一种摇臂式自动装车机械手的制作方法

本实用新型涉及自动装车设备领域，具体的说，是一种摇臂式自动装车机械手。

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，但对不同的车箱宽度适应性不佳，较难充分利用车箱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箱内空间会被浪费；另一方面，摆放或安放在车箱中的设备自身所占据的空间会导致车箱内部分空间无法码放物料包，从而出现“装车盲区”。

即使有些装车机械手、搬运机械手伸入车箱进行自动装包的操作可以从一定程度上解决装车盲区的问题，但装车机械手、搬运机械手其工作端（即下料端）安装的下料箱与机械臂安装的位置相对固定，无法进行相对移动，仅能执行简单的卸包动作，无法达到物料包整齐、精准码垛的标准。

目前，灵活的机械手虽然能进行物料包的精准放置，但无法连续的将多个物料包平稳、规整、精准的码放装车，因此无法满足工业生产的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种摇臂式自动装车机械手，机械臂工作端的下料箱可万向调节以保证下料箱在规整位置状态下进行物料包的卸载码垛，从而使得多个物料包连续、整齐、精准的码放在车箱内，达到精准高效的无盲区装车目的，进而实现工业生产运输过程中全自动装车的稳定高效。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种摇臂式自动装车机械手，与沿车箱纵深方向设置的导轨配套安装，包括滑动安装在导轨上的主输送机架和位于主输送机架下方的机械臂，其特征在于：还包括连接主输送机架和内置传输机构的机械臂并使机械臂在车箱内升举或水平旋转的回转装置；所述机械臂下料端固定安装一刚性结构的小机架，且小机架通过万向调节装置与下料箱连接。

本实用新型中，装载有物料包的下料箱随机械臂的升举或水平旋转移动快速移动至指定位置（标记为A点），同时下料箱通过万向调节装置快速调整至当前指定位置（A点）对应的规整状态后卸载物料包，然后，下料箱重新装载下一个从传输机构下料端掉落的物料包，机械臂通过小机架将下料箱快速移动至下一个指定位置（标记为B点），同时下料箱通过万向调节装置快速调整至当前指定位置（B点）对应的规整状态后卸载物料包；以此类推，从而实现自动将物料包连续、整齐、精准的码放在车箱内的效果。本实用新型中，下料箱的规整位置状态是指，下料箱底板与车箱地板平行且下料箱侧板与车箱侧壁平行。

本实用新型中，多个物料包从机械臂的上料端一个接一个连续进入传输机构，并由传输机构一个接一个输送至通过小机架与机械臂连接在一起的下料箱中。本实用新型中下料箱的位置或状态是多轴联动的结果：

一是，主输送机架带动整个自动装车机械手沿轨道前/后直线移动；

二是，机械臂通过小机架带着下料箱一起在回转装置的驱使下在车箱内升举或水平旋转；

三是，下料箱通过万向调节装置在机械臂工作端（即传输机构的下料端）进行小距离直线移动调节或水平偏转调节或竖直倾角调节。

通过上述多轴联动，最终实现自动将物料包连续、整齐、精准的码放在车箱内的效果。

具体是指：

当待装车的货车停到指定装车区域后，其车箱与本实用新型所述的自动装车机械手位置对应，根据识别的车箱坐标、车箱几何尺寸等信息，自动装车机械手先通过与导轨配套安装的主调整机架带动整个自动装车机械手的执行机构沿导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箱的位置，使主输送手臂升入车箱内并位于车箱中间位置（距离车箱左右两侧内壁相等）；

然后，通过回转装置驱动主输送手臂在车箱内升举或水平旋转，同时通过万向调节装置调整下料箱的水平偏角或竖直倾角或小范围位置细调，使主输送手臂工作端的下料箱到达车箱内任意指定位置；

同时，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箱内整齐、规范的码放。

本实用新型中，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，但本实用新型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。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述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。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述回转装置包括驱动机械臂升举动作的升举调节机构和驱动机械臂水平调节旋转偏角的水平旋转调节机构。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述水平旋转调节机构包括与主输送机架连接为一体的回转机架、与回转机架旋转连接的行架以及驱使行架旋转的伺服电机；所述升举调节机构包括固定安装在行架上并与机械臂铰接的升举旋转轴、支撑并驱动机械臂调节升举角度的升举驱动装置。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述回转机架包括与行架固定连接的回转主架和嵌入在回转主架内的回转轮盘，所述回转主架上表面安装有所述伺服电机，伺服电机通过减速机与设置在回转轮盘中心的驱动齿轮驱动连接，所述回转轮盘靠近驱动齿轮一侧设置有轮齿且所述轮齿通过多个行星齿轮与驱动齿轮啮合，所述行星齿轮通过转轴固定在回转主架和回转轮盘之间以驱动回转轮盘相对回转主架转动。

所述回转机架包括与行架固定连接的回转主架和嵌入在回转主架内的回转轮盘，所述回转主架上表面安装有所述伺服电机，伺服电机通过减速机与设置在回转轮盘中心的驱动齿轮驱动连接，所述回转轮盘靠近驱动齿轮一侧设置有轮齿且所述轮齿通过多个行星齿轮与驱动齿轮啮合，所述行星齿轮通过转轴固定在回转主架和回转轮盘之间以驱动回转轮盘相对回转主架转动。

