一種搖臂式自動裝車機械手的製作方法

2023-10-17 16:14:24 2

本實用新型涉及自動裝車設備領域，具體的說，是一種搖臂式自動裝車機械手。

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。

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，但對不同的車箱寬度適應性不佳，較難充分利用車箱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箱內空間會被浪費；另一方面，擺放或安放在車箱中的設備自身所佔據的空間會導致車箱內部分空間無法碼放物料包，從而出現「裝車盲區」。

即使有些裝車機械手、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。

目前，靈活的機械手雖然能進行物料包的精準放置，但無法連續的將多個物料包平穩、規整、精準的碼放裝車，因此無法滿足工業生產的需求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種搖臂式自動裝車機械手，機械臂工作端的下料箱可萬向調節以保證下料箱在規整位置狀態下進行物料包的卸載碼垛，從而使得多個物料包連續、整齊、精準的碼放在車箱內，達到精準高效的無盲區裝車目的，進而實現工業生產運輸過程中全自動裝車的穩定高效。

本實用新型通過下述技術方案實現：一種搖臂式自動裝車機械手，與沿車箱縱深方向設置的導軌配套安裝，包括滑動安裝在導軌上的主輸送機架和位於主輸送機架下方的機械臂，其特徵在於：還包括連接主輸送機架和內置傳輸機構的機械臂並使機械臂在車箱內升舉或水平旋轉的迴轉裝置；所述機械臂下料端固定安裝一剛性結構的小機架，且小機架通過萬向調節裝置與下料箱連接。

本實用新型中，裝載有物料包的下料箱隨機械臂的升舉或水平旋轉移動快速移動至指定位置（標記為A點），同時下料箱通過萬向調節裝置快速調整至當前指定位置（A點）對應的規整狀態後卸載物料包，然後，下料箱重新裝載下一個從傳輸機構下料端掉落的物料包，機械臂通過小機架將下料箱快速移動至下一個指定位置（標記為B點），同時下料箱通過萬向調節裝置快速調整至當前指定位置（B點）對應的規整狀態後卸載物料包；以此類推，從而實現自動將物料包連續、整齊、精準的碼放在車箱內的效果。本實用新型中，下料箱的規整位置狀態是指，下料箱底板與車箱地板平行且下料箱側板與車箱側壁平行。

本實用新型中，多個物料包從機械臂的上料端一個接一個連續進入傳輸機構，並由傳輸機構一個接一個輸送至通過小機架與機械臂連接在一起的下料箱中。本實用新型中下料箱的位置或狀態是多軸聯動的結果：

一是，主輸送機架帶動整個自動裝車機械手沿軌道前/後直線移動；

二是，機械臂通過小機架帶著下料箱一起在迴轉裝置的驅使下在車箱內升舉或水平旋轉；

三是，下料箱通過萬向調節裝置在機械臂工作端（即傳輸機構的下料端）進行小距離直線移動調節或水平偏轉調節或豎直傾角調節。

通過上述多軸聯動，最終實現自動將物料包連續、整齊、精準的碼放在車箱內的效果。

具體是指：

當待裝車的貨車停到指定裝車區域後，其車箱與本實用新型所述的自動裝車機械手位置對應，根據識別的車箱坐標、車箱幾何尺寸等信息，自動裝車機械手先通過與導軌配套安裝的主調整機架帶動整個自動裝車機械手的執行機構沿導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箱的位置，使主輸送手臂升入車箱內並位於車箱中間位置（距離車箱左右兩側內壁相等）；

然後，通過迴轉裝置驅動主輸送手臂在車箱內升舉或水平旋轉，同時通過萬向調節裝置調整下料箱的水平偏角或豎直傾角或小範圍位置細調，使主輸送手臂工作端的下料箱到達車箱內任意指定位置；

同時，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箱內整齊、規範的碼放。

本實用新型中，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，但本實用新型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。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述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。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述迴轉裝置包括驅動機械臂升舉動作的升舉調節機構和驅動機械臂水平調節旋轉偏角的水平旋轉調節機構。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述水平旋轉調節機構包括與主輸送機架連接為一體的迴轉機架、與迴轉機架旋轉連接的行架以及驅使行架旋轉的伺服電機；所述升舉調節機構包括固定安裝在行架上並與機械臂鉸接的升舉旋轉軸、支撐並驅動機械臂調節升舉角度的升舉驅動裝置。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述迴轉機架包括與行架固定連接的迴轉主架和嵌入在迴轉主架內的迴轉輪盤，所述迴轉主架上表面安裝有所述伺服電機，伺服電機通過減速機與設置在迴轉輪盤中心的驅動齒輪驅動連接，所述迴轉輪盤靠近驅動齒輪一側設置有輪齒且所述輪齒通過多個行星齒輪與驅動齒輪嚙合，所述行星齒輪通過轉軸固定在迴轉主架和迴轉輪盤之間以驅動迴轉輪盤相對迴轉主架轉動。

