CN114590572A - 一种竖直空间内的立体式收放料机芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，尤其是指一种竖直空间内的立体式收放料机芯，包括存放机构、导向结构、升降结构以及承载机构，所述存放机构位于承载机构的上方，承载机构用于托住物料，升降结构用于驱动承载机构升降，导向结构用于在承载机构升降时抵触物料以保证物料的姿态不发生变化，存放机构用于在物料进入后自物料的底部托住物料。本发明经导向结构、升降结构以及承载机构配合把叠放的物料保持稳定地进行竖直上升，达到了把叠放的物料自存放机构底部放入的效果，由存放机构在物料进入后托住物料底部达到了储放功能，从而减少了收放料动作时所需的空间。

Description

一种竖直空间内的立体式收放料机芯

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其是指一种竖直空间内的立体式收放料机芯。

背景技术

目前对于叠放物料的存放，大多都是为一个顶部开口的容器，经机械手把叠放的物料托起后，自容器的顶部放入容器内。这种方式在上下料时对于空间的需求较大，不利于存放装置的灵活设置。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种竖直空间内的立体式收放料机芯，通过直上直下地进行收放物料，降低了对于空间的需求。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种竖直空间内的立体式收放料机芯，包括存放机构、导向结构、升降结构以及承载机构，所述存放机构位于承载机构的上方，承载机构用于托住物料，升降结构用于驱动承载机构升降，导向结构用于在承载机构升降时抵触物料以保证物料的姿态不发生变化，存放机构用于在物料进入后自物料的底部托住物料。

进一步的，所述存放机构包括主体以及多个限位结构，限位结构包括限位驱动件、连接件以及限位插件，限位驱动件安装于主体，限位插件设置于连接件的底部，限位驱动件用于驱动限位插件靠近或远离主体，所述主体的底部具有用于进出物料的传输口，限位插件用于插入位于主体内的物料中以进行限位，多个限位结构分别设置于主体的不同侧。

更进一步的，所述连接件包括驱动板、两块连接板以及多根连接柱，限位驱动件驱动连接驱动板，两块连接板间隔设置于驱动板的底部，多根连接柱均设置于两块连接板之间，两块连接板的底部分别设置有所述限位插件。

更进一步的，所述主体包括主板以及多个设置于主板底部的支撑结构，限位结构均安装于主板，支撑结构设置有用于识别主体内是否满载的识别构造，识别构造与限位结构电连接。

进一步的，所述承载机构包括承载基件以及均设置于承载基件的两个承托臂，承托臂设置有多个气锁件以及多个校正结构，多个气锁件均位于多个校正结构之间，校正结构用于校正气锁件所托住的物料姿态，气锁件用于在物料姿态被校正后进行锁住以防止物料姿态发生改变。

更进一步的，所述校正结构包括校正气缸以及校正抵触件，校正气缸安装于承载基件，校正气缸用于驱动校正抵触件来回移动，校正抵触件用于与物料的侧边抵触并推动物料校正姿态。

更进一步的，所述气锁件包括底座、滑台、中轴、轴承件以及活塞，底座安装于承载基件，中轴活动设置于底座，滑台安装于中轴，轴承件设置于底座与滑台之间；中轴设置有定位部，活塞装设于底座内，底座设置有接气口，接气口用于外接气源并由外接气源控制活塞升降，活塞用于压持定位部以使得中轴锁住滑台和轴承件。

优选的，所述中轴与滑台之间、中轴与活塞之间分别设置有弹性件；所述中轴的顶部和底部分别设置有滚动槽，滚动槽内装设有滚珠，滚珠与滚动槽之间设置有缓冲件。

更进一步的，所述导向结构包括两个导向组件，两个导向组件间隔设置，导向组件包括导向驱动件以及导向件，导向驱动件用于驱动导向件来回移动，导向件设置有抵触槽，抵触槽的形状与物料边角的形状相适应。

进一步的，还包括转移机构，所述转移机构位于存放机构与承载机构之间，所述转移机构用于接收承载机构所承载的物料，并把物料传输至存放机构内；

所述转移机构包括上下驱动件、宽度调节件以及两个托料结构，所述收放架位于两个托料结构之间，上下驱动件用于驱动两个托料结构升降，宽度调节件用于调节两个托料结构之间的间距。

