车载式特种作业机械手的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车载式特种作业机械手，带有多种执行部件，能实现多种功能，水平转动座上固定有多节有液压系统驱动收展的机械臂，在末节机械臂上固定有执行部件储备盒，储备盒内安装有驱动链及驱动机构，驱动链上通过调节座连接有多个执行部件，末节机械臂端部设置有执行部件卡置缺口，并在该端部上设置有执行部件夹紧机构。水平转动座在汽车底盘上可以水平转动，转动中带着机械臂同时转动，从而改变执行部件的位置；末节机械臂上固定执行部件储备盒，储备盒安装有多个执行部件，每个执行部件可以完成一个功能，储备盒内的执行部件通过驱动链可以轮转，从而选用合适的执行部件来完成需要的功能。
【专利说明】车载式特种作业机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆上装，尤其是一种具有多种功能的机械手并能实现自动转换的车载式特种作业机械手。
【背景技术】
[0002]随着城镇化的发展，需要越来越多的特种作业，如城市电缆敷设施工、特种设备安装作业、维修、救援等，需要一种专用机械设备，辅助进行运输、装卸。
[0003]比如:城市电网中66千伏及以上电力电缆线路大规模的投入使用，电缆铺设施工作业基本上没有专用的机械设备，从现有的铺设施工作业中看出，现有的方式施工作业效率低，劳动强度比较大。电缆线盘装卸，需要起重机在转运前后参与，特别是在现场使用起重机会影响城市交通，且每个线盘在现场需要2次用到起重机，搬下和搬上，每次起重机进场到离开需要20多分钟，极大影响交通且降低电力工程的社会效益和形象。
[0004]特殊场地设备维修更换等作业，如变压器安装更换，需要运输车、汽车起重机等设备，而现场受变压器上网线限制，汽车起重机不能充分发挥性能，因而效率低、劳动强度大、安全性低。
[0005]还有些工地，需要将大型设备从运输车辆上卸下或者装上，一般都是靠吊车来完成，这就要求对设备进行捆绑，以方便吊车的吊钩悬挂，但是这种方式比较耗时，尤其是在捆绑的时候要用到钢索，也无法准确定位设备的重心，人工操作比较麻烦。
[0006]现在也有一些机械手，但是这些机械手的执行元件只有一种结构，每一机械手只能完成一个功能，如果要完成多个动作组合，需要配置多种机械手，而一辆汽车底盘一般都只安装一个机械手，这就需要有多辆汽车协同作业。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种车载式特种作业机械手，带有多种执行部件，能实现多种功能，一辆车就可以完成装载，并实现多个动作组合。
[0008]本发明解决了现有的大型装备需要钢索和吊车相结合才能完成装卸，装卸效率差，工人劳动强度的缺陷，提供一种车载式特种作业机械手，通过机械手就可以完成装备装卸，效率高，降低工人劳动强度。
[0009]本发明还解决了现有的汽车底盘只安装一种机械手，只能完成一个功能，需要多辆汽车协同才能实现动作组合的缺陷，提供一种车载式特种作业机械手，一辆汽车底盘安装一个机械手，机械手上带有可转换的多种执行部件，只需转换执行部件，就可以完成多个动作组合。
[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种车载式特种作业机械手，通过水平转动座安装到汽车底盘上，水平转动座上固定有多节有液压系统驱动收展的机械臂，在末节机械臂上固定有执行部件储备盒，储备盒内安装有驱动链及用于驱动驱动链移动的驱动机构，驱动链上通过调节座连接有多个执行部件，末节机械臂端部设置有执行部件卡置缺口，并在该端部上设置有执行部件夹紧机构，汽车底盘上安装有控制液压系统和驱动机构的控制机构。水平转动座在汽车底盘上可以水平转动，转动中带着机械臂同时转动，从而改变执行部件的位置；末节机械臂上固定执行部件储备盒，储备盒安装有多个执行部件，每个执行部件可以完成一个功能，储备盒内的执行部件通过驱动链可以轮转，从而选用合适的执行部件来完成需要的功能；执行部件相对调节座转动，转动后卡入到末节机械臂上的卡置缺口内并由夹紧机构夹紧，只要改变机械臂的角度和位置就可以完成需要的动作；执行部件根据需要可以更换，更换后重新安装到调节座上即可。
[0011]作为优选，末节机械臂上固定有两个传动轮，其中一个传动轮连接步进电机形成主传动轮，另一个为从传动轮，驱动链连接到传动轮上。传动轮与驱动链相配合，主传动轮通过步进电机带动旋转，驱动链带动从传动轮转动。
[0012]作为优选，执行部件的末端固定有垂直执行部件轴线的横轴，横轴的两端铰接到调节座上，调节座上固定有转动电机，转动电机的输出轴与横轴相连用于驱动执行部件绕着调节座转动。执行部件与调节座通过横轴相铰接，执行部件绕着横轴的轴线可以转动，因此横轴的轴线与末节机械臂的长度方向相平行，这样执行部件可以搁置到卡置缺口内。
