一种箱式抓载器的制作方法

1.本发明涉及运输/输送设备自动化/智能化技术领域，尤其涉及一种自动化/智能化的箱式抓载器。


背景技术：

2.随着大数据、移动互联网、5g通信及人工智能技术的发展，人们的生活和生产越来越依赖自动化/智能化的机器设备，机器人更是受到亲睐。自动化/智能化机器设备离不开机械抓取装置等终端设备，尤其是采用无人机运送物件。不仅传统的运输/输送设备越来越需要自动化/智能化抓载装置，新型运输设备、输送设备、搬运机器人及无人机运输更离不开自动化/智能化抓载装置；离开了这种装置，自动化/智能化运输/输送就无从谈起。已有的运输无人机在执行任务时，往往只能单一地将货物从一地运输到另一地，需要人工装卸货物，这就限制了运输效率的提升和自动化/智能化运输/输送技术的发展。
3.发明专利cn201710162687.2公开了一种无人机抓取装置，涉及无人机领域，并具体公开了驱动装置、机械手抓和固定架等的结构特征。该装置通过驱动装置中的驱动电机旋转带动纵向驱动杆的转动，使得横向驱动杆被向外推动，进而机械手抓的推动杆会进一步推动手抓臂向外运动，导致机械手抓张开，当驱动电机反向运动时，则会实现机械手抓再次闭合。该发明虽然能解决上述问题，但由于装置结构较为复杂，且抓取的物件容易脱落，难以轻量化、紧凑化并确保抓取物件的安全可靠性，因此并未解决抓取装置在无人机等重量体积受限场合的可靠应用问题。
4.实用新型专利zl201922218431.6公开了一种摩擦辊式抓载装置，涉及运输/输送设备自动化/智能化技术领域。包括夹臂、摩擦辊、驱动机、卷索轮、拉索、缓索器、导索轮、铰链架、夹臂铰链、传感器和纵向连接杆。该装置依靠重力力矩产生对物件的夹紧力，依靠摩擦辊的摩擦力和拉索的张紧力分别产生对物件和夹臂组件的提升力，有效解决了轻量化、紧凑化和抓取物件的可靠性问题。但因被抓载的物件暴露在外，没有防晒、防雨、防风和保温功能。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种箱式抓载器，结构简单、紧凑，安全可靠，成本低廉，在有效解决抓载装置的轻量化、紧凑化和安全可靠性问题的同时，增加了防晒、防雨、防风和保温功能。
6.本发明包括固定箱体、随动箱体、驱动摆臂、动摆连杆、提升机构、夹辊和电磁锁限位器，构成一种箱式抓载器。
7.所述固定箱体由一对相对固定的前、后壁板和顶梁构件所组成，其前、后壁板两侧呈对称圆弧形，左、右圆弧有各自的圆心。顶梁构件也可制成顶板形式或板梁复合体形式，能承载抓载器包括物件的全部重量，通过螺纹连接件固定到飞行器的腹下。
8.所述随动箱体是一种具有纳物空间的半箱形壳体，左、右两侧对称布置，在中间部
位能够张开或合拢，其前、后壁板上端呈圆弧形，其圆弧连接的臂杆端部是圆心，与所述固定箱体在圆弧圆心处铰接，可绕共同圆心转动。圆弧部位旋转时，左、右随动箱体作向中间闭合或向外侧张开的动作。
9.所述驱动摆臂在根部有驱动马达，安装在所述固定箱体的前、后壁板适当位置，其端部与所述动摆连杆的一端铰接。所述驱动摆臂的根部驱动马达可选用普通减速电机并在适当位置装设限位开关，也可选择经减速的步进电机或伺服电机，以便在所述随动箱体向外侧张开到位或向内合拢到位时自动停转。
10.所述动摆连杆的另一端与所述提升机构铰接，把所述驱动摆臂的动力力矩传递给所述提升机构。
11.所述提升机构是一种铰链四杆机构，由平行曲柄、铰链和连杆构成，其平行曲柄的根部铰接在所述随动箱体的前、后壁板适当位置，平行曲柄的端部与连杆铰接，受所述动摆连杆所驱动。
12.所述夹辊外表包裹有高摩擦系数层，并固定在所述提升机构的连杆下部延伸端；当左侧的所述驱动摆臂作逆时针旋转、右侧的所述驱动摆臂作顺时针旋转时，便通过所述动摆连杆对所述提升机构和所述随动箱体施加相应的旋转力矩，使左、右夹辊夹紧其间的物件并提升起来，同时所述随动箱体从两侧向中间合拢，把物件收入所述随动箱体中；反之，则所述动摆连杆施加反向力矩，各部件反向动作，使所述提升机构和所述随动箱体向外张开，放下物件。所述夹辊固定在所述提升机构的连杆下部延伸端的目的是使得较小的物件也能被夹持提升起来。
