一种三段手臂式平动起重搬运装置论文和设计-陈熔

全文摘要

本实用新型涉及一种三段手臂式平动起重搬运装置，属于起重安装机械技术领域，包括包括龙门架、安装在龙门架上方可横向移动的滑台、通过铰链与滑台相连的三段式机械手臂以及固定在滑台一侧的齿轮齿条驱动装置。本实用新型通过三段式机械手臂作为主要移动部件，模拟人的手臂对重物进行抓举、移动和安装，灵活方便。本实用新型中的三段式机械手臂运用两组平行四连杆机构，不仅保证了保证了重物在搬运过程的始终都保持平动，同时可以使两组平行四连杆机构的高度变化互相补充，从而使得总高度不变，可以精确控制重物在一个水平位置精确地向目标位置移动。

主设计要求

1.一种三段手臂式平动起重搬运装置，包括：龙门架、安装在龙门架上方可横向移动的滑台、通过铰链与滑台相连的三段式机械手臂以及固定在滑台一侧的齿轮齿条驱动装置，其特征在于：所述三段式机械手臂包括：肩关节后驱动大臂装配体、肘关节后驱动小臂装配体、肩关节前大臂装配体、肘关节前小臂装配体以及三角臂装配体和抓门转臂装配体，所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体铰接，肩关节前大臂装配体与肘关节前小臂装配体铰接，两个活动铰链点通过横拉管活动连接；所述肩关节后驱动大臂装配体和肩关节前大臂装配体铰接在滑台上；所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体分别通过1号大臂驱动电动缸和1号小臂驱动电动缸铰接在滑台上；所述滑台在齿轮齿条驱动装置驱动下进行横向移动，肩关节后驱动大臂和肘关节后驱动小臂在伺服电动缸的推动下，模拟人体手臂关节，组成合成运动，同时通过横拉杆和三角臂带动肩关节前大臂、肘关节前小臂以及抓门转臂作相同运动，到达目标重物下方时，利用抓门转臂勾住重物，向上提升，搬运到指定位置。

设计方案

1.一种三段手臂式平动起重搬运装置，包括：龙门架、安装在龙门架上方可横向移动的滑台、通过铰链与滑台相连的三段式机械手臂以及固定在滑台一侧的齿轮齿条驱动装置，其特征在于：

所述三段式机械手臂包括：肩关节后驱动大臂装配体、肘关节后驱动小臂装配体、肩关节前大臂装配体、肘关节前小臂装配体以及三角臂装配体和抓门转臂装配体，所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体铰接，肩关节前大臂装配体与肘关节前小臂装配体铰接，两个活动铰链点通过横拉管活动连接；所述肩关节后驱动大臂装配体和肩关节前大臂装配体铰接在滑台上；所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体分别通过1号大臂驱动电动缸和1号小臂驱动电动缸铰接在滑台上；所述滑台在齿轮齿条驱动装置驱动下进行横向移动，肩关节后驱动大臂和肘关节后驱动小臂在伺服电动缸的推动下，模拟人体手臂关节，组成合成运动，同时通过横拉杆和三角臂带动肩关节前大臂、肘关节前小臂以及抓门转臂作相同运动，到达目标重物下方时，利用抓门转臂勾住重物，向上提升，搬运到指定位置。

2.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，所述肩关节后驱动大臂装配体包括：1、2号肩关节后驱动大臂、肩关节后驱动大臂连接圆管和肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管，所述1、2号肩关节后驱动大臂为三角形，三角形底边顶点处设置两个铰链点，分别与滑台底座上的1、2号肩关节后驱动大臂连接板和1、2号肘关节后驱动小臂铰接，所述1、2号肩关节后驱动大臂通过肩关节后驱动大臂连接圆管和肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管连接，套装在肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管上的1、2号大臂吊耳，分别与1、2号大臂驱动电动缸的推杆末端吊环连接，在电动缸的推动下，1、2号肩关节后驱动大臂绕上端铰链点旋转，发生位置移动。

3.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，所述肩关节前大臂装配体包括：1、2号肩关节前大臂和肩关节前大臂连接圆管，所述1、2号肩关节前大臂两端设置两个铰链点，上端铰链点分别与滑台底座上的1、2号肩关节前大臂连接板铰接，该铰链点为固定铰链点，确定肩关节前大臂装配体的安装位置；下端铰链分别与1、2号肘关节前小臂铰接，所述1、2号肩关节前大臂下端铰链点与1、2号肩关节后驱动大臂下端铰链点通过横拉管铰接，前后大臂构成平行四边形结构的一组对边；所述1、2号肩关节前大臂为从动机械臂，由伺服电动缸通过1、2号肩关节后驱动大臂和横拉管驱动绕上端固定铰链点旋转，发生位置移动；所述1、2号肩关节前大臂之间通过肩关节前大臂连接圆管相连。

