本发明涉及一种小型起重机，具体涉及一种新式搬运装置。
背景技术：
1、起重机作为一种广泛应用于工业、建筑和物流等领域的机械装备，常用于搬运重物。传统起重设备多用于搬运大型重载的物料，所以起重设备的搬运装置常使用电动葫芦等大型的搬运装置，但随着时代的发展，快递行业的快速兴起，使得小型轻载物料的逐渐增多，常规低效率、高能耗的大型搬运装置显然并不适合。本发明的搬运装置由真空吸盘、真空泵、电磁阀等组成的气动控制系统构成，具有快速响应、绿色环保、智能高效、低能耗的特点。因此创新性的使用真空吸盘作为小型起重设备的搬运装置，可以有效解决小型物料智能高效的搬运需求。
技术实现思路
1、为实现高效率、低能耗的目标。本发明在结构设计方面，以轻量化设计为导向，合理化的使各结构安装紧凑，减少冗余机构，使各机构高效有机的相互配合运作，材料上大量使用质量轻，强度高，成本低的材料，如铝方管、碳板、3d打印件；在搬运装置上，由真空吸盘、真空泵、电磁阀等组成的气动控制系统作为搬运装置，具有快速响应、高效节能的特点。控制方面，采用电气混合控制，以电为主，气为辅。
2、本发明由底盘(1)、升降系统(2)、小车(11)、电路控制系统、气动控制系统组成。
3、底盘上安装麦克纳姆轮实现全向移动，底盘的中心通过回转轴承与升降系统进行连接。
4、升降系统底部安装300度舵机实现升降系统的水平面旋转，使该起重机的吸取具有更高自由度，通过使用2个编码器电机(16)带动升降系统的升降平台(3)进行起升运动，以开环控制的同步带(18)传递动力，由于同步带不会发生打滑，因此可以保证升降平台的精准悬停，同时同步带作为一种柔性传动机构适合较长的升降运动，此外同步带质量轻，可以减轻设备的质量实现轻量化设计。升降通过4个移动副实现上下起升，如果使用传统的滑轨与滑块实现移动副的构建，由于升降的距离长，滑轨的重量会非常重，所有本发明使用碳板、轴承与螺栓装配成自制滑块(7)，以升降系统的结构框架铝管作为滑轨，可以大大减轻起重机的整体重量。
5、小车系统也使用自制滑块与悬臂主梁(10)构成移动副，通过开环同步带传递动力，以编码器电机进行驱动。
6、在电路控制系统上，安装循迹模块，视觉识别模块，底盘使用42步进电机，轮毂采用麦克纳姆轮使起重机具有较高智能化，移动快速灵活，提高工作效率。当起重机到达取物区时，视觉模块识别物料类型，根据类型的不同放置到不同的物料平台上，将物料取至起重机搬运物料数量的上限时，起重机开始返回堆码区，循迹模块识别黑色循迹线，到达指定位置开始放置物料。控制系统只需要提前规划好移动路线，设定好搬运的物料，起重机就可以进行全自动智能化搬运物料。
7、在气动控制系统上，气动控制系统作为搬运装置的重要组成要素，其由真空泵(4)、二位三通电磁阀(5)、真空吸盘(25)、继电器等主要元件组成。具体连接方式为：真空泵通过内4外6的软管连接二位三通电磁阀一端的r口，然后电磁阀另一端的r口再通过软管连接至真空吸盘。控制逻辑为：吸取物料时，电磁阀断电a、p口连接，气路密封，真空泵启动抽出空气，真空吸盘产生负压，当真空吸盘与物料上表面接触时，在吸附力的作用下，真空吸盘与物料紧密连接；放置物料时，电磁阀通电a、r口连接，气路开放，真空泵关闭，外界空气流入，释放真空吸盘负压，真空吸盘与物料之间的吸附消失，真空吸盘与物料分离。
8、表1 气动控制系统控制逻辑
9、 搬运装置动作 电磁阀状态 真空泵状态 抓取物料 断电，a、p口连通 通电 放置物料 通电，a、r口连通 断电
10、对于基于真空吸盘的搬运装置，具有高效、安全和适应性强的优点，具体内容如下：
11、1）真空吸盘能迅速产生负压，在物料较为平整的表面上形成吸附力，使得搬运操作更加高效和快速。它能够稳定地固定在物料上，减少搬运过程中的晃动和摩擦，灵敏的响应速度，使得搬运具有高效率；
12、2）真空吸盘可以紧密地附着在物料上，确保搬运过程中物体的稳定性和安全性。它可以均匀分布吸力，减少物料损坏的风险，避免意外事故发生；
13、3）真空吸盘可以通过调节负压的大小，适应不同类型、形状和尺寸的物料。它具有一定的柔性和适应性，可以用于平面、曲面或不规则形状的物料搬运；
