CN115676693A - 一种罐体自动搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种罐体自动搬运装置，包括微机控制系统、与微机控制系统通信连接的旋转机构以及搬运机构。旋转机构包括下层转盘、中层转盘、减速器、步进电机。步进电机、减速器均安装于下层转盘，减速器连接步进电机与中层转盘。搬运机构包括直线移动组件、插取组件；直线移动组件包括伺服减速电机、丝杠、推板；伺服减速电机安装于中层转盘，推板安装有丝杠螺母；丝杠的一端与伺服减速电机连接，另一端依次穿过丝杠螺母。插取组件包括两个插臂件、电动推杆；两个插臂件平行地安装于推板，电动推杆的一端安装在丝杠螺母上，另一端与两个插臂件连接。本发明的罐体自动搬运装置能够实现高效灵活插取以及搬运罐体工作。

Description

一种罐体自动搬运装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种罐体搬运装置。

背景技术

目前，仓储机器人均亦叉车类型的居多，大部分的搬运机器人都是半自动的，需要人工远程地进行操控。

此外，现有的仓储搬运设备在插取货物时，车体要跟随着向前移动；当搬运完货物时，如果想要进行转向，就要求整个车体都需要同时实现转向。因此，这种传统的仓储搬运设备在狭小的空间内使用时不够灵活方便。

发明内容

本发明提供一种能在狭小空间和复杂路径的环境下自由升举、搬运、原地旋转，并且能够灵活的实现前进、后退、转弯等动作；实现高效灵活插取以及搬运罐体工作的罐体自动搬运装置。

本发明采用的技术方案为：一种罐体自动搬运装置，包括：微机控制系统、旋转机构以及搬运机构；所述旋转机构包括下层转盘、中层转盘、减速器以及步进电机；所述步进电机以及所述减速器分别安装在所述下层转盘的下表面以及上表面，所述步进电机与所述微机控制系统通信连接；所述减速器的输出轴与所述中层转盘机械连接，输入轴与所述步进电机的输出轴机械连接；

所述搬运机构包括直线移动组件以及插取组件；所述直线移动组件包括伺服减速电机、丝杠、推板；所述伺服减速电机安装于所述中层转盘的上表面，所述伺服减速电机与所述微机控制系统通信连接；所述中层转盘的上表面安装有固定板，所述推板上安装有丝杠螺母；所述丝杠的一端与所述伺服减速电机机械连接，另一端依次穿过所述固定板以及所述推板，从所述丝杠螺母穿出；

所述插取组件包括两个插臂件、电动推杆以及电推杆脚架；每一个所述插臂件包括一条下插臂以及一条上插臂；两条所述下插臂的一端均安装在所述推板上，所述丝杠螺母位于两条所述下插臂之间；每一条所述上插臂位于每一条所述下插臂的上方，且每一条所述上插臂通过多条转动连杆与每一条所述下插臂连接；所述电推杆脚架连接在两条所述上插臂之间；所述电动推杆的一端安装在所述丝杠螺母上，另一端安装于所述电推杆脚架，且所述电动推杆与所述微机控制系统通信连接。

进一步地，所述下层转盘上间隔地安装有多条支撑柱，每一条所述支撑柱的顶部均安装有第一万向轮，多个所述第一万向轮与所述中层转盘的下表面接触。

进一步地，所述下层转盘的下表面安装有两个电机轮以及一个第二万向轮，两个所述电机轮与所述第二万向轮呈三角形分布，且所述第二万向轮位于两个所述电机轮的后方，两个所述电机轮均与所述微机控制系统通信连接。

进一步地，每个所述电机轮的外侧均安装有红外避障传感器，两个所述红外避障传感器均与所述微机控制系统通信连接。

进一步地，两个所述红外避障传感器均安装有发射管、接收管；且两个所述红外避障传感器均连接至一比较器电路，所述比较器电路连接至一电位器旋钮以及警报器；所述比较器电路连接有指示灯，且所述比较器电路、所述警报器均与所述微机控制系统通信连接。

进一步地，所述上插臂的最大抬升距离为20mm，当所述上插臂的抬升高度最大时，所述转动连杆垂直地连接于所述上插臂和所述下插臂之间。

进一步地，每一条所述上插臂的长度小于每一条所述下插臂的长度，且每一条所述上插臂远离所述推板的一端均设有导引斜面。

进一步地，所述固定板上间隔安装有两条导杆，两条所述导杆均穿出推板，两条所述下插臂位于两条所述导杆之间，并与两条所述导杆平行设置。

进一步地，每一条所述下插臂的底部均安装有多个第三万向轮，多个所述第三万向轮与所述中层转盘的上表面滚动摩擦。

进一步地，所述微机控制系统包括电控盒以及安装于所述电控盒内的单片机、驱动器、阅读器、编码器；所述电控盒安装在所述下层转盘和所述中层转盘之间，所述单片机采用RFID识别。

