本發明涉及抓取設備領域，特別涉及一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗。

背景技術：

抓斗是以抓取泥沙石子及各種散裝貨物能啟閉的斗，即是一種主要靠左右兩個組合斗或多個顎板的開合抓取和卸出散狀物料的吊具，抓斗按照形狀分類可分為貝形抓斗和桔瓣抓斗，前者由兩個完整的鏟斗組成，后者由三個或三個以上的顎板組成；按照驅動方式可分為液壓式抓斗和機械式抓斗兩大類。

隨著現代物流的發展，貨物的運輸越來越發達，現在貨物多采用箱體進行裝載，對于大型貨物設備則采用集裝箱裝載，因此，在港口碼頭、運輸車站和一些自貿區等地，箱體搬運每天都不在少數，目前對小箱體搬運則采用的是人工搬運，大箱體搬運多采用叉車，集裝箱搬運采用的是抓斗和吊車，現有的箱體搬運起吊并無專業抓斗，普遍采用的是爪式抓斗，此種抓斗對箱體外側損害很大，有時甚至破壞箱體內部物品，同時抓斗是在起吊機配合下進行箱體搬運的，因此，在抓斗搬運箱體的時候極易產生抖動和顛簸，容易對箱體內的物品造成損壞。鑒于此，本發明提供了一種可減震的箱體專用抓取設備，即一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗，其通過控制移動滑塊在導向滑軌上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動，增加了本發明抓取箱體的穩定性，防止了箱體在搬運起吊過程中的抖動性問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案來實現：一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗，包括四自由度并聯機構、固定板、四個電動滑軌和四個機械爪，所述的四自由度并聯機構位于固定板正上方，且四自由度并聯機構與固定板之間采用螺栓進行連接；所述的固定板呈方形結構，四個電動滑軌分別位于固定板的四個頂角平分線上，且電動滑軌與固定板固連；所述的四個機械爪分別安裝在四個電動滑軌正下方。

作為本發明的進一步改進，所述的四自由度并聯機構包括動平臺、定平臺、支撐桿、萬向節、移動滑塊和導向滑軌；所述的動平臺呈圓形結構，定平臺呈矩形結構，支撐桿、移動滑塊和導向滑軌的數量均為四，萬向節的數量為八；所述的四根支撐桿位于動平臺和定平臺之間，且四根支撐桿分別布置動平臺四側，支撐桿一端通過萬向節與動平臺底端面相連接，支撐桿另一端通過萬向節與移動滑塊相連接；所述的四個導向滑軌分別沿定平臺的中心軸線固定在定平臺的前后兩側，移動滑塊安裝在導向滑軌上，通過控制移動滑塊在導向滑軌上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動。

作為本發明的進一步改進，所述的機械爪包括移動滑塊、上夾套、下夾套、伸縮桿、上耳座、下耳座和液壓缸；所述的移動滑塊固定在上夾套頂端處，移動滑塊上開設有安裝耳孔；所述的上夾套底端與下夾套頂端之間通過伸縮桿相連接；所述的上夾套呈三角狀立柱結構，上夾套兩側壁上均勻開設有上圓形通孔，上夾套底端頂角處設置有上套筒，且上套筒內徑略大于伸縮桿外徑；所述的下夾套也呈三角狀立柱結構，下夾套兩側壁上均勻開設有下圓形通孔，下夾套頂端頂角處設置有下套筒，且下套筒內徑略大于伸縮桿外徑，下夾套底端設置有鏟耳，鏟耳呈扇形結構，鏟耳前端口處設置有傾斜度；所述的上耳座固定在上夾套底端的外側壁上，下耳座固定在下夾套頂端的外側壁上，上耳座和下耳座均為Ω型結構，液壓缸位于上耳座和下耳座之間，且液壓缸底端與上耳座相固定，液壓缸頂端與下耳座相連接。

使用時，首先正向啟動電動滑軌，通過電動滑軌帶動四個機械爪同時向外伸展；然后正向啟動液壓缸，通過液壓缸的伸展帶動下夾套的垂直向下運動，且同時實現整個機械爪的旋轉變向運動，使得四個機械爪正好貼靠箱體的四個拐角，當下夾套底端的鏟耳到達箱體底部的時候，再反向啟動電動滑軌，通過電動滑軌帶動四個機械爪同時向內收縮，當上夾套內側壁和下夾套內側壁與箱體拐角處的兩外側壁接觸時停止電動滑軌，實現對箱體四側的固定，再反向啟動液壓缸，通過液壓缸的收縮帶動下夾套的垂直向上運動，當上夾套頂端內側面和下夾套底端內側面分別與箱體的上下面接觸時停止液壓缸，從而實現對箱體的上下端的固定，通過吊車起吊固定板就能實現對箱體的起吊和搬運了。在起吊搬運過程中，其通過控制移動滑塊在導向滑軌上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構1在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動，增加了本發明抓取箱體的穩定性，防止了箱體在搬運起吊過程中的抖動性問題。

