一種包裝物批量裝車的自動裝車系統的製作方法

2023-04-30 18:21:31 3

本發明涉及輸送設備領域，具體的說，是一種包裝物批量裝車的自動裝車系統。

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。

採用抓包機器人、搬運機械手等類似設備雖然可以實現機械化裝車，但存在缺陷：運行一個周期僅能運輸（取、運、放）一批物料包，若一批物料包僅為一袋則自動裝車效率較低，若一批物料包為並列排放的多袋，雖然可以提高一定的工作效率，但對不同的車廂寬度適應性不佳，較難充分利用車廂寬度的空間進行物料包的碼垛擺放，裝車過程中適用車輛型號受限或車廂內空間會被浪費；另一方面，擺放或安放在車廂中的設備自身所佔據的空間會導致車廂內部分空間無法碼放物料包，從而出現「裝車盲區」。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種包裝物批量裝車的自動裝車系統，能與不同車廂寬度適配且工作端能自由移動到車廂內任意位置以充分利用車廂空間，實現無盲區自動裝車，同時使批量物料包流水式連續輸送至車廂內進行碼垛擺放，提高自動裝車效率。

本發明通過下述技術方案實現：一種包裝物批量裝車的自動裝車系統，與沿車廂縱深方向設置的輕軌配套安裝，包括在主輸送機架上安裝帶傳輸機構的主輸送手臂、與主輸送手臂連接並驅動主輸送手臂在車廂內升舉或水平旋轉的迴轉裝置、以及安裝在輕軌上並與迴轉裝置連接而同時帶動迴轉裝置與主輸送手臂一起沿輕軌布置方向前後移動或沿車廂寬度方向左右移動調節中心位置的主調整機架。

當待裝車的貨車停到指定裝車區域後，其車廂與本發明所述的自動裝車系統位置對應，根據識別的車廂坐標、車廂幾何尺寸等信息，自動裝車系統先通過與輕軌配套安裝的主調整機架，帶動整個自動裝車系統的執行機構沿輕軌進行或前行或後退或左移或右移的位置調節，從而從大方向上匹配貨車車廂的位置，使主輸送手臂升入車廂內並位於車廂中間位置（距離車廂左右兩側內壁相等）；然後通過迴轉裝置驅動主輸送手臂在車廂內升舉或水平旋轉，使主輸送手臂工作端到達車廂內任意指定位置；此時，待裝車的物料包流水式通過安裝在主輸送手臂其主輸送機架上的帶傳輸機構輸送至工作端，並在指定位置進行碼垛擺放；當下一個物料包輸送至工作端時，工作端已在主調整機架和迴轉裝置的共同作用下移動至下一指定位置，進行該物料包的碼垛擺放，依次往復動作，高效的按設計要求實現物料包在車廂內整齊、規範的碼放。實現工作端位置採集、驅動個驅動裝置動作等功能的控制系統與所述主輸送手臂、迴轉裝置、主調整機架等執行機構配套使用，但本發明的主要改進點在於執行機構而不在於控制系統，故控制系統不進行贅述。

本發明所述自動裝車系統，包括依次連接的主輸送手臂、迴轉裝置、主調整機架。所述主調整機架安裝在輕軌上，帶動主輸送手臂、迴轉裝置在水平面內或前行或後退或左移或右移。所述迴轉裝置單獨驅動主輸送手臂在車廂內升舉、水平旋轉，同時由於迴轉裝置在主調整機架帶動下縱向（前進或後退）或橫向（左移或右移）移動，從而也帶動主輸送手臂縱向或橫向移動。在主調整機架與迴轉裝置的共同作用下，主輸送手臂的工作端可到達車廂內任意指定位置。所述安裝在主輸送機架上的帶傳輸機構將批量裝車的物料包流水式運輸到工作端，在設定位置進行碼垛。

所述帶傳輸機構包括帶傳輸驅動裝置、主動輥、從動輥、傳送帶，帶傳輸驅動裝置通過主動輥帶動設置在主動輥、從動輥上的傳送帶轉動以實現物料包的運輸。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述帶傳輸機構設置輸送物料包的傳送帶，並在傳送帶傳輸物料包的方向上安裝使物料包轉向的轉向機構；所述轉向機構包括位於傳送帶工作面上方、與物料包一角碰撞而使物料包在橫包與豎包兩個狀態之間轉向轉換的轉向滾筒。

