CN108792466A - 一种用于肉制品的自动化搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于肉制品的自动化搬运装置，包括轨道、沿轨道行走的小车和中央控制系统，小车包括底盘、驱动底盘行走的驱动机构、底座、使底座相对于底盘可转动预设角度的旋转机构以及安装于底座上的支架机构，支架机构包括立式框架和矩形框架，矩形框架由挂物端挂杆、控制端挂杆、推杆电机和两根横杆组成，挂物端挂杆和控制端挂杆相对设置，两个横杆与立式框架可转动连接，推杆电机的推杆与控制端挂杆固定连接，使其上下运动，挂物端挂杆上设有重力传感器，立式框架上安装有相机，本发明集运输、转移和定位检测于一体，运行可靠，并且能保持食品外观，符合卫生要求。

Description

一种用于肉制品的自动化搬运装置

技术领域

本发明涉及自动化运载技术领域，尤其涉及一种用于肉制品的自动化搬运装置。

背景技术

如今食品安全问题层出不穷，人们已从对美味食物的追捧转变为对问题食品的担忧，而造成这一问题的关键因素就是食品安全。对于绝大多数食品而言，安全问题包括两种：第一，食品原料是否存在安全隐患；第二，食品加工过程是否存在安全隐患。针对第二类隐患，需要严格规范食品加工车间的卫生标准，尽量减少作业人员以减少安全隐患的发生。

食品加工厂常常需要大规模地将食品物料从一处转移至另一处，若以人工方式进行，则需要大量工人在加工车间内作业，人员流动将极大地增加食品的卫生隐患。因此，需要设计一种自动搬运小车输送食品物料代替人工搬运，可减少食品加工过程中安全隐患，还可提高运输效率。

经检索，中国专利申请号为201720798485.2，公开了一种有轨穿梭小车，该装置包括轨道和穿梭小车，穿梭小车包括运输部和驱动部。该专利为利用运输小车通过同步带轮带动小车沿轨道运动来实现货物的运输。但该方案没有物料输送检测系统，不能实时检测物料的运送状态，运输过程发生意外或失败时不能进行调整或发出警报。

中国专利申请号为201711019252.9，公开了一种AGV自动搬运小车，通过PLC自动引导控制器实现小车的自动导引来运输货物。由于AGV小车在行进控制时，其纵、横向定位精度难以达到毫米级，且定位控制需要时间周期，加上长期往返移动产生的积累误差，无法保证小车准确移动至上、下料工位。引导控制系统需要多种传感器，如光电传感器、电磁感应传感器等。火腿加工车间为高湿度、高盐分的工作环境，传感器在这种环境下极易产生腐蚀而损坏，增加小车在方位控制上的难度和成本。

上述两类搬运小车均为堆放式运输，但如鲜肉类、鱼类、肠类等食品并不适合平放堆积的运输方式，该种运输方式下物料相互堆积挤压，破坏其外观形态，还可能产生机械损伤。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于肉制品的自动化搬运装置，该装置集运输、转移和定位检测于一体，运行可靠，并且能保持食品外观，符合卫生要求。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，包括轨道、沿轨道行走的小车、中央控制系统，所述小车包括底盘、驱动底盘行走的驱动机构、底座、支架机构和旋转机构，所述底座位于底盘的上方，所述底座与底盘之间通过旋转机构连接，所述旋转机构可使底座相对于底盘转动规定的角度；

所述支架机构包括立式框架、挂物端挂杆、控制端挂杆、推杆电机和两根横杆，所述挂物端挂杆与控制端挂杆相互平行，两根所述横杆连接挂物端挂杆与控制端挂杆，两个所述横杆分别可转动地安装于立式框架上，所述推杆电机竖直安装于底座上，所述推杆电机上的推杆与控制端挂杆固定连接；

所述轨道的两端分别为上料端和下料端，所述底盘的前后两侧均安装有接近开关，所述上料端和下料端处均设有与第一接近开关相对应的第一挡块以及用于悬挂肉制品的支架杆；

所述驱动机构、旋转机构、推杆电机和接近开关均与中央控制系统电性连接，所述第一接近开关碰触到第一挡块后发送信号至中央控制系统。

优选地，还包括相机，所述相机安装于所述立式框架上，相机采集小车停车时的图片传送至中央控制系统，中央控制系统内的视觉定位系统对小车进行视觉定位。

优选地，所述挂物端挂杆的两端均设有重力传感器，所述重力传感器与中央控制系统电性连接，所述中央控制系统内还设有称重检验系统和报警系统，中央控制系统根据两个重力传感器传递的信号判断所述挂物端挂杆上肉制品的重量，若重力传感器传递的压力值错误则启动报警系统。