所述迴轉機架包括與行架固定連接的迴轉主架和嵌入在迴轉主架內的迴轉輪盤，所述迴轉主架上表面安裝有所述伺服電機，伺服電機通過減速機與設置在迴轉輪盤中心的驅動齒輪驅動連接，所述迴轉輪盤靠近驅動齒輪一側設置有輪齒且所述輪齒通過多個行星齒輪與驅動齒輪嚙合，所述行星齒輪通過轉軸固定在迴轉主架和迴轉輪盤之間以驅動迴轉輪盤相對迴轉主架轉動。

進一步優選地，所述迴轉輪盤外圓周與迴轉主架內圓周之間設置有相互抵靠的多個穩定鋼珠。

再進一步優選，所述行星齒輪的數量為三個且相鄰兩個行星齒輪之間的圓心角為120°。

為了更有利於物料的輸送，再進一步地優選，所述送料裝置包括安裝在進料口的滾筒送料機構，以及連通所述滾筒送料結構與所述機械臂的傳送帶送料結構。

為了實現物料輸送的順暢性，優選地，所述滾筒送料結構包括用於運輸物料的相互平行安裝的多個滾筒，所述滾筒之間通過鏈條傳動，且位於端頭的滾筒連接有提供動力的送料伺服電機。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述萬向調節裝置包括驅使下料箱在小機架延伸方向補償移動的補償調節裝置、驅使下料箱橫向旋轉修正的偏斜修正裝置、驅使下料箱豎向旋轉調平的水平調平裝置；所述偏斜修正裝置、水平調平裝置分別與下料箱連接，水平調平裝置設置在偏斜修正裝置上，偏斜修正裝置設置在補償調節裝置上，補償調節裝置與上方的小機架連接。

所述萬向調節裝置包括補償調節裝置、偏斜修正裝置、水平調平裝置。本實用新型中通過主要由補償調節裝置、偏斜修正裝置、水平調平裝置組成的萬向調節裝置，實現下料箱在車箱內任意位置對物料包卸載碼垛時，都能調整至規整狀態，即下料箱側板與車箱內側壁平行，下料箱底板與車箱地板平行。

下料箱是否處於規整狀態，需要藉助傳感器組件中各個傳感器進行檢測並反饋至控制模塊，再由控制模塊計算分析：若下料箱已處於當前位置的規整狀態，則無需動作；若下料箱未處於當前位置的規整狀態，則需要調整下料箱位置狀態，控制模塊輸出端向補償調節裝置或偏斜修正裝置或水平調平裝置中的驅動裝置發送控制信號，驅使補償調節裝置或偏斜修正裝置或水平調平裝置中執行的機械結構動作，實現下料箱位置狀態調整。

本實用新型中，下料箱通過補償調節裝置與小機架連接，可以實現：下料箱在機械臂工作端小範圍前後補償移動，以調整下料箱與機械臂末端本體之間的距離。一方面，機械臂穩定不動時，下料箱相對於機械臂內前後補償移動，實現下料箱小範圍內位置的調整，既能實現更加整齊、精準的碼垛，又能減少機械臂整體移動頻率，位置調節響應快，結構簡單；另一方面，機械臂在豎直方向擺動（即機械臂工作端太高或降低）時，下料箱位置狀態調整的行程不受機械臂本體幹擾。也就是說，通過補償調節裝置可使下料箱向前或向後移動一定距離，無論機械臂是否動作，始終保證物料包從安裝在機械臂中的傳輸機構中掉落時恰好落入下料箱中，且下料箱位置狀態調整的行程不受機械臂本體幹擾。

本實用新型中，通過偏斜修正裝置橫向旋轉下料箱，可以實現：下料箱的橫向旋轉，調整至下料箱側板與車箱側壁平行的規整狀態。本實用新型中下料箱近乎為一個長方體。因此，下料箱側板與車箱側壁平行，具體是指：下料箱的左側板/右側板與車箱左側壁/右側壁平行，或者下料箱前側板與車箱前側壁平行。此狀態下，裝載在下料箱中的物料包掉落時，也與車箱側壁平行，從而保證每一個物料包橫平豎直的掉落以進行整齊碼垛。

本實用新型中，通過水平調平裝置豎向旋轉下料箱，保證卸載物料包使物料包在車箱內碼垛擺放時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。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述補償調節裝置包括固定安裝在小機架上的補償動力裝置和安裝在補償動力裝置輸出端的補償傳動組件，補償傳動組件下端與下料箱連接並帶動下料箱、連接下料箱的偏斜修正裝置、連接下料箱的水平調平裝置一起移動。

本實用新型中，所述補償傳動組件為絲槓傳動組件、蝸輪蝸杆傳動組件、齒輪齒條傳動組件、連杆傳動組件、偏心連杆傳動組件、帶傳動組件中任一種。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述偏斜修正裝置包括修正支撐架、修正驅動裝置和設置在修正驅動裝置輸出端的修正傳動裝置，修正支撐架包括上端與小機架連接的支撐基架、以及轉動連接在支撐基架下端的轉動支撐件，轉動支撐件底部與下料箱固定連接，安裝在修正支撐架上的修正驅動裝置通過修正傳動裝置驅使轉動支撐件旋轉以帶動下料箱進行偏斜角度的修正；所述補償調節裝置通過相互連接的支撐基架、轉動支撐件帶動下料箱一起移動。

