CN114261779A - 垛形纠偏装置以及自动装车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垛形纠偏装置以及自动装车系统，涉及自动装车设备领域，用以优化垛形纠偏装置的结构。该垛形纠偏装置包括纠偏机构、第一机架以及第二机架。纠偏机构包括纠偏板以及纠偏组件，纠偏组件和纠偏板至少其中之一被构造为可移动的，以使得纠偏组件和纠偏板在下述位置之间切换：共同围成环形、纠偏组件和纠偏板分离。纠偏板和纠偏组件均安装于机架。上述技术方案提供的垛形纠偏装置，通过纠偏板和纠偏组件的位置切换，方便地实现了对整垛货物中每一层货物的纠偏，操作非常便捷高效。

Description

垛形纠偏装置以及自动装车系统

技术领域

本发明涉及自动装车设备领域，具体涉及一种垛形纠偏装置以及自动装车系统。

背景技术

在很多生产领域，都有货物码垛、装车的需求。相关技术中采用人工码垛的方式，将货物整齐摆放在货车内部。这种装车方式，采用人工码垛，人工劳动强度大。随着自动化水平的发展，自动化装车技术开始出现。

自动化装车系统包括拆垛装置、抓取机械臂和码垛机器人。拆垛装置将要装车的货物拆开，抓取机械臂将拆开的货物抓取出来。码垛机器人布置在码垛位置，比如仓库内、车厢内，码垛机器人将货物再码成一垛。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：抓取机械臂抓取的可能是一个货物或者一排货物，这种方式效率都很低。目前对于整垛货物没有可靠的装车结构。

发明内容

本发明提出一种垛形纠偏装置以及自动装车系统，用以优化垛形纠偏装置的结构。

本发明实施例提供一种垛形纠偏装置，包括：

纠偏机构，包括纠偏板以及纠偏组件，所述纠偏组件和所述纠偏板至少其中之一被构造为可移动的，以使得所述纠偏组件和所述纠偏板在下述位置之间切换：共同围成环形、所述纠偏组件和所述纠偏板分离；

机架，所述纠偏板和所述纠偏组件均安装于所述机架。

在一些实施例中，所述机架包括：

第一机架，所述纠偏板安装于所述第一机架；以及

第二机架，所述纠偏组件安装于所述第二机架。

在一些实施例中，所述第一机架和所述第二机架并排设置；或者，所述第一机架和所述第二机架间隔设置，所述纠偏机构位于所述第一机架和所述第二机架之间。

在一些实施例中，所述纠偏组件包括：

多个气囊组件，所述多个气囊组件围成具有开口的半封闭形状，所述纠偏板位于所述开口所在的一侧；所述气囊组件被构造为通过充气来夹紧整层货物，以实现整层货物纠偏。

在一些实施例中，各个所述气囊组件包括：

支架，可升降地安装于所述第二机架；

气囊，安装于所述支架，且所述气囊可沿着自身长度方向形变；以及

抵顶板，固定于所述气囊远离所述支架的一侧。

在一些实施例中，所述抵顶板远离所述气囊的一侧被构造为平面。

在一些实施例中，所述气囊组件的数量为三个，三个所述气囊组件围成U形；其中两个所述气囊组件的气囊形变方向为第一方向，另一个所述气囊组件的形变方向为第二方向；所述第二方向垂直于所述纠偏板，所述第一方向平行于所述纠偏板。

在一些实施例中，垛形纠偏装置还包括：

驱动机构，与所述纠偏组件驱动连接，以驱动所述纠偏组件升降。

在一些实施例中，垛形纠偏装置还包括：

控制装置，与所述驱动机构电连接，所述控制装置被构造为控制所述驱动机构的启动、停止以及工作状态。

在一些实施例中，垛形纠偏装置还包括：

第一导向机构，包括导轨和滑块，所述滑块滑设于所述导轨；所述导轨安装于所述第一机架，所述滑块安装于所述纠偏组件。

在一些实施例中，所述纠偏板安装于所述第一机架，且所述纠偏板被构造可朝着靠近、远离所述纠偏组件的方向移动。

在一些实施例中，垛形纠偏装置还包括：

第二导向机构，安装于所述第一机架，所述第二导向机构被构造为对所述纠偏板的移动起到导向作用。

在一些实施例中，所述纠偏板的顶部边缘和底部边缘之间的垂直距离大于待纠偏的整垛货物的高度。

本发明实施例还提供一种自动装车系统，包括本发明任一技术方案所提供的垛形纠偏装置。

在一些实施例中，自动装车系统还包括：

输送组件，第一机架第二机架位于所述输送组件的两侧。

上述技术方案提供的垛形纠偏装置，包括纠偏机构、第一机架和第二机架。纠偏机构包括纠偏板和纠偏组件，纠偏板和纠偏组件可以围成用于包围至少一层物品的环形，也可以相互分离。通过纠偏板和纠偏组件的位置切换，方便地实现了整垛货物中的每一层货物的纠偏，操作非常便捷高效。采用上述垛形纠偏装置，实现了整垛货物整齐装车，提高了车内空间的使用率，并且整垛货物整齐稳固，装车效率高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的垛形纠偏装置立体结构示意图；

