CN110712980A

CN110712980A - 一种自适应高度升降托盘装置及方法

Info

Publication number: CN110712980A
Application number: CN201911107733.4A
Authority: CN
Inventors: 滑志昆; 王兆辉
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-01-21

Abstract

本发明公开了一种自适应高度升降托盘装置及方法，包括，供多个物体安置的托板；位于托板底侧的第一板件和第二板件，第一板件位于第二板件的顶部；滑动连接第一板件的支架，支架还固定连接第二板件；连接于第一板件以及支架之间的动力机构；以及，位于第一板件与第二板件之间的重力感应机构及处理器。本发明采用能够根据具体的托板使用情况自适应托板高度的设置，使得托板能够自动改变高度以方便拿取，同时也减轻了工人的腰部负担，降低了工人因为腰部紧张而患腰肌劳损的概率。

Description

一种自适应高度升降托盘装置及方法

技术领域

本发明涉及生产线运输领域，具体的，涉及一种自适应高度升降托盘装置及方法。

背景技术

腰肌劳损一种常见的职业病，长期反复的过度腰部运动及过度负荷，如长时期坐位、久站或从弯腰位到直立位手持重物、抬物，均可使腰肌长期处于高张力状态，久而久之可导致慢性腰肌劳损。

目前，工厂内部使用的周转托盘大多为底盘固定式，操作员在从托盘中拿去物品时，在拿上面物品时弯腰幅度尚可以避免，但当托盘中的物品接近底层时，操作员便需要弯腰拾取，频繁弯腰便会造成肌肉劳损，不仅影响工作效率，还会对人体造成极其严重的伤害。

发明人认为，现有的生产线或其他工厂内，可以通过对托盘的改进达到避免腰部处于高压力状态的目的。

发明内容

针对现有的托盘操作不便，容易造成腰肌劳损的不足，本发明旨在提供一种自适应高度的托盘，其采用能够根据具体的托板使用情况自适应托板高度的设置，使得托板能够自动改变高度以方便拿取，同时也减轻了工人的腰部负担，降低了工人因为腰部紧张而患腰肌劳损的概率。

本发明的第一目的，是提供一种自适应高度升降托盘装置。

本发明的第二目的，是提供一种自适应高度升降托盘方法。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

第一方面，本发明公开了一种自适应高度升降托盘装置，包括，

供多个物体安置的托板；

位于托板底侧的第一板件和第二板件，第一板件位于第二板件的顶部；

滑动连接第一板件的支架，支架还固定连接第二板件；

连接于第一板件以及支架之间的动力机构；

以及，位于第一板件与第二板件之间的重力感应机构及处理器。

进一步，所述支架包括多个杆件，多个杆件均连接或穿过第一板件。

进一步，所述第一板件的顶侧用于放置托盘；所述动力机构还连接处理器，处理器连接重力感应机构，所述动力机构能够带动所述第一板件沿支架往复运动。

进一步，所述重力感应机构为弹簧电子秤，弹簧电子秤的固定不动的一端固定安置于第二板件，弹簧电子秤的伸缩的一端连接于第一板件。

进一步，所述动力机构包括驱动器和连接驱动器的传动子机构，驱动器传动子机构包括固定于支架的固定部以及配合于固定部的运动部；

其中，运动部连接于驱动器，驱动器固定连接于第一板件；或，所述动力机构包括驱动器和连接驱动器的传动子机构，驱动器传动子机构包括固定于支架的固定部，驱动器固定连接支架，驱动器连接固定部，固定部通过连接件连接第一板件。

进一步，所述驱动器为步进电机。

进一步，所述处理器至少包括，

用于存储物体重量m的存储单元；

用于判断当前物体重量m1与起始物体重量m0的运算单元；

连接于存储单元和运算单元的控制单元。

进一步，所述动力机构包括多个，多个所述动力机构均连接处理器。

第二方面，本发明公开了一种自适应高度升降托盘方法，使用所述的自适应高度升降托盘装置，包括以下步骤：

设定物品具有n层，获取初始状态的物体的重量m0，每层物品重量均为m0/n，则n层物品的高度为hn，设定第一板件的最高高度为h0，随着物品的放入，第一板件下降至高度h0-hn；

