箱式货物装卸设备的制作方法

本发明涉及装卸设备技术领域，特别涉及一种箱式货物装卸设备。

背景技术：

仓库月台是为了给货物装卸作业提供便利而建设的设施，已成为现代仓库的标配。目前月台上常见的设备主要有月台高度调节板(以浮桥形式连接月台和运载工具，以避免两者高度差或间隙造成叉车等搬运设备无法进出)、叉车(搬运托盘货物)、托盘搬运车(搬运托盘货物)、伸缩皮带机(缩短装卸工往返搬运货物的距离)，以使装卸作业更加省力省时。

近年来，随着工业自动化、信息化的快速发展，智慧物流、智能仓储快速发展，使仓库内部物流运营效率大幅提升。但是在作为货物进出仓库的必经之地的月台，其设备自动化、机械化程度依然不高，除大宗物资及少部分带托盘运输货物外，95％以上货物在仓库月台上的装卸作业都依靠人工搬运完成，月台作业效率极大地限制了物流效率的整体提升。

国内物流行业，月台上箱式货物的装卸，除了上述提到的叉车或伸缩皮带机配合人工的搬运方式外，暂没有专用的自动化机械。

技术实现要素：

本发明提供了一种箱式货物装卸设备，其目的是为了解决月台箱式货物装卸设备自动化程度不高、货物装卸依靠人工搬运效率低下的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种箱式货物装卸设备，包括：

驱动系统，所述驱动系统设置有车架，所述车架由主梁和矩形管焊接组成，所述车架的四角设置有驱动轮安装座，每个所述驱动轮安装座内设置有电驱动轮，所述车架的尾端设置有固定座；

机臂组成，所述机臂组成设置有机臂支架，所述机臂支架的一端铰接有一机臂移动座，所述机臂移动座通过直线导轨设置在在所述固定座上，所述机臂支架上设置有皮带输送机，所述机臂支架两侧均设置有对中装置，所述机臂支架与所述车架之间设置有机臂升降电动缸；

作业平台，所述作业平台设置有作业支架，所述作业支架的后端设置有作业连接座，所述作业连接座通过销轴转动地设置在所述机臂支架的前端，所述作业支架的前端设置有货物运输机构，所述作业支架的后端设置有真空吸具。

其中，所述车架的两根主梁侧面设置有导向柱，所述导向柱上开设有导向槽，所述机臂支架的两侧设置有导向轮，所述导向轮卡设在所述导向槽内，所述机臂组成在所述机臂升降电动缸作用下沿所述导向柱导向升降。

其中，所述机臂移动座两侧均设置有拉杆电动缸，所述拉杆电动缸的拉杆端头铰接在所述作业连接座的顶部。

其中，所述对中装置包括对中夹板、第一拉板、第二拉板和对中电动缸，所述对中夹板的两端分别通过所述第一拉板和第二拉板连接在所述机臂支架的一侧，所述第一拉板、第二拉板、机臂支架和对中夹板之间均为铰接，所述对中电缸的一端连接在所述机臂支架，所述对中电缸的另一端铰接在所述第二拉板上。

其中，还包括真空吸附系统，所述真空吸附系统设置有真空泵、真空罐、电磁阀、阀表和所述真空吸具，所述真空吸具、真空泵、真空罐和电磁阀之间通过管路连接，所述真空泵、真空罐和电磁阀固定设置在所述车架内部。

其中，所述真空吸具包括吸具安装座和集气管，所述吸具安装座上均匀紧密设置有多组波纹吸盘，每组所述波纹吸盘均配置有缓冲杆、单向阀和过滤网，所述集气管设置有真空压力开关，所述集气管上设置有多个气管接头与所述波纹吸盘一一对应，所述气管接头与所述波纹吸盘通过软管连接。

其中，所述真空吸具运动机构包括升降机构和伸缩机构，所述作业支架的后端两侧均设置有同步运动的所述升降机构，所述升降机构之间架设有所述伸缩机构，所述真空吸具设置在所述伸缩机构的前端。

