一种多功能轻便节能起重运输小车

技术领域

本发明涉及起重运输设备技术领域，具体为一种多功能轻便节能起重运输小车。

背景技术

随着物流行业的迅速发展，相应的物流及起重设备的多功能性、轻便性以及智能化、小型化已经成为未来我国起重运输机械行业的发展趋势。多功能性可以满足多种复杂的工况；轻便性是在保证起重量的同时，减轻自身的重量，便于托运至各种场合进行作业，并且随着起重运输设备的智能化的不断发展，进而可以解决企业劳动力不足、提高生产效率与产品质量等问题。

对于在有限空间进行大量货物吊运，使用常规门式起重机虽起吊灵活，但体积较大，很难进行准确作业，且维护成本高，过量布置将会造成经济上不必要的损失；使用输送机时，占地面积大，线路比较单一，而且无法完成在多种工况下作业；而在搬运工作上，大多采用叉车等搬运工具完成，但噪音大，尾气污染严重，在狭小的空间里，因其占地面积较大，不能充分提高空间利用率，并且越野性能差（离地间隙小）。

为了解决现有设备存在的上述缺陷，将起重设备和搬运设备集为一体，研发了一种具有新型框架结构和行走机构的多功能轻便节能起重运输小车。

发明内容

本发明提供一种多功能轻便节能起重运输小车，可以满足多种复杂工况下作业，而且占地面积小，吊运灵活性高。

本发明提供的技术方案为：一种多功能轻便节能起重运输小车，包括三角总体框架、回转机构、起升变幅机构、抓取机构、行走机构和控制模块。

所述三角总体框架包括底部矩形框连接架、顶部承重杆、四根倾斜支柱以及两根加强梁。其中框架结构采用铝合金焊接形式构成。

所述回转机构包括大转盘、同步轮、同步带以及涡轮蜗杆减速电机、张紧轮。大转盘与行走机构底盘通过栓接连接，转盘外部套有同步轮，蜗轮蜗杆减速电机通过电机固定架栓接固定在行走机构底盘上，蜗轮蜗杆减速电机轴上装有同步轮，上述两同步轮之间通过同步带连接进行传动，中部位置安装有张紧轮，张紧轮底座栓接固定在行走机构底盘上。

上述三角总体框架底部通过栓接固定于回转机构的顶部转盘上。

所述起升变幅机构包括矩形框架、起升电机、卷筒、钢丝绳、滑轮组、变幅电机、C型电机固定架、变幅框架、短杆、轴承、20*20及15*15铝方管、V型弹簧。将矩形框两端中部位置处钻孔，轴承固定安装于两端的孔内，将矩形框架固定于上述三角总体框架的顶部承载杆上，上面搭有两根20*20铝方管，将20*20铝方管两端分别套有15*15铝方管，其中铝方管端部削去一部分，并且进行钻孔，孔内穿入销轴，销轴上套有V型弹簧。20*20铝方管两端上部位置分别焊接有C型电机固定架，其顶部安装有滑轮组，侧面安装固定变幅电机，电机上安装有卷筒，钢丝绳一端固定于卷筒上，绕过定滑轮，另一端固定于与变幅框架顶部单头吊耳锁扣的双头吊耳上。变幅框架左右两端中部处钻孔，孔内安装轴承，轴承内套有短杆，固定安装于15*15铝方管端部位置。20*20铝方管两端下部位置分别焊接有一根横梁，横梁上安装有滑轮，钢丝绳一端固定于三角总体框架底部吊耳上，另一端绕过滑轮，固定于起升电机的双槽卷筒上。前后端钢丝绳分别固定于卷筒不同的绳槽上，其中起升电机固定布置于转盘的中央位置。

所述抓取机构包括四框架、滑轨、滑块、微型推杆、舵机、舵机固定架、连接片、夹具。夹具一侧面为弧形结构，一侧面为L形结构。夹具上部通过销轴与连接片连接，连接片另一端分别与两舵机输出轴以及舵机固定架连接，舵机上部装有固定架，与横梁通过栓接连接，横梁与四框架之间装有电推杆，横梁两端通过栓接与滑轨上的滑块连接，其中滑轨分别固定布置于四框架底部位置。上述夹具和舵机分别布置于四框架的左右两端，四框架与上述变幅框架通过栓接固定连接。

抓取机构共两套，分别布置于整车的前后位置。

所述行走机构 主要包括底盘、减速电机和麦克纳姆轮。减速电机和麦克纳姆轮分别布置在底盘底部的四角处，实现整车的全方位移动，操作更加灵活。

控制模块固定在行走机构的底盘上，夹具舵机、起升电机、变幅电机、电推杆、涡轮蜗杆减速电机、行走编码减速电机均和控制模块连接，控制模块通过外接直流驱动器实现遥控控制。

