CN110077860B - 一种袋装料分料码垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种袋装料分料码垛系统，目的在于解决现有的自动码垛装车设备，仅能实现横向码垛或只能实现纵向码垛的问题。基于前述问题，申请人提出了几种不同的技术方案，其他方案采用上、下两层分料机构，而本申请为单层结构，与双层结构相比，体积更小，占用空间更少。其包括支撑架、输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元、控制系统。本申请能有效解决现有自动装车设备无法兼容横向、纵向以及横纵组合码垛的问题，满足不同规格袋装料、不同规格装车车厢的装车需求，提高车厢的空间利用率。同时，基于车厢码垛方式的改进，使得运输的稳固性增加，保障运输的安全运行。

Description

一种袋装料分料码垛系统

技术领域

本发明涉及自动装车领域，具体为一种袋装料分料码垛系统。本申请能够实现袋装料的横向、纵向以及横纵组合码垛，满足最优码垛方式的要求，实现各种车辆科学装车，稳定运输，具有极高的应用价值。本申请能够用于化工、饲料、水泥等领域的袋装料自动码垛装车，能够有效提升码垛效率，具有极好的应用前景。

背景技术

大多数情况下，袋装料通常采用人工码垛装车的方式，即：袋装料料包通过输送系统被输送到开放式结构车厢的上方，然后通过人力搬运，进行码垛装车。采用该方式，工人的劳动强度大，效率低，装车成本高。为此，人们对相应的自动装车码垛设备进行了研究。

申请人四川福德机器人股份有限公司的在先申请CN108557513A公开了一种柔性化分料码垛执行系统（申请号：CN201810650144，公开日：2018.09.21），其能够适应不同种类运料车的宽度变化，有效拓展设备的应用范围，具有较好的适应性，也能满足工厂分料码垛的需求。

在袋装料装车码垛中，袋装料本身可能具有不同的规格，同时装车车厢也可能有不同的规格，而当前设备在实现自动码垛装车的过程中，只能横向码垛或者只能纵向码垛，这样对部分袋装料和车厢就没法实现以最优方式码垛装车，对车厢的空间利用率不足，并导致运输的稳固性较差。

为此，迫切需要一种新的设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有的自动码垛装车设备，仅能实现横向码垛或只能实现纵向码垛的问题，提供一种袋装料分料码垛系统。同时，基于前述问题，申请人提出了几种不同的技术方案，其他方案采用上、下两层分料机构，而本申请为单层结构，与双层结构相比，体积更小，占用空间更少。本申请能有效解决现有自动装车设备无法兼容横向、纵向以及横纵组合码垛的问题，满足不同规格袋装料、不同规格装车车厢的装车需求，提高车厢的空间利用率。同时，基于车厢码垛方式的改进，使得运输的稳固性增加，保障运输的安全运行。

本申请能有效替代传统袋装料人工码垛装车，解决企业生产成本高，工作环境恶劣等问题。另外，基于结构的改进，本申请的码垛系统为单层结构，跟以往双层结构相比，体积更小，占用空间更少。经验证，本申请的码垛设备能满足水泥、化工、饲料等领域的自动码垛装车需求。进一步，本申请中的驱动设备可全部采用伺服系统，不使用气动执行机构，设备运行冲击小，灵活性好，能适应更低的温度环境、更恶劣的粉尘环境。

本发明采用的技术方案如下：

一种袋装料分料码垛系统，包括支撑架、输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元、控制系统；

所述输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元分别设置在支撑架上且支撑架能为输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元提供支撑；

所述输送单元包括输送带、与输送带相连的输送驱动装置，所述输送驱动装置与输送带相连且输送驱动装置能带动输送带运动进而实现物料的输送；

所述R轴旋转拨料单元包括旋转安装板、旋转驱动装置、旋转连接板、与输送带相配合的拨料板，所述旋转安装板与支撑架固定连接且支撑架能为旋转安装板提供支撑，所述旋转驱动装置设置在旋转安装板上且旋转安装板能为旋转驱动装置提供支撑，所述旋转驱动装置通过旋转连接板与拨料板相连且通过旋转驱动装置带动拨料板转动能将输送带上的袋装料拨动至开关门单元上；

