CN112374176A - 一种物流智能码垛流水线系统 - Google Patents

Abstract

一种物流智能码垛流水线系统，涉及物流机器人技术领域，包括底板、顶板、支撑箱体，顶板上表面形成码垛工作区和盒体料台，码垛工作区设有机器人、盒体轨道、盒体定位装置，盒体轨道的前端设有码垛井，物料盒体通过设置在盒体料台上的补料导轨输送至盒体轨道，在盒体轨道的后端设有盒体推送装置，底板的下表面设有带有刹车装置的万向轮。码垛工作区的码垛工作包括在物料盒体内对物流包装箱码垛、以及将多个已经装满物流包装箱的物料盒体在码垛井处码垛。本发明不但可以实现物料盒体内的物流包装箱的码垛，且可实现多个物料盒体之间的码垛，通过自动化设计形成流水线作业，极大地减少了码垛工序，提高了工作效率。

Description

一种物流智能码垛流水线系统

技术领域

本发明涉及物流机器人技术领域，具体涉及一种物流智能码垛流水线系统。

背景技术

码垛机器人小车(如申请号：CN207957139U或CN201920858663.5等专利文献所记载)是在码垛机器人的基础上开发出的一种用于物流码垛的智能装置，其运作灵活精准、快速高效、稳定性高，对传统物流行业的发展做出了重要贡献。

然而，现有的码垛机器人小车不具备流水线作业功能，相比起流水线作业来说，使用起来效率仍然偏低，需要耗费较多的人力物力，有必要做进一步的技术改进。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种物流智能码垛流水线系统，该系统使传统的码垛机器人改进为可做流水线作业的码垛机器人系统。

为解决上述问题，本发明技术方案为：

一种物流智能码垛流水线系统，包括底板、顶板、以及连接于底板和顶板之间的支撑箱体，所述的顶板的上表面左右侧分别形成码垛工作区和盒体料台，所述的码垛工作区的左侧设有机器人，右侧设有盒体轨道，在盒体轨道的两侧还设有盒体定位装置，在盒体轨道的前端设有码垛井，所述的盒体料台上设有物料盒体，所述的物料盒体通过设置在盒体料台上表面的补料导轨输送至盒体轨道，在盒体轨道的后端所在的码垛工作区的上表面还设有盒体推送装置，所述的底板的下表面设有带有刹车装置的万向轮。

优选的，所述的码垛工作区的码垛工作包括在物料盒体内对物流包装箱码垛、以及将多个已经装满物流包装箱的物料盒体在码垛井处码垛。

优选的，所述的物料盒体为上端开口的立方体结构，在物料盒体的上开口内缘设有卡槽，在物料盒体的底端设有凸块，所述的凸块与卡槽配合使用。

优选的，所述的卡槽为方框形，所述的凸块为扁平的立方体结构，所述的盒体轨道包括底部道槽、以及位于底部道槽两侧的阶梯型导轨，所述的阶梯型导轨的形状尺寸与物料盒体的底部边缘的形状尺寸相配合，所述的盒体轨道沿前后方向设置，在盒体轨道的后端右侧连接有沿左右方向设置的补料导轨，所述的补料导轨的内底面的高度与阶梯型导轨的上端齐平。

优选的，所述的机器人为码垛机器人，且机器人配置为仅向物料盒体内装满物流包装箱，所述的物流包装箱装满时，物流包装箱的顶端低于卡槽的底端上表面。

优选的，所述的定位装置有2组，且2组定位装置关于盒体轨道对称设置，任一组定位装置均包括多个定位装置本体，所述的定位装置本体包括固定设于码垛工作区上表面的基座、朝向盒体轨道一侧开口且向基座内延伸的滑槽、设于滑槽内的定位销，所述的定位销的工作端为球面形，另一端一体成型有滑板，所述的滑板与滑槽的内壁滑动连接，在滑槽的开口处的内侧还设有环形限位块，在环形限位块的内表面与滑板的外表面之间还连接有牵拉弹簧，所述的牵拉弹簧的一端与环形限位块连接，另一端与滑板连接，所述的物料盒体的左右侧面还分布有多个球面形的定位槽，当定位槽与定位销相对时，定位销的球面形端部滑入定位槽内，并将物料盒体定位，在外力的推动下，定位槽可脱离定位销，并在盒体轨道上滑动。

