CN103303675B - 自动岩芯盒拆码盘系统及岩芯盒拆码盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动岩芯盒拆码盘系统及方法，自动岩芯盒拆码盘系统包括轨道系统、搬运机械手以及控制装置。轨道系统包括轨道吊装架及轨道，轨道吊装架架设在岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线之间，轨道设置在轨道吊装架上且位于岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线上方。搬运机械手于拆盘时将托盘内以N排×M层方式码放的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯观察输送线上，于码盘时将岩芯观察输送线上的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯盒托盘输送线上的托盘内并以N排×M层方式码放。控制装置与搬运机械手连接，其控制模块根据水平位置检测开关及上下位置检测开关反馈的信号控制抓取机构的运动。本发明能满足岩芯盒从托盘输送线到多条观察输送线的搬运、拆盘及码盘要求。

Description

自动岩芯盒拆码盘系统及岩芯盒拆码盘方法

技术领域

本发明涉及一种搬运系统，具体地说，是涉及对岩芯盒实施从托盘输送线到多条观察输送线的搬运、拆盘及码盘的自动岩芯盒拆码盘系统。本发明还涉及采用上述自动岩芯盒拆码盘系统进行岩芯盒拆码盘的方法。

背景技术

采油钻井取出大量岩芯，无论此口井有无石油，岩芯将作为地质资料长期保存，用于研究和分析地质地貌，提取相关信息，为以后进一步地质勘探和其它相关研究提供资料。根据国家标准，岩芯存放要求，每根岩芯外形尺寸每两根岩芯装在一个岩芯盒中，每盒岩芯重80公斤。岩芯盒通过托盘存放在自动化立体仓库中，每个托盘码放12盒岩芯重量近1000公斤。以前研究人员大多靠人工搬运岩芯盒，不仅操作者劳动强度大，而且效率低下、容易出错。