所述旋转平移单元包括旋转组件、平移组件，所述旋转组件位于开关门单元上方且旋转组件能对开关门单元上的袋装料进行旋转以调整袋装料的角度；所述平移组件与旋转组件相连且平移组件通过旋转组件能带动袋装料进行平移；

所述输送驱动装置、旋转驱动装置、开关门单元、旋转组件、平移组件分别与控制系统相连。

所述输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元的工作平面位于单层支撑架上。

还包括与控制系统相连的第一位置检测传感器，所述第一位置检测传感器位于输送带上方且第一位置检测传感器能对输送带与R轴旋转拨料单元相连处的袋装料进行检测并将测定结果传递给控制系统。

还包括限位挡板，所述限位挡板设置在输送带的出料端且限位挡板能对输送带上输送来的袋装料进行限位。

所述开关门单元的中线与输送带的运动方向相垂直且经输送带输送的袋装料在R轴旋转拨料单元的拨动下能由纵向方向变为横向并置于开关门单元上。

还包括与控制系统相连的第二位置检测传感器，所述第二位置检测传感器位于开关门单元上方且第二位置检测传感器能对开关门单元上的袋装料进行检测并将测定结果传递给控制系统。

所述第一位置检测传感器为接触式传感器、光电传感器中的一种或多种，所述第二位置检测传感器为光电传感器。

所述接触式传感器为碰撞压力传感器。

所述输送驱动装置、旋转驱动装置分别为伺服电机。

所述开关门单元、旋转平移单元分别为两个，所述开关门单元相对R轴旋转拨料单元对称设置。

所述拨料板呈扇形。

所述控制系统包括：

输送模块，其与输送驱动装置相连，用于控制输送单元的送料速度；

R轴拨料模块，其与R轴旋转拨料单元相连，其控制R轴旋转拨料单元的旋转驱动装置转动，并将袋装料旋转输送至开关门单元上；

旋转控制模块，其与旋转组件相连，当开关门单元上的袋装料需要旋转角度时，其控制旋转组件带动开关门单元上的袋装料旋转至设定角度；

平移控制模块，其与平移组件相连，当需要将袋装料调整到开关门单元的设定位置时，其控制平移组件运动，通过平移件带动与其相连的旋转组件进而将袋装料输送至开关门单元上的设定位置；

开关门模块，其与开关门单元相连，其控制开关门单元打开进而使袋装料在重力的作用下落下以实现袋装料的码垛；

第一位置检测模块，其与第一位置检测传感器相连，用于检测输送带上的袋装料是否达到限位挡板处；

第二位置检测模块，其与第二位置检测传感器相连，用于对开关门单元上是否有袋装料进行检测。

所述开关门单元采用同步开关门结构；

所述同步开关门结构包括第一支撑板、第二支撑板、与控制系统相连的开关驱动装置、转动盘、用于带动门进行开闭的开闭组件，所述第一支撑板与第二支撑板平行设置且第一支撑板与第二支撑板构成开关支撑架，所述开关驱动装置与转动盘相连且开关驱动装置能带动转动盘相对转动，所述开闭组件为一组且开闭组件相对转动盘对称设置，所述转动盘与开闭组件相连且转动盘能通过开闭组件实现门的开闭；

所述开闭组件包括用于与转动盘相连的第一连杆、蝶形弹簧组件、第一关节轴承、第二双向连杆、转动件、第二关节轴承、第一转轴、第三连杆、第四摇臂、第二转轴、第五连杆、第六连杆、第三转轴、用于对门进行固定的固定连接件，所述第一转轴的两端、第二转轴的两端分别与开关支撑架相连且开关支撑架能分别为第一转轴、第二转轴提供支撑；

所述第一连杆通过第一关节轴承与第二双向连杆相连，所述碟形弹簧设置在第一连杆上，所述碟形弹簧位于转动盘与第一关节轴承之间且蝶形弹簧能保证第二双向连杆与转动盘之间的张紧力；

所述转动件上分别设置有第一连接点、第二连接点、第三连接点，所述第一连接点、第二连接点、第三连接点在转动件上呈三角形分布，所述第一连接点位于第二连接点上方，所述第二连接点位于靠近转动盘的一侧，所述第三连接点位于靠近第三连杆的一侧；

