CN110407107B - 一种全向精准调运起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全向精准调运起重机，涉及起重机械设备技术领域，包括机器本体，机器本体包括车架、升降机构及行车机构，车架上设置有滑移机构；滑移机构包括导轨，导轨上滑移设置有滑块，导轨上设置有传动丝杠，传动丝杠贯穿滑块并与其螺纹连接，导轨一端设置有第一驱动装置；升降机构包括卷筒、上滑轮组、下滑轮组、绳索、吊具平台及吊具；上滑轮组设置在滑块上，下滑轮组设置在吊具平台上，上滑轮与下滑轮组之间通过绳索绕连接，卷筒转动设置在滑块上，滑块上设置有第二驱动装置；行车机构包括转向轮。本发明提供了结构简单可靠、安全性好、空间占用小、移动灵活、防摇摆、精度高的一种全向精准调运起重机。

Description

一种全向精准调运起重机

技术领域

本发明涉及起重机械设备技术领域，具体的说，它涉及一种全向精准调运起重机。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。起重设备的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的，起重机在市场上的发展和使用越来越广泛。

现在制造业工厂、码头等环境中，大量的货物需要进行平移搬运，跨运车和传统起重机可以满足大质量货物起重运输的需求。但是由于目前存在的起重机多采用传统单绳缠绕方式，小车在横梁上行走的方式得到横向运动，吊钩只能定点抓取货物，以及传统跨运车的行走方式。

但是在特殊的工作环境中，如危化品实验、排爆、精密加工制造等，需要对小型物件进行搬运转移作业。传统的起重设备定点吊运，设备尺寸大，占据空间大，无法满足室内灵活搬运的要求，且单绳缠绕方式，易晃动，稳定性差，导致吊运货物的精确度低，存在待改进之处。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种全向精准调运起重机。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种全向精准调运起重机，其包括机器本体，所述机器本体包括车架、升降机构及设置在车架上靠近地面一侧的行车机构，所述车架上还设置有用于驱动升降机构在水平方向滑移的滑移机构；

所述滑移机构包括固定设置在车架上的导轨，所述导轨上设置有滑块，所述滑块沿导轨长度方向呈滑移设置，所述导轨沿其长度方向转动设置有传动丝杠，所述传动丝杠沿导轨长度方向贯穿滑块，且所述滑块螺纹连接设置在传动丝杠上，所述导轨长度方向的一端还设置有用于驱动传动丝杠转动的第一驱动装置；

所述升降机构包括卷筒、上滑轮组、下滑轮组、绳索、吊具平台及吊具；所述上滑轮组设置在滑块上，所述下滑轮组设置在吊具平台靠近上滑轮组的一侧，所述下滑轮组包括下滑轮，所述下滑轮设置有三个，三个所述下滑轮间隔设置在吊具平台上，且三个所述下滑轮在吊具平台上的位置构成一个三角形，所述上滑轮组包括三个上滑轮单元，三个所述上滑轮单元与三个下滑轮呈一一对应设置；所述上滑轮单元与对应下滑轮之间通过绳索缠绕连接，且所述绳索一端固定在吊具平台上，所述绳索远离吊具平台的一端依次穿过下滑轮与上滑轮单元并固定在卷筒上，所述卷筒转动设置在滑块上，所述滑块上设置有用于驱动卷筒转动的第二驱动装置。

通过上述技术方案，在实际使用中，使用者通过行车机构中的转向轮将起重机转移至带作业地点；然后，通过滑移机构中的驱动装置驱动丝杠转动，将滑块输送到指定位置；接着，利用升降机构将货物抓取并搬运，实现小物件等的快速搬运。通过这种方式，利用驱动装置控制传动丝杠的转动圈数，可精确控制滑块的移动距离，有助于提高起重机的吊运精度；同时，升降机构中的上滑轮组和下滑轮组配合绳索的设置，避免吊具在定位移动时摇摆，进一步提高起重机的吊具在使用中的精度，从而实现吊具精确抓取待搬运的货物。

