一种无接触环保型垃圾收集车机械臂

本发明属于垃圾收集车装置技术领域，具体涉及一种无接触环保型垃圾收集车机械臂。

背景技术：

随着居民生活水平的不断提高，产生的生活垃圾节节攀升，垃圾统一收集成为日常生活中一个不可避免的环节。传统垃圾收集车收集垃圾时需要一名司机和至少一名环卫人员，其过程为：当司机将垃圾车停到合适的位置后，环卫人员将垃圾桶拖到垃圾车旁并挂在挂架上，然后提升、翻转垃圾桶将垃圾倾倒至垃圾车内后环卫人员将清空垃圾后的垃圾桶从挂架上取下并归位。

随着我国科学技术的不断发展，愈来愈多的技术人员在研究传统垃圾收集车的技术改进，垃圾收集车及其附属装置变得越来越智能化。但是，目前正在使用的垃圾收集机械臂仍有许多不足之处：1）与垃圾桶直接接触的机械臂或挂架为钢制材料，垃圾收集过程中直接与垃圾桶接触，工作时噪声大，严重影响周围居民正常休息；2）机械臂行程有限，无法调节抓取垃圾桶时的长度与高度；3）机械臂结构复杂，操作困难且操作周期较长；4）目前的垃圾桶规格较多，现有的翻桶机构垃圾车只能使用一到三种特定垃圾桶，适应性差。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种无接触环保型垃圾收集车旋转机械臂，可有效克服垃圾收集过程中存在的劳动强度大、操作周期长，工作效率低、工作噪声大、适应性差等不足。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种无接触环保型垃圾收集车机械臂，包括基座、主连杆、副连杆、上连杆、支撑臂、旋转臂、提升臂、右抱紧臂、左抱紧臂、抱紧液压缸、伸缩液压缸及升降液压缸；所述基座安装在垃圾收集车上；所述主连杆和副连杆铰接到基座上，同时，伸缩液压缸的末端和升降液压缸的末端分别对应铰接在基座上，上连杆中部铰接有主连杆，其一端与副连杆铰接，另一端与支撑臂的一端铰接，支撑臂的另一端铰接有旋转臂，提升臂中部铰接有主连杆，其一端与升降液压缸的输出端铰接，其另一端铰接有旋转臂。副连杆的一端与伸缩液压缸的输出端铰接。旋转臂上铰接有抱紧液压缸的末端，抱紧液压缸的输出端连接在驱动连杆上。同时，旋转臂上设置有右抱紧臂、左抱紧臂。

所述基座为折形结构，基座上设置有三个凹槽；其底面折形呈直线型，用于将基座固定在垃圾车上，折形结构下端这只有贯穿连接孔，折形位置处设置有两个贯穿孔，在折形结构横向中间位置处设置有贯穿孔。

所述提升臂，为l折形结构，提升臂结构的长边结构一端设置有连接孔为提升臂一号孔，另一端焊接有两连接板形成提升臂的短边，长边与短边两部分夹角为120º-160º，提升臂短边的中间位置于端头出分别设置有穿孔，分别为提升臂二号孔、提升臂三号孔。

所述主连杆为h型竖直杆结构，两竖直杆结构中间通过竖向方钢进行连接；所述两竖直杆结构的首尾两端均设置有连接孔，其下方连接孔用于连接基座下端贯穿孔，上方连接孔分别用于连接上连杆的中间位置与提升臂的中间位置；主连杆的两竖直连杆之间的距离与基座中间凹槽的宽度对应。

所述副连杆，为竖直杆结构，其首尾两端均设置有连接孔，分别用于连接上连杆与基座一侧的中间位置；副连杆一端侧面位置处焊接有两连接板，连接板上对应设置有贯穿孔，用于连接伸缩液压缸。

所述上连杆，为折形结构，折形首尾两端连接板设置有贯穿孔，分别用于连接副连杆与支撑臂；中间位置处设置有贯穿孔，用于连接主连杆。

所述支撑臂为竖直杆结构，其首尾两端均设置有连接孔。

所述驱动连杆结构上端中间为凹槽，两侧壁为连接板，对向穿孔为驱动连杆一号孔，凹槽底部中间位置纵向焊接有连接板，设置有驱动连杆二号孔，且驱动连杆二号孔设置有键槽。

所述旋转臂结构由竖直臂与套筒两部分焊接而成，套筒底边为突出结构，用于与竖直臂焊接；竖直臂端部焊接有两组连接板，下方一组连接板与竖直臂底部齐平进行焊接，上方一组连接板上方设置有凸起限位，用于限定连接板的位置，两组连接板之间的距离与提升臂一号孔的厚度对应；所述套筒两侧对应分别设置有两个连接孔，连接孔上设置有凸台，形成抱紧臂的安装台。所述下方一组连接板呈折形结构，在折形顶部设置有贯穿孔，且于上方一组连接板的贯穿孔对应，在折形结构的端部也设置有贯穿孔。

