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机械手夹臂机构以及机械手的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

机械手夹臂机构以及机械手的制作方法

1.本实用新型涉及停车技术领域,特别是涉及一种机械手夹臂机构以及机械手。


背景技术:

2.机械手是立体车库中常用设备之一,其主要作用是实现车辆的流转,以使车辆停至立体车库中预定的停车平台或者从停车平台取出车辆。
3.目前,机械手上的四条夹臂均是通过四个独立的电机分别控制,每个电机匹配一个驱动器,其部件的数量较多,不仅成本高且四个电机的同步性难以调教。


技术实现要素:

4.基于此,有必要针对目前的问题,提供一种同步性好,成本低的机械手夹臂机构以及机械手。
5.一种机械手夹臂机构,安装于框架体上,用以夹持车辆,所述机械手夹臂机构包括:
6.第一驱动单元,所述第一驱动单元设于框架体,并作为动力输出源;
7.第一联动单元,所述第一联动单元与所述第一驱动单元连接,其可被第一驱动单元驱动而转动;
8.两组第一传动单元,两组所述第一传动单元分别布设于所述第一驱动单元的两侧,且分别与所述第一联动单元连接;
9.两组夹臂组,分别布设于所述第一联动单元的两侧,且各所述夹臂组分别与一组第一传动单元传动连接;
10.其中,各夹臂组包括至少两条分别与对应所述第一传动单元连接的夹臂,各夹臂在所述第一传动单元的带动下可相对框架体展开或者收拢。
11.在其中一个实施例中,所述第一驱动单元包括第一驱动电机、安装于所述第一驱动电机上的第一减速器以及第一传动轴,所述第一传动轴的一端与所述第一减速器连接,另一端与所述第一联动单元连接。
12.在其中一个实施例中,所述第一驱动单元还包括第一联轴器,所述第一联轴器设于所述第一传动轴和第一减速器之间,用以连接第一减速器的输出轴与第一传动轴。
13.在其中一个实施例中,所述第一联动单元包括与所述第一驱动单元连接的第一主动轮、第一联动轮、第二联动轮以及传动带,所述第一联动轮固定于其中一组所述第一传动单元,所述第二联动轮固定于其中另一组所述第一传动单元上,所述传动带套设于所述第一联动轮以及所述第二联动轮上,并与所述第一主动轮传动连接。
14.在其中一个实施例中,所述第一联动单元还包括可转动的中间联动轮,所述中间联动轮与传动带连接,用以调节传送带的松紧度。
15.在其中一个实施例中,每组所述第一传动单元包括第一蜗杆、第二蜗杆以及第二联轴器,所述第一蜗杆与所述第一传动单元连接,并且与一组夹臂中的一条夹臂传动连接;
所述第二蜗杆通过所述第二联轴器与所述第一蜗杆连接,且所述第二蜗杆与一组夹臂中的另一条夹臂传动连接。
16.在其中一个实施例中,所述第一驱动单元的轴线与所述第一传动单元的轴线平行设置。
17.在其中一个实施例中,每条所述夹臂包括臂体以及与臂体连接的连接部,所述第一传动单元包括第一蜗杆,所述夹臂的连接部上具有与所述第一蜗杆啮合的啮合部,所述夹臂的臂体随所述啮合部的动作而转动,并实现收拢或者展开。
18.在其中一个实施例中,所述夹臂还包括加强件,所述加强件连接于所述连接部上。
19.本实用新型还提供如下技术方案:
20.一种机械手,包括框架体以及夹臂机构,所述夹臂机构安装于所述框架体上,且所述夹臂机构采用上述的夹臂机构。
21.与现有技术相比,所述夹臂机构通过设置第一联动单元以及两组第一传动单元,以实现一个驱动电机同时带动至少四条夹臂运动,有效地保证了四条夹臂整体运动的同步性;并且通过上述布局,减少了与驱动电机对应的驱动器的数量,以主机械手整体的零部件数量,降低成本的同时,使得主机械手组装效率更高。
附图说明
22.图1为本实用新型一实施例提供的立体车库结构示意图。
23.图2为本实用新型一实施例提供的机械手结构示意图。
24.图3为本实用新型一实施例提供的主机械手收拢状态结构示意图。
25.图4为本实用新型一实施例提供的主机械手展开状态结构示意图。
26.图5为本实用新型一实施例提供的夹臂机构的结构示意图。
27.图6为本实用新型一实施例提供的夹臂机构的结构示意图。
28.图7为本实用新型一实施例提供的行走机构的结构示意图。
29.图8为图7中b处局部放大图。
30.图9为本实用新型一实施例提供的对比例简支梁受力模型图。
31.图10为本实用新型一实施例提供的图9简支梁在f作用力下的剪切力示意图。
32.图11为本实用新型一实施例提供的图9简支梁在f作用力下的弯矩示意图。
33.图12为本实用新型一实施例提供的图9简支梁在f作用力下截面的扭转角示意图。
34.图13为本实用新型一实施例提供的图9简支梁在f作用力下挠度示意图。
35.图14为本实用新型一实施例提供的本实用新型简支梁受力模型图。
36.图15为本实用新型一实施例提供的图14简支梁在f作用力下的剪切力示意图。
