用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，包括抓取机械手、小段提升机构、二自由度水平移动机构和提拉倾倒机构，所述抓取机械手与小段提升机构相联接以带着抓取机械手进行竖直方向上的自动位置调整，所述小段提升机构连接二自由度水平移动机构，所述二自由度水平移动机构对接提拉倾倒机构，所述提拉倾倒机构从抓取机械手接过垃圾桶以完成倾倒作业，通过所述小段提升机构和二自由度水平移动机构的动作协调弥补停车位置的随机性导致抓取机械手与垃圾桶之间的横向、纵向、垂向位置之差。本发明专利技术具有多自由度、全过程自动化、环境适应性强、可靠性高、作业效率高、具有较佳环境友好性等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，包括抓取机械手、小段提升机构、二自由度水平移动机构和提拉倾倒机构，所述抓取机械手与小段提升机构相联接以带着抓取机械手进行竖直方向上的自动位置调整，所述小段提升机构连接二自由度水平移动机构，所述二自由度水平移动机构对接提拉倾倒机构，所述提拉倾倒机构从抓取机械手接过垃圾桶以完成倾倒作业，通过所述小段提升机构和二自由度水平移动机构的动作协调弥补停车位置的随机性导致抓取机械手与垃圾桶之间的横向、纵向、垂向位置之差。本专利技术具有多自由度、全过程自动化、环境适应性强、可靠性高、作业效率高、具有较佳环境友好性等优点。【专利说明】用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构
本专利技术主要涉及到环卫机械装备领域，特指一种适用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，通过抓取、提拉、翻转垃圾桶来实现自动化倾倒垃圾至垃圾车车厢。
技术介绍
收集垃圾桶垃圾是城市垃圾收集过程的基本环节。目前，普遍存在两种收集模式，(I)靠人手取出垃圾桶的内筒，以人力搬运并倾倒垃圾进小型垃圾车(多数是手拉翻斗车)车厢；(2)针对底部装有两个拖轮的垃圾桶，环卫工人需要下车后用人手拖动垃圾桶到垃圾车边，挂上挂钩，然后操作升降机构，倾倒垃圾到垃圾车厢；之后，再用人手拖回垃圾桶放置原位。然而，随着城市迅速扩张和城市环境质量要求越来越高，这类过分地依赖人力的劳动密集型作业方式的局限性越来越突出，发展具有高作业效率的智能化技术与装备是必然的趋势。有从业者提出了通过机器手抓取垃圾桶的技术，其垃圾桶抓取装置主要是采用纵向布置液压缸，通过连杆进而驱动整个手指绕指部旋转轴旋转，这样虽然能节省一个液压缸，但由于添加了一套连杆机构，因此整套机构的纵向几何尺寸增大，这对垃圾车车辆底盘空间狭小提出了挑战，而且连杆间力的传递容易造成机构卡死，加上垃圾桶夹取动作的频繁性，机构可靠性较低。另一方面，现有机构采用的夹紧手指都未添加辅助装置，单纯的利用刚性手指夹紧垃圾桶，致使垃圾桶大多情况下被夹扁，甚至还有出现垃圾桶滑落的现象。同时，上述方式中的垃圾桶举升装置大多采用连杆机构，即四杆机构或平行四杆机构外加其他辅助机构，这种机构虽然可以完成举升动作，但空间几何尺寸大，垃圾桶上升过程中出现运动不平稳、定位精度差，加上连杆过长、满装垃圾桶质量大，在提升过程中，端部载荷导致弯矩很大，致使连杆铰接处受力过大，容易破坏，而且还产生较大的惯性力，这对整套机构的动作运行都是不利的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种多自由度的、全过程自动化、环境适应性强、可靠性高、作业效率高、具有较佳环境友好性的用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案: 一种用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，包括抓取机械手、小段提升机构、二自由度水平移动机构和提拉倾倒机构，所述抓取机械手与小段提升机构相联接以带着抓取机械手进行竖直方向上的自动位置调整，所述小段提升机构连接二自由度水平移动机构，所述二自由度水平移动机构对接提拉倾倒机构，所述提拉倾倒机构从抓取机械手接过垃圾桶以完成倾倒作业，通过所述小段提升机构和二自由度水平移动机构的动作协调弥补停车位置的随机性导致抓取机械手与垃圾桶之间的横向、纵向、垂向位置之差。作为本专利技术的进一步改进:所述抓取机械手包括固定于小段提升机构上的抓取机械手基座、手指及手指驱动液压缸，所述手指驱动液压缸呈横向布置，一端通过销或轴与手指的指部基座铰接，另一端与手指上手指末端的根部固接杆铰接，所述手指驱动液压缸的伸长与收缩驱动旋转手指绕手指旋转轴转动以完成垃圾桶的夹紧与释放。作为本专利技术的进一步改进:所述手指末端处设有一套弹性材料制成的半指，所述半指可绕半指旋转轴旋转，所述半指的一侧通过缓冲弹簧与手指末端连接。