获取当前的物体重量m1，并比较m1和m0；

若m1<m0，则动力装置驱动第一板件升高；若m1＝m0，则维持第一板件位置不动。

进一步，当m1<m0时，计算m0/n-m1/n，动力装置驱动第一板件升高(m0/n-m1/n)(hn/n)。

进一步，若m1<m0，且hn<h0，则动力装置驱动第一板件下降，计算m0/n-m1/n，动力装置驱动第一板件下降(m0/n-m1/n)(hn/n)。

进一步，若m1<m0，且hn>h0，则则维持第一板件位置不动。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1)本发明通过对托盘中物品高度的提升，使最上层的物品即操作员要拾取的物品始终处于差不多相同的高度，操作员始终可以在相同的高度拾取物品，减小在拾取底层物品时弯腰的幅度，从而降低劳动强度，提高工作效率，减少腰椎职业病的发生。

2)本发明中，使用重力感应机构作为检测的标准，重力感应机构能够准确感知第一半件之上的物品的重量，使用重力感应机构可以以相对低廉的成本获得所需要的判定信息，避免使用距离判定机构，以节约制造和维护成本。

3)本发明提供的方法中，赋予当前测量的重量以及物体的层数以具体的关系，通过测量重量即可判定动力装置上升或下降的具体距离，从而提供了一种通过测量重量决定升降高度的方法，为整个装置的可实施性提供保障。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1装置示意图。

图中，1、第一板件，2、第二板件，3、重力测量机构，4、杆件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，针对现有的托盘操作不便，容易造成腰肌劳损的不足，本发明旨在提供一种自适应高度的托盘，其采用能够根据具体的托板使用情况自适应托板高度的设置，使得托板能够自动改变高度以方便拿取，同时也减轻了工人的腰部负担，降低了工人因为腰部紧张而患腰肌劳损的概率，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

请参考图1，本实施例公开了一种自适应高度升降托盘装置，包括第一板件1、第二板件2、支架和托板，托板能供多个物体安置；第一板件1和第二板件2位于托板的底侧，第一板件1位于第二板件2的顶部；支架滑动连接第一板件1，支架还固定连接第二板件2；

还包括，连接于第一板件1以及支架之间的动力机构；以及，位于第一板件1与第二板件2之间的重力感应机构3及处理器。

可以理解的是，本实施例中的支架为四杆支架，具体的，包括四根呈矩形排布的杆件4；本实施例中第一板件1和第二板件2均为矩形板，其中第二板件2通过焊接固定连接支架的底侧，以作为支架的底座，第一板件1在其四个角处通过动力机构连接支架的四根杆；在其他实施例中，支架的四根杆件4还可以穿过第一板件1，第一板件1于第二板件2通过动力机构连接。

所述第一板件1的顶侧用于放置托盘；所述动力机构还连接处理器，处理器连接重力感应机构3，所述动力机构能够带动所述第一板件1沿支架往复运动。

本实施例中，所述重力感应机构3为弹簧电子秤，弹簧电子秤的固定不动的一端固定安置于第二板件2，弹簧电子秤的伸缩的一端连接于第一板件1。可以理解的是，本实施例中使用的弹簧电子秤是带有数据输出功能的弹簧电子秤，其所测量的数据能够实时传输到处理器中。目前的弹簧电子秤已经能实现将其所测量的数据电子化，则为其连接通讯器即可实现将其所测量的数据实时传输到处理器中。

本实施例中使用弹簧电子秤作为主要的数据获得手段。

所述动力机构包括驱动器和连接驱动器的传动子机构，驱动器传动子机构包括固定于支架的固定部以及配合于固定部的运动部；本实施例中，驱动器使用步进电机，驱动器传动子机构使用齿轮齿条机构，则固定部为齿条，运动部为齿轮，齿轮连接步进电机，并且步进电机固定于第一板件1的底侧面。

可以理解的是，为了实现通过齿轮齿条机构带动第一板件1在支架的四根杆件4上下往复运动，至少需要两个动力机构，本实施例中，使用四个动力机构，四个动力机构的步进电机分别固定于第一板件1的四个角。