13.作为可选，所述电磁锁限位器由电磁锁主体及其附件和限位开关所组成，电磁锁主体与其附件分别安装在左、右随动箱体的开口下边缘拐角附近的对应部位，限位开关与电磁锁主体或其附件可构成组合体；当物件被提升到位且左、右随动箱体向中间合拢到位时电磁锁配合锁紧，同时也触压限位开关发出信号使所述驱动摆臂的驱动马达停止转动；反之，则电磁锁配合解锁，所述提升机构和所述随动箱体向外张开，放下物件。
14.作为可选，左、右两侧的所述随动箱体之间可装设复位弹簧，为所述随动箱体向中间合拢助力，也能增加所述提升机构对物件的夹紧提升力。
15.作为可选，所述固定箱体和所述随动箱体，两者的前、后壁板可制作成外凸流线形，满足空气动力学减少阻力的要求，特别是在飞行速度较快时更需如此。
附图说明
16.图1是一种箱式抓载器空载时的结构示意图。
17.图2是一种箱式抓载器张开时的结构示意图。
18.图3是一种箱式抓载器抓取物件时的示意图。
19.图4是一种箱式抓载器把物件抓入箱内后的示意图。
20.图中：1.固定箱体，2.随动箱体，3.驱动摆臂，4.动摆连杆，5.提升机构，6.夹辊，7.电磁锁限位器，8.复位弹簧，c.随动箱体2的臂杆端部连接于固定箱体1的铰链位置(即圆弧的圆心)，c1.平行曲柄根部铰链1的位置，c2.平行曲柄根部铰链2的位置，m.驱动摆臂3根部驱动马达的位置。
21.图3中的虚线矩形框g和水平带剖面线的虚线表示物件置于地面或平台上，等待被
抓起。
22.图4中的虚线矩形框表示被抓载的物件。
具体实施方式
23.以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于实施例。
24.实施例：
25.如图1和图4所示，包括固定箱体1、随动箱体2、驱动摆臂3、动摆连杆4、提升机构5、夹辊6、电磁锁限位器7和复位弹簧8，构成箱式抓载器。
26.作为优选，所述固定箱体1由一对相对固定的前、后壁板和顶梁构件所组成，其前、后壁板两侧呈对称圆弧形，左、右圆弧有各自的圆心c。顶梁构件制成板梁复合体形式，能承载抓载器包括物件g的全部重量，通过螺纹连接件固定到飞行器的腹下。前、后壁板制成外凸的流线型，以减少飞行阻力。
27.作为优选，所述随动箱体2制作成具有纳物空间的半箱形壳体，左、右两侧对称布置，在中间部位能够张开或合拢，其前、后壁板上端呈圆弧形，其圆弧连接的臂杆端部是圆心c，与所述固定箱体1在圆弧圆心c处铰接，可绕共同圆心c转动。前、后壁板制成外凸的流线型，以减少飞行阻力。
28.如图1至图4所示，作为优选，所述驱动摆臂3在根部设置驱动马达，安装在所述固定箱体1的前、后壁板如图所示的位置m，其端部与所述动摆连杆4的一端铰接。所述驱动摆臂3的根部驱动马达选用普通直流减速电机，电压24v，并在所述驱动摆臂3的适当角度装设限位开关，以便在所述随动箱体2向外侧张开到位时自动停转。
29.作为优选，所述动摆连杆4的另一端与所述提升机构5铰接，把所述驱动摆臂3的动力力矩传递给所述提升机构5。
30.作为优选，所述提升机构5采用铰链四杆机构，由平行曲柄、铰链和连杆构成，其平行曲柄的根部铰接在所述随动箱体2的前、后壁板如图所示的位置c1和c2，平行曲柄的端部与连杆铰接，受所述动摆连杆4所驱动。
31.作为优选，所述夹辊6外表包裹有高摩擦系数的硅胶层，并固定在所述提升机构5的连杆下部延伸端；当左侧的所述驱动摆臂3作逆时针旋转、右侧的所述驱动摆臂3作顺时针旋转时，便通过所述动摆连杆4对所述提升机构5和所述随动箱体2施加相应的旋转力矩，使左、右夹辊6夹紧其间的物件并提升起来，同时所述随动箱体2从两侧向中间合拢，把物件g收入所述随动箱体2中；反之，则所述动摆连杆4施加反向力矩，各部件反向动作，放下物件g。
32.作为优选，所述电磁锁限位器7采用限位开关、电磁铁及其吸块组合，限位开关和电磁铁制成组合体，安装在一侧所述随动箱体2的开口下边缘拐角附近，吸块安装在另一侧所述随动箱体2的相应部位，配合左、右随动箱体2向中间合拢到位，电磁铁通电吸牢其吸块，锁紧左、右随动箱体2，同时吸块也触压限位开关发出信号使所述驱动摆臂3的驱动马达停止转动；反之，则电磁铁失电松开其吸块，左、右随动箱体2解锁，配合所述提升机构5和所述随动箱体2向外张开，放下物件g。
33.作为优选，左、右两侧随动箱体2之间装设所述复位弹簧8，为所述随动箱体2向中
间合拢助力，也增加所述提升机构5对物件g的夹紧提升力。