一种自动装车机器人及其装车流水线的制作方法

1.本技术属于使用捡取或者转运装置将货物堆垛或者拆垛的技术领域，尤其是涉及一种自动装车机器人及其装车流水线。


背景技术：

2.随着当代社会的发展,对现代货物的储存和流转有了更快更精准的要求，而这些货物通常都很重且其体积较大，如今半自动化的搬运设备，人工参与程度依然很高，码放效果也因人而异，不能做到全自动化，按需转运，不能实现从仓库到运输车的直接自动化机械转运。
3.现在常用的大型机械搬运工具是龙门吊，用吊绳将被吊物捆绑，捆绑稳定后再慢慢地移动到相应的位置，较重的货物对于吊绳的要求很高，转运稳定性要求更高；对于体积较大的货物，捆绑货物本身就很麻烦了，转运更是耗时严重；对于软包货物，龙门吊的一个吊钩会造成软包货物极其不稳定。由于是吊绳捆绑，一个吊钩承重，这些不同类型的货物被吊起后，都容易造成货物不稳或吊绳断裂而不能快速移动，影响储存和转运效率；而对于较软的软包货物，采用吊绳的方式并不能快速安全的实现货物的储存、转运和码放。


技术实现要素：

4.为了快速稳定的实现硬包和软包货物的仓储、运输和码放，实现从仓库到运输车的直接自动化机械转运，本技术提供一种自动装车机器人及其装车流水线。
5.本技术提供一种自动装车机器人，采用如下的技术方案实现。
6.一种自动装车机器人，包括驱动机构、行走机构和叉持机构：所述行走机构包括行走框架，与所述行走框架连接且控制所述行走框架沿x轴运动的x轴运动装置，和与所述行走框架连接的z轴运动装置，所述行走框架与所述z轴运动装置滑动配合；所述驱动机构包括用于驱动所述行走框架沿x轴运动的x轴驱动装置，驱动所述z轴运动装置沿z轴运动的z轴驱动装置；所述叉持机构与所述z轴运动装置连接，用于叉持货物通过采用上述技术方案，自动装车机器人实现货物的无绳起吊、转移和运输, 保证货物运输过程的安全和稳定，通过调节驱动装置的运转速度，实现货物转移和运输的速度的调控。另外，软包货物的提手也可以通过叉持机构叉持、提起、转运和码放。
7.优选的，所述z轴运动装置包括固定节、活动节和z轴传动装置，所述固定节与所述行走框架连接，所述活动节与所述固定节滑动配合，所述活动节与所述叉持机构连接。
8.通过采用上述技术方案，在z轴上通过固定节和活动节的设置，使自动装车机器人在z轴上运动的行程更长，折叠起来的高度更小，更有利于高度较小的仓库的使用。
9.优选的，所述z轴传动装置为z轴皮带，所述z轴皮带一端固定在所述活动节上，另一端固定在所述z轴驱动装置的输出轴上。
10.通过采用上述技术方案，通过皮带实现活动节和固定节相对位置的变化，实现行程的伸长和缩短，同时实现占地较少，传动稳定，操作控制更为简单。
11.优选的，所述x轴运动装置包括与所述x轴驱动装置连接的x轴驱动轴、与x轴驱动轴连接的x轴同步带轮、x轴皮带和与所述x轴皮带配合的x轴改向轮。
12.通过采用上述技术方案，x轴驱动装置驱动x轴驱动轴，使与x驱动轴连接的x轴同步带轮转动，x轴皮带固定在x轴滑轨上，x轴运动装置通过x轴皮带、x轴同步带轮和改向轮相互配合运动，实现行走机构在x轴的往复运动。
13.优选的，还包括支撑框架，所述支撑框架包括两个平行设置的x轴滑轨、连接所述两个x轴滑轨的连接梁和支撑所述x轴滑轨和所述连接梁的支撑柱，所述行走框架与所述x轴滑轨滑动配合。
14.通过采用上述技术方案，提供自动装车机器人的行走机构的支撑框架，使行走机构的重量由支撑框架承担，轨道支撑，使运动方向更可控。同时行走框架和x轴滑轨滑动配合也使行走机构的运动阻力更小，运动更顺畅。
15.优选的，所述行走机构还包括y轴运动装置,所述驱动机构还包括驱动所述y轴运动装置沿y轴运动的y轴驱动装置，所述z轴运动装置与所述y轴运动装置连接,所述y轴运动装置与所述行走框架连接。
16.通过采用上述技术方案，自动装车机器人的叉持机构可以在三维空间的三个方向上自由移动，实现货物放置位置和运输车相对位置更自由。
17.优选的，所述y轴运动装置包括y轴框架和y轴传动部件,所述y轴框架与所述z轴运动装置滑动配合,滑动方向与所述y轴框架在x轴滑轨上的运动方向垂直。
