一种升降式搬运设备及其作业方法与流程

本发明涉及装卸搬运设备技术领域，具体为一种升降式搬运设备及其作业方法。

背景技术：

叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。国际标准化组织iso/tc110称为工业车辆。常用于仓储大型物件的运输，通常使用燃油机或者电池驱动。

工业搬运车辆广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等，在船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业，是托盘运输、集装箱运输中必不可少的设备。

现有的电动叉车通常包括行走机构和升降机构，行走机构包括电动机和与电动机传动连接的脚轮，电动机转动驱动脚轮转动从而实现前进后退，为了实现转向还可包括转向机等，升降机构通常包括液压泵和液压缸，电动机转动驱动液压泵工作，从而液压缸工作，带动叉车臂上下运动，以此将货物叉到叉车臂后提升或下降一定高度。然而这类叉车不能进入货车的车板上或车厢内，需要人工或者其他设备将货物从车板上或车厢内搬出，才能使用叉车进行搬运，操作使用麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种升降式搬运设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种升降式搬运设备，包括：门架、货叉组件、第一升降模块、第二升降模块；门架底部设置有一组向前延伸的底座；货叉组件包括立柱、货叉安装架和一组向前延伸的叉臂，货叉安装架竖向滑动设置于门架前端，叉臂固定安装在货叉安装架底部，货叉安装架上固定安装立柱；第一升降模块与货叉组件连接，驱动货叉组件竖向滑动；第二升降模块竖向滑动设置在门架的后端，第二升降模块的底部安装有第二升降驱动单元。

作为本发明进一步的技术方案，第一升降模块包含第一升降驱动单元及第一伸缩单元，第一伸缩单元顶部与立柱的顶部连接。

作为本发明进一步的技术方案，第二升降模块还包含采用第二伸缩单元，第二伸缩单元的顶部设置在门架的顶部。

作为本发明进一步的技术方案，门架包括一组竖向侧柱、顶梁和底梁，竖向侧柱的顶部和底部分别固定连接顶梁和底梁，底座固定安装在底梁上；第二升降模块包括底架和底架上固定的一组竖向导柱。

作为本发明进一步的技术方案，还包括有一组第一动力轮和一组第二动力轮，第一动力轮安装在门架的底部，第二动力轮安装在第二升降模块的底部。

作为本发明进一步的技术方案，第一动力轮和第二动力轮上安装有传感模块。

作为本发明进一步的技术方案，还包括有安装在门架底部的第一驱动模块，安装在第二升降模块底部的第二驱动模块。

作为本发明进一步的技术方案，第一驱动模块包括安装在门架上的第一电机支架，第一电机支架上安装有驱动配合的第一电机和减速机，减速机的输出端通过传动机构与第一动力的端部驱动连接，第二驱动装置包括安装在第二升降模块上的第二电机支架，第二电机支架上安装有驱动配合的第二电机和减速机，减速机的输出端通过传动机构与第二动力轮的端部驱动连接。

作为本发明进一步的技术方案，第一升降模块和第二升降模块的传动方式选自气缸传动、液压缸传动、蜗杆传动及链条链轮传动中任意一种。

还提供了一种升降式搬运设备的作业方法，包括以下步骤：

通过第一升降模块控制整个货叉组件上升至最高位置；

直接控制第一电机工作，使第一动力轮向前滚动，将货叉组件送入车板上方；

通过第一升降模块控制整个货叉组件下降，当货叉滚轮与车板接触时，对应的第三触动轮也会与车板接触，此时的第三触动轮会触碰到第三行程开关，第三行程开关将信号发送至plc控制器，控制第一升降模块停止工作；

驱动器控制第一电机反向工作，使得第一动力轮向后滚动，驱动整个设备自动后退，当货叉滚轮后方的第三触动轮脱离车板时，第三触动轮会与第三行程开关脱离；

第二升降模块控制整个提升架下降，直至第二动力轮与地面接触时，对应的第二触动轮也会与地面接触，对应的第二触动臂会触碰到第二行程开关，第二行程开关将信号发送至plc控制器，控制第二升降模块停止工作；

第二升降模块继续伸长，同时，第一升降模块收缩，使得门架上升，直至第一升降模块收缩到位，停止提升，此时的万向滚轮与货叉滚轮位于同一平面；

第二电机工作，使第二动力轮向前滚动，驱动整个设备自动前进，直至第一动力轮与车板接触后，第一行程开关被触发，停止前进；

第二升降模块收缩，将提升架完全收起后，控制第一电机工作，使第一动力轮向前滚动，驱动整个设备自动前进一段距离，至安全位置后，停止并结束上车过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的设备在平地或车板上，具有叉车同样的功能，可以实现装货、卸货、前进、后退、爬坡、转弯、原地转弯等功能，在上车和下车过程中，不需要人为参与，操作使用方便，安全可靠，快速精准。