4.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，所述肘关节后驱动小臂装配体包括：1、2号肘关节后驱动小臂、肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管和肘关节后驱动小臂连接圆，所述1、2号肘关节后驱动小臂为三角形结构，三角形的底边两端设置两个铰链点，上端铰链点与横拉杆和1、2号肩关节后驱动大臂末端铰链孔相连，下端铰链点与三角臂装配体铰接，所述1、2号肘关节后驱动小臂分别通过肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管和肘关节后驱动小臂连接圆连接，所述肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管上套装的1、2号小臂吊耳，分别与1、2号小臂驱动电动缸的推杆末端吊环连接，在电动缸的推动下，1、2号肘关节后驱动小臂绕上端铰链点旋转，发生位置移动。

5.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述的肘关节前小臂装配体，包括：结构相同的1、2号肘关节前小臂和肘关节前小臂联接圆管，所述1、2号肘关节前小臂为直线型结构，通过肘关节前小臂联接圆管连接，所述1、2号肘关节前小臂两端设有两个铰链点，上端铰链点分别与1、2号肩关节前大臂和横拉杆铰接，下端铰链点与三角臂装配体铰接，所述1、2号肘关节前小臂与1、2号肘关节后驱动小臂构成平行四边形结构的一组对边。

6.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述的三角臂装配体为三角形框架结构，由三角臂连接方管连接而成，上端四角处设有小臂连接吊耳，分别与肘关节后驱动小臂装配体和肘关节前小臂装配体铰接，下端设置的驱动抓门转臂电动缸连接吊耳分别与1、2号抓门转臂支撑电动缸的固定端铰链。

7.根据权利要求1所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述抓门转臂装配体，由1、2号抓门转臂连接横管和抓门转臂方管立柱固定连接组成，所述抓门转臂方管立柱上下端设有按矩形分布的抓门转臂挂钩，所述1、2号抓门转臂连接横管两端设有中间销轴，1号抓门转臂连接横管中间销轴穿过三角臂装配体上端小臂连接吊耳，连接抓门转臂装配体和三角臂装配体，所述2号抓门转臂连接横管中间销轴两端分别连接1、2号抓门转臂支撑电动缸的推杆吊耳。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述滑台，包括：滑台顶部横梁和滑台底座，所述滑台底座为方形结构，一组对边通过螺栓固定在滑块上可横向移动，另一组对边下方分别设置1、2号肩关节后驱动大臂连接板、1、2号肩关节前大臂连接板，上述连接板均设置铰链孔，所述1、2号肩关节后驱动大臂连接板上装有滑台底部圆管，其上套装1、2号小臂驱动电动缸吊耳；所述的滑台顶部横梁安装在滑台底座的上方，并用滑台顶部横梁支撑板加固；所述滑台顶部横梁底面上设置1、2号大臂驱动电动缸吊耳，分别连接1、2号大臂驱动电动缸的尾部固定铰链孔；齿轮齿条驱动装置通过轴承座安装板安装在滑台底座的内壁上。

9.根据权利要求1至7任一项所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述龙门架包括：龙门架顶部横梁与导轨装配体和立柱；

所述立柱有多根，通过地脚螺栓固定在地基上，所述龙门架顶部横梁与导轨装配体通过立柱支撑固定，并通过横梁与立柱斜撑管加固，位于龙门架顶部横梁与导轨装配体两端的立柱通过立柱连接横管、纵向桁架斜拉管和纵向桁架斜拉管中间连接板加固稳定；

所述龙门架顶部横梁与导轨装配体包活两条龙门架顶部导轨和滑台行走齿条，所述龙门架顶部导轨通过螺栓固定在龙门架顶部，与所述龙门架顶部导轨滑动配合的滑块固定在滑台上，所述滑台行走齿条固定在龙门架顶部导轨的侧面。