作为本专利技术的进一步改进:所述小段提升机构包括举升液压缸及与抓取机械手基座固接的固定齿条，所述举升液压缸上端通过销轴与举升液压缸支座铰接，下端通过齿轮轴与并排双齿轮铰接；所述并排双齿轮分别与固定齿条和移动齿条配合，在齿轮齿条传动下，移动齿条上下移动以带动整个抓取机械手上下移动。作为本专利技术的进一步改进:所述移动齿条与提升座基体上分别开设两半孔且与水平设置的两根提升轴配合，两根所述提升轴的轴端分别与指部基座根部连接，所述手指的指部基座根部与直线导轨的滑块固接，所述滑块在滑轨上下移动，所述滑轨与基座固接，所述移动齿条上下移动以带动整个抓取机械手沿滑轨上下移动。作为本专利技术的进一步改进:所述二自由度水平移动机构包括安装于垃圾收集车车厢底部车架上的支座、Y向轨道、Y向液压缸、X向轨道和X向液压缸，所述Y向轨道在车辆侧面与小段提升机构固接，在Y向液压缸的作用下Y向轨道伸缩以实现抓取机械手横向位置可调；在X向液压缸的作用下X向轨道伸缩以实现抓取机械手在水平纵向位置可调。作为本专利技术的进一步改进:所述提拉倾倒机构包括夹持机构、滑轨、提拉液压缸和提拉杆，夹持机构包括夹紧驱动电机和驱动丝杠以夹持垃圾桶，从抓取机械手转移垃圾桶到提拉倾倒机构，并沿滑轨提升垃圾桶。与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、本专利技术的用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，适合高端垃圾收集车自动化作业，不需要环卫工人下车协助，作业效率高。2、本专利技术的用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，具有空间三自由度的运动能力，环境适应性强，有效解决了停车位置的随机性影响机械手抓取垃圾桶的准确性问题。3、本专利技术的用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，机械手手指具有防止撞击和损坏垃圾桶或防垃圾桶滑落的针对性设计。4、本专利技术的用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，采用小段提升机构的轻量化设计，可以悬臂梁机构端部载荷过大，导致结构笨重的问题。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术在具体应用实例中处于初始状态条件下的主视结构原理示意图。图2是本专利技术中抓取机械手一个视角的局部示意图。图3是本专利技术中抓取机械手另一个视角的局部示意图。图4是本专利技术中小段提升机构的主视原理示意图。图5是本专利技术中小段提升机构的侧视原理示意图。图6是本专利技术中二自由度水平移动机构一个视角的原理示意图。图7是本专利技术中二自由度水平移动机构另一个视角的原理示意图。图8是本专利技术中提拉倾倒机构的原理示意图。图例说明:1、抓取机械手基座；2、手指末端；3、手指旋转轴；4、手指驱动液压缸；5、半指旋转轴；6、半指；7、手指；8、根部固接杆；9、指部基座；10、?封橡I父；11、举升液压缸支座；12、举升液压缸；13、固定齿条；14、齿轮轴；15、并排双齿轮；16、滑块；17、滑轨；18、销轴；19、缓冲弹簧；20、提升轴；21、提升座；22、移动齿条；23、Y向轨道；24、X向液压缸；25、X向轨道；26、X向滚轮；27、Y向液压缸；28、支座；29、抓取机械手；30、小段提升机构；31、二自由度水平移动机构；32、提拉倾倒机构；33、夹持机构；34、夹紧驱动电机；35、驱动丝杠；36、提拉杆；37、提拉滑轨；38、提拉液压缸；39、垃圾车厢入口盖。【具体实施方式】以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于垃圾桶的自动抓取、提拉与倾倒联合机构，其特征在于，包括抓取机械手（29）、小段提升机构（30）、二自由度水平移动机构（31）和提拉倾倒机构（32），所述抓取机械手（29）与小段提升机构（30）相联接以带着抓取机械手（29）进行竖直方向上的自动位置调整，所述小段提升机构（30）连接二自由度水平移动机构（31），所述二自由度水平移动机构（31）对接提拉倾倒机构（32），所述提拉倾倒机构（32）从抓取机械手（29）接过垃圾桶以完成倾倒作业，通过所述小段提升机构（30）和二自由度水平移动机构（31）的动作协调弥补停车位置的随机性导致抓取机械手（29）与垃圾桶之间的横向、纵向、垂向位置之差。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克利，文桂林，周华安，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43