CN109305178A

CN109305178A - 一种机械手立杆平车

Info

Publication number: CN109305178A
Application number: CN201811072969.4A
Authority: CN
Inventors: 陈英杰; 罗红阳; 万雳
Original assignee: HUBEI SHIRUIDA HEAVY ENGINEERING MACHINERY Co Ltd
Current assignee: HUBEI SHIRUIDA HEAVY ENGINEERING MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-02-05
Anticipated expiration: 2038-09-14
Also published as: CN109305178B

Abstract

本发明公开一种机械手立杆平车，包括：第一平车、回转作业平台、机械臂及机械抓手，所述机械抓手包括第一连接臂、第一驱动机构、转动连接机构、安装座、第二驱动机构、旋转马达及夹紧机构，所述转动连接机构的一端与所述第一连接臂的头端铰接、所述转动连接机构的另一端与所述安装座铰接；所述第二驱动机构安装于所述转动连接机构上，所述第二驱动机构的驱动端与所述安装座连接并驱动其转动；所述旋转马达安装于所述安装座上，所述旋转马达的驱动轴与所述夹紧机构连接并驱动其转动；所述旋转马达的驱动轴、所述转动连接机构与所述第一连接臂的铰接轴、所述转动连接机构与所述安装座的铰接轴均相互垂直,从而可实现三个维度的转动。

Description

一种机械手立杆平车

技术领域

本发明涉及铁路建设领域，具体涉及一种机械手立杆平车。

背景技术

当前铁路基础建设，在搭建接触网的新钢柱或拆除旧水泥柱时都是采用吊机或者铁路专用接触网立杆作业车(吊机原理)，再辅助大量工人安装作业。这种作业模式下，不仅耗费了大量人力，而且作业危险性极高，作业效率低，已不适合社会发展要求，所以需要对传统作业模式进行机械改进、优化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种机械手立杆平车，解决现有技术中安装H型钢柱时需要大量工人协同作业，耗费人力、工作危险性高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种机械手立杆平车，包括：第一平车、回转作业平台、机械臂及机械抓手，所述第一平车包括第一托运板、第一轨道轮、第二轨道轮、钢轨及安装台，所述第一轨道轮安装于所述第一托运板的底部并与铁路轨道滚动连接；所述钢轨沿所述第一托运板的长度方向布置并与其上表面固定连接；所述安装台设置于所述钢轨的上方；所述第二轨道轮安装于所述安装台的底部并与所述钢轨滚动连接；所述回转作业平台安装于所述安装台的上表面；所述机械臂的一端与所述回转作业平台的一侧相连接、所述机械臂的另一端安装有所述机械抓手；所述机械抓手包括第一连接臂、第一驱动机构、转动连接机构、安装座、第二驱动机构、旋转马达及夹紧机构，所述第一连接臂安装于所述机械臂上；所述转动连接机构的一端与所述第一连接臂的头端铰接、所述转动连接机构的另一端与所述安装座铰接；所述第一驱动机构安装于所述第一连接臂上，所述第一驱动机构的驱动端与所述转动连接机构连接并驱动其转动；所述第二驱动机构安装于所述转动连接机构上，所述第二驱动机构的驱动端与所述安装座连接并驱动其转动；所述旋转马达安装于所述安装座上，所述旋转马达的驱动轴与所述夹紧机构连接并驱动其转动；

其中，所述旋转马达的驱动轴、所述转动连接机构与所述第一连接臂的铰接轴、所述转动连接机构与所述安装座的铰接轴均相互垂直。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：所述第一驱动机构用于驱动所述转动连接机构带动所述夹紧机构平行于所述转动连接机构的铰接轴转动；所述第二驱动机构用于驱动所述安装座小幅度偏转，从而调整所述夹紧机构相对所述第一连接臂两侧的偏转角度；所述旋转马达用于带动所述夹紧机构沿其轴向转动；所述旋转马达的驱动轴、所述转动连接机构与所述第一连接臂的铰接轴、所述转动连接机构与所述安装座的铰接轴均相互垂直，从而可实现三个维度的转动，便于所述夹紧机构对H型钢柱进行抓取，减少工人辅助操作，机械取代人工，提高了工作的安全性；所述回转作业平台用于带动所述机械臂相对所述安装台转动；所述安装台可沿所述钢轨移动，便于最后调整，使H型钢柱的底面安装孔与地面上的预埋地脚螺栓对齐。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中去除第二平车后的局部立体结构示意图。