进一步优选地，所述回转轮盘外圆周与回转主架内圆周之间设置有相互抵靠的多个稳定钢珠。

再进一步优选，所述行星齿轮的数量为三个且相邻两个行星齿轮之间的圆心角为120°。

为了更有利于物料的输送，再进一步地优选，所述送料装置包括安装在进料口的滚筒送料机构，以及连通所述滚筒送料结构与所述机械臂的传送带送料结构。

为了实现物料输送的顺畅性，优选地，所述滚筒送料结构包括用于运输物料的相互平行安装的多个滚筒，所述滚筒之间通过链条传动，且位于端头的滚筒连接有提供动力的送料伺服电机。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述万向调节装置包括驱使下料箱在小机架延伸方向补偿移动的补偿调节装置、驱使下料箱横向旋转修正的偏斜修正装置、驱使下料箱竖向旋转调平的水平调平装置；所述偏斜修正装置、水平调平装置分别与下料箱连接，水平调平装置设置在偏斜修正装置上，偏斜修正装置设置在补偿调节装置上，补偿调节装置与上方的小机架连接。

所述万向调节装置包括补偿调节装置、偏斜修正装置、水平调平装置。本实用新型中通过主要由补偿调节装置、偏斜修正装置、水平调平装置组成的万向调节装置，实现下料箱在车箱内任意位置对物料包卸载码垛时，都能调整至规整状态，即下料箱侧板与车箱内侧壁平行，下料箱底板与车箱地板平行。

下料箱是否处于规整状态，需要借助传感器组件中各个传感器进行检测并反馈至控制模块，再由控制模块计算分析：若下料箱已处于当前位置的规整状态，则无需动作；若下料箱未处于当前位置的规整状态，则需要调整下料箱位置状态，控制模块输出端向补偿调节装置或偏斜修正装置或水平调平装置中的驱动装置发送控制信号，驱使补偿调节装置或偏斜修正装置或水平调平装置中执行的机械结构动作，实现下料箱位置状态调整。

本实用新型中，下料箱通过补偿调节装置与小机架连接，可以实现：下料箱在机械臂工作端小范围前后补偿移动，以调整下料箱与机械臂末端本体之间的距离。一方面，机械臂稳定不动时，下料箱相对于机械臂内前后补偿移动，实现下料箱小范围内位置的调整，既能实现更加整齐、精准的码垛，又能减少机械臂整体移动频率，位置调节响应快，结构简单；另一方面，机械臂在竖直方向摆动（即机械臂工作端太高或降低）时，下料箱位置状态调整的行程不受机械臂本体干扰。也就是说，通过补偿调节装置可使下料箱向前或向后移动一定距离，无论机械臂是否动作，始终保证物料包从安装在机械臂中的传输机构中掉落时恰好落入下料箱中，且下料箱位置状态调整的行程不受机械臂本体干扰。

本实用新型中，通过偏斜修正装置横向旋转下料箱，可以实现：下料箱的横向旋转，调整至下料箱侧板与车箱侧壁平行的规整状态。本实用新型中下料箱近乎为一个长方体。因此，下料箱侧板与车箱侧壁平行，具体是指：下料箱的左侧板/右侧板与车箱左侧壁/右侧壁平行，或者下料箱前侧板与车箱前侧壁平行。此状态下，装载在下料箱中的物料包掉落时，也与车箱侧壁平行，从而保证每一个物料包横平竖直的掉落以进行整齐码垛。

本实用新型中，通过水平调平装置竖向旋转下料箱，保证卸载物料包使物料包在车箱内码垛摆放时下料箱的底板与车箱底板平行，则装车机械手对物料包进行自动装车的堆垛操作时，大致呈长方体的物料包（盒装或袋装）从下料箱中自由落体掉落后基本以较大接触面接触下方的地板或前置的物料包，可使物料包堆垛时更加平稳、整齐，高处堆码的物料包也不易掉落。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述补偿调节装置包括固定安装在小机架上的补偿动力装置和安装在补偿动力装置输出端的补偿传动组件，补偿传动组件下端与下料箱连接并带动下料箱、连接下料箱的偏斜修正装置、连接下料箱的水平调平装置一起移动。

本实用新型中，所述补偿传动组件为丝杠传动组件、蜗轮蜗杆传动组件、齿轮齿条传动组件、连杆传动组件、偏心连杆传动组件、带传动组件中任一种。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述偏斜修正装置包括修正支撑架、修正驱动装置和设置在修正驱动装置输出端的修正传动装置，修正支撑架包括上端与小机架连接的支撑基架、以及转动连接在支撑基架下端的转动支撑件，转动支撑件底部与下料箱固定连接，安装在修正支撑架上的修正驱动装置通过修正传动装置驱使转动支撑件旋转以带动下料箱进行偏斜角度的修正；所述补偿调节装置通过相互连接的支撑基架、转动支撑件带动下料箱一起移动。

