卸料框、卸料机构和卸垛装置的制作方法

本实用新型涉及一种卸料框，本实用新型还涉及一种使用该卸料框的卸料机构，以及配有该卸料机构的卸垛装置。

背景技术：

卸垛装置所针对的是瓶垛，瓶垛具有一个垛板，垛板一般采用例如塑料托盘、木托盘等，以用于瓶垛的运输。在垛板垫上第一层瓶垫板（第一层瓶垫板可以缺失），码放一层瓶，然后在这层瓶上再垫上第二层瓶垫板，在第二层瓶垫板上码放第二层瓶，依次类推，瓶垛上的瓶子一般码放若干层，在卸垛时，普遍采用逐层卸垛的方式将瓶子输送到流水线上。

对于卸垛装置，普遍具有提升装置，依次将每一层瓶子提升到给定高度，然后由卸料机构逐层将瓶子卸垛。如中国专利文献CN205274019U，其公开了一种卸垛机，该卸垛机具有进垛传送链、提垛装置、去盖装置，其中去盖装置并非是必要结构，使用时，进垛传送链把瓶垛输送到提垛装置上，提垛装置可以逐级提升，每一级的高度为瓶高+瓶垫板厚度。当前的卸垛机构多是一个矩形框，为矩形框提供一个升降机构，用于把当前瓶层套入矩形框，推送到位后，升降机构向上移动，脱开对当前瓶层的约束，然后复位。矩形框可以将一层瓶可靠的输送到流水线上，但其需要配置升降机构，不仅成本高，占用空间大，而且控制节点变多，故障率相对也比较高。

在中国专利文献CN105253634A中，使用专门的机械手用于将瓶垛中的每一层瓶子转送至输送带上，专用机械手需要多个自由度，成本高，并且转运时，需要使一层的瓶子被可靠约束，避免瓶子掉落，控制难度相对较大。

在中国专利文献CN102303785A中，所公开卸垛机提供一种夹具，夹具能够很好地将一层瓶约束到一块，从而运瓶速度会比较快，提高工作效率。然而工作效率的提高需要非常复杂的结构加以适配，具体地，夹具具有四块夹板组件和四个气缸，四个气缸需要协同工作，以使四块夹板组件组配成矩形框，整体结构非常复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构相对紧凑，控制简便的卸料框，本实用新型还提供了一种使用该卸料框进行卸料的卸料机构，以及配有该卸料机构的卸垛装置。

