CN107161731B - 装载设备以及装载物料的方法 - Google Patents

Abstract

一种装载设备，包括：入料输送设备（1），第一输送设备（3），计数设备，改向限位装置（4），第二输送设备（6），第三输送设备（7），速度传感器，光电传感器，弹性连接件，控制第二输送设备（6）旋转的第一伺服电机以及控制第三输送设备（7）旋转的第二伺服电机；以及控制器。还涉及一种装载方法。本发明自动化程度高，物料摆放整齐，对物料造成的冲击小。

Description

装载设备以及装载物料的方法

技术领域

本发明涉及一种装载设备和以及一种装载物料的方法。

背景技术

背景技术：众所周知，现有袋状物的装载方式，一般都是通过固定的溜槽或者通过多台套设备的组合，搬运到车箱一角，最后用人工通过抬，肩扛堆放到车厢内各个角落。但是这种方法存在以下问题：

1．人工的劳动强度大。一般情况下袋装物料的产量较高，以水泥举例，每袋水泥自重50KG，理论产量达120T/h，实际装车月80T/h（减去车辆停靠和其它准备时间）。这就需要人工连续不停的高强度工作。

2．人工效率低下。人工的装车速度达不到理论设计的上限，并且受到休息等其它因素的干扰，效率很低，而且人工无法24小时不休息地工作。

3．环保问题。特别是粉尘类袋装物料，人工装车落点高，造成较大的扬尘。

4.破袋率问题。由于人工装车的落点高，造成破袋率较高。

5.物料摆放规整度。人工摆放受人为因素影响较大。规整度不高，装载能力也受到影响。

本发明的目标是提供一种装载设备，能够克服以上提到的缺陷。

本发明还提供一种使用这种装载设备进行物料装载的方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，涉及一种装载设备，包括：入料输送设备，用于输送物料；第一输送设备，包括第一端部和第二端部，其中第一端部与入料输送设备相连接；计数设备，设置于入料输送设备与第一输送设备之间，用于记录输送物料的数量；改向限位装置，设置于第一输送设备上，对物料的传输方向进行控制；第二输送设备，为双层输送设备，并且包括第一端部和第二端部，其中第二输送设备的第一端部与第一输送设备的第二端部相连接，并且第二输送设备可以相对于第一输送设备绕着第一轴线进行旋转；第三输送设备，为双层输送设备，并且包括第一端部和第二端部，其中第三输送设备的第一端部与第二输送设备的第二端部相连接，并且第三输送设备可以相对于第二输送设备绕着第二轴线进行旋转；多个速度传感器，分别设置于第一输送设备、第二输送设备以及第三输送设备上，用于检测第一输送设备、第二输送设备以及第三输送设备的输送速度；多个光电传感器，分别设置于第一输送设备、第二输送设备以及第三输送设备的第二端部附近，用于检测物料与第一输送设备、第二输送设备以及第三输送设备的第二端部之间的距离；多个弹性连接件，分别设置于入料输送设备与第一输送设备之间、第一输送设备与第二输送设备之间、以及第二输送设备与第三输送设备之间；控制第二输送设备旋转的第一伺服电机以及控制第三输送设备旋转的第二伺服电机；以及控制器，接收来自于计数设备、速度传感器、以及光电传感器的信号，该控制器还保存有车厢深度、物料袋高度的数据，该控制器根据检测到的信号以及保存的数据，通过控制算法来控制第一输送设备、第二输送设备、第三输送设备的输送速度以及第二输送设备和第三输送设备的旋转角度，此外，在计数数量超过预定数值的情况下、或者输送设备的输送速度超过预定数值的情况下，所述控制器发送紧急指令，使装载设备停止工作。

根据本发明的另一个方面，改向限位装置包括：第一限位板、第二限位板和托板，其中第一限位板和第二限位板平行设置，托板设在第一限位板与第二限位板之间，所述托板、第一限位板和第二限位板之间构成一个容纳空间。

根据本发明的另一个方面，改向限位装置还包括：限位板调节机构，通过该限位板调节机构可以调节所述第一限位板和第二限位板之间的距离，从而使得改向限位装置能够适应不同大小物料的输送。