所述轉向滾筒可伸出而位於物料包在傳送帶工作面上的行徑方向上，從而利用慣性，促使運輸過程中的物料包發生變向後再繼續向前運輸。所述轉向滾筒也可收回而不影響物料包在傳送帶上運輸，物料包保持原方向而直接通過。

所述轉向滾筒的伸出或收回，可以人工操作也可以自動操作，人工操作對應的轉向機構的結構更簡單，自動操作對應的轉向機構結構隨略微複雜但轉向滾筒的動作可自動操作。在一大批連續傳輸的物料包都需要轉向操作時，可將轉向滾筒直接固定安裝在傳送帶上方的對應位置，驅使每一個經過的物料包都轉向；或者一大批連續傳輸的物料包都不需要轉向操作時，可將轉向滾筒收起，運輸的物料包都不轉向而直接經過。在一批物料包時而需要轉向、時而不需要轉向時，採用自動操作對應的轉向機構，可使自動裝車的流程更順暢、效率更高。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述轉向機構還包括架設在傳送帶上方的轉向主支架、安裝在轉向主支架上並開設弧形轉向導向槽的轉向支座、貫穿轉向導向槽並在轉向導向槽中滑動的轉向導向杆、與轉向導向杆連接的鐮刀型的傳動件、以及通過傳動件驅使轉向滾筒沿其輸出軸的軸線旋轉移動的轉向電機。所述轉向導向杆在轉向導向槽中滑動。

所述轉向機構中安裝在轉向主支架上的轉向電機通過傳動件帶動與轉向導向杆連接的轉向滾筒轉出或轉入。轉向滾筒轉出時伸出，位於傳送帶上方，可迫使經過的物料包轉向；轉向滾筒轉入時收回，從傳送帶上方移開，不對經過的物料包形成幹擾。而且，採用此結構的轉向機構，用控制系統通過轉向電機自動控制轉向滾筒的動作，反應迅速，效率高。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述主輸送手臂還在輸送物料包的傳送帶兩側設置引導物料包從傳送帶工作面限定空間通過的導向板和強制導向板，強制導向板的尾端向對側的導向板傾斜，且調整限定空間寬度的強制導向板通過伸出調整機構安裝在主輸送機架上。

所述帶傳輸機構包括帶傳輸驅動裝置、主動輥、從動輥、傳送帶，帶傳輸驅動裝置通過主動輥帶動設置在主動輥、從動輥上的傳送帶轉動以實現物料包的運輸。

所述傳送帶側邊安裝防止物料包脫離工作面的導向板和驅使物料包在傳送帶工作面上從限定空間通過的強制導向板。所述強制導向板與安裝在對側的導向板形成限定空間，其空間的寬度略大於物料包的尺寸。所述強制導向板的尾端向對側的導向板靠攏，使限定空間呈進口大出口小的狀態。

所述主輸送手臂上還安裝使物料包轉向的轉向機構。轉向機構位於強制導向板的尾端，對需要轉向操作的物料包精準執行轉向操作。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述主輸送手臂的工作端設置有用於將物料包準確放置在車廂內指定碼垛位置的下料碼垛機構和調整下料碼垛機構並使其與碼垛位置齊平的輔旋轉手臂，輔旋轉手臂連接在主輸送手臂的末端，安裝在輔旋轉手臂下方的下料碼垛機構包括接納帶傳輸機構輸送的物料包並進行下料碼垛的下料箱體。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述輔旋轉手臂包括副手臂機架、安裝在副手臂機架上並通過絲槓副驅使下料箱體前後移動的前後調整驅動裝置、安裝在副手臂機架上驅使下料箱體側面與車廂側壁傾角調節的旋轉調整驅動裝置、安裝在副手臂機架上驅使下料箱體底面與車廂底面傾角調節的水平調整驅動裝置、以及使下料碼垛機構直線滑動連接在副手臂機架上的導軌副。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述下料碼垛機構還包括安裝在下料箱體底部可啟閉的下料門、與下料門連接的啟閉裝置、以及通過啟閉裝置控制下料門啟閉的啟閉驅動裝置。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述迴轉裝置包括驅動主輸送手臂升舉動作的升舉調節機構和驅動主輸送手臂水平調節旋轉偏角的水平旋轉調節機構；所述主輸送手臂與升舉調節機構中的升舉旋轉軸鉸接，並由升舉調節機構中的升舉驅動裝置驅動其升舉角度調節。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述水平旋轉調節機構包括與主調整機架一體連接的迴轉機架、安裝在迴轉機架上迴轉驅動裝置、與迴轉驅動裝置其輸出端連接的迴轉主驅動齒輪、以及與迴轉主驅動齒輪嚙合並帶動升舉調節機構旋轉的迴轉從動齒輪。

