CN108750979B - 一种双螺旋式起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双螺旋式起重机，包括金属框架、双螺旋起吊模块、升降模块和变向行进模块；双螺旋起吊模块的上下两端固定在金属框架上，由位于金属框架上的上方步进电机提供动力；升降模块固定在金属框架上并位于双螺旋起吊模块内部，由位于金属框架上的下方步进电机提供动力；变向行进模块设置在金属框架的底部，包括行进轮和用于驱动行进轮的步进电机；金属框架上还设有遥控模块，包括相互连接的远程通信模块和控制器，远程通信模块用于接收操作人员发送的指令，控制器用于解码所述的指令并发送给对应的步进电机。本双螺旋式自动化程度较高，运动方便，运输形式高效新颖，在平动运输时实现翻转叠放的功能，提高了运输效率。

Description

一种双螺旋式起重机
技术领域
本发明属于起重机械领域，具体涉及一种双螺旋式起重机。
背景技术
近年来，起重机械制造业得到了跨越式的发展，同时，面对越来越多的起重任务，用到起重机的领域也越来越多，随之而来的，是对起重工作需求的提高和对起重司机数量和质量的需求的提高。而对于起重这项工作，工作效率低、工作环境差、强度高成为突出的劣势。
基于以上背景，起重机制造向专用化、自动化、智能化方向发展，一些新式起重机应运而生。而现有的门式起重机的运作大多靠优秀的起重机司机控制，且运输方式多为平动运输后实现叠放。这就意味着现在的起重作业存在操作要求高、工作效率低、起吊货物精确性差等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种双螺旋式起重机，自动化程度高，提高起重作业的效率。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种双螺旋式起重机，其特征在于：它包括金属框架、双螺旋起吊模块、升降模块和变向行进模块；其中，
双螺旋起吊模块的上下两端固定在金属框架上，由位于金属框架上的上方步进电机提供动力；升降模块固定在金属框架上并位于双螺旋起吊模块内部，由位于金属框架上的下方步进电机提供动力；
变向行进模块设置在金属框架的底部，包括行进轮和用于驱动行进轮的步进电机；
金属框架上还设有遥控模块，包括相互连接的远程通信模块和控制器，远程通信模块用于接收操作人员发送的指令，控制器用于解码所述的指令并发送给对应的步进电机。
按上述方案，所述的金属框架包括底座，底座上连接有支撑柱，支撑柱的顶部通过限位板连接，限位板上设有用于与双螺旋起吊模块连接的限位孔。
按上述方案，所述的双螺旋起吊模块包括中部的旋转传动杆，旋转传动杆上设有可回收式半圆键，旋转传动杆上套有导杆，导杆上设有与所述可回收式半圆键匹配的键槽；导杆的上部固定有第一圆盘，第一圆盘上方安装有齿轮组，齿轮组上方固定有与第一圆盘旋转方向相反的第二圆盘，第一圆盘和第二圆盘分别连接有一个螺旋形机构；所述的旋转传动杆的底部与所述的上方步进电机通过联轴器连接。
按上述方案，所述的升降模块包括与所述的下方步进电机同轴连接的第二齿轮，第二齿轮的两侧各设有与第二齿轮啮合的第一齿轮，每个第一齿轮上连有丝杠，每个丝杠下部均安装有第一止推轴承，每个丝杠均安装有法兰盘，两个法兰盘之间通过法兰盘套件连接，法兰盘套件上安装有推杆，推杆顶部安装有第二止推轴承。
按上述方案，所述的行进轮包括一对左旋的麦克纳姆轮和一对右旋的麦克纳姆轮，由所述的步进电机麦克纳姆轮的转向和转速。
按上述方案，所述的底座包括通过竖直支撑片连接的三边包围形底座和支撑板，所述的上方步进电机和下方步进电机固定在支撑板上，所述的支撑柱与支撑板的边缘固定连接。
按上述方案，所述的三边包围形底座上开有圆柱槽口，圆柱槽口连接有支撑块，支撑块上固定有用于与双螺旋起吊模块连接的圆柱形突起。
本发明的有益效果为：本双螺旋式自动化程度较高，运动方便，运输形式高效新颖，在平动运输时实现翻转叠放的功能，提高了运输效率；起重机增加了遥控控制模块，降低了起重机司机工作任务，同时提高了运输的准确高效性，可广泛应用于需要准备运输叠放的工作环境，比如港口集装箱的堆码、普通仓库货物的叠放，适应了起重机发展需要和社会工作环境需要。
附图说明
图1为本发明一实施例的整体结构示意图。
图2为本发明一实施例的金属框架示意图。
图3为本发明一实施例的双螺旋起吊模块示意图。
图4为本发明一实施例的升降模块示意图。
