CN102756928A - 货物自动装车的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种货物自动装车方法，它包括下列工艺步骤：(1)车厢定位、(2)纵向输送、(3)横向下线、(4)转向输送、(5)编组、(6)抓取、(7)层码放、(8)垛码放、(9)机构后移、(10)装车完成。采用该方法的装置包括长输送机(1)、下线机构(4)、下溜槽(3)、过渡输送机(11)、弯道输送机(10)、缓停输送机(5)、编组机(9)、机械手(6)、机器人(7)、移动平台(8)、导轨(2)，导轨(2)固定在厂房(C)的楼板上，车厢(B)位于移动平台(8)的下方。利用机器人工作范围大、柔性动作的特点，实现了货物的规则码放，并能够适应带厢板货车的装车需求，同时满足超长车厢的装车要求，实现了货物的自动装车。

Description

货物自动装车的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种将料袋或箱体等货物自动装入货车车厢内的方法，属于输送、装载机械。 
背景技术
在化肥、化工、粮食、食品、水泥等生产企业中，需要将袋装物品或箱装物品装入运输货物的车厢内，并采用适当的堆码方式，以使货物在运输过程中保持稳定。目前普遍采用人工在车厢内码放货物的方式，这种方式需要大量的人力，且劳动强度大、工作效率低。还有采用成垛货物直接用叉车装载到货车上的方式，但是此种方式需要回收载货托盘，带来一定的管理问题。专利文献201020597090.4公开了一种袋装水泥自动装车机，此装车机具有前后移动、上下升降和左右摆动的功能，实现了袋装水泥的自动装车，但是此装车机码放的料袋依靠重力自由下落至车厢内，码放的位置不准确，也没有对料袋进行编组码放，同时需要很长的输送皮带机才能适用于长车厢的装车需求。专利文献201020597090.4还公开了一种高台式自动装车机，采用真空吸盘吸取料袋，可以实现料袋的编组码放，但是对包装袋的质量要求较高，且粉尘对真空***也会产生较大的影响。 
发明内容
为了实现袋装物品或箱装物品等货物的自动装车、编组码放，本发明提出一种货物自动装车方法，它包括下列工艺步骤： 
(1)、车厢定位：空车到达装车区域的指定位置后，机器人(7)对车厢(B)的前后位置、左右位置进行检测和定位； 
(2)、纵向输送：输送方向与车厢(B)长度方向一致的长输送机(1)，将物品(A)向前输送； 
(3)、横向下线：利用下线机构(4)使物品(A)离开长输送机(1)，并使物品(A)转向90度，其输送方向与车厢(B)长度方向垂直； 
(4)、转向输送：弯道输送机(10)将物品(A)转向90度，使物品(A)的输送方向与车厢(B)长度方向一致，并位于车厢(B)的纵向对称中心线上； 
(5)、编组：编组机(9)将物品(A)前后、左右定位，或将两个以上物品(A)前后靠紧为一体并左右定位； 
(6)、抓取：机械手(6)从编组机(9)上抓取已编组的物品(A)； 
(7)、层码放：机器人(7)带动机械手(6)，将抓取的物品(A)放置至编组机(9)前下方的车厢(B)内，从最下面的第一层开始码放物品(A)，并按照设定的排列规则进行码放，在机器人(7)的工作范围内完成一层物品(A)的装车，每层物品(A)的宽度尺寸不大于车厢(B)的宽度尺寸； 
(8)、垛码放：将物品(A)从最底层码放至最顶层，完成一垛物品(A)的装车； 
(9)、机构后移：移动平台(8)带动机器人(7)、机械手(6)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)一起往车厢(B)后部移动一定的距离，开始第二垛物品(A)的装车； 
(10)、装车完成：依次完成车厢(B)从前部至后部的物品(A)装车过程后，移动平台(8)往前移动至初始位置，进行下一个装车过程。 
所述自动装车方法中，在编组机(9)的左右两侧各设置一个机器人(7)和机械手(6)，两个机器人(7)和机械手(6)交替进行物品(A)的抓取和码放动作，共同完成层码放、垛码放以及整个装车工作。 
采用上述货物自动装车方法的装置，它包括长输送机(1)，长输送机(1)沿车厢(B)的长度方向布置，长输送机(1)的上方设有下线机构(4)，下线机构(4)与长输送机(1)成一个夹角，长输送机(1)的一侧设有输送方向垂直于长输送机(1)的下溜槽(3)，下溜槽(3)基本上位于长输送机(1)的中心线在下线机构(4)上形成的反射线方向上，下溜槽(3)的下端出口与过渡输送机(11)的后端入口衔接，过渡输送机(11)的前端出口与转向90度的弯道输送机(10)的后端入口衔接， 弯道输送机(10)的前端出口与缓停输送机(5)的后端入口衔接，缓停输送机(5)位于车厢(B)的纵向中心线上，缓停输送机(5)的前端出口与编组机(9)的后端入口衔接，编组机(9)的前方侧面设有机器人(7)，机器人(7)的末端与机械手(6)固定连接，机器人(7)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)均固定在移动平台(8)上，移动平台(8)可沿导轨(2)前后移动，导轨(2)固定在厂房(C)的楼板上，车厢(B)位于移动平台(8)的下方。 