优选的，三角总体框架还包括加强梁，两根加强梁设置在中上部位置，与三角框架焊接固定连接，所述加强梁端面与支柱内侧表面平齐。加强梁提高了三角总体框架的稳定性和刚度，避免在搬运货物时整车倾覆。

优选的，三角总体框架固定栓接在转盘上部，其底部框架中心与转盘上部中心重合。转盘固定栓接在行走机构底盘上部，布置在距底盘左右距离相等处，使整车工作行进中更加平衡稳定。

优选的，上述变幅框架上部吊耳与钢丝绳一端通过双头吊耳连接，双头吊耳一端固定钢丝绳，一端锁扣于变幅框架上部吊耳处，避免钢丝绳直接连接变幅框架上部吊耳，在工作中磨损钢丝绳，起保护钢丝绳的作用；钢丝绳另一端绕过滑轮固定设置在卷筒上，其滑轮起理绳的作用，避免钢丝绳缠绕电机轴上，损坏钢丝绳，使该起重小车使用寿命延长。

优选的，上述起升机构中20*20铝方管两端上部安装C型架，下部安装加强梁，提高了起升机构整体的稳定性。其中20*20铝方管两端的下部加强梁与中部承重杆之间的距离应相等，下部加强梁安装有滑轮。起升电机布置在上述两端滑轮的中间位置的转盘上部，保证起升电机与两端滑轮之间的钢丝绳长度相等，在起升机构任何幅度下都处于绷紧状态，使得前后钢丝绳起吊同步。同时上述滑轮起省一倍力的作用。

优选的，抓取机构的夹具包括左勾体和右勾体，左勾体和右勾体形状相同，左右对称。左勾体和右勾体的底部包括向中心伸出的弧形凸台和侧面伸出矩形凸台，其中弧形凸台上表面设置有勾纹，增大与货物之间的摩擦力，矩形凸台前端为斜面，便于更快平托起货物。

进一步地，抓取机构中的滑块内部镶嵌有滚珠，减少滑块与滑轨之间的摩擦力。

进一步地，控制模块固定在行走机构底盘的前侧位置，包括STM32集成板，此型号的集成板性能高、功耗低，成本低。

在安装起重运输小车时，先搭建三角总体框架，在其上部安装承载杆，将矩形框架两端梁中部钻孔，安装轴承，套于承重杆。矩形框架上部栓接布置两根20*20铝方管，对铝方管两端进行削面及钻孔，用销轴将20*20铝方管和15*15铝方管进行连接，销轴上套有V型弹簧。再将两端15*15铝方管端部钻孔，依次安装短杆、变幅框架、及四框架，其中四框架前后两梁下表面安装滑轨，及四框架中部布置两根电推杆，电推杆底部分别与四框架的中间梁支座通过销轴连接，电推杆顶部分别与两边上部横梁的支座通过销轴连接。将夹具栓接安装于上部横梁，上部横梁端部位置分别与滑块栓接。滑块内部装有滚珠，与上述滑轨进行配合。

进一步地，将C型架固定在20*20铝方管端部上表面，C型架侧面及上部分别布置电机和滑轮组，钢丝绳一端固定卷筒，另一端绕过滑轮组，固定于双头吊耳一端，双头吊耳另一端锁扣于变幅框架的上部吊耳处。

上述变幅机构及抓取机构在小车的前后端分别布置。

将行走机构底盘四角处布置减速电机及麦克纳姆轮，底盘中部通过栓接布置转盘及驱动电机，转盘及驱动电机套有同步轮，两同步轮之间通过同步带进行连接，同步带设置有张紧装置。转盘上部通过栓接与三角总体框架(包括起升变幅机构和抓取机构)连接，转盘中央固定布置起升电机，钢丝绳一端固定于起升电机卷筒上，另一端绕过滑轮组，固定于底部框架的吊耳上，其中前后两组滑轮布置在距起升电机卷筒纵向距离相等的20*20铝方管端部的横梁下表面。

