一种输送带箱体叠放装置及叠放方法与流程

本发明涉及一种输送带技术领域。

背景技术：

随着经济水平的发展，生产中人工成本不断提升，越来越多企业面临着生产成本急剧增加与劳动力缺乏的普遍现象。装车工作，尤其是集装箱装车这种劳动强度高、技术含量低、工资待遇第、工作环境恶劣、人员流动性大的工种，招工及管理都极为困难。

目前，物流行业无论是仓储还是运输环节，均达到较高的自动化水平，唯独是装车环节仍然普遍采用人工在车厢内码放货物。

现有的箱体码垛装置只能一次操作一个箱体，效率低下。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种能将前后相邻的箱体上下叠放的输送带箱体叠放装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明的输送带箱体叠放装置，包括固定设置在输送带上方的框架，框架的四个角上安装四个驱动齿轮，这四个驱动齿轮上安装环形的链条，链条形成矩形，两侧链条之间对称的安装两条推杆，两条推杆之间在环形链条上的间距相等，所述叠放装置还包括设置在输送带上的提升装置，提升装置位于停止的后箱体下方，提升装置包括设置在输送带下方的提升气缸，提升气缸上方设置无动力的活动辊道，活动辊道设置在输送带中间的开口中；框架上还安装小框架，小框架的四个角上安装四个小齿轮，小齿轮上安装环形的小链条，小链条形成矩形，两侧小链条之间对称的安装小推杆，小推杆之间在环形小链条上的间距相等。

本发明还涉及一种输送带箱体叠放方法，包括下列步骤，

(1)当两个合并在一起的箱体运动到叠放装置处时，进入框架下方，此时第一推杆运动到框架的左侧，沿框架左侧上升，在水平方向上不产生运动，挡住箱体，叠放装置下方的输送带为无动力输送带，前箱体和后箱体在框架的最左侧停住；

(2)提升气缸上升，将停在活动辊道上的后箱体顶起至与前箱体相同的高度；

(3)后箱体处于小框架内，调整小齿轮的外径和转速，以及小推杆的位置，使得后箱体到达小框架内是小推杆刚好运动到小框架的底部，小推杆继续向左运动，推动后箱体向左，压在前箱体上面；

(4)此时第一推杆挡在前箱体前面，防止因为后箱体向前运动产生的摩擦力将下面的前箱体推走，当小推杆将后箱体完全推至前箱体上方，小推杆开始沿链条向上运动，停止推箱，而第一推杆也向上运动到后箱体前面，挡住后箱体，防止后箱体走过；

(5)当第一推杆和小推杆一直向上运动，离开后箱体后向右运动，而此时与第一推杆相对称的第二推杆已经运动到框架底部并向左运动，第二推杆也设有相距很近的两根，第二推杆接触到下面的前箱体，推动叠在一起的前箱体和后箱体沿输送带向前运动，离开输送带的无动力段，接触到有动力的输送带，从而继续向前，而沿输送带传递而来的下一组两个箱体也碰到了第二推杆，减速，当第二推杆开始沿框架向上运动时停止向前，开始下一循环。

本发明的箱体码垛系统、输送带箱体叠放装置及叠放方法能将前后相邻的箱体自动上下叠放，由于推杆的运动具有严格的周期性，使得通过叠放装置的各个箱体的间隔距离完全相等，实现把箱体定时、定位推送到箱体码垛装置前，从而使得箱体码垛可以更好地运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是集装箱高效箱体码垛系统的结构示意图。

图2是现有的码垛装置的结构示意图。

图3是转线机构第一种实施方式的俯视图。

图4是转线机构第一种实施方式的俯视图。

图5是转线机构第一种实施方式的侧剖图。

图6是转线机构第二种实施方式的俯视图。

图7是转线机构第二种实施方式的工作状态图。

图8是转向盘的结构示意图。

图9是转向盘的工作状态图。

图10是转线机构第二种实施方式的侧视图。

图11是转线机构第二种实施方式的工作状态图。

图12是图8中a部分的局部放大图。

图13是图9中b部分的局部放大图。

图14是图12中沿a-a线的剖视图。

图15是翻转装置第一种实施方式的侧剖图。

图16是翻转装置第一种实施方式的俯视图。

图17是翻转装置第一种实施方式的立体图。

图18是三角形翻转挡板的俯视图。

图19是翻转装置第二种实施方式的立体图。

图20是翻转装置第二种实施方式的俯视图。

图21是翻转装置第二种实施方式的侧剖图。

图22是翻转装置第二种实施方式的工作状态图。

图23是翻转装置第二种实施方式的工作状态图。

图24是转箱装置的结构示意图。

图25是箱体合并装置的结构示意图。

图26是箱体合并装置的工作状态图。

图27是箱体合并装置的工作状态图。

图28是图25中c部分的局部放大图。

图29是图27中d部分的局部放大图。

图30是图25中e部分的局部放大图。

图31是图29中f部分的局部放大图。

图32是图28中g部分的局部放大图。

图33是箱体叠放装置的结构示意图。

图34是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图35是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图36是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图37是箱体叠放装置的侧视图。

