CN110342269B - 一种托盘堆垛转运装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种托盘堆垛转运装置。使用时，只需要将需要堆垛的空托盘分批推入主架体中，启动顶升机构缓慢托起前面批次的空托盘，再伸出支撑部使前面批次的空托盘悬停在半空，顶升机构带动下一批次空托盘起升到位后，收回支撑部使所有空托盘在承载面上实现叠加，重复以上动作直至完成堆垛。堆垛完成后，传送机构将层叠的托盘拉入机架中，机械手受控将层叠的托盘抓取，通过纵向升降机构将机械手提起、通过横向平移机构带动机械手运动至输送带上方，再落下并松开机械手，层叠的托盘即可被输送带运走。由此可知，本发明以机械结构实现了托盘的转运和堆垛，既有利于提高工作效率、保证工作质量，又有利于控制工作过程中的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种托盘堆垛转运装置。
背景技术
在冲压件加工完成后，通常需要将冲压后的物料通过托盘运输到物料放置区域。当托盘生产完成后，需要对托盘进行层叠堆垛以及转运以节省存储空间，通常是采用人工操作。工作人员需要搬运托盘并对托盘进行逐一堆垛，之后通过人工吊运托盘，工作强度大、堆垛效率低且人工吊运托盘时会存在作业危险。当堆垛高度较高时，工作人员难以够着。随着堆垛高度的增加，工作人员手动堆垛也难以保证堆垛质量，堆垛不整齐时还可能会发生倒塌的情况，生产安全不能得到保障。所以需要设计一种能够实现托盘堆垛和转运的机械装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种托盘堆垛转运装置以解决现有技术中人工完成托盘堆垛和转运的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一种托盘堆垛转运装置采用的技术方案为：
一种托盘堆垛转运装置，包括用于将空托盘层叠堆垛的堆垛部、输送带、用于将堆垛后的托盘送入输送带的转移部和用于将堆垛部中层叠的托盘送入转移部中的传送机构，所述堆垛部包括主架体，主架体的前后两端均开口以供托盘自由进出，主架体上安装有可沿上下方向升降的顶升机构，顶升机构包括用于承载被推入其中的空托盘的承载面，主架体上还设置有可沿水平方向伸缩运动的支撑部，支撑部至少布置在主架体相对的两侧壁上，支撑部与顶升机构相错开以不影响升起后的顶升机构降落回原位，主架体上的所有支撑部的直线位移输出端的上端面齐平布置，以支撑被顶升的托盘；所述转移部包括机架，机架上安装有用于抓取搬运堆垛后托盘的机械手、用于带动机械手上下升降的纵向升降机构、用于带动机械手横向平移至输送带上方的横向平移机构。
所述传送机构包括输送方向由前向后的传送辊带，主架体下端开口且设置在传送辊带上，承载面的下端具有开口，开口供传送辊带的辊子由所述开口中凸出以向后运送托盘，传送辊带的后端延伸至机架下方以将层叠的托盘送入机架中，所述输送带与传送辊带垂直布置。
所述纵向升降机构包括升降马达、齿轮、齿条和滑动架，机架上端设置有沿其长度方向延伸的导轨，滑动架导向移动地安装在导轨上，所述横向平移机构用于带动滑动架沿导轨平移，齿轮被升降马达所驱动，齿条沿上下延伸并与齿轮相啮合，升降马达、齿轮均安装在所述滑动架上，齿条的下端固定有连接架，机械手安装在连接架上。
所述横向平移机构包括同步带，滑动架上固定有可沿所述导轨导向移动的滑块结构，同步带的部分带固定在滑块结构上。
所述转移部还包括挂托盘机构，挂托盘机构包括固定在滑动架上的感应器、可相对滑动架上下滑动的滑杆，滑杆下端固定有在接触托盘时推动滑杆上行的托盘接触板、滑杆上套装有在外力撤去后用于带动滑杆回位的弹簧，滑杆的上端固定有用于接收感应器发出信号的感应器感应板；机械手包括驱动缸和用于控制驱动缸工作状态的电控开关阀，感应器感应板与所述电控开关阀电控制连接。
挂托盘机构还包括基础架体，基础架体固定在所述滑动架上，感应器固定在基础架体上，基础架体上开设有穿孔，所述滑杆穿装在穿孔中，弹簧顶装在托盘接触板与穿孔的下端面之间。
所述滑动架的两端各设置有一组机械手与一组挂托盘机构，两端的机械手与挂托盘机构对称设置。
顶升机构还包括用于带动承载面上下运动的丝杠螺母幅，丝杠螺母幅分布在主架体的四角处，丝杠的下端固定在承载面上，螺母被安装在主架体顶部的电机驱动以带动螺母随电机旋转，在左右方向上两根丝杠之间的距离与托盘的宽度相适配，且螺母高于堆垛层数最高后的托盘以定位托盘。
