自动装车系统的制作方法

本发明是关于一种装车系统，且特别是有关于一种自动装车系统。

背景技术：

目前，自动装车系统已经广泛用于使用袋装物料的行业中，例如水泥业、食品业、饲料业与肥料业。在自动装车系统中，袋装物料先放置在托盘上，叉车自托盘叉取袋装物料，再将袋装物料转运到货车上。

然而，这样的自动装车系统需要使用托盘，而托盘的物料成本及仓储管理对业者造成负担。此外，叉车从托盘叉取袋装物料时，可能由于人为操作失准，而将叉车的货叉叉入袋装物料中，导致袋装物料破毁，物料外泄。在这样的情况下，工作人员需清理现场才能继续进行装车作业，而延误作业时程。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提出一种自动装车系统，其可省略托盘的使用，并可避免叉车叉取货物的动作，不仅可减省托盘成本，降低仓储管理的负担，还可以避免货物损毁，有效提升货物装车效率。

根据本发明的上述目的，提出一种自动装车系统。此自动装车系统包含高空平台、搬运机以及载货机构。高空平台包含两个轨道。搬运机设于轨道上，且配置成在轨道上沿第一方向移动。搬运机包含升降机构及货叉。货叉设于升降机构上。升降机构配置成驱动货叉沿第二方向移动，其中第二方向垂直于第一方向。货叉包含多个叉件，多个叉件并排且间隔设置。每个叉件包含至少一个传送带。载货机构配置成承载货物。载货机构包含传送带平台。当货叉靠近载货机构时，传送带与传送带平台配置成将货物从传送带平台传送到多个叉件。

依据本发明的一实施例，上述的高空平台具有相对的第一端与第二端。第一端与第二端还均设有至少一个缓冲器。至少一个缓冲器位于两个轨道之间。

依据本发明的一实施例，上述的升降机构包含第一桅杆、第二桅杆、高度调整油压缸以及滑轮组件。第二桅杆设于第一桅杆之下且与第一桅杆平行设置。货叉设于第二桅杆上。高度调整油压缸连接第一桅杆。滑轮组件连接第一桅杆与第二桅杆。高度调整油压缸作动时，第一桅杆沿第二方向移动，以带动滑轮组件驱动第二桅杆及货叉沿第二方向移动。

依据本发明的一实施例，上述每个叉件的至少一个传送带的数量为两个，且两个传送带平行设置。

依据本发明的一实施例，上述每个叉件具有前端，且此前端呈锥形。

依据本发明的一实施例，上述的叉件分成多个叉件组。多个叉件组可个别沿第三方向移动，以调整多个叉件组之间的间距。第三方向与第一方向及第二方向垂直。

依据本发明的一实施例，上述的搬运机还包含基座、多个滚轮、旋转轴件、角度调整油压缸以及轴支撑机构。基座包含两个轴件夹持部。多个滚轮设于基座，且配置成在两个轨道上移动。旋转轴件设于前述两个轴件夹持部。角度调整油压缸设于基座的上方。轴支撑机构具有上部与下部。上部与角度调整油压缸接合，下部与旋转轴件接合。轴支撑机构与升降机构相互连接。当角度调整油压缸作动时，轴支撑机构与升降机构绕旋转轴件转动。

依据本发明的一实施例，上述的搬运机还包含至少一个夹持机构。夹持机构设于货叉的上方，且配置成沿第二方向移动来夹持货物。

依据本发明的一实施例，上述的搬运机还包含光学扫描器以及位置感测器。光学扫描器配置成在该搬运机移动时对轨道下方的货车进行光学扫描，以取得货车的承载平面上方的多个二维轮廓信息。位置感测器配置成在搬运机移动时感测搬运机的位置。

依据本发明的一实施例，当上述的搬运机沿第一方向移动至多个位置时，搬运机利用位置感测器取得每个位置的位置信息，且利用光学扫描器在这些位置进行光学扫描，以取得这些位置所对应的货车的承载平面上方的多个二维轮廓信息。利用这些位置信息及二维轮廓信息形成三维轮廓信息。这些二维轮廓信息是基于第二方向及第三方向，第三方向与第一方向及第二方向垂直。

综上所述，本发明的自动装车系统系，利用叉件的传送带以及载货机构的传送带平台的协同作动，使货物从传送带平台传送到叉件。因此，本发明的自动装车系统可免除托盘，且无需利用叉件来叉取货物，除了可省下托盘成本与降低仓储管理负担外，还可以避免货物损毁，大幅提升货物装车的效率。