本实用新型中，所述修正传动装置包括与修正驱动装置传动连接的修正轮，转动支撑件上设置有与修正轮其外轮廓相匹配的修正槽。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述水平调平装置包括调平支撑架、调平驱动装置和设置在调平驱动装置输出端的调平传动装置，调平支撑架包括安装在偏斜修正装置上的调平基架、以及铰接在调平基架下方的调平转架，调平转架底部与下料箱固定连接，安装在调平支撑架上的调平驱动装置通过调平传动装置驱使调平转架旋转以带动下料箱进行下料箱底板与车箱底板平行度的调节。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述下料箱底板设置对开式箱门或拉取式箱门；所述对开式箱门包括向下开启的、主要由两个门页组成的、对开的箱门，且下料箱的左侧板、右侧板的夹层中分别设置一驱使箱门启闭的门启闭装置；所述门启闭装置包括启闭驱动装置、以及连接启闭驱动装置与箱门的门连杆装置；所述门连杆装置包括安装在启闭驱动装置输出端的一个主推杆和两个对称设置在主推杆两侧的副推杆，且一个副推杆对应铰接一个门页；所述主推杆中部与启闭驱动装置输出端固定，主推杆两端呈飞檐状向两侧延伸且分别与副推杆铰接；所述拉取式箱门包括设置在下料箱底板、侧面拉取的箱门；所述箱门为整板结构且箱门通过安装在下料箱上的拉门驱动装置启闭。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，还包括检测下料箱位置状态并驱使下料箱进行位置状态调节的控制系统；所述控制系统包括安装在下料箱上的传感器组件、以及与传感器组件连接的控制模块；所述控制模块的信号输出端连接万向调节装置并通过万向调节装置执行下料箱位置状态的调节动作。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述传感器组件包括前端距离传感器、高度距离传感器、左侧距离传感器、右侧距离传感器和水平传感器组；

所述前端距离传感器，内嵌于下料箱最前端的前板上、用于检测下料箱前板与车箱内壁之间的距离；

所述高度距离传感器，安装在下料箱最后端的后板上、用于检测下料箱底板与车箱地板之间的距离；

所述左侧距离传感器，安装在下料箱最后端的后板上、用于检测下料箱左侧板与车箱内壁之间的距离；

所述右侧距离传感器，安装在下料箱最后端的后板上、用于检测下料箱右侧板与车箱内壁之间的距离；

所述水平传感器组，内嵌于下料箱最下端的底板上、用于反馈下料箱底板与车箱地板之间平行度。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述下料箱内设置有推拉物料包至下料箱内侧壁的推料机构；所述推料机构包括固定在下料箱顶部的推料驱动装置、以及安装在推料驱动装置输出端且位于下料箱内腔的推料板。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述主输送机构包括设置滑轮机构的承重框梁和分别安装在承重框梁下端的二级送料箱、一级送料箱；所述一级送料箱的出料口与二级送料箱的进料口活动连接且一级送料箱与二级送料箱之间设置有物料导向机构。

本实用新型中，推料机构可使得装载在下料箱中的物料包紧贴下料箱的内侧壁（左内侧壁或右内侧壁）：一方面，推料机构推动物料包，使物料包紧贴下料箱内侧壁掉落，因而能贴着车箱侧壁掉落码垛，以充分利用车箱内部空间；另一方面，同一批次的所有物料包从下料箱中同一位置掉落，更有利于精准定位和整齐码垛。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述推料机构设置两组一一对应的推料驱动装置、推料板，且两组一一对应的推料驱动装置、推料板对向交错设置。

本实用新型中，一组对应的推料驱动装置、推料板可推动物料包向下料箱中左内侧壁运动并贴合；同时，另一组对应的推料驱动装置、推料板可推动物料包向下料箱中右内侧壁运动并贴合。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型中下料箱通过万向调节装置与安装在机械臂上的小机架连接，由万向调节装置控制下料箱进行下料位置和下料角度的调节，在自动装车过程中保证下料箱中的物料包规整码放在车箱中；

（2）本实用新型中万向调节装置可精准控制下料箱的动作，配合机械臂的运动，可使得物料包从下料箱中以较大面积平稳、准确的掉落到指定位置，进而实现精准码垛；

（3）本实用新型中回转装置驱使机械臂水平旋转调整或竖直升降调整。

（4）本实用新型中下料箱在万向调节装置的驱动下移动灵活，可快速到达车箱内任意指定的码料位置，有效解决装车盲区的问题，自动装车效率高、车箱空间利用率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中补偿调节装置的结构示意图。

