助力装置及物流搬运系统的制作方法

本实用新型涉及物流搬运技术领域，尤其涉及一种助力装置及物流搬运系统。

背景技术：

在物流过程中搬运大件物体时，一般借助于天车、叉车、助力装置等设备完成，而助力装置主要通过气动、液压助力等方式省力地完成大件物品的搬运和移动，能够减轻工人的劳动强度、节省人力物力、提高工作效率。目前，现有技术中的气动助力装置由于受到结构形式的限制，仅能实现一定范围的搬运重量，随着物流领域待搬运物体重量的逐渐提高，现有气动助力装置的使用场合会受到一定的限制。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供了一种助力装置及物流搬运系统，能够提高搬运物体的最大重量。

为实现上述目的，本实用新型的实施例第一方面提供了一种助力装置，包括基座、高度位置调节组件和用于取放物体的取放组件，所述高度位置调节组件的尾端和头端分别与所述基座和取放组件连接，所述高度位置调节组件包括四连杆机构和至少两个驱动件，至少两个所述驱动件设在所述四连杆机构下方，用于共同驱动所述四连杆机构运动以调节所述取放组件搬运的物体在高度方向上的位置。

进一步地，所述四连杆机构为平行四连杆机构，所述平行四连杆机构包括：尾部铰接座、主臂、头部铰接座和从臂，所述尾部铰接座和所述头部铰接座竖直平行设置，所述主臂位于所述从臂下方且与从臂平行设置，所述主臂和所述从臂各自的一端分别可转动地连接在所述尾部铰接座上，各自的另一端分别可转动地连接在所述头部铰接座上。

进一步地，至少两个所述驱动件沿所述主臂的宽度方向并排设置。

进一步地，每个所述驱动件的两端分别与所述尾部铰接座和所述主臂连接。

进一步地，所述主臂和所述从臂之一上设有限位座，另一个上设有限位块，能够在所述平行四连杆机构运动至使所述取放组件位于最高位置时，通过所述限位块与所述限位座的接触进行限位。

进一步地，还包括水平位置调节组件，所述水平位置调节组件连接在所述高度位置调节组件的首端和/或尾端，用于以极坐标形式改变所述取放组件在水平面内的位置。

进一步地，所述水平位置调节组件包括连接梁，所述连接梁的第一端与所述基座远离基准面的端部在水平面内可转动地连接，所述连接梁的第二端与所述高度位置调节组件的尾端连接，使所述基座和所述高度位置调节组件之间具有预设的水平距离。

进一步地，所述连接梁的第二端与所述高度位置调节组件的尾端在水平面内可转动地连接。

进一步地，所述水平位置调节组件还包括调节杆，所述连接梁的第一端沿竖直方向设有向上延伸的加高部，所述调节杆的两端分别与所述加高部的自由端和所述连接梁的第二端连接，所述加高部、连接梁和调节杆形成三角形结构。

进一步地，所述水平位置调节组件包括竖直设置的连接柱，所述连接柱的第一端与所述高度位置调节组件的头端在水平面内可转动地连接，第二端与所述取放组件连接。

进一步地，所述水平位置调节组件包括连接梁，所述连接梁的第一端与所述基座远离基准面的端部在水平面内可转动地连接，第二端与所述高度位置调节组件的尾端在水平面内可转动地连接，

所述助力装置还包括抱紧部件，所述抱紧部件设在所述连接梁与基座、所述连接梁与高度位置调节组件尾端和/或所述连接柱与高度位置调节组件头端之间可转动连接的位置。

进一步地，还包括操作把手，所述操作把手设在所述取放组件上，用于改变物体在水平面内的位置。

为实现上述目的，本实用新型的实施例第二方面提供了一种物流搬运系统，包括上述各实施例的助力装置。

基于上述技术方案，本实用新型一个实施例的助力装置，在四连杆机构下方设置至少两个驱动件，以共同驱动四连杆机构运动以调节取放组件搬运的物体在高度方向上的位置，能够在将物体抬高的过程中增加举升力，并提供足够的力将物体悬停在特定位置，从而提高助力装置搬运物体的最大重量，以适用于更多的物流搬运场合；而且通过至少两个驱动件驱动能够增加物体搬运过程中的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型助力装置的一个实施例的侧视图；

