CN112499296A

CN112499296A - 一种冰箱自动装卸车桁架机器人***

Info

Publication number: CN112499296A
Application number: CN202011549441.9A
Authority: CN
Inventors: 马相林; 王刚; 朱聪
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明公开了一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，包括用于输送冰箱的冰箱输送线，用于将冰箱输送线上的冰箱进行装车的四坐标自动装车装置，四坐标自动装车装置底部铺设轨道组件，轨道组件的安装方向为前后方向，所述四坐标自动装车装置用于夹持冰箱的夹具，用于调整夹具的夹持方向的R轴转动组件，用于带动R轴转动组件沿左右往复水平移动的Y轴移动组件，用于带动Y轴移动组件沿上下移动的Z轴升降组件，用于带动Z轴升降组件前后移动的X轴移动组件；本发明能够依据设定的程序进行冰箱的自动装卸车，替代人工装卸方式，提升装卸效率和精度；并设置防抬组件和防撞设施，提升装卸的安全性，通过改变夹具进行多种型号冰箱的装卸操作，适应性好。

Description

一种冰箱自动装卸车桁架机器人***

技术领域

本发明涉及装车机器人技术领域，具体涉及一种冰箱自动装卸车桁架机器人***。

背景技术

现阶段机器作业逐渐取代人工作业，面对单调、劳动强度大和重复的长时间作业，不但人工费用高，且效率还到不到要求，产品的效益因而下降。像对产品装箱后进行码垛的作业，产品在打包完成后，需要对其进行整理码垛装车运送，目前这些作业小件包装箱都是人工进行整理，人工的手速要快，并且对其每次整理的数量要有要求，大件包装箱都是工人驾驶叉车或其他运送工具进行整理码垛，往往效率不高还存在一定危险系数而且会有数量上的误差，尤其冰箱这种大尺寸和大重量的箱体，存在自动化程度低，装车效率低，危险系数高等不足。

发明内容

技术目的：针对现有重型箱体货物装车效率低，危险系数高并且缺乏自动装车***等不足，本发明公开了一种能够进行自动进行货物装卸并且安全可靠的冰箱自动装卸车桁架机器人***。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，包括用于输送冰箱的冰箱输送线，用于将冰箱输送线上的冰箱进行装车的四坐标自动装车装置，四坐标自动装车装置底部铺设轨道组件，轨道组件的方向与冰箱输送线平行，轨道组件的安装方向为前后方向，所述四坐标自动装车装置用于夹持冰箱的夹具，用于调整夹具的夹持方向的R轴转动组件，用于带动R轴转动组件沿左右往复水平移动的Y轴移动组件，用于带动Y轴移动组件沿上下移动的Z轴升降组件，用于带动Z轴升降组件前后移动的X轴移动组件。

优选地，所述轨道组件采用两条平行设置的导轨，导轨底部与地面固定；X轴移动组件包括水平移动框架、第一驱动电机和导向轮，导向轮设置在水平移动框架的底部，第一驱动电机固定在水平移动框架的其中一侧，第一驱动电机的传动端与同侧的导向轮连接。

优选地，所述水平移动框架包括连接框架和设置在连接框架两端的侧支撑架，导向轮设置在侧支撑架的底部，所述水平移动框架沿其移动方向分为前端面和后端面，前端面的四个角落设置前防撞光栅，后端面的四个角落设置后防撞光栅，并对应配有控制光栅开闭的前防撞开关和后防撞开关，前防撞光栅分别设置在侧支撑架前端面的上部和下部，后防撞光栅分别设置在侧支撑架后端面的上部和下部，齿条竖直设置在侧支撑架前端面上，第一驱动电机固定在其中一个侧支撑架上，侧支撑架上固定有第一驱动电机编码器。

优选地，所述水平移动框架在Z轴移动组件的下方设置防坠落缓冲器，防坠落缓冲器固定在侧支撑架上，防坠落缓冲器的缓冲端向上，所述两个侧支撑架在与前端面相邻的侧面底部设置防抬组件，防抬组件的底端扣在导轨下方。

优选地，所述Z轴升降组件包括升降框架、升降电机、传动轴、传动齿轮和从动齿轮，所述升降框架位于水平移动框架前进方向的一侧，升降框架与水平移动框架在竖直方向滑动连接，传动轴沿升降框架的长度方向通过轴承与升降框架配合连接，传动齿轮设置在传动轴的中部，升降电机固定在升降框架上，升降电机的传动端通过齿轮与传动齿轮啮合；从动齿轮固定在传动轴的两端，水平移动框架在靠近升降框架的一侧设置与从动齿轮配合的齿条，从动齿轮的轮齿与齿条啮合。

