CN111410143A - 一种用于搬运重型线缆盘的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，包括主体框架，主体框架底部的左、右两侧分别设有两组舵轮，定义为左侧舵轮组及右侧舵轮组，左侧舵轮组由N个舵轮组成，N≥2，右侧舵轮组由M个舵轮组成，M≥2，每个舵轮均可绕Z向轴线自由旋转，且每个舵轮由独立的驱动单元驱动。本发明提供的一种用于搬运重型线缆盘的设备可以实现线缆盘的转运任务，帮助现场工人安全快速便捷的移载重型线缆盘，从而降低了对工人操作水平的高要求，提高企业的生产效率。

Description

一种用于搬运重型线缆盘的设备
技术领域
本发明属于重载搬运设备领域，具体涉及一种用于搬运重型线缆盘的设备。
背景技术
目前在进行重型线缆盘转运时，多依赖于行车、燃油叉车、跨车间轨道电动平板车等操作繁琐且对工人操作技术要求高的方式。这些方式没有检测***，只有通过操作工人的熟练程度来确定其运行过程中的危险，安全可靠性低。工厂中的重型线缆盘直径大小不一，没有合适的适配工具来转运。总的来说重型线缆盘搬运的自动化程度较低，搬运效率低。
面向线缆制造车间线缆的物流转运作业，现为减少对这些设备的使用并提升转运的自动化程度，用于搬运重型线缆盘的安全设备以自动转运的方式是趋势所在，可解决重型线缆盘搬运困难、操作繁琐、安全性低等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：重型线卷搬运困难，现有搬运设备操作不便。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，包括主体框架，将主体框架所在平面定义为XY平面，将垂直于XY平面的直线方向定义为Z轴方向，同时，将主体框架的宽度方向定义为横向，将主体框架的长度方向定义为竖向，横向方向为左、右方向，竖向方向为前、后方向，则有：
主体框架底部的左、右两侧分别设有两组舵轮，定义为左侧舵轮组及右侧舵轮组，左侧舵轮组由N个舵轮组成，N≥2，右侧舵轮组由M个舵轮组成，M≥2，每个舵轮均可绕Z向轴线自由旋转，且每个舵轮由独立的驱动单元驱动；主体框架底部还设有(N+M)个液压转向推杆，(N+M)个液压转向推杆的位置与(N+M)个舵轮的位置一一对应，每个液压转向推杆的伸缩端与对应的舵轮相联结，由液压转向推杆推动对应的舵轮旋转一定幅度；左侧舵轮组的驱动单元驱动处于同一旋转状态一的左侧舵轮组的所有舵轮从而产生横向驱动力一，右侧舵轮组的驱动单元驱动处于同一旋转状态二的右侧舵轮组的所有舵轮从而产生横向驱动力二，横向驱动力一与横向驱动力二的方向相反，主体框架的宽度在横向驱动力一和/或横向驱动力二的作用下实现调节，调节后的主体框架的宽度通过定位锁紧机构实现锁定；
主体框架的内侧设有左右相对布置的两个夹具，夹具从左、右两侧将待搬运的重型线缆盘固定住，通过主体框架宽度的调节实现两个夹具之间横向距离的调节，以适应不同直径的重型线缆盘；左右两侧的夹具分别设于各自的举升子单元上，举升子单元驱动夹具举升和降落。
优选地，组成左侧舵轮组的舵轮数量N与组成右侧舵轮组的舵轮数量M相等。
优选地，所述主体框架包括左、右布置的两个侧横梁，两个侧横梁分别与一个后主梁连接固定，两侧的后主梁设于导向机构上，后主梁可沿导向机构横向移动，从而实现所述主体框架宽度的调节，移动到位后的后主梁的位置通过所述定位锁紧机构锁定在导向机构上。
优选地，左、右两侧的所述夹具分别固定在左、右两侧的两个所述侧横梁上，所述夹具与所述侧横梁之间通过竖直导向机构连接固定，举升子单元带动同侧的所述夹具沿竖直导向机构举升和降落。
优选地，所述举升子单元包括液压缸及用于检测所述夹具是否被举升或降落到位的行程检测传感器，液压缸下部和所述侧横梁铰接，液压缸上部和所述夹具铰接。
优选地，所述主体框架顶部设有安全检测单元，用于对主体框架移动过中的障碍物以及举升子单元的举升状态进行检测。
优选地，所述安全检测单元包括避障传感器、3D视觉检测传感器、安全触边、激光测距传感器、用于人为控制所述主动式行走单元急停的急停开关及倾角传感器，其中，避障传感器用于检测范围内的障碍物；3D视觉检测传感器用于检测被夹具夹持的重型线卷姿态和夹具的相对位置；安全触边检测所述主体框架是否碰撞到障碍物；所述倾角传感器用于检测工况地面的水平度，配合所述举升子单元保证顶升时负载水平，避免所述主体框架的倾覆风险。
本发明提供的一种用于搬运重型线缆盘的设备可以实现线缆盘的转运任务，帮助现场工人安全快速便捷的移载重型线缆盘，从而降低了对工人操作水平的高要求，提高企业的生产效率。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
(1)搬运过程操作简易，搬运简单；