图3为补偿调节装置中偏移传动装置为丝杠传动组件时的结构示意图。

图4为补偿调节装置中偏移传动装置为连杆传动组件时的结构示意图。

图5为补偿调节装置中偏移传动装置为偏向连杆传动组件时的结构示意图。

图6为补偿调节装置中偏移传动装置为剪叉式伸缩组件时的结构示意图。

图7为本实用新型中偏斜修正装置的结构示意图。

图8为图7中偏斜修正装置A处的局部放大示意图。

图9为偏斜修正装置采用皮带组件传动的结构示意图。

图10为本实用新型中水平调平装置的结构示意图。

图11为水平调平装置左视图。

图12为水平调平装置中下料箱倾斜即水平调平前的状态示意图。

图13为下料箱中推料机构的结构示意图。

图14为下料箱中箱门采用对开式时门启闭装置的结构示意图。

图15为下料箱中箱门采用侧面拉取式时的仰视示意图。

图16为回转装置的结构示意图。

图17为水平旋转驱动装置的结构示意图。

图18为主输送机架的内部结构示意图。

其中：1-主输送机架，11-承重框梁，12-一级送料箱，13-二级送料箱，2-回转装置，21-回转机架，210-回转轮盘，211-驱动齿轮，212-行星齿轮，215-回转主架，22-行架，23-升举旋转轴，24-升举驱动装置，25-水平旋转驱动装置，3-传输机构，4-机械臂，51-小机架，52-偏移动力装置，501-丝杠，502-滑块，503-支撑座，504-直线导轨副，511-第一推杆，512-第一推块，513-窄槽，521-传动圆盘，522-第二推杆，523-第二推块，531-叉杆，532-第三推块，541-修正驱动装置，542-修正支撑架，5421-支撑基架，5422-转动支撑件，543-修正传动装置，5431-修正轮，5432-皮带组件，551-调平驱动装置，552-调平支撑架，5521-调平基架，5522-调平转架，553-调平传动装置，5531-调平驱动轮，5532-调平传动筋，5533-铰接耳，5534-花键联接套，6-下料箱，61-箱门，62-左侧板，63-右侧板，641-推料板，642-推料驱动装置，651-启闭驱动装置，652-主推杆，653-副推杆，661-拉门驱动装置，662-剪叉式连杆。

具体实施方式

自动装车设备进行装车时，一般装车遵循原则为：从一侧向另一侧、从下向上、从内往外。例如：先从车箱内部靠近车头一端的一侧向另一侧码放第一层物料包，然后在同一横排进行第二层物料包的码放，此横排物料包码放结束后，向外移动进行第二横排物料包的多层码放，依次类推，完成所有物料包的码放装车。

如图3、图10所示，由于本实用新型中机械臂4的移动仅限于水平方向的直线运动、水平方向的摆动、竖直方向的直线运动、竖直方向的摆动这四类，其中：水平方向的直线运动是指对应XY平面的前进、后退、左移、右移；水平方向的摆动是指对应XY平面的左转、右转；竖直方向的直线运动是指对应YZ平面的上升、下降；竖直方向的摆动是指对应YZ平面的上旋、下旋。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例的一种摇臂式自动装车机械手，如图1所示，包括机械臂4和安装在机械臂4下料端的下料箱6，其特征在于：所述机械臂4上固定安装有与下料箱6连接的刚性结构的小机架51，下料箱6通过设置在小机架51上的万向调节装置与小机架51连接；所述机械臂4内安装传输机构，且传输机构的下料端与下料箱6对应设置。

所述小机架51既能起到下料箱6补偿移动时的导向作用，又能起到下料箱6及装载在下料箱6中物料包的辅助承重作用。

本实施例中，多个物料包从机械臂4的上端一个接一个连续进入传输机构，并由传输机构一个接一个输送至通过小机架51与机械臂4连接在一起的下料箱6中。机械臂4工作端通过刚性结构的小机架51带动下料箱6一起进行水平方向的直线运动、水平方向的摆动、竖直方向的直线运动、竖直方向的摆动中任一个或多个运动，同时，万向调节装置驱动下料箱6进行万向调节，使下料箱6位于车箱内任意位置时都可以调整至规整状态，从而实现装车机械手的连续、精确、整齐自动装车码垛操作。

本实施例中，主要执行机构相互联动：

所述主输送机架1，带动整个自动装车机械手一起，沿导轨前/后直线运动；

所述回转机构2，带动机械臂、小机架、下料箱一起水平旋转摆动，同时上举或下降调节；

所述小机架51，安装在机械臂4工作端并向机械臂4延伸方向延伸，刚性结构，用于将机械臂4与下料箱6连接为一体并支撑万向调节的下料箱6及装载在下料箱6内的物料包；

所述万向调节装置，安装在小机架51上并与下料箱6连接，用于驱使下料箱6在机械臂4工作端进行位置状态的调节；

所述机械臂4，用于通过小机架51带动下料箱6一起进行较大幅度的动作；

所述传输机构3，安装在机械臂4内，用于将物料包一个接一个连续输送至下料箱6中。

所述下料箱6，通过万向调节装置安装在小机架51下方，用于装载物料包至指定位置并以规整状态码放物料包。

所述主输送机架1、回转机构2、传输机构3、机械臂4、小机架51、万向调节装置、下料箱6，一起组成实现物料包自动装车码垛所对应的主要机械结构。

实施例2：

本实施例进一步公开万向调节装置的结构。一种摇臂式自动装车机械手，包括机械臂4和安装在机械臂4下料端的下料箱6，所述机械臂4上固定安装有与下料箱6连接的刚性结构的小机架51，下料箱6通过设置在小机架51上的万向调节装置与小机架51连接；所述机械臂4内安装传输机构，且传输机构的下料端与下料箱6对应设置。

所述万向调节装置包括补偿调节装置、偏斜修正装置、水平调平装置。本实用新型中通过主要由补偿调节装置、偏斜修正装置、水平调平装置组成的万向调节装置，实现下料箱6在车箱内任意位置对物料包卸载码垛时，都能调整至规整状态，即下料箱6侧板与车箱内侧壁平行，下料箱6底板与车箱地板平行。

如图2所示，所述补偿调节装置包括固定安装在小机架51上的补偿动力装置和安装在补偿动力装置输出端的补偿传动组件，补偿传动组件下端与下料箱6连接并带动下料箱6、连接下料箱6的偏斜修正装置、连接下料箱6的水平调平装置一起移动。

