一种工件托运装置及工件托运方法与流程

本发明涉及工件托运设备领域，具体涉及一种工件托运装置及工件托运方法。

背景技术：

许多大型机械设备(例如焊接工作站、切割机、锻压机等)的工作过程中需要频繁更换工件来应对不同的工作需求。以大型焊接工作站为例，每当更换不同的焊接零件时，需要更换相对应的焊接夹具，为了确保焊接位置的准确性，焊接夹具在更换时必须精确地卡入导槽或定位销中。

传统的作业方式通常为采用叉车通过吊绳吊住焊接夹具，将焊接夹具吊运到焊接工作站上，但是吊装过程中通常需要两人以上才能进行作业，通过人力对焊接夹具的位置进行调整并且反复尝试对准导槽或定位销，导致实际作业时吊装的难度很大并且精度难以控制，耗时耗力，无法满足工厂作业效率的要求。另外，由于焊接工作站所使用的焊接夹具重量通常超过一吨，采用吊装作业安全性差，容易造成掉落等事故。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种工件托运装置，用于托起工件并将工件运送至目标位置，其特征在于，包括：承托臂，用于承托工件；移动机构，用于带动承托臂移动从而对工件进行移动，具有用于安装承托臂的承托臂安装板；调节机构，用于调节承托臂在承托臂安装板上的位置，其中，承托臂包括第一承托臂和第二承托臂，第一承托臂和第二承托臂通过承托臂连接杆件相连接，调节机构具有横向调节组件，该横向调节组件包括沿承托臂安装板的长度方向延伸的横向调节丝杆、第一丝杆安装座以及第一丝杆螺母套，第一丝杆安装座安装在承托臂安装板上，用于限制横向调节丝杆在承托臂安装板的长度方向上的位移，横向调节丝杆的一端安装在第一丝杆安装座上，横向调节丝杆的另一端为第一调节端，通过第一丝杆螺母套安装在第二承托臂上，当横向调节丝杆被旋转时，第一丝杆螺母套与横向调节丝杆发生相对轴向位移，使得第二承托臂沿承托臂安装板的长度方向进行移动，并且在承托臂连接杆件的作用下，使得第一承托臂沿承托臂安装板的长度方向进行相对应的移动，从而对第一承托臂和第二承托臂在承托臂安装板的长度方向上的位置进行调节。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，第一承托臂上可旋转地安装有开档调节盘，承托臂连接杆件的一端安装在开档调节盘上，另一端安装在第二承托臂上，承托臂连接杆件为可伸缩结构，用于调节第一承托臂和第二承托臂之间的间距，包括依次安装的开档调节螺母套管、开档调节丝杆螺母以及开档调节丝杆，当开档调节盘被旋转时，使得承托臂连接杆件进行旋转伸缩，从而让第一承托臂和第二承托臂沿承托臂安装板的长度方向相向或相背移动，进而调节第一承托臂和第二承托臂之间的间距。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，开档调节盘上可拆卸地安装有开档调节手柄，该开档调节手柄用于旋转承托臂连接杆件，开档调节盘具有非圆柱形的安装凹槽，用于让开档调节手柄的安装端插入，安装端的形状与安装凹槽的形状相适应。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，承托臂上设有浮动组件，该浮动组件包括可移动地安装在承托臂上的安装底板以及用于承托工件的浮动板，调节机构还具有两个纵向调节组件，分别设置在对应的承托臂上，用于调节浮动组件在承托臂的长度方向的位置，每个纵向调节组件包括沿承托臂的长度方向延伸的纵向调节丝杆以及第二丝杆螺母套，第二丝杆螺母套安装在安装底板上，纵向调节丝杆的一端安装在承托臂上，纵向调节丝杆的另一端为第二调节端，安装在第二丝杆螺母套上，当纵向调节丝杆被旋转时，第二丝杆螺母套与纵向调节丝杆发生相对轴向位移，使得浮动组件沿承托臂的长度方向进行移动，从而对浮动组件在承托臂的长度方向上的位置进行调节。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，工件具有至少一对定位销孔，浮动组件还包括：锁紧开关构件，具有沿安装底板的长度方向可移动地安装在底板的一端的移动连杆；定位轴，安装在安装底板上，并且位于安装底板的中部；两个限位连杆，呈“x”形可转动地安装在定位轴上，每个限位连杆的一端均通过连接销与滑动连杆的一端相连接；四个球形支撑件，分别安装在安装底板的四角处，均具有与浮动板的下表面相接触的球形面，从而使得浮动板能够在球形支撑件上浮动；定位销，安装在浮动板的上表面上，用于插入定位销孔中，从而在托运过程中限制工件在水平方向上的位移；四个限位柱，安装在浮动板的下表面上，并且分别位于限位连杆的两端的外侧处，限位柱的高度小于浮动板与底板之间的距离，当移动连杆移动至锁紧位置时，移动连杆带动限位连杆分离，使得限位连杆均抵靠在对应的限位柱上，从而使得浮动板处于锁紧状态，当移动连杆移动至打开位置时，移动连杆带动限位连杆并拢，使得限位连杆均与对应的限位柱相脱离，从而使得浮动板处于浮动状态。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，移动机构包括用于对工件进行水平移动的移动叉车以及用于对工件进行升降移动的升降组件，移动叉车具有：叉车本体，具有用于安装升降组件的支撑立柱；一个转向轮，安装在叉车本体远离行进方向的一端的底部；至少一对导向轮，均安装在叉车本体靠近行进方向的一端的底部；以及操作杆，通过转向连接杆与转向轮固定连接，用于让用户推动移动机构，并且通过调整转向轮的方向来调整移动机构的行进方向，升降组件升降组件为安装在支撑立柱上的升降门架，承托臂安装板安装在升降门架上。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，叉车本体上还设有控制键盘，控制键盘通过电线线缆与驱动机构相连接，具有多个用于控制驱动机构的控制按钮。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，横向调节丝杆的第一调节端上可拆卸地安装有横向调节手柄，该横向调节手柄用于旋转横向调节丝杆。

