一种料车移载机构、料车自动上下线装置的制作方法

1.本发明涉及料车自动上下线技术领域，更具体地，涉及一种料车移载机构和料车自动上下线装置。


背景技术：

2.目前，大部分汽车厂都实现零件sps分拣配送，即每条输送线配备一台料车，搭载零件的料车通过牵引车或者agv小车配送到输送线旁，再通过人手或者机构将料车推到输送线上。目前国内运用方案：方案
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1：人工驾驶牵引车将料车配送到输送线旁，再通过人手将料车推到输送线上，但是不能实现料车自动上下线，不能实现全方位搬入输送线。方案
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2：采用agv小车自动将料车配送到输送线旁，再通过地面顶升移载机构将料车搬入输送线，但是不能实现全方位搬入输送线，料车放置精度低。
3.中国专利公开号为cn110606450公开了一种旋转举升系统及运输系统，可以实现料车在高度方向的升降及对料车进行旋转调整方向，但只能适应料车与输送线近距离上下料车，无法实现料车与输送线大于2m距离上料。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术料车只能近距离上下输送线的不足，提供一种可实现料车远距离上下输送线的料车移载机构。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.提供一种料车移载机构，包括可带动料车实现y向、z向移动及绕自身旋转的料车移载单元、支撑架、x向导轨，所述支撑架设在所述x向导轨底部，所述料车移载单元与所述x向导轨活动连接，所述料车移载单元可沿x向来回移动。
7.本发明的x向导轨作为连接料车在备料区和输送线之间的桥梁，料车移载单元用于将料车从备料区一端通过x向导轨转运至输送线或者将料车从输送线一端通过x向导轨转运至备料区，实现料车远距离上下输送线。而料车移载单元同时可以实现y向、z向移动及绕自身旋转，因此，本发明的料车可在x向导轨与料车移载单元的作用下实现x向、y向、z向来回移动及沿自身旋转，实现了料车的在三维空间各个方向的运动，满足料车在各个位置上下线的要求。
8.优选地，所述料车移载单元包括夹紧装置、可带动所述夹紧装置在所述x向导轨上沿x方向来回移动的运动机构，所述夹紧装置与所述运动机构连接，所述运动机构包括可进行直线运动的并相互之间两两垂直的x向行走机构、y向行走机构、z向升降机构，还包括设置在所述夹紧装置上并可带动所述夹紧装置旋转运动的r轴旋转机构。
9.优选地，所述x向行走机构包括y向导轨、x向动力装置、分别设在y向导轨两端的x向固定板；所述x向导轨为两根且对称设置，所述x向固定板与所述x向导轨、所述y向导轨均活动连接，所述x向固定板与所述x向动力装置连接，所述x向固定板能带动所述夹紧装置在x向来回移动。
10.优选地，所述y向行走机构包括y向固定板、y向动力装置，所述y向固定板和所述y向导轨活动连接并与所述y向动力装置连接，所述y向固定板能带动所述夹紧装置在y向来回移动。
11.优选地，所述z向升降机构包括z向导轨、z向动力装置，所述z向导轨和所述y向固定板活动连接并与所述z向动力装置连接，所述夹紧装置与所述z向导轨端部连接；所述夹紧装置能在z向来回移动。
12.优选地，所述z向升降机构包括z向导轨、z向固定板、z向动力装置，所述z向导轨为固定结构，所述z向固定板与所述z向导轨活动连接并与所述z向动力装置连接，所述夹紧装置与所述y向固定板连接，所述z向固定板和所述x向导轨连接，所述x向导轨能在z向动力装置的驱动下在z向来回移动。
13.优选地，所述x向动力装置、y向动力装置、z向动力装置均包括电机和齿轮齿条传动装置，所述齿条分别设在对应的导轨上，所述齿轮和所述电机连接，所述齿轮在所述电机的驱动下在所述齿条上移动。
14.优选地，所述r轴旋转机构包括齿轮盘、输出齿轮、限位齿轮、电机，所述齿轮盘和所述电机连接，所述输出齿轮一侧和所述齿轮盘啮合，另一侧和所述限位齿轮啮合。
15.优选地，所述夹紧装置包括挡板、对称设在挡板两端的叉臂、驱动叉臂夹紧或松开的气缸，所述叉臂和所述气缸连接。
16.本发明还提供一种料车自动上下线装置，包括上述的料车移载机构、料车限位装置、输送线滑板、料车、控制机构，所述料车限位装置为两个，分别设在所述料车移载机构的两端，所述输送线滑板设在所述料车移载机构一端且位于所述料车限位装置外侧，所述控制机构与所述料车移载机构电连接，所述料车运行至所述料车限位装置后可启动所述控制机构通过所述料车移载机构转运至所述输送线滑板或者从所述输送线滑板转运出去。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.(1)可实现料车与输送线距离超过两米时的料车远距离自动化上下输送线；