图3是本发明中机械抓手的第一视角立体结构示意图。

图4是本发明中机械抓手的第二视角立体结构示意图。

图5是本发明中机械抓手的俯视结构示意图。

图6是本发明中机械抓手的仰视结构示意图。

图7是本发明中机械抓手的正视结构示意图。

图8是本发明中机械抓手的侧视结构示意图。

图9是本发明中机械抓手夹持H型钢柱后的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1～9，本实施例提供一种机械手立杆平车，包括：第一平车1、第二平车2、牵引车(图中未示出)、回转作业平台3、机械臂4及机械抓手5。

所述第一平车1的一端与所述第二平车2相连接、所述第一平车1的另一端与所述牵引车相连接；所述牵引车用于牵引所述第一平车1、第二平车2沿铁路轨道移动；所述第二平车2用于运载H型钢柱。

所述第一平车1包括第一托运板11、第一轨道轮12、第二轨道轮13、钢轨14及安装台15，所述第一轨道轮12安装于所述第一托运板11的底部并与铁路轨道滚动连接；所述钢轨14沿所述第一托运板11的长度方向布置并与其上表面固定连接；所述安装台15设置于所述钢轨14的上方；所述第二轨道轮13安装于所述安装台15的底部并与所述钢轨14滚动连接；所述回转作业平台3安装于所述安装台15的上表面；所述机械臂4的一端与所述回转作业平台3的一侧相连接、所述机械臂4的另一端安装有所述机械抓手5。

所述机械抓手包括第一连接臂51、第一驱动机构52、转动连接机构53、安装座54、第二驱动机构55、旋转马达56及夹紧机构57，所述旋转马达 56的驱动轴、所述转动连接机构53与所述第一连接臂51的铰接轴、所述转动连接机构53与所述安装座54的铰接轴均相互垂直。

所述转动连接机构53的一端与所述第一连接臂51的头端铰接、所述转动连接机构53的另一端与所述安装座54铰接；所述第一驱动机构52安装于所述第一连接臂51上，所述第一驱动机构52的驱动端与所述转动连接机构53连接并驱动其转动；具体的，所述转动连接机构53包括第一连杆531、第二连杆532及连接座533，所述第一连接杆531及所述连接座533 均一端与所述第一连接臂51铰接、所述第一连接杆531及所述连接座533 的另一端分别与所述第二连接杆532的两端铰接，从而形成一四连杆机构，本实施例中，所述第一连接杆531与所述第一连接臂51的铰接轴定义为A 轴，所述第一连接杆531与所述第二连接杆532的铰接轴定义为B轴，所述连接座533与所述第一连接臂51的铰接轴定义为C轴，所述连接座533 与所述第二连接杆532的铰接轴定义为D轴，所述A轴、B轴、C轴、D轴均相互平行且不同轴，所述A轴与B轴之间的垂直距离大于所述C轴与D 轴之间的垂直距离，从而本实施例中的转动连接机构53为一曲柄摇杆机构，所述第一连接杆531转动较小的偏转角度即可带动所述连接座533转动较大的偏转角度；所述连接座533的中部设置有一连接头533a，所述连接头 533a与所述安装座54铰接，并定义所述连接头533a与所述安装座54的铰接轴为E轴。

所述第二驱动机构55安装于所述转动连接机构53上，所述第二驱动机构55的驱动端与所述安装座54连接并驱动其转动；具体的，所述第二驱动机构55为一液压缸，所述第二驱动机构55的固定端与所述连接座533 铰接、所述第二驱动机构55的伸缩端与所述安装座54铰接，定义所述第二驱动机构55的固定端与所述连接座533的铰接轴为F轴，所述第二驱动机构55的伸缩端与所述安装座54的铰接轴为G轴，所述E轴、F轴、G轴均相互平行且不同轴，所述E轴垂直于所述A轴；优选的，所述第二驱动机构55为两个，两个所述第二驱动机构55对称设置于所述连接头33a与所述安装座54的铰接位置的两侧，且两个所述第二驱动机构55同步反向伸缩运动，从而使得安装座54的偏转更加平稳。

所述第一驱动机构52为一液压缸，所述第一驱动机构52的固定端与所述第一连接臂51的尾端铰接，所述第一驱动机构52的伸缩端与所述第一连接杆531上靠近所述第二连接杆532的一端铰接，定义所述第一驱动机构52的固定端与所述第一连接臂51的尾端的铰接轴为H轴，所述第一驱动机构52的伸缩端与所述第一连接杆531上靠近所述第二连接杆532的一端的铰接轴为J轴，所述A轴、B轴、C轴、D轴、H轴、J轴均相互平行且不同轴。

