一種全自動裝車機的製作方法

2023-09-23 12:04:40

本發明涉及自動碼垛或裝車技術領域，尤其涉及一種全自動裝車機。

背景技術：

在菸草、糧油、食品、家電等生產企業中，需要將物品裝入運輸貨物的貨櫃式貨車或貨櫃內，目前普遍採用人工在車廂內碼放貨物的方式，即使部分裝車操作中可以採用輸送機將物料輸送到車廂內部作為輔助，但最終執行裝車操作的主體仍然是現場操作工人，這種方式需要大量的人力，且勞動強度大、工作效率低、惡劣的工作環境對操作人員健康造成損害。還有採用成垛貨物直接用叉車裝載到貨車上的方式，這種方式需要回收載貨託盤，載貨託盤的回收管理較困難；且貨物距車廂壁空隙大，貨物的裝載數量少，運輸成本高。

現有的裝車碼垛方式雖然在一定程度上緩解了操作工人的工作強度，提高了裝車效率，但顯然，還存在很多難以解決的技術問題，比如現有裝車機通常規格尺寸固定，無法滿足空間尺寸多樣的廂式貨車，且現有裝車機通常根據目標物料的尺寸按需開發，通用性較差，且存在裝車機在運行時和車廂內壁碰撞的危險。

本專利提出了一種全自動裝車機的解決方案，該方案可高效準確的完成箱式貨車及貨櫃等多種形式的運輸車輛的裝車操作，裝車過程全自動完成不需人工幹預。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述技術問題，進而提供一種全自動裝車機，結構簡單，可高效準確的完成箱式貨車及貨櫃等多種形式的運輸車輛的裝車操作，裝車過程全自動完成不需人工幹預，且可準確地實現裝車機在廂式貨車內的定位，可避免運行過程中與車廂內壁碰撞的危險，通用性強，可滿足不同尺寸目標物料、不同尺寸空間車廂的裝車需求。

本發明的技術方案：

一種全自動裝車機，包括輪式行走框架、託板機構、導入機構、升降機構、推箱機構、分箱機構、輸送機構、推層機構，所述輪式行走框架上設置有距離檢測單元，可對輪式行走框架的運動軌跡進行定位；所述託板機構、升降機構和推層機構共用同一動力源；所述託板機構和推層機構配置可伸縮裝置，可根據車廂寬進行調整，以適應車廂寬的變化；所述推層機構配置可升降料門，所述可升降料門降下時物料通過可升降料門進入所述託板機構，所述可升降料門料門升起時和推板一起將物料推送至車廂內，所述升降機構採用兩段升降導軌，可根據車廂高度調整框架和升降高度，以適應車廂高度的變化；所述導入機構布置兩對水平導軌和驅動機構，導入機構實現前後、左右運動，使目標物料精確進入所述託板機構；所述升降機構、推箱機構、分箱機構、推層機構的動作執行均通過PLC控制單元控制。

進一步地，所述託板機構包括主託板、第一輔助託板、第二輔助託板，所述第一輔助託板、第二輔助託板分別設置於所述主託板的左右兩側，第一輔助託板、第二輔助託板可相對於所述主託板伸出或收回。

進一步地，在所述主託板的前端還設置有擋板，所述擋板可自動豎起或收回。

進一步地，所述推箱機構包括第一滑軌、第二滑軌、第一滑座、第二滑座、第一驅動電機、伸縮氣缸、推板、支撐板，所述第一滑座可沿所述第一滑軌伸縮滑動，所述第二滑座可沿所述第二滑軌伸縮滑動，所述支撐板的一端與所述第一滑座固定連接，另一端與所述第二滑座固定連接，所述第一驅動電機的輸出端連接有驅動齒輪，還包括與所述驅動齒輪相匹配設置的從動齒輪，齒帶分別與所述驅動齒輪、從動齒輪嚙合；在所述支撐板上固定有齒板，所述齒板與所述齒帶嚙合；所述伸縮氣缸固定安裝在所述支撐板上，所述伸縮氣缸可帶動所述推板上下移動。

進一步地，所述升降機構包括第一升降導軌、第二升降導軌、第一輔助升降導軌、第二輔助升降導軌、架體，所述第一升降導軌、第二升降導軌分別豎直安裝在所述架體的左、右兩側，所述第一輔助升降導軌與所述第一升降導軌配合安裝，可沿所述第一升降導軌上下升降滑動，所述第二輔助升降導軌與所述第二升降導軌配合安裝，可沿所述第二升降導軌上下升降滑動。

