一種使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置的製作方法

2023-05-22 03:09:26 1

本實用新型涉及一種碼頭自動裝卸設備，特別涉及一種由工業機器人進行貨物對接的碼頭自動裝卸裝置。

背景技術：

目前，鏈傳動主要用於散貨船貨物的裝卸中，適用於礦砂類貨物的裝卸，貨物種類單一，自動化水平較低，且鏈傳動機構整體尺寸龐大，架設難度較大，所以在其它貨物的裝卸中較難直接應用。

隨著工業機器人在各生產製造領域廣泛使用，生產效率和自動裝配水平得到了極大的提高；但是工業機器人如何應用在碼頭貨物的裝卸中，如何與傳統的裝卸設備相結合和匹配，是將工業機器人應用在碼頭貨物裝卸中必須要解決的首要問題。

在碼頭貨物的裝卸中，採用工業機器人與旋轉吊臂機構相結合的方式，具有更強的適應性與靈活性，可用於大範圍距離與高度的變化。通過合理設計旋轉吊臂機構，採用三支旋轉臂，等角度布置在轉動圓盤上，增強機構平衡性，同時，自動化水平與裝卸效率也得到提高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於，提供一種使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置，通過工業機器人與旋轉吊臂機構的對接配合，實現了碼頭貨物的自動化裝卸，效率高、適用範圍廣。

為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現：一種使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置，其特徵在於：包括平臺、設置在平臺上的用於抓取貨物的工業機器人、用於將工業機器人抓取的貨物運送至運輸工具的旋轉吊臂機構和控制系統；所述旋轉吊臂機構可升降和旋轉工作；所述工業機器人和旋轉吊臂機構分別與控制系統信號連接。

在上述方案中，本實用新型通過工業機器人與旋轉吊臂機構的對接配合，實現了碼頭貨物的自動化裝卸，不僅提高了碼頭裝卸貨物的自動化水平和智能化，而且兩者相互配合大大提高了貨物裝卸的效率和速度，有利於裝卸行業的推廣和普及。

所述工業機器人旋轉工作；旋轉吊臂機構上設有吊臂，吊臂的旋轉軌跡形成一個圓形，工業機器人旋轉工作的最大範圍與所述圓形有交集。工業機器人旋轉工作的最大範圍與吊臂的旋轉軌跡有交集，則可保證旋轉吊臂機構與工業機器人可對接工作。

所述旋轉吊臂機構由設置在平臺上的基座、主伸縮臂、旋轉臂和垂直伸縮臂組成；其中，基座可水平轉動；主伸縮臂的底端鉸接在基座上，可隨基座的轉動而轉動，上端安裝轉動圓盤；旋轉臂均勻分布在轉動圓盤上且一端與轉動圓盤鉸接；垂直伸縮臂可轉動連接在旋轉臂的另一端，垂直伸縮臂的下端安裝夾具，用於與工業機器人進行貨物對接。本實用新型的主伸縮臂與基座鉸接可實現其在基座上可轉動，而旋轉臂可通過轉動圓盤實現轉動，垂直伸縮臂也可在旋轉臂上實現轉動。

本實用新型還包括支承油缸和液壓油缸；其中支承油缸的一端與主伸縮臂的外下表面鉸接，另一端與基座鉸接，用於驅動主伸縮臂轉動至垂直方向；主伸縮臂與液壓油缸的運動端連接，由液壓油缸驅動伸縮；轉動圓盤自帶動力裝置；基座由液壓馬達、行星減速機和迴轉支承組成，由液壓馬達驅動實現水平方向轉動。

所述旋轉臂為三個，兩兩相隔120°，均勻布設在轉動圓盤上；工作時通過轉動圓盤的轉動，其中一個旋轉臂轉動至與工業機器人貨物對接位置，另一個旋轉臂位於運輸工具上方，剩下一個旋轉臂處於等待狀態；依次循環，完成貨物交接轉移工作。旋轉臂可沿軸向伸縮和繞鉸接點轉動。平臺移動前，旋轉臂可繞鉸接點水平轉動，調整旋轉臂之間夾角，處於收攏狀態，方便運輸。本實用新型的旋轉臂設置為三個，並且兩兩相隔120°，這樣可與工業機器人對接完全配合，解決工業機器人等待旋轉臂導致貨物裝卸效率低的問題，從而進一步提高貨物裝卸的效率和速度。

本實用新型還包括液壓杆和伸縮油缸；所述液壓杆的一端鉸接在旋轉臂上， 運動端鉸接在垂直伸縮臂上，用於推動垂直伸縮臂轉動；垂直伸縮臂設置在伸縮油缸的運動端，由伸縮油缸帶動伸縮。

本實用新型的垂直伸縮臂和主伸縮臂均可轉動，當兩者轉動為水平狀態時便於平臺的運輸和移動，當兩者轉動為垂直狀態時，則為工作狀態。而支承油缸和液壓杆分別為輔助主伸縮臂和垂直伸縮臂轉動的部件，從而提高主伸縮臂和垂直伸縮臂轉動的穩定性。

本實用新型的主伸縮臂可根據工業機器人的高度和位置進行伸縮，實現垂直伸縮臂高度的調節。旋轉臂可根據碼頭船舶距離水平伸縮，而垂直伸縮臂可根據對接貨物的高度進行伸縮，從而使得本實用新型的使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置可適用於大範圍距離與高度的變化，通用性和實用性強。