所述旋转马达56安装于所述安装座533上，所述旋转马达56的驱动轴与所述夹紧机构57连接并驱动其转动。

所述夹紧机构57包括机械手支座571、水平夹紧机构572及竖直夹紧机构573，所述水平夹紧机构572包括转动板5721及第三驱动机构5722，所述转动板5721为两个，两个所述转动板5721的中部均与所述机械手支座571的中部铰接，且两个所述转动板5721活动连接，两个所述转动板5721 与所述机械手支座571的铰接轴定义为K轴；所述第三驱动机构5722为液压缸，所述第三驱动机构5722为两个，两个所述第三驱动机构5722的固定端分别与所述机械手支座571的两端铰接、两个所述第三驱动机构5722 的伸缩端分别与两个所述转动板5721的一端铰接，且两个所述第三驱动机构5722同步同向伸缩运动，定义所述第三驱动机构5722的固定端与所述机械手支座571的铰接轴为L轴，所述第三驱动机构5722的伸缩端与所述转动板5721的铰接轴为M轴，所述K轴、L轴、M轴均相互平行且不同轴，所述K轴、E轴、A轴相互垂直；所述旋转马达56的驱动轴与所述机械手支座571的中部固定连接并驱动其转动；所述竖直夹紧机构573为四个，四个所述竖直夹紧机构573一一对应安装于一所述转动板5721的一端，每个所述竖直夹紧机构573均包括一第四驱动机构5731及一卡接块5732，所述第四驱动机构5731为一液压缸，所述第四驱动机构5731的固定端与所述转动板5721的一端固定连接，且所述第四驱动机构5731的伸缩端的伸缩方向与所述旋转马达56的驱动轴的轴线同向；所述卡接块5732固定于所述第四驱动机构5731的伸缩端，所述卡接块5732相对所述转动板5721 的一面设置有第一夹紧面5732a。

具体的，所述机械手支座571包括第一安装板5711、第二安装板5712 及连接柱5713，所述第一安装板5711与所述旋转马达56的转轴固定连接，所述第二安装板5712相对所述第一安装板5711背离所述旋转马达56的一面布置；所述连接柱5713为两个，两个所述连接柱5713的分别设置于所述第一安装板5711及所述第二安装板5712的两端，所述连接柱5713的两端分别与所述第一安装板5711、所述第二安装板5712固定连接；所述第二安装板5712相对所述第一夹紧面5732a的一端面为第二夹紧面5712a，所述第一夹紧面5732a、所述第二夹紧面5712a用于纵向夹紧H型钢柱；两个所述转动板5721均铰接于所述第一安装板5711、所述第二安装板5712之间；两个所述第三驱动机构5722的固定端分别与两个所述连接柱5713铰接。

本实施例中，所述机械臂4包括转动块41、第二连接臂42、第三连接臂43、第五驱动机构44、第六驱动机构45、第七驱动机构46及第八驱动机构47，所述第五驱动机构44、第六驱动机构45、第七驱动机构46及第八驱动机构47均为液压缸；所述转动块41的一侧与所述回转作业平台3 的一侧铰接，且其铰接轴垂直于所述第一托运板11的上表面；所述第五驱动机构44的固定端与所述回转作业平台3铰接、所述第五驱动机构44的伸缩端与所述转动块41铰接，用于驱动所述转动块41转动，定义所述第五驱动机构44与所述回转作业平台3的铰接轴为N轴、所述第五驱动机构 44与所述转动块41的铰接轴定义为P轴；所述第二连接臂42的尾端与所述转动块41铰接，定义其铰接轴为Q轴；所述第六驱动机构45的固定端与所述转动块41铰接、所述第六驱动机构45的伸缩端与所述第二连接臂 42铰接，用于驱动所述第二连接臂42转动，定义所述第六驱动机构45与所述转动块41的铰接轴为R轴、所述第六驱动机构45与所述第二连接臂 42的铰接轴为S轴；所述第三连接臂43的尾端与所述第二连接臂42的头端铰接，定义其铰接轴为T轴；所述第七驱动机构46的固定端与所述第二连接臂42铰接、所述第七驱动机构46的伸缩端与所述第三连接臂43铰接，用于驱动所述第三连接臂43转动，定义所述第七驱动机构46与所述第二连接臂42的铰接轴为U轴、所述第七驱动机构46与所述第三连接臂43的铰接轴为V轴；所述第一连接臂51的尾端与所述第三连接臂43的头端铰接，定义其铰接轴为W轴；所述第八驱动机构47的固定端与所述第三连接臂43铰接、所述第八驱动机构47的伸缩端与所述第一连接臂51铰接，用于驱动所述第一连接臂51转动，定义所述第八驱动机构47与所述第三连接臂43的铰接轴为X轴、所述第八驱动机构47与所述第一连接臂51的铰接轴为Y轴；其中，所述第二连接臂42与所述转动块41的铰接轴、所述第三连接臂43与所述第二连接臂42的铰接轴、所述第一连接杆531与所述第一连接臂51的铰接轴均相互平行，且均平行于所述第一托运板11的上表面，所述N轴、P轴、Q轴、R轴、S轴、T轴、U轴、V轴、W轴、X轴、 Y轴、Z轴、A轴均相互平行；本实施例中，所述第一连接臂51、第二连接臂42及第三连接臂43共同形成三节臂运作模式，作业范围更大。