具体实施方式

本发明的箱体分拣输送装置是箱体码垛系统的一个装置，转线机构是该箱体分拣输送装置的一个组成部分，箱体码垛系统使用了该箱体分拣输送装置。

如图1所示，箱体自动装车系统包括控制系统、装载平台1、输送带3和连接输送带3的码垛装置4。输送带3上设置箱体合并装置。

所述输送带上设置分拣装置，所述分拣装置能够将横放和竖放的箱体分开的并翻转，使横放和竖放的箱体统一放置；所述输送带上分拣装置后设置箱体合并装置，将输送带上两个相邻的箱体合并在一起；所述输送带上合并装置后设置箱体叠放装置，合并在一起的两个箱体上下叠放；所述输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带3上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台。

由于需要被码垛的箱体在刚刚放到输送带3上时，有可能被横置，也有可能被竖放，码垛装置无法自动将横放和竖放的不同箱体统一码放，需要设置一套箱体自动分拣装置，将箱体放置方向统一。方法是在输送带旁边设置一条支路输送带20，把不同方向的箱体转到支路上，再把支路或主输送带上的箱体通过翻箱机构翻转过来。

如图3所示，输送带3和支路输送带2都是辊道，由连续设置的辊筒21组成，支路输送带20上与输送带3相连接处的辊筒21长度渐变，输送带3上与支路输送带20的连接处设置转线机构22。

在一种实施方式中，如图3和图5所示，转线机构22包括万向盘23，万向盘23上设置无动力的万向球24，如图4和图5所示，万向盘23上方设置擦辊架25，摩擦辊架25上设置若干个摩擦辊26，摩擦辊26的转动方向与支路输送带20的传送方向相匹配，摩擦辊26的下沿高度与竖放箱体28高度相匹配。输送带3上会随机传来横放箱体27或竖放箱体28，到达转线机构22时，横放箱体27沿输送带原方向继续向前传送；竖放箱体28高度较高，顶部接触到摩擦辊26，摩擦辊26的摩擦面可以使用有弹性的材料，竖放箱体28的顶部与摩擦辊的摩擦面产生压力，受到摩擦辊26的摩擦力，从而改变方向。

在另一种实施方式中，如图6和图7所示，转线机构22包括转向盘32，如图8和图9所示，转向盘32上设置3排无动力的滚轮33，转向盘32上方安装能让滚轮33转向的转向机构。如图10至图13所示，转向机构包括转轴29、安装在转轴29底部的槽轮机构30、安装在转轴29顶部的拨杆31、安装在转向盘32上的齿条34，齿条34设置3排，3排齿条通过连杆37连接成一体，齿条34可沿转向盘32滑动，3排滚轮33和3排齿条34位置相匹配，滚轮33可以通过轴承安装在转向盘32上，如图14所示，滚轮33包括轮体331、轮盘332、横轴334，轮盘332外侧设置轮齿335，轮盘332底部侧面设置与齿条34相匹配的轮齿335，轮盘332可以绕其竖直轴自由旋转，轮盘332可以是推力轴承，也就是说，轮盘332的底部设置滚珠336或圆柱，使得轮盘332可以在转向盘32上自由转动。

