一种火车厢自动料包搬送码垛系统的制作方法

本实用新型涉及火车厢料包输送系统，具体涉及一种火车厢自动料包搬送码垛系统。

背景技术：

中国的货运列车物料包装厢现状通常是先采用叉车托盘运送固定数量一叠料包到车厢入口附近，或采用半自动接驳机(含伸缩机类)等辅助工具将料包一袋袋源源不断往车厢入口处输送，接下来人工在入口处取料或接料，肩扛或手抱方式搬运车厢里侧摆放并堆叠。

叉车依据自身负载能力和工人取料可达的人机关系，往返仓库与车厢入口处输送一定数量的料包。即使叉车的负载足够，搬运的料包堆叠方式和堆料高度必须要考虑卸货后，工人取件方便，不能堆的太高，够不着或有坍塌问题。半自动接驳机(含伸缩机类)将料包从仓库或货车一个起点，输送到车厢入口处终点。接驳机上料端过慢，下料端工人就有等待，影响装厢速度，上料端上料过快，下料端会出现料包积压，需增加人手加快码料速度。

现有技术中，一般都是利用辅助工具，再加人工手拿肩扛，该方式效率低、人工工作环境比较恶劣，料包摆放随意不齐整，车厢空间利用率低，装厢投入的人力多，装厢速度缓慢和劳动力成本比较高。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种火车厢自动料包搬送码垛系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种火车厢自动料包搬送码垛系统，所述火车厢自动料包搬送码垛系统包括系统承托机构、上料机器人、移动滑台组、伸缩机构和码垛机头，所述上料机器人可将系统承托机构上的料包夹持到移动滑台组上，所述移动滑台组可移动地设置在系统承托机构上，所述伸缩机构与移动滑台组配合连接，移动滑台组可带动伸缩机构进行纵向移动、横向移动及旋转，所述码垛机头设置在伸缩机构上，并预留了伸缩机构和码垛机头回缩进入车体的空间，火车厢自动料包搬送码垛系统在转移时整体都可紧缩在承托车体内。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述系统承托机构包括一承托车体，所述承托车体上设有与移动滑台组相配合的导轨，并预留了伸缩机和码垛机回缩进入车体的空间，码垛机系统转移时整体系统都紧缩在承托车体内。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述移动滑台组包括纵向深入主横移轴组件、左右向横移辅轴组件、纵向深入辅助延长轴组件，所述纵向深入主横移轴组件可滑动地设置在承托车体的导轨上，所述左右向横移辅轴组件可移动地设置在纵向深入主横移轴组件上，所述纵向深入辅助延长轴组件可移动地设置在左右向横移辅轴组件上，所述左右向横移辅轴组件和纵向深入辅助延长轴组件之间设有料包皮带输送链。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述伸缩机构与纵向深入辅助延长轴组件配合连接，所述伸缩机构可进行五节伸缩，所述码垛机头设置在伸缩机构的最末端。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述伸缩机构上表面设有输送皮带。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述纵向深入辅助延长轴组件上设有转向托盘，所述伸缩机构设置在转向托盘上。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述纵向深入辅助延长轴组件的底部设有支撑机构。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述码垛机头包括升降底托、码垛卸料机和卸料托盘，所述升降底托上设有位置补偿平移机构和卸料朝向改变旋转补偿旋转单元

在本实用新型的一个优选实施例中，所述火车厢自动料包搬送码垛系统包括系统还包括一控制器，所述控制器分别连接移动滑台组、伸缩机构和码垛机头。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型不需要人工搬运，大大提高了工作效率和节约了劳动成本，并且降低了装厢成本，提高了装厢速度和提高了车厢空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为伸缩机构与纵向深入辅助延长轴组件的装配示意图；

图3为码垛机头的结构示意图；

图4为本实用新型与车厢的配合示意图；

图5为车厢内料包行列的编码示意图；

图6为车厢内料包高度的编码示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1至图6，本实用新型提供的火车厢自动料包搬送码垛系统，其包括系统承托机构100、上料机器人200、移动滑台组300、伸缩机构400和码垛机头500。

系统承托机构100，其承载能力15吨，其是用于承载和移动料包，料包可事先堆放在系统承托机构100上，通过系统承托机构100移动，将料包移动到需要堆放的车厢处。

系统承托机构100具体可包括一承托车体，该承托车体可受遥控器远程控制进行前后左右行走及整体旋转。

在承托车体上方设有导轨，导轨用于与移动滑台组300配合连接。

另外，承托车体内预留了伸缩机构400和码垛机头500回缩进入车体的空间，本系统在转移时整体都可紧缩在承托车体内。

上料机器人200，其设置在系统承托机构100一侧，其是用于将系统外输送机构运过来的料包夹取到移动滑台组300上的输送链上。

上料机器人200具体可采用250mmx350mm大口径超高的初始真空流量夹持器的料包搬送抓手上料装置，夹持器进气压力，最大值0.7mpa，温度范围0-50℃，重量5-6kg，材料al、nbr，噪音等级70dba，连接压缩空气接口规格g1/4’。