为了降低人工的劳动强度，提高工作效率，提高岩芯资料的管理水平，现有技术中，有采用机械手对岩芯盒进行搬运，机械手有如公告号为CN202321634U的中国实用新型专利公开的结构，包括机械手整体运动部分、岩芯盒抓取搬运部分及岩芯盒平移部分，整体运行部分包括行走减速电机，岩芯盒抓取搬运部分包括升降减速电机及抓手，行走减速电机的动力通过链传动实现机械手的前进、后退和左右转向，升降减速电机通过绞盘与动滑轮组成的滑轮组使岩芯盒抓手向下移动，卡住岩芯盒两端扣手，从而提升、脱离岩芯盒下面卡槽，将岩芯盒摆放到指定位置；平移装置用于进行岩芯盒之间的对位。该种结构的机械手的确能实现对岩芯盒的搬运、摆放、收起、码垛、对齐等机械化操作。但是，该机械手无法满足岩芯盒从托盘输送线到多条观察输送线的搬运、拆盘及码盘要求，无法完全实现岩芯盒拆盘、码盘无人操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种自动岩芯盒拆码盘系统，以满足岩芯盒从托盘输送线到多条观察输送线的搬运、拆盘及码盘功能，完全实现岩芯盒拆盘、码盘无人操作，进而有效降低操作者的劳动强度，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明的自动岩芯盒拆码盘系统，设置在岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线之间，所述岩芯盒托盘输送线输送通过托盘承载的多个岩芯盒，所述多个岩芯盒以N排×M层方式码放于所述托盘内。自动岩芯盒拆码盘系统包括轨道系统、搬运机械手以及控制装置。轨道系统包括轨道吊装架及轨道，轨道吊装架架设在岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线之间，轨道设置在轨道吊装架上且位于岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线上方。搬运机械手于拆盘时将托盘内以N排×M层方式码放的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯观察输送线上，于码盘时将岩芯观察输送线上的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯盒托盘输送线上的托盘内并以N排×M层方式码放。控制装置与所述搬运机械手连接。所述搬运机械手包括行走机构、抓取机构、水平横移机构以及竖直升降机构，行走机构具有沿所述轨道移动的车体；抓取机构设置在所述车体上，具有对岩芯盒进行抓夹或松夹的手爪；水平横移机构与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构相对所述车体沿一第一路径水平移动；竖直升降机构与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构相对所述车体沿一第二路径上下移动。所述控制装置包括水平位置检测开关、上下位置检测开关以及控制模块，所述水平位置检测开关设置在所述第一路径上；所述上下位置检测开关设置在所述第二路径上；所述控制模块与所述水平位置检测开关、上下位置检测开关及所述抓取机构连接，用于根据水平位置检测开关及上下位置检测开关反馈的信号控制所述抓取机构的运动。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述车体上设置有主动轮及从动轮，所述主动轮通过一传动系统与一行走驱动电机连接。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述抓取机构还包括抓取驱动电机、转动齿轮、第一齿条、第二齿条、第一齿条轴以及第二齿条轴。抓取驱动电机固定设置在一支架上；转动齿轮与所述抓取驱动电机连接；第一齿条与所述转动齿轮啮合；第二齿条与所述转动齿轮啮合且与所述第一齿条平行布置；第一齿条轴供所述第一齿条设置；第二齿条轴供所述第二齿条设置；所述手爪包括第一钩形爪部和第二钩形爪部，所述第一钩形爪部设置在第一齿条轴上且位于所述第一齿条轴的远离所述转动齿轮端，所述第二钩形爪部设置在第二齿条轴上且位于所述第二齿条轴的远离所述转动齿轮端，以在转动齿轮的转动线上相互平行的第一齿条和第二齿条拉动两侧的第一钩形爪部和第二钩形爪部反向运动实现对岩芯盒抓夹与松夹动作。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述抓取机构还包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑块以及第二滑块。第一滑轨设置在所述支架上；第二滑轨设置在所述支架上；第一滑块与所述第一钩形爪部固定连接且滑动设置在所述第一滑轨上；第二滑块与所述第二钩形爪部固定连接且滑动设置在所述第二滑轨上。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述抓取机构还包括有导向所述第一齿条轴和所述第二齿条轴的导向机构，所述导向机构包括设置在所述支架上的第一导套和第二导套，所述第一导套和所述第二导套分别位于所述转动齿轮两侧，所述第一齿条轴顺次穿过所述第二导套和第一导套后连接所述第一钩形爪部，所述第二齿条轴顺次穿过所述第一导套和第二导套后连接所述第二钩形爪部。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述竖直升降机构包括升降驱动电机、两个齿轮齿条副以及两个升降齿条轴。升降驱动电机固定设置在一机架上；两个齿轮齿条副分别与所述升降驱动电机连接且相对所述升降驱动电机对称设置，每一齿轮齿条副包括由所述升降驱动电机带动旋转的升降传动用齿轮及与所述升降传动用齿轮啮合的升降传动用齿条；两个升降齿条轴分别对应两个齿轮齿条副的其中之一供所述升降传动用齿条设置；所述支架固定在所述两个升降齿条轴的下端。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述竖直升降机构还包括垂直导向机构，所述两个升降齿条轴穿过所述垂直导向机构后与所述支架固定连接。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述水平横移机构包括横移驱动电机、横移传动用齿轮、横移传动用齿条以及横移直线导轨。横移驱动电机固定设置在所述机架上；横移传动用齿轮与所述横移驱动电机连接；横移传动用齿条与所述横移传动用齿轮啮合；横移直线导轨与所述横移传动用齿条平行设置；所述横移传动用齿条和所述横移直线导轨设置在所述车体上。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述第一钩形爪部和第二钩形爪部皆包括竖直部、与所述竖直部构成L形的水平部以及相对所述水平部弯折且弯折方向朝向所述竖直部的弯折部；所述弯折部于对岩芯盒进行抓夹时插入岩芯盒的扣手内。

上述的自动岩芯盒拆码盘系统，其中，所述轨道上设置有条码带，所述车体上设置有与所述条码带相对应的检测盒，所述条码带和检测盒分别与所述控制模块连接。

进一步地，本发明还提供一种岩芯盒拆盘方法，包括如下步骤：

S100：装载岩芯盒的托盘沿岩芯盒托盘输送线到达岩芯观察输送线的观察台前端后，搬运机械手沿轨道运行到托盘上方位置；

S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至托盘内的N排上的岩芯盒的正上方；

S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构取下托盘内的N排×M层上的岩芯盒；

S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据观察台的位置动作使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至观察台正上方，抓取机构微降后手爪松夹将岩芯盒放置在观察台上；