37.图16为本实用新型一实施例提供的图14简支梁在f作用力下的弯矩示意图。
38.图17为本实用新型一实施例提供的图14简支梁在f作用力下截面的扭转角示意图。
39.图18为本实用新型一实施例提供的图14简支梁在f作用力下挠度示意图。
40.其中,200、立体车库;201、车辆;202、竖直轴线;203、车辆入口;210、主体;220、搬运装置;230、平移机构;240、停车平台;250、竖直移动平台;260、水平移动平台;100、机械手;101、主机械手;102、从机械手;10、框架体;11、第一侧;12、第二侧;13、连接轴;14、安装
槽;20、夹臂机构;21、第一驱动单元;211、第一驱动电机;212、第一减速器;213、第一传动轴;214、第一联轴器;22、第一联动单元;221、第一主动轮;222、第一联动轮;223、第二联动轮;224、传动带;225、中间联动轮;23、第一传动单元;231、第一蜗杆;232、第二蜗杆;233、第二联轴器;24、夹臂组;241、夹臂;2411、第一夹臂;2411a、臂体;2411b、连接部;2411c、啮合部;2411d、加强件;2411e、滚轮;2412、第二夹臂;2413、夹持空间;30、行走机构;30a、传动机构;31、第二驱动单元;311、第二驱动电机;312、第二驱动电机的输出轴;313、第二减速器;314、第二联轴器;32、第二联动单元;321、第一伞齿轮;322、第二伞齿轮;323、第二传动轴;324、壳体;325、第三传动轴;33、第二传动单元;331、第四传动轴;332、第三联轴器;333、齿轮组;3331、第一齿轮;3332、第二齿轮;3333、第三齿轮;34、主动行走轮单元;341、主动行走轮;35、从动行走轮单元;351、从动行走轮;40、控制器;50、动力电源。
具体实施方式
41.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
42.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
44.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
47.参见图1,图1示出了立体车库的一个说明性实施方式。该立体车库200可应用于商场、酒店、住宅等区域,其可以具有一层或者多层,每层可设置多个停车位,从而实现车辆201的停放,以解决对应区域停车位紧张的等问题。
48.具体地,该立体车库200包括主体210以及搬运装置220,主体210具有车辆入口203以及多个停车平台240,多个停车平台240间隔地排设在主体210内部,搬运装置220能够在主体210内部或者外部运行,以将车辆201搬运至预定位置。例如,停/取车时,从车辆入口203将车辆201搬运至对应的停车平台240,实现停车;或者将停车平台240上的车辆201搬运至车辆入口203(此时可以理解为车辆出口),实现取车;又如,在马路上挪车时,该搬运装置220将车辆201移动至其他位置,如其他位置或者其他空旷位置。
49.如图1所示,示例性的示出了搬运装置的结构示意图。搬运装置220包括平移机构230以及机械手100,平移机构230可以运行于主体210内,平移机构230作为中间运输部件,能够承接车辆201,并带着车辆201在主体210内作竖直或者水平方向的平移,以将车辆201运输至预定位置;机械手100设于平移机构230上,用以夹持车辆201的轮胎;并且,机械手100能够在平移机构230和停车平台240之间运动,以作为中间的运输机构实现车辆201在平移机构230和停车平台240之间的流转。即,在一实施例中示出的车辆在停车过程中,待停车车辆201运动从车辆入口203驶入主体210内的平移机构230上,平移机构230启动并将待停车车辆201运输到与停车平台240对应的位置;然后,机械手100夹持待停车车辆201的车轮,以使待停车车辆201相对于平移机构230悬空,进而机械手100将待停车车辆201从平移机构230流转至停车平台240,实现车辆201的入库停车。取车步骤与停车过程相反,在此不再赘述。
50.进一步地,平移机构230包括竖直移动平台250以及水平移动平台260,竖直移动平台250用于承载车辆201,并带动车辆201在主体210沿着竖直轴线202运动,以将车辆201运输至对应层。水平移动平台260与竖直移动平台250对应以承载竖直移动平台250上的车辆,并且可以在主体210内作水平方向的移动,以将车辆运输到对应停车平台240。机械手100可以设于竖直移动平台250或者水平移动平台260上,并能够在竖直移动平台250、水平移动平台260以及停车平台240之间流转,当竖直移动平台250运动至对应停车层后,机械手100将竖直移动平台250上的车辆运输至水平移动平台260;之后,水平移动平台260将车辆连同机械手100运输至对应停车平台240处,然后机械手100将车辆搬运至停车平台240上,实现停车。需要解释的,竖直移动平台250和水平移动平台260的具体结构,均为现有技术,在此不再细述。