本實用新型中，所述修正傳動裝置包括與修正驅動裝置傳動連接的修正輪，轉動支撐件上設置有與修正輪其外輪廓相匹配的修正槽。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，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，調平支撐架包括安裝在偏斜修正裝置上的調平基架、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，進一步地，所述下料箱底板設置對開式箱門或拉取式箱門；所述對開式箱門包括向下開啟的、主要由兩個門頁組成的、對開的箱門，且下料箱的左側板、右側板的夾層中分別設置一驅使箱門啟閉的門啟閉裝置；所述門啟閉裝置包括啟閉驅動裝置、以及連接啟閉驅動裝置與箱門的門連杆裝置；所述門連杆裝置包括安裝在啟閉驅動裝置輸出端的一個主推桿和兩個對稱設置在主推桿兩側的副推桿，且一個副推桿對應鉸接一個門頁；所述主推桿中部與啟閉驅動裝置輸出端固定，主推桿兩端呈飛簷狀向兩側延伸且分別與副推桿鉸接；所述拉取式箱門包括設置在下料箱底板、側面拉取的箱門；所述箱門為整板結構且箱門通過安裝在下料箱上的拉門驅動裝置啟閉。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，還包括檢測下料箱位置狀態並驅使下料箱進行位置狀態調節的控制系統；所述控制系統包括安裝在下料箱上的傳感器組件、以及與傳感器組件連接的控制模塊；所述控制模塊的信號輸出端連接萬向調節裝置並通過萬向調節裝置執行下料箱位置狀態的調節動作。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述傳感器組件包括前端距離傳感器、高度距離傳感器、左側距離傳感器、右側距離傳感器和水平傳感器組；

所述前端距離傳感器，內嵌於下料箱最前端的前板上、用於檢測下料箱前板與車箱內壁之間的距離；

所述高度距離傳感器，安裝在下料箱最後端的後板上、用於檢測下料箱底板與車箱地板之間的距離；

所述左側距離傳感器，安裝在下料箱最後端的後板上、用於檢測下料箱左側板與車箱內壁之間的距離；

所述右側距離傳感器，安裝在下料箱最後端的後板上、用於檢測下料箱右側板與車箱內壁之間的距離；

所述水平傳感器組，內嵌於下料箱最下端的底板上、用於反饋下料箱底板與車箱地板之間平行度。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述下料箱內設置有推拉物料包至下料箱內側壁的推料機構；所述推料機構包括固定在下料箱頂部的推料驅動裝置、以及安裝在推料驅動裝置輸出端且位於下料箱內腔的推料板。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述主輸送機構包括設置滑輪機構的承重框梁和分別安裝在承重框梁下端的二級送料箱、一級送料箱；所述一級送料箱的出料口與二級送料箱的進料口活動連接且一級送料箱與二級送料箱之間設置有物料導向機構。

本實用新型中，推料機構可使得裝載在下料箱中的物料包緊貼下料箱的內側壁（左內側壁或右內側壁）：一方面，推料機構推動物料包，使物料包緊貼下料箱內側壁掉落，因而能貼著車箱側壁掉落碼垛，以充分利用車箱內部空間；另一方面，同一批次的所有物料包從下料箱中同一位置掉落，更有利於精準定位和整齊碼垛。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述推料機構設置兩組一一對應的推料驅動裝置、推料板，且兩組一一對應的推料驅動裝置、推料板對向交錯設置。

本實用新型中，一組對應的推料驅動裝置、推料板可推動物料包向下料箱中左內側壁運動並貼合；同時，另一組對應的推料驅動裝置、推料板可推動物料包向下料箱中右內側壁運動並貼合。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本實用新型中下料箱通過萬向調節裝置與安裝在機械臂上的小機架連接，由萬向調節裝置控制下料箱進行下料位置和下料角度的調節，在自動裝車過程中保證下料箱中的物料包規整碼放在車箱中；

（2）本實用新型中萬向調節裝置可精準控制下料箱的動作，配合機械臂的運動，可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；

（3）本實用新型中迴轉裝置驅使機械臂水平旋轉調整或豎直升降調整。

（4）本實用新型中下料箱在萬向調節裝置的驅動下移動靈活，可快速到達車箱內任意指定的碼料位置，有效解決裝車盲區的問題，自動裝車效率高、車箱空間利用率高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型中補償調節裝置的結構示意圖。

