[發(fā)明專利]用于垃圾桶的自動(dòng)抓取、提拉與傾倒聯(lián)合機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410173582.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103922059A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉克利;文桂林;周華安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B65F3/02
• 分類號(hào): B65F3/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長(zhǎng)清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到環(huán)衛(wèi)機(jī)械裝備領(lǐng)域，特指一種適用于垃圾桶的自動(dòng)抓取、提拉與傾倒聯(lián)合機(jī)構(gòu)，通過抓取、提拉、翻轉(zhuǎn)垃圾桶來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化傾倒垃圾至垃圾車車廂。

背景技術(shù)

收集垃圾桶垃圾是城市垃圾收集過程的基本環(huán)節(jié)。目前，普遍存在兩種收集模式，（1）靠人手取出垃圾桶的內(nèi)筒，以人力搬運(yùn)并傾倒垃圾進(jìn)小型垃圾車（多數(shù)是手拉翻斗車）車廂；(2)?針對(duì)底部裝有兩個(gè)拖輪的垃圾桶，環(huán)衛(wèi)工人需要下車后用人手拖動(dòng)垃圾桶到垃圾車邊，掛上掛鉤，然后操作升降機(jī)構(gòu)，傾倒垃圾到垃圾車廂；之后，再用人手拖回垃圾桶放置原位。然而，隨著城市迅速擴(kuò)張和城市環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，這類過分地依賴人力的勞動(dòng)密集型作業(yè)方式的局限性越來越突出，發(fā)展具有高作業(yè)效率的智能化技術(shù)與裝備是必然的趨勢(shì)。

有從業(yè)者提出了通過機(jī)器手抓取垃圾桶的技術(shù)，其垃圾桶抓取裝置主要是采用縱向布置液壓缸，通過連桿進(jìn)而驅(qū)動(dòng)整個(gè)手指繞指部旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這樣雖然能節(jié)省一個(gè)液壓缸，但由于添加了一套連桿機(jī)構(gòu)，因此整套機(jī)構(gòu)的縱向幾何尺寸增大，這對(duì)垃圾車車輛底盤空間狹小提出了挑戰(zhàn)，而且連桿間力的傳遞容易造成機(jī)構(gòu)卡死，加上垃圾桶夾取動(dòng)作的頻繁性，機(jī)構(gòu)可靠性較低。另一方面，現(xiàn)有機(jī)構(gòu)采用的夾緊手指都未添加輔助裝置，單純的利用剛性手指夾緊垃圾桶，致使垃圾桶大多情況下被夾扁，甚至還有出現(xiàn)垃圾桶滑落的現(xiàn)象。同時(shí)，上述方式中的垃圾桶舉升裝置大多采用連桿機(jī)構(gòu)，即四桿機(jī)構(gòu)或平行四桿機(jī)構(gòu)外加其他輔助機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)雖然可以完成舉升動(dòng)作，但空間幾何尺寸大，垃圾桶上升過程中出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)、定位精度差，加上連桿過長(zhǎng)、滿裝垃圾桶質(zhì)量大，在提升過程中，端部載荷導(dǎo)致彎矩很大，致使連桿鉸接處受力過大，容易破壞，而且還產(chǎn)生較大的慣性力，這對(duì)整套機(jī)構(gòu)的動(dòng)作運(yùn)行都是不利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多自由度的、全過程自動(dòng)化、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、作業(yè)效率高、具有較佳環(huán)境友好性的用于垃圾桶的自動(dòng)抓取、提拉與傾倒聯(lián)合機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于垃圾桶的自動(dòng)抓取、提拉與傾倒聯(lián)合機(jī)構(gòu)，包括抓取機(jī)械手、小段提升機(jī)構(gòu)、二自由度水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和提拉傾倒機(jī)構(gòu)，所述抓取機(jī)械手與小段提升機(jī)構(gòu)相聯(lián)接以帶著抓取機(jī)械手進(jìn)行豎直方向上的自動(dòng)位置調(diào)整，所述小段提升機(jī)構(gòu)連接二自由度水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述二自由度水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)接提拉傾倒機(jī)構(gòu)，所述提拉傾倒機(jī)構(gòu)從抓取機(jī)械手接過垃圾桶以完成傾倒作業(yè)，通過所述小段提升機(jī)構(gòu)和二自由度水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作協(xié)調(diào)彌補(bǔ)停車位置的隨機(jī)性導(dǎo)致抓取機(jī)械手與垃圾桶之間的橫向、縱向、垂向位置之差。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述抓取機(jī)械手包括固定于小段提升機(jī)構(gòu)上的抓取機(jī)械手基座、手指及手指驅(qū)動(dòng)液壓缸，所述手指驅(qū)動(dòng)液壓缸呈橫向布置，一端通過銷或軸與手指的指部基座鉸接，另一端與手指上手指末端的根部固接桿鉸接，所述手指驅(qū)動(dòng)液壓缸的伸長(zhǎng)與收縮驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)手指繞手指旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以完成垃圾桶的夾緊與釋放。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述手指末端處設(shè)有一套彈性材料制成的半指，所述半指可繞半指旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述半指的一側(cè)通過緩沖彈簧與手指末端連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述小段提升機(jī)構(gòu)包括舉升液壓缸及與抓取機(jī)械手基座固接的固定齒條，所述舉升液壓缸上端通過銷軸與舉升液壓缸支座鉸接，下端通過齒輪軸與并排雙齒輪鉸接；所述并排雙齒輪分別與固定齒條和移動(dòng)齒條配合，在齒輪齒條傳動(dòng)下，移動(dòng)齒條上下移動(dòng)以帶動(dòng)整個(gè)抓取機(jī)械手上下移動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述移動(dòng)齒條與提升座基體上分別開設(shè)兩半孔且與水平設(shè)置的兩根提升軸配合，兩根所述提升軸的軸端分別與指部基座根部連接，所述手指的指部基座根部與直線導(dǎo)軌的滑塊固接，所述滑塊在滑軌上下移動(dòng)，所述滑軌與基座固接，所述移動(dòng)齒條上下移動(dòng)以帶動(dòng)整個(gè)抓取機(jī)械手沿滑軌上下移動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述二自由度水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝于垃圾收集車車廂底部車架上的支座、Y向軌道、Y向液壓缸、X向軌道和X向液壓缸，所述Y向軌道在車輛側(cè)面與小段提升機(jī)構(gòu)固接，在Y向液壓缸的作用下Y向軌道伸縮以實(shí)現(xiàn)抓取機(jī)械手橫向位置可調(diào)；在X向液壓缸的作用下X向軌道伸縮以實(shí)現(xiàn)抓取機(jī)械手在水平縱向位置可調(diào)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述提拉傾倒機(jī)構(gòu)包括夾持機(jī)構(gòu)、滑軌、提拉液壓缸和提拉桿，夾持機(jī)構(gòu)包括夾緊驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)絲杠以?shī)A持垃圾桶，從抓取機(jī)械手轉(zhuǎn)移垃圾桶到提拉傾倒機(jī)構(gòu)，并沿滑軌提升垃圾桶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：