优选地，所述肉制品顶部安装有双头挂钩。

优选地，所述旋转机构包括滚珠转盘、小齿轮、大齿轮和减速电机，所述滚珠转盘连接底座与底盘使底座可相对于底盘转动，所述减速电机安装于底盘内的电机安装孔内，所述小齿轮同轴固定安装于减速电机的电机轴上，所述大齿轮固定于底座的底面，所述小齿轮与大齿轮相互啮合，所述减速电机与中央控制系统电连接，所述接近开关安装于底座的下表面，所述第二挡块安装于底盘的上表面，所述第二接近开关与中央控制系统电连接，所述底座转至规定角度时，第二接近开关与第二挡块相接触，所述第二接近开关发送信号至中央控制系统。

优选地，所述驱动机构包括步进电机、蜗轮蜗杆减速器、传动轴、车轮组、第二接近开关和第二挡块，所述车轮组包括两个主动轮，所述步进电机的电机轴与蜗轮蜗杆减速器连接，所述蜗轮蜗杆减速器与传动轴连接，所述传动轴可转动地支撑在底盘的左右两侧壁，两个主动轮分别同轴固定安装在传动轴的两端。

优选地，所述立式框架包括两根分别靠近小车左右两侧的竖杆，两根横杆分别可转动地安装于两根竖杆的上部，所述立式框架的两个竖杆与底座之间设有肋板。

一种采用权利要求本发明所述的用于肉制品的自动化搬运装置运输肉制品的方法，其特征在于，

S1、小车行驶至上料端，中央控制系统基于相机和视觉定位系统判定小车定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S2步骤；

S2、推杆电机的推杆伸缩，使双头挂钩的一侧挂钩悬挂在挂物端挂杆上，具体包括以下步骤：

S3、称重检验系统检验压力是否正确，若否则启动报警系统，若是则进入S4；

S4、中央控制系统通过旋转机构控制小车旋转预设角度，使挂物端挂杆与下料端的支架杆平行；小车行驶至下料端，中央控制系统基于相机和视觉定位系统判定小车定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S5；

S5、推杆电机的电机轴伸缩，使双头挂钩的另一侧挂钩悬挂在下料端的支架杆上；

S6、称重检验系统检验压力是否正确，若否则启动报警系统，若是则进入S7；

S7、中央控制系统通过旋转机构控制小车旋转预设角度，使挂物端挂杆与下料端的支架杆平行；

S8、重复步骤1-7。

本发明的有益效果：

1)本发明中小车的行走采用轨道约束，以替代方向控制传感器，减少位置探测传感器，从而减少发生故障的概率，采用接近开关控制小车停启，将定位精度控制在毫米级，提高了运行的可靠性，并且本发明采用悬挂的方式运输肉制品，保持了肉制品的外观，并且符合卫生要求；

2)本发明采用相机和视觉定位系统对小车进行视觉定位，提高了定位准确性和装置的运行可靠性；

3)本发明通过在控制端挂杆上安装重力传感器，并基于称重检验系统以判定上料时，肉制品是否完全上料，以及下料时肉制品是否完全被卸下，同时在存在问题的情况下产生报警以提醒工作人员。

附图说明

图1为本发明所述一种用于肉制品的自动化搬运装置的结构示意图。

图2为本发明所述小车的结构示意图。

图3为本发明所述的旋转机构的结构示意图。

图4为本发明所述底盘的结构示意图。

图5为本发明所述驱动机构的结构示意图。

图6为发明所述采用用于肉制品的自动化搬运装置运输肉制品的方法。

图中：

1.小车车架 2.小车底盘 3.导轨 4.平移挡块 5.上料端 6.下料端 7.相机 8横梁 9.轴承 10.横杆 11.挂物端挂杆 12.控制端挂杆 13.双头挂钩 14.火腿 15.重力传感器 16.立式框架 17.三角支架 18.底座 19.推杆电机 20.垫块 21.滚珠转盘 22.旋转接近开关 23.大齿轮 24.小齿轮 25.减速电机 26.电机安装孔 27.旋转挡块 28.从动轮29.主动轮 30.轴 31.底盘支架 32.减速机 33.步进电机 34.轴承座 35.第一接近开关；36.第二接近开关。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的一种用于肉制品的自动化搬运装置，包括轨道3、沿轨道3行走的小车和中央控制系统，所述小车包括底盘2、驱动底盘2行走的驱动机构、底座18、支架机构和旋转机构。

如图5所示，驱动机构包括步进电机33、蜗轮蜗杆减速器32、传动轴30、车轮组、第二接近开关36和第二挡块27，车轮组包括两个主动轮29和两个从动轮28，所述步进电机33的电机轴与蜗轮蜗杆减速器32连接，所述蜗轮蜗杆减速器32与传动轴30连接，所述传动轴30通过轴承和轴承座支撑在底盘20的左右两侧壁上，两个主动轮29分别同轴固定安装在传动轴30的两端，两个从动轮28分别位于底盘2的两侧，并通过轴连接。

