CN115489801A - 一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，属于料管收纳存储技术领域。包括料管，端部设置有识别孔，自动摆管上料模组，包括机架模块，竖直设置，分管模块，安装在机架模块上，分管模块内设置有承载箱，固定在机架模块的一侧，若干料管放置在承载箱内，承载箱内设置有上料支撑板，与承载箱固定连接，上料支撑板为竖直倾斜状设置，上料活动板，沿上料支撑板方向滑动设置，上料辅助组件，安装在上料活动板上，上料辅助组件位于上料活动板远离地面的一端。本发明可以在一台机器上实现自动排管上料，自动料管运送，自动装箱功能。实现高效稳定效节省人工的特点。

Description

一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构

技术领域

本发明涉及一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，属于料管收纳存储技术领域。

背景技术

现有技术中，对于料管的装箱作业需要三个工序，分别为上料工序、传送工序和装箱工序。上述工序通常需要人工将装满产品的料管排列整齐放入料夹内进行上料作业，而后由人工将上料完毕的料管排列整齐搬运至收料站放入料夹进行临时存储，最后再由人工将料管排列整齐放入周转箱内进行最终存储并进行后续作业，从而使得传统作业中存在工作效率较低以及工人劳动量大的问题，若要对料管装箱整体进行自动化工序设计，会导致个性化程度降低，无法根据企业实际需求进行适配调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，它解决了现有技术中存在料管装箱作业中，工作效率较低以及工人劳动量大的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，包括

料管，为矩形状设置，端部设置有识别孔，

自动摆管上料模组，包括

机架模块，竖直设置，

分管模块，安装在机架模块上，分管模块内设置有

承载箱，固定在机架模块的一侧，若干料管放置在承载箱内，承载箱内设置有

上料支撑板，与承载箱固定连接，上料支撑板为竖直倾斜状设置，

上料活动板，沿上料支撑板方向滑动设置，

上料辅助组件，安装在上料活动板上，上料辅助组件位于上料活动板远离地面的一端，

上料气缸，与上料活动板动力连接，上料气缸安装在上料支撑板下方，

传送模块，安装在机架模块上，传送模块与上料支撑板配合，

自动料管运送模组，与自动摆管上料模组配合设置，

自动装箱模组，与自动料管运送模组配合设置，

其中，分管模块用于对堆放料管的独立分离，上料辅助组件通过翻转作业将水平状态的料管翻转，使料管与上料支撑板贴合并与上料活动板端部抵接，传送模块将独立的料管运输至自动料管运送模组，自动料管运送模组将料管转移运送，自动装箱模组将若干料管收集。

通过采用上述技术方案，若干料管堆放在承载箱内，由于在料管堆放时无需刻意进行摆放位置的整理，此时料管为堆放方向相同但堆放角度不同，即料管可为倾斜堆放或水平堆放，从而使得料管可部分贴合至上料活动板上，当料管为贴合上料活动板堆放时，上料气缸启动带动上料活动板沿上料支撑板倾斜面向上滑动，此时上料活动板抵接料管,上料活动板推动料管沿上料支撑板倾斜面滑动，当料管移动超过上料支撑板最高点时，在重力作用下掉落至传送模块上，而后被传送模块转运，最终依次通过自动料管运送模组和自动装箱模组，完成料管的自动装箱工序，相较于传统的人工上料、运输和装箱过程，上述方式能够大大提高管料的运输和装箱速率，同时降低了工人的劳动强度，同时机构分为自动料管运送模组、自动料管运送模组和自动装箱模组三个，能够根据企业需求对各个模组不同进行自由删除添加，提高了对不同企业需求的适配程度。

本发明进一步设置为：传送模块包括

传送带支架，固定安装在机架模块上，

传送带驱动件，安装在传送带支架上，

传送带轮组，关于传送带驱动件对称设置在传送带支架上，传送带轮组与传送带驱动件动力连接。

通过采用上述技术方案，传送带驱动件启动后驱动传送带轮组运转，此时传送带支架对传送带轮组起支撑性作用，当料管掉落在传送带轮组上后，由于传送带轮组对称设置，此时传送带轮组分别支撑料管的两端，从而使料管保持稳定，而后在传送带轮组的运转下，料管被稳定运输，达到了运输料管的目的。