优选的，所述的码垛井的上开口的形状尺寸与物料盒体的横截面的形状尺寸相配，当物料盒体在盒体轨道上向前端推进时，可进入码垛井的上开口，所述的上开口贯通顶板的下表面，并与支撑箱体内部连通，在支撑箱体内与上开口相对的空间的外周设有隔板，所述的隔板围成码垛井的井体，在井体的底部设有第一电动缸，所述的第一电动缸的固定端与底板的上表面固定连接，工作端固定连接有滑动托板，所述的滑动托板沿水平设置，且与隔板通过直线滑轨滑动连接，第一电动缸的工作端伸长，可使滑动托板滑入上开口，且此时滑动托板的上表面与底部道槽的上表面齐平，所述的井体的深度可容纳多个物料盒体以头尾相连的方式叠加，在物料盒体的前后端面还设有凹槽式的吊装槽。

优选的，还包括控制机构，所述的控制机构设于盒体料台的上表面，所述的基座的上表面还设有支柱，2组定位装置的支柱的内侧端安装有对射型光电传感器，用以检测超装物流包装箱的错误操作，在滑槽的底端且与滑板相对处还设有压力传感器，所述的滑板与压力传感器配合使用，所述的对射型光电传感器、压力传感器分别与控制机构信号连接，所述的控制机构与机器人、第一电动缸电连接。

优选的，所述的机器人的底部还连接有滑座、在滑座下方所在的码垛工作区上表面还设有沿前后方向设置的导轨槽，所述的滑座的下表面左右侧分别通过设于导轨槽内的直线导轨与导轨槽滑动连接，在滑座的下表面中部还设有贯通滑座前后端面的通槽，所述的通槽内设有伺服电机，所述的伺服电机与通槽的侧壁固定连接，且伺服电机的输出轴沿水平方向向通槽的对侧壁延伸，并通过轴承与通槽的对侧壁转动连接，在输出轴上还设有齿轮，与齿轮相对的导轨槽的底部上表面还设有与齿轮配合的齿条，所述的伺服电机与控制机构电联，在伺服电机的转动下，机器人可沿导轨槽前后移动。

优选的，所述的机器人的底端与滑座的顶端之间还连接有第二电动缸，并通过第二电动缸调节机器人的高度，所述的第二电动刚与控制机构电联。

优选的，所述的盒体推送装置包括设于盒体轨道前端所在的码垛工作区上表面的安装座，固定安装于安装座上的第三电动缸，所述的第三电动缸的工作端连接有推板，并可通过推板推动物料盒体沿盒体轨道向前移动，所述的第三电动缸与控制机构电联。

本发明一种物流智能码垛流水线系统具有如下有益效果：本发明不但可以实现物料盒体内的物流包装箱的码垛，且可实现多个物料盒体之间的码垛，通过自动化设计形成流水线作业，极大地减少了码垛工序，提高了工作效率。

