一种包装物批量装车的自动装车系统的制作方法

本发明涉及输送设备领域，具体的说，是一种包装物批量装车的自动装车系统。

背景技术：

建材、冶金、化工行业中通常将粉体物料进行袋装包装后进行装车发运，目前装车这一装车工序主要还是依靠人工进行搬运。工人将袋装包装的粉体物料从生产车间搬运到车箱进行装车的过程中，处于粉尘大量扩散的环境中，容易引发尘肺病等呼吸系统的相关疾病，不仅对工人的身心健康带来极大的危害，还给从业者家庭带来沉重的负担，据国家卫生部统计2014年职业病例为27240例其中尘肺病占90.2%。国家层面已经引起高度重视，《国家安全监管总局关于加强水泥制造和石材等粉体加工企业粉尘危害治理工作》的文件“安监总安健〔2013〕112号”，已于2013年11月14份下发各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产监督管理局。如何解决袋装包装的粉体物料的装车装车过程中产生大量扬尘问题，也引发了行业的重点关注。

采用抓包机器人、搬运机械手等类似设备虽然可以实现机械化装车，但存在缺陷：运行一个周期仅能运输（取、运、放）一批物料包，若一批物料包仅为一袋则自动装车效率较低，若一批物料包为并列排放的多袋，虽然可以提高一定的工作效率，但对不同的车厢宽度适应性不佳，较难充分利用车厢宽度的空间进行物料包的码垛摆放，装车过程中适用车辆型号受限或车厢内空间会被浪费；另一方面，摆放或安放在车厢中的设备自身所占据的空间会导致车厢内部分空间无法码放物料包，从而出现“装车盲区”。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种包装物批量装车的自动装车系统，能与不同车厢宽度适配且工作端能自由移动到车厢内任意位置以充分利用车厢空间，实现无盲区自动装车，同时使批量物料包流水式连续输送至车厢内进行码垛摆放，提高自动装车效率。

本发明通过下述技术方案实现：一种包装物批量装车的自动装车系统，与沿车厢纵深方向设置的轻轨配套安装，包括在主输送机架上安装带传输机构的主输送手臂、与主输送手臂连接并驱动主输送手臂在车厢内升举或水平旋转的回转装置、以及安装在轻轨上并与回转装置连接而同时带动回转装置与主输送手臂一起沿轻轨布置方向前后移动或沿车厢宽度方向左右移动调节中心位置的主调整机架。

当待装车的货车停到指定装车区域后，其车厢与本发明所述的自动装车系统位置对应，根据识别的车厢坐标、车厢几何尺寸等信息，自动装车系统先通过与轻轨配套安装的主调整机架，带动整个自动装车系统的执行机构沿轻轨进行或前行或后退或左移或右移的位置调节，从而从大方向上匹配货车车厢的位置，使主输送手臂升入车厢内并位于车厢中间位置（距离车厢左右两侧内壁相等）；然后通过回转装置驱动主输送手臂在车厢内升举或水平旋转，使主输送手臂工作端到达车厢内任意指定位置；此时，待装车的物料包流水式通过安装在主输送手臂其主输送机架上的带传输机构输送至工作端，并在指定位置进行码垛摆放；当下一个物料包输送至工作端时，工作端已在主调整机架和回转装置的共同作用下移动至下一指定位置，进行该物料包的码垛摆放，依次往复动作，高效的按设计要求实现物料包在车厢内整齐、规范的码放。实现工作端位置采集、驱动个驱动装置动作等功能的控制系统与所述主输送手臂、回转装置、主调整机架等执行机构配套使用，但本发明的主要改进点在于执行机构而不在于控制系统，故控制系统不进行赘述。

本发明所述自动装车系统，包括依次连接的主输送手臂、回转装置、主调整机架。所述主调整机架安装在轻轨上，带动主输送手臂、回转装置在水平面内或前行或后退或左移或右移。所述回转装置单独驱动主输送手臂在车厢内升举、水平旋转，同时由于回转装置在主调整机架带动下纵向（前进或后退）或横向（左移或右移）移动，从而也带动主输送手臂纵向或横向移动。在主调整机架与回转装置的共同作用下，主输送手臂的工作端可到达车厢内任意指定位置。所述安装在主输送机架上的带传输机构将批量装车的物料包流水式运输到工作端，在设定位置进行码垛。

