平行四边形式快速搬运装置的设计与研发
轻型平动搬运机械手结构设计

轻型平动搬运机械手结构设计幕布+白板轻型平动搬运机械手是一种用于搬运轻型物品的机械装置,通常由横梁、立柱、夹爪、控制系统等组成。
它通常被应用于工厂、仓库等场所,以提高生产效率和减少劳动强度。
在过去的几十年里,随着科技的进步和机器人技术的发展,轻型平动搬运机械手得到了广泛的应用。
以下是一种轻型平动搬运机械手的结构设计。
首先,轻型平动搬运机械手的横梁通常由两个平行的钢梁组成,这些钢梁具有足够的强度和刚度来承受物品的重量和运动过程中的冲击力。
横梁通常由高强度合金钢材制成,以确保机械手在运动过程中的结构稳定性和耐久性。
在横梁的一端,通常会安装一个固定的立柱,用于支撑横梁和提供垂直方向上的稳定性。
立柱通常由大直径的钢管制成,以确保足够的强度来支撑横梁和受传递到机械手上的物品的重量。
立柱的底部通常安装在地面上,以确保机械手在运动过程中的稳定性。
在横梁的另一端,通常会安装一个或多个夹爪,用于夹取和搬运物品。
夹爪通常由弯曲的钢材制成,并且具有一定的柔韧性和抓握力,以夹取不同形状和大小的物品。
夹爪通常通过电动或液压系统控制其开合和夹紧力度,以适应不同的搬运物品。
轻型平动搬运机械手的控制系统通常由多个关键元素组成,包括电机、传感器和控制器。
电机通常用于驱动横梁和夹爪进行运动,通过控制电机转速和方向来实现机械手的运动。
传感器通常用于检测物品的位置和状态,以便控制器根据需要对机械手的运动进行实时调整。
控制器通常是机械手的大脑,通过接收传感器的反馈信号和执行用户设置的指令来控制机械手的运动。
总之,轻型平动搬运机械手的结构设计是根据物品的搬运需求和使用条件来进行的。
它通常由横梁、立柱、夹爪和控制系统等组成,以确保机械手在搬运过程中的稳定性、可靠性和效率。
这种设计可以根据不同的搬运需求进行定制和改进,以满足不同场所和应用的要求。
机械手智能物料搬运装置及其控制系统的设计

机械手智能物料搬运装置及其控制系统的设计作者:李江涛来源:《机电信息》2020年第02期摘要:随着工业生产逐步向自动化、智能化方向发展,工业机器人开始得到普遍应用,以机器人代替人工生产,不仅可以提高生产效率,减少失误,还能有效降低工人的工作强度。
机械手作为机器人的分支之一,在工业生产中可以负责搬运、分拣等工作,对于生产企业而言,规模化应用智能机械手可以有效降低人力成本,有助于促进企业的转型升级。
为此,主要研究了一种低成本、高效的机械手智能物料搬运装置及其控制系统,以期推动智能机械手在各个领域中的推广使用。
关键词:智能化;机械手;控制系统;PLC;物料搬运0 引言物料搬运作为工业生产中的重要环节之一,搬运效率及准确率会对生产产生直接影响。
传统的人工分拣、搬运方式已经很难适应当前工业生产的要求,以机器人代替人工搬运是必然的发展趋势。
采用智能机械手代替人工分拣、搬运物料可以最大化满足当前的生产需求,智能机械手不仅可以适应多种复杂环境,还能持续不间断地进行工作,在效率及成本方面要远优于人工搬运模式。
1 机械手智能物料搬运装置总体结构设计本文所研究的机械手智能物料搬运装置主要功能是负责搬运物料,因此在总体结构设计上相对简单,其主要由3个核心部分构成,分别是机械手、控制系统以及驱动装置。
驱动装置是机械手装置的核心构成之一,主要负责为机械手提供动力源,推动机械手完成既定的分拣、搬运动作。
目前,使用比较广泛的驱动方式主要有3种,分别是液压驱动、电机驱动以及气动驱动,这3种驱动方式目前都比较成熟,可以适应机械手智能物料搬运装置的驱动要求,具体可以根据实际需要进行选择,包括对功率、稳定性、控制性能的要求等[1]。
液压驱动的输出功率比较大,驱动装置结构相对简单,可以快速对控制指令做出反应,可以实现无级调速,驱动装置整体体积小,不需要占用较大空间,但是在运行过程中噪声相对较大。
此外,液压驱动装置对于使用环境有一定要求,因为液压油易泄漏,因此洁净度要求高的环境、存在易燃物品的环境不建议使用液压驱动装置,具有一定的安全隐患。
物流多功能助力装置的设计

物流多功能助力装置的设计作者:刘慧梅徐静来源:《西部论丛》2019年第06期摘要:本文设计出一种可折叠的四边形助力装置,简单介绍助力装置的功能,简析其工作原理,并对其整体结构和部分零部件结构进行设计。
