CN111332767A - 材料运输设备和材料运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种材料运输设备和材料运输方法，所述材料运输设备包括用于运输料卷的输送装置、用于夹持所述料卷的夹持装置和驱动所述夹持装置运动的驱动装置；所述输送装置包括开口朝上的料斗，所述料斗底部设置有沿直线延伸的最低定位槽，所述夹持装置包括一对可张开与闭合的夹头；当所述夹头上料时，所述夹头位于所述最低定位槽之上，所述夹头的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致。本发明通过料斗内的所述最低定位槽，可自动调整料卷的方向和位置，以使夹持装置可在预定的位置快速从料斗的底部夹起料卷，并通过所述驱动装置驱动夹持装置运动至指定的位置，提高了夹持效率和输送效率。

Description

材料运输设备和材料运输方法

技术领域

本发明涉及机械领域，具体而言，本发明涉及一种材料运输设备和材料运输方法。

背景技术

常规的卷材运输方式是在卷材的中心穿入一根长轴，然后利用行车、吊带或其它工具移动这根长轴，达到运输卷材的目的。卷材提升机是利用一对电机带动可以左右移动的提升臂，将绳索穿入带中心孔的卷材中，然后利用绳索将卷材吊起，进行运输。这种运输方式需要对穿钢丝绳，运输效率低；而且，实现对穿时，用于对穿钢丝绳的卷材提升机的机械臂最大宽度要大于或等于卷材宽度，从而导致卷材提升机的体积大，耗费高。

发明内容

本发明针对现有方式的缺点，提出了一种材料运输设备和材料运输方法，以解决现有卷材运输设备体积大耗费高的问题。

本发明提出的材料运输设备，包括用于运输料卷的输送装置、用于夹持所述料卷的夹持装置和驱动所述夹持装置运动的驱动装置；所述输送装置包括开口朝上的料斗，所述料斗底部设置有沿直线延伸的最低定位槽，所述夹持装置包括一对可张开与闭合的夹头；

当所述夹头上料时，所述夹头位于所述最低定位槽之上，所述夹头的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致。

进一步地，所述料斗预设有位置可切换的上料位和避让位；当所述夹头上料时，所述料斗位于所述上料位；当所述夹头脱料时，所述料斗位于料卷的脱料区域之外的所述避让位。

进一步地，所述料斗包括固定端与可绕所述固定端转动的转动端，所述避让位为所述转动端旋转至所述夹头上方的位置；所述料斗从所述避让位切换至所述上料位时，经过所述料卷的脱料区域。

进一步地，所述料斗的背面设置有挂钩，所述料斗从所述避让位切换至所述上料位时，所述挂钩的开口朝向所述夹头的轴线。

进一步地，所述料斗位于所述上料位时，所述转动端支撑于支撑架上。

进一步地，所述输送装置包括气缸、旋转轴、底座、曲柄，所述底座上固定有所述气缸，所述气缸的活塞通过曲柄驱动所述旋转轴转动，料斗固定于所述旋转轴上。

进一步地，所述料斗底部的横截面为V型或圆弧形。

进一步地，所述输送装置还包括输送平台，所述料斗靠近所述输送平台的一端的高度低于所述输送平台终点的高度，且所述料斗处于料卷的下落区域。

进一步地，该材料运输设备上设置有用于检测所述料斗的入料口是否有料卷的第一光电传感器，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述夹持装置中是否有料卷的第二光电传感器，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述料斗中是否有料卷的第三光电传感器。

进一步地，所述驱动装置包括用于安装所述夹持装置的导轨，以及驱动所述夹持装置沿所述导轨运动的升降驱动电机。

本发明还提出一种材料运输方法，该方法采用前述任一项所述的材料运输设备进行运输，包括如下步骤：

控制所述输送装置输送料卷至预设位置；

控制所述夹持装置张开夹头并移动到预设的夹持位置，控制所述夹持装置闭合夹头夹住料卷，所述夹头位于所述最低定位槽之上，所述夹头的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致；

控制所述驱动装置驱动所述夹持装置移动到预设的作业位置。

进一步地，所述控制所述输送装置输送料卷至预设位置，包括：

获取到所述料斗中无料卷的无料信号，或，获取到输送平台下一料卷未到达的无料信号；

控制所述输送装置输送料卷；

获取到所述料斗中具有料卷的有料信号，且获取到输送平台下一料卷到达的信号；

控制所述输送装置停止输送料卷。

进一步地，所述控制所述夹持装置张开夹头并移动到预设的夹持位置，控制所述夹持装置闭合夹头，包括：

控制所述夹持装置张开夹头，并沿预设的路径移动；

获取到所述夹头上的光电信号中断又连通的信号；

控制所述夹持装置开始闭合夹头；

获取到所述夹头上的压力传感器检测数据达到预设值的信号；

控制所述夹持装置停止闭合夹头。

进一步地，所述控制所述驱动装置驱动所述夹持装置移动到预设的作业位置之后，还包括：

控制所述料斗转动到预设的避让位；

控制所述驱动装置驱动所述夹持装置移动到预设的脱料位置；

控制所述夹持装置张开夹头。

进一步地，所述控制所述夹持装置张开夹头之后，还包括：

控制所述料斗沿预设的路径转动到预设的上料位。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的材料运输设备通过料斗内的所述最低定位槽，可自动调整料卷的方向和位置，以使夹持装置可在预定的位置快速从料斗的底部夹起料卷，并通过所述驱动装置驱动夹持装置运动至指定的位置，提高了夹持效率和输送效率。