51.当然,以上实施例仅示出了机械手100在竖直移动平台250、水平移动平台260或者停车平台240上运动;根据需要,机械手100也可以在地面直接上运行。并将车辆搬运至对应位置。
52.如图2所示,示例性的示出了机械手100的结构示意图。机械手100可以为一体式结构,也可以设置为分体式结构。在本实施例中,以分体式机械手为阐述对象,具体阐述机械手100的具体结构、原理以及工作过程。
53.具体地,机械手100包括主机械手101和从机械手102,主机械手101与从机械手102分别承载/夹持车辆的前轮和后轮,从而使车辆201相对平移机构230悬空,并将车辆201运输至预定位置。
54.作为优选地,主机械手101和从机械手102互相连接,也可以独立设置;相互连接时,可以通过伸缩部件连接。当主机械手101和从机械手102相互独立时,两者也是处于联动状态。即不论主机械手101和从机械手102如何设置,从机械手102将跟随主机械手101同步运动,并且主机械手101和从机械手102之间也可以进行靠近或者远离运动,借此调节主机械手101和从机械手102之间的距离,从而使得该机械手100可以适应不同轴距的车辆,提高机械手100的适用车型。
55.示例性的,主机械手101和从机械手102的结构大致相同,本技术主要以主机械手101为阐述对象并详细介绍主机械手101的结构及其工作原理。
56.如图3至图5所示,示例性的示出了主机械手101收拢状态以及展开状态的结构示意图。在该示例性的实施例中,主机械手101包括框架体10、夹臂机构20以及行走机构30,夹臂机构20安装于框架体10上,且夹臂机构20能够相对框架体10收拢或者展开,并在展开的状态下实现对车辆201的车轮的夹持,以使得车辆201相对平移机构230或者停车平台240悬空。行走机构30安装于框架体10上,用于驱动框架体10在平移机构230、停车平台240或者地面上的移动,从而实现车辆在的流转。
57.需要解释的是,为夹持车辆201的轮胎,主机械手101会有两组夹臂组,两组夹臂组分别位于主机械手101的框架体的两侧,每组夹臂组具有两条夹臂,而同侧的两条夹臂相互靠近会形成夹持空间,从而实现车辆轮胎的夹持。而现有技术中,每条夹臂均需要匹配一个对应的驱动件,那么四条夹臂就需要配备四个驱动件,这样不仅会导致各夹臂之间的同步性难以调节,且在主机械手101空间有限的情况下,驱动件数量过多,导致整体布局难度大;同时,当各驱动件输出的作用力不一致时,主机械手101还会出现局部受力较大等情况,导致局部的部件出现磨损及损坏等一系列问题。而在本实用新型中,主机械手101通过设置一个驱动件同时实现四条夹臂的驱动,不仅结构简单紧凑且能够有效地保证四条夹臂的步调高度一致。
58.如图4至图6所示,示例性的示出了夹臂机构20的结构示意图。具体的,夹臂机构20包括第一驱动单元21、第一联动单元22、两组第一传动单元23以及两组夹臂组24。框架体10大致设置为矩形,框架体10具有第一侧11以及第二侧12。其中一组夹臂组24位于框架体10的第一侧11且与框架体10转动连接,并且对应夹持车辆201一侧的轮胎,另一组夹臂组24位于框架体10的第二侧12且与框架体10转动连接,并且对应夹持车辆另一侧的轮胎。第一驱动单元21安装于框架体10,第一联动单元22与第一驱动单元21连接并在第一驱动单元21的带动下能够转动,两组第一传动单元23分别与第一联动单元22连接,并在第一联动单元22的转动下可以同步运动,两组夹臂组24分别与两组第一传动单元23一一对应设置并转动连接。可理解的是,当需要夹臂组24展开夹持车辆轮胎时,第一驱动单元21动作,以带动第一联动单元22转动,第一联动单元22转动能够带动连接于第一联动单元22上的两组第一传动单元23分别转动,而两组第一传动单元23分别对应驱动两组夹臂组24运动展开即可;换而言之,本实施例中仅采用一个第一驱动单元21就可以实现框架体10两侧的夹臂组24的同时运动,保证了各夹臂组24运动步调的统一;同时,减少第一驱动单元21的数量,不仅方便布
局且成本低。
59.作为优选地,框架体10宽度方向的平分线记为x,框架体10长度方向的平分线记为y。第一驱动单元21布设于框架体10的中部位置,且第一驱动单元21的轴线邻近平分线x设置。可以理解的是,本实用新型中邻近指代的是第一驱动单元21的轴线靠近平分线x设置或者与平分线x重合。同时,本技术中所阐述的中部位置可以是沿着框架体10宽度方向,将框架体10预设为三段,位于中间一段可定义为框架体10的中部位置。