本发明进一步设置为：三个所述下滑轮在吊具上构成一个正三角形，且所述下滑轮构成的正三角形与吊具平台上的中心点重合，所述绳索固定在吊具的中心点位置。

通过上述技术方案，将三个下滑轮设置成一个正三角形，且其中心点与吊具中心点重合，使吊具在调取货物时，吊具平台受力均匀，有效避免吊具平台受力不稳定发生倾斜，有助于保证吊具平台使用过程中的稳定性。

其次，有助于保证各条绳索受力均匀，从而有利于延长绳索的使用寿命。

本发明进一步设置为：每个所述上滑轮单元包括第一上滑轮、第二上滑轮导向轮，所述绳索远离吊具平台上的一端首先缠绕第一上滑轮，然后所述绳索绕设在下滑轮上，接着所述绳索绕设在第二上滑轮上，最后所述绳索绕设在导向轮上，所述绳索经过导向轮改变方向固定在卷筒上，绕设在所述导向轮上的绳索垂直卷筒中轴线所在的平面，且其与所述卷筒表面相切。

通过上述技术方案，用这种绳索缠绕方式，有助于保证升降机构在升降过程中卷筒收放绳索的平稳性，从而有助于保证升降机构升降过程的稳定性。

本发明进一步设置为：三个所述第一上滑轮在同一高度上，且三个所述第一上滑轮构成一个正三角形，三条固定在所述吊具平台中心点的所述绳索与三个第一上滑轮共同构成一个三棱锥状绳索结构。

通过上述技术方案，有效避免吊具平台在使用过程中晃动，有助于进一步提高吊具平台在使用过程中的稳定性，提高了起重机在使用过程中的精度。

本发明进一步设置为：所述滑块上设置有安装板，所述安装板背离滑块的一侧固定设置有第一滑轮架和第二滑轮架，所述第一滑轮转动设置在第一滑轮架上，所述第二滑轮与导向轮设置在第二滑轮架上，且所述导向轮设置在第二上滑轮下方，所述绳索、下滑轮和第二上滑轮组成三棱柱状绳索结构。

通过上述技术方案，有效避免吊具在使用过程中旋转，造成绳索打结，从而有助于提高起重机调运货物的精度。

本发明进一步设置为：所述第一滑轮架与第二滑轮架可拆卸设置在安装板上。

通过上述技术方案，方便使用者拆卸第一滑轮架和第二滑轮架，大大提高保养检修的便捷性。

本发明进一步设置为：所述导轨靠近传动丝杠的一侧设置有导向条，所述导向条沿导轨长度方向设置，所述滑块靠近导向条的一侧开设有用于嵌设导向条的凹槽。

通过上述技术方案，避免滑块在导轨上的转向运动，有助于保证滑块在导轨上的滑移的稳定性，有助于提高起重机吊运货物的精度。

本发明进一步设置为：所述行车机构包括设置在车架靠近地面一侧的转向轮。

通过上述技术方案，通过在车架靠近地面一侧的转向轮，方便移动起重机的转移。

本发明进一步设置为：所述转向轮设置成麦克纳姆轮。

通过上述技术方案，通过控制四个轮子不同转速和转向，可实现起重机在地面上的任意转向运动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、结构简单可靠，全向灵活移动，滑块自锁防溜，升降系统全向防摇，稳定性好，空间占用小，空间利用率高，人工操作技能要求低，经济高效；

2、通过将吊具平台上的下滑轮设置成正三角形状，保证了吊具平台在使用时的稳定性；同时，利用设置的导向轮，有助于保证绳索在滚筒上平稳收缩或释放，有助于提高吊具平台在使用过程中的稳定性；并且，三条绳索与上滑轮组与下滑轮组构成的三棱锥状及三棱柱状的绳索结构，均保证吊具平台在使用过程中的稳定性，且还避免其发生旋转，造成绳索缠绕；通过上述方式，保证吊具平台在使用过程的稳定性，从而有助于保证起重机在使用过程吊具平台吊运货物的精度；