根据本发明的另一个方面，还包括设置于第二输送设备上的横移设备，其中该横移设备包括改向轮、链条、张紧轮、驱动轮、以及电机。

根据本发明的另一个方面，改向限位装置还包括前旋转支架、后旋转支架、以及后旋转座，所述前旋转支架和后旋转支架分别与所述第一限位板及第二限位板相连接，后旋转座与后旋转支架以可旋转的方式连接。

根据本发明的另一个方面，当计数设备记录达到预定数目的时候，控制器向改向限位装置发出指令，以控制物料的输送方向。

根据本发明的另一个方面，弹性连接件为刚度可调的弹性锥套。

根据本发明的另一个方面，装载设备还包括设置于第二输送设备上的提升设备，该提升设备包括提升电机、提升轮以及提升带。

根据本发明的另一个方面，第一输送设备、第二输送设备和第三输送设备均为皮带式输送设备或者滚筒式输送设备，优选地，第二输送设备和第三输送设备为双层滚筒式输送设备。

根据本发明的另一个方面，涉及一种装载物料的方法，具体步骤如下：

1.物料被输送到入料输送设备；

2.物料由入料输送设备输送到第一输送设备上；

3.第一输送设备输送物料通过改向限位装置，然后将物料输送到第二输送设备；

4.控制器控制第一伺服电机的输出，从而控制第二输送设备向下倾斜，使物料向斜下方向输送；

5.控制器控制第二伺服电机的输出，从而控制第三输送设备的倾斜角度，使物料自由落在车厢中；

当袋装物料堆叠高度将要超过车厢深度的时候，控制器发出指令，控制横移设备以及提升设备，从而将物料堆叠到车厢中的其它位置。

由此可见，本发明提供了一种输送设备可以旋转的装载设备，相比以往物料被直接放置于车厢中，本发明中的输送装置可以更加灵活地输送和放置物料。而且通过多种传感器的共同作用，可以选择合适的输送速度，物料放置精度也有提高。通过本发明的装载设备和装载方法，使得物料装载的自动化程度大大提高，降低了工人的劳动强度，同时大大提高了物料摆放的整齐度，减小了摆放过程中物料受到的冲击。

附图说明

本文中所描述的附图仅出于说明选定实施例、而非所有可能的实施方式的目的，且并不旨在限制本发明的范围。

图1是根据本发明原理的装载设备的正视图；

图2是根据本发明原理的装载设备的俯视图；

图3是根据本发明原理的入料输送设备的透视图；

图4是根据本发明原理的第一输送设备的透视图；

图5是根据本发明原理的第二输送设备和第三输送设备的透视图，其中为皮带输送；

图6是根据本发明原理的第二输送设备和第三输送设备的透视图，其中为滚筒输送；

图7是根据本发明原理的改向限位装置的一部分的透视图

图8是根据本发明原理的横移设备的透视图；以及

图9是根据本发明原理的提升设备的透视图。

在附图的全部几个视图中，对应的附图标记表示对应的部件。

具体实施方式

参考附图对示例性实施例进行更加全面的描述。

如图1-2所示，显示出根据一个实施例的装载设备的正视图和俯视图，装载设备主要包括入料输送设备1（如图3所示）、第一输送设备3（如图4所示）、第二输送设备6（如图5所示）、第三输送设备7（如图5所示）、以及改向限位装置4。袋装物料2（例如水泥袋、食品袋、沙袋等）被首先放置到入料输送设备1上。入料输送设备1连接第一输送设备3的一个端部。第一输送设备3和第二输送设备6以及后面提到的第三输送设备均包括两个端部，其中附图所示靠近左方的端部为第一端部以及靠近右方端部的为第二端部，第一输送设备3的第一端部与入料输送设备1的第二端部相连接；第二输送设备6的第一端部与第一输送设备3的第二端部相连接，第三输送设备7的第一端部与第二输送设备6的第二端部相连接。第一输送设备3、第二输送设备6和第三输送设备7可以为皮带式输送设备。其中第二输送设备6和第三输送设备7为双层输送设备，这样在旋转时物料不会掉落（后面会提到如何旋转）。可选择地，根据输送物料的类型，第一输送设备3、第二输送设备6和第三输送设备7也可以为滚筒式输送设备。优选地，第二输送设备6和第三输送设备7为双层滚筒式输送设备（如图6所示）。