关键词:多功能助力装置设计1 引言在网络愈来愈发达的时代,网上购物这一平台也迎来了愈来愈多的人的参与,网上大型的电子设备出售是非常畅销的,如冰箱、洗衣机。
但对于快递行业这可是一个不小的难题。
在运输的过程中物品没有得到有效的固定,且物品体积的庞大加上技术的机密,在运输中时极易出现问题的,运输途中颠簸致使运输品在运输车内胡乱的撞击,导致大量的物品出现损伤。
针对以上情形,设计助力装置。
2 助力装置的功能以现实生活需求为核心的。
本设计是以提高对各种商品的搬运效率为目的助力装置[1]。
该助力装置的主体是金属框架结构,是以缓冲部件、移动部件、固定部件、承载部件等共同构成。
通过承载部件可以用来装载物品,缓冲部件的缓冲作用能使重量物品平稳地安放在目的地。
而固定部件能牢牢地固定物品位置,移动部件能将物品有效地搬运和移动,从而实现帮助人们搬运相应的物品。
3 助力装置工作原理用助力装置(如图1所示)承载好冰箱、电视机或洗衣机等大型重物之后,通过移动部件将物品运输到厂房门前,通过载物台上的运输轨道将物品平稳的移到载物台上,将液压车的载物台搁置在与台阶(一般工厂门前都存在台阶)水平的高度并与台阶相接,再将物品通过载物台上的轨道运到载物台上。
然后经过液压车的运作使物品与助力装置平稳的上升,直到与车厢同水平面上,然后通过移动移动部件将物品移到快递车厢内,迅速的安全的完成物品装载的任务,然后通过固定部分使物品稳固的安放在车厢里,再通过脚动加压开关向下按压,增加压强,使吸盘加压盖将吸盘牢牢地压在地上使其无法移动,以此来实现固定功能,保证物品的安全及减轻物品的运输难度。
有效保证物品快捷、安全的到送达目的地[2]。
4 多功能助力装置的设计4.1多功能助力装置的整体结构多功能助力装置[3],分为三个部分。
机械手的结构设计及控制

机械手的结构设计及控制机械手是一种能像人手一样完成各种工作任务的装置。
它具有高精度、高速度和可编程性等特点,广泛应用于工业自动化领域。
机械手的结构设计和控制是实现其功能的关键。
一、机械手的结构设计1. 关节型机械手关节型机械手是由一系列的关节连接而成,每个关节都有自己的自由度。
它的结构类似于人的手臂,能够模拟人的运动,灵活度较高。
关节型机械手的结构设计注重关节的精确度和稳定性,同时需要考虑到机械手的负载能力和工作范围。
2. 直线型机械手直线型机械手由一组平行移动的臂组成,可以在一个平面内进行线性运动。
它的结构设计简单,适合进行一些简单的工作任务。
直线型机械手的关键是确保臂的平移精确度和平稳度,以及确保工作范围的有效覆盖。
3. 平行四边形机械手平行四边形机械手是一种特殊的机械手结构,它由四个平行运动的臂组成。
平行四边形机械手的结构设计需要确保四个臂的平移精确度和平稳度,以及实现机械手的高速度和高精度。
二、机械手的控制机械手的控制是指通过编程控制机械手完成各种工作任务。
机械手的控制系统一般包括硬件控制模块和软件控制模块。
1. 硬件控制模块硬件控制模块包括电机驱动器、传感器、编码器等设备。
电机驱动器用于控制机械手的运动,传感器用于获取机械手与物体的位置和姿态信息,编码器用于测量电机的位置和速度。
2. 软件控制模块软件控制模块是机械手控制系统的核心部分,负责编写控制程序并实时更新机械手的运动状态。
软件控制模块可以使用编程语言如C++、Python等来实现。
控制程序需要根据任务需求编写,包括运动规划、轨迹控制、碰撞检测等功能。
机械手控制的关键是实现精确的运动控制和优化的路径规划。
在控制程序中,需要考虑到机械手的动力学模型、碰撞检测算法以及运动规划算法等。
同时还需要考虑到外部环境的变化以及机械手与物体之间的互动。
三、机械手的应用机械手广泛应用于工业自动化领域,可以完成包括搬运、装配、焊接、喷涂、夹持等多种工作任务。
3860_反平行四边形轮式移动机器人的设计

毕业设计(论文)反平行四边形轮式移动机器人的设计与研究学号:姓名:专业:机械设计制造及其自动化系别:机械工程系指导教师:XXX 讲师XXX 副教授二○一五年四月摘要机器人是一种能够模仿人类动作的机器,它可以完成许多对人类来说危险且单调的工作,机器人让人类从繁重、单调的工作中解脱出来。
