多功能工具操作臂和带多功能工具操作臂的移动工作平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能工具操作臂和带多功能工具操作臂的移动工作平台。该移动工作平台包括安装有多个车轮的底座。垂直立柱安装在底座顶板上，垂直立柱与底座可相对旋转和平移。细长的工具操作臂可转动地安装在垂直立柱的上端。工具操作臂由四连杆机构组成，包括彼此铰接的上、下连杆以及前、后曲柄块。连接到工具操作臂后端的操作手柄提供对工具操作臂的控制，前端的工具托架可以更换多种工具中的任何一种。底座内部设有能促使所有车轮同速、同向、瞬时转换的转向总成。该工具操作臂可在多个自由度内操纵其上配备的工具，将工具或负载移动或旋转至任意所需的方向和位置，该移动工作平台以便将该工具操作臂运送至任意所需的工作位置。

【技术实现步骤摘要】
多功能工具操作臂和带多功能工具操作臂的移动工作平台
本技术涉及可移动工作平台领域，特别是涉及一种多功能工具操作臂和带多功能工具操作臂的移动工作平台，该工具操作臂可在多个自由度将工具或负载移动或旋转至任意所需的方向和位置，该工具操作臂被安装在一个移动底盘上以便将工具操作臂运送至任意所需的工作位置。
技术介绍
尽管各种各样的提升和搬运装置在各行各业中均有应用，但这些装置在操纵工具时通常会受到自由度的限制。传统千斤顶就是这种装置的一个例子，它被设计用来在垂直提升中提供机械、液压、气动或机电辅助，但该工具的任何其他操作，如旋转，都必须手动执行。此外，为了便于携带，这种提升和搬运装置常常需要安装在轮子上，但它们所携带的货物往往既沉重又不平衡。因此，设备的操作不仅要求方便，其稳定性也是必要条件。虽然起重和搬运装置的转向系统是已知的，但它们类似于典型的两轮驱动车辆相关的转向系统，因此不能提供所有车轮的同时转向。考虑到这些设备经常携带沉重和不平衡的负载，特别是在工业环境中，为了提供设备的最佳稳定性，最好能同时转动所有车轮。因此，需要一种多功能工具操作臂和带多功能工具操作臂的移动工作平台，来解决上述问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种多功能工具操作臂，使其能在多个自由度范围内将工具或负载移动或旋转至任意所需的位置和方向，操作简便快速，稳固可靠，克服现有机械臂存在的不足。本技术还要解决的技术问题是提供一种带多功能工具操作臂的移动工作平台，使其能更方便快捷的实现在多个自由度范围内将工具或负载移动或旋转至任意所需的位置和方向，从而克服现有的可移动工作平台的不足。为解决上述技术问题，本技术提供带多功能工具操作臂的移动工作平台是一个移动工作站，它携带一个工具操作臂，可以在全自由度内操作工具。所述移动工作平台具有安装在多个车轮上的底座。垂直立柱安装在所述底座的顶部，所述垂直立柱与所述底座相对旋转。细长的工具操作臂铰接在所述垂直立柱的上端，所述工具操作臂由四连杆机构定义，四连杆机构包括上连杆、下连杆以及前、后曲柄块铰接在一起。细长的操作手柄连接到所述工具操作臂的尾部来控制所述工具操作臂，所述工具操作臂的前端连有一个工具托架，可以任意安装各种所需的工具。所述工具操作臂的下连杆通过套环铰轴座由前、后曲柄块和垂直立柱支撑，所述套环铰轴座由两个互相垂直的转动轴组成，利用所述套环铰轴座的这两个互相垂直的转动轴，操作者不仅可以通过旋转或摆动立柱上的工具操作臂，来调节所述工具托架的使用高度，操作者还可以沿下连杆的轴线方向旋转所述工具操作臂，从而转动安装在工具托架上的工具。操作手柄和工具托架分别通过万向节联轴器连接在下连杆的后端和前端，以方便旋转，并可防止工具在工具操作臂上升或下降时相对于垂直位置向前或向后倾斜。在某些实施例中，所述垂直立柱可具有安装在导槽中的滚子，以便所述工具操作臂也能够在所述底座的顶部前后移动。车轮中的一个或多个可以是驱动轮，或者车轮均是非驱动轮。所述底座内部装有转向总成，转向总成具有由转向连杆构成的转向旋转同步器，用以保证所有车轮的瞬时同步转向。所述转向总成可以采用电机动力转向，也可采用弹簧锁销将所述垂直立柱锁在转向旋转同步器上，通过操作手柄利用操作者自身手动完成转向。多种工具可以安装在所述工具托架上。例如，工具可能是用于提升材料的叉子，用于种植树木的挖桩机，用于抓取危险材料的机械手，以及用在铸造厂或磨坊搬运熔融金属的锅，等等。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是带多功能工具操作臂的移动工作平台的立体视图。