其中，所述货物运输机构包括两组辊筒输送线和一组链条移栽机构，两组所述辊筒输送线分别设置在所述作业支架的前端两侧，所述链条移栽机构设置在两组辊筒输送线之间，所述链条移栽机构上设置有与所述辊筒输送线配合的电动辊筒。

其中，作业支架内部铰接有移栽提升电缸，所述移栽提升电缸的输出杆铰接在所述链条移栽机构的底部。

其中，所述车架尾部设置有车载锂电池和电气控制系统，所述电气控制系统用于控制设备运作，所述电气控制系统设置有驱动控制器，所述驱动控制器通过伺服电机驱动所述电驱动轮及其他电动缸设备运动。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

(1)本发明结构设计合理，工序、动作节拍划分详细，互不影响，减少动作间的等待时间，提高整体作业效率。

(2)本发明设置有真空吸附系统，采用真空技术吸附货物，由货物端面吸取、微抬后拖出货物至作业平台的辊筒输送线上，无痕吸附，所需作业空间小、不损伤货物。

(3)本发明的真空吸具通过升降机构、伸缩机构安装于作业平台上，两者相对独立，真空吸具将货物吸取并放置在作业平台的输送辊筒上后，通过升降机构、伸缩机构的动作，可在不影响作业平台下一步货物输送工序的同时，进行下一组货物的吸取动作，减少等待时间，提高作业效率。

(4)本发明设置有链条移栽机构和辊筒输送线，二者配合实现了货物的直角输送，货物能够自动传输、移载，运输结构结构紧凑，可正反双向输送。

(5)本发明各部件之间，主要由销轴、连板、导向柱、直线导轨组成，构件少、动作明确、受力稳定。

(6)本发明采用差速型四驱系统，机构紧凑，控制方便可靠。

附图说明

图1为本发明的箱式货物装卸设备的结构示意图一；

图2为本发明的箱式货物装卸设备的结构示意图二；

图3为本发明的箱式货物装卸设备的驱动系统示意图；

图4为本发明的箱式货物装卸设备的驱动系统及机臂组成示意图；

图5为本发明的箱式货物装卸设备的机臂组成部分机构示意图一；

图6为本发明的箱式货物装卸设备的机臂组成部分机构示意图二；

图7为本发明的箱式货物装卸设备的导向柱示意图；

图8为本发明的箱式货物装卸设备的作业平台示意图；

图9为本发明的箱式货物装卸设备的作业平台局部结构示意图；

图10为本发明的箱式货物装卸设备的升降机构与伸缩机构示意图；

图11为本发明的箱式货物装卸设备的真空吸附系统示意图；

图12为本发明的箱式货物装卸设备的真空吸具具体结构示意图。

【附图标记说明】

1-驱动系统；2-机臂组成；3-作业平台；4-真空吸附系统；101-车架；102-驱动轮安装座；103-电驱动轮；104-固定座；105-主梁；106-矩形管；107-导向柱；108-导向槽；109-导向柱安装板；110-电气控制系统；201-机臂支架；202-机臂移动座；203-直线导轨；204-皮带输送机；205-机臂升降电动缸；206-边梁；207-安装板；208-皮带电机；209-导向轮；210-拉杆电动缸；211-对中夹板；212-第一拉板；213-第二拉板；214-对中电动缸；301-作业支架；302-作业连接座；303-真空吸具；304-吸具安装座；305-集气管；306-波纹吸盘；307-真空压力开关；308-气管接头；309-升降机构；310-伸缩机构；311-辊筒输送线；312-链条移栽机构；313-移栽提升气缸；401-真空泵；402-真空管；403-电磁阀；404-管路。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的月台箱式货物装卸设备自动化程度不高、货物装卸依靠人工搬运效率低下问题，提供了一种箱式货物装卸设备。