优选地，所述升降框架沿长度方向的两端设置防撞缓冲器。

优选地，所述Y轴移动组件包括滑动架、第二驱动电机，滑动架设置在升降框架上，升降框架沿长度方向设置滑轨，滑动架与滑轨配合连接，第二驱动电机固定在滑动架上，升降框架上设置传动齿条，传动齿条沿升降框架的长度方向设置，第二驱动电机的传动端通过齿轮与传动齿条连接，升降框架在滑轨的下翻设置接油槽。

优选地，所述R轴转动组件包括转动架和第三驱动电机，所述转动架设置在滑动架的下方，转动架的顶部与滑动架转动连接，所述第三驱动电机固定在滑动架上，第三驱动电机的传动端竖直向下，第三驱动电机的传动端与转动架连接，夹具固定在转动架上。

有益效果：本发明所提供的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***具有如下有益效果：

1、本发明采用机械方式代替人工进行自动装卸车，通过四坐标自动装车装置实现货物的抓取和搬运，自动化程度高，提升装卸效率。

2、本发明在四坐标自动装车装置上设置限位传感器和灵位传感器，实现对货物搬运的精准控制，提升作业精度。

3、本发明在X轴移动组件的侧支撑架底部设置防抬组件，防止在水平移动框架运行中重心偏移意外抬起，保证运行安全。

4、本发明四坐标自动装车装置的第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和升降电机均设置有编码器，依据传感器的定位进行编码，装置依据编码自动进行，提升智能化程度。

5、本发明升降组件的升降以及Y轴移动组件的移动均通过齿轮、齿条机构进行传动，稳定性好，不易产生脱扣现象，安全性高。

6、本发明采用磁吸式夹具，不会在抓取时对冰箱造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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介绍。

图1为本发明整体俯视图；

图2为本发明四坐标自动装车装置立体图；

图3为本发明X轴移动组件立体图；

图4为本发明侧支撑架的立体图；

图5为本发明Z轴升降组件立体图；

图6为本发明升降框架上滑轨与传动齿条示意图；

图7为本发明Y轴移动组件和R轴转动组件的立体图；

其中，1-冰箱输送线、2-四坐标自动装车装置、3-轨道组件、4-X轴移动组件、5-Y轴移动组件、6-Z轴升降组件、7-R轴转动组件、8-夹具、9-水平移动框架、10-第一驱动电机、11-导向轮、12-升降框架、13-升降电机、14-传动轴、15-传动齿轮、16-从动齿轮、17-齿条、18-滑动架、19-第二驱动电机、20-滑轨、21-传动齿条、22-转动架、23-第三驱动电机、24-前防撞光栅、25-后防撞光栅、26-前防撞开关、27-后防撞开关、28-连接框架、29-侧支撑架、30-第一驱动电机编码器、31-防抬组件、32-防坠落缓冲器、33-防撞缓冲器、34-接油槽、35-第二驱动电机编码器、36-第三驱动电机编码器、37-扫轨器、38-控制箱、39-驱动装置、301-导轨。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1、图2所示为本发明所提供的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，包括用于输送冰箱的冰箱输送线1，用于将冰箱输送线1上的冰箱进行装车的四坐标自动装车装置2，四坐标自动装车装置2底部铺设轨道组件3，轨道组件3的方向与冰箱输送线1平行，轨道组件3的安装方向为前后方向，所述四坐标自动装车装置2用于夹持冰箱的夹具8，用于调整夹具8的夹持方向的R轴转动组件7，用于带动R轴转动组件7沿左右往复水平移动的Y轴移动组件5，用于带动Y轴移动组件5沿上下移动的Z轴升降组件6，用于带动Z轴升降组件6前后移动的X轴移动组件。

如图3所示，所述X轴移动组件4包括水平移动框架9、第一驱动电机10和导向轮11，所述水平移动框架9沿X轴移动组件4的移动方向分为前端面和后端面，前端面位于前进方向一侧，后端面位于后退方向一侧，水平移动框架9包括连接框架28和设置在连接框架28两端的侧支撑架29，导向轮11设置在侧支撑架29的底部，导向轮11通过轴承安装在侧支撑架29上，导向轮11底部与导轨301配合连接，第一驱动电机10固定在其中一个侧支撑架29的底部，第一驱动电机10的传动端与同侧的导向轮11连接。