圖3為補償調節裝置中偏移傳動裝置為絲槓傳動組件時的結構示意圖。

圖4為補償調節裝置中偏移傳動裝置為連杆傳動組件時的結構示意圖。

圖5為補償調節裝置中偏移傳動裝置為偏向連杆傳動組件時的結構示意圖。

圖6為補償調節裝置中偏移傳動裝置為剪叉式伸縮組件時的結構示意圖。

圖7為本實用新型中偏斜修正裝置的結構示意圖。

圖8為圖7中偏斜修正裝置A處的局部放大示意圖。

圖9為偏斜修正裝置採用皮帶組件傳動的結構示意圖。

圖10為本實用新型中水平調平裝置的結構示意圖。

圖11為水平調平裝置左視圖。

圖12為水平調平裝置中下料箱傾斜即水平調平前的狀態示意圖。

圖13為下料箱中推料機構的結構示意圖。

圖14為下料箱中箱門採用對開式時門啟閉裝置的結構示意圖。

圖15為下料箱中箱門採用側面拉取式時的仰視示意圖。

圖16為迴轉裝置的結構示意圖。

圖17為水平旋轉驅動裝置的結構示意圖。

圖18為主輸送機架的內部結構示意圖。

其中：1-主輸送機架，11-承重框梁，12-一級送料箱，13-二級送料箱，2-迴轉裝置，21-迴轉機架，210-迴轉輪盤，211-驅動齒輪，212-行星齒輪，215-迴轉主架，22-行架，23-升舉旋轉軸，24-升舉驅動裝置，25-水平旋轉驅動裝置，3-傳輸機構，4-機械臂，51-小機架，52-偏移動力裝置，501-絲槓，502-滑塊，503-支撐座，504-直線導軌副，511-第一推桿，512-第一推塊，513-窄槽，521-傳動圓盤，522-第二推桿，523-第二推塊，531-叉杆，532-第三推塊，541-修正驅動裝置，542-修正支撐架，5421-支撐基架，5422-轉動支撐件，543-修正傳動裝置，5431-修正輪，5432-皮帶組件，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，6-下料箱，61-箱門，62-左側板，63-右側板，641-推料板，642-推料驅動裝置，651-啟閉驅動裝置，652-主推桿，653-副推桿，661-拉門驅動裝置，662-剪叉式連杆。

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3、圖10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：

本實施例的一種搖臂式自動裝車機械手，如圖1所示，包括機械臂4和安裝在機械臂4下料端的下料箱6，其特徵在於：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，下料箱6通過設置在小機架51上的萬向調節裝置與小機架51連接；所述機械臂4內安裝傳輸機構，且傳輸機構的下料端與下料箱6對應設置。

所述小機架51既能起到下料箱6補償移動時的導向作用，又能起到下料箱6及裝載在下料箱6中物料包的輔助承重作用。

本實施例中，多個物料包從機械臂4的上端一個接一個連續進入傳輸機構，並由傳輸機構一個接一個輸送至通過小機架51與機械臂4連接在一起的下料箱6中。機械臂4工作端通過剛性結構的小機架51帶動下料箱6一起進行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、豎直方向的擺動中任一個或多個運動，同時，萬向調節裝置驅動下料箱6進行萬向調節，使下料箱6位於車箱內任意位置時都可以調整至規整狀態，從而實現裝車機械手的連續、精確、整齊自動裝車碼垛操作。

本實施例中，主要執行機構相互聯動：

所述主輸送機架1，帶動整個自動裝車機械手一起，沿導軌前/後直線運動；

所述迴轉機構2，帶動機械臂、小機架、下料箱一起水平旋轉擺動，同時上舉或下降調節；

所述小機架51，安裝在機械臂4工作端並向機械臂4延伸方向延伸，剛性結構，用於將機械臂4與下料箱6連接為一體並支撐萬向調節的下料箱6及裝載在下料箱6內的物料包；

所述萬向調節裝置，安裝在小機架51上並與下料箱6連接，用於驅使下料箱6在機械臂4工作端進行位置狀態的調節；

所述機械臂4，用於通過小機架51帶動下料箱6一起進行較大幅度的動作；

所述傳輸機構3，安裝在機械臂4內，用於將物料包一個接一個連續輸送至下料箱6中。

所述下料箱6，通過萬向調節裝置安裝在小機架51下方，用於裝載物料包至指定位置並以規整狀態碼放物料包。

所述主輸送機架1、迴轉機構2、傳輸機構3、機械臂4、小機架51、萬向調節裝置、下料箱6，一起組成實現物料包自動裝車碼垛所對應的主要機械結構。

實施例2：

本實施例進一步公開萬向調節裝置的結構。一種搖臂式自動裝車機械手，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，下料箱6通過設置在小機架51上的萬向調節裝置與小機架51連接；所述機械臂4內安裝傳輸機構，且傳輸機構的下料端與下料箱6對應設置。

所述萬向調節裝置包括補償調節裝置、偏斜修正裝置、水平調平裝置。本實用新型中通過主要由補償調節裝置、偏斜修正裝置、水平調平裝置組成的萬向調節裝置，實現下料箱6在車箱內任意位置對物料包卸載碼垛時，都能調整至規整狀態，即下料箱6側板與車箱內側壁平行，下料箱6底板與車箱地板平行。