2、本发明的材料运输方法采用所述材料运输设备，故当料斗中具有料卷时，本发明可直接控制所述夹持装置移动到预设的夹持位置夹持料卷，而无需考虑料卷在料斗中的位置与方向，节约了上料时间，简化了上料过程。

3、本发明的材料运输方法可根据不同的无料信号控制所述输送装置输送料卷或停止输送料卷，不仅提高了上料效率，也避免了所述输送装置持续输送料卷而使料斗中出现多个料卷的异常情况，并保证所述材料运输设备可在各种情况下，稳定地输送料卷。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明材料运输设备一个实施例的侧面结构示意图；

图2为本发明材料运输设备中夹头装置的一个实施例的立体结构示意图；

图3为本发明材料运输设备又一实施例的侧面结构示意图；

图4为本发明材料运输设备又一实施例的立体结构示意图；

图5为本发明材料运输设备又一实施例的正面结构示意图；

图6为本发明材料运输方法一个实施例的流程示意图；

图7为本发明材料运输方法另一个实施例的流程示意图；

图8为本发明材料运输方法另一个实施例的流程示意图；

图9为本发明材料运输方法另一个实施例的流程示意图；

标号说明：

升降驱动电机1，支撑架10，纸筒仓11，控制箱12，气缸13，第一光电传感器14，输送平台15，传动电机16，操作屏17，螺栓18，连接块19，旋转轴20，底座21，第一销轴22，第二销轴23，曲柄24，螺栓25，钢梁架2，导轨3，起吊绳4，滑块5，夹持装置6，第二光电传感器61，夹头62，光轴63，丝杠64，夹持运动电机65，夹持臂66，吊钩67，料卷7，中心套筒71，料斗8，挂钩81，第三光电传感器9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式，这里使用的“第一”、“第二”仅用于区别同一技术特征，并不对该技术特征的顺序和数量等加以限定。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

料卷为许多生产中都需要使用的材料，常见的料卷有纸卷、薄膜卷、布料卷等。由于每个料卷上的卷料(纸、薄膜、布料等)长度是有限的，因此在生产过程中通常需要进行补料或换卷等。为了简化卷料的运输，本发明提出一种材料运输设备，结合图1和图2所示的材料运输设备实施例所示，包括用于运输料卷7到预设位置的输送装置、用于夹持料卷7的夹持装置6和驱动夹持装置6运动的驱动装置；所述输送装置包括开口朝上的料斗8，料斗8底部设置有沿直线延伸的最低定位槽，夹持装置6包括一对可张开与闭合的夹头62；当夹头62上料时，夹头62位于所述最低定位槽之上，夹头62的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致。

料卷7为软质材料卷起形成的圆柱形或接近于圆柱形的卷材。结合图1所示，料卷7中间可具有中心套筒71，以使卷材卷在中心套筒71上，形成结构较为稳定的料卷7，并可通过中心套筒71进行放料；在部分料卷7中，也可以不具有中心套筒71，而直接通过卷材卷成料卷7。本发明中所述的上料为夹头62夹持料卷，以将夹持的料卷运输至需要的位置；与所述上料步骤对应的步骤为脱料，本发明中所述的脱料为使料卷7的中心套筒71从夹头62上脱下，以便更换夹头62上的料卷。

使用时，本实施例的材料运输设备可通过所述输送装置将料卷7运输至预设位置，并位于料斗8内。由于料斗8底部设有沿直线延伸的最低定位槽，圆柱形或接近于圆柱形的料卷7在进入料斗8中后，将在自身重力作用下，将位置自动调整至与所述最低定位槽方向一致的方向，即所述料卷7将位于所述最低定位槽正上方，且其中心线将与所述最低定位槽的长度方向一致，以便于夹头62的夹持；当夹头62夹持完毕后，即可通过所述驱动装置驱动夹持装置6运动至指定的位置，例如放料位置或拉布作业位置等。本发明的实施例通过料斗8内的所述最低定位槽，可自动调整料卷7的方向和位置，以使夹持装置6可在预定的位置快速从料斗8的底部夹起料卷7，并通过所述驱动装置驱动夹持装置6运动至指定的位置，提高了夹持效率和输送效率。

所述的预设位置为与所述夹持装置6相配合的位置，以使夹持装置6可从所述输送装置的料斗8中夹起料卷7。所述输送装置中的料斗8可随输送装置本身一起移动，亦可固定于固定位置，而通过传送带等输送机构将料卷7输送至料斗8中。如图1所示的实施例，所述输送装置可包括输送平台15，以将料卷7从图示左边的位置通过输送平台15输送到图示右边的位置，并进入料斗8中。