槽轮机构30设置在转轴29的底部，高度与齿条34相同，如图12所示，槽轮机构30包括与转轴29固定连接的主动拨盘301和与主动拨盘301相匹配的从动槽轮302，主动拨盘301安装在转轴29的底部，与转轴29同心，从动槽轮302可以通过轴承安装，从动槽轮302上设置与齿条34啮合的齿轮，拨杆31垂直于转轴29。如图11所示，输送带3上会随机传来横放箱体27或竖放箱体28，拨杆31的高度低于竖放箱体28，高于横放箱体27，转轴29设置在输送带3边上，拨杆31向输送带3中间伸出。当箱体到达转线机构22时，竖放箱体28高度较高，顶部接触到拨杆31，将拨杆31向输送带3侧边推开，带动转轴29旋转一个角度，这个角度一般大于30度，如图13所示，转轴29带动底部的主动拨盘301转动相同的角度，主动拨盘301上凸锁止弧3011与从动槽轮302上的凹锁止弧3021匹配，当圆柱销3012进入径向槽3022时，从动槽轮302开始转动，在整个过程中从动槽轮302转动的角度是一个确定好的较小角度，通过调试，使得从动槽轮302上的齿轮带动齿条34移动合适的行程，从而使滚轮33转动一定的角度，使得转向盘32上的所有滚轮33都指向支路输送带20方向，这样竖放箱体28移动到转向盘32上时会转向，竖放箱体28就在转线机构22上转向支路输送带20。主动拨盘301或者转轴29上设置回复弹簧，当竖放箱体28通过转线机构22后，拨杆31回位，带动转向盘32上的所有滚轮33也回位，等待下一个箱体。而横放箱体27高度不够，碰不到拨杆31，继续沿主输送带3原方向继续向前传送，从而将横放箱体27和竖放箱体28分离到不同的输送带上。

将横放箱体27和竖放箱体28分离到不同的输送带上以后，在输送带3或者支路输送带20上设置箱体翻转装置。

在第一种情况下中，箱体翻转装置设置在输送带3上。如图15至图17所示，在转线机构22后的输送带3上设置上坡段38、平台段39和下坡段40，横放箱体27在沿上坡段38升高，再沿下坡段40滑下，下坡段40设置三角形翻转挡板41，横放箱体27移动到下坡段40的起始位置，一侧遇到三角形翻转挡板41的顶端，随着下滑，横放箱体27的这一侧慢慢被抬起，三角形翻转挡板41越来越高，这一侧也越来越高，直到下坡段40末端被完全翻转过来，变成竖放。

为了使箱体翻转的更顺畅，防止箱体包装被翻转挡板41损坏，对翻转挡板41做一些改进。如图18所示，翻转挡板41可以不采用三角形的平板，而是采用长方形的扭转的平板41a，长方形平板的上端411连接在下坡段40起始段，平贴在平台段39的下沿，而在下坡段40末端，长方形平板41a的下端立起来，中间部分扭曲过来，使得长方形翻转挡板相对于输送带平面从平贴慢慢过渡到直立。进一步的，长方形平板41a内侧设置可以自由旋转的辊筒44，这些辊筒44也是从平贴逐渐过渡到直立，使得箱体与翻转挡板41的接触产生的磨擦更小。

下坡段40后面的输送带3与支路输送带20合并。如图16所示，支路输送带20末端设置推送机构，推送机构包括推板42和与推板42相连接的气缸43。当沿支路输送带20的竖放箱体运动到支路输送带20末端，气缸20启动，带动推板42，将箱体推回到主输送带3上。

在另一种情况下，箱体翻转装置设置在输送带3上，如图20至图24所示，在转线机构22后的输送带3上设置开口45，开口45下方固定设置两个支撑板46，两个支撑板之间设置两条导向杆47，两条导向杆47上安装滑块48，两条导向杆47之间设置气缸49，气缸49一端连接滑块48，另一端连接第一支撑板461。滑块48上连接一个l型翻转板50，l型翻转板50的一侧底部安装铰接板51，铰接板51一端铰接在滑块48上，另一端通过连杆52连接第二支撑板462，连杆52一端铰接l型翻转板，另一端铰接第二支撑板462。

l型翻转板50上设置触发装置，当箱体沿输送带3传递到l型翻转板50上时，气缸49收缩，如图22所示，带动滑动块48运动，带动l型翻转板50翻转90度，从而带动l型翻转板50上的箱体翻转。

输送带3上还可以设置转箱机构，如图24所示，转箱机构可以是设置在输送带一边的气缸或挡块，可以将挡住箱体的一个角，使箱体转动90度左右，再通过调整装置，使箱体完全转90度。通过两种实施方式的翻箱装置和转箱机构的配合设置，根据情况确定两种实施方式的翻箱装置和转箱装置的前后顺序，可以将原来被随机竖放或横放的箱体就被有选择的翻转过来，都变成竖放或横放，统一码放。

输送带3上方设置箱体合并装置，如图25所示，箱体合并装置包括两个固定轴53、分别安装在两个固定轴53上的两根横杆54、与横杆54铰接的两根竖杆56、铰接在竖杆上的驱动气缸55，两个竖杆分别为左竖杆56a和右竖杆56b，左竖杆56a与驱动气缸55的杠杆铰接，驱动气缸55的缸筒上端铰接在固定设施上，两根横杆54和两根竖杆56组成可绕两个固定轴53转动的平行四边形，两根竖杆56下端略长。

