CN109019077B - 一种箱体码垛系统、码垛装置及码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱体码垛系统，包括控制系统、装载平台、输送带和连接输送带的码垛装置；所述码垛装置包括行走平台和固定设置在行走平台上的立柱，输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台，所述缓冲平台包括平移平台、两侧连接通道、中间连接通道，平移平台上横向设置缝隙，平移平台的缝隙下方也设置分拨装置，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道上纵向设置缝隙，两侧连接通道下方设置推箱装置，本发明的集装箱高效箱体码垛系统及方法可以保证输送带在码垛装置工作的同时不停止，一直安装原来的速率连续不断的传递箱体。

Description

一种箱体码垛系统、码垛装置及码垛方法

技术领域

本发明涉及一种高效箱体码垛系统及方法。

背景技术

随着经济水平的发展，生产中人工成本不断提升，越来越多企业面临着生产成本急剧增加与劳动力缺乏的普遍现象。装车工作，尤其是集装箱装车这种劳动强度高、技术含量低、工资待遇第、工作环境恶劣、人员流动性大的工种，招工及管理都极为困难。

目前，物流行业无论是仓储还是运输环节，均达到较高的自动化水平，唯独是装车环节仍然普遍采用人工在车厢内码放货物。

现有的箱体码垛系统一般包括控制系统、装载平台1、输送带3和连接输送带3的码垛装置4。如图2所示，码垛装置4包括行走平台5和固定设置在行走平台5上的四根立柱6，如图2所示，立柱6上固定安装纵向轨7，纵向轨7上安装可沿纵向轨7上下移动的升降台8，升降台8安装水平滑动杆9，升降台8和水平滑动杆9连接驱动装置，水平滑动杆9的前端固定安装第二立柱10，第二立柱10上设置滑轨，滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台12，平台12上连接平板13，平板13上设置万向球，万向球之间设有缝隙，平台12下方设置分拨装置。

这样的箱体码垛系统在输送带传来的箱体排成一排后，先让输送线停止工作，码垛装置将排列好的一排箱体推送到垛体上，然后码垛装置回位，输送线再开启。采用这样的结构，输送线不停地开启停止再开启，效率低，对部件的磨损严重，各个部件的配合容易出现不协调的情况。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种集装箱高效箱体码垛系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明的箱体码垛系统，包括控制系统、装载平台、输送带和连接输送带的码垛装置；所述码垛装置包括行走平台和固定设置在行走平台上的立柱，所述立柱上固定安装纵向轨，所述纵向轨上安装可沿纵向轨上下移动的升降台，所述升降台安装水平滑动杆，所述升降台和水平滑动杆连接驱动装置，所述水平滑动杆的前端固定安装第二立柱，所述第二立柱上设置滑轨，所述滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台，平台下方设置分拨装置，平台上设置能将平台上的整排箱体推至垛堆的平推装置；所述输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台，所述缓冲平台包括平移平台、两侧连接通道、中间连接通道，平移平台上横向设置缝隙，平移平台的缝隙下方也设置分拨装置，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道上纵向设置缝隙，两侧连接通道下方设置推箱装置，推箱装置可将使移动到平移平台的两侧边的箱体推到平台上相应的位置上，平移平台与平台之间在中间位置设置中间连接通道，中间连接通道和两侧连接通道之间留有空间，平移平台、平台、中间连接通道、两侧连接通道中间围成一个开口，此空间安装立柱；平移平台和中间连接通道上方设置推箱机构。

所述推箱机构包括平推导轨，平推导轨上设置可沿平推导轨滑动的横杆，横杆上设置垂直升降杆，垂直升降杆上设置平推板。

本发明还涉及一种码垛装置，包括行走平台和固定设置在行走平台上的立柱，所述立柱上固定安装纵向轨，所述纵向轨上安装可沿纵向轨上下移动的升降台，所述升降台安装水平滑动杆，所述升降台和水平滑动杆连接驱动装置，所述水平滑动杆的前端固定安装第二立柱，所述第二立柱上设置滑轨，所述滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台，平台下方设置分拨装置，平台上设置能将平台上的整排箱体推至垛堆的平推装置；