60.更优选地,第一驱动单元21的输出轴的轴线与平分线x平行且邻近设置。
61.在一实施例中,第一驱动单元21包括第一驱动电机211、第一减速器212以及第一传动轴213,第一驱动电机211位于框架体10的中部位置上,且第一驱动电机211的输出轴朝向平分线y。第一减速器212安装于第一驱动电机211上,用于控制第一驱动电机211的速度并提高第一驱动电机211的输出扭矩,第一传动轴213的一端与第一减速器212连接,另一端与第一联动单元22连接。第一驱动电机211动作,并通过第一减速器212带动第一传动轴213转动,从而第一传动轴213带动第一联动单元22运动,以实现第一驱动电机211与第一联动单元22之间的联动。
62.作为优选地,第一驱动电机211的轴线与平分线x重合设置,并且第一驱动电机211输出轴的轴线延长线通过平分线x和平分线y的交点。如此,以保证第一驱动电机211位于框架体10的正中部,使得框架体10的整体结构更加紧凑。
63.进一步地,第一驱动单元21还包括第一联轴器214,第一联轴器214设于第一传动轴213和第一减速器212之间,用于将第一减速器212的输出轴与第一传动轴213之间连接。如此,通过第一联轴器214实现动力传动的同时,将第一驱动电机211和第一减速器212组成的动力部分与第一传动轴213之间分开,如果在运行过程中发生异常造成传动扭矩过大时,第一联轴器214会首先损坏,避免造成电机或者其他传动零部件损坏。可以理解的是,第一联轴器214的可以选用刚性联轴器或者弹性联轴器中的任意一种,具体的选用可以根据实际需要进行确定。当然,在一实施例中,第一驱动电机211也可以直接与第一联动单元22连接,以此实现直接的驱动。
64.第一联动单元22包括第一主动轮221、第一联动轮222、第二联动轮223以及传动带224,第一主动轮221固定于第一驱动单元21的输出轴上,且第一主动轮221的轴线与第一传动轴213重合,从而以保证第一主动轮221与第一主动轮221运动的同步性。第一联动轮222固定于一组第一传动单元23上,第二联动轮223固定于另一组第一传动单元23上,传动带224套设于第一联动轮222、第二联动轮223上,并与第一主动轮221传动连接。从而第一驱动单元21带动第一主动轮221转动,传动带224联动第一联动轮222、第二联动轮223,从而分别带动两组第一传动单元23运动,进而两组第一传动单元23运动分别带动两组夹臂组24展开或者收拢,即实现车辆的夹持和释放。
65.作为优选地,框架体10上固定有连接轴13,连接轴13上固定有轴承,第一联动轮222套设在轴承上,从而实现第一联动轮222与框架体10之间的转动连接。同样,第二联动轮223也是以上述方式与框架体10之间的转动连接。可以理解的是,在其他实施例中,第一联动轮222和/或与第二联动轮223与框架体10转动连接也可以通过转轴方式直接实现。
66.进一步地,第一联动单元22还包括中间联动轮225,中间联动轮225与传动带224之间传动连接,并起到桥接以及涨紧作用,从而使得传动带224动力的传输更加稳定、可靠。在
一实施例中,中间联动轮225的数量为一个,且一个中间联动轮225设于第一主动轮221和第一联动轮222之间或者第一主动轮221和第二联动轮223之间。在另一实施例中,中间联动轮225的数量为多个;此时,第一主动轮221和第一联动轮222之间至少设有一个中间联动轮225;第一主动轮221和第二联动轮223也至少设有一个中间联动轮225。
67.在一示例性的实施例中,第一主动轮221、第一联动轮222、第二联动轮223及/或中间联动轮225为链轮,传动带224为链条,链条与链轮啮合实现将第一驱动单元21的动力分别传输至两组第一传动单元23。当然,在另外的实施例中,第一主动轮221、第一联动轮222以及第二联动轮223为皮带轮,传动带224为皮带,从而皮带与对应的皮带轮传动连接,以实现将第一驱动单元21的动力分别传输至两组第一传动单元23。
68.每组第一传动单元23对应一组夹臂组24,每组第一传动单元23包括第一蜗杆231、第二蜗杆232以及第二联轴器233。每组夹臂组24包括两条夹臂241,为了便于描述,定义两条夹臂241分别为第一夹臂2411和第二夹臂2412,第一夹臂2411和第二夹臂2412分别与框架体10转动连接并且以y为对称轴对称排布,当第一夹臂2411和第二夹臂2412均处于展开状态时,第一夹臂2411和第二夹臂2412之间形成夹持车辆车轮的夹持空间2413。第一蜗杆231转动地安装于框架体10上,且第一蜗杆231与第一夹臂2411传动连接,第一联动轮222固定于第一蜗杆231上,从而在第一蜗杆231转动时,带动第一夹臂2411展开或者收拢,此时,第一蜗杆231作为主动蜗杆使用。第二蜗杆232与第二夹臂2412传动连接,且第二蜗杆232转动地安装于框架体10上,并且第二蜗杆232通过第二联轴器233与第一蜗杆231传动连接,从而使得第二蜗杆232与第一蜗杆231同步运动,即通过一个动力源实现第一夹臂2411和第二夹臂2412展开或者收拢的同步运动。此时第二蜗杆232作为从动蜗杆使用。当然,第一联动轮222也可以固定在第二蜗杆232上,此时第二蜗杆232是作为主动蜗杆使用,第一蜗杆231作为从动蜗杆使用。可以理解的是,涡轮与蜗杆传动,其具有较大的传动比,啮合齿面间为线接触承载能力大,传动平稳且噪音小。在其他实施例中,第一传动单元23还可以设置为齿轮结构等。