为了使料卷7可通过自身重力落入料斗8中，所述料斗8靠近所述输送平台15的一端的高度低于所述输送平台15终点的高度，且所述料斗8处于料卷7的下落区域，以使料卷7运输至输送平台15的终点时，在自身重力作用下从输送平台15上落下，并掉入料斗8中。在另一些实施例中，也可通过机械臂、具有斜度的传送带等装置将料卷7从输送平台15转移至料斗8中，但本实施例通过料卷7的自身重力落入料斗8中，可节约能耗，简化输送结构。

夹持装置6的结构可采用现有技术中的多种夹持结构，例如，依靠齿轮传动等形式实现夹头62的张开和闭合运动，以及采用齿轮传动等形式带动夹持装置6进行上下运动，达到运输料卷7的目的。在一些实施例中，夹持臂66内还可安装驱动电机，利用齿轮或皮带与夹头62相连，驱动夹头62做张开或闭合运动，实现各种工作需要；同时，还可起到防止夹头62自转的作用。

本发明提出一种具体的夹持装置6，如图2所示，该夹持装置6包括一对用于夹持料卷7的夹头62，一对夹头62分别固定于各自对应的夹持臂66上，两个夹持臂66可连接于丝杠64上，并与丝杠64的螺纹相配合；丝杠64可将自身的转动转化为与丝杠64相配合的夹持臂66的直线运动，以使固定于夹持臂66上的夹头62沿丝杠64做直线移动，从而达到张开与闭合的目的。在本实施例中，夹持装置6还可包括夹持运动电机65，以提供丝杠64转动的动力。夹持装置6还可包括光轴63，以对夹持臂66的运动方向进行导向，防止夹持运动电机65与丝杠64之间的框量导致丝杠64定位不稳或运动方向不稳定的问题。光轴63可采用两根，以限制丝杠64在旋转上的自由度。丝杠64可采用双向丝杠，驱动电机65可安装在丝杠64任意一端，以起到驱动丝杠64转动的作用。

为了驱动夹持装置6运动，本发明的夹持装置6还可包括吊钩67，以通过起吊绳4吊起吊钩67，从而吊起夹持装置6。为了保持夹持装置6在吊起过程中的稳定性，吊钩67可设置于夹持装置6的上部中间，以在吊起过程中保持受力平衡。

在一些实施例中，若所述指定的位置，例如放料位置或拉布作业位置，位于夹持装置6的上方时，即夹持装置6夹起料卷7时，只需向上运动即可到达所述指定的位置，则本发明的材料运输设备还可包括直线导轨，以使夹持装置6沿直线导轨运动，避免吊起的夹持装置6发生摆动或转动。直线导轨可以为一根或两根；为保持夹持装置6向上移动的稳定性，减少夹持装置6因受力不均而导致的移动卡死，直线导轨优选为设置于夹持装置6两端的两根直线导轨。通过位于夹持装置6两端的两根直线导轨，以及位于夹持装置6上部中间的吊钩67，可使夹持装置6受力更均匀，移动速度更稳定，从而可顺畅地移动至指定的位置，避免受力不均导致的卡顿或磨损。故，根据所述指定的位置，本发明还提出一个实施例：所述驱动装置包括用于安装夹持装置6的导轨3，以及驱动夹持装置6沿导轨3运动的升降驱动电机1。所述升降驱动电机1可用为伺服电机等常用电机，或根据实际运动需求确定。

结合图1和图3所示，所述驱动装置还可包括升降驱动电机1和起吊绳4。起吊绳4可用为钢丝绳等金属绳。当升降驱动电机1启动后，夹持装置6可在起吊绳4的作用下，沿导轨3上下运动。进一步地，所述驱动装置的电控部分还可包括控制箱12，以通过电控信号控制升降驱动电机1的运动与停止。结合图4所示，所述驱动装置的电控部分还可包括操作屏17，以便用户通过操作屏17输入控制信号。操作屏17可用为触摸屏，亦可为非触控显示屏与机械操作按键的结合。

结合图1与图3所示的料斗8的位置，本发明还提出另一实施例：料斗8预设有位置可切换的上料位和避让位；当夹头62上料时，料斗8位于所述上料位，以通过料斗8内的所述最低定位槽，将料卷7自动调整到需要的位置与方向；当夹头62脱料时，料斗8位于料卷7的脱料区域之外的所述避让位，以使中心套筒71从夹头62上脱落时，落入纸筒仓11内，不被料斗8遮挡。本实施例中的料斗8既可以在输送料卷7时对料卷7进行定位，也可以避让中心套筒71的脱料，结构简单灵活。

在本发明的部分实施例中，料斗8的避让方式可通过转动实现，亦可通过移动料斗8或所述输入装置实现。

为简化料斗8的避让结构，在本发明的一个具体实施例中，料斗8包括固定端与可绕所述固定端转动的转动端，例如图1中料斗8的左端为固定端，右端为转动端；所述避让位为所述转动端绕所述固定端旋转至夹头62上方的位置；料斗8从所述避让位切换至所述上料位时，经过料卷7的脱料区域。本发明通过使料斗8绕其一端进行转动达到避让的目的，避让结构简单，减少了对空间结构的占用；而且，当料斗8从所述避让位切换至所述上料位时，经过料卷7的脱料区域，所述转动端可以推动料卷7的中心套筒71从夹头62上脱落，提高了脱料效率，一举两得。

