CN108946005A - 一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，包括伸缩支撑架、转运框架、升降装置和驱动机构，所述伸缩支撑架的上表面固定安装有双层传输带，所述双层传输带的上表面设置有传输轨道，所述双层传输带的右端连接有转运框架，所述转运框架固定安装在升降装置的上部，所述升降装置的内部还固定安装有驱动机构，整个装置利用伸缩支撑架形成的移动平台与用于汽车顶盖的自动搬运装置相对独立，搬运装置通过螺栓等固定到移动平台上的指定位置，搬运装置与移动平台相互配合通过设施工厂内铺设的传输轨道完成汽车顶盖的搬运作业，该装置能够实现汽车顶盖的自动运载，且移动平台可以通过循迹实现前进、后退和转向，达到无人化的操作。

Description

一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置

技术领域

本发明涉及汽车顶盖搬运装置领域，具体为一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置。

背景技术

现代化汽车顶盖搬运技术是随着现代技术的高速发展产生的一项工业技术，精准化的工厂设施使得科技应用技术发展非常迅速，精准科技研发的一大特点就是现代技术与搬运装备的运用。现代科技生产越来越规模化、专业化，与现代机械技术相结合，机械化、自动化程度提高，自动化生产效率显著提高，但是，现有的用于汽车顶盖搬运领域的自动化柔性搬运装置，还存在以下不足之处问题：

例如，申请号为201510258917.6，专利名称为一种发动机缸盖柔性自动化生产线系统的发明专利：

其能够解决现有技术的不足，提高了被加工零件在自动化生产线中的传输效率。

但是，现有的用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置存在以下缺陷：

(1)目前，我国的无人搬运车起步较晚，发展速度缓慢，一些企业还不适应无人搬运车搬运作业，大多数企业还是依靠人力或者简单的机械如手推车进行搬运作业，任务量比较繁重；

(2)现有的，用于汽车顶盖搬运设备，在搬运过程中容易出现定位不精准的现象，导致汽车顶盖的搬运效率较差，且容易导致汽车顶盖在搬运过程中出现碰撞，降低了汽车顶盖的出厂质量。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，包括伸缩支撑架、转运框架、升降装置和驱动机构，所述伸缩支撑架的上表面固定安装有双层传输带，所述双层传输带的上表面设置有传输轨道，所述双层传输带的右端连接有转运框架，所述转运框架固定安装在升降装置的上部，所述升降装置的内部还固定安装有驱动机构。

进一步地，所述伸缩支撑架的下部轴向滑动连接有支撑杆，所述伸缩支撑架的两侧还固定安装有防护板。

进一步地，所述转运框架的上表面固定安装有配重块，所述转运框架的上部固定安装有垂直滑动架，所述垂直滑动架的右部与升降装置滑动连接，所述垂直滑动架的左侧面上固定安装有抓取架，所述抓取架的内壁上轴向连接有滚筒，所述抓取架的上部通过三角支撑板与垂直滑动架内壁固定连接。

进一步地，所述升降装置包括桩靴架和桁架，所述桁架的底部垂直安装在桩靴架的内壁上，所述桁架的上表面上固定安装有固桩架，所述固桩架的下表面固定安装有上导向板，所述上导向板的下部设置有锁紧装置，所述锁紧装置的下部固定安装有下导向架，所述下导向架的内壁通过调节螺钉与桁架固定连接。

进一步地，所述上导向板的内壁上设置有升降基座，所述升降基座的内部设置有驱动电机，所述驱动电机的驱动端轴向连接有减速箱，所述减速箱的轴向端轴向连接有小齿轮，所述小齿轮的外部设置有隔板，所述隔板的上端与升降基座内壁相连接。

进一步地，所述锁紧装置的内部上固定安装有多个T型槽，所述T型槽的内壁上螺纹连接有丝杠螺杆。

进一步地，所述驱动机构包括轴承座和电机座，所述轴承座的上部与转运框架固定连接，所述轴承座的内壁上通过传动轴轴向连接有驱动轮，所述传动轴的轴向端连接有联轴器，所述联轴器的上部通过支座与转运框架内壁固定连接，所述联轴器的轴向端轴向连接有直流减速电机，所述直流减速电机的固定端与电机座固定连接，所述电机座的上部与轴承座内壁固定连接。