18.通过采用上述技术方案，行走机构是中空的框架结构，框架一边安装x轴运动装置，框架中空处安装y轴框架，y轴框架滑动连接在行走框架上，y轴框架也是中空的，中空处安装z轴运动装置，实现行走机构在x轴、y轴和z轴的各自方向的运动。
19.优选的，所述y轴传动部件为y轴皮带，所述y轴皮带与所述行走框架上设置的y轴同步带轮配合。
20.通过采用上述技术方案，y轴皮带环形设置在行走框架上，y轴皮带一处与y轴框架固定，y轴驱动装置输出动力，带动y轴皮带运动，从而带动y轴框架在行走框架上运动。
21.第二方面，本技术提供一种装车流水线，采用如下的技术方案实现。
22.一种装车流水线包括上述的自动装车机器人，所述叉持机构可以运动到输送线的相应位置并与其交接货物。
23.通过采用上述技术方案，实现仓库到运输车的货物运输，增加机械化程度，完成软包货物和硬包货物从仓库到运输车的机械运输与码放。
24.优选的，所述输送线包括送料部、出料部和将货物及托盘从所述送料部转运到所述出料部的转运部，所述送料部和出料部平行设置；所述送料部包括送料框架、设置在所述送料框架上的送料辊和为所述送料辊提供动力的送料电机；所述出料部包括出料框架、设置在所述出料框架上的出料辊和为所述出料辊提供动力的出料电机；所述转运部包括设置在所述送料部和所述出料部端部的链条框架，在所述链条框
架上且沿所述送料部和所述出料部平行方向的垂直方向设置的两条相互平行的转运链条，在两条所述转运链条之间设置的辊动框架，所述辊动框架上设置的转运辊和调节所述辊动框架升降运动的升降装置。
25.通过采用上述技术方案，由于送料部和出料部的设置，使得承托货物的托盘能够得以回收。
26.综上，本技术包括以下至少有益技术效果：1、本技术的自动装车机器人通过设置驱动机构、行走机构和叉持机构，使行走机构在设置方向上运动，叉持机构能够分别叉持与承托硬包货物的托盘和承载软包货物的吨包。实现软硬包货物的装车和码放。
27.2、本技术的自动装车机器人通过在行走框架上设置y轴运动装置，实现行走机构可以沿着三维空间三个方向分别运动，对于仓库货物的始运位置的要求条件更低。
28.3、本技术的自动装车流水线通过设置输送线与自动装车机器人配合，完成货物的交接，实现货物从仓库内到运输车的全自动化移动、转移、运输、装车和码放。
附图说明
29.图1是仓库使用带有自动装车机器人的装车流水线总体图。
30.图2是实施例1自动装车机器人俯视图。
31.图3是实施例1自动装车机器人局部结构图。
32.图4是实施例1的x轴运动装置、y轴运动装置与行走框架的位置关系图。
33.图5是实施例1的y轴框架与z轴运动装置的位置关系图。
34.图6是实施例1的y轴框架结构图。
35.图7是实施例1的z轴带辊结构图。
36.图8是实施例1固定节、活动节和叉持机构的位置关系结构图。
37.图9是实施例1叉持机构结构图。
38.图10是实施例1的输送线结构图。
39.图11是送料部结构图。
40.图12是转运部结构图。
41.图13是托盘结构图。
42.附图标记说明：1、行走机构；11、行走框架；111、行走侧板；112、行走承重轮；113、承重轮保护罩；114、x轴清扫板；115、y轴行走滑架；116、y轴驱动安装座；117、x轴运动安装座；12、x轴运动装置；121、x轴皮带；122、x轴同步带轮；123、转向轮；124、x轴驱动轴；131、y轴框架；1311、y轴皮带固定块；1312、y轴框内滑块；1313、y轴承重轮；132、y轴皮带；133、y轴同步带轮；14、z轴运动装置；141、固定节；1411、固定缓冲器；1412、固定外滑轨；1413、固定内滑块；1414、上固定限位块；1415、下固定限位块；142、活动节；1421、活动外滑轨；1422、z轴带固定块；143、z轴皮带；144、z轴带辊；1441、缺口；1442、固定孔；145、z轴机罩；21、x轴驱动装置；22、y轴驱动装置；23、z轴驱动装置；3、叉持机构；31、货叉；32、叉持机罩；33、叉持电机；34、回转支承；35、润滑油箱；36、活动缓冲器；37、托盘防撞块；38、主动齿轮；4、支撑框架；41、支撑柱；42、x轴滑轨；421、x轴防撞块；422、皮带托轮；423、x轴皮带固定块；43、连接梁；5、输送线；51、送料部；511、送料框架；512、送料辊；513、送料电机；52、出料部；53、转运
