轻型搬运小车制造技术

本发明专利技术一种轻型搬运小车，涉及起重机的一种新型起重方案，适用于在工作环境和工作条件较为复杂的情况下，对重物进行高效起升、避障搬运。主要通过运动、起升、夹持三部分系统的设计实现了起重机高效率，灵活起升的功能。依托麦克纳姆轮和四轮驱动实现整车的移动，车头车尾设置的两套起升系统，使效率翻倍。采用滑块丝杠机构实现了起升动作，在工作时电机可以实现自锁。运用齿轮齿条机构实现手抓的张开与闭合，完成货物的抓取动作。手抓在纵向上实现了一定的扩展，在末端设置了一定的收束，保证了夹持的稳定性与安全性。在控制上，依托了意法半导体公司的STM32F407芯片和FLYSKY航模遥控器，实现对各部分机构动作的相应远程控制。

【技术实现步骤摘要】
轻型搬运小车
本专利技术涉及一种起重机，具体涉及一种轻型搬运小车。
技术介绍
起重机广泛应用于工业建筑、民用建筑、工业设备等各种工程建设中，承担着运输、装卸与安装部分的主要工作。它对减轻人工劳动轻度，降低建设成本，提高建设效率，提升施工质量起着重要的作用。起重机型号类型繁多，常用的主要机种有：轮胎式起重机(汽车式起重机、轮胎起重机)、塔式起重机、履带式起重机等。轮胎式起重机形式速度较高，可快速转移，但受底盘限制，车身较长，转弯半径较大。塔式起重机对场地要求较高，其通常在专用的宽轨道上行走，要求场地平整以铺设轨道，增加了铺设费用。履带式起重机适用于崎岖不平的场地，但其行驶速度缓慢，行驶过程中对路面损坏较为严重，因此转移时需采用专用车辆装运。同时，履带底盘笨重，制造成本高。近年来，又随着物流行业的迅速发展，工业车辆需要进入仓库、超市、车间等工作环境情况较为紧凑复杂的场所，这就对仓储物流运输车辆小型化，轻量化，运动灵活轻巧提出了较高的要求。综合考虑到这一发展现状，本次专利技术设计以轻巧，灵活为特点，结合物流搬运车的特点，设计了一款新型的起重机式的搬运车，对于降低仓储压力和人力成本，提升运输效率起到积极作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，公开一种轻型搬运小车，主要通过运动、起升、夹持三部分机械系统的设计实现了起重机高效、灵活起升的功能；同时结合单片机和航模遥控器实现了对其的远程控制。本专利技术设计思路和策略：整体采用框架结构，在保证整体结构的稳定性的前提下，实现了整机的小型化和轻量化。具体为，一、前后车桥采用了矩形铝合金板分别将麦克纳姆轮两两连接；利用质量较轻但是结构强度较强的型铝将起承重作用的底板与前后桥相连接；所述底板也采用铝合金板，使得承重通过型铝、前后桥均匀分布到四个轮子上。二、升降机构，采用丝杆、滑块设计，占空间小，集成在整个产品中，也符合小型化、轻量化。三、水平向的夹持机构，采用齿轮、齿条设计，占空间小，集成在整个产品中，也符合小型化、轻量化。四、夹取机构，一方面也采用了质量较轻的铝合金作为材料；另一方面，手抓设计成了条形结构，并在外围包裹塑料泡沫材料(图中未画出)，以加大与货物之间的摩擦，防止对货物的损伤。为了减弱夹持机构承载重量的弯矩，在实现对车辆进行轻量化设计的同时，兼顾其工作性能，并利用左右两侧对称布置的导轨滑块来消化所述弯矩，产品性能得到进一步的提升。整体上，采用前后对称的结构布局方式，合理高效利用了安装空间，一定程度上增大了有效自重、增大了底盘，为整车的稳定运行提供了保障，也使得整体结构更为紧凑，为设计的小型化提供了有利的条件。在夹取搬运策略上，先后采用了抓(夹取动作)、垛叠(升降)、抓(夹取动作)、垛叠(升降)至额定负载，后统一夹持并运走。车辆可以最大限度地利用起升和夹取动作，将货物依次起升并进行垛叠，增加了整车的承载能力，提升了工作效率。手抓设置了多个夹取高度，适用于不同高度货物的夹取，机动性超强，良好地利用了工作空间，增大了一次往返携带货物的数量，再一次地提升了起重机的工作效率。在对起重机的控制方面，依托了STM32F407ZGT6，基于MDK开发环境进行开发。