码垛机吊臂末段精确定位系统的制作方法

本实用新型涉及一种码垛机吊臂末段定位系统。

背景技术：

目前码垛机摆臂的位置检测主要通过测量摆臂运动的角度来得到，测量的精度对码垛机手臂的定位至关重要。通常的摆臂角度测量，将传感器和摆臂的轴连接，直接测量摆动的角度，传感器量程涵盖摆臂的全部运行过程。码垛机摆臂的工作是将物品从取料平台取出，摆动到放料平台放下，这一个动作过程中，只有取料点和放料点两个位置需要精确定位，中间过程不需要定位。由此可见，传统的测量方式在码垛机摆臂运行的中间段并不起关键作用，对传感器的测量能力是一种浪费，而在需要精确定位的末段，也没有相应的手段对测量效果进行强化。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种能够提高码垛机吊臂运行速度和运行精度的码垛机吊臂末段定位系统。

为达到上述目的，本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统，包括机架、与所述机架铰接的吊臂、驱动所述吊臂运动的吊臂驱动装置、用于检测吊臂位置的定位装置、用于判断吊臂运动状态的触发装置以及与所述定位装置和所述触发装置通讯的控制装置；

所述吊臂定位为装置包括水平设置在所述吊臂底端的距离测量机构、对应所述距离测量机构设置的定位板以及用于保持所述测量机构水平的水平保持机构；

所述定位板的高度不小于所述吊臂底端运动的最高点与最低点的高度之 差；当所述吊臂底端运动到最高点时，所述距离测量机构对应所述定位板的上部，当所述吊臂底端运动到最低点时，所述距离测量机构对应所述定位板的下部；或者，所述定位板包括上定位板和下定位板，所述上定位板设置在对应所述吊臂上摆运动的上1/2范围内，所述下定位板设置在与所述吊臂下摆运动的下1/2范围内；

所述控制装置控制所述吊臂驱动装置运动。

进一步地，所述触发装置包括设置在所述吊臂上摆运动末段触发点的上摆行程开关和设置在所述吊臂下摆运动末段触发点的下摆行程开关；

所述上摆运动末段触发点和所述第一铰接轴所确定的直线与所述吊臂上摆的最高点夹角小于所述吊臂运动全程所摆动的角度的1/2，

所述下摆运动末段触发点和所述第一铰接轴所确定的直线与所述吊臂下摆的最低点夹角小于所述吊臂运动全程所摆动的角度的1/2。

进一步地，所述触发机构包括触发角度传感器，所述触发角度传感器与所述第一铰接轴连接。

进一步地，所述距离测量机构包括遮光保护盒和设置在遮光保护盒内的激光测距传感器，所述定位板为反射板。

进一步地，所述距离测量机构与所述吊臂的底端通过第二铰接轴铰接；所述水平保持机构包括与所述吊臂的轴线平行设置的连接杆，所述连接杆上端通过第三铰接轴与所述机架铰接，所述连接杆的端通过第四铰接轴与所述距离测量机构铰接；

所述第一、三铰接轴的轴线所确定的平面与所述连接板所在平面平行。

具体地，所述第一、三铰接轴的轴线所确定的平面以及第二、四铰接轴的轴线所确定的平面为水平面。

进一步地，所述距离测量机构通过第二铰接轴与所述吊臂的底端铰接；

所述水平保持机构包括2n+1根首尾依次铰接的连杆，其中，由上向下的第1根连杆的顶端与所述机架通过第三铰接轴铰接，由上向下的第2n+1根连杆与所述连接板通过第四铰接轴铰接；由上向下的第2m根连杆与所述吊臂铰接，由上向下的第2m+1根连杆与所述吊臂平行；其中，所述n为正整数，所述m为小于等于n的正整数；

所述第一、三铰接轴的轴线确定的平面、第二、四铰接轴的轴线确定的平面以及第2m根连杆的轴线相互平行。

具体地，所述第一、三铰接轴所确定的平面、第二、四铰接轴所确定的平面为水平面，与所述吊臂铰接的各连杆的轴线为水平线。

本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统的吊臂在运动的中间段通过吊臂驱动装置全速运转，驱动吊臂快速运动，当吊臂进入运动末段时，控制器通过定位装置获取吊臂当前位置，并控制驱动装置驱动吊臂精确的停止在预定位置。这样，中间段不需要计算，能够减少控制器的运算量。而在末段，距离测量机构测量吊臂的位置，误差非常小，能够使吊臂准确的停止在预定位置。