控制模块安装在行走机构底盘的前端位置处，连通控制模块与其他各个机构，实现对整车的控制。

需要搬运货物时，启动控制模块，驱动行走机构中的麦克纳姆轮让该起重小车靠近待搬运货物，然后驱动回转机构电机，旋转转盘直至抓取机构的位置与待搬运货物对应，接着打开起升电机，驱动卷筒收放钢丝绳，让一端抓取机构下降，并驱动变幅电机调整抓取机构到一定的俯仰角度，再控制舵机使夹具转动夹取货物，或者控制两端电推杆使两边夹具合并抓取夹具之间的货物，卷筒收放钢丝绳，将起升架提升到一定高度，再次驱动变幅机构使其提升到指定高度，再调整回转机构和行走机构，让货物精准地进仓或者堆叠。与此同时，另一端抓取机构下降，驱动行走机构让该起重运输小车靠近待搬运货物，驱动变幅电机调整抓取机构的俯仰程度，再控制舵机或者电推杆夹取货物后，卷筒收放钢丝绳，提升到一定高度，再次调整变幅机构到指定高度，最后调整回转机构和行走机构，让货物精准地堆放，依次进行以上操作，实现起吊、输送的目的。

与现有技术相比，本发明的实质性特点在于：该起重机包括了通过同步带同步轮的回转机构，带有麦克纳姆轮的行走机构以及可以调整夹取角度的抓取机构，该抓取机构可以用于不同工况，抓取不同种类的货物（包括顶部装有吊带式或者无吊带式货物）；起升机构前后端同步驱动，采用无配重形式，即起升机构两端的货物，相互充当彼此的配重，进一步提高搬运效率和节约能源。其中起升机构两端上的变幅机构，通过变幅电机驱动两端抓取机构的俯仰程度，便于抓取不同摆放位置的货物，变幅电机进一步地收卷钢丝绳，带动整个端部15*15铝方管架进行俯仰变幅，进一步将货物提升运送到指定位置。当整车在不工作时，前后端部15*15铝方管架变幅到最大仰角，使整车的占地面积减小；整体框架采用三角框架搭接形式，既保证整体稳定性，又节省材料；行走机构底部安装有麦克纳姆轮，带动整车在平面上进行全方位旋转行走。该小车适用于多种工况，其占地面积小，功能性强，轻便节能，前后端可以同时工作，提高了起吊运输效率，也可以进行多层叠放。

这样以来该起重小车相较于传统的起重机起吊输送动作更为灵活，通过各结构实现精准夹取并提升放置在多种位置的货物，并将货物进行堆叠放置，充分利用了仓库的占地面积。且该起重小车的工作效率高，灵活性强，抓取机构和变幅机构同时工作明显缩短了操作时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明多功能轻便节能起重运输小车的整体结构示意图；

图2为本发明多功能轻便节能起重运输小车另一个视角的整体结构示意图；

图3为本发明多功能轻便节能起重运输小车变幅机构M处的结构示意图；

图4为本发明多功能轻便节能起重运输小车变幅机构N处的结构示意图；

图5为本发明多功能轻便节能起重运输小车行走机构的结构示意图；

图6为本发明多功能轻便节能起重运输小车抓取机构抓取货物时的结构示意图；

图7为本发明多功能轻便节能起重运输小车抓取机构提取货物时的结构示意图；

图8为本发明多功能轻便节能起重运输小车回转机构转盘的结构剖面示意图。

图中标号：1.变幅框架、2.四框架、3.钢丝绳、4.滑轮组、5.单槽卷筒、6.矩形框架、7.承重杆、8.销轴、9.双头吊耳、10.短杆、11.滑轨、12.夹具、13.滑块、14.底盘、15.麦克纳姆轮、16.起升电机、17.转盘、18.张紧装置、19.蜗轮蜗杆减速电机、20.同步带、21.同步轮、22.变幅电机、23.单头吊耳、24.横梁、25.V型弹簧、26.20*20铝方管、27.15*15铝方管、28.控制模块、29.双槽卷筒、30.电机固定架、31.电推杆、32.C型电机固定架、33.编码减速电机、34.蜗轮蜗杆减速电机固定架、35.底部矩形框连接架、36.倾斜支柱、37.加强梁、38.内径8mm轴承、39.内径6mm轴承

61.轴承、62.短轴、63.连接片、64.货物、65.舵机侧部固定架、66.舵机、67.舵机顶部固定架

71.同步轮、72.转盘顶部、73.轴承、74.转盘底盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等，其所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发明和简化描述，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发明的限制。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如附图所示，一种多功能轻便节能起重运输小车包括三角总体框架、回转机构、起升变幅机构、抓取机构、行走机构和控制模块28。

三角总体框架包括底部矩形框连接架35、顶部承重杆7、四根倾斜支柱36以及两根加强梁37。先用20*20铝方管焊接成如图1、2所示的矩形框连接架35，其上端四角分别焊接有倾斜支柱36，其两根倾斜支柱36顶端相互搭接，并且钻孔，孔内装有承重杆7。该三角总体框架底部通过栓接固定于回转机构的转盘17的顶部72上。