实现了远程遥控器和起重机之间的通信，最大限度地保证了工作人员的人身安全。实现进而采用的技术方案：一种轻型搬运小车，包括框架系统、行走系统、起升系统、抓取系统、控制系统；所述框架系统包括前后两个车桥10、架设于前后两个桥10的左右两根型铝6、安装于左右两根型铝6的底板16；所述行走系统包括两组麦克纳姆轮8、行星减速电机9、电机座4；电机座固定在车桥10左右两端侧，用于固定行星减速电机和麦格纳姆轮，每个麦克纳姆轮是由一个行星减速电机驱动为其提供行走输出；所述起升系统有两个，前后对称安装于底板16上，包括支撑组件、起升驱动电机2、丝杠滑块机构；所述支撑组件包括步进电机支架3、导轨5、起升支架17；所述丝杠滑块机构包括丝杠1、滑块7；导轨固定于底板16并由起升支架支撑，起升驱动电机固定在步进电机支架上；丝杠竖向安装于步进电机支架上，其端部与起升驱动电机的输出轴同轴安装，使起升驱动电机能够带动丝杠旋转，进而带动滑块升降；所述抓取系统，有两个，分别对称设置在起重机的车头和车尾；其整体安装在滑块7上从而依靠滑块的升降带动抓取系统的升降；每个抓取系统包括舵机15、齿轮齿条机构、一对左右对称分布的导轨滑块机构18、手抓14；齿轮齿条机构包括齿轮11和齿条；所述齿条包括上齿条13和下齿条12，两个齿条上下平行设置；所述齿轮设置在上齿条和下齿条之间，并与上下两个齿条啮合；齿轮与舵机的电机同轴安装，由舵机的正反转带动齿轮的正反转，从而实现两个齿条相对运动或反向运动；所述手抓有左右一对抓片组成，分别位于齿轮的两侧，且两个抓片分别固定在两个齿条的端部，其随齿条相对运动或反向运动实现相互靠拢或分离以实现夹取功能；同时，每个手抓的基部固定于导轨滑块机构上用于分化大部分的承重以减弱齿轮齿条机构吃重，从而保护齿轮齿条机构。所述手抓设置了三个高度的抓持，每个端部的抓持有向内的收束。所述控制部分，包括遥控器、信号接收器、主控模块、直流电机驱动模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块，所述遥控器用于指令输入，通过信号接收器与所述主控模块，所述主控模块的输入分别与直流电机驱动模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块连接用于控制底盘机构的行走状态、手抓机构的动作、起升机构的动作。本专利技术的有益效果是：可适应于工作环境和工作条件较为复杂的情况下，对重物进行高效起升、避障搬运。麦克纳姆轮和四轮驱动的搭配方式，避免了过大的转弯半径，保证了整车的灵活性和避障的能力，实现了移动能力的提升。起重机车头车尾设置的两套起升系统，保障了一次性的起升重量，充分利用了麦克纳姆轮的灵活性，使整车的工作效率翻倍。滑块丝杠机构实现起升，有利于保证起升、下降的平稳，同时在工作时可以利用电机的自锁，一定程度上可以保证工作的安全性。采用将货物垛叠后统一搬运的方式，使起升效率的进一步提升。齿轮齿条配合实现手抓的夹取动作，使手抓能有较大的开合，利于货物的夹取。手抓在设计上，一方面，手抓设计了三个抓持高度，使得手抓可以稳定地抓住货物，防止了货物的侧向倾倒，保证了工作的稳定性与安全性。另一方面，手抓的末端设置了一定的收束，限制了货物的位移，保证了夹持的稳定性，也为货物的垛叠提供了一定的便利条件。在控制上，通过控制遥控器摇杆的幅度来实现对起重机直流减速电机的控制，使得起重机完成前后移动、左右平移以及顺、逆时针旋转多项功能。同时，也可以通过同时操控多个摇杆的幅度来实现以上各项运动的耦合，从而达到控制上的灵活性。附图说明图1是轻型搬运小车主视图。图2是轻型搬运小车左视图。图3是轻型搬运小车俯视图。图4是轻型搬运小车轴测图。图5为控制系统。图6为控制系统实例。图7为控制系统实例中的软件部分。具体实施方式本专利技术通过运动、起升、夹持三部分系统的设计实现了起重机高效率，灵活起升的功能。依托麦克纳姆轮和四轮驱动实现整车的移动。