[发明专利]摘钩机械臂系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及火车敞车输送技术领域，特别涉及一种摘钩机械臂系统。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

根据本发明实施例，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。

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。

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。

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。

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。