图2为本发明一些实施例提供的垛形纠偏装置另一立体结构示意图；

图3为本发明一些实施例提供的垛形纠偏装置主视示意图；

图4为本发明另一些实施例提供的垛形纠偏装置立体结构示意图；

图5为本发明另一些实施例提供的垛形纠偏装置另一立体结构示意图；

图6为本发明另一些实施例提供的垛形纠偏装置主视示意图；

图7为本发明另一些实施例提供的自动装车系统主视结构示意图；

图8为本发明另一些实施例提供的自动装车系统俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图8对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

自动装车系统用于将一垛一垛的货物9整垛装入到车辆中。整垛货物9在运输过程中，有可能会歪、偏斜，这使得整垛货物9不再整齐，不利于后续装车操作。采用本发明实施例提供的垛形纠偏装置100可以在装车过程中将成垛的货物9至少一层整体纠偏。为了清楚描述，在后文，以货物9整垛为长方体、一层货物9为较小尺寸的长方体形状来进行纠偏。货物9具有多层，比如顶层为9a，底层为9n。n的数量有实际装车需求确定。

本发明一些实施例提供一种垛形纠偏装置100，包括纠偏机构1以及机架10。纠偏机构1包括纠偏板11以及纠偏组件12，纠偏组件12和纠偏板11至少其中之一被构造为可移动的，以使得纠偏组件12和纠偏板11在下述位置之间切换：共同围成环形、纠偏组件12和纠偏板11分离。纠偏机构1安装于机架10。

参见图1至图3，在一些实施例中，机架10包括第一机架2以及第二机架3。纠偏板11安装于第一机架2。第二机架3与第一机架2间隔设置；纠偏组件12安装于第二机架3，且纠偏组件12位于第一机架2和第二机架3之间。在货物9到达纠偏位置之前，纠偏板11和纠偏组件12都处于原始位置，该原始位置不影响货物9正常到达纠偏位置。可以通过升降、可翻转等方式使得纠偏板11和纠偏组件12的原始位置都不影响货物9正常到达纠偏位置。

第一机架2和第二机架3的布置方式有多种：第一机架2和第二机架3并排设置；或者，第一机架2和第二机架3间隔设置，纠偏机构1位于第一机架2和第二机架3之间。图1至图3中示意的是第二种布置情形。

纠偏机构1用于对一层或者几层货物9整体纠偏。纠偏机构1包括纠偏板11以及纠偏组件12，纠偏组件12和纠偏板11在下述位置之间切换：共同围成环形、纠偏组件12和纠偏板11分离。

纠偏组件12和纠偏板11共同围成环形时，可用于整层货物9纠偏。纠偏组件12和纠偏板11中的至少一个可以朝着对方移动，以使得两者共同围成环形。比如，纠偏板11被构造为可朝着纠偏组件12移动，在需要围成环形时，纠偏板11靠近纠偏组件12，以使得两者围成环形，待纠偏的整层货物9位于该环形空间内，随后被纠偏。或者，将纠偏组件12设置为可以朝着纠偏板11移动的，在需要围成环形时，纠偏组件12靠近纠偏板11，以使得两者围成环形。或者，将纠偏板11和纠偏组件12均设置为可移动的，在需要纠偏时，纠偏板11和纠偏组件12同时相向运动；在不需要纠偏时，纠偏板11和纠偏组件12同时相背运动。整层货物9至于环形空间内之后，通过改变纠偏组件12和纠偏板11相对的表面之间的距离来将整层货物挤整齐。改变纠偏组件12和纠偏板11相对的表面之间的距离方式有多种，比如纠偏组件12和纠偏板11具有两对相对的表面：即两个第一表面、两个第二表面。两个第一表面之间的距离可改变，两个第二表面之间的距离也可改变。两个第一表面之间的距离、两个第二表面之间的距离改变的方式，比如采用直线位移的方式改变距离、采用气囊121b充放气的方式改变距离、共同采用气囊121b充放气和直线位移的方式改变距离。