图2是图1中底座的顶部移除后的移动工作平台底座的立体透视图。图3是图1所示的移动工作平台中车轮和转向总成的立体透视图，行走轮系安装在十字形车轮安装板上，转向连杆上方安装转向旋转同步器。为凸显细节，图4是图3中车轮安装板和转向旋转同步器被移除后的转向总成的立体视图。图5是图1所示移动工作平台底座的立体视图。转向旋转同步器延伸至底座顶部上方，隐去了工具操作臂的外部轮廓。图6是图1所示移动工作平台的工具操作臂的透视图，工具操作臂上连接有一个铸造浇铸锅。图7是图6所示工具操作臂的立体视图，其中开放了垂直立柱的一个侧板。图8是图1所示移动工作平台的立体视图，所示为压低工具操作臂操作手柄以便突显工具托架末端抬起的状态。图9是图1所示移动工作平台的立体视图，如图所示，垂直立柱从底座分离出来，这里省略了工具操作臂。图10是一种垂直立柱可选替代实施例的立体视图，导槽中安装有滚轮。图11是图10所示垂直立柱的透视图，显示安装在图3和图4的转向总成上。在附图中，各个附图标识与有关特征一一对应。具体实施方式如图1所示，附图标记10所指示的是带多功能工具操作臂的移动工作平台，携带一个可在多个自由维度中操作工具64的工具操作臂14。在图1中，工具64显示为一个传统的铸造浇铸锅或熔炉；但是，应当指出的是，这里的铸造浇铸锅64只是用于进行示范展示，正如下面将会更详细描述的那样，可以通过安装在工具操作臂14上的可拆装工具托架62来替换各种不同的工具。所述移动工作平台10包括具有顶板16和底板18的底座12，工具操作臂14安装在顶板16上。在图1和图2中，底座12显示为圆柱形。但是，应当指出的是，图1和图2所示的底座12的尺寸和配置仅为示范。如图2所示，多个隔板134可将底座12的内部划分为多个隔间138，用于携带配件，如电池136或类似配件。应当指出，图2所示的电池136是示范，隔间138可存放其他工具或配件。如图6-9所示，所述工具操作臂14通过枢轴安装在可沿底座12垂直旋转的立柱40上，所述工具操作臂14在垂直立柱40上端沿水平轴旋转。由工具操作臂14所携带的工具64还可以相对于由工具操作臂14定义的平行四边形连杆机构的连杆轴线作进一步的轴向旋转。所述工具操作臂14包括分别具有相对的第一端24和第二端26的上连杆20；分别具有相对的第一端28和第二端30的下连杆22；第一曲柄块36；第二曲柄块38。所述上连杆20和下连杆22长度相等，所述第一曲柄块36和第二曲柄块38长度相等。所述上、下连杆20、22的各自第一端24、28铰接在所述第一曲柄块36上，所述上、下连杆20、22的各自第二端26、30铰接在所述第二曲柄块38上。上、下连杆20、22和第一、第二曲柄块36、38定义了工具操作臂14的平行四边形连杆机构。垂直立柱40具有分别相对的上端42和下端44。上、下连杆20、22在各自的中央或中间部位32、34铰接到垂直立柱40上。垂直立柱40具有分别相对的第一、第二侧板46、48，上、下连杆20、22从侧板46、48之间穿过。垂直立柱40的下端44安装在底座12的顶板16上。工具托架62安装在第二曲柄块38上，用于可拆卸式的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带多功能工具操作臂的移动工作平台，包括:/n一个具有顶板和底板的底座；/n一个安装在所述底座上的垂直立柱，所述垂直立柱具有上端和下端，所述垂直立柱可相对所述底座旋转；/n一个工具操作臂可枢转地安装在所述垂直立柱的上端，所述工具操作臂细长且具有前端和后端，由平行四边形连杆机构定义，包括:/n一个具有前端和后端的上连杆；/n一个具有前端和后端的下连杆；/n一个后曲柄块，所述上连杆、下连杆的后端铰接在所述后曲柄块上；以及/n一个前曲柄块，所述上连杆、下连杆的前端铰接在所述前曲柄块上；/n一个与所述工具操作臂的下连杆相连接的工具托架，所述工具托架拥有一个耦合器用于将工具可拆装地连接到所述工具操作臂的前端，所述工具操作臂的下连杆被旋转地安装在所述平行四边形连杆机构上以便在需要的时候旋转所述工具，绕中位枢轴转动的所述工具操作臂可根据需要调整所述工具的操作高度；/n一个设置在所述底座中的车轮安装板；/n安装在所述车轮安装板上并通过所述底座的底板延伸的多个车轮；以及/n至少部分设置在所述底座内的转向总成，所述转向总成连接到每个所述车轮，能实现以同速、同向、瞬时的转换所有车轮的运行方向。/n