本实用新型的实施例提供了一种卸料框，该卸料框构成一矩形框，其中，在卸料方向上构成后边框和两个侧边框的边框为水平边框，而构成前边框的边框为前门框；该前门框具有：

两立部，两立部的下端固定在侧边框的前端；

连接部，固定连接在两立部上端而具有给定高度，在卸料框回程时，以避让开当前瓶层。

上述卸料框，可选地，在侧边框上固装有导轨副的滑块部。

可选地，滑块部为复合滑块部，该复合滑块部具有：

上侧滑块，提供导孔；

下侧滑块，提供开式导孔。

可选地，在侧边框的内侧设有挡瓶板，挡瓶板所提供的与瓶层侧面接触的第一面板面积大于侧边框内侧面面积。

可选地，挡瓶板还具有第二面板，该第二面板接合在第一面板的下边缘并向下向外倾斜而形成导引板面。

本实用新型的实施例还提供了一种具有前述卸料框的卸料机构，包括布设在卸料方向上的副架体，以确定出卸料框的工作行程；

所述卸料机构还包括动力机构，以驱动卸料框在工作行程内的运动。

上述卸料机构，可选地，包括安装在副架体上的抓头总成，以在当前瓶层上升到位后，夹持住用于垫持当前瓶层的瓶垫板。

可选地，所述抓头总成具有一个钳口，以及驱动钳口钳臂的驱动机构。

可选地，所述动力机构构造为：

同步带机构，该同步带机构具有水平的带边，该带边布设在卸料方向上，并与卸料框的侧边框固定连接；以及

同步电机总成，输出连接所述同步带机构的主动带轮。

可选地，在副架体上设有用于在卸料方向上导引侧边框的导轨。

本实用新型的实施例，还提供一种具有前述卸料机构的卸垛装置，该卸垛装置还包括：

主架体，为立式的架体，所述副架体位于主架体的上端，并且主架体还提供上下方向的导向装置；

升降平台，通过所述导向装置安装在所述主架体上；

动力总成，以驱动所述升降平台上下运动；

检测装置，设置在主架体上端或者副架体上，以检测当前瓶层是否到位；以及

进料输送线，设置在主架体的一侧，以在升降平台运动到进料输送线的输送平面时进行瓶垛向升降平台上料。

上述卸垛装置，可选地，该卸垛装置具有用于主架体座部安装的第一基础；

该卸垛装置还具有位于第一基础上方的第二基础；

第二基础用于进料输送线和下游输送机构的安装。

可选地，在主架体上设有用于检测瓶垛从进料输送线上输送到位检测的检测装置。

可选地，主架体内侧构建出作为所述导向装置的轨道；

相应地，升降平台相应于轨道侧设有轨道轮。

可选地，相应于每一轨道的轨道轮具有3个，3个轨道轮竖向分布，且所对应的轨道面不同。

可选地，在主架体的底部设有用于在升降平台下止位时支撑升降平台的缓冲装置。

可选地，所述动力总成通过竖直向的传动链与升降平台连接。

在本实用新型中，与较为常规的卸料框相似，也采用矩形框结构，区别是，在卸料方向前侧的边框并不会约束到瓶层，换言之，当前瓶层被卸料框推送到位后进行回程时，在卸料方向前侧的边框，也就是前门框不会碰到瓶层，而不必为卸料框设置独立的升降机构，结构紧凑，并且因控制环节少，使用可靠性会比较好。由于还存在前边框，尽管是门式结构，但在实现结构紧凑的条件下，卸料框的整体结构强度下降也比较少。

附图说明

图1为一实施例中卸垛装置主视结构示意图。

图2为一实施例中升降机构结构示意图。

图3为一实施例中主架体结构示意图。

图4为一实施例中升降平台俯视结构示意图。

图5为相应于图4的A-A剖视结构示意图。

图6为一实施例中动力总成主视结构示意图。

图7为一实施例中动力总成右视结构示意图。

图8为一实施例中上料检测方式示意图。

图9为一实施例中夹取机构主视结构示意图。

图10为一实施例中夹取机构俯视结构示意图。

图11为一实施例中卸料状态示意图。

图12为一实施例中卸料机构示意图。

图13为一实施例中卸料框结构示意图。

图14为一实施例中动力机构结构示意图。

图15为图14的B-B剖视结构示意图。

图16为一实施例中齿板过渡结构示意图。

图中：1.第一基础，2.主架体，3.升降机构，4.第二基础，5.瓶垛输送线，6.卸料机构，7.下游输送机构，8.瓶垛。

21.机座，22.缓冲物，23.导轨，24.槽钢构件，25.矩形管构件，26.槽钢构件，27.触头，28.触头轴，29.到位传感器。

31.动力总成，32.升降平台，33.连接部件，34.夹取机构，35.控制传感器，36.触头机构。

311.主动链轮，312.链轮轴，313.刹车电机，314.轴承座，315.编码器，316.从动链轮，317.传动链。

321.滚筒总成，322.槽钢构件，323.槽钢构件，324.槽钢构建，325.滚轮架，326.滚轮，327.滚轮。

341.抓头总成，342.气缸，343.气缸尾轴，344.抓头臂。

61.副架体，62.齿板过渡机构，63.卸料框，64.控制传感器，65.动力机构，66.阀组。

631.侧边框，632.开放滑块，633.封闭滑块，634.后边框，635.同步带压板，636.挡瓶板，637.前门框，638.加强角件。

651.从动轮，652.直线轴座，653.导轨支撑，654.直线导轨，655.从动轮，656.主动轮，657.从动轮。

621.活动齿板，622.固定齿板。

具体实施方式

参照说明附图1，首先，升降机构3中的升降平台32下行到位或者上行到位，瓶垛8从位于第一基础1上的瓶垛输送线5（适配升降平台32下行到位）输送到升降平台32上，或者从位于第二基础4上的瓶垛输送线5（适配升降平台32上行到位）输送到升降平台32上。当瓶垛8从第二基础4上的瓶垛输送线5上料时，升降平台32在接收到瓶垛8后，需要再下行到位后进入卸垛流程。