所述夾具與控制系統信號連接。

所述工業機器人採用6自由度工業機器人，分別由機身、大臂、小臂、肩關節、肘關節和末端夾具組成。

所述平臺為可移動的底盤車。

所述運輸工具為碼頭船舶。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點與有益效果：本實用新型的使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置提高了碼頭裝卸貨物的自動化水平，通過工業機器人以及旋轉吊臂機構的配合提高了貨物裝卸的效率。而且該碼頭自動裝卸運輸裝置適應性和靈活性較強，可適用於大範圍距離與高度的變化。

附圖說明

圖1是本實用新型碼頭自動裝卸運輸裝置的收攏狀態圖；

圖2是本實用新型碼頭自動裝卸運輸裝置的作業狀態主視圖；

圖3是本實用新型碼頭自動裝卸運輸裝置的右視圖(工業機器人未圖示)；

圖4是本實用新型碼頭自動裝卸運輸裝置的俯視圖；

其中，1為底盤車、2為工業機器人、3為旋轉吊臂機構、4為基座、5為支承油缸、6為主伸縮臂、7為旋轉臂、8為垂直伸縮臂、9為夾具、10為轉動圓盤、11為末端夾具、12為液壓杆。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的描述。

實施例一

如圖1至4所示，一種使用工業機器人的碼頭自動裝卸運輸裝置，包括可移動的底盤車1、設置在底盤車1上的用於抓取貨物的工業機器人2、用於將工業機器人2抓取的貨物運送至碼頭船舶的旋轉吊臂機構3和控制系統，旋轉吊臂機構3可升降和旋轉工作，工業機器人2和旋轉吊臂機構3分別與控制系統信號連接。

為了保證旋轉吊臂機構3與工業機器人2可對接工作，本實用新型的工業機器人2旋轉工作，而旋轉吊臂機構3上設有吊臂，吊臂的旋轉軌跡形成一個圓形(圖4中的B)，工業機器人2旋轉工作的最大範圍(圖4中的A)與該圓形(圖4中的B)有交集。

本實用新型的旋轉吊臂機構3由設置在底盤車1上的基座4、主伸縮臂6、旋轉臂7和垂直伸縮臂8組成；其中，基座4可水平轉動；主伸縮臂6的底端鉸接在基座4上，可隨基座4的轉動而轉動，上端安裝轉動圓盤10；旋轉臂7均勻分布在轉動圓盤10上且一端與轉動圓盤10鉸接；垂直伸縮臂8可轉動連接在旋轉臂7的另一端，垂直伸縮臂8的下端安裝有與控制系統信號連接的夾具9，用於與工業機器人2進行貨物對接。

本實用新型還包括支承油缸5和液壓油缸；其中支承油缸5的一端與主伸縮臂6的外下表面鉸接，另一端與基座4鉸接，用於驅動主伸縮臂6轉動至垂直方向；主伸縮臂6與液壓油缸的運動端連接，由液壓油缸驅動伸縮；轉動圓盤10自帶動力裝置；基座4由液壓馬達、行星減速機和迴轉支承組成，由液壓馬達驅動實現水平方向轉動。

本實施例的旋轉臂7為三個，分別為旋轉臂7-a、旋轉臂7-b和旋轉臂7-c，兩兩相隔120°，均勻布設在轉動圓盤10上；工作時通過轉動圓盤10的轉動，其中一個旋轉臂7-a轉動至與工業機器人2貨物對接位置，另一個旋轉臂7-b位於碼頭船舶上方，剩下一個旋轉臂7-c處於等待狀態；依次循環，完成貨物交接轉移工作。本實用新型還包括液壓杆12和伸縮油缸；其中，液壓杆12的一端鉸接在旋轉臂7上，運動端鉸接在垂直伸縮臂8上，用於推動垂直伸縮臂8轉 動；垂直伸縮臂8設置在伸縮油缸的運動端，由伸縮油缸帶動伸縮。

本實用新型的垂直伸縮臂8和主伸縮臂6均可轉動，當兩者轉動為水平狀態時便於底盤車1的運輸和移動，當兩者轉動為垂直狀態時，則為工作狀態。而支承油缸5和液壓杆12分別為輔助主伸縮臂6和垂直伸縮臂8轉動的部件，從而提高主伸縮臂6和垂直伸縮臂8轉動的穩定性。本實用新型的主伸縮臂6可根據工業機器人2的高度和位置進行伸縮，實現垂直伸縮臂8高度的調節。而垂直伸縮臂8可根據對接貨物的高度進行伸縮，從而使得本實用新型的碼頭自動裝卸運輸裝置可適用於大範圍距離與高度的變化，通用性和實用性強。

本實用新型的工業機器人2採用6自由度工業機器人，分別由機身、大臂、小臂、肩關節、肘關節和末端夾具11組成，並由伺服電機驅動，控制系統控制其在工作範圍內作業。

本實用新型的碼頭自動裝卸運輸裝置提高了碼頭裝卸貨物的自動化水平，通過工業機器人2以及旋轉吊臂機構3的配合提高了貨物裝卸的效率。而且該碼頭自動裝卸運輸裝置適應性和靈活性較強，可適用於大範圍距離與高度的變化。

實施例二

本實施例與實施例一不同之處僅在於：旋轉臂為一個、兩個、四個或四個以上，旋轉臂均勻布設在轉動圓盤上，兩兩旋轉臂相隔的角度為，其中n為旋轉臂的個數。

本實施例的其它結構與實施例一一致。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。