CN114919943B - 一种自动识别卸车装置及其卸车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及仓储领域，尤其涉及一种自动识别卸车装置，包括RGV小车、设于RGV小车上的稳定支架、设于稳定支架上转动盘、用于驱动转动盘转动的转动电机、设于转动盘上的的升降支架、可沿升降支架上下升降的安装座、用于驱动安装座上下运动的升降驱动装置、均匀分布地设于安装座上的两个以上的多关节机械手、设于多关节机械手自由端上的抓取装置，所述顶板的顶部上设置有用于识别的摄像头，所述摄像头的两侧上设置有红外线感应器。其解决了现有对于码垛较为紧密的烟箱进行卸货时需要人工进行辅助的技术问题，还提出一种自动识别卸车方法。
Description
技术领域
本发明涉及仓储领域，尤其涉及一种自动识别卸车装置及其卸车方法。
背景技术
目前，在烟草包装领域中，条烟往往都是成箱进行运输的，而在运输后要进行仓储时就要将一箱一箱的条烟进行卸车，通常都是采用人工进行的，其工作效率较低。目前也有采用自动化设备进行卸货的，如中国专利申请号：CN202010768197.9公开的一种装卸货设备以及装卸货系统，涉及物流机械领域，用以优化装卸货设备的性能。该装卸货设备包括底座组件、悬臂组件以及输送组件。底座组件被构造为提供支撑。悬臂组件包括第一支架组件以及第一输送件，第一支架组件安装于底座组件；第一输送件安装于第一支架组件。输送组件包括第二支架组件、第二输送件以及吸盘组件；第二支架组件安装于第一支架组件，第二输送件安装于第二支架组件，吸盘组件可翻转地安装于第二支架组件；吸盘组件被构造为将物品吸附至第二输送件上。其中，第一输送件和第二输送件的输送方向一致。
但是往往还是需要人工进行辅助，因为烟箱的码垛往往都是较为紧密的，难以有效利用机械手进行卸货。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种自动识别卸车装置，其解决了现有对于码垛较为紧密的烟箱进行卸货时需要人工进行辅助的技术问题，还提出一种自动识别卸车方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种自动识别卸车装置，包括RGV小车、设于RGV小车上的稳定支架、设于稳定支架上转动盘、用于驱动转动盘转动的转动电机、设于转动盘上的的升降支架、可沿升降支架上下升降的安装座、用于驱动安装座上下运动的升降驱动装置、均匀分布地设于安装座上的两个以上的多关节机械手、设于多关节机械手自由端上的抓取装置，所述稳定支架上可上下升降地设有支撑脚，所述稳定支架上设置有用于驱动支撑脚上下升降的升降电机，所述抓取装置包括抓取座、可沿抓取座伸缩滑动的支撑板、用于驱动支撑板伸缩的丝杆机构、铰接设于抓取座上的副座、可上下滑动的设于副座上的吸附座、设于吸附座上的多个吸盘、设于吸附座上端的顶板、底部铰接设于副座上的抬升气缸、底部铰接设于抓取座上的倾斜气缸，所述抬升气缸的活塞杆与顶板铰接相连，所述倾斜气缸的活塞杆与顶板铰接相连，所述抬升气缸与吸附座的滑动方向平行，所述倾斜气缸设于副座的左侧，且倾斜气缸的倾斜方向由左向右且由下至上，所述顶板的前端上设置有用于增加摩擦力的硬质的橡胶条，所述顶板的顶部上设置有用于识别的摄像头，所述摄像头的两侧上设置有红外线感应器。
进一步的，所述橡胶条向右伸出的长度小于吸盘伸出的长度，当吸盘吸附物体收缩后，橡胶条向右伸出的长度大于吸盘伸出的长度。
进一步的，所述倾斜气缸驱动副座的倾斜角度为－10°～10°。
进一步的，所述支撑板伸出的前端处且位于支撑板的上端面上设置有一条以上的凸起条，所述凸起条的凸起高度小于20mm。
进一步的，当支撑板伸出时，凸起条的位置位于支撑板所承载物品的重心的右侧。