进一步地，所述桩靴架包括外水平撑杆和内水平撑杆，所述外水平撑杆呈三角型结构连接，所述外水平撑杆的连接点处通过齿条弦杆轴向连接，所述内水平撑杆设置在外水平撑杆的内部，所述内水平撑杆与外水平撑杆呈120°结构设置，所述内水平撑杆与外水平撑杆之间还设置有斜撑杆。

进一步地，所述转运框架的上部还固定安装有末端执行器，所述末端执行器包括电磁换向阀和微型真空泵，所述电磁换向阀的内壁上固定安装有轴承安装架，所述轴承安装架的轴向端设置有气缸，所述气缸的内部轴向连接有活塞，所述电磁换向阀的内壁中央还固定安装有微型真空泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，利用伸缩支撑架形成的移动平台与用于汽车顶盖的自动搬运装置相对独立，搬运装置通过螺栓等固定到移动平台上的指定位置，搬运装置与移动平台相互配合通过设施工厂内铺设的传输轨道完成汽车顶盖的搬运作业，该装置能够实现汽车顶盖的自动运载，且移动平台可以通过循迹实现前进、后退和转向，达到无人化的操作；

(2)本发明的用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，通过传输轨道和转运框架进行X和Y轴方向坐标定位，然后再通过末端执行器升降机构进行Z轴方向定位，末端执行器叉起汽车顶盖设备，然后再定位到预定的坐标点，实现末端执行器对汽车顶盖设备的定点叉取和预定位置放置，不仅提高了搬运设备的搬运效率，而且提升了汽车顶盖的出厂质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的转运框架结构示意图；

图3为本发明的升降装置结构示意图；

图4为本发明的升降基座连接结构示意图；

图5为本发明的T型槽结构示意图；

图6为本发明的驱动机构结构示意图；

图7为本发明的桩靴架结构示意图；

图8为本发明的末端执行器结构示意图。

图中标号：

1-伸缩支撑架；2-双层传输带；3-升降装置；4-转运框架；5-驱动机构；6-末端执行器；7-支撑杆；8-支撑杆；9-传输轨道；

301-桩靴架；302-桁架；303-下导向架；304-上导向板；305-锁紧装置；306-固桩架；307-升降基座；308-驱动电机；309-小齿轮；310-隔板；311-减速箱；312-T型槽；313-丝杠螺杆；314-外水平撑杆；315-内水平撑杆；316-齿条弦杆；317-斜撑杆；

401-配重块；402-抓取架；403-滚筒；404-三角支撑板；405-垂直滑动架；

501-轴承座；502-传动轴；503-驱动轮；504-电机座；505-直流减速电机；506-联轴器；507-支座；

601-电磁换向阀；602-气缸；603-轴承安装架；604-微型真空泵；605-活塞。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，本发明提供了一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，包括伸缩支撑架1、转运框架4、升降装置3和驱动机构5，所述伸缩支撑架1的上表面固定安装有双层传输带2，所述双层传输带2的上表面设置有传输轨道9，所述双层传输带2的右端连接有转运框架4，所述转运框架4固定安装在升降装置3的上部，所述升降装置3的内部还固定安装有驱动机构5，所述伸缩支撑架1的下部轴向滑动连接有支撑杆7，所述伸缩支撑架1的两侧还固定安装有防护板8。

本实施例中，伸缩支撑架1形成的移动平台与用于汽车顶盖的自动搬运装置相对独立，搬运装置通过螺栓等固定到移动平台上的指定位置，搬运装置与移动平台相互配合通过设施工厂内铺设的传输轨道9完成汽车顶盖的搬运作业，该装置能够实现汽车顶盖的自动运载，且移动平台可以通过循迹实现前进、后退和转向，达到无人化的操作。