附图说明

图1是本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统的结构示意图；

图2是本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统的水平保持机构的结构示意图；

图3为本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统的系统框图；

图4是本实用新型码垛机吊臂末段精确定位系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1-4所示，码垛机吊臂末段精确定位系统，包括机架1、与所述机架1 铰接的吊臂、驱动所述吊臂运动的吊臂驱动装置、用于检测吊臂位置的定位装置、用于判断吊臂运动状态的触发装置以及与所述定位装置和所述触发装置通讯的控制装置；

所述吊臂定位为装置包括水平设置在所述吊臂底端的距离测量机构、对应所述距离测量机构设置的定位板215以及用于保持所述测量机构水平的水平保持机构；

所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端运动的最高点与最低点的高度之差；当所述吊臂底端运动到最高点时，所述距离测量机构对应所述定位板215的上部，当所述吊臂底端运动到最低点时，所述距离测量机构对应所述定位板215的下部；所述控制装置控制所述吊臂驱动装置运动。

所述触发装置包括设置在所述吊臂上摆运动末段触发点的上摆行程开关和设置在所述吊臂下摆运动末段触发点的下摆行程开关；

所述上摆运动末段触发点和所述第一铰接轴201所确定的直线与所述吊臂上摆的最高点夹角小于所述吊臂运动全程所摆动的角度的1/2，

所述下摆运动末段触发点和所述第一铰接轴201所确定的直线与所述吊臂下摆的最低点夹角小于所述吊臂运动全程所摆动的角度的1/2。

所述距离测量机构包括遮光保护盒213和设置在遮光保护盒213内的激光测距传感器214，所述定位板215为反射板。

本实施例码垛机吊臂末段精确定位系统的吊臂在运动的中间段通过吊臂驱动装置全速运转，驱动吊臂快速运动，当吊臂进入运动末段时，控制器通过定位装置获取吊臂当前位置，并控制驱动装置驱动吊臂精确的停止在预定位置。这样，中间段不需要计算，能够减少控制器的运算量。而在末段，距离测量机构测量吊臂的位置，误差非常小，能够使吊臂准确的停止在预定位置。

本实施例的定位板215还可以按照如下方式进行设置：所述定位板215包括上定位板215和下定位板215，所述上定位板215设置在对应所述吊臂上摆运 动的上1/2范围内，所述下定位板215设置在与所述吊臂下摆运动的下1/2范围内。由于吊臂运动的中间段不需要进行位置测量，因此，实际上也就不需要定位板215。因此，设置两块定位板215而将中间位置不设置定位板215。

本实施例的触发装置还可以采用触发角度传感器，所述触发角度传感器与所述第一铰接轴201连接。采用角度传感器对吊臂的运动角度进行测量，当运动角度接近吊臂的最大运动范围时，判断吊臂进入末段运动状态。

实施例2

在上述实施例的基础上，所述距离测量机构与所述吊臂的底端通过第二铰接轴202铰接；所述水平保持机构包括与所述吊臂的轴线平行设置的连接杆，所述连接杆上端通过第三铰接轴203与所述机架1铰接，所述连接杆的端通过第四铰接轴204与所述距离测量机构铰接；

所述第一、三铰接轴的轴线所确定的平面与所述连接板所在平面平行。

所述第一、三铰接轴的轴线所确定的平面以及第二、四铰接轴的轴线所确定的平面为水平面。

本实施例通过采用平行四连杆结构对距离测量机构进行水平状态的保持，这样，单根连杆的连接方式能够避免传动误差的累积，能够保证连接板的竖直状态的准确性。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述距离测量机构通过第二铰接轴202与所述吊臂的底端铰接；

所述水平保持机构包括2n+1根首尾依次铰接的连杆，其中，由上向下的第1根连杆205的顶端与所述机架1通过第三铰接轴203铰接，由上向下的第2n+1根连杆207与所述连接板通过第四铰接轴204铰接；由上向下的第2m根连杆206与所述吊臂铰接，由上向下的第2m+1根连杆与所述吊臂平行；其中，所述n为正整数，所述m为小于等于n的正整数；本实施例中取n＝1，m＝1；

所述第一、三铰接轴的轴线确定的平面、第二、四铰接轴的轴线确定的平面以及第2m根连杆206的轴线相互平行。

所述第一、三铰接轴所确定的平面、第二、四铰接轴所确定的平面为水平面，与所述吊臂铰接的各连杆的轴线为水平线。

本实施例的距离测量机构通过若干平行四连杆机构保持水平，这样，能够根据需求选择连杆的长度，将连杆的直径与长度选择合适的比值，能够避免出现压杆失稳的情况，避免对其他设备的损坏。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。