重复上述步骤S200—步骤S400，直到将托盘内的岩芯盒全部搬运至观察台上。

进一步地，本发明还提供一种岩芯盒码盘方法，包括如下步骤：

S100：岩芯观察输送线的观察台上最外侧的岩芯盒被输送到观察台前端位置处后，搬运机械手沿轨道运行到观察台上方位置；

S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至观察台前端位置处的岩芯盒的正上方；

S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构抓取观察台前端位置处的的岩芯盒；

S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据岩芯盒托盘输送线的位置动作，使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至岩芯盒托盘输送线的托盘正上方，控制模块计算此岩芯盒应码放在第几排第几层，并基于计算结果控制竖直升降机构及水平横移机构以使抓取机构的手爪将岩芯盒松夹到应码放的准确位置；

重复上述步骤S200—步骤S400，直到把观察台上的所有岩芯盒都码放到托盘上。

本发明的有益功效在于：当石油研究人员需要调取岩芯到观察台进行取样研究时，自动岩芯盒拆码盘系统可将岩芯盒托盘输送线输送来的多个岩芯盒分次拆盘有序的码放到观察台上；研究人员完成研究和取样后，自动岩芯盒拆码盘系统可将观察台上的多个岩芯盒自动码放到托盘上，再由岩芯盒托盘输送线将整盘岩芯盒输送到立体仓库中储存；从而能实现自动存取岩芯盒，替代研究人员人工搬运岩芯盒的劳动，满足了岩芯盒从托盘输送线到多条观察输送线的搬运、拆盘及码盘要求，完全实现了岩芯盒拆盘、码盘无人操作。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a为本发明的自动岩芯盒拆码盘系统的主视图；

图1b为本发明的自动岩芯盒拆码盘系统的俯视图；

图1c为本发明的自动岩芯盒拆码盘系统的侧视图；

图2为控制装置结构框图；

图3a为行走机构的主视图；

图3b为行走机构的俯视图；

图3c为行走机构的侧视图；

图4a为抓取机构的主视图；

图4b为抓取机构的俯视图；

图5a为水平横移机构及竖直升降机构的主视图；

图5b为水平横移机构及竖直升降机构的俯视图；

图5c为水平横移机构及竖直升降机构的侧视图。

其中，附图标记

100—自动岩芯盒拆码盘系统

110—轨道系统

111—轨道吊装架

112—轨道

120—搬运机械手

1210—行走机构

1211—车体

1212—主动轮

1213—从动轮

1214—传动系统

1215—行走驱动电机

1220—抓取机构

1221—抓取驱动电机

1222—转动齿轮

1223—第一齿条

1224—第二齿条

1225—第一齿条轴

1226—第二齿条轴

1227—手爪

12271—第一钩形爪部

122711—竖直部

122712—水平部

122713—弯折部

12272—第二钩形爪部

1228—第一滑轨

1229—第二滑轨

12210—第一滑块

12211—第二滑块

12212—第一导套

12213—第二导套

12214—支架

1230—水平横移机构

1231—横移驱动电机

1232—横移传动用齿轮

1233—横移传动用齿条

1234—横移直线导轨

1240—竖直升降机构

1241—升降驱动电机

1242—齿轮齿条副

1243—升降齿条轴

1244—垂直导向机构

125—机架

200—岩芯盒托盘输送线

300—岩芯观察输送线

41—托盘

42—岩芯盒

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

参阅图1a至图1c，如图所示，本发明的自动岩芯盒拆码盘系统100，设置在岩芯盒托盘输送线200及岩芯观察输送线300之间。岩芯盒托盘输送线200输送通过托盘41承载的多个岩芯盒42，多个岩芯盒42以N排×M层方式码放于托盘41内，图1c示出的托盘41内承载有12个岩芯盒，该12个岩芯盒以3排×4层方式码放，在实际应用中，岩芯盒的个数并不以此为局限。岩芯观察输送线300用于输送岩芯盒以方便研究人员取样研究。

自动岩芯盒拆码盘系统100包括轨道系统110、搬运机械手120以及控制装置130。轨道系统110包括轨道吊装架111及轨道112，轨道吊装架111架设在岩芯盒托盘输送线200及岩芯观察输送线300之间，轨道112设置在轨道吊装架111上且位于岩芯盒托盘输送线200及岩芯观察输送线300上方，较佳地，轨道112压装到由型钢组成的轨道吊装架111上，长度可为28米。搬运机械手120于拆盘时将托盘41内以N排×M层方式码放的多个岩芯盒42顺次搬运至岩芯观察输送线300上，于码盘时将岩芯观察输送线上300的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯盒托盘输送线200上的托盘41内并以N排×M层方式码放。控制装置130与搬运机械手120连接，以控制搬运机械手120的动作。