如圖2所示，所述補償調節裝置包括固定安裝在小機架51上的補償動力裝置和安裝在補償動力裝置輸出端的補償傳動組件，補償傳動組件下端與下料箱6連接並帶動下料箱6、連接下料箱6的偏斜修正裝置、連接下料箱6的水平調平裝置一起移動。

如圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實用新型中，所述補償傳動組件為絲槓傳動組件、蝸輪蝸杆傳動組件、齒輪齒條傳動組件、連杆傳動組件、偏心連杆傳動組件、帶傳動組件中任一種。

本實施例中補償動力裝置52通過小機架51內的補償傳動組件驅使下料箱6在小機架51範圍內補償移動；同時小機架51承擔下料箱6及裝載在下料箱6內物料包的重量。相對於機械臂4的移動，本實用新型中補償動力裝置52通過補償傳動組件驅動下料箱6的移動為小範圍內的微量移動。

當自動裝車過程中需要使碼垛位置從上一橫排向下一橫排移動時：若機械臂4與下料箱6位置相對固定，必須使機械臂4移動以實現下料箱6對應碼垛位置的移動；若採用本實施例中所述結構，因為下料箱6可以相對機械臂4本體進行位置的補償移動，所以保持機械臂4不動，而僅通過補償動力裝置52、補償傳動組件驅使下料箱6補償移動即可。

另一種，所述機械臂4為一個既能水平左右擺動又能豎直升降擺動的機械臂4，機械臂4水平左右擺動的軸心位置不變，通過機械臂4水平擺動角度的調節即可基本實現下料箱6碼垛位置從車箱一側移至車箱另一側的動作：若機械臂4與下料箱6位置相對固定，下料箱6實際移動軌跡是一個弧而非直線，會導致碼垛不整齊、位置不精準；若採用本實施例中所述結構，因為下料箱6可以相對機械臂4本體進行位置的補償移動，所以在機械臂4帶動下料箱6進行橫向移動的過程中，補償動力裝置52、補償傳動組件驅使下料箱6進行小距離的補償移動，即可保證碼垛位置橫平豎直、整齊劃一。

為了使下料箱6補償移動時更加穩定，傳動裝置與小機架51滑動連接。所述傳動裝置與小機架51滑動連接方式之一為滑輪式，即小機架51上設置滑軌或滑道且傳動裝置上設置與滑軌或滑道對應的滑輪，傳動裝置帶動下料箱6移動的過程中滑輪在滑軌或滑道上滾動；傳動裝置與小機架51滑動連接方式之二為滾珠式，即小機架51上設置保持架，傳動裝置與設置在保持架中的多個滾珠接觸，傳動裝置帶動下料箱6移動的過程中滾珠轉動既支撐傳動裝置又不影響其運動。

所述小機架51上可以設置用於進一步限定滑動裝置滑動端直線運動的軌道，也可以僅通過機械尺寸限制滑動裝置的滑動端既能與下方的下料裝置連接，又能在小機架51上直線移動。

所述動力裝置52以伺服電機為動力源；所述傳動裝置為絲槓傳動組件。所述伺服電機的輸出軸通過聯軸器與絲槓傳動組件中的絲槓501連接。所述絲槓501上套接與下料箱6連接的滑塊502。

為了進一步使下料箱6移動更加穩定，所述支撐座503的一端固定在小機架51上，支撐座503的另一端安裝與絲槓501配套的軸承。此結構可以提高絲槓501工作強度，更好的保障傳動的穩定性。

為了進一步使下料箱6移動更加穩定，所述滑塊502的橫截面呈「C」字型，且支撐座503設置有與滑塊502外部輪廓匹配的滑槽。滑槽與橫截面呈「C」字型的滑塊502匹配，「C」字型對接結構既能起到導向作用，又能進一步輔助承重，保證滑動裝置其滑動端移動的穩定性。一方面，「C」字型對接結構接觸面積大，相對移動更加穩定；另一方面，橫截面為「C」字型的滑塊502可以通過先車外圓再磨平面的方式進行加工，加工成本低；還有一方面，「C」字型的滑塊502其平面方便與下方的下料箱6固定連接。

為了進一步使下料箱6移動更加穩定，所述滑塊502與絲槓501構成一個滾珠絲槓副。

為了進一步使下料箱6移動更加穩定，所述小機架51上還設置輔助支撐下料箱64的直線導軌副504；所述直線導軌副504包括固定安裝在小機架51上的固定導軌和滑動安裝在固定導軌上的緩衝滑塊，緩衝滑塊兩側設置限位緩衝塊，固定導軌的兩端均設置與限位緩衝塊位置對應的限位擋板。

如圖7、圖8、圖9所示，所述偏斜修正裝置包括修正支撐架、修正驅動裝置和設置在修正驅動裝置輸出端的修正傳動裝置，修正支撐架包括上端與小機架51連接的支撐基架、以及轉動連接在支撐基架下端的轉動支撐件，轉動支撐件底部與下料箱6固定連接，安裝在修正支撐架上的修正驅動裝置通過修正傳動裝置驅使轉動支撐件旋轉以帶動下料箱6進行偏斜角度的修正；所述補償調節裝置通過相互連接的支撐基架、轉動支撐件帶動下料箱6一起移動。