[0013]作为优选，执行部件包括连接圆柱段及与连接圆柱段的端部相固定的执行器，执行器分为抓取器或者插入器或者吸附器。连接圆柱段与调节座相铰接同时也与卡置缺口相配合，执行部件的不同功能主要是通过不同的执行器来实现。
[0014]作为优选，末节机械臂上的卡置缺口的一个侧面呈V形，夹紧机构包括夹紧臂和驱动缸，夹紧臂的端部为V形，两V形夹紧执行部件。
[0015]作为优选，机械臂包括与水平转动座相固定的固定臂、铰接在固定臂端部的第一节转动臂及铰接在第一节转动臂端部的所述的末节机械臂，固定臂与第一节转动臂之间连接有变幅油缸，第一节转动臂与末节机械臂之间连接有变幅油缸。
[0016]作为优选，第一节转动臂为伸缩结构，第一节转动臂包括外臂和内臂，内臂插入到外臂内，内臂与外臂之间通过伸缩缸连接，变幅油缸连接到外臂上。
[0017]作为优选，第一节转动臂的端部铰接有转动盘，转动盘分为相互嵌套的内盘和外盘，内盘与外盘之间连接有相互啮合的主动齿轮和固定齿轮，主动齿轮连接有驱动电机，末节机械臂固定到转动盘上。
[0018]作为优选，转动盘上固定有横臂，末节机械臂呈L形，L形的短臂插入到横臂内，短臂与横臂之间连接有伸缩缸，储备盒安装到末节机械臂的长臂上。末节机械臂为两支，两支末节机械臂上的执行部件在工作时可以是成对使用，比如两执行部件可以相互插接，通过两者的相互配合来共同完成功能。
[0019]作为优选，机械臂上安装有角度传感器和长度传感器，控制机械臂转动的角度变化范围，液压系统连接有压力传感器，控制执行部件能产生的力的变化小，并限制最大起重量。
[0020]本发明的有益效果是:水平转动座在汽车底盘上可以水平转动，转动中带着机械臂同时转动，从而改变执行部件的位置；末节机械臂上固定执行部件储备盒，储备盒安装有多个执行部件，每个执行部件可以完成一个功能，储备盒内的执行部件通过驱动链可以轮转，从而选用合适的执行部件来完成需要的功能。【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明一种结构示意图；
图2是本发明一种展开中间示意图；
图3是本发明另一种结构示意图；
图4是本发明图3所示结构的工作状态示意图；
图5是本发明一种储备盒的主视图；
图6是本发明图5所示储备盒的侧视图；
图7是本发明一种卡置缺口的结构示意图；
图8是本发明图7所示卡置缺口的夹紧示意图；
图中:1、汽车底盘，2、末节机械臂，3、储备盒，4、执行部件，5、转动盘，6、第二变幅油缸，
7、第一变幅油缸，8、第一节转动臂，9、固定臂，10、水平转动座，11、内壁，12、外壁，13、横臂，14、短臂，15、支撑腿，16、推动气缸，17、横轴，18、调节座，19、插入器，20、连接圆柱段，21、吸附器，22、主传动轮，23、驱动链，24、支架，25、从传动轮，26、固定轴，27、卡置缺口，28、侧面，29、夹紧臂，30、驱动缸，31、尾座。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0023]实施例:一种车载式特种作业机械手(参见附图1附图2)，通过水平转动座10安装到汽车底盘I上。水平转动座上固定有倾斜的固定臂9，固定臂端部铰接有第一节转动臂8，第一节转动臂的端部铰接有末节机械臂2。第一节转动臂为伸缩结构，第一节转动臂包括外臂12和内臂11，内臂插入到外臂内，内臂与外臂之间通过伸缩缸连接。外臂与固定臂之间连接有第一变幅油缸7，末节机械臂与第一节转动臂之间连接有第二变幅油缸6。伸缩缸、第一变幅油缸和第二变幅油缸均连接液压回路并组成液压系统，液压系统连接控制机构。
[0024]末节机械臂上固定有执行部件储备盒3 (参见附图5)，储备盒包括盒体，盒体的周边设置有一圈开槽。盒体内设置有两个传动轮，传动轮通过固定轴连接到末节机械臂上，其中一个传动轮连接步进电机形成主传动轮22，另一个为从传动轮25，主传动轮与从传动轮之间连接有驱动链23，驱动链的位置正好与开槽相对应。驱动链上固定有若干调节座18，每一个调节座上铰接有执行部件4。各执行部件具有不同的功能，执行部件包括连接圆柱段20及与连接圆柱段的端部相固定的执行器，执行器分为抓取器或者插入器19或者吸附器21。连接圆柱段的末端固定有垂直执行部件轴线的横轴17，横轴的两端铰接到调节座上，横轴的轴线与末节机械臂的长度方向相平行。调节座上设置有弹簧复位机构。盒体内还固定有支架24，支架的顶端固定有推动气缸16，推动气缸的高度正好能推动执行部件旋转90°(参见附图6)。推动气缸的活塞杆端部铰接有滑轮，滑轮的圆周面为与连接圆柱段相配合的凹陷面，滑轮与执行部件相接触。末节机械臂上设置有执行部件卡置缺口 27，卡置缺口具有V形的一个侧面28，末节机械臂上安装有夹紧机构，夹紧机构包括夹紧臂29和驱动缸30，夹紧臂的端部为V形，两V形夹紧执行部件，末节机械臂的尾端固定有尾座31，驱动缸固定到尾座上(参见附图7附图8)。
