CN113979113A - 一种单立柱连杆式自动码垛机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单立柱连杆式自动码垛机，涉及码垛机技术领域，包括码垛机立柱、升降组件、码垛臂和吊装夹具，码垛臂包括伸缩臂组件，具有安装端及用于装配吊装夹具的夹持端；主臂组件，具有用于与伸缩臂组件安装端转动连接的转动主臂；连杆组件，枢轴连接于悬吊部与转动主臂之间；固定组件与转动组件。本发明在码垛臂带动吊装夹具输送物料时通过连杆组件使伸缩臂组件与悬吊部之间保持无相对转动，同时在码垛臂带动吊装夹具输送物料时通过液压系统减少摩擦作用力，还可以将码垛臂和吊装夹具所造成的惯性作用力吸收并储存，以便于在码垛臂带动吊装夹具移动至原位置之前预驱使码垛臂和吊装夹具向原位置活动。

Description

一种单立柱连杆式自动码垛机

技术领域

本发明属于码垛机技术领域，具体涉及一种单立柱连杆式自动码垛机。

背景技术

码垛机是用于将物料，按一定排列码放在托盘、栈板（木质或塑胶制成）上，进行自动堆码以便于叉车运至仓库储存的设备。

但是在实际使用过程中发现，现有的码垛机在移动物料时，多为将物料旋转输送，无法使物料保持水平方向上稳定，不便于物料的堆码，且在多次启动和停止时，输送臂所受瞬时负载过大，容易造成机械损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种单立柱连杆式自动码垛机，用于解决现有的码垛机在移动物料时无法使物料保持水平方向上稳定和在多次启动和停止时，输送臂所受瞬时负载过大的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种单立柱连杆式自动码垛机，包括码垛机立柱、装配于所述码垛机立柱上的升降组件及码垛臂、装配于所述码垛臂上的吊装夹具，所述码垛臂由所述升降组件驱动沿所述码垛机立柱纵向滑动和固定，

所述码垛臂包括伸缩臂组件，所述伸缩臂组件具有安装端及用于装配所述吊装夹具的夹持端；

还包括：

主臂组件，其具有用于与所述伸缩臂组件的安装端转动连接的转动主臂，所述转动主臂具有安装端及连接端，所述转动主臂的连接端与所述伸缩臂组件的安装端之间装配有使二者仅在横向平面内相对转动的第一转轴；

固定组件，其具有装配于所述码垛机立柱上的固定板，还具有设置在所述固定板上的悬吊部，所述悬吊部与所述转动主臂的安装端之间装配有使二者仅在横向平面内相对转动的第二转轴；

连杆组件，枢轴连接于所述悬吊部与所述转动主臂之间，所述连杆组件被装配用于当所述转动主臂在横向平面内转动时，使所述悬吊部与所述伸缩臂组件之间保持无相对转动；

转动组件，安装于所述悬吊部上，并用于驱动所述转动主臂相对所述悬吊部在横向平面内转动。

优选的，所述连杆组件为平行四边形连杆机构，其具有一对分别刚性连接在所述悬吊部和所述伸缩臂组件上的短连杆及对称枢轴连接于所述短连杆之间的长连杆。

优选的，所述转动组件包括转动电机以及转动杆，所述转动杆在所述转动电机驱动下在横向平面内转动，所述转动杆的工作端在其转动过程中被限制在所述转动主臂上并驱动所述转动主臂绕第二转轴转动。

优选的，所述转动杆的工作端设置有一个沿纵向轴滚动的滚轮，所述转动主臂上可移动地设置有第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和第二轨道用以在所述转动杆转动过程中紧贴所述滚轮两侧，从而对所述滚轮进行限位。