如图3、图4、图5、图6所示，本实用新型中，所述补偿传动组件为丝杠传动组件、蜗轮蜗杆传动组件、齿轮齿条传动组件、连杆传动组件、偏心连杆传动组件、带传动组件中任一种。

本实施例中补偿动力装置52通过小机架51内的补偿传动组件驱使下料箱6在小机架51范围内补偿移动；同时小机架51承担下料箱6及装载在下料箱6内物料包的重量。相对于机械臂4的移动，本实用新型中补偿动力装置52通过补偿传动组件驱动下料箱6的移动为小范围内的微量移动。

当自动装车过程中需要使码垛位置从上一横排向下一横排移动时：若机械臂4与下料箱6位置相对固定，必须使机械臂4移动以实现下料箱6对应码垛位置的移动；若采用本实施例中所述结构，因为下料箱6可以相对机械臂4本体进行位置的补偿移动，所以保持机械臂4不动，而仅通过补偿动力装置52、补偿传动组件驱使下料箱6补偿移动即可。

另一种，所述机械臂4为一个既能水平左右摆动又能竖直升降摆动的机械臂4，机械臂4水平左右摆动的轴心位置不变，通过机械臂4水平摆动角度的调节即可基本实现下料箱6码垛位置从车箱一侧移至车箱另一侧的动作：若机械臂4与下料箱6位置相对固定，下料箱6实际移动轨迹是一个弧而非直线，会导致码垛不整齐、位置不精准；若采用本实施例中所述结构，因为下料箱6可以相对机械臂4本体进行位置的补偿移动，所以在机械臂4带动下料箱6进行横向移动的过程中，补偿动力装置52、补偿传动组件驱使下料箱6进行小距离的补偿移动，即可保证码垛位置横平竖直、整齐划一。

为了使下料箱6补偿移动时更加稳定，传动装置与小机架51滑动连接。所述传动装置与小机架51滑动连接方式之一为滑轮式，即小机架51上设置滑轨或滑道且传动装置上设置与滑轨或滑道对应的滑轮，传动装置带动下料箱6移动的过程中滑轮在滑轨或滑道上滚动；传动装置与小机架51滑动连接方式之二为滚珠式，即小机架51上设置保持架，传动装置与设置在保持架中的多个滚珠接触，传动装置带动下料箱6移动的过程中滚珠转动既支撑传动装置又不影响其运动。

所述小机架51上可以设置用于进一步限定滑动装置滑动端直线运动的轨道，也可以仅通过机械尺寸限制滑动装置的滑动端既能与下方的下料装置连接，又能在小机架51上直线移动。

所述动力装置52以伺服电机为动力源；所述传动装置为丝杠传动组件。所述伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠传动组件中的丝杠501连接。所述丝杠501上套接与下料箱6连接的滑块502。

为了进一步使下料箱6移动更加稳定，所述支撑座503的一端固定在小机架51上，支撑座503的另一端安装与丝杠501配套的轴承。此结构可以提高丝杠501工作强度，更好的保障传动的稳定性。

为了进一步使下料箱6移动更加稳定，所述滑块502的横截面呈“C”字型，且支撑座503设置有与滑块502外部轮廓匹配的滑槽。滑槽与横截面呈“C”字型的滑块502匹配，“C”字型对接结构既能起到导向作用，又能进一步辅助承重，保证滑动装置其滑动端移动的稳定性。一方面，“C”字型对接结构接触面积大，相对移动更加稳定；另一方面，横截面为“C”字型的滑块502可以通过先车外圆再磨平面的方式进行加工，加工成本低；还有一方面，“C”字型的滑块502其平面方便与下方的下料箱6固定连接。

为了进一步使下料箱6移动更加稳定，所述滑块502与丝杠501构成一个滚珠丝杠副。

为了进一步使下料箱6移动更加稳定，所述小机架51上还设置辅助支撑下料箱64的直线导轨副504；所述直线导轨副504包括固定安装在小机架51上的固定导轨和滑动安装在固定导轨上的缓冲滑块，缓冲滑块两侧设置限位缓冲块，固定导轨的两端均设置与限位缓冲块位置对应的限位挡板。

如图7、图8、图9所示，所述偏斜修正装置包括修正支撑架、修正驱动装置和设置在修正驱动装置输出端的修正传动装置，修正支撑架包括上端与小机架51连接的支撑基架、以及转动连接在支撑基架下端的转动支撑件，转动支撑件底部与下料箱6固定连接，安装在修正支撑架上的修正驱动装置通过修正传动装置驱使转动支撑件旋转以带动下料箱6进行偏斜角度的修正；所述补偿调节装置通过相互连接的支撑基架、转动支撑件带动下料箱6一起移动。

所述偏斜修正装置包括修正支撑架542、修正驱动装置541和设置在修正驱动装置541输出端的修正传动装置543，修正支撑架542包括上端与小机架51连接的支撑基架5421、以及转动连接在支撑基架5421下端的转动支撑件5422，转动支撑件5422底部与下料箱6固定连接，安装在修正支撑架542上的修正驱动装置541通过修正传动装置543驱使转动支撑件5422旋转以带动下料箱6进行偏斜角度的修正。

