一种自动化卷料货柜的制作方法

本发明涉及一种物料仓储设备技术领域，特别涉及一种自动化卷料货柜。

背景技术：

现有的卷料(如布料卷、面料卷、薄膜卷)的存放，一般都是放置在货架上，货架包括四根立柱，立柱左右各两根，两侧的立柱用连接杆连接固定，各立柱竖直方向上等高的设有若干横杆，隔板固定在横杆上，从而将货架分隔成若干存放单元，卷料放置在隔板上。这种传统的货架，一般不能设置的太高，因此空间利用率较低。如果设置的比较高的话，高处的卷料取放比较麻烦，人需要借助梯子爬上去摆放，存在一定危险。

目前已有的立体货柜，是在货柜体内有前后两列垂直布置的长方体形储物吊笼，存取货物的吊笼口平面铅垂朝向货柜体设有存取口工作台的一侧，并且每一个间歇运动前总有一个吊笼的储物底面与货柜体存取口工作台面水平对齐，一旦有存取指令电机制动后即可打开存取口门装置进行货物存取。前后两列吊笼分别同步向上或向下运行，且每运行一个吊笼高度后升降运动停止间歇一次，间歇期间运行到上部平移回转位置或下部平移回转位置的吊笼作向前或向后的直线平移，间歇前在前列的挪到后列，间歇前在后列的挪到前列，此直线平移完成后前后两列吊笼继续再升降运行一个吊笼高度后又停止间歇一次，如此往复，达到了把吊笼在回转处的圆弧曲线运动变为直线运动而使循环回转运行更平稳，由于没有曲线回转产生的相邻两吊笼干涉问题，所以前后两列吊笼间距可以很小，使设备整体深度尺寸极大减小同时简化了制造。

已有的伸缩臂多使用矩形伸缩臂通过滑轨和齿条，伸缩臂通过滑轨伸缩运载货物，或者是通过多节伸缩臂节节上升或收缩的形式收缩运动。

即现有技术虽然已研发出的可上下运输货物的货柜，即可将卷料存放在存放位由循环链条驱动的货柜中，但是存取货一般都是通过人工完成，强度高、自动化程度低。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术所存的问题，提供一种空间利用率高的循环卷料货柜。本发明提供的一种气缸转臂，包括气缸、气缸座、转臂部件，转臂部件由连杆、固定座、转臂和支承座铰链形成平行四边形结构，气缸的一端与气缸座连接，另一端与转臂部件连接，连杆、固定座、转臂和支承座通过转轴铰链。

所述转轴包括第一连杆转轴、第一转臂转轴、第二连杆转轴、第二转臂转轴，第一连杆转轴到第二连杆转轴的距离与第一转臂转轴到第二转臂转轴的距离相等；第一连杆转轴到第一转臂转轴的距离与第二连杆转轴到第二转臂转轴的距离相等。

所述连杆通过第一连杆转轴与固定座活动连接，固定座通过第一转臂转轴与转臂活动连接，转臂通过第二转臂转与支承座活动连接，支承座通过第二连杆转轴与连杆活动连接；所述转臂的底端与气缸的活塞杆铰接；所述支承座上设有u形支承槽。

进一步的，所述固定座、支承座呈水平设置，所述u形支承槽的槽口设置成敞口。

本发明另一方面又提供一种自动化卷料货柜，包括以上所述的任一气缸转臂。所述自动化卷料货柜的左右柜体对称的铰链有左右气缸转臂，左右气缸转臂的转臂通过连接杆固定连接。

进一步的，所述自动化卷料货柜还包括电机、设置于左右柜体上的对称循环链、电机带动循环链条转动，对称的左右两条循环链条连接在各自的上链轮与下链轮上，通过上、下链轮驱动做同步循环运动，左右两个下链轮通过传动连接。

进一步的，所述转动轴的一端安装有从动链轮，从动链与电机上的主链轮通过链条连接，电机启动时，电机上的主链轮通过链条带动从动链轮转动，进而带动传动转动。

进一步的，所述左右循环链条上对称的铰接有u型挂钩。

进一步的，所述左右挂钩之间的距离大于左右支承座间的距离。

进一步的，所述柜体还包括进货点、出货点、感应装置，进货点和出货点各设置有感应装置，通过感应装置感应卷料及支承座的位置，控制电机的启动，电机带动循环链条转动，从而完成卷料的存取。