本发明进一步设置为：上料辅助组件包括

收纳腔，设置在上料活动板上侧端部，

翻转板，端部与收纳腔上侧铰接，

驱动组件，设置在上料活动板内，驱动组件与翻转板连接，

稳定组件，设置在翻转板远离上料活动板的一侧端面，

其中，驱动组件驱动翻转板沿铰接处翻转，稳定组件用于限制与翻转板抵接的料管的运动。

通过采用上述技术方案，翻转板在未使用时位于收纳腔内，此时翻转板远离收纳腔的一侧平面与上料活动板表面平齐，在使用翻转板时，通过驱动组件带动翻转板沿铰接处翻转，从而使料管能够被翻转板支撑，随着翻转板沿铰接处翻转的过程，料管向靠近上料支撑板的方向翻转运动，当料管为竖直状态时，随着翻转板的持续翻转，在重力作用下料管与上料支撑板抵接并贴合在上料支撑板表面，而后随着上料活动板沿上料支撑板的运动将料管推送至传送模块上进行转运，达到了对不同堆放形态的料管统一进行堆放形态整理的作用，无需刻意人工整理堆放在承载箱内的料管的堆放形态，减少了人工操作的步骤，进一步提高了料管的上料效率。

本发明进一步设置为：驱动组件包括

驱动板，一端铰接在收纳腔内，驱动板的另一端与翻转板远离稳定组件的一侧端面抵接，

翻转电机，内置在上料活动板内，翻转电机与驱动板铰接处的转动中心动力连接。

凸起块，固定安装翻转板上，凸起块位于翻转板与驱动板的抵接处，

通过采用上述技术方案，驱动板与翻转板抵接，翻转电机能够驱动驱动板发生翻转，此时随着驱动板翻转角度变大，驱动板与翻转板抵接位置发生改变，即抵接位置向翻转板铰接处移动，此时翻转板的翻转角度逐渐增大，在驱动板沿翻转板的移动过程中由于凸起块的阻碍作用，翻转板会发生上下往复的振动，此时若出现多个料管竖直堆叠的情况时，在振动过程中远离翻转板的料管会因振动和重力作用重新掉落在承载箱内，从而保证了翻转板单次翻转时，仅有一个料管会通过上述过程与上料支撑板贴合，最终运送至传送模块上，从而保证了对若干料管独立分离上料的准确度。

本发明进一步设置为：稳定组件包括

滑动槽，设置在翻转板远离铰接处的一端，

弹性吸附块，滑动设置在滑动槽内，弹性吸附块部分从滑动槽开口处延伸之至滑动槽外部，

复位弹簧，固定在弹性吸附块与滑动槽远离翻转板铰接处的一侧端壁之间，

微型排气泵，固定在翻转板朝向收纳腔的一侧，微型排气泵与弹性吸附块内连通。

通过采用上述技术方案，微型排气泵启动，将弹性吸附块内的气体抽出，当料管放置在翻转板上，此时弹性吸附块与料管外表面抵接且抵接处在料管的重力作用下密封，当弹性吸附块内气体被抽出后气压降低，此时料管与翻转板紧密贴合且无法发生相对运动，当翻转板发生上述过程中的振动情况时，与翻转板抵接的料管能够稳定与翻转板保持贴合状态，从而避免翻转板振动使所有料管落入承载箱内，同时当料管端部与上料支撑板抵接时，由于翻转板持续翻转，翻转板与上料支撑板之间夹角逐渐变小，此时料管会相对翻转板向远离翻转板铰接处的方向滑动，此时料管带动弹性吸附块在滑动槽内滑动，此时复位弹簧被压缩，当料管变为竖直状态时，微型排气泵将外部气体送入弹性吸附块内，此时料管与弹性吸附块不在受大气压强限制，在重力作用下随着翻转板的持续翻转料管重新贴合在上料支撑板上，跟随上料活动板运动至传送模块，进一步提高了对料管独立分离上料的精确程度。

本发明进一步设置为：承载箱包括

存储料箱体，水平安装在机架模块上，

安装板，倾斜固定在存储料箱体内壁，上料支撑板安装在安装板上，安装板和上料支撑板的倾斜程度相同，

调节板，设置在上料支撑板与存储料箱体底部呈钝角夹角的一侧，调节板靠近上料支撑板的一端与存储料箱体底部铰接，调节板远离上料支撑板的一端与存储料箱体卡接。

通过采用上述技术方案，上料支撑板安装在安装板上，使上料支撑板保持稳定，同时通过改变调节板沿铰接处翻转角度能够改变调节板与上料支撑板之间空间的大小，从而增大或减小存储料箱体内堆放料管的量，提高了上料料管数量的可调节范围。