卸料机构6中的卸料框63在图1中先左行到位，然后瓶垛8在升降平台32的推动下上升一级，使位于最上面的瓶层探入到卸料框63内，然后卸料框63右行，而把当前瓶层推到下游输送机构7中。

从以上的卸垛装置的基本原理可以看出，其具有三个主要的可动部件，依次是瓶垛输送线5、升降平台32和卸料框63，其中瓶垛输送线5的输送方向是图1中所示的左右方向，升降平台32的输送方向是上下方向，卸料框63的输送方向也是图1中所示的左右方向。按照机械领域的一般习惯，输送方向的前进方向的朝向为前，相反的方向为后，卸料框63在输送方向上的基本参考系为前后，水平面上前后方向的两边为侧边，也就是在这个参考系中的左右边。

在背景技术部分已经指出了当前主要的卸垛方式，在本实用新型中，第一改进之处在于卸料框63，在本实用新型给定的卸料框63条件下，本领域的技术人员可以采用现有的卸料机构6及相应的卸垛装置。

首先看卸料框63的具体结构，具体请参见说明书附图13，图13中，卸料框63整体上是一个矩形框，区别于常规的具有矩形框架结构的卸料框63，在本实用新型中，卸料框63的一个边框是一个门式结构。

在图13中所示的前门框637具有一定的通过高度，该通过高度用于卸料框63回退或者说回程时对当前瓶层的避让。具体而言，图中后边框634和两个侧边框631用于约束当前瓶层，从而在推瓶时，能够使瓶层保持较为稳固的聚合状态。其中，后边框634用于推料，而左右的侧边框631则用于避免瓶层散开，前门框637提供两个侧边框631前端的连接，以提高整体的结构可靠性。卸料框63回程时，推到位的当前瓶层不会与前门框637产生干涉，因此，不需要单独为卸料框637配置升降机构。

图13所示的卸料框63相对于中国专利文献CN102303785A中的所谓的高速卸料框，本实用新型所要求保护的卸料框63的工作速度相对较低，但对生产线的影响并不大，需要说明的是，每个瓶层所提供的瓶子数量足够多，并不需要太过高速的上料。

需要说明的是，关于前门框637的通过高度，需要高于瓶层高度，但不宜高过太多，毕竟高太多会影响卸料框63的整体刚度。由于对于某些生产线，其瓶型是确定的，因此，针对特定的瓶型，可以给出确定的通过高度。考虑到升降机构3的升降精度，前门框637的通过高度一般高于瓶高2~5cm。

卸料框的主体采用铝型材构件组配而成，图13中主要采用角件进行相应铝型材构件的连接，如加强角件638，关于铝型材框架的制作，属于机械加工领域的常规技术，在此不再赘述。

在本实用新型中，卸料框63具有卸料方向上的工作行程，为约束其运行的平稳性，为其提供导向结构，在图12中，提供一个副架体61，副架体61具有平行于卸料方向上的两个边框，在副架体61的边框上设置导轨或者导杆，以用于对卸料框63进行导向。加以对应的，卸料框63在其侧边框631上固装有导轨副的滑块部。

为了提高卸料框63导向的平稳性，如图13所示，滑块部为复合滑块部，该复合滑块部具有：

上侧滑块，如图13中所示的封闭滑块633，该封闭滑块633提供导孔，以用于与导柱配合。

下侧滑块，如图13所示的开放滑块632，其配合方式可见于图15，开放滑块632有利于例如导轨支撑653与直线轴座652的多点连接。

铝型材，尤其是具有矩形截面的铝型材，具有比较高的强度，整层瓶的推送力并不需要太大，因此，所需要的铝型材抗剪截面系数并不需要太大，相应的铝型材构件与瓶的接触面积相对较小，为了在使用较小的铝型材构件的条件下对瓶子有更好的约束，在侧边框631的内侧设有挡瓶板636，挡瓶板636所提供的与瓶层侧面接触的第一面板面积大于侧边框631内侧面面积。

在图13所示的结构中，挡瓶板636还具有第二面板，该第二面板接合在第一面板的下边缘并向下向外倾斜而形成导引板面。此外，导引板面还可以提高挡瓶板636的抗剪截面系数而提高整体的结构刚度。