附图说明

图1为一种升降式搬运设备前视的立体结构示意图；

图2为一种升降式搬运设备后视的立体结构示意图；

图3为一种升降式搬运设备仰视的立体结构示意图；

图4为一种升降式搬运设备中门架前视的立体结构示意图；

图5为一种升降式搬运设备中门架仰视的立体结构示意图；

图6为一种升降式搬运设备在第二步结束后的状态示意图；

图7为一种升降式搬运设备在第三步结束后的状态示意图；

图8为一种升降式搬运设备在第四步结束后的状态示意图；

图9为一种升降式搬运设备在第五步结束后的状态示意图；

图10为一种升降式搬运设备在第六步结束后的状态示意图；

图11为一种升降式搬运设备在第七步中间段的状态示意图；

图12为一种升降式搬运设备在第七步结束后的状态示意图。

图中：1-门架，11-顶梁，12-竖向侧柱，121-第一导向槽，122-第二导向槽，13-底梁，14-辅助导向梁，141-导向孔，142-导向滚轮，15-底座，151-万向滚轮，152-第一动力轮，153-第一触动轮，154-第一行程开关，16-横向中间梁，161-备用推行扶手，2-提升架，21-竖向导柱，22-导向板，23-底架，24-第二动力轮，25-第二触动轮，26-第二行程开关，27-第二电机，3-货叉组件，31-立柱，32-货叉安装架，33-叉臂，331-货叉滚轮，332-第三触动轮，333-第三行程开关，4-第一升降模块，5-第二升降模块，6-减速机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～12，本发明提供一种技术方案：一种升降式搬运设备，包括门架1、货叉组件3、第一升降模块4、第二升降模块5。其中：

门架1，门架1底部固定有一组向前延伸的底座15，底座15的前端底部安装有万向滚轮151，底座15的后端底部安装有门架驱动轮机构，门架1还包含有一组竖向侧柱12、顶梁11和底梁13，竖向侧柱12的顶部和底部分别固定连接顶梁11和底梁13，底座固定安装在底梁13上；

货叉组件3，货叉组件3包括立柱31、货叉安装架32和一组向前延伸的叉臂33，货叉安装架32竖向滑动设置在门架1的前端，叉臂33固定安装在货叉安装架32底部，叉臂33的前端底部安装有货叉轮机构，货叉安装架32上固定安装有一组立柱31；

第一升降模块4与货叉组件3连接，驱动货叉组件3竖向滑动；

第二升降模块5竖向滑动设置在门架1的后端，第二升降模块5的底部安装有第二升降驱动单元51；

第一升降模块4包含第一升降驱动单元41及第一伸缩单元42，第一伸缩单元42顶部与立柱31的顶部连接；

第二升降模块5还包含有第二伸缩单元52，第二伸缩单元52的顶部设置在门架1的顶部；

第二升降模块5还包含有底架23和底架23上固定的一组竖向导柱21

作为优选地，还包括有：

货叉提升机构，用于驱动货叉组件3在门架1的前端竖向滑动；

提升架2，提升架2竖向滑动设置在门架1的后端，提升架2的底部安装有提升架驱动轮机构；

提升架驱动机构，用于驱动提升架2在门架1的后端竖向滑动。

可优选地，请参阅图1～2，货叉提升机构采用第一升降模块4，第一升降模块4的底部可转动地安装在门架1的底部，第一升降模块4的伸缩杆顶部可转动地与立柱31的顶部连接。通过第一升降模块4控制整个货叉组件3的升降运动。

可优选地，请参阅图1～2，所述提升架驱动机构采用第二升降模块5，第二升降模块5的顶部可转动地安装在门架1的顶部，第二升降模块5的伸缩杆底部可转动地与提升架2的底部连接。通过第二升降模块5控制整个提升架2的升降运动。

很显然，第一升降模块4和第二升降模块5可采用液压伸缩杆，门架1上对应安装有向液压伸缩杆提供动力的液压油泵组件，液压油泵组件可选用现有技术中的液压油箱、输油管、液压油泵以及电磁阀向液压伸缩杆内通入液压，即可实现液压伸缩杆的伸缩。