本发明的有益效果：本发明经导向结构、升降结构以及承载机构配合把叠放的物料保持稳定地进行竖直上升，达到了把叠放的物料自存放机构底部放入的效果，由存放机构在物料进入后托住物料底部达到了储放功能，从而减少了收放料动作时所需的空间。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的存放机构的示意图。

图3为本发明的限位结构的示意图。

图4为图3的A处放大图。

图5为本发明的主体的示意图。

图6为本发明的承载机构的示意图。

图7为本发明的校正结构的示意图。

图8为本发明的气锁件的内部示意图。

图9为发明的导向组件的示意图。

图10为本发明的转移机构的示意图。

附图标记：

1—存放机构，11—主体，12—限位结构，13—限位驱动件，14—连接件，15—限位插件，16—导轨，17—滑块，18—主板，19—支撑结构，141—驱动板，142—连接板，143—连接柱，151—插槽，181—安装位，182—让位槽，183—限位槽，191—识别构造，192—红外发射器，193—红外接收器；

2—导向结构，20—导向组件，21—导向驱动件，22—导向件，23—抵触槽，24—弯折部，

3—升降结构；

4—承载机构，41—承载基件，42—承托臂，43—气锁件，44—校正结构，45—底座，46—滑台，47—中轴，48—轴承件，49—活塞，410—弹性件，411—宽度调节结构，421—凸台，422—顶起结构，423—位置检测装置，441—校正气缸，442—校正抵触件，451—接气口，461—驱动槽，471—定位部，472—控制部，473—滚动槽，474—滚珠，475—缓冲件。

5—转移机构，51—上下驱动件，52—宽度调节件，53—托料结构；6—物料，61—槽位。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图10所示，本发明提供的一种竖直空间内的立体式收放料机芯，包括存放机构1、导向结构2、升降结构3以及承载机构4，所述存放机构1位于承载机构4的上方，承载机构4用于托住物料6，升降结构3用于驱动承载机构4升降，导向结构2用于在承载机构4升降时抵触物料6以保证物料6的姿态不发生变化，存放机构1用于在物料6进入后自物料6的底部托住物料6。

工作时，叠放的物料6经小车(下称车体)运输至承载机构4处，此时承载机构4所处的高度为物料6的底部处，随后由导向结构2抵触物料6的侧边，并由升降结构3驱动承载机构4进行上升，经气锁件43托住物料6的底部并带动物料6上升，在上升过程中由于有导向结构2的抵触，让物料6的姿态得以保持而不会发生像侧边倒塌，从而让本发明对叠放较多的物料6依然能够实现可靠的升降传输，提升了效率；经承载机构4把物料6自下而上地送入存放机构1内，随后由存放机构1从承载机构4接过物料6，即存放机构1自物料6的底部托住物料6，从而达到了存放效果。本发明通过把物料6自下而上地进行传输至存放机构1的方式，能够减少收放物料6时对于空间的需求，有利于让本发明的布置更为灵活。

在本实施例中，所述存放机构1包括主体11以及多个限位结构12，限位结构12包括限位驱动件13、连接件14以及限位插件15，限位驱动件13安装于主体11，限位插件15设置于连接件14的底部，限位驱动件13用于驱动限位插件15靠近或远离主体11，所述主体11的底部具有用于进出物料6的传输口，限位插件15用于插入位于主体11内的物料6中以进行限位，多个限位结构12分别设置于主体11的不同侧。

本发明所存放的物料6具有对应的槽位61，当物料6需要存放时，只需由承载机构4自下而上把叠放好的物料6移送至主体11内，随后由限位驱动件13动作，驱动连接件14往靠近主体11的方向移动，从而让限位插件15顺利插入槽位61内，多个限位结构12配合分别插入物料6不同的侧边，保证了对于物料6托住的稳定和平衡。

此外，本发明所述的限位驱动件13可为常规的直线驱动结构，例如气缸和直线电机等。而由于大部分物料6均为规则的形状，例如本实施例中的物料6具有四条侧边，因此所述限位结构12的数量为四个，以主体11的中心为圆心，四个限位结构12呈圆形阵列分布于主体11。通过一个限位结构12插入物料6一条侧边的槽位61内，实现了对于物料6的稳定托住效果，经由限位驱动件13让连接件14以及限位插件15保持当前状态不动，也能够让物料6在存放时不会发生倒塌现象，从而节省了运输物料6时对于空间的需求，并保证了储放的稳定性。