所述第一转轴穿过第一连接点且转动件通过第一转轴能相对开关支撑架转动，所述第二连接点通过第二关节轴承与第二双向连杆相连且第二双向连杆通过第二关节轴承能带动转动件相对开关支撑架转动，所述第一关节轴承的轴线与第二关节轴承的轴线垂直；所述第三连接点与第三连杆的一端铰接且转动件能带动第三连杆能相对转动件运动；

所述第四摇臂设置在第二转轴上且第四摇臂能相对开关支撑架转动，所述第三连杆、第四摇臂分别与第五连杆的一端铰接且第三连杆能带动第五连杆相对第四摇臂转动；所述第三转轴与第一支撑板相连且第一支撑板能为第三转轴提供支撑，所述第六连杆设置在第三转轴上且第六连杆能相对第一支撑板转动，所述第六连杆与第五连杆的另一端铰接且第五连杆能相对第六连杆转动；

所述固定连接件与第六连杆相连且第六连杆通过固定连接件与门保持相对静止并通过开闭组件的带动以实现门相对第三转轴的开闭。

还包括用于为开关驱动装置提供支撑的驱动底座，所述驱动底座与开关支撑架相连且开关支撑架能为驱动底座提供支撑，所述开关驱动装置设置在驱动底座上且驱动底座能为开关驱动装置提供支撑。

还包括减速输出机构，所述开关驱动装置通过减速输出机构与转动盘相连。

所述开关驱动装置为伺服电机。

所述转动盘为圆形。

所述第一关节轴承包括第一内圈、与第一内圈相配合的第一外圈，所述第一内圈与第一连杆相连且转动盘通过第一连杆能带动第一关节轴承相对转动盘运动，所述第一外圈与第二双向连杆的一端相连且第一连杆通过第一关节轴承能带动第二双向连杆运动。

所述第二关节轴承包括第二内圈、与第二内圈相配合的第二外圈，所述第二关节轴承的内圈通过连杆与第二连接点相连，所述第二外圈与第二双向连杆的另一端相连且第二双向连杆通过第二关节轴承能带动转动件相对开关支撑架转动。

所述开关支撑架上还设置有若干检修孔。

还包括轴承，所述轴承分别与第一转轴、第三转轴相配合且第一转轴、第三转轴能分别绕轴承相对转动。

所述开闭组件还包括门且门与固定连接件夹紧相连。

还包括设置在第三转轴另一端的转动支撑件且第三转轴能绕转动支撑件相对转动。

所述转动支撑件为轴承。

综上所述，本申请公开了一种适用于袋装料装车码垛的自动化分料码垛系统，系统包括支撑架、输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元、控制系统几部分，通过组件之间的协同工作，能够实现横向、纵向以及横纵组合码垛，有效满足不同规格袋装料、不同规格装车车厢的装车需求，提高车厢的空间利用率。进一步，结合车辆信息扫描系统、规划器系统等，能够进一步提升袋装料自动码垛装车的效率，满足工厂自动化装车码垛的需求。另外，本申请采用单层结构，体积更小，占用空间更少。

附图说明

图1为实施例1中输送单元的结构示意图。

图2为实施例1中R轴旋转拨料单元的局部结构示意图。

图3为同步开关门结构的打开状态示意图。

图4为同步开关门结构的关闭状态示意图。

图5为实施例1中同步开关门机构整体结构示意图。

图6为图5的底部结构示意图。

图7为同步开关门机构的结构示意图。

图8为含挡板的同步开关门机构示意图。

图9为实施例1中转动件的结构示意图。

图10为实施例1中装置的关闭示意图。

图11为实施例1中装置的打开示意图。

图12-19为实施例1中横向码垛流程示意图。

图20-22为实施例1中纵向码垛流程示意图。

图23为横向码垛示意图。

图24为纵向码垛示意图。

图25为横纵组合码垛示意图。

图中标记：1、第一支撑板，2、第二支撑板，3、开关驱动装置，4、转动盘，5、蝶形弹簧组件，6、第一关节轴承，7、第二双向连杆，8、转动件，9、第二关节轴承，10、第一转轴，11、第三连杆，12、第四摇臂，13、第二转轴，14、第五连杆，15、第六连杆，16、第三转轴，20、第一连接点，21、第二连接点，22、第三连接点，30、转动支撑件，51、输送单元，52、R轴旋转拨料单元，53、平移组件，54、旋转组件，55、旋转连接板，56、拨料板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图所示，本实施例的袋装料分料码垛系统包括支撑架、输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元、控制系统。与现有采用双层结构的码垛系统不同，本实施例采用单层结构。