搬运机械手120包括行走机构1210、抓取机构1220、水平横移机构1230以及竖直升降机构1240，行走机构1210具有沿轨道112移动的车体1211（见图3b）；抓取机构1220设置在车体1211上，具有对岩芯盒进行抓夹或松夹的手爪1227（见图4a）；水平横移机构1230与抓取机构1220连接以带动抓取机构相对车体1211沿一第一路径水平移动（如图1b中Y轴指示的路径）；竖直升降机构1240与抓取机构1210连接以带动抓取机构相对车体1211沿一第二路径上下移动（图1c中Z轴指示的路径）。

结合参阅图2，控制装置130包括水平位置检测开关131、上下位置检测开关132以及控制模块133，水平位置检测开关131设置在第一路径上，拆盘时用于检测托盘内的岩芯盒所在排的位置，码盘时用于检测岩芯观察输送线300前端位置处的岩芯盒所在的水平位置；上下位置检测开关132设置在第二路径上，拆盘时用于检测托盘内的岩芯盒所在层的位置，码盘时用于检测岩芯观察输送线300前端位置处的岩芯盒所在的竖直位置；控制模块133与水平位置检测开关131、上下位置检测开关132及抓取机构1220连接，用于根据水平位置检测开关及上下位置检测开关反馈的信号控制抓取机构的运动。进一步地，控制装置130还包括条码带135和检测盒134，条码带135设置在轨道112上，检测盒134设置在车体1211上，该检测盒134与条码带135相对应，以检测车体1211在轨道112上的位置，条码带135和检测盒134分别与控制模块133连接，以在控制模块133接到指令需要拆盘或码盘时，控制搬运机械手120在轨道112上沿着X轴方向移动。

参阅图3a至图3c，行走机构1210还包括主动轮1212、从动轮1213、传动系统1214和与行走驱动电机1215。主动轮1212和从动轮1213设置在车体1211上，主动轮1212通过传动系统1214与行走驱动电机1215连接，这样，通过行走驱动电机1215能驱动车体1211在轨道112上沿着X轴方向移动。

参阅图4a及图4b，抓取机构1220除包括手爪1227外，还包括抓取驱动电机1221、转动齿轮1222、第一齿条1223、第二齿条1224、第一齿条轴1225以及第二齿条轴1226。抓取驱动电机1221固定设置在支架12214上；转动齿轮1222与抓取驱动电机1221连接；第一齿条1223与转动齿轮1222啮合；第二齿条1224与转动齿轮1222啮合且与第一齿条1223平行布置；第一齿条轴1225供所述第一齿条1223设置；第二齿条轴1226供所述第二齿条1224设置；手爪1227包括第一钩形爪部12271和第二钩形爪部12272，第一钩形爪部12271设置在第一齿条轴1225上且位于第一齿条轴的远离转动齿轮端，第二钩形爪部12272设置在第二齿条轴1226上且位于第二齿条轴的远离转动齿轮端，通过这样的设置，在转动齿轮1222的转动线上相互平行的第一齿条1223和第二齿条1224拉动两侧的第一钩形爪部12271和第二钩形爪部12272反向运动即可实现对岩芯盒42抓夹与松夹动作，第一钩形爪部12271和第二钩形爪部12272具有相同的结构，以第一钩形爪部12271为例，第一钩形爪部12271包括竖直部122711、与竖直部构成L形的水平部122712以及相对水平部弯折且弯折方向朝向竖直部的弯折部122713，弯折部122713于对岩芯盒42进行抓夹时插入岩芯盒的扣手内。如图4b所示，当转动齿轮1222在抓取驱动电机1221带动下顺时针转动时，实现对岩芯盒42抓夹；当转动齿轮1222在抓取驱动电机1221带动下逆时针转动时，实现对岩芯盒42松夹。较佳地，抓取机构1220还包括第一滑轨1228、第二滑轨1229、第一滑块12210以及第二滑块12212，第一滑轨1228设置在支架12214上；第二滑轨1229设置在支架12214上；第一滑块12210与第一钩形爪部12271固定连接且滑动设置在第一滑轨1228上；第二滑块12211与第二钩形爪部12272固定连接且滑动设置在第二滑轨1229上。