同时，为了便于齿轮齿条机构的运动，以及第一板件1运动的准确性，第一板件1的四个角处均连接槽钢，槽钢能够与四个杆件4配合，以将四个杆件4作为导轨。

所述处理器至少包括，

用于存储物体重量m的存储单元；其中，物体重量m具体包括当前物体的重量m1以及起始物体的重量m0，m1和m0均通过弹簧电子秤获得；

用于判断当前物体重量m1与起始物体重量m0的运算单元；

连接于存储单元和运算单元的控制单元。

此外，存储单元还需要存储电机每转一圈带动齿轮在齿条上的行进量hg；

存储单元还需要存储通过输入设备输入的物品层数n、n层物品的高度hn以及第一板件1的最高高度为h0。

本实施例中使用通过的MCU作为处理器，作为现有技术，在此不再赘述MCU与步进电机、弹簧电子秤的具体连接形式。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中，驱动器固定连接支架，驱动器连接固定部，固定部通过连接件连接第一板件1。

本实施例中，驱动器采用步进电机，步进电机固定于支架的杆件4，固定部为连接步进电机的第一带轮，连接件为一端固定于第一带轮、另一端固定于第一板件1的连接绳。

实施例3

首先需要说明的是，本实施例所针对的情况是，托板所安置的物品是层叠堆积的，并且每一层的物品的重量相等，每次均拿取完一层或多层物品。

本实施例公开了一种自适应高度升降托盘方法，使用如实施例1所述的自适应高度升降托盘装置，包括以下步骤：

设定物品具有n层，获取初始状态的物体的重量m0，每层物品重量均为m0/n，则n层物品的高度为hn，设定第一板件1的最高高度为h0，随着物品的放入，第一板件1下降至高度h0-hn；

获取当前的物体重量m1，并比较m1和m0；

若m1<m0，则动力装置驱动第一板件1升高；若m1＝m0，则维持第一板件1位置不动。

当m1<m0时，计算m0/n-m1/n，动力装置驱动第一板件1升高(m0/n-m1/n)(hn/n)。

若m1<m0，且hn<h0，则动力装置驱动第一板件1下降，计算m0/n-m1/n，动力装置驱动第一板件1下降(m0/n-m1/n)(hn/n)。

若m1<m0，且hn>h0，则则维持第一板件1位置不动。

可以是理解的是，本实施例中第一板件1的最高高度h0为定值，由支架的杆件4的高度决定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自适应高度升降托盘装置，其特征在于，包括，

供多个物体安置的托板；

滑动连接第一板件的支架，支架还固定连接第二板件；

连接于第一板件以及支架之间的动力机构；

2.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述支架包括多个杆件，多个杆件均连接或穿过第一板件。

3.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置。其特征在于，所述第一板件的顶侧用于放置托盘；所述动力机构还连接处理器，处理器连接重力感应机构，所述动力机构能够带动所述第一板件沿支架往复运动。

4.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述重力感应机构为弹簧电子秤，弹簧电子秤的固定不动的一端固定安置于第二板件，弹簧电子秤的伸缩的一端连接于第一板件。

5.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述动力机构包括驱动器和连接驱动器的传动子机构，驱动器传动子机构包括固定于支架的固定部以及配合于固定部的运动部；

6.如权利要求5所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述驱动器为步进电机。

7.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述处理器至少包括，

用于存储物体重量m的存储单元；

用于判断当前物体重量m1与起始物体重量m0的运算单元；

连接于存储单元和运算单元的控制单元。

8.如权利要求1所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，所述动力机构包括多个，多个所述动力机构均连接处理器。

9.一种自适应高度升降托盘方法，使用如权利要求1～8任意一项所述的自适应高度升降托盘装置，其特征在于，包括以下步骤：

设定物品具有n层，获取初始状态的物体的重量m0，每层物品重量均为m0/n，则n层物品的高度为hn，随着物品的放入，第一板件下降至高度h0-hn；

获取当前的物体重量m1，并比较m1和m0；

若m1<m0，则动力装置驱动第一板件升高；若m1≥m0，则维持第一板件位置不动。

10.如权利要求9所述的自适应高度升降托盘方法，其特征在于，当m1<m0时，计算m0/n-m1/n，动力装置驱动第一板件升高(m0/n-m1/n)(hn/n)。