所述输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台，所述缓冲平台包括平移平台、两侧连接通道、中间连接通道，平移平台上横向设置缝隙，平移平台的缝隙下方也设置分拨装置，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道上纵向设置缝隙，两侧连接通道下方设置推箱装置，推箱装置可将使移动到平移平台的两侧边的箱体推到平台上相应的位置上，平移平台与平台之间在中间位置设置中间连接通道，中间连接通道和两侧连接通道之间留有空间，平移平台、平台、中间连接通道、两侧连接通道中间围成一个开口，此空间安装立柱；平移平台和中间连接通道上方设置推箱机构。

所述推箱机构包括平推导轨，平推导轨上设置可沿平推导轨滑动的横杆，横杆上设置垂直升降杆，垂直升降杆上设置平推板。

本发明还涉及一种箱体码垛方法，包括下列步骤，

(1)从输送带上传来的叠放好的箱体组先到达平移平台，经分拨装置分到平移平台的两侧，当平移平台的两侧各放好了规定个数的箱体时，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道的下方的分拨装置启动，将平移平台的两侧的箱体经过两侧连接通道推向平台12的两侧边；

(2)与此同时，输送带不断的传递来箱体组，当下一个箱体组到达平移平台中间时，平移平台下方的分拨装置暂停工作，不再向两侧分拨；

(3)垂直升降杆在驱动装置的带动下向下移动，横杆沿平推导轨向前移动，推动平移平台中间位置上的箱体组向前，经过中间连接通道，推到平板上中间位置；

(4)平板下方的分拨装置将这一箱体组分向侧边；

(5)新的箱体组又到达平移平台中间位置，平推板升起，退回到平移平台上的箱体组后方，下降，再推送箱体组向前，到平板上，分拨装置将这单个箱体分拨到位，直至平板上的箱体排满；

(6)从输送带上传来的箱体组来到平移平台，平移平台上的分拨装置开始工作，将箱体组分拨至平移平台的两侧进行排列；

(7)升降台、水平滑动杆等开始工作，升降台升起，同时水平滑动杆向前，使得整排箱体来到堆垛位置上，到位后平推装置将一整排箱体码放到位，然后平台回位，等待下一排箱体。

本发明的集装箱高效箱体码垛系统及方法可以保证输送带在码垛装置工作的同时不停止，一直安装原来的速率连续不断的传递箱体。工作效率大大提高，也可以减少因为不断开启停止造成的磨损，各个机构的工作保持连续性，更容易通过控制软件来调节各个机构的同步协调。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的集装箱高效箱体码垛系统的结构示意图。

图2是现有的码垛装置的结构示意图。

图3是箱体叠放装置的结构示意图。

图4是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图5是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图6是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图7是箱体叠放装置的工作步骤示意图。

图8是箱体叠放装置的侧视图。

图9是码垛装置的的俯视图。

图10是码垛装置的工作步骤示意图。

图11是码垛装置的工作步骤示意图。

图12是码垛装置的工作步骤示意图。

图13是码垛装置的工作步骤示意图。

图14是码垛装置的工作步骤示意图。

图15是推箱机构的结构示意图。

图16是推箱机构的工作状态图。

图17是平推装置的第一种实施方式的结构示意图。

图18是平推装置的第一种实施方式的工作状态图。

图19是平推装置的第一种实施方式的俯视图。

图20是平推装置的第一种实施方式的工作状态的俯视图。

图21是平推装置的第二种实施方式的结构示意图。

图22是平推装置的第二种实施方式的工作状态图。

图23是平推装置的第二种实施方式的俯视图。

具体实施方式

本发明的码垛装置是一种向集装箱内码放箱体的自动装车系统的一个装置。箱体自动装车系统，如图1所示，包括控制系统、装载平台1、输送带3和连接输送带3的码垛装置4。

所述输送带上设置分拣装置，所述分拣装置能够将横放和竖放的箱体分开的并翻转，使横放和竖放的箱体统一放置；所述输送带上分拣装置后设置箱体合并装置，将输送带上两个相邻的箱体合并在一起；所述输送带上合并装置后设置箱体叠放装置，合并在一起的两个箱体上下叠放；所述输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带3上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台。

