CN111003043B - 一种基于5g网络的用于智能工厂的原料运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，包括底座、运输装置和四个移动装置，运输装置包括底板、支撑机构、若干运输机构和两个吊杆，运输机构包括载物台、固定框、活动框和两个活动组件，相邻两个载物台之间设有两个连接组件，连接组件包括转动单元和两个连接单元，支撑机构包括凹口、驱动组件、滑轨和两个支撑组件，该基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统通过运输机构便于原料的分层放置，设备移动至生产环节处后，可根据需要通过支撑机构调整运输机构的高度位置，并利用连接组件控制上方的载物台移动，生产环节处的机械装置获取运输机构中的原料，实现了不同原料的运输功能，加快生产效率，提高了设备的实用性。

Description

一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统

技术领域

本发明涉及5G通讯设备领域，特别涉及一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统。

背景技术

在工业互联网领域，5G独立网络切片支持企业实现多用户和多业务的隔离和保护，大连接的特性满足工厂内信息采集以及大规模机器间通信的需求，5G工厂外通信可以实现远程问题定位以及跨工厂、跨地域远程遥控和设备维护。在智能制造过程中，高频和多天线技术支持工厂内的精准定位和高宽带通信，毫秒级低时延技术将实现工业机器人之间和工业机器人与机器设备前所未有的互动和协调，提供精确高效的工业控制。在柔性制造模式中，5G可满足工业机器人的灵活移动性和差异化业务处理的高要求，提供涵盖供应链、生产车间和产品全生命周期制造服务。智能工厂建设过程中，5G可以替代有线工业以太网，节约建设成本。

在智能工厂中，通常需要各类搬运装置将各个生产原料运输到车间各个生产环节，目前的原料运输装置结构固定，功能单一，使用过程中无法同时运输多种生产物料，对于不同的生产原料需要依靠不同的运输装置，造成工厂生产效率降低，不仅如此，智能工厂中，各生产环节、流程的生产装置具有不同的工作范围和高度，原料运输装置难以根据这些生产装置调节原料的高度位置，导致其实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，包括底座、处理器、运输装置和四个移动装置，四个移动装置分别设置底座的四角处的下方，所述处理器固定在底座的上方，所述底座的中心处设有开口，所述运输装置位于开口的内侧，所述处理器内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

所述运输装置包括底板、支撑机构、若干运输机构和两个吊杆，所述底板的两侧分别通过两个吊杆固定在底座的下方，所述支撑机构设置在底板的上方，所述运输机构从下而上均匀分布在支撑机构的上方；

所述运输机构包括载物台、固定框、活动框和两个活动组件，所述固定框固定在载物台的上方，所述活动框的底端的内壁与固定框的顶端的外周密封连接，所述活动框的两侧分别通过两个活动组件与载物台连接，相邻两个载物台之间设有两个连接组件，所述连接组件包括转动单元和两个连接单元，所述连接单元包括固定杆、套环和电动推杆，所述固定杆与固定框固定连接，所述套环套设在固定杆上，所述电动推杆与PLC电连接，所述电动推杆的一端与套环固定连接，所述电动推杆的另一端与上方的载物台铰接，所述转动单元包括移动单元、齿条和齿轮，所述齿轮同轴固定在套环上，所述齿条位于齿轮的下方，所述齿轮与齿条啮合，所述移动单元与齿条传动连接；

所述支撑机构包括凹口、驱动组件、滑轨和两个支撑组件，所述凹口设置在最下方的载物台的下方，所述驱动组件位于凹口内的底部，所述驱动组件设置在两个支撑组件之间，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在底板的上方，所述支撑组件包括固定块、驱动块、伸缩架和滑环，所述固定块固定在凹口内的底部，所述驱动组件与驱动块传动连接，所述伸缩架的顶端的两侧分别与固定块和驱动块铰接，所述伸缩架的底端的两侧分别与滑环和底板铰接，所述滑环套设在滑轨上。

作为优选，为了便于支撑底板，所述底板的下方设有滚轮。

作为优选，为了控制活动框升降移动，所述活动组件包括平移单元和两个活动单元，所述平移单元位于两个活动单元之间，所述活动单元包括平移块和支杆，所述平移单元与平移块传动连接，所述平移块通过支杆与活动框铰接。