為了更好的實現本發明，進一步地，所述主調整機架包括橫向設置橫移導軌的縱移調節機架、安裝在縱移調節機架上的縱移驅動裝置、以及安裝在縱移調節機架上可沿輕軌滾動的縱移主動輪、縱移從動輪，縱移主動輪與縱移驅動裝置的輸出端連接；所述主調整機架還包括安裝在縱移調節機架內橫向調節中心位置的橫移調節機架、安裝在橫移調節機架上的橫移驅動裝置、連接在橫移驅動裝置輸出端並與橫溢導軌嚙合的橫移主動輪。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本發明工作端通過主輸送手臂的升舉、水平旋轉、橫向移動可以到達車廂內的任意指定空間，不受不同車型其車型寬度不等的限制，可非常充分的利用車廂內部空間進行批量物料包的自動裝車，而且自動裝車操作靈活，調度迅速；

（2）本發明在主輸送機架上安裝帶傳輸機構，通過帶傳輸機構將批量的物料包流水式從上料端輸送至進行碼垛的工作端，相比較於一次僅運輸一袋的抓包機械手，工作效率有明顯提高；

（3）本發明在帶傳輸機構上設置可以使物料包在橫包、豎包兩種狀態間切換的轉向機構，利用物料包在傳送帶上向前運動的慣性，巧妙的使物料包在傳送帶上運輸前行的同時發生轉向，結構簡單、設計精巧；

（4）本發明通過位於主輸送手臂工作端的輔旋轉手臂實現下料碼垛機構的微調，使下料碼垛機構可攜帶從傳送帶上掉落的物料包一起在一定區域內進行前後移動，並通過相互連接的旋轉調整驅動裝置、旋轉調整連接機構和相互連接的水平調整驅動裝置、水平調整連接機構，使下料箱體的側面始終與車廂側壁保持平行且下料箱體的底面始終與車廂底板保持平行，從而使下料箱體中待碼垛的物料包方方正正的碼放到指定位置；

（5）本發明中主調整機架可帶動自身、迴轉裝置、主輸送手臂、輔旋轉手臂、下料碼垛機構沿與車廂進深方向同向布置的輕軌前後移動；同時主調整機架中可在縱移調節機架範圍內進行橫向移動的橫移調節機架可帶動自身、迴轉裝置、主輸送手臂、輔旋轉手臂、下料碼垛機構一起調整到車廂中心位置，即使主輸送手臂在水平方向不發生擺動時剛好位於車廂中心位置，便於主輸送手臂水平旋轉時兩邊動作對稱。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為主輸送手臂的結構示意圖。

圖3為轉向機構的結構示意圖。

圖4為輔旋轉手臂與下料碼垛機構結構及連接關係的軸向示意圖。

圖5為輔旋轉手臂與下料碼垛機構結構及連接關係的左向示意圖。

圖6為主調整機架與迴轉裝置結構及連接關係示意圖。

圖7為啟閉裝置的結構示意圖。

其中：1、主調整機架；1-1、橫移調節機架；1-2、橫移驅動裝置；1-3、橫移主動輪；1-4、橫移導軌；1-5、縱移調節機架；1-6、縱移驅動裝置；1-7、縱移主動輪；1-8、縱移從動輪；2、迴轉裝置；2-1、升舉旋轉軸；2-2、升舉驅動裝置；2-3、水平旋轉驅動裝置；2-4、迴轉主驅動齒輪；2-5、迴轉從動齒輪；2-6、迴轉機架；3、主輸送手臂；3-1、主輸送機架；3-2、傳送帶；3-3、帶傳輸驅動電機；3-4、帶傳輸減速機；3-5、強制導向板；3-6、導向板；3-7、轉向機構；3-71、轉向電機；3-72、轉向導向槽；2-73、轉向支座；3-74、傳動件；3-75、轉向滾筒；3-76、轉向導向杆；3-77、轉向主支架；3-8、加速舌頭；4、輔旋轉手臂；4-1、副手臂機架；4-2、前後調整驅動裝置；4-3、絲槓副；4-4、旋轉調整驅動裝置；4-5、水平調整驅動裝置；4-8、導軌副；5、下料碼垛機構；5-1、下料箱體；5-2、啟閉驅動裝置；5-3、下料門；5-4、物料左右調整刮板；5-5、啟閉裝置；5-51、A杆；5-52、B杆；5-53、C杆；001、輕軌。