19.(2)料车移载机构可以实现料车在空中多方位的包括x、y、z方向的直线运动和旋转运动，实现料车与输送线不同高度上下线，也可以实现料车与输送线不平行时上下线，还可以实现料车在输送线任意一侧上下线，给输送线以及物流配送系统的规划设计带来了便利性。
20.(3)采用夹紧装置对料车在移动过程中进行夹紧定位，防止料车在运动过程中的移位甚至掉落，实现料车高精准上下线。
附图说明
21.图1为本发明一种料车移载机构实施例1的结构示意图；
22.图2为图1中料车移载单元的结构示意图；
23.图3为图1中r轴旋转机构内部结构示意图；
24.图4为本发明一种料车移载机构实施例2的结构示意图；
25.图5为本发明一种料车自动上下线装置的结构示意图；
26.图示标记说明如下：
27.1、料车移载单元；11、运动机构；12、夹紧装置；121、挡板；122、叉臂；123、气缸；13、
x向行走机构；131、y向导轨；132、x向固定板；133、x向动力装置；14、y向行走机构；141、y向固定板；142、y向动力装置；15、z向升降机构；151、z向导轨；152、z向动力装置；153、z向固定板；16、r轴旋转机构；161、齿轮盘；162、输出齿轮；163、限位齿轮；2、支撑架；3、x向导轨；101、料车移载机构；102、料车限位装置；103、输送线滑板；104、料车；105、控制机构。
具体实施方式
28.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
29.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.实施例1
31.如图1至图3、图5所示为本发明一种料车移载机构的第一实施例，包括可带动料车104实现y向、z向移动及绕自身旋转的料车移载单元1、支撑架2、x向导轨3，支撑架2设在x向导轨3底部，料车移载单元1与x向导轨3活动连接，料车移载单元1可沿x向来回移动。
32.支撑架2作为x向导轨3的支撑，使x向导轨3高出地面一段距离，便于料车104在各个方向的移动及旋转运动，其中支撑架2可以为立柱式，以地面为支撑，也可以是悬挂式，以空中吊梁为支撑，实现使x向导轨3高出地面一段距离。料车移载单元1可在x向导轨3上来回移动从而实现沿x向来回移动。
33.作为本发明的一个实施方式，料车移载单元1包括夹紧装置12、可带动夹紧装置12在x向导轨3上沿x方向来回移动的运动机构11，夹紧装置12与运动机构11连接，运动机构11包括可进行直线运动的并相互之间两两垂直的x向行走机构13、y向行走机构14、z向升降机构15，还包括设置在夹紧装置12上并可带动夹紧装置12旋转运动的r轴旋转机构16。夹紧装置12用于对料车104进行夹紧，料车104可以跟随着夹紧装置12实现x向、y向、z向上的移动和围绕r轴进行旋转。通过r轴旋转机构16带动料车104旋转可以解决现有技术只能适应料车104与输送线平行方向上下料车104，无法实现输送线与料车104非平行方向上下料车104的问题，x向和y向移动解决了料车104与输送线只能近距离上下线的问题，z向的移动克服了现有技术中料车104只能适应输送线高度与地面高度保持一致，而输送线高出地面工况则无法实现的问题，夹紧装置12在料车104移载的过程中可以保持对料车104的夹紧实现高精度上料。
34.作为本发明的一个实施方式，x向行走机构13包括y向导轨131、x向动力装置133、分别设在y向导轨131两端的x向固定板132；x向导轨3为两根且对称设置，x向固定板132与x向导轨3、y向导轨131均活动连接，x向固定板132与x向动力装置133连接，x向固定板132能带动夹紧装置12在x向来回移动。夹紧装置12与运动机构11连接，而运动机构11包括x向行
走机构13，故夹紧装置12与x向行走机构13间接地连接带动，因此，x向固定板132能在x向动力装置133的驱动下带动y向导轨131在x向上移动从而实现夹紧装置12在x向来回移动。y向导轨131和夹紧装置12是作为一个整体，跟随着x向固定板132在x向导轨3中来回移动。
35.作为本发明的一个实施方式，y向行走机构14包括y向固定板141、y向动力装置142，y向固定板141和y向导轨131活动连接并与y向动力装置142连接，y向固定板141能在y向动力装置142的驱动下在y向导轨131上移动，从而带动夹紧装置12在y向来回移动。