本实施例中，输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元分别设置在支撑架上；其中，开关门单元、旋转平移单元分别为两个，开关门单元相对R轴旋转拨料单元对称设置。如图1所示，输送单元包括输送带、与输送带相连的输送驱动装置，输送驱动装置与输送带相连；本实施例中，输送驱动装置采用伺服电机。输送单元主要用于袋装料的输送，物料通过输送单元后，再进分料码垛，进而完成相应的装车操作。

本实施例中，R轴旋转拨料单元包括与支撑架固定连接的旋转安装板、设置在旋转安装板上的旋转驱动装置、旋转连接板、与输送带相配合的拨料板，旋转驱动装置通过旋转连接板与拨料板相连，拨料板呈扇形（如图2所示）。本实施例中，旋转驱动装置采用伺服电机。该结构中，当输送带上有袋装料输送过来时，拨料板在旋转驱动装置的带动下绕其转轴转动，进而将物料沿圆周方向进行推送；由于拨料板呈扇形，其在相对输送带左右摆动的过程中，能将袋装料分别拨动至左右两侧的开关门单元上；而旋转送料的过程，又实现了袋装料由纵向到横向的转变。本申请中，开关门单元对称设置在R轴旋转拨料单元的两侧（进一步，开关门单元的中线与输送带的运动方向相垂直；经输送带输送的袋装料在R轴旋转拨料单元的拨动下能由纵向方向变为横向，并置于开关门单元上），在R轴旋转拨料单元在左右摆动时，即可将袋装料依次拨入左右两侧的开关门单元上。

同时，旋转平移单元包括旋转组件、平移组件，旋转组件位于开关门单元上方且旋转组件能对开关门单元上的袋装料进行旋转以调整袋装料的角度；平移组件与旋转组件相连且平移组件通过旋转组件能带动袋装料进行平移。袋装料经R轴旋转拨料单元拨动至开关门单元上后，当需要对袋装料进行角度调整时，控制系统向旋转组件发出指令，旋转组件对开关门单元上的袋装料进行旋转，以调整袋装料的角度（即抓起袋装料，并旋转一定角度）。同时，控制系统向平移组件发出指令，平移组件带动旋转组件、旋转组件上的袋装料同步移动至开关门单元上的设定位置；而后，开关门单元打开，进而实现袋装料的码垛。

本申请中，输送驱动装置、旋转驱动装置、开关门单元、旋转组件、平移组件分别与控制系统相连。本实施例中，输送驱动装置、旋转驱动装置分别采用伺服电机。需要强调的是，输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元的工作平面位于单层支撑架上；本申请采用单层结构，体积更小，占用空间更少。

同时，本实施例还包括位于输送带上方的第一位置检测传感器、位于开关门单元上方的第二位置检测传感器，第一位置检测传感器、第二位置检测传感器分别与控制系统相连。其中，第一位置检测传感器用于对输送带与R轴旋转拨料单元相连处的袋装料进行检测；当第一位置检测传感器检测到来料时，第一位置检测传感器向控制系统发出信号，控制系统基于检测的信息，向R轴旋转拨料单元发出指令，控制R轴旋转拨料单元转动，进而将输送带的袋装料拨动到开关门单元上。而第二位置检测传感器用于对开关门单元上的袋装料进行检测；当第二位置检测传感器检测到开关门单元上有来料时，第二位置检测传感器向控制系统发出信号，控制系统基于检测的信息，进行相应的操作。本实施例中，第一位置检测传感器为碰撞压力传感器，第二位置检测传感器为光电传感器。