3、利用传动丝杠传动带动滑块滑移的设置，驱动装置无动力自锁，可防止滑块在失去动力后滑行，大大提高起重机的安全性能。

附图说明

图1为本发明一种全向精准调运起重机的整体示意图；

图2为本发明一种全向精准调运起重机的车架结构示意图；

图3为本发明一种全向精准调运起重机的滑移机构示意图；

图4为本发明一种全向精准调运起重机的滑块与导轨爆炸示意图；

图5为图4中A部分的局部放大示意图；

图6为本发明一种全向精准调运起重机的绳索缠绕结构示意图；

图7为本发明一种全向精准调运起重机的上滑轮组的结构示意图。

附图标记：1、机器本体；2、车架；21、安装架；22、支撑杆；3、行车机构；31、麦克纳姆轮；4、滑移机构；41、导轨；411、导向条；412、安装挡板；42、传动丝杠；43、滑块；431、凹槽；44、伺服电机；5、升降机构； 51、卷筒；52、卷筒电机；53、安装板；541、第一滑轮架；542、第二滑轮架；55、绳索；56、上滑轮组；560、上滑轮单元；561、第一上滑轮；562、第二上滑轮；563、导向轮；57、吊具平台；58、下滑轮组；581、下滑轮；59、夹具。

具体实施方式

本发明提供一种全向精准调运起重机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

参见附图1和附图2，一种全向精准调运起重机，包括机器本体1，机器本体1包括车架2，车架2上设置有滑移机构4，升降机构5及行车机构。车架2包括安装架21，安装架21为日字型矩形框架结构。安装架21靠近地面一侧竖直固定有支撑杆22，支撑杆22在车架2宽度方向一侧间隔设置有两根，在安装架21宽度方向一侧的两支撑杆22为一组支撑杆22，安装架21 宽度方向两侧分别设置有一组支撑杆22。通过这种方式，起重机方便跨过地上障碍物，且起重机的产生的重力由四根支撑杆22分别承载，大大提高车架 2的稳定性，防止倾覆。支撑杆22远离安装架21的一端转动设置有麦克纳姆轮31，麦克纳姆轮31即为转向轮。通过控制四个轮子不同转速和转向，可实现起重机在地面上的任意转向运动。

为了方便货物的转运。参见附图3滑移机构4包括固定设置在安装架21 上的导轨41，导轨41固定设置在安装架21靠近地面的一侧，且导轨41沿安装架21长度方向设置。导轨41靠近地面一侧固定有安装挡板412，安装挡板412垂直固定在导轨41靠近地面的一侧，安装挡板412设置有两块，且分别设置在导轨41两端。两安装板53之间设置有传动丝杠42，传动丝杠42 通过轴承转动设置在两安装板53之间。导轨41一端还固定设置有伺服电机 44，伺服电机44的驱动轴通过联轴器与传动丝杠42固定连接，即伺服电机44为第一驱动装置。

结合附图4和附图5，导轨41上还设置有滑块43，滑块43为正方形块状结构。滑块43沿导轨41长度方向呈滑移设置。导轨41靠近地面一侧凸起成型设置有导向条411，导向条411沿导轨41长度方向设置。滑块43靠近导向条411的一侧内凹成型设置有凹槽431。导向条411嵌设在凹槽431中，形成插接配合。通过这种方式，避免滑块43在传动丝杠42上的转向运动，有助于保证滑块43在导轨41上的滑移的稳定性。滑块43由传动丝杠42驱动，伺服电机44无动力自锁，可防止滑块43在失去动力后滑行，大大提高起重机的使用安全性；同时，通过伺服电机44控制传动丝杠42的转动圈数，可精确控制滑块43的移动距离，有助于提高起重机的吊运移动精度。

为了实现货物的升降搬运。参见附图6和附图7,升降机构5包括安装板 53。安装板53固定设置在滑块43靠近地面位置的一侧，安装板53为矩形板状结构。安装板53固定安装在滑块43中心位置。安装板53靠近地面一侧固定有第一滑轮架541和第二滑轮架542，第一滑轮架541与第二滑轮架542 均为一块固定板，固定板垂直安装板53靠近地面的一侧设置安装板53上。固定板为矩形结构，固定板通过螺钉固定设置在安装板53上，使固定板可拆卸设置在安装板53上。方便使用者将第一滑轮架和第二滑轮架拆卸下来进行保养、检修。

第一滑轮架541的固定板上通过轴销转动设置有第一上滑轮561。第一滑轮架541设置有三组，三组第一滑轮架541中的第一上滑轮561均设置在同一高度。第二滑轮架542设置有三组，且与第一滑轮架541一一对应设置。第二滑轮架542的固定板上通过轴销转动设置有第二上滑轮562和导向轮 563，导向轮563设置在第一防滑轮的正下方。第一上滑轮561与第二上滑轮 562构成上滑轮单元560，所有的上滑轮单元560构成上滑轮组56。