作为优选，为了同时驱动两个平移块相互靠近或者相互远离，所述平移单元包括第一电机和两个丝杆，所述第一电机与PLC电连接，两个丝杆分别位于第一电机的两侧，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设有轴承，所述第一电机和轴承均固定在载物台的上方，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

作为优选，为了带动齿条进行移动，所述移动单元包括第二电机、螺杆和移动块，所述第二电机固定在载物台上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与螺杆的一端传动连接，所述螺杆的另一端设置在移动块内，所述移动块抵靠在载物台的一侧，所述移动块与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹，所述移动块固定在齿条的下方。

作为优选，为了保证载物台的水平角度，所述载物台的四角处的下方设有测距仪，所述测距仪与PLC电连接。

作为优选，为了带动驱动块移动，所述驱动组件包括气泵、气缸和两个气杆，所述气缸水平固定在凹口内的底部，所述气泵与气缸连通，所述气泵与PLC电连接，两个气杆分别位于气缸的两端，所述气杆与支撑组件一一对应，所述气杆的一端设置在气缸内，所述气杆的另一端与驱动块固定连接。

作为优选，为了避免伸缩架变形，所述伸缩架的制作材料为钛合金。

作为优选，为了防止套环脱离固定杆，所述固定杆的远离固定框的一端设有限位板。

本发明的有益效果是，该基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统通过运输机构便于原料的分层放置，设备移动至生产环节处后，可根据需要通过支撑机构调整运输机构的高度位置，并利用连接组件控制上方的载物台移动，生产环节处的机械装置获取运输机构中的原料，如此，实现了不同原料的运输功能，有利于加快生产效率，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统的结构示意图；

图2是本发明的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统的运输装置的结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统的支撑机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.处理器，3.移动装置，4.底板，5.载物台，6.固定框，7.活动框，8.固定杆，9.套环，10.齿条，11.齿轮，12.滑轨，13.固定块，14.驱动块，15.伸缩架，16.滑环，17.滚轮，18.平移块，19.支杆，20.第一电机，21.丝杆，22.轴承，23.第二电机，24.螺杆，25.移动块，26.限位板，27.气泵，28.气缸，29.气杆，30.电动推杆，31.测距仪。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，包括底座1、处理器2、运输装置和四个移动装置3，四个移动装置3分别设置底座1的四角处的下方，所述处理器2固定在底座1的上方，所述底座1的中心处设有开口，所述运输装置位于开口的内侧，所述处理器2内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该运料运输装置在使用时，将各个生产环节所用的生产运料放置在运输装置中，而后管理人员可通过手机、电脑等遥控装置向设备发送无线信号，由处理器2内部的天线接收无线信号后，将信号传递给PLC，PLC根据信号内容控制设备运行，通过底座1下方的移动装置3带动设备进行移动，利用运输装置保存原料，随着设备的移动，将生产原料运输至各个生产环节，便于各个生产环节拾取运输装置的生产原料，进行工业生产。

如图2所示，所述运输装置包括底板4、支撑机构、若干运输机构和两个吊杆，所述底板4的两侧分别通过两个吊杆固定在底座1的下方，所述支撑机构设置在底板4的上方，所述运输机构从下而上均匀分布在支撑机构的上方；

运输装置中，通过吊杆将底板4固定在底座1下方的开口上，利用各个运输机构方便存储生产原料，通过支撑机构可对运输机构进行支撑，调整运输机构的高度位置，便于在到达运输目的地后，根据生产环节的需要进行调整。