附图说明

图1、本发明的正视结构示意图(省去了盒体推送装置)；

图2、本发明的剖视图(内含C处剖视区示意图)；

图3、本发明A处的局部放大示意图；

图4、本发明B处的局部放大示意图；

图5、本发明工作状态下的俯视图；

图6、本发明非工作状态下的俯视图；

图7、本发明物料盒体的侧视图；

1：底板，2：支撑箱体，2-1：隔板，2-2：直线滑轨，2-3：滑块A，2-4：井体，3：顶板，3-1：盒体料台，3-2：码垛工作区，4：物料盒体，4-1：物料盒体侧壁，4-2：定位槽，5：盒体定位装置，5-1：基座，5-2：滑槽，5-3：定位销，5-4：牵拉弹簧，5-5：滑板，5-6：环形限位块，6：机器人，7：第二电动缸，8：滑座，9：导轨槽，9-1：导轨槽内的凹槽，9-2：直线导轨，9-3：滑块B，9-4：安装齿条的条形槽，9-5：齿条，10：支柱，11：对射型光电传感器，12：吊装槽，13：万向轮，14：卡槽，15：凸块，16：第一电动缸，17：滑动托板，18：通槽，19：伺服电机，20：齿轮，21：轴承，22：盒体轨道，22-1：底部道槽，22-2：阶梯型导轨，23：压力传感器，24：补料导轨，25：控制机构，26：安装座，27：第三电动缸，28：推板，29：码垛井。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”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、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1、

参考图1、图2所示：

一种物流智能码垛流水线系统，包括底板1、顶板3、以及连接于底板1和顶板3之间的支撑箱体2，所述的顶板3的上表面左右侧分别形成码垛工作区3-2和盒体料台3-1，所述的码垛工作区3-2的左侧设有机器人6，右侧设有盒体轨道22，在盒体轨道22的两侧还设有盒体定位装置5，在盒体轨道22的前端设有码垛井29，所述的盒体料台3-1上设有物料盒体4，所述的物料盒体4通过设置在盒体料台3-1上表面的补料导轨24输送至盒体轨道22，在盒体轨道22的后端所在的码垛工作区3-2的上表面还设有盒体推送装置，所述的底板1的下表面设有带有刹车装置的万向轮13；

所述的码垛工作区3-2的码垛工作包括在物料盒体4内对物流包装箱码垛、以及将多个已经装满物流包装箱的物料盒体4在码垛井29处码垛。

本实施例公开了本发明最基本的结构，通过在一台机器人设备上，同时完成两种码垛，可有效提高物流码垛的工作效率，避免吊装车及运输车的反复吊装运输，减少了工作量，更重要的是，通过流水线作业，可使码垛的效率大幅度提高。本实施例中所涉及到的机器人6为现有技术内容，详见背景技术部分所述的专利文献所记载的内容，不做赘述。

实施例2、

在实施例1的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1、2、5、7所示，所述的物料盒体4为上端开口的立方体结构，在物料盒体4的上开口内缘设有卡槽14，在物料盒体4的底端设有凸块15，所述的凸块15与卡槽14配合使用。

本实施例中，通过卡槽14和凸块15的相互配合，可实现物料盒体4的上下叠加码垛。

实施例3、

在实施例2的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1、2、5、6所示：

所述的卡槽14为方框形，所述的凸块15为扁平的立方体结构，所述的盒体轨道22包括底部道槽22-1、以及位于底部道槽两侧的阶梯型导轨22-2，所述的阶梯型导轨22-2的形状尺寸与物料盒体4的底部边缘的形状尺寸相配合，所述的盒体轨道22沿前后方向设置，在盒体轨道22的后端右侧连接有沿左右方向设置的补料导轨24，所述的补料导轨24的内底面的高度与阶梯型导轨22-2的上端齐平。

如图6所示，物料盒体4放置在盒体料台3-1上，需要补入物料盒体4时，操作人员仅需将物料盒体4沿着补料导轨24推入盒体轨道22，并使物料盒体4的底部与盒体轨道22配合即可。

实施例4、

在实施例3的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

所述的机器人6为码垛机器人，且机器人6配置为仅向物料盒体4内装满物流包装箱，所述的物流包装箱装满时，物流包装箱的顶端低于卡槽14的底端上表面；通过以上相对尺寸的设计，可使凸块15与卡槽14更好的配合。