本发明提供了一种工件托运装置，还可以具有这样的特征，其中，承托臂安装板的两端的上部设置有与第一承托臂和第二承托臂相对应的横向刻度标尺，该横向刻度标尺用于标识第一承托臂和第二承托臂沿承托臂安装板的长度方向上的位移，承托臂的外侧面上均设置有与浮动组件相对应的纵向刻度标尺，该纵向刻度标尺用于标识浮动组件沿承托臂的长度方向上的位移。

本发明还提供了一种利用上述工件托运装置对工件进行托运的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤s1，对承托臂和浮动组件进行初始化调节，使得两个承托臂相对于承托臂安装板的中心线对称，两个浮动组件均移动至浮动组件的行程范围的中间位置处；

步骤s2，将工件托运装置移动至工件的近旁，根据工件的高度对升降组件进行升降移动，从而对承托臂在竖直方向上的位置进行调整；

步骤s3，继续移动工件托运装置直至承托臂位于工件的正下方处；

步骤s4，根据工件的宽度对承托臂之间的间距以及在承托臂安装板的长度方向上的位置进行调整；

步骤s5，根据工件的长度对浮动组件在承托臂长度方向上的位置进行调整；

步骤s6，让升降组件继续进行上升移动，直至承托臂托起工件，在上升过程中，同时对浮动组件的位置进行微调，使得定位销插入定位销孔中；

步骤s7，移动工件托运装置，使得工件处于目标位置的正上方处，让升降组件进行下降移动，直至承托臂与工件脱离，在下降过程中，同时对浮动组件的位置进行微调，使得工件能够精准地放置到目标位置处。