它们从事固定而有规律的工作,例如工业生产中的焊接、喷漆等等。
本文主要以反平行四边行机构为基础来设计反平行四边形轮式移动机器人的的整体方案。
该机构采用统一动作、协调控制的原则,通过连杆的摆动来实现机器人主体的翻转从而进行越障的运动,该机器人以反平行四边形四连杆机构作为车体基本框架,翻转自身以适应不同地形。
通过中控系统的控制来实现反平行四边形轮式移动机器人的动作,由于是中控系统控制,所以控制灵活,多样,并且可以实现一些人类靠自身无法完成的功能。
关键词:反平行四边形轮式移动机器人;工作;控制;功能ABSTRACTA robot is a machine which can imitate human actions, it can finish a lot of human risk and monotonous work, let the human robot free out from the heavy, monotonous work. They engaged in regular work, such as industrial production welding, painting and so on.The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles.Key word: Robot;cylinder;pneumatic loop;Four degrees of freedom目录摘要 (i)ABSTRACT (ii)目录 (iii)1 绪论 (1)1.1 机器人简史 (3)1.2 应用机器人的意义 (6)1.3 本课题研究的内容 (9)2 反平行四边形轮式移动机器人总体方案结构的设计 (12)2.1 反平行四边形轮式移动机器人的总体方案图 (12)2.2 反平行四边形轮式移动机器人的工作原理 (12)3 机械结构的设计 (18)3.1伺服电机的选型计算 (20)3.2圆锥齿轮传动的选型计算 (20)3.3传动轴的设计计算 (21)4 各主要零部件强度的校核 (22)4.1 圆锥齿轮的校核 (22)4.2 传动轴强度的校核 (23)4.3 轴承强度的校核 (23)5 反平行四边形轮式移动机器人的三维建模 (24)5.1 连杆的三维建模 (25)5.2 伺服电机的三维建模 (26)5.3 传动轴的三维建模 (26)5.4 反平行四边形轮式移动机器人的三维建模 (27)6 三维软件设计总结 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)2.2 反平行四边形轮式移动机器人的工作原理3 机械结构的设计3.1伺服电机的选型计算5.2 伺服电机的三维建模。
四自由度物料搬运机械手的研制

四自由度物料搬运机械手的研制一、本文概述随着工业自动化技术的飞速发展,物料搬运机械手在生产线上的作用日益凸显。
作为一种重要的自动化设备,物料搬运机械手能够大幅提高生产效率,降低劳动成本,并在一定程度上保证产品质量。
本文旨在介绍一种四自由度物料搬运机械手的研制过程,包括其设计原理、结构特点、运动学分析以及控制策略等方面。
通过深入研究和优化,该四自由度物料搬运机械手能够实现高精度、高效率的物料搬运任务,为工业自动化领域的进一步发展提供有力支持。
文章首先概述了物料搬运机械手的研究背景和意义,指出了当前市场上物料搬运机械手的发展现状和存在的问题。
随后,详细介绍了四自由度物料搬运机械手的总体设计方案,包括机械结构、传动方式、控制系统等方面的选择和设计原则。
接着,文章对机械手的运动学性能进行了深入分析,建立了其运动学模型,并通过仿真实验验证了模型的有效性。
在此基础上,文章进一步探讨了机械手的控制策略,包括路径规划、速度控制、精度保障等方面的内容。
文章总结了四自由度物料搬运机械手的研制成果,展望了其未来的应用前景和发展方向。
本文的研究成果不仅为四自由度物料搬运机械手的实际应用提供了理论基础和技术支持,也为相关领域的研究人员提供了一定的参考和借鉴。
通过不断优化和完善,四自由度物料搬运机械手将在工业自动化领域发挥更加重要的作用,推动产业升级和转型发展。