所述主架体的左右两侧壁上各布置有两组所述支撑部，主架体上的所有支撑部均伸出时从四角支撑被顶升机构顶起的空托盘；所述支撑部包括可沿水平方向伸缩的支撑油缸。
还包括用于输送预叠放的成堆空托盘的台车以及用于将台车上的成堆空托盘送入堆垛部中的推进机构，支撑部的高度高于台车上的空托盘设置，以不影响成堆的空托盘进入主架体中。
本发明的有益效果：本发明在使用时，只需要将需要堆垛的第一批空托盘推入主架体中，启动顶升机构缓慢托起第一批空托盘，上升至指定位置后支撑部伸出使第一批空托盘悬停在半空。之后再将第二批空托盘送入主架体后，控制顶升机构带动第二批空托盘升起到位后，再收回支撑部，第一批空托盘在重力作用下落在第二批空托盘上。待支撑部缩回后再控制顶升机构带动上升第一批和第二批空托盘同时上升，并通过支撑部使其悬停在半空，重复以上步骤直到完成堆垛。堆垛完成后，传送机构将层叠的托盘拉入机架中，机械手受控将层叠的托盘抓取，通过纵向升降机构将机械手提起、通过横向平移机构带动机械手运动至输送带上方，再落下并松开机械手，层叠的托盘即可被输送带运走。由此可知，本发明以机械结构实现了托盘的转运和堆垛，既有利于提高工作效率、保证工作质量，又有利于控制工作过程中的风险。
附图说明
图1为本发明的一种托盘堆垛转运装置的一个实施例的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中转移部的结构示意图；
图4是图1中挂托盘机构的结构示意图；
图5是图1中堆垛部的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的一种托盘堆垛转运装置的具体结构如图1至图4所示，包括用于输送空托盘的台车1、用于将空托盘7层叠堆垛的堆垛部2、输送带3、用于将台车1上的成堆空托盘7送入堆垛部2中的推进机构、用于将堆垛后的托盘7送入输送带3的转移部8和用于将堆垛部2中层叠的托盘7送入转移部8中的传送机构14。
推进机构可以是可往复伸缩以将台车1上的空托盘送入堆垛部2中的推进油缸；还可以借助人力将台车1上的空托盘7推入堆垛部2中。
堆垛部2包括框架形状的主架体4，台车1位于主架体4的前方，主架体4的前后两端均开口以供托盘自由进出主架体4。主架体4上安装有可沿上下方向升降的顶升机构5，顶升机构5包括用于承载被推入其中的空托盘的承载面以及用于带动承载面上下运动的丝杠螺母幅。丝杠螺母幅分布在主架体4的四角处，丝杠51的下端固定在承载面上，螺母52的上端被安装在主架体4顶部的电机53驱动，螺母52随电机53旋转时，丝杠51会随之升降而带动承载面升降。在左右方向上两根丝杠51之间的距离与托盘7的宽度相适配，其中螺母52高于堆垛层数最高后的托盘7，所以丝杠51同时可起到定位托盘7、提升堆垛质量的作用。承载面即可以是框架式的整面结构；也可以是由各丝杠51下端固定的小块支撑结构一起组成。
主架体4上还设置有可沿水平方向伸缩运动的支撑油缸6，支撑油缸6至少布置在主架体4相对的两侧壁上。支撑油缸6完全伸出时与顶升机构5相错开，以不影响升起后的顶升机构5降落回原位。同时支撑油缸6的高度高于台车1上的空托盘设置，以保证支撑油缸6伸出后，空托盘依然能进入主架体4中。主架体4上的所有支撑油缸6的直线位移输出端的上端面齐平布置，以支撑顶升机构5顶起的空托盘。
在更优选的实施例中，可在每侧壁上至少布置两组支撑油缸6，以增加支撑稳固强度。
本实施例中，由于主架体4前后两侧开口，在其左右两侧壁上各布置有两组支撑油缸6。在其他实施例中，在主架体4前、后两侧壁有足够位置时，也可以在前、后两侧壁上均布置一组支撑油缸6。在其他实施例中，支撑油缸6还可以被支撑气缸代替。
使用本发明堆垛空托盘时的步骤如下：第一步，推进油缸动作将空托盘推入堆垛部2中之后，空托盘被承载面所支撑；第二步，顶升机构5动作，将承载面上的空托盘顶起至支撑油缸6上方；第三步，支撑油缸6伸出至空托盘下方，顶升机构5缩回，被顶升后的空托盘落在支撑油缸6上被其所支撑悬于半空；第四步，推进油缸3再次动作将第二批空托盘推入堆垛部2中，支撑油缸6缩回，悬于半空的第一批空托盘落在第二批空托盘的上方而完成堆垛。