如图1至图12所示，本发明的实施例提供了一种箱式货物装卸设备，包括：驱动系统1，所述驱动系统1设置有车架101，所述车架101由主梁105和矩形管106焊接组成，所述车架101的四角设置有驱动轮安装座102，每个所述驱动轮安装座102内设置有电驱动轮103，所述车架101的尾端设置有固定座104；机臂组成2，所述机臂组成2设置有机臂支架201，所述机臂支架201的一端铰接有一机臂移动座202，所述机臂移动座202通过直线导轨203设置在在所述固定座104上，所述机臂支架201上设置有皮带输送机204，所述机臂支架201两侧均设置有对中装置，所述机臂支架201与所述车架101之间设置有机臂升降电动缸205；作业平台3，所述作业平台3设置有作业支架301，所述作业支架301的后端设置有作业连接座302，所述作业连接座302通过销轴转动地设置在所述机臂支架201的前端，所述作业支架301的前端设置有货物运输机构，所述作业支架的后端设置有真空吸具303。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，其中所述机臂支架201由边梁206和安装板207构成，所述对中装置设置在所述边梁206上，所述皮带输送机204通过所述安装板207固定安装在所述机臂支架201上，所述皮带输送机204由皮带电机208驱动，所述皮带电机208设置在所述机臂支架201的底部；所述作业平台3的四角设置有激光测距传感器；所述作业平台3前端设置有五个前端激光测距传感器。所述驱动系统1通过电驱动轮103驱动设备自由运动，通过所述激光测距传感器检测所述作业平台3与运载工具内侧壁的间距，通过plc处理后反馈给所述驱动系统1，从而调整四个所述电驱动轮103的速度，以保证设备前进、后退过程中不碰触运载工具，通过所述前端激光测距传感器检测与运载工具内墙的距离，至设定值后自动停车；所述机臂组成2能够通过所述直线导轨203改变前后位置，同时所述机臂组成2通过所述机臂升降电动缸205以所述机臂移动座202为支点调节倾斜角度以适应不同的货物目标高度，所述作业平台3能够通过所述作业连接座302相对所述机臂组成2转动以适应不同的货物目标高度，所述真空吸具303具备吸附能力能够吸附位于所述作业平台3前的货物并运输至所述货物运输机构，所述货物运输机构会将货物转运至所述皮带输送机204并由所述皮带输送机204将货物运离；同样由所述皮带输送机204运至的货物也可通过所述货物运输机构移交至所述作业平台3并装载至运载工具的适宜高度。

如图3、图4和图7所示，所述车架101的两根主梁侧面设置有导向柱107，所述导向柱107上开设有导向槽108，所述机臂支架201的两侧设置有导向轮209，所述导向轮209卡设在所述导向槽108内，所述机臂组成2在所述机臂升降电动缸205作用下沿所述导向柱107导向升降。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，其中所述车架的两根主梁105上分别设置有导向柱安装板109，所述导向柱107通过所述导向柱安装板109固定设置在所述车架101上。当所述机臂升降电动缸205驱动所述机臂组成2升降时，所述导向轮209会被限制在所述导向槽108内，并沿所述导向槽108转动，转动过程中所述机臂组成2会沿所述直线导轨203前后运动，依此保证所述机臂组成2俯仰时前端的所述作业平台3始终铅锤升降。

如图5和图6，所述机臂移动座202两侧均设置有拉杆电动缸210，所述拉杆电动缸210的拉杆端头铰接在所述作业连接座302的顶部。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述拉杆电动缸210的尾端铰接在所述机臂移动座202的侧面顶部，同时所述拉杆电动缸210的拉杆端头铰接在所述作业连接座302的顶部，当所述拉杆电动缸210运动时，所述拉杆会驱动所述作业平台3绕所述作业连接座302的铰接处转动，依此调整所述作业平台与水平面的角度。