图中：金属框架1，双螺旋起吊模块2，升降模块3，变向行进模块4，遥控模块5，三边包围形底座101，竖直支撑片102，支撑板103，电机座104，联轴器105，齿轮106，支撑柱107，限位板108，支撑块109，圆柱形突起110，旋转传动杆201，可回收式半圆键202，导杆203，第一圆盘204，齿轮组205，第二圆盘206，第一螺旋形机构207，第二螺旋形机构208，第一齿轮301，丝杠302，第一止推轴承303，法兰盘304，法兰盘套件305，推杆306，第二止推轴承307，第二齿轮308，上方步进电机501，下方步进电机502。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例所述的一种双螺旋式起重机，包括金属框架1、双螺旋起吊模块2、升降模块3和变向行进模块4，双螺旋起吊模块2的上下两端固定在金属框架1上，由位于金属框架1上的上方步进电机501提供动力；升降模块3固定在金属框架1上并位于双螺旋起吊模块2内部，由位于金属框架1上的下方步进电机502提供动力；变向行进模块4设置在金属框架1的底部，包括行进轮和用于驱动行进轮的步进电机，所述的行进轮包括一对左旋的麦克纳姆轮和一对右旋的麦克纳姆轮，由所述的步进电机麦克纳姆轮的转向和转速，在机器的运动中，通过4个步进电机控制一对左旋的麦克纳姆轮与一对右旋的麦克纳姆轮以不同的转向以及转速运动，实现机器在不同方向上的水平移动。金属框架1上还设有遥控模块5，包括相互连接的远程通信模块和控制器，远程通信模块用于接收操作人员发送的指令，控制器用于解码所述的指令并发送给对应的步进电机，以指令的要求输出转矩。其中，上方步进电机501控制双螺旋起吊模块2的运动，实现货物的起升；下方步进电机502控制升降模块的运动，实现升降模块3的起升，给货物堆放提供空间；控制变向行进模块4运动的4个步进电机实现机器的水平移动。
如图2所示，所述的金属框架1包括底座，底座上连接有支撑柱107，支撑柱107的顶部通过限位板108连接，限位板108上设有用于与双螺旋起吊模块2连接的限位孔，实现对双螺旋起吊模块的限位与连接。所述的底座包括通过竖直支撑片102连接的三边包围形底座101和支撑板103，所述的上方步进电机501和下方步进电机502固定在支撑板103的电机座104上，并通过联轴器105与齿轮106提供双螺旋起吊模块2与升降模块3的动力。所述的支撑柱107与支撑板103的边缘固定连接。三边包围形底座101上开有槽口以减轻机器的重量，所述的三边包围形底座101上开有圆柱槽口，圆柱槽口连接有支撑块109，支撑块109上固定有用于与双螺旋起吊模块2连接的圆柱形突起110。上述各部分之间的连接方式为焊接，并按照规定的焊接方式进行，以保证机器整体的稳定性。
如图3所示，所述的双螺旋起吊模块2包括中部的旋转传动杆201，旋转传动杆201上设有可回收式半圆键202，旋转传动杆201上套有导杆203，导杆203上设有与所述可回收式半圆键202匹配的键槽，以传递扭矩；导杆203的上部固定有第一圆盘204，第一圆盘204上方安装有齿轮组205，齿轮组205上方固定有与第一圆盘204旋转方向相反的第二圆盘206，第一圆盘204和第二圆盘206分别连接有一个螺旋形机构，即第一螺旋形机构207和第二螺旋形机构208；所述的旋转传动杆201的底部与所述的上方步进电机501通过联轴器105连接，以传递电机提供的扭矩。工作时，第二圆盘206与第一圆盘204反向旋转，第一螺旋形机构207与第二螺旋形机构208反向旋转以消除起吊货物的圆周运动，保留竖直平动以实现货物的起吊与堆放。
如图4所示，所述的升降模块3实现货物的起吊以及堆放，它包括与所述的下方步进电机502同轴连接的第二齿轮308，第二齿轮308的两侧各设有与第二齿轮308啮合的第一齿轮301，每个第一齿轮301上连有丝杠302，从而将电机的扭矩同轴传递给丝杠302。每个丝杠302下部均安装有第一止推轴承303以承受丝杠的轴向力，每个丝杠302均安装有法兰盘304，两个法兰盘304之间通过法兰盘套件305连接，以消除法兰盘304的旋转运动，只保留法兰盘304的上下运动；法兰盘套件305上安装有推杆306以配合法兰盘套件实现其功能，推杆306顶部安装有第二止推轴承307以承受推杆的轴向力。起吊工作时，下方步进电机502不旋转，升降模块3处于静止状态；堆放工作时，升降模块3在下方步进电机502及丝杠302的配合运动下缓慢向上升起，以提供货物堆放的空间。