一般情况下，需要将空托盘堆垛成6个一堆以便于存储，所以本发明中第一批和第二批送入主架体4中的均为三个层叠堆放的空托盘7。三个空托盘7的高度较低，工人能方便操作，且不易倒塌。最高层的堆垛由机械完成，不仅有利于提高堆垛效率，还能增加堆垛过程中的安全性。在其他实施例中，还可以根据需要追加堆垛；当一次需要进行三次及以上堆垛时，中途在上一批托盘落下之后，在支撑油缸6收回后需要将顶升机构5上的所有托盘再次向上送至支撑油缸6上方，使其均能在支撑油缸6的作用下悬停于半空
在更优选的实施例中，传送机构14为传送辊带14，传送辊带14的后端延伸至机架9下方以将层叠的托盘7送入机架9中。可以使主架体4下端开口，并将主架体4设置在传送辊带14上，传送辊带14包括输送方向由前向后以将其上物体向后运送的传送辊子，在承载面上加工上下贯通的开口，供传送辊带14的辊子由所述开口中凸出以向后运送托盘7。这种结构设计的优点在于：堆垛完成后，启动传送辊带14即可将成叠的空托盘7向后转运，加快运转效率，使堆垛部2能及时进入下一轮的堆垛过程中。在其他实施例中，传送机构14还可以是机械手等可转移层叠托盘7的其他结构。
转移部8包括机架9，机架9上安装有纵向升降机构10、横向平移机构11和机械手12，机械手12用于抓取搬运堆垛后的托盘7，横向平移机构11用于带动机械手12横向平移至输送带3上方，纵向升降机构10用于带动机械手12上下升降以提起或放下托盘。
其中机械手12的作用是抓取托盘7，其结构属于现有技术，本申请中不再详述。纵向升降机构10包括升降马达10-1、齿轮10-2、齿条10-3和滑动架10-4，齿轮10-2被升降马达10-1所驱动，齿条10-3沿上下延伸并与齿轮10-2相啮合，升降马达10-1、齿轮10-2均安装在所述滑动架10-4上。齿条10-3的下端固定有连接架10-5，机械手12安装在连接架10-5上。
机架9包括上横梁9-1，上横梁9-1上设置有沿其长度方向延伸的导轨11-1，滑动架10-4上设置有可沿所述导轨11-1导向移动的滑块结构，机架9上设置有用于带动滑动架10-4沿导轨11-1导向移动的同步带11-2。同步带11-2的部分带固定在滑块结构上，所以随着同步带11-2转动，滑动架10-4会随之沿导轨11-1导向移动。
在更优选的实施例中，所述输送带3与传送辊带14垂直布置。
转移部8还包括用于感应托盘7的挂托盘机构13，挂托盘机构13包括基础架体13-1，基础架体13-1上固定有感应器13-2、基础架体13-1上开设有穿孔，穿孔中安装有可上下滑动的滑杆13-3，滑杆13-3的下端固定有托盘接触板13-4，滑杆13-3上套装有弹簧13-5，弹簧13-5顶装在托盘接触板13-4与穿孔的下端面之间。滑杆13-3的上端固定有感应器感应板13-6。
感应器13-2是红外传感器的发射部分，感应器感应板13-6是红外传感器的接收部分，感应器13-2固定在基础架体13-1上，感应器感应板13-6安装在可相对基础架体13-1上下运动的滑杆13-3上。常态下，在重力作用下感应器感应板13-6低于感应器13-2设置。只有在滑杆13-3上行到合适位置后，感应器感应板13-6才能接收到感应器13-2发出的红外信号而发出相应的电控制信号，该部分的工作原理属于现有技术，本申请中不再进行更加详细地介绍。红外传感器的型号可以根据实际情况选用。
在其他实施例中，感应器13-2与感应器感应板13-6还可以是光电传感器或是其他类型传感器的发射部分和接收部分。
基础架体13-1固定安装在连接架10-5上，随着机械手12和连接架10-5一起下降。当机架9上堆叠的托盘7数量达到要求时，随着连接架10-5的下降，托盘接触板3会接触托盘7并被其向上推动，感应器感应板13-6随滑杆13-3上升至与感应器13-2对齐，感应器感应板13-6接收到信号而驱动机械手12动作而抓取托盘7。
机械手12包括驱动缸和用于控制驱动缸工作状态的电控开关阀，感应器感应板13-6连通电控开关阀的电控口，所以在感应器感应板13-6发出电控制信号后能控制电控开关阀动作，驱动缸受控动作而抓取托盘7。通过驱动缸控制动作以抓取托盘7的机械手属于现有技术，本申请中不再详细介绍其具体结构。
转移部8转运托盘7的步骤如下：成堆的托盘7被送入机架9中之后，纵向升降机构10动作而带动连接架10-5下降，挂托盘机构13随着连接架10-5下降而使感应器感应板13-6与感应器13-2位置对应，感应器感应板13-6接收到感应器13-2发出的红外信号而发出电控制信号，机械手12受控动作而抓紧托盘7。之后通过纵向升降机构10带动机械手12上升，托盘7随之被举升。再通过横向平移机构11带动托盘7沿横向平移至输送带3的进料端上方，通过纵向升降机构10放下机械手12，再松开机械手12即可将托盘7放在输送带3上，输送带3将托盘7持续向后输送。