本发明进一步设置为：包括

正反判别模块，设置在机架模块上，正反判别模块位于传送模块的上下两侧，正反判别模块包括

挡块组件，设置在传送模块下方与机架模块固定连接，挡块组件位于两个传送带轮组之间的空隙中，

托块气缸，位于传送模块带动料管运动方向的一侧，

夹爪升降气缸，位于传送模块的另一侧，

U型托块，安装在托块气缸上端，

旋转气缸，安装在夹爪升降气缸上端，

夹爪气缸，与旋转气缸转动配合连接，

检测组件，固定在机架模块上，检测组件设置在传送模块侧向且与旋转气缸位于同一竖直面。

通过采用上述技术方案，通过挡块组件将料管遮挡，此时料管保持静止，而后夹爪升降气缸和托块气缸分别带动U型托块和旋转气缸竖直方向向下运动，使料管进入夹爪气缸中，而后夹爪气缸夹紧，夹爪升降气缸和料管传送滑轨停止运动，U型托块支撑料管远离夹爪气缸的一端，旋转气缸启动后带动料管发生转动，从而达到调节料管正反面的目的。

本发明进一步设置为：检测组件包括

检测气缸，与机架模块固定连接，

顶针件，安装在检测气缸朝向旋转气缸的一侧。

通过采用上述技术方案，检测气缸驱动顶针件水平方向运动，顶针件通过与料管指定位置的识别孔抵接，从而判断料管的正反面，当料管为反面时，上述正反判别模块中的过程即可将料管翻转成为正面，从而达到了料管在传送过程中正反面统一的目的，从而方便后续对料管的装箱作业，进一步提高了料管装箱的效率。

本发明进一步设置为：挡块组件包括

抵接升降气缸，与机架模块固定连接，

缓冲抵接块，固定在抵接升降气缸朝向传送模块的一侧，

感应元件，固定在机架模块上且位于传送模块侧向。

通过采用上述技术方案，感应元件用于检测料管的实时位置，抵接升降气缸驱动缓冲抵接块竖直方向运动，当料管通过感应元件时，感应元件检测到料管，此时抵接升降气缸启动带动缓冲抵接块上升，缓冲抵接块上升高度超过传送模块的高度，此时缓冲抵接块将料管拦截，上述过程即完成了对料管的自动化拦截，无需人工干预，提高了一体化机构的自动化程度。

本发明进一步设置为：上管模块组，设置在传送模块远离承载箱的一侧，上管模块组包括

送管延伸模块，设置在传送模块下方，

料管取放模块，设置在传送模块上方，

入料站管夹，安装在机架模块上，

其中，送管延伸模块用于将传送模块上的料管竖直顶升，料管取放模块通过气动吸附的方式将料管吸取并放入入料站管夹内存储。

通过采用上述技术方案，传送模块将料管运送至送管延伸模块上方，而后随着送管延伸模块将料管的顶升使料管与传送模块脱离接触并移动至料管取放模块的下方，此时料管取放模块通过气动吸附的方式将料管吸取并通过转动运送至入料站管夹内，而后自动料管运送模组从入料站管夹将料管转运至自动装箱模组内进行装箱作业，相较于传统人工搬运料管的方式减少了人工劳动强度同时提高了搬运速率，进而提高了料管上料传送的效率。

本发明的有益效果是：

1.本发明可以在一台机器上实现自动排管上料，自动料管运送，自动装箱功能。实现高效稳定效节省人工，同时避免人为操作可能发生的问题。并且可以根据实际需求“自动排管上料”，“自动料管运送”，“自动装箱”三个模组的自由选配或单个模组独立使用的特点。