本实用新型中修正驱动装置541其本体固定，修正驱动装置541其输出端通过修正传动装置543带动下料箱6在水平方向左右转动。修正驱动装置541其本体可以直接固定在小机架51上，此时下料箱6仅能在水平方向左右转动；修正驱动装置541其本体也可以固定在安装于小机架51上的修正支撑架542上，此时下料箱6不仅能在水平方向左右转动还能随着修正支撑架542一起在小机架51上前后/左右移动。

所述修正支撑架542主要起到连接、支撑的作用。修正支撑架542上部为与小机架51连接的支撑基架5421，下部为与下料箱6连接的转动支撑件5422，支撑基架5421与转动支撑件5422转动连接为一体。支撑基架5421可以固定安装在小机架51上，也可以滑动连接在小机架51上。转动支撑件5422则带动下方的下料箱6在水平方向左右转动。整个修正支撑架542既保证下料箱6与小机架51连接为一体，又不限制下料箱6左右转动的动作。

本实施例中，通过修正支撑架542与小机架51连接的下料箱6能在修正驱动装置541、修正传动装置543作用下左右转动，实现偏斜修正。

所述修正传动装置543包括与修正驱动装置541传动连接的修正轮5431，转动支撑件5422上设置有与修正轮5431其外轮廓相匹配的修正槽。本实施例中，修正轮5431与修正槽轮廓匹配就是为了有效传动、防止打滑。

所述修正轮5431为外圈设置轮齿的修正齿轮，修正槽包括光槽和固定安装在光槽中的修正齿圈，修正齿圈的内轮廓恰好与修正齿轮的外轮廓匹配。采用齿轮啮合的形式进行传动，保证传动稳定性。且修正齿轮可以直接在市场上进行采购，购买标准件有利于控制设备成本。

当然修正轮5431不仅限于修正齿轮，还可以是其他结构的，例如：修正轮5431的横截面呈凸轮状或椭圆状或多边形状。

所述修正驱动装置541的输出端还设置有罩在修正传动装置543外的防尘罩。所述防尘罩用于防尘，尤其是在对水泥包、面粉包等粉尘较大环境中进行自动装车时，有效防止粉尘进入机械手内部，可延长设备使用寿命。

机械臂4伸入车箱后，将下料箱6移动到待码料的位置，此时偏斜修正装置驱使下料箱6在水平方向左右旋转动作而进行偏斜修正，使下料箱6的侧壁与车箱的侧壁始终平行，然后在下料箱6内贴边放置的物料包从下料箱6中自由落体垂直落下进行码垛。重复上述动作，自动装车机械手即可将多个物料包横平竖直、整齐的码放在车箱内指定位置。此结构有效解决自动装车的盲区问题，同时可充分利用车箱空间。

如图9所示，偏斜修正装置采用皮带组件传动的结构示意图。

如图10、图11、图12所示，所述水平调平装置包括调平支撑架、调平驱动装置和设置在调平驱动装置输出端的调平传动装置，调平支撑架包括安装在偏斜修正装置上的调平基架、以及铰接在调平基架下方的调平转架，调平转架底部与下料箱6固定连接，安装在调平支撑架上的调平驱动装置通过调平传动装置驱使调平转架旋转以带动下料箱6进行下料箱6底板与车箱底板平行度的调节。

所述水平调平装置包括调平支撑架552、调平驱动装置551和设置在调平驱动装置551输出端的调平传动装置553，调平支撑架552包括上端与小机架51连接的调平基架5521、以及铰接在调平基架5521下方的调平转架5522，调平转架5522底部与下料箱6固定连接，安装在调平支撑架552上的调平驱动装置551通过调平传动装置553驱使调平转架5522旋转以带动下料箱6进行下料箱6底板与车箱底板平行度的调节。

本实施例中，如图12所示，水平调平装置中下料箱6倾斜即水平调平前的状态。调平驱动装置551通过调平传动装置553驱使下料箱6在竖直方向(对应YZ平面)转动，无论机械臂4上旋还是下旋，下料箱6的底板始终与车箱的地板平行。

本实施例中，调平支撑架552分别与小机架51和下料箱6连接，既使得下料箱6通过小机架51与机械臂4连接为一体，又使得下料箱6在机械臂4下料端可以灵活动作、调节底板与地板的倾斜度。所述调平支撑架552包括相互铰接的调平基架5521、调平转架5522，调平基架5521用于安装调平驱动装置551及连接小机架51，调平转架5522用于负载下料箱6。所述调平转架5522既要负载下料箱6及内部物料包，又要不干涉下料箱6在竖直方向的转动。所述调平传动装置553一端与调平驱动装置551的输出端连接，另一端与调平转架5522连接并通过调平转架5522带动下料箱6一起转动。

所述调平传动装置553包括与调平驱动装置551传动连接的调平驱动轮5531；所述调平转架5522顶部设置有横跨下料箱6的调平传动筋5532，调平传动筋5532上设置与调平机架铰接的铰接耳5533；所述调平驱动轮5531通过调平传动筋5532驱使下料箱6在竖直方向转动。

所述调平驱动轮5531的外轮廓和调平传动筋5532上分别设置相互啮合的传动齿。

所述传动齿为直齿或斜齿。

本实施例中通过传动齿进行传动，传动过程不易打滑、传动效率高、工作性能稳定。在整个系统运行过程中，能够保障整个机械臂4的运行稳定性。

所述调平驱动轮5531与调平驱动装置551的输出轴通过键直接连接，或者调平驱动轮5531与调平驱动装置551的输出轴通过转接件进行传动连接。所述转接件为通过键连接安装在调平驱动装置551其输出轴的花键联接套5534，且花键联接套5534、调平驱动轮5531上分别设置花键连接用的外花键。