所述机械手(6)包括机架(6-1)，机架(6-1)的下端左右两侧设有滑轨(6-8)，机架(6-1)的下端中部设有托叉气缸(6-5)，滑轨(6-8)下方悬挂滑块(6-7)，滑块(6-7)下端固定在托叉(6-4)上，托叉(6-4)由托叉气缸(6-5)驱动，机架(6-1)的下端左右两侧还设有压袋气缸(6-2)，压袋气缸(6-2)的缸杆与压袋杆(6-3)连接，机架(6-1)的下端后部设有挡袋板(6-6)。 
所述机械手(6)的纵向中心面(D)到前端部的最大距离不大于物品(A)的宽度。 
所述机器人(7)和机械手(6)共有两个，分别设置在编组机(9)的左右两侧。 
本发明的有益效果是：利用机器人的工作范围大、柔性动作的特点，实现货物的规则码放，同时能够适应有侧厢板车厢的装车作业；利用装车装置整体移动的方式，适应不同车厢长度的要求；利用托叉式机械手进行货物抓取和码放，实现垛与垛之间的无缝堆码，最大限度地利用了车厢的内部空间。通过整体优化的装车方法和装置，实现了货物的快速自动装车，***结构简单。 
附图说明
图1是本发明的三维轴测视图。 
图2是本发明的左视图。 
图3是机械手(6)的主视图。 
图4是机械手(6)的俯视图。 
图5是奇数层堆码方式示意图。 
图6是偶数层堆码方式示意图。 
图7是车厢(B)后部装车工作示意图。 
具体实施方式
本发明的具体实施方式参见图1至图7，针对不同的物品(A)尺寸和车厢(B)宽度尺寸，可以采用不同的编组方式和堆码方式，假设物品(A)的尺寸为600mm(长)*400mm(宽)，车厢(B)的宽度尺寸为2200mm，则本发明的一种具体实施方式如下： 
一种货物自动装车方法，它包括下列工艺步骤： 
(1)、车厢定位：空车到达装车区域的指定位置后，机器人(7)对车厢(B)的前后位置、左右位置进行检测和定位； 
(2)、纵向输送：输送方向与车厢(B)长度方向一致的长输送机(1)，将物品(A)向前输送； 
(3)、横向下线：利用下线机构(4)使物品(A)离开长输送机(1)，并使物品(A)转向90度，其输送方向与车厢(B)长度方向垂直； 
(4)、转向输送：弯道输送机(10)将物品(A)转向90度，使物品(A)的输送方向与车厢(B)长度方向一致，并位于车厢(B)的纵向对称中心线上； 
(5)、编组：编组机(9)使两个物品(A)前后靠紧为一体并左右定位； 
(6)、抓取：机械手(6)从编组机(9)上抓取已编组的两个物品(A)； 
(7)、层码放：机器人(7)带动机械手(6)，将抓取的两个物品(A)放置至编组机(9)前下方的车厢(B)内，从最下面的第一层开始码放物品(A)，在机器人(7)的工作范围内完成一层物品(A)的装车，每层物品(A)的宽度尺寸小于车厢(B)的宽度尺寸，其中奇数层按照图5所示规则码放物品(A)，偶数层按照图6所示规则码放物品(A)； 
(8)、垛码放：将物品(A)从最底层码放至最顶层，完成一垛物品(A)的装车； 
(9)、机构后移：移动平台(8)带动机器人(7)、机械手(6)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)一起往车厢(B)后部移动1200mm的距离，开始第二垛物品(A)的装车； 
(10)、装车完成：依次完成车厢(B)从前部至后部的物品(A)装车过程后，移动平台(8)往前移动至初始位置，进行下一个装车过程。 
上述货物自动装车方法中，在编组机(9)的左右两侧各设置一个机器人(7)和机械手(6)，两个机器人(7)和机械手(6)交替进行物品(A)的抓取和码放动作，共同完成层码放、垛码放以及整个装车工作。 
采用上述货物自动装车方法的装置，它包括长输送机(1)，长输送机(1)沿车厢(B)的长度方向布置，长输送机(1)的上方设有下线机构(4)，下线机构(4)与长输送机(1)成一个夹角，长输送机(1)的左侧设有输送方向垂直于长输送机(1)的下溜槽(3)，下溜槽(3)基本上位于长输送机(1)的中心线在下线机构(4)上形成的反射线方向上，下溜槽(3)的下端出口与过渡输送机(11)的后端入口衔接，过渡输送机(11)的前端出口与转向90度的弯道输送机(10)的后端入口衔接，弯道输送机(10)的前端出口与缓停输送机(5)的后端入口衔接，缓停输送机(5)位于车厢(B)的纵向中心线上，缓停输送机(5)的前端出口与编组机(9)的后端入口衔接，编组机(9)的前方左右两侧各设有一台机器人(7)，机器人(7)的末端与机械手(6)固定连接，机器人(7)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)均固定在移动平台(8)上，移动平台(8)可沿导轨(2)前后移动，导轨(2)固定在厂房(C)的楼板上，车厢(B)位于移动平台(8)的下方。 