[0025]汽车底盘上安装有支撑腿15，作业时，将支撑腿撑开。当需要机械手操作时，选择合适的执行部件，启动步进电机，主从动轮带动驱动链移动，并将合适的执行部件移动到对准卡置缺口的位置，接着推动气缸动作将执行部件旋转90°，卡入到末节机械臂的卡置缺口内，接着驱动缸推动夹紧臂和卡置缺口的V形的侧面夹住执行部件，然后由第一变幅油缸和第二变幅油缸调节位置，水平转动座将执行部件转动到合适位置，然后由执行部件完成该功能。
[0026]实施例2:—种车载式特种作业机械手(参见附图3附图4)。与实施例之间的区别是:第一节转动臂的端部连接有转动盘5，转动盘分为相互嵌套的内盘和外盘，内盘和外盘之间可以相互转动，内盘与外盘之间连接有相互啮合的主动齿轮和固定齿轮，主动齿轮连接有驱动电机。驱动电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮可以绕着固定齿轮的轴线转动，从而实现内盘和外盘之间相互转动。转动盘上固定有横臂13，末节机械臂呈L形，L形的短臂14插入到横臂内，短臂与横臂之间连接有伸缩缸，储备盒安装到末节机械臂的长臂上。横臂的横截面呈矩形，短臂插入到横臂内可以限制转动。其余结构参照实施例1。
[0027]以上所述的实施例只是本发明的两种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【权利要求】
1.一种车载式特种作业机械手，通过水平转动座安装到汽车底盘上，其特征在于水平转动座上固定有多节有液压系统驱动收展的机械臂，在末节机械臂上固定有执行部件储备盒，储备盒内安装有驱动链及用于驱动驱动链移动的驱动机构，驱动链上通过调节座连接有多个执行部件，末节机械臂端部设置有执行部件卡置缺口，并在该端部上设置有执行部件夹紧机构，汽车底盘上安装有控制液压系统和驱动机构的控制机构。
2.根据权利要求1所述的车载式特种作业机械手，其特征在于末节机械臂上固定有两个传动轮，其中一个传动轮连接步进电机形成主传动轮，另一个为从传动轮，驱动链连接到传动轮上。
3.根据权利要求1所述的车载式特种作业机械手，其特征在于执行部件的末端固定有垂直执行部件轴线的横轴，横轴的两端铰接到调节座上，末节机械臂上固定有推动气缸，推动气缸推动执行部件绕着调节座转动并卡入到末节机械臂上的卡置缺口内，调节座上设置有执行部件复位机构。
4.根据权利要求1或2或3所述的车载式特种作业机械手，其特征在于执行部件包括连接圆柱段及与连接圆柱段的端部相固定的执行器，执行器分为抓取器或者插入器或者吸附器。
5.根据权利要求1或2或3所述的车载式特种作业机械手，其特征在于末节机械臂上的卡置缺口的一个侧面呈V形，夹紧机构包括夹紧臂和驱动缸，夹紧臂的端部为V形，两V形夹紧执行部件。
6.根据权利要求1或2或3所述的车载式特种作业机械手，其特征在于机械臂包括与水平转动座相固定的固定臂、铰接在固定臂端部的第一节转动臂及铰接在第一节转动臂端部的所述的末节机械臂，固定臂与第一节转动臂之间连接有第一变幅油缸，第一节转动臂与末节机械臂之间连接有第二变幅油缸。
7.根据权利要求6所述的车载式特种作业机械手，其特征在于第一节转动臂为伸缩结构，第一节转动臂包括外臂和内臂，内臂插入到外臂内，内臂与外臂之间通过伸缩缸连接，第一变幅油缸连接到外臂上。
8.根据权利要求6所述的车载式特种作业机械手，其特征在于第一节转动臂的端部铰接有转动盘，转动盘分为相互嵌套的内盘和外盘，内盘与外盘之间连接有相互啮合的主动齿轮和固定齿轮，主动齿轮连接有驱动电机，末节机械臂固定到转动盘上。
9.根据权利要求8所述的车载式特种作业机械手，其特征在于转动盘上固定有横臂，末节机械臂呈L形，L形的短臂插入到横臂内，短臂与横臂之间连接有伸缩缸，储备盒安装到末节机械臂的长臂上。
10.根据权利要求1或2或3所述的车载式特种作业机械手，其特征在于机械臂上安装有角度传感器和长度传感器，控制机械臂转动的角度变化范围，液压系统连接有压力传感器，控制执行部件能产生的力的变化小，并限制最大起重量。
【文档编号】B25J5/00GK103737572SQ201310715733
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】朱思爱, 廖惠鹏, 郭建君, 成俊军, 郑刚 申请人:中汽商用汽车有限公司(杭州)