回转机构包括大转盘17（如图8所示）、同步轮21、同步轮71、同步带20、涡轮蜗杆减速电机19以及张紧轮18。大转盘17的底座74与行走机构底盘14通过栓接连接，转盘17外部套有同步轮71，蜗轮蜗杆减速电机19通过电机固定架34栓接固定在行走机构底盘14上，蜗轮蜗杆减速电机19轴上装有同步轮21，上述两同步轮（同步轮21和同步71）之间通过同步带20连接进行传动，中部位置安装有张紧轮18，张紧轮底座栓接固定在行走机构底盘14上。

起升变幅机构包括矩形框架6、起升电机16、双槽卷筒29、单槽卷筒5、钢丝绳3、滑轮组4、变幅电机22、C型电机固定架32、变幅框架1、短杆10、轴承39、轴承38、20*20铝方管26及15*15铝方管27、V型弹簧25、销轴8。将矩形框6两端中部位置处钻孔，轴承38固定安装于两端的孔内，将矩形框架6固定于上述三角总体框架的顶部承重杆7上，上面搭有两根20*20铝方管26，将20*20铝方管26两端分别套有15*15铝方管27，其中铝方管端部削去一部分，并且进行钻孔，孔内穿入销轴8，销轴8上套有V型弹簧25（如图4所示）。20*20铝方管26两端上部位置分别焊接有C型电机固定架32，其顶部安装有滑轮组4，侧面安装固定变幅电机22，电机22上安装有单槽卷筒5，钢丝绳3一端固定于卷筒5上，另一端绕过滑轮4，固定于与变幅框架1顶部单头吊耳23锁扣的双头吊耳9上（如图3所示）。变幅框架1左右两端中部处钻孔，孔内安装轴承39，轴承39内套有短杆10，固定安装于15*15铝方管27端部位置。20*20铝方管26两端下部位置分别焊接有一根横梁24，横梁24上安装有滑轮4，钢丝绳3一端固定于三角总体框架底部吊耳上，另一端绕过滑轮4，固定于起升电机16的双槽卷筒29上，前后钢丝绳3分别固定双槽卷筒29不同的绳槽上，其中起升电机16固定布置于转盘顶部72的中央位置。

如图6、7所示，抓取机构包括四框架2、滑轨11、滑块13、电推杆31、舵机66、舵机固定架67、连接片63、夹具12。其中夹具12一侧面为弧形结构，一侧面为L形板状结构。夹具12上部通过短轴62与连接片63连接，连接片63另一端分别与舵机66输出轴以及舵机侧部固定架65连接，舵机上部装有固定架67，与横梁通过栓接连接，横梁与四框架2之间装有电推杆31，横梁两端通过栓接与滑轨11上的滑块13连接，其中滑轨11分别固定布置于四框架2底部位置。上述夹具12和舵机66分别布置于四框架2的左右两端，四框架2与上述变幅框架1通过栓接固定连接。

行走机构主要包括底盘14、编码减速电机33和麦克纳姆轮15（如图5所示）。编码减速电机33和麦克纳姆轮15分别布置在底盘14底部的四角处，实现整车的全方位移动，操作更加灵活。

控制模块28固定在行走机构的底盘14上，夹具舵机66、起升电机16、变幅电机22、电推杆31、涡轮蜗杆减速电机19、行走编码减速电机33均和控制模块28连接，控制模块28通过外接直流驱动器实现遥控控制。

需要搬运货物64时，启动控制模块28，驱动行走机构中的麦克纳姆轮15让该起重小车靠近待搬运货物64；然后驱动回转机构电机19，旋转转盘17直至抓取机构与待搬运货物64对应；接着打开起升电机16，驱动卷筒29收放钢丝绳3，让一端抓取机构下降；并驱动变幅电机22调整抓取机构到一定的俯仰角度，再控制舵机66使夹具12转动夹取货物64，或者控制两端电推杆31使两边夹具12合并抓取夹具12之间的货物64，卷筒29收放钢丝绳3，将起升架提升到一定高度，再次驱动变幅机构使其提升到指定高度，再调整回转机构和行走机构，让货物64精准地进仓或者堆叠，与此同时，另一端抓取机构下降，驱动行走机构让该起重运输小车靠近待搬运货物64，驱动变幅电机22调整抓取机构的俯仰程度，再控制舵机66或者电推杆31夹取货物64后，卷筒29收放钢丝绳3，提升到一定高度，再次调整变幅机构到指定高度，最后调整回转机构和行走机构，让货物64精准地堆放。

让变幅电机22驱动单槽卷筒5转动，下放钢丝绳3实现抓取机构的下降以及回到初始幅度，准备进行下一次夹取提升动作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。