一种基于同一发明构思的自动识别卸车方法，包括以下步骤：
第一步，RGV小车行走至预定位置，升降电机驱动支撑脚下移，实现实现支撑，并将RGV抬起使其离地；
第二步，利用升降驱动装置实现安装座的上下升降；
第三步，利用转动电机实现转动盘的转动，实现至少一个多关节机械手位于工作位上，利用摄像头及红外线感应器识别所要抓取的物品的位置，利用多关节机械手，将抓取装置上的吸盘贴合于所要抓取的物品；
第四步，吸盘吸附，并将多关节机械手向前移动一个标准的位移量，实现橡胶条与所要抓取的物品的紧贴，抬升气缸与倾斜气缸同时推出，将物品的前端倾斜抬起，实现物品与支撑物品的平面之间出现缝隙，将支撑板插入缝隙内；
第五步，抬升气缸与倾斜气缸同时回缩，将物品置于支撑板上；
第六步，多关节机械手回缩，将物品抓取后放置于输送带上方，而后支撑板回缩、吸盘取消吸附，将物品释放于输送带上。
进一步的，第五步中，定义抬升气缸与倾斜气缸同时推出时，副座的倾斜角度为负值，当抬升气缸与倾斜气缸同时回缩时，副座的倾斜角度应大于或等于0，且副座的倾斜角度范围为－10°～10°。
进一步的，当支撑板上设置有一条以上的凸起条时，副座的倾斜较大大于0。
进一步的，所述凸起条为低摩擦系数材料制成。
进一步的，第六步中，支撑板回缩之前，抬升气缸与倾斜气缸有一个同时推出的动作，实现副座的倾斜角度小于0，而后支撑板回缩且吸盘取消吸附。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本方案通过RGV小车实现了可以自由的位移，通过支撑脚、升降电机实现了抓取物品时的稳固性，通过转动盘、升降支架、安装座、升降驱动装置、多关节机械手，实现了多个自由度的配合，可以实现360度的位移抓取、放置，形成有效的卸车目的。其中通过抓取装置的设置，可以实现有效的对于烟箱姿态的调节，其通过吸盘吸附箱体，而后将副座向上、向前顶出，使得副座形成倾斜，由于橡胶条的存在，主要受力在于橡胶条上，而吸盘只是配合实现。这样就会使得烟箱形成一定的抬起、倾斜状态，而后支撑板插入缝隙，从而可以实现有效的抓取。这样的设置，相比直接采用吸盘抓取、抬起，可以大大增加吸盘的使用寿命，而且有效性更好。而且为了便于对物品进行识别，设置了摄像头与红外线感应器，红外线感应器可以有效在距离物品的一定距离驻留，而摄像头可以用于精准识别。
2、所述橡胶条向右伸出的长度小于吸盘伸出的长度，当吸盘吸附物体收缩后，橡胶条向右伸出的长度大于吸盘伸出的长度，其目的在于实现吸附后，橡胶条可以紧贴物品的表面，也即是烟箱的表面，从而实现在倾斜时主要的作用力均由橡胶条承担，有效提升吸盘的使用寿命，也会使得受力更加稳定。
3、所述倾斜气缸驱动副座的倾斜角度为－10°～10°，这样可以有效保证支撑的稳定性。
4、凸起条的设置，主要是为了配合物体的倾斜而设置的，这样就不会使得物品产生悬空，使得支撑板的支撑性能更好。而凸起条最好采用低摩擦系数的材质，如工程塑料、尼龙材料等。当支撑板伸出时，凸起条的位置位于支撑板所承载物品的重心的右侧，这样可以实现有效的支撑稳定性。
5、本卸车方法中，第四步中，吸盘吸附，并将多关节机械手向前移动一个标准的位移量，实现橡胶条与所要抓取的物品的紧贴，抬升气缸与倾斜气缸同时推出，将物品的前端倾斜抬起，实现物品与支撑物品的平面之间出现缝隙，将支撑板插入缝隙内，这样的方法可以十分高效、稳定地实现物品的抬起、支撑板的插入，从而实现物品由规则的码垛状态转移至抓取装置上。而后迅速转移至输送带上。并进行释放。而且第五步中，当抬升气缸与倾斜气缸同时回缩时，副座的倾斜角度应大于或等于0，这样可以实现较佳的支撑稳定性。而这个倾斜状态由凸起条配合时，稳定性更好。而且第六步中，支撑板回缩之前，抬升气缸与倾斜气缸有一个同时推出的动作，实现副座的倾斜角度小于0，而后支撑板回缩且吸盘取消吸附，其中，支撑板回缩、吸盘取消吸附的时间是瞬时的，其低于0.5秒是一个较佳的状态。从而可以有效实现受力的稳定。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是抓取装置的结构示意图；