相较于现有技术，本发明的罐体自动搬运装置通过设置旋转机构以及插取机构与微机控制系统通信连接，从而使得搬运装置可在复杂路径、多站点可靠循迹的环境中运行，并且在狭小的空间内也可以实现自由升举、搬运、原地旋转，能够灵活的实现前进、后退、转弯等动作，实现高效灵活插取以及搬运罐体的工作。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明罐体自动搬运装置的立体图；

图2：本发明罐体自动搬运装置的主视图；

图3：本发明罐体自动搬运装置的侧视图；

图4：本发明旋转机构的立体图；

图5：本发明旋转机构的部分立体图；

图6：本发明搬运机构的立体图；

图7：本发明搬运机构的部分立体图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1和图2所示，本发明的罐体自动搬运装置包括微机控制系统、旋转机构以及搬运机构；其中，微机控制系统以及搬运机构均安装于旋转机构，且旋转机构以及搬运机构均与微机控制系统通信连接。

如图3至图5所示，旋转机构包括下层转盘1、中层转盘2、减速器3以及步进电机4；其中，步进电机4以及减速器3均通过螺栓以及螺母分别安装在下层转盘1的下表面以及上表面；且减速器3的输出轴与中层转盘2机械连接，输入轴与步进电机4的输出轴机械连接；使得减速器3位于下层转盘1与中层转盘2之间。

进一步，下层转盘1上还间隔地安装有多条支撑柱6，每一条支撑柱6的顶部均安装有第一万向轮7，多个第一万向轮7与中层转盘2的下表面接触。当步进电机4驱动减速器3带动中层转盘2旋转时，多个第一万向轮7与中层转盘2的下表面形成滚动摩擦；同时，多条支撑柱6起到中层转盘2的作用，使得中层转盘2能够保持平稳旋转。

此外，下层转盘1的下表面安装有两个电机轮8以及一个第二万向轮9，其中，两个电机轮8与第二万向轮9轮呈“三角形”分布，且第二万向轮9位于两个电机轮8的后方，两个电机轮8均与微机控制系统通信连接。具体为：每个电机轮8采用6寸低速大扭矩无刷轮毂电机，轮毂和驱动电机合并为一体(即将电机放在轮毂里，让电机能直接驱动车轮，带动旋转机构行走)。该轮毂电机适用于超压，超负载，各种恶劣使用环境，负载电流可达30A。

进一步，每个电机轮8的外侧均安装有红外避障传感器10，两个红外避障传感器10均与微机控制系统通信连接。此外，两个红外避障传感器10均安装有发射管、接收管；且两个红外避障传感器10均连接至一比较器电路，比较器电路连接至一电位器旋钮以及警报器；其中，比较器电路连接有指示灯，比较器电路、警报器均与微机控制系统通信连接。

在搬运装置行进的过程中，通过两个红外避障传感器10检测四周障碍物，通过相应的发射管发射出频率的红外线，当检测方向遇到障碍物(反射面)时，红外线反射回来被相应的接收管接收；经过比较器电路处理之后，指示灯会亮起，同时经过比较器电路输出数字信号至电位器旋钮，通过电位器旋钮调节检测距离；

当障碍物离搬运装置的距离小于设定的距离时，警报器会发出警报，由微机控制系统控制搬运装置停止前进，从而有效避免搬运装置与障碍物相撞。

如图1、图6和图7所示，搬运机构包括直线移动组件以及插取组件；其中，直线移动组件安装于中层转盘2的上表面，插取组件安装于直线移动组件。

具体为：直线移动组件包括伺服减速电机11、丝杠12、推板13；其中，伺服减速电机11通过螺栓和螺母配合安装于中层转盘2的上表面上，且伺服减速电机11的输出轴连接有联轴器14。中层转盘2的上表面上安装有固定板15，推板13上安装有丝杠螺母151；丝杠12的一端与联轴器14连接，另一端依次穿过固定板15以及推板13，从丝杠螺母151穿出。进一步，丝杠12位于中层转盘2的半径线上，且丝杠12远离联轴器14的一端安装有第一挡块16，用以限制丝杠12的行程。

