立式转运装填装置的制作方法

本实用新型属于物流仓储技术领域，具体涉及一种立式转运装填装置。

背景技术：

随着经济水平的不断发展，传统的物流仓储方式已越来越多的被现代化、自动化的智能仓库系统所替代。目前的智能仓库多采用码垛式、卧式仓储形式，但是对于杆状货物的立式存放、管理及产品的按需出入库仍存在很大的空白。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能实现产品垂直存放、固定及出入库的立式转运装填装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的立式转运装填装置，包括用于各种组成机构集中安装的外框体和用于控制相应组成机构动作的电气控制柜；

所述各种组成机构包括两套环形回转机构、一套夹紧推送机构和若干套夹持机构，其中一套环形回转机构固定在所述外框体的顶部桁架上，另一套环形回转机构固定在所述外框体的底部桁架上，且两套环形回转机构呈上下相对布置状态；

所述夹紧推送机构的顶部安装在所述外框体的顶部桁架上，所述夹紧推送机构的底部安装在所述外框体的底部桁架上；

若干套所述夹持机构的顶部分别与固定在所述外框体的顶部桁架上的环形回转机构相连，若干套所述夹持机构的底部分别与固定在所述外框体的底部桁架上的环形回转机构相连；

所述电气控制柜的控制信号输出端分别与所述环形回转机构、所述夹紧推送机构和所述夹持机构的执行信号输入端相连。

进一步地，每套所述环形回转机构包括环形轨道、设置在所述环形轨道上的若干个滑台及两个分别设置在所述环形轨道内部导向孔两端的伺服转盘，每相邻两个所述滑台之间通过相等长度的连杆铰接相连，每一个所述滑台上位于所述滑台内侧底面设置有凸轮轴承，且所述凸轮轴承伸入所述环形轨道内部导向孔；每个所述伺服转盘盘面上沿圆周方向上均开有至少三个均匀分布的U型缺口，每相邻U型缺口之间的距离与连杆的长度相等。

进一步地，每套所述夹持机构包括挂架、两个分别设置在所述挂架顶部和底部的托盘、设置在每个所述托盘上的L板及设置在所述挂架中部的卡爪机构，以及安装在每个所述托盘上用于锁定所述托盘和所述L板的锁定机构，且两个所述L板呈相对设置。

进一步地，所述卡爪机构包括安装在所述挂架中部的连接板、设置在所述连接板外侧面上的夹持定位盘及两对分别设置在所述连接板两端安装座上的卡爪，每个所述卡爪由一个电推杆驱动，电推杆的伸缩运动带动卡爪完成开合运动；

所述锁定机构包括安装在所述托盘上的壳体、安装在所述壳体上的电机丝杆机构及与所述电机丝杆机构相连的锁定销，所述电机丝杆机构的运动带动锁定销的伸缩运动，所述电气控制柜控制所述锁定机构的解锁和锁定

所述L板的竖板固定在挂架上，所述L板的横板上设置有至少一个导向块，所述托盘上开有与导向块相配合的导向槽；所述锁定机构的壳体安装在所述托盘的侧部，所述导向槽的槽臂和导向块上分别开有与锁定销相配合的导向槽通孔和导向块贯穿孔。

进一步地，所述夹紧推送机构包括承重框架、设置在所述承重框架顶部的顶部安装板、设置在所述承重框架底部的底部安装板及两套分别设置在所述承重框架中部承重板两侧的夹紧推送装置，其中所述顶部安装板固定在所述外框体顶部桁架上，所述底部安装板固定在所述外框体底部桁架上。

进一步地，每套所述夹紧推送装置包括安装板、带压力传感器的双轴同步电动缸、安装在所述双轴同步电动缸双轴顶部的顶部夹持板、安装在所述双轴同步电动缸双轴底部的底部夹持板、安装在所述双轴同步电动缸与所述安装板之间的四轴同步电动缸、四个分别与所述四轴同步电动缸四轴相连的换向器及与一个所述换向器相连且带减速器的电机，以及安装在所述双轴同步电动缸缸体上的夹紧推送定位盘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型的立式转运装填装置通过环形回转机构、夹紧推送机构和夹持机构相互协同作业，实现了杆状货物的立式存放、夹持固定及按需出入库等功能，可广泛应用于智能仓库。