二、四自由度物料搬运机械手的总体设计在研制四自由度物料搬运机械手的过程中,总体设计是至关重要的一步。
这一阶段主要完成了机械手的整体架构规划、自由度配置、驱动方式选择以及控制系统的初步设计。
整体架构规划:考虑到物料搬运的多样性和复杂性,我们设计了一种模块化、高度可配置的机械手结构。
该结构包括基座、旋转关节、俯仰关节、伸缩关节和抓取装置等部分。
基座负责固定和支撑整个机械手,旋转关节和俯仰关节则提供了机械手在空间中的大范围移动能力。
伸缩关节则用于微调机械手的位置,以适应不同尺寸和位置的物料。
搬运机器人设计说明书5篇
搬运机器人设计说明书5篇第一篇:搬运机器人设计说明书青岛科技大学本科毕业设计(论文)绪论1.1研究背景与意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间[1-3]。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。
图1-1 生产线上的机械手Fig.1-1 The manipulator on the production line物料搬运机械手结构设计进入21世纪,随着我国人口老龄化的提前到来,近来在东南沿海还出现大量的缺工现象,迫切要求我们提高劳动生产率,提高我国工业自动化水平势在必行。
工业机械手是工业生产的必然产物,它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用,因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。
双平行四边形连杆机构构成的升降平移装置[实用新型专利]
(10)授权公告号 (45)授权公告日 2014.04.30C N 203568775U (21)申请号 201320793422.X(22)申请日 2013.12.06B66F 7/08(2006.01)B66F 7/28(2006.01)(73)专利权人河北联合大学地址063009 河北省唐山市新华西道46号(72)发明人李成群 张建宝 路春光(74)专利代理机构唐山顺诚专利事务所 13106代理人于文顺杨全保(54)实用新型名称双平行四边形连杆机构构成的升降平移装置(57)摘要本实用新型涉及一种双平行四边形连杆机构构成的升降平移装置,属于物流车升降平移设备技术领域。
技术方案是:包含前后两组平行四边形,两组平行四边形之间通过中连接销连接,每组平行四边形又包含上下两个平行四边形,上下两个平行四边形分别共用一个中连杆(3),上下两个平行四边形通过传动机构连接,上平行四边形连杆与上支架(8)铰接,下平行四边形连杆与下支架(1)铰接,所述平行四边形由连杆首尾相互铰接构成。
本实用新型的有益效果是:具有结构紧凑,操作方便,承载能力强等特点,降低了工人的劳动强度,提高了装卸效率。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书2页 附图1页(10)授权公告号CN 203568775 U1/1页1.一种双平行四边形连杆机构构成的升降平移装置,其特征在于包含前后两组平行四边形,两组平行四边形之间通过中连接销连接,每组平行四边形又包含上下两个平行四边形,上下两个平行四边形分别共用一个中连杆(3),上下两个平行四边形通过传动机构连接,上平行四边形连杆与上支架(8)铰接,下平行四边形连杆与下支架(1)铰接,所述平行四边形由连杆首尾相互铰接构成。
2.根据权利要求1所述的双平行四边形连杆机构构成的升降平移装置,其特征在于所述下支架(1)上设有下连接销(11),上支架(8)上设有上连接销(7),上连接销(7)和中连接销A (5)通过传动装置连接,下连接销(11)和中连接销B (9)通过传动装置连接。
平行四边形结构的移动微调装置[实用新型专利]
专利名称:平行四边形结构的移动微调装置专利类型:实用新型专利
发明人:刘启瑞
申请号:CN201220017753.X
申请日:20120116
公开号:CN202419059U
公开日:
20120905