优选的，所述转动主臂内部还设置有液压系统，所述液压系统包括安装于所述第一轨道和所述第二轨道上的滑块，所述滑块装配于所述转动主臂顶部对称开设的滑槽内，所述转动主臂内部还对称开设有位于两个所述滑槽外侧的主油腔，所述主油腔内部设置有安装于两个所述滑块外侧的主活塞，所述主油腔内部还设置有用于使所述主活塞保持向所述滑块方向施加压力的液压介质，以使所述第一轨道和所述第二轨道在液压介质作用下保持贴合于滚轮。

优选的，所述液压系统还包括设置于所述转动主臂内部的输油管道，所述输油管道用于容纳所述滚轮推动所述第一轨道和所述第二轨道时从所述主油腔内部挤出的液压介质，所述输油管道上还设置有出油单向阀。

优选的，所述转动主臂内部设有副油腔，所述液压系统还包括设置于所述副油腔内的副活塞及弹性件，所述弹性件抵靠在所述副活塞上并对所述副活塞施加弹力，以将出油单向阀输入的液压介质挤出至所述输油管道。

优选的，所述液压系统还包括设置于所述转动主臂内部的进油单向阀，所述进油单向阀被装配用于控制所述副油腔输出的液压介质单向流入所述输油管道。

优选的，所述码垛机立柱上还设置有供所述固定板纵向滑动的滑轨，所述升降组件包括带刹车的第二电机及由所述第二电机驱动的拖链组件，所述拖链组件用于直接驱动所述固定板在所述滑轨上纵向滑动和固定。

优选的，所述吊装夹具包括安装支架和夹持件，所述安装支架上设置有用于驱动所述夹持件横向伸缩的电动伸缩杆及调节所述夹持件与物料平台间距的纵向定位杆。

本发明的有益之处在于：

本发明在码垛臂带动吊装夹具输送物料时通过连杆组件使伸缩臂组件与悬吊部之间保持无相对转动，不会随码垛臂转动而发生水平方向上的角度偏转，便于物料的堆码工作，提高物料的堆积准确性。

本发明在码垛臂带动吊装夹具输送物料时通过液压系统减少摩擦作用力，并且在将物料输送至预定位置停止时，还可以将码垛臂和吊装夹具所造成的惯性作用力吸收并储存，以便于在码垛臂带动吊装夹具移动至原位置之前预驱使码垛臂和吊装夹具向原位置活动，以减少码垛臂启动时的瞬时负载，提高码垛臂的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的侧视剖视结构示意图；

图3为本发明的码垛臂位于中间位置俯视结构示意图；

图4为本发明的码垛臂位于侧向位置俯视结构示意图；

图5为本发明的转动主臂正视剖视结构示意图；

图6为本发明的转动主臂侧视剖视结构示意图；

图7为本发明的液压系统局部剖视结构示意图。

图中：

100、码垛机立柱；101、滑轨；110、升降组件；111、第二电机；112、拖链组件；200、码垛臂；210、伸缩臂组件；220、主臂组件；221、转动主臂；230、固定组件；231、固定板；232、悬吊部；240、连杆组件；241、短连杆；242、长连杆；250、转动组件；251、转动电机；252、转动杆；253、滚轮；254、第一轨道；255、第二轨道；300、吊装夹具；301、安装支架；302、夹持件；303、电动伸缩杆；304、纵向定位杆；400、液压系统；401、滑块；402、滑槽；403、主油腔；404、主活塞；406、输油管道；407、出油单向阀；408、副油腔；409、副活塞；410、弹性件；411、进油单向阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参阅图1和图2所示，本发明提供一种技术方案：一种单立柱连杆式自动码垛机，包括码垛机立柱100及装配于码垛机立柱100上的升降组件110，固定组件230，具有装配于码垛机立柱100上的固定板231，还具有设置在固定板231上的悬吊部232，码垛机立柱100上还设置有供固定板231纵向滑动的滑轨101，升降组件110包括带刹车的第二电机111及由第二电机111驱动的拖链组件112，拖链组件112用于直接驱动固定板231在滑轨101上纵向滑动和固定，上述的结构设计便于通过第二电机111驱动拖链组件112使固定板231在滑轨101上纵向滑动和固定，以便于使固定板231带动悬吊部232纵向升降。