10.根据权利要求1至7任一项所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，其特征在于，

所述齿轮齿条驱动装置包括：滑台行走齿轮驱动电机、滑台行走齿轮减速器、滑台行走齿轮、滑台行走驱动轴、联轴器、2号轴承座固定螺栓以及滑台行走齿轮轴；所述齿轮齿条驱动装置通过滑台行走驱动装置支撑座安装在滑台底座上，所述滑台行走齿轮减速器固定在滑台行走驱动装置支撑座上，并由滑台行走齿轮驱动电机驱动，所述的滑台行走驱动轴通过联轴器与滑台行走齿轮轴相连，滑台行走齿轮轴一端装有与滑台行走齿条相啮合的滑台行走齿轮，所述滑台行走齿轮轴通过1、2号轴承及轴承座装配体和轴承座安装板固定在滑台底座上，所述滑台由滑台行走齿轮驱动电机通过滑台行走齿轮减速器、滑台行走驱动轴、联轴器和滑台行走齿轮轴驱动滑台行走齿轮沿滑台行走齿条在龙门架顶部导轨上移动。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种起重搬运装置，具体的说，是一种三段手臂式平动起重搬运装置，属于起重安装机械技术领域。

背景技术

目前，市面上的起重机械种类繁多，能满足多数情况下的起重作业。但在面对一些定位精度要求较高的特殊搬运作业时，例如消声室大门开闭时的搬运安装，为保证消声室的密封良好，消声室大门的安装位置要求高，目前广泛应用的各式起重设备无法做到高程度的精确定位，且设备体积大，在场地空间不够富裕的情况下难以工作。

随着机械控制的发展，在工业生产活动中出现了不少机械手代替人工作业，从事装配机械零部件的工作，它可以把物件按空间位姿的精确要求进行移动，但机械手通常抓举的物件体积小质量轻，无法做到起重工作，且无法满足重物在移动过程中平动稳定的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种三段手臂式平动起重搬运装置，满足有精确定位要求的重物的起重搬运，并保证移动过程中被搬运物体始终保持平动和稳定。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种三段手臂式平动起重搬运装置，包括：龙门架、安装在龙门架上方可横向移动的滑台、通过铰链与滑台相连的三段式机械手臂以及固定在滑台一侧的齿轮齿条驱动装置，所述三段式机械手臂包括：肩关节后驱动大臂装配体、肘关节后驱动小臂装配体、肩关节前大臂装配体、肘关节前小臂装配体以及三角臂装配体和抓门转臂装配体，所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体铰接，肩关节前大臂装配体与肘关节前小臂装配体铰接，两个活动铰链点通过横拉管活动连接；所述肩关节后驱动大臂装配体和肩关节前大臂装配体铰接在滑台上；所述肩关节后驱动大臂装配体与肘关节后驱动小臂装配体分别通过1号大臂驱动电动缸和1号小臂驱动电动缸铰接在滑台上；所述滑台在齿轮齿条驱动装置驱动下进行横向移动，肩关节后驱动大臂和肘关节后驱动小臂在伺服电动缸的推动下，模拟人体手臂关节，组成合成运动，同时通过横拉杆和三角臂带动肩关节前大臂、肘关节前小臂以及抓门转臂作相同运动，到达目标重物下方时，利用抓门转臂勾住重物，向上提升，搬运到指定位置。

优选地，所述肩关节后驱动大臂装配体包括：1、2号肩关节后驱动大臂、肩关节后驱动大臂连接圆管和肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管，所述1、2号肩关节后驱动大臂为三角形，三角形底边顶点处设置两个铰链点，分别与滑台底座上的1、2号肩关节后驱动大臂连接板和1、2号肘关节后驱动小臂铰接，所述1、2号肩关节后驱动大臂通过肩关节后驱动大臂连接圆管和肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管连接，套装在肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管上的1、2号大臂吊耳，分别与1、2号大臂驱动电动缸的推杆末端吊环连接，在电动缸的推动下，1、2号肩关节后驱动大臂绕上端铰链点旋转，发生位置移动。

优选地，所述肩关节前大臂装配体包括：1、2号肩关节前大臂和肩关节前大臂连接圆管，所述1、2号肩关节前大臂两端设置两个铰链点，上端铰链点分别与滑台底座上的1、2号肩关节前大臂连接板铰接，该铰链点为固定交接点，确定肩关节前大臂装配体的安装位置；下端铰链分别与1、2号肘关节前小臂铰接，所述1、2号肩关节前大臂下端铰链点与1、2号肩关节后驱动大臂下端铰链点通过横拉管铰接，前后大臂构成平行四边形结构的一组对边；所述1、2号肩关节前大臂为从动机械臂，由伺服电动缸通过1、2号肩关节后驱动大臂和横拉管驱动绕上端固定铰链点旋转，发生位置移动；所述1、2号肩关节前大臂之间通过肩关节前大臂连接圆管相连。

