一種保持裝車物料水平堆垛的裝車機械手的製作方法
2023-08-02 06:43:26 1
本實用新型涉及自動裝車設備領域，具體的說，是一種保持裝車物料水平堆垛的裝車機械手。
背景技術：
建材、冶金、化工行業中通常將粉體物料進行袋裝包裝後進行裝車發運，目前裝車這一裝車工序主要還是依靠人工進行搬運。工人將袋裝包裝的粉體物料從生產車間搬運到車箱進行裝車的過程中，處於粉塵大量擴散的環境中，容易引發塵肺病等呼吸系統的相關疾病，不僅對工人的身心健康帶來極大的危害，還給從業者家庭帶來沉重的負擔，據國家衛生部統計2014年職業病例為27240例其中塵肺病佔90.2%。國家層面已經引起高度重視，《國家安全監管總局關於加強水泥製造和石材等粉體加工企業粉塵危害治理工作》的文件「安監總安健〔2013〕112號」，已於2013年11月14份下發各省、自治區、直轄市及新疆生產建設兵團安全生產監督管理局。如何解決袋裝包裝的粉體物料的裝車裝車過程中產生大量揚塵問題，也引發了行業的重點關注。
現有裝車機械手、搬運機械手伸入車箱進行自動裝包的操作，可以從一定程度上解決裝車盲區的問題，但裝車機械手、搬運機械手其工作端（即下料端）安裝的下料箱與機械臂安裝的位置相對固定，無法進行相對移動，僅能執行簡單的卸包動作，無法達到物料包整齊、精準碼垛的標準。
如果下料箱的底板與車箱底板平行，則裝車機械手對物料包進行自動裝車的堆垛操作時，大致呈長方體的物料包（盒裝或袋裝）從下料箱中自由落體掉落後基本以較大接觸面接觸下方的地板或前置的物料包，可使物料包堆垛時更加平穩、整齊，高處堆碼的物料包也不易掉落。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種保持裝車物料水平堆垛的裝車機械手，機械臂工作端的下料箱可在豎直方向前後轉動，以調整下料箱底板與車箱地板的平行度，從而使得裝車機械手進行自動裝車時實現物料水平堆垛的操作，不僅解決自動裝車盲區問題而且堆垛精準。
本實用新型通過下述技術方案實現：一種保持裝車物料水平堆垛的裝車機械手，包括機械臂和安裝在機械臂下料端的下料箱，所述機械臂上固定安裝有與下料箱連接的剛性結構的小機架，小機架通過連接在小機架上的水平調平裝置與下料箱連接並驅使下料箱進行水平調平。
本實用新型中下料箱通過小機架安裝在機械臂下料端，且與小機架連接的水平調平裝置驅使下料箱在數值方向前後旋轉動作，使得下料箱的底板與車箱地板平行。本實用新型所述結構能保證物料包從下料箱中釋放時以其較大面與車箱地板平行的姿態自由落下，從而使得物料包以較大面接觸車箱地板或前置物料包，完成平穩、整齊的水平堆垛。
為了更好的實現本實用新型，所述水平調平裝置包括調平支撐架、調平驅動裝置和設置在調平驅動裝置輸出端的調平傳動裝置，調平支撐架包括上端與小機架連接的調平基架、以及鉸接在調平基架下方的調平轉架，調平轉架底部與下料箱固定連接，安裝在調平支撐架上的調平驅動裝置通過調平傳動裝置驅使調平轉架旋轉以帶動下料箱進行下料箱底板與車箱底板平行度的調節。
為了更好的實現本實用新型，所述調平傳動裝置包括與調平驅動裝置傳動連接的調平驅動輪；所述調平轉架頂部設置有橫跨下料箱的調平傳動筋，調平傳動筋上設置與調平機架鉸接的鉸接耳；所述調平驅動輪通過調平傳動筋驅使下料箱在豎直方向轉動。
為了更好的實現本實用新型，所述調平驅動輪的外輪廓和調平傳動筋上分別設置相互嚙合的傳動齒。
為了更好的實現本實用新型，所述傳動齒為直齒或斜齒。
為了更好的實現本實用新型，所述調平驅動輪與調平驅動裝置的輸出軸通過鍵直接連接，或者調平驅動輪與調平驅動裝置的輸出軸通過轉接件進行傳動連接。
為了更好的實現本實用新型，所述轉接件為通過鍵連接安裝在調平驅動裝置其輸出軸的花鍵聯接套，且花鍵聯接套、調平驅動輪上分別設置花鍵連接用的外花鍵。
為了更好的實現本實用新型，所述調平傳動筋中間高、兩端低，調平傳動筋中間設置一段高度一致的平臺且從平臺兩側向調平傳動筋的兩端對稱傾斜設置，兩個鉸接耳對稱設置在平臺處。
為了更好的實現本實用新型，還包括控制中心和安裝在下料箱其底板外部的水平傳感器；所述調平驅動裝置包括相互連接的調平伺服電機和調平減速機，水平傳感器與控制中心連接且控制中心發出指令驅使調平伺服電機動作。