工作原理：第一步，所述牵引车将所述第一平车1及所述第二平车2 沿铁路轨道拉到需工作位置；第二步，所述回转作业平台3转动，使得所述机械臂4带动所述机械抓手5运动至所述第二平车2上运载的H型钢柱的上方；第三步，所述机械臂4向下运动，放下所述机械抓手5，使得所述第二夹紧面5712a接触H型钢柱，两个所述转动板5721横向夹紧H型钢柱；第四步，所述第四驱动机构5731收缩，使得所述第一夹紧面5732a向上运动，从而纵向夹紧H型钢柱，并且抬起H型钢柱；第五步，回转作业平台3 转动，使得所述机械臂4带动所述机械抓手5运动至安装位置的上方，同时，通过所述第五驱动机构44调节所述转动块41的偏转角度，从而进一步实现所述机械臂4回转角度的精确定位；第六步，所述第一驱动机构52 收缩，同时，所述旋转马达56旋转，使得H型钢柱竖直；第七步，所述安装台15沿所述钢轨14移动，最后调整位置，使H型钢柱的底面安装孔与地面上的预埋地脚螺栓对齐；本实施例中，所述第二轨道轮13上连接有液压马达，所述液压马达用于驱动所述第二轨道轮13滚动。

所述第一驱动机构52用于驱动所述转动连接机构53带动所述夹紧机构57平行于所述转动连接机构53的铰接轴转动；所述第二驱动机构55用于驱动所述安装座54小幅度偏转，从而调整所述夹紧机构57相对所述机械臂51两侧的偏转角度；所述旋转马达56用于带动所述夹紧机构57沿其轴向转动；所述旋转马达57的驱动轴、所述转动连接机构53与所述机械臂4的铰接轴、所述转动连接机构53与所述安装座54的铰接轴均相互垂直，从而可实现三个维度的转动，便于所述夹紧机构57对H型钢柱进行抓取，减少工人辅助操作，机械取代人工，提高了工作的安全性。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种机械手立杆平车，包括：第一平车、回转作业平台、机械臂及机械抓手，所述第一平车包括第一托运板、第一轨道轮、第二轨道轮、钢轨及安装台，所述第一轨道轮安装于所述第一托运板的底部并与铁路轨道滚动连接；所述钢轨沿所述第一托运板的长度方向布置并与其上表面固定连接；所述安装台设置于所述钢轨的上方；所述第二轨道轮安装于所述安装台的底部并与所述钢轨滚动连接；所述回转作业平台安装于所述安装台的上表面；所述机械臂的一端与所述回转作业平台的一侧相连接、所述机械臂的另一端安装有所述机械抓手；所述机械抓手包括第一连接臂、第一驱动机构、转动连接机构、安装座、第二驱动机构、旋转马达及夹紧机构，所述第一连接臂安装于所述机械臂上；所述转动连接机构的一端与所述第一连接臂的头端铰接、所述转动连接机构的另一端与所述安装座铰接；所述第一驱动机构安装于所述第一连接臂上，所述第一驱动机构的驱动端与所述转动连接机构连接并驱动其转动；所述第二驱动机构安装于所述转动连接机构上，所述第二驱动机构的驱动端与所述安装座连接并驱动其转动；所述旋转马达安装于所述安装座上，所述旋转马达的驱动轴与所述夹紧机构连接并驱动其转动；