本实施例中，还包括设置在输送带出料端的限位挡板，即袋装料经输送带输送后，先到达限位挡板的位置，进而实现对袋装料的限位。

进一步，本实施例的控制系统包括：

输送模块，其与输送驱动装置相连，用于控制输送单元的送料速度；

R轴拨料模块，其与R轴旋转拨料单元相连，其控制R轴旋转拨料单元的旋转驱动装置转动，并将袋装料旋转输送至开关门单元上；

旋转控制模块，其与旋转组件相连，当开关门单元上的袋装料需要旋转角度时，其控制旋转组件带动开关门单元上的袋装料旋转至设定角度；

平移控制模块，其与平移组件相连，当需要将袋装料调整到开关门单元的设定位置时，其控制平移组件运动，通过平移件带动与其相连的旋转组件进而将袋装料输送至开关门单元上的设定位置；

开关门模块，其与开关门单元相连，其控制开关门单元打开进而使袋装料在重力的作用下落下以实现袋装料的码垛；

第一位置检测模块，其与第一位置检测传感器相连，用于检测输送带上的袋装料是否达到限位挡板处；

第二位置检测模块，其与第二位置检测传感器相连，用于对开关门单元上是否有袋装料进行检测。

进一步，本实施例中提供一种同步开关门结构，上层开关门单元、下层开关门单元中的一种或两种采用同步开关门结构。更具体地，本实施例的同步开关门结构包括第一支撑板、第二支撑板、与控制系统相连的开关驱动装置、转动盘、用于带动门进行开闭的开闭组件，开闭组件为一组且相对转动盘对称设置。本实施例中，第一支撑板与第二支撑板平行设置，第一支撑板与第二支撑板构成开关支撑架。进一步，本实施例还包括用于为开关驱动装置提供支撑的驱动底座，驱动底座与开关支撑架相连。开关驱动装置设置在驱动底座上，驱动底座用于为开关驱动装置提供支撑，开关支撑架用于为开闭机构提供支撑。

本实施例中，开闭组件包括第一连杆、蝶形弹簧组件、第一关节轴承、第二双向连杆、转动件、第二关节轴承、第一转轴、第三连杆、第四摇臂、第二转轴、第五连杆、第六连杆、第三转轴、用于对门进行固定的固定连接件，第一转轴的两端、第二转轴的两端分别与开关支撑架相连且开关支撑架能分别为第一转轴、第二转轴提供支撑。

其中，开关驱动装置与转动盘相连，通过开关驱动装置带动转动盘相对转动；第一连杆的一端与转动盘相连，第一连杆的另一端通过第一关节轴承与第二双向连杆相连，碟形弹簧设置在第一连杆上，碟形弹簧位于转动盘与第一关节轴承之间。

如图所示，转动件上分别设置有第一连接点、第二连接点、第三连接点，第一连接点、第二连接点、第三连接点在转动件上呈三角形分布，第一连接点位于第二连接点上方，第二连接点位于靠近转动盘的一侧，第三连接点位于靠近第三连杆的一侧。同时，第一转轴穿过第一连接点且转动件通过第一转轴能相对开关支撑架转动，第二连接点通过第二关节轴承与第二双向连杆相连且第二双向连杆通过第二关节轴承能带动转动件相对开关支撑架转动，第一关节轴承的轴线与第二关节轴承的轴线垂直；第三连接点与第三连杆的一端铰接且转动件能带动第三连杆能相对转动件运动。

第四摇臂设置在第二转轴上且第四摇臂能相对开关支撑架转动，第三连杆、第四摇臂分别与第五连杆的一端铰接且第三连杆能带动第五连杆相对第四摇臂转动；第三转轴与第一支撑板相连且第一支撑板能为第三转轴提供支撑，第六连杆设置在第三转轴上且第六连杆能相对开关支撑架转动，第六连杆与第五连杆的另一端铰接且第五连杆能相对第六连杆转动。同时，固定连接件与第六连杆相连且第六连杆通过固定连接件与门保持相对静止并通过开闭组件的带动以实现门相对第三转轴的开闭。