输送带上的相邻的两个箱体两两合并起来传递过来，将相邻的两个并排箱体通过叠放装置上下叠放起来，码垛时一次操作可以同时码放两个上下叠放的箱体，可以提高码垛的效率。

如图3至图8所示，叠放装置包括固定设置在输送带3上方的框架，框架包括分别设置在输送带3两侧的两个工字型框架68，每侧的工字型框架的四个角上安装四个驱动齿轮69，这四个驱动齿轮69上安装环形的链条70，链条70形成矩形，两侧链条70之间对称的安装两条推杆71，两条推杆71之间在环形链条70上的间距相等，框架上安装伺服电机72，伺服电机72通过链传动驱动其中一个角上的主动齿轮转动691，两侧的主动齿轮691通过连杆73连接，同步转动，从而带动链条70绕框架转动，使得两根推杆71可以做周期的转动。

设置好两条推杆71的运动节律，与箱体的间隔相匹配，当两个合并在一起的箱体运动到叠放装置处时，进入框架下方，此时第一推杆711运动到框架的左侧，如图3所示，沿框架左侧上升，在水平方向上不产生运动，可以挡住箱体，叠放装置下方的输送带为无动力输送带，前箱体58和后箱体59在框架的最左侧停住。

叠放装置还包括设置在输送带3上的提升装置，提升装置位于停止的后箱体59下方，提升装置包括设置在输送带3下方的提升气缸74，提升气缸74上方设置无动力的活动辊道75，活动辊道75设置在输送带3中间的开口中。此时提升气缸74上升，如图4所示，将停在活动辊道75上的后箱体59顶起至与前箱体58相同的高度。

框架上还安装小框架，小框架的结构与框架结构相似，在框架的两侧的两个工字型框架68上安装小型工字型框架76，小型工字型框架76的四个角上安装四个小齿轮77，这四个小齿轮77上安装环形的小链条78，小链条78形成矩形，两侧小链条78之间对称的安装小推杆79，其中一个小齿轮77连接伺服电机72，在伺服电机的驱动下转动，带动小链条78和小推杆79运动。

当前箱体58和后箱体59抵达框架底部，第一推杆711运动到框架的底部，提升气缸74上升，将停在活动辊道75上的后箱体59顶起至与前箱体58相同的高度，此时后箱体59处于小框架内，调整小齿轮77的外径和转速，以及小推杆79的位置，使得后箱体59到达小框架内是小推杆79刚好运动到小框架的底部，小推杆79继续向左运动，推动后箱体59向左，如图5所示，压在前箱体58上面。此时第一推杆711挡在前箱体58前面，防止因为后箱体58向前运动产生的摩擦力将下面的前箱体58推走。如图6所示，当小推杆79将后箱体59完全推至前箱体58上方，小推杆79开始沿链条向上运动，停止推箱，而第一推杆711也向上运动到后箱体59前面，挡住后箱体59，防止后箱体59走过了。

如图7所示，当第一推杆711和小推杆79一直向上运动，离开后箱体59后向右运动，而此时与第一推杆711相对称的第二推杆712已经运动到框架底部并向左运动，第二推杆712也设有相距很近的两根，第二推杆712接触到下面的前箱体58，推动叠在一起的前箱体58和后箱体59沿输送带3向前运动，离开输送带的无动力段，接触到有动力的输送带3，从而继续向前。而沿输送带传递而来的下一组两个箱体也碰到了第二推杆712，减速，当第二推杆712开始沿框架向上运动时停止向前，开始下一循环。