发明作用与效果

根据本发明的工件托运装置，由于具有移动机构，用于将承托臂移动至工件的正下方并托起工件，进而继续将工件运送至目标位置，因此仅需要一个作业人员便可以完成工件的更换安装作业，能够有效地降低作业强度，使得工件的更换安装更加方便省力，同时，作业过程中两个托举臂对工件起到稳定支撑作用，使工件保持平衡，不会产生晃动，也不容易造成掉落等事故，提高了作业的安全性。由于具有调节机构，调节机构包括用于调节承托臂位置的横向调节组件，因此作业人员在作业时无需通过人力便可以对工件的位置进行调整，使得对工件的定位更加精准，作业的效率更高，作业时也更加轻松。

附图说明

图1是本发明实施例中的工件托运装置的总体结构示意图；

图2是本发明实施例中的承托臂的结构示意图；

图3是本发明实施例中的浮动组件及纵向调节组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中的浮动组件的锁紧状态示意图；

图5是本发明实施例中的浮动组件的浮动状态示意图；

图6是本发明实施例中的横向调节组件的结构示意图；

图7是本发明实施例中的工件托运方法的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本发明的工件托运装置及工件托运方法作具体阐述。

图1是本发明实施例中的工件托运装置的总体结构示意图。

如图1所示，本实施例中的工件托运装置100用于托起工件200并将工件200运送至目标位置，包括移动机构10、承托臂20以及调节机构40。在本实施例中，工件200为焊接夹具，该焊接夹具的下表面设有4个定位销孔。

移动机构10包括用于对工件200进行水平移动的移动叉车101以及用于对工件200进行升降移动的升降组件102。

移动叉车101包括叉车本体101a、一个转向轮101b、一对导向轮101c、操作杆101d以及控制键盘101e。

叉车本体101a具有用于安装升降门架102a的支撑立柱101f。

一个转向轮101b安装在叉车本体101a远离行进方向的一端的底部。

一对导向轮101c均安装在叉车本体101a靠近行进方向的一端的底部。

操作杆101d通过转向连接杆101g与转向轮101b固定连接，用于让用户推动移动机构10，并且通过调整转向轮101b的方向来调整移动机构10的行进方向。

控制键盘101e通过电线线缆与升降门架102a相连接，具有多个控制按钮。作业时，作业人员通过控制按钮输入相对应的电信号，并通过电线线缆传输至升降门架102a中的驱动电机，从而控制升降门架102a的升降移动。

升降组件102用于沿竖直方向对承托臂101进行升降移动，包括升降门架102a以及承托臂安装板102b。在其他实施例中，升降组件102还可以使用链轮链条结构或滑槽滑轨结构。

承托臂安装板102b采用具有多个减重孔的框架结构，通过螺栓连接件安装在升降门架102a上，从而在升降门架102a的带动下沿竖直方向进行升降移动。本实施例中，承托臂安装板102b的上部还安装有用于限制承托臂安装板102b相对于升降门架102a在竖直方向上的位移的升降限位板102b-1，升降限位板102b-1使得承托臂安装板102b能够可靠地挂靠在升降门架102a上，从而减轻承托臂安装板102b与升降门架102a之间螺栓连接件的剪切应力，提高连接的安全性。

图2是本发明实施例中的承托臂的结构示意图。

如图2所示，承托臂20用于承托工件200，包括第一承托臂201和第二承托臂202。

第一承托臂201和第二承托臂202均通过滑轨滑块结构安装在承托臂安装板102b上。本实施例中，承托臂安装板102b的两端的上部分别安装有横向移动滑轨102c，承托臂安装板102b的两端的中部分别设有用于让承托臂20穿过并沿承托臂安装板102b的长度方向移动的槽孔102d，第一承托臂201和第二承托臂202的一端的上部均设置有与横向移动滑轨102c相配合的横向移动滑块102e。本实施例中，横向移动滑轨102c和横向移动滑块102e的数量为两组，分别安装在承托臂安装板102b的前表面和后表面上。