在入料输送设备1与第一输送设备3之间设置有计数设备，用于记录通过入料输送设备1的物料2的数量。计数设备采用单片机（可选择地DSP也可以）控制，具有数码开关设定和高亮度LED显示屏，通过单片机控制计数设备的开关、清零、存储等，物料计数可以通过LED显示屏显示，或者通过无线通信模块传送给控制器或者操作人员。物料计数达到设定值之后，计数设备输出闪烁报警信号同时向单片机输出开关控制信号。通常地，计数设备额定电源电压为220V，工作电压范围为额定电压85-110%，计数输入方式为光电输入或者接近开关输入，电源功耗为25W，工作环境温度为-10到+50摄氏度，复零方式为手动或自动复零。计数设备可以完成单包计数和连包计数。单包计数可自动吸收物料袋上和输送设备上的干扰脉冲达到准确计数。而通过设定单包的正常参数，连包时可根据单包的正常参数智能识别出连包数。当计数设备检测到感应头状态异常，或者连包数超过预定数值（例如10包）的时候，则输出一组继电器开关信号报警。

改向限位装置4设置于第一输送设备3上，对物料2的输送方向进行控制。改向限位装置4包括：第一限位板、第二限位板和托板，第一限位板和第二限位板平行设置，托板设在第一限位板与第二限位板之间，托板、第一限位板和第二限位板之间构成一个可以容纳物料的空间。被运送的物料在通过改向限位装置4的时候，输送方向能够被改变。此外，改向限位装置4还包括限位板调节机构，通过限位板调节机构可以调节第一限位板和第二限位板之间的距离，从而使改向限位机构能够适应不同大小物料袋的输送。如图7所示，改向限位装置还包括前旋转支架403、后旋转支架402、以及后旋转座401，所述前、后旋转支架403，402与第一、第二限位板相连接，后旋转座401与后旋转支架402以可旋转的方式连接，这种机构设计使得改向限位装置4的调节更加灵活可靠。

第二输送设备6与第一输送设备3之间连接方式为可旋转地连接，第二输送设备6和第三输送设备7之间的连接方式也为可旋转地连接，非限制性地包括：圆管连接、插座连接等。旋转角度由伺服电机控制。伺服电机接收控制信号，精确地控制第二输送设备6和第三输送设备7的旋转角度。

第一输送设备3、第二输送设备6以及第三输送设备7上还设置有多个速度传感器，用于检测第一输送设备3、第二输送设备6以及第三输送设备7的输送速度。第一输送设备3、第二输送设备6以及第三输送设备7靠近附图右侧的端部附近有多个光电传感器，用于检测物料2与输送设备端部的距离。可以理解的是，在简单的情况下，输送设备的速度可以设定为恒定速度。优选地，控制器可以控制输送设备的速度，使其输送效率得到提高。可选择地，光电传感器可替换为激光传感器或者其它类似的传感器。

入料输送设备1与第一输送设备3、第一输送设备3与第二输送设备6、以及第二输送设备6与第三输送设备7之间设置有弹性连接件。作为一个示例，弹性连接件为刚度可调的弹性锥套。作为另一个示例，弹性连接件包括弹性弯曲的主体部和刚性的中间件。弹性弯曲的主体部由弹性体例如橡胶构成。刚性的中间件是由金属或塑料构成的板状件。弹性连接件可以缓冲物料对输送设备的冲击，使得输送设备的运行更加平稳。可以理解的是，输送设备之间也可以采用刚性连接。

