CN107021354A - 制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，包括一端设置在窑车导轨端部上方的龙门吊导轨支架，龙门吊导轨支架上依次设置有受PLC控制器控制的卸砖机构、码垛机构、搬运机构；所述的卸砖机构、码垛机构以及搬运机构分别设置在卸砖机构位移架、码垛机构位移架和搬运机构位移架上，进而实现在龙门吊导轨支架上纵向滑移和自身旋转。本发明能实现砖剁搬移、砖剁缝隙消除及改变砖的摆放方向的自动卸砖成套设备，使该产品具备价格低廉、便于操作维护、高可靠性等特点，不仅解决了烧结砖厂招工难、用工贵的问题，还进一步降低了制砖企业工人的劳动强度，提高了制砖企业的生产效率，节约了经济成本，增强了制砖企业的市场竞争力。

Description

制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人

技术领域

本发明涉及砖厂用砖块码垛移动装置，具体为一种集卸砖、码垛、装车为一体的机器人。

背景技术

随着社会的不断发展与提高，尤其是城镇化建设的不断加快，无论是从传统的红砖到现有的环保型的免烧砖、再到陶瓷砖等，传统的方式多数为人工将已经烧制好的砖块从砖窑内运出，不仅仅搬运效率低下，而且高温的砖窑，对劳动者的身体伤害也比较大；为了适应社会的发展需要，现有的砖块的烧制已经不再是传统的砖窑窑门封闭后烧制，而是采用将砖坯放置在窑车2上，窑车2则放置在铺设在砖窑内，且两端延伸至砖窑外的窑车导轨1上；面对刚刚走出砖窑的高温砖体，要么人工卸砖，要么就是利用现有技术中已经有的机械手进行熟砖的卸载；然后采用人工进行熟砖的码垛，最后根据需要进行运输车辆装载。

上述传统的方法，不仅仅机械化程度低，而且人工的转运，不仅仅增加劳动力的投入，同时也降低了转块转运效率，并且砖体人工的毁损率大大增加，且砖体装车也会再次增加砖的毁损率。

因此，提供一种能够大大提高砖体的转运和装卸效率，并且降低毁损率的设备，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单，且集卸砖、码垛、装车为一体，自动化程度大大提高的砖块搬运机器人。

本发明的目的是这样实现的：

制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，包括一端设置在窑车导轨端部上方的龙门吊导轨支架，所述的龙门吊导轨支架上依次设置有受PLC控制器控制的卸砖机构8、码垛机构10、搬运机构12；所述的卸砖机构8、码垛机构10以及搬运机构12分别设置在卸砖机构位移架7、码垛机构位移架9和搬运机构位移架11上，进而实现在龙门吊导轨支架上纵向滑移和自身旋转；

所述的龙门吊导轨支架包括两组纵向设置的支腿方钢5，支腿方钢5的下端焊接有与地面通过紧固螺栓固定的底座4；支腿方钢5的上端与水平导轨6接固定；所述的水平导轨6上设置有导轨槽a，导轨槽a内设置有导轨滑轮或位移钢丝绳；

所述的卸砖机构8包括设置在卸砖机构位移架7上的驱动控制装置，以及与驱动控制装置连接的卸砖机构伸缩轴8-1的上端，卸砖机构伸缩轴8-1的穿过吊梁卡座8-2与限位装置8-8连接；所述的吊梁卡座8-2与左右吊梁8-3铰接，左右吊梁8-3同时与限位装置8-8铰接，且开合收放通过位于铰接处的吊梁收放绳8-4控制；所述的限位装置8-8的上方连接卡座8-7，下端与左右抓取臂8-5的一端铰接，同时在左右抓取臂8-5铰接处设置有位于左右抓取臂8-5铰接处下方的限位块b；所述的左右抓取臂8-5的下端内侧分别设置有夹持板8-6；

所述的驱动控制装置内同时设置有卷扬机，卷扬机连接设置在导轨槽a内的卸砖机构驱动绳，通过卸砖机构驱动绳的收放来实现卸砖机构位移架7沿设置有导轨槽a的水平导轨6的水平方向移动；

所述的码垛机构10包括设置在码垛机构位移架9上方的提升控制机构10-1，提升控制机构10-1两侧设置有提升辅助油缸10-2；所述的提升控制机构10-1的下方设置设置有提升油缸10-3；提升油缸10-3及提升辅助油缸10-2点两端分别与旋转支架10-4固定，旋转支架10-4的下方设置有受PLC控制的旋转驱动10-6；旋转驱动10-6的下方连接夹持臂连接固定板10-5，夹持臂连接固定板10-5的下端设置有夹持臂107；