第一承托臂201和第二承托臂202通过承托臂连接杆件203相连接，第一承托臂201上通过轴承可旋转地安装有开档调节盘204。

开档调节盘204上可拆卸地安装有用于旋转承托臂连接杆件的开档调节手柄204a。

开档调节盘204具有非圆柱形的安装凹槽，用于让开档调节手柄204a的安装端插入，开档调节手柄204a的安装端的形状与安装凹槽的形状相适应。本实施例中，开档调节手柄204a和安装凹槽的截面形状为正方形。

承托臂安装板102b上还安装有用于摆放开档调节手柄204a的手柄摆放托架204b。

承托臂连接杆件203为可伸缩的丝杠组件，用于调节第一承托臂201和第二承托臂202之间的间距，包括依次安装的开档调节螺母套管205、开档调节丝杆螺母206以及开档调节丝杆207。

开档调节螺母套管205的一端固定安装在开档调节盘204上，开档调节丝杆螺母206安装在开档调节螺母套管205的另一端的内部，开档调节丝杆207的一端安装在开档调节丝杆螺母206上，另一端固定安装在第二承托臂202上。

当开档调节螺母套管205被旋转时，使得承托臂连接杆件203进行旋转伸缩(即开档调节丝杆207和开档调节丝杆螺母206发生相对轴向移动)，从而让第一承托臂201和第二承托臂202沿承托臂安装板102b的长度方向相向或相背移动，进而调节第一承托臂201和第二承托臂202之间的间距。

第一承托臂201和第二承托臂202均通过滑轨滑块结构安装有用于对工件200的位置进行精确调整的浮动组件30。本实施例中，第一承托臂201和第二承托臂202均安装有纵向移动滑轨208。

图3是本发明实施例中的浮动组件及纵向调节组件的结构示意图。

如图3所示，浮动组件30包括安装底板301、锁紧开关构件302、定位轴303、限位连杆304、球形支撑件305、浮动板306、定位销307、限位柱308以及限位板309。

安装底板301的下部安装有与纵向移动滑轨208相配的纵向移动滑块301a，从而使得安装底板301可移动地安装在第一承托臂201和第二承托臂202上。安装底板301的另一端的下部还设有浮动限位块301b，用于限制浮动组件30沿承托臂20的长度方向上的位移，从而防止浮动组件30移动过多造成工件200从浮动板306上掉落下来。

锁紧开关构件302具有沿安装底板301的长度方向可移动地安装在底板的一端的移动连杆302a，移动连杆302a的一端安装有用于推动该移动连杆302a的锁紧开关302b。在其他实施例中，锁紧开关302b还可以替换为气缸，通过气缸推动移动连杆302a，从而完成浮动组件30的锁紧和打开。

定位轴303通过轴承可旋转地安装在安装底板301上，并且位于安装底板301的中部。

限位连杆304的数量为两个，呈“x”形可转动地安装在定位轴303上，每个限位连杆304的一端均通过连接销件304a与滑动连杆302a的一端相连接。

球形支撑件305的数量为四个，分别安装在安装底板301的四角处。本实施例中，球形支撑件305为万向球。

浮动板306的下表面与每个球形支撑件305的球形面相接触，从而使得浮动板306能够在球形支撑件305上浮动。

定位销307的数量为两个，安装在浮动板306的上表面上，用于插入相对应的定位销孔中，从而在托运过程中限制工件200在水平方向上的位移。

限位柱308的数量为四个，一端安装在浮动板306的下表面上，并且分别位于限位连杆304的两端的外侧处，限位柱308的高度小于浮动板306与安装底板301之间的距离。

限位板309的数量为两个，安装在对应的两个限位柱308的另一端，并且位于限位连杆304的下方。

图4是本发明实施例中的浮动组件的锁紧状态示意图，图5是本发明实施例中的浮动组件的浮动状态示意图。

使用时，使用者通过推动移动连杆302a来控制浮动组件30的打开或锁紧，如图4所示，当移动连杆302a移动至锁紧位置时，移动连杆302a带动限位连杆304分离，使得限位连杆304均抵靠在对应的限位柱308上，从而使得浮动板306处于锁紧状态。当处于锁紧状态时，浮动板306不会在球形支撑件305的球形面上浮动，从而通过定位销307限制工件200在水平方向上的位移。