在本实施例中，所述连接件14包括驱动板141、两块连接板142以及多根连接柱143，限位驱动件13驱动连接驱动板141，两块连接板142间隔设置于驱动板141的底部，多根连接柱143均设置于两块连接板142之间，两块连接板142的底部分别设置有所述限位插件15。通过连接板142与连接柱143构成稳定的结构，以保证在重量较小的前提下具有足够强度，减小了对于限位驱动件13动力的要求；而在一个限位结构12设置两个限位插件15，有利于进一步提升限位结构12对于物料6支撑的稳定和平衡。

具体的，所述限位插件15设置有插槽151，连接板142可拆卸安装于插槽151内，使得连接板142与限位插件15的拆装更为方便和高效。

具体的，所述主体11设置有多个安装位181，限位结构12与安装工作一一对应设置；安装位181设置有两个让位槽182，连接板142滑动设置于让位槽182内。即当本发明处于储放物料6状态时，连接板142是插入让位槽182内而让限位插件15对物料6的槽位61进行插入的，让位槽182除了起到让位效果而节省空间以外，以外还用于对连接板142进行限位，保证连接板142不会发生偏移，从而让限位插件15准确插入槽位61内。

在本实施例中，所述限位结构12还包括两个导轨16和两个滑块17，导轨16设置于主体11，滑块17设置于连接件14，滑块17滑动连接于导轨16。通过导轨16与滑块17配合，起到了对于连接件14导向的效果，进一步提升了本发明动作的稳定和精度。

优选的，安装位181还设置有两个限位槽183，导轨16与限位槽183一一对应安装，使得导轨16的顶部与主体11的顶部齐平，有利于提升本发明的稳定性。

在本实施例中，所述主体11包括主板18以及多个设置于主板18底部的支撑结构19，限位结构12均安装于主板18，支撑结构19设置有用于识别主体11内是否满载的识别构造191，识别构造191与限位结构12电连接。具体的，支撑结构19为安装在外界设备上的支撑脚，而识别构造191则优选包括红外发射器192和红外接收器193，红外发射器192和红外接收器193分别设置在支撑结构19的不同高度，相邻的支撑结构19之间，红外发射器192与红外接收器193彼此正对，达到了信号收发的效果。即通过同一支撑结构19上红外发射器192与红外接收器193之间的高度差来限定主体11内所能够叠放的物料6的总高度，从而在进入主体11内的物料6高度到达既定值时，限位结构12即可动作实现对于物料6的拾起，从而避免存放物料6过多而导致储放不稳的现象发生。

具体的，该升降结构3主要由电机与丝杆、螺母构成，达到了高精度驱动承载机构4升降的效果。

在本实施例中，所述承载机构4包括承载基件41以及均设置于承载基件41的两个承托臂42，承托臂42设置有多个气锁件43以及多个校正结构44，多个气锁件43均位于多个校正结构44之间，校正结构44用于校正气锁件43所托住的物料6姿态，气锁件43用于在物料6姿态被校正后进行锁住以防止物料6姿态发生改变。

工作时，物料6叠放在承载机构处，即物料6位于两个承托臂42之间，并经多个气锁件43配合对其进行托住；随后校正结构44动作，通过从叠放的物料6多侧对其进行抵触和推动，使得叠放的物料6被校正至合适的姿态；在校正完毕以后，气锁件43进行锁住而不再移动，从而通过摩擦力让其托住的物料6不会发生姿态的改变，保证在升降过程中最底部的物料6不会发生姿态的改变。

在本实施例中，所述校正结构44包括校正气缸441以及校正抵触件442，校正气缸441安装于承载基件41，校正气缸441用于驱动校正抵触件442来回移动，校正抵触件442用于与物料6的侧边抵触并推动物料6校正姿态。以物料6为矩形的结构为例，即当叠放好的物料6放在多个气锁件43上后，校正气缸441动作，控制校正抵触件442前移而与物料6抵触，由于校正气缸441的行程是固定的，因此当校正气缸441伸出到最大行程后的过程中，校正抵触件442会推动物料6直至其摆正；当所有校正气缸441均动作完毕后，气锁件43则锁住位于最底部的物料6，使得通过稳定底部物料6的方式保证所有物料6的稳定。

具体的，两个承托臂42分别设置有凸台421，校正气缸441安装于凸台421，以使得校正结构44所处的高度高于气锁件43所处的高度，让校正结构44不会只校正位于下方的物料6的高度，使得校正更为可靠。