为了保证手爪平稳抓夹及松夹，抓取机构1220还包括有导向第一齿条轴1225和第二齿条轴1226的导向机构，导向机构包括设置在支架12214上的第一导套12212和第二导套12213，第一导套12212和第二导套12213分别位于转动齿轮1222两侧，第一齿条轴1225顺次穿过第二导套12213和第一导套12212后连接第一钩形爪部12271，第二齿条轴1226顺次穿过第一导套12212和第二导套12213后连接第二钩形爪部12272。

从上述结构可以看出，抓取机构1220的传动原理为减速电机上的齿轮转动带动平行布置的两个齿条，在齿轮转动线两平行齿条拉动两侧钩形爪部反向运动，从而实现手爪对岩芯盒抓夹与松夹动作。导向机构可为直线导轨，且装在手爪上的滑块12210、12211与装在支架12214上的滑轨1228、1229亦能起起导向及支撑作用。还可于X1轴方向设置检测开关（图中未示出），抓取机构1220可根据该X1轴方向设置的检测开关反馈的信号自动调整手爪间距，保证手爪能够通过岩芯盒并可夹紧岩芯盒边缘。抓取驱动电机1221可采用伺服控制，以提高定位精度。

参阅图5a至图5c，竖直升降机构1240包括升降驱动电机1241、两个齿轮齿条副1242以及两个升降齿条轴1243。升降驱动电机1241固定设置在机架125上；两个齿轮齿条副1242分别与升降驱动电机1241连接且相对升降驱动电机对称设置，每一齿轮齿条副1242包括由升降驱动电机带动旋转的升降传动用齿轮及与升降传动用齿轮啮合的升降传动用齿条；两个升降齿条轴1243分别对应两个齿轮齿条副的其中之一供升降传动用齿条设置；支架12214固定在两个升降齿条轴1243的下端。竖直升降机构1240还包括垂直导向机构1244，两个升降齿条轴1243穿过垂直导向机构后与支架12214固定连接。竖直升降机构1240带动抓取机构1220实现岩芯盒抓取后实现Z轴向垂直提升动作，竖直升降机构1240可采用减速制动电机（即升降驱动电机1241）驱动齿轮齿条副1242。Z轴方向行程可为0.65米，最大速度可为20米/分钟，最大提升重量可为100KG，电机采用伺服电机。还可在Z轴移动路径上设置上下位置检测开关132，用于检测下方托盘上每层岩芯盒的位置，当检测上下位置检测开关132检测到岩芯盒位置后，通过抓取机构1220把岩芯夹紧，提升至原始高度。

水平横移机构1230和竖直升降机构1240装在同一机架（即，机架125上）上，其包括横移驱动电机1231、横移传动用齿轮1232、横移传动用齿条1233以及横移直线导轨1234。横移驱动电机1231固定设置在机架125上；横移传动用齿轮1232与横移驱动电机1231连接；横移传动用齿条1233与横移传动用齿轮1232啮合；横移直线导轨1234与横移传动用齿条1233平行设置；横移传动用齿条1233和横移直线导轨1234设置在车体1211上（见图3b）。也就是说，水平横移机构通过两套直线导轨运动副实现在Y轴方向的水平移动，传动方式采用齿轮齿条传动，移动行程可达1.14米。在水平横移机构1230的Y轴移动路径上设置水平位置检测开关131，用于检测下方托盘上每排岩芯盒的位置，当水平位置检测开关131检测到岩芯盒位置后，通过升降驱动电机1241沿Z向升降，将夹紧后的岩芯盒提升。

本发明的全自动岩芯盒拆码盘系统拆盘工作过程如下：

步骤S100：装载岩芯盒的托盘沿岩芯盒托盘输送线到达岩芯观察输送线的观察台前端后，搬运机械手沿轨道运行到托盘上方位置。在该步骤中，当装载岩芯盒的托盘在岩芯盒托盘输送线200输送下即将到达岩芯观察输送线300时，可判断岩芯观察输送线300上是否允许放置岩芯盒，若允许放置则进行步骤S200。