结合附图6，安装板53靠近地面一侧固定设置有卷筒电机52，卷筒电机 52竖直设置在安装板53上，且卷筒电机52设置在安装板53的中心位置。卷筒电机52输出轴正对安装板53的中心位置设置，卷筒电机52的输出轴上固定设置有卷筒51，即卷筒电机52为第二驱动装置。

安装板53的正下方设置有吊具平台57，吊具平台57为圆盘形板状结构。吊具平台57靠近滑块43的一侧设置有三个下滑轮581，三个下滑轮581均匀分布设置在吊具平台57上，且三个下滑轮581在吊具平台57上的位置构成一个正三角形。正三角形的中心点与吊具平台57的圆心重合三个下滑轮 581构成下滑轮581组58。有助于保证吊具平台57在吊拉重物时受力平衡，从而提高其稳定性。三个下滑轮581分别与三个上滑轮单元560呈一一对应设置。

上滑轮组56与下滑轮581组58之间设置有绳索55。绳索55设置有三组，三组绳索55分别缠绕设置在对应的上滑轮单元560与下滑轮581之间。绳索55的一端固定设置在吊具平台57的圆心位置，紧接着绳索55依次缠绕第一上滑轮561、下滑轮581、第二上滑轮562和导向轮563，最终将远离吊具平台57的一端固定设置在卷筒51上。绕设在导向轮563上的绳索55垂直于卷筒51中轴线所在的平面，且其与卷筒51侧面相切。这种设计，有助于保证升降机构5在升降过程中卷筒51收放绳索55的平稳性，从而有助于保证升降机构5在升降过程的平稳性。

三个第一上滑轮561构成一个正三角形，三条绳索55一端固定在吊具平台57的圆心上，共同组成一个三棱锥状的绳索结构，有助于避免吊具平台 57晃动。三条绳索55、三个下滑轮581及三个上滑轮组56成三棱柱状的绳索结构，有效避免吊具平台57在使用过程中旋转，造成绳索55缠绕打结。下滑轮组58(动滑轮组)在降低绳索55和卷筒51受力的同时，且保证升降系统的自由度不变，保证升降系统仅有上下升降方向的直线自由度，使货物在升降系统中仅沿其中轴线上下运动。

在实际使用过程中，通过卷筒51缠绕(或释放)绳索55带动吊具平台 57上升(或下降)，从而实现吊具平台57的升降。同时，通过设置的三组绳索55，有效将使用时吊具平台57自身的重力及其所受的拉力集中在升降机构5的中轴线上，从而有助于保证起重机在启动、停止或者吊运货物时的稳定性；同时，有效避免货物在吊运过程中晃摆，使起重机卸货时，有助于提高货物卸载精度。吊具平台57靠近地面的一侧的中心位置固定设置有夹爪，即夹爪为夹具59。使用者还可以根据实际货物的形状及尺寸大小更换固定相应的夹具59，从而有助于提高夹具59挟持货物的稳定性，且扩大起重机的适用范围。

本实施例的工作原理是：

在实际使用中，使用者首先通过麦克纳姆轮31将起重机移动至需要搬运货物的工作地点；然后，通过伺服电机44驱动传动丝杠42转动，从而带动滑块43在滑轨上滑移，使滑块43滑移至待搬运货物的上端；紧接着，通过升降机构5中的卷筒电机52驱动卷筒51转动，释放缠绕在卷筒51上的绳索 55，使夹爪接触待搬运货物，并利用夹爪抓取待搬运货物；同时，再次驱动卷筒电机52使其驱动卷筒51转动从而缠绕绳索55，从而提升夹爪及其抓取的货物；接着，通过伺服电机44驱动传动丝杠42转动，带动滑块43，进而将货物输送至放置货物点上方；最后，通过升降机构5将货物下降，并打开夹爪，实现小件货物的稳定搬运。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种全向精准调运起重机，其包括机器本体(1)，所述机器本体(1)包括车架(2)、升降机构(5)及设置在车架(2)上靠近地面一侧的行车机构(3)，所述车架(2)上还设置有用于驱动升降机构(5)在水平方向滑移的滑移机构(4)；