在本实施例中，两个承托臂42彼此靠近的侧壁分别设置有顶起结构422，顶起结构422用于顶起气锁件43所要托住的物料6。该顶起结构422可由气缸和顶起件构成，用于在需要把物料6取离本发明时，通过顶起物料6的方式让物料6离开气锁件43一定高度，以便于配合外界的机械手进行物料6取走。

在本实施例中，所述气锁件43包括底座45、滑台46、中轴47、轴承件48以及活塞49，底座45安装于承载基件41，中轴47活动设置于底座45，滑台46安装于中轴47，轴承件48设置于底座45与滑台46之间；中轴47设置有定位部471，活塞49装设于底座45内，底设置有接气口451，接气口451用于外接气源并由外接气源控制活塞49升降，活塞49用于压持定位部471以使得中轴47锁住滑台46和轴承件48。

具体的，该接气口451具有两个，一个用于控制活塞49下降，另一个用于控制活塞49上升：在物料6还处于姿态矫正的状态时，活塞49处于上升状态，此时中轴47和滑台46处于可滑动的状态；而在物料6的姿态矫正完毕后，活塞49处于下压状态，因此活塞49压住定位部471而使得中轴47无法继续移动，从而让滑台46不可滑动而达到锁住效果；该轴承件48的设置主要用于让滑台46的滑动更为流畅，减少滑台46与底座45之间的摩擦。

具体的，所述滑台46的底部设置有驱动槽461，轴承件48安装于驱动槽461内，中轴47的顶部侧壁设置有控制部472，控制部472位于滑台46与轴承件48之间，控制部472用于下压轴承件48。即当活塞49处于下压定位部471的状态时，会带动控制部472一并下降，从而由控制部472下压轴承件48而达到锁住轴承件48的效果。

具体的，所述中轴47与滑台46之间、中轴47与活塞49之间分别设置有弹性件410。该弹性件410优选为弹簧，且中轴47与滑台46之间设置有多个弹性件410，中轴47与活塞49之间也设置有多个弹性件410，用于让滑台46滑动时提供缓冲效果，从而让滑动的滑动更为稳定。

具体的，所述中轴47的顶部和底部分别设置有滚动槽473，滚动槽473内装设有滚珠474，滚珠474与滚动槽473之间设置有缓冲件475。该滚珠474分别抵触滑台46和底座45，从而让中轴47移动时受到的力为滚动摩擦力以减少磨损。

在本实施例中，所述承托臂42设置有至少一个位置检测装置423，用于检测物料6的姿态和位置以配合校正结构44实现校正，该位置检测装置423可为红外收发器或者光电开关等。

在本实施例中，所述承载基件41设置有宽度调节结构411，所述宽度调节结构411用于调整两个承托臂42之间的间距，从而让本发明能够实现多种规格物料6的承托，提升了使用的便利性和灵活性。

此外，气锁件43内具有对应的密封结构，用于避免漏气现象的发生，该密封结构的设置属于本领域技术人员能够知晓和依据实际情况设计的，因此在此不再赘述。

在本实施例中，所述导向结构2包括两个导向组件20，两个导向组件20间隔设置，导向组件20包括导向驱动件21以及导向件22，导向驱动件21用于驱动导向件22来回移动，导向件22设置有抵触槽23，抵触槽23的形状与物料6边角的形状相适应。

实际使用时，该导向驱动件21为气缸，即在车体到达指定位置后，气锁件43处于解锁状态，先由校正结构44对物料6的姿态进行校正以使得物料6，随后由导向驱动件21驱动导向件22前伸，使得导向件22的抵触槽23与物料6侧边的拐角处进行抵触，从而通过两个导向组件20配合实现对于物料6的夹住效果；随后随着承载机构4上升，物料6相对于导向结构2进行上身，即物料6自上而下地被导向结构2进行姿态地保持，而离开导向结构2的物料6则由后续的装置实现限位和储放，保证在升降过程中不会发生相对转动或倾倒。