另外，第一升降模块4和第二升降模块5还可以采用链条链轮传动或蜗杆传动。

可优选地，请参阅图4～5，所述门架1包括一组竖向侧柱12、顶梁11和底梁13，竖向侧柱12的顶部和底部分别固定连接顶梁11和底梁13，底座15固定安装在底梁13上；

所述提升架2包括底架23和底架23上固定的一组竖向导柱21。

可优选地，所述竖向侧柱12之间还固定有横向中间梁16，横向中间梁16上固定安装有备用推行扶手161；当设备断电时，可通过备用推行扶手161推动整个设备移动。

所述竖向侧柱12的下端固定有向后延伸的辅助导向梁14，辅助导向梁14上开设有供竖向导柱21穿过的导向孔141，位于导向孔141两侧的辅助导向梁14下端安装有一组导向滚轮142，导向滚轮142与竖向导柱21侧壁滚动接触配合。采用如此结构布置，使得整个提升架2的升降运动具有良好的导向，运动更加稳定可靠。

可优选地，请参阅图4，所述竖向侧柱12的内侧开设有第一导向槽121，货叉安装架32的两侧分别安装有一组第一导向轮，第一导向轮配合安装在第一导向槽121内；很显然，货叉安装架32的两侧也可通过滑座与对应的第一导向槽121滑动配合连接。

所述竖向侧柱12的外侧开设有第二导向槽122，所述竖向导柱21顶部固定连接有导向板22，导向板22内侧安装有一组第二导向轮，第二导向轮配合安装在第二导向槽122内。很显然，导向板也可通过滑座与对应的第二导向槽122滑动配合连接。

可优选地，请参阅图1～3，所述门架驱动轮机构包括固定在门架1底部的第一动力轮架、第一动力轮轴，一组第一动力轮152以及第一驱动模块，所述第一动力轮架上转动安装有第一动力轮轴，第一动力轮轴上固定安装有第一动力轮152，所述第一驱动模块与第一动力轮轴的端部驱动连接；

第一动力轮架上转动安装有第一摆臂，第一摆臂的底部安装有低于第一动力轮152的第一触动轮153，第一摆臂的底部向上还延伸有第一触动臂，所述第一动力轮架上固定有与第一触动臂对应的第一行程开关154。第一触动轮153用于与地面或车板接触，当第一动力轮152与地面或车板接触时，显然，对应的第一触动轮153也会与地面或车板接触，对应的第一触动臂会触碰到第一行程开关154，第一行程开关154将信号发送至plc控制器，使得第一驱动模块对应的电路导通；当第一动力轮152与地面或车板脱离时，在重力作用下，对应的第一触动臂会远离第一行程开关154，使得第一驱动模块对应的电路断开。

当然，也可以直接在第一动力轮架上安装用于测距的传感模块，传感模块与地面的距离达到设定值时，第一动力轮152与地面保持接触状态，使得第一驱动模块对应的电路导通；传感模块与地面的距离大于设定值时，第一动力轮152与地面处在脱离状态，使得第一驱动模块对应的电路断开。

传感模块可以是光电传感器、激光传感器、红外传感器等常见的距离传感器。

可优选地，请参阅图1～3，所述提升架驱动轮机构包括固定在提升架2底部的第二动力轮架、第二动力轮轴，二组第二动力轮24以及第二驱动模块，所述第二动力轮架上转动安装有第二动力轮轴，第二动力轮轴上固定安装有第二动力轮24，所述第二驱动模块与第二动力轮轴的端部驱动连接；

第二动力轮架上转动安装有第二摆臂，第二摆臂的底部安装有低于第二动力轮24的第二触动轮25，第二摆臂的底部向上还延伸有第二触动臂，所述第二动力轮架上固定有与第二触动臂对应的第二行程开关26。第二触动轮25用于与地面或车板接触，当第二动力轮24与地面或车板接触时，显然，对应的第二触动轮25也会与地面或车板接触，对应的第二触动臂会触碰到第二行程开关26，第二行程开关26将信号发送至plc控制器，使得第二驱动模块对应的电路导通；当第二动力轮25与地面或车板脱离时，在重力作用下，对应的第二触动臂会远离第二行程开关26，使得第二驱动模块对应的电路断开。

当然，也可以直接在第二动力轮架上安装用于测距的传感模块，传感模块与地面的距离达到设定值时，第二动力轮24与地面保持接触状态，使得第二驱动模块对应的电路导通；传感模块与地面的距离大于设定值时，第二动力轮24与地面处在脱离状态，使得第二驱动模块对应的电路断开。