固定板15上间隔安装有两条导杆17，且两条导杆17均穿出推板13，丝杠12位于两条导杆17之间；两条导杆17起到导向的作用，使得推板13在直线伸缩时不会产生横向的位移。此外，两条导杆17远离固定板15的一端均安装有第二挡块18，用以限制推板13的行程。通过伺服减速电机11驱动丝杠12旋转，由于丝杠螺母151与丝杠12的作用，带动推板13沿丝杠12直线移动。

插取组件包括两个插臂件、电动推杆19以及电推杆脚架20；其中，每一个插臂件包括一条下插臂21以及一条上插臂22；两条下插臂21的一端均安装在推板13上，位于两条导杆17之间，并与两条导杆17平行设置，丝杠螺母151位于两条下插臂21之间。每一条下插臂21的底部均安装有多个第三万向轮23，多个第三万向轮23与中层转盘2的上表面滚动摩擦，以利于推板13推动两条下插臂21在中层转盘2上直线移动。本实施例中，每一条下插臂21的底部安装有四个第三万向轮23，可以理解的，其他实施例中，也可以仅安装两个以上或者五个以上的第三万向轮23，并不以此为限。

每一条上插臂22位于每一条下插臂21的上方，且每一条上插臂22通过多条转动连杆24与每一条下插臂21连接；具体为：每一条转动连杆24的两端均通过转动轴承25分别与上插臂22和下插臂21连接。电推杆脚架20连接在两条上插臂22之间；电动推杆19与微机控制系统通信连接，且电动推杆19的一端安装在丝杠螺母151上，另一端安装于电推杆脚架20。当插取组件处于初始位置时，电动推杆19与每一条转动连杆24均处于空间垂直状态。

通过电动推杆19的伸缩，推动电推杆脚架20拉动每块上插臂22在多条转动连杆24的作用下升起或下降，以离开或贴近相应的下插臂21。其中，上插臂22的最大抬升距离为20mm，当上插臂22的抬升高度最大时，转动连杆24垂直地连接于上插臂22和下插臂21之间。

除此外，每一条上插臂22的长度小于每一条下插臂21的长度，且每一条上插臂22远离推板13的一端均设有导引斜面，以便于将罐体插至两条上插臂22。

微机控制系统包括电控盒5以及安装于电控盒5内的单片机、驱动器、阅读器、编码器；其中，电控盒5安装在下层转盘1和中层转盘2之间。单片机采用RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)识别，阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。当标签进入阅读器后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在单片机中的产品信息，阅读器读取信息并由编码器解码后，送至单片机进行有关数据处理；从而使得搬运装置可运行于复杂路径、多站点可靠循迹的环境中。

本发明的罐体自动搬运装置的工作过程如下：

工作时，先由两个电机轮8带动整台搬运装置运到到指定的位置(储罐处)，此时，步进电机4工作，通过减速器3的减速作用带动中层转盘2缓慢转动一定角度，当两个插臂件刚好与储罐位置平行时，步进电机4停止转动；

此时，伺服减速电机11工作，通过联轴器14带动丝杠12转动，丝杠12通过与丝杠螺母151啮合，使得插臂件伸出一定距离插入罐体下方，然后后伺服减速电机11停止工作，准备把罐体抬离地面；

此时，电动推杆19开始工作，通过电动推杆19的抬升，使的两条上插臂22向上运动20mm，将罐体抬离地面；此时，电推杆保持伸出状态，伺服减速电机11反转，丝杠12反向转动，从而带动两个插臂件缩回，当罐体完全进入中层转盘2的上方时，伺服减速电机11停止工作；

两个电机轮8开始工作，带动整台搬运装置回到指定位置，此时，步进电机4开始工作，通过减速器3的减速作用带动中层转盘2转动一定角度，将罐体调整到能够放下的合适位置，当位置调整好后，步进电机4停止工作，电推杆缩回，使的每一条上插臂22下降至每一条下插臂21上，罐体放在地上；然后伺服减速电机11工作，带动插臂件及推板13回到初始位置，此时，伺服减速电机11停止工作，步进电机4开始工作，带动中层转盘2转动，回到初始角度然后停止，从而完成罐体的插取和搬运的工作。

综上，本发明的罐体自动搬运装置具有以下优点：

1、通过设置旋转机构以及插取机构与微机控制系统通信连接，从而使得搬运装置可在复杂路径、多站点可靠循迹的环境中运行，并且在狭小的空间内也可以实现自由升举、搬运、原地旋转，能够灵活的实现前进、后退、转弯等动作，实现高效灵活插取以及搬运罐体的工作。