所述转运框架4的上表面固定安装有配重块401，所述转运框架4的上部固定安装有垂直滑动架405，所述垂直滑动架405的右部与升降装置3滑动连接，所述垂直滑动架405的左侧面上固定安装有抓取架402，所述抓取架402的内壁上轴向连接有滚筒403，所述抓取架402的上部通过三角支撑板404与垂直滑动架405内壁固定连接。

本实施例中，转运框架4采取辅助支撑的方式防止其侧翻，桅柱式高空作业平台在底部增加辅助支撑，这种辅助支撑的结构简单，适应性好，而且支腿的高度可调，能适应多种工作环境。

本实施例中，转运框架4底部采用四轮轮系底盘结构，前轮万向从动，后轮定向驱动，采用直流无刷减速电机，两驱动轮选用独立悬架结构，动力传递依靠联轴器，车体选用铝型材，各部分固定选用T型螺栓和螺母，车体安装方便。

所述升降装置3包括桩靴架301和桁架302，所述桁架302的底部垂直安装在桩靴架301的内壁上，所述桁架302的上表面上固定安装有固桩架306，所述固桩架306的下表面固定安装有上导向板304，所述上导向板304的下部设置有锁紧装置305，所述锁紧装置305的下部固定安装有下导向架303，所述下导向架303的内壁通过调节螺钉与桁架302固定连接。

所述上导向板304的内壁上设置有升降基座307，所述升降基座307的内部设置有驱动电机308，所述驱动电机308的驱动端轴向连接有减速箱311，所述减速箱311的轴向端轴向连接有小齿轮309，所述小齿轮309的外部设置有隔板310，所述隔板310的上端与升降基座307内壁相连接。

本实施例中，升降基座307是升降装置外载荷主要的承载体，且还要承担传动单元较大的重量，因此设计中要使其达到很高的强度和刚度，为此，把升降基座307设计成由高强度钢板焊接而成的中空箱型结构，其中的各层隔板和加强肋板把该箱形结构分成许多小隔间，从而加强了基座的刚度，另外，在各小隔间中设置桶形齿轮减速箱基座，用来承担升降单元较大的重量，这样设计的箱形基座具有刚度大的特点，能够保证在升降单元重量较大、工况下小齿轮负载较大时基座不至于产生扭曲变形，影响升降装置的正常工作。

所述锁紧装置305的内部上固定安装有多个T型槽312，所述T型槽312的内壁上螺纹连接有丝杠螺杆313。

本实施例中，升降装置3采用齿轮齿条式升降装置，桁架302采用三角形析架式，平台共有3个桁架302，主要由一根三角形析架式桩腿、桩靴、固桩架、套升降单元、套锁紧装置、上下导向板等部件组成，三角形析架式桁架302主要部件包括弦杆、撑杆和齿条，每根桩腿的弦杆上采用背对背方式设置根齿条，对应每根齿条上配备个小齿轮，即每根桩腿上共有个小齿轮，个小齿轮同步动作带动平台主体或桩腿升降，桁架302不仅支撑平台的全部重量，且经受各种环境外力的作用。

本实施例中，桩靴架301可以增大地面支承面积，提高承压能力，减少桁架302插入地面的深度，特别对于软性地面土的情况，固桩架306起安装固定升降装置并在不同工况下传递桁架302与平台主体之间载荷的作用，升降装置的作用是为桁架302的升降提供动力，控制桁架302的上升和下降，主要部件包括升降驱动电机、齿轮减速箱、末端小齿轮等，每个小齿轮由个驱动电机通过对应的齿轮减速箱来带动，平台通过固桩架306传力于齿轮箱上的小齿轮，小齿轮通过与桁架302上的齿条啮合传力于桁架302，锁紧装置的作用是锁紧桁架302，使平台处于地面上，在锁紧状态下长期稳定的进行作业，主要部件包括锁紧基座、锁紧液压马达、联轴器、螺旋升降机、齿形楔块，在齿条两侧设有导向板，以防止齿轮与齿条相脱离，上下导向板形成的力偶可以平衡由于桩靴侧向力产生的桩腿弯矩。