所述左抱紧臂，其结构为半圆形结构，左抱紧臂一端设置有连接孔，为抱紧臂一号孔；左抱紧臂另一端为滑轮安装板；从动轴从旋转臂外端连接孔一侧穿入，从动轴上依次穿入密封圈a、轴承a、轴套a及圆柱齿轮，且轴承a安装在连接孔后，通过紧固件将端盖固装在旋转臂安装台上；从动轴从旋转臂套筒对侧连接孔穿出，并依次穿入轴套b、轴承b、密封圈b及下透盖，且轴承b安装在连接孔内，并通过紧固件将下透盖紧固在左抱紧臂安装台上；将锥套、抱紧臂主轴孔从从动轴下端串入后用锁紧螺母锁紧；所述左抱紧臂靠近抱紧臂一号孔位置处设置有抱紧臂支架，抱紧臂支架为折形结构，折形长边一端均向设置有三个连接孔，折形短边一端设置有一连接孔，抱紧臂支架由两个支架通过抱紧臂销轴紧连接固定，且抱紧臂销轴通过抱紧臂支架长边最内侧孔径；左抱紧臂三分之一处设置有一连接板，张紧轴套通过张紧轴安装在抱紧臂支架长边一端最外侧孔径，且设有一弹簧将连接板于张紧套进行连接；所述抱紧臂支架短边一侧通过皮带轮销轴安装一皮带轮，左抱紧臂另一端的滑轮安装板上对应设置有两对穿孔，两对穿孔之间通过皮带轮销轴安装有皮带轮；所述皮带轮上设置有皮带，皮带的一端缠绕在安装在抱紧臂支架处皮带轮上，另一端穿过安装在皮带轮安装架上的两个皮带轮的间隙后固定在抱紧臂上。

所述右抱紧臂结构与左抱紧臂结构一致，连接于旋转臂的套筒位置内侧孔径上。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

本发明一种无接触环保型垃圾收集车旋转机械臂可使垃圾桶倾倒过程完全由伸缩液压缸控制，垃圾桶倾倒的幅度完全可控，可避免因在收集垃圾过程中因垃圾桶倾斜导致垃圾溢出而造成的环境污染。同时，该机械臂在对垃圾桶的收集过程不需要人工参与，实现无接触垃圾收集，极大的节省人力资源。另外，该机械臂使用柔性材料与垃圾桶接触，不仅有效减小垃圾收集过程中的噪声，而且能收集多种规格的垃圾桶，实用性广。且具有结构简单、行程大、效率高等优点。

