[發(fā)明專利]一種面向箱體結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)運的堆拆垛裝置

有效

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110642025B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建魁;孫志浩
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B65G61/00
• 分類號: B65G61/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發(fā)明屬于物流運輸機(jī)械設(shè)備相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種面向箱體結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)運的堆拆垛裝置，其包括門架單元、卡爪單元以及配套的全過程監(jiān)測及反饋單元，其中門架單元帶動卡爪實現(xiàn)三個自由度的運動，同時卡爪單元自身可以張開閉合，以實現(xiàn)對箱體貨物的抓放；全過程監(jiān)測及反饋單元提供了多傳感器反饋功能，并可包括頂部橫梁測距傳感器、門架傳感器、卡爪運動傳感器、卡爪拉力傳感器和卡爪接觸開關(guān)等，其用于對卡爪運輸貨物的全過程執(zhí)行監(jiān)測。本發(fā)明無需復(fù)雜昂貴的工業(yè)機(jī)器人，結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化設(shè)計且方便維護(hù)，只用一些小型電機(jī)和氣泵就可以實現(xiàn)高效的全自動堆拆垛動作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物流運輸機(jī)械設(shè)備相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種面向箱體結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)運的堆拆垛裝置。

背景技術(shù)

對于長矩形之類箱體貨物的堆垛或拆垛操作而言，由于貨物形狀偏向于長條狀，輸送和轉(zhuǎn)向過程中貨物姿態(tài)不容易控制，所以常規(guī)的采用皮帶機(jī)與滾筒輸送機(jī)組合成貨件碼垛機(jī)的方式并不適用。

目前行業(yè)內(nèi)多數(shù)用的解決方案是使用碼垛機(jī)器人，并通過機(jī)械手抓取、翻轉(zhuǎn)，一件一件擺放的方式進(jìn)行堆拆垛。然而，進(jìn)一步的研究表明：首先，這種設(shè)計需要投入昂貴的工業(yè)機(jī)器人，并且對于長矩形截面的貨物，在抓取的時候必須有兩個或兩個以上的抓握點才能防止傾翻；其次，在操作過程中，抓握力度過大容易損害貨物，抓握力度小又容易掉包，為了適應(yīng)不同重量的貨物提供合適的抓握力，使得機(jī)器人碼垛的機(jī)械手機(jī)構(gòu)往往復(fù)雜笨重。因此，投入工業(yè)機(jī)器人來自動堆拆垛機(jī)來堆拆長矩形貨垛，收益支出比不高，導(dǎo)致推廣難，有必要尋找更為經(jīng)濟(jì)和合理的其他自動堆拆垛替代方式。

另一方面，由于現(xiàn)代化貨物物流通常是處于一種自動轉(zhuǎn)運的狀態(tài)，在此情況下如何實現(xiàn)對生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)運全過程的精確和實時監(jiān)控，進(jìn)而配合完成高效的全自動堆拆垛動作，正成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題所在。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種面向箱體結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)運的堆拆垛裝置，其中通過對其整體空間構(gòu)造布局及其關(guān)鍵組件的設(shè)置方式及工作機(jī)理等方面的研究設(shè)計，不僅可有效替代昂貴的工業(yè)機(jī)器人來執(zhí)行全自動堆拆垛操作，而且還能夠?qū)ω浳镞\輸?shù)娜^程進(jìn)行高精度實時監(jiān)測、進(jìn)而配合完成高效可靠的取貨-夾持-運動-放貨等一系列動作，同時具備結(jié)構(gòu)緊湊、不占用額外空間、環(huán)境適應(yīng)性強、可結(jié)合不同工況進(jìn)行模塊化設(shè)計等特點，因而尤其適用于需要配合長矩形截面之類箱體結(jié)構(gòu)的自動轉(zhuǎn)運生產(chǎn)線來實現(xiàn)堆拆垛操作的應(yīng)用場合。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種面向箱體結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)運的堆拆垛裝置，其特征在于，該堆拆垛裝置包括門架單元、卡爪單元以及配套的全過程監(jiān)測及反饋單元，其中：

該門架單元整體為框架式構(gòu)造，并包括頂部橫梁、以及安裝于該門架單元上的X向平動模塊、Z向平動模塊和Z向旋轉(zhuǎn)模塊，由此分別用于將從所述頂部橫梁的下方轉(zhuǎn)運然后被所述卡爪單元夾持住的箱體結(jié)構(gòu)執(zhí)行下列的三自由運動：X軸方向也即水平方向上的直線移動，以及Z軸方向也即豎直方向上的直線移動和旋轉(zhuǎn)；

該卡爪單元包括具備滑軌、滑塊和電機(jī)的開閉直線模塊、與所述滑塊固連的卡爪臂以及卡爪蓋板，其中所述卡爪臂在所述電機(jī)的驅(qū)動下連同所述滑塊一同沿著所述滑軌移動，由此實現(xiàn)該卡爪臂相對于所述卡爪蓋板的閉合張開動作，進(jìn)而夾持或釋放箱體結(jié)構(gòu)；此外，該卡爪臂的外側(cè)還設(shè)置有多個真空吸盤；

該全過程監(jiān)測及反饋單元包括頂部橫梁測距傳感器、卡爪運動傳感器、卡爪拉力傳感器、卡爪接觸開關(guān)和門架傳感器，其中：

所述頂部橫梁測距傳感器被安裝于所述頂部橫梁上，它用于監(jiān)測下方是否存在待作業(yè)的箱體結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)判定存在箱體結(jié)構(gòu)時，反饋于所述卡爪單元沿著Z軸方向以常速下降到達(dá)取貨工位；