附图说明

从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本发明的实施例有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。

图1是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的装置示意图。

图2是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的搬运机的立体示意图。

图3是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的搬运机的系统组装图。

图4是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的搬运机的货叉下降并靠近载货机构的示意图。

主要附图标记说明：

100-自动装车系统，101-货物，102-支承件，103-光反射板，200-高空平台，210-轨道，220-轨道，240-第一端，250-第二端，260-缓冲器，300-搬运机，301-电气箱，302-油压系统箱，303-光学扫描器，304-位置感测器，310-升降机构，311-第一桅杆，312-第二桅杆，313-高度调整油压缸，314-滑轮组件，320-货叉，321a-叉件，321b-叉件，321c-叉件，321d-叉件，321e-叉件，321f-叉件，322-承载板，323-传送带，324-前端，325-接合板，326-接合板，330-轴支撑机构，331-凹槽，332-上部，333-下部，340-基座，341-轴件夹持部，350-滚轮，360-旋转轴件，370-角度调整油压缸，380-夹持机构，381-压制件，382-支撑件，383-油压缸，384-滑动件，385-导槽，400-载货机构，410-传送带平台，500-货车，501-承载平面，d1-第一方向，d2-第二方向，d3-第三方向，m-马达。

具体实施方式

以下仔细讨论本发明的多个实施例。然而，可以理解的是，这些实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论与公开的这些实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。本发明的所有实施例公开多种不同特征，但这些特征可依需求而单独实施或结合实施。另外，关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

此外，本发明所叙述的两个元件之间的空间关系不仅适用于附图所绘示的方位，也适用于附图所未呈现的方位，例如倒置的方位。此外，本发明所称两个部件的“连接”、“耦接”、“电性连接”或之类用语并非仅限制于此二者为直接的连接、耦接、或电性连接，也可视需求而包含间接的连接、耦接、或电性连接。

请参照图1，其是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的装置示意图。自动装车系统100主要可包含高空平台200、搬运机300以及载货机构400。货车500可停放在高空平台200的正下方，借此自动装车系统100可利用搬运机300将货物101从载货机构400转移至货车500上。

如图1所示，高空平台200可包含两个轨道210与220。此两个轨道210与220互相平行且间隔设置。每个轨道210与220沿第一方向d1设置。轨道210与220的长度、以及彼此之间的间距可依装货时的实际情况而调整。举例而言，可依据货车500的数量及长度、载货机构400的位置、以及装货现场的物件配置，来调整轨道210与220的长度以及彼此之间的间距。高空平台200具有相对的第一端240与第二端250。第一端240与第二端250分别邻近轨道210与220的两个端点。

在一些例子中，如图1所示，自动装车系统100可进一步包含多个支承件102，这些支承件102配置成支撑高空平台200。这些支承件102可固定在地面上，以承托方式支撑高工平台200。在另一些例子中，若高空平台200设于有天花板的场地时，支承件102可由天花板向下延伸，以吊挂方式支撑高空平台200。

搬运机300可搬运货物101。搬运机300设于轨道210与220上。搬运机300可在轨道210与220上沿第一方向d1来回移动。高空平台200的第一端240与第二端250可选择性地各设有至少一个缓冲器260。如图1所示的例子，第一端240与第二端250各设有两个缓冲器260。这些缓冲器260位于轨道210与220之间。当搬运机300在轨道210与220上移动而接近高空平台200的第一端240或第二端250时，缓冲器260可阻止搬运机300继续移动，并给予搬运机300沿第一方向d1的缓冲力。

请同时参照图2与图3，其是分别绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的搬运机的立体示意图与系统组装图。搬运机300主要包含升降机构310及货叉320。货叉320可用以承托如图1所示的货物101。升降机构310与货叉320接合，而可升降货叉320。在一些例子中，升降机构310主要可包含第一桅杆311、第二桅杆312、高度调整油压缸313以及滑轮组件314。第二桅杆312设于第一桅杆311的下方，且与第一桅杆311平行设置。高度调整油压缸313的一端连接第一桅杆311。滑轮组件314连接第一桅杆311与第二桅杆312。