移动滑台组300，其可移动地设置在系统承托机构100上，其是用于安装伸缩机构400，并带动伸缩机构400进行纵向移动、横向移动及旋转。

移动滑台组300包括纵向深入主横移轴组件310、左右向横移辅轴组件320、纵向深入辅助延长轴组件330。

纵向深入主横移轴组件310，其可滑动地设置在承托车体的导轨上，其可在导轨上进行纵向移动，伸缩机构400的纵向移动主要通过纵向深入主横移轴组件310驱动。

左右向横移辅轴组件320，其设置在纵向深入主横移轴组件310，纵向深入主横移轴组件310在导轨上纵向移动时，其可随着一起移动，伸缩机构400的横向移动通过左右向横移辅轴组件320驱动。

纵向深入辅助延长轴组件330，其设置在左右向横移辅轴组件320上，其可随着左右向横移辅轴组件320一起进行横向移动，伸缩机构400直接设置在纵向深入辅助延长轴组件330上，其是用于对伸缩机构400进行纵向微调，从而提高料包的堆放精度。

上述纵向深入主横移轴组件310、左右向横移辅轴组件320和纵向深入辅助延长轴组件330为现有结构，均包括直线导轨和支架，支架为安装端，安装在直线导轨上，并可在直线导轨上进行移动，而支架的移动通过电动机驱动齿轮沿齿条进行移动。

在纵向深入辅助延长轴组件330的伸缩机构400的安装端，即直接的端部上设有转向托盘，转向托盘可受电机驱动进行180度旋转，而伸缩机构400安装在转向托盘上，这样纵向深入辅助延长轴组件330除了可对伸缩机构400进行纵向方向的微调，还可带动伸缩机构400进行旋转。

另外，移动滑台组300除了用于带动伸缩机构400进行纵向移动、横向移动及旋转，还用于料包的输送，上料机器人200从系统外置输送带上抓取的料包可通过移动滑台组300输送给伸缩机构400，然后再输送给码垛机头500，具体可在左右向横移辅轴组件320和纵向深入辅助延长轴组件330之间设有料包皮带输送链340，如设置在纵向深入辅助延长轴组件330的上表面，料包可通过料包皮带输送链340输送给伸缩机构400，中间料包可完成纵向往横向转换。

再者，在纵向深入辅助延长轴组件330的底端还设有支撑单元，支撑单元用于对移动滑台组300进行支撑，防止移动滑台组300承重过大而损坏和保护设备免受剧烈冲击力。

支撑单元具体可为液压式支撑杆。

伸缩机构400，其垂直设置在纵向深入辅助延长轴组件330上，其是用于将料包输送给码垛机头500和实现码垛机头500在火车厢内的移动。

由于，每个火车厢只在中间部位开设一个厢门，而伸缩机构400通过厢门安插进火车厢内后，外部的移动滑台组300只能在厢门口移动，无法在火车厢内移动，这样很多地方就无法堆放，而本申请通过伸缩机构400可将码垛机头500在火车厢内移动，保证车厢内每个位置都能堆放料包。

伸缩机构400具体为五节伸缩，每节行程750mm(依据当前装厢车型暂定)，在伸缩机构400上表面配备输送皮带，滚筒带动缠绕皮带组，电机驱动链传动做伸缩节伸缩动作，伸缩节移动精度靠两侧壁安装的导轮导轨保证，电缆信号线通过伸缩机采用特殊走线方式，在末端伸缩节开辟一个空间用于码垛机头500底部辅助支撑的液压单元，重量103kg。

伸缩机构400具体由五节镂空箱体组成，最后一节体积最大，固定在旋转轴上，能够容纳其他四节回缩在一起，伸缩机构400两侧的导轮和导轨可承担精度导向，伸缩机构400上的两套飞轮和链条承担箱体伸缩动作，伸缩机构400上缠绕的皮带承担料包的输送，飞轮和皮带都是电动机作为动力源。

伸缩机构400与纵向深入辅助延长轴组件330之间可采用如下连接方式：

在伸缩机构400的第五节镂空箱体的底部设有连接法兰，通过连接法兰与设置在纵向深入辅助延长轴组件330下部的转向托盘连接，将伸缩机构400的第五节镂空箱体的上方中心与纵向深入辅助延长轴组件330上设置的转向轴承固定，转向托盘是旋转轴承与减速机的组合体，用伺服电动机驱动，它能够360°旋转，受机械结构的限制，安装在转向托盘上的伸缩机只能够旋转180°。