36.作为本发明的一个实施方式，z向升降机构15包括z向导轨151、z向动力装置152，z向导轨151和y向固定板141活动连接并与z向动力装置152连接，夹紧装置12和z向导轨151端部连接；夹紧装置12能在z向动力装置152的驱动下相对y向固定板141上下移动从而带动夹紧装置12在z向来回移动。具体地，夹紧装置12可设在z向导轨151底部，z向导轨151和y向固定板141连接，通过z向动力装置152驱动z向导轨151相对于y向固定板141上下运动实现z向导轨151带动料车104上下移动。而当进行y向移动时是由y向固定板141带动z向导轨151随之带动料车104整体进行y向移动。当进行x向移动时，是由x向固定板132带动y向导轨131进而使位于y向导轨131上的y向固定板141及z向导轨151一块移动，因此，料车104也跟随着进行x方向移动。
37.作为本发明的一个实施方式，x向动力装置133、y向动力装置142、z向动力装置152均包括电机和齿轮齿条传动装置，齿条分别设在对应的导轨上，齿轮和电机连接，齿轮在电机的驱动下在齿条上移动。齿轮齿条传动机构可以实现将电机的旋转运动转化为直线运动进行输出，电机通过输出轴将动力传给齿轮，具体地，齿轮与电机轴可以通过以下几种方式之一进行连接：1、键连接，通过平键、楔键、花键等，这是一种运用最为普遍的方式。2、胀紧圈连接，这种方式已经形成国标(gb5867
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86)3、紧定螺钉连接，对于微小轴径的连接常用，需要在电机轴上打一个锥坑或平面。4、将齿轮的轮毂做成单边开口加螺栓锁紧的方式，通俗的说法叫“哈弗连接”。当然了，将电机的转动转化为料车移栽单元的直线运动不限于齿轮齿条传动机构，还可以是其他的涡轮蜗杆、曲轴、偏心轮、凸轮等方式进行传动输出。齿条可以设置在导轨或导轨外，与齿轮配合实现对移载单元直线运动的驱动。
38.作为本发明的一个实施方式，r轴旋转机构16包括齿轮盘161、输出齿轮162、限位齿轮163、电机，齿轮盘161和电机连接，输出齿轮162一侧和齿轮盘161啮合，另一侧和限位齿轮163啮合。r轴旋转机构16设置在夹紧装置12上，实现夹紧装置12的旋转运动，具体地，通过电机带动齿轮盘161旋转，输出齿轮162带动夹紧装置12跟随着转动，限位齿轮163用于对输出齿轮162进行限位。
39.作为本发明的一个实施方式，夹紧装置12包括挡板121、对称设在挡板121两端的叉臂122、驱动叉臂122夹紧或松开的气缸123，叉臂122和气缸123连接。挡板121用于与z轴导轨进行连接，且r轴旋转机构16设在挡板121上，齿轮盘161套设在z轴导轨外侧，整个夹紧装置12可相对z轴进行旋转。气缸123和控制机构105进行连接，需要对料车104进行转运时，气缸123接收控制机构105的信号后驱动两侧的叉臂122对料车104进行夹紧，然后整个夹紧机构跟随着料车移载单元1进行转运，到达指定位置后，气缸123接收到控制机构105的信号后松开叉臂122使料车104脱离夹紧装置12。
40.具体地，可以在x向固定板132、y向固定板141的4个角上分别设置4个半径为45mm的v型轮，通过将x向导轨3或y向导轨131分别嵌入由4个v型轮组成的空间中实现固定板与
导轨的活动连接，即固定板在外部，导轨嵌入固定板内部实现配合，此处，y向固定板141靠近y向导轨131一侧和靠近z向导轨151一侧均应各设置4个v型轮，使y向固定板141能相对y向导轨131移动的同时，z向导轨151也能相对y向固定板141移动，达到固定板和导轨之间的活动连接的目的，此时，齿条可以设置在导轨内侧，齿轮设置在固定板内侧，齿轮齿条配合形成直线运动的驱动带动固定板在导轨上运动；这样在各自动力装置的驱动下就能实现x、y、z向的来回移动。作为另一种实施方式，也可以在x向导轨3、y向导轨131、z向导轨151内单侧分别设置滑槽，在x向导轨3、y向导轨131、z向导轨151内另一侧设置齿条，在x向固定板132一侧和y向固定板141一侧设置滑轮，另一侧设置齿轮，使x向固定板132嵌入x向导轨3内部，y向固定板141分别从两端中一端嵌入y向导轨131中，另一端嵌入z向导轨151中，形成导轨在外侧，固定板在内侧的状态，同时通过导轨中的滑槽和固定板上的滑轮、导轨中的齿条和固定板上的齿轮进行配合，实现移载单元直线运动的自动化。优选地，各向导轨可以采用铝合金制作，在导轨末端可以设计尼龙材质的机械阻挡以及传感器防止行走机构滑出导轨。z向导轨151可以采用厚4mm，宽120mm的q235
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a方管制作，x向固定板132可以采用850*430*30mm的q235
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a制作，可以1个轴径为20mm的输出轴作为x向动力装置133中齿轮与电机的连接部分，r轴旋转机构16可以采用1个半径为145mm的齿轮盘161、1个半径为60mm输出齿轮162、1个半径为30mm的限位齿轮163，y向固定板141为y向导轨131和z向导轨151共用的，可以采用790*360*30mm的q235
