CN108217232A - 一种袋装物料智能装车机 - Google Patents

Abstract

本发明一种袋装物料智能装车机，包括输送物料的输送机构、设于输送机构前端下方用于改变物料运行方向和运行姿态的折叠输送装置、与输送机构前端水平连接用于码垛移动的三维移动装置，所述三维移动装置下端连接有用于码垛编组、定位和落包的自动码垛装置，所述三维移动装置包括前后移动机构、左右移动机构、升降移动机构和起吊平台，所述折叠输送装置包括换向滑道、发包机构和姿态转换机构。本装车机折叠输送装置节约空间，实用性好；码垛编组保证装车的密集和稳固，码垛落包提高装车速度；码垛定位拼接实现各种规格车厢的自动码垛装车要求。

Description

一种袋装物料智能装车机

技术领域

本发明涉及物料装载设备领域，具体涉及一种袋装物料智能装车机。

背景技术

目前，袋装水泥的装车在我国绝大部分公司由人工完成，现有的半自动装车机仍需人工将袋装水泥码垛至车厢内，工人的劳动强度仍然较大，装车效率难以提高，而且由于工作环境恶劣，粉尘等的吸入对工人的身体伤害大。参照建材行业标准《JCT 2048-2011 袋装水泥装车机》，该装车机主要包括安装在车间二楼的轨道，可在轨道上移动的水平发包带，与水平发包带末端相连的斜坡发包带以及控制水平发包带移动的行走装置和控制斜坡发包带升降的起重装置。物料经过水平发包带、斜坡发包带的输送，然后通过人工码垛至车厢内。整个设备的自动化程度低，仍需大量人力，因此，装车效率难以提高，无法匹配目前物料装机的速率，同时，装车的过程中会产生大量粉尘，危害工人健康。

发明内容

本发明提供一种袋装物料智能装车机，解决目前市场现有物料装载技术中存在的不足，解决现有人工装载工况下的各种规格物料袋装尺寸与各种运输车车厢尺寸之间的全自动装车问题，实现稳固、密集、整齐、高效、平稳的智能装车。

为解决上述技术问题，所采用的技术方案：

一种袋装物料智能装车机，包括安装在厂房上的轨道、在轨道上行走用于接收并传送物料的输送机构、连接于输送机构前端并带动输送机构在轨道上同步行走的三维移动装置，所述三维移动装置包括设置在轨道上并与输送机构连接的沿轨道前后移动的前后移动机构、连接于前后移动机构上并能在前后移动机构上左右移动的左右移动机构、安装在左右移动机构上方的升降移动机构以及与升降移动机构活动连接并能被升降移动机构带动在上下方向移动的起吊平台，所述起吊平台下方连接有能与起吊平台同步运动的用于物料码垛编组、码垛定位和码垛落包的自动码垛装置，所述输送机构前端下方设有用于改变物料运行方向和运行姿态的折叠输送装置，所述折叠输送装置的上端与左右移动机构活动连接，所述折叠输送装置的下端与起吊平台活动连接，所述三维移动装置带动折叠输送装置在前后或左右方向移动，并能够带动折叠输送装置在上下方向上进行折叠角度的调节。

进一步地，所述前后移动机构包括设置在轨道上并与输送机构水平连接的前后车架、连接于前后车架并能在轨道上行走的前后车轮、固定在前后车架上驱动前后车轮并带动前后车架在轨道上前后移动的前后驱动，所述左右移动机构包括固定在前后车架两端的左右导轨、设于左右导轨上的左右车架、连接于左右车架上并能在左右导轨上行走的左右车轮、固定在前后车架上驱动左右车轮并带动左右车架在左右导轨上左右移动的左右驱动，所述升降移动机构包括固定在左右车架上的升降框架、固定在升降框架上的升降驱动、与升降驱动连接的升降滚筒、与升降滚筒连接的带动起吊平台上下移动的升降索，所述起吊平台包括与升降索活动连接的起吊滑轮、与起吊滑轮连接的起吊框架、连接在起吊框架上呈矩形分布的用于起吊框架上下移动时垂直导向和防止起吊平台晃动的垂直导轨、固接于左右车架并与垂直导轨滑动连接的垂直导轨座，所述升降移动机构通过升降索和起吊滑轮活动连接并在升降驱动作用下使起吊平台沿垂直导轨座上下移动，所述左右驱动使起吊平台与升降移动机构以及左右车架在左右导轨上同步左右移动，所述前后驱动使起吊平台、左右移动机构、升降移动机构以及前后车架在轨道上同步前后移动。

进一步地，所述自动码垛装置包括用于提供物料码垛编组与码垛落包的落包平台、连接在落包平台的上方并能使落包平台沿运输车车厢长度方向前后移动的落包移动机构、活动连接在落包移动机构上方并能使落包移动机构沿运输车车厢宽度方向左右移动的横向移动机构，所述落包移动机构沿运输车车厢长度方向的前后端分别设有连接在落包移动机构上用于对物料在落包平台内进行码垛编组时前后定位的前端定位挡板和推包机构，所述推包机构与落包移动机构之间设有延伸至落包平台上方并与所述起吊框架前后端连接的中间桥架，所述中间桥架上沿运输车车厢长度方向从后向前依次连接有接收折叠输送装置传送的物料并临时停放物料的停包平台、将停包平台上的物料有序传送至落包平台上的送包机构以及对落包平台上的物料进行排布编组的摆包机构，所述横向移动机构固定连接在所述起吊框架上。

进一步地，所述横向移动机构包括固定连接在起吊框架下方的横移框架、设置在横移框架前后两侧的横移导轨、分别与两侧横移导轨活动连接并与落包移动机构固定连接的横移连接板、固定在横移框架上的横移传动带组件、连接在横移框架上用以驱动所述横移传动带组件的横移伺服电机以及连接在横移传动带组件的横移拖动压块，所述横移传动带组件通过横移拖动压块与所述落包移动机构连接并带动落包移动机构沿横移导轨左右移动。

