一种基于麦克纳姆轮的举升装置的制作方法

1.本发明涉及举升设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种基于麦克纳姆轮的举升装置。


背景技术：

2.基于麦克纳姆轮的举升设备在高空作业、物流搬运、制造装配等多个行业中得到广泛应用。
3.麦克纳姆轮是一种全向移动轮，通过对麦克纳姆轮组的联合控制，可使联接麦克纳姆轮组的底盘产生二维平面内任意方向和角度的运动，实现底盘的全向移动。因此，该类底盘适用于有在狭窄空间和复杂路径下移动需求的场景。剪叉机构常用于作业平台的升降功能的实现，其稳定性好、承载力高、结构简单。
4.常见的基于麦克纳姆轮的举升设备，正是将可全向移动的底盘和带有剪叉机构的作业平台两者结合，将人员或物品运送到指定位置和高度，并以其载重量大、举升高度高、可全向移动的特点而受到市场的欢迎。但是，现有举升设备再使用时仍然存在不足，尤其是在运载质量较大物品时，运载以及举升工作效率较低。
5.因此，如何改变现有技术中，举升设备的工作效率较低的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种基于麦克纳姆轮的举升装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高举升设备的工作效率。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于麦克纳姆轮的举升装置，包括：底盘单元，所述底盘单元包括底盘主体和设置于所述底盘主体上的第一操作平台、第二操作平台、行走轮组，所述第一操作平台和所述第二操作平台均设置于所述底盘主体的顶部，所述第一操作平台和所述第二操作平台均能够承载物品，所述行走轮组包括多个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮可转动地与所述底盘主体相连，所述行走轮组能够带动所述底盘主体往复运动；举升单元，所述举升单元包括并排设置的第一剪叉组件和第二剪叉组件，所述第一剪叉组件固定于所述底盘主体上，所述第一剪叉组件的顶部设置作业平台，所述第一剪叉组件能够带动所述作业平台于垂直方向往复运动，所述第二剪叉组件的顶部与所述作业平台相连，所述第二剪叉组件的底部连接有踏板，所述第二剪叉组件能够带动所述踏板于垂直方向往复运动；校准单元，所述校准单元包括图像采集元件，所述图像采集元件正对所述举升单元设置，所述图像采集元件能够采集靶标的图像信息，所述校准单元设置于所述底盘主体上；
操控单元，所述操控单元包括控制器、倾角传感器、接近传感器，所述倾角传感器和所述接近传感器均设置于所述底盘主体上，所述行走轮组、所述举升单元、所述接近传感器、所述倾角传感器、所述校准单元分别与所述控制器相连，所述倾角传感器能够监测所述底盘主体与水平面之间的夹角，所述接近传感器能够监测所述底盘主体与周边物品是否接触。
8.优选地，所述第一操作平台和所述第二操作平台分别设置于所述举升单元的相对的两侧。
9.优选地，所述底盘单元还包括驱动组件，所述驱动组件与所述行走轮组传动相连。
10.优选地，所述第一剪叉组件可滑动地与所述底盘主体相连。
11.优选地，所述第一剪叉组件与所述底盘主体之间设置线性滑轨。
12.优选地，所述第一剪叉组件连接有液压组件，所述液压组件包括液压油缸、位移传感器和电磁比例阀，所述液压油缸能够与外部液压油来源相连通，所述液压油缸能够带动所述第一剪叉组件往复运动，所述液压油缸与所述位移传感器相连，所述位移传感器能够监测所述液压油缸的活塞的位移，所述液压油缸与所述外部液压油来源之间设置比例电磁阀，所述位移传感器和所述比例电磁阀均与所述控制器相连。
13.优选地，所述举升单元还包括人员安全框，所述人员安全框包括把手、支撑臂、安全带挂钩、后挡杆，所述把手、所述支撑臂、所述安全带挂钩均设置于所述作业平台的侧立面上，所述支撑臂的数量为两根，两根所述支撑臂平行设置，两根所述支撑臂远离所述作业平台的一端利用所述后挡杆相连，所述支撑臂以及所述后挡杆与所述作业平台的侧立面围成能够容纳操作人员的空间，所述支撑臂和所述后挡杆均位于所述踏板的顶部且二者均正对所述踏板设置，所述第二剪叉组件的顶部与所述支撑臂相连；所述举升单元还包括软管照明灯和急停按钮，所述软管照明灯和所述急停按钮均与所述控制器相连。
14.优选地，所述图像采集元件为集成相机，所述校准单元还包括相机支架，所述相机支架与所述底盘单元相连且位于所述举升单元的一侧，所述图像采集元件与所述相机支架相连，所述相机支架的高度能够调整。