实施例5、

在实施例4的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1、2、5、6所示，所述的定位装置5有2组，且2组定位装置5关于盒体轨道22对称设置，任一组定位装置5均包括多个定位装置本体，所述的定位装置本体包括固定设于码垛工作区上表面的基座5-1、朝向盒体轨道22一侧开口且向基座5-1内延伸的滑槽5-2、设于滑槽5-2内的定位销5-3，所述的定位销5-3的工作端为球面形，另一端一体成型有滑板5-5，所述的滑板5-5与滑槽5-2的内壁滑动连接，在滑槽5-2的开口处的内侧还设有环形限位块5-6，在环形限位块5-6的内表面与滑板5-5的外表面之间还连接有牵拉弹簧5-4，所述的牵拉弹簧5-4的一端与环形限位块5-6连接，另一端与滑板5-5连接，所述的物料盒体4的左右侧面还分布有多个球面形的定位槽4-2，当定位槽4-2与定位销5-3相对时，定位销5-3的球面形端部滑入定位槽4-2内，并将物料盒体4定位，在外力的推动下，定位槽4-2可脱离定位销5-3，并在盒体轨道22上滑动。

通过定位装置5可使物料盒体4进入码垛工作区的预设位置，使物料盒体4定位精确，从而保证了机器人6自动化码垛的准确高效。

实施例6、

在实施例5的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2、6所示，所述的码垛井29的上开口的形状尺寸与物料盒体4的横截面的形状尺寸相配，当物料盒体4在盒体轨道22上向前端推进时，可进入码垛井29的上开口，所述的上开口贯通顶板3的下表面，并与支撑箱体2内部连通，在支撑箱体2内与上开口相对的空间的外周设有隔板2-1，所述的隔板2-1围成码垛井29的井体2-4，在井体2-4的底部设有第一电动缸16，所述的第一电动缸16的固定端与底板1的上表面固定连接，工作端固定连接有滑动托板17，所述的滑动托板17沿水平设置，且与隔板2-1通过直线滑轨2-2滑动连接，第一电动缸16的工作端伸长，可使滑动托板17滑入上开口，且此时滑动托板17的上表面与底部道槽22-1的上表面齐平，所述的井体2-4的深度可容纳多个物料盒体4以头尾相连的方式叠加，在物料盒体4的前后端面还设有凹槽式的吊装槽12。

本实施例中，通过码垛井29可将多个装好了的物料盒体4码垛，减少了码垛工序，提高了工作效率。

实施例7、

在实施例6的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图5所示，还包括控制机构25，所述的控制机构25设于盒体料台3-1的上表面，所述的基座5-1的上表面还设有支柱10，2组定位装置5的支柱10的内侧端安装有对射型光电传感器11，用以检测超装物流包装箱的错误操作，在滑槽5-2的底端且与滑板5-5相对处还设有压力传感器23，所述的滑板5-5与压力传感器23配合使用，所述的对射型光电传感器11、压力传感器23分别与控制机构25信号连接，所述的控制机构25与机器人6、第一电动缸16电连接。

本实施例中，通过对射型光电传感器11传递的阻挡信号持续一定时间时(指的是超过了机器人手爪动作的时间，即意味着超装物流包装箱阻挡了光线)，控制器可关闭机器人6，及时检查超装问题，并进行纠正；当物料盒体4的侧壁与定位销5-3的端部相抵时，滑板5-5挤压压力传感器23，当定位销的端部滑入定位槽4-2时，在牵拉弹簧5-4的作用下，滑板5-5脱离压力传感器，此时压力传感器23向控制机构发送信号，控制机构则向机器人6发出工作信号，并向第一电动缸16发出信号，使第一电动缸16推动滑动托板上升至工作高度(工作高度是指在此高度内，通过盒体轨道22推送过来的物料盒体4可恰好滑到滑动托板上，或恰好滑到滑动托板上托举的最上层的物料盒体顶部，并卡接，由于滑动托板的初始高度为底部道槽22-1的上表面齐平，故码垛井29的上开口成为限位机构，可限制物料盒体4的位置)；当叠加了新一层的物料盒体4后，控制机构向第一电动缸发出信号，使最上层的物料盒体4下移到指定高度，以配合下一轮的物料盒体的码垛工作。