在一些示范例子中，搬运机300可还包含轴支撑机构330。升降机构310设于轴支撑机构330上，而与轴支撑机构330相互连接。举例而言，如图1与图2所示，升降机构310固定于轴支撑机构330的内侧，且面向高空平台200的第二端250。升降机构310的高度调整油压缸313的一端穿设于轴支撑机构330中。因此，高度调整油压缸313的相对两端分别连接第一桅杆311与轴支撑机构330。举例而言，轴支撑机构330可包含凹槽331，其中高度调整油压缸313可穿设于凹槽331中。这样的设计可使升降机构310与轴支撑机构330所形成的架构更为紧实。升降机构310可包含彼此相对的两个高度调整油压缸313，轴支撑机构330可包含彼此相对的两个凹槽331，此两个高度调整油压缸313分别穿设于此两个凹槽331中。在其他例子中，升降机构310可仅包含高度调整油压缸313对应穿设于轴支撑机构330的一凹槽331中。

货叉320设于升降机构310上。如图2与图3所示，货叉320可例如设于升降机构310的第二桅杆上312上。升降机构310可驱动货叉320沿第二方向d2移动。第二方向d2与第一方向d1垂直。即，高度调整油压缸313作动而收缩或伸长时，会带动第一桅杆311沿第二方向d2移动，第一桅杆311的移动又会带动滑轮组件314来驱动第二桅杆311及其上的货叉320沿第二方向d2移动。举例而言，高度调整油压缸313收缩时，第一桅杆311沿第二方向d2向下移动，而带动滑轮组件314，滑轮组件314进一步驱动第二桅杆311及货叉320沿第二方向d2向下移动。

在一些例子中，如图3所示，搬运机300还可包含基座340、多个滚轮350、旋转轴件360以及角度调整油压缸370。基座340为搬运机300的承载平台，以承载其他构件。基座340可例如包含两个轴件夹持部341。此两个轴件夹持部341可设于同一高度，且沿第三方向d3间隔设置。第三方向d3与第一方向d1及第二方向d2垂直。

滚轮350设于基座340上。这些滚轮350可在轨道210与220上移动。在一些例子中，搬运机300包含四个滚轮350，其中两个滚轮350设于基座340的前侧，另两个滚轮350则设于基座340的后侧。在一些示范例子中，在基座340前侧的两个滚轮350分别与马达m接合。此两个马达m可分别驱动基座340前侧的两个滚轮350滚动，而进一步带动基座340后侧的两个滚轮350。

旋转轴件360穿设于基座340的两个轴件夹持部341中。举例而言，旋转轴件360的相对两端部分别穿过两个轴件夹持部341，借此轴件夹持部341可夹持住旋转轴件360。旋转轴件360的两端部还分别与轴支撑机构330的相对两侧接合。

角度调整油压缸370设于基座340的上方。如图2与图3所示的例子，搬运机300可包含两个角度调整油压缸370。此两个角度调整油压缸370沿第三方向d3间隔设置。每个角度调整油压缸370的两端分别接合于基座340与轴支撑机构330上。轴支撑机构330可具有上部332与下部333，其中上部332位于下部333之上。在一些例子中，上部332与角度调整油压缸370接合，下部333则与旋转轴件360接合。

由于轴支撑机构330与升降机构310连接，而轴支撑机构330又与旋转轴件360及角度调整油压缸370相互接合。因此，角度调整油压缸370的作动可驱动轴支撑机构330与升降机构310绕旋转轴件360转动。举例而言，请参照图2，角度调整油压缸370收缩时可驱使轴支撑机构330与升降机构310以逆时针方向绕旋转轴件360转动，借此可使升降机构310上的货叉320以逆时针方向抬升一角度。而角度调整油压缸370伸长可驱使货叉320以顺时针方向倾斜一角度。

在应用上，当货叉320上装载有如图1的货物101时，可收缩角度调整油压缸370，以使货叉320沿逆时针方向抬升一角度，借此使货叉320更稳当地承托住货物101。而欲将货物101自货叉320卸下时，可伸长角度调整油压缸370，以使货叉320沿顺时针方向前倾一角度，借此货物101可更顺畅地自货叉320上卸下。