图3是抓取装置动作时的状态图；
图4是抓取装置配合抓取物品时的第一动作状态图；
图5是抓取装置配合抓取物品时的第二动作状态图；
图6是摄像头与红外线感应器配合的结构示意图；
图7是图1俯视状态的结构示意图。
附图标记：
1、RGV小车；2、稳定支架；21、支撑脚；22、升降电机；3、转动盘；4、转动电机；5、升降支架；6、安装座；61、升降驱动装置；7、多关节机械手；8、抓取装置；81、抓取座；82、支撑板；821、凸起条；83、丝杆机构；84、副座；841、吸附座；842、吸盘；843、顶板；844、抬升气缸；845、橡胶条；85、倾斜气缸；86、摄像头；87、红外线感应器；9、烟箱。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1至图7，本实施例提供一种自动识别卸车装置，包括RGV小车1、设于RGV小车1上的稳定支架2、设于稳定支架2上转动盘3、用于驱动转动盘3转动的转动电机4、设于转动盘3上的的升降支架5、可沿升降支架5上下升降的安装座6、用于驱动安装座6上下运动的升降驱动装置61、均匀分布地设于安装座6上的两个以上的多关节机械手7、设于多关节机械手7自由端上的用于抓取烟箱9的抓取装置8，所述稳定支架2上可上下升降地设有支撑脚21，所述稳定支架2上设置有用于驱动支撑脚21上下升降的升降电机22，所述抓取装置8包括抓取座81、可沿抓取座81伸缩滑动的支撑板82、用于驱动支撑板82伸缩的丝杆机构83、铰接设于抓取座81上的副座84、可上下滑动的设于副座84上的吸附座841、设于吸附座841上的多个吸盘842、设于吸附座841上端的顶板843、底部铰接设于副座84上的抬升气缸844、底部铰接设于抓取座81上的倾斜气缸85，所述抬升气缸844的活塞杆与顶板843铰接相连，所述倾斜气缸85的活塞杆与顶板843铰接相连，所述抬升气缸844与吸附座841的滑动方向平行，所述倾斜气缸85设于副座84的左侧，且倾斜气缸85的倾斜方向由左向右且由下至上，所述顶板843的前端上设置有用于增加摩擦力的硬质的橡胶条845，所述顶板843的顶部上设置有用于识别的摄像头86，所述摄像头86的两侧上设置有红外线感应器87。所述橡胶条845向右伸出的长度小于吸盘842伸出的长度，当吸盘842吸附物体收缩后，橡胶条845向右伸出的长度大于吸盘842伸出的长度。所述倾斜气缸85驱动副座84的倾斜角度α为－10°～10°。所述支撑板82伸出的前端处且位于支撑板82的上端面上设置有一条以上的凸起条821，所述凸起条821的凸起高度小于20mm。当支撑板82伸出时，凸起条821的位置位于支撑板82所承载物品的重心的右侧。
上述RGV小车、摄像头、红外线感应器为常规的产品，其可以从市场上购得，升降驱动装置可以为气缸、链条升降结构等可以实现物品升降的机构，其为常规技术手段。上述转动电机、多关节机械手、升降电机、丝杆机构、吸盘、抬升气缸、倾斜气缸均为本领域的常规技术手段，其均可以从市场上购得符合规格的产品，本领域技术人员可以根据实际的需要进行相应的购买、调整。
一种基于同一发明构思的自动识别卸车方法，包括以下步骤：
第一步，RGV小车行走至预定位置，升降电机驱动支撑脚下移，实现实现支撑，并将RGV抬起使其离地；
第二步，利用升降驱动装置实现安装座的上下升降；