所述的搬运机构12的结构与卸砖机构8的结构一样，同时受PLC控制器控制，其距离搬运机构位移架11所在端较近的水平导轨6下方设置有砖体搬运车13。

积极有益效果：本发明能实现砖剁搬移、砖剁缝隙消除及改变砖的摆放方向的自动卸砖成套设备，使该产品具备价格低廉、便于操作维护、高可靠性等特点，通过本项目的实施，不仅解决了烧结砖厂招工难、用工贵的问题，还进一步降低了制砖企业工人的劳动强度，提高了制砖企业的生产效率，节约了经济成本，增强了制砖企业的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的结构示意图三；

图4为本发明的码垛机构结构示意图；

图5为卸砖机构的结构示意图一；

图6为卸砖机构的结构示意图二；

图7为卸砖机构的结构示意图三；

图中为：窑车导轨1、窑车2、砖垛3、底座4、支腿方钢5、水平导轨6、卸砖机构位移架7、卸砖机构8、卸砖机构伸缩轴8-1、吊梁卡座8-2、左右吊梁8-3、吊梁收放绳8-4、左右抓取臂8-5、夹持板8-6、卡座8-7、限位装置8-8、码垛机构位移架9、码垛机构10、提升控制机构10-1、提升辅助油缸10-2、提升油缸10-3、旋转支架10-4、夹持臂连接固定板10-5、旋转驱动10-6、夹持臂107、搬运机构位移架11、搬运机构12、砖体搬运车13、自动升降平台14、导轨槽a、限位块b。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明：

如图1、图2、图4、图4所示，制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，包括一端设置在窑车导轨端部上方的龙门吊导轨支架，所述的龙门吊导轨支架上依次设置有受PLC控制器控制的卸砖机构8、码垛机构10、搬运机构12；所述的卸砖机构8、码垛机构10以及搬运机构12分别设置在卸砖机构位移架7、码垛机构位移架9和搬运机构位移架11上，进而实现在龙门吊导轨支架上纵向滑移和自身旋转；

所述的龙门吊导轨支架包括两组纵向设置的支腿方钢5，支腿方钢5的下端焊接有与地面通过紧固螺栓固定的底座4；支腿方钢5的上端与水平导轨6接固定；所述的水平导轨6上设置有导轨槽a，导轨槽a内设置有导轨滑轮或位移钢丝绳；

如图5、图6、图7所示，所述的卸砖机构8为重力自动开合式搬砖装置，包括设置在卸砖机构位移架7上的驱动控制装置，以及与驱动控制装置连接的卸砖机构伸缩轴8-1的上端，卸砖机构伸缩轴8-1的穿过吊梁卡座8-2与限位装置8-8连接；所述的吊梁卡座8-2与左右吊梁8-3铰接，左右吊梁8-3同时与限位装置8-8铰接，且开合收放通过位于铰接处的吊梁收放绳8-4控制；所述的限位装置8-8的上方连接卡座8-7，下端与左右抓取臂8-5的一端铰接，同时在左右抓取臂8-5铰接处设置有位于左右抓取臂8-5铰接处下方的限位块b；所述的左右抓取臂8-5的下端内侧分别设置有夹持板8-6；

所述的驱动控制装置内同时设置有卷扬机，卷扬机连接设置在导轨槽a内的卸砖机构驱动绳，通过卸砖机构驱动绳的收放来实现卸砖机构位移架7沿设置有导轨槽a的水平导轨6的水平方向移动；

所述的码垛机构10包括设置在码垛机构位移架9上方的提升控制机构10-1，提升控制机构10-1两侧设置有提升辅助油缸10-2；所述的提升控制机构10-1的下方设置设置有提升油缸10-3；提升油缸10-3及提升辅助油缸10-2点两端分别与旋转支架10-4固定，旋转支架10-4的下方设置有受PLC控制的旋转驱动10-6；旋转驱动10-6的下方连接夹持臂连接固定板10-5，夹持臂连接固定板10-5的下端设置有夹持臂107；

所述的搬运机构12的结构与卸砖机构8的结构一样，同时受PLC控制器控制，其距离搬运机构位移架11所在端较近的水平导轨6下方设置有砖体搬运车13。

本发明的控制***的设计主要由机械、气动、控制、传感器四大部份组成，使其能够实现搬运机器人运动部位的移动、定位准确，夹紧可靠。

所述的卸砖机构8为重力自动开合式搬砖装置，能够依靠自身重力可实现自动夹紧、放开的循环过程，能够实现从窑车上抓取、吊运未解构的砖垛3，并转运到自动升降工作台14上的功能；

所述的码垛机构10能够将卸砖机构8转运过来的砖垛分层解构、重新码垛，实现不规则砖垛的分层抓取并消除砖与砖之间的间隙，重新码垛到转运平台上；搬运机构12能够将重新码垛到转运平台上的砖垛搬运到砖体搬运车13上；