本实施例中，锁紧装置305使用液压马达为动力元件，液压马达通过联轴器与螺旋升降机蜗杆相连，螺旋升降机蜗杆一涡轮螺母一丝杠推杆机构可以将液压马达的回转运动转化成推杆的移动，因而液压马达的正反转动可以驱使丝杠推杆的伸缩。

所述驱动机构5包括轴承座501和电机座504，所述轴承座501的上部与转运框架4固定连接，所述轴承座501的内壁上通过传动轴502轴向连接有驱动轮503，所述传动轴502的轴向端连接有联轴器506，所述联轴器506的上部通过支座507与转运框架4内壁固定连接，所述联轴器506的轴向端轴向连接有直流减速电机505，所述直流减速电机505的固定端与电机座504固定连接，所述电机座504的上部与轴承座501内壁固定连接。

本实施例中，采用56GP47B12-57BL2460C型号的直流减速电机505，电机结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，采用电压信号控制，传动平稳，低转速大力矩，寿命长，配套驱动器使用具有输出宽范围力矩变化而恒速的独特特点。

本实施例中，驱动机构5选用直流无刷减速电机505为装置提供动力，电机与减速器一体，它要求工作可靠、稳定，能使移动平台平稳运行，保证搬运装置正常工作，驱动轮选用8寸充气加厚橡胶轮胎，增大抓地力的同时可以起到缓冲减震的作用，采用冲压式一体(非焊接)的轮毂，结实耐用不会断裂，单轮承载能力较强。

本实施例中，传动轴502左端通过轴承固定在轴承座501，传动轴502与驱动轮503轮毂通过键联接，传动轴502中部通过支座507固定到转运框架4，选用6205深沟球轴承，联轴器506两端通过键和紧定螺钉分别固定传动轴502与电机轴，联轴器506采用L075型三爪联轴器，材质为45#钢，表面发黑处理，同心度高，额定扭矩11.9Nm，承载大，寿命长，联接传动轴一端选用25mm内孔，联接电机轴一端选用12mm内孔，电机通过紧定螺钉与电机座固定，轴承座501、支座507和电机座504通过T型螺栓和螺母固定到车架，轴承对传动轴502进行周向固定，轴向固定由轴肩、键、弹性挡圈和紧定螺钉固定。

所述桩靴架301包括外水平撑杆314和内水平撑杆315，所述外水平撑杆314呈三角型结构连接，所述外水平撑杆314的连接点处通过齿条弦杆316轴向连接，所述内水平撑杆315设置在外水平撑杆314的内部，所述内水平撑杆315与外水平撑杆314呈120°结构设置，所述内水平撑杆315与外水平撑杆314之间还设置有斜撑杆317。

本实施例中，桩靴架301为箱型结构，板料焊接成正八边形结构，总高4.572m，上部结构八边形外接圆直径为13m，高2.572m，下部高2m，桩靴架301内部设周向和径向加强板，桩靴底板、顶板、侧向围板、径向加强板上设加强筋材料采用高强度船用钢D32级钢，总重53t，桩靴架301内设有进排水系统，由于桩靴架301位于平台下部，在桩靴架301中灌水以降低平台重心，可改善平台移动时的稳性重心，排水时，可以对海底土进行喷冲，减小拔桩时的难度，在桩靴架301内部装有牺牲阳极，用来减少腐蚀保护桩靴架301。

所述转运框架4的上部还固定安装有末端执行器6，所述末端执行器6包括电磁换向阀601和微型真空泵604，所述电磁换向阀601的内壁上固定安装有轴承安装架603，所述轴承安装架603的轴向端设置有气缸602，所述气缸602的内部轴向连接有活塞605，所述电磁换向阀601的内壁中央还固定安装有微型真空泵604。