进一步结合图3和图4，码垛臂200及装配于码垛臂200上的吊装夹具300，码垛臂200由升降组件110驱动沿码垛机立柱100纵向滑动和固定。码垛臂200包括伸缩臂组件210，具有安装端（即图2中的左侧一端）及用于装配吊装夹具300的夹持端（即图2中的右侧一端），吊装夹具300包括安装支架301和夹持件302，安装支架301上设置有用于驱动夹持件302横向伸缩的电动伸缩杆303及调节夹持件302与物料平台间距的纵向定位杆304，物料平台用于放置物料便于取用；主臂组件220，具有用于与伸缩臂组件210的安装端转动连接的转动主臂221，转动主臂221具有安装端（即图2中的左侧一端）及连接端（即图2中的右侧一端），转动主臂221的连接端与伸缩臂组件210的安装端之间装配有使二者仅在横向平面（本发明所指的横向平面为水平平面，纵向平面为垂直于水平平面的平面，下同）内相对转动的第一转轴（未图示，其为竖直设置的轴，转动主臂221和伸缩臂组件210可转动地固定在其上，即可确保它们在横向平面转动，其为业界所熟知）；悬吊部232与转动主臂221的安装端之间装配有使二者仅在横向平面内相对转动的第二转轴（未图示，其原理同第一转轴）；连杆组件240，枢轴连接于悬吊部232与转动主臂221之间，连杆组件240被装配用于当转动主臂221在横向平面内转动时使悬吊部232与伸缩臂组件210之间保持无相对转动，连杆组件240为平行四边形连杆机构，具有一对分别刚性连接在悬吊部232和伸缩臂组件210上的短连杆241及对称枢轴连接于短连杆241之间的长连杆242；转动组件250，安装于悬吊部232上，并用于驱动转动主臂221相对悬吊部232在横向平面内转动，转动组件250包括转动电机251以及由转动电机251驱动并在横向平面内转动的转动杆252，转动杆252的工作端在其转动过程中被限位在转动主臂221上并驱动转动主臂221绕第二转轴转动，转动杆252的工作端设置有一个沿纵向轴滚动（即在纵向上，上下滚动）的滚轮253，转动主臂221上设置有在转动杆252转动过程中紧贴滚轮253两侧进行限位的第一轨道254和第二轨道255，上述的结构设计便于转动电机251驱动转动杆252转动时，通过转动杆252上的滚轮253施加作用力于第一轨道254或第二轨道255，并通过第一轨道254或第二轨道255带动转动主臂221绕第二转轴转动，此时伸缩臂组件210在短连杆241之间的长连杆242限位下，会以与悬吊部232之间保持无相对转动状态向一侧移动，并带动吊装夹具300同步以与悬吊部232之间保持无相对转动状态向一侧移动，然后通过电动伸缩杆303驱动夹持件302将物料夹持住或是松开，同时纵向定位杆304包括定位支架和其底部用螺栓固定的定位杆体，通过调节定位杆体延伸出定位支架的距离即可调节夹持件302夹持物料的位置。

