一种全自动搬运起重机的制作方法

1.本实用新型属于搬运起重机技术领域，具体地说，涉及一种全自动搬运起重机。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，物流行业的发展愈发迅速，在国民购买力持续上升的情况下，物流行业中的货物搬运朝着自动化、智能化方向发展，各种智能控制算法等先进技术广泛应用于货物的搬运，搬运包括有效抓取和快速运输。提升搬运效率有利于加快物流速度，提升物流行业的服务水平。
3.现有起重机大多完成的是转运工作，以港口起重机为例，将岸桥将集装箱由货轮转运至集装箱卡车上。其中，可移动门式起重机能够完成货物的局部转移，但起重机的灵活性不高，只能完成固定直线轨道上的运行，无法在另一垂直方向上移动，而能够进行移动的轮式起重机大多机构上采取单臂伸缩摆动结构，大型重型货物抓取时效率低。
4.而目前的抓取技术主要应用于起重机和搬运机器人。对于起重机，抓取作业仍主要针对于集装箱，而采用钢丝绳卷扬实现的升降在面对复杂工作环境时对工作人员的技术要求极高，对于搬运机器人，抓取技术已经较为成熟且多样，但此种类机器人大多不需要移动，只能完成其操作空间内的搬运。
5.有鉴于此特提出本实用新型。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种全自动搬运起重机，为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
7.一种全自动搬运起重机，包括框架机构、行走机构、三轴机构及吊具，所述吊具通过吊具连接法兰连接在三轴机构上，所述行走机构设置在框架机构的下方。
8.所述框架机构由长梁ⅰ、长梁ⅱ、短梁ⅰ、短梁ⅱ、竖梁ⅰ、竖梁ⅱ、竖梁ⅲ和竖梁ⅳ通过连接件连接组合而成，各个长梁ⅰ、长梁ⅱ、短梁ⅰ、短梁ⅱ、竖梁ⅰ、竖梁ⅱ、竖梁ⅲ和竖梁ⅳ之间设置有用于加强结构的辅助横梁ⅰ、辅助横梁ⅱ，通过框架连接件a、框架连接件b、框架连接件c、框架连接件d、框架连接件e、框架连接件f、框架连接件g、框架连接件h、框架连接件j对各个结构梁间的位置关系进行约束。
9.所述三轴机构由小车组件、x方向运动组件、y方向运动组件、z向运动组件组成；
10.所述小车组件由小车下支撑板、小车滑块限位轴、小车滑块横向支撑轴、起升轴导向方管、小车滑块b、导向方管固定亚克力块、小车上板、小车滑块a组成，所述小车上板与小车下支撑板形成箱型结构，内部嵌入由导向方管固定亚克力块固定的三根起升轴导向方管，所述小车上板下安装小车滑块a，所述小车下支撑板下安装两个小车滑块b，三个所述小车滑块内部装有小车滑块限位轴以及小车滑块横向支撑轴，保证小车组件能够在小车轨道横梁上运动；
11.所述x方向运动组件由同步带、框架上同步带轮座a、x方向短轴、滑动块、限位轴
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、双输出轴电机座、双输出轴电机、联轴器、框架上同步带轮座b、小垫板、限位轴ⅰ、滑块承重轴、张紧板、横梁垫板组成，所述张紧板分别与所述框架上同步带轮座a、框架上同步带轮座b成对安装在框架横梁上，所述双输出轴电机经联轴器、x方向短轴将动力输出给同步带，所述滑动块上由于安装有支撑架，使用横梁垫板、小垫板尽量保证同步带的水平，所述滑动块内部的限位轴ⅱ、限位轴ⅰ限制滑动块的运动空间，滑动块及滑块承重轴承担整个机械臂机构的重量；
12.y方向运动组件由横梁厚垫板、横梁盖板、支撑架b、偏心电机、y电机座、同步带轮、横梁同步带、y电机同步带轮座、安装板、小车轨道横梁、支撑架a、横梁垫块组成，所述支撑架b与y电机座安装在安装板上，所述支撑架a、支撑架b通横梁垫块与螺栓安装最高的小车轨道横梁，通过横梁厚垫板、横梁盖板将横梁同步带小车下支撑板固定，形成同步带的闭环，所述支撑架a上安装同步带轮，且具备张紧功能，所述另一同步带轮安装在y电机同步带轮座上，动力来自于安装在y电机座上的偏心电机，小车模块在小车轨道横梁上运动；