在车头车尾设置的两套起升系统，采用滑块丝杠机构实现了起升动作。运用齿轮齿条机构实现手抓的张开与闭合，完成货物的抓取动作。通过远程遥控器的开关和摇杆给出控制信号，实现对起重机的操控。机械部分，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轻型搬运小车，其特征在于，一种轻型搬运小车，包括框架系统、行走系统、起升系统、抓取系统、控制系统；所述框架系统包括前后两个车桥10、架设于前后两个桥10的左右两根型铝6、安装于左右两根型铝6的底板16；所述行走系统包括两组麦克纳姆轮8、行星减速电机9、电机座4；电机座固定在车桥10左右两端侧，用于固定行星减速电机和麦格纳姆轮，每个麦克纳姆轮是由一个行星减速电机驱动为其提供行走输出；所述起升系统有两个，前后对称安装于底板16上，包括支撑组件、起升驱动电机2、丝杠滑块机构；所述支撑组件包括步进电机支架3、导轨5、起升支架17；所述丝杠滑块机构包括丝杠1、滑块7；导轨固定于底板16并由起升支架支撑，起升驱动电机固定在步进电机支架上；丝杠竖向安装于步进电机支架上，其端部与起升驱动电机的输出轴同轴安装，使起升驱动电机能够带动丝杠旋转，进而带动滑块升降；所述抓取系统，有两个，分别对称设置在起重机的车头和车尾；其整体安装在滑块7上从而依靠滑块的升降带动抓取系统的升降；每个抓取系统包括舵机15、齿轮齿条机构、一对左右对称分布的导轨滑块机构18、手抓14；齿轮齿条机构包括齿轮11和齿条；所述齿条包括上齿条13和下齿条12，两个齿条上下平行设置；所述齿轮设置在上齿条和下齿条之间，并与上下两个齿条啮合；齿轮与舵机的电机同轴安装，由舵机的正反转带动齿轮的正反转，从而实现两个齿条相对运动或反向运动；所述手抓有左右一对抓片组成，分别位于齿轮的两侧，且两个抓片分别固定在两个齿条的端部，其随齿条相对运动或反向运动实现相互靠拢或分离以实现夹取功能；同时，每个手抓的基部固定于导轨滑块机构上用于分化大部分的承重以减弱齿轮齿条机构吃重，从而保护齿轮齿条机构；所述控制部分，包括遥控器、信号接收器、主控模块、直流电机驱动模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块，所述遥控器用于指令输入，通过信号接收器与所述主控模块；所述主控模块的输入分别与直流电机驱动模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块连接用于控制底盘机构的行走状态、手抓机构的动作、起升机构的动作。...

【技术特征摘要】
1.轻型搬运小车，其特征在于，一种轻型搬运小车，包括框架系统、行走系统、起升系统、抓取系统、控制系统；所述框架系统包括前后两个车桥10、架设于前后两个桥10的左右两根型铝6、安装于左右两根型铝6的底板16；所述行走系统包括两组麦克纳姆轮8、行星减速电机9、电机座4；电机座固定在车桥10左右两端侧，用于固定行星减速电机和麦格纳姆轮，每个麦克纳姆轮是由一个行星减速电机驱动为其提供行走输出；所述起升系统有两个，前后对称安装于底板16上，包括支撑组件、起升驱动电机2、丝杠滑块机构；所述支撑组件包括步进电机支架3、导轨5、起升支架17；所述丝杠滑块机构包括丝杠1、滑块7；导轨固定于底板16并由起升支架支撑，起升驱动电机固定在步进电机支架上；丝杠竖向安装于步进电机支架上，其端部与起升驱动电机的输出轴同轴安装，使起升驱动电机能够带动丝杠旋转，进而带动滑块升降；所述抓取系统，有两个，分别对称设置在起重机的车头和车尾；其整体安装在滑块7上从而依靠滑块的升降带动抓取系统的升...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万莉，汪晏然，王保健，曾含含，王文佳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31