CN107285055A - 一种自适应抓手式的卸料装置及卸料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吨袋卸料装置结构技术领域，具体地指一种自适应抓手式的卸料装置及卸料方法。包括机架；机架上设置有用于容纳吨袋的翻转框架；所述的翻转框架为可旋转地铰接连接于机架上具有至少一个开口的框架结构，还包括对吨袋进行固定的固定装置；固定装置包括吨袋侧壁固定装置和吨袋底部固定装置；吨袋侧部固定装置包括设置于翻转框架内侧的至少一对的多对相对布置的侧部吸盘；吨袋底部固定装置包括设置于翻转框架底部两侧的至少一对的多对用于夹持吨袋底部的抓手装置。本发明结构简单，操作方便，能够快速将吨袋内物料倾泻完全，且不会造成吨袋的损坏，便于吨袋收集和循环利用，大幅度降低了卸料的难度，具有极大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及吨袋卸料装置结构技术领域，具体地指一种自适应抓手式的卸料装置及卸料方法。
背景技术
目前，在化工、水泥、粮谷、矿产品等行业领域中，大多数企业的对大型袋装的物料进行卸料时，是采用人工或者半自动的卸料方式，即用刀片直接划破袋子卸料或者采用底部带有小口的吨袋进行卸料，或底部采用吸附装置吸住吨袋进行翻转卸料，而这些卸料方式存在废袋率高、劳动强度高、卸料率低、残余料高以及不能根据物料的变化自动调整抓取吨袋状态以保证吨袋卸料的稳定性等不足之处，不能保证高效供料且易损坏吨袋。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术提到的现有技术的卸料方式存在的废袋率高、劳动强度高、卸料率低、残余料高以及不能根据物料的变化自动调整抓取吨袋状态以保证吨袋卸料的稳定性等问题，提供一种自适应抓手式的卸料装置及卸料方法。
本发明的技术方案为：一种自适应抓手式的卸料装置，包括机架；所述的机架上设置有用于容纳吨袋的翻转框架；所述的翻转框架为通过转轴可旋转地连接于机架上的框架结构，所述翻转框架具有至少一个供吨袋进入的开口，
其特征在于：所述的翻转框架内底部设置有用于夹持吨袋底部的抓手装置，所述抓手装置与翻转框架底部铰接；所述的翻转框架内侧四周设置有至少一对相对布置的侧部吸盘；所述的翻转框架侧部安装有驱动侧部吸盘沿水平方向移动使其贴合在吨袋侧部的第一气缸。
进一步的所述的抓手装置包括设置于翻转框架的底板上的夹持板、固定在夹持板上的第二气缸和伸入到翻转框架内部的两根夹手；所述的两根夹手的根部通过连杆铰接于第二气缸的动力输出端，两个夹手在第二气缸驱动下实现张合动作夹紧吨袋。
进一步的所述的抓手装置还包括固定在底板上的底座；所述的底座上穿设有沿水平横向布置的旋转轴；所述的夹持板下端通过旋转轴可绕其轴线转动地铰接连接于底座上；所述的底板上端和翻转框架侧部设置有在夹持板旋转过程中限制夹手脱出翻转框架的限位装置。
进一步的所述的限位装置包括位于翻转框架内侧的上限位块和位于底板上的下限位块；所述的上限位块在夹持板向上翻转到最大角度时与两根夹手中处于上方的夹手连接；所述的下限位块在夹持板向下翻转到最大角度时与两根夹手中处于下方的夹手连接。
进一步的所述的夹手伸入到翻转框架内部的端部设置有凸台；所述的凸台为固定在夹手面向另一夹手的一侧上的凸起块状结构。
进一步的还包括设置于翻转框架底部用于吸附吨袋的底部吸盘；所述的底部吸盘与翻转框架的底板之间设置有驱动底部吸盘沿竖向移动的驱动装置。