优选的，所述电机为正反转电机，可正转也可反转。

本发明提供的自动化卷料货柜自动存取卷料的方法如下：

自动存货步骤：卷料或穿设有搁杆的卷料放置在位于柜体外出货点的气缸转臂上时，出货点处的感应装置感应到卷料，启动气缸转臂控制装置，气缸转臂将卷料送至存货点，存货点处的感应装置感应到卷料，电机启动，正向驱动位于存货点一侧的循环链条向上运行，空挂钩随循环链条向上运行越过气缸转臂时，将气缸转臂上的卷料或搁杆钩取至挂钩上，然后电机停止，气缸转臂转至柜体外的出货点处；

自动取货步骤：气缸转臂转至进货点，电机启动，反向驱动位于进货点一侧的循环链条向下运行，挂有卷料的挂钩向下运行越过气缸转臂时，挂钩上的卷料搁置在气缸转臂上，电机停止，气缸转臂将卷料转至柜体外的出货点。

进一步的，自动存货步骤为：将卷料穿插在搁杆上，通过定位法兰将卷料固定在搁杆上，然后将搁杆的左右两端的第二卡槽置于左右支承座上的u形支承槽内，即完成将卷料放于气缸转臂上的过程；

通过扫码枪将卷料的信息传送给上位机，上位机分配挂并将信号传送给控制器，控制器控制气缸搬运卷料、通过感应装置感应卷料的位置，从而启动电机；电机启动正向转动，通过传动链条带动从动链轮，从动链轮带动传动轴，传动轴正向驱动循环链条向上运行，相应空挂钩随循环链条向上运行，运行至存货口；同时上位机通过控制器启动气缸，气缸转臂上的支承座将卷料移送至存货点；当卷料与左右挂钩的投影在同一直线且搁杆的第一卡槽位于挂钩的凹形钩槽的正上方时，电机正向运动，相应空挂钩随之继续向上运动时，搁杆的左右第一卡便落入左右挂钩的凹形钩槽，待气缸转臂上的支承座移出存货点，即完成卷料的存货。

本发明的自动化卷料货柜实现自动运行，是通过电机、感应装置和气缸转臂与控制器连接，电机内设有编码器，对循环链上的挂钩进行地址编码并将挂钩位置进行精准定位，电机将该地址列表存储在上位机中，上位机对挂钩的存货状态及信息进行监控；当卷料位于出货点要存入货柜时，出货点的感应装置扫描到卷料，将信息传给上位机，上位机分配挂钩给控制器，控制器启动电机及气缸转臂，电机控制相应挂钩移动至进货点，同时气缸转臂将卷料运至进货点，待将卷料放置于挂钩上，即完成存货过程。

本发明的有益效果是：

本卷料货柜专门用于存放卷料，可提高仓库的空间利用率。存放在低处的卷料通过循环链条存放在高处，无需攀爬，提高作业安全性。通过搁杆存放卷料，可防止挂钩刮伤卷料。搁杆的端部设有卡槽，可防止搁杆从挂钩中滑出。安装有自动存放装置，可实现卷料的自动存取，自动化程度高。

(1)整个系统共用一个电机，减少电机数量，结构更简便，且能保持系统运行的一致性；

(2)挂钩与循环链条活动连接，使挂钩始终处于竖直方向下垂，不会因链条的循环运行从而不会倾覆卷料；

(3)挂钩上设有凹形钩槽，该凹形钩槽的槽口设置成敞口，方便卷料的放置和取出，操作更简便；

(4)卷料通过搁杆搁置在挂钩上，可防止卷料与挂钩直接接触产生摩擦，影响卷料的质量；搁杆穿过卷料中间的通孔后，两端再穿设定位法兰将卷料的两端固定，可防止卷料左右滑动；搁杆的两端设有第一卡槽和第二卡槽，其中第二卡槽位于第一卡槽内侧，第一卡槽与挂钩的敞口槽相卡合，第二卡槽与支撑座上的支持槽相卡合，防止卷料与挂钩和支撑座接触，而完成整个卷料的存取过程，更方便便捷。

(5)存取装置左右对称设置气缸转臂机构，柜体上对应进货点与出货点安装有感应装置，用来感应支承座上是否有卷料，配合气缸转臂机构完成自动取放卷料。

(6)存取装置左右对称设置气缸转臂机构的收缩运动是通过利用四个连杆铰接形成的平行四边形具有变形的性质收缩运动的，其可在不改变高度的情况下水平收缩运动，可保持气缸转臂在收缩运动过程中，保持支撑面水平平稳运动。