2.根据权利要求1所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述转动连接机构包括第一连杆、第二连杆及连接座，所述第一连接杆及所述连接座均一端与所述第一连接臂铰接、所述第一连接杆及所述连接座的另一端分别与所述第二连接杆的两端铰接；所述连接座的中部设置有一连接头，所述连接头与所述安装座铰接；所述第二驱动机构为一液压缸，所述第二驱动机构的固定端与所述连接座铰接、所述第二驱动机构的伸缩端与所述安装座铰接；所述第一驱动机构为一液压缸，所述第一驱动机构的固定端与所述第一连接臂的尾端铰接，所述第一驱动机构的伸缩端与所述第一连接杆上靠近所述第二连接杆的一端铰接。

3.根据权利要求2所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述第二驱动机构为两个，两个所述第二驱动机构对称设置于所述连接头与所述安装座的铰接位置的两侧，且两个所述第二驱动机构同步反向伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述夹紧机构包括机械手支座、水平夹紧机构及竖直夹紧机构，所述水平夹紧机构包括转动板及第三驱动机构，所述转动板为两个，两个所述转动板的中部均与所述机械手支座的中部铰接，且两个所述转动板活动连接；所述第三驱动机构为液压缸，所述第三驱动机构为两个，两个所述第三驱动机构的固定端分别与所述机械手支座的两端铰接、两个所述第三驱动机构的伸缩端分别与两个所述转动板的一端铰接，且两个所述第三驱动机构同步同向伸缩运动；所述旋转马达的驱动轴与所述机械手支座的中部固定连接并驱动其转动；所述竖直夹紧机构为四个，四个所述竖直夹紧机构一一对应安装于一所述转动板的一端，每个所述竖直夹紧机构均包括一第四驱动机构及一卡接块，所述第四驱动机构为一液压缸，所述第四驱动机构的固定端与所述转动板的一端固定连接，且所述第四驱动机构的伸缩端的伸缩方向与所述旋转马达的驱动轴的轴线同向；所述卡接块固定于所述第四驱动机构的伸缩端，所述卡接块相对所述转动板的一面设置有第一夹紧面。

5.根据权利要求4所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述机械手支座包括第一安装板、第二安装板及连接柱，所述第一安装板与所述旋转马达的转轴固定连接，所述第二安装板相对所述第一安装板背离所述旋转马达的一面布置；所述连接柱为两个，两个所述连接柱的分别设置于所述第一安装板及所述第二安装板的两端，所述连接柱的两端分别与所述第一安装板、所述第二安装板固定连接；所述第二安装板相对所述第一夹紧面的一端面为第二夹紧面；两个所述转动板均铰接于所述第一安装板、所述第二安装板之间；两个所述第三驱动机构的固定端分别与两个所述连接柱铰接。

6.根据权利要求2所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述机械臂包括转动块、第二连接臂、第三连接臂、第五驱动机构、第六驱动机构、第七驱动机构及第八驱动机构，所述第五驱动机构、第六驱动机构、第七驱动机构及第八驱动机构均为液压缸；所述转动块的一侧与所述回转作业平台的一侧铰接，且其铰接轴垂直于所述第一托运板的上表面；所述第五驱动机构的固定端与所述回转作业平台铰接、所述第五驱动机构的伸缩端与所述转动块铰接，用于驱动所述转动块转动；所述第二连接臂的尾端与所述转动块铰接；所述第六驱动机构的固定端与所述转动块铰接、所述第六驱动机构的伸缩端与所述第二连接臂铰接，用于驱动所述第二连接臂转动；所述第三连接臂的尾端与所述第二连接臂的头端铰接；所述第七驱动机构的固定端与所述第二连接臂铰接、所述第七驱动机构的伸缩端与所述第三连接臂铰接，用于驱动所述第三连接臂转动；所述第一连接臂的尾端与所述第三连接臂的头端铰接；所述第八驱动机构的固定端与所述第三连接臂铰接、所述第八驱动机构的伸缩端与所述第一连接臂铰接，用于驱动所述第一连接臂转动；其中，所述第二连接臂与所述转动块的铰接轴、所述第三连接臂与所述第二连接臂的铰接轴、所述第一连接杆与所述第一连接臂的铰接轴均相互平行，且均平行于所述第一托运板的上表面。

7.根据权利要求1所述的机械手立杆平车，其特征在于，所述的机械手立杆平车还包括第二平车及牵引车，所述第一平车的一端与所述第二平车相连接、所述第一平车的另一端与所述牵引车相连接。