实施例8、

在实施例7的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1、2、3、5、6所示，所述的机器人3的底部还连接有滑座8、在滑座8下方所在的码垛工作区3-2上表面还设有沿前后方向设置的导轨槽9，所述的滑座8的下表面左右侧分别通过设于导轨槽9内的直线导轨9-2与导轨槽9滑动连接，在滑座8的下表面中部还设有贯通滑座8前后端面的通槽18，所述的通槽18内设有伺服电机19，所述的伺服电机19与通槽18的侧壁固定连接，且伺服电机19的输出轴沿水平方向向通槽18的对侧壁延伸，并通过轴承21与通槽18的对侧壁转动连接，在输出轴上还设有齿轮20，与齿轮20相对的导轨槽9的底部上表面还设有与齿轮配合的齿条9-5，所述的伺服电机与控制机构电联，在伺服电机的转动下，机器人6可沿导轨槽9前后移动。

本实施例中，通过设置导轨槽9，可是机器人6有更大的活动范围，从而使码垛工作更灵活，效率更高，控制机构可控制伺服电机精确位移，以此提升机器人6的码垛功能。

实施例9、

在实施例8的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1、2、5、6所示，所述的机器人6的底端与滑座8的顶端之间还连接有第二电动缸7，并通过第二电动缸7调节机器人的高度，所述的第二电动刚7与控制机构电联。

本实施例提供可调节机器人高度的实施方式，方便于更好的码垛工作。

实施例10、

在实施例9的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图5、6所示，所述的盒体推送装置包括设于盒体轨道22前端所在的码垛工作区3-2上表面的安装座26，固定安装于安装座26上的第三电动缸27，所述的第三电动缸27的工作端连接有推板28，并可通过推板28推动物料盒体4沿盒体轨道22向前移动，所述的第三电动缸27与控制机构电联。

本实施例中，当物料盒体4内装满物流包装箱时，控制机构向第三电动缸27发出指令，第三电动缸27将此为物料盒体4推入码垛井29的上开口处，并与此前已经码好的物料盒体4卡接，此时第三电动缸27收回，工作人员将新的物料盒体4通过补料导轨24补入盒体轨道22，此时第三电动缸27继续动作，将新补入的物料盒体4推入码垛工位，此时控制机构启动机器人6进行物料盒体内的码垛，以此类推，循环往复形成流水线作业，当码垛井29的物料盒体4码满时，第一电动缸伸展，将滑动托板17托举至与码垛井的上开口齐平，此时吊装装置通过最底部的物料盒体4的吊装槽12将码垛好的物料盒体4整体移走。

Claims (10)

1.一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：包括底板、顶板、以及连接于底板和顶板之间的支撑箱体，所述的顶板的上表面左右侧分别形成码垛工作区和盒体料台，所述的码垛工作区的左侧设有机器人，右侧设有盒体轨道，在盒体轨道的两侧还设有盒体定位装置，在盒体轨道的前端设有码垛井，所述的盒体料台上设有物料盒体，所述的物料盒体通过设置在盒体料台上表面的补料导轨输送至盒体轨道，在盒体轨道的后端所在的码垛工作区的上表面还设有盒体推送装置，所述的底板的下表面设有带有刹车装置的万向轮；

所述的码垛工作区的码垛工作包括在物料盒体内对物流包装箱码垛、以及将多个已经装满物流包装箱的物料盒体在码垛井处码垛。

2.如权利要求1所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的物料盒体为上端开口的立方体结构，在物料盒体的上开口内缘设有卡槽，在物料盒体的底端设有凸块，所述的凸块与卡槽配合使用。

3.如权利要求2所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的卡槽为方框形，所述的凸块为扁平的立方体结构，所述的盒体轨道包括底部道槽、以及位于底部道槽两侧的阶梯型导轨，所述的阶梯型导轨的形状尺寸与物料盒体的底部边缘的形状尺寸相配合，所述的盒体轨道沿前后方向设置，在盒体轨道的后端右侧连接有沿左右方向设置的补料导轨，所述的补料导轨的内底面的高度与阶梯型导轨的上端齐平。