由于推杆71的运动具有严格的周期性，使得通过叠放装置的各个箱体的间隔距离完全相等，实现把箱体定时、定位推送到箱体码垛装置前，从而使得箱体码垛可以更好地运行。

上下叠放好的箱体输送到码垛装置4。如图2所示，码垛装置4包括行走平台5和固定设置在行走平台5上的四根立柱6，如图2所示，立柱6上固定安装纵向轨7，纵向轨7上安装可沿纵向轨7上下移动的升降台8，升降台8安装可沿升降台水平滑动的水平滑动杆9，升降台8和水平滑动杆9连接驱动装置，水平滑动杆9的前端固定安装第二立柱10，第二立柱10上设置滑轨，滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台12，平台12设置万向球14。码垛装置4还设置分拨装置2，分拨装置2可以将输送带3上传来的箱体分拨至平台的两侧，直至箱体排满平台，形成整齐的一排。

分拨装置2设置在平台12的下方，分拨装置2固定安装在行走平台5上，分拨装置2包括丝杠、丝杠螺母(图中未画出)和安装在丝杠螺母上的拨爪18，平台12上设置缝隙13，拨爪18从缝隙13中伸出。当输送带3上传来箱体时，电机带动丝杠机构运行，带动丝杠螺母上的拨爪18沿缝隙13移动，从而拨动箱体从平台12的中部移向两侧，直至箱体排满平台，形成整齐的一排。

分拨装置2也可以是设置在平台12下方的气缸，气缸包括缸体和活塞杆，活塞杆上设置拨片(图中未画出)，拨片上设置拨爪18，拨爪18从缝隙13中伸出。当输送带3上传来箱体时，气缸带动拨片18沿缝隙13移动，从而拨动箱体从平台12的中部移向两侧。

平台12上设置平推装置，平推装置包括推板和连接推板的平推气缸。当平板12上的箱体码放成一排完毕后，在驱动装置的驱动下，平台12上下和前后运动，平台12到位堆垛上相应的位置后，平推气缸启动，推动平台12上的的成排的箱体放到堆垛相应的位置上。码垛装置上设置激光测距仪。

这种结构的码垛系统存在下列问题：输送带3传来的箱体排成一排后，先让输送带3停止工作，码垛装置4将排列好的一排箱体推送到垛体上，然后码垛装置4回位，输送带3再开启。采用这样的结构，输送带3不断地开启停止再开启，效率低，对部件的磨损严重，各个部件的配合容易出现不协调的情况。

为了解决这一问题，在输送带3与平台12之间设置一个缓冲平台82，缓冲平台82上也设置万向球14，缓冲平台82上的万向球14之间设有缝隙13。

如图9所示，缓冲平台82包括平移平台821、两侧连接通道822、中间连接通道823，平移平台821上横向设置缝隙13，平移平台821的缝隙13下方也设置分拨装置2，分拨装置2上设置拨爪18，其结构可以与平台12下方的分拨装置相同，只要能将箱体分拨至两侧即可。平移平台821的两侧边部分和两侧连接通道822上纵向设置缝隙13，两侧连接通道822的缝隙13上的拨爪18可以由下方的气缸或丝杆带动(图中未画出)，拨爪18可将使移动到平移平台821的两侧边的箱体推到平台12上相应的位置上。

平移平台821与平台12之间在中间位置设置中间连接通道823，中间连接通道823和两侧连接通道822之间留有空间，平移平台821、平台12、中间连接通道823、两侧连接通道822中间围成一个开口，此空间安装四根立柱6中的前面两条。这样的结构可以使得码垛装置4上的左右两侧的立柱6间距更小，使码垛装置4和行走平台5结构更紧凑。平移平台821与平台12可以根据集装箱的宽度调整。

平移平台821和中间连接通道823上方设置推箱机构，如图15所示，推箱机构包括平推导轨83，平推导轨83上设置可沿平推导轨83滑动的横杆84，横杆84上设置垂直升降杆85，垂直升降杆85上设置平推板86。