附图说明

图1是循环卷料货柜的立体图；

图2是循环卷料货柜的结构示意图；

图3是循环卷料货柜的正视图；

图4是挂钩的结构示意图；

图5是搁杆结构；

图6是通过搁杆固定卷料；

图7是气缸转臂结构俯视图；

图8是气缸转臂结构侧视图；

图9是支承座摆至进货点时的状态图侧视图；

图10是支承座上放置卷料的状态图侧视图；

图11是支承座上放置卷料侧视图；

图12是支持座完成存放的状态图侧视图；

图13是控制结构图。

注：1柜体；1-1左框架；1-2右框架；1-3横杆；1-4斜拉杆；2上链轮；3下链轮；4传动轴；5循环链条；6从动链轮；7电机；8传动链条；9挂钩；9-1为凹形钩槽；10卷料；11销轴；12搁杆；12-1搁杆的第一卡槽；12-2搁杆的第二卡槽；13法兰；14固定座；15第一连杆转轴；16第一转臂转轴；17连杆；18转臂；19第二连杆转轴；20第二转臂转轴；21支承座；22气缸；23气缸座；24连接杆。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

如图1-2所示，循环卷料货柜包括柜体1，柜体1由框架和覆盖在框架外的钣金面板组成，框架包括左框架1-1和右框架1-2，左、右框架之间通过2个横杆1-3和2个斜拉杆1-4连接固定。左框架1-1内部水平上下上的上下两根横杆，右框架1-2部水平上下上的与左框架1-2对称位置处也设置上下两根横杆，左右框架间的横杆1-3分别与两侧框架间的横杆中部连接，同时斜拉杆1-4的一端与左侧框内的上横杆中部连接，一端与右侧框内的下横杆中部连接。另一斜拉杆1-4与左侧框内的下横杆中部连接，一端与右侧框内的上横杆中部连接。从而使左右侧框固定连接，防止框体变形。

左、右框架的上横杆上部对称地安装有两个上链轮2，下横杆下部对称地安装有两个下链轮3，两个上链轮2同轴设置，两个下链轮3同轴设置。上链轮2和下链轮3的直径相同、齿数相同。两个下链轮3通过传动轴4连接，两条循环链条5连接在各自的上链轮2与下链轮3上，通过上、下链轮驱动做同步循环运动。传动轴4的两端通过轴承座安装在左、右框架上。传动轴4的一端固定安装有从动轮6，电机7安装在柜体1的底部，具体的位于下链轮3的底部，电机7的输出轴安装有主动轮，传动链条8安装在电机的主动链轮和从动链轮6上。电机7转动通过传动链条8带动从动轮6，从动轮带动传动轴4转动，从而使两个下链轮3转动，两个下链轮3通过循环链条5带动两个上链轮2同步转动。

两条循环链条5上左右对称地铰接有若干挂钩9，挂钩9上设有凹形钩槽9-1，该凹形钩槽9-1的槽口设置成敞口，卷料10的两端搁置在凹形钩槽中。挂钩9通过销轴11安装在循环链条5上，挂钩9采用铰接的方式安装在循环链条5上，其受重力作用随循环链条5运动时始终保持自然下垂状态，从而不会倾覆卷料10。挂钩9的间距可根据卷料10的规格大小确定，一般同个货柜存放同规格的卷料。挂钩9的凹形钩槽9-1，还可以采用其他的形式，比如v形槽只要能稳定地搁置卷料即可。

由于卷料10直接搁置在两端的挂钩9上，会与挂钩9接触摩擦，为了避免挂钩9刮伤卷料10，卷料10还可以通过搁杆12搁置在挂钩上。搁杆12穿过卷料10中间的通孔后，两端再穿设定位法兰13将卷料10的两端固定，防止卷料10左右滑动。搁杆12的两端设有第一卡槽12-1，搁杆12的两个端部搁置在挂钩9上，挂钩9的凹形钩槽9-1位于第一卡槽12-1内，可防止搁杆12的端部从挂钩9上滑出。人工存货的步骤如下：卷料套设在搁杆12上，两端用定位法兰13固定后，然后将套设有卷料的搁杆12的第一卡槽对准挂钩的凹形钩槽，将其搁置在空挂钩9上。

