摘钩机械臂系统技术方案

本发明专利技术公开了一种摘钩机械臂系统，设置在火车摘钩位上，用于火车车厢摘钩，包含：固定支架，固定支架固定设置在火车摘钩位上；直线模组，直线模组设置在固定支架上，直线模组的动作方向与火车车厢平行；机械臂，机械臂设置在直线模组上；执行机构，执行机构设置在机械臂的前端，用于执行火车车厢摘钩动作。本发明专利技术通过长度可变、刚性可调的柔性杆组件，保证前端执行器正确抓柄姿势，在前端载荷过大时，能够通过改变长度释放载荷，适应实际工况中车钩各类手柄，以及火车零部件变形等情况；同时采用铝制两轴机械臂与直线模组组合的方式，完成摘钩动作，实现设备小型化、轻量化，且降低设备成本，以及编程和调试成本。以及编程和调试成本。以及编程和调试成本。

【技术实现步骤摘要】
摘钩机械臂系统


[0001]本专利技术涉及火车敞车输送
，特别涉及一种摘钩机械臂系统。

技术介绍

[0002]在现有技术中，采用成熟的六轴机械臂带动执行机构进行火车车厢的摘钩动作，理论可行。但是，由于执行摘钩动作轨迹在一个平面内即可完成，仅需两个旋转自由度和一个直线自由度即可满足要求，并非空间曲线轨迹。六轴机械臂虽然动作灵活，但根据实际工况选型后，整机就略显笨重，经济性不好，控制复杂程度高。
[0003]另外实际车厢混编运输，各类车型的手柄、摘钩动作不同。另外，车厢手柄存在变形，误差常会达到几十毫米，甚至几百毫米，按既定轨迹很难适应所有工况，容易造成摘钩失败。
[0004]传统的机械臂，如果是六轴以上机械臂，是可以通过电机精确控制前端在空间坐标中的位置和方向。当需求前端仅保持水平时，可以通过加装一根固定连杆，通过机械运动的方式达到目的。连杆连接的好处是结构简单，设备维护量减低；省区电机，成本和功耗降低，同时算法大大简化。但目前机械臂所加的连杆一般是刚性的，主要起前端保持水平的作用，无法满足火车摘钩的要求。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术实施例，提供了一种摘钩机械臂系统，设置在火车摘钩位上，用于火车车厢摘钩，包含：固定支架，固定支架固定设置在火车摘钩位上；直线模组，直线模组设置在固定支架上，直线模组的动作方向与火车车厢平行；机械臂，机械臂设置在直线模组上；执行机构，执行机构设置在机械臂的前端，用于执行火车车厢摘钩动作。
[0006]进一步，直线模组为高速高精度直线传动机构，直线模组的传动方式包含但不限于：丝杆传动、齿轮齿条传动、同步带传动。
[0007]进一步，机械臂包含：两轴机械臂、上铰座、下铰座、大臂连杆机构和小臂连杆机构；两轴机械臂包含大臂、小臂、大臂驱动和小臂驱动，大臂驱动和小臂驱动分别连接大臂的两端，下铰座设置在直线模组上，小臂的一端与上铰座相连，小臂的另一端与执行机构通过铰点活动连接；大臂连杆机构设置在大臂上，大臂连杆机构分别与下铰座和上铰座相连；小臂连杆机构设置在小臂上，小臂连杆机构分别与上铰座和铰点相连。
[0008]进一步，大臂连杆机构包含：大臂柔性杆组件和一对大臂连接杆，一对大臂连接杆将大臂柔性杆组件分别连接至下铰座和上铰座，一对大臂连接杆、大臂柔性杆组件以及大臂组成平行四边形。
[0009]进一步，大臂柔性杆组件包含：第一固定杆、第一导向套、第一导向杆、第一活动杆以及第一弹簧和第二弹簧；第一活动杆的后端与下铰座相连；第一导向套设置在第一活动杆的前端；第一导向杆设置在第一活动杆中，第一导向杆的后端与第一活动杆的后端之间设有第一弹簧，第一导向杆的前端从第一活动杆的前端伸出；第一固定杆的一端与上铰座相连，第一导向杆的前端插入第一固定杆的另一端；第二弹簧套设在第一导向杆上；第一导向杆、第一固定杆和第一活动杆在同一直线。
[0010]进一步，大臂连杆机构包含：大臂固定杆和一对大臂连接杆，一对大臂连接杆将大臂固定杆分别连接至下铰座和上铰座，一对大臂连接杆、大臂固定杆以及大臂组成平行四边形。
[0011]进一步，小臂连杆机构包含：小臂柔性杆组件和一对小臂连接杆，一对小臂连接杆将小臂柔性杆组件分别连接至上铰座和铰点，小臂柔性杆组件沿小臂方向延伸，一对小臂连接杆、小臂柔性杆组件以及小臂组成平行四边形。
[0012]进一步，小臂柔性杆组件包含：第二固定杆、第二导向套、第二导向杆、第二活动杆以及第三弹簧和第四弹簧；第二活动杆的后端与上铰座相连；第二导向套设置在第二活动杆的前端；第二导向杆设置在第二活动杆中，第二导向杆的后端与第二活动杆的后端之间设有第三弹簧，第二导向杆的前端从第二活动杆的前端伸出；第二固定杆的一端与铰点相连，第二导向杆的前端插入第二固定杆的另一端；第四弹簧套设在第二导向杆上；第二导向杆、第二固定杆和第二活动杆在同一直线。
[0013]进一步，小臂连杆机构包含：小臂固定杆和一对小臂连接杆，一对小臂连接杆将小臂固定杆分别连接至上铰座和铰点，一对小臂连接杆、小臂固定杆以及小臂组成平行四边形。