上述机械手(6)包括机架(6-1)，机架(6-1)的下端左右两侧设有滑轨(6-8)，机架(6-1)的下端中部设有托叉气缸(6-5)，滑轨(6-8)下方悬挂滑块(6-7)，滑块(6-7)下端固定在托叉(6-4)上，托叉(6-4)由托叉气缸(6-5)驱动，机架(6-1)的下端左右两侧还设有压袋气缸(6-2)，压袋气缸(6-2)的缸杆与压袋杆(6-3)连接，机架(6-1)的下端后部设有挡袋板(6-6)，机械手(6)的纵向中心面(D)到前端部的最大距离不大于物品(A)的宽度。 

Claims (6)

1.一种货物自动装车方法，它包括下列工艺步骤：
(1)、车厢定位：空车到达装车区域的指定位置后，机器人(7)对车厢(B)的前后位置、左右位置进行检测和定位；
(2)、纵向输送：输送方向与车厢(B)长度方向一致的长输送机(1)，将物品(A)向前输送；
(3)、横向下线：利用下线机构(4)使物品(A)离开长输送机(1)，并使物品(A)转向90度，其输送方向与车厢(B)长度方向垂直；
(4)、转向输送：弯道输送机(10)将物品(A)转向90度，使物品(A)的输送方向与车厢(B)长度方向一致，并位于车厢(B)的纵向对称中心线上；
(5)、编组：编组机(9)将物品(A)前后、左右定位，或将两个以上物品(A)前后靠紧为一体并左右定位；
(6)、抓取：机械手(6)从编组机(9)上抓取已编组的物品(A)；
(7)、层码放：机器人(7)带动机械手(6)，将抓取的物品(A)放置至编组机(9)前下方的车厢(B)内，从最下面的第一层开始码放物品(A)，并按照设定的排列规则进行码放，在机器人(7)的工作范围内完成一层物品(A)的装车，每层物品(A)的宽度尺寸不大于车厢(B)的宽度尺寸；
(8)、垛码放：将物品(A)从最底层码放至最顶层，完成一垛物品(A)的装车；
(9)、机构后移：移动平台(8)带动机器人(7)、机械手(6)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)一起往车厢(B)后部移动一定的距离，开始第二垛物品(A)的装车；
(10)、装车完成：依次完成车厢(B)从前部至后部的物品(A)装车过程后，移动平台(8)往前移动至初始位置，进行下一个装车过程。
2.根据权利要求1所述的货物自动装车方法，其特征在于：在编组机(9)的左右两侧各设置一个机器人(7)和机械手(6)，两个机器人(7)和机械手(6)交替进行物品(A)的抓取和码放动作，共同完成层码放、垛码放以及整个装车工作。
3.一种货物自动装车装置，它包括长输送机(1)，长输送机(1)沿车厢(B)的长度方向布置，长输送机(1)的上方设有下线机构(4)，下线机构(4)与长输送机(1)成一个夹角，长输送机(1)的一侧设有输送方向垂直于长输送机(1)的下溜槽(3)，下溜槽(3)基本上位于长输送机(1)的中心线在下线机构(4)上形成的反射线方向上，下溜槽(3)的下端出口与过渡输送机(11)的后端入口衔接，过渡输送机(11)的前端出口与转向90度的弯道输送机(10)的后端入口衔接，弯道输送机(10)的前端出口与缓停输送机(5)的后端入口衔接，缓停输送机(5)位于车厢(B)的纵向中心线上，缓停输送机(5)的前端出口与编组机(9)的后端入口衔接，编组机(9)的前方侧面设有机器人(7)，机器人(7)的末端与机械手(6)固定连接，机器人(7)、编组机(9)、缓停输送机(5)、弯道输送机(10)、过渡输送机(11)、下溜槽(3)、下线机构(4)均固定在移动平台(8)上，移动平台(8)可沿导轨(2)前后移动，导轨(2)固定在厂房(C)的楼板上，车厢(B)位于移动平台(8)的下方。
4.根据权利要求3所述的货物自动装车装置，其特征在于：机械手(6)包括机架(6-1)，机架(6-1)的下端左右两侧设有滑轨(6-8)，机架(6-1)的下端中部设有托叉气缸(6-5)，滑轨(6-8)下方悬挂滑块(6-7)，滑块(6-7)下端固定在托叉(6-4)上，托叉(6-4)由托叉气缸(6-5)驱动，机架(6-1)的下端左右两侧还设有压袋气缸(6-2)，压袋气缸(6-2)的缸杆与压袋杆(6-3)连接，机架(6-1)的下端后部设有挡袋板(6-6)。
5.根据权利要求3所述的货物自动装车装置，其特征在于：机械手(6)的纵向中心面(D)到前端部的最大距离不大于物品(A)的宽度。
6.根据权利要求3所述的货物自动装车装置，其特征在于：机器人(7)和机械手(6)共有两个，分别设置在编组机(9)的左右两侧。 
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