(2)可适应重型线缆盘直径达数米，最大载重可达几十吨，设备结构简洁，操作方便
(3)安全性高，适应不同的工作环境。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的行走转向单元的结构示意图；
图3为重型线缆盘搬运设备结构图；
图4为重型线缆盘搬运设备搬运示意图。
附图标记说明：1-侧梁；2-后主梁；3-竖直导向机构；4-夹具；5-液压缸；6-急停开关；7-3D视觉检测传感器；8-激光测距传感器；9-倾角传感器；10-安全触边；11-避障传感器；12-舵轮；13–液压转向推杆；14-导向机构；15-定位锁紧机构；16-液压马达；17-行程检测传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的目的是为了提供一种用于搬运重型线缆盘的设备，来实现线缆盘的转运任务，帮助现场工人安全、快速、便捷地移动重型线缆盘，从而降低了对工人操作水平的要求，提高转运过程中的安全性，有助于提高企业的生产效率。
如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供的一种用于搬运重型线缆盘的设备，包括行走转向单元、横向变距单元、举升单元、安全检测单元。
行走转向单元包括四个独立液压马达16驱动的舵轮12、侧横梁1、液压转向推杆13和后主梁2。四个舵轮12通过螺栓链接固定在侧横梁1和后主梁2下部，其中两个舵轮12布置在左侧侧横梁1下部和后主梁2下部左侧，另外两个舵轮12布置在右侧侧横梁1下部和后主梁2下部右侧。位于左、右两侧的舵轮12相对布置。同时，在侧横梁1和后主梁2的下部固定有四个液压转向推杆13。四个液压转向推杆13与四个舵轮12的位置一一对应。每个液压转向推杆13的伸缩端与一个舵轮12相联结，由液压转向推杆13推动相应的舵轮12转向，从而实现本发明提供设备的全向行走。
横向变距单元包括舵轮12、侧横梁1、液压转向推杆13、导向机构14、定位锁紧机构15。两个侧横梁1布置在左、右两侧，每侧侧横梁1与一个后主梁2连接固定。左、右两侧的后主梁2通过一个导向机构14联结成为整体。将侧横梁1、后主梁2及导向机构14组成的主体框架的长度方向定义为竖向，宽带方向定义为横向。每侧侧横梁1及后主梁2可沿导向机构14横向移动，从而使得两侧侧横梁1之间的距离可以调节。本领域技术人员可以采用多种手段来实现导向机构14，例如导向机构14可以采用类似于导轨、滑块的结构来实现，此处不再一一列举。当两侧侧横梁1之间的距离调节到位后，通过定位锁紧机构15可以将距离调整后的侧横梁1及后主梁2的位置锁定，确保侧横梁1及后主梁2在无足够的外力作用下无法横向移动。本领域技术人员也可以采用多种手段来实现定位锁紧机构15，例如定位锁紧机构15可以采用类似于凸块、凹槽的结构来实现，此处不再一一列举。将侧横梁1及后主梁2所在平面定义为XY平面，将垂直于XY平面的方向定义为Z轴方向。则液压转向推杆13除了可以推动相应的舵轮12转向外，每个舵轮12还可以绕自身的Z向轴线360°自由旋转，从而液压转向推杆13可以推动相应的舵轮12做旋转运动。液压转向推杆13可以推动相应的舵轮12完全转动至横向状态。由位于左侧的两个液压转向推杆13推动相应的两个舵轮12完全转动至横向状态后，或由位于右侧的两个液压转向推杆13推动相应的两个舵轮12完全转动至横向状态后，再通过左侧的两个液压马达16驱动左侧的两个舵轮12向左侧行进，或通过右侧的两个液压马达16驱动右侧的两个舵轮12向右侧行进，则可以产生驱动前文所述侧横梁1进行横向移动的驱动力。应当注意的是：可以由单侧处于横向状态的舵轮12被液压马达16驱动后产生该驱动力，使得单侧的侧横梁1及后主梁2向一侧移动，从而达到调节两侧侧横梁1之间距离的目的。也可以由两侧处于横向状态的舵轮12被液压马达16驱动后产生该驱动力，此时根据需要搬运的重型线缆盘的直径大小，先通过两侧液压转向推杆13推动相应的舵轮12转向至横向状态后，两侧液压马达16再驱动舵轮12同时向外运动。这样的运动组合可产生两侧向外横向分力，使得两侧的侧横梁1向两侧运动，同样可以实现调整两侧侧横梁1之间距离的目的。调整到位后，再通过定位锁紧机构15锁定两个侧横梁1的相对位置，来实现保持重型线缆盘的位置，防止搬运过程中侧横梁横向误滑动。
举升单元是由两侧的单个举升子单元组成，单个举升子单元包括竖直导向机构3、夹具4、液压缸5。其中，液压缸5下部和同侧的侧横梁1铰接，液压缸5上部和夹具4铰接，夹具4通过竖直导向机构3固定在同侧的侧横梁1上。两侧的夹具4相对布置，形成对重型线缆盘的夹持。液压缸5驱动同侧的夹具4沿竖直导向机构3在Z轴方向上举升和降落，从而带动固定好的重型线缆盘同步上升、下降，通过行程检测传感器17检测是否夹具4是否举升或降落到位。