装载设备在还设有控制器，控制器可以设在装载设备附近，也可以设置在远处的机房内，通过无线通信手段与装载设备相互通信。控制器接收计数设备、速度传感器、以及光电传感器发送的信号，然后对这些信号进行处理，得到装载设备的工作数据。控制器还保存有车厢深度、物料袋高度等数据，控制器根据检测到的工作数据以及保存的数据，通过预先设计的控制算法来控制第一输送设备3、第二输送设备6、第三输送设备7的输送速度，以及向控制第二输送设备6和第三输送设备7的旋转的伺服电机发送控制信号，使得第二输送设备6、第三输送设备7按照需要进行旋转。

如图8所示，装载设备还包括设置于第二输送设备6上的横移设备5，其中该横移设备5包括改向轮501、链条502、张紧轮503、驱动轮504、以及电机505。横移设备的作用是可以使第二输送设备6沿着B向（参见图2）左右运动，从而改变输送物料的方向。

如图9所示，装载设备还包括设置于第二输送设备6上的提升设备9，该提升设备9包括提升电机601、提升轮602以及提升带603。

根据本发明的另一个实施例，当出现意外的情况，控制器发出紧急指令，使装载设备停止工作。这些意外的情况包括如下：计数设备计数达到预定数目、探测到超过预定数目的连包数量、输送设备的速度异常、物料与输送设备端部的距离异常等。可以理解的是，还包含其它没有列举的意外情况。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种装载物料的方法，具体步骤如下：

1.物料2被输送到入料输送设备1；

2.物料2由入料输送设备1输送到第一输送设备3上；

3.第一输送设备3输送物料2通过改向限位装置4，然后将物料2输送到第二输送设备6；

4.控制器控制第一伺服电机的输出，从而控制第二输送设备6向下倾斜的角度，使物料2向斜下方向输送；

5.控制器控制第二伺服电机的输出，从而控制第三输送设备7的倾斜角度，使物料2自由落在车厢8中；

当袋装物料堆叠高度将要超过车厢深度的时候，控制器发出指令，控制横移设备5以及提升设备9，从而将物料2堆叠到车厢8中的其它位置。

在步骤3中，根据不同体积的物料袋，控制改向限位装置4的限位板之间的距离。

在步骤4和步骤5中，第一输送设备6和第二输送设备7的旋转角度是相关联的，并且随着物料摆放位置的不同而发生变化，总之目的是让物料整齐平稳地摆放到车厢8中。

以上，提供多个示例性实施例，使得本发明将是详尽的，并将充分地将该范围传达到本领域技术人员。提出了多个具体细节，例如特定部件、装置和方法的示例，以提供对于本发明的实施例的全面理解。本领域技术人员将明白的是，无需采用具体细节，多个示例性实施例可以多种不同的形式予以具体体现，以及上述任何情形均不应被解释为限制本发明的范围。在一些示例性实施例中，并未详细地描述众所周知的过程、众所周知的装置结构及众所周知的技术。

本文中所使用的术语仅出于描述具体的示例性实施例的目的，并不旨在是限制性的。如本文所使用的那样，单数形式“一个”、“一种”和“该”可旨在包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”都是包含性的，并且因此表明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文所述的方法步骤、过程和操作并不被解释为必然要求以所讨论或示出的具体顺序加以执行，除非特别指出按照顺序执行。同样将理解的是，可采用附加或替代步骤。

已经提供了各实施方式的前述说明以用于示意和描述。它不旨在为穷举或限制本公开。特定实施方式的单独的元件或特征大体上不限于该特定实施方式，而是在可适用的情况下，即使未具体示出或描述，也可互换并且能够用于所选择的实施方式中。同样也可以以许多方式改变。这些变化不被认为是偏离于本公开，并且所有这些变型旨在认为是包括在本公开的范围内。

Claims (3)

1.一种装载设备，包括：

入料输送设备（1），用于输送物料（2）；

第一输送设备（3），包括第一端部和第二端部，其中第一端部与入料输送设备（1）相连接；

计数设备，用于记录输送物料（2）的数量；

改向限位装置（4），设置于第一输送设备（1）上，对物料（2）的输送方向进行控制；

第二输送设备（6），为双层输送设备，包括第一端部和第二端部，其中第二输送设备（6）的第一端部与第一输送设备（3）的第二端部相连接，并且第二输送设备（6）可以相对于第一输送设备（3）绕着第一轴线（I）进行旋转；