如图5所示，当移动连杆302a移动至打开位置时，移动连杆302a带动限位连杆304并拢，使得限位连杆304均与对应的限位柱308相脱离，从而使得浮动板306处于浮动状态。当处于浮动状态时，浮动板306能够在球形支撑件305的球形面上浮动，从而使得作业人员能够通过移动浮动板306让定位销307准确的插入定位销孔中。

调节机构40用于调节承托臂在承托臂安装板上的位置，包括横向调节组件401和两个纵向调节组件402。

图6是本发明实施例中的横向调节组件的结构示意图。

如图6所示，横向调节组件401用于对第一承托臂201和第二承托臂202在承托臂安装板102b的长度方向上的位置进行调节，包括横向调节丝杆401a、第一丝杆安装座401b以及第一丝杆螺母套401c。

横向调节丝杆401a沿承托臂安装板102b的长度方向延伸，一端安装在第一丝杆安装座401b上，另一端为第一调节端，通过第一丝杆螺母套401c安装在第二承托臂上。第一调节端上可拆卸地安装有用于旋转横向调节丝杆401a的横向调节手柄401d，该横向调节手柄401d的操作杆为可折叠结构。

第一丝杆安装座401b安装在承托臂安装板102b上，用于限制横向调节丝杆401a在承托臂安装板102b的长度方向上的位移。

当横向调节丝杆401a被旋转时，第一丝杆螺母套401c与横向调节丝杆401a发生相对轴向位移，使得第二承托臂202沿承托臂安装板102b的长度方向进行移动，并且在承托臂连接杆件203的作用下，使得第一承托臂201沿承托臂安装板的长度方向进行相对应的移动，从而对第一承托臂201和第二承托臂202在承托臂安装板102b的长度方向上的位置进行调节。

承托臂安装板102b两端的上部设置有与第一承托臂201和第二承托臂202相对应的横向刻度标尺209，用于标识第一承托臂201和第二承托臂202沿承托臂安装板102b的长度方向上的位移。

如图3所示，纵向调节组件402分别设置在对应的承托臂20上，用于调节浮动组件30在承托臂20的长度方向的位置，包括纵向调节丝杆402a以及第二丝杆螺母套402b。

第二丝杆螺母套402b安装在安装底板301上。

纵向调节丝杆402a沿承托臂20的长度方向延伸，一端安装在对应的承托臂20上，另一端为第二调节端，安装在第二丝杆螺母套402b上。第二调节端上可拆卸地安装有用于旋转纵向调节丝杆402a的纵向调节手柄402c，该纵向调节手柄402c的操作杆为可折叠结构。

当纵向调节丝杆402a被旋转时，第二丝杆螺母套402b与纵向调节丝杆402a发生相对轴向位移，使得浮动组件30沿承托臂20的长度方向进行移动，从而对浮动组件30在承托臂20的长度方向上的位置进行调节。

第一承托臂201和第二承托臂202的侧面均设置有与浮动组件30相对应的纵向刻度标尺210，用于标识浮动组件30沿第一承托臂201和第二承托臂202的长度方向上的位移。

图7是本发明实施例中的工件托运方法的工作流程图。

以下结合附图7对利用本实施例中的工件托运装置100对工件200进行托运的工件托运方法作出说明，具体步骤如下：

步骤s1，对承托臂20和浮动组件30进行初始化调节，使得两个承托臂20相对于承托臂安装板102b的中心线对称，两个浮动组件30均移动至浮动组件30的行程范围的中间位置处；