可以理解的是，对于内外，两侧边框631相对的方向为内，背离的方向为外。

挡瓶板636还具有图13中所示的水平板面，水平板面用于挡瓶板636在侧边框631上的安装，可以采用螺钉安装，也可以采用铆钉安装。

挡瓶板636在图13所示的结构中，具有相对较长的向内的悬伸，而有一定的弹性形变能力，有利于对瓶层形成较好的约束作用。

关于挡瓶板636：卸料框63制作尺寸参考现有最大瓶垛要求，挡瓶板636视为适应不同瓶垛尺寸的“工装”，在适用瓶垛尺寸变化大，或不同地区瓶垛尺寸有差异时，只配装不同宽度的636即可，而其他结构视为通用规格，利用批量生产。

关于卸料机构6，如前所述，由于第一改进点体现在卸料框63上，对卸料机构6的影响在于可以减少卸料机构6的机构数，具体是省略了用于卸料框63升降的机构，一方面降低了整个设备的高度，另一方面减少了活动构件数，整体的可靠性比较高。因此，相对于现有的卸料机构6，在本实用新型中，卸垛装置所使用的卸料机构6的技术要求相对较低，并且也更加可靠。

图12所示的卸料机构6中提供一个副架体61，副架体61是框架结构，整体为型钢组配件或者铝型材组配结构件，相应于卸料框63，副架体61整体上相当于左右对称结构，为了实现对卸料框63的导向，副架体61也具有左右边框，以用于对卸料框63 在左右方向上进行约束，而在前后方向上进行导引，并且在副架体61上设置导向装置，以对卸料框63进行导向。

卸料框导向于所述副架体61上的导向装置，其动作需要驱动装置进行驱动，因此，卸料机构6需要提供动力机构65。可以直接确定的是卸料框63的运动形式是平面直线移动，属于机械领域最常规的运动形式，实现起来相对简单，可以采用例如直线电机进行驱动，也可以采用直线输出设备直接驱动，例如液压缸。但不推荐使用气缸，气缸速度偏快，控制难度比较大。

关于动力机构65，还可以采用其他类型的驱动机构，例如图14中所示的同步带机构，同步带机构的某个带边可以布设为水平状态，而能够带动水平移动的部件。在图14中，从动轮651和从动轮657用于确定出这样一个水平的带边，该水平的带边通过连接件与卸料框63进行连接。

图14中，动力机构65的动力机为电动机配合减速器的总成，减速器的输出部件为图中所示的主动轮656，图中还设有一个从动轮655，该从动轮655的位置低于从动轮651和从动轮657，其中的从动轮655可以使带圈具有一个相对较好的张紧度，并使主动轮656具有相对较大的包角。

在图2所示的结构中，还包括一个夹取机构34，该夹取机构34具有抓头总成341，以在当前瓶层上升到位后，夹持住用于垫持当前瓶层的瓶垫板，具体如图11所示，在当前瓶层升高到位后，抓头总成341夹持住用于托持当前瓶层的瓶垫板，然后卸料框63将当前瓶层推到下游输送机构7上，抓头总成341松夹，人工取走瓶垫板。

在图9和图10中，抓头总成341是一个钳式结构，可以理解的是，钳式结构一般具有钳口和钳臂，只需要驱动钳臂就可以实现钳夹动作，钳臂属于典型的杠杆机构，钳式结构的两个钳臂可以一个固定，另外一个为被驱动件。两个钳臂都动作时，钳臂的销轴固定在副架体61上。如果一个钳臂固定，则固定的钳臂固定安装在副架体61上。

钳臂的驱动相对比较简单，钳臂属于摆动件，采用气缸342进行驱动相对比较容易实现，在图9所示的结构中，气缸342的尾部通过气缸尾轴343安装在副架体61上而具有一个转动自由度，气缸342的推杆通过销轴连接在一个钳臂上，如图10中所示的抓头臂344。

实际操作时，夹取机构34工作原理：抓头341释放后，抓头臂在气缸342的驱动下，向外摆动90°，一是避免抓头与瓶垛移动时干涉，二是避免抓头与新的瓶垛上料时（如图8）干涉。

本实施例中的抓手可以采用成品件，即气动手指。

在图8右边所示的结构中的到位传感器29，主要用于到位检测，即瓶垛8的到位检测；对于卸料框63，其可以直接采用行程控制，而不必单独设置到位检测装置。也可以采用传感器控制，例如控制传感器64。