码垛机头500，其安装在伸缩机构400的末端，其是用于将料包安装规定的堆垛方式进行摆放。

码垛机头包括升降底托510、码垛卸料机520、卸料托盘530、升降机540和位置补偿平移机构550。

升降底托510上设有由伺服电动机驱动的滑轨，升降机540与滑轨配合连接，码垛卸料机520可随着升降机540进行上下移动，卸料托盘530设置在码垛卸料机520上用于放置料包，码垛卸料机520可以旋换向，改变料包摆放方向，可以伸缩卸料。

位置补偿平移机构550设置在升降机540与码垛卸料机520之间用于对码垛卸料机520进行适当平移补偿。

下面是本申请的具体工作过程：

先将系统承托机构100移动到对应的车厢门口处，然后通过移动滑台组300移动，将伸缩机构400安插进车厢内，首先将伸缩机构400位于车厢内的左侧区域，然后通过伸缩机构400和移动滑台组300的调节，将车厢内的左侧区域堆满料包；

然后通过移动滑台组300带动伸缩机构400旋转180度，这时，伸缩机构400位于车厢内的右侧区域，然后通过伸缩机构400和移动滑台组300的调节，将车厢内的右侧区域堆满料包；

最后通过移动滑台组300带动伸缩机构400旋转90度，这时伸缩机构400位于车厢内的中间区域，然后通过伸缩机构400和移动滑台组300的调节，将车厢内的中间区域堆满料包即可。

另外，本申请还包括一控制器600，控制器600分别连接移动滑台组300、伸缩机构400和码垛机头500，这样可通过控制器600控制，事先在控制器600上设置好堆垛程序，这样可实现本申请的自动工作，从而大大提高工作效率。

每个料包都预设行列层编码值，针对每个料包定义了使其可达的子程序，plc按照合理逻辑和时序将这些子程序运作起来，程序控制各个驱动单元动作，实现料包自动放置在预设位置。

参见图5和图6，下面是料包摆放顺序：

以车门左侧区域a列码垛为例，在离车厢底部高度925mm以下，从第01行开始，先直接垂直叠放卸料3个料包，在贴近火车厢两侧侧壁卸料时，码垛机头500中心是无法与摆放状态料包中心线在一个垂直截面内，它们是要有150mm偏移量，否则整个伸缩机构400和码垛机头500会与车厢侧壁干涉，为使料包摆放到正确的位置，卸料装置另外配备一组平移滑移机构去补偿这150mm偏移量；

然后纵向深入辅助延长轴组件330做收缩动作310mm，停止在第02行的位置，重复做第01行的动作，卸料3个料包，需要纵向深入辅助延长轴330和纵向深入主横移轴310分别390mm，50mm做收缩动作，到达第03行的位置；

接下来纵向深入主横移轴310收缩动作，纵向深入辅助延长轴330不再动作，一直处于锁定状态，只有纵向深入主横移轴310按460mm步长后退，重复着前面卸料动作，直至第05行卸料完成；

第05行到第06行纵向深入主横移轴310仍然要按照310mm而不是460mm，往上的三层采用下三层逆向的位置平移动作和步进长度，925mm高度以下可以堆放6个料包，925mm以上采用同样堆垛策略，每列卸3个料包后再按列移动，不过在第7层至第15层料包，码垛机头剪刀叉升降高度不必按照三个料包高度步进抬升，可以按照每个料包高度作为抬升步进长度，即140mm；

到了要堆叠第16层的时候，受车厢弧顶结构尺寸限制，每列只能按照仅堆放2个料包再做位置调整，也就是这波堆叠仅完成第16层和17层的堆叠。第18层靠近车厢侧壁两行无法继续加高堆叠，只能完成中间4个料包，第19层只能完成中间两行的2个料包堆，再往上就无法继续堆叠，已经达到设备极限；

同样的工作原理，伸缩机构400回缩一个料包的距离750mm，循环的方式码垛b列，c列，d列……直至码垛车门左侧整个区域，伸缩机构400各伸缩节完全都缩回后，支撑转向机构驱动这个执行单元换向到车门右侧区域执行码垛任务，车门中心区域的料包朝向是要和两侧区域的料包朝向成90°的，纵向深入主横移轴伸缩步长是70mm，左右向横移辅轴平移步长是480mm，能摆放4行，第01行和第02行能摆12层，第03行能摆18层，第04行能摆17层，车门中心区域每一个料包的卸料前都要让卸料执行机构旋转90°去接料。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。