进一步的所述的驱动装置包括固定在底板.上的第三气缸.和垂直穿设于底板.上的导向轴.；所述的导向轴.沿竖直方向穿过底板.，位于底板.内侧的端部与底部吸盘固定连接；所述的第三气缸.的动力输出端与底部吸盘固定连接，用于驱动底部吸盘沿竖向移动。
进一步的还包括设置于翻转框架内用于输送吨袋至底部吸盘上的滚筒输送带；所述的滚筒输送带中间设置有供底部吸盘穿过的通孔，滚筒输送带包括多根沿水平横向间隔布置的滚筒；所述的滚筒沿水平纵向布置，通过固定在底板.上的第二电机.驱动绕自身轴线转动。
一种自适应抓手式的卸料方法，其特征在于：包括以下步骤：
1、通过滚筒输送带输送吨袋至翻转框架内，控制第二电机运转使吨袋中部与底板中部在竖向方向上重合；
2、驱动第二气缸，使底板纵向两侧的夹手夹持吨袋底部；
3、驱动第三气缸使底部吸盘上升至与滚筒上端齐平，底部吸盘吸附固定吨袋，驱动第一气缸使侧部吸盘吸附吨袋侧部；
4、控制第一电机使翻转框架翻转180°，吨袋袋口朝下；
5、控制第一气缸和第三气缸的运转，反复抖动吨袋使吨袋快速卸料；
6、控制第二气缸松开夹手，重复步骤5；
7、待吨袋内物料倾泻完全后，将空袋子取出，再次将翻转框架翻转180°，进行新一袋吨袋的卸料。
进一步的所述的反复抖动吨袋使吨袋快速卸料的方法为：吨袋翻转至袋口朝下后，驱动第一气缸推动侧边吸盘沿水平方向来回往复运动抖动吨袋底部，驱动第三气缸推动底部吸盘沿竖向来回往复运动抖动吨袋底部，待吨袋内的大部分物料倾泻完成后，驱动第二气缸使夹手张开松脱吨袋，继续抖动吨袋底部，直至吨袋内物料完全倾泻干净。
本发明的优点有：1、通过在底部吸盘上安装竖向的驱动结构，使卸料时可以沿竖向抖动吨袋，迫使吨袋内物料快速倾斜，极大程度提高了吨袋卸料的效率；
2、通过在底部吸盘两侧设置抓手装置，能够在吨袋翻转后将吨袋夹持住，使吨袋处于张开状态，避免吨袋袋底向底部吸盘中间塌陷，影响卸料；
3、通过设置侧部吸盘吸附吨袋侧部，避免在卸料过程中袋口收缩影响卸料效率，且侧部吸盘通过沿水平方向的往复运动，能够对吨袋进行快速抖动，提高卸料速率；
4、通过设置抓手装置能够起到固定作用，另外抓手装置松开，能够释放夹取的物料，使袋内物料完全倾泻，不会残留；
5、通过将抓手装置设置为可旋转的铰支结构，能够根据翻转卸料的不同状态夹持板不断调整姿态，确保夹手能在物料不断变化的情况下稳定的抓住吨袋；
6、通过设置滚筒输送带，便于将吨袋输送至翻转框架内，控制器控制滚筒输送带的运转，可以精确地将吨袋输送至底部吸盘上。
本发明结构简单，操作方便，能够快速将吨袋内物料倾泻完全，且不会造成吨袋的损坏，便于吨袋收集和循环利用，大幅度降低了卸料的难度，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的主视图；
图2：本发明的俯视图；
图3：本发明的滚筒输送带的结构示意图；
图4：本发明的抓手装置的结构示意图；
图5：本发明的底部吸盘结构示意图；
图6：本发明的底部吸盘与滚筒输送带的结构示意图；
图7：本发明的侧部吸盘的结构示意图；
其中：1—机架；2—翻转框架；2.1—底板；2.2—护栏；2.3—转轴；2.4—第一电机；2.5—第二电机；3—抓手装置；3.1—夹持板；3.2—第二气缸；3.3—夹手；3.4—底座；3.5—旋转轴；3.6—上限位块；3.7—下限位块；3.8—凸台；4—底部吸盘；4.1—第三气缸；4.2—导向轴；5—滚筒输送带；6—控制器；7—侧部吸盘；7.1—第一气缸；7.2—导向杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～7，一种自适应抓手式的卸料装置，包括机架1和翻转框架2，翻转框架1为竖向和横向一侧开口的框架结构，包括底板2.1和垂直固定在所述底板2.1上的三块护栏2.2，位于底板2.1纵向两端的两块护栏2.2上设置有同轴布置的转轴2.3，转轴2.3沿水平纵向布置，一端固定在护栏2.2上、另一端穿过机架1与固定在所述机架1上的第一电机2.4传动连接。通过驱动第一电机2.4使翻转框架2绕转轴2.3轴线转动，能够将吨袋翻转至袋口朝下，便于快速卸料。