所述偏斜修正裝置包括修正支撐架542、修正驅動裝置541和設置在修正驅動裝置541輸出端的修正傳動裝置543，修正支撐架542包括上端與小機架51連接的支撐基架5421、以及轉動連接在支撐基架5421下端的轉動支撐件5422，轉動支撐件5422底部與下料箱6固定連接，安裝在修正支撐架542上的修正驅動裝置541通過修正傳動裝置543驅使轉動支撐件5422旋轉以帶動下料箱6進行偏斜角度的修正。

本實用新型中修正驅動裝置541其本體固定，修正驅動裝置541其輸出端通過修正傳動裝置543帶動下料箱6在水平方向左右轉動。修正驅動裝置541其本體可以直接固定在小機架51上，此時下料箱6僅能在水平方向左右轉動；修正驅動裝置541其本體也可以固定在安裝於小機架51上的修正支撐架542上，此時下料箱6不僅能在水平方向左右轉動還能隨著修正支撐架542一起在小機架51上前後/左右移動。

所述修正支撐架542主要起到連接、支撐的作用。修正支撐架542上部為與小機架51連接的支撐基架5421，下部為與下料箱6連接的轉動支撐件5422，支撐基架5421與轉動支撐件5422轉動連接為一體。支撐基架5421可以固定安裝在小機架51上，也可以滑動連接在小機架51上。轉動支撐件5422則帶動下方的下料箱6在水平方向左右轉動。整個修正支撐架542既保證下料箱6與小機架51連接為一體，又不限制下料箱6左右轉動的動作。

本實施例中，通過修正支撐架542與小機架51連接的下料箱6能在修正驅動裝置541、修正傳動裝置543作用下左右轉動，實現偏斜修正。

所述修正傳動裝置543包括與修正驅動裝置541傳動連接的修正輪5431，轉動支撐件5422上設置有與修正輪5431其外輪廓相匹配的修正槽。本實施例中，修正輪5431與修正槽輪廓匹配就是為了有效傳動、防止打滑。

所述修正輪5431為外圈設置輪齒的修正齒輪，修正槽包括光槽和固定安裝在光槽中的修正齒圈，修正齒圈的內輪廓恰好與修正齒輪的外輪廓匹配。採用齒輪嚙合的形式進行傳動，保證傳動穩定性。且修正齒輪可以直接在市場上進行採購，購買標準件有利於控制設備成本。

當然修正輪5431不僅限於修正齒輪，還可以是其他結構的，例如：修正輪5431的橫截面呈凸輪狀或橢圓狀或多邊形狀。

所述修正驅動裝置541的輸出端還設置有罩在修正傳動裝置543外的防塵罩。所述防塵罩用於防塵，尤其是在對水泥包、麵粉包等粉塵較大環境中進行自動裝車時，有效防止粉塵進入機械手內部，可延長設備使用壽命。

機械臂4伸入車箱後，將下料箱6移動到待碼料的位置，此時偏斜修正裝置驅使下料箱6在水平方向左右旋轉動作而進行偏斜修正，使下料箱6的側壁與車箱的側壁始終平行，然後在下料箱6內貼邊放置的物料包從下料箱6中自由落體垂直落下進行碼垛。重複上述動作，自動裝車機械手即可將多個物料包橫平豎直、整齊的碼放在車箱內指定位置。此結構有效解決自動裝車的盲區問題，同時可充分利用車箱空間。

如圖9所示，偏斜修正裝置採用皮帶組件傳動的結構示意圖。

如圖10、圖11、圖12所示，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，調平支撐架包括安裝在偏斜修正裝置上的調平基架、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6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6進行下料箱6底板與車箱底板平行度的調節。

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，如圖12所示，水平調平裝置中下料箱6傾斜即水平調平前的狀態。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。

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。

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。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。

伺服電機的性能會影響補償移動的精度，本實施例中可選用三菱公司的MR-E系列、MR-J系列，響應速度快、控制精度高、運行穩定。當然隨著技術發展和進步，可以選用性能更優的伺服電機。

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1所示，一種搖臂式自動裝車機械手，包括機械臂4、安裝在機械臂4下料端的下料箱6，和檢測下料箱6位置狀態並驅使下料箱6進行位置狀態調節的控制系統。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，下料箱6通過設置在小機架51上的萬向調節裝置與小機架51連接；所述機械臂4內安裝傳輸機構，且傳輸機構的下料端與下料箱6對應設置。

所述控制系統包括安裝在下料箱6上的傳感器組件、以及與傳感器組件連接的控制模塊；所述控制模塊的信號輸出端連接萬向調節裝置並通過萬向調節裝置執行下料箱6位置狀態的調節動作。所述控制系統中傳感器組件、控制模塊組成實現物料包自動裝車碼垛所對應的主要控制結構。