其中，所述对中装置包括对中夹板211、第一拉板212、第二拉板213和对中电动缸214，所述对中夹板211的两端分别通过所述第一拉板212和第二拉板213连接在所述机臂支架201的一侧，所述第一拉板212、第二拉板213、机臂支架201和对中夹板211之间均为铰接，所述对中电缸214的一端连接在所述机臂支架201，所述对中电缸214的另一端铰接在所述第二拉板213上。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述第一拉板212和第二拉板213与所述机臂支架201连接处旁均设置有激光对射传感器，位于所述机臂支架201两侧的所述激光对射传感器能够用于检测货物的位置，当货物到来时，所述对中电动缸214会顶出从而驱动所述第二拉板213运动，所述对中夹板211会随所述第二拉板213运动，因此位于两侧的所述对中夹板211会朝所述皮带输送机204的中部对中夹紧，从而令货物保持在所述皮带输送机204中部运动。

如图11所示，还包括真空吸附系统4，所述真空吸附系统设置有真空泵401、真空罐402、电磁阀403、阀表和所述真空吸具303，所述真空吸具303、真空泵401、真空罐402和电磁阀403之间通过管路404连接，所述真空泵401、真空罐402和电磁阀403固定设置在所述车架内部。

如图12所示，所述真空吸具303包括吸具安装座304和集气管305，所述吸具安装座304上均匀紧密设置有多组波纹吸盘306，每组所述波纹吸盘306均配置有缓冲杆、单向阀和过滤网，所述集气管305设置有真空压力开关307，所述集气管305上设置有多个气管接头308与所述波纹吸盘306一一对应，所述气管接头308与所述波纹吸盘306通过软管连接。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述真空吸附系统能够产生真空吸附力，并由管路404通往所述真空吸具303，所述真空吸具303能够通过所述波纹吸盘306吸附货物，所述真空吸具303具备侧向吸附能力，能适应货物码放不整齐或有一定的角度偏转，所述真空吸具303是设备抓取货物的执行元件，能将真空能转化为机械能，具有结构简单、安装方便、无污染、易使用、不损伤货物等优点。所述真空吸附系统的各部件采用集成式、模块化设计，具有良好的替换性和扩展能力。

如图8至图10所示，所述真空吸具运动机构包括升降机构309和伸缩机构310，所述作业支架301的后端两侧均设置有同步运动的所述升降机构309，所述升降机构309之间架设有所述伸缩机构310，所述真空吸具303设置在所述伸缩机构310的前端。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述升降机构309设置有两组分别固定安装在所述作业支架301的后端紧贴所述作业连接座302，两组所述升降机构309的上方架设有所述伸缩机构310，由于所述真空吸具303设置在所述伸缩机构310前端，因此所述真空吸具303能够通过所述伸缩机构310和升降机构309调整位置以吸附不同高度的货物；当所述升降机构309抬升时，所述伸缩机构310会被提升高度，所述升降机构309、伸缩机构310和作业支架301的之间会构成类拱门结构，货物能够从空洞内往来于所述作业平台3和所述皮带输送机204之上。

其中，所述货物运输机构包括两组辊筒输送线311和一组链条移栽机构312，两组所述辊筒输送线311分别设置在所述作业支架301的前端两侧，所述链条移栽机构312设置在两组辊筒输送线311之间，所述链条移栽机构312上设置有与所述辊筒输送线311配合的电动辊筒。

其中，作业支架301内部铰接有移栽提升电缸313，所述移栽提升电缸313的输出杆铰接在所述链条移栽机构312的底部。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述辊筒输送线311上分为三个独立运动单元(左侧、中部、右侧)，设置在所述作业支架301的前端两侧的辊筒输送线311能够所述沿所述作业平台3的长边方向运输货物，所述链条移栽机构312能够沿所述作业平台3的短边方向运输货物，所述辊筒输送线311与链条移栽机构312配合能够用于直角运输货物，所述移栽提升电缸313能够抬升所述链条移栽机构312的倾斜角。