进一步结合图5、图6和图7所示，转动主臂221内部还设置有液压系统400，液压系统400包括安装于第一轨道254和第二轨道255上的滑块401，滑块401装配于转动主臂221顶部对称开设的滑槽402内，转动主臂221内部还对称开设有位于两个滑槽402外侧的主油腔403，主油腔403内部设置有安装于两个滑块401外侧的主活塞404，主油腔403内部还设置有用于使主活塞404保持向滑块401方向活动的液压介质，以使滑块401上的第一轨道254和第二轨道255在液压介质作用力下保持贴合于滚轮253，液压系统400还包括设置于转动主臂221内部的输油管道406，输油管道406用于容纳滚轮253推动第一轨道254和第二轨道255时从主油腔403内部挤出的液压介质，输油管道406上还设置有出油单向阀407。转动主臂221内部设有副油腔408。液压系统400还包括设置于副油腔408内的副活塞409及用于支撑副活塞409将出油单向阀407输入的液压介质挤出至输油管道406的弹性件410。液压系统400还包括设置于转动主臂221内部的进油单向阀411，进油单向阀411被装配用于将副油腔408输出的液压介质注入输油管道406。上述的结构设计便于在转动电机251驱动转动杆252上的滚轮253施加作用力于第一轨道254和第二轨道255时，如滚轮253施加作用力于第二轨道255，即可使第二轨道255连接的滑块401在滑槽402内相对滑动一段距离，并使该滑块401连接的主活塞404将主油腔403内部的液压介质压进输油管道406内部，然后通过出油单向阀407输入至副油腔408内部，并使副活塞409在输入至副油腔408内部的液压介质作用力下挤压弹性件410使其形变收缩，此时该方向上的进油单向阀411为关闭状态。在此过程中，滚轮253即可脱离第一轨道254，以便于减少滚轮253所受第一轨道254的摩擦作用力，减少转动电机251驱动码垛臂200时的动能损耗，提高码垛臂200驱动吊装夹具300输送物料时的效率。当吊装夹具300移动至预定位置后，码垛臂200在惯性作用力下会带动第一轨道254向滚轮253的方向活动，并在接触到滚轮253后受冲击力向反方向活动，使其连接的滑块401带动主活塞404将主油腔403内部的液压介质压进输油管道406内部；然后通过出油单向阀407输入至副油腔408内部，并使副活塞409在输入至副油腔408内部的液压介质作用力下挤压弹性件410使其形变收缩；此时该方向上的进油单向阀411亦为关闭状态，以将码垛臂200的惯性作用力吸收并储存，以便于在转动主臂221将吊装夹具300移动至预定位置后，需要再次启动转动电机251反向转动将吊装夹具300移动至初始位置以抓取物料时，开启第一轨道254方向的进油单向阀411，副活塞409在弹性件410恢复形变的作用力下将副油腔408内部的液压介质通过进油单向阀411挤压进输油管道406内部之后再输送至主油腔403内部，进而通过主活塞404将滑块401连接的第一轨道254向滚轮253的方向推动；在滚轮253的支撑力作用下，第一轨道254带动转动主臂221向复位方向移动，以便于在滚轮253推动第一轨道254之前，使其提前移动，以减少滚轮253推动第一轨道254时所需的作用力，提高码垛臂200驱动吊装夹具300动作时的动能效率，防止滚轮253推动第一轨道254时瞬间阻力过大，影响机械寿命；且在此过程中可以开启第二轨道255上的进油单向阀411，以便于液压系统400对码垛臂200驱动吊装夹具300活动往复的进行缓冲及补偿。具体的，进油单向阀411的通断随转动电机251启停电信号控制。

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 (10)

1.一种单立柱连杆式自动码垛机，包括码垛机立柱（100）、装配于所述码垛机立柱（100）上的升降组件（110）及码垛臂（200）、装配于所述码垛臂（200）上的吊装夹具（300），所述码垛臂（200）由所述升降组件（110）驱动沿所述码垛机立柱（100）纵向滑动和固定，其特征在于，

所述码垛臂（200）包括伸缩臂组件（210），所述伸缩臂组件（210）具有安装端及用于装配所述吊装夹具（300）的夹持端；

还包括：

主臂组件（220），其具有用于与所述伸缩臂组件（210）的安装端转动连接的转动主臂（221），所述转动主臂（221）具有安装端及连接端，所述转动主臂（221）的连接端与所述伸缩臂组件（210）的安装端之间装配有使二者仅在横向平面内相对转动的第一转轴；

固定组件（230），其具有装配于所述码垛机立柱（100）上的固定板（231），还具有设置在所述固定板（231）上的悬吊部（232），所述悬吊部（232）与所述转动主臂（221）的安装端之间装配有使二者仅在横向平面内相对转动的第二转轴；

