面上均设置有与滑动槽10轴向平行的截面为半圆形的导柱14，滑动杆11的上下两端面上设置有与导柱14相匹配的截面为半圆形的槽体。
37.抓取机构3包括用于带动移动平台进行三轴运动的三轴运动单元和夹具9，三轴运动单元设置在车身框架1的顶部，三轴运动单元包括横向移动结构15、纵向移动结构16以及竖向移动结构17，横向移动结构15包括两个横向传动带18、两个横向滑动轴19以及两个横向移动台20，两个横向传动带18平行设置且位于同一水平面上，两个横向传动带18同步转动，同步转动的方式为两个横向传动带18相对应的传动轮之间连接有同步轴21，两个横向传动带18的上方均设置有横向滑动轴19，横向传动带18与横向滑动轴19与车身框架1的连接关系为：车身框架1的顶部四角向上延伸形成连接柱，前方两个连接柱以及后方两个连接柱之间固定设置有横向滑动轴19，前方两个连接柱的前端面转动设置一个横向传动带18的传动轮，后方两个连接柱的后端面转动设置另一横向传动带18的传动轮，横向移动台20一端开设与横向滑动轴19相匹配的通孔并滑动设置在横向滑动轴19上，另一端固定在横向传动带18上，固定的方式为在横向移动台20上设置两个可通过螺纹连接锁紧的钢板，钢板上的螺纹孔对应横向传动带18的两侧设置，这样通过拧紧螺栓即可实现两个钢板对横向传动带18的夹紧，纵向移动结构16包括纵向传动带22、若干个纵向滑动轴23以及纵向移动台24，若干个纵向滑动轴23设置在两个横向滑动轴19之间并跟随横向滑动轴19运动，且若干个纵向滑动轴23位于同一水平面上，纵向传动带22设置在横向移动台20一侧，纵向移动台24滑动设置在纵向移动轴上，滑动的方式为：纵向移动台24上开设与纵向移动轴相匹配的通孔，纵向移动轴穿设在该通孔内，且纵向移动台24与纵向传动带22固定连接，固定连接方式可参考上述横向移动台20与横向传动带18的连接方式，竖向移动结构17包括u型导向杆25、提升电机26、线轮27、提升线28以及竖向移动台29，竖向移动台29设置在纵向移动台24下方，纵向移动台24上设置有供u型导向杆25的两个侧杆相匹配的通孔，u型导向杆25的开口端穿过通孔与竖向移动台29固定连接，u型导向杆25未开口端位于纵向移动台24上方，提升电机26设置在纵向移动台24上，具体的可位于纵向移动台24的上表面，减少对下方空间的占用，且提升电机26的输出端连接有线轮27，线轮27通过提升线28与竖向移动台29连接，竖向移动台29为移动平台，夹具9设置在竖向移动台29的下表面，通过控制提升电机26实现对线轮27转动的控制，进而实现收放提升线28，带动竖向移动台29上下运动。
38.横向传动带18以及纵向传动带22的运动分别由传动电机30提供，传动电机30与提升电机26均与远程操控设备或交互操作平台电连接。
39.竖向移动台29上设置有用于带动夹具9旋转的旋转电机31，可通过对旋转电机31的控制，控制夹具9的旋转角度，能够实现以不同角度去夹取货物，无需将卸下的货物摆正后再夹取，节省劳动力。
40.为了实现对提升线28以及u型导向杆25的避让，旋转电机31设置在提升线28以及u型导向杆25的一侧，并通过传动齿轮带动夹具9进行转动。
41.旋转电机31与远程操控设备或交互操作平台电连接。
42.夹具9包括用于控制夹具9张合度的控制电机32、安装板33、第二齿轮34、第二齿条35、第一夹臂36以及第二夹臂37，安装板33通过连接件与旋转电机31齿轮传动连接，控制电机32设置在安装板33上表面的中部，且控制电机32的输出轴穿过安装板33与第二齿轮34连接，第一夹臂36以及第二夹臂37均滑动连接在安装板33上，第二齿轮34的两侧均啮合连接有第二齿条35，一个第二齿条35与第一夹臂36固定连接，另一个第二齿条35与第二夹臂37固定连接，且两个第二齿条35远离第二齿轮34的一侧均设置有防止第二齿轮34与第二齿条35啮合失效的限位轴承38。