如图3所示，所述运输机构包括载物台5、固定框6、活动框7和两个活动组件，所述固定框6固定在载物台5的上方，所述活动框7的底端的内壁与固定框6的顶端的外周密封连接，所述活动框7的两侧分别通过两个活动组件与载物台5连接，相邻两个载物台5之间设有两个连接组件，所述连接组件包括转动单元和两个连接单元，所述连接单元包括固定杆8、套环9和电动推杆30，所述固定杆8与固定框6固定连接，所述套环9套设在固定杆8上，所述电动推杆30与PLC电连接，所述电动推杆30的一端与套环9固定连接，所述电动推杆30的另一端与上方的载物台5铰接，所述转动单元包括移动单元、齿条10和齿轮11，所述齿轮11同轴固定在套环9上，所述齿条10位于齿轮11的下方，所述齿轮11与齿条10啮合，所述移动单元与齿条10传动连接；

运输机构中，载物台5上可放置生产原料，通过从下而上依次设置各个运输机构方便在不同的载物台5上放置不同的生产原料，固定框6和活动框7可对载物台5上的原料进行位置限制，放置运输过程中原料从载物台5上掉落，利用活动组件可带动活动框7进行升降移动，一方面对相邻两个载物台5之间的原料进行封闭式包围，避免载物台5上方的原料中，上层的原料掉落，另一方面，还可对上方的载物台5进行支撑。移动装置3运行，带动设备移动至各个生产环境后，当需要原料时，通过支撑机构调整运输机构的高度位置，使得运输机构中的原料满足该处生产环节所需要的取货高度，若该处的运输机构位于顶部，则生产环节中的机械手或者机械爪之类的抓取装置可直接抓取该处运输机构中的原料，否则该处的连接组件启动，通过移动单元带动齿条10进行移动，使得齿条10作用在与之啮合的齿轮11上，进而带动齿轮11进行转动，齿轮11带动套环9绕着固定杆8的轴线转动，带动与套环9固定连接的电动推杆30转动，电动推杆30在转动的同时，进行启动，使得电动推杆30延长，便于通过电动推杆30在转动和伸长的同时，使得与电动推杆30铰接的上方的载物台5沿着水平方向进行移动，使得固定框6和活动框7内侧的原料露出后，该处生产环节的机械抓取装置能够抓取载物台5上方、固定框6和活动框7内侧的原料，在抓取完毕后，移动单元带动齿条10复位，使得齿轮11反向转动，带动套环9转动，进而使得电动推杆30再转动到原位，并使得电动推杆30缩小，降低设备的重心位置，便于设备稳定移动。

如图4所示，所述支撑机构包括凹口、驱动组件、滑轨12和两个支撑组件，所述凹口设置在最下方的载物台5的下方，所述驱动组件位于凹口内的底部，所述驱动组件设置在两个支撑组件之间，所述滑轨12的形状为U形，所述滑轨12的两端固定在底板4的上方，所述支撑组件包括固定块13、驱动块14、伸缩架15和滑环16，所述固定块13固定在凹口内的底部，所述驱动组件与驱动块14传动连接，所述伸缩架15的顶端的两侧分别与固定块13和驱动块14铰接，所述伸缩架15的底端的两侧分别与滑环16和底板4铰接，所述滑环16套设在滑轨12上。

支撑机构在调节运输机构的高度时，PLC控制驱动组件启动，带动两侧的支撑组件中的驱动块14相互靠近或者相互远离，使得驱动块14与固定块13之间的距离发生变化，伸缩架15底端的滑环16沿着滑轨12进行移动，使得伸缩架15的体型发生改变，伸缩架15的长度发生变化，进而使得最下方的载物台5的高度发生改变，便于根据各个生产环节的需要调节载物台5的高度。

作为优选，为了便于支撑底板4，所述底板4的下方设有滚轮17。利用滚轮17不仅可以支撑底板4，避免底板4承受压力过大而变形或损坏，同时滚轮17与地面接触，通过滚动方便底板4随底座1进行同步移动。

如图3所示，所述活动组件包括平移单元和两个活动单元，所述平移单元位于两个活动单元之间，所述活动单元包括平移块18和支杆19，所述平移单元与平移块18传动连接，所述平移块18通过支杆19与活动框7铰接。