进一步地，所述中间桥架包括分别与起吊框架前端和后端连接的前连接板和后连接板、连接在所述前连接板与后连接板两侧的桥架侧板；所述停包平台包括倾斜连接在桥架侧板上的停包框架、连接在停包框架上用于接收折叠输送装置传送的物料并临时停放物料的停包台板；所述送包机构包括设置于停包平台前端上方并连接在桥架侧板上的送包框架、连接在送包框架上并与所述停包平台平行设置的送包带、以及设于送包带尾端并与送包框架连接的用于调整送包带与停包平台之间高度的弹性调整结构；所述摆包机构包括连接在桥架侧板上的摆包支架、分别连接在摆包支架前后两端的横向导轨副、与两端的横向导轨副活动连接的纵向导轨副、在纵向导轨副前后两端分别活动连接的摆包杠杆、与两端的摆包杠杆分别连接的摆包气缸以及设于纵向导轨副下方与纵向导轨副连接的摆包板，所述摆包气缸固定在摆包支架上，所述摆包气缸促使摆包杠杆在纵向导轨上滑动并带动摆包板沿横向导轨作往复运动。

进一步地，所述落包平台包括用于提供物料码垛编组与码垛落包的落包底板、连接在落包底板两侧的落包连接板、连接在两侧落包连接板之间的落包拖动横梁；所述落包移动机构包括落移框架、落移框架左右两侧连接的落移导轨、连接在落移框架上的落移伺服电机、与落移伺服电机连接并固定在落移框架上的落移传动带组件以及连接在落移传动带组件上的落移拖动压块，所述落移框架上设有与横向移动机构连接的落移拖动横梁，所述落包连接板与所述落移导轨连接，所述落移传动带组件与所述落移拖动压块连接并带动落包平台沿落移导轨前后移动；所述推包机构包括连接在落移框架上的推包支架、推包支架上连接的推包气缸以及与推包气缸连接的推包板，所述推包气缸在落包移动机构使落包平台移动时使推包板对落包平台后端定位的物料进行挤压促使处于落包平台前端的物料滑落。

进一步地，所述折叠输送装置包括与左右移动机构连接的用于接收输送机构上物料并改变物料运行方向的换向滑道、设置在换向滑道正下方并倾斜连接在左右移动机构上的用于调整物料输送速率与运行方向的发包机构、设置在发包机构正下方用于变换物料运行姿态的姿态转换机构，所述姿态转换机构的一端与发包机构尾部活动连接，所述姿态转换机构的另一端与所述起吊框架活动连接。

进一步地，所述换向滑道包括连接在左右移动机构上的滑槽、分别与滑槽两侧连接的侧弯板、分别与两侧侧弯板上下两端连接的外侧弧形板和内侧弧形板，由侧弯板、内侧弧形板和外侧弧形板构成的转向弯道可以改变物料运行方向。

进一步地，所述发包机构包括与左右移动机构倾斜连接的发包框架，所述发包框架从上到下依次设置有接收换向滑道传送物料的待包平台、用于发送物料的发包带以及改变物料运行方向并输送至姿态转换机构的转向弯道，所述发包框架上还连接有对发包带上的物料进行调平的压包组件。

进一步地，所述姿态转换机构包括与发包框架和起吊框架活动连接的顺包框架、连接在顺包框架上带动物料移动的顺包带、设于顺包带上方并以顺包带中心线对称活动连接在两侧顺包框架上的用于变换物料运行路径的顺包板、固接于顺包框架并与顺包板活动连接驱动顺包板移动的顺包气缸、与两侧顺包板连接并使两侧顺包板同步移动的顺包连杆，设于顺包板后端并固接在顺包框架一侧的转包支架、连接在转包支架上的用于变换物料运行姿态的转包辊筒、设于转包辊筒后端并连接在顺包框架上用于物料转包后90°姿态限位的转包限位板，所述两侧顺包板与顺包带中心线之间对称形成一定的角度。

本发明的有益效果：1、本装置采用的折叠输送装置实现物料从上到下的折叠式输送，克服传统斜式输送带长度较长的缺陷，节约操作空间，适用于目前人工装载较小的厂房使用；2、折叠输送装置上的发包机构对物料输送进行时序调节控制，根据码垛编组的复杂程度提供最优的装车速率；3、姿态转换机构使输送中的物料发生90°旋转，控制袋装物料以横向方位或纵向方位输出，提供稳固的纵横交错的码垛编组来料；4、通过中间桥架、停包平台、送包机构以及摆包机构的协同控制实现多数量袋装物料在落包平台内的纵横交替多种形式的码垛编组，保证码垛的稳固性；5、通过落包平台、推包机构和前端定位挡板实现物料在落包平台内的精确编组定位，保证码垛的整齐和密集性；6、通过落包移动机构、落包平台和推包机构协同工作使排布整齐的物料平稳地落入车厢内，减小冲击和粉尘污染；7、将码垛的每一层物料编组排布沿车厢宽度方向分解为多次码垛编组，通过横向移动机构精确码垛定位完成多次码垛编组沿车宽方向的整齐拼接，实现任意物料袋装尺寸与任意车厢尺寸之间的自适应码垛装车要求；8、三维移动装置带动自动码垛装置在运输车车厢上方沿前后、左右和上下方向移动，实现运输车整个车厢上的物料码垛；9、三维移动装置带动折叠输送装置在运输车车厢上方沿前后或左右方向移动，并在上下方向上实现折叠角度的变化，实现在任意高度的物料输送，无需轨道上的输送机构移动，避免前后移动机构的电机频繁启停，增加设备的可靠性，并降低电气控制的难度；10、三维移动装置带动折叠输送装置在运输车车厢上方沿左右方向移动，在运输车停靠不精准或偏斜时，通过左右移动机构的作用使自动码垛装置在运输车车厢宽度方向小范围精准左右移动，实现码垛装车过程中车辆停靠定位的自动修正。