优选地，所述的所述肘关节后驱动小臂装配体包括：1、2号肘关节后驱动小臂、肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管和肘关节后驱动小臂连接圆，所述1、2号肘关节后驱动小臂为三角形结构，三角形的底边两端设置两个铰链点，上端铰链点与横拉杆和1、2号肩关节后驱动大臂末端铰链孔相连，下端铰链点与三角臂装配体铰接，所述1、2号肘关节后驱动小臂分别通过肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管和肘关节后驱动小臂连接圆连接，所述肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管上套装的1、2号小臂吊耳，分别与1、2号小臂驱动电动缸的推杆末端吊环连接，在电动缸的推动下，1、2号肘关节后驱动小臂绕上端铰链点旋转，发生位置移动。

优选地，所述的肘关节前小臂装配体，包括：结构相同的1、2号肘关节前小臂和肘关节前小臂联接圆管，所述1、2号肘关节前小臂为直线型结构，通过肘关节前小臂联接圆管连接，所述1、2号肘关节前小臂两端设有两个铰链点，上端铰链点分别与1、2号肩关节前大臂和横拉杆铰接，下端铰链点与三角臂装配体铰接，所述1、2号肘关节前小臂与1、2号肘关节后驱动小臂构成平行四边形结构的一组对边。

优选地，所述的三角臂装配体为三角形框架结构，由三角臂连接方管连接而成，上端四角处设有小臂连接吊耳，分别与肘关节后驱动小臂装配体和肘关节前小臂装配体铰接，下端设置的驱动抓门转臂电动缸连接吊耳分别与1、2号抓门转臂支撑电动缸的固定端铰链。

优选地，所述抓门转臂装配体，由1、2号抓门转臂连接横管和抓门转臂方管立柱固定连接组成，所述抓门转臂方管立柱上下端设有按矩形分布的抓门转臂挂钩，所述1、2号抓门转臂连接横管两端设有中间销轴，1号抓门转臂连接横管中间销轴穿过三角臂装配体上端小臂连接吊耳，连接抓门转臂装配体和三角臂装配体，所述2号抓门转臂连接横管中间销轴两端分别连接1、2号抓门转臂支撑电动缸的推杆吊耳。

优选地，所述滑台，包括：滑台顶部横梁和滑台底座，所述滑台底座为方形结构，一组对边通过螺栓固定在滑块上可横向移动，另一组对边下方分别设置1、2号肩关节后驱动大臂连接板、1、2号肩关节前大臂连接板，上述连接板均设置铰链孔，所述1、2号肩关节后驱动大臂连接板上装有滑台底部圆管，其上套装1、2号小臂驱动电动缸吊耳；所述的滑台顶部横梁安装在滑台底座的上方，并用滑台顶部横梁支撑板加固；所述滑台顶部横梁底面上设置1、2号大臂驱动电动缸吊耳，分别连接1、2号大臂驱动电动缸的尾部固定铰链孔；齿轮齿条驱动装装置通过轴承座安装板安装在滑台底座的内壁上。

优选地，所述龙门架包括：龙门架顶部横梁与导轨装配体和立柱；

所述立柱多根，通过地脚螺栓固定在地基上，所述龙门架顶部横梁与导轨装配体通过立柱支撑固定，并通过横梁与立柱斜撑管加固，位于龙门架顶部横梁与导轨装配体两端的立柱通过立柱连接横管、纵向桁架斜拉管和纵向桁架斜拉管中间连接板加固稳定；

所述龙门架顶部横梁与导轨装配体包活两条龙门架顶部导轨和滑台行走齿条，所述龙门架顶部导轨通过螺栓固定在龙门架顶部，与所述龙门架顶部导轨)滑动配合的滑块固定在滑台上，所述滑台行走齿条固定在龙门架顶部导轨的侧面。