進一步地，所述推層機構包括第三滑座、第四滑座、第一伸縮滑軌、第二伸縮滑軌、可升降料門、第一輔助推板、第二輔助推板；所述第一伸縮滑軌與所述第三滑座配合連接，可相對於所述第三滑座伸縮滑動，所述第三滑座固定安裝在所述第一輔助升降導軌上；所述第二伸縮滑軌與所述第四滑座配合連接，可相對於所述第四滑座伸縮滑動，所述第四滑座固定安裝在所述第二輔助升降導軌上；所述可升降料門的一端與所述第一伸縮滑軌固定連接，另一端與所述第二伸縮滑軌固定連接；所述可升降料門分別安裝在第一輔助推板的左側和第二輔助推板的右側；所述第一輔助推板和第二輔助推板可沿左右伸縮以適應車廂寬度的變化。

進一步地，所述分箱機構包括支座、推箱板、導軌、第二驅動電機、翻轉氣缸，所述支座套裝在所述導軌上，所述第二驅動電機可驅動所述支座沿所述導軌左右滑動；所述推箱板鉸接在所述支座的端部，所述翻轉氣缸可驅動所述推箱板相對於所述支座轉動。

進一步地，所述導入機構包括第一導向板、第二導向板、第一縱嚮導軌、第二縱嚮導軌、第一橫嚮導軌、第二橫嚮導軌、第一安裝座、第二安裝座，所述第一導向板固定安裝在所述第一安裝座上，所述第二導向板固定安裝在所述第二安裝座上，所述第一安裝座可通過第一縱嚮導軌、第一橫嚮導軌縱向和橫向移動，所述第二安裝座可通過第二縱嚮導軌、第二橫嚮導軌縱向和橫向移動。

進一步地，所述輪式行走框架的底部設置有至少四個行走輪，所述行走輪採用麥克納姆輪。

進一步地，所述輪式行走框架左右測距採用超聲波測距，前後測距採用雷射測距。

本發明具有以下有益效果：本發明公開的全自動裝車機，包括輪式行走框架、託板機構、導入機構、升降機構、推箱機構、分箱機構、輸送機構、推層機構，在輪式行走框架上設置有距離檢測單元，可對輪式行走框架的運動軌跡進行定位；如此設置，可以避免運行過程中與車廂內壁碰撞的危險；通過設置輸送機構、導入機構、推箱機構、託板機構、升降機構、分箱機構、推層機構，可以使目標物料經輸送機構自動運輸到車廂內部，並通過導入機構的夾持和導向作用，將目標物料與託板機構之間形成定位導向，並通過推箱機構將目標物料推送至託板機構，分箱機構可以依次將託板機構上的目標物料推送至預定的位置，待託板機構滿載後，通過推層機構可以將託板機構上的所有目標物料一次性全部碼垛，升降機構可帶動託板機構、分箱機構、推層機構依碼垛要求上升或下降，這樣可以完全實現無人化、自動化裝車作業，本發明結構簡單，可高效準確的完成箱式貨車及貨櫃等多種形式的運輸車輛的裝車操作，裝車過程全自動完成不需人工幹預，且通用性強，可滿足不同尺寸目標物料、不同尺寸空間車廂的裝車需求。

本發明的有益效果將通過下面具體實施方式的描述變得更加明顯。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是本發明實施例託板機構的結構示意圖；

圖3是本發明實施例導入機構的結構示意圖；

圖4是本發明實施例升降機構的結構示意圖；

圖5是本發明實施例推箱機構的結構示意圖；

圖6是本發明實施例分箱機構的結構示意圖；

圖7是本發明實施例輪式行走框架的局部結構示意圖；

圖8是本發明實施例輸送機構的結構示意圖；

圖中1-輪式行走框架；2-託板機構；3-導入機構；4-升降機構；5-推箱機構；6-分箱機構；7-輸送機構；8-推層機構；

11-行走輪；21-主託板；22-第一輔助託板；23-第二輔助託板；24-擋板；25-第一拉杆；26-第二拉杆；31-第一導向板；32-第二導向板；33-第一縱嚮導軌；34-第二縱嚮導軌；35-第一橫嚮導軌；36-第二橫嚮導軌；37-第一安裝座；38-第二安裝座；

41-第一升降導軌；42-第二升降導軌；43-第一輔助升降導軌；44-第二輔助升降導軌；45-架體；51-第一滑軌；52-第二滑軌；53-第一滑座；54-第二滑座；55-第一驅動電機；56-伸縮氣缸；57-推板；58-支撐板；551-驅動齒輪；552-從動齒輪；553-齒帶；581-齒板；