图2为本实用新型助力装置的一个实施例驱动部件的结构示意图。

附图标记说明

1、基座；2、第一旋转轴；3、连接梁；4、调节杆；5、第二旋转轴；6、尾部铰接座；7、气缸；8、连接座；9、主臂；10、从臂；11、头部铰接座；12、第三旋转轴；13、连接柱；14、吸盘组件；15、操作把手；16、物体；17、限位座；18、限位块。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本实用新型的描述中，采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

为了能够提高助力装置搬运物体的最大重量，本实用新型提供了一种改进的助力装置，在一个示意性的实施例中，参考图1，该助力装置包括基座1、高度位置调节组件和用于取放物体16的取放组件。基座1的底端固定或连接在基准面上，高度位置调节组件的尾端与基座1连接，头端与取放组件连接。高度位置调节组件包括四连杆机构和至少两个驱动件，四连杆机构位于竖直平面内，至少两个驱动件设在四连杆机构下方。在驱动件的一种连接形式中，至少两个驱动件各自的一端连接在高度位置调节组件的尾端，各自的另一端连接在四连杆机构上靠近底部的位置，用于通过提供直线驱动力共同驱动四连杆机构运动(改变各连杆之间的角度)以调节取放组件搬运的物体16在高度方向上的位置。

在驱动件的另一种连接形式中，至少两个驱动件各自的一端也可连接在位于四连杆机构下方之外的其它固定件上，各自的另一端连接在四连杆机构上靠近底部的位置。

该助力装置可在搬运的过程中抬高或降低物体16的高度位置。如果需要抬高物体16的位置，则在取放组件携带物体16后，控制驱动件的活动端伸出，增加四连杆机构相对于水平面的倾斜角度，使取放组件的位置抬高，以将物体16搬运至更高的位置。搬运到位后取放组件将物体16释放，可再控制驱动件的活动端缩回，使取放组件空载回到初始高度位置。如果需要降低物体16的高度位置，具体方式可参考物体16的抬高过程。在助力装置搬运物体16抬高或降低的过程中，均可以通过控制驱动件停止运动使物体16保持在悬停状态，至少两个驱动件能够提供足够的力使物体悬停在特定的高度位置。

本实用新型实施例的助力装置，通过在四连杆机构下方设置至少两个驱动件，施加驱动力的作用点位于四连杆机构下部，在需要抬高物体时可通过举升的方式共同驱动四连杆机构运动，以调节取放组件在高度方向上的位置，能够增加举升力，提高助力装置举升搬运物体的最大重量，省力地完成大件物品的搬运和移动，从而可以适用于更多的物流搬运场合。而且，通过至少两个驱动件驱动能够增加搬运物体过程中的稳定性。

优选地，驱动件可以选择气缸7，气缸7具有响应速度快、无污染和防爆等优点。另外，驱动件也可以选择液压缸或直线电机等。

优选地，取放组件为吸盘组件14，吸盘组件14包括多个吸盘，当各个吸盘压在物体16的上表面上，并排出吸盘内的空气时，就实现了物体16和吸盘组件14的吸合固定，以对物体16进行搬运；在搬运到位后，使吸盘内进入空气，就实现了物体16和吸盘组件14的分离。采用吸盘组件14适合于上表面较为平整的物体16，使用方便，能对物体16施加较大的预紧力。可替代地，取放组件也可以是机械爪或夹具等。

在一种具体的结构形式中，四连杆机构为平行四连杆机构，平行四连杆机构包括：尾部铰接座6、主臂9、头部铰接座11和从臂10，尾部铰接座6和头部铰接座11竖直平行设置，从臂10位于主臂9上方，主臂9和从臂10从尾部铰接座6至头部铰接座11向上倾斜平行设置，主臂9和从臂10各自的一端分别可转动地连接在尾部铰接座6上，各自的另一端分别可转动地连接在头部铰接座11上。

每个驱动件的两端分别与尾部铰接座6和主臂9沿长度方向的预设位置连接。在至少两个驱动件共同驱动主臂9使头部铰接座11和从臂10运动的过程中，尾部铰接座6和头部铰接座11保持竖直平行状态，能够保证在搬运物体的过程中，物体16平稳地保持在竖直状态，不发生晃动和倾斜。