在本发明中，从所述上料位切换至所述避让位的转动方向，可与从所述避让位切换至所述上料位的方向相反，也可以相同。例如，若从所述避让位顺时针转动90°即切换至所述上料位时，则可从所述上料位逆时针转动90°切换至所述避让位，或从所述上料位顺时针转动270°切换至所述避让位。在图示的实例中，本发明优选采用前者。

在进一步的实施例中，料斗8的背面可设置有挂钩81，料斗8从所述避让位切换至所述上料位时，挂钩81的开口朝向夹头62的轴线；亦即：料斗8从所述避让位切换至所述上料位时，挂钩81的开口可压住夹头62上的中心套筒71，从而将料斗8归位的驱动力变为推动料卷7的中心套筒71脱落的力度，使得中心套筒71可更快从夹头62上脱落，从而提高重新更换料卷7的效率；且挂钩81还可防止中心套筒71从夹头62上脱出时，发生左右移动的现象，提高了脱料的成功率。所述归位即为料斗8从所述避让位切换至所述上料位。

结合图3所示，在上一实施例中，若料斗8可绕其左端的固定端顺时针转动至所述上料位，则料斗8的重心位于所述固定端的右侧上方；此时，料斗8的重力力矩将使料斗8绕其左端的固定端顺时针转动，该转动方向与料斗8从所述避让位切换至所述上料位的方向一致。故，料斗8的重力力矩亦可增加挂钩81压住中心套筒71的力度，并增加推动中心套筒71从夹头62上脱落的力度，有利于中心套筒71的脱料。

在本发明中，料斗8从所述避让位切换至所述上料位的驱动力，以及料斗8从所述上料位切换至所述避让位的驱动力可由驱动机构提供。在本发明的一个实施例中，结合图5所示，所述输送装置包括气缸13、旋转轴20、底座21、曲柄24，所述底座21上固定有所述气缸13，所述气缸13的活塞通过曲柄24驱动所述旋转轴20转动，料斗8固定于所述旋转轴20上；当旋转轴20旋转时，带动固定于旋转轴20上的料斗8转动，达到切换所述上料位与所述避让位的目的。例如，当气缸的活塞向下运动时，推动曲柄24正向转动，曲柄24带动旋转轴20正向转动，从而使料斗8向上翻转至所述避让位；当气缸的活塞向上运动时，推动曲柄24反向转动，曲柄24带动旋转轴20反向转动，从而使料斗8向下翻转至所述上料位。当然，所述气缸的活塞运动方向，与料斗8的翻转方向之间的对应关系，可根据气缸的种类、曲柄24的形状等因素确定，在此不再赘述。

在本发明的一个具体实施例中，料斗8可通过螺栓25固定于旋转轴20上，并与旋转轴20同步转动；旋转轴20与连接块19活动连接，互相之间可以转动，连接块19又通过螺栓18固定在主框架结构上，以对旋转轴20起到定位作用。气缸13与底座21通过第一销轴22连接；底座21也固定于钢梁架2上。气缸13与曲柄24之间可通过第二销轴23连接，曲柄24可通过螺栓固定在旋转轴20上。

在本发明的又一实施例中，料斗8位于所述上料位时，所述转动端支撑于支撑架10上，以对所述转动端提供支撑，使料斗8可稳定地保持于所述上料位，不会因为重力力矩、固定端的磨损等原因而发生倾斜，提高设备的使用寿命。

在本发明中，料斗8底部的横截面可以为V型、圆弧形等，只需使料卷7位于料斗8底部时，保持与所述最低定位槽的延伸方向一致，即可达到调整料卷7的位置与方向的目的，以方便夹头62的夹持。故，在本发明中，所述最低定位槽可为V型槽、弧形槽等狭长凹槽，或者为包括V型槽、弧形槽等多种形状的狭长凹槽。料斗8可为一体化的料斗，为节省材料和降低料斗8的重量，料斗8亦可为中间间隔开或镂空的多个子料斗，多个子料斗可保持同步运动，共同达到上料的目的和避让脱料的目的。

光电传感器是将光信号变化转换成电信号变化的传感器。在部分应用中，光电传感器可包括相对设置的发送器和接收器；其中，发送器发射光束，接收器接收所述光束信号；当目标物体移动至所述发送器和接收器之间，或从所述发送器和接收器之间移走时，所述发送器与接收器之间的光信号因目标物体的移动而造成遮挡效果的变化，从而导致所述接收器输出的电信号对应变化，达到检测目标物体的目的。

在本发明中，该材料运输设备上可设置有用于检测所述料斗8的入料口是否有料卷7的第一光电传感器14，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述料斗8中是否有料卷7的第三光电传感器9，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述夹持装置6中是否有料卷7的第二光电传感器61，以检测该材料运输设备上的不同位置是否具有料卷7；并根据检测结果判断是否需要继续输送料卷7，或是否夹持到料卷7等目的。