61-支座；62-推箱板；63-導軌；64-第二驅動電機；65-翻轉氣缸；71-行程擋板；81-第三滑座；82-第四滑座；83-第一伸縮滑軌；84-第二伸縮滑軌；85-可升降料門；86-第一輔助推板；87-第二輔助推板。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明進行詳細說明。

結合圖1至圖8所示，本實施例公開的全自動裝車機，包括輪式行走框架1、託板機構2、導入機構3、升降機構4、推箱機構5、分箱機構6、輸送機構7、推層機構8；輸送機構7、導入機構3安裝在輪式行走框架1的底部，推箱機構5安裝在輪式行走框架1的頂部，託板機構2、升降機構4、分箱機構6、推層機構8分別安裝在輪式行走框架1的前部；升降機構4、推箱機構5、分箱機構6、推層機構8的動作執行均通過PLC控制單元控制。

輪式行走框架1採用鋁合金型材裝接而成，可以滿足較好的剛度和輕量化需求，在輪式行走框架1上設置有距離檢測單元，優選地，在輪式行走框架1的左右兩側均設置有超聲波發射器和超聲波接收傳感器，在輪式行走框架1的前後端均設置有雷射發射器和雷射接收傳感器，通過超聲波發射器可以向車廂左右兩側內壁發出超聲波信號，超聲波信號經車廂內壁反射，返回信號由超聲波接收傳感器完成接收，進而通過PLC控制單元控制輪式行走框架1的行走定位，可避免與車廂左右內壁發生碰撞；通過雷射發射器可以向車廂前後兩端內壁發出雷射信號，雷射信號經車廂前後內壁反射，返回信號由雷射接收傳感器完成接收，進而通過PLC控制單元控制輪式行走框架1的行走定位，可以避免與車廂前後內壁發生碰撞；由於車廂左右內壁空間距離與前後內壁空間距離不同，本實施例採用測距採用超聲波測距與雷射測距結合的方式，可以實現更加精確和快速的行走定位效果。

如圖7所示，在輪式行走框架1的底部設置有至少四個行走輪11，行走輪11採用麥克納姆輪，通過設置麥克納姆輪可以實現前行、橫移、斜行、旋轉及其組合等運動方式，更加適應在較小的車廂內部空間實現靈活調整、定位。

如圖2所示，託板機構2包括主託板21、第一輔助託板22、第二輔助託板23，第一輔助託板22、第二輔助託板23分別設置於主託板21的左右兩側，第一輔助託板22的右端通過第一拉杆25與主託板21連接，第二輔助託板23的左端通過第二拉杆26與主託板21連接，如此設置，可通過第一拉杆25、第二拉杆26驅動第一輔助託板22和第二輔助託板23可相對於主託板21伸出或收回；這樣可以根據車廂內部空間尺寸的不同，調整託板機構2的寬度，從而使本實施例適用性更強；

為防止目標物料在不受控的情況下滑出託板機構2，在託板機構2的前端設有檔板24，在託板機構2裝載過程中，檔板24豎起，對目標物料起到阻擋作用，當託板機構2裝載滿料時，檔板24縮回，從而便於將目標物料推送至車廂內。

更加具體地，如圖3所示，導入機構3包括第一導向板31、第二導向板32、第一縱嚮導軌33、第二縱嚮導軌34、第一橫嚮導軌35、第二橫嚮導軌36、第一安裝座37、第二安裝座38，第一導向板31固定安裝在第一安裝座37上，第二導向板32固定安裝在第二安裝座38上，第一導向板31、第二導向板32分別布置在輸送機構7的左右兩側；第一安裝座37與第一橫嚮導軌35之間通過齒輪齒板相互嚙合的方式可驅動第一安裝座37沿第一橫嚮導軌35滑動；第二安裝座38與第二橫嚮導軌36之間同樣通過齒輪齒板相互嚙合的方式可驅動第二安裝座38沿第二橫嚮導軌36滑動；如此設置，可通過第一安裝座37和第二安裝座38之間的相對運動，帶動第一導向板31和第二導向板32之間相對運動，第一導向板31、第二導向板32可對目標物料起到夾緊的作用，同時，第一安裝座37通過電機驅動沿第一縱嚮導軌33進行前後滑動，第二安裝座38同樣通過電機驅動沿第二縱嚮導軌34進行前後滑動；這樣第一導向板31、第二導向板32可在夾緊目標物料的同時，進行定位導向的作用。