如图2所示，所述车架尾部设置有车载锂电池和电气控制系统110，所述电气控制系统110用于控制设备运作，所述电气控制系统设置有驱动控制器，所述驱动控制器通过伺服电机驱动所述电驱动轮103及其他电动缸设备(如：拉杆电动缸、机臂升降电动缸等)运动。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备，所述驱动系统设置有四组电驱动轮103，利用差速原理实现全方位驱动。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备的卸货作业流程为：

1、设备启动、完成自检，设备行走至起始位，准备就绪并接通外接电源，在遥控器上选择作业模式为卸货。

2、设备前进，通过所述作业平台3前端布置的5个所述前端激光测距传感器检测与货物的距离，至设定值后自动停车。

3、所述机臂组成2带动所述作业平台3升至货物最高层；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303伸出，所述波纹吸盘306接触货物并压缩，所述单向阀开启，所述波纹吸盘306将货物吸稳；所述升降机构309带动所述真空吸具303微抬避免将货物拖出时与下层货物间发生连挂、拉扯；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303以及货物缩回至初始位置；当设备检测到复位，断开真空吸附，使所述波纹吸盘306释放货物，货物被放置在所述辊筒输送线311；所述升降机构309带动真空吸具303向上抬升，将货物向后移栽、输送的通道让出；所述辊筒输送线311上的货物按设定程序和检测信号的控制，通过所述辊筒输送线311运输至所述链条移栽机构312进而皮带输送机204从而传出本设备，至尾部连挂的伸缩式辊筒输送机，再到拆码垛机。

4、与此同时，当所述真空吸具303释放货物、货物被放置在所述辊筒输送线311，所述升降机构309带动真空吸具303向上抬升后，所述作业平台3通过所述机臂组成2带动所述真空吸具303通过所述伸缩机构310动作前伸，为下一组货物的吸取做准备，而不影响当前货物的传输。减少等待时间，提高作业效率。

5、所述辊筒输送线311上的货物全部被输送出所述辊筒输送线311和链条移栽机范围内后，通过所述机臂组成2起升、所述升降机构309下降使所述作业平台3和真空吸具303达到“微抬”状态，重复后续过程以完成各组货物的卸出。

6、由于下部的几组货物所处位置较低，而作业平台3具有一定厚度，无法下降至地面平面。此时，需将所述作业平台3通过所述机臂组成2上的所述拉杆电动缸210调整至倾斜状态，使作所述业平台倾斜并对齐将要卸出货物的最下部，即可继续作业。这种情况下货物的卸出作业过程为：所述作业平台3倾斜至与货物下部对齐，所述伸缩机构310带动所述真空吸具303伸出，所述波纹吸盘306接触货物并压缩，所述单向阀开启，所述波纹吸盘306将货物吸稳；所述升降机构309带动所述真空吸具303微抬，所述伸缩机构310带动所述真空吸具303以及货物缩回至初始位置；设备检测到复位，所述作业平台3通过所述拉杆电动缸210动作恢复至水平位置；再断开所述真空吸具303吸力，使货物释放，货物被放置在所述辊筒输送线311；所述升降机构309带动所述真空吸具303向上抬升，将货物向后移栽、输送的通道让出；所述辊筒输送线311上的货物按设定程序和检测信号的控制，通过所述辊筒输送线311运输至所述链条移栽机构312进而皮带输送机204从而传出本设备，至尾部连挂的伸缩式辊筒输送机，再到拆码垛机。

7、当处于低位的货物不止一层时，需要继续重复上述动作，直到卸载完最底层货物。在卸载多层低位货物时，所述机臂组成2不继续向下降低，只要根据货物位置，通过可调节拉杆调整作业平台3倾斜程度，重复上述动作即可。

8、以此类推，每取完一面货物，重复步骤2(设备前进，通过作业平台前端布置的5个所述前端激光测距传感器检测与货物的距离，至设定值后自动停车)。

9、设备在前端作业平台3四角设置有所述激光测距传感器，用于检测所述作业平台3与运载工具内侧壁的间距，通过plc处理后反馈给所述驱动系统，调整四个所述电驱动轮的速度，以保证设备前进、后退过程中不碰触运载工具。