本发明提供一种双螺旋式起重机，包括金属框架1、双螺旋起吊模块2、升降模块3、变向行进模块4以及遥控模块5。他们之间通过机械的结合和单片机的控制形成一个整体，来完成整个双螺旋式起重机的工作流程。双螺旋式起重机通过四个麦克纳姆轮以不同的转速和转向运动来实现在空间中的位置改变，准确地到达目标区域，而通过两组共两个步进电机带动升降模块3以及双螺旋起吊模块2的正常工作，可实现双螺旋起吊模块2起吊货物以及升降模块3控制双螺旋起吊模块2的起升与下落，此时固定于行进部分电机座上的两个电机，独立地控制两侧共四个麦克纳姆轮按照指定方式行进，在到达目的位置后，货物重力与起升机构相互配合（重力不足以实现自动下落时，上方步进电机501反向旋转为其提供动力），实现其在高度上的准确叠放。
其中，遥控模块5使用C51单片机作为微控制器，将传感器、蓝牙模块、舵机驱动板、舵机、直流电机等接入arduino主控板进行控制。通过读取各装置上的数据，处理后对联合式翻升起重机进行半自动化控制，实现高精度作业。
此双螺旋式起重机的工作顺序步骤如下：
机器启动，开始工作，遥控模块5接收出前进指令，机器到达指定起吊位置发出双螺旋起吊模块2旋转的指令，双螺旋起吊模块2开始旋转，起吊第一个目标。机器继续前进，双螺旋起吊模块2继续转动，起吊下一个目标。直到实现同列货物的全部钩取。
机器继续前进，双螺旋起吊模块2继续转动，起吊下一个目标。直到实现同列货物的全部钩取，此时已实现货物的叠放。
底部行走机构开始工作，到达目标区域后停止运动。
货物依靠自重开始下落（重力不足以实现自动下落时，上方步进电机501反向旋转为其提供动力），同时升降模块3开始工作，使双螺旋起吊模块2上升以给货物堆放的空间。直到货物全部落下停止工作。
机器移出堆放区，升降模块3控制双螺旋起吊模块2下降，回归原始位置。
重复上述操作，以实现最终全部货物的运输任务。
本发明双螺旋式起重机通过用机器代替高工作强度、差工作环境的人工作业，提高了工作效率，解放了劳动力，也从一定程度上保障司机的身体健康。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双螺旋式起重机，其特征在于：它包括金属框架、双螺旋起吊模块、升降模块和变向行进模块；其中，
双螺旋起吊模块的上下两端固定在金属框架上，由位于金属框架上的上方步进电机提供动力；升降模块固定在金属框架上并位于双螺旋起吊模块内部，由位于金属框架上的下方步进电机提供动力；
变向行进模块设置在金属框架的底部，包括行进轮和用于驱动行进轮的步进电机；
金属框架上还设有遥控模块，包括相互连接的远程通信模块和控制器，远程通信模块用于接收操作人员发送的指令，控制器用于解码所述的指令并发送给对应的步进电机；
所述的双螺旋起吊模块包括中部的旋转传动杆，旋转传动杆上设有可回收式半圆键，旋转传动杆上套有导杆，导杆上设有与所述可回收式半圆键匹配的键槽；导杆的上部固定有第一圆盘，第一圆盘上方安装有齿轮组，齿轮组上方固定有与第一圆盘旋转方向相反的第二圆盘，第一圆盘和第二圆盘分别连接有一个螺旋形机构；所述的旋转传动杆的底部与所述的上方步进电机通过联轴器连接。
2.根据权利要求1所述的双螺旋式起重机，其特征在于：所述的金属框架包括底座，底座上连接有支撑柱，支撑柱的顶部通过限位板连接，限位板上设有用于与双螺旋起吊模块连接的限位孔。
3.根据权利要求1所述的双螺旋式起重机，其特征在于：所述的升降模块包括与所述的下方步进电机同轴连接的第二齿轮，第二齿轮的两侧各设有与第二齿轮啮合的第一齿轮，每个第一齿轮上连有丝杠，每个丝杠下部均安装有第一止推轴承，每个丝杠均安装有法兰盘，两个法兰盘之间通过法兰盘套件连接，法兰盘套件上安装有推杆，推杆顶部安装有第二止推轴承。
4.根据权利要求1所述的双螺旋式起重机，其特征在于：所述的行进轮包括一对左旋的麦克纳姆轮和一对右旋的麦克纳姆轮，由所述的步进电机麦克纳姆轮的转向和转速。
5.根据权利要求2所述的双螺旋式起重机，其特征在于：所述的底座包括通过竖直支撑片连接的三边包围形底座和支撑板，所述的上方步进电机和下方步进电机固定在支撑板上，所述的支撑柱与支撑板的边缘固定连接。
6.根据权利要求5所述的双螺旋式起重机，其特征在于：所述的三边包围形底座上开有圆柱槽口，圆柱槽口连接有支撑块，支撑块上固定有用于与双螺旋起吊模块连接的圆柱形突起。
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