附图说明

图1为本发明的装车机的剖面示意图；

图2为本发明的装车机的结构示意图；

图3为本发明中三维移动装置的结构示意图；

图4为本发明中折叠输送装置的结构示意图；

图5为本发明中自动码垛装置的结构示意图；

图6为本发明中横向移动机构的结构示意图；

图7为本发明中落包平台、落包移动机构以及推包机构的结构示意图；

图8为本发明中间桥架、停包平台、送包机构和摆包机构的结构示意图；

图中：1、轨道；2、输送机构；3、折叠输送装置；31、换向滑道；311、滑槽；312、侧弯板；313、内侧弧形板；314、外侧弧形板；32、发包机构；321、发包框架；322、待包平台；323、发包带；324、转向弯道；325、压包组件；33、姿态转换机构；331、顺包框架；332、顺包带；333、顺包板；334、顺包气缸；335、顺包连杆；336、转包支架；337、转包辊筒；338、转包限位板；4、三维移动装置；41、前后移动机构；411、前后车架；412、前后车轮；413、前后驱动；42、左右移动机构；421、左右导轨；422、左右车架；423、左右车轮；424、左右驱动；43、升降移动机构；431、升降框架；432、升降驱动；433、升降滚筒；434、升降索；44、起吊平台；441、起吊框架；442、垂直导轨；443、垂直导轨座；444、起吊滑轮；5、自动码垛装置；51、横向移动机构；511、横移框架；512、横移导轨；513、横移连接板；514、横移伺服电机；515、横移传动带组件；516、横移拖动压块；52、落包移动机构；521、落移框架；522、落移导轨；523、落移伺服电机；524、落移传动带组件；525、落移拖动横梁；526、落移拖动压块；53、前端定位挡板；54、落包平台；541、落包底板；542、落包连接板；543、落包拖动横梁；55、推包机构；551、推包支架；552、推包气缸；553、推包板；56、中间桥架；561、桥架侧板；562、前连接板；563后连接板；55、停包平台；551、停包框架；552、停包台板；58、送包机构；581、送包框架；582、送包带；583、弹性调整结构；59、摆包机构；591、摆包支架；592、横向导轨副； 593、纵向导轨副；594、摆包杠杆；595、摆包气缸；596、摆包板；6、运输车。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本发明中以运输车的车头方向为“前”，车尾方向为“后”。

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步详细说明，以下优选方式用于说明本使用新型，不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明所述的智能装车机，包括安装在厂房二楼上的轨道1、在轨道上行走用于传送物料的输送机构2、设于轨道上并能驱使输送机构在轨道上移动的三维移动装置4，所述三维移动装置包括设置在轨道上并与输送机构连接的沿轨道前后移动的前后移动机构41、连接于前后移动机构上并能在前后移动机构上左右移动的左右移动机构42、连接于左右移动机构上方并能与左右移动机构同步移动的升降移动机构43以及与升降移动机构活动连接并能被升降移动机构带动做上下移动的起吊平台44，所述输送机构的前端下方设有与三维移动装置活动连接并使物料向下传送的折叠输送装置3，所述折叠输送装置包括倾斜设置在输送机构前端并与左右移动机构固定连接的换向滑道31、设置在换向滑道正下方并倾斜铰接在左右移动机构下的发包机构32、设置在发包机构正下方并与发包机构铰接的姿态转换机构33，所述姿态转换机构另一端铰接在起吊平台44上，所述起吊平台正下方连接有对折叠输送装置传送的物料进行码垛编组、码垛定位和码垛落包的自动码垛装置5。

如图3所示，所述前后移动机构41包括设置在轨道上行走的前后车轮412、连接在前后车轮上的前后车架411以及驱动前后车轮转动而使前后车架沿轨道方向移动的前后驱动413，所述前后车架与输送机构连接并带动输送机构在轨道1上与前后车架同步移动，所述前后驱动由伺服电机、减速器、联轴器、车轮轴、轴承及轴承座构成，电机驱动车轮轴转动带动前后车轮转动使前后车架沿轨道方向移动；所述左右移动机构42固定在前后车架上，包括固定在前后车架两端的两个左右导轨421、设置在左右导轨上行走的左右车轮423、连接在左右车轮上的左右车架422、驱动左右车轮转动而使左右车架在左右导轨上移动的左右驱动424，所述每个左右导轨的两端设有使左右车架只在一定范围内移动的行程挡块，所述左右驱动由伺服电机、减速器、联轴器、螺旋传动机构、轴承及轴承座构成，螺旋传动机构的移动螺母与左右车架的底部连接，电机、减速器、支撑螺杆的轴承座固定在前后车架上，电机驱动螺杆转动带动螺母移动使左右车架沿左右导轨方向移动；所述升降移动机构43包括固定在左右车架上方的升降框架431、固定在升降框架上的升降驱动432、与升降驱动连接的升降滚筒433以及与升降滚筒连接的升降索434，所述升降驱动由电机、减速器、抱闸器、滚筒轴、轴承及轴承座构成，电机驱动滚筒轴转动带动升降滚筒转动使缠绕在升降滚筒上的升降索作上下运动，所述升降索下方连接起吊平台44；所述起吊平台包括起吊框架441、刚性连接在起吊框架上呈矩形分布的用于起吊平台上下移动导向并防止晃动的垂直导轨442、固接于左右车架上并与垂直导轨滑动连接的垂直导轨座443以及固定在起吊框架上与升降索连接的起吊滑轮444，所述垂直导轨座固定在左右车架四周并与垂直导轨一一对应活动连接，所述升降移动机构通过升降索与起吊滑轮连接带动垂直导轨沿垂直导轨座上下移动并带动起吊平台上下移动，从而实现起吊平台能够沿轨道前后移动以及能够沿左右导轨左右移动；所述起吊框架与自动码垛装置刚性连接、与折叠输送装置活动连接，所述自动码垛装置随起吊平台在前后、左右或上下方向同步移动，所述折叠输送装置可随起吊平台在前后或左右方向同步移动，同时在上下方向可随起吊平台的升降进行折叠角度的变化，在自动码垛装置处于运输车车厢内不同高度时，均能使物料从输送机构通过折叠输送机构输送至自动码垛装置内，保证自动码垛装置能在车厢内任意高度上进行落包。