為了更好的實現本實用新型，進一步地，所述傳感器組件包括前端距離傳感器、高度距離傳感器、左側距離傳感器、右側距離傳感器和水平傳感器組；

本實施例中，所述前端距離傳感器、高度距離傳感器、左側距離傳感器、右側距離傳感器均為距離傳感器。本實施例中，水平傳感器組可以為兩個距離傳感器組成，也可以為一個水平陀螺儀。

當水平傳感器組為兩個距離傳感器組成時，兩個距離傳感器檢測到測量點和車箱地板間的距離：若兩個距離傳感器安裝深度相同，則檢測到的兩個數值相同時，下料箱6底板與車箱地板平行；若兩個距離傳感器安裝深度差為△h，則檢測到的兩個數值與△h滿足對應關係時，下料箱6底板與車箱地板平行。簡單的數值關係，其工作原理現有且非本實用新型的改進點，故不再贅述。

當水平傳感器組為一個水平陀螺儀時，車箱地板與水平陀螺儀測出的傾角一致時，下料箱6底板與車箱地板平行。簡單的數值關係，其工作原理現有且非本實用新型的改進點，故不再贅述。

所述前端距離傳感器、高度距離傳感器、左側距離傳感器、右側距離傳感器和水平傳感器組採集數據並反饋至控制模塊，由控制模塊對數據進行分析處理和控制指令的發送。

所述控制模塊的輸出端分別連接補償調節裝置中的補充驅動裝置、偏斜修正裝置中的修正驅動裝置、水平調平裝置中的調平驅動裝置。所述補充驅動裝置通過補充傳動組件驅使下料箱6進行直線補充移動。所述修正驅動裝置通過偏斜修正裝置驅使下料箱6進行偏斜修正動作。所述水平調平裝置通過水平調平裝置驅使下料箱6進行水平調平動作。

本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。

實施例4：

本實施例在實施例1、2、3任一項基礎上對設置在下料箱6內的推料機構做進一步優化，所述下料箱6內設置有推拉物料包至下料箱6內側壁的推料機構；所述推料機構包括固定在下料箱6頂部的推料驅動裝置642、以及安裝在推料驅動裝置642輸出端且位於下料箱6內腔的推料板641。設置一個推料板641對進入下料箱6的物料包進行左推即可使物料包緊貼下料箱6左側板62的內壁，同理，一個推料板641對進入下料箱6的物料包進行右推即可使物料包緊貼下料箱6右側板63的內壁。

如圖13所示，進一步，為了提高推板工作效率，所述推料機構設置兩組一一對應的推料驅動裝置642、推料板641，且兩組一一對應的推料驅動裝置642、推料板641對向交錯設置。

本實施例的其他部分與實施例1-3中任一項相同，故不再贅述。

實施例5：

本實施例在實施例1-4任一項基礎上做進一步優化，如圖14所示，所述下料箱6底板開設向下開啟的、主要由兩個門頁組成的、對開的箱門61，且下料箱6的左側板62、右側板63的夾層中分別設置一驅使箱門61啟閉的門啟閉裝置；所述門啟閉裝置包括啟閉驅動裝置651、以及連接啟閉驅動裝置651與箱門61的門連杆裝置；所述門連杆裝置包括安裝在啟閉驅動裝置651輸出端的一個主推桿652和兩個對稱設置在主推桿652兩側的副推桿653，且一個副推桿653對應鉸接一個門頁；所述主推桿652中部與啟閉驅動裝置651輸出端固定，主推桿652兩端呈飛簷狀向兩側延伸且分別與副推桿653鉸接。

所述箱門61採用對開式結構，啟閉驅動裝置651通過門連杆裝置驅使兩個門頁同時打開，下料箱6中物料包掉落，掉落位置準確且掉落時落差小、物料包狀態平穩。

本實施例中下料箱6的左側板62、右側板63均為中空結構，左側板62、右側板63均有內壁和外壁，且門啟閉裝置安裝在中空結構中。

本實施例中啟閉驅動裝置651可以是電動也可以是氣動，啟閉驅動裝置651的輸出端通過構成連杆機構的主推桿652、兩個對稱設置的副推桿653驅動門頁動作，門頁關閉時可有效承受物料包的重量；門頁開啟時迅速、順暢，結構簡單且高效。

本實施例的其他部分與實施例1-4中任一項相同，故不再贅述。

實施例6：

本實施例在實施例1-4任一項基礎上做進一步優化，所述下料箱6底板設置一側面拉取式的箱門61；所述箱門61為整板結構且箱門61通過安裝在下料箱6上的拉門驅動裝置661啟閉。所述下料箱6底板的門框高於箱門61表面，對物料包起到阻擋的作用。

如圖15所示，所述箱門61採用側面拉取式結構，箱門61為一個整板。箱門61開啟時，拉門驅動裝置661直接將箱門61向外抽出；箱門61閉合時，拉門驅動裝置661帶動箱門61向內插回。此結構相對於對開式結構，可以充分節約高度方向的空間，更適用於對碼料時高度有較嚴格限制的場合。