所述水平調平裝置是通過機械結構實現下料箱在豎直方向前後旋轉的動作，旋轉一定角度後的位置是否恰好是下料箱的底板與車箱的地板平行的位置則需要藉助包含傳感器的控制系統進行檢測、反饋、發送指令。
為了更好的實現本實用新型，還包括外罩於水平調平裝置的防塵罩。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：
（1）本實用新型通過水平調平裝置實現機械臂下料端的下料箱其底板與車箱地板平行的工作狀態，使得物料包從下料箱中以較大面積平穩、準確的掉落到指定位置，進而實現精準碼垛；
（2）本實用新型中調平驅動裝置、調平支撐架、調平傳動裝置組成的水平調平裝置可以穩定傳動，精準調整下料箱轉動的角度，動作快、傳動穩定。
附圖說明
圖1為本實用新型中安裝在小機架上的水平調平裝置的結構示意圖。
圖2為本實用新型的結構示意圖。
圖3為水平調平裝置左視圖。
圖4為本實用新型中下料箱傾斜即水平調平前的狀態示意圖。
其中：4-機械臂，6-下料箱，51-小機架，551-調平驅動裝置，552-調平支撐架，5521-調平基架，5522-調平轉架，553-調平傳動裝置，5531-調平驅動輪，5532-調平傳動筋，5533-鉸接耳，5534-花鍵聯接套。
具體實施方式
自動裝車設備進行裝車時，一般裝車遵循原則為：從一側向另一側、從下向上、從內往外。例如：先從車箱內部靠近車頭一端的一側向另一側碼放第一層物料包，然後在同一橫排進行第二層物料包的碼放，此橫排物料包碼放結束後，向外移動進行第二橫排物料包的多層碼放，依次類推，完成所有物料包的碼放裝車。
如圖1所示，由於本實用新型中機械臂4的移動僅限於水平方向的直線運動、水平方向的擺動、豎直方向的直線運動、豎直方向的擺動這四類，其中：水平方向的直線運動是指對應XY平面的前進、後退、左移、右移；水平方向的擺動是指對應XY平面的左轉、右轉；豎直方向的直線運動是指對應YZ平面的上升、下降；豎直方向的擺動是指對應YZ平面的上旋、下旋。
下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
實施例1：
本實施例的一種保持裝車物料水平堆垛的裝車機械手，如圖1、圖2所示，包括機械臂4和安裝在機械臂4下料端的下料箱6，所述機械臂4上固定安裝有與下料箱6連接的剛性結構的小機架51，小機架51通過連接在小機架51上的水平調平裝置與下料箱6連接並驅使下料箱6進行水平調平。
如圖3所示，當下料箱6隨著機械臂4在豎直方向上旋或下旋移動時，下料箱6的底板會相對車箱地板發生傾斜，若以此狀態將物料包從下料箱6中自由釋放，物料包傾斜落下，則：一方面，物料包與底板或前置物料包第一時間接觸面積較小、衝擊較大，有可能導致包裝破損；另一方面，物料包傾斜掉落，有可能導致堆垛不穩定而坍塌，不利於保證自動裝車的質量。
如圖1所示，本實用新型中下料箱6通過小機架51安裝在機械臂4下料端，且與小機架51連接的水平調平裝置驅使下料箱6在數值方向前後旋轉動作，使得下料箱6的底板與車箱地板平行。
本實用新型所述結構能保證物料包從下料箱6中釋放時以其較大面與車箱地板平行的姿態自由落下，從而使得物料包以較大面接觸車箱地板或前置物料包，完成平穩、整齊的水平堆垛。
實施例2：
為了更好的實現本實用新型，還包括控制中心和安裝在下料箱6其底板外部的水平傳感器；所述調平驅動裝置551包括相互連接的調平伺服電機和調平減速機，水平傳感器與控制中心連接且控制中心發出指令驅使調平伺服電機動作。
所述水平調平裝置是通過機械結構實現下料箱6在豎直方向前後旋轉的動作，旋轉一定角度後的位置是否恰好是下料箱6的底板與車箱的地板平行的位置則需要藉助包含傳感器的控制系統進行檢測、反饋、發送指令。
本實施例中水平傳感器安裝在下料箱6底板，直接採集平面度數據並反饋至控制中心。當然也可以採用設置在下料箱6底板同一平面內的兩個距離傳感器，兩個距離傳感器分別測試傳感器檢測點與車箱底板間距離，間接反映下料箱6底板與車箱地板之間的平行度。
本實施例的其他部分與實施例1相同，故不再贅述。
實施例3：