本实施例中，开关驱动装置采用伺服电机，转动盘可以为圆形；第一关节轴承包括第一内圈、与第一内圈相配合的第一外圈，第一内圈与第一连杆相连且转动盘通过第一连杆能带动第一关节轴承相对转动盘运动，第一外圈与第二双向连杆的一端相连且第一连杆通过第一关节轴承能带动第二双向连杆运动。第二关节轴承包括第二内圈、与第二内圈相配合的第二外圈，第二关节轴承的内圈通过连杆与第二连接点相连，第二外圈与第二双向连杆的另一端相连且第二双向连杆通过第二关节轴承能带动转动件相对开关支撑架转动。

进一步，本实施的开关支撑架上还设置有若干检修孔，该检修孔可以设置在第一支撑板上。本实施还包括轴承，轴承分别与第一转轴、第三转轴相配合且第一转轴、第三转轴能分别绕轴承相对转动。进一步，开闭组件还包括门，门与固定连接件夹紧相连；在第三转轴的一端还设置有转动支撑件，第三转轴的两端分别绕第一支撑板、转动支撑件转动，更具体地，转动支撑件可以为轴承。

本申请的开闭机构工作时，两个第一连杆与转动对称相连，开关驱动装置带动转动盘转动，进而带动两个第一连杆同步运动，第一连杆依次通过第一关节轴承、第二双向连杆、第二关节轴承带动第二连接点绕第一连接点转动；转动件转动时，受第四摇臂限制，第三连杆与第四摇臂的连接处形成第一转动点，并使得第一转动点沿轨迹运动。第一转动点通过第五连杆与第六连杆铰接，第六连杆设置在第三转轴上，使得第一转动点通过第五连杆带动第六连杆绕第三转轴转动。第六连杆通过固定连接件与门相连，在转动的过程中，即实现门的开闭。同时，受第一关节轴承、第二关节轴承自身所允许的最大角度限制，保证了相应的门在特定的范围内开闭。同时，门与固定连接件夹紧相连，其能便于调整门的安装角度，保证最终开关机构的正常开关工作。

本实施例的同步开关门机构以伺服电机作为动力源，以精密谐波减速机作为动力传递机构，结合空间铰链机构，实现快速且平稳的开关门动作。如图7所示，在关门状态使时，空间铰链机构刚好处于死点位置，使得袋装料下落的冲击载荷不会作用到减速机和伺服电机上，巧妙的设计避免了有害载荷对系统精密零部件的损害，增强了系统的稳定性，极大延长了设备的使用寿命，降低设备的使用维护成本。

进一步，本实施例的执行流程将使用原理图、布局图及流程简图进行说明。

（一）横向码垛流程

1)第一袋装料经过输送单元输送至限位挡板处，通过碰撞第一位置检测传感器定位，如图12。

2)当第一袋装料到位后，R轴旋转拨料单元向左旋转，带动第一袋装料运动到左侧开关门单元上，如图13、图14所示。

3)当第一袋装料达到左侧开关门单元上后，系统等待第二袋装料输送到位；待第二袋装料输送到位后，R轴旋转拨料单元向右旋转，带动第二袋装料运动到右侧开关门单元，如图15所示。

此时，左侧旋转平移单元带动第一袋装料平移至指定位置；之后，左侧开关门单元打开，其上的第一袋装料在重力作用下掉落至车厢内；之后，左侧开关门单元关闭，如图17、图18、图19所示（上述流程先后依次发生，即左侧第一袋装料比右侧第二袋装料先掉落，但是为了方便说明，流程图绘制不分先后）。

4)当第二袋装料达到开关门单元后，系统等待第三袋装料输送到位；之后，R轴旋转拨料单元向左旋转，带动第三袋装料运动到左侧开关门单元；此后，进入循环运动，R轴旋转拨料单元左右不断摆动，如图16。

此时，右侧旋转平移单元带动第二袋装料平移至指定位置；之后，右侧开关门单元打开，其上的第二袋装料在重力作用下掉落至车厢内；之后，右侧开关门单元关闭，如图17、图18、图19（上述流程先后依次发生，即左侧第一袋装料比右侧第二袋装料先掉落，但是为了方便说明，流程图绘制不分先后）。