69.示例性地,为提高第一蜗杆231、第二蜗杆232传动的稳定性,第一蜗杆231和第二蜗杆232分别与框架体10的连接位置设置为两个。具体地,以第一蜗杆231的安装为例,框架体10上设有两个间隔设置的安装点(图未标),每个安装点设有轴承,第一蜗杆231穿设两个轴承,以实现与框架体10的转动连接。
70.两组第一传动单元23中的两根第一蜗杆231分别布设在框架体10的两侧,且其中一根第一蜗杆231上固定有第一联动轮222,另一根第一蜗杆231上固定有第二联动轮223,当第一主动轮221转动时,传动带224分别带动框架体10两侧的第一蜗杆231和第二蜗杆232转动,从而实现四条夹臂241的同步运动。即,采用一个第一驱动电机211完成四条夹臂241的同时驱动,如此使得四条夹臂241能够均分第一驱动电机211的输出力,不仅夹臂241的受力均匀、且运动一致、稳定;同时,由于现有四条夹臂是单独由电机驱动且每个电机配备一个驱动器,如此结构复杂,零部件也多。而通过本技术所布设的结构,通过一个第一驱动电机211带动四条夹臂241运动,减少了电机和驱动器的使用数量,生产成本得到明显的降低,且结构简单、安装方便;其次,现有四条夹臂所对应的蜗杆受力不均匀,为满足使用要求其中一根或几根蜗杆的结构强度需要加强,现有对蜗杆的加强通常是增大其体积,而蜗杆体积增大后,蜗杆会占据框架体10较大的空间,不利于框架体10的薄型化。而本技术通过第一
驱动电机211、第一蜗杆231以及第二蜗杆232的合理布局,可以使得第一蜗杆231和第二蜗杆232的受力均匀,即第一蜗杆231和第二蜗杆232的体积可以保持一致,从而减少第一蜗杆231和/或第二蜗杆232的占用空间,使得框架体10可以设计成更小、更薄。
71.作为优选地,第一驱动电机211位于平分线x上,两根第一蜗杆231布设在平分线x的两侧,并且两根第一蜗杆231基本以平分线x对称排布;两根第二蜗杆232也布设在平分线x的两侧,并且第二蜗杆232基本以平分线x对称排布;同时,第一蜗杆231和第二蜗杆232基本以平分线y对称排布,且第一蜗杆231的轴线与第二蜗杆232的轴线重合,并且平行于第一驱动电机211的输出轴的轴线;传动带224在第一驱动电机211的带动下,绕着第一驱动电机211的轴线转动进行传动。
72.现参考图6,两组夹臂组24基本以平分线x为对称轴大体对称排布。每条夹臂241包括臂体2411a以及连接部2411b,连接部2411b与框架体10之间转动连接,且连接部2411b上具有啮合部2411c,啮合部2411c与第一传动单元23中的蜗杆啮合。臂体2411a与连接部2411b连接,并能够随着啮合部2411c的转动收拢或者展开。在这里,臂体2411a展示时,臂体2411a与框架体10基本垂直;臂体2411a收拢时,臂体2411a与框架体10的侧边基本平行设置,这样能够减少主机械手101的在宽度方向的尺寸,以便于主机械手101运动至车辆的底部,进行相应的夹持动作。
73.在夹持车辆时,夹臂241所受作用力较大,为提高夹臂241的结构强度,对夹臂241的连接部2411b处进行了加强。具体的,连接部2411b的厚度范围在20-30mm;和/或连接部2411b上设有加强件2411d,以连接部2411b的结构强度满足使用要求。
74.在本实施例中,加强件2411d的数量为两个,且加强件2411d分别设于连接部2411b的两侧,并与连接部2411b连接;如此在连接部2411b的两侧分别都进行加强,有效地提高了连接部2411b结构强度以及使用寿命。
75.继续参考图6,为减少夹臂241在夹持过程中与轮胎的磨损,沿着夹臂241的长度方向,在臂体2411a与轮胎接触的一侧面上设有多个间隔设置的滚轮2411e,滚轮2411e与臂体2411a之间转动连接。如此,在夹持过程中,滚轮2411e与轮胎接触之间滑动接触,从而减少对车辆轮胎的磨损。
76.夹臂241整体相对处于悬空状态,即夹臂241不与平移机构230和停车平台240接触。可以理解的是,现有技术中夹臂241分别与平移机构230、停车平台240为接触式连接,即臂体2411a远离连接部2411b的一端设有滑动轮,而相应的平移机构230和停车平台240均需要设置与滑动轮配合的轨道,这样制造成本高。在本技术,将夹臂241整体设置为悬空状态并且结合夹臂241具有足够的结构强度,从而省略导轨和滑动轮,减少了零部件数量,节约生产成本。