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种平行四边形结构的移动微调装置,包含一平行四边形结构的支撑手臂组,该支撑手臂组包含:一连接块组,一上手臂组,一上连动块,一下手臂组,一下连动块,一左右旋螺栓。
该支撑手臂组具有调节角度距离的机构,有定位功能;且该支撑手臂可以通过该连接块组的连接,而设置于各地方,使用者可以随心所欲的摆设,且该转向架可以结合笔记本电脑架或者液晶屏幕等,可供使用者摆置所欲使用的物品,相当的便利及人性化。
申请人:刘启瑞
地址:中国台湾台北市重庆南路一段57号12楼之6楼
国籍:CN
代理机构:北京汇智英财专利代理事务所
代理人:吴怀权
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一种搬运装置[实用新型专利]
专利名称:一种搬运装置
专利类型:实用新型专利
发明人:曹华平
申请号:CN201820394478.0申请日:20180322
公开号:CN207982132U
公开日:
20181019
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种搬运装置,包括移动平台、安装于所述移动平台上端的安装座、安装于所述移动平台下端的抓取机构、分别驱动所述移动平台和所述抓取机构运行的第一电机、传动连接所述第一电机和所述移动平台的第一传动机构及传动连接所述第一电机和所述抓取机构的第二传动机构,所述第一电机安装于所述安装座上,所述第一传动机构包括安装于移动平台上端的第一传动皮带及分别安装于所述移动平台两端的滚轮,所述第一传动皮带分别绕过所述滚轮和所述第一电机的输出端与所述第一电机传动连接。
本实用新型可实现长距离快速抓取和搬运,空间利用率高,提高生产效率。
申请人:广东亿恒工业装备有限公司
地址:529101 广东省江门市新会区会城启超大道165号
国籍:CN
代理机构:北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:张清彦
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107科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI:10.16661/ki.1672-3791.2018.10.107平行四边形式快速搬运装置的设计与研发①杨相煜 徐洪 王挺 徐焕磊(浙江师范大学行知学院 浙江金华 321004)摘 要:为解决在日常生活中载运重物困难以及起重不便等搬运问题,以实现快速安全搬运为设计思路,基于杠杆动平衡条件,研制了本装置,主要由小车主体、电动推杆、平行四边形机构和前叉组成。
通过电机驱动推杆伸缩,达到货物稳定装卸、搬运的目的,该装置可折叠,使用便捷,既能保障物品安全,又能降低搬运人员的劳动强度,实际使用效果良好。
关键词:载运 机动 助力装置中图分类号:TG335.11 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)04(a)-0107-05Abstract:In order to reduce the difficulties and inconvenience of carrying and lifting heavy loads in daily life, a device which is based on the ideas of safely handling and the lever dynamic balance theory is designed. The device mainly includes trolley body, electric push rod, parallelogram truss mechanism and the front fork. And it achieves the stable cargo handling by making the motor push-rod telescopic. The device is also collapsible, convenient and efficient, which ensures the safety of goods and reduces the courier’s labor intensity. Furthermore, it can achieve a good effect in practice.Key Words:Transport;Maneuvering;Power - assist device货物的搬运需较多的人力,于是各种搬运工具、车辆应运而生,如叉车、吊车、航吊车等,这类设备在搬运体积和质量较大的物品时显示出了实用、高效等特点,是现代物流中重要工具。