伺服电机的性能会影响补偿移动的精度，本实施例中可选用三菱公司的MR-E系列、MR-J系列，响应速度快、控制精度高、运行稳定。当然随着技术发展和进步，可以选用性能更优的伺服电机。

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：

本实施例在实施例1或2的基础上做进一步优化，如图1所示，一种摇臂式自动装车机械手，包括机械臂4、安装在机械臂4下料端的下料箱6，和检测下料箱6位置状态并驱使下料箱6进行位置状态调节的控制系统。所述机械臂4上固定安装有与下料箱6连接的刚性结构的小机架51，下料箱6通过设置在小机架51上的万向调节装置与小机架51连接；所述机械臂4内安装传输机构，且传输机构的下料端与下料箱6对应设置。

所述控制系统包括安装在下料箱6上的传感器组件、以及与传感器组件连接的控制模块；所述控制模块的信号输出端连接万向调节装置并通过万向调节装置执行下料箱6位置状态的调节动作。所述控制系统中传感器组件、控制模块组成实现物料包自动装车码垛所对应的主要控制结构。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述传感器组件包括前端距离传感器、高度距离传感器、左侧距离传感器、右侧距离传感器和水平传感器组；

本实施例中，所述前端距离传感器、高度距离传感器、左侧距离传感器、右侧距离传感器均为距离传感器。本实施例中，水平传感器组可以为两个距离传感器组成，也可以为一个水平陀螺仪。

当水平传感器组为两个距离传感器组成时，两个距离传感器检测到测量点和车箱地板间的距离：若两个距离传感器安装深度相同，则检测到的两个数值相同时，下料箱6底板与车箱地板平行；若两个距离传感器安装深度差为△h，则检测到的两个数值与△h满足对应关系时，下料箱6底板与车箱地板平行。简单的数值关系，其工作原理现有且非本实用新型的改进点，故不再赘述。

当水平传感器组为一个水平陀螺仪时，车箱地板与水平陀螺仪测出的倾角一致时，下料箱6底板与车箱地板平行。简单的数值关系，其工作原理现有且非本实用新型的改进点，故不再赘述。

所述前端距离传感器、高度距离传感器、左侧距离传感器、右侧距离传感器和水平传感器组采集数据并反馈至控制模块，由控制模块对数据进行分析处理和控制指令的发送。

所述控制模块的输出端分别连接补偿调节装置中的补充驱动装置、偏斜修正装置中的修正驱动装置、水平调平装置中的调平驱动装置。所述补充驱动装置通过补充传动组件驱使下料箱6进行直线补充移动。所述修正驱动装置通过偏斜修正装置驱使下料箱6进行偏斜修正动作。所述水平调平装置通过水平调平装置驱使下料箱6进行水平调平动作。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1、2、3任一项基础上对设置在下料箱6内的推料机构做进一步优化，所述下料箱6内设置有推拉物料包至下料箱6内侧壁的推料机构；所述推料机构包括固定在下料箱6顶部的推料驱动装置642、以及安装在推料驱动装置642输出端且位于下料箱6内腔的推料板641。设置一个推料板641对进入下料箱6的物料包进行左推即可使物料包紧贴下料箱6左侧板62的内壁，同理，一个推料板641对进入下料箱6的物料包进行右推即可使物料包紧贴下料箱6右侧板63的内壁。

如图13所示，进一步，为了提高推板工作效率，所述推料机构设置两组一一对应的推料驱动装置642、推料板641，且两组一一对应的推料驱动装置642、推料板641对向交错设置。

本实施例的其他部分与实施例1-3中任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例1-4任一项基础上做进一步优化，如图14所示，所述下料箱6底板开设向下开启的、主要由两个门页组成的、对开的箱门61，且下料箱6的左侧板62、右侧板63的夹层中分别设置一驱使箱门61启闭的门启闭装置；所述门启闭装置包括启闭驱动装置651、以及连接启闭驱动装置651与箱门61的门连杆装置；所述门连杆装置包括安装在启闭驱动装置651输出端的一个主推杆652和两个对称设置在主推杆652两侧的副推杆653，且一个副推杆653对应铰接一个门页；所述主推杆652中部与启闭驱动装置651输出端固定，主推杆652两端呈飞檐状向两侧延伸且分别与副推杆653铰接。

所述箱门61采用对开式结构，启闭驱动装置651通过门连杆装置驱使两个门页同时打开，下料箱6中物料包掉落，掉落位置准确且掉落时落差小、物料包状态平稳。

本实施例中下料箱6的左侧板62、右侧板63均为中空结构，左侧板62、右侧板63均有内壁和外壁，且门启闭装置安装在中空结构中。

本实施例中启闭驱动装置651可以是电动也可以是气动，启闭驱动装置651的输出端通过构成连杆机构的主推杆652、两个对称设置的副推杆653驱动门页动作，门页关闭时可有效承受物料包的重量；门页开启时迅速、顺畅，结构简单且高效。