首先，关于瓶垛8的到位控制，瓶垛8可以直接采用行程开关进行控制，例如使用动断类行程开关，当瓶垛8碰撞到行程开关的触头或者工作臂后，用于控制相关电路断开，而使例如瓶垛输送线5停止。

行程开关可以是复合触头组，其还包含例如动合触头，以输出瓶垛8到位指示，从而可以进行后面的操作，例如升降平台32的升降。本段中的触头为电气触头。

图8中，触头27是机械部件，到位传感器29采用行程开关，触头27通过触头轴28铰接于例如主架体2上。触头27依靠重力向后偏，在瓶垛8的碰撞下向前运行，从而碰到到位传感器29的推杆上，而使到位传感器29的触头闭合。

触头27通过触头轴28铰接于例如主架体2上。触头27依靠重力向后偏，在瓶垛8的碰撞下向前运行，本例中到位传感器29为“非接触式”的光电或接近传感器。也可以使用其他形式的信号源，如行程开关、微动开关等。

进而，关于卸垛装置，如图1和2所示，该卸垛装置还包括：

主架体2，为立式的架体，所述副架体61位于主架体2的上端，副架体61可以固定安装在主架体2上，也可以安装在如图1中所示的第二基础4，以减轻主架体2的负担。

主架体2上设置有上下方向的导向装置，以对升降平台32进行导向。

关于升降平台32，其通过所述导向装置安装在所述主架体2上。

动力总成31，该动力总成31安装在主架体2的底部一侧，以驱动所述升降平台32上下运动。

此外，还提供检测装置，将检测装置设置在主架体2上端或者副架体61上，以检测当前瓶层是否到位，检测装置也主要采用行程开关，该行程开关用于采用触碰的方式进行检测，例如设置在副架体61上时，位于卸料框63的上方，用于瓶口的碰撞实现检测。

检测装置还可以采用非接触式传感器，例如光电传感器，例如对射型光电传感器，如果对射路线被上升的瓶层遮蔽，表明瓶层到位。

检测装置也可以设置在瓶垛一侧的架体上，采用如图8所示的触头27结构，瓶子在上升时会挤压触头27运动而触压到位传感器29。

另外，在图1所示的结构中，还配有进料输送线5，设置在主架体2的一侧，以在升降平台31运动到进料输送线5的输送平面时进行瓶垛8向升降平台32上料。

在图1所示的结构中，所示卸垛装置具有两个安装基础，其中一个用于主架体2座部的安装，记为第一基础1，第一安装基础1位置相对较低，可以是例如厂房一楼基础，还可以是地面以下的坑洞底部。

另外一个基础记为第二基础4，第二基础4位于第一基础1的上方。第二基础4的位置相对较高，可以是例如厂房的二楼基础，也可以是地平面。

主架体2的结构可见于附图3，图3中，主架体2的机座21通过例如地脚螺栓安装在第一基础1上，机座21可以是铸铁座件，也可以是型钢焊接座，主架体2的其他部分可以通过例如焊接或者螺栓连接的方式安装在主架体2上，例如设有导轨23的四个立柱，立柱之间采用槽钢构件24、槽钢构件26进行连接，以提高主架体2的结构强度。

四个立柱上设有导轨23，以用作升降平台32的导向装置。

相应地，升降平台32相应于轨道侧设有轨道轮，如图5中所示的滚轮326、滚轮327。

在图4所示的结构中可以看出，在升降平台32的四个角各设有一组滚轮，而在图5中可见，每一组滚轮有三个，即相应于每一轨道的滚轮具有3个，3个滚轮竖向分布，且所对应的轨道面不同。相应地，导轨23采用具有多个轨道面的导轨23。

在图3中，在主架体2的底部设有用于在升降平台32下止位时支撑升降平台32的缓冲物22，缓冲物22可以采用缓冲台架，即提供一个台面，台面下采用例如弹簧支撑的结构。

缓冲物22还可以采用具有弹性的部件，例如橡胶条。

参见说明书2、6和7，关于升降平台32的驱动，采用链传动机构驱动。图6中，链轮轴312的两端各有一个主动链轮311，适配有两条传动链316，在升降平台32的左右两边各有一条，以对称地驱动升降平台32。

在图7中配有两个从动链轮316，其中竖直的传动连边上固定有连接部件33，连接板件33为一块钢板，该钢板可以通过螺栓与升降平台32固定连接。