13.z方向运动组件由起升电机、起升电机座、三轴上连接件、起升轴、起升滑轮、机械臂端部连接件b、旋转机构圆盘、轴承、起升轴下承重板、机械臂端部连接件a、机械臂端部连接件c、舵机及起升轴舵机座组成，所述安装在起升电机座上的起升电机将动力通过起升滑轮绕卷钢丝绳，所述钢丝绳另一端绕设在起升轴下承重板上，使用三根起升轴，穿过小车模块上的起升轴导向方管，下端通过机械臂端部连接件a、机械臂端部连接件b、机械臂端部连接件c与起升轴下承重板固定，上端与三轴上连接件固定，所述轴承装在旋转机构圆盘与起升轴下承重板之间，所述舵机装在由起升轴固定的起升轴舵机座上。
14.所述行走机构示由舵机、轮轴、联轴器、偏心电机座、偏心电机、驱动轮座、车轮、阶梯输出轴、承重连接板、连接夹板、带座轴承、行走机构舵机座、舵机输出轴连接法兰组成，所述轮轴穿过车轮，通过联轴器与安装在偏心电机座上的偏心电机相连，所述承重连接板与连接夹板通过螺栓连接将支撑腿夹住，所述承重连接板上部安装行走机构舵机座、舵机，所述承重连接板下部折弯处上下各安装一个带座轴承，中间穿过阶梯输出轴，所述阶梯输出轴上方通过舵机输出轴连接法兰与舵机相连，所述阶梯输出轴下方的螺纹部分穿过驱动轮座并通过螺母将轮座加紧。
15.所述竖梁ⅳ上设置有框架机构行走的从动机构，所述从动机构由万向轮子、万向轮座、万向轮轴、万向轮回转底座、万向轮转动上座、方管连接件组成，所述方管连接件固定在竖梁ⅳ的底部一端，所述万向轮转动上座固定在方管连接件上，所述万向轮回转底座固定在万向轮转动上座的下方，所述万向轮座固定在万向轮回转底座上，所述万向轮轴转动连接在万向轮回转底座上，所述万向轮子固定在万向轮轴的侧壁上。
16.所述框架机构上设置有控制器，所述控制器与舵机、偏心电机及起升电机之间电性连接。
17.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
18.1、本实用新型主要结构包括机械臂机构及吊具、可旋转行走机构，所有机构中均设有驱动装置，保证起重机地灵活性、高效性，其中的机械臂机构是基于笛卡尔坐标系的线性移动机构，轨迹空间易求解，便于实现自动化；其中的可旋转行走机构保证了起重机能够在地面上保证现有姿态沿任何方向移动，这使得起重机不仅能够在固定位置完成分拣或转运任务，还能够通过移动完成重型货物的搬运。
19.2、本实用新型平面移动横梁在起重机的边缘框架上移动,起重机通过设置在框架一边中央处的双输出轴电机带动两侧同步带，从而带动横梁进行平面移动, 横梁上同时设有框架式小车，通过在横梁一侧的偏心电机带动横梁同步带移动, 小车上装有垂直移动主轴，主轴下端连接抓取机构,通过安装在小车上的起升电机卷扬钢丝绳实现主轴的上下起升,主轴与小车之间使用套筒方式进行导向，保证了主轴上下移动时的能够承受来自水平方向的冲击力,这就意味着，主轴的运动和整机的运动时间可以重合，有效节省工作时间、提高运行效率。
20.3、本实用新型行走机构使用电机驱动行走、舵机改变转向，通过控制器对控制信号的检测实现起重机的多方向移动。
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
22.附图作为本技术的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。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
23.图中：
24.图1为本实用新型的整体外形结构示意图；
25.图2为本实用新型的框架结构示意图；
26.图3为本实用新型的机械臂结构示意图；
27.图4为本实用新型的行走结构示意图。