如图4所示，所述换向滑道包括连接在左右移动机构上的滑槽311、分别与滑槽两侧连接的侧弯板312、分别与两侧侧弯板上下两端连接的外侧弧形板314和内侧弧形板313；所述滑槽安装倾斜角度为15°~30°，所述外侧弧形板包括半径不同的第一弧段以及与第一弧段相切的第二弧段，所述第一弧段的设置角度α与第二弧段的设置角度β具有90°≤α+β≤150°的关系，优选α+β等于120°，所述内侧弧形板的设计角度为90°≤γ≤150°，当γ与α+β取值范围在90°≤γ≤150°，90°≤α+β≤150°范围内时，换向滑道形成的弯弧形能实现物料的转向并从出口端滑出，其中优选地，当γ取120°，α+β取120°时，换向滑道的制作更为简单，达到物料转向的效果更好，物料从换向滑道的入口端到出口端所花费时间更短。

如图4所示，所述发包机构32包括倾斜铰接在左右车架下方的发包框架321，所述发包框架从上到下依次设置有接收换向滑道传送物料的待包平台322、用于输送待包平台传递过来的物料的发包带323以及对物料进行第二次换向并输送至姿态转换机构的转向弯道324，所述待包平台采用光滑的板材或无动力辊筒组合而成，因倾斜设置在左右车架上，因而能够直接滑动至发包带上，发包带采用有动力的输送带结构，通过输送带输送至转向弯道上进行换向；所述转向弯道采用与换向滑道相同的结构，使得两次换向的速度和效率相同，提高转运与换向的效率；所述待包平台和发包带上可以临时停留3包物料，通过对发包带的时序控制调整送入自动码垛装置内的物料运行速度和物料间距；在发包带的尾端上还设有连接在发包框架上对传送的物料进行微调的压包组件325，所述压包组件包括活动连接在发包框架两侧的压包支架、弹簧、安装在压包支架上的轴承及压包滚筒，通过转动的压包滚筒对发包带上的物料的平面进行平整压合。

如图4所示，所述姿态转换机构33包括分别与发包机构和起吊平台铰接的顺包框架331，安装在顺包框架上的顺包带332，所述顺包带接收来自转向弯道的物料并带动物料随顺包带同步移动，并输送至与起吊平台连接的自动码垛装置内，所述顺包框架一端的两侧活动连接有用于变换物料移动路径的顺包板333以及与两侧顺包板活动连接的使两侧顺包板同步移动的顺包连杆335，所述两侧顺包板以顺包带的中心线为轴对称设置，并与顺包带的中心线形成一定的角度使之呈V字形漏斗布置，形成的角度根据顺包带的宽度与顺包板的长度而定，以保证顺包板的尾端之间的距离为一个物料的宽度，所述顺包框架的一侧设有与顺包连杆连接的顺包气缸334，所述顺包气缸通过顺包连杆带动顺包板作往复移动；所述顺包框架的末端一侧安装有转包支架336，所述转包支架上安装有使随顺包带同步移动的物料旋转的转包辊筒337以及固定在转包辊筒后方限制物料最大旋转角度为90°的转包限位板338；当姿态转换机构为初始导向状态时，所述顺包板以姿态转换机构的中心线为轴对称设置，使物料沿着姿态转换机构的对称中心部位纵向输送；当姿态转换机构进行物料运行姿态变换时，通过顺包气缸驱动顺包板移动至顺包带的一侧呈姿态导向状态，顺包板改变物料行进路径使物料沿顺包带有转包组件的一侧在顺包带带动下向前移动并撞击到转包辊筒，在转包辊筒和顺包带共同作用下使物料绕转包辊筒旋转到转包限位板位置，转包限位板使物料最大旋转角度为90°，从而实现物料沿前进方向由纵向输送变成横向输送状态，即可通过姿态转换机构的作用实现物料在纵向输送与横向输送之间任意切换；所述发包机构与左右车架的连接点、发包机构与姿态转换机构的连接点及姿态转换机构与起吊框架的连接点呈三角形设置，优选为等腰三角形，同时发包机构与姿态转换机构因分别铰接在左右车架和起吊框架上，其形成的折叠角度可随起吊框架的上下移动进行相对应的角度变化。

如图5所示，所述自动码垛装置包括用于提供物料码垛编组与码垛落包的落包平台54、连接在落包平台的上方并能使落包平台沿运输车车厢长度方向前后移动的落包移动机构52、活动连接在落包移动机构上方并能使落包移动机构沿运输车车厢宽度方向左右移动的横向移动机构51，所述落包移动机构沿运输车车厢长度方向的前后端分别设有连接在落包移动机构上用于对物料在落包平台内进行码垛编组时前后定位的前端定位挡板53和推包机构55，所述推包机构与落包移动机构之间设有延伸至落包平台上方并与所述起吊框架441连接的中间桥架56，所述中间桥架上沿运输车车厢长度方向从后向前依次连接有接收折叠输送装置传送的物料并临时停放物料的停包平台57、将停包平台上的物料有序传送至落包平台上的送包机构58以及对落包平台上的物料进行排布编组的摆包机构59，所述横向移动机构51固定连接在所述起吊框架441上。