输送带3上的箱体向左传递，驱动气缸55往复运动，如图25所示，当驱动气缸55向上抬起时，带动左竖杆56a向上运动，同时右竖杆56b向下运动，右竖杆56b挡住箱体58，使被挡住箱体58停止向前，与后面的箱体59距离缩小。一段时间以后，驱动气缸55向下伸出，如图26和图27所示，带动左竖杆56a向下运动，同时右竖杆56b向上运动，被右竖杆56b挡住的箱体58继续向前，碰到左竖杆56a后停止，此时后箱体59与前箱体58贴在一起。此时驱动气缸55向上抬起，带动左竖杆56a向上运动，贴在一起的前箱体58与后箱体59继续向前。如此，原先均匀分布的箱体被均匀的两两贴合在一起。设置交替下降的两个竖杆，可以更好地调整前后箱体之间的距离，较之只有一个周期下降的挡杆的结构，对前后箱体之间距离的容错率更高，可以适应前后箱体距离较长和较短的情况。这样的结构还可以份两步挡停箱体，对箱体的冲击更小。

箱体与竖杆56接触时会突然停下，存在一定程度的碰撞，该系统运送装有易碎物品的箱体时，存在一定的隐患。

在左竖杆56a和右竖杆56b的底部固定设置缓冲装置60，如图28至31所示，缓冲装置60包括固定连接在竖杆上的套筒57、安装在套筒57内的弹簧61、与弹簧61相连接的缓冲杆62，当箱体靠近时，先接触缓冲杆62，如图28所示，缓冲杆62压缩弹簧61，弹簧61的强度足够使箱体减速，但也不要将箱体弹回。当箱体接触到竖杆时，缓冲杆62完全进入套筒58，箱体也停止运动，缓冲杆外端可以安装挡板，箱体与挡板进行面接触，更平稳。如图32所示，缓冲杆62的外端设置缺口63，竖杆56上安装锁销64，当缓冲杆62完全进入套筒61时，缓冲杆62端部的缺口63正好对准锁销64，锁销64连接锁销弹簧65，锁销弹簧65连接升降杆66，升降杆66可滑动的安装在竖杆56上，可沿竖杆56上下滑动，升降杆66的上端设有齿条66a，竖杆56与横杆54相铰接处安装升降齿轮67，升降齿轮67能够随横杆的转动而同步转动，齿条66a与升降齿轮67相啮合。

当竖杆56向下运动时，如图25和28所示，升降齿轮67转动，带动升降杆66向下运动，锁销64在锁销弹簧65的作用下抵在缓冲杆62上，此时缓冲杆62伸出套筒57。当箱体接触到缓冲杆62时，缓冲杆62缩进套筒57内，外端部的缺口63运动到锁销64的位置，锁销64插入缺口63，将缓冲杆62锁住。竖杆56向上运动，如图27和29所示，同时横杆54带动升降齿轮67向相反方向转动，升降齿轮67带动升降杆66向上运动，升降杆66运动的幅度足够大，确保锁销弹簧65伸展后，锁销64继续向上，拔出缺口63，缓冲杆62在弹簧61的作用下伸出，等待下一个周期，缓冲箱体。

左竖杆56a和右竖杆56b的缓冲装置60结构相同，只不过升降齿轮67与升降杆66安装的方向相反，如图30所示。

设置了缓冲装置60以后，码垛系统就可以运输易碎箱体，可以加快系统运作的速度，而不怕箱体及其内的物品破碎。

箱体两两合并起来，码垛时一次操作可以同时码放两个并排的箱体，只需将码垛装置的相关部件做一下尺寸上的调整即可。也可以将相邻的两个并排箱体通过叠放装置上下叠放起来，码垛时一次操作可以同时码放两个上下叠放的箱体，可以提高码垛的效率。

如图33至图37所示，叠放装置包括固定设置在输送带3上方的框架，框架包括分别设置在输送带3两侧的两个工字型框架68，每侧的工字型框架的四个角上安装四个驱动齿轮69，这四个驱动齿轮69上安装环形的链条70，链条70形成矩形，两侧链条70之间对称的安装两条推杆71，两条推杆71之间在环形链条70上的间距相等，框架上安装伺服电机72，伺服电机72通过链传动驱动其中一个角上的主动齿轮转动691，两侧的主动齿轮691通过连杆73连接，同步转动，从而带动链条70绕框架转动，使得两根推杆71可以做周期的转动。