所述带传输机构包括带传输驱动装置、主动辊、从动辊、传送带，带传输驱动装置通过主动辊带动设置在主动辊、从动辊上的传送带转动以实现物料包的运输。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述带传输机构设置输送物料包的传送带，并在传送带传输物料包的方向上安装使物料包转向的转向机构；所述转向机构包括位于传送带工作面上方、与物料包一角碰撞而使物料包在横包与竖包两个状态之间转向转换的转向滚筒。

所述转向滚筒可伸出而位于物料包在传送带工作面上的行径方向上，从而利用惯性，促使运输过程中的物料包发生变向后再继续向前运输。所述转向滚筒也可收回而不影响物料包在传送带上运输，物料包保持原方向而直接通过。

所述转向滚筒的伸出或收回，可以人工操作也可以自动操作，人工操作对应的转向机构的结构更简单，自动操作对应的转向机构结构随略微复杂但转向滚筒的动作可自动操作。在一大批连续传输的物料包都需要转向操作时，可将转向滚筒直接固定安装在传送带上方的对应位置，驱使每一个经过的物料包都转向；或者一大批连续传输的物料包都不需要转向操作时，可将转向滚筒收起，运输的物料包都不转向而直接经过。在一批物料包时而需要转向、时而不需要转向时，采用自动操作对应的转向机构，可使自动装车的流程更顺畅、效率更高。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述转向机构还包括架设在传送带上方的转向主支架、安装在转向主支架上并开设弧形转向导向槽的转向支座、贯穿转向导向槽并在转向导向槽中滑动的转向导向杆、与转向导向杆连接的镰刀型的传动件、以及通过传动件驱使转向滚筒沿其输出轴的轴线旋转移动的转向电机。所述转向导向杆在转向导向槽中滑动。

所述转向机构中安装在转向主支架上的转向电机通过传动件带动与转向导向杆连接的转向滚筒转出或转入。转向滚筒转出时伸出，位于传送带上方，可迫使经过的物料包转向；转向滚筒转入时收回，从传送带上方移开，不对经过的物料包形成干扰。而且，采用此结构的转向机构，用控制系统通过转向电机自动控制转向滚筒的动作，反应迅速，效率高。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述主输送手臂还在输送物料包的传送带两侧设置引导物料包从传送带工作面限定空间通过的导向板和强制导向板，强制导向板的尾端向对侧的导向板倾斜，且调整限定空间宽度的强制导向板通过伸出调整机构安装在主输送机架上。

所述带传输机构包括带传输驱动装置、主动辊、从动辊、传送带，带传输驱动装置通过主动辊带动设置在主动辊、从动辊上的传送带转动以实现物料包的运输。

所述传送带侧边安装防止物料包脱离工作面的导向板和驱使物料包在传送带工作面上从限定空间通过的强制导向板。所述强制导向板与安装在对侧的导向板形成限定空间，其空间的宽度略大于物料包的尺寸。所述强制导向板的尾端向对侧的导向板靠拢，使限定空间呈进口大出口小的状态。