77.如图4以及图7所示,图7示例性的示出了行走机构30的结构示意图。具体地,行走机构30包括第二驱动单元31、传动机构30a以及两组主动行走轮单元34。传动机构30a包括第二联动单元32以及至少两组第二传动单元33。第二驱动单元31安装于框架体10,第二联动单元32与第二驱动单元31连接,并在第二驱动单元31的带动下运动。两组第二传动单元33分别与第二联动单元32连接,其中一组主动行走轮单元34位于框架体10的第一侧11且与框架体10转动连接,并且与一组第二传动单元33连接,另一组主动行走轮单元34位于框架体10的第二侧12且与框架体10转动连接,并且与另一组第二传动单元33连接。当主机械手
101需要运动时,第二驱动单元31启动,并通过第二联动单元32分别联动两组第二传动单元33,以实现两组主动行走轮单元34同步运动。换而言之,本实施例中仅采用一个第二驱动单元31即可实现框架体10两侧的主动行走轮单元34的同时运动,保证了各主动行走轮单元34运动步调的统一;同时,减少第二驱动单元31以及与第二驱动单元31对应的驱动器的数量,不仅方便布局且成本低。
78.在一示例性的实施例中,第二驱动单元31的轴线邻近平分线x设置。即,第二驱动单元31位于平分线x的附近或者与平分线x重合,对应位于框架体10相同一侧的第一传动单元23与第二传动单元33交叉排布,且沿框架体10厚度方向层叠设置。如此设置,有效地节约了主机械手101的空间,使得框架体10的整体厚度降低,从而主机械手101可以适应更多不同底盘高度的车辆,并完成对应车辆的搬运。
79.作为优选地,第二驱动单元31的轴线与平分线x重合,即与第一驱动单元21的轴线重合,第二传动单元33的轴线与平分线x垂直设置,且与第一传动单元23的轴线呈交叉排布;并且,沿着竖直轴线202(框架体的厚度)方向,第二传动单元33的轴线相对位于第一传动单元23的轴线的上方,即第二传动单元33与第一传动单元23在竖直轴线202方向以层叠的方式设置。两组第二传动单元33以平分线x对称排布,两组主动行走轮单元34以平分线x对称排布。如此,使得夹臂机构20以及行走机构30集中布设于主机械手101的中部,使得主机械手101的结构更加紧凑。
80.如图4所示,在一实施例中,在框架体10的同一侧,一组主动行走轮单元34设于两条夹臂241之间。从而,充分利用框架体10的空间,使得框架体10的结构更加紧凑;同时,主动行走轮单元34可以作框架体10承受作用的为支撑点,以此布设在两条夹臂241之间,使得框架体在该位置的承受能力更加可靠且稳定。
81.如图6所示,第二驱动单元31包括第二驱动电机311,第二驱动电机311位于平分线x附近或者位于平分线x上,第二驱动电机311的输出轴312与第二联动单元32连接,从而实现第二驱动电机311与第二联动单元32之间的联动。
82.作为优选地,第二驱动电机311的轴线与平分线x平行或者重合设置。并且第二驱动电机311的输出轴312朝向平分线y设置。
83.进一步地,第二驱动单元31还包括第二减速器313,第二减速器313安装于第二驱动电机311的输出轴312,用于控制第二驱动电机311的速度并提高第二驱动电机311的输出扭矩。需要解释的是,第二减速器313可以根据实际的需求进行设置。
84.进一步地,第二驱动单元31还包括第二联轴器314,第二联轴器314设于第二联动单元32和第二驱动电机311的输出轴312之间,用以将第二联动单元32和第二驱动电机311的输出轴312之间进行连接。如此,通过第二联轴器314实现动力传动的同时,将第二驱动电机311与第二联动单元32之间分开,如果在运行过程中发生异常造成传动扭矩过大时,第二联轴器314会首先损坏,避免造成电机或者其他传动零部件损坏。可以理解的是,第二联轴器314可以选用刚性联轴器或者弹性联轴器中的任意一种,具体的选用可以根据实际需要进行确定。
85.如图7及图8所示,示例性地,第二联动单元32至少具有两个输出端,两组第二传动单元33分别与该输出端一一对应设置,并与对应的主动行走轮单元34连接,从而在对应的输出端的带动下,两组第二传动单元33分别带动对应的主动行走轮单元34运动。
86.可选地,第二联动单元32为双直角减速器或者液压传动结构在本实施例中,第二联动单元32为双直角减速器。
87.具体地,第二联动单元32包括第一伞齿轮321、第二伞齿轮322以及第二传动轴323,第一伞齿轮321固定于输出轴312,第二伞齿轮322固定于第二传动轴323上,第二伞齿轮322与第一伞齿轮321啮合,且第二传动轴323的两端分别与两组第二传动单元33连接;从而,第一伞齿轮321转动带动第二伞齿轮322转到,第二传动轴323同步转到,以带动两组第二传动单元33运动,进而实现控制两组主动行走轮单元34运动。可以理解的是,第二联动单元32的结构不限于上述阐述,其还可以为液压传动结构等,只要能实现带动两组第二传动单元33同步运动即可。
