装运一体式物料自动装车装置的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，尤其涉及自动运输装车技术领域，具体是指一种装运一体式物料自动装车装置。

背景技术：

现有技术中，对物料的运输过程中，运输过程已经能通过传送带实现自动传送，但在最后的卸载装车步骤，或者从一条传送带转运到另一床送带的搬运过程，往往需要人工进行搬运，无法直接进行自动运输。

如在袋装水泥的运输过程中，其传动过程在现有技术中，运输过程已经能通过传送带实现自动传送，但在最后的卸载装车步骤，或者从一条传送带转运到另一床送带的搬运过程，往往需要人工进行搬运，无法直接进行自动运输。

目前市面上的袋装水泥机器人自动装卸设备较少，且技术不成熟，存在较多的缺点，通常是采用传送带传送、人工搬运或专机的形式来进行装车工作，人工装车存在如下缺陷：人员装车成本的增高，增加了企业运行成本。且由于装车工多为农民工，在水泥运输的旺季也是农忙的季节，企业经常出现无人可用的现象，严重影响了企业的生产。

随着工业自动化的不断发展，机器人模仿人工去完成部分工作也成为现实。那么设计一种机器配合机器人来实现物料的运输及装车(如实现袋装水泥自动化装车)，可代替人的繁重劳动，实现生产机械化和自动化，减少了企业的人力成本，同时避免了人在粉料生产中环境对人体健康的危害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种使用方便、工作效率高有效实现自动化装运的装运一体式物料自动装车装置。

为了实现上述的目的，本实用新型的装运一体式物料自动装车装置具有如下构成：

该装运一体式物料自动装车装置，其主要特点是，所述的装置包括：

物料输送模块，用于输送物料；

物料抓运模块，用于将所述的物料输送模块上的所述的物料抓取到指定位置；

物料抓运模块移动轨道模块，所述的物料抓运模块可在所述的物料抓运模块移动轨道模块上移动；

控制模块，分别与所述的物料输送模块及物料抓运模块连接；

所述的物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块下方移动。

较佳地，所述的物料输送模块包括依次连接的滑槽、皮带输送机组及辊筒线；所述的皮带输送机组的物料输送平台及所述的辊筒线的物料输送平台位于同一水平高度，所述的滑槽与所述的皮带输送机组相邻的一端的高度与所述的皮带输送机组的物料输送平台的高度相同，所述的滑槽不与所述的皮带输送机组相邻的一端的高度高于所述的滑槽与所述的皮带输送机组相邻的一端的高度；所述的物料抓运模块位于所述的辊筒线上方。

更佳地，所述的皮带输送机组包括依次连接的第一皮带机、第二皮带机及第三皮带机，其中，所述的第一皮带机与所述的滑槽相邻，所述的第三皮带机与所述的辊筒线相邻；所述的第一皮带机、第二皮带机及第三皮带机均设于皮带机支撑架上。

更佳地，所述的辊筒线包括排包辊筒线和组合辊筒线，所述的排包辊筒线的第一端与所述的皮带输送机组相连接，所述的排包辊筒线的第二端与所述的组合辊筒线相连接。

进一步地，所述的组合辊筒线包括数条依次相连的组合滚筒线单元，且各个所述的组合滚筒线单元均包括独立的动力源及阻挡部件，所述的阻挡部件设于所述的组合滚筒线单元中的系统预设位置。

较佳地，所述的物料抓运模块包括至少一个物料抓取子模块，且每个所述的物料抓取子模块均包括移动底座单元及抓取单元，所述的抓取单元设于所述的移动底座单元上，所述的移动底座单元带动所述的抓取单元在所述的物料抓运模块移动轨道模块上移动，其中，所述的移动底座单元与抓取单元分别与所述的控制模块相连接。

更佳地，所述的物料抓运模块移动轨道模块包括两根轨道梁、两根轨道板及数个轨道立柱；

两根所述的轨道梁并列设置，数个所述的轨道立柱均匀分布于两根所述的轨道梁底部，用于支撑所述的轨道梁；两根所述的轨道板分别设于两根所述的轨道梁上，所述的移动底座单元设于所述的轨道板上。

进一步地，所述的物料抓运模块移动轨道模块还包括数个与所述的轨道立柱的数量相匹配的混凝土底座，每一所述的轨道立柱均设于对应的所述的混凝土底座上。

进一步地，所述的物料抓运模块移动轨道模块还包括齿条，所述的齿条设于所述的轨道梁上，所述的移动底座单元包括底座支架及电机，所述的电机通过齿轮与所述的齿条相连，所述的电机与所述的控制模块相连接，在所述的电机的驱动下令所述的底座支架沿所述的两根轨道梁移动。