15.优选地，所述接近传感器的数量为四个，四个所述接近传感器分别设置于所述底盘主体的四个侧立面上。
16.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置，包括底盘单元、举升单元、校准单元和操控单元，其中，底盘单元包括底盘主体和设置于底盘主体上的第一操作平台、第二操作平台、行走轮组，第一操作平台和第二操作平台均设置于底盘主体的顶部，第一操作平台和第二操作平台均能够承载物品，行走轮组包括多个麦克纳姆轮，麦克纳姆轮可转动地与底盘主体相连，行走轮组能够带动底盘主体往复运动；举升单元包括并排设置的第一剪叉组件和第二剪叉组件，第一剪叉组件固定于底盘主体上，第一剪叉组件的顶部设置作业平台，第一剪叉组件能够带动作业平台于垂直方向往复运动，第二剪叉组件的顶部与作业平台相连，第二剪叉组件的底部连接有踏板，第二剪叉组件能够带动踏板于垂直方向往复运动；校准单元包括图像采集元件，图像采集元件正对举升单元设置，图像采集元件能够采集靶标的图像信息，校准单元设置于底盘主体上；操控单元包括控制器、倾角传感器、接近传感器，倾角传感器和接近传感器均设置于底盘主体上，行走轮组、举升单元、接近传感器、倾角传感器、校准单元分别与控制器相连，倾角传感器能
够监测底盘主体与水平面之间的夹角，接近传感器能够监测底盘主体与周边物品是否接触。
17.本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置，底盘单元包括行走轮组，行走轮组能够带动底盘单元运动，进而实现装置整体运动，底盘单元设置了第一操作平台和第二操作平台，提升了装置的运载能力；举升单元设置第一剪叉组件和第二剪叉组件，在运载物品的同时为操作人员预留作业空间；校准单元能够采集靶标的信息，倾角传感器、接近传感器同时能够采集举升单元的倾斜角度以及装置与周边物品的距离，采集到的信息发送至控制器，便于控制器及时调整装置运行状态，提高装置的运作安全系数，从而保证装置的正常工作，提升装置运载工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的工作时的结构示意图；图2为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置未工作时的结构示意图；图3为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的控制器的示意图；图4为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的举升单元的结构示意图；图5为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的部分结构示意图；图6为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的作业平台的结构示意图；图7为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的部分结构示意图；其中，1为底盘单元，101为底盘主体，102为第一操作平台，103为第二操作平台，104为行走轮组，2为举升单元，201为第一剪叉组件，202为第二剪叉组件，203为作业平台，204为踏板，205为线性滑轨，206为同步销，207为液压油缸，208为压力传感器，209为把手，210为支撑臂，211为安全带挂钩，212为后挡杆，213为软管照明灯，214为急停按钮，3为校准单元，301为图像采集元件，302为相机支架，303为保护罩，4为操控单元，401为控制器，402为倾角传感器，403为接近传感器。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明的目的是提供一种基于麦克纳姆轮的举升装置，以解决现有技术存在的问题，提高举升设备的工作效率。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.请参考图1
‑ꢀ
7，其中，图1为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的工作时的结构