如图1所示，翻转框架1的护栏2.2上设置有多对侧部吸盘7，同组侧部吸盘7分置于吨袋两侧，相对布置，用于吸附吨袋侧部，使吨袋在翻转至袋口向下后，能够保持袋口始终处于张开状态。如图7所示，翻转框架1的护栏2.2上设置有第一气缸7.1，护栏2.2上穿设有导向杆7.2，侧部吸盘7固定在导向杆7.2伸入到翻转框架1内部的端部上，通过第一气缸7.1的驱动实现水平方向的移动。
侧部吸盘7能够沿水平方向移动一是能够便于吨袋进入到翻转框架1后能够调节侧部吸盘7与吨袋侧部的距离，使侧部吸盘7吸附吨袋侧部；二是通过驱动第一气缸7.1，使侧部吸盘7在水平方向上做往复运动，能够对吨袋进行快速抖动，加速卸料。
底板2.1上设有用于吸附吨袋的底部吸盘4，底部吸盘4与底板2.1之间设置有驱动底部吸盘4沿竖向移动的驱动装置。如图5和6所示，驱动装置包括固定在底板2.1上的第三气缸4.1和垂直穿设于底板2.1上的导向轴4.2，导向轴4.2沿竖直方向穿过底板2.1，位于底板2.1内侧的端部与底部吸盘4固定连接，第三气缸4.1的动力输出端与底部吸盘4固定连接，用于驱动底部吸盘4沿竖向移动。
第三气缸4.1驱动底部吸盘4沿导向轴4.2移动，能够对吨袋进行抖动，迫使吨袋内的物料松散开来，向袋口一侧移动，加速物料的倾泻。
另外，底板2.1位于底部吸盘4纵向两侧处设置有夹持吨袋底部使吨袋张开的抓手装置。如图4所示，抓手装置包括设置于底板2.1上的夹持板3.1、固定在夹持板3.1上的第二气缸3.2和穿过底板2.1、护栏2.2伸入到翻转框架2内部的两根夹手3.3，两根夹手3.3一端与第二气缸3.2的动力输出端铰接，在第二气缸3.2的驱动下能改变两个夹手3.3之间的张开角度，实现对吨袋底部的抓取或是释放。本实施例的抓手装置3主要是通过将第二气缸3.2的直线运动转变为夹手3.3的张合动作，从而实现对夹手3.3张开角度的控制，实现对吨袋的抓取。
抓手装置3还包括固定在底板2.1上的底座3.4，底座3.4上穿设有沿水平横向布置的旋转轴3.5，夹持板3.1下端通过旋转轴3.5可绕其轴线转动地铰接连接于底座3.4上。将夹持板3.1设置为可旋转的结构，能够使整个抓手装置3更好的适应进入到翻转框架2内的吨袋，每一次进入翻转框架2内的吨袋形状和位置不同，夹手3.3可绕旋转轴3.5转动，能够适应进入翻转框架2内的吨袋形状及位置，可根据吨袋形状和位置调整夹手3.3角度，以便于更好的抓取吨袋。
为避免夹持板3.1过渡旋转，本实施例在底板2.1上端和护栏2.2内侧设置有在夹持板3.1旋转过程中限制夹手3.3脱出翻转框架2的限位装置。如图4所示，限位装置包括位于护栏2.2内侧的上限位块3.6和位于底板2.1上的下限位块3.7，上限位块3.6在夹持板3.1向上翻转到最大角度时与两根夹手3.3中处于上方的夹手3.3连接，下限位块3.7在夹持板3.1向下翻转到最大角度时与两根夹手3.3中处于下方的夹手3.3连接。
为了增大夹手3.3夹持吨袋的紧固程度，本实施例的夹手3.3伸入到翻转框架2内部的端部设置有凸台3.8，凸台3.8为固定在夹手3.3面向另一夹手3.3的一侧上的凸起块状结构。