所述主输送手臂上还安装使物料包转向的转向机构。转向机构位于强制导向板的尾端，对需要转向操作的物料包精准执行转向操作。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述主输送手臂的工作端设置有用于将物料包准确放置在车厢内指定码垛位置的下料码垛机构和调整下料码垛机构并使其与码垛位置齐平的辅旋转手臂，辅旋转手臂连接在主输送手臂的末端，安装在辅旋转手臂下方的下料码垛机构包括接纳带传输机构输送的物料包并进行下料码垛的下料箱体。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述辅旋转手臂包括副手臂机架、安装在副手臂机架上并通过丝杠副驱使下料箱体前后移动的前后调整驱动装置、安装在副手臂机架上驱使下料箱体侧面与车厢侧壁倾角调节的旋转调整驱动装置、安装在副手臂机架上驱使下料箱体底面与车厢底面倾角调节的水平调整驱动装置、以及使下料码垛机构直线滑动连接在副手臂机架上的导轨副。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述下料码垛机构还包括安装在下料箱体底部可启闭的下料门、与下料门连接的启闭装置、以及通过启闭装置控制下料门启闭的启闭驱动装置。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述回转装置包括驱动主输送手臂升举动作的升举调节机构和驱动主输送手臂水平调节旋转偏角的水平旋转调节机构；所述主输送手臂与升举调节机构中的升举旋转轴铰接，并由升举调节机构中的升举驱动装置驱动其升举角度调节。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述水平旋转调节机构包括与主调整机架一体连接的回转机架、安装在回转机架上回转驱动装置、与回转驱动装置其输出端连接的回转主驱动齿轮、以及与回转主驱动齿轮啮合并带动升举调节机构旋转的回转从动齿轮。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述主调整机架包括横向设置横移导轨的纵移调节机架、安装在纵移调节机架上的纵移驱动装置、以及安装在纵移调节机架上可沿轻轨滚动的纵移主动轮、纵移从动轮，纵移主动轮与纵移驱动装置的输出端连接；所述主调整机架还包括安装在纵移调节机架内横向调节中心位置的横移调节机架、安装在横移调节机架上的横移驱动装置、连接在横移驱动装置输出端并与横溢导轨啮合的横移主动轮。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明工作端通过主输送手臂的升举、水平旋转、横向移动可以到达车厢内的任意指定空间，不受不同车型其车型宽度不等的限制，可非常充分的利用车厢内部空间进行批量物料包的自动装车，而且自动装车操作灵活，调度迅速；

（2）本发明在主输送机架上安装带传输机构，通过带传输机构将批量的物料包流水式从上料端输送至进行码垛的工作端，相比较于一次仅运输一袋的抓包机械手，工作效率有明显提高；

（3）本发明在带传输机构上设置可以使物料包在横包、竖包两种状态间切换的转向机构，利用物料包在传送带上向前运动的惯性，巧妙的使物料包在传送带上运输前行的同时发生转向，结构简单、设计精巧；

（4）本发明通过位于主输送手臂工作端的辅旋转手臂实现下料码垛机构的微调，使下料码垛机构可携带从传送带上掉落的物料包一起在一定区域内进行前后移动，并通过相互连接的旋转调整驱动装置、旋转调整连接机构和相互连接的水平调整驱动装置、水平调整连接机构，使下料箱体的侧面始终与车厢侧壁保持平行且下料箱体的底面始终与车厢底板保持平行，从而使下料箱体中待码垛的物料包方方正正的码放到指定位置；

（5）本发明中主调整机架可带动自身、回转装置、主输送手臂、辅旋转手臂、下料码垛机构沿与车厢进深方向同向布置的轻轨前后移动；同时主调整机架中可在纵移调节机架范围内进行横向移动的横移调节机架可带动自身、回转装置、主输送手臂、辅旋转手臂、下料码垛机构一起调整到车厢中心位置，即使主输送手臂在水平方向不发生摆动时刚好位于车厢中心位置，便于主输送手臂水平旋转时两边动作对称。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为主输送手臂的结构示意图。