如图2、图4所示，每个侧支撑架29与前端面相邻的侧面底部设置防抬组件31，防抬组件31的顶部固定在侧支撑架29上，防抬组件31的底部扣在导轨301的下方，在侧支撑架29前、后端面的下部设置与导轨301相配合的扫轨器37，通过扫轨器37清扫导轨301上的障碍，设置有第一驱动电机10的侧支撑架29，配有与第一驱动电机10对应的第一驱动电机编码器30，侧支撑架29的前端面和后端面分别设置前防撞光栅24和后防撞光栅25，并配有对应的前防撞开关26和后防撞开关27，为便于操控，前防撞开关26和后防撞开关27均设置在靠近地面的位置，前防撞光栅24分别设置在侧支撑架29前端面的上部和下部，后防撞光栅25分别设置在侧支撑架29后端面的上部和下部。

如图3、图5所示，所述Z轴升降组件6包括升降框架12、升降电机13、传动轴14、传动齿轮15和从动齿轮16，所述Z轴升降组件6通过升降框架12与水平移动框架9在竖直方向滑动连接，传动轴14通过轴承与沿升降框架12的长度方向与升降框架12配合连接，轴承座采用调心滚子轴承座，传动齿轮15设置在传动轴14的中部，升降电机13固定在升降框架12上，升降电机13的传动端通过齿轮与传动齿轮15啮合，带动传动轴14转动，从动齿轮16固定在传动轴14的两端，水平移动框架9的前端面沿竖直方向设置与从动齿轮16的位置对应的齿条17，齿条17固定在侧支撑架29的前端面，两个从动齿轮16分别与两个齿条17啮合，升降框架12上还设置用于控制Z轴升降组件的控制箱38。

水平移动框架9在Z轴升降组件6的下方设置防坠落缓冲器32，防坠落缓冲器32分别固定在两个侧支撑架29上，防坠落缓冲器32的缓冲端竖直向上。

如图6、图7所示，Y轴移动组件包括滑动架18和第二驱动电机19，滑动架18沿升降框架12的长度方向与升降框架12之间滑动连接，升降框架12上设置两条平行的滑轨20，滑轨20的安装方向与升降框架12的长度方向平行，滑动架18上设置与滑轨20相匹配的滑槽；第二驱动电机19固定在滑动架18上，通过齿轮、齿条传动机构带动滑动架18在升降框架12上滑动，升降框架12上设置传动齿条21，传动齿条21的安装方向与滑轨20平行，第二驱动电机19的传动端通过齿轮与传动齿条21连接，第二驱动电机19配有对应的第二驱动电机编码器35，第二驱动电机编码器35固定在滑动架18上。

升降框架12在滑轨20 的下方设置接油槽34，接油槽34用于接收齿轮、齿条啮合滴下的润滑油脂，便于管理设备环境状况，避免污染冰箱。

如图7所示，所述R轴转动组件包括转动架22和第三驱动电机23，第三驱动电机23配有对应的第三驱动电机编码器36；转动架22设置在滑动架18的下方，转动架22与滑动架18转动连接，第三驱动电机23固定在滑动架18上，第三驱动电机23的传动端竖直向下，第三驱动电机23的传动端与转动架22连接，夹具8固定在转动架22上，夹具8采用磁吸式夹具，并配有驱动夹具8动作的驱动装置39，转动架22和夹具8可以依据需要搬运的冰箱型号进行适应性的调整，适应性好。

本发明所提供的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***在使用时，四坐标自动装车装置2处于初始状态，第一驱动电机10带动四坐标自动装车装置2移动至冰箱输送线1上的冰箱抓取点，升降电机13带动Z轴升降组件6移动至指定高度，与冰箱位置对应，第二驱动电机19带动Y轴移动组件5在升降框架12上滑动，Y轴移动组件5带动R轴转动组件7同步移动，第三驱动电机23驱动转动架22旋转，使夹具8正对冰箱输送线1，完成抓取点的冰箱抓取后，第三驱动电机23驱动转动架22旋转，使冰箱朝向装车方向，第二驱动电机19带动滑动架18往回滑动，调整冰箱的水平位置，升降电机13同步带动Z轴升降组件6沿竖直方向移动，使冰箱位置与装车位置相对应，再由第一驱动电机10带动四坐标自动装车装置2向车辆所在方向移动，完成装车，卸车的步骤与装车步骤相反，依据第一驱动电机编码器30、第二驱动电机编码器35和第三驱动电机编码器36编制相应的运动程序，完成冰箱的自动装卸。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：包括用于输送冰箱的冰箱输送线（1），用于将冰箱输送线（1）上的冰箱进行装车的四坐标自动装车装置（2），四坐标自动装车装置（2）底部铺设轨道组件（3），轨道组件（3）的方向与冰箱输送线（1）平行，轨道组件（3）的安装方向为前后方向，所述四坐标自动装车装置（2）用于夹持冰箱的夹具（8），用于调整夹具（8）的夹持方向的R轴转动组件（7），用于带动R轴转动组件（7）沿左右往复水平移动的Y轴移动组件（5），用于带动Y轴移动组件（5）沿上下移动的Z轴升降组件（6），用于带动Z轴升降组件（6）前后移动的X轴移动组件。