部；531、转运链条；532、链条框架；5321、挡板；533、升降装置；534、辊动框架；535、转运辊；61、墙板；62、仓库地面；63、停车区；64、推拉门；65、防护网；66、仓库立柱；7、运输车；8、托盘；81、托柱；82、插孔；9、货物。
具体实施方式
43.以下结合附图1-13，对本技术作进一步详细说明。
44.实施例1本技术实施例1公开一种自动装车流水线。
45.参照图1，仓库工作情况为仓库墙板61、防护网65和推拉门64围成的装车流水线区域。防护网65设置在仓库立柱66之间。仓库内墙板61与防护网65相对，推拉门64打开，运输车7倒入停车区63，运输车7正后方是仓库地面62上设置的输送线5。在输送线5和运输车7上方设置支撑框架4，支撑框架4包括在地面设置的支撑柱41，在支撑柱41上设置行走机构1，行走机构1可以分别沿着支撑框架4的x轴滑轨42方向、连接梁43方向和竖直方向即支撑柱41的方向运动。
46.参照图2，两条x轴滑轨42平行设置，两条x轴滑轨42之间设置有连接梁43，连接梁43的一端与一条x轴滑轨42的一端连接，连接梁43的另一端与另一条x轴滑轨42的相对位置固定连接。行走机构1架设在x轴滑轨42上，行走机构1连接叉持机构3，叉持机构3能够叉持货物9。
47.参照图3，行走机构1包括行走框架11，行走框架11架设在x轴滑轨42上。x轴滑轨42上设置有x轴防撞块421，限定行走框架11在x轴滑轨42上的运动行程，同时减小行走框架11在x轴滑轨42上滑动造成的机械撞击。行走框架11在x轴滑轨42运动需要皮带传动，x轴滑轨42的端部内侧壁设置x轴皮带固定块423，将x轴皮带121两端固定在x轴滑轨42上，x轴皮带121下方设有皮带托轮422，由于皮带自身重量使其受向下的力，长时间悬置，会使皮带松弛不利于传动，所以在x轴滑轨42内侧壁设置多个皮带托轮422，托住皮带，以保证行走框架11沿x轴平稳且持久运行。
48.行走框架11是由两块行走侧板111和两个y轴行走滑架115组成主要的框架结构，两个y轴行走滑架115的一端均与一个行走侧板111固定连接，两个y轴行走滑架115的另一端均与另一个行走侧板111固定连接，它们之间围成一个中空的区域。y轴框架131插入到这个中空的区域架设在y轴行走滑架115上，y轴框架131也是中空的，z轴运动装置14穿过这个中空处与y轴框架131配合。
49.z轴运动装置14连接叉持机构3，叉持机构3叉起托盘8，托盘8上盛放着货物9。货物9因此被移动、运输和码放。
50.参照图4，每个行走侧板111的外侧壁转动连接有两个行走承重轮112，行走侧板111的外侧壁还固定连接有承重轮保护罩113，将行走承重轮112罩在其中。行走侧板111的外侧壁上部固定连接y轴驱动安装座116，另一个行走侧板111上安装有y轴同步带轮133，y轴驱动装置22与y轴驱动安装座116固定连接，y轴驱动装置22输出轴带动y轴皮带132传动。
51.行走侧板111的内侧壁固定连接x轴运动安装座117，其上滚动连接有x轴同步带轮122和转向轮123，x轴同步带轮122与x轴驱动轴124连接，x轴驱动轴124与x轴驱动装置21连接。x轴驱动装置21输出动力，带动x轴驱动轴124运动，从而使x轴同步带轮122转动，x轴同
步带轮122和转向轮123与x轴皮带121共同作用，使行走机构1沿x轴滑轨42运动。
52.承重轮保护罩113外侧壁固定连接有x轴清扫板114，当行走框架11与x轴滑轨23接触时，x轴清扫板114的下表面与x轴滑轨23的上表面接触。当x轴滑轨23的上表面有异物时，x轴清扫板114能够清楚异物，便于行走承重轮112在x轴滑轨23上的滚动。
