一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人的制作方法

1.本实用新型涉及搬运装置，特别涉及一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人。


背景技术：

2.目前，在桥梁的钢结构箱梁焊接制造过程中，大部分的钢结构箱梁向输送线搬运是靠吊车完成，靠吊车搬运效率低，无法满足大批量生产的需求，生产成本高。为了满足生产的需求，现已采用搬运设备，用机器来代替吊车来完成搬运工作。目前，直角坐标式搬运机器人已广泛地应用于物流、仓库等行业，节省人力、操作简单、搬运效率高。但是，传统的直角坐标式搬运机器人结构复杂，设备运行速度较慢、故障率高、稳定性差、能耗和维护费用高。另外，同时占地面积大，运输和安装不方便，搬运效率低，适用范围非常局限。因此，传统的直角坐标形式机械手的升降轴，对于高度差大的搬运工况，例如从地面工位到输送线上，占用厂房高度有要求，对于厂房高度受限工况很难适。因此，急需一种结构简单、占地面积小且搬运效率高的钢结构构件搬运装置。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人，以解决传统的直角坐标式搬运机器人结构复杂，设备运行速度较慢、故障率高、稳定性差、能耗和维护费用高的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.本实用新型提供的一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人，包括输送线、框架、平移驱动机构、平移模块、吊具及两组摆杆机构，其中框架为横跨于输送线两侧的龙门式结构，平移模块可滑动地设置于框架的顶部横梁上；平移驱动机构设置于框架的顶部横梁上，且输出端与平移模块连接，平移驱动机构用于驱动平移模块沿顶部横梁移动；两组摆杆机构对称设置于平移模块的两侧，且两组摆杆机构与吊具铰接。
6.在一种可能的实现方式中，所述摆杆机构包括摆杆驱动机构ⅰ、摆杆驱动机构ⅱ、摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ，其中摆杆驱动机构ⅰ和摆杆驱动机构ⅱ设置于所述平移模块上，摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ的上端分别与摆杆驱动机构ⅰ和摆杆驱动机构ⅱ连接，摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ的下端均与所述吊具铰接。
7.在一种可能的实现方式中，所述摆杆组件ⅰ包括上摆杆ⅰ和下摆杆ⅰ；上摆杆ⅰ和下摆杆ⅰ的一端相铰接，上摆杆ⅰ的另一端与所述摆杆驱动机构ⅰ固连，下摆杆ⅰ的另一端与所述吊具的一端铰接；
8.所述摆杆组件ⅱ包括上摆杆ⅱ和下摆杆ⅱ；上摆杆ⅱ和下摆杆ⅱ的一端相铰接；上摆杆ⅱ的另一端与所述摆杆驱动机构ⅱ固连，下摆杆ⅱ的另一端与所述吊具的另一端铰接。
9.在一种可能的实现方式中，所述上摆杆ⅰ和所述上摆杆ⅱ等长且交叉设置；所述下摆杆ⅰ和所述下摆杆ⅱ等长且交叉设置。
10.在一种可能的实现方式中，所述摆杆驱动机构ⅰ包括驱动电机ⅰ和驱动轴ⅰ，其中驱动电机ⅰ设置于所述平移模块的一端，且驱动电机ⅰ的输出端与驱动轴ⅰ连接，驱动轴ⅰ与所述摆杆组件ⅰ连接。
11.在一种可能的实现方式中，所述摆杆驱动机构ⅱ包括驱动电机ⅱ和驱动轴ⅱ，其中驱动电机ⅱ设置于所述平移模块的另一端，且驱动电机ⅱ的输出轴与驱动轴ⅱ连接，驱动轴ⅱ与所述摆杆组件ⅱ连接。
12.在一种可能的实现方式中，所述平移模块包括平移滑块，平移滑块的顶部设有滑槽，所述框架的顶部横梁容置于所述滑槽内；平移滑块的底部为定位平面。
13.在一种可能的实现方式中，所述吊具为工字形结构，且底部两端设有定位槽；所述吊具的一端两侧对称设有两个铰接轴ⅰ，所述吊具的另一端两侧对称设有两个铰接轴ⅱ。
14.在一种可能的实现方式中，所述吊具两端的定位槽内设有电磁铁。
15.在一种可能的实现方式中，所述平移驱动机构为丝杠丝母机构。
16.本实用新型的优点及有益效果是：
17.1.本实用新型结构紧凑，运行稳定，动作敏捷，调节控制高效灵活，非常方便，不受厂房的高度限制。
18.2.本实用新型可通过两个伺服电机驱动升降，两个升降电机耦合可以调节提升重物相对于地面的倾角。
19.3.本实用新型提高了生产效率，降低了生产成本。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
21.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
22.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
23.图1为本实用新型一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人处于低位的等轴测图；
24.图2为本实用新型中平移模块的结构示意图；
25.图3为本实用新型中吊具的结构示意图；
26.图4为本实用新型一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人处于高位的等轴测图；
27.图中：1为输送线，2为框架，3为平移模块，301为平移滑块，302为滑槽，303为定位平面，4为上摆杆ⅰ，5为下摆杆ⅰ，6为吊具，601为定位槽，602为铰接轴ⅰ，603为铰接轴ⅱ，7为工件，8为驱动轴ⅰ，9为地面底板，10为上摆杆ⅱ，11为下摆杆ⅱ，12为驱动轴ⅱ。