附图说明

图1是机械臂等轴侧视图；

图2是机械臂初始态左视图；

图3是机械臂初始态俯视图；

图4是机械臂抓取态左视图；

图5是机械臂抓取态俯视图；

图6是机械臂倾倒态左视图；

图7是机械臂倾倒态俯视图；

图8是机械臂基座等轴侧图；

图9是机械臂主连杆等轴侧图；

图10是机械臂副连杆等轴侧图；

图11是机械臂上连杆等轴侧图；

图12是机械臂支撑臂等轴侧图；

图13是机械臂旋转臂等轴侧；

图14是机械臂旋转臂等轴侧a向视图；

图15是机械臂驱动连杆等轴侧图；

图16是机械臂提升臂等轴侧图；

图17是机械臂右抱紧臂爆炸图；

图18是机械臂左抱紧臂爆炸图；

图19是机械臂抱紧臂等轴侧图；

图20是图5a-a的剖视图。

其中：

1、基座；1.1、基座一号孔；1.2、基座二号孔；1.3、基座三号孔；1.4、基座四号孔；1.5、基座五号孔；2、主连杆；2.1、主连杆一号孔；2.2、主连杆二号孔；2.3、主连杆三号孔；2.4、主连杆四号孔；3、副连杆；3.1、副连杆一号孔；3.2、副连杆二号孔；3.3、副连杆三号孔；4、上连杆；4.1、上连杆一号孔；4.2、上连杆二号孔；4.3、上连杆三号孔；5、支撑臂；5.1、支撑臂一号孔；5.2、支撑臂二号孔；6、旋转臂；6.1、旋转臂一号孔；6.2、旋转臂二号孔；6.3、旋转臂三号孔；6.4、旋转臂四号孔；6.5、旋转臂五号孔；6.6、右抱紧臂上安装台；6.7、旋转臂六号孔；6.8、左抱紧臂下安装台；6.9、左抱紧臂上安装台；6.10、旋转臂七号孔；6.11、右抱紧臂下安装台；7、提升臂；7.1、提升臂一号孔；7.2、提升臂二号孔；7.3、提升臂三号孔；8、右抱紧臂；8.1、端盖；8.2、从动轴；9、左抱紧臂；9.1、上透盖；9.2、密封圈a；9.3、轴承a；9.4、轴套a，9.5、圆柱齿轮；9.6、轴套b；9.7、轴承b；9.8、密封圈b；9.9、下透盖；9.10、锥套；9.11、主动轴；9.12、螺母；9.13、弹簧；9.14、抱紧臂支架；9.15、张紧轴套；9.16、张紧轴；9.17、抱紧臂销轴；9.18、皮带；9.19、抱紧臂；9.19a、抱紧臂一号孔；9.19b、抱紧臂主轴孔；9.20、滑轮安装板；9.21、皮带轮；9.22、皮带轮销轴；9.23、驱动连杆；9.23a、驱动连杆一号孔；9.23b、驱动连杆二号孔；9.24轴端挡板；10、抱紧液压缸；11、伸缩液压缸，12、升降液压缸。

具体实施方式

下面对本发明所设计的无接触环保型垃圾收集车机械臂进行清晰、详尽地叙述。通过本发明的叙述可以知道所述设计是整体设计的一部分。其中根植于本发明设计的一切装置，在本领域研发设计人员没有做出突破性创新设计之下所获得的所有其他发明设计装置，都在本发明设计的保护范围之内。

如图1-20所示，一种无接触环保型垃圾收集车机械臂，包括基座1、主连杆2、副连杆3、上连杆4、支撑臂5、旋转臂6、提升臂7、左抱紧臂9、右抱紧臂8、抱紧液压缸10、伸缩液压缸11、升降液压缸12；如图8所示，基座为折形结构，基座上设置有三个凹槽；其底面折形呈直线型，用于将基座固定在垃圾车上，折形结构下端这只有贯穿连接孔，折形位置处设置有两个贯穿孔，在折形结构横向中间位置处设置有贯穿孔。

如图9，所述主连杆为h型竖直杆结构，两竖直杆结构中间通过竖向方钢进行连接；所述两竖直杆结构的首尾两端均设置有连接孔分别设置为主连杆一号孔2.1、主连杆二号孔2.2、主连杆三号孔2.3及主连杆四号孔2.4，其下方连接孔用于连接基座下端贯穿孔，上方连接孔分别用于连接上连杆的中间位置与提升臂的中间位置；主连杆的两竖直连杆之间的距离与基座中间凹槽的宽度对应。

如图10，所述副连杆，为竖直杆结构，其首尾两端均设置有连接孔设置为副连杆一号孔3.1、副连杆二号孔3.2，分别用于连接上连杆与基座一侧的中间位置；副连杆一端侧面位置处焊接有两连接板，连接板上对应设置有贯穿孔设置为副连杆三号孔3.3，用于连接伸缩液压缸。

如图11，所述上连杆,为折形结构，折形首尾两端连接板设置有贯穿孔，设置为上连杆一号孔4.1、上连杆三号孔4.3，分别用于连接副连杆与支撑臂；中间位置处设置有贯穿孔，设置为上连杆二号孔4.2，用于连接主连杆。