如圖4所示，升降機構4包括第一升降導軌41、第二升降導軌42、第一輔助升降導軌43、第二輔助升降導軌44、架體45，第一升降導軌41、第二升降導軌42分別豎直安裝在架體45的左、右兩側，第一輔助升降導軌43與第一升降導軌41配合安裝，可沿第一升降導軌41上下升降滑動，第二輔助升降導軌44與第二升降導軌42配合安裝，可沿第二升降導軌42上下升降滑動；通過第一輔助升降導軌43、第一升降導軌41的配合升降滑動，第二輔助升降導軌44、第二升降導軌42的配合升降滑動可實現分段式升降功能，第一升降導軌41、第二升降導軌42的升降方式適應於較低車廂，第一升降導軌41和第一輔助升降導軌43，第二升降導軌42和第二輔助升降導軌44的兩段組合升降疊加使用可適應較高車廂，如此設置，可保證升降機構4具有較好的適應性。

進一步地，如圖4所示，推層機構8包括第三滑座81、第四滑座82、第一伸縮滑軌83、第二伸縮滑軌84、可升降料門85、第一輔助推板86、第二輔助推板87；第一伸縮滑軌83與第三滑座81配合連接，可相對於第三滑座81伸縮滑動，第三滑座81固定安裝在第一輔助升降導軌43上；第二伸縮滑軌84與第四滑座82配合連接，可相對於第四滑座82伸縮滑動，第四滑座82固定安裝在第二輔助升降導軌44上；可升降料門85的一端與第一伸縮滑軌83固定連接，可升降料門85分別安裝在第一輔助推板86的左側和第二輔助推板87的右側；第一輔助推板86和第二輔助推板87可沿左右伸縮以適應車廂寬度的變化；

如圖5所示，推箱機構5包括第一滑軌51、第二滑軌52、第一滑座53、第二滑座54、第一驅動電機55、伸縮氣缸56、推板57、支撐板58，第一滑座53可沿第一滑軌51伸縮滑動，第二滑座54可沿第二滑軌52伸縮滑動，支撐板58的一端與第一滑座53固定連接，另一端與第二滑座54固定連接，第一驅動電機55的輸出端連接有驅動齒輪551，還包括與驅動齒輪551相匹配設置的從動齒輪552，齒帶553分別與驅動齒輪551、從動齒輪552嚙合；在支撐板58上固定有齒板581，齒板581與齒帶553嚙合；如此設置，可通過第一驅動電機55帶動驅動齒輪551運動，從而帶動齒帶553運轉，齒帶553與齒板581嚙合，通過齒板581可帶動支撐板58沿第一滑軌51、第二滑軌52滑動；伸縮氣缸56固定安裝在支撐板58上，伸縮氣缸56可帶動推板57上下移動；通過第一驅動電機55、伸縮氣缸56的運轉驅動，可帶動推板前後、上下運動，因而可滿足不同尺寸目標物料的推動，可將目標物料準確地推至託板機構2上。

如圖6所示，分箱機構6包括支座61、推箱板62、導軌63、第二驅動電機64、翻轉氣缸65，支座61套裝在導軌63上，第二驅動電機64可驅動支座61沿導軌63左右滑動；推箱板62鉸接在支座61的端部，翻轉氣缸65可驅動推箱板62相對於支座61轉動，其中，第二驅動電機64均採用伺服電機；當本實施例裝載運轉時，分箱機構6旋轉至託板機構2之上；目標物料經輸送機構7進入到車廂內，導入機構3的第一導向板31、第二導向板32可夾持目標物料至進箱位置，推箱機構5將其推入到託板機構2上；當裝載在託板機構2的最後一個空位時，分箱機構6旋轉，與託板機構2分離，為防止最後一箱(袋)物料與相鄰的物料發生碰撞，最後一箱物料推入時，第一導向板31、第二導向板32將伸入到託板機構2的空位內部，保證精確導向，防止碰撞。

如圖8所示，輸送機構7可採用圓柱輥子或其他輸送形式，在輸送機構的前端設置有行程擋板71，用於對目標物料的行程進行阻擋，可實現自動化、無人化控制。

本發明結構簡單，可高效準確的完成箱式貨車及貨櫃等多種形式的運輸車輛的裝車操作，裝車過程全自動完成不需人工幹預，且通用性強，可滿足不同尺寸目標物料、不同尺寸空間車廂的裝車需求。

以上實施例只是對本專利的示例性說明，並不限定它的保護範圍，本領域技術人員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護範圍內。