其特征在于，所述滑移机构(4)包括固定设置在车架(2)上的导轨(41)，所述导轨(41)上设置有滑块(43)，所述滑块(43)沿导轨(41)长度方向呈滑移设置，所述导轨(41)沿其长度方向转动设置有传动丝杠(42)，所述传动丝杠(42)沿导轨(41)长度方向贯穿滑块(43)，且所述滑块(43)螺纹连接设置在传动丝杠(42)上，所述导轨(41)长度方向的一端还设置有用于驱动传动丝杠(42)转动的第一驱动装置；

所述升降机构(5)包括卷筒(51)、上滑轮组(56)、下滑轮组(58)、绳索(55)、吊具平台(57)及吊具；所述上滑轮组(56)设置在滑块(43)上，所述下滑轮组(58)设置在吊具平台(57)靠近上滑轮组(56)的一侧，所述下滑轮组(58)包括下滑轮(581)，所述下滑轮(581)设置有三个，三个所述下滑轮(581)间隔设置在吊具平台(57)上，且三个所述下滑轮(581)在吊具平台(57)上的位置构成一个三角形，所述上滑轮组(56)包括三个上滑轮单元(560)，三个所述上滑轮单元(560)与三个下滑轮(581)呈一一对应设置；所述上滑轮单元(560)与对应下滑轮(581)之间通过绳索(55)缠绕连接，且所述绳索(55)一端固定在吊具平台(57)上，所述绳索(55)远离吊具平台(57)的一端依次穿过上滑轮单元(560)与下滑轮(581)并固定在卷筒(51)上，所述卷筒(51)转动设置在滑块(43)上，所述滑块(43)上设置有用于驱动卷筒(51)转动的第二驱动装置；

三个所述下滑轮(581)在吊具上构成一个正三角形，且所述下滑轮(581)构成的正三角形与吊具平台(57)上的中心点重合，所述绳索(55)固定在吊具的中心点位置；

每个所述上滑轮单元(560)包括第一上滑轮(561)、第二上滑轮(562)、导向轮(563)，所述绳索(55)远离吊具平台(57)上的一端首先缠绕第一上滑轮(561)，然后所述绳索(55)绕设在下滑轮(581)上，接着所述绳索(55)绕设在第二上滑轮(562)上，最后所述绳索(55)绕设在导向轮(563)上，所述绳索(55)经过导向轮(563)改变方向固定在卷筒(51)上，绕设在所述导向轮(563)上的绳索(55)垂直卷筒(51)中轴线所在的平面，且其与所述卷筒(51)表面相切。

2.根据权利要求1所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，三个所述第一上滑轮(561)在同一高度上，且三个所述第一上滑轮(561)构成一个正三角形，三条固定在所述吊具平台(57)中心点的所述绳索(55)与三个第一上滑轮(561)共同构成一个三棱锥状绳索结构。

3.根据权利要求1所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，所述滑块(43)上设置有安装板(53)，所述安装板(53)背离滑块(43)的一侧固定设置有第一滑轮架(541)和第二滑轮架(542)，所述第一上滑轮(561)转动设置在第一滑轮架(541)上，所述第二上滑轮(562)与导向轮(563)设置在第二滑轮架(542)上，且所述导向轮(563)设置在第二上滑轮(562)下方，所述绳索(55)、下滑轮(581)和第二上滑轮(562)组成三棱柱状的绳索结构。

4.根据权利要求3所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，所述第一滑轮架(541)与第二滑轮架(542)可拆卸设置在安装板(53)上。

5.根据权利要求1所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，所述导轨(41)靠近传动丝杠(42)的一侧设置有导向条(411)，所述导向条(411)沿导轨(41)长度方向设置，所述滑块(43)靠近导向条(411)的一侧开设有用于嵌设导向条(411)的凹槽(431)。

6.根据权利要求1所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，所述行车机构包括设置在车架(2)靠近地面一侧的转向轮。

7.根据权利要求6所述的一种全向精准调运起重机，其特征在于，所述转向轮设置成麦克纳姆轮(31)。

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