图3为转向机构的结构示意图。

图4为辅旋转手臂与下料码垛机构结构及连接关系的轴向示意图。

图5为辅旋转手臂与下料码垛机构结构及连接关系的左向示意图。

图6为主调整机架与回转装置结构及连接关系示意图。

图7为启闭装置的结构示意图。

其中：1、主调整机架；1-1、横移调节机架；1-2、横移驱动装置；1-3、横移主动轮；1-4、横移导轨；1-5、纵移调节机架；1-6、纵移驱动装置；1-7、纵移主动轮；1-8、纵移从动轮；2、回转装置；2-1、升举旋转轴；2-2、升举驱动装置；2-3、水平旋转驱动装置；2-4、回转主驱动齿轮；2-5、回转从动齿轮；2-6、回转机架；3、主输送手臂；3-1、主输送机架；3-2、传送带；3-3、带传输驱动电机；3-4、带传输减速机；3-5、强制导向板；3-6、导向板；3-7、转向机构；3-71、转向电机；3-72、转向导向槽；2-73、转向支座；3-74、传动件；3-75、转向滚筒；3-76、转向导向杆；3-77、转向主支架；3-8、加速舌头；4、辅旋转手臂；4-1、副手臂机架；4-2、前后调整驱动装置；4-3、丝杠副；4-4、旋转调整驱动装置；4-5、水平调整驱动装置；4-8、导轨副；5、下料码垛机构；5-1、下料箱体；5-2、启闭驱动装置；5-3、下料门；5-4、物料左右调整刮板；5-5、启闭装置；5-51、A杆；5-52、B杆；5-53、C杆；001、轻轨。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种包装物批量装车的自动装车系统，如图1所示，包括依次连接的主调整机架1、回转装置2、主输送手臂3、辅旋转手臂4、下料码垛机构5，主调整机架1安装在沿车厢纵深方向设置的轻轨001上。

所述主调整机架1可带动回转装置2、主输送手臂3、辅旋转手臂4、下料码垛机构5在水平方向进行前、后、左、右的移动。

所述回转装置2可单独驱使主输送手臂3带动辅旋转手臂4、下料码垛机构5一起，在车厢内升举、小范围水平旋转。

所述辅旋转手臂4可单独驱使下料码垛机构5在小范围内前移、后移、水平方向旋转、竖直方向旋转。下料码垛机构5中装有物料包的下料箱体5-1运行到车厢内任意位置时，通过下料码垛机构5在水平方向旋转的调整，可使下料箱体5-1侧面始终与车厢侧壁平行；通过下料码垛机构5在竖直方向旋转的调整，可使下料箱体5-1底板始终与车厢底板平行，从而保证物料包整齐划一的码放。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示，所述主输送手臂3包括与回转装置2连接的主输送机架3-1、安装在主输送机架3-1上的带输送机构、转向机构3-7、导向机构和位于带输送机构末端的加速舌头3-8。物料包通过带输送机构传输到工作端，并从位于带输送机构末端的加速舌头3-8上脱离带输送机构而落到下料码垛机构5的下料箱体5-1中。

所述带传输机构包括带传输驱动装置、主动辊、从动辊、传送带3-2。所述带传输驱动装置通过主动辊带动设置在主动辊、从动辊上的传送带3-2转动以实现物料包的运输。所述带传输驱动装置包括相互连接的带传输驱动电机3-3和带传输减速机3-4，带传输减速机3-4输出端与主动辊连接。

如图3所示，所述转向机构3-7包括转向电机3-71、转向导向槽3-72、转向支座3-73、传动件3-74、转向滚筒3-75、转向导向杆3-76、转向主支架3-77。所述转向导向槽3-72开设在转向支座3-73上，与转向滚筒3-75连接的转向导向杆3-76贯穿转向导向槽3-72并在传动件3-74的带动下沿转向导向槽3-72滑动。所述转向电机3-71通过传动件3-74带动与转向导向杆3-76连接的转向滚筒3-75转出或转入。转向滚筒3-75转出时伸出，位于传送带3-2上方，可迫使经过的物料包转向；转向滚筒3-75转入时收回，从传送带3-2上方移开，不对经过的物料包形成干扰。而且，采用此结构的转向机构3-7，用控制系统通过转向电机3-71自动控制转向滚筒3-75的动作，反应迅速，效率高。

所述导向机构包括设置在传送带3-2侧边的强制导向板3-5和导向板3-6。所述强制导向板3-5与导向板3-6之间形成供一个物料包恰好通过的限定空间。一是可以保障物料包一次一个的有序通过，二是可以保证需转向的物料包与转向机构3-7的转向滚筒3-75有效接触而实现转向。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图6所示，所述回转装置2包括升举调节机构和水平旋转调节机构。