更进一步地，所述的移动底座单元还包括滚轮箱组，所述的滚轮箱组设于所述的底座支架下方，所述的移动底座单元通过所述的滚轮箱组夹住所述的轨道板，防止所述的移动底座单元从所述的物料抓运模块移动轨道模块上脱离。

采用该实用新型的装运一体式物料自动装车装置，其包括物料输送模块、物料抓运模块、物料抓运模块移动轨道模块及控制模块，其中，物料抓运模块用于将所述的物料输送模块上的所述的物料抓取到指定位置，所述的物料抓运模块可在所述的物料抓运模块移动轨道模块上移动，且所述的物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块下方移动。该装运一体式物料自动装车装置可实现对物料的长距离输送，将物料运输至若干不同的指定位置，并通过物料抓运模块将物料抓运至运输车辆上，实现装运一体式操作；其极大的提高生产自动化，并减少了人力的繁重劳动，减少了企业的人力成本，也避免了一些对人体有害的物料在生产环境中对人体健康产生的危害。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的装运一体式物料自动装车装置的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中的物料抓运模块移动轨道模块与移动底座单元的连接示意图。

附图标记

1物料抓运模块

2物料抓运模块移动轨道模块

21齿条

22移动底座单元

221底座支架

222第一滚轮箱组单元

223第二滚轮箱组单元

224电机

23轨道板

24轨道梁

25轨道立柱

3抓取单元

4皮带输送机组

41第一皮带机

42第二皮带机

43第三皮带机

44皮带机支撑架

5辊筒线

51排包辊筒线

52组合辊筒线

6物料待装区

7滑槽

8混凝土底座

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1至图2所示，该实施例中的装运一体式物料自动装车装置包括：

物料输送模块，用于输送物料；

物料抓运模块1，用于将所述的物料输送模块上的所述的物料抓取到指定位置；

物料抓运模块移动轨道模块2，所述的物料抓运模块1可在所述的物料抓运模块移动轨道模块2上移动；

控制模块，分别与所述的物料输送模块及物料抓运模块1连接；

所述的物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块1下方移动。所述的物料抓运模块1与所述的物料输送模块保持相对运动的位置关系。

即其中物料输送模块在控制模块的控制下将物料按预设的路径移动至指定位置，物料抓运模块1与所述的物料输送模块保持相对运动的位置关系，可用于将经由所述的物料输送模块运输到了指定位置的物料抓运至指定车辆上；工作过程中，所述的物料抓运模块1设于所述的物料抓运模块移动轨道模块2上，所述的物料抓运模块1可在该物料抓运模块移动轨道模块2上进行位置的改变；所述的控制模块分别与所述的物料输送模块及物料抓运模块1连接，由控制模块对所述的物料抓运模块1在所述的物料抓运模块移动轨道模块2上的位置进行控制，该控制模块可以由现有技术中的plc或者其他控制设备构成。

所述的指定位置即为物料待装区6，车辆可行驶至物料待装区6，然后由物料抓运模块1将物料输送模块上的物料抓取至车辆上的指定位置，完成物料的装车(即所述的车辆停于物料待装区6中，所述的物料抓运模块1选择性的与所述的指定车辆相接触，所述的指定车辆可以停放在物料待装区6的任意一侧，即物料抓运模块移动轨道模块2的两侧均可停放车辆)，由于物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块1下方移动，故可更灵活地选择装货位置，有效提高装运效率。该实施例中，所述的物料抓运模块1可在所述的物料抓运模块移动轨道模块2上移动，从而实现将物料放置于不同车辆上的不同位置上。并通过控制模块对物料输送模块、物料抓运模块1及物料抓运模块移动轨道模块2进行控制，令各个模块相互配合，从而极大的提高生产自动化，并减少了人力的繁重劳动，减少了企业的人力成本，也避免了一些对人体有害的物料在生产环境中对人体健康产生的危害。

在该实施例中，所述的物料输送模块包括依次连接的滑槽7、皮带输送机组4及辊筒线5；所述的皮带输送机组4的物料输送平台及所述的辊筒线5的物料输送平台位于同一水平高度，所述的滑槽7与所述的皮带输送机组4相邻的一端的高度与所述的皮带输送机组4的物料输送平台的高度相同，所述的滑槽7不与所述的皮带输送机组4相邻的一端的高度高于所述的滑槽7与所述的皮带输送机组4相邻的一端的高度；所述的物料抓运模块1位于所述的辊筒线5上方。