本实施例中，通过传输轨道9和转运框架4进行X和Y轴方向坐标定位，然后再通过末端执行器6升降机构进行Z轴方向定位，末端执行器6叉起汽车顶盖设备，然后再定位到预定的坐标点，实现末端执行器6对汽车顶盖设备的定点叉取和预定位置放置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，包括伸缩支撑架(1)、转运框架(4)、升降装置(3)和驱动机构(5)，其特征在于：所述伸缩支撑架(1)的上表面固定安装有双层传输带(2)，所述双层传输带(2)的上表面设置有传输轨道(9)，所述双层传输带(2)的右端连接有转运框架(4)，所述转运框架(4)固定安装在升降装置(3)的上部，所述升降装置(3)的内部还固定安装有驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述伸缩支撑架(1)的下部轴向滑动连接有支撑杆(7)，所述伸缩支撑架(1)的两侧还固定安装有防护板(8)。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述转运框架(4)的上表面固定安装有配重块(401)，所述转运框架(4)的上部固定安装有垂直滑动架(405)，所述垂直滑动架(405)的右部与升降装置(3)滑动连接，所述垂直滑动架(405)的左侧面上固定安装有抓取架(402)，所述抓取架(402)的内壁上轴向连接有滚筒(403)，所述抓取架(402)的上部通过三角支撑板(404)与垂直滑动架(405)内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述升降装置(3)包括桩靴架(301)和桁架(302)，所述桁架(302)的底部垂直安装在桩靴架(301)的内壁上，所述桁架(302)的上表面上固定安装有固桩架(306)，所述固桩架(306)的下表面固定安装有上导向板(304)，所述上导向板(304)的下部设置有锁紧装置(305)，所述锁紧装置(305)的下部固定安装有下导向架(303)，所述下导向架(303)的内壁通过调节螺钉与桁架(302)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述上导向板(304)的内壁上设置有升降基座(307)，所述升降基座(307)的内部设置有驱动电机(308)，所述驱动电机(308)的驱动端轴向连接有减速箱(311)，所述减速箱(311)的轴向端轴向连接有小齿轮(309)，所述小齿轮(309)的外部设置有隔板(310)，所述隔板(310)的上端与升降基座(307)内壁相连接。

6.根据权利要求4所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述锁紧装置(305)的内部上固定安装有多个T型槽(312)，所述T型槽(312)的内壁上螺纹连接有丝杠螺杆(313)。

7.根据权利要求1所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述驱动机构(5)包括轴承座(501)和电机座(504)，所述轴承座(501)的上部与转运框架(4)固定连接，所述轴承座(501)的内壁上通过传动轴(502)轴向连接有驱动轮(503)，所述传动轴(502)的轴向端连接有联轴器(506)，所述联轴器(506)的上部通过支座(507)与转运框架(4)内壁固定连接，所述联轴器(506)的轴向端轴向连接有直流减速电机(505)，所述直流减速电机(505)的固定端与电机座(504)固定连接，所述电机座(504)的上部与轴承座(501)内壁固定连接。

8.根据权利要求4所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述桩靴架(301)包括外水平撑杆(314)和内水平撑杆(315)，所述外水平撑杆(314)呈三角型结构连接，所述外水平撑杆(314)的连接点处通过齿条弦杆(316)轴向连接，所述内水平撑杆(315)设置在外水平撑杆(314)的内部，所述内水平撑杆(315)与外水平撑杆(314)呈120°结构设置，所述内水平撑杆(315)与外水平撑杆(314)之间还设置有斜撑杆(317)。

9.根据权利要求1所述的一种用于汽车顶盖搬运的自动化柔性搬运装置，其特征在于：所述转运框架(4)的上部还固定安装有末端执行器(6)，所述末端执行器(6)包括电磁换向阀(601)和微型真空泵(604)，所述电磁换向阀(601)的内壁上固定安装有轴承安装架(603)，所述轴承安装架(603)的轴向端设置有气缸(602)，所述气缸(602)的内部轴向连接有活塞(605)，所述电磁换向阀(601)的内壁中央还固定安装有微型真空泵(604)。