优选地，所述齿轮齿条驱动装置包括：滑台行走齿轮驱动电机、滑台行走齿轮减速器、滑台行走齿轮、滑台行走驱动轴、联轴器、2号轴承座固定螺栓以及滑台行走齿轮轴；所述齿轮齿条驱动装置通过滑台行走驱动装置支撑座安装在滑台底座上，所述滑台行走齿轮减速器固定在滑台行走驱动装置支撑座上，并由滑台行走齿轮驱动电机驱动，所述的滑台行走驱动轴通过联轴器与滑台行走齿轮轴相连，滑台行走齿轮轴一端装有与滑台行走齿条相啮合的滑台行走齿轮，所述滑台行走齿轮轴通过号轴承及轴承座装配体和承座安装板固定在滑台底座上，所述滑台由滑台行走齿轮驱动电机通过滑台行走齿轮减速器、滑台行走驱动轴、联轴器和滑台行走齿轮轴驱动滑台行走齿轮沿滑台行走齿条在龙门架顶部导轨上移动。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述一种三段手臂式平动起重搬运装置中，两个大臂对角铰链点连线平行且相等，两个小臂对角铰链点同样平行且相等，和滑台下方铰链点以及横拉杆构成两组平行四连杆机构。平行四连杆机构一旦水平固定两个相邻铰链点，另外两个铰链点不管如何运动，始终在同一条水平线上，但是在一组平行四连杆机构中，两个浮动铰链点运行的水平线高度不断变化，运动不稳定，本实用新型中，运用两组平行四连杆机构，不仅保证了保证了重物在搬运过程的始终都保持平动，同时可以使两组平行四连杆机构的高度变化互相补充，从而使得总高度不变，可以精确控制重物在一个水平位置精确地向目标位置移动。

2.本实用新型所述一种三段手臂式平动起重搬运装置中的抓门转臂的下端设有反推装置，来克服重物自然抓起时形成的转矩，保证运输平稳。

3.本实用新型所述一种三段手臂式平动起重搬运装置中的三段式机械手臂作为主要移动部件，模拟人的手臂对重物进行抓举、移动和安装，灵活方便。

附图说明

图1是三段手臂式平动起重搬运装置正视图

图2是三段手臂式平动起重搬运装置轴测图

图3是龙门架顶部横梁与导轨装配体正视图

图4是导轨滑块装配体轴测图

图5是滑台及滑台行走齿轮齿条驱动装配体轴测图

图6是滑台装配体轴测图

图7是滑台行走齿轮齿条驱动装配体轴测图

图8是驱动电机减速器装配体轴测图

图9是齿轮与齿轮驱动轴装配体轴测图

图10是三段式机械手臂正视图

图11是三段式机械手臂轴测图

图12是肩关节后驱动大臂装配体轴测图

图13是肩关节前大臂装配体轴测图

图14是肘关节后驱动小臂装配体轴测图

图15是肘关节前小臂装配体轴测图

图16是三角臂装配体轴测图

图17是抓门转臂装配体轴测图

图中：1.滑台装配体，2.龙门架，3.三段式机械手臂，4.齿轮齿条驱动装置，5.龙门架顶部横梁与导轨装配体，6.横梁与立柱斜撑管，7.立柱连接横管，8.纵向桁架斜拉管，9.立柱，10.地脚螺栓，11.纵向桁架斜拉管中间连接板，12.龙门架顶部导轨，13.滑台行走齿条，14.导轨固定孔，15.滑块，16.滑块安装孔，17.轴承座安装板，19.滑台顶部横梁，20.滑台底座，21.滑台顶部横梁支撑板，22.1号大臂驱动电动缸吊耳，23.2号大臂驱动电动缸吊耳，24.2号肩关节后驱动大臂连接板，25.1号肩关节后驱动大臂连接板，26.2号小臂驱动电动缸吊耳，27.1号小臂驱动电动缸吊耳，28.滑台底部圆管，29.2号肩关节前大臂连接板，30.1号肩关节前大臂连接板，31.滑台行走齿轮驱动电机，32.滑台行走齿轮减速器，33.滑台行走驱动装置支撑座，34.滑台行走齿轮，35.滑台行走驱动轴，36.2号轴承及轴承座装配体，37.联轴器38.1号轴承座固定螺栓，39.1号轴承及轴承座装配体，40.2号轴承座固定螺栓，41.滑台行走齿轮轴，42.1号大臂驱动电动缸，43.1号小臂驱动电动缸，44.肩关节后驱动大臂装配体，45.肩关节前大臂装配体，46.肘关节后驱动小臂装配体，47.肘关节前小臂装配体，48.三角臂装配体，49.抓门转臂装配体，50.1号抓门转臂支撑电动缸，51.2号大臂驱动电动缸，52.2号小臂驱动电动缸，53.2号横拉管，54.2号抓门转臂支撑电动缸，55.1号横拉管，56.1号肩关节后驱动大臂，57.1号大臂吊耳，58.肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管，59.2号肩关节后驱动大臂，60.2号大臂吊耳，61.肩关节后驱动大臂连接圆管，62.1号肩关节前大臂，63.2号肩关节前大臂，64.肩关节前大臂连接圆管，65.1号肘关节后驱动小臂，66.1号小臂吊耳，67.肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管，68.2号小臂吊耳，69.2号肘关节后驱动小臂，70.肘关节后驱动小臂连接圆管，71.1号肘关节前小臂，72.2号肘关节前小臂，73.肘关节前小臂联接圆管，74.1号前小臂连接吊耳，75.2号前小臂连接吊耳，76.1号后小臂连接吊耳，77.2号后小臂连接吊耳，78.1号三角臂，79.2号三角臂，80.1号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳，81.2号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳，82.三角臂连接方管，83.1号朱门转臂连接横管，84.2号抓门转臂连接横管，85.2号横管中间销轴，86.1号横管中间销轴，87.抓门转臂挂钩，88.抓门转臂方管立柱