如图8所示，所述中间桥架56包括分别与起吊框架前端和后端连接的前连接板562与后连接板563，所述前连接板与后连接板的两侧通过与运输车车厢长度方向平行的两块桥架侧板561连接起来，所述停包平台、送包机构以及摆包机构沿运输车车厢长度方向从后向前依次连接在桥架侧板上。

如图8所示，所述停包平台55采用模块化设计，包括倾斜连接在两侧桥架侧板上的停包框架551、与停包框架连接用于接收和临时停放物料的停包台板552，所述停包台板采用光滑的板材或由无动力辊筒组排布组成，其中无动力辊筒的辊筒直径、间距、数量和整体安装倾角根据情况而定，以能保证临时停放足够数量的物料，并且保证物料具备足够的下滑力使物料自动下滑到送包机构的前端，同时不会发生在惯性力作用下物料冲出送包机构。

如图8所示，所述送包机构58采用模块化设计，包括与桥架侧板连接的送包框架581、与送包框架连接的送包带582以及连接在中间桥架上用于调整物料通过高度的弹性调整结构583，送包框架连接的送包带82以及连接在中间桥架上用于调整物料通过高度的弹性调整结构83，其中所述送包带包括电机、减速器、大小带轮和平皮带，所述弹性调整结构包括与两侧桥架侧板连接的固定横杆、与送包框架连接的活动横杆、与两个横杆连接的可调整刚度的弹簧组。送包带参数优化设计后，既能保证有足够的加速度和加速行程，又不对物料包装袋产生损伤，送包机构的出包速度不小于1.5米/秒，送包机构能够把停放在停包平台上的物料及后续来料按时序要求沿运输车车厢长度方向准确送入落包平台中。

如图8所示，所述摆包机构59采用模块化设计，包括连接在桥架侧板上的摆包支架591、分别连接在摆包支架前后两端的横向导轨副592、与两端的横向导轨副活动连接的纵向导轨副593、与纵向导轨副前后两端活动连接的摆包杠杆594、与两端的摆包杠杆分别连接的摆包气缸595以及连接在纵向导轨副下的摆包板596，其中所述纵向导轨副和横向导轨副均由直线导轨和与直线导轨活动连接的移动滑块组成，所述摆包杠杆由杠杆和多个滚动轴承构成的三个滚动摩擦回转副组成，所述杠杆一端的回转副与摆包支架活动连接，另一端的回转副与纵向导轨副的移动滑块活动连接，中间的回转副与摆包气缸活动连接，所述纵向导轨副的直线导轨两端分别与前后两个横向导轨副的移动滑块连接，所述横向导轨副的两个直线导轨与摆包支架刚性连接，所述摆包气缸促使摆包杠杆在纵向导轨副的直线导轨上滑动并带动摆包板沿横向导轨副的直线导轨作往复运动。所述摆包机构采用卧式布局设计，可以减小高度方向的尺寸，使用单摆板双向摆动的设计使摆包板可以向左或向右双向摆动；摆包杠杆具有位移和速度放大作用，放大比例为1：6，增大摆包板的工作行程和摆动速度；在摆包板两侧镶嵌若干阻尼模块，减小摆包板到达左右行程终点的冲击，采用双气缸驱动提高摆包能力。

如图7所示，所述落包平台54采用模块化设计，包括用于接收送包机构传送的物料并进行码垛编组与码垛落包的落包底板541、连接在落包底板两侧的落包连接板542、连接在落包连接板之间的落包拖动横梁543，所述落包拖动横梁543与落包移动机构上的落移拖动压块526连接，所述两侧的落包连接板542与所述落包移动机构上落移框架两侧的落移导轨522滑动连接，所述落包底板倾斜连接在两侧落包连接板上，所述落包底板倾斜角度以能保证物料在较短的时间内滑行到落包底板的最前端，优选4~8°，所述落包底板由辊筒支架组件、无动力长辊筒以及无动力短辊筒组成，并且无动力短辊筒和无动力长辊筒的参数优化设计后以能保证物料进入落包平台时为滚动摩擦，其中所述参数包括无动力短辊筒和无动力长辊筒的直径、长度以及安装间距；由无动力短辊筒、无动力长辊筒和辊筒支架组成的落包底板具有多重功能，首先在不增加结构复杂性的前提下由3排长短辊筒组合结构保证若干不同位置的进包具有顺畅的滚动进包通道，其次为摆包机构提供可操作空间，并为纵横交错的码垛编组提供操作空间，最后为推包机构推压物料和前端落放定位提供操作空间；落包底板总长度尺寸比落包平台长度尺寸略短，能以减小落包移动机构工作行程，提高工作效率；落包底板最前端高度不大于50mm，保证物料能平稳的落放到运输车厢内；落包平台宽度尺寸优选2000mm，能适应正常情况下车厢宽度大于2100mm车辆自动装车要求；另外落包底板的另一种实施方式，可以采用光滑的钢板和摩擦系数极小的聚四氟乙烯板复合结构，替代多辊筒结构。