示意图，图2为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置未工作时的结构示意图，图3为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的控制器的示意图，图4为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的举升单元的结构示意图，图5为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的部分结构示意图，图6为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的作业平台的结构示意图，图7为本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置的部分结构示意图。
24.本发明提供一种基于麦克纳姆轮的举升装置，包括：底盘单元1，底盘单元1包括底盘主体101和设置于底盘主体101上的第一操作平台102、第二操作平台103、行走轮组104，第一操作平台102和第二操作平台103均设置于底盘主体101的顶部，第一操作平台102和第二操作平台103均能够承载物品，行走轮组104包括多个麦克纳姆轮，麦克纳姆轮可转动地与底盘主体101相连，行走轮组104能够带动底盘主体101往复运动；举升单元2，举升单元2包括并排设置的第一剪叉组件201和第二剪叉组件202，第一剪叉组件201固定于底盘主体101上，第一剪叉组件201的顶部设置作业平台203，第一剪叉组件201能够带动作业平台203于垂直方向往复运动，第二剪叉组件202的顶部与作业平台203相连，第二剪叉组件202的底部连接有踏板204，第二剪叉组件202能够带动踏板204于垂直方向往复运动；校准单元3，校准单元3包括图像采集元件301，图像采集元件301正对举升单元2设置，图像采集元件301能够采集靶标的图像信息，校准单元3设置于底盘主体101上；操控单元4，操控单元4包括控制器401、倾角传感器402、接近传感器403，倾角传感器402和接近传感器403均设置于底盘主体101上，行走轮组104、举升单元2、接近传感器403、倾角传感器402、校准单元3分别与控制器401相连，倾角传感器402能够监测底盘主体101与水平面之间的夹角，接近传感器403能够监测底盘主体101与周边物品是否接触。
25.本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置，底盘单元1包括行走轮组104，行走轮组104能够带动底盘单元1运动，进而实现装置整体运动，底盘单元1设置了第一操作平台102和第二操作平台103，提升了装置的运载能力；举升单元2设置第一剪叉组件201和第二剪叉组件202，在运载物品的同时为操作人员预留作业空间；校准单元3能够采集靶标的信息，倾角传感器402、接近传感器403同时能够采集举升单元2的倾斜角度以及装置与周边物品的距离，采集到的信息发送至控制器401，便于控制器401及时调整装置运行状态，提高装置的运作安全系数，从而保证装置的正常工作，提升装置运载工作效率。
26.在本具体实施方式中，第一操作平台102和第二操作平台103分别设置于举升单元2的相对的两侧，运载物品时有利于提高装置整体的平衡度。需要说明的是，在本发明的其他具体实施方式中，第一操作平台102和第二操作平台103可以设置为一体式，便于运载体积较大的物品，提高装置的适应性。
27.具体地，底盘单元1还包括驱动组件，驱动组件与行走轮组104传动相连，驱动组件带动行走轮组104运动，继而带动装置整体运动，运载物品。为了提高装置的灵活性，可将驱动组件连接蓄电池组，令蓄电池组为驱动组件提供电力来源，方便装置适应各种工作环境。
28.为了提高第一剪叉组件201的灵活适应性，第一剪叉组件201可滑动地与底盘主体101相连，底盘单元1固定时，可滑动第一剪叉组件201，使其适应各种作业空间，提高作业便捷性。
29.在本具体实施方式中，第一剪叉组件201与底盘主体101之间设置线性滑轨205，提高第一剪叉组件201的运动精确度，保证第一剪叉组件201的位置调整便捷度，提高装置工作效率。在本发明的其他具体实施方式中，作业平台203为分体式结构，相邻的作业平台203能够利用同步销206连接成一个整体，提高作业平台203的灵活适应性。