设置好两条推杆71的运动节律，与箱体的间隔相匹配，当两个合并在一起的箱体运动到叠放装置处时，进入框架下方，此时第一推杆711运动到框架的左侧，如图33所示，沿框架左侧上升，在水平方向上不产生运动，可以挡住箱体，叠放装置下方的输送带为无动力输送带，前箱体58和后箱体59在框架的最左侧停住。

叠放装置还包括设置在输送带3上的提升装置，提升装置位于停止的后箱体59下方，提升装置包括设置在输送带3下方的提升气缸74，提升气缸74上方设置无动力的活动辊道75，活动辊道75设置在输送带3中间的开口中。此时提升气缸74上升，如图34所示，将停在活动辊道75上的后箱体59顶起至与前箱体58相同的高度。

框架上还安装小框架，小框架的结构与框架结构相似，在框架的两侧的两个工字型框架68上安装小型工字型框架76，小型工字型框架76的四个角上安装四个小齿轮77，这四个小齿轮77上安装环形的小链条78，小链条78形成矩形，两侧小链条78之间对称的安装小推杆79，其中一个小齿轮77连接伺服电机72，在伺服电机的驱动下转动，带动小链条78和小推杆79运动。

当前箱体58和后箱体59抵达框架底部，第一推杆711运动到框架的底部，提升气缸74上升，将停在活动辊道75上的后箱体59顶起至与前箱体58相同的高度，此时后箱体59处于小框架内，调整小齿轮77的外径和转速，以及小推杆79的位置，使得后箱体59到达小框架内是小推杆79刚好运动到小框架的底部，小推杆79继续向左运动，推动后箱体59向左，如图35所示，压在前箱体58上面。此时第一推杆711挡在前箱体58前面，防止因为后箱体59向前运动产生的摩擦力将下面的前箱体58推走。如图36所示，当小推杆79将后箱体59完全推至前箱体58上方，小推杆79开始沿链条向上运动，停止推箱，而第一推杆711也向上运动到后箱体59前面，挡住后箱体59，防止后箱体59走过了。

当第一推杆711和小推杆79一直向上运动，离开后箱体59后向右运动，而此时与第一推杆711相对称的第二推杆712已经运动到框架底部并向左运动，第二推杆712也设有相距很近的两根，第二推杆712接触到下面的前箱体58，推动叠在一起的前箱体58和后箱体59沿输送带3向前运动，离开输送带的无动力段，接触到有动力的输送带3，从而继续向前。而沿输送带传递而来的下一组两个箱体也碰到了第二推杆712，减速，当第二推杆712开始沿框架向上运动时停止向前，开始下一循环。

由于推杆71的运动具有严格的周期性，使得通过叠放装置的各个箱体的间隔距离完全相等，实现把箱体定时、定位推送到箱体码垛装置前，从而使得箱体码垛可以更好地运行。

上下叠放好的箱体输送到码垛装置4。如图2所示，码垛装置4包括行走平台5和固定设置在行走平台5上的四根立柱6，如图2所示，立柱6上固定安装纵向轨7，纵向轨7上安装可沿纵向轨7上下移动的升降台8，升降台8安装可沿升降台水平滑动的水平滑动杆9，升降台8和水平滑动杆9连接驱动装置，水平滑动杆9的前端固定安装第二立柱10，第二立柱10上设置滑轨，滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台12，平台12设置万向球14。码垛装置4还设置分拨装置2，分拨装置2可以将输送带3上传来的箱体分拨至平台的两侧，直至箱体排满平台，形成整齐的一排。

分拨装置2设置在平台12的下方，分拨装置2固定安装在行走平台5上，分拨装置2包括丝杠、丝杠螺母(图中未画出)和安装在丝杠螺母上的拨爪18，平台12上设置缝隙13，拨爪18从缝隙13中伸出。当输送带3上传来箱体时，电机带动丝杠机构运行，带动丝杠螺母上的拨爪18沿缝隙13移动，从而拨动箱体从平台12的中部移向两侧，直至箱体排满平台，形成整齐的一排。

分拨装置2也可以是设置在平台12下方的气缸，气缸包括缸体和活塞杆，活塞杆上设置拨片(图中未画出)，拨片上设置拨爪，拨爪18从缝隙13中伸出。当输送带3上传来箱体时，气缸带动拨片沿缝隙13移动，从而拨动箱体从平台12的中部移向两侧。

平台12上设置平推装置，平推装置包括推板和连接推板的平推气缸。当平板12上的箱体码放成一排完毕后，在驱动装置的驱动下，平台12上下和前后运动，平台12到位堆垛上相应的位置后，平推气缸启动，推动平台12上的的成排的箱体放到堆垛相应的位置上。码垛装置上设置激光测距仪。平台上设置万向球14。