如图7所示，所述落包移动机构52采用模块化设计，包括落移框架521，所述落移框架左右两侧设有落移导轨522，所述落移框架上设有落移伺服电机523，所述落移伺服电机用于驱动固定在落移框架上的落移传动带组件524，所述落移传动带组件上连接有落移拖动压块526，所述落包平台上的落包连接板与所述落移导轨滑动连接，所述落移拖动压块526与落包平台上的落包拖动横梁543连接，落移伺服电机驱动落移传动带组件带动整个落包平台54沿落移导轨522滑动，即沿运输车车厢长度方向前后移动，所述落移框架上设有与横向移动机构上的横移拖动压块连接的落移拖动横梁525；其中所述落移传动带组件包括与落移伺服电机连接的联轴器、主动同步带轮、同步齿形带、从动同步带轮、带轮轴、轴承及轴承座、齿形带安装中心距调整垫片，所述落移导轨由直线导轨和与直线导轨活动连接的移动滑块组成，所述落包连接板与移动滑块刚性连接并随移动滑块沿直线导轨同步移动，所述落移拖动压块与齿形带连接并与同步齿形带同步移动，所述落移伺服电机通过联轴器和主动同步带轮驱动同步齿形带转动而带动落移拖动压块移动使与落移拖动压块刚性连接的落包拖动横梁同步移动而带动落包平台沿落移导轨前后移动。

如图7所示，所述推包机构55采用模块化设计，包括与落移框架后端两侧连接的推包 支架551，所述推包支架上连接有双推包气缸552，所述双推包气缸与推包板553连接，所述推包气缸使推包板与落包平台上的物料接触。如图7所示，在所述落包移动机构的落移框架的前端连接有前端定位挡板53，在落包平台有物料进入时，阻止物料由于惯性沿着落包底板滑行而从前端滑落，同时在所述推包机构协同作用下使落包底板上编组好的一组物料在 码垛落包过程中以前端定位挡板为基准开始依次落入车厢指定位置。在实际运用过程中，推 包机构工作时使已码垛编组好的袋装物料保持在推包板与前端定位挡板之间，在落包底板上 一组待落放的物料编组排布结束后，所述推包板向前移动，由于落包底板有倾斜角度，推包 板稍稍挤压编组排布好的物料即可使待落放的一组物料被固定在推包板与前端定位挡板之 间，此时向后移动落包平台，被固定物料在自重作用下依次平稳的落入车厢指定位置，从而 实现码垛落包功能。

如图6所示，所述横向移动机构51采用模块化设计，包括与起吊框架441连接的横移框架511、设置在横移框架前后两侧的横移导轨512、分别与两侧横移导轨连接的横移连接板513、固定在横移框架上的横移传动带组件515，所述横移传动带组件通过横移伺服电机514进行驱动，所述横移传动带组件上设有与横移传动带组件上的传动带固定连接的横移拖动压块516，所述横移拖动压块与固定在落移框架521上的落移拖动横梁525连接，所述横移连接板与落移框架521固定连接，所述横移伺服电机驱动横移传动带组件转动以此带动整个落包移动机构沿运输车的车厢宽度方向左右移动；其中所述横移传动带组件包括与横移伺服电机连接的联轴器、主动同步带轮、同步齿形带、从动同步带轮、带轮轴、轴承及轴承座、齿形带安装中心距调整垫片，所述横移导轨包括直线导轨和与直线导轨活动连接的移动滑块，所述横移连接板与移动滑块刚性连接并随移动滑块沿直线导轨同步移动，所述横移拖动压块与同步齿形带连接并与同步齿形带同步移动，所述横移伺服电机通过联轴器和主动同步带轮驱动同步齿形带转动而带动横移拖动压块移动使落包移动机构沿横移导轨左右移动。为解决任意袋装物料尺寸与任意车厢之间自动码垛装车要求，首先由智能控制系统根据物料和车厢尺寸自动规划最优码垛类型，所谓最优码垛类型意指以码垛方式装车，以多包物料构成的垛的每一层物料排布能最大限度的利用车厢有效装载空间，纵横交错排布构成整齐、稳固的码垛，同时兼顾自动码垛装置运行控制方便简洁；其次把规划好的码垛类型中的每一层码包分解为左右两个码垛编组方案，左右两个码垛编组分别由落包移动机构、推包机构以及落包平台三者协同沿车厢宽度方向完成左右两次码垛落包操作，两次码垛落包操作整齐拼接完成码垛过程中一层码包任务，左边码垛落包和右边码垛落包的整齐拼接通过横向移动机构沿车厢宽度方向的精确码垛定位运行控制实现；本实施例优选分两次码垛落包，在实际运用过程中，可根据物料的大小以及车厢的大小，进行合理计算在车厢宽度上的码垛次数。

工作过程：运输车进入厂房一楼的装车车道，用户通过设置在运输车停靠车道附近的人机操作界面输入运输车的装货重量、物料品种等参数，控制系统接收到确认的装载信息后，由装车机上车辆定位检测系统对车辆的停靠位置以及车厢长度和宽度进行自动检测，并将检测数据传送至智能系统，由智能系统自动进行码垛类型规划并自动分解出优化的左右码垛编组方案。码垛类型及码垛编组优化工作结束后，装车机开始码垛前初始化运行，三维移动装置4和自动码垛装置5启动使装车机就位于码垛装车的起点。启动输送机构2将来自包装机的物料通过输送机构经换向滑道31换向后运送至发包机构32，发包机构根据码垛类型规划通过发包带323的作用对物料的运动进行时序控制，重新分配运送每件物料之间的间隔时间，经过发包机构的转向弯道再次换向后送入姿态转换机构33，两次换向运送节省了物料输送系统的空间距离，使装车机适应更小的厂房。物料运送至姿态转换机构后，当不需要进行90°转包的物料直接沿顺包带的中心线运送至自动码垛装置5，当需要进行90°转包的物料沿顺包带的一侧运动，通过姿态转换机构33的作用旋转90°并送入自动码垛装置5中，物料在自动码垛装置中，通过停包平台57、送包机构58和摆包机构59的作用使物料有序地排列在整个落包平台54内；根据码垛类型规划，物料完成在落包平台中码垛编组排布后，横向移动机构、前端定位挡板和推包机构协同控制，使自动码垛装置精准的移至码垛定位位置，物料在推包板和前端定位挡板作用下定位在推包板和定位挡板之间，定位结束后，落包平台在落包移动机构52的作用下沿运输车车厢方向向后运动，物料在自身重力作用下平稳的依次从落包平台的前端垂直落入车厢指定位置，实现一次物料落入车厢内的码垛落包操作，最终上述码垛编组、码垛定位和码垛落包完成码垛过程中的一次码垛循环操作。