结合图1所示的实施例，可在输送平台15的终点附近(或料斗8的入料口附近)设置第一光电传感器14，以检测料斗8的入料口附近是否有料卷7。若第一光电传感器14检测到料斗8的入料口无料卷7，则输送平台15开始输送料卷7，直至第一光电传感器14检测到料斗8的入料口有料卷7，以便在料斗8需要料卷7时，直接将入料口的料卷7送入料斗8中，提高进料效率。

本实施例还可在料斗8中设置第三光电传感器9，或将第三光电传感器9设置于材料运输设备的支架上，并使第三光电传感器9的光束穿过料斗8的容纳区域；当料斗8中有料卷7时，料卷7遮挡所述光束；当料斗8中没有料卷7时，光束不被遮挡，从而达到检测料斗8中是否有料卷7的目的。当本发明的实施例具有支撑架10时，第三光电传感器9亦可设置于支撑架10上，并使第三光电传感器9的光束从料斗8的镂空区域穿过料斗8的容纳区域，亦可达到检测料斗8内是否具有料卷7的目的。若料斗8内无料卷7，则输送平台15开始输送，以使输送平台15终点附近的料卷7落入料斗8内；若料斗8内有料卷7，则可控制夹持装置6夹持料斗8内的料卷7，以将料卷7运输至需要的位置。本实施例通过第三光电传感器9，可避免夹持装置6在料斗8内无料卷7的情况下进行夹持无效的操作，以及控制输送平台15输送料卷7的时机，提高料卷7的输送效率。输送平台15可通过传动电机16驱动，传动电机16可设置于输送平台15的下方，以减小占地面积。

本实施例还可在一对夹头62相对的内侧面上设置第二光电传感器61；其中，所述发送器设置于一个夹头62上，并可向另一个夹头62发射光束；所述接收器设置于另一个夹头62上，以接收所述光束。当一对夹头62之间夹持有料卷7时，所述光束被料卷7遮挡；当一对夹头62之间无料卷7时，所述光束不被料卷7遮挡，从而可通过所述接收器输出的对应信号判断一对夹头62之间是否有料卷7。若一对夹头62之间夹持有料卷7时，则夹持成功，可控制所述驱动装置驱动夹持装置6运动至需要的位置；若一对夹头62之间没有夹持到料卷7时，可结合具体工序确定下一步的控制方式；例如，在脱料工序，若一对夹头62之间，从有料卷7变化为没有料卷7，则说明脱料成功，可将料斗8归位至所述上料位；在上料工序中，若夹头62夹持后，一对夹头62之间没有料卷7，则说明夹持失败，可控制夹头62重新张开，再闭合，以重新进行夹持操作。本实施例通过第二光电传感器61，可确定夹头62的夹持状态，从而避免无效的输送操作，或重复夹持料卷7的情况。

在本发明材料运输设备一个具体实施例中，结合图1-图5所示，本发明所述的材料运输设备用于卷材的提升上料，包含主框架结构、电控部分、夹持机构、输送装置。所述主框架结构包括钢梁架2、纸筒仓11、支撑架10、直线导轨，所述直线导轨为两根平行安装的导轨3，依靠螺栓固定在钢梁架2上，所述的支撑架10上装有第三光电传感器9，用于检测料斗8内有无料卷7。所述夹持机构可等同于夹持装置6，包括一对夹头62、光轴63、丝杠64、夹持运动电机65、用于固定一对夹头62的夹持臂66和吊钩67；所述丝杠64可选用双向丝杠，以夹持运动电机65为界，在夹持运动电机65的驱动下，带动两个夹持臂66做相向或相背运动，从而达到张开和闭合一对夹头62的目的。所述夹持机构的两个夹持臂66上分别装有第二光电传感器61的发射器和接收器，且所述发射器和接收器在一条直线上相对安装；所述夹持机构的两个夹头62内可装有压力传感器，以检测夹头62的夹持力度。夹持装置6可通过滑块5可滑动地固定于直线导轨的滑槽内，并在电控部分的操作下，以及在升降驱动电机1通过起吊绳4的驱动下，沿主框架结构的直线导轨上下运动。在图5所示的方向中，每根导轨3可通过上下设置的两个滑块5与夹持装置6连接，并通过左右设置的两根导轨保持夹持装置6与导轨3之间的受力平衡。所述夹持装置的一对夹头62，可在夹持运动电机65的作用下，依靠丝杠64传动、沿光轴63作张开和闭合的运动，以进行夹持作业。所述电控部分包括升降驱动电机1、控制箱12、操作屏17；所述输送装置包括输送平台15、气缸13、传动电机16、料斗8，输送平台15上装有第一光电传感器14，用于检测输送平台15上靠近终点的位置是否有料卷7；料斗8的背侧装有挂钩81，在料斗8从所述避让位归位到所述上料位的过程中，该挂钩81可在气缸13的作用下，施加压力于中心套筒71上，从而防止中心套筒71从夹头62上脱出时，发生左右移动，导致下料失败；料斗8可通过螺栓固定在旋转轴20上。料斗8在所述上料位时，一端支撑在支撑架10上，旋转轴20的两端与连接块19活动连接，互相间可以发生相对转动；连接块19通过螺栓18固定在钢梁架2上。气缸13一端与底座21通过第一销轴22连接，底座21也固定于钢梁架2上；气缸13另一端与旋转轴20通过曲柄24连接，气缸13与曲柄24之间通过第二销轴23连接，曲柄24可通过螺栓固定在旋转轴20上。传动电机16启动后可带动输送平台15上的传送带运转，从而运输传送带上的料卷7。料卷7包括中心套筒71和卷在中心套筒71上的物料，中心套筒71为中空的圆柱形筒。