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，能够使本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

参阅图1，本实用新型所述的一种三段手臂式平动起重搬运装置，包括龙门架2，安装在龙门架2上方可横向移动的滑台1，通过铰链与滑台1相连的三段式机械手臂3以及固定在滑台1一侧的齿轮齿条驱动装置4。

参阅图2-图4，本实用新型所述的龙门架2包括龙门架顶部横梁与导轨装配体5、横梁与立柱斜撑管6、立柱连接横管7、纵向桁架斜拉管8、立柱9、地脚螺栓10以及纵向桁架斜拉管中间连接板11。所述的立柱9根据实际需要设置若干根，每根立柱9通过地脚螺栓10固定在地基上。所述的龙门架顶部横梁与导轨装配体5的两端均通过螺栓与相邻的立柱9连接，从而两条龙门架顶部横梁与导轨装配体5平行设置于龙门架2的顶部，用于滑台1的支撑和移动。所述的横梁与立柱斜撑管6设置在立柱9与龙门架顶部横梁与导轨装配体5构成的直角处，通过螺栓固定，目的是增强龙门架2的强度和刚度。所述的立柱连接横管7通过螺栓联接两条平行线间的立柱9。所述的纵向桁架斜拉管8交叉设置于立柱连接横管7下方，通过螺栓与立柱9固定。两根纵向桁架斜拉管8的交叉处设置纵向桁架斜拉管中间连接板11，来保证龙门架2结构的强度和稳定。

所述的龙门架顶部横梁与导轨装配体5有两条，平行设置在龙门架2上方，每条包括龙门架顶部导轨12和滑台行走齿条13。所述的龙门架顶部导轨12使用螺栓通过导轨固定孔14与龙门架2顶部固定。与所述龙门架顶部导轨12相配合的滑块15通过滑块安装孔16与滑台1底部螺栓联接，使得滑块带动滑台在龙门架2上方前后移动。所述的滑台行走齿条13位于龙门架顶部横梁与导轨装配体5顶端的侧面，用于滑台1的齿轮齿条驱动。

参阅图5-9，所述的滑台1包括轴承座安装板17、滑台顶部横梁19、滑台底座20以及滑台顶部横梁支撑板21。所述的滑台底座20为方形结构，一组对边通过螺栓固定在滑块15上进行横向移动，另一组对边下方分别设置1号肩关节后驱动大臂连接板25、1号肩关节前大臂连接板30以及2号肩关节后驱动大臂连接板24、2号肩关节前大臂连接板29。所述的1号肩关节前大臂连接板30和2号肩关节前大臂连接板29下方均设置铰链孔，用于连接肩关节前大臂装配体45。所述的1号肩关节后驱动大臂连接板25和2号肩关节后驱动大臂连接板24下方均设置两个铰链孔。所述的滑台顶部横梁19由三根方管支撑在滑台底座20的上方，并用滑台顶部横梁支撑板21支撑在其两侧增强结构强度，这样给电动缸留出了足够的移动和安装距离。滑台顶部横梁19下设置1号大臂驱动电动缸吊耳22和2号大臂驱动电动缸吊耳23分别连接1号大臂驱动电动缸42与2号大臂驱动电动缸51的尾部固定铰链孔。所述的滑台底部圆管28穿过1号肩关节后驱动大臂连接板25和2号肩关节后驱动大臂连接板24的中间铰链孔固定在滑台1下方。所述的1号小臂驱动电动缸吊耳27和2号小臂驱动电动缸吊耳26设置在滑台底部圆管28上。所述的轴承座安装板17位于滑台底座20的内圈一侧，用于固定齿轮齿条驱动装置4。