步骤S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至托盘内的N排上的岩芯盒的正上方。

步骤S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构取下托盘内的N排×M层上的岩芯盒。

步骤S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据观察台的位置动作使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至观察台正上方，抓取机构微降后手爪松夹将岩芯盒放置在观察台上。在该步骤中，手爪夹住岩芯盒后，Z轴方向的伺服电机（升降驱动电机1241）动作提高到一安全位置，控制装置根据岩芯观察输送线300的前端位置，启动横移驱动电机1231使得抓取机构定位在岩芯观察输送线300的前端位置上方，升降驱动电机1241动作使抓取机构微降以利于手爪脱离开岩芯盒（具体来说是弯折部122713脱离岩芯盒的扣手），然后抓取驱动电机1221动作手爪松夹，岩芯盒被输送到岩芯观察输送线300的观察台后端。

重复上述步骤S200-步骤S400，直到托盘内的岩芯盒全部搬运至观察台上。

上述步骤S200和步骤S300可以同时进行，也就是说，当装载岩芯盒的托盘停稳后，可启动X轴、Y轴和Z轴方向的伺服电机（即行走驱动电机1215、横移驱动电机1231和升降驱动电机1241），并根据岩芯盒型号来控制手爪的开度，再通过伺服控制器控制各个轴的动作幅度，使得手爪精确定位在要抓取的岩芯盒的合适位置，启动抓取驱动电机1221以使手爪夹住岩芯盒。

本发明的全自动岩芯盒拆码盘系统码盘工作过程如下：

步骤S100：岩芯观察输送线的观察台上最外侧的岩芯盒被输送到观察台前端位置处后，搬运机械手沿轨道运行到观察台上方位置；

S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至观察台前端位置处的岩芯盒的正上方；

S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构抓取观察台前端位置处的的岩芯盒；

S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据岩芯盒托盘输送线的位置动作，使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至岩芯盒托盘输送线的托盘正上方，控制模块计算此岩芯盒应码放在第几排第几层，并基于计算结果控制竖直升降机构及水平横移机构以使抓取机构的手爪将岩芯盒松夹到应码放的准确位置重复上述步骤S200至到步骤S400，直到把观察台上的所有岩芯盒都码放到托盘上，托盘被输送入高架立体仓库存放。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种自动岩芯盒拆码盘系统，设置在岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线之间，所述岩芯盒托盘输送线输送通过托盘承载的多个岩芯盒，所述多个岩芯盒以N排×M层方式码放于所述托盘内，其特征在于，包括：

轨道系统，所述轨道系统包括轨道吊装架及轨道，轨道吊装架架设在岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线之间，轨道设置在轨道吊装架上且位于岩芯盒托盘输送线及岩芯观察输送线上方；

搬运机械手，于拆盘时将托盘内以N排×M层方式码放的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯观察输送线上，于码盘时将岩芯观察输送线上的多个岩芯盒顺次搬运至岩芯盒托盘输送线上的托盘内并以N排×M层方式码放；以及

控制装置，与所述搬运机械手连接；

其中，

所述搬运机械手包括：

行走机构，具有沿所述轨道移动的车体；

抓取机构，设置在所述车体上，具有对岩芯盒进行抓夹或松夹的手爪；

水平横移机构，与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构相对所述车体沿一第一路径水平移动；以及

竖直升降机构，与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构相对所述车体沿一第二路径上下移动；

所述控制装置包括水平位置检测开关、上下位置检测开关以及控制模块，所述水平位置检测开关设置在所述第一路径上；所述上下位置检测开关设置在所述第二路径上；所述控制模块与所述水平位置检测开关、上下位置检测开关及所述抓取机构连接，用于根据水平位置检测开关及上下位置检测开关反馈的信号控制所述抓取机构的运动。

2.根据权利要求1所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述车体上设置有主动轮及从动轮，所述主动轮通过一传动系统与一行走驱动电机连接。

3.根据权利要求1所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述抓取机构还包括：

抓取驱动电机，固定设置在一支架上；

与所述抓取驱动电机连接的转动齿轮；

第一齿条，与所述转动齿轮啮合；

第二齿条，与所述转动齿轮啮合且与所述第一齿条平行布置；

第一齿条轴，供所述第一齿条设置；以及

第二齿条轴，供所述第二齿条设置；

其中，所述手爪包括第一钩形爪部和第二钩形爪部，所述第一钩形爪部设置在第一齿条轴上且位于所述第一齿条轴的远离所述转动齿轮端，所述第二钩形爪部设置在第二齿条轴上且位于所述第二齿条轴的远离所述转动齿轮端，以在转动齿轮的转动线上相互平行的第一齿条和第二齿条拉动两侧的第一钩形爪部和第二钩形爪部反向运动实现对岩芯盒抓夹与松夹动作。