[0014]根据本专利技术实施例的摘钩机械臂系统，通过长度可变、刚性可调的柔性杆组件，保证前端执行器正确抓柄姿势，在前端载荷过大时，能够通过改变长度释放载荷，适应实际工况中车钩各类手柄，以及火车零部件变形等情况；同时采用铝制两轴机械臂与直线模组组合的方式，完成摘钩动作，实现设备小型化、轻量化，且降低设备成本，以及编程和调试成本。
[0015]要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
[0016]附图说明
[0017]图1为根据本专利技术实施例摘钩机械臂系统的主视图；图2为根据本专利技术实施例摘钩机械臂系统的侧视图；
图3为图1中大、小臂柔性杆组件的结构示意图；图4为图3的结构拆解图。
[0018]具体实施方式
[0019]以下将结合附图，详细描述本专利技术的优选实施例，对本专利技术做进一步阐述。
[0020]首先，将结合图1~4描述根据本专利技术实施例的摘钩机械臂系统，用于火车摘钩位，其应用场景很广。
[0021]如图1、2所示，本专利技术实施例的摘钩机械臂系统，设置在火车摘钩位上，用于火车车厢摘钩，具有固定支架1、直线模组2、机械臂、执行机构4。其中，如图1、2所示，固定支架1固定设置在火车摘钩位上，直线模组2设置在固定支架1上，直线模组2的动作方向与火车车厢平行，机械臂设置在直线模组2上，执行机构4设置在机械臂的前端，用于执行火车车厢摘钩动作。
[0022]进一步，本专利技术实施例的摘钩机械臂系统全身采用铝件，实现了设备轻量化且降低了成本。
[0023]具体地，直线模组2选用高速高精度直线传动机构，其传动方式可以采用丝杆传动、齿轮齿条传动、同步带传动等，在本实施例中，直线模组2采用齿轮齿条传动，执行机构4采用常规摘钩执行机构，本实施例不再详细说明。
[0024]具体地，如图1~2所示，机械臂具有：两轴机械臂、大臂连杆机构32、小臂连杆机构33、上铰座34和下铰座35。
[0025]进一步，如图1~2所示，两轴机械臂具有大臂311、小臂312、由电机和减速机组成的大臂驱动313，以及，同样由电机和减速机组成的小臂驱动314。其中，大臂驱动313设置在下铰座35上，小臂驱动314设置在上铰座34上，下铰座35设置在直线模组2上，小臂312的一端与上铰座34相连，小臂312的另一端与执行机构4通过铰点315活动连接；大臂连杆机构32设置在大臂311上，大臂连杆机构32分别与下铰座35和上铰座34相连；小臂连杆机构33设置在小臂312上，小臂连杆机构33分别与上铰座34和铰点315相连。在本实施例中，通过两轴机械臂和直线模组的组合形式代替六轴机械臂，降低了制造和使用成本，并降低了控制复杂度。
[0026]进一步，如图1~2所示，大臂连杆机构32包含：大臂柔性杆组件321和一对大臂连接杆322，一对大臂连接杆32本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摘钩机械臂系统，设置在火车摘钩位上，用于火车车厢摘钩，其特征在于，包含：固定支架，所述固定支架固定设置在所述火车摘钩位上；直线模组，所述直线模组设置在所述固定支架上，所述直线模组的动作方向与所述火车车厢平行；机械臂，所述机械臂设置在所述直线模组上；执行机构，所述执行机构设置在所述机械臂的前端，用于执行火车车厢摘钩动作。2.如权利要求1所述摘钩机械臂系统，其特征在于，所述直线模组为高速高精度直线传动机构，所述直线模组的传动方式包含但不限于：丝杆传动、齿轮齿条传动、同步带传动。3.如权利要求1所述摘钩机械臂系统，其特征在于，所述机械臂包含：两轴机械臂、上铰座、下铰座、大臂连杆机构和小臂连杆机构；所述两轴机械臂包含大臂、小臂、大臂驱动和小臂驱动，所述大臂驱动和所述小臂驱动分别连接所述大臂的两端，所述大臂与所述下铰座相连，设置在所述直线模组上，所述小臂的一端与所述上铰座相连，所述小臂的另一端与所述执行机构通过铰点活动连接；所述大臂连杆机构设置在所述大臂上，所述大臂连杆机构分别与所述下铰座和所述上铰座相连；所述小臂连杆机构设置在所述小臂上，所述小臂连杆机构分别与所述上铰座和所述铰点相连。4.如权利要求3所述摘钩机械臂系统，其特征在于，所述大臂连杆机构包含：大臂柔性杆组件和一对大臂连接杆，所述一对大臂连接杆将所述大臂柔性杆组件分别连接至所述下铰座和所述上铰座，所述一对大臂连接杆、所述大臂柔性杆组件以及所述大臂组成平行四边形。5.如权利要求4所述摘钩机械臂系统，其特征在于，所述大臂柔性杆组件包含：第一固定杆、第一导向套、第一导向杆、第一活动杆以及第一弹簧和第二弹簧；所述第一活动杆的后端与所述下铰座相连；所述第一导向套设置在所述第一活动杆的前端；所述第一导向杆设置在所述第一活动杆中，所述第一导向杆的后端与所述第一活动杆的后端之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄曙光，姚欣，杨涛，王汝贵，杨新杭，崔玉华，方海涛，王为耀，
申请(专利权)人：北京汇力智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：