由于主臂9作为四连杆机构中施加驱动力的杆件，需要承受较大的作用力，可使主臂9的横截面积大于从臂10。例如，将主臂9设计为截面为矩形的杆件，从减轻重量的角度考虑可在主臂9上设置多个减重槽，从臂10设计为细长圆杆。

而且为了便于连接多个驱动件，在主臂9沿宽度方向的两侧部或底部上设置连接座8，各个驱动件各自的一端铰接在尾部铰接座6靠近底端的位置，各自的另一端铰接在连接座8上，以使各个驱动件共同实现对主臂9的驱动。

优选地，至少两个驱动件沿主臂9的宽度方向并排设置，这种设置方式能够使四连杆机构的运动更加平稳，以稳定地搬运物体16。更优地，至少两个驱动件在主臂9的宽度方向上相对于主臂9对称设置，能够使各个驱动件施加于主臂9上的作用力较为均衡，防止四连杆机构在运动的过程中出现左右两侧晃动的现象，使物体的搬运过程更平稳，而且还能保证将物体16更加准确地搬运至预定位置。

参考图2，主臂9和从臂10之一上设有限位座17，另一个上设有限位块18，能够在四连杆机构运动至使取放组件位于最高位置时，通过限位块18与限位座17的接触进行限位。该实施例能够对物体16抬起的最大高度进行限制，以提高助力装置工作的安全性。

具体地，在图2所示的结构中，在主臂9上设置限位座17，限位座17的中上部设有避让槽，以使从臂10穿过限位座17，在从臂10上设置限位块18，例如限位螺母，在各个驱动件共同驱动主臂9运动使取放组件处于最高位置时，限位螺母与限位座17相对的面接触，从而实现限位。

在进行高度位置调节的基础上，为了将物体16更加灵活地搬运至不同的位置，本实用新型的助力装置还包括水平位置调节组件，水平位置调节组件连接在高度位置调节组件的首端和/或尾端，用于以极坐标形式改变取放组件在水平面内的位置，从而将物体16更加灵活自由地搬运至水平面内预定的位置。

如图1所示，水平位置调节组件包括连接梁3，连接梁3可呈水平状态或以预设倾角设置，以使高度位置调节组件与基座1之间具有预设的水平距离。连接梁3的第一端与基座1远离基准面的端部在水平面内可转动地连接，连接梁3的第二端与高度位置调节组件的尾端连接。优选地，连接梁3的第一端与基座1远离基准面的端部之间设置第一旋转轴2，这样在物体16高度位置不变的情况下，能够实现以第一旋转轴2为转动中心，第一旋转轴2与物体16之间距离为转动半径的整个第一圆周上的水平位置调整，以快速定位物体16相对于基座1的大致摆放角度方位。

进一步地，连接梁3的第二端与高度位置调节组件的尾端在水平面内可转动地连接。优选地，在连接梁3的第二端与尾部铰接座6的顶端之间设置第二旋转轴5，这样在连接梁3的位置不变以及物体16高度位置不变的情况下，能够实现以第二旋转轴5为转动中心，第二旋转轴5与物体16之间距离为转动半径的第二圆周上的水平位置调整，以在物体16的目标摆放方位上进一步调整摆放区域。

再结合连接梁3相对于基座1绕第一旋转轴2转动，在几何关系上，第二圆周就能绕第一旋转轴2连续移动，能够使物体16可实现的搬运位置覆盖第一圆周之内的大部分区域。

其中，第一旋转轴2可实现360°转动，而第二旋转轴5在转动时，由于要使四连杆机构避开连接梁3，因而第二旋转轴5在运动至四连杆机构接近连接梁3就需要停止，第二旋转轴5的转动范围不足整周，例如330°。

考虑到连接梁3后续连接的一系列结构使其处于悬臂状态，容易在重力的作用下使连接梁3发生下挠的现象。为克服此问题，如图1所示，水平位置调节组件还包括调节杆4，连接梁3的第一端沿竖直方向设有向上延伸的加高部，调节杆4的两端分别与加高部的自由端和连接梁3的第二端连接，优选地采用铰接的方式，使加高部、连接梁3和调节杆4之间形成三角形结构。三角形结构的稳定性能使各杆长度不易发生变化，从而使各杆的之间的角度和自由度不变，能够避免连接梁3受到后续连接结构重量的影响产生下挠，可在搬运物体16的过程中对连接梁3进行调整以保持在初始状态。