【技术特征摘要】
20200513 US 15/9311211.一种带多功能工具操作臂的移动工作平台，包括:
一个具有顶板和底板的底座；
一个安装在所述底座上的垂直立柱，所述垂直立柱具有上端和下端，所述垂直立柱可相对所述底座旋转；
一个工具操作臂可枢转地安装在所述垂直立柱的上端，所述工具操作臂细长且具有前端和后端，由平行四边形连杆机构定义，包括:
一个具有前端和后端的上连杆；
一个具有前端和后端的下连杆；
一个后曲柄块，所述上连杆、下连杆的后端铰接在所述后曲柄块上；以及
一个前曲柄块，所述上连杆、下连杆的前端铰接在所述前曲柄块上；
一个与所述工具操作臂的下连杆相连接的工具托架，所述工具托架拥有一个耦合器用于将工具可拆装地连接到所述工具操作臂的前端，所述工具操作臂的下连杆被旋转地安装在所述平行四边形连杆机构上以便在需要的时候旋转所述工具，绕中位枢轴转动的所述工具操作臂可根据需要调整所述工具的操作高度；
一个设置在所述底座中的车轮安装板；
安装在所述车轮安装板上并通过所述底座的底板延伸的多个车轮；以及
至少部分设置在所述底座内的转向总成，所述转向总成连接到每个所述车轮，能实现以同速、同向、瞬时的转换所有车轮的运行方向。


2.根据权利要求1所述的移动工作平台，所述垂直立柱包括相对的第一和第二侧板。


3.根据权利要求1所述的移动工作平台，还包括三个具有垂直旋转轴的套环铰轴座，三个所述套环铰轴座包括：
将所述下连杆的后端与所述后曲柄块铰接安装的第一套环铰轴座；
将所述下连杆的前端与所述前曲柄块铰接安装的第二套环铰轴座；
将所述下连杆的中部与所述垂直立柱上端铰接安装的第三套环铰轴座，所述下连杆沿轴向穿过三个所述套环铰轴座延伸并可沿自身轴线旋转。


4.根据权利要求1所述的移动工作平台，还包括一个安装在所述工具操作臂后端的操作手柄。


5.根据权利要求4所述的移动工作平台，还包括：
第一万向节联轴器，将所述操作手柄连接在所述下连杆的后端；以及，
第二万向节联轴器，将所述工具托架连接到所述下连杆的前端。


6.根据权利要求1所述的移动工作平台，还包括一个安装在所述垂直立柱下端的绞盘，所述绞盘上的缆绳可选择性地连接到所述后曲柄块与所述垂直立柱上端之间的所述工具操作臂上，以便可选择性地操作所述工具操作臂以升高或降低安装在所述工具托架上的所述工具。


7.根据权利要求1所述的移动工作平台，所述垂直立柱还包括一个安装在其下端的弹簧锁销，所述移动工作平台还包括一个转向旋转同步器，其可旋转的安装在所述底座顶板上并连接到所述转向总成，所述弹簧锁销选择性地将所述垂直立柱与所述转向旋转同步器锁定或放松，以便手动操作所述工具操作臂作为杆件通过所述垂直立柱带动所以车轮进行瞬时平行旋转。


8.根据权利要求7所述的移动工作平台，所述转向总成包括：
多个转向轭，每个车轮安装在相应的一个所述转向轭上；
多个电滑环，每个转向轭具有相应的一个安装在其内的电滑环；
多个转向轭主销，每个所述转向轭具有自身相应的一个主销，所述主销内部配置有一定相应长度通道的电滑环；
多个从中心径向延伸至各个所述转向轭的转向连杆；
多个等长的第一曲柄臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔侃，玛格丽特·崔·刘，赛米欧·侃·刘，
申请(专利权)人：崔侃，玛格丽特·崔·刘，赛米欧·侃·刘，
类型：新型
国别省市：美国;US