第三步，利用转动电机实现转动盘的转动，实现至少一个多关节机械手位于工作位上，利用摄像头及红外线感应器识别所要抓取的物品的位置，利用多关节机械手，将抓取装置上的吸盘贴合于所要抓取的物品；
第四步，吸盘吸附，并将多关节机械手向前移动一个标准的位移量，实现橡胶条与所要抓取的物品的紧贴，抬升气缸与倾斜气缸同时推出，将物品的前端倾斜抬起，实现物品与支撑物品的平面之间出现缝隙，将支撑板插入缝隙内；
第五步，抬升气缸与倾斜气缸同时回缩，将物品置于支撑板上；
第六步，多关节机械手回缩，将物品抓取后放置于输送带上方，而后支撑板回缩、吸盘取消吸附，将物品释放于输送带上。
第五步中，定义抬升气缸与倾斜气缸同时推出时，副座的倾斜角度为负值，当抬升气缸与倾斜气缸同时回缩时，副座的倾斜角度应大于或等于0，且副座的倾斜角度范围为－10°～10°。当支撑板上设置有一条以上的凸起条时，副座的倾斜较大大于0。所述凸起条为低摩擦系数材料制成。
第六步中，支撑板回缩之前，抬升气缸与倾斜气缸有一个同时推出的动作，实现副座的倾斜角度小于0，而后支撑板回缩且吸盘取消吸附。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本方案通过RGV小车实现了可以自由的位移，通过支撑脚、升降电机实现了抓取物品时的稳固性，通过转动盘、升降支架、安装座、升降驱动装置、多关节机械手，实现了多个自由度的配合，可以实现360度的位移抓取、放置，形成有效的卸车目的。其中通过抓取装置的设置，可以实现有效的对于烟箱姿态的调节，其通过吸盘吸附箱体，而后将副座向上、向前顶出，使得副座形成倾斜，由于橡胶条的存在，主要受力在于橡胶条上，而吸盘只是配合实现。这样就会使得烟箱形成一定的抬起、倾斜状态，而后支撑板插入缝隙，从而可以实现有效的抓取。这样的设置，相比直接采用吸盘抓取、抬起，可以大大增加吸盘的使用寿命，而且有效性更好。而且为了便于对物品进行识别，设置了摄像头与红外线感应器，红外线感应器可以有效在距离物品的一定距离驻留，而摄像头可以用于精准识别。
2、所述橡胶条向右伸出的长度小于吸盘伸出的长度，当吸盘吸附物体收缩后，橡胶条向右伸出的长度大于吸盘伸出的长度，其目的在于实现吸附后，橡胶条可以紧贴物品的表面，也即是烟箱的表面，从而实现在倾斜时主要的作用力均由橡胶条承担，有效提升吸盘的使用寿命，也会使得受力更加稳定。
3、所述倾斜气缸驱动副座的倾斜角度为－10°～10°，这样可以有效保证支撑的稳定性。
4、凸起条的设置，主要是为了配合物体的倾斜而设置的，这样就不会使得物品产生悬空，使得支撑板的支撑性能更好。而凸起条最好采用低摩擦系数的材质，如工程塑料、尼龙材料等。当支撑板伸出时，凸起条的位置位于支撑板所承载物品的重心的右侧，这样可以实现有效的支撑稳定性。
5、本卸车方法中，第四步中，吸盘吸附，并将多关节机械手向前移动一个标准的位移量，实现橡胶条与所要抓取的物品的紧贴，抬升气缸与倾斜气缸同时推出，将物品的前端倾斜抬起，实现物品与支撑物品的平面之间出现缝隙，将支撑板插入缝隙内，这样的方法可以十分高效、稳定地实现物品的抬起、支撑板的插入，从而实现物品由规则的码垛状态转移至抓取装置上。而后迅速转移至输送带上。并进行释放。而且第五步中，当抬升气缸与倾斜气缸同时回缩时，副座的倾斜角度应大于或等于0，这样可以实现较佳的支撑稳定性。而这个倾斜状态由凸起条配合时，稳定性更好。而且第六步中，支撑板回缩之前，抬升气缸与倾斜气缸有一个同时推出的动作，实现副座的倾斜角度小于0，而后支撑板回缩且吸盘取消吸附，其中，支撑板回缩、吸盘取消吸附的时间是瞬时的，其低于0.5秒是一个较佳的状态。从而可以有效实现受力的稳定。