30.更具体地，第一剪叉组件201连接有液压组件，液压组件包括液压油缸207、位移传感器和电磁比例阀，液压油缸207能够与外部液压油来源相连通，液压油缸207能够带动第一剪叉组件201往复运动，液压油缸207与位移传感器相连，位移传感器能够监测液压油缸207的活塞的位移，液压油缸207与外部液压油来源之间设置比例电磁阀，位移传感器和比例电磁阀均与控制器401相连。根据位移传感器反馈的数据，调整比例电磁阀的开度，进而改变液压油缸207的进油流量，实现作业平台203在设定高度内的速度控制，提高装置的安全系数和自动化程度。在本具体实施方式中，液压油缸207上还固定有压力传感器阀块，压力传感器阀块上装有压力传感器208，实时反馈液压油缸207进油口压力值信息，当液压油缸207压力变化值大于设定值时，举升单元2停止运动并报警，提升装置的安全系数。
31.与此同时，举升单元2还包括人员安全框，人员安全框包括把手209、支撑臂210、安全带挂钩211、后挡杆212，把手209、支撑臂210、安全带挂钩211均设置于作业平台203的侧立面上，支撑臂210的数量为两根，两根支撑臂210平行设置，两根支撑臂210远离作业平台203的一端利用后挡杆212相连，支撑臂210以及后挡杆212与作业平台203的侧立面围成能够容纳操作人员的空间，支撑臂210和后挡杆212以及作业平台203围成的框架结构能够有效保护操作人员安全，把手209能够供操作人员辅助支撑，操作人员的安全服能够与安全带挂钩211连接，进一步保证操作人员的安全，支撑臂210和后挡杆212均位于踏板204的顶部且二者均正对踏板204设置，第二剪叉组件202的顶部与支撑臂210相连，人员安全框按照人体工程学设计，能够在保护人员安全的前提下，完成操作。
32.举升单元2还包括软管照明灯213和急停按钮214，软管照明灯213和急停按钮214均与控制器401相连，软管照明灯213用于较弱光线条件下工作使用，急停按钮214用于紧急情况下停止设备动作，举升单元2还设置了控制面板接口用于连接有线形式的控制器401。此处需要强调的是，本发明中的控制器401，可以选择有线形式的控制器401，控制器401包括两个多方位控制手柄、速度档位选择开关，行走/升降模式选择开关、联合/独立模式选择开关，启动按钮，校准按钮。有线控制器401仅可与作业平台203控制面板接口或主控制面板接口（本具体实施方式中，主控制面板结构设置于底盘单元1）中的一个接口连接，接通后则其余接口失效，且先接通接口为工作接口，避免多人同时操作，提高了设备的安全性。校准按钮用于控制装置自动移动到指定位置，当靶标出现在图像采集元件301的视场时，按下校准按钮，将驱动行走轮组104，自动调整装置坐标系与靶标坐标系的位置，直到两者高精度吻合，提高装置自动化和智能化程度。需要解释说明的是，本发明中的“靶标”是指装置的目标工作地点。
33.在本具体实施方式中，图像采集元件301为集成相机，校准单元3还包括相机支架302，相机支架302与底盘单元1相连且位于举升单元2的一侧，图像采集元件301与相机支架302相连，相机支架302的高度能够调整。集成相机包括矩形激光灯束框组、补光灯和双相机组。矩形激光灯束框组用于人眼判定靶标进入相机视场，补光灯用于光线较弱条件下双相机组能够正常工作，双相机组包含广角相机和定位相机，通过视觉定位系统分步定位，逐级
提高定位精度，相机支架302为可调整高度支架，确保靶标位于集成相机可视焦距范围内，校准单元3还设置保护罩303，保护罩303用于保护集成相机。
34.进一步地，接近传感器403的数量为四个，四个接近传感器403分别设置于底盘主体101的四个侧立面上，接近传感器403能够全方位感应装置是否与周边物品保持安全距离，避免周边物品影响装置运动或造成装置损坏，提高作业安全系数。
35.本发明的基于麦克纳姆轮的举升装置，多平台设置能一次运载多个物品，提高工作效率；举升单元2可设定举升速度、高度，还可独立、联合控制，作业平台203可同时搭载物品和人员，加强装置实用性；装置的基于视觉算法的自动校准功能，提高装置自动化程度和工作效率。装置的底盘单元1与举升单元2、校准单元3三者互相通讯、交联控制，提高设备智能化程度。本发明是一种设计精巧、安全性好、适应性广、实用性强、自动化和智能化程度高的装置，能有效提高工作效率的多平台智能举升设备。