如图10所示，从输送带3上传来的叠放好的箱体组87先到达平移平台821，经分拨装置分到平移平台821的两侧，例如可以在左右两侧各放置两个箱体组87，只要这几个箱体横向上的宽度与两侧连接通道822的宽度相匹配即可。当平移平台821的两侧各放好了规定个数的箱体时，平移平台821的两侧边部分和两侧连接通道822的缝隙13内的拨爪18启动，将平移平台821的两侧的箱体经过两侧连接通道822推向平台12的两侧边，如图11所示。

与此同时，输送带3不断的传递来箱体组87，当下一个箱体组87到达平移平台821中间时，平移平台821下方的分拨装置暂停工作，不再向两侧分拨。此时，垂直升降杆85在驱动装置的带动下向下移动，如图16所示，驱动装置可以是设置在垂直升降杆85和横杆84上的齿轮齿条机构或者皮带，带动平推板86向下，横杆84上也设有驱动装置，也可以是设置在横杆84和平推导轨83上的齿轮齿条机构或者皮带，横杆84沿平推导轨83向前移动，推动平移平台821中间位置上的箱体组87向前，经过中间连接通道823，推到平板12上中间位置，如图11所示。

如图12所示，平板12下方的分拨装置将这一箱体组87分向侧边。此时新的箱体组87又到达平移平台821中间位置，而平推板86升起，退回到平移平台821上的箱体组87后方，下降，再推送箱体组向前，到平板12上，分拨装置将这单个箱体分拨到位，直至平板12上的箱体排满。

此时，从输送带3上传来的箱体组来到平移平台821，如图13所示，平移平台821上的分拨装置开始工作，将箱体组分拨至平移平台821的两侧进行排列。与此同时，如图13所示，升降台8、水平滑动杆9等开始工作，升降台8升起，同时水平滑动杆9向前，使得整排箱体来到堆垛位置上，到位后平推装置将一整排箱体码放到位，如图14所示，然后平台12回位，等待下一排箱体。

平推装置包括推箱气缸88和连接推箱气缸88的推箱平板89。由于平台12的两侧需要从两侧连接通道822传输箱体，在平推装置不工作时，推箱平板89不能够挡住平台12与两侧连接通道822之间的箱体通道，而平推装置工作时，推箱平板89必须与整排箱体等长。需设置一个合适的推箱平板89。

推箱平板89设置成可90度转动的平板，如图17至图20所示，当箱体在码放成一排之前需要从平台12与两侧连接通道822之间的箱体通道传送箱体时，推箱平板89竖直放置，如图17和图19所示。当码放成一整排后需要推箱平板89工作时，将推箱平板89翻转过来横向放置，与整排箱体位置匹配起来，如图18和20所示。推箱气缸88固定连接一个安装板90，安装板90上安装翻转电机91，翻转电机91输出轴上设置花键94，在推箱平板89合适的位置上设置与花键匹配的花键套。

另一种实施方式中，如图21至23所示，将推箱平板89设置为可上下移动，当需要推箱的时候，通过提升装置将推箱平板89提升至平台12以上，如图22所示。当需要从两侧连接通道822传输箱体时，通过提升装置将推箱平板89降到平台12以下，如图21所示。推箱气缸88固定连接一个安装板90，提升装置可以是安装在安装板90上的齿轮齿条机构，在推箱平板89上固定连接齿条92，平板提升齿条92与安装在平板提升电机93上齿轮匹配。

Claims (5)

1.一种箱体码垛系统，其特征在于：包括控制系统、装载平台、输送带和连接输送带的码垛装置；所述码垛装置包括行走平台和固定设置在行走平台上的立柱，所述立柱上固定安装纵向轨，所述纵向轨上安装可沿纵向轨上下移动的升降台，所述升降台安装水平滑动杆，所述升降台和水平滑动杆连接驱动装置，所述水平滑动杆的前端固定安装第二立柱，所述第二立柱上设置滑轨，所述滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台，平台下方设置分拨装置，平台上设置能将平台上的整排箱体推至垛堆的平推装置；