利用平移单元启动，带动两个活动单元相互靠近或者相互远离，活动单元通过支杆19作用在活动框7上，使得活动框7进行升降移动。

作为优选，为了同时驱动两个平移块18相互靠近或者相互远离，所述平移单元包括第一电机20和两个丝杆21，所述第一电机20与PLC电连接，两个丝杆21分别位于第一电机20的两侧，所述第一电机20与丝杆21的一端传动连接，所述丝杆21的另一端设有轴承22，所述第一电机20和轴承22均固定在载物台5的上方，所述平移块18套设在丝杆21上，所述平移块18与丝杆21的连接处设有与丝杆21匹配的第一螺纹。

PLC控制第一电机20启动，带动两侧的丝杆21在轴承22的支撑作用下进行旋转，丝杆21通过第一螺纹作用在平移块18上，使得两个平移块18分别沿着两个丝杆21的轴线进行移动，两个平移块18相互靠近或者远离。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机20的驱动力，所述第一电机20为直流伺服电机。

作为优选，为了带动齿条10进行移动，所述移动单元包括第二电机23、螺杆24和移动块25，所述第二电机23固定在载物台5上，所述第二电机23与PLC电连接，所述第二电机23与螺杆24的一端传动连接，所述螺杆24的另一端设置在移动块25内，所述移动块25抵靠在载物台5的一侧，所述移动块25与螺杆24的连接处设有与螺杆24匹配的第二螺纹，所述移动块25固定在齿条10的下方。

PLC控制第二电机23启动，带动螺杆24旋转，螺杆24通过第二螺纹作用在移动块25上，使得移动块25沿着螺杆24的轴线进行移动，进而带动齿条10进行平移。

作为优选，为了保证载物台5的水平角度，所述载物台5的四角处的下方设有测距仪31，所述测距仪31与PLC电连接。利用测距仪31四角处下方的测距仪31检测测距仪31的四角与地面各处的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC根据各个距离数据判断载物台5的水平角度，从而控制电动推杆30的伸缩程度。

如图4所示，所述驱动组件包括气泵27、气缸28和两个气杆29，所述气缸28水平固定在凹口内的底部，所述气泵27与气缸28连通，所述气泵27与PLC电连接，两个气杆29分别位于气缸28的两端，所述气杆29与支撑组件一一对应，所述气杆29的一端设置在气缸28内，所述气杆29的另一端与驱动块14固定连接。

PLC控制气泵27启动，从气缸28中抽气或将外部空气输入进气缸28内，使得两个气杆29相互靠近或者相互远离，进而带动两个驱动块14相互靠近或者相互远离。

作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了避免伸缩架15变形，所述伸缩架15的制作材料为钛合金。

作为优选，为了防止套环9脱离固定杆8，所述固定杆8的远离固定框6的一端设有限位板26。通过限位板26限制了套环9在固定杆8上的位置，防止套环9脱离固定杆8。

该原料运输系统中，通过各个运输机构可将各种原料进行分层放置，利用活动组件调整活动框7的高度位置，使得固定框6和活动框7对放置板上的原料进行包围保护，防止运输过程中货物掉落，移动装置3带动设备移动至各个生产环节后，根据生产需要，通过驱动装置作用在两个驱动块14上，使得伸缩架15变形，调整运输机构的高度，而后利用连接组件带动上方的载物台5进行平移，便于生产环节处的机械装置抓取固定框6和活动框7内侧的物料，从而完成了各种物料的同时输送，有利于提高工厂的生产效率，进而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统通过运输机构便于原料的分层放置，设备移动至生产环节处后，可根据需要通过支撑机构调整运输机构的高度位置，并利用连接组件控制上方的载物台5移动，生产环节处的机械装置获取运输机构中的原料，如此，实现了不同原料的运输功能，有利于加快生产效率，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，包括底座(1)、处理器(2)、运输装置和四个移动装置(3)，四个移动装置(3)分别设置底座(1)的四角处的下方，所述处理器(2)固定在底座(1)的上方，所述底座(1)的中心处设有开口，所述运输装置位于开口的内侧，所述处理器(2)内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

所述运输装置包括底板(4)、支撑机构、若干运输机构和两个吊杆，所述底板(4)的两侧分别通过两个吊杆固定在底座(1)的下方，所述支撑机构设置在底板(4)的上方，所述运输机构从下而上均匀分布在支撑机构的上方；