28.图中：1、短梁ⅰ；2、长梁ⅰ；3、长梁ⅱ；4、短梁ⅱ；5、竖梁ⅰ；6、竖梁ⅱ；7、竖梁ⅲ；8、竖梁ⅳ；9、框架连接件a；10、框架连接件b；11、框架连接件c；12、框架连接件d；13、框架连接件e；14、框架连接件f；15、滑动块；16、限位轴ⅰ；17、限位轴ⅱ；18、滑块承重轴；19、支撑架a；20、支撑架b；21、安装板；22、横梁垫块；23、辅助横梁ⅰ；24、辅助横梁ⅱ；25、框架连接件g；26、框架连接件h；27、框架连接件j；28、小车滑块a；29、小车滑块横向支撑轴；30、小车滑块限位轴；31、小车上板31；32、小车下支撑板； 33、小车轨道横梁；34、小车滑块b；35、起升轴；36、起升轴导向方管；37、同步带轮座a；38、起升电机座；39、起升滑轮；40、张紧板；41、框架上同步带轮座b；42、行走机构舵机座；43、连接夹板；44、阶梯输出轴；45、驱动轮座；46、偏心电机座；47、带座轴承；48、承重连接板；49、车轮；50、双输出轴电机座；51、y电机同步带轮座；52、y电机座；53、万向轮子；54、万向轮座；55、万向轮轴；56、万向轮回转底座；57、万向轮转动上座；58、方管连接件；59、同步带轮；60、舵机输出轴连接法兰；61、舵机；62、偏心电机；63、起升电机；64、双输出轴电机；65、x方向短轴；66、联轴器；67、轮轴；68、三轴上连接件；69、导向方管固定亚克力块；70、同步带；71、横梁同步带；72、横梁垫板；73、小垫板；74、横梁厚垫板；75、横梁盖板；76、轴承；77、吊具连接法兰；78、起升轴下承重板；79、机械臂端部连接件a；80、机械臂端部连接件b；81、机械臂端部连接件c；82、旋转机构圆盘；83、起升轴舵机座；84、吊具。
29.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实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
31.如图1至图4所示，一种全自动搬运起重机，包括框架机构、行走机构、三轴机构及吊具84，吊具84通过吊具连接法兰77连接在三轴机构上，行走机构设置在框架机构的下方，通过吊具84将需要吊起的货物进行固定，通过三轴机构将固定后的货物在框架机构上进行不同位置的移动，在通过行走机构将整个框架机构进行移动，实现在不同的固定位置完成分拣或转运任务。
32.框架机构由长梁ⅰ2、长梁ⅱ3、短梁ⅰ1、短梁ⅱ4、竖梁ⅰ5、竖梁ⅱ6、竖梁ⅲ7和竖梁ⅳ8通过连接件连接组合而成，各个长梁ⅰ2、长梁ⅱ3、短梁ⅰ1、短梁ⅱ4、竖梁ⅰ5、竖梁ⅱ6、竖梁ⅲ7和竖梁ⅳ8之间设置有用于加强结构的辅助横梁ⅰ23、辅助横梁ⅱ24，通过框架连接件a9、框架连接件b10、框架连接件 c11、框架连接件d12、框架连接件e13、框架连接件f14、框架连接件g25、框架连接件h26、框架连接件j27对各个结构梁间的位置关系进行约束，通过各个长梁ⅰ2、长梁ⅱ3、短梁ⅰ1、短梁ⅱ4、竖梁ⅰ5、竖梁ⅱ6、竖梁ⅲ7和竖梁
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8之间的连接，形成起重机的整体框架，通过各个框架连接件a9、框架连接件 b10、框架连接件c11、框架连接件d12、框架连接件e13、框架连接件f14、框架连接件g25、框架连接件h26、框架连接件j27是整个框架机构更加的稳定。
33.三轴机构由小车组件、x方向运动组件、y方向运动组件、z向运动组件组成；
34.小车组件由小车下支撑板32、小车滑块限位轴30、小车滑块横向支撑轴29、起升轴导向方管36、小车滑块b34、导向方管固定亚克力块69、小车上板31、小车滑块a28组成，小车上板31与小车下支撑板32形成箱型结构，内部嵌入由导向方管固定亚克力块69固定的三根起升轴导向方管36，小车上板31下安装小车滑块a28，小车下支撑板32下安装两个小车滑块b34，三个小车滑块内部装有小车滑块限位轴30以及小车滑块横向支撑轴29，保证小车组件能够在小车轨道横梁33上运动；