如图3所示，旋转机构包括滚珠转盘21、小齿轮24、大齿轮23和减速电机25，所述滚珠转盘21连接底座18与底盘2使底座18可相对于底盘2转动，所述减速电机25安装于底盘2内的电机安装孔26内，所述小齿轮24同轴固定安装于减速电机25的电机轴上，所述大齿轮23固定于底座18的底面，所述小齿轮24与大齿轮23相互啮合，所述减速电机25与中央控制系统电连接，减速电机25驱动小齿轮24转动，小齿轮24带动大齿轮23转动，从而使得底座18相对于底盘2转动。所述接近开关35安装于底座18的下表面，如图4所示，所述第二挡块27安装于底盘2的上表面，所述第二接近开关36与中央控制系统电连接，所述底座18转至规定角度时，本实施例中底座18旋转180°，第二接近开关36与第二挡块27相接触，所述第二接近开关36发送信号至中央控制系统。

如图2所示，所述支架机构包括立式框架16、挂物端挂杆11、控制端挂杆12、推杆电机19和两根横杆10，所述立式框架16包括两根分别靠近小车左右两侧的竖杆，两个竖杆与底座18之间设有肋板17，用于夹固竖杆。两根横杆10分别可转动地安装于两根竖杆的上部，位于左侧的横杆10的一端与挂物端挂杆11的左端部连接，位于右侧的横杆10的一端与挂物端挂杆11的右端部连接，位于左侧的横杆10的另一端与控制端挂杆12的左端部连接，位于右侧的横杆10的另一端与控制端挂杆12的右端部连接，所述推杆电机19竖直安装于底座18上，所述推杆电机19上的推杆与控制端挂杆12固定连接，推杆电机19伸缩使得挂物端挂杆11上下运动。

如图2所示，两根竖杆之间通过一连杆连接，连杆上安装有相机7，相机7采集小车停车时的图片传送至中央控制系统，中央控制系统内的视觉定位系统对小车进行视觉定位。

轨道3的两端分别为上料端5和下料端6，小车可以自由往返于上料端5和下料端6之间，所述底盘2的前后两侧均安装有接近开关35，所述上料端5和下料端6处均设有与第一接近开关35相对应的第一挡块4以及用于悬挂肉制品的支架杆。肉制品顶部安装有双头挂钩13，可将肉制品悬挂在支架杆或者挂物端挂杆11上。

挂物端挂杆11的两端均设有重力传感器15，所述重力传感器15与中央控制系统电性连接，所述中央控制系统内还设有称重检验系统和报警系统，中央控制系统根据两个重力传感器15传递的信号判断所述挂物端挂杆11上肉制品的重量，若压力值错误则启动报警系统。

如图6所示，采用本发明所述一种用于肉制品的自动化搬运装置运输火腿14的方法如下：

S1、当上料端5处双头挂钩13悬挂的火腿14满足一定数量时，小车前往上料端5，当第一接近开关35与第一挡块4接触时，小车停止运动；上料操作前，相机7采集场景图像传递至中央控制系统，中央控制系统内的视觉定位系统，进行分析，判断定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S2步骤；

S2；当挂物端挂杆11位置处于双头挂钩13的正下方时，推杆电机19缩短，挂物端挂杆11上升，使双头挂钩13一侧挂钩悬挂在挂物端挂杆11上，从而将火腿14连同双头挂钩13一起转移到小车上；

S3、称重检验系统检验压力是否正确，若否则启动报警系统，若是则进入S4，以保证转运的火腿14没有漏挂或掉落；

S4、减速电机25开始转动，通过小齿轮24带动大齿轮23转动，实现小车车架1的旋转。当小车车架1水平旋转180°后，旋转接近开关22与旋转挡块27接触，小车车架1停止转动完成火腿掉头工序，步进电机33开始转动，通过减速机32驱动主动轮29转动，小车沿轨道3前进至下料端，平移接近开关35与平移挡块4接触，小车停止移动，中央控制系统基于相机17和视觉定位系统判定小车定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S5；

S5、推杆电机19的电机轴伸缩，使双头挂钩13的另一侧挂钩悬挂在下料端的支架杆上；

S6、称重检验系统检验压力是否正确，，以确保火腿被全部卸下没有遗留若否则启动报警系统，若是则进入S7；

S7、中央控制系统通过旋转机构控制小车旋转预设角度180°归位，使挂物端挂杆11与下料端的支架杆平行，完成一次转运过程；

S8、重复步骤1-7。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，包括轨道(3)、沿轨道(3)行走的小车、中央控制系统，所述小车包括底盘(2)、驱动底盘(2)行走的驱动机构、底座(18)、支架机构和旋转机构，所述底座(18)位于底盘(2)的上方，所述底座(18)与底盘(2)之间通过旋转机构连接，所述旋转机构可使底座(18)相对于底盘(2)转动规定的角度；