具体实施方式
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.本实用新型实施例提供的一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人，采用两组摆杆机构驱动升降，适合大负载工况，提高生产效率，降低了生产成本。参见图1至图4所示，该摆杆式钢结构箱梁搬运机器人包括输送线1、框架2、平移驱动机构、平移模块3、吊具6及两组摆杆机构，其中框架2为横跨于输送线1两侧的龙门式结构，平移模块3可滑动地设置于框架2的顶部横梁上；平移驱动机构设置于框架2的顶部横梁上，且输出端与平移模块3连接，平移驱动机构用于驱动平移模块3沿顶部横梁移动；两组摆杆机构对称设置于平移模块3的两侧，且两组摆杆机构与吊具6铰接。
33.参见图1所示，本实用新型的实施例中，摆杆机构包括摆杆驱动机构ⅰ、摆杆驱动机构ⅱ、摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ，其中摆杆驱动机构ⅰ和摆杆驱动机构ⅱ设置于平移模块3上，摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ的上端分别与摆杆驱动机构ⅰ和摆杆驱动机构ⅱ连接，摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ的下端均与吊具6铰接。
34.本实用新型的实施例中，摆杆组件ⅰ包括上摆杆ⅰ4和下摆杆ⅰ5；上摆杆ⅰ4和下摆杆ⅰ5的一端相铰接，上摆杆ⅰ4的另一端与摆杆驱动机构ⅰ连接接，下摆杆ⅰ5的另一端与吊具6的一端铰接。摆杆组件ⅱ包括上摆杆ⅱ10和下摆杆ⅱ11；上摆杆ⅱ10和下摆杆ⅱ11的一端相铰接；上摆杆ⅱ10的另一端与摆杆驱动机构ⅱ连接，下摆杆ⅱ11的另一端与吊具6的另一端铰接。
35.进一步地，摆杆组件ⅰ位于摆杆组件ⅱ的外侧，上摆杆ⅰ4和上摆杆ⅱ10长度相等且交叉设置；下摆杆ⅰ5和下摆杆ⅱ11长度相等且交叉设置。摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ在平移模块3侧面的不同空间运动区域，因此相互之间不会干涉。
36.本实用新型的实施例中，摆杆驱动机构ⅰ包括驱动电机ⅰ和驱动轴ⅰ8，其中驱动电机ⅰ设置于平移模块3的一端，且驱动电机ⅰ的输出端与驱动轴ⅰ8连接，驱动轴ⅰ8与摆杆组件ⅰ固连。摆杆驱动机构ⅱ包括驱动电机ⅱ和驱动轴ⅱ12，其中驱动电机ⅱ设置于平移模块3的另一端，且驱动电机ⅱ的输出轴与驱动轴ⅱ12连接，驱动轴ⅱ12与摆杆组件ⅱ固连。
37.优选地，对称设置在平移模块3两侧的两组摆杆机构，其中两组摆杆驱动机构ⅰ共用一个驱动电机ⅰ，两组摆杆驱动机构ⅱ共用一个驱动电机ⅱ。驱动电机ⅰ和驱动电机ⅱ分别驱动驱动轴ⅰ8和驱动轴ⅱ12反向转动，使摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ同步折叠或同步展开，从而实现吊具6上升或下降。
38.参见图2所示，本实用新型的实施例中，平移模块3包括平移滑块301，平移滑块301的顶部设有滑槽302，框架2的顶部横梁容置于滑槽302内，便于高度方向的整个装置结构尺寸优化。平移滑块301的底部为定位平面303。
39.参见图3所示，本实用新型的实施例中，吊具6为工字形结构，且底部两端设有定位槽601；吊具6的一端两侧对称设有两个铰接轴ⅰ602，吊具6的另一端两侧对称设有两个铰接轴ⅱ603。
40.进一步地，吊具6两端的定位槽601内设有电磁铁。
41.本实用新型的实施例中，平移驱动机构为丝杠丝母机构。具体地，丝杠丝母机构包括丝杠、丝母、电机及水平导轨，其中丝母与丝杠螺纹连接，丝母与平移滑块301固定连接，平移滑块301与水平导轨滑动连接，电机的输出端与丝杠连接，电机驱动丝杠转动，从而通过丝母带动平移滑块301沿水平导轨移动，平移滑块301的移动方向与输送线1的输送方向垂直。需要说明的是，平移驱动机构也可采用齿轮齿条机构，或者采用任何一种能实现直线驱动的现有技术，在此不再赘述。
42.本实用新型提供的一种摆杆式钢结构箱梁搬运机器人，其工作过程是：
43.驱动电机ⅰ和驱动电机ⅱ分别驱动摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ展开，驱动吊具6向下运动，直至吊具6的定位槽601与工件7定位连接，且通过电磁铁上电吸附工件7，参见图1所示；工件7为长方体形状的钢结构箱梁；
44.驱动电机ⅰ和驱动电机ⅱ分别驱动摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ折叠，带动吊具6及工件7向上运动，直至吊具6的顶部与平移模块3底部的定位平面303接触；或者，通过分别控制摆杆组件ⅰ和摆杆组件ⅱ伸缩量来调整工件7相对于地面底板9的倾角，达到工件7适应输送线1的目的；
45.平移驱动机构驱动平移模块3相对框架2的顶部横梁运动，直至运动到输送线1的上方，参见图4所示；
46.吊具6底部的电磁铁断电，解除对工件7的吸附，工件7落在输送线1上；
47.平移驱动机构驱动平移模块3相对框架2的顶部横梁运动，远离输送线1，从而避让吊具6和工件7；
48.输送线1将工件7输送到下一工位。
49.本实用新型通过四组摆杆组件的耦合运动，可以调节提升重物相对于地面的倾角。本实用新型结构简单，设备运行速度快、故障率低、稳定性高，降低了能耗和维护费用，适合大负载工况，提高生产效率，降低了生产成本。
50.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。