纠偏组件12和纠偏板11分离时，纠偏组件12和纠偏板11中的至少其中一个离开整层货物9，此时不再对货物9进行纠偏。

第一机架2是纠偏板11的安装基础，承载纠偏板11。为了便于改变纠偏板11相对于纠偏组件12的距离，纠偏板11可直线移动地安装于第一机架2。在需要纠偏时，将纠偏板11置于伸出位置，纠偏板11靠近纠偏组件12。在不需要纠偏时，将纠偏板11置于回缩位置，纠偏板11远离纠偏组件12。

第二机架3作为纠偏组件12的安装基础，其结构有多种实现方式。比如为框架结构。

参见图1，在一些实施例中，纠偏组件12包括多个气囊组件121，多个气囊组件121围成具有开口的半封闭形状，纠偏板11位于开口所在的一侧。气囊组件121被构造为通过充气来夹紧整层货物9，以实现整层货物9纠偏。

以需要围成矩形的环形区域为例，在一些实施例中，气囊组件121的数量为三个，三个气囊组件121围成U形，纠偏板11设置在U形的开口处。其中两个气囊组件121的气囊121b形变方向为第一方向，另一个气囊组件121的形变方向为第二方向，第二方向垂直于纠偏板11，第一方向平行于纠偏板11。

在一些实施例中，纠偏板11的顶部边缘和底部边缘之间的垂直距离大于待纠偏的整垛货物9的高度。这样使得一块纠偏板11就能应对整垛货物9中的每一层的纠偏需求。当整垛货物9运输到第一机架2和第二机架3之间后，将纠偏板11伸出到位。在随后的整个纠偏过程中，纠偏板11都保持固定不动，只通过气囊组件121的充气、放气实现纠偏、离开纠偏到位的一层货物9。

在纠偏之前，先将纠偏组件12置于高于整垛货物9的位置，以免影响整垛货物9运输到第一机架2和第二机架3之间。整个纠偏过程为：先将需要纠偏的整垛货物运输到第一机架2和第二机架3之间；伸出纠偏板11；将纠偏组件12下降，使得纠偏组件12和纠偏板11共同包围一整层待纠偏的货物9。然后，给各个气囊组件121充气。气囊组件121充气后，相对的两个气囊121b共同在平行于纠偏板11的第一方向夹紧一整层货物9、另一个气囊121b和纠偏板11共同在第二方向夹紧同一整层货物9，以此方式实现对该层货物的纠偏。

然后，三个气囊组件121放气，以离开已经纠偏到位的一整层货物9。将气囊组件121下移至下一层货物9所在的位置，重复充气操作，实现对该层货物9的纠偏。然后，气囊组件121再次下移，重复上述操作，以完成对整垛货物9的纠偏。

参见图1，在一些实施例中，各个气囊组件121包括支架121a、气囊121b以及抵顶板121c。支架121a可升降地安装于第二机架3；气囊121b安装于支架121a，且气囊121b可沿着自身长度方向形变；抵顶板121c固定于气囊121b远离支架121a的一侧。

支架121a比如为框架等结构。气囊121b具有进气流道和出气流道。进气流道和出气流道可以合二为一，也可以分别独立设置。通过进气流道向气囊121b充气，以实现夹紧整层货物9。通过出气流道从气囊121b放气，以松开纠偏到位的整层货物9。

在一些实施例中，抵顶板121c远离气囊121b的一侧被构造为平面。这样，抵顶板121c与整层货物9的接触面积更大，纠偏更加有效、纠偏操作更稳固。

在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括驱动机构4，驱动机构4与纠偏组件12驱动连接，以驱动纠偏组件12升降，以实现对不同层货物9的纠偏。

在一些实施例中，驱动机构4包括驱动源41以及传动机构42。驱动源41安装于第二机架3；传动机构42与驱动源41驱动连接，驱动源41通过传动机构42驱动气囊组件121直线移动。驱动源41比如为步进电机。传动机构42采用轮和同步带。驱动源41驱动轮转动，以带动同步带回转。气囊组件121直接或者间接固定于同步带。通过同步带的回转，使得气囊组件121升降。

参见图1，在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括控制装置，控制装置与驱动机构4电连接，控制装置被构造为控制驱动机构4的启动、停止以及工作状态。每一层纠偏完成后，控制装置都驱动上文的驱动机构4动作，以将纠偏组件12整体下移至另一层需要纠偏的货物9所在的高度。