所述支架机构包括立式框架(16)、挂物端挂杆(11)、控制端挂杆(12)、推杆电机(19)和两根横杆(10)，所述挂物端挂杆(11)与控制端挂杆(12)相互平行，两根所述横杆(10)连接挂物端挂杆(11)与控制端挂杆(12)，两个所述横杆(10)分别可转动地安装于立式框架(16)上，所述推杆电机(19)竖直安装于底座(18)上，所述推杆电机(19)上的推杆与控制端挂杆(12)固定连接；

所述轨道(3)的两端分别为上料端(5)和下料端(6)，所述底盘(2)的前后两侧均安装有接近开关(35)，所述上料端(5)和下料端(6)处均设有与第一接近开关(35)相对应的第一挡块(4)以及用于悬挂肉制品的支架杆；

所述驱动机构、旋转机构、推杆电机(19)和接近开关(35)均与中央控制系统电性连接，所述第一接近开关(35)碰触到第一挡块(4)后发送信号至中央控制系统。

2.根据权利要求1所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，还包括相机(7)，所述相机(7)安装于所述立式框架(16)上，相机(7)采集小车停车时的图片传送至中央控制系统，中央控制系统内的视觉定位系统对小车进行视觉定位。

3.根据权利要求2所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，所述挂物端挂杆(11)的两端均设有重力传感器(15)，所述重力传感器(15)与中央控制系统电性连接，所述中央控制系统内还设有称重检验系统和报警系统，中央控制系统根据两个重力传感器(15)传递的信号判断所述挂物端挂杆(11)上肉制品的重量，若重力传感器(15)传递的压力值错误则启动报警系统。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，所述肉制品顶部安装有双头挂钩(13)。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，所述旋转机构包括滚珠转盘(21)、小齿轮(24)、大齿轮(23)和减速电机(25)，所述滚珠转盘(21)连接底座(18)与底盘(2)使底座(18)可相对于底盘(2)转动，所述减速电机(25)安装于底盘(2)内的电机安装孔(26)内，所述小齿轮(24)同轴固定安装于减速电机(25)的电机轴上，所述大齿轮(23)固定于底座(18)的底面，所述小齿轮(24)与大齿轮(23)相互啮合，所述减速电机(25)与中央控制系统电连接，所述接近开关(35)安装于底座(18)的下表面，所述第二挡块(27)安装于底盘(2)的上表面，所述第二接近开关(36)与中央控制系统电连接，所述底座(18)转至规定角度时，第二接近开关(36)与第二挡块(27)相接触，所述第二接近开关(36)发送信号至中央控制系统。

6.根据权利要求1～3任意一项所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机(33)、蜗轮蜗杆减速器(32)、传动轴(30)、车轮组、第二接近开关(36)和第二挡块(27)，所述车轮组包括两个主动轮(29)，所述步进电机(33)的电机轴与蜗轮蜗杆减速器(32)连接，所述蜗轮蜗杆减速器(32)与传动轴(30)连接，所述传动轴(30)可转动地支撑在底盘(20)的左右两侧壁，两个主动轮(29)分别同轴固定安装在传动轴(30)的两端。

7.根据权利要求1所述的用于肉制品的自动化搬运装置，其特征在于，所述立式框架(16)包括两根分别靠近小车左右两侧的竖杆，两根横杆(10)分别可转动地安装于两根竖杆的上部，所述立式框架(16)的两个竖杆与底座(18)之间设有肋板(17)。

8.一种采用权利要求3所述的用于肉制品的自动化搬运装置运输肉制品的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、小车行驶至上料端，中央控制系统基于相机(17)和视觉定位系统判定小车定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S2步骤；

S2、推杆电机(19)的推杆伸缩，使双头挂钩(13)的一侧挂钩悬挂在挂物端挂杆(11)上；

S3、称重检验系统检验压力是否正确，若否则启动报警系统，若是则进入S4；

S4、中央控制系统通过旋转机构控制小车旋转预设角度，使挂物端挂杆(11)与下料端的支架杆平行；小车行驶至下料端，中央控制系统基于相机(17)和视觉定位系统判定小车定位是否准确，若否则控制小车自动调整距离，若是则进入S5；

S5、推杆电机(19)的电机轴伸缩，使双头挂钩(13)的另一侧挂钩悬挂在下料端的支架杆上；

S6、称重检验系统检验压力是否正确，若否则启动报警系统，若是则进入S7；

S7、中央控制系统通过旋转机构控制小车旋转预设角度，使挂物端挂杆(11)与下料端的支架杆平行；

S8、重复步骤1-7。