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a制作而成，1个轴径20mm的输出轴作为z向动力装置152中齿轮与电机的连接部分,y向导轨131采用40*40mm，厚4mm的q235
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a方管组成。
41.本实施例的原理如下：
42.夹紧装置12设在z向导轨151底部，r轴旋转机构16可带动夹紧装置12夹紧着料车104相对于z向导轨151进行旋转运动；z向导轨151和y向固定板141连接，通过z向动力装置152驱动z向导轨151相对于y向固定板141上下运动实现z向导轨151带动夹紧装置12进而使料车104上下移动。而当进行y向移动时是由y向固定板141在y向动力装置142下驱动z向导轨151随之带动夹紧装置12与料车104整体进行y向移动。当进行x向移动时，是由y向导轨131两端的x向固定板132在x向动力装置133驱动下带动y向导轨131进而使位于y向导轨131上的y向固定板141，z向导轨151与夹紧装置12和料车104一块移动，因此，料车104也跟随着进行x方向移动。
43.实施例2
44.如图4所示为本发明一种料车移载机构的第二实施例，本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中z向升降机构15包括z向导轨151、z向固定板153、z向动力装置152，z向导轨151为固定结构，z向固定板153与z向导轨151活动连接并与z向动力装置152连接，夹紧装置12与y向固定板141连接，z向固定板153和x向导轨3连接，x向导轨3能在z向动力装置152的驱动下在z向导轨151上移动。
45.实施例1中夹紧装置12设于z向导轨151底部且y向固定板141是供y向导轨131和z向导轨151共用的，同时x向导轨3是离地面有一定距离并且固定于地面上的，本实施例中夹紧装置12与y向固定板141连接，r轴旋转机构16设置在夹紧装置12上且能带动夹紧装置12相对于y向固定板141转动，z向导轨151通过立柱固定于地面上或者通过悬梁悬挂于半空，此处以固定于地面上为例，z向导轨151具有单独的z向固定板153，x向导轨3底部的支撑架2需要与x向导轨3活动连接，z向固定板153与x向导轨3连接，且与z向导轨151配合，z向固定
板153可带动x向导轨3在z向动力装置152的驱动下，带动夹紧装置12和料车104整体在z向导轨151中实现上下移动。实施例2中具体的动力机构可与实施例1中的动力机构类似，只是排布位置和方式稍有区别。
46.本实施例的原理如下：
47.夹紧装置12与y向固定板141连接，z向导轨151固定于地面，r轴旋转机构16可带动夹紧装置12夹紧着料车104相对于y向固定板141进行旋转运动；当需要进行y向移动时由y向固定板141在y向动力装置142的驱动下带动夹紧装置12和料车104进行y向运动；当需要进行x向移动时由y向导轨131两端的x向固定板132在x向动力装置133驱动下带动y向导轨131进而使位于y向导轨131上的y向固定板141与夹紧装置12和料车104一块移动；当需要进行z向移动时由z向固定板153在z向动力装置152的驱动下带动整个x向导轨3与y向导轨131、夹紧装置12和料车104整体进行z向上下移动。
48.实施例3
49.如图5所示为本发明一种料车自动上下线装置的实施例，包括实施例1和实施例2的料车移载机构101、料车限位装置102、输送线滑板103、料车104、控制机构105，料车限位装置102为两个，分别设在料车移载机构101的两端，输送线滑板103设在料车移载机构101一端且位于料车限位装置102外侧，控制机构105与料车移载机构101连接，料车104运行至料车限位装置102后可启动控制机构105通过料车移载机构101转运至输送线滑板103或者从输送线滑板103转运出去。
50.本实施例中料车的限位装置一方面用于对料车104的运动进行限位，防止料车104进入其他区域致使不便于对料车104进行移载，另一方面用于作为控制机构105的触发信号，当料车104触碰到料车限位装置102时控制机构105可以驱动夹紧装置12对料车104进行夹紧，开始料车104的自动上下线操作，输送线滑板103是输送线上料车104的指定停放位置，用于作为料车104上线后在输送线上的起点及料车104下线前的终点，料车移载机构101是料车104自动上下线装置的核心，是将料车104从备料区转运至输送线及将料车104从输送线转运至备料区的动作机构。
51.当然了，为了实际生产的需要，可以在一条生产线上设置多套料车自动上下线装置以便于实现物料运输的便捷性。
52.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。