另外，本实施例在翻转框架2内用于输送吨袋至底部吸盘4上的滚筒输送带5，如图6所示，滚筒输送带5中间设置有供底部吸盘4穿过的通孔，滚筒输送带5包括多根沿水平横向间隔布置的滚筒，滚筒沿水平纵向布置，通过固定在底板2.1上的第二电机2.5驱动绕自身轴线转动。
本实施在机架1上设置有控制器6，第一电机2.4、第二电机2.5、第三气缸4.1和第二气缸3.2与控制器6数据连接。通过控制器6控制电机和气缸的运转，实现整个卸料装置的自动化控制。本实施例的电机和气缸仅仅是用于阐明本发明原理的驱动装置，实际上，并不限于这两种驱动装置，只要是能够实现本发明的驱动装置均在本发明的保护范围之内。
具体使用的方法为：
1、通过滚筒输送带5输送吨袋至翻转框架2内，控制第二电机2.5运转使吨袋中部与底板2.1中部在竖向方向上重合；
2、驱动第二气缸3.2，使底板2.1纵向两侧的夹手3.3夹持吨袋底部；
3、驱动第三气缸4.1使底部吸盘4上升至与滚筒上端齐平，底部吸盘4吸附固定吨袋，驱动第一气缸7.1使侧部吸盘7沿水平方向移动贴合到吨袋侧部，并将其吸附住；
3、控制第一电机2.4使翻转框架2翻转180°，吨袋袋口朝下，吨袋内物料开始倾泻；
4、控制第一气缸7.1和第三气缸4.1的运转，通过驱动第一气缸7.1推动侧边吸盘7沿水平方向来回往复运动抖动吨袋底部，通过驱动第三气缸4.1推动底部吸盘4沿竖向来回往复运动抖动吨袋底部，待吨袋内的大部分物料倾泻完成后，驱动第二气缸3.2使夹手3.3张开松脱吨袋，继续抖动吨袋底部，直至吨袋内物料完全倾泻干净；
5、待吨袋内物料倾泻完全后，将空袋子取出，再次翻转翻转框架2使之翻转180°，承接新一袋吨袋的卸料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种自适应抓手式的卸料装置，包括机架(1)；所述的机架(1)上设置有用于容纳吨袋的翻转框架(2)；所述的翻转框架(2)为通过转轴可旋转地连接于机架(1)上的框架结构，所述翻转框架(2)具有至少一个供吨袋进入的开口，
其特征在于：所述的翻转框架(2)内底部设置有用于夹持吨袋底部的抓手装置(3)，所述抓手装置(3)与翻转框架(2)底部铰接；所述的翻转框架(2)内侧四周设置有至少一对相对布置的侧部吸盘(7)；所述的翻转框架(2)侧部安装有驱动侧部吸盘(7)沿水平方向移动使其贴合在吨袋侧部的第一气缸(7.1)。
2.如权利要求1所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：所述的抓手装置包括设置于翻转框架(2)的底板(2.1)上的夹持板(3.1)、固定在夹持板(3.1)上的第二气缸(3.2)和伸入到翻转框架(2)内部的夹手(3.3)；所述的两根夹手(3.3)的根部两根通过连杆铰接于第二气缸(3.2)的动力输出端，两个夹手(3.3)在第二气缸(3.2)驱动下实现张合动作夹紧吨袋。
3.如权利要求2所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：所述的抓手装置(3)还包括固定在底板(2.1)上的底座(3.4)；所述的底座(3.4)上穿设有沿水平横向布置的旋转轴(3.5)；所述的夹持板(3.1)下端通过旋转轴(3.5)可绕其轴线转动地铰接连接于底座(3.4)上；所述的底板(2.1)上端和翻转框架(2)侧部设置有在夹持板(3.1)旋转过程中限制夹手(3.3)脱出翻转框架(2)的限位装置。