在实际工件中,常有重量不是太大(如50kg左右),但物品数量较多的场合,如快递集散地的快递、企业的小件包装箱等,这些物品的搬运、装卸大多依靠人力搬运,为此我们设计开发了一款搬运设备,适用于搬运一个70kg以下物品,装置具有体积小、操作简单、快速、便捷等优点。
1 总体设计该装置如图1所示,主要由小车主体、电动推杆、平行四边形桁架机构和前叉以及蓄电池组成。
以电动推杆为动力源,同时内置电源,随着推杆的伸缩,平行四杆机构产生相对转动,前叉平稳抬起和落下,实现物品的稳定装卸。
设备展开时外形尺寸1500mm×40mm×700mm,折叠后外形尺寸1360mm× 40mm×250mm,总重量仅为35kg。
实物图如图2(a)、2(b)所示。
展开时的尺寸不仅能够保证装置在狭窄环境中作业,还能使水平运输和垂直升降搬运有效结合,达到工作要求;而折叠之后能够减小装置的存放空间。
1.1 平行四边形机构在重物起重的过程中,需保持水平状态,以确保重物不会因倾斜而在上升或下降的过程中滑落而导致损坏,为此在对各类机构分析过后,选择了一个以平行四杆为主体的机构,平行四杆机构中的一段杆件固定在小车主体①作者简介:杨相煜(1997—),女,江西南昌人,本科在读,研究方向:机械设计制造及自动化。
图1 总体结构图注:1-小车主体;2-电动推杆;3-平行四边形机构;4-前叉;5-蓄电池(24V)。
(a) 实物空载展开图图2 实物图(b) 实物折叠图108科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION上,且与地面垂直,由四杆机构的特性可知,其连杆也必垂直于地面,前叉则始终与地面保持平行。
此结构简图如图3所示,此结构可使重物上下移动的过程中始终保持水平状态,保障重物的安全。
1.2 小车结构小车主体部分如图4所示的机架、前轮、后轮和后轮架,能够达到对装置进行平稳支撑的目的。
工作时,将后轮架向后打开,使前轮和后轮与地面接触,呈稳固的三角形结构,如图5所示,此时使用者可推行小车来完成重物的前后移动。
不使用时则将后轮架向前旋转120°,将前叉向后旋转150°,变为折叠状态,如图6所示。
1.3 使用操作方法以将重物搬运上车为例,操作步骤如下:开始工作前,先将设备展开为工作状态。
载运工作时,操作人员通过扶手把设备后端轻轻抬起,机体前倾,向前推进就可以插入货物底部。
将后端放下,货物被前叉拾取。
此时通过水平施力,实现货物的短距离运输。
与此同时,若想实现原地转向,只需后轮离地,令装置前轮为支点旋转即可。
装卸工作时,操作人员按住手柄下安装的按钮,通过控制电路,使电机正转推杆推出,从而致使平行四边形机构发生平稳转动。
当平行四边形机构转动时,带动前叉拾取来的货物上升。
当前叉高度达到要搬运的高度之后,操作人员将设备向前推进,把货物送入车厢深处。
轻抬后端使机体前倾,货物安全落在车厢内。
抽出前叉,退离车厢,按下另一按钮,使电机反转推杆收回,平行四边形机构转动下降。
2 设计计算2.1 尺寸设计在搬运过程中,除了在要求实现对重物的搬运之外,还期望能够将重物搬运至货车车厢上,根据标准货运车辆基本参数可知,货车车厢底离地高度最高为1m,考虑到四杆机构受重后可能发生少量弯曲所以设计设备的安全抬升高度为∆h =1200mm,在考虑人体舒适度以及设备美观的基础上,设计装置在展开时布局如下,扶手距离地面h =700mm,平行四边形机构安装在扶手下方100mm处,支撑架与地面的夹角为30°,如图7所示。