本发明的搬运机器人属于点位式，只需考虑末端执行器运动目标点，不必关心其运动轨迹。搬运机器人***由多个运动组成，各运动是在运动控制器的协调下运动的机电一体化***。本项目运动控制***的设计主要由机械、气动、控制、传感器四大部份组成，其中机械部分主要是机器人的机械传动设计、机械结构设计；气动部分主要是整形装置、机器人的末端执行器机械手的动作设计，由电磁控制阀和气缸组成；控制部分主要是由运动控制器、电机驱动器、PLC控制器等组成；传感器主要分部在三个部位：一是安装在定位导柱一测，检测机械手移动是否到位，可采用光电传感器：二是在各运动轴的极限位置，用以控制机器人的最大运动范围：三是采用闭环或半闭环的运动***，则需要安装位置检测传感器(如测速发电机、光电编码器)来检测运动轴的位置并把位置信息反馈给运动控制器。

本发明能够使卸砖机构下降到停放位置时自动吊装设备的夹持板能够自动张开，上升提起砖剁时夹持板能够自动收紧，夹持板的加紧力能够保证砖剁在吊移的过程中不脱落、松动。

本发明首先对自动卸砖的吊运机构进行设计，使砖剁能够搬运至自动升降工作台，实现砖剁从窑车到自动升降工作台的转移，升降工作台实现砖剁的自动升降控制。然后是对搬运机器人的整体设计，使其机械手能够上下、纵向移动及旋转，上下移动和旋转采用气缸作为动力源进行驱动，纵向移动采用电机与齿条的啮合驱动，利用PLC、限位开关、接近传感器实现对搬运机械人的运动控制，实现消除砖剁的砖与砖之间缝隙并让砖朝一个方向有规则排列在另一侧的自动升降工作台上。最后再次利用自动卸砖的吊运机构把码放整齐且无缝隙的砖剁吊装到运输工具。

本发明设计的砖剁码放、搬运成套设备产品以及适合大规模工业生产的制备工艺及生产技术数据，使研制的成套设备产品能够工业化生产；对比目前制砖企业经济开支，价格低廉、高效的新型砖剁码放、搬运成套设备产品可以使制砖企业人工成本节省60%，生产效率提高50%。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：包括一端设置在窑车导轨端部上方的龙门吊导轨支架，所述的龙门吊导轨支架上依次设置有受PLC控制器控制的卸砖机构、码垛机构、搬运机构；所述的卸砖机构、码垛机构以及搬运机构分别设置在卸砖机构位移架、码垛机构位移架和搬运机构位移架上，进而实现在龙门吊导轨支架上纵向滑移和自身旋转。

2.根据权利要求1所述的制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：所述的龙门吊导轨支架包括两组纵向设置的支腿方钢，支腿方钢的下端焊接有与地面通过紧固螺栓固定的底座；支腿方钢的上端与水平导轨接固定；所述的水平导轨上设置有导轨槽，导轨槽内设置有导轨滑轮或位移钢丝绳。

3.根据权利要求1所述的制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：所述的卸砖机构包括设置在卸砖机构位移架上的驱动控制装置，以及与驱动控制装置连接的卸砖机构伸缩轴的上端，卸砖机构伸缩轴的穿过吊梁卡座与限位装置连接；所述的吊梁卡座与左右吊梁铰接，左右吊梁同时与限位装置铰接，且开合收放通过位于铰接处的吊梁收放绳控制；所述的限位装置的上方连接卡座，下端与左右抓取臂的一端铰接，同时在左右抓取臂铰接处设置有位于左右抓取臂铰接处下方的限位块；所述的左右抓取臂的下端内侧分别设置有夹持板。

4.根据权利要求3所述的制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：所述的驱动控制装置内同时设置有卷扬机，卷扬机连接设置在导轨槽内的卸砖机构驱动绳，通过卸砖机构驱动绳的收放来实现卸砖机构位移架沿设置有导轨槽的水平导轨的水平方向移动。

5.根据权利要求1所述的制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：所述的码垛机构包括设置在码垛机构位移架上方的提升控制机构，提升控制机构两侧设置有提升辅助油缸；所述的提升控制机构的下方设置设置有提升油缸；提升油缸及提升辅助油缸的两端分别与旋转支架固定，旋转支架的下方设置有受PLC控制的旋转驱动；旋转驱动的下方连接夹持臂连接固定板，夹持臂连接固定板的下端设置有夹持臂。

6.根据权利要求1所述的制砖厂用卸砖、码垛、装车一体化机器人，其特征在于：所述的搬运机构的结构与卸砖机构的结构一样，同时受PLC控制器控制，其距离搬运机构位移架所在端较近的水平导轨下方设置有砖体搬运车。