具体的，导向件22的两侧分别向外弯折行程弯折部24，该弯折部24的设置可让导向件22对于物料6的抵触更为稳定。

本发明的承载机构4通过气锁件43实现对于物料6的承托，具体为当叠放的物料6经车体运输至本发明时，此时承载机构4所处的高度为物料6的底部处，随后由导向结构2抵触物料6的侧边，并由升降结构3驱动承载机构4进行上升，经气锁件43托住物料6的底部并带动物料6上升，在上升过程中由于有导向结构2的抵触，让物料6的姿态得以保持而不会发生像侧边倒塌，从而让本发明对叠放较多的物料65依然能够实现可靠的升降传输，提升了效率。

在本实施例中，本发明还包括转移机构5，所述转移机构5位于存放机构1与承载机构4之间，所述转移机构5用于接收承载机构4所承载的物料6，并把物料6传输至存放机构1内。

具体的，所述转移机构5包括上下驱动件51、宽度调节件52以及两个托料结构53，所述收放架位于两个托料结构53之间，上下驱动件51用于驱动两个托料结构53升降，宽度调节件52用于调节两个托料结构53之间的间距。

即转移机构5为承载机构4与存放机构1之间的过渡结构，其设置主要是基于让承载机构上升的行程不会过大，从而保证承载机构4带动物料6上升时的稳定；而上下驱动件51优选由电机与丝杆螺母机构构成，宽度调节件52优选为气缸。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：包括存放机构、导向结构、升降结构以及承载机构，所述存放机构位于承载机构的上方，承载机构用于托住物料，升降结构用于驱动承载机构升降，导向结构用于在承载机构升降时抵触物料以保证物料的姿态不发生变化，存放机构用于在物料进入后自物料的底部托住物料。

2.根据权利要求1所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述存放机构包括主体以及多个限位结构，限位结构包括限位驱动件、连接件以及限位插件，限位驱动件安装于主体，限位插件设置于连接件的底部，限位驱动件用于驱动限位插件靠近或远离主体，所述主体的底部具有用于进出物料的传输口，限位插件用于插入位于主体内的物料中以进行限位，多个限位结构分别设置于主体的不同侧。

3.根据权利要求2所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述连接件包括驱动板、两块连接板以及多根连接柱，限位驱动件驱动连接驱动板，两块连接板间隔设置于驱动板的底部，多根连接柱均设置于两块连接板之间，两块连接板的底部分别设置有所述限位插件。

4.根据权利要求2所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述主体包括主板以及多个设置于主板底部的支撑结构，限位结构均安装于主板，支撑结构设置有用于识别主体内是否满载的识别构造，识别构造与限位结构电连接。

5.根据权利要求1所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述承载机构包括承载基件以及均设置于承载基件的两个承托臂，承托臂设置有多个气锁件以及多个校正结构，多个气锁件均位于多个校正结构之间，校正结构用于校正气锁件所托住的物料姿态，气锁件用于在物料姿态被校正后进行锁住以防止物料姿态发生改变。

6.根据权利要求5所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述校正结构包括校正气缸以及校正抵触件，校正气缸安装于承载基件，校正气缸用于驱动校正抵触件来回移动，校正抵触件用于与物料的侧边抵触并推动物料校正姿态。

7.根据权利要求5所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述气锁件包括底座、滑台、中轴、轴承件以及活塞，底座安装于承载基件，中轴活动设置于底座，滑台安装于中轴，轴承件设置于底座与滑台之间；中轴设置有定位部，活塞装设于底座内，底座设置有接气口，接气口用于外接气源并由外接气源控制活塞升降，活塞用于压持定位部以使得中轴锁住滑台和轴承件。

8.根据权利要求7所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述中轴与滑台之间、中轴与活塞之间分别设置有弹性件；所述中轴的顶部和底部分别设置有滚动槽，滚动槽内装设有滚珠，滚珠与滚动槽之间设置有缓冲件。

9.根据权利要求5所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：所述导向结构包括两个导向组件，两个导向组件间隔设置，导向组件包括导向驱动件以及导向件，导向驱动件用于驱动导向件来回移动，导向件设置有抵触槽，抵触槽的形状与物料边角的形状相适应。

10.根据权利要求1所述的竖直空间内的立体式收放料机芯，其特征在于：还包括转移机构，所述转移机构位于存放机构与承载机构之间，所述转移机构用于接收承载机构所承载的物料，并把物料传输至存放机构内；

所述转移机构包括上下驱动件、宽度调节件以及两个托料结构，所述收放架位于两个托料结构之间，上下驱动件用于驱动两个托料结构升降，宽度调节件用于调节两个托料结构之间的间距。

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