43.控制电机32与远程操控设备或交互操作平台电连接。
44.第一夹臂36与第二夹臂37的底部设置有朝向货物的弯折部，形成钩状结构，提高对货物的夹持效果。
45.为了实现搬运至货架处时，各个承托盘7靠近货架上的隔板，设置车身框架1的前端为用于容纳货架进入的车身框架1内的门形结构。
46.为了实现放置货物的自动化，货物搬运车还包括用于将承托盘7上货物自动放置在货架上的升降机构5，升降机构5包括双出轴电机39、两个竖向设置的环形同步带40、同步轮41以及同步轮支撑体42，双出轴电机39固定在车身框架1与行驶方向朝向相同的内壁面的顶部，同步轮支撑体42设置在车身框架1与行驶方向朝向相同的内壁面的底部且与双出轴电机39对应设置，同步轮支撑体42两端均设置支撑轴，双出轴电机39的两侧输出端以及同步轮支撑体42的两侧的支撑轴处均设置有同步轮41，双出轴电机39以及同步轮支撑体42同侧的两个同步轮41与环形同步带40连接，承托杆6固定设置在两个环形转动带上，设置方式可参考上述横向移动台20与横向传动带18的连接方式，另外为了保证货物能够自动放置且承托盘7能够便捷抽出，设置承托盘7为u型结构，且u型结构的开口方向与行驶方向相同，u型结构的开口面积大于货物底部面积，小于货物顶部面积，货物放置在u型结构上时，货物的底部向下伸出u型结构一部分。
47.环形同步带40、横向传动带18、纵向传动带22的内壁面设置齿结构，而其同步轮41、传动轮则设置为齿轮结构。
48.双出轴电机39与远程操控设备或交互操作平台电连接。
49.u型结构的两侧的截面为矩形或l型，u型结构的设置应保证夹具9将货物放置在u型结构上后，其两个夹臂向外扩张的过程中，u型结构自身不会阻挡夹臂的运动。
50.在车身框架1与行驶方向朝向相同的内壁面上还设置有若干条竖向导轨43，竖向导轨43上设置有导轨槽44，承托杆6上设置有滑块，滑块滑动设置在导轨槽44内，滑块可选用t型滑块或燕尾形滑块，提高连接稳定性。
51.由于货架上具有若干层隔板，因此环形同步带40从上到下依次设置有若干个承托杆6，承托杆6数量与货架上隔板的数量相同，相邻承托杆6的间距与货架上相邻隔板的间距相同，增加了一次可搬运货物的量，提高搬运效率。
52.本发明还提供一种货物搬运车的搬运方法，包括以下步骤：
53.s1：起运阶段，利用横向移动结构15和纵向移动结构16控制夹具9移动到待转移货物的正上方，通过旋转电机31控制夹具9的角度，使其第一夹臂36和第二夹臂37对应待转移货物的两侧端，先控制控制电机32转动使第一夹臂36和第二夹臂37的间距增大至大于待转移货物的长度，再控制竖向移动结构17使夹具9下方至第一夹臂36与第二夹臂37的下端对应待转移货物，然后控制控制电机32反转使第一夹臂36与第二夹臂37的间距减小直至夹稳待转移货物，最后控制横向移动结构15、纵向移动结构16以及竖向移动机构将被夹具9夹持的待转移货物放置在承托盘7上，此时待转移货物的底部伸出承托盘7的底面；
54.s2：搬运阶段，驱动行走机构4运动，将货物转移至指定地点；
55.s3：放置阶段，通过对驱动电机8的控制，通过调节承托盘7的位置，调节各个承托盘7的间距(承托盘7间距调整也可在承托盘7放置货物之前或刚放置货物时进行调整)，然后通过驱动行走机构4控制各个承托盘7插入货架的隔层之间，控制升降机构5使承托杆6下移，承托杆6下移过程中，货物的底部先与货架的隔板接触，接触后受隔板的支撑不再移动，承托杆6继续下移一段距离，解除对货物的承托作用，最后控制行走机构4向后运动，承托盘7与货物分离，行走机构4带动车身框架1前往待转移货物放置区进行下一次搬运。
56.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
57.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。