4.如权利要求3所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：所述的限位装置包括位于翻转框架(2)内侧的上限位块(3.6)和位于底板(2.1)上的下限位块(3.7)；所述的上限位块(3.6)在夹持板(3.1)向上翻转到最大角度时与两根夹手(3.3)中处于上方的夹手(3.3)连接；所述的下限位块(3.7)在夹持板(3.1)向下翻转到最大角度时与两根夹手(3.3)中处于下方的夹手(3.3)连接。
5.如权利要求4所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：所述的夹手(3.3)伸入到翻转框架(2)内部的端部设置有凸台(3.8)；所述的凸台(3.8)为固定在夹手(3.3)面向另一夹手(3.3)的一侧上的凸起块状结构。
6.如权利要求1所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：还包括设置于翻转框架(2)底部用于吸附吨袋的底部吸盘(4)；所述的底部吸盘(4)与翻转框架(2)的底板(2.1)之间设置有驱动底部吸盘(4)沿竖向移动的驱动装置。
7.如权利要求6所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：所述的驱动装置包括固定在底板(2.1)上的第三气缸(4.1)和垂直穿设于底板(2.1)上的导向轴(4.2)；所述的导向轴(4.2)沿竖直方向穿过底板(2.1)，位于底板(2.1)内侧的端部与底部吸盘(4)固定连接；所述的第三气缸(4.1)的动力输出端与底部吸盘(4)固定连接，用于驱动底部吸盘(4)沿竖向移动。
8.如权利要求1所述的一种自适应抓手式的卸料装置，其特征在于：还包括设置于翻转框架(2)内用于输送吨袋至底部吸盘(4)上的滚筒输送带(5)；所述的滚筒输送带(5)中间设置有供底部吸盘(4)穿过的通孔，滚筒输送带(5)包括多根沿水平横向间隔布置的滚筒；所述的滚筒沿水平纵向布置，通过固定在底板(2.1)上的第二电机(2.5)驱动绕自身轴线转动。
9.一种自适应抓手式的卸料方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、通过滚筒输送带(5)输送吨袋至翻转框架(2)内，控制第二电机(2.5)运转使吨袋中部与底板(2.1)中部在竖向方向上重合；
2)、驱动第二气缸(3.2)，使底板(2.1)纵向两侧的夹手(3.3)夹持吨袋底部；
3)、驱动第三气缸(4.1)使底部吸盘(4)上升至与滚筒上端齐平，底部吸盘(4)吸附固定吨袋，驱动第一气缸(7.1)使侧部吸盘(7)吸附吨袋侧部；
4)、控制第一电机(2.4)使翻转框架(2)翻转180°，吨袋袋口朝下；
5)、控制第一气缸(7.1)和第三气缸(4.1)的运转，反复抖动吨袋使吨袋快速卸料；
6)、控制第二气缸(3.2)松开夹手(3.3)，重复步骤5；
7)、待吨袋内物料倾泻完全后，将空袋子取出，再次将翻转框架(2)翻转180°，进行新一袋吨袋的卸料。
10.如权利要求1所述的一种自适应抓手式的卸料方法，其特征在于：所述的反复抖动吨袋使吨袋快速卸料的方法为：吨袋翻转至袋口朝下后，驱动第一气缸(7.1)推动侧边吸盘(7)沿水平方向来回往复运动抖动吨袋底部，驱动第三气缸(4.1)推动底部吸盘(4)沿竖向来回往复运动抖动吨袋底部，待吨袋内的大部分物料倾泻完成后，驱动第二气缸(3.2)使夹手(3.3)张开松脱吨袋，继续抖动吨袋底部，直至吨袋内物料完全倾泻干净。
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