输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台，所述缓冲平台包括平移平台、两侧连接通道、中间连接通道，平移平台上横向设置缝隙，平移平台的缝隙下方也设置分拨装置，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道上纵向设置缝隙，两侧连接通道下方设置推箱装置，推箱装置能够将移动到平移平台的两侧边的箱体推到平台上相应的位置上，平移平台与平台之间在中间位置设置中间连接通道，中间连接通道和两侧连接通道之间留有空间，平移平台、平台、中间连接通道、两侧连接通道中间围成一个开口，此空间安装立柱；平移平台和中间连接通道上方设置推箱机构。

2.按照权利要求1所述的箱体码垛系统，其特征在于：所述推箱机构包括平推导轨，平推导轨上设置可沿平推导轨滑动的横杆，横杆上设置垂直升降杆，垂直升降杆上设置平推板。

3.一种码垛装置，其特征在于：包括行走平台和固定设置在行走平台上的立柱，所述立柱上固定安装纵向轨，所述纵向轨上安装可沿纵向轨上下移动的升降台，所述升降台安装水平滑动杆，所述升降台和水平滑动杆连接驱动装置，所述水平滑动杆的前端固定安装第二立柱，所述第二立柱上设置滑轨，所述滑轨安装可沿滑轨上下滑动的平台，平台下方设置分拨装置，平台上设置能将平台上的整排箱体推至垛堆的平推装置；

输送带与平台的连接处设置缓冲平台，输送带上传来的箱体先放到缓冲平台，再从缓冲平台推送至平台，所述缓冲平台包括平移平台、两侧连接通道、中间连接通道，平移平台上横向设置缝隙，平移平台的缝隙下方也设置分拨装置，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道上纵向设置缝隙，两侧连接通道下方设置推箱装置，推箱装置能够将移动到平移平台的两侧边的箱体推到平台上相应的位置上，平移平台与平台之间在中间位置设置中间连接通道，中间连接通道和两侧连接通道之间留有空间，平移平台、平台、中间连接通道、两侧连接通道中间围成一个开口，此空间安装立柱；平移平台和中间连接通道上方设置推箱机构。

4.按照权利要求3所述的码垛装置，其特征在于：所述推箱机构包括平推导轨，平推导轨上设置可沿平推导轨滑动的横杆，横杆上设置垂直升降杆，垂直升降杆上设置平推板。

5.一种使用权利要求2所述的箱体码垛系统的码垛方法，其特征在于： 包括下列步骤，

（1）从输送带上传来的叠放好的箱体组先到达平移平台，经分拨装置分到平移平台的两侧，当平移平台的两侧各放好了规定个数的箱体时，平移平台的两侧边部分和两侧连接通道的下方的分拨装置启动，将平移平台的两侧的箱体经过两侧连接通道推向平台的两侧边；

（2）与此同时，输送带不断的传递来箱体组，当下一个箱体组到达平移平台中间时，平移平台下方的分拨装置暂停工作，不再向两侧分拨；

（3）垂直升降杆在驱动装置的带动下向下移动，横杆沿平推导轨向前移动，推动平移平台中间位置上的箱体组向前，经过中间连接通道，推到平板上中间位置；

（4）平板下方的分拨装置将这一箱体组分向侧边；

（5）新的箱体组又到达平移平台中间位置，平推板升起，退回到平移平台上的箱体组后方，下降，再推送箱体组向前，到平板上，分拨装置将这单个箱体分拨到位，直至平板上的箱体排满；

（6）从输送带上传来的箱体组来到平移平台，平移平台上的分拨装置开始工作，将箱体组分拨至平移平台的两侧进行排列；

（7）升降台、水平滑动杆开始工作，升降台升起，同时水平滑动杆向前，使得整排箱体来到堆垛位置上，到位后平推装置将一整排箱体码放到位，然后平台回位，等待下一排箱体。

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