可优选地，请参阅图1～3，所述第一驱动模块包括安装在门架1上的第一电机支架，第一电机支架上安装有驱动配合的第一电机155和减速机6，减速机6的输出端通过传动机构与第一动力轮轴的端部驱动连接，第二驱动模块包括安装在提升架2上的第二电机支架，第二电机支架上安装有驱动配合的第二电机27和减速机6，减速机6的输出端通过传动机构与第二动力轮轴的端部驱动连接；

本实施例中，减速机6可采用现有技术中自带离合器的齿轮减速器，通过转动离合器的把手，实现动力轮与电机分离，实现手动应急推行。

本实施例中，第一电机155和第二电机27上可配装有现有技术中的电磁抱闸，在任何时候(包括斜坡)，当设备停止移动时，电磁抱闸自动启动，稳稳刹住，不会发生任何平移、溜车。

所述传动机构包括安装在减速机6输出端的第一同步带轮以及安装在第一动力轮轴或第二动力轮轴端部的第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮之间套装有同步传动带。很显然，传动机构也可采用齿轮配合传动。

可优选地，请参阅图3，所述货叉轮机构包括货叉轮架，货叉轮架上转动安装有货叉滚轮331，货叉轮架上还转动连接有第三摆臂，第三摆臂的底部安装有低于货叉滚轮331的第三触动轮332，所述叉臂33的下端还固定有用于与第三触动轮332对应的第三行程开关333。第三触动轮332用于与车板接触，当货叉滚轮331与车板接触时，显然，对应的第三触动轮332也会与车板接触，此时的第三触动轮332会触碰到第三行程开关333，第三行程开关333将信号发送至plc控制器，plc控制器会关停对应的气压组件或液压油泵组件，使得第一升降模块4停止工作。

在本实施例中，门架1上还设置有能源控制包，能源控制包内有plc控制器、提供电力的电池以及驱动器，plc控制器通过驱动器分别与对应的电气部件(如：第一电机155、第二电机27、电磁阀、液压油泵等)电连接，plc控制器还与各个行程开关或传感模块连接，相互之间的电路连接采用现有技术即可。另外，设备还包括线控手柄或遥控器，线控手柄或遥控器可采用现有技术与plc控制器信号连接。

本发明的工作原理是：

第一步，请参阅图6，通过第一升降模块4控制整个货叉组件3上升至最高位置，开启，由于第一动力轮152与地面接触，此时的第一行程开关154处在触发状态下，直接控制第一电机155工作，第一动力轮152向前滚动，即可将货叉组件3送入车板上方；

第二步，请参阅图6，通过第一升降模块4控制整个货叉组件3下降，当货叉滚轮331与车板接触时，显然，对应的第三触动轮332也会与车板接触，此时的第三触动轮332会触碰到第三行程开关333，第三行程开关333将信号发送至plc控制器，控制第一升降模块4停止工作；

第三步，请参阅图7，接着，驱动器控制第一电机155反向工作，第一动力轮152向后滚动，驱动整个设备自动后退，当货叉滚轮331后方的第三触动轮332脱离车板时，第三触动轮332会与第三行程开关333脱离，而货叉滚轮331刚好还在车板上，此时到达可提升的状态；

第四步，请参阅图8，接着，第二升降模块5控制整个提升架2下降，直至第二动力轮24与地面接触时，显然，对应的第二触动轮25也会与地面接触，对应的第二触动臂会触碰到第二行程开关26，第二行程开关26将信号发送至plc控制器，控制第二升降模块5停止工作；

第五步，请参阅图9，接着，第二升降模块5继续伸长，同时，第一升降模块4收缩，使得门架1上升，直至第一升降模块4收缩到位，，停止提升，此时的万向滚轮151与货叉滚轮331位于同一平面。

第六步，请参阅图10，接着，第二电机27工作，第二动力轮24向前滚动，驱动整个设备自动前进，直至第一动力轮152与车板接触后，第一行程开关154被触发，停止前进，此时的设备重心已经完全位于车板上；

第七步，请参阅图11，接着，第二升降模块5收缩，将提升架2完全收起后，请参阅图12，然后，控制第一电机155工作，第一动力轮152向前滚动，驱动整个设备自动前进一段距离，至安全位置后，停止并结束上车过程。

接着，设备即可在车板上进行前进、后退以及装货等操作，装货完成后，反向运行上述的上车步骤，即可实现设备的下车。操作使用方便，整个上车或下车过程不需要人为参与，安全可靠，快速精准。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。