4.如权利要求3所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的机器人为码垛机器人，且机器人配置为仅向物料盒体内装满物流包装箱，所述的物流包装箱装满时，物流包装箱的顶端低于卡槽的底端上表面。

5.如权利要求4所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的定位装置有2组，且2组定位装置关于盒体轨道对称设置，任一组定位装置均包括多个定位装置本体，所述的定位装置本体包括固定设于码垛工作区上表面的基座、朝向盒体轨道一侧开口且向基座内延伸的滑槽、设于滑槽内的定位销，所述的定位销的工作端为球面形，另一端一体成型有滑板，所述的滑板与滑槽的内壁滑动连接，在滑槽的开口处的内侧还设有环形限位块，在环形限位块的内表面与滑板的外表面之间还连接有牵拉弹簧，所述的牵拉弹簧的一端与环形限位块连接，另一端与滑板连接，所述的物料盒体的左右侧面还分布有多个球面形的定位槽，当定位槽与定位销相对时，定位销的球面形端部滑入定位槽内，并将物料盒体定位，在外力的推动下，定位槽可脱离定位销，并在盒体轨道上滑动。

6.如权利要求5所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的码垛井的上开口的形状尺寸与物料盒体的横截面的形状尺寸相配，当物料盒体在盒体轨道上向前端推进时，可进入码垛井的上开口，所述的上开口贯通顶板的下表面，并与支撑箱体内部连通，在支撑箱体内与上开口相对的空间的外周设有隔板，所述的隔板围成码垛井的井体，在井体的底部设有第一电动缸，所述的第一电动缸的固定端与底板的上表面固定连接，工作端固定连接有滑动托板，所述的滑动托板沿水平设置，且与隔板通过直线滑轨滑动连接，第一电动缸的工作端伸长，可使滑动托板滑入上开口，且此时滑动托板的上表面与底部道槽的上表面齐平，所述的井体的深度可容纳多个物料盒体以头尾相连的方式叠加，在物料盒体的前后端面还设有凹槽式的吊装槽。

7.如权利要求6所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：还包括控制机构，所述的控制机构设于盒体料台的上表面，所述的基座的上表面还设有支柱，2组定位装置的支柱的内侧端安装有对射型光电传感器，用以检测超装物流包装箱的错误操作，在滑槽的底端且与滑板相对处还设有压力传感器，所述的滑板与压力传感器配合使用，所述的对射型光电传感器、压力传感器分别与控制机构信号连接，所述的控制机构与机器人、第一电动缸电连接。

8.如权利要求7所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的机器人的底部还连接有滑座、在滑座下方所在的码垛工作区上表面还设有沿前后方向设置的导轨槽，所述的滑座的下表面左右侧分别通过设于导轨槽内的直线导轨与导轨槽滑动连接，在滑座的下表面中部还设有贯通滑座前后端面的通槽，所述的通槽内设有伺服电机，所述的伺服电机与通槽的侧壁固定连接，且伺服电机的输出轴沿水平方向向通槽的对侧壁延伸，并通过轴承与通槽的对侧壁转动连接，在输出轴上还设有齿轮，与齿轮相对的导轨槽的底部上表面还设有与齿轮配合的齿条，所述的伺服电机与控制机构电联，在伺服电机的转动下，机器人可沿导轨槽前后移动。

9.如权利要求8所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的机器人的底端与滑座的顶端之间还连接有第二电动缸，并通过第二电动缸调节机器人的高度，所述的第二电动刚与控制机构电联。

10.如权利要求9所述的一种物流智能码垛流水线系统，其特征为：所述的盒体推送装置包括设于盒体轨道前端所在的码垛工作区上表面的安装座，固定安装于安装座上的第三电动缸，所述的第三电动缸的工作端连接有推板，并可通过推板推动物料盒体沿盒体轨道向前移动，所述的第三电动缸与控制机构电联。

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