53.参照图5和图4，y轴框架131上表面设有y轴皮带固定块1311，y轴皮带132的一处与y轴皮带固定块1311固定连接，从而使y轴皮带132运动时，带动y轴框架131运动。
54.y轴框架131上表面固定连接有z轴驱动装置23，z轴驱动装置23外罩设有z轴机罩145，z轴驱动装置23输出轴连接有z轴带辊144。
55.z轴运动装置14插入到y轴框架131的中空部分，z轴运动装置14包括活动节142和固定节141，固定节141和活动节142滑动连接，活动节142上设有z轴带固定块1422，z轴带固定块1422连接z轴皮带143的一端。
56.活动节142的下端连接叉持机构3，叉持机构3用于叉持货物9。
57.参照图6和图5，y轴框架131上表面的下部转动连接有y轴承重轮1313，y轴承重轮1313在y轴行走框架11上滚动。
58.y轴框架131内表面设有y轴框内滑块1312，y轴框内滑块1312与固定节141外表面滑动连接。
59.参照图6和图7，y轴框架131上表面固定连接有z轴驱动装置23，z轴驱动装置23外罩设有z轴机罩145，z轴驱动装置23输出轴连接有z轴带辊144，z轴带辊144上设有缺口1441，z轴皮带143的另一端插入缺口1441内，使z轴皮带143在z轴带辊144的外周面延伸，同时插入到缺口1441中的z轴皮带143的端部通过固定孔1442由螺钉固定在z轴带辊144上。当z轴驱动装置23工作时，z轴带辊144会缠绕z轴皮带143，使z轴皮带143一圈一圈的缠到z轴带辊144的外周面，从而未被缠绕的z轴皮带143的长度会越来越小，由于z轴皮带143另一端固定在活动节142上，所以z轴皮带143将带动活动节142逐渐上升。反之同理，当z轴驱动装置23反向运转时，z轴皮带143将带动活动节142逐渐下降。
60.参照图8，图8显示的是固定节141和活动节142、活动节142和叉持机构3的连接。固定节141外侧壁设有固定外滑轨1412，固定外滑轨1412与y轴框架131内壁设置的y轴框内滑块1312相配合，固定节141带动活动节142及叉持机构3沿着固定外滑轨1412方向运动。
61.固定节141外壁设有固定缓冲器1411，当固定节141与y轴框架131相对滑动，固定节141向下运动到固定节141顶部与y轴框架131碰撞时，固定节141上的固定缓冲器1411起到缓冲作用。
62.固定节141上部外侧壁设有上固定限位块1414，当固定节141向下运动时，用于限定y轴框架131与固定节141的极限相对位置；固定节141下部外侧壁设有下固定限位块1415，当固定节141下上运动时，用于限定y轴框架131与固定节141的极限相对位置。
63.固定节141内壁设有固定内滑块1413，活动节142外壁设有活动外滑轨1421，活动外滑轨1421与固定内滑块1413滑动连接，使活动节142带动叉持机构3与固定节141相对滑动。
64.固定节141外侧壁上设有z轴带固定块1422，z轴带固定块1422与z轴皮带143的一端固定连接。
65.固定节141下端部与叉持机构3连接。
66.参照图9和图8，固定节141下端部固定连接回转支承34，回转支承34呈圆盘型，外周壁呈齿轮状，其与主动齿轮38外啮合，主动齿轮38连接叉持电机33的输出轴，叉持电机33外罩设有叉持机罩32，。
67.回转支承34下部固定连接货叉31，货叉31根部朝向货叉31的延伸方向设有托盘8防撞块37，防治货物9撞击回转支承34等部件；回转支撑34上还设有润滑油箱35，润滑油箱35内装有黄油等润滑油，当叉持机构运动下来后，此处的润滑油箱35的高度便于工作人员维修润滑。货叉31根部沿着活动节142在固定节141上的滑动方向设有活动缓冲器36，当活动节142向上运动到与固定节141的极限位置时，起到缓冲作用。