（二）纵向码垛流程

1)第一袋装料经过输送单元输送至限位挡板处，通过碰撞第一位置检测传感器定位，如图12。

2)当第一袋装料到位后，R轴旋转拨料单元向左旋转，带动第一袋装料运动到左侧开关门单元上，如图13、图14所示。

3)当第一袋装料达到左侧开关门单元上后，系统等待第二袋装料输送到位；待第二袋装料输送到位后，R轴旋转拨料单元向右旋转，带动第二袋装料运动到右侧开关门单元，如图15所示。

此时，左侧旋转组件带动第一袋装料旋转90°；同时，左侧平移组件带动第一袋装料平移至指定位置；之后，左侧开关门单元打开，其上的第一袋装料在重力作用下掉落至车厢内；之后，左侧开关门单元关闭（上述流程先后依次发生，即左侧第一袋装料比右侧第二袋装料先掉落，但是为了方便说明，流程图绘制不分先后）。

4)当第二袋装料达到开关门单元后，系统等待第三袋装料输送到位；之后，R轴旋转拨料单元向左旋转，带动第三袋装料运动到左侧开关门单元；此后，进入循环运动，R轴旋转拨料单元左右不断摆动，如图16所示。

此时，右侧旋转组件带动第二袋装料旋转90°；同时，右侧平移组件带动第二袋装料平移至指定位置；之后，右侧开关门单元打开，其上的第二袋装料在重力作用下掉落至车厢内，之后“右侧开关门单元关闭（上述流程先后依次发生，即左侧第一袋装料比右侧第二袋装料先掉落，但是为了方便说明，流程图绘制不分先后）。

为了更好地说明横向码垛和纵向码垛，给出了图23、图24、图25。其中，图23、图24、图25分别为横向码垛、纵向码垛、横纵组合码垛（任意组合）。

可见，本实施的码垛设备能够兼容横向、纵向以及横纵组合码垛的需求，能够实现不同车辆所对应的最优码垛方式，提高了适应性与装车的灵活性，具有极高的应用价值。另外，本实施例采用伺服系统作为唯一动力来源，不存在气动执行机构，设备运行冲击小，灵活性更好。

Claims (10)

1.一种袋装料分料码垛系统，其特征在于，包括支撑架、输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元、控制系统；

所述输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元分别设置在支撑架上且支撑架能为输送单元、R轴旋转拨料单元、开关门单元、旋转平移单元提供支撑；

所述输送单元包括输送带、与输送带相连的输送驱动装置，所述输送驱动装置与输送带相连且输送驱动装置能带动输送带运动进而实现物料的输送；

所述R轴旋转拨料单元包括旋转安装板、旋转驱动装置、旋转连接板、与输送带相配合的拨料板，所述旋转安装板与支撑架固定连接且支撑架能为旋转安装板提供支撑，所述旋转驱动装置设置在旋转安装板上且旋转安装板能为旋转驱动装置提供支撑，所述旋转驱动装置通过旋转连接板与拨料板相连且通过旋转驱动装置带动拨料板转动能将输送带上的袋装料拨动至开关门单元上；

所述旋转平移单元包括旋转组件、平移组件，所述旋转组件位于开关门单元上方且旋转组件能对开关门单元上的袋装料进行旋转以调整袋装料的角度；所述平移组件与旋转组件相连且平移组件通过旋转组件能带动袋装料进行平移；

所述输送驱动装置、旋转驱动装置、开关门单元、旋转组件、平移组件分别与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，还包括与控制系统相连的第一位置检测传感器，所述第一位置检测传感器位于输送带上方且第一位置检测传感器能对输送带与R轴旋转拨料单元相连处的袋装料进行检测并将测定结果传递给控制系统。

3.根据权利要求2所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，还包括限位挡板，所述限位挡板设置在输送带的出料端且限位挡板能对输送带上输送来的袋装料进行限位。

4.根据权利要求2所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，还包括与控制系统相连的第二位置检测传感器，所述第二位置检测传感器位于开关门单元上方且第二位置检测传感器能对开关门单元上的袋装料进行检测并将测定结果传递给控制系统。

5.根据权利要求4所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述第一位置检测传感器为接触式传感器、光电传感器中的一种或多种，所述第二位置检测传感器为光电传感器。