附图说明

图1为本实用新型立式转运装填装置的立体结构示意图；

图2为图1中环形回转机构的立体结构示意图；

图3为图1中夹紧推送机构的立体结构示意图；

图4为图3中夹紧推送装置的立体结构示意图；

图5为图4中夹紧推送装置另一方向的立体结构示意图；

图6为图1中夹持机构的立体结构示意图；

图7为图6中卡爪机构的立体结构示意图；

图8为图6中锁定机构的立体结构示意图；

图9为图6中部分放大示意图；

图10为本实用新型立式转运装填装置电路控制原理示意图。

图中各部件标号如下：外框体10、顶部桁架11、底部桁架12、环形回转机构20、环形轨道21、U型缺口22、滑台23、连杆24、底座25、导向孔26、伺服转盘27、凸轮轴承28、夹紧推送机构30、承重框架31、顶部安装板32、底部安装板33、中部承重板34、夹紧推送装置35、安装板351、双轴同步电动缸352、四轴同步电动缸 353、换向器354、顶部夹持板355、底部夹持板356、夹紧推送定位盘357、带减速器的电机358、夹持机构40、挂架41、托盘42、导向槽421、卡爪机构43、连接板431、夹持定位盘432、安装座433、卡爪434、电推杆435、L板44、竖板441、横板442、锁定机构45、壳体451、电机丝杆机构452、锁定销453、电气控制柜50、目标产品60。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示为立式转运装填装置，包括两套环形回转机构20、一套夹紧推送机构30、若干套夹持机构40、一个电气控制柜50及一个外框体10，两套环形回转机构20、一套夹紧推送机构30、若干套夹持机构40和一个电气控制柜50均布置在外框体10内部，电气控制柜50分别控制环形回转机构20、夹紧推送机构30和夹持机构 40。结合图10所示，电气控制柜50包括电源模块和控制模块，电源模块为24V电源、型号为4nic-dc100/02g，控制模块包括PC104、 I/O卡、CAN卡、一个解锁驱动器、若干个夹持驱动器(即夹持驱动器的个数等于每套夹持机构中卡爪个数乘以夹持机构的套数)、两个夹紧驱动器、四个转盘驱动器及两个推送驱动器，且I/O卡得输出端与PC104的输入端相连，CAN卡与PC104双向通讯，CAN卡分别与一个解锁驱动器、若干个夹持驱动器、两个夹紧驱动器、四个转盘驱动器及两个推送驱动器电连；其中，PC104的型号为 sec-0523-6d-n、所有驱动器的型号为ised-h08f4mc2n。以上电气控制柜50的具体结构和工作原理均为现有成熟技术，于此不多赘述。

如图2所示，每套环形回转机构20包括环形轨道21、设置在环形轨道21上的若干个滑台23及两个分别设置在环形轨道21内部导向孔26两端的伺服转盘27(即一个伺服转盘27设置在环形轨道21 内部导向孔26一端，另一个伺服转盘27设置在环形轨道21内部导向孔26另一端，两个伺服转盘27均通过底座25安装在外框体10 上)。每相邻两个滑台23之间通过相等长度的连杆24铰接相连(即每相邻两个滑台23铰接点之间的距离相等)，每一个滑台23上位于滑台23内侧底面设置有凸轮轴承28，且凸轮轴承28伸入环形轨道21内部导向孔26；每个伺服转盘27盘面上沿圆周方向上均开有至少三个均匀分布的U型缺口22，每相邻U型缺口22之间的距离与连杆24的长度相等。安装时，一个伺服转盘27上至少有一个U型缺口22为空置状态，其余U型缺口22同时与对应滑台23上的凸轮轴承28相配合。伺服转盘27转动时，伺服转盘27盘面上的U型缺口22拨动凸轮轴承28，带动该凸轮轴承28相对应的滑台23移动，滑台23之间通过相等长度的连杆24铰接，使得所有滑台23保持同步运动，从而实现产品在仓库中位置的转换。本实施例中，一套环形回转机构20固定在外框体10的顶部桁架11上，另一套环形回转机构20固定在外框体10的底部桁架12上，两套环形回转机构20 的滑台23呈相对布置。另外，每套环形回转机构20的两个伺服转盘27均各自带一个角度绝对编码器，即每一个角度绝对编码器分别与对应的伺服转盘27电连，同时，每一个伺服转盘均与控制模块中的一个转盘驱动器电连，即两套环形回转机构20中的四个伺服转盘 27与控制模块中的四个转盘驱动器呈一一对应电连，并且，伺服转盘上的角度绝对编码器与该伺服转盘对应的转盘驱动器电连，角度绝对编码器将信号反馈给对应的转盘驱动器，从而完成精度、速度和位置的控制。本实施例中，所有角度绝对编码器的型号为 afs60a-thfk262144。