4.根据权利要求3所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述抓取机构还包括：

第一滑轨，设置在所述支架上；

第二滑轨，设置在所述支架上；

第一滑块，与所述第一钩形爪部固定连接且滑动设置在所述第一滑轨上；以及

第二滑块，与所述第二钩形爪部固定连接且滑动设置在所述第二滑轨上。

5.根据权利要求3所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述抓取机构还包括有导向所述第一齿条轴和所述第二齿条轴的导向机构，所述导向机构包括：

第一导套，设置在所述支架上；

第二导套，设置在所述支架上；

其中，所述第一导套和所述第二导套分别位于所述转动齿轮两侧，所述第一齿条轴顺次穿过所述第二导套和第一导套后连接所述第一钩形爪部，所述第二齿条轴顺次穿过所述第一导套和第二导套后连接所述第二钩形爪部。

6.根据权利要求3所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述竖直升降机构包括：

升降驱动电机，固定设置在一机架上；

两个齿轮齿条副，分别与所述升降驱动电机连接且相对所述升降驱动电机对称设置，每一齿轮齿条副包括由所述升降驱动电机带动旋转的升降传动用齿轮及与所述升降传动用齿轮啮合的升降传动用齿条；以及

两个升降齿条轴，分别对应两个齿轮齿条副的其中之一供所述升降传动用齿条设置；

其中，所述支架固定在所述两个升降齿条轴的下端。

7.根据权利要求6所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述竖直升降机构还包括垂直导向机构，所述两个升降齿条轴穿过所述垂直导向机构后与所述支架固定连接。

8.根据权利要求6所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述水平横移机构包括：

横移驱动电机，固定设置在所述机架上；

横移传动用齿轮，与所述横移驱动电机连接；

横移传动用齿条，与所述横移传动用齿轮啮合；以及

横移直线导轨，与所述横移传动用齿条平行设置；

其中，所述横移传动用齿条和所述横移直线导轨设置在所述车体上。

9.根据权利要求4所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述第一钩形爪部和第二钩形爪部皆包括：

竖直部；

与所述竖直部构成L形的水平部；以及

相对所述水平部弯折且弯折方向朝向所述竖直部的弯折部；

其中，所述弯折部于对岩芯盒进行抓夹时插入岩芯盒的扣手内。

10.根据权利要求1所述的自动岩芯盒拆码盘系统，其特征在于，所述轨道上设置有条码带，所述车体上设置有与所述条码带相对应的检测盒，所述条码带和检测盒分别与所述控制模块连接。

11.一种采用如权利要求1所述自动岩芯盒拆码盘系统进行岩芯盒拆盘的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：装载岩芯盒的托盘沿岩芯盒托盘输送线到达岩芯观察输送线的观察台前端后，搬运机械手沿轨道运行到托盘上方位置；

S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至托盘内的N排上的岩芯盒的正上方；

S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构取下托盘内的N排×M层上的岩芯盒；

S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据观察台的位置动作使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至观察台正上方，抓取机构微降后手爪松夹将岩芯盒放置在观察台上；

重复上述步骤S200—步骤S400，直到将托盘内的岩芯盒全部搬运至观察台上。

12.一种采用如权利要求1所述自动岩芯盒拆码盘系统进行岩芯盒码盘的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：岩芯观察输送线的一观察台上最外侧的岩芯盒被输送到观察台前端位置处后，控制模块控制搬运机械手沿轨道运行到观察台上方位置；

S200：控制模块基于水平位置检测开关反馈的信号控制水平横移机构动作，以使抓取机构运动至观察台前端位置处的岩芯盒的正上方；

S300：控制模块基于上下位置检测开关反馈的信号控制竖直升降机构动作以使抓取机构抓取观察台前端位置处的的岩芯盒；

S400：竖直升降机构动作提升抓夹有岩芯盒的抓取机构至一安全位置后，所述水平横移机构根据岩芯盒托盘输送线的位置动作，使抓夹有岩芯盒的抓取机构运行至岩芯盒托盘输送线的托盘正上方，控制模块计算此岩芯盒应码放在第几排第几层，并基于计算结果控制竖直升降机构及水平横移机构以使抓取机构的手爪将岩芯盒松夹到应码放的准确位置；

重复上述步骤S200—步骤S400，直到把观察台上的所有岩芯盒都码放到托盘上。