本材料运输设备实施例的运作模式为：设备启动后，支撑架10上的第三光电传感器9和输送平台15上的第一光电传感器14进行有无料检测；如果输送平台15上靠近料斗8的入料口处缺料，或料斗8内缺料，则传动电机16启动，输送平台15开始输送料卷7，直至支撑架10上的第三光电传感器9检测到料卷7，同时，输送平台15上的第一光电传感器14检测到下一料卷7到达时，传动电机16停止运转。夹持装置6的两个夹头62回零(即张开至最大张开位)，随后夹持装置6在升降驱动电机1的作用下沿导轨3下降；接近料卷7时，夹头62上的第二光电传感器61通过相互间的信号中断及连通，检测中心套筒71的相对位置信息，夹持装置6在电控部分的控制下继续下降，直至两个夹头62正对中心套筒71的中心孔，两个夹头62再做相对运动(即夹头开始闭合)，夹头62套入中心套筒71的中心孔；当夹头62上的压力传感器检测数据达到设定值时，停止夹持动作；夹持装置6在升降驱动电机1的作用下沿导轨3上升，到达设定高度，开始拉布作业。当料卷7用完时，可通过电控按键一键换料，换料过程为：料斗8在气缸13作用下，绕旋转轴20向上翻转上升；夹持装置6在升降驱动电机1的作用下，沿导轨3下降到设定高度，此时料斗8在气缸13作用下，向下翻转下降；料斗8背面的挂钩81将中心套筒71压实(如图3所示)，夹持装置6的两个夹头62在夹持运动电机65作用下张开；当两个夹头62完全脱出中心套筒71时，中心套筒71落入纸筒仓11内，料斗8在气缸13的作用下下降，直到所述转动端支撑在支撑架10上。所述输送装置再重复料卷7的检测，所述夹持机构再重复夹持动作，完成料卷7的重新上料作业。

根据上述材料运输设备，本发明还提出一种材料运输方法，如图6所示，该方法采用前述任一项所述的材料运输设备进行运输，具体可包括如下步骤：

步骤S10：控制输送装置输送料卷至预设位置；

步骤S20：控制夹持装置张开夹头并移动到预设的夹持位置，控制夹持装置闭合夹头夹住料卷，夹头位于最低定位槽之上，夹头的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致；

步骤S30：控制驱动装置驱动夹持装置移动到预设的作业位置。

在本材料运输方法实施例中，由于料斗8底部具有沿直线延伸的最低定位槽，可对其中的圆柱形卷料7起到调整位置和方向的作用；故，当料斗8中具有料卷7时，本实施例直接控制夹持装置移动到预设的夹持位置夹持料卷7，而无需考虑料卷7在料斗8中的位置与方向，节约了上料时间，简化了上料过程。

为了提高输送装置输送料卷7的效率，本发明还提出如图7所示的另一种材料运输方法的实施例：控制输送装置输送料卷至预设位置，包括：

步骤S11：获取到料斗中无料卷的无料信号，或，获取到输送平台下一料卷未到达的无料信号；

步骤S12：控制输送装置输送料卷；

步骤S13：获取到料斗中具有料卷的有料信号，且获取到输送平台下一料卷到达的信号；

步骤S14：控制输送装置停止输送料卷。

下一料卷未到达的无料信号，可为下一料卷未到达指定的料斗8入料口位置的信号，本实施例可在料斗8中无料卷7的情况下，或输送平台15下一料卷7未到达的情况下，控制输送装置持续输送料卷7，直到料斗8中具有料卷，且料斗8的入料口还具有下一个待上料的料卷7，才停止输送料卷，不仅提高了上料效率，也避免了输送装置持续输送料卷7而使料斗8中出现多个料卷7的异常情况。当料斗8中有料卷7，但输送平台15下一料卷7未到达时，所述输送装置输送料卷7的动作可与夹持装置6夹持料卷7的动作同时进行，从而在该情况下提高上料效率。当料斗8中无料卷7，且输送平台15下一料卷7未到达时，可持续输送料卷7，直到一个料卷7落入料斗8中，此时夹持装置6可开始夹持料卷7的动作，且输送平台15继续输送料卷7，直到下一个料卷7运动至料斗8的入料口位置。本实施例可根据不同的无料信号控制所述输送装置输送料卷7或停止输送料卷7，从而保证所述材料运输设备可在各种情况下，稳定地输送料卷7。