2.2 起重部分受力分析起重机构主要由电动推杆、平行四边形桁架机构和前图6 小车三维折叠图图5 三角形稳固结构图图3 平行四杆机构结构简图图4 小车主体注:1-机架;2-前轮;3-后轮;4-后轮架。
2134图7 尺寸设计图R =1200m m30°Δh =1200m mh =700m m109科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION叉组成。
电动推杆一端铰接于小车主体机架上,另外一端铰接于桁架上。
桁架组成的平行四边形机构通过铰链链接。
前叉与地面平行,货物放在前叉上。
桁架机构固接于小车主体机架上,且与地面垂直。
以起重70kg的物体为例,构建模型对其进行受力分析,如图8所示。
重物G 的力臂中l 1段长度始终不变,而l 2段在装置的抬升过程中,随着电机推杆的角度γ变化先增大后减小,故而重物G 的力臂(l 1+l 2)先增大后减小;设电机推杆的推力为F ,而推力F 的力臂l 3随着设备的抬升而减小。
因此设备在起始位置时所需要的推力最大。
又因为支撑桁架与地面的夹角为30°得:(1)为使设备运行稳定,根据力矩平衡可得:(2)优化参数可得推力与角度的关系:(3)已知平行四杆机构中最长杆长度为R =1200mm,机架与地面的夹角为30°,根据设计要求最大抬起高度∆h =1200mm,设推杆有效行程为L ,电机推杆与机架的角度关系式为:(4)按三角形比例法得:(5)在电机推杆的上升过程中,电机推杆与机架的角度γ逐渐增加,但由于安装是有初始距离的,所以单机推杆最终无法达到与地面垂直的状态,则,又因为直线推杆最短为225mm,以此预算l 3的距离。
根据公式000≥F≥420。
根据公式可知:(6)则可推出7000≥F 推≥210。
2.3.1 推杆安装角度与推力关系不同的最小安装行程会使得安装角度不同,现任取一安装位置,距杆件最高点420mm,在此处受力为所有受力的较平均值,电机推杆的最小安装距离从225mm开始逐渐增加,但当γ趋近于60°时,电机推杆底座安装距离约定于电机推杆最大安装距,所以舍去225mm,275mm这两个值进行推断。
当电机推杆的最小安装距离675mm时,推杆行程可达到400mm,由装置可知,无需过大尺寸以节约成本,则电机推杆最小安装距离可确定数值为325mm,375mm,475mm,575mm,下面分别对这4种电机推杆与F 推进行函数研究。
上固定端与旋转中心的距离a =420mm; 杆长x =1200mm。
根据上述条件可画出如图9所示的结构简图。
设行程为Y ,角度为γ,杆件旋转张角为θ。
可得:Y 。
已知asin θ=c ·sinγ,又因为c 2=a 2+b 2-2bc ·cos γ,联立公式,推杆上升速度取一中间值v=9mm/s。
则推杆行程表达式为:c =L 初+9t (t 视距离而定) (7)最小安装距离为325mm,即安装角度γ1=15.45°时,0≤t ≤40.59s, 下固定端与旋转中心的距离b =683.25mm,故2137.916≤F 推≤2158.177;最小安装距离为375mm,即安装角度γ1=13.35°时,0≤t ≤39.47s, 下固定端与旋转中心的距离b =734.86mm,故2059.36≤F 推≤2079.163;最小安装距离为475mm,即安装角度γ1=10.5°时,0≤t ≤37.57s, 下固定端与旋转中心的距离b =837.04mm,故1948.344≤F 推≤1966.791;最小安装距离为575mm,即安装角度γ1=8.66°时,0≤t ≤36.03s, 下固定端与旋转中心的距离b =938.44mm,故1874.093≤F 推≤1891.074;由此可得安装角度与推力F 的关系如图10所示。
由图10可知,随着安装角度的减小,所需要的推力也图8 起重受力分析图l 1ΔxΔh l 2l 5l 3LF G=70kgl 4图9 角度与行程简化结构图Δh=1000110科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION逐渐减小,应当尽量选择安装角度的推杆。
即可舍去前两种最小安装尺寸。
以475mm的电机推杆为例,探究上固定端到旋转中心的距离对F的影响,根据公式:(8)可得关系图如图11所示。