安全检测单元包括避障传感器11，3D视觉检测传感器7，安全触边10，激光测距传感器8，急停开关6，倾角传感器9。避障传感器11检测到范围内的障碍物，3D视觉检测传感器7检测工件姿态和夹具4的相对位置，安全触边10检测搬运设备是否碰撞到障碍物。急停按钮6在遇到紧急状况时可人为控制紧急停止。通过倾角传感器9检测工况地面的水平度，配合举升单元保证顶升时负载水平，避免搬运设备的倾覆风险。
搬运重型线缆盘的步骤为：首先，通过行走转向单元将搬运设备移动到搬运重型线缆盘的工位处；再根据重型线缆盘的直径大小控制横向变距单元调整横向间距，通过3D视觉检测传感器7检测重型线缆盘和夹具4的相对位置，调整并对位夹住重型线缆盘；然后，通过举升单元将重型线缆盘举升至一定高度，并根据倾角传感器9的数据调整液压缸16的位置，通过行程检测传感器17检测举升到位后；最后，行走转向单元将重型线缆盘搬运到指定位置，安全检测单元检测移动过程中的障碍物，进行相应的安全处理。

Claims (7)

1.一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，包括主体框架，将主体框架所在平面定义为XY平面，将垂直于XY平面的直线方向定义为Z轴方向，同时，将主体框架的宽度方向定义为横向，将主体框架的长度方向定义为竖向，横向方向为左、右方向，竖向方向为前、后方向，则有：
主体框架底部的左、右两侧分别设有两组舵轮，定义为左侧舵轮组及右侧舵轮组，左侧舵轮组由N个舵轮组成，N≥2，右侧舵轮组由M个舵轮组成，M≥2，每个舵轮均可绕Z向轴线自由旋转，且每个舵轮由独立的驱动单元驱动；主体框架底部还设有(N+M)个液压转向推杆，(N+M)个液压转向推杆的位置与(N+M)个舵轮的位置一一对应，每个液压转向推杆的伸缩端与对应的舵轮相联结，由液压转向推杆推动对应的舵轮旋转一定幅度；左侧舵轮组的驱动单元驱动处于同一旋转状态一的左侧舵轮组的所有舵轮从而产生横向驱动力一，右侧舵轮组的驱动单元驱动处于同一旋转状态二的右侧舵轮组的所有舵轮从而产生横向驱动力二，横向驱动力一与横向驱动力二的方向相反，主体框架的宽度在横向驱动力一和/或横向驱动力二的作用下实现调节，调节后的主体框架的宽度通过定位锁紧机构实现锁定；
主体框架的内侧设有左右相对布置的两个夹具，夹具从左、右两侧将待搬运的重型线缆盘固定住，通过主体框架宽度的调节实现两个夹具之间横向距离的调节，以适应不同直径的重型线缆盘；左右两侧的夹具分别设于各自的举升子单元上，举升子单元驱动夹具举升和降落。
2.如权利要求1所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，组成左侧舵轮组的舵轮数量N与组成右侧舵轮组的舵轮数量M相等。
3.如权利要求1所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，所述主体框架包括左、右布置的两个侧横梁，两个侧横梁分别与一个后主梁连接固定，两侧的后主梁设于导向机构上，后主梁可沿导向机构横向移动，从而实现所述主体框架宽度的调节，移动到位后的后主梁的位置通过所述定位锁紧机构锁定在导向机构上。
4.如权利要求3所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，左、右两侧的所述夹具分别固定在左、右两侧的两个所述侧横梁上，所述夹具与所述侧横梁之间通过竖直导向机构连接固定，举升子单元带动同侧的所述夹具沿竖直导向机构举升和降落。
5.如权利要求4所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，所述举升子单元包括液压缸及用于检测所述夹具是否被举升或降落到位的行程检测传感器，液压缸下部和所述侧横梁铰接，液压缸上部和所述夹具铰接。
6.如权利要求1所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，所述主体框架顶部设有安全检测单元，用于对主体框架移动过中的障碍物以及举升子单元的举升状态进行检测。
7.如权利要求6所述的一种用于搬运重型线缆盘的设备，其特征在于，所述安全检测单元包括避障传感器、3D视觉检测传感器、安全触边、激光测距传感器、用于人为控制所述主动式行走单元急停的急停开关及倾角传感器，其中，避障传感器用于检测范围内的障碍物；3D视觉检测传感器用于检测被夹具夹持的重型线卷姿态和夹具的相对位置；安全触边检测所述主体框架是否碰撞到障碍物；所述倾角传感器用于检测工况地面的水平度，配合所述举升子单元保证顶升时负载水平，避免所述主体框架的倾覆风险。
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