35.x方向运动组件由同步带70、框架上同步带轮座a37、x方向短轴65、滑动块15、限位轴ⅱ17、双输出轴电机座50、双输出轴电机64、联轴器66、框架上同步带轮座b41、小垫板73、限位轴ⅰ16、滑块承重轴18、张紧板40、横梁垫板72组成，张紧板40分别与框架上同步带轮座a37、框架上同步带轮座b41成对安装在框架横梁上，双输出轴电机64经联轴器66、x方向短轴65将动力输出给同步带70，滑动块15上由于安装有支撑架，使用横梁垫板72、小垫板73尽量保证同步带70的水平，滑动块15内部的限位轴ⅱ17、限位轴ⅰ16限制滑动块15的运动空间，滑动块15及滑块承重轴18承担整个机械臂机构的重量，能够使小车模块在框架上的x方向进行快速移动；
36.y方向运动组件由横梁厚垫板74、横梁盖板75、支撑架b20、偏心电机62、 y电机座52、同步带轮59、横梁同步带71、y电机同步带轮座51、安装板21、小车轨道横梁33、支撑架a19、横梁垫块22组成，支撑架b20与y电机座52安装在安装板21上，支撑架a19、支撑架b20通横梁垫块22与螺栓安装最高的小车轨道横梁33，通过横梁厚垫板74、横梁盖板75将横梁同步带71小车下支撑板32固定，形成同步带的闭环，支撑架a19上安装同步带轮59，且具备张紧功能，另一同步带轮59安装在y电机同步带轮座51上，动力来自于安装在y电机座52上的
偏心电机62，小车模块在小车轨道横梁33上运动，能够使小车模块在框架上的y方向进行快速移动；
37.z方向运动组件由起升电机63、起升电机座38、三轴上连接件68、起升轴 35、起升滑轮39、机械臂端部连接件b80、旋转机构圆盘82、轴承76、起升轴下承重板78、机械臂端部连接件a79、机械臂端部连接件c81、舵机61及起升轴舵机座83组成，安装在起升电机座38上的起升电机63将动力通过起升滑轮 39绕卷钢丝绳，钢丝绳另一端绕设在起升轴下承重板78上，使用三根起升轴35，穿过小车模块上的起升轴导向方管36，下端通过机械臂端部连接件a79、机械臂端部连接件b80、机械臂端部连接件c81与起升轴下承重板78固定，上端与三轴上连接件68固定，轴承76装在旋转机构圆盘82与起升轴下承重板78之间，舵机61装在由起升轴35固定的起升轴舵机座83上,能够使小车模块在框架上的 z方向进行快速移动。
38.行走机构示由舵机61、轮轴67、联轴器66、偏心电机座46、偏心电机62、驱动轮座45、车轮49、阶梯输出轴44、承重连接板48、连接夹板43、带座轴承47、行走机构舵机座42、舵机输出轴连接法兰60组成，轮轴67穿过车轮49，通过联轴器66与安装在偏心电机座46上的偏心电机62相连，承重连接板48与连接夹板43通过螺栓连接将支撑腿夹住，承重连接板48上部安装行走机构舵机座42、舵机61，承重连接板48下部折弯处上下各安装一个带座轴承47，中间穿过阶梯输出轴44，阶梯输出轴44上方通过舵机输出轴连接法兰60与舵机61 相连，下方的螺纹部分穿过驱动轮座45的上方通孔，阶梯输出轴44下方的螺纹部分穿过驱动轮座45并通过螺母将轮座加紧。
39.竖梁ⅳ8上设置有框架机构行走的从动机构，从动机构由万向轮子53、万向轮座54、万向轮轴55、万向轮回转底座56、万向轮转动上座57、方管连接件 58组成，方管连接件58固定在竖梁ⅳ8的底部一端，万向轮转动上座57固定在方管连接件58上，万向轮回转底座56固定在万向轮转动上座57的下方，万向轮座54固定在万向轮回转底座56上，万向轮轴55转动连接在万向轮回转底座 56上，万向轮子53固定在万向轮轴55的侧壁上,便于在行走机构推动框架进行移动时，带动各个完成轮子53进行转动，使整个框架在移动的过程中更加的稳定。
40.框架机构上设置有控制器，控制器与舵机61、偏心电机62及起升电机63 之间电性连接，通过控制器便于对框架上的驱动更加精准的把控。
41.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型方案的范围内。