本实施例的其他部分与实施例1-4中任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在实施例1-4任一项基础上做进一步优化，所述下料箱6底板设置一侧面拉取式的箱门61；所述箱门61为整板结构且箱门61通过安装在下料箱6上的拉门驱动装置661启闭。所述下料箱6底板的门框高于箱门61表面，对物料包起到阻挡的作用。

如图15所示，所述箱门61采用侧面拉取式结构，箱门61为一个整板。箱门61开启时，拉门驱动装置661直接将箱门61向外抽出；箱门61闭合时，拉门驱动装置661带动箱门61向内插回。此结构相对于对开式结构，可以充分节约高度方向的空间，更适用于对码料时高度有较严格限制的场合。

进一步地，为了使这个装车机械手的结构更加紧凑，拉门驱动装置661设置在下料箱6后面板上，即拉门驱动装置661设置在下料箱6靠近机械臂4一侧。采用此结构时，箱门61从靠近机械臂4一侧开启或闭合。

进一步地，拉门驱动装置661的输出端还连接一剪叉式连杆662，拉门驱动装置661通过剪叉式连杆662驱动箱门61启闭。所述拉门驱动装置661采用电推缸，剪叉式连杆662一端安装在电推缸输出轴。

进一步地，箱门61与设置在下料箱6底部的门滑轨配套安装。所述门滑轨的端部还设置有防止箱门61意外脱离的防脱块。所述箱门61通过设置在下料箱6底部的门滑轨稳定滑动，且受防脱块限制而不会意外脱落。

本实施例的其他部分与实施例1-4中任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

如图16、17所示，本实施例在实施例1-6任一项基础上做进一步优化，所述回转装置2包括驱动机械臂4升举动作的升举调节机构和驱动机械臂4水平调节旋转偏角的水平旋转调节机构。

所述水平旋转调节机构包括与主输送机架1连接为一体的回转机架21、与回转机架21旋转连接的行架22以及驱使行架22旋转的水平旋转驱动装置25；所述升举调节机构包括固定安装在行架22上并与机械臂4铰接的升举旋转轴23、支撑并驱动机械臂4调节升举角度的升举驱动装置24。

所述回转机架21包括与行架22固定连接的回转主架215和嵌入在回转主架215内的回转轮盘210，所述回转主架215上表面安装有所述水平旋转驱动装置25，水平旋转驱动装置25通过减速机与设置在回转轮盘210中心的驱动齿轮211驱动连接，所述回转轮盘210靠近驱动齿轮211一侧设置有轮齿且所述轮齿通过多个行星齿轮212与驱动齿轮211啮合，所述行星齿轮212通过转轴固定在回转主架215和回转轮盘210之间以驱动回转轮盘210相对回转主架215转动。

本实施例中，物料输送过程是：物料从生产设备，或者包装设备中排除，通过现有的任何转运装置将物料送入主输送机构1中，通过主输送机构1的输送和调整，物料按照既定方向从主输送机构1中脱出并掉落在机械臂4的传输机构3上，通过传输机构3的传动，物料包沿着机械臂4的长度方向运动到达下料箱6并最终卸料码放在车箱内。

其次，本实用新型在对物料进行堆垛时，不可避免的会根据实际物料堆垛的位置对机械臂4其工作端(即安装下料箱处)进行调整，包括机械臂4高度调节和水平位置的调节。当针对不同盛装和运输物料的物流终端车时，其车辆的货箱高度是不一致的，需要对机械臂4工作端的高度进行适应性的调节，以满足所需高度，更好的对物料进行堆垛装配。

机械臂4工作端高度调节的方法和原理如下：由于机械臂4的一端通过升举旋转轴23与行架22铰接，所述升举驱动装置24两端直接连接机械臂4和回转机架21，当升举驱动装置24在进行伸长或者缩短动作时，机械臂4工作端则相应的实现上升/下降动作，从而实现机械臂4高度的调节，满足不同车箱高度的问题。

值得说明的时，驱动所述升举驱动装置24的液压源，比如液压泵、液压油管、控制液压泵工作的控制器等可安装在任何不影响机械臂4工作的位置，由于本实用新型所述机械臂的改进点并非在液压机构或者液压系统上，因此，对于液压未明确提及的部分均可采用现有技术，故而在本实施例中未曾详述。

最后，当需要进行物料堆垛的车辆数量较多时，比如多辆货车并排等待装车的情况，货车车辆通常是以机械臂底座为圆心，进行扇形停靠。在上述情形下，机械臂4在堆垛装车过程中会不停的进行旋转运动，以将物料输送到不同的货车车箱中。机械臂4在进行水平旋转时，其工作原理如下：水平旋转驱动装置25通电后将动力传递到回转机架21，使回转机架21发生旋转，从而调整机械臂4的旋转，机械臂4的正反转即通过水平旋转驱动装置25的正反转来进行控制。

本实施例的其他部分与实施例1-6中任一项相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在实施例1-7任一项基础上做进一步优化，如图18所示，所述主输送机构1包括设置滑轮机构的承重框梁11分别安装在承重框梁11下端的二级送料箱13、一级送料箱12；所述一级送料箱12的出料口与二级送料箱13的进料口活动连接且一级送料箱12与二级送料箱13之间设置有物料导向机构。

本实施例的其他部分与实施例1-7中任一项相同，故不再赘述。

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