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动识别卸车装置，其特征在于：包括RGV小车、设于RGV小车上的稳定支架、设于稳定支架上转动盘、用于驱动转动盘转动的转动电机、设于转动盘上的升降支架、可沿升降支架上下升降的安装座、用于驱动安装座上下运动的升降驱动装置、均匀分布地设于安装座上的两个以上的多关节机械手、设于多关节机械手自由端上的抓取装置，所述稳定支架上可上下升降地设有支撑脚，所述稳定支架上设置有用于驱动支撑脚上下升降的升降电机，所述抓取装置包括抓取座、可沿抓取座伸缩滑动的支撑板、用于驱动支撑板伸缩的丝杆机构、铰接设于抓取座上的副座、可上下滑动的设于副座上的吸附座、设于吸附座上的多个吸盘、设于吸附座上端的顶板、底部铰接设于副座上的抬升气缸、底部铰接设于抓取座上的倾斜气缸，所述抬升气缸的活塞杆与顶板铰接相连，所述倾斜气缸的活塞杆与顶板铰接相连，所述抬升气缸与吸附座的滑动方向平行，所述倾斜气缸设于副座的左侧，且倾斜气缸的倾斜方向由左向右且由下至上，所述顶板的前端上设置有用于增加摩擦力的硬质的橡胶条，所述顶板的顶部上设置有用于识别的摄像头，所述摄像头的两侧上设置有红外线感应器，使得烟箱形成一定的抬起、倾斜状态，并形成缝隙，而后支撑板插入缝隙，从而可以实现有效的抓取。
2.根据权利要求1所述的一种自动识别卸车装置，其特征在于：所述橡胶条向右伸出的长度小于吸盘伸出的长度，当吸盘吸附物体收缩后，橡胶条向右伸出的长度大于吸盘伸出的长度。
3.根据权利要求1所述的一种自动识别卸车装置，其特征在于：所述倾斜气缸驱动副座的倾斜角度为－10°～10°。
4.根据权利要求1所述的一种自动识别卸车装置，其特征在于：所述支撑板伸出的前端处且位于支撑板的上端面上设置有一条以上的凸起条，所述凸起条的凸起高度小于20mm。
5.根据权利要求4所述的一种自动识别卸车装置，其特征在于：当支撑板伸出时，凸起条的位置位于支撑板所承载物品的重心的右侧。
6.一种自动识别卸车方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，RGV小车行走至预定位置，升降电机驱动支撑脚下移，实现支撑，并将RGV抬起使其离地；
第二步，利用升降驱动装置实现安装座的上下升降；
第三步，利用转动电机实现转动盘的转动，实现至少一个多关节机械手位于工作位上，利用摄像头及红外线感应器识别所要抓取的物品的位置，利用多关节机械手，将抓取装置上的吸盘贴合于所要抓取的物品；
第四步，吸盘吸附，并将多关节机械手向前移动一个标准的位移量，实现橡胶条与所要抓取的物品的紧贴，抬升气缸与倾斜气缸同时推出，将物品的前端倾斜抬起，实现物品与支撑物品的平面之间出现缝隙，将支撑板插入缝隙内；
第五步，抬升气缸与倾斜气缸同时回缩，将物品置于支撑板上；
第六步，多关节机械手回缩，将物品抓取后放置于输送带上方，而后支撑板回缩、吸盘取消吸附，将物品释放于输送带上。
7.根据权利要求6所述的一种自动识别卸车方法，其特征在于：第五步中，定义抬升气缸与倾斜气缸同时推出时，副座的倾斜角度为负值，当抬升气缸与倾斜气缸同时回缩时，副座的倾斜角度应大于或等于0，且副座的倾斜角度范围为－10°～10°。
8.根据权利要求7所述的一种自动识别卸车方法，其特征在于：当支撑板上设置有一条以上的凸起条时，副座的倾斜较大大于0。
9.根据权利要求8所述的一种自动识别卸车方法，其特征在于：所述凸起条为低摩擦系数材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种自动识别卸车方法，其特征在于：第六步中，支撑板回缩之前，抬升气缸与倾斜气缸有一个同时推出的动作，实现副座的倾斜角度小于0，而后支撑板回缩且吸盘取消吸附。
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