36.本发明中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于，包括：底盘单元，所述底盘单元包括底盘主体和设置于所述底盘主体上的第一操作平台、第二操作平台、行走轮组，所述第一操作平台和所述第二操作平台均设置于所述底盘主体的顶部，所述第一操作平台和所述第二操作平台均能够承载物品，所述行走轮组包括多个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮可转动地与所述底盘主体相连，所述行走轮组能够带动所述底盘主体往复运动；举升单元，所述举升单元包括并排设置的第一剪叉组件和第二剪叉组件，所述第一剪叉组件固定于所述底盘主体上，所述第一剪叉组件的顶部设置作业平台，所述第一剪叉组件能够带动所述作业平台于垂直方向往复运动，所述第二剪叉组件的顶部与所述作业平台相连，所述第二剪叉组件的底部连接有踏板，所述第二剪叉组件能够带动所述踏板于垂直方向往复运动；校准单元，所述校准单元包括图像采集元件，所述图像采集元件正对所述举升单元设置，所述图像采集元件能够采集靶标的图像信息，所述校准单元设置于所述底盘主体上；操控单元，所述操控单元包括控制器、倾角传感器、接近传感器，所述倾角传感器和所述接近传感器均设置于所述底盘主体上，所述行走轮组、所述举升单元、所述接近传感器、所述倾角传感器、所述校准单元分别与所述控制器相连，所述倾角传感器能够监测所述底盘主体与水平面之间的夹角，所述接近传感器能够监测所述底盘主体与周边物品是否接触。2.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述第一操作平台和所述第二操作平台分别设置于所述举升单元的相对的两侧。3.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述底盘单元还包括驱动组件，所述驱动组件与所述行走轮组传动相连。4.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述第一剪叉组件可滑动地与所述底盘主体相连。5.根据权利要求4所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述第一剪叉组件与所述底盘主体之间设置线性滑轨。6.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述第一剪叉组件连接有液压组件，所述液压组件包括液压油缸、位移传感器和电磁比例阀，所述液压油缸能够与外部液压油来源相连通，所述液压油缸能够带动所述第一剪叉组件往复运动，所述液压油缸与所述位移传感器相连，所述位移传感器能够监测所述液压油缸的活塞的位移，所述液压油缸与所述外部液压油来源之间设置比例电磁阀，所述位移传感器和所述比例电磁阀均与所述控制器相连。7.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述举升单元还包括人员安全框，所述人员安全框包括把手、支撑臂、安全带挂钩、后挡杆，所述把手、所述支撑臂、所述安全带挂钩均设置于所述作业平台的侧立面上，所述支撑臂的数量为两根，两根所述支撑臂平行设置，两根所述支撑臂远离所述作业平台的一端利用所述后挡杆相连，所述支撑臂以及所述后挡杆与所述作业平台的侧立面围成能够容纳操作人员的空间，所述支撑臂和所述后挡杆均位于所述踏板的顶部且二者均正对所述踏板设置，所述第二剪叉组件的顶部与所述支撑臂相连；所述举升单元还包括软管照明灯和急停按钮，所述软管照明灯
和所述急停按钮均与所述控制器相连。8.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述图像采集元件为集成相机，所述校准单元还包括相机支架，所述相机支架与所述底盘单元相连且位于所述举升单元的一侧，所述图像采集元件与所述相机支架相连，所述相机支架的高度能够调整。9.根据权利要求1
‑
8任一项所述的基于麦克纳姆轮的举升装置，其特征在于：所述接近传感器的数量为四个，四个所述接近传感器分别设置于所述底盘主体的四个侧立面上。
技术总结
本发明公开一种基于麦克纳姆轮的举升装置，包括底盘单元、举升单元、校准单元和操控单元，其中，底盘单元包括行走轮组，行走轮组能够带动底盘单元运动，进而实现装置整体运动，底盘单元设置了第一操作平台和第二操作平台，提升了装置的运载能力；举升单元设置第一剪叉组件和第二剪叉组件，在运载物品的同时为操作人员预留作业空间；校准单元能够采集靶标的信息，倾角传感器、接近传感器同时能够采集举升单元的倾斜角度以及装置与周边物品的距离，采集到的信息发送至控制器，便于控制器及时调整装置运行状态，提高装置的运作安全系数，从而保证装置的正常工作，提升装置运载工作效率。提升装置运载工作效率。提升装置运载工作效率。


技术研发人员：张海波 张卓 王文涛 白辰睿 王光恩 邢辉
受保护的技术使用者：北京安达维尔航空设备有限公司
技术研发日：2021.04.27
技术公布日：2021/6/29