14、4）真空吸盘通过负压吸附物料，无需使用其他固定装置，例如螺栓、夹具等。这样可以减少附加装置的使用和维护成本，减少对物料的损伤，简化搬运过程。
15、因此，小型起重机的轻量化、节能化设计结合真空吸盘自身的优点，使得本发明——基于真空吸盘的小型节能起重机，具有高效率、低能耗的特点，可以更好的适应小型轻载物料的搬运需求，减少了对环境的影响。其节能特性符合绿色环保的发展趋势，有助于推动起重机技术的可持续发展。
16、本发明公开一种基于真空吸盘的小型起重机，适用于外表面较为平整干净的小型物料，如快递盒子、小型板材、纸箱等数量众多的小体积物料，旨在实现起重小车搬运过程的高效率、低能耗、智能化。
1.一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其由底盘系统(1)、升降系统(2)、小车(11)、电路控制系统和气动控制系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其特征在于：所述底盘系统由循迹模块、底盘框架、动力系统共同组成底盘系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其特征在于：所述升降系统(2)由升降框架、升降平台(3)组成，通过升降框架上安装的舵机可以控制升降系统(2)的水平面转动。
4.根据权利要求3所述的升降系统(2)，其特征在于：所述升降平台(3)主要由小车(11)、同步带(18)、同步轮(15)、编码器电机(16)、升降平台框架(8)、自制滑块(7)组成。小车(11)与升降平台框架(8)的悬臂主梁(10)构成一个移动副，编码器电机(16)作为动力源，通过同步带(18)传递动力，带动小车发生移动，此外4个自制滑块(7)与升降系统(2)的升降框架同样也够成移动副，配合升降系统(2)在水平面的转动使得取物装置可以到达一定空间中的任意点位。
5.根据权利要求1所述的一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其特征在于：所述小车系统由真空吸盘(25)、吸盘固定碳板(26)、吸盘辅助安装打印件(27)、垫高打印件(28)、连接碳板(29)、辅助固定铝管(30)、自制滑块(7)、压板安装打印件(31)、压紧碳板(32) 、同步带压板(6)组成。自制滑块(7)由滑块辅助安装打印件(19)后盖碳板(24)、2个侧板(21)、前端盖板(20)、轴承(23)、m3螺栓(22)、若干m3螺母组成，碳板通过榫卯结构进行定位安装，螺栓螺母压紧防止自制滑块散架。
6.根据权利要求1所述的一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其特征在于：所述电路控制系统包括循迹模块、步进电机驱动模块、主控制板模块、无线通讯模块；所述循迹模块包括循迹传感器和循迹传感支架，循迹传感器实时检测地面是否存在黑色循迹带；所述步进电机驱动模块包括a4988驱动芯片和芯片安装板；所述主控制板模块包括闭环物料搬运主程序、闭环路径封装程序、循迹传感数据封装程序、底盘电机转速转向封装程序、舵机旋转角度封装程序、升降电机转速转向封装程序、小车移动电机转速转向封装程序。
7.根据权利要求1所述的一种基于真空吸盘的小型节能起重机，其特征在于：所述气动控制系统由二位三通电磁阀(5)、真空泵(4)、真空吸盘(25)组成。气动控制系统中各个部件通过外径6mm内径4mm的气管进行连接。真空泵(5)进气口连接二位三通电磁阀(5)p口进气口，再从二位三通电磁阀另一端的p口连接到真空吸盘(25)。气动控制系统的控制逻辑如下：取物料时，电磁阀(5)断电a、p口连接，气路密封，真空泵(4)启动抽出空气，进而真空吸盘(25)产生负压，形成吸附力以此吸附上物料；放置物料时，电磁阀(5)通电a、r口连接，气路开放，真空泵(4)关闭空气流入，真空吸盘(25)负压释放，吸附力逐渐消失，以此将真空吸盘与物料分离。