88.作为优选地,第二联动单元32还包括壳体324,第二传动轴323穿设于壳体324,并且第二传动轴323的两端位于壳体324为外部,以对应形成所述输出端。第一伞齿轮321及第二伞齿轮322位于壳体324内,以通过壳体324对第一伞齿轮321及第二伞齿轮322的保护。
89.进一步地,第二联动单元32还包括第三传动轴325,第一伞齿轮321固定于第三传动轴325,且第三传动轴325通过第二联轴器314与第二驱动电机311的输出轴312连接。如此,第二驱动电机311通过第二联轴器314控制第三传动轴325转动,第一伞齿轮321随着第三传动轴325运动,并带动第二伞齿轮322,进而带动第二传动轴323运动,以此实现第二传动单元33的驱动。
90.继续参考图6,第二传动单元33排布于框架体10的中部位置,并且第二传动单元33的轴线与所述第二驱动单元31的轴线垂直设置。
91.具体地,每组第二传动单元33包括第四传动轴331以及第三联轴器332,第三联轴器332设于第四传动轴331和第二传动轴323之间,且第四传动轴331的一端与主动行走轮单元34连接,另一端与对应的第三联轴器332连接,从而通过第三联轴器332实现将第二传动轴323的作用力传动至第四传动轴331,从而带动主动行走轮单元34运动。在一实施例中,第三联轴器332、第四传动轴331也可以省略,即将主动行走轮单元34直接与第二传动轴323连接。
92.作为优选地,第四传动轴的轴线邻近平分线y设置。在这里,邻近解释为靠近平分线y或者与平分线y重合设置。
93.进一步地,第三联轴器332的轴线相对第二传动轴323轴线倾斜设置,并且往竖直向上的方向抬升,第四传动轴331连接于第三联轴器332,从而使得第四传动轴331的轴线在竖直轴线202方向相对位于对应蜗杆(第一蜗杆231或者第二蜗杆232)的上方,以此实现即第二传动单元33与第一传动单元23在竖直轴线202方向层叠。即沿着竖直方向,第四传动轴331的轴线位于输出端的轴线的上方,且平行于所述输出端的轴线。
94.作为优选地,第四传动轴331的轴线与第三联轴器332的轴线之间的夹角为b,且90
°
《b《180
°
。可以理解的是,b的值选用上述范围,如b值太小,容置导致第四传动轴331和第二传动轴323堆积,造成在框架体10厚度方向需要较大的空间容置第四传动轴331和第三联轴器332,从而造成框架体10整体的厚度较大,不利于框架体的轻薄设置。可选地,b可以为95
°
、100
°
、110
°
、120
°
、130
°
、140
°
、150
°
、160
°
、170
°
等,具体数值可以根据需求进行设置。
95.示例性的,参考图6,两组主动行走轮单元34均位于框架体10的中部位置,且以平分线x为对称轴对称地安装于框架体10两侧,两组主动行走轮单元34分别连接于第四传动
轴331两端,以实现对主动行走轮单元34的驱动;并且,位于框架体10同一侧的两个夹臂之间设有一组主动行走轮单元34。
96.进一步地,每组主动行走轮单元34至少包括两个主动行走轮341,至少两个主动行走轮341均与对应的第四传动轴331连接。可以理解的是,设置两个主动行走轮341,可以提高框架体10行走的稳定性。
97.为进一步体现本技术的结构优势,将框架体10简化为简支梁模型,该简支梁所受作用力为f(即夹臂受力f)。图9示出了对比例,其中,在该对比例中,主动行走轮341以前后方式布局在简支梁的两端的结构示意图;图10至图13分别示出了在f作用下,图7中简支梁的剪力图、弯矩图、扭转图以及挠度图。图14示出了本技术主动行走轮341布设在简支梁的中部;图15至图18分别示出了在f作用下,图14中简支梁的剪力图、弯矩图、扭转形变图以及挠度图。
98.需要解释的是,由图15与图10进行比对,在同f作用力下,本技术简支梁所受的剪力更小,仅是图10中的9/20左右;由图16和图11对比,在同f作用力下,本技术中简支梁所受弯矩最大才0.67kn.m左右,而图11中简支梁所受弯矩最大到了2.65kn.m,是本技术中简支梁所受弯矩的4倍左右,明显本技术简支梁的弯矩受理更小;由图17和图12对比,图12中简支梁的截面扭转角是本技术简支梁的截面扭转角的10倍左右;由图18与图13对比,图18中简支梁的挠度仅为0.18mm,而图12中简支梁挠度高达4.02mm,很明显本技术简支梁受力的形变量可以忽略不计,并且可以承受更大的作用力。即由上述对比可知,本技术通过整体的布局,使得简支梁不管是从剪力、弯矩、扭转角以及挠度方面的分析,本技术中的框架体10受理都是优于图7至图11中所示的布局。