参见图1，在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括电箱5，电箱5与第二机架3邻近，控制装置安装于电箱5中。

参见图1，在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括第一导向机构6，第一导向机构6包括导轨61和滑块，滑块滑设于导轨61；导轨61安装于第一机架2，滑块安装于纠偏组件12。第一导向机构6比如采用直线导轨61等。第一导向机使得气囊组件121在升降过程中不晃动、不偏移。

继续参见图1，在一些实施例中，纠偏板11安装于第一机架2。纠偏板11被构造可朝着靠近、远离纠偏组件12的方向移动。整垛货物9移动到第一机架2和第二机架3之间后，纠偏板11朝着靠近纠偏组件12的方向移动到位。在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括纠偏板锁定装置(图未示出)，纠偏板锁定装置用于将纠偏板11锁定在伸出位置和回缩位置。具体操作为：纠偏板11原始状态下被锁定在回缩位置，需要纠偏时，解锁纠偏板11，然后驱动纠偏板11伸出。纠偏板11伸出到位后，纠偏板锁定装置再将纠偏板11锁定在伸出位置，然后进行纠偏操作。此次纠偏操作结束后，纠偏板锁定装置解锁纠偏板11，然后将纠偏板11回缩到位。纠偏板锁定装置可以采用气动方式、液压方式、电动方式、机械方式中的任意一种实现锁定。以采用机械方式为例，纠偏板锁定装置比如采用卡齿、插销、刹车片等方式实现锁定。

参见图1，在一些实施例中，垛形纠偏装置100还包括第二导向机构7，第二导向机构7安装于第一机架2，第二导向机构7被构造为对纠偏板11的移动起到导向作用。第二导向机构7比如为导向杆。导向杆的一端与第一机架2固定，导向杆的另一端伸入到纠偏板11内部或者伸入到与纠偏板11固定的滑套内部，通过纠偏板11相对于导向杆的移动来改变纠偏板11与纠偏组件12的距离。

需要说明的是，上述实施例中，以一层层纠偏为例加以说明的可以理解的是，通过改变气囊组件121的尺寸、气囊组件121的数量，也可以实现一次对多层货物9纠偏。比如在目前设置的三个气囊组件121基础上，再设置三个气囊组件121，以形成对应两层货物9的气囊组件121，由于纠偏板11的尺寸足够大，上述结构一次可以对两层货物9纠偏。另外，在上述的介绍过程中，以从上往下的顺序进行纠偏为例的，这样的纠偏方式与气囊组件121最初时要位于比较高的位置、以避让整垛货物9的设置相对应，使得气囊组件121下降时，下降一次，纠偏一层。这种方式很简便、高效。可以理解的是，也可以从下往上进行逐层纠偏。

参见图4至图6，下面介绍垛形纠偏装置100的另一些实施例。

在另一些实施例中，机架10采用整体式的结构，纠偏机构1的纠偏板11和纠偏组件12都安装于机架10。仍以纠偏组件12采用气囊组件121为例，各个气囊组件121的支架121a和辅助板13共同围成环形结构，环形结构可以为一个整体或者固定连接的结构。三个气囊121b安装于环形结构的三个内壁，纠偏板11安装于环形结构的第四个内壁。

参见图4和图6，纠偏板11和纠偏组件12都可升降地安装于机架10，故纠偏板11沿着升降方向的尺寸对应于一层货物9的高度即可，具体可以设置的比货物9的高度稍微长一些或者短一些。

关于垛形纠偏装置100其他部分的结构，未介绍之处，请参见上文各实施例所介绍的，此处不再赘述。

参见图7至图8，本发明实施例还提供一种自动装车系统，包括本发明任一技术方案提供的垛形纠偏装置100。

参见图1，在一些实施例中，自动装车系统还包括输送组件8，第一机架2和第二机架3位于输送组件8的两侧。输送组件8用于输送需要纠偏的整垛货物9。

参见图1，在一些实施例中，输送组件8包括以下其中一种：输送带、输送辊轮。

自动装车操作如下：

1、车辆识别。司机根据停车辅助装置的指引停车，停车后司机离开至安全位等待。设备安全防护围栏完整闭合后开始装车工作。

2、车辆位置确认。首先由桁架机器人携带3D线扫定位进行车辆位置识别及干涉物判断。当发现车辆位置偏差大可存在干涉物时，设备停机，报警提醒人工干预处理。当发现位置在误差范围内时，设备根据扫描到的车辆位置进行下一步的工作。