所述升举调节机构包括与主输送手臂3连接的升举旋转轴2-1和驱使主输送手臂3升举调整的升举驱动装置2-2。所述升举驱动装置2-2为油缸或电动推缸。

所述水平旋转调节机构包括水平旋转驱动装置2-3、回转主驱动齿轮2-4、回转从动齿轮2-5、回转机架2-6。所述回转机架2-6与主调整机架1连接并用于安装升举调节机构、水平旋转驱动装置2-3。所述水平旋转驱动装置2-3包括水平旋转驱动电机和水平旋转减速机，水平旋转减速机的输出端通过回转传动组件与升举调节机构连接，并驱使升举调节机构带动主输送手臂3一起在水平方向旋转调节偏角。

所述回转传动组件可以为相互啮合的回转主驱动齿轮2-4、回转从动齿轮2-5；所述回转主驱动齿轮2-4与水平旋转驱动装置2-3的输出端连接，所述回转从动齿轮2-5与升举调节机构连接。

所述回转传动组件可以为连接水平旋转驱动装置2-3与升举调节机构的行星减速机、电动推缸、油压缸中任一种或多种组合。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图6所示，所述主调整机架1包括横移调节机架1-1、横移驱动装置1-2、横移主动轮1-3、横移导轨1-4、纵移调节机架1-5、纵移驱动装置1-6、纵移主动轮1-7、纵移从动轮1-8。

所述纵移驱动装置1-6包括相互连接的纵移驱动电机和纵移减速机，纵移减速机输出端与纵移主动轮1-7连接并驱使纵移从动轮1-8跟从，而实现纵移调节机架1-5带动整个自动装车系统的执行机构沿轻轨001前后移动。所述横移驱动装置1-2包括相互连接的横移驱动电机和横移减速机，横移减速机的输出端与横移主动轮1-3连接，实现横移调节机架1-1带动自动装车系统的除纵移调节机架1-5相关部件以外的执行机构沿设置在纵移调节机架1-5上的横移导轨1-4进行左右移动调节。

所述横移主动轮1-3、纵移主动轮1-7、纵移从动轮1-8均设置防止其从对应导轨上脱离的导向挡板。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项基础上做进一步优化，如图4、图5所示，所述辅旋转手臂4包括副手臂机架4-1、前后调整驱动装置4-2、丝杠副4-3、旋转调整驱动装置4-4、水平调整驱动装置4-5、水平调整连接机构、旋转调整连接机构、导轨副4-8。

所述副手臂支架与主输送手臂3连接。所述旋转调整驱动装置4-4通过旋转调整连接机构驱动下料码垛机构5水平方向旋转调节。所述水平调整驱动装置4-5通过水平调整连接机构驱动下料码垛机构5竖直方向旋转调节。所述前后调整驱动装置4-2通过丝杠副4-3驱动下料码垛机构5在导轨副4-8限制下前后移动调节。

所述水平调整连接机构、旋转调整连接机构均采用减速机，结构简单、便于控制。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项基础上做进一步优化，如图4、图5所示，所述下料码垛机构5包括下料箱体5-1、启闭驱动装置5-2、下料门5-3、物料左右调整刮板5-4、启闭装置、刮板驱动装置。

所述启闭驱动装置5-2为气缸、液压缸、电动推缸中任一种或多种组合，启闭驱动装置5-2的输出端通过启闭装置控制下料门5-3的启闭。所述刮板驱动装置驱动物料左右调整刮板5-4左右移动，对物料包进行进一步的整形定位。

如图7所示，所述下料门启闭装置5-5为铰接机构，包括与启闭驱动装置5-2的输出端连接的A杆5-51、同轴铰接在A杆5-51上的B杆5-52和C杆5-53；所述下料门5-3包括滑动安装在下料箱体5-1上的A下料门和B下料门；所述B杆5-52与A下料门连接，C杆5-53与B下料门连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。