所述的齿轮齿条驱动装置4包括滑台行走齿轮驱动电机31、滑台行走齿轮减速器32、滑台行走驱动装置支撑座33、滑台行走齿轮34、滑台行走驱动轴35、2号轴承及轴承座装配体36、联轴器37、1号轴承座固定螺栓38、1号轴承及轴承座装配体39、2号轴承座固定螺栓40以及滑台行走齿轮轴41。所述的滑台行走驱动装置支撑座33安装在滑台底座20上方，作为齿轮齿条驱动装置4的支撑装置。所述的滑台行走齿轮减速器32位于滑台行走驱动装置支撑座33的上方并与其固连。所述的滑台行走齿轮驱动电机31安装在滑台行走齿轮减速器32的上方，作为驱动源。所述的滑台行走驱动轴35与滑台行走齿轮轴41的一端通过联轴器37相连，从而将动力传递到安装在滑台行走齿轮轴41另一端的滑台行走齿轮34上。所述的1号轴承及轴承座装配体39穿过滑台行走齿轮轴41，通过1号轴承座固定螺栓38与承座安装板17的连接，固定在滑台底座20上。同样，所述的2号轴承及轴承座装配体36穿过滑台行走齿轮轴41，通过2号轴承座固定螺栓40与承座安装板17的连接，固定在滑台底座20上。

参阅图10-图17，所述的三段式机械手臂3包括肩关节后驱动大臂装配体44、肩关节前大臂装配体45、肘关节后驱动小臂装配体46、肘关节前小臂装配体47、三角臂装配体48、抓门转臂装配体49、1号大臂驱动电动缸42、1号小臂驱动电动缸43、1号抓门转臂支撑电动缸50、2号大臂驱动电动缸51、2号小臂驱动电动缸52以及2号抓门转臂支撑电动缸54。

所述肩关节后驱动大臂装配体44包括1号肩关节后驱动大臂56、1号大臂吊耳57、肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管58、2号肩关节后驱动大臂59、2号大臂吊耳60以及肩关节后驱动大臂连接圆管61。所述1号肩关节后驱动大臂56为三角形结构，三角形的底边顶点处设置两个铰链点。上端铰链点与1号肩关节后驱动大臂连接板25下方铰链孔相连。所述2号肩关节后驱动大臂59、2号肩关节前大臂连接板以及2号大臂驱动电动缸51的连接关系与1号相同。所述的1号肩关节后驱动大臂56和2号肩关节后驱动大臂59下底边均匀设置3根肩关节后驱动大臂连接圆管61，提高稳定性的同时也加强整个部件的刚度，使得结构不易变形。所述的1号肩关节后驱动大臂56和2号肩关节后驱动大臂59之间设置肩关节后驱动大臂固定吊耳圆管58，其上穿过1号大臂吊耳57和2号大臂吊耳60分别连接1号大臂驱动电动缸42与2号大臂驱动电动缸51的推杆末端吊环，在电动缸的推动下，1号肩关节后驱动大臂56绕上端铰链点旋转，发生位置移动。

所述的肩关节前大臂装配体45包括1号肩关节前大臂62、2号肩关节前大臂63以及肩关节前大臂连接圆管64。所述1号肩关节前大臂62为“Z”型结构，在两端设置两个铰链点，铰链孔距离与1号肩关节后驱动大臂56的两个铰链孔距离相等，构成平行四边形结构的一组对边。上端铰链点与1号肩关节前大臂连接板30下方铰链孔相连，为固定铰链点，确定肩关节前大臂装配体45的安装位置。所述2号肩关节前大臂63、2号肩关节前大臂连接板29的连接关系与1号相同。所述1号肩关节前大臂62为从动机械臂，不直接连接驱动电动缸，而是通过1号肩关节后驱动大臂56和1号横拉杆55将伺服电动缸的动力传递过来，绕上端固定铰链点旋转，发生位置移动。同样的，为了保证结构的稳定性，也为了增加结构的刚度，1号肩关节前大臂62与2号肩关节前大臂63之间通过三根肩关节前大臂连接圆管64相连，并且焊接成一个整体。

