[发明专利]一种基于并联机构的四自由度自稳箱体抓斗

说明书

技术领域

本发明涉及抓取设备领域，特别涉及一种基于并联机构的四自由度自稳箱体抓斗。

背景技术

抓斗是以抓取泥沙石子及各种散装货物能启闭的斗，即是一种主要靠左右两个组合斗或多个颚板的开合抓取和卸出散状物料的吊具，抓斗按照形状分类可分为贝形抓斗和桔瓣抓斗，前者由两个完整的铲斗组成，后者由三个或三个以上的颚板组成；按照驱动方式可分为液压式抓斗和机械式抓斗两大类。

随着现代物流的发展，货物的运输越来越发达，现在货物多采用箱体进行装载，对于大型货物设备则采用集装箱装载，因此，在港口码头、运输车站和一些自贸区等地，箱体搬运每天都不在少数，目前对小箱体搬运则采用的是人工搬运，大箱体搬运多采用叉车，集装箱搬运采用的是抓斗和吊车，现有的箱体搬运起吊并无专业抓斗，普遍采用的是爪式抓斗，此种抓斗对箱体外侧损害很大，有时甚至破坏箱体内部物品，同时抓斗是在起吊机配合下进行箱体搬运的，因此，在抓斗搬运箱体的时候极易产生抖动和颠簸，容易对箱体内的物品造成损坏。鉴于此，本发明提供了一种可减震的箱体专用抓取设备，即一种基于并联机构的四自由度自稳箱体抓斗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于并联机构的四自由度自稳箱体抓斗，其通过控制移动滑块在导向滑轨上的来回往复运动来实现本发明的空间运动状态，采用4-CRC模式的四自由度并联机构在空间内可实现一平移三转动共四自由度运动，增加了本发明抓取箱体的稳定性，防止了箱体在搬运起吊过程中的抖动性问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于并联机构的四自由度自稳箱体抓斗，包括四自由度并联机构、固定板、四个电动滑轨和四个机械爪，所述的四自由度并联机构位于固定板正上方，且四自由度并联机构与固定板之间采用螺栓进行连接；所述的固定板呈方形结构，四个电动滑轨分别位于固定板的四个顶角平分线上，且电动滑轨与固定板固连；所述的四个机械爪分别安装在四个电动滑轨正下方。

作为本发明的进一步改进，所述的四自由度并联机构包括动平台、定平台、支撑杆、万向节、移动滑块和导向滑轨；所述的动平台呈圆形结构，定平台呈矩形结构，支撑杆、移动滑块和导向滑轨的数量均为四，万向节的数量为八；四根所述支撑杆位于动平台和定平台之间，且四根支撑杆分别布置动平台四侧，支撑杆一端通过万向节与动平台底端面相连接，支撑杆另一端通过万向节与移动滑块相连接；四个所述导向滑轨分别沿定平台的中心轴线固定在定平台的前后两侧，移动滑块安装在导向滑轨上，通过控制移动滑块在导向滑轨上的来回往复运动来实现本发明的空间运动状态，采用4-CRC模式的四自由度并联机构在空间内可实现一平移三转动共四自由度运动。

作为本发明的进一步改进，所述的机械爪包括移动滑块、上夹套、下夹套、伸缩杆、上耳座、下耳座和液压缸；所述的移动滑块固定在上夹套顶端处，移动滑块上开设有安装耳孔；所述的上夹套底端与下夹套顶端之间通过伸缩杆相连接；所述的上夹套呈三角状立柱结构，上夹套两侧壁上均匀开设有上圆形通孔，上夹套底端顶角处设置有上套筒，且上套筒内径略大于伸缩杆外径；所述的下夹套也呈三角状立柱结构，下夹套两侧壁上均匀开设有下圆形通孔，下夹套顶端顶角处设置有下套筒，且下套筒内径略大于伸缩杆外径，下夹套底端设置有铲耳，铲耳呈扇形结构，铲耳前端口处设置有倾斜度；所述的上耳座固定在上夹套底端的外侧壁上，下耳座固定在下夹套顶端的外侧壁上，上耳座和下耳座均为Ω型结构，液压缸位于上耳座和下耳座之间，且液压缸底端与上耳座相固定，液压缸顶端与下耳座相连接。

使用时，首先正向启动电动滑轨，通过电动滑轨带动四个机械爪同时向外伸展；然后正向启动液压缸，通过液压缸的伸展带动下夹套的垂直向下运动，且同时实现整个机械爪的旋转变向运动，使得四个机械爪正好贴靠箱体的四个拐角，当下夹套底端的铲耳到达箱体底部的时候，再反向启动电动滑轨，通过电动滑轨带动四个机械爪同时向内收缩，当上夹套内侧壁和下夹套内侧壁与箱体拐角处的两外侧壁接触时停止电动滑轨，实现对箱体四侧的固定，再反向启动液压缸，通过液压缸的收缩带动下夹套的垂直向上运动，当上夹套顶端内侧面和下夹套底端内侧面分别与箱体的上下面接触时停止液压缸，从而实现对箱体的上下端的固定，通过吊车起吊固定板就能实现对箱体的起吊和搬运了。在起吊搬运过程中，其通过控制移动滑块在导向滑轨上的来回往复运动来实现本发明的空间运动状态，采用4-CRC模式的四自由度并联机构1在空间内可实现一平移三转动共四自由度运动，增加了本发明抓取箱体的稳定性，防止了箱体在搬运起吊过程中的抖动性问题。