99.如图7所示,为便于两个主动行走轮341与对应第四传动轴331的连接。第二传动单元33还包括齿轮组333,每组齿轮组333包括三个齿轮。为便于描述,三个齿轮分别定义第一齿轮3331、第二齿轮3332以及第三齿轮3333,第一齿轮3331与第四传动轴331固定连接,第二齿轮3332以及第三齿轮3333布设在第一齿轮3331的两侧,并与第一齿轮3331啮合。两个主动行走轮341分别固定在第二齿轮3332以及第三齿轮3333上,从而第四传动轴331带到第一齿轮3331转动,从而第二齿轮3332以及第三齿轮3333跟随第一齿轮3331转动,以带动两个主动行走轮341同步运动。
100.如图6所示,行走机构30还包括从动行走轮单元35,从动行走轮单元35安装于框架体10上,以作为支撑并辅助框架体10运动。
101.具体地,从动行走轮单元35包括多个从动行走轮351,且多个从动行走轮351间隔的设于框架体10。作为优选地,从动行走轮351的数量为四个,且四个从动行走轮351以矩形阵列的方式布设于框架体10的四个边角,以稳定地对框架体10进行支撑,同时,配合主动行走轮341稳定低辅助框架体10的行走。可以理解的是,从动行走轮351的具体数量可以根据实际要求进行选择,在此不作过多限定。
102.示例性的,如图2至图8所示,作为优选地实施例,第一驱动电机211与第二驱动电机311均设于框架的中部位置,并且第一驱动电机211与第二驱动电机311位于平分线y的两;同时,第一驱动电机211的轴线、第二驱动电机311的轴线均与平分线x平行设置。两组第一传动单元23以平分线x为对称轴对称排布,且第一传动单元23的轴线与平分线x平行设置。两组夹臂组24以平分线x为对称轴对称排布在框架体10上。两组第二传动单元33以平分
线x为对称轴对称排布,两组主动行走轮单元34以平分线x为对称轴对称排布;第二传动单元33与第一传动单元23呈交叉排布;并且,沿着竖直轴线202方向,第二传动单元33相对位于第一传动单元23的上方。如此布局,通过第二传动单元33与第一传动单元23呈交叉排布,以整体在竖直轴线202方向减少框架体10的厚度,使得主机械手101成为超薄体(95mm以下),进而适应更多种底盘高度的车辆。同时,通过第二传动单元33以及第一传动单元23的设置,可以实现以一个第一驱动电机211驱动多个夹臂241;以及,以一个第二驱动电机311驱动两组主动行走轮单元34;从而减少驱动器的使用,不仅节约了成本,也节省了框架体10的空间。
103.作为优选地,框架体10的中部限定出安装槽14,第一联动单元22以及第二联动单元32均布设于安装槽14内,以此实现对应部件的收容。
104.请参考图2或图3,主机械手101还包括控制器40以及动力电源50,控制器40安装框架体10上,并与外部系统信号连接,用以整体协调并控制主机械手101的动作。动力电源50设于框架体10上,且动力电源50的一端分别与夹臂机构20、行走机构30以及控制器40电连接,另一端与外部电源连接,从而实现给夹臂机构20、行走机构30以及控制器40的供电。而现有主机械手的供电方式主要采电池;这样,导致电器元件多,增大了故障隐患;同时成本高且主机械手的整体重量加大。在本技术中,采用动力电源50连接外部电源,无需增加额外的电器元件,有效地避免了上述问题的发生。
105.作为优选地,控制器40设于靠近框架体10的一端设置,动力电源50靠近于框架体10的另一端设置;如此,以基本平衡框架体10的两端的重量,提高主机械手101运行的平稳性。
106.下面阐述立体车库200的工作过程:
107.存车过程,车辆从车辆入口203进入主体210内部,并停在竖直移动平台250上,竖直移动平台250根据控制信号带动车辆沿着竖直轴线202方向运动至预定层数;其次,水平移动平台260移动至竖直移动平台250处并对接,机械手100从水平移动平台260移动至竖直移动平台250上车辆的底部,机械手100控制夹臂241由收拢状态运动至展开状态,并对车辆轮胎进行夹持,以使车辆被机械手100在竖直轴线202方向抬升;然后,机械手100移动以将车辆从竖直移动平台250移动过至水平移动平台260;再次,水平移动平台260带动车辆在水平位置移动至对应的停车平台240,然后机械手100将车辆从水平移动平台260移动至停车平台240,并控制夹臂241由展开状态运动至收拢状态,以释放车辆,完成车辆的停车。并且在车辆停车后,机械手100从停车平台240运动至水平移动平台260,以复位并为下次动作做好准备。
108.取车过程,取车过程与存车过程相反,在此不再赘述。
109.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
110.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。