在一些例子中，搬运机300还选择性地包含至少一个夹持机构380。举例而言，搬运机300可包含两个夹持机构380。夹持机构380可设于货叉320的上方。夹持机构380配置成沿第二方向d2移动，借此可与货叉320搭配来夹持如图1的货物101。在一些示范例子中，如图3所示，每个夹持机构380可包含压制件381、支撑件382以及油压缸383。压制件381可用以压住货叉320上的货物101。支撑件382与货叉320接合。油压缸383的两端分别与压制件381及支撑件382接合。油压缸383收缩时可驱使压制件381沿第二方向d2向下移动，来压住货物101。而油压缸383伸长时可驱使夹持件381沿第二方向d2向上移动，而松开货物101。

夹持机构380还可选择性地包含滑动件384。滑动件384与压制件381连接。在这样的例子中，支撑件382具有导槽385，而滑动件384设于导槽385内。油压缸383作动时，由于滑动件384可在导槽385内滑动，因此可使压制件381更稳定且平滑地上、下移动。

搬运机300还可根据实际应用需求，而选择性地包含光学扫描器303以及位置感测器304。如图2与图3所示，光学扫描器303与位置感测器304可设于基座340上。请一并参照图1，光学扫描器303配置成在搬运机300移动到多个位置时，对高空平台200的轨道210与220下方的货车500进行光学扫描，以分别取得这些位置所对应的货车500的承载平面501上方的二维轮廓信息。位置感测器304配置成在搬运机340在轨道210与220上移动时，感测搬运机340的位置，而分别取得对应的位置信息。位置感测器304可例如是红外线收发器。

在一些例子中，搬运机300还可包含电气箱301与油压系统箱302。电气箱301设于基座340上，且可控制搬运机300的电气系统。油压系统箱302也设于基座340上，且可控制搬运机300的油压系统。电气箱301与油压系统箱302、以及升降机构310与货叉320可分别配置在旋转轴件360的相对两侧，借以维持搬运机300的重心的平衡。

在一些例子中，如图3所示，货叉320可包含叉件321a～321f。叉件321a～321f并排且沿着第三方向d3间隔设置。每个叉件321a～321f可例如呈l型。叉件321a～321f可直接设置在第二桅杆312上。或者，货叉320可选择性地包含承载板322。承载板322接合于第二桅杆312上，叉件321a～321f则接合于承载板322上。承载板322可沿第三方向d3移动。当货车500停车位置偏移时，承载板322可沿第三方向d3移动来带动叉件321a～321f，使叉件321a～321f可对应货车500装货位置。

在一些示范例子中，货叉320还可包含接合板325与326，其中接合板325与326设置在承载板322的一侧上。承载板322可沿第三方向d3移动来带动接合板325与326。此外，叉件321a～321f可分成多个叉件组，每个叉件组包含多个叉件。举例而言，叉件321a～321c为一组，叉件321d～321f为另一组。一组叉件321a～321c可设置在接合板325上，另一组叉件321d～321f可设置在接合板326上。接合板325与326可个别在承载板322上沿第三方向d3移动，借此可分别带动其上的叉件321a～321c与叉件321d～321f沿第三方向d3，而调整二相邻叉件组之间的间距。请参考图1，当货物101在载货机构400上，而两个相邻货物101可能没有紧靠在一起时，即可通过调整两个相邻叉件组之间的间距，使各叉件组可更准确地对应载货机构400上的货物101的位置。

另外，每个叉件组的相邻两个叉件之间的间距可依实际需求设定。举例而言，在叉件321a～321c的组合中，叉件321b与叉件321a之间的间距、以及叉件321b与叉件321c之间的间距可依据如图1所示在载货机构400上的货物101的排列方式而设定，以使货物101可更平稳地从载货机构400转移到叉件321a～321f上。

如图3所示，每个叉件321a～321f包含至少一个传送带323。在一些例子中，每个叉件321a～321f可包含两个传送带323，且在每个叉件321～321f中，这些传送带323平行设置。每个叉件321a～321f具有前端324。在一些示范例子中，前端324呈锥形。请一并参照图1，将货物101自叉件321a～321f卸载于货车500的承载平面501时，锥形的前端324可缩减叉件321a～321f上的货物101与承载平面501之间高度差，而可更平顺地卸下货物101。