所述的所述肘关节后驱动小臂装配体46包括1号肘关节后驱动小臂65、1号小臂吊耳66、肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管67、2号小臂吊耳68、2号肘关节后驱动小臂69以及肘关节后驱动小臂连接圆70。所述1号肘关节后驱动小臂65为三角形结构，三角形的底边两端设置两个铰链点。右侧铰链点与1号横拉杆55右侧铰链孔以及1号肩关节后驱动大臂56末端铰链孔相连。所述的2号肘关节后驱动小臂69和2号肩关节后驱动大臂59的连接关系和1号相同。所述的1号肩关节后驱动大臂56和2号肩关节后驱动大臂59下底边均匀设置3根肩关节后驱动大臂连接圆管61，提高稳定性的同时也加强整个部件的刚度，使得结构不易变形。所述的1号肘关节后驱动小臂65和2号肘关节后驱动小臂69之间设置肘关节后驱动小臂固定吊耳圆管67，其上穿过1号小臂吊耳和2号小臂吊耳68分别1号小臂驱动电动缸43与2号小臂驱动电动缸52的推杆末端吊环。在电动缸的推动下，1号肘关节后驱动小臂65绕右侧铰链点旋转，发生位置移动，肘关节后驱动小臂装配体46以及肩关节后驱动大臂装配体44形成对人体手臂的模拟，当两组伺服电动缸在控制指令下输出合适的位移，就可以在可运动范围内按照指定的路线进行前后上下的移动。

所述的肘关节前小臂装配体47包括1号肘关节前小臂71、2号肘关节前小臂72以及肘关节前小臂联接圆管73。所述1号肘关节前小臂71为直线型结构，在两端设置两个铰链点，铰链点距离与1号肘关节后驱动小臂65的两个铰链孔间的距离相等，构成-平行四边形的一组对边。上端铰链点与1号肩关节前大臂63下方铰链孔以及1号横拉杆55左侧铰链孔相连。所述2号肘关节前小臂72的连接关系与1号相同。为了保证结构的稳定性，也为了增加结构的刚度，1号肘关节前小臂71与2号肘关节前小臂72之间通过三根肘关节前小臂联接圆管73相连，并且焊接成一个整体。

所述的三角臂装配体48包括1号前小臂连接吊耳74、2号前小臂连接吊耳75、1号后小臂连接吊耳76、2号后小臂连接吊耳77、1号三角臂78、2号三角臂79、1号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳80、2号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳81以及三角臂连接方管82。所述的1号三角臂78为三角结构，上端设置1号前小臂连接吊耳74和1号后小臂连接吊耳76。两吊耳之间距离、1号横拉杆两铰链孔距离以及1号肩关节前大臂连接板30和1号肩关节后驱动大臂连接板25下方铰链孔之间的距离，这三个距离相等。所述的1号前小臂连接吊耳74与1号肘关节前小臂71下端铰链孔相连。所述的1号后小臂连接吊耳76与1号肘关节后驱动小臂65的末端铰链孔相连。所述的2号前小臂连接吊耳75、2号三角臂79和2号后小臂连接吊耳77之间的连接关系和1号相同。所述的1号三角臂78下端设置1号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳80和2号驱动抓门转臂电动缸连接吊耳81分别连接1号抓门转臂支撑电动缸50和2号抓门转臂支撑电动缸54的固定端铰链孔。所述的1号三角臂78和2号三角臂79之间设置四根三角臂连接方管82。

所述的抓门转臂装配体49包括1号朱门转臂连接横管83、2号抓门转臂连接横管84、2号横管中间销轴85、1号横管中间销轴86、抓门转臂挂钩87以及抓门转臂方管立柱88。所述的抓门转臂方管立柱88的实质就是一根方形钢管，只不过在钢管的前方设置了两个向上的抓门转臂挂钩87。两组抓门转臂方管立柱88通过1号朱门转臂连接横管83和2号抓门转臂连接横管84焊接成一体，因此就出现了四个抓门转臂挂钩87。这四个抓门转臂挂钩87成矩形分布，这样保证了在勾住重物时不会单点受力，防止倾斜和转动，保证搬运过程的平稳。所述的1号横管中间销轴86穿过1号前小臂连接吊耳74和2号前小臂连接吊耳75，连接抓门转臂装配体49和三角臂装配体48。所述的2号横管中间销轴85两端分别连接1号抓门转臂支撑电动缸50和2号抓门转臂支撑电动缸54的推杆吊耳。

具体的搬运过程如下所述

滑台在齿轮齿条驱动下进行横向移动，肩关节后驱动大臂和肘关节后驱动小臂在伺服电缸的推动下，模拟人体手臂关节，组成合成运动，向前同时向下运动，通过横拉杆和三角臂带动肩关节前大臂、肘关节前小臂以及抓门转臂共同向前移动，当抓门转臂到达目标重物下方时，向上提升，利用抓门转臂勾住重物，然后搬运到指定位置，向下运动，松开抓门转臂，完成搬运。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

设计图

一种三段手臂式平动起重搬运装置论文和设计

一种三段手臂式平动起重搬运装置论文和设计-陈熔

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