在此基础上，水平位置调节组件还可包括竖直设置的连接柱13，连接柱13的第一端与高度位置调节组件的头端在水平面内可转动地连接，第二端与取放组件连接。具体地，如图1所示，连接柱13的第一端与头部铰接座11的底端之间设置第三旋转轴12形成可转动连接，第三旋转轴12可实现360°转动。在第一旋转轴2和第二旋转轴5位置不变的情况下，能够实现以第三旋转轴12为转动中心，第三旋转轴12与物体16最外缘之间距离为转动半径的整个第三圆周上的水平位置调整，可对物体16在目标区域内的摆放位置和自身摆放角度进行微调。

上述各实施例中的第一旋转轴2、第二旋转轴5和第三旋转轴12可全部设置，以在物体搬运时，将物体灵活准确地放置在水平面内的目标位置。而且，各个旋转轴以及四连杆机构的运动之间无固定顺序，可根据需求灵活地设置各运动步骤，或者各运动步骤反复穿插执行。

各个旋转轴的运动可通过人进行操作，为了便于操作，在取放组件上设置操作把手15，用于控制各旋转轴运动，以改变物体16在水平面内的位置。可替代地，各旋转轴也可通过驱动件进行驱动。

进一步地，为了使助力装置在非工作状态下，即物体16搬运完毕后，能够使各部件之间保持相对固定，提高助力装置的使用安全性，本实用新型的助力装置还包括抱紧部件，抱紧部件设在连接梁3与基座1、连接梁3与高度位置调节组件尾端和/或连接柱13与高度位置调节组件头端之间可转动连接的位置。具体地，抱紧部件可设置在第一旋转轴2、第二旋转轴5和第三旋转轴12处。

下面结合图1所示的具体实施例，对各部件更详细的结构和连接关系进行描述。基座1为具有底座的柱形结构，整体竖直设置，底座固定在基准面上，基座1的上端设有一个固定柱，基座1与固定柱之间通过第一旋转轴2可转动地连接，连接梁3水平延伸，且连接梁3的第一端设在固定柱上，例如可以将连接梁3的第一端插入固定柱的安装槽内，或在连接梁3的第一端设置安装接口以套设在固定柱沿长度方向的中部位置。固定柱位于连接梁3以上的部分形成加高部，调节杆4的两端分别铰接在在固定柱的顶端和连接梁3的第二端。

连接梁3的第二端设置空心圆柱体状的安装接口，以便通过第二旋转轴5可转动地安装在尾部铰接座6的顶端。尾部铰接座6为朝向主臂9和从臂10一侧开放的框架形结构，在框架形结构开口处的两个侧壁上分别从上至下设有主臂9的铰接接口、从臂10的铰接接口、驱动件的铰接接口，尾部铰接座6上还可设置减重槽。头部铰接座11也为朝向主臂9和从臂10一侧开放的框架形结构，在框架形结构开口处的两个侧壁上分别从上至下设有主臂9的铰接接口、从臂10的铰接接口。主臂9和从臂10均从尾部铰接座6至头部铰接座11的方向斜向上倾斜。头部铰接座11的底端通过第三旋转轴12与竖直设置的连接柱13的顶端可转动地连接，连接柱13的底端安装吸盘组件14。

最后，本实用新型还提供了一种物流搬运系统，包括上述各实施例所述的助力装置。在物流搬运的过程中，需要对各类集装箱、货物等物体从初始位置搬运至目标位置。由于本实用新型的助力装置可搬运物体的极限重量较大，对于一种具体的助力装置，可搬运0～350kg重量的物体，而且搬运过程中能使物体保持稳定，因而能够适用于物流运输过程中大部分物体的搬运，在物流运输前的装货、物流运输后的卸货、货物移动过程中发挥极大的作用，提高物体搬运效率，节约人力。

以上对本实用新型所提供的一种助力装置进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。