3、自动装载。根据预先下达的订单信息，设备软件自动规划装车形式和步骤，并根据装车步骤信息控制设备进行装载。装载过程中可根据产品放置特殊要求进行分区码放。其中放置每一层时，机器人先采用远离车辆围栏的距离高速下放，当接近放置高度时，先靠近车辆围栏，然后继续慢速下放至放置位，保障最大限度利用车内空间。

4、车辆驶出。装载完成后，设备给出信号。由司机将车辆开出。

下一辆车重复上述操作，完成装车操作。

上述技术方案提供的自动装车系统，比如为高栏车、平板车等车厢顶部没有阻挡得车辆；在装车过程中，实现了整垛装载，对于不整齐得垛，采用上文介绍的垛形纠偏装置100纠正后再装载，装载效率高；装载时整层保留原有码垛垛形，装载后物料稳固性好，便于运输。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种垛形纠偏装置，其特征在于，包括：

纠偏机构(1)，包括纠偏板(11)以及纠偏组件(12)，所述纠偏组件(12)和所述纠偏板(11)至少其中之一被构造为可移动的，以使得所述纠偏组件(12)和所述纠偏板(11)在下述位置之间切换：共同围成环形、所述纠偏组件(12)和所述纠偏板(11)分离；

机架(10)，所述纠偏板(11)和所述纠偏组件(12)均安装于所述机架(10)。

2.根据权利要求1所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述机架(10)包括：

第一机架(2)，所述纠偏板(11)安装于所述第一机架(2)；以及

第二机架(3)，所述纠偏组件(12)安装于所述第二机架(3)。

3.根据权利要求2所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述第一机架(2)和所述第二机架(3)并排设置；或者，所述第一机架(2)和所述第二机架(3)间隔设置，所述纠偏机构(1)位于所述第一机架(2)和所述第二机架(3)之间。

4.根据权利要求2所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述纠偏组件(12)包括：

多个气囊组件(121)，所述多个气囊组件(121)围成具有开口的半封闭形状，所述纠偏板(11)位于所述开口所在的一侧；所述气囊组件(121)被构造为通过充气来夹紧整层货物(9)，以实现整层货物(9)纠偏。

5.根据权利要求4所述的垛形纠偏装置，其特征在于，各个所述气囊组件(121)包括：

支架(121a)，可升降地安装于所述第二机架(3)；

气囊(121b)，安装于所述支架(121a)，且所述气囊(121b)可沿着自身长度方向形变；以及

抵顶板(121c)，固定于所述气囊(121b)远离所述支架(121a)的一侧。

6.根据权利要求5所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述抵顶板(121c)远离所述气囊(121b)的一侧被构造为平面。

7.根据权利要求6所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述气囊组件(121)的数量为三个，三个所述气囊组件(121)围成U形；其中两个所述气囊组件(121)的气囊(121b)形变方向为第一方向，另一个所述气囊组件(121)的形变方向为第二方向；所述第二方向垂直于所述纠偏板(11)，所述第一方向平行于所述纠偏板(11)。

8.根据权利要求2所述的垛形纠偏装置，其特征在于，还包括：

驱动机构(4)，与所述纠偏组件(12)驱动连接，以驱动所述纠偏组件(12)升降。

9.根据权利要求8所述的垛形纠偏装置，其特征在于，还包括：

控制装置，与所述驱动机构(4)电连接，所述控制装置被构造为控制所述驱动机构(4)的启动、停止以及工作状态。

10.根据权利要求7所述的垛形纠偏装置，还包括：

第一导向机构(6)，包括导轨(61)和滑块，所述滑块滑设于所述导轨(61)；所述导轨(61)安装于所述第一机架(2)，所述滑块安装于所述纠偏组件(12)。

11.根据权利要求2～10任一所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述纠偏板(11)安装于所述第一机架(2)，且所述纠偏板(11)被构造可朝着靠近、远离所述纠偏组件(12)的方向移动。

12.根据权利要求11所述的垛形纠偏装置，其特征在于，还包括：

第二导向机构(7)，安装于所述第一机架(2)，所述第二导向机构(7)被构造为对所述纠偏板(11)的移动起到导向作用。

13.根据权利要求1～10任一所述的垛形纠偏装置，其特征在于，所述纠偏板(11)的顶部边缘和底部边缘之间的垂直距离大于待纠偏的整垛货物(9)的高度。

14.一种自动装车系统，其特征在于，包括权利要求1～13任一所述的垛形纠偏装置(100)。

15.根据权利要求14所述的自动装车系统，其特征在于，还包括：

输送组件(8)，第一机架(2)和第二机架(3)位于所述输送组件(8)的两侧。

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