本實施例在實施例1或2的基礎上做進一步優化，如圖3所示，所述水平調平裝置包括調平支撐架552、調平驅動裝置551和設置在調平驅動裝置551輸出端的調平傳動裝置553，調平支撐架552包括上端與小機架51連接的調平基架5521、以及鉸接在調平基架5521下方的調平轉架5522，調平轉架5522底部與下料箱6固定連接，安裝在調平支撐架552上的調平驅動裝置551通過調平傳動裝置553驅使調平轉架5522旋轉以帶動下料箱6進行下料箱6底板與車箱底板平行度的調節。
本實施例中，調平驅動裝置551通過調平傳動裝置553驅使下料箱6在豎直方向(對應YZ平面)轉動，無論機械臂4上旋還是下旋，下料箱6的底板始終與車箱的地板平行。
本實施例中，調平支撐架552分別與小機架51和下料箱6連接，既使得下料箱6通過小機架51與機械臂4連接為一體，又使得下料箱6在機械臂4下料端可以靈活動作、調節底板與地板的傾斜度。所述調平支撐架552包括相互鉸接的調平基架5521、調平轉架5522，調平基架5521用於安裝調平驅動裝置551及連接小機架51，調平轉架5522用於負載下料箱6。所述調平轉架5522既要負載下料箱6及內部物料包，又要不幹涉下料箱6在豎直方向的轉動。所述調平傳動裝置553一端與調平驅動裝置551的輸出端連接，另一端與調平轉架5522連接並通過調平轉架5522帶動下料箱6一起轉動。
本實施例的其他部分與實施例1或2相同，故不再贅述。
實施例4：
本實施例在實施例1或2的基礎上做進一步優化，如圖3所示，所述水平調平裝置包括調平支撐架552、調平驅動裝置551和設置在調平驅動裝置551輸出端的調平傳動裝置553，調平支撐架552包括上端與小機架51連接的調平基架5521、以及鉸接在調平基架5521下方的調平轉架5522，調平轉架5522底部與下料箱6固定連接，安裝在調平支撐架552上的調平驅動裝置551通過調平傳動裝置553驅使調平轉架5522旋轉以帶動下料箱6進行下料箱6底板與車箱底板平行度的調節。
所述調平傳動裝置553包括與調平驅動裝置551傳動連接的調平驅動輪5531；所述調平轉架5522頂部設置有橫跨下料箱6的調平傳動筋5532，調平傳動筋5532上設置與調平機架鉸接的鉸接耳5533；所述調平驅動輪5531通過調平傳動筋5532驅使下料箱6在豎直方向轉動。
所述調平驅動輪5531的外輪廓和調平傳動筋5532上分別設置相互嚙合的傳動齒。
所述傳動齒為直齒或斜齒。
本實施例中通過傳動齒進行傳動，傳動過程不易打滑、傳動效率高、工作性能穩定。在整個系統運行過程中，能夠保障整個機械臂4的運行穩定性。
本實施例的其他部分與實施例1或2相同，故不再贅述。
實施例5：
本實施例在實施例1-4任一項的基礎上做進一步優化，所述調平驅動輪5531與調平驅動裝置551的輸出軸通過鍵直接連接，或者調平驅動輪5531與調平驅動裝置551的輸出軸通過轉接件進行傳動連接。
如圖1所示，所述轉接件為通過鍵連接安裝在調平驅動裝置551其輸出軸的花鍵聯接套5534，且花鍵聯接套5534、調平驅動輪5531上分別設置花鍵連接用的外花鍵。
本實施例的其他部分與實施例1-4任一項相同，故不再贅述。
實施例6：
本實施例在實施例1-5任一項的基礎上做進一步優化，所述調平傳動筋5532中間高、兩端低，調平傳動筋5532中間設置一段高度一致的平臺且從平臺兩側向調平傳動筋5532的兩端對稱傾斜設置，兩個鉸接耳5533對稱設置在平臺處。
本實施例中，調平傳動筋5532中間高、兩端低，從結構上形成一定的空間，可避免下料箱6上旋或下旋過程中結構幹涉的情況，而且在保證傳動強度的同時減少自重。
本實施例的其他部分與實施例1-5任一項相同，故不再贅述。
實施例7：
本實施例在實施例1-6任一項的基礎上做進一步優化，為了更好的實現本實用新型，還包括外罩於水平調平裝置的防塵罩。所述防塵罩可以有效隔絕粉塵，尤其當自動裝車機械手對水泥包裝袋、麵粉包裝袋等粉塵較多的環境下進行自動裝車時，有效防止粉塵進入水平調平裝置內部，能間接保證機械手運行的穩定性，減少設備維護頻率，從而提高生產效率。
本實施例的其他部分與實施例1-6任一項相同，故不再贅述。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護範圍之內。