当每一次码垛循环结束后，装车机要进行码包移动或码垛移动控制，智能控制系统根据装车进程判断当前垛码包是否完成，当前垛未完成紧接着进行码包移动控制，升降移动机构和横向移动机构协同控制将自动码垛装置移动至下一个码垛落包位置，此时升降移动机构执行将自动码垛装置提升一层物料高度的控制，同时横向移动机构执行将由落包移动机构、落包平台、推包机构和前端定位挡板构成的落包装置进行左右位置交换移动的控制，如此执行码垛循环操作直至一个垛的码包结束；若当前垛码包已经结束，则进行码垛移动控制，前后移动机构带动自动码垛装置向后移动一个垛的长度，升降移动机构带动自动码垛装置下降一个垛的高度直至与车厢底板接近，横向移动机构带动落包装置移动到新垛的码包起点，左右移动机构根据车辆定位检测信息判断是否做定位修正移动控制，此时即可开始新垛的码垛循环操作，直至完成整个车厢的码垛装车。

自动码垛装置的宽度略小于运输车辆的车厢宽度，主流运输车辆的车厢宽度为2.2米~3米，自动码垛装置的设计宽度为2.0米，装车机在完成垛的一层码包时，将码垛过程设计为左边编组落包和右边编组落包操作，自动码垛装置在横向移动机构的作用下沿运输车车厢车宽方向左右移动，先移动至车厢宽度方向的一侧完成一次码垛循环操作，然后移动至另一侧进行另一次码垛循环操作，横向移动机构的精确移动控制实现两次码垛循环操作的整齐拼接，使物料沿运输车车厢宽度方向布满车厢，最终将物料纵横交错排布而又整齐的布满整个车厢。多个物料在自动码垛装置中排列整齐后整体落至车厢中，保证码垛的整齐和稳定，并从较低的高度落包也减少落包产生的扬尘，多包物料编组后一次性落包操作提高装车速度。因此，本发明的装车机可适应不同车型的车辆的装车，折叠输送装置和自动码垛装置吊装在三维移动装置上，可沿车宽方向进行移动，换向滑道连接在左右移动机构上，同时可随左右移动机构沿车宽方向移动，即与姿态转换机构和发包机构同步运动，因此，当运输车位置停靠不够准确时，三维移动装置能自动调整自动码垛装置的位置进行装车。自动码垛装置随升降移动机构上下运动以进行不同高度的码垛，此时折叠输送装置同步运动，其折叠的角度发生变化，与现有的装车机只采用一条斜皮带的输送系统相比，当自动码垛装置上升时，仅折叠输送装置的折叠角度变化，输送机构不需要后退相应的距离，从而避免三维移动装置中前后移动机构的电机频繁启停，增加设备的可靠性，并在一定程度上降低电气控制的难度，并且整个输送系统的长度变短，节省厂房空间，不仅可以满足较小厂房的物料码垛，同时满足车厢较长的运输车的装车。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种袋装物料智能装车机，其特征在于，包括安装在厂房上的轨道（1）、在轨道上行走用于接收并传送物料的输送机构（2）、连接于输送机构前端并带动输送机构在轨道上同步行走的三维移动装置（4），所述三维移动装置包括设置在轨道上并与输送机构连接的沿轨道前后移动的前后移动机构（41）、连接于前后移动机构上并能在前后移动机构上左右移动的左右移动机构（42）、安装在左右移动机构上方的升降移动机构（43）以及与升降移动机构活动连接并能被升降移动机构带动在上下方向移动的起吊平台（44），所述起吊平台下方连接有能与起吊平台同步运动的用于物料码垛编组、码垛定位和码垛落包的自动码垛装置（5），所述输送机构前端下方设有用于改变物料运行方向和运行姿态的折叠输送装置（3），所述折叠输送装置的上端与左右移动机构活动连接，下端与起吊平台活动连接，所述三维移动装置带动折叠输送装置在前后或左右方向移动，并能够带动折叠输送装置在上下方向上进行折叠角度的调节。

2.根据权利要求1所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述前后移动机构包括设置在轨道上并与输送机构水平连接的前后车架（411）、连接于前后车架并能在轨道上行走的前后车轮（412）、固定在前后车架上驱动前后车轮并带动前后车架在轨道上前后移动的前后驱动（413），所述左右移动机构包括固定在前后车架两端的左右导轨（421）、设于左右导轨上的左右车架（422）、连接于左右车架上并能在左右导轨上行走的左右车轮（423）、固定在前后车架上驱动左右车轮并带动左右车架在左右导轨上左右移动的左右驱动（424），所述升降移动机构包括固定在左右车架上的升降框架（431）、固定在升降框架上的升降驱动（432）、与升降驱动连接的升降滚筒（433）、与升降滚筒连接的带动起吊平台上下移动的升降索（434），所述起吊平台包括与升降索活动连接的起吊滑轮（444）、与起吊滑轮连接的起吊框架（441）、连接在起吊框架上呈矩形分布的用于起吊框架上下移动时垂直导向和防止起吊平台晃动的垂直导轨（442）、固接于左右车架并与垂直导轨滑动连接的垂直导轨座（443），所述升降移动机构通过升降索和起吊滑轮活动连接在升降驱动作用下使起吊平台沿垂直导轨座上下移动，所述左右驱动使起吊平台与升降移动机构以及左右车架在左右导轨上同步左右移动，所述前后驱动使起吊平台、左右移动机构、升降移动机构以及前后车架在轨道上同步前后移动。