在该实施例中，所述的皮带输送机组4包括依次连接的第一皮带机41、第二皮带机42及第三皮带机43，其中，所述的第一皮带机41与所述的滑槽7相邻，所述的第三皮带机43与所述的辊筒线5相邻；所述的第一皮带机41、第二皮带机42及第三皮带机43均设于皮带机支撑架44上。在其具体使用时皮带输送机组4中的皮带机的数量时可调整的，且每个皮带机的长度也是可选的，在该实施例中，所述的第三皮带机的长度为6米。

在该实施例中，所述的辊筒线5包括排包辊筒线51和组合辊筒线52，所述的排包辊筒线51的第一端与所述的皮带输送机组4相连接，所述的排包辊筒线51的第二端与所述的组合辊筒线52相连接。

在该实施例中，所述的辊筒线5还包括侧面导向单元，该侧面导向单元即是两侧安装支架的凸出部分，该侧面导向单元位于所述的辊筒线5的两侧，用于对物料进行限位。

在该实施例中，所述的组合辊筒线52包括数条依次相连的组合滚筒线单元，且各个所述的组合滚筒线单元均包括独立的动力源及阻挡部件，所述的阻挡部件设于所述的组合滚筒线单元中的系统预设位置。

在该实施例中，所述的物料抓运模块1包括至少一个物料抓取子模块，且每个所述的物料抓取子模块均包括移动底座单元22及抓取单元3，所述的抓取单元3设于所述的移动底座单元22上，所述的移动底座单元22带动所述的抓取单元3在所述的物料抓运模块移动轨道模块2上移动，其中，所述的移动底座单元22与抓取单元3分别与所述的控制模块相连接。

该实施例中，所述的抓取单元3包括机械臂及物料抓取结构，所述的物料抓取结构位于所述的机械臂的前端，所述的机械臂设于所述的移动底座单元22上，所述的机械臂及物料抓取结构与所述的控制模块相连接。

如图1所示，在该实施例中，所述的物料抓运模块1包括二个物料抓取子模块，其他实施例中可包括其他数量的物料抓取子模块。

在该实施例中，所述的物料抓运模块1包括两个抓取单元3，且每个所述的抓取单元3均包括机械臂及位于所述的机械臂前端的物料抓取结构，

由所述的机器臂控制所述的物料抓取结构将位于所述的指定位置的物料抓运至指定车辆上，所述的机器臂设于对应的移动底座单元22上，由移动底座单元22带动机械臂在物料抓运模块移动轨道模块2上移动，所述的机器臂与所述的控制模块相连接，实际使用时该物料抓取结构可一次性抓取两袋水泥，即机器人执行一次抓运动作便可完成两袋水泥的装车，与一次性抓一包相比，效率增加将近一倍，另外，由于，所述的物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块1下方移动，当装置中使用两台及以上的抓取单元3时，多台抓取单元3相互协作，使得装车效率进一步提升。

在该实施例中，所述的物料抓运模块移动轨道模块2包括两根轨道梁24、两根轨道板23及数个轨道立柱25；

两根所述的轨道梁24并列设置，数个所述的轨道立柱25均匀分布于两根所述的轨道梁24底部，用于支撑所述的轨道梁24；两根所述的轨道板23分别设于两根所述的轨道梁24上，所述的移动底座单元22设于所述的轨道板23上。

在该实施例中，所述的物料抓运模块移动轨道模块2还包括数个与所述的轨道立柱25的数量相匹配的混凝土底座8，每一所述的轨道立柱25均设于对应的所述的混凝土底座8上。

在该实施例中，所述的轨道梁24上还设有齿条21，即所述的齿条21与所述的轨道梁24相连接，所述的移动底座单元22包括底座支架221及电机224，所述的电机224通过齿轮与所述的齿条21相连，所述的电机224与所述的控制模块相连接，在所述的电机224的驱动下令所述的底座支架221沿所述的两根轨道梁24移动。

即在该实施例中，各个物料抓取子模块中的移动底座单元22均带有电机224，每个电机224上均设有齿轮，通过齿轮与所述的齿条21相啮合，从而带动物料抓取子模块移动，其中，所述的电机224为伺服电机，所述的伺服电机与所述的控制模块相连接。

在该实施例中，所述的移动底座单元22还包括滚轮箱组，所述的滚轮箱组设于所述的底座支架221下方，所述的移动底座单元22通过所述的滚轮箱组夹住所述的轨道板23，防止所述的移动底座单元22从所述的物料抓运模块移动轨道模块2上脱离。