当夹头62没有夹持到料卷7时，为了避免夹持装置6的无效驱动，本发明还提出如图8所示的实施例：控制夹持装置张开夹头并移动到预设的夹持位置，控制夹持装置闭合夹头，包括：

步骤S21：控制夹持装置张开夹头并沿预设的路径移动；

步骤S22：按序获取到夹头上的光电信号中断又连通的信号；

步骤S23：控制夹持装置开始闭合夹头；

步骤S24：获取到夹头上的压力传感器检测数据达到预设值的信号；

步骤S25：控制夹持装置停止闭合夹头。

当夹头62向料卷7的中心套筒71运动时，位于夹头62上的第二光电传感器61的光束将被料卷7遮挡，故第二光电传感器61的接收器与发射器之间的光电信号中断；当第二光电传感器61的接收器与发射器之间的光电信号再次连通时，则说明夹头62进入遮挡物上的镂空区域了，即：夹头62运动至料卷7的中心套筒71位置了，此时控制夹持装置6开始闭合夹头62，则可将夹头62刚好抵持在料卷7的中心套筒71位置，从而达到牢固地夹持料卷7的目的；同时，还结合夹头62上的压力传感器检测数据，可控制夹持力度，以避免夹持力度过大而造成浪费或将料卷7夹持变形，以及因夹持力度过小而导致夹持不牢固的问题。

本发明中的夹头62可以为内涨式结构，当夹头62受到夹持的压力时，其中某些部件突出或夹头62的直径增大，起到撑住中心套筒71内壁的作用，防止夹持过程中出现打滑现象。所述内涨式结构可参照现有的内涨式结构结构，在此不再赘述。

在本发明的另一实施例中，结合图9所示，控制驱动装置驱动夹持装置移动到预设的作业位置之后，还包括：

步骤S40：控制料斗转动到预设的避让位；

步骤S50：控制驱动装置驱动夹持装置移动到预设的脱料位置；

步骤S60：控制夹持装置张开夹头。

本实施例通过控制料斗8转动到预设的避让位，可达到避免料斗8干涉中心套筒71从夹头62上脱下的目的，减少了人工脱料的繁琐，提高了脱料效率，且脱出的中心套筒71亦不会对料斗8的上料造成干扰。

进一步地，如图9所示，控制夹持装置张开夹头之后，还可包括：

步骤S70：控制料斗沿预设的路径转动到预设的上料位。

本实施例通过控制料斗8沿预设的路径转动到预设的上料位，可使料斗8在归位时，经过料卷7的脱料区域，从而将控制料斗8归位的驱动力作为推动中心套筒71从夹头62上脱落的推动力，提高了脱料效率。

当料斗8的背面可设置有挂钩81，料斗8从避让位切换至上料位时，挂钩81的开口可勾住夹头62上的中心套筒71，从而将料斗8归位的驱动力变为推动料卷7的中心套筒71脱落的力度，使得中心套筒71尽快从夹头62上脱落，从而进一步提高脱料效率。

在本发明材料运输方法的一个实施例中，所述方法可具体包括如下步骤：

步骤一、材料运输设备启动，支撑架10上的第三光电传感器9及输送平台15上的第一光电传感器14进行有无料检测；如果检测到输送平台15上靠近料斗8的入料口处缺料，或料斗8内缺料缺料，则传动电机16启动，输送平台15输送料卷，直至支撑架10上的第三光电传感器9检测到料卷7，同时，输送平台15上的第一光电传感器14检测到下一料卷7到达时，传动电机16停止运转。

步骤二、夹持装置6的两个夹头62在夹持运动电机65作用下回零(即张开至最大张开位)，随后夹持装置6在升降驱动电机1作用下沿导轨3下降；接近料卷7时，夹头62上的第二光电传感器61因为料卷7的遮挡阻断了光束信号；通过第二光电传感器61的发送器与接收器之间信号的中断及连通，检测中心套筒71相对位置信息；夹头62在电控部分控制下继续下降，直至两个夹头62正对套筒中心孔71，两个夹头62在夹持运动电机65作用下相对运动(即夹头开始闭合)，使夹头62套入中心套筒71的中心孔，当夹头62上的压力传感器检测数据达到设定值时，停止夹持动作，夹持装置6在升降驱动电机1作用下沿导轨3上升到设定高度，开始拉布作业。

步骤三、料卷7用完时，通过电控按键一键换料：料斗8在气缸13作用下，绕旋转轴20向上翻转上升；夹持装置6在升降驱动电机1的作用下，沿导轨3下降到设定高度，此时料斗8在气缸13作用下，向下翻转下降；料斗8背面的挂钩81将中心套筒71压实(如图3所示)，夹持装置6的两个夹头62在夹持运动电机65作用下张开；当两个夹头62完全脱出中心套筒71时，中心套筒71落入纸筒仓11内，料斗8在气缸13的作用下下降，直到所述转动端支撑在支撑架10上。所述输送装置再重复料卷7的检测，所述夹持机构再重复夹持动作，完成料卷7的重新上料作业。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种材料运输设备，其特征在于，包括用于运输料卷(7)的输送装置、用于夹持所述料卷(7)的夹持装置(6)和驱动所述夹持装置(6)运动的驱动装置；所述输送装置包括开口朝上的料斗(8)，所述料斗(8)底部设置有沿直线延伸的最低定位槽，所述夹持装置(6)包括一对可张开与闭合的夹头(62)；