在其他实施例中，挂托盘机构13还可以省去，而是人工控制机械手12松开或是抓取托盘7；横向平移机构11还可以是其他具有直线位移输出端的油缸、电动推杆等，只要其可推动滑动架沿导轨导向滑动即可；纵向升降机构10也可以被其他具有直线位移输出端的油缸、电动推杆等代替。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：包括用于将空托盘层叠堆垛的堆垛部、输送带、用于将堆垛后的托盘送入输送带的转移部和用于将堆垛部中层叠的托盘送入转移部中的传送机构，所述堆垛部包括主架体，主架体的前后两端均开口以供托盘自由进出，主架体上安装有可沿上下方向升降的顶升机构，顶升机构包括用于承载被推入其中的空托盘的承载面，主架体上还设置有可沿水平方向伸缩运动的支撑部，支撑部至少布置在主架体相对的两侧壁上，支撑部与顶升机构相错开以不影响升起后的顶升机构降落回原位，主架体上的所有支撑部的直线位移输出端的上端面齐平布置，以支撑被顶升的托盘；所述转移部包括机架，机架上安装有用于抓取搬运堆垛后托盘的机械手、用于带动机械手上下升降的纵向升降机构、用于带动机械手横向平移至输送带上方的横向平移机构；所述传送机构包括输送方向由前向后的传送辊带，主架体下端开口且设置在传送辊带上，承载面的下端具有开口，开口供传送辊带的辊子由所述开口中凸出以向后运送托盘，传送辊带的后端延伸至机架下方以将层叠的托盘送入机架中，所述输送带与传送辊带垂直布置；所述纵向升降机构包括升降马达、齿轮、齿条和滑动架，机架上端设置有沿其长度方向延伸的导轨，滑动架导向移动地安装在导轨上，所述横向平移机构用于带动滑动架沿导轨平移，齿轮被升降马达所驱动，齿条沿上下延伸并与齿轮相啮合，升降马达、齿轮均安装在所述滑动架上，齿条的下端固定有连接架，机械手安装在连接架上；所述转移部还包括挂托盘机构，挂托盘机构包括固定在滑动架上的感应器、可相对滑动架上下滑动的滑杆，滑杆下端固定有在接触托盘时推动滑杆上行的托盘接触板、滑杆上套装有在外力撤去后用于带动滑杆回位的弹簧，滑杆的上端固定有用于接收感应器发出信号的感应器感应板；机械手包括驱动缸和用于控制驱动缸工作状态的电控开关阀，感应器感应板与所述电控开关阀电控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：所述横向平移机构包括同步带，滑动架上固定有可沿所述导轨导向移动的滑块结构，同步带的部分带固定在滑块结构上。
3.根据权利要求1所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：挂托盘机构还包括基础架体，基础架体固定在所述滑动架上，感应器固定在基础架体上，基础架体上开设有穿孔，所述滑杆穿装在穿孔中，弹簧顶装在托盘接触板与穿孔的下端面之间。
4.根据权利要求1所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：所述滑动架的两端各设置有一组机械手与一组挂托盘机构，两端的机械手与挂托盘机构对称设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：顶升机构还包括用于带动承载面上下运动的丝杠螺母幅，丝杠螺母幅分布在主架体的四角处，丝杠的下端固定在承载面上，螺母被安装在主架体顶部的电机驱动以带动螺母随电机旋转，在左右方向上两根丝杠之间的距离与托盘的宽度相适配，且螺母高于堆垛层数最高后的托盘以定位托盘。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：所述主架体的左右两侧壁上各布置有两组所述支撑部，主架体上的所有支撑部均伸出时从四角支撑被顶升机构顶起的空托盘；所述支撑部包括可沿水平方向伸缩的支撑油缸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种托盘堆垛转运装置，其特征在于：还包括用于输送预叠放的成堆空托盘的台车以及用于将台车上的成堆空托盘送入堆垛部中的推进机构，支撑部的高度高于台车上的空托盘设置，以不影响成堆的空托盘进入主架体中。
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