步骤s2，将工件托运装置100移动至工件200的近旁，根据工件200的高度对升降组件102进行升降移动，从而对承托臂20在竖直方向上的位置进行调整；

步骤s3，继续移动工件托运装置100直至承托臂20位于工件200的正下方处；

步骤s4，根据工件200的宽度对承托臂20之间的间距以及在承托臂安装板102b的长度方向上的位置进行调整；

步骤s5，根据工件200的长度对浮动组件30在承托臂20长度方向上的位置进行调整；

步骤s6，让升降组件102继续进行上升移动，直至承托臂20托起工件200，在上升过程中，同时对浮动组件30的位置进行微调，使得定位销307准确地插入定位销孔中；

步骤s7，移动工件托运装置并调节承托臂20和浮动组件30的位置，使得工件200处于目标位置的正上方处，让升降组件102进行下降移动，直至承托臂20与工件200脱离，在下降过程中，同时对浮动组件30的位置进行微调，使得工件200能够精准地放置到目标位置处。

其中，步骤s4和步骤s5中根据定位销307和定位销孔的位置对承托臂20和浮动组件30的位置进行调节，定位销307和定位销孔的位置误差不大于±5mm。

步骤s6中对浮动组件30的位置进行微调的方法包括如下子步骤：

步骤s6-1，将移动连杆302a移动至打开位置，使得浮动板306处于浮动状态；

步骤s6-2，对浮动板306进行移动，使得定位销307插入定位销孔中；

步骤s6-3，将移动连杆302a式移动至锁紧位置，使得浮动板306进入锁紧状态。

在升降组件102继续提升的过程中，通过是否存在干涉来判断定位销307是否插入定位销孔中，若存在干涉则说明定位销307已经插入定位销孔中，便锁紧浮动组件，若不存在干涉则继续对浮动组件30的位置进行微调直至定位销307插入定位销孔中。

步骤s7中工件200的运送过程中，工件200的下表面最低处与地面的距离不小于100mm。

当完成一次工件托运后，重新锁紧浮动组件并将工件托运装置100移动至指定工位或进行下一次的托运作业准备。

实施例作用与效果

根据本实施例的工件托运装置，由于具有移动机构和承托臂，用于承托工件并将工件移动至目标位置，因此作业人员在进行作业时对工件的移动更加方便省力，能够有效地降低作业强度，仅需要一人便可完成作业，同时作业过程中工件不会产生晃动，也不容易造成掉落等事故，提高了作业的安全性。由于具有调节机构，因此作业人员在作业时无需通过人力便可以对工件的位置进行调整，使得对工件的定位更加精准，作业的效率更高，作业时也更加轻松。

由于具有可伸缩的承托臂连接杆件、横向调节组件以及纵向调节组件，分别用于对两个承托臂之间的间距、承托臂沿承托臂安装板的长度方向上的位置以及浮动组件沿承托臂长度方向上的位置进行调整，因此本实施例中的调节机构具有三个方向上的调节功能，进一步提高了对工件位置定位的精准度和作业效率。

由于承托臂上还设有浮动组件，当浮动组件处于浮动状态时，能够对定位销的位置进行进一步地微调，因此使得作业时作业人员能够更加地准确的将定位销插入定位销孔中，更进一步的提高了作业精度。另外，当浮动组件处于锁紧状态时，能够限制工件沿水平方向上的位移，使得工件不造成晃动，提高了作业过程中的安全性。

由于承托臂安装板和承托臂上分别设有刻度标尺，因此在作业过程中作业人员能够根据标尺的指示更加精准的定位，减少承托臂的调节时间。

由于承托臂连接杆件、横向调节组件以及纵向调节组件上均设有调节手柄，因此作业过程中对承托臂和浮动组件的位置调整更加方便，操作更加简单。

由于承托臂通过槽孔穿过承托臂安装板，大幅降低了承托臂的安装高度，使得承托臂上的浮动组件的上表面略高于承托臂安装板的上表面，因此使得作业过程中工件能够充分地向后移动，直至抵靠住承托臂安装板的升降限位板，从而使得本实施例中的工件托运装置重心后移，增加了本实施例中的工件托运装置的有效安全载荷，能够适用于大尺寸的重型工件，安全性能更强。

由于本实施例中的工件托运装置采用框架结构，在减少了自重和外形尺寸的同时有效地提升了承载能力，因此能够适用于各种复杂的空间要求。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。