连杆组件（240），枢轴连接于所述悬吊部（232）与所述转动主臂（221）之间，所述连杆组件（240）被装配用于当所述转动主臂（221）在横向平面内转动时，使所述悬吊部（232）与所述伸缩臂组件（210）之间保持无相对转动；

转动组件（250），安装于所述悬吊部（232）上，并用于驱动所述转动主臂（221）相对所述悬吊部（232）在横向平面内转动。

2.根据权利要求1所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述连杆组件（240）为平行四边形连杆机构，其具有一对分别刚性连接在所述悬吊部（232）和所述伸缩臂组件（210）上的短连杆（241）及对称枢轴连接于所述短连杆（241）之间的长连杆（242）。

3.根据权利要求1所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述转动组件（250）包括转动电机（251）以及转动杆（252），所述转动杆（252）在所述转动电机（251）驱动下在横向平面内转动，所述转动杆（252）的工作端在其转动过程中被限制在所述转动主臂（221）上并驱动所述转动主臂（221）绕第二转轴转动。

4.根据权利要求3所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述转动杆（252）的工作端设置有一个沿纵向轴滚动的滚轮（253），所述转动主臂（221）上可移动地设置有第一轨道（254）和第二轨道（255），所述第一轨道（254）和第二轨道（255）用以在所述转动杆（252）转动过程中紧贴所述滚轮（253）两侧，从而对所述滚轮（253）进行限位。

5.根据权利要求4所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述转动主臂（221）内部还设置有液压系统（400），所述液压系统（400）包括安装于所述第一轨道（254）和所述第二轨道（255）上的滑块（401），所述滑块（401）装配于所述转动主臂（221）顶部对称开设的滑槽（402）内，所述转动主臂（221）内部还对称开设有位于两个所述滑槽（402）外侧的主油腔（403），所述主油腔（403）内部设置有安装于两个所述滑块（401）外侧的主活塞（404），所述主油腔（403）内部还设置有用于使所述主活塞（404）保持向所述滑块（401）方向施加压力的液压介质，以使所述第一轨道（254）和所述第二轨道（255）在液压介质作用下保持贴合于滚轮（253）。

6.根据权利要求5所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述液压系统（400）还包括设置于所述转动主臂（221）内部的输油管道（406），所述输油管道（406）用于容纳所述滚轮（253）推动所述第一轨道（254）和所述第二轨道（255）时从所述主油腔（403）内部挤出的液压介质，所述输油管道（406）上还设置有出油单向阀（407）。

7.根据权利要求6所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述转动主臂（221）内部设有副油腔（408），所述液压系统（400）还包括设置于所述副油腔（408）内的副活塞（409）及弹性件（410），所述弹性件（410）抵靠在所述副活塞（409）上并对所述副活塞（409）施加弹力，以将出油单向阀（407）输入的液压介质挤出至所述输油管道（406）。

8.根据权利要求7所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述液压系统（400）还包括设置于所述转动主臂（221）内部的进油单向阀（411），所述进油单向阀（411）被装配用于控制所述副油腔（408）输出的液压介质单向流入所述输油管道（406）。

9.根据权利要求1所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述码垛机立柱（100）上还设置有供所述固定板（231）纵向滑动的滑轨（101），所述升降组件（110）包括带刹车的第二电机（111）及由所述第二电机（111）驱动的拖链组件（112），所述拖链组件（112）用于直接驱动所述固定板（231）在所述滑轨（101）上纵向滑动和固定。

10.根据权利要求1所述的单立柱连杆式自动码垛机，其特征在于：所述吊装夹具（300）包括安装支架（301）和夹持件（302），所述安装支架（301）上设置有用于驱动所述夹持件（302）横向伸缩的电动伸缩杆（303）及调节所述夹持件（302）与物料平台间距的纵向定位杆（304）。

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