第三输送设备（7），为双层输送设备，包括第一端部和第二端部，其中第三输送设备（7）的第一端部与第二输送设备（6）的第二端部相连接，并且第三输送设备（7）可以相对于第二输送设备（6）绕着第二轴线（II）进行旋转；多个速度传感器，分别设置于第一输送设备（3）、第二输送设备（6）以及第三输送设备（7）上，用于检测第一输送设备（3）、第二输送设备（6）以及第三输送设备（7）的输送速度；多个光电传感器，分别设置于第一输送设备（3）、第二输送设备（6 ）以及第三输送设备（7）的第二端部附近，用于检测物料（2）与第一输送设备（3）、第二输送设备（6）以及第三输送设备（7）的第二端部之间的距离；

多个弹性连接件，分别设置于入料输送设备（1）与第一输送设备（3）之间、第一输送设备（3）与第二输送设备（6）之间、以及第二输送设备（6）与第三输送设备（7）之间；

控制第二输送设备（6）旋转的第一伺服电机以及控制第三输送设备（7）旋转的第二伺服电机；以及控制器，接收来自于计数设备、速度传感器、以及光电传感器的信号，该控制器还保存有车厢深度、物料袋高度的数据，该控制器根据检测到的信号以及保存的数据，通过控制算法来控制第二输送设备（6）和第三输送设备（7）的旋转角度，此外，在计数数量超过预定数值的情况下、或者输送设备的输送速度超过预定数值的情况下，所述控制器发送紧急指令，使装载设备停止工作，改向限位装置（4）包括：第一限位板、第二限位板和托板，其中第一限位板和第二限位板平行设置，托板设在第一限位板与第二限位板之间，所述托板、第一限位板和第二限位板之间构成容纳空间，其中改向限位装置（4）还包括：限位板调节机构，通过该限位板调节机构可以调节所述第一限位板和第二限位板之间的距离，从而使得改向限位装置（4）能够适应不同大小物料的输送，该装载设备还包括设置于第二输送设备（6）上的横移设备（5），其中该横移设备（5）包括改向轮（501）、链条（502）、张紧轮（503）、驱动轮（504）、以及电机（505），其中改向限位装置（4）还包括前旋转支架（403）、后旋转支架（402）、以及后旋转座（401），所述前旋转支架（403）和后旋转支架（402）分别与所述第一限位板及第二限位板相连接，所述后旋转座（401）与后旋转支架（402）以可旋转的方式连接，其中当计数设备记录达到预定数目的时候，控制器向改向限位装置（4）发出指令，以控制物料（2）的输送方向，其中弹性连接件为刚度可调的弹性锥套，其中装载设备还包括设置于第二输送设备（6）上的提升设备（9），该提升设备（9）包括提升电机（601）、提升轮（602）以及提升带（603），其中第一输送设备（3）、第二输送设备（6）和第三输送设备（7）均为皮带式输送设备或者滚筒式输送设备。

2.根据权利要求1所述的一种装载设备，其特征在于：第二输送设备（6）和第三输送设备（7）为双层滚筒式输送设备。

3.一种装载物料（2）的方法，使用如权利要求1所述的装载设备，具体步骤如下：

1）物料（2）被输送到入料输送设备（1）；

2）物料（2）由入料输送设备（1）输送到第一输送设备（3）上；

3）第一输送设备（3）输送物料（2）通过改向限位装置（4），调整方向后将物料（2）输送到第二输送设备（6）；

4）控制器控制第一伺服电机的输出，从而控制第二输送设备（6）向下倾斜的角度，使物料（2）向斜下方向输送；

5）控制器控制第二伺服电机的输出，从而控制第三输送设备（7）的倾斜角度，使物料（2）自由落在车厢（8）中；

当物料的堆叠高度将要超过车厢深度的时候，控制器发出指令，控制横移设备（5）以及提升设备（9），从而将物料（2）堆叠到车厢（8）中的其它位置。