请同时参照图3与图4，其中图4是绘示依照本发明的一实施方式的一种自动装车系统的搬运机的货叉下降并靠近载货机构的示意图。载货机构400配置成承载货物101。载货机构400包含传送带平台410。货物101放置在传送带平台410上。欲将载货机构400上的货物101装载到货车500时，可先使搬运机300在轨道210与220上沿第一方向d1移动至载货机构400的一侧的上方。再利用升降机构310将货叉320下降而使货叉320邻近载货机构400。此时，货叉320的传送带323与传送带平台410可同时运转，而可将货物101从传送带平台410传送到叉件321。

使货叉320邻近载货机构400时，可使货叉320的叉件321a～321f的传送带323的上表面与传送带平台410的上表面在同一高度上，或者使传送带323的上表面略低于传送带平台410的上表面。借此，当叉件321a～321f的传送带323与载货机构400的传送平台410沿同一循环方向，例如顺时针方向，作动时，货物101可从传送带平台410平顺地转移到叉件321a～321f上。

请再参照图1与图3，货物101已从传送带平台410转移到叉件321a～321f上之后，可例如先利用夹持机构380压制货叉320上的货物101，以在搬运过程中稳固地夹持货物101。接着，使搬运机300在轨道210与220沿第一方向d1移动至货车500的承载平面501的合适位置上方。再利用升降机构310将货叉320下降至货车500的承载平面501上，启动货叉320的叉件321a～321f的传送带323，而将货叉320上的货物101转移到货车500上的承载平面501上。

搬运机300将货物101搬到货车500的过程可以自动控制方式来进行。在一些例子中，当搬运机300在高空平台200上沿第一方向d1移动至多个位置时，搬运机300可利用位置感测器304取得每个位置的位置信息。同时，搬运机300可利用光学扫描器303在这些位置处进行光学扫描，以取得这些位置所对应的货车500的承载平面501上方的多个二维轮廓信息。

在一些例子中，位置感测器304为红外线收发器，而高空平台200的第二端250设有光反射板103。红外线收发器所发出的光束经由光反射板103反射回红外线收发器，而被红外线收发器接收，借此可取得位置信息。位置感测器304可以其他方式的实施。举例而言，位置感测器304可为条码感测器，通过感测设置于高空平台200上的带有位置信息的条码，可取得位置信息。

由于每个二维轮廓信息是基于第二方向d2及第三方向d3的平面轮廓信息，并对应于一个位置信息，因此可利用这些在第一方向d1上的位置信息与对应的二维轮廓信息形成三维轮廓信息。取得货车500的承载平面501上方的三维轮廓信息后，可利用控制器依据使用者输入的货物信息及三维轮廓信息，来控制搬运机300沿第一方向d1的移动距离、以及货叉320沿第二方向d2与第三方向d3的移动距离。如此，可使搬运机300到达适当的装货与卸货位置，并可使货叉320降到适当的取货与卸货位置，而将货物101卸载于货车500的承载平面501上。

在一些示范例子中，在货车500停好后，可先操作搬运机300使其在货车500上方前、后移动一次，此时，光学扫描器303与位置感测器304可先建构出初始三维轮廓信息。而后，随着每一次放置货物到货车500上，光学扫描器303与位置感测器304可动态更新货车500的状况，以利搬运机300调整货物卸除位置。举例而言，根据光学扫描器303与位置感测器304所取得的更新三维轮廓信息，得知货车500有下沉变化时，可于再下一次放置货物于货车500上时，实时调整货物卸除位置，达到精密控制的效果。

由上述的实施方式可知，本发明的一优点就是因为本发明的自动装车系统利用叉件的传送带以及载货机构的传送带平台的协同作动，使货物从传送带平台传送到叉件。因此，本发明的自动装车系统可免除托盘，且无需利用叉件来叉取货物，除了可省下托盘成本与降低仓储管理负担外，还可避免货物损毁，大幅货物装车的效率。

由上述的实施方式可知，本发明的另一优点就是因为本发明的自动装车系统可通过搬运机的位置感测器与光学扫描器来建构货车的承载平面上方的三维轮廓信息，控制器可运用三维轮廓信息来达到自动装卸货的功能。

以上概述了多个实施例的特征，因此本领域技术人员可更了解本发明的实施例。本领域技术人员应了解到，其可轻易地把本发明当作基础来设计或修改其他的工艺与结构，借此实现和在此所介绍的这些实施例相同的目标及/或达到相同的优点。本领域技术人员也应可明白，这些等效的建构并未脱离本发明的精神与范围，并且他们可以在不脱离本发明精神与范围的前提下做各种的改变、替换、与变动。