68.参照图10和图11，输送线5包括送料部51、出料部52和转运部53，送料部51包括送料框架511、在送料框架511上转动的送料辊512和为送料辊512提供动力的送料电机513；同理，出料部52包括出料框架、在出料框架上转动的出料辊和为出料辊提供动力的出料电机。
69.送料部51的送料辊512沿着图中的顺时针方向转动，出料部52的出料辊沿着图中的逆时针方向转动。货物9在托盘8上从送料部51的左侧端部进入输送线5，在送料辊512的作用下，货物9连同托盘8运动到转运部53，叉持机构3的货叉31叉起托盘8实现货物9的移动和运输。
70.参照图12，转运部53设有链条框架532，链条框架532的两侧沿着垂直于送料部51运输方向分别设置一条转运链条531，转运链条531之间与送料辊512和出料辊位置对应处分别设置有辊动框架534，辊动框架534上转动连接有转运辊535，转动框架与升降装置533固定连接，本实施例中的升降装置533是气缸，能使整个辊动框架534带着转运辊535一起上升或者下降。
71.转运部53远离送料部51和出料部52的一端固定连接有挡板5321。货物9由于流转原因有可能其下方具有多个托盘8，此种情况下，叉持机构3叉起一个托盘8连带货物9完成运输，剩下的托盘8在转运部53流转，空托盘8到达转运部53后，升降装置533升起，将托盘8抬起，使其与转运链条531接触，空托盘8在转运链条531的作用下，从送料部51对应的位置转运到出料部52相对应的位置。出料部52对应的辊动框架534升起，向靠近出料部52的方向运动，将托盘8运送到出料部52，从而回收托盘8。
72.参考图13，图13是托盘8的结构图，托盘8上表面是平整的，托盘8下表面设有三个托柱81，每个托柱81沿平行于上表面的方向设有两个插孔82。
73.本实施例1的一种装车流水线的实施原理为：设置输送线5，使带托盘8的货物9从仓库运送到自动装车机器人的货叉31能够取到的位置。自动装车机器人在x轴、y轴和z轴上能够分别运动。货叉31在叉持电机33的作用下实现转动，货叉31先朝向输送线5，叉持机构3的货叉31插入到相邻两个托柱81之间或者是插孔82中，将货物9叉起；叉起货物9后再转向运输车7，叉持机构3带着托盘8和货物9整体沿着x轴滑轨42运动将货物9运送到运输车7上方，再在沿z轴向下运动。将货物9放置在运输车7上，实现货物9的从仓库到运输车7的全自动化装车。
74.实施例2本实施例与实施例1的区别在于：活动节142直接连接货叉31，不设置回转支承34和叉持电机33。
75.本实施例的实施原理与实施例1基本相同。当货物9运动到送料部51和转运部53的
交界处，自动装车机器人的叉持机构3沿z轴向上运动，再在x轴上向输送线5运动，自动装车机器人在x轴滑轨42方向上运动到可以叉起货物9后，z轴运动装置14向下运动，叉持机构3的货叉31插入到相邻两个托柱81之间或者是插孔82中，将货物9叉起；再整体沿x轴滑轨42向运输车7方向运动。
76.实施例3本实施例与实施例1的区别在于：本实施例不包括y轴框架131的有关y轴方向上滑动的部件。
77.本实施例的实施原理与实施例1基本相同，输送线5和运输车7在y轴方向上一致，不需要在y轴上有任何移动即可完成货物9的移动和装车。
78.实施例4本实施例与实施例1的区别在于：活动节142下设有两个货叉31，其位置和运输车7需要码放的两个货物9的位置相对应。
79.本实施例的实施原理与实施例1基本相同，本实施例实现机器人在x、y、z轴运动一个来回，完成两个货物9的运输。
80.实施例5本实施例与实施例1的区别在于：不包括支撑框架4，x轴承重轮为轮胎，可在仓库地面62行走。
81.本实施例的实施原理与实施例1基本相同，无需支撑结构，自动装车机器人作为运动的小车实现自动装车。
82.实施例6本实施例与实施例1的区别在于：实施例1中所有的皮带传动都替换为链条传动。
83.本实施例的实施原理与实施例1基本相同，链条传动实现动力传输，传动更稳定。
84.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。