3.根据权利要求1所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述自动码垛装置包括用于提供物料码垛编组与码垛落包的落包平台（54）、连接在落包平台的上方并能使落包平台沿运输车车厢长度方向前后移动的落包移动机构（52）、活动连接在落包移动机构上方并能使落包移动机构沿运输车车厢宽度方向左右移动的横向移动机构（51），所述落包移动机构沿运输车车厢长度方向的前后端分别设有连接在落包移动机构上用于对物料在落包平台内进行码垛编组时前后定位的前端定位挡板（53）和推包机构（55），所述推包机构与落包移动机构之间设有延伸至落包平台上方并与所述起吊平台（44）前后端连接的中间桥架（56），所述中间桥架上沿运输车车厢长度方向从后向前依次连接有接收折叠输送装置传送的物料并临时停放物料的停包平台（57）、将停包平台上的物料有序传送至落包平台上的送包机构（58）以及对落包平台上的物料进行排布编组的摆包机构（59），所述横向移动机构（51）固定连接在所述起吊平台（44）上。

4.根据权利要求3所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述横向移动机构包括固定连接在起吊平台下方的横移框架（511）、设置在横移框架前后两侧的横移导轨（512）、分别与两侧横移导轨活动连接并与落包移动机构固定连接的横移连接板（513）、固定在横移框架上的横移传动带组件（515）、连接在横移框架上用以驱动所述横移传动带组件的横移伺服电机（514）以及连接在横移传动带组件的横移拖动压块（516），所述横移传动带组件通过横移拖动压块与所述落包移动机构连接并带动落包移动机构沿横移导轨左右移动。

5.根据权利要求3所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述中间桥架包括分别与起吊平台前端和后端连接的前连接板（562）和后连接板（563）、连接在所述前连接板与后连接板两侧的桥架侧板（561）；所述停包平台包括倾斜连接在桥架侧板上的停包框架（571）、连接在停包框架上用于接收折叠输送装置传送的物料并临时停放物料的停包台板（572）；所述送包机构包括设置于停包平台前端上方并连接在桥架侧板上的送包框架（581）、连接在送包框架上并与所述停包平台平行设置的送包带（582）、以及设于送包带尾端并与送包框架连接的用于调整送包带与停包平台之间高度的弹性调整结构（583）；所述摆包机构包括连接在桥架侧板上的摆包支架（591）、分别连接在摆包支架前后两端的横向导轨副（592）、与两端的横向导轨副活动连接的纵向导轨副（593）、在纵向导轨副前后两端分别活动连接的摆包杠杆（594）、与两端的摆包杠杆分别连接的摆包气缸（595）以及设于纵向导轨副下方与纵向导轨副连接的摆包板（596），所述摆包气缸固定在摆包支架上，所述摆包气缸促使摆包杠杆在纵向导轨副上滑动并带动摆包板沿横向导轨副作往复运动。

6.根据权利要求3所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述落包平台包括用于提供物料码垛编组与码垛落包的落包底板（541）、连接在落包底板两侧的落包连接板（542）、连接在两侧落包连接板之间的落包拖动横梁（543）；所述落包移动机构包括落移框架（521）、落移框架左右两侧连接的落移导轨（522）、连接在落移框架上的落移伺服电机（523）、与落移伺服电机连接并固定在落移框架上的落移传动带组件（524）以及连接在落移传动带组件上的落移拖动压块（526），所述落移框架上设有与横向移动机构连接的落移拖动横梁（525），所述落包连接板与所述落移导轨滑动连接，所述落移传动带组件与所述落移拖动压块连接并带动落包平台沿落移导轨前后移动；所述推包机构包括连接在落移框架上的推包支架（571）、推包支架上连接的推包气缸（572）以及与推包气缸连接的推包板（573），所述推包气缸在落包移动机构使落包平台移动时使推包板对落包平台后端定位的物料进行挤压促使处于落包平台前端的物料滑落。

7.根据权利要求1所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述折叠输送装置包括与左右移动机构连接的用于接收输送机构上物料并改变物料运行方向的换向滑道（31）、设置在换向滑道正下方并倾斜连接在左右移动机构上的用于调整物料输送速率与运行方向的发包机构（32）、设置在发包机构正下方用于变换物料运行姿态的姿态转换机构（33），所述姿态转换机构的一端与发包机构尾部活动连接，另一端与所述起吊平台活动连接。

8.根据权利要求7所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述换向滑道包括连接在左右移动机构上的滑槽（311）、分别与滑槽两侧连接的侧弯板（312）、分别与两侧侧弯板上下两端连接的外侧弧形板（314）和内侧弧形板（313）。

9.根据权利要求7所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述发包机构包括与左右移动机构倾斜连接的发包框架（321），所述发包框架从上到下依次设置有接收换向滑道传送物料的待包平台（322）、用于发送物料的发包带（323）以及改变物料运行方向并输送至姿态转换机构的转向弯道（324），所述发包框架上还连接有对发包带上的物料进行调平的压包组件（325）。

10.根据权利要求7所示的袋装物料的智能装车机，其特征在于，所述姿态转换机构包括与发包框架和起吊平台活动连接的顺包框架（331）、连接在顺包框架上带动物料移动的顺包带（332）、设于顺包带上方并以顺包带中心线对称活动连接在两侧顺包框架上的用于变换物料移动路径的顺包板（333）、固接于顺包框架并与顺包板活动连接驱动顺包板移动的顺包气缸（334）、与两侧顺包板连接并使两侧顺包板同步移动的顺包连杆（335），设于顺包板后端并固接在顺包框架一侧的转包支架（336）、连接在转包支架上的用于变换物料运行姿态的转包辊筒（337）、设于转包辊筒后端并连接在顺包框架上用于物料转包后90°姿态限位的转包限位板（338），所述两侧顺包板与顺包带中心线之间对称并形成一定的角度。