如图12，所述支撑臂为竖直杆结构，其首尾两端均设置有连接孔，设置为支撑臂一号孔5.1、支撑臂二号孔5.2。

如图13所示，旋转臂结构由竖直臂与套筒两部分焊接而成，套筒底边为突出结构，用于与竖直臂焊接；竖直臂端部焊接有两组连接板，下方一组连接板与竖直臂底部齐平进行焊接，上方一组连接板上方设置有凸起限位，用于限定连接板的位置，两组连接板之间的距离与提升臂一号孔的厚度对应；所述套筒两侧对应分别设置有两个连接孔，连接孔上设置有凸台，形成抱紧臂的安装台，如图套筒一侧的孔径由内向外设置为旋转臂一号孔6.1与旋转臂二号孔6.2；如图14所示，a向视图为套筒的另一侧对应孔径，依次从内向外设置为旋转臂六号孔6.7与旋转臂七号孔6.10；旋转臂一号孔6.1上安装台设置为左抱紧臂上安装台6.9，旋转臂二号孔6.2上安装台设置为右抱紧臂上安装台6.6，旋转臂六号孔6.7上安装台设置为左抱紧臂下安装台6.8，旋转臂七号孔6.10上安装台设置为右抱紧臂下安装台6.11；所述下方一组连接板呈折形结构，在折形顶部设置有贯穿孔，且于上方一组连接板的贯穿孔对应，在折形结构的端部也设置有贯穿孔，设置为旋转臂五号孔6.5。

如图15所示，驱动连杆结构上端中间为凹槽，两侧壁为连接板，对向穿孔为驱动连杆一号孔9.23a，凹槽底部中间位置纵向焊接有连接板，设置有驱动连杆二号孔9.23b，且驱动连杆二号孔9.23b设置有键槽。

如图16所示，提升臂为l折形结构，提升臂结构的长边结构一端设置有连接孔为提升臂一号孔7.1，另一端焊接有两连接板形成提升臂的短边，长边与短边两部分夹角为120º-160º，提升臂短边的中间位置于端头出分别设置有穿孔，分别为提升臂二号孔7.2、提升臂三号孔7.3。

机械臂各个部分的具体连接关系如下：

基座1安装在垃圾收集车上。主连杆2通过主连杆一号孔2.1、主连杆二号孔2.2分别与基座1的基座二号孔1.2、基座一号孔1.1对应铰接在一起，副连杆3通过副连杆一号孔3.1与基座1的基座四号孔1.4铰接在一起，伸缩液压缸11的末端和升降液压缸12的末端分别对应铰接在基座1的基座五号孔1.5、基座三号孔1.3上。上连杆4通过上连杆二号孔4.2、上连杆三号孔4.3分别与主连杆三号孔2.3、副连杆二号孔3.2对应铰接在一起。提升臂7通过提升臂二号孔7.2、提升臂三号孔7.3与主连杆四号孔2.4、升降液压缸12的输出端对应铰接在一起。支撑臂5的支撑臂一号孔5.1与上连杆4的上连杆一号孔4.1铰接在一起。旋转臂6的旋转臂五号孔6.5、旋转臂四号孔6.4、旋转臂三号孔6.3与提升臂一号孔5.1、支撑臂二号孔5.2、抱紧液压缸13的末端对应铰接在一起。旋转臂三号孔6.3与抱紧液压缸10的末端铰接在一起，抱紧液压缸10的输出端与驱动连杆9.23的驱动连杆一号孔9.23a铰接在一起。

如图17、19、20所示，右抱紧臂8的具体连接关系如下：从上至下依次安装有密封圈a9.2、轴承a9.3、轴套a9.4、圆柱齿轮9.5的从动轴8.2从旋转臂一号孔6.1的上端串入，将轴承a9.3安装在旋转臂一号孔6.1后，通过紧固件将端盖8.1固装在旋转臂6的左抱紧臂上安装台6.9上，将轴套b9.6、轴承b9.7、密封圈b9.8及下透盖9.9从主动轴9.11下端串入后将轴承b9.7安装在旋转臂七号孔6.10内、并通过紧固件将下透盖9.9紧固在左抱紧臂下安装台6.11上、将锥套9.10、抱紧臂9.19从从动轴8.2下端串入后用锁紧螺母9.12锁紧。所述抱紧臂支架9.14通过抱紧臂销轴9.17安装在抱紧臂9.19的抱紧臂一号孔9.19a，所述弹簧9.13一端安装在抱紧臂9.19上，另一端安装在张紧轴套9.15上，所述张紧轴套9.15通过张紧轴9.16安装在抱紧臂支架9.14一端。所述皮带轮9.21通过皮带轮销轴9.22分别安装在抱紧臂支架9.14的另一端与焊接在抱紧臂9.19上的皮带轮安装架9.20上，皮带轮安装架9.20上安装有两个皮带轮9.21。所述皮带9.18的一端缠绕在安装在抱紧臂支架9.14的另一端皮带轮9.21上，其另一端穿过安装在皮带轮安装架9.20上的两个皮带轮9.21的间隙后固定在抱紧臂9.19上。