作為本發明的進一步改進，所述的支撐桿材質為不銹鋼材料，采用不銹鋼材質的支撐桿可避免生銹問題。

作為本發明的進一步改進，所述的導向滑軌兩端分別設置有限位擋板，通過在導向滑軌兩端設置限位擋板防止了移動滑塊在導向滑軌上來回往復移動時出現脫離導向滑軌的現象。

本發明的有益效果：一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗具有結構緊湊、操作便捷和制作成本低等特點，與現有技術相比，其通過控制移動滑塊在導向滑軌上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動，增加了本發明抓取箱體的穩定性，防止了箱體在搬運起吊過程中的抖動性問題。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的立體結構示意圖；

圖2是本發明固定板、四個電動滑軌和四個機械爪的配合示意圖；

圖3是本發明機械爪的立體結構示意圖；

圖4是本發明四自由度并聯機構的立體結構示意圖。

具體實施例

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互結合。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種基于并聯機構的四自由度自穩箱體抓斗，包括四自由度并聯機構1、固定板2、四個電動滑軌3和四個機械爪4，所述的四自由度并聯機構1位于固定板2正上方，且四自由度并聯機構1與固定板2之間采用螺栓進行連接；所述的固定板2呈方形結構，四個電動滑軌3分別位于固定板2的四個頂角平分線上，且電動滑軌3與固定板2固連；所述的四個機械爪4分別安裝在四個電動滑軌3正下方。

如圖4所示，所述的四自由度并聯機構1包括動平臺11、定平臺12、支撐桿13、萬向節14、移動滑塊15和導向滑軌16；所述的動平臺11呈圓形結構，定平臺12呈矩形結構，支撐桿13、移動滑塊15和導向滑軌16的數量均為四，萬向節14的數量為八；所述的四根支撐桿13位于動平臺11和定平臺12之間，且四根支撐桿13分別布置動平臺11四側，支撐桿13一端通過萬向節14與動平臺11底端面相連接，支撐桿13另一端通過萬向節14與移動滑塊15相連接；所述的四個導向滑軌16分別沿定平臺12的中心軸線固定在定平臺12的前后兩側，移動滑塊15安裝在導向滑軌16上，通過控制移動滑塊15在導向滑軌16上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構1在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動。

如圖2和圖3所示，所述的機械爪4包括移動滑塊41、上夾套42、下夾套43、伸縮桿44、上耳座45、下耳座46和液壓缸47；所述的移動滑塊41固定在上夾套42頂端處，移動滑塊41上開設有安裝耳孔；所述的上夾套42底端與下夾套43頂端之間通過伸縮桿44相連接；所述的上夾套42呈三角狀立柱結構，上夾套42兩側壁上均勻開設有上圓形通孔，上夾套42底端頂角處設置有上套筒，且上套筒內徑略大于伸縮桿44外徑；所述的下夾套43也呈三角狀立柱結構，下夾套43兩側壁上均勻開設有下圓形通孔，下夾套43頂端頂角處設置有下套筒，且下套筒內徑略大于伸縮桿44外徑，下夾套43底端設置有鏟耳，鏟耳呈扇形結構，鏟耳前端口處設置有傾斜度；所述的上耳座45固定在上夾套42底端的外側壁上，下耳座46固定在下夾套43頂端的外側壁上，上耳座45和下耳座46均為Ω型結構，液壓缸47位于上耳座45和下耳座46之間，且液壓缸47底端與上耳座45相固定，液壓缸47頂端與下耳座46相連接。

如圖4所示，所述的支撐桿13材質為不銹鋼材料，采用不銹鋼材質的支撐桿13可避免生銹問題。

如圖4所示，所述的導向滑軌16兩端分別設置有限位擋板，通過在導向滑軌16兩端設置限位擋板防止了移動滑塊15在導向滑軌6上來回往復移動時出現脫離導向滑軌16的現象。

使用時，首先正向啟動電動滑軌3，通過電動滑軌3帶動四個機械爪4同時向外伸展；然后正向啟動液壓缸47，通過液壓缸47的伸展帶動下夾套43的垂直向下運動，且同時實現整個機械爪4的旋轉變向運動，使得四個機械爪4正好貼靠箱體的四個拐角，當下夾套43底端的鏟耳到達箱體底部的時候，再反向啟動電動滑軌3，通過電動滑軌3帶動四個機械爪4同時向內收縮，當上夾套42內側壁和下夾套43內側壁與箱體拐角處的兩外側壁接觸時停止電動滑軌3，實現對箱體四側的固定，再反向啟動液壓缸47，通過液壓缸47的收縮帶動下夾套的垂直向上運動，當上夾套42頂端內側面和下夾套43底端內側面分別與箱體的上下面接觸時停止液壓缸47，從而實現對箱體的上下端的固定，通過吊車起吊固定板2就能實現對箱體的起吊和搬運了；在起吊搬運過程中，其通過控制移動滑塊15在導向滑軌16上的來回往復運動來實現本發明的空間運動狀態，采用4-CRC模式的四自由度并聯機構1在空間內可實現一平移三轉動共四自由度運動，增加了本發明抓取箱體的穩定性，防止了箱體在搬運起吊過程中的抖動性問題。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。