为了自动取放卷料，柜体1的下部设有货柜口，货柜口安装有自动存取装置(见图9-12)，该自动存取装置配合循环链条5的运行完成存货或取货。该自动存取装置为一对左右对称设置的气缸转臂机构，该气缸转臂机构包括水平安装在柜体1上的固定座14，固定座14上间隔安装有第一连杆转轴15和第一转臂转轴16，第一连杆转轴15上活动连接有连杆17，第一转臂转轴16上活动连接有转臂18；连杆17的顶端通过第二连杆转轴19与支承座21活动连接，转臂18的顶端通过第二转臂转轴20与支承座21活动连接；第一连杆转轴15到第二连杆转轴19的距离与第一转臂转轴16到第二转臂转轴20的距离相等，第一连杆转轴15到第一转臂转轴16的距离与第二连杆转轴19到第二转臂转轴20的距离相等，从而四个铰接点依次连接形成一平行四边形；转臂18的底端与气缸22的活塞杆铰接，气缸22的底部通过气缸座23铰接在柜体1上；左右两个转臂通过连接杆24固定连接。由于固定座14呈水平设置，气缸22驱动转臂18摆动时，支承座21也保持水平，从而在存取卷料10时，卷料10不会倾覆。

支承座21上设有u形支承槽，该u形支承槽的槽口设置成敞口，搁杆12上位于第一卡槽12-1的内侧设有第二卡槽12-2，搁杆12搁置在支承座21上时，u形支承槽位于第二卡槽12-2内。气缸22驱动转臂18，使支承座21在进货点与出货点之间摆动，出货点位于柜体外，进货点位于柜体1内，柜体1上对应进货点与出货点安装有感应装置(图中未示出)，用来感应支承座上是否有卷料。

电机7为正反转电机，可正转也可反转。电机7、感应装置和气缸22与控制器连接。电机7内设有编码器，可以对循环链条5上的挂钩9进行地址编码并将挂钩9位置进行精准定位，电机7将该地址列表存储在上位机中，上位机对挂钩9的存货状态及信息进行监控。如图13，要存卷料时，通过扫码枪将该卷料信息传送给上位机，上位机分配挂钩并将信号传送给控制器，控制器控制气缸搬运卷料、通过感应装置感应卷料的位置，从而启动电机，通过循环链条5的转动找到将相应的卷料挂钩，将卷料10存入相应的挂钩9，即完成卷料10的自动存入货柜过程。

自动存货步骤如下(见图9-12)：将卷料10穿插在搁杆12上，通过定位法兰13将卷料10固定在搁杆12上，然后将搁杆12的左右两端的第二卡槽12-2置于左右支承座21上的u形支承槽内，即完成将卷料10放于气缸转臂上的过程。

通过扫码枪将卷料10的信息传送给上位机，上位机分配挂钩并将信号传送给控制器，控制器控制气缸搬运卷料10、通过感应装置感应卷料的位置，从而启动电机；电机7启动正向转动，通过传动链条8带动从动链轮6，从动链轮6带动传动轴4，传动轴4正向驱动循环链条5向上运行，相应空挂钩9随循环链条5向上运行，运行至存货点；同时上位机通过控制器启动气缸22，气缸转臂上的支承座21将卷料10移送至存货点；当卷料10与左右挂钩9的投影在同一直线且搁杆12的第一卡槽12-1位于挂钩9的凹形钩槽的正上方时，电机7正向运动，相应空挂钩9随之继续向上运动时，搁杆12的左右第一卡槽12-1便落入左右挂钩9的凹形钩槽，待气缸转臂上的支承座21移出存货点，即完成卷料10的存货。

自动取货步骤如下(见图12-9)：气缸支承座21进货点，感应装置感应到支撑座21，将信号反馈给控制器，控制器启动电机7反向转动，通过传动链条8带动从动链轮6，从动链轮6带动传动轴4，传动轴4反向驱动位于货柜口一侧的循环链条5向下运行，挂有卷料10的挂钩9下运行至支承座21的正上方时，挂钩9上的卷料10便搁置支承座21上，电机7停止，气缸收缩支承座21转至柜体外，由叉车或移动机器人取走支撑座21上的卷料。

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，在不脱离本发明构思的前提下，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保护范围内。