如图18-20所示，左抱紧臂9的具体连接关系如下：从上至下依次安装有密封圈a9.2、轴承a9.3、轴套a9.4、圆柱齿轮9.5的主动轴9.11从旋转臂二号孔6.2的上端串入，将轴承a9.3安装在旋转臂二号孔6.2内后，通过紧固件将上透盖9.1固装在旋转臂6的右抱紧臂上安装台6.6上，将轴套b9.6、轴承b9.7、密封圈b9.8及下透盖9.9从主动轴9.11下端串入后将轴承b9.7安装在旋转臂六号孔6.7内、并通过紧固件将下透盖9.9紧固在右抱紧臂下安装台6.8上、将锥套9.10、抱紧臂9.19从主动轴9.11下端串入后用锁紧螺母9.12锁紧。驱动连杆二号孔9.23b通过键与主动轴9.11的上端连接后用轴端挡板9.24及紧固件固定，所述抱紧臂支架9.14通过抱紧臂销轴9.17安装在抱紧臂9.19的抱紧臂一号孔9.19a，所述弹簧9.13一端安装在抱紧臂9.19上，另一端安装在张紧轴套9.15上，所述张紧轴套9.15通过张紧轴9.16安装在抱紧臂支架9.14一端。所述皮带轮9.21通过皮带轮销轴9.22分别安装在抱紧臂支架9.14的另一端与焊接在抱紧臂9.19上的皮带轮安装架9.20上，皮带轮安装架9.20上安装有两个皮带轮9.21。所述皮带9.18的一端缠绕在安装在抱紧臂支架9.14的另一端皮带轮9.21上，其另一端穿过安装在皮带轮安装架9.20上的两个皮带轮9.21的间隙后固定在抱紧臂9.19上。

伸缩液压缸11与升降液压缸12联动作用控制主连杆2、副连杆3与提升臂7协同作用完成机械臂伸出与收回动作。抱紧液压缸13控制驱动连杆10旋转带动左抱紧臂9主动轴上的齿轮副作用完成机械臂对垃圾桶的抓取动作。升降液压缸12控制提升臂7协同作用完成机械臂对垃圾桶的提升与倾倒动作。整个垃圾收集过程如下：

1）司机将垃圾车停靠在待收集垃圾桶旁，通过控制系统控制伸缩液压缸11与升降液压缸12联合作用将主连杆2与副连杆3向外推出，同时带动主连杆2与副连杆3上的上连杆4、主连杆2中间铰接的提升臂7向外伸出。与之伴随的是支撑臂5在上连杆4的作用下也随之伸出。此时，提升臂7与支撑臂5带动旋转臂6和铰接在旋转臂6之上的左抱紧臂9与右抱紧臂8向靠近垃圾桶的方向伸出；

2）当左抱紧臂9与右抱紧臂8运动到靠近垃圾桶的适当位置时，抱紧液压缸13开始工作，作用在驱动连杆10上的力带动了主动轴9.2旋转。此时安装在主动轴9.2上的主动齿轮和与之啮合的从动齿轮同时转动，完成左抱紧臂9与右抱紧臂8对垃圾桶的抱紧动作。在进行抱紧动作时，安装在滑轮安装板8.11上的带轮8.18起到了导向作用，引导垃圾桶顺利进入皮带的加紧范围内；

3）待完成垃圾桶的抱紧动作之后，伸缩液压缸11与升降液压缸12协同作用，控制主连杆2与副连杆3往回收，在保持垃圾桶水平的前提下将垃圾桶提升至垃圾车收集箱收集口上方；

4）伸缩液压缸11锁定，这样就使得主连杆2与副连杆3同时固定不再进行移动；

5）升降液压缸12工作，带动提升臂7完成倾倒动作；

6）伸缩液压缸11与升降液压缸12协同作用，沿提升过程中的原路径将垃圾桶放回原来位置；

7）抱紧液压缸13运动带动左抱紧臂9与右抱紧臂8松开垃圾桶；

8）伸缩液压缸11与升降液压缸12协同作用，控制主连杆2与副连杆3往回收，直到回到机械臂初始位置后，伸缩液压缸11与升降液压缸12都停止动作，司机开动垃圾车向前继续运动，进行下一处垃圾的收集。

上述文字只是对本发明设计举了一个适宜的例子并进行了一个相应的说明，但是本文的发明设计并不是单一的只能用于上述例子之中，在机械臂设计领域的一般研发设计人员具备的技术体系范围之中，本文的发明设计还可以进行各种变动，进行变动以后的发明设计都应包含在本文发明设计的保护范围之内。