2、通过在每个电机轮8的外侧安装红外避障传感器10，且两个红外避障传感器10均连接至一比较器电路，比较器电路连接至一电位器旋钮以及警报器，比较器电路连接有指示灯；在搬运装置行进的过程中，当检测方向遇到障碍物时，红外避障传感器10发送出信号经过比较器电路处理之后，指示灯会亮起，同时经过比较器电路输出数字信号至电位器旋钮，通过电位器旋钮调节检测距离；当障碍物离搬运装置的距离小于设定的距离时，警报器会发出警报，由微机控制系统控制搬运装置停止前进，从而有效避免搬运装置与障碍物相撞。

3、通过在下层转盘1上间隔地安装多条支撑柱6，每一条支撑柱6的顶部均安装有第一万向轮7，多个第一万向轮7与中层转盘2的下表面接触；当步进电机4驱动减速器3带动中层转盘2旋转时，多个第一万向轮7与中层转盘2的下表面形成滚动摩擦；同时，多条支撑柱6起到中层转盘2的作用，使得中层转盘2能够保持平稳旋转。

4、通过在固定板15上间隔安装两条导杆17，丝杠12位于两条导杆17之间；两条导杆17起到导向的作用，使得推板13在直线伸缩时不会产生横向的位移。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种罐体自动搬运装置，其特征在于，包括：微机控制系统、旋转机构以及搬运机构；所述旋转机构包括下层转盘、中层转盘、减速器以及步进电机；所述步进电机以及所述减速器分别安装在所述下层转盘的下表面以及上表面，所述步进电机与所述微机控制系统通信连接；所述减速器的输出轴与所述中层转盘机械连接，输入轴与所述步进电机的输出轴机械连接；

所述搬运机构包括直线移动组件以及插取组件；所述直线移动组件包括伺服减速电机、丝杠、推板；所述伺服减速电机安装于所述中层转盘的上表面，所述伺服减速电机与所述微机控制系统通信连接；所述中层转盘的上表面安装有固定板，所述推板上安装有丝杠螺母；所述丝杠的一端与所述伺服减速电机机械连接，另一端依次穿过所述固定板以及所述推板，从所述丝杠螺母穿出；

所述插取组件包括两个插臂件、电动推杆以及电推杆脚架；每一个所述插臂件包括一条下插臂以及一条上插臂；两条所述下插臂的一端均安装在所述推板上，所述丝杠螺母位于两条所述下插臂之间；每一条所述上插臂位于每一条所述下插臂的上方，且每一条所述上插臂通过多条转动连杆与每一条所述下插臂连接；所述电推杆脚架连接在两条所述上插臂之间；所述电动推杆的一端安装在所述丝杠螺母上，另一端安装于所述电推杆脚架，且所述电动推杆与所述微机控制系统通信连接。

2.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：所述下层转盘上间隔地安装有多条支撑柱，每一条所述支撑柱的顶部均安装有第一万向轮，多个所述第一万向轮与所述中层转盘的下表面接触。

3.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：所述下层转盘的下表面安装有两个电机轮以及一个第二万向轮，两个所述电机轮与所述第二万向轮呈三角形分布，且所述第二万向轮位于两个所述电机轮的后方，两个所述电机轮均与所述微机控制系统通信连接。

4.如权利要求3所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：每个所述电机轮的外侧均安装有红外避障传感器，两个所述红外避障传感器均与所述微机控制系统通信连接。

5.如权利要求4所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：两个所述红外避障传感器均安装有发射管、接收管；且两个所述红外避障传感器均连接至一比较器电路，所述比较器电路连接至一电位器旋钮以及警报器；所述比较器电路连接有指示灯，且所述比较器电路、所述警报器均与所述微机控制系统通信连接。

6.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：所述上插臂的最大抬升距离为20mm，当所述上插臂的抬升高度最大时，所述转动连杆垂直地连接于所述上插臂和所述下插臂之间。

7.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：每一条所述上插臂的长度小于每一条所述下插臂的长度，且每一条所述上插臂远离所述推板的一端均设有导引斜面。

8.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：所述固定板上间隔安装有两条导杆，两条所述导杆均穿出推板，两条所述下插臂位于两条所述导杆之间，并与两条所述导杆平行设置。

9.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：每一条所述下插臂的底部均安装有多个第三万向轮，多个所述第三万向轮与所述中层转盘的上表面滚动摩擦。

10.如权利要求1所述的罐体自动搬运装置，其特征在于：所述微机控制系统包括电控盒以及安装于所述电控盒内的单片机、驱动器、阅读器、编码器；所述电控盒安装在所述下层转盘和所述中层转盘之间，所述单片机采用RFID识别。

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