具體實施方式

實施例1：

本實施例的一種包裝物批量裝車的自動裝車系統，如圖1所示，包括依次連接的主調整機架1、迴轉裝置2、主輸送手臂3、輔旋轉手臂4、下料碼垛機構5，主調整機架1安裝在沿車廂縱深方向設置的輕軌001上。

所述主調整機架1可帶動迴轉裝置2、主輸送手臂3、輔旋轉手臂4、下料碼垛機構5在水平方向進行前、後、左、右的移動。

所述迴轉裝置2可單獨驅使主輸送手臂3帶動輔旋轉手臂4、下料碼垛機構5一起，在車廂內升舉、小範圍水平旋轉。

所述輔旋轉手臂4可單獨驅使下料碼垛機構5在小範圍內前移、後移、水平方向旋轉、豎直方向旋轉。下料碼垛機構5中裝有物料包的下料箱體5-1運行到車廂內任意位置時，通過下料碼垛機構5在水平方向旋轉的調整，可使下料箱體5-1側面始終與車廂側壁平行；通過下料碼垛機構5在豎直方向旋轉的調整，可使下料箱體5-1底板始終與車廂底板平行，從而保證物料包整齊劃一的碼放。

實施例2：

本實施例在實施例1的基礎上做進一步優化，如圖2所示，所述主輸送手臂3包括與迴轉裝置2連接的主輸送機架3-1、安裝在主輸送機架3-1上的帶輸送機構、轉向機構3-7、導向機構和位於帶輸送機構末端的加速舌頭3-8。物料包通過帶輸送機構傳輸到工作端，並從位於帶輸送機構末端的加速舌頭3-8上脫離帶輸送機構而落到下料碼垛機構5的下料箱體5-1中。

所述帶傳輸機構包括帶傳輸驅動裝置、主動輥、從動輥、傳送帶3-2。所述帶傳輸驅動裝置通過主動輥帶動設置在主動輥、從動輥上的傳送帶3-2轉動以實現物料包的運輸。所述帶傳輸驅動裝置包括相互連接的帶傳輸驅動電機3-3和帶傳輸減速機3-4，帶傳輸減速機3-4輸出端與主動輥連接。

如圖3所示，所述轉向機構3-7包括轉向電機3-71、轉向導向槽3-72、轉向支座3-73、傳動件3-74、轉向滾筒3-75、轉向導向杆3-76、轉向主支架3-77。所述轉向導向槽3-72開設在轉向支座3-73上，與轉向滾筒3-75連接的轉向導向杆3-76貫穿轉向導向槽3-72並在傳動件3-74的帶動下沿轉向導向槽3-72滑動。所述轉向電機3-71通過傳動件3-74帶動與轉向導向杆3-76連接的轉向滾筒3-75轉出或轉入。轉向滾筒3-75轉出時伸出，位於傳送帶3-2上方，可迫使經過的物料包轉向；轉向滾筒3-75轉入時收回，從傳送帶3-2上方移開，不對經過的物料包形成幹擾。而且，採用此結構的轉向機構3-7，用控制系統通過轉向電機3-71自動控制轉向滾筒3-75的動作，反應迅速，效率高。

所述導向機構包括設置在傳送帶3-2側邊的強制導向板3-5和導向板3-6。所述強制導向板3-5與導向板3-6之間形成供一個物料包恰好通過的限定空間。一是可以保障物料包一次一個的有序通過，二是可以保證需轉向的物料包與轉向機構3-7的轉向滾筒3-75有效接觸而實現轉向。

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：

本實施例在上述實施例1或2的基礎上做進一步優化，如圖6所示，所述迴轉裝置2包括升舉調節機構和水平旋轉調節機構。

所述升舉調節機構包括與主輸送手臂3連接的升舉旋轉軸2-1和驅使主輸送手臂3升舉調整的升舉驅動裝置2-2。所述升舉驅動裝置2-2為油缸或電動推缸。

所述水平旋轉調節機構包括水平旋轉驅動裝置2-3、迴轉主驅動齒輪2-4、迴轉從動齒輪2-5、迴轉機架2-6。所述迴轉機架2-6與主調整機架1連接並用於安裝升舉調節機構、水平旋轉驅動裝置2-3。所述水平旋轉驅動裝置2-3包括水平旋轉驅動電機和水平旋轉減速機，水平旋轉減速機的輸出端通過迴轉傳動組件與升舉調節機構連接，並驅使升舉調節機構帶動主輸送手臂3一起在水平方向旋轉調節偏角。