当所述夹头(62)上料时，所述夹头(62)位于所述最低定位槽之上，所述夹头(62)的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致。

2.根据权利要求1所述的材料运输设备，其特征在于，所述料斗(8)预设有位置可切换的上料位和避让位；当所述夹头(62)上料时，所述料斗(8)位于所述上料位；当所述夹头(62)脱料时，所述料斗(8)位于料卷(7)的脱料区域之外的所述避让位。

3.根据权利要求2所述的材料运输设备，其特征在于，所述料斗(8)包括固定端与可绕所述固定端转动的转动端，所述避让位为所述转动端旋转至所述夹头(62)上方的位置；所述料斗(8)从所述避让位切换至所述上料位时，经过所述料卷(7)的脱料区域。

4.根据权利要求3所述的材料运输设备，其特征在于，所述料斗(8)的背面设置有挂钩(81)，所述料斗(8)从所述避让位切换至所述上料位时，所述挂钩(81)的开口朝向所述夹头(62)的轴线。

5.根据权利要求3所述的材料运输设备，其特征在于，所述料斗(8)位于所述上料位时，所述转动端支撑于支撑架(10)上。

6.根据权利要求3所述的材料运输设备，其特征在于，所述输送装置包括气缸(13)、旋转轴(20)、底座(21)、曲柄(24)，所述底座(21)上固定有所述气缸(13)，所述气缸(13)的活塞通过曲柄(24)驱动所述旋转轴(20)转动，料斗(8)固定于所述旋转轴(20)上。

7.根据权利要求1所述的材料运输设备，其特征在于，所述料斗(8)底部的横截面为V型或圆弧形。

8.根据权利要求1所述的材料运输设备，其特征在于，所述输送装置还包括输送平台(15)，所述料斗(8)靠近所述输送平台(15)的一端的高度低于所述输送平台(15)终点的高度，且所述料斗(8)处于料卷(7)的下落区域。

9.根据权利要求8所述的材料运输设备，其特征在于，该材料运输设备上设置有用于检测所述料斗(8)的入料口是否有料卷(7)的第一光电传感器(14)，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述夹持装置(6)中是否有料卷(7)的第二光电传感器(61)，和/或

该材料运输设备上设置有用于检测所述料斗(8)中是否有料卷(7)的第三光电传感器(9)。

10.根据权利要求1所述的材料运输设备，其特征在于，所述驱动装置包括用于安装所述夹持装置的导轨，以及驱动所述夹持装置沿所述导轨运动的升降驱动电机(1)。

11.一种材料运输方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-10任一项所述的材料运输设备进行运输，包括如下步骤：

控制所述输送装置输送料卷(7)至预设位置；

控制所述夹持装置(6)张开夹头(62)并移动到预设的夹持位置，控制所述夹持装置(6)闭合夹头(62)夹住料卷(7)，所述夹头(62)位于所述最低定位槽之上，所述夹头(62)的夹持方向与所述最低定位槽的长度方向一致；

控制所述驱动装置驱动所述夹持装置(6)移动到预设的作业位置。

12.根据权利要求11所述的材料运输方法，其特征在于，所述控制所述输送装置输送料卷(7)至预设位置，包括：

获取到所述料斗(8)中无料卷(7)的无料信号，或，获取到输送平台(15)下一料卷(7)未到达的无料信号；

控制所述输送装置输送料卷；

获取到所述料斗(8)中具有料卷(7)的有料信号，且获取到输送平台(15)下一料卷(7)到达的信号；

控制所述输送装置停止输送料卷(7)。

13.根据权利要求11所述的材料运输方法，其特征在于，所述控制所述夹持装置(6)张开夹头(62)并移动到预设的夹持位置，控制所述夹持装置(6)闭合夹头(62)，包括：

控制所述夹持装置(6)张开夹头(62)，并沿预设的路径移动；

获取到所述夹头(62)上的光电信号中断又连通的信号；

控制所述夹持装置(6)开始闭合夹头(62)；

获取到所述夹头(62)上的压力传感器检测数据达到预设值的信号；

控制所述夹持装置(6)停止闭合夹头(62)。

14.根据权利要求11所述的材料运输方法，其特征在于，所述控制所述驱动装置驱动所述夹持装置(6)移动到预设的作业位置之后，还包括：

控制所述料斗(8)转动到预设的避让位；

控制所述驱动装置驱动所述夹持装置(6)移动到预设的脱料位置；

控制所述夹持装置(6)张开夹头(62)。

15.根据权利要求14所述的材料运输方法，其特征在于，所述控制所述夹持装置(6)张开夹头(62)之后，还包括：

控制所述料斗(8)沿预设的路径转动到预设的上料位。

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