所述运输机构包括载物台(5)、固定框(6)、活动框(7)和两个活动组件，所述固定框(6)固定在载物台(5)的上方，所述活动框(7)的底端的内壁与固定框(6)的顶端的外周密封连接，所述活动框(7)的两侧分别通过两个活动组件与载物台(5)连接，相邻两个载物台(5)之间设有两个连接组件，所述连接组件包括转动单元和两个连接单元，所述连接单元包括固定杆(8)、套环(9)和电动推杆(30)，所述固定杆(8)与固定框(6)固定连接，所述套环(9)套设在固定杆(8)上，所述电动推杆(30)与PLC电连接，所述电动推杆(30)的一端与套环(9)固定连接，所述电动推杆(30)的另一端与上方的载物台(5)铰接，所述转动单元包括移动单元、齿条(10)和齿轮(11)，所述齿轮(11)同轴固定在套环(9)上，所述齿条(10)位于齿轮(11)的下方，所述齿轮(11)与齿条(10)啮合，所述移动单元与齿条(10)传动连接；

所述支撑机构包括凹口、驱动组件、滑轨(12)和两个支撑组件，所述凹口设置在最下方的载物台(5)的下方，所述驱动组件位于凹口内的底部，所述驱动组件设置在两个支撑组件之间，所述滑轨(12)的形状为U形，所述滑轨(12)的两端固定在底板(4)的上方，所述支撑组件包括固定块(13)、驱动块(14)、伸缩架(15)和滑环(16)，所述固定块(13)固定在凹口内的底部，所述驱动组件与驱动块(14)传动连接，所述伸缩架(15)的顶端的两侧分别与固定块(13)和驱动块(14)铰接，所述伸缩架(15)的底端的两侧分别与滑环(16)和底板(4)铰接，所述滑环(16)套设在滑轨(12)上。

2.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述底板(4)的下方设有滚轮(17)。

3.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述活动组件包括平移单元和两个活动单元，所述平移单元位于两个活动单元之间，所述活动单元包括平移块(18)和支杆(19)，所述平移单元与平移块(18)传动连接，所述平移块(18)通过支杆(19)与活动框(7)铰接。

4.如权利要求3所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述平移单元包括第一电机(20)和两个丝杆(21)，所述第一电机(20)与PLC电连接，两个丝杆(21)分别位于第一电机(20)的两侧，所述第一电机(20)与丝杆(21)的一端传动连接，所述丝杆(21)的另一端设有轴承(22)，所述第一电机(20)和轴承(22)均固定在载物台(5)的上方，所述平移块(18)套设在丝杆(21)上，所述平移块(18)与丝杆(21)的连接处设有与丝杆(21)匹配的第一螺纹。

5.如权利要求4所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述第一电机(20)为直流伺服电机。

6.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述移动单元包括第二电机(23)、螺杆(24)和移动块(25)，所述第二电机(23)固定在载物台(5)上，所述第二电机(23)与PLC电连接，所述第二电机(23)与螺杆(24)的一端传动连接，所述螺杆(24)的另一端设置在移动块(25)内，所述移动块(25)抵靠在载物台(5)的一侧，所述移动块(25)与螺杆(24)的连接处设有与螺杆(24)匹配的第二螺纹，所述移动块(25)固定在齿条(10)的下方。

7.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述载物台(5)的四角处的下方设有测距仪(31)，所述测距仪(31)与PLC电连接。

8.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述驱动组件包括气泵(27)、气缸(28)和两个气杆(29)，所述气缸(28)水平固定在凹口内的底部，所述气泵(27)与气缸(28)连通，所述气泵(27)与PLC电连接，两个气杆(29)分别位于气缸(28)的两端，所述气杆(29)与支撑组件一一对应，所述气杆(29)的一端设置在气缸(28)内，所述气杆(29)的另一端与驱动块(14)固定连接。

9.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述伸缩架(15)的制作材料为钛合金。

10.如权利要求1所述的基于5G网络的用于智能工厂的原料运输系统，其特征在于，所述固定杆(8)的远离固定框(6)的一端设有限位板(26)。

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