進一步地，為了使這個裝車機械手的結構更加緊湊，拉門驅動裝置661設置在下料箱6後面板上，即拉門驅動裝置661設置在下料箱6靠近機械臂4一側。採用此結構時，箱門61從靠近機械臂4一側開啟或閉合。

進一步地，拉門驅動裝置661的輸出端還連接一剪叉式連杆662，拉門驅動裝置661通過剪叉式連杆662驅動箱門61啟閉。所述拉門驅動裝置661採用電推缸，剪叉式連杆662一端安裝在電推缸輸出軸。

進一步地，箱門61與設置在下料箱6底部的門滑軌配套安裝。所述門滑軌的端部還設置有防止箱門61意外脫離的防脫塊。所述箱門61通過設置在下料箱6底部的門滑軌穩定滑動，且受防脫塊限制而不會意外脫落。

本實施例的其他部分與實施例1-4中任一項相同，故不再贅述。

實施例7：

如圖16、17所示，本實施例在實施例1-6任一項基礎上做進一步優化，所述迴轉裝置2包括驅動機械臂4升舉動作的升舉調節機構和驅動機械臂4水平調節旋轉偏角的水平旋轉調節機構。

所述水平旋轉調節機構包括與主輸送機架1連接為一體的迴轉機架21、與迴轉機架21旋轉連接的行架22以及驅使行架22旋轉的水平旋轉驅動裝置25；所述升舉調節機構包括固定安裝在行架22上並與機械臂4鉸接的升舉旋轉軸23、支撐並驅動機械臂4調節升舉角度的升舉驅動裝置24。

所述迴轉機架21包括與行架22固定連接的迴轉主架215和嵌入在迴轉主架215內的迴轉輪盤210，所述迴轉主架215上表面安裝有所述水平旋轉驅動裝置25，水平旋轉驅動裝置25通過減速機與設置在迴轉輪盤210中心的驅動齒輪211驅動連接，所述迴轉輪盤210靠近驅動齒輪211一側設置有輪齒且所述輪齒通過多個行星齒輪212與驅動齒輪211嚙合，所述行星齒輪212通過轉軸固定在迴轉主架215和迴轉輪盤210之間以驅動迴轉輪盤210相對迴轉主架215轉動。

本實施例中，物料輸送過程是：物料從生產設備，或者包裝設備中排除，通過現有的任何轉運裝置將物料送入主輸送機構1中，通過主輸送機構1的輸送和調整，物料按照既定方向從主輸送機構1中脫出並掉落在機械臂4的傳輸機構3上，通過傳輸機構3的傳動，物料包沿著機械臂4的長度方向運動到達下料箱6並最終卸料碼放在車箱內。

其次，本實用新型在對物料進行堆垛時，不可避免的會根據實際物料堆垛的位置對機械臂4其工作端(即安裝下料箱處)進行調整，包括機械臂4高度調節和水平位置的調節。當針對不同盛裝和運輸物料的物流終端車時，其車輛的貨箱高度是不一致的，需要對機械臂4工作端的高度進行適應性的調節，以滿足所需高度，更好的對物料進行堆垛裝配。

機械臂4工作端高度調節的方法和原理如下：由於機械臂4的一端通過升舉旋轉軸23與行架22鉸接，所述升舉驅動裝置24兩端直接連接機械臂4和迴轉機架21，當升舉驅動裝置24在進行伸長或者縮短動作時，機械臂4工作端則相應的實現上升/下降動作，從而實現機械臂4高度的調節，滿足不同車箱高度的問題。

值得說明的時，驅動所述升舉驅動裝置24的液壓源，比如液壓泵、液壓油管、控制液壓泵工作的控制器等可安裝在任何不影響機械臂4工作的位置，由於本實用新型所述機械臂的改進點並非在液壓機構或者液壓系統上，因此，對於液壓未明確提及的部分均可採用現有技術，故而在本實施例中未曾詳述。

最後，當需要進行物料堆垛的車輛數量較多時，比如多輛貨車並排等待裝車的情況，貨車車輛通常是以機械臂底座為圓心，進行扇形停靠。在上述情形下，機械臂4在堆垛裝車過程中會不停的進行旋轉運動，以將物料輸送到不同的貨車車箱中。機械臂4在進行水平旋轉時，其工作原理如下：水平旋轉驅動裝置25通電後將動力傳遞到迴轉機架21，使迴轉機架21發生旋轉，從而調整機械臂4的旋轉，機械臂4的正反轉即通過水平旋轉驅動裝置25的正反轉來進行控制。

本實施例的其他部分與實施例1-6中任一項相同，故不再贅述。

實施例8：

本實施例在實施例1-7任一項基礎上做進一步優化，如圖18所示，所述主輸送機構1包括設置滑輪機構的承重框梁11分別安裝在承重框梁11下端的二級送料箱13、一級送料箱12；所述一級送料箱12的出料口與二級送料箱13的進料口活動連接且一級送料箱12與二級送料箱13之間設置有物料導向機構。

本實施例的其他部分與實施例1-7中任一項相同，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。