如图6所示，每套夹持机构40包括挂架41、两个分别设置在挂架41顶部和底部的托盘42(即一个托盘42设置在挂架41顶部，一个托盘42设置在挂架41底部)、设置在每个托盘42上的L板44(即每个托盘42上各设有一个L板44)及设置在挂架41中部的卡爪机构43，以及安装在每个托盘42上用于锁定托盘42和L板44的锁定机构45，且两个L板44呈相对设置。其中，结合图7所示，卡爪机构43包括安装在挂架41中部的连接板431、设置在连接板431外侧面上且与夹紧推送定位盘357对接安装的夹持定位盘432及两对分别设置在连接板431两端安装座433上的卡爪434(即一对卡爪434 设置在连接板431一端的安装座433上，另一对卡爪434设置在连接板431另一端的安装座433上)，每个卡爪434由一个电推杆435 驱动，同时，每一个电推杆435由对应的一个夹持驱动器驱动，即每套夹持机构40的四个卡爪434与四个电推杆435呈一一对应驱动连接，四个电推杆435与控制模块中的四个夹持驱动器电连，使得电推杆435的伸缩运动带动卡爪434完成开合运动，从而实现目标产品的抱紧和松开。结合图8所示，锁定机构45包括安装在托盘42 上的壳体451、安装在壳体451上的电机丝杆机构452及与电机丝杆机构452相连的锁定销453，且电机丝杆机构452与控制模块中的解锁驱动器驱动，从而使得电机丝杆机构452的运动带动锁定销453 的伸缩运动，且电机丝杆机构452自带行程开关完成位置反馈。如图9所示，L板44的竖板441固定在挂架41上，L板44的横板442 上设置有至少一个导向块(图中未示出)，托盘42上开有与导向块相配合的导向槽421；电气控制柜50控制锁定机构45的解锁和锁定，因此，锁定机构45的壳体451安装在托盘42的侧部，导向槽421 的槽臂和导向块上分别开有与锁定销相配合的导向槽通孔和导向块贯穿孔，当锁定机构45的锁定销453插入导向槽通孔和导向块贯穿孔时，锁定销453处于伸出状态，L板44(即夹持机构)与托盘42 被锁定，不能运动，反之，当锁定机构45的锁定销453脱离导向槽通孔和导向块贯穿孔时，锁定销453处于缩回状态，L板44(即夹持机构)与托盘42被解锁释放，L板44可以沿导向槽421进行滑移。卡爪机构43将目标产品抱紧，实现目标产品60与夹持机构40固定，夹持机构40的两个托盘42在L板42和锁定机构45共同作用下与夹持机构40固定，且两个托盘42分别固定在上部的环形回转机构 20的滑台23上和下部的环形回转机构20的滑台23上，从而实现目标产品60的夹持抱紧，即入库；反之，电推杆435缩回带动卡爪机构43打开，锁定机构45解锁，L板44(即夹持机构)与托盘42被解锁释放，L板44可以沿导向槽421进行滑移，从而实现目标产品 60的松开，即出库。本实施例中，所有电推杆的型号为lap40-n2，电机丝杆机构的型号为ec45-251601。另外，每个夹持机构40上均装有射频卡，电气控制柜50中的控制模块通过读卡器获取每个夹持机构射频卡上的编号(目标产品在入库时即与对应夹持机构的编号绑定)。

如图3所示，夹紧推送机构30包括承重框架31、设置在承重框架31顶部的顶部安装板32、设置在承重框架31底部的底部安装板 33及两套分别设置在承重框架31中部承重板34两侧的夹紧推送装置35，其中顶部安装板32固定在外框体10顶部桁架11上，底部安装板33固定在外框体10底部桁架12上。结合图4、图5所示，每套夹紧推送装置35包括安装板351、带压力传感器的双轴同步电动缸352、安装在双轴同步电动缸352双轴顶部的顶部夹持板355、安装在双轴同步电动缸352双轴底部的底部夹持板356、安装在双轴同步电动缸352与安装板351之间的四轴同步电动缸353、四个分别与四轴同步电动缸353四轴相连的换向器354及与一个换向器354相连且带减速器的电机358，以及安装在双轴同步电动缸352缸体上的夹紧推送定位盘357，并且，每套夹紧推送装置35中的双轴同步电动缸与控制模块中的夹持驱动器电连、每套夹紧推送装置35中带减速器的电机与控制模块中的推送驱动器电连，即两套夹紧推送装置 35中的双轴同步电动缸分别与控制模块中的两个夹持驱动器呈一一对应电连、两套夹紧推送装置35中两带减速器的电机分别与控制模块中的两个推送驱动器呈一一对应电连。本实施例中，四轴同步电动缸的型号为ela813zt-790，双轴同步电动缸的型号为ela813zt-300，带减速器的电机型号为85szd09；顶部夹持板355和底部夹持板356 将目标产品夹紧，一套夹紧推送装置35用来将目标产品出库，另一套夹紧推送机构35用来将目标产品入库。

本实用新型的立式转运装填装置通过环形回转机构、夹紧推送机构和夹持机构相互协同作业，实现了杆状货物的立式存放、夹持固定及按需出入库等功能，可广泛应用于智能仓库。