在该实施例中，每个所述的移动底座单元22中的滚轮箱组均包括三对滚轮箱组单元，分别为两对第一滚轮箱组单元222及一第二滚轮箱组单元223，由所述的滚轮箱组单元中的滚轮将所述的轨道板23夹持在中间，且所述的第一滚轮箱组单元222较所述的第二滚轮箱组单元223相比多一颗与所述的轨道板23的侧面相接触的滚轮。即每个所述的移动底座单元22中的滚轮箱组均包括六个滚轮箱组单元，所述的滚轮箱组单元中的滚轮将所述的轨道板23夹持在中间，且其中四组滚轮箱组单元中有额外一颗滚轮与轨道板23的侧面相接触。

参阅图1、2可以看出，在该实施例中，所述的物料抓运模块移动轨道模块2上设有二个移动底座单元22(即机器人底座)，两列轨道板23、两条轨道梁24、若干轨道立柱25及一条齿条21，所述的轨道立柱25架设于混凝土底座8上，所述的两条轨道梁24架设在所述的轨道立柱25上，且所述的两条轨道梁24相互平行；

所述的齿条21可由若干根短齿条拼接而成，所述的齿条21铺设在所述的其中一条轨道梁24上；

每列所述的轨道板23分别由若干轨道板23拼接而成，且该两列轨道板23分别铺设于不同的两条轨道梁24上，且两列轨道板23相对而设，且相互平行；

所述的两个机器人底座分别都包括一个底座支架221、两对第一滚轮箱组单元222及一第二滚轮箱组单元223。

在上述实施例中，所述的两对第一滚轮箱组单元222及一对第二滚轮箱组单元223均安装在所述的底座支架221上，且所述的第一滚轮箱组单元222和第二滚轮箱组单元223均包括两个镜像对称的滚轮箱，各个滚轮箱在底座支架221上两两镜像安装。

所述的第一滚轮箱组单元222和第二滚轮箱组单元223将所述的两列轨道板23分别夹住，且所述的机器人底座还包括一个动力源伺服电机组，该动力源伺服电机组包含一个伺服电机和一个安装在上面的齿轮，该齿轮与所述的一列齿条21相啮合。

在上述实施例中，所述的机器人底座可以在两列相对安装且平行的轨道板23上滑行。

所述的抓取单元3安装于所述的移动底座单元22上，且所述的动力源伺服电机与所述的控制设备相连接，带动物料抓运模块1沿着轨道梁24方向移动。

在上述实施例中，所述的指定车辆停于物料待装区6中，所述的物料抓运模块1能触及所述的指定车辆。

在该实施例中，所述的物料可为水泥，该装运一体式物料自动装车装置通过包括物料输送模块实现对物料的长距离输送，将物料运输至若干不同的指定位置，然后通过物料抓运模块1将位于指定位置的物料抓运送至运输车辆上完成装运工作，而物料抓运模块移动轨道模块2用于承载所述的物料抓运模块1，并用于带动该物料抓运模块1进行运动，使物料抓运模块1能够根据车辆的尺寸的堆垛要求将物料放置在车辆的指定位置，实现装运一体式操作，通过控制模块对所述的物料输送模块及物料抓运模块1的位置进行控制；采用该支持装运水泥的一体式的自动装车的装置，极大的提高生产自动化，并减少了人力的繁重劳动，减少了企业的人力成本，也避免了一些对人体有害的物料在生产环境中对人体健康产生的危害。

为了更好的进行说明，下面结合具体实施例对本实用新型的装运一体式物料自动装车装置的工作过程及原理进行说明(其中所述的物料为水泥袋)：

上述实施例中的装运一体式物料自动装车装置在工作过程中，物料抓运模块移动轨道模块2上安装有物料抓取子模块，该物料抓取子模块中的抓取单元3通过安装在其中的机械臂前端的物料抓取结构来进行袋装水泥的抓运，在该物料抓取结构的下方安装有组合辊筒线52，当需要装运水泥的车辆行驶至物料待装区6时，启动本实施例的装运一体式物料自动装车装置开始流水作业，袋装水泥通过滑槽7滑落到第一皮带机41再依次经过第二皮带机42和第三皮带机43，随后到达排包辊筒线51，最后到达组合辊筒线52的指定位置，机械手带动物料抓取结构抓取袋装水泥，根据各类车型的尺寸的堆垛要求将水泥包放置于车辆指定位置，然后重复抓取和码垛动作，直至自动装车完成，设备回归待机位置，等待下一辆装车作业；特别的，在物料抓运模块移动轨道模块2两侧可同时停放两辆车，左侧和右侧可以同时进行装车，两台机器人分别负责左右两侧的物料装车，而现有的龙门式桁架结构装车装置每次只能进行一台车的装车，效率低下；通过该装置的运用可以克服现有袋装水泥自动装车的技术缺陷，极大的提高袋装水泥装车的效率。