所述迴轉傳動組件可以為相互嚙合的迴轉主驅動齒輪2-4、迴轉從動齒輪2-5；所述迴轉主驅動齒輪2-4與水平旋轉驅動裝置2-3的輸出端連接，所述迴轉從動齒輪2-5與升舉調節機構連接。

所述迴轉傳動組件可以為連接水平旋轉驅動裝置2-3與升舉調節機構的行星減速機、電動推缸、油壓缸中任一種或多種組合。

本實施例的其他部分與上述實施例1或2相同，故不再贅述。

實施例4：

本實施例在上述實施例1-3任一項的基礎上做進一步優化，如圖6所示，所述主調整機架1包括橫移調節機架1-1、橫移驅動裝置1-2、橫移主動輪1-3、橫移導軌1-4、縱移調節機架1-5、縱移驅動裝置1-6、縱移主動輪1-7、縱移從動輪1-8。

所述縱移驅動裝置1-6包括相互連接的縱移驅動電機和縱移減速機，縱移減速機輸出端與縱移主動輪1-7連接並驅使縱移從動輪1-8跟從，而實現縱移調節機架1-5帶動整個自動裝車系統的執行機構沿輕軌001前後移動。所述橫移驅動裝置1-2包括相互連接的橫移驅動電機和橫移減速機，橫移減速機的輸出端與橫移主動輪1-3連接，實現橫移調節機架1-1帶動自動裝車系統的除縱移調節機架1-5相關部件以外的執行機構沿設置在縱移調節機架1-5上的橫移導軌1-4進行左右移動調節。

所述橫移主動輪1-3、縱移主動輪1-7、縱移從動輪1-8均設置防止其從對應導軌上脫離的導向擋板。

本實施例的其他部分與上述實施例1-3任一項相同，故不再贅述。

實施例5：

本實施例在上述實施例1-4任一項基礎上做進一步優化，如圖4、圖5所示，所述輔旋轉手臂4包括副手臂機架4-1、前後調整驅動裝置4-2、絲槓副4-3、旋轉調整驅動裝置4-4、水平調整驅動裝置4-5、水平調整連接機構、旋轉調整連接機構、導軌副4-8。

所述副手臂支架與主輸送手臂3連接。所述旋轉調整驅動裝置4-4通過旋轉調整連接機構驅動下料碼垛機構5水平方向旋轉調節。所述水平調整驅動裝置4-5通過水平調整連接機構驅動下料碼垛機構5豎直方向旋轉調節。所述前後調整驅動裝置4-2通過絲槓副4-3驅動下料碼垛機構5在導軌副4-8限制下前後移動調節。

所述水平調整連接機構、旋轉調整連接機構均採用減速機，結構簡單、便於控制。

本實施例的其他部分與上述實施例1-4任一項相同，故不再贅述。

實施例6：

本實施例在上述實施例1-5任一項基礎上做進一步優化，如圖4、圖5所示，所述下料碼垛機構5包括下料箱體5-1、啟閉驅動裝置5-2、下料門5-3、物料左右調整刮板5-4、啟閉裝置、刮板驅動裝置。

所述啟閉驅動裝置5-2為氣缸、液壓缸、電動推缸中任一種或多種組合，啟閉驅動裝置5-2的輸出端通過啟閉裝置控制下料門5-3的啟閉。所述刮板驅動裝置驅動物料左右調整刮板5-4左右移動，對物料包進行進一步的整形定位。

如圖7所示，所述下料門啟閉裝置5-5為鉸接機構，包括與啟閉驅動裝置5-2的輸出端連接的A杆5-51、同軸鉸接在A杆5-51上的B杆5-52和C杆5-53；所述下料門5-3包括滑動安裝在下料箱體5-1上的A下料門和B下料門；所述B杆5-52與A下料門連接，C杆5-53與B下料門連接。

本實施例的其他部分與上述實施例1-5任一項相同，故不再贅述。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。