6.根据权利要求5所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述接触式传感器为碰撞压力传感器。

7.根据权利要求1~6任一项所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述输送驱动装置、旋转驱动装置分别为伺服电机。

8.根据权利要求1所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述开关门单元、旋转平移单元分别为两个，所述开关门单元相对R轴旋转拨料单元对称设置。

9.根据权利要求1所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述控制系统包括：

输送模块，其与输送驱动装置相连，用于控制输送单元的送料速度；

R轴拨料模块，其与R轴旋转拨料单元相连，其控制R轴旋转拨料单元的旋转驱动装置转动，并将袋装料旋转输送至开关门单元上；

旋转控制模块，其与旋转组件相连，当开关门单元上的袋装料需要旋转角度时，其控制旋转组件带动开关门单元上的袋装料旋转至设定角度；

平移控制模块，其与平移组件相连，当需要将袋装料调整到开关门单元的设定位置时，其控制平移组件运动，通过平移件带动与其相连的旋转组件进而将袋装料输送至开关门单元上的设定位置；

开关门模块，其与开关门单元相连，其控制开关门单元打开进而使袋装料在重力的作用下落下以实现袋装料的码垛；

第一位置检测模块，其与第一位置检测传感器相连，用于检测输送带上的袋装料是否达到限位挡板处；

第二位置检测模块，其与第二位置检测传感器相连，用于对开关门单元上是否有袋装料进行检测。

10.根据权利要求1所述袋装料分料码垛系统，其特征在于，所述开关门单元采用同步开关门结构；

所述同步开关门结构包括第一支撑板、第二支撑板、与控制系统相连的开关驱动装置、转动盘、用于带动门进行开闭的开闭组件，所述第一支撑板与第二支撑板平行设置且第一支撑板与第二支撑板构成开关支撑架，所述开关驱动装置与转动盘相连且开关驱动装置能带动转动盘相对转动，所述开闭组件为一组且开闭组件相对转动盘对称设置，所述转动盘与开闭组件相连且转动盘能通过开闭组件实现门的开闭；

所述开闭组件包括用于与转动盘相连的第一连杆、蝶形弹簧组件、第一关节轴承、第二双向连杆、转动件、第二关节轴承、第一转轴、第三连杆、第四摇臂、第二转轴、第五连杆、第六连杆、第三转轴、用于对门进行固定的固定连接件，所述第一转轴的两端、第二转轴的两端分别与开关支撑架相连且开关支撑架能分别为第一转轴、第二转轴提供支撑；

所述第一连杆通过第一关节轴承与第二双向连杆相连，所述蝶形弹簧组件设置在第一连杆上，所述蝶形弹簧组件位于转动盘与第一关节轴承之间且蝶形弹簧组件能保证第二双向连杆与转动盘之间的张紧力；

所述转动件上分别设置有第一连接点、第二连接点、第三连接点，所述第一连接点、第二连接点、第三连接点在转动件上呈三角形分布，所述第一连接点位于第二连接点上方，所述第二连接点位于靠近转动盘的一侧，所述第三连接点位于靠近第三连杆的一侧；

所述第一转轴穿过第一连接点且转动件通过第一转轴能相对开关支撑架转动，所述第二连接点通过第二关节轴承与第二双向连杆相连且第二双向连杆通过第二关节轴承能带动转动件相对开关支撑架转动，所述第一关节轴承的轴线与第二关节轴承的轴线垂直；所述第三连接点与第三连杆的一端铰接且转动件能带动第三连杆能相对转动件运动；

所述第四摇臂设置在第二转轴上且第四摇臂能相对开关支撑架转动，所述第三连杆、第四摇臂分别与第五连杆的一端铰接且第三连杆能带动第五连杆相对第四摇臂转动；所述第三转轴与第一支撑板相连且第一支撑板能为第三转轴提供支撑，所述第六连杆设置在第三转轴上且第六连杆能相对第一支撑板转动，所述第六连杆与第五连杆的另一端铰接且第五连杆能相对第六连杆转动；

所述固定连接件与第六连杆相连且第六连杆通过固定连接件与门保持相对静止并通过开闭组件的带动以实现门相对第三转轴的开闭。