具体来说，袋装的水泥包通过皮带输送机运送至排包辊筒线51，所述的排包辊筒线51分为两部分，左半部分靠近组合辊筒线52，右半部分靠近第三皮带机43，两部分分别由两台减速电机控制。在运送过程中，三种不同的皮带机速度依次增加使水泥包之间的间距拉开以防止连包，当第一包水泥包到达排包辊筒线51的左半部分时，左半部分的减速电机停止直到第二包水泥到达右半部分时再开启，此时形成二连包，其中，所述的物料抓取结构可同时抓取两包水泥，二连包水泥一同进入组合辊筒线52，所述的组合辊筒线52包含九条组合辊筒线52单元，每条单元均自带动力，且都有一个阻挡装置，当二连包到达指定位置时，阻挡装置工作，将二连包固定在指定位置，抓运结构在组合辊筒线52上的指定位置抓取水泥包，物料抓取子模块将水泥包移动至指定位置，同时物料抓运模块移动轨道模块2带物料抓取子模块移动，松开抓取机构，使水泥包能按要求有序装至车辆上，然后重复抓取和码垛动作，完成自动装车全过程，在该实施例中，在整个设备中各个部分既是互相独立的，又是互相配合的关系，共同作用实现了袋装水泥的自动装车，极大的提高生产自动化，避免水泥装车环境对人体健康的危害。

在上述实施例中，车辆停至指定区域，在控制设备中输入水泥袋装车数量，控制设备自动计算数量，形成虚拟的袋装水泥的位置，通过数据反馈给执行模块，执行模块为物料输送模块、物料抓运模块1和物料抓运模块移动轨道模块2三部分，由执行模块自动实现具体的装车流程。

其中，所述的控制模块可设置在控制室内，根据装车数量预先计算设置装车位置，并控制物料输送模块与物料抓运模块移动轨道模块2做相应运动，实现物料到达系统计算后的指定位置。

在该实施例中，机器人堆垛在水泥装车行业的应用避免传统人工作业的环境危害；且为机器人堆垛，在应用中可以满足不同大小的车型，现有传统堆垛的应用多为抓取位置固定，该装置组合中，抓取点(水泥包指定位置)可根据停车的位置做出改变，在该装置控制中做到了一体化作业，在本实用新型中，仅保护该控制设备的硬件部分，不保护其中的软件部分。

该实施例中的装运一体式物料自动装车装置包括物料输送模块、物料抓运模块1、物料抓运模块移动轨道模块2及控制设备，通过包括物料输送模块实现对物料的长距离输送，将物料运输至一指定位置，然后通过物料抓运模块1将位于指定位置的物料抓运送至运输车辆上完成装运工作，而物料抓运模块移动轨道模块2用于承载所述的物料抓运模块1，并用于带动该物料抓运模块1进行运动，使物料抓运模块1能够根据车辆的尺寸的堆垛要求将物料放置在车辆的指定位置，实现装运一体式操作，通过控制设备对所述的物料输送模块及物料抓运模块1的位置进行控制；采用该支持装运一体式的水泥自动装车的装置，极大的提高生产自动化，并减少了人力的繁重劳动，减少了企业的人力成本，也避免了一些对人体有害的水泥在生产环境中对人体健康产生的危害。

采用该实用新型的装运一体式物料自动装车装置，其包括物料输送模块、物料抓运模块、物料抓运模块移动轨道模块及控制模块，其中，物料抓运模块用于将所述的物料输送模块上的所述的物料抓取到指定位置，所述的物料抓运模块可在所述的物料抓运模块移动轨道模块上移动，且所述的物料输送模块可带动所述的物料在所述的物料抓运模块下方移动。该装运一体式物料自动装车装置可实现对物料的长距离输送，将物料运输至若干不同的指定位置，并通过物料抓运模块将物料抓运至运输车辆上，实现装运一体式操作；其极大的提高生产自动化，并减少了人力的繁重劳动，减少了企业的人力成本，也避免了一些对人体有害的物料在生产环境中对人体健康产生的危害。

本实用新型的装运一体式物料自动装车装置技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。