本发明上述实施例所述的箱式货物装卸设备的装货作业流程为：

1、设备启动、完成自检，设备行走至起始位，准备就绪并接通外接电源，在遥控器上选择作业模式为装货。

2、设备前进，通过所述作业平台3前端布置的所述前端激光测距传感器检测与运载工具内墙的距离，至设定值后自动停车。

3、设备在前端作业平台3四角设置有所述激光测距传感器，用于检测所述作业平台3与运载工具内侧壁的间距，通过plc处理后反馈给所述驱动系统，调整四个所述电驱动轮的速度，以保证设备前进、后退过程中不碰触运载工具。

4、所述机臂组成2带动所述作业平台3降至最低位置；所述升降机构309带动所述真空吸具303起升至设定值，将货物由后向前的输送通道让出；

5、与步骤4同时，货物经由拆码垛机→伸缩式辊筒输送机→本设备所述皮带输送机204上。所述皮带输送机204上设有所述激光对射传感器，用于检测货物位置信号，当检测到有货物经所述皮带输送机204输送到预定位置时，可将信号发送到plc，经规定延时值后，将控制对所述中装置动作，将货物推夹至所述皮带输送机204纵向中心线，使货物以标准姿态被传送到所述链条移载机构上。

6、货物对中后，传输至所述皮带输送机204前端，进入所述链条移栽机构312(此时所述链条移栽机构312的链条部分处于顶升状态)；当检测到货物时，所述链条移栽机构312停止转动并下降，使货物落至所述辊筒输送线311的辊筒上，随即所述辊筒输送线311的中部和右侧或中部和左侧启动，将货物输送至设定距离；设定时间后，所述链条移栽机构312顶升并转动，开始下一件货物的移栽和输送。

7、以上述程序，步进式方式将货物逐一移栽、输送至所述辊筒输送线311上，直至布满一组。

8、所述升降机构309带动所述真空吸具303下降至复位；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303伸出，所述波纹吸盘306接触货物并压缩，所述单向阀开启，所述波纹吸盘306将货物吸稳；将所述作业平台3通过所述机臂组成2上的所述拉杆电动缸210调整至倾斜状态；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303和货物伸出，并将该组货物推送至装载位置。

9、所述作业平台3通过所述机臂组成2上的所述拉杆电动缸210恢复至水平状态；所述升降机构309带动所述真空吸具303起升至设定值，将货物由后向前的输送通道让出；重复步骤5、6、7、8。

10、当处于低位的货物不止一层时，需要继续重复上述动作，直到装载完低位货物。在装载多层低位货物时，所述机臂组成2处于最低位置保持不动，只要根据货物装载位置，通过所述拉杆电动缸210调整所述作业平台3倾斜程度，重复上述动作即可。

11、完成低位货物装载后，所述机臂组成2带动所述作业平台3上升，所述升降机构309带动所述真空吸具303起升至设定值，将货物由后向前的输送通道让出；重复步骤5、6、7。

12、所述升降机构309带动所述真空吸具303下降至复位；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303伸出，所述波纹吸盘306接触货物并压缩，所述单向阀开启，所述波纹吸盘将货物吸稳；所述伸缩机构310带动所述真空吸具303和货物伸出，并将该组货物推送至装载位置(非低位货物装载状态，该动作过程，所述真空吸具303可吸住货物再推出以保证稳定作业，也可不起作用以提高效率，可视运用经验选择)。重复上述动作，由下至上逐层装载，所述机臂组成2逐层上升，直至装载完最高层。

13、重复上述动作，由下至上逐层装载，机臂组成2逐层上升，直至装载完最高层。

本发明结构设计合理，动作节拍划分详细，各部件间运动不会相互影响，能够有效实现月台箱式货物机械化、自动化装卸，提高装卸效率。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。