2.根据权利要求1所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述轨道组件（3）采用两条平行设置的导轨（301），导轨（301）底部与地面固定；X轴移动组件（4）包括水平移动框架（9）、第一驱动电机（10）和导向轮（11），导向轮（11）设置在水平移动框架（9）的底部，第一驱动电机（10）固定在水平移动框架（9）的其中一侧，第一驱动电机（10）的传动端与同侧的导向轮（11）连接。

3.根据权利要求2所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述水平移动框架（9）包括连接框架（28）和设置在连接框架（28）两端的侧支撑架（29），导向轮（11）设置在侧支撑架（29）的底部，所述水平移动框架（9）沿其移动方向分为前端面和后端面，前端面的四个角落设置前防撞光栅（24），后端面的四个角落设置后防撞光栅（25），并对应配有控制光栅开闭的前防撞开关（26）和后防撞开关（27），前防撞光栅（24）分别设置在侧支撑架（29）前端面的上部和下部，后防撞光栅（25）设置在侧支撑架（29）后端面的上部和下部，齿条（17）竖直设置在侧支撑架（29）的前端面上，第一驱动电机（10）固定在其中一个侧支撑架（29）上，侧支撑架（29）上固定有第一驱动电机编码器（30）。

4.根据权利要求3所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述水平移动框架（9）在Z轴移动组件（6）的下方设置防坠落缓冲器（32），防坠落缓冲器（32）固定在侧支撑架（29）上，防坠落缓冲器（32）的缓冲端向上，所述两个侧支撑架（29）在与前端面相邻的侧面的底部设置防抬组件（31），防抬组件（31）的底端扣在导轨（301）的下方。

5.根据权利要求1所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述Z轴升降组件（6）包括升降框架（12）、升降电机（13）、传动轴（14）、传动齿轮（15）和从动齿轮（16），所述升降框架（12）位于水平移动框架（9）前进方向的一侧，升降框架（12）与水平移动框架（9）沿竖直方向滑动连接，传动轴（14）沿升降框架（12）的长度方向通过轴承与升降框架（12）配合连接，传动齿轮（15）设置在传动轴（14）的中部，升降电机（13）固定在升降框架（12）上，升降电机（13）的传动端通过齿轮与传动齿轮（15）啮合；从动齿轮（16）固定在传动轴（14）的两端，水平移动框架（9）在靠近升降框架（12）的一侧设置与从动齿轮（16）配合的齿条（17），从动齿轮（16）的轮齿与齿条（17）啮合。

6.根据权利要求5所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述升降框架（12）沿长度方向的两端设置防撞缓冲器（33）。

7.根据权利要求1所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述Y轴移动组件（5）包括滑动架（18）、第二驱动电机（19），滑动架（18）设置在升降框架（12）上，升降框架（12）沿长度方向设置滑轨（20），滑动架（18）与滑轨（20）配合连接，第二驱动电机（19）固定在滑动架（18）上，升降框架（12）上设置传动齿条（21），传动齿条（21）沿升降框架（12）的长度方向设置，第二驱动电机（19）的传动端通过齿轮与传动齿条（21）连接，升降框架（12）在滑轨（20）的下方设置接油槽（34）。

8.根据权利要求1所述的一种冰箱自动装卸车桁架机器人***，其特征在于：所述R轴转动组件（7）包括转动架（22）和第三驱动电机（23），所述转动架（22）设置在滑动架（18）的下方，转动架（22）的顶部与滑动架（18）转动连接，所述第三驱动电机（23）固定在滑动架（18）上，第三驱动电机（23）的传动端竖直向下，第三驱动电机（23）的传动端与转动架（22）连接，夹具（8）固定在转动架（22）上。