2.本发明将若干料管堆放在承载箱内，由于在料管堆放时无需刻意进行摆放位置的整理，此时料管为堆放方向相同但堆放角度不同，即料管可为倾斜堆放或水平堆放，从而使得料管可部分贴合至上料活动板上，当料管为贴合上料活动板堆放时，上料气缸启动带动上料活动板沿上料支撑板倾斜面向上滑动，此时上料活动板抵接料管,上料活动板推动料管沿上料支撑板倾斜面滑动，当料管移动超过上料支撑板最高点时，在重力作用下掉落至传送模块上，而后被传送模块转运，最终依次通过自动料管运送模组和自动装箱模组，完成料管的自动装箱工序，相较于传统的人工上料、运输和装箱过程，上述方式能够大大提高管料的运输和装箱速率。

附图说明

图1为本发明中自动摆管上料模组的结构示意图；

图2为本发明中分管模块的结构示意图；

图3为本发明中承载箱内部的结构示意图；

图4为本发明中稳定组件的结构示意图；

图5为本发明中稳定组件的结构剖视图；

图6为图5A处的结构放大图；

图7为本发明中传送模块的结构示意图；

图8为本发明中挡块组件的结构示意图；

图9为本发明中检测组件的结构示意图；

图10为本发明中顶管模块的结构示意图；

图11为本发明中翻转组件的结构示意图；

图12为本发明中管料正反复检模块的结构示意图；

图13为本发明中送管延伸模块的结构示意图；

图14为本发明中料管取放模块的结构示意图；

图15为本发明中自动料管运送模组的结构示意图；

图16为本发明中自动装箱模组的结构示意图；

图17为本发明中自动摆管上料模组、自动料管运送模组和自动装箱模组组合使用时的结构示意图。

图中：10、第三挡块组件；11、管料正反复检模块；12、第四挡块组件；13、送管延伸模块；14、料管取放模块；15、料管；16、传送带支架；20、上料辅助组件；21、上料支撑板；22、上料活动板；23、上料气缸；24、存储料箱体；25、安装板；26、调节板；27、收纳腔；28、翻转板；29、微型排气泵；30、限位卡块；31、滑动槽；32、弹性吸附块；33、复位弹簧；34、翻转电机；35、驱动板；36、导气管；37、凸起块；38、连通腔；41、导气孔；50、传送带驱动件；51、传送带轮组；52、感应元件；53、缓冲抵接块；54、抵接升降气缸；55、检测气缸；56、顶针件；57、分离气缸；58、抬升分离块；59、托块气缸；60、U型托块；61、夹爪气缸；62、旋转气缸；63、夹爪升降气缸；64、真空压力开关；65、复测吸盘；66、复测气缸；67、料管限位块；68、料管抬升气缸；69、料管传送滑轨；70、料管传送气缸；71、升降驱动元件；72、转送吸盘；73、转送感应元件；80、X轴模块；81、旋转抓取模块；82、Y轴模块；83、Z轴模块；90、框架；91、地脚；92、移动料箱平台；93、限位挡块；94、转移导轨；102、机架；101、电控部；103、高低减震地脚；104、人机操作界面；201、自动料管运送模组；202、自动摆管上料模组；203、自动装箱模组。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1-17所示，一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，包括料管15、自动摆管上料模组202、自动料管运送模组201和自动装箱模组203，料管15为矩形状设置，料管15的端部设置有识别孔。自动摆管上料模组202，包括机架模块1、分管模块2、承载箱3、传送模块4、正反判别模块6、管料正反复检模块11和上管模块组。机架模块1竖直设置，机架模块1包括机架102、电控部101、人机操作界面104、高低减震地脚103。电控部101和人机操作界面104均安装在机架102上，电控部101用于控制各个模块和组件设备的通断电，人机操作界面104用于对电控部101进行操控。高低减震地脚103安装在机架102底部，机架102可竖直放置在地面。分管模块2安装在机架102上，分管模块内设置有承载箱3，承载箱3固定在机架102的一侧。若干料管15放置在承载箱3内，承载箱3内设置有上料辅助组件20、上料支撑板21、上料活动板22和上料气缸23。上料支撑板21与承载箱3固定连接，上料支撑板21为竖直倾斜状设置，上料活动板22沿上料支撑板21倾斜方向滑动设置，上料辅助组件20安装在上料活动板22上，上料辅助组件20位于上料活动板22远离地面的一端，上料气缸23与上料活动板22动力连接，上料气缸23安装在上料支撑板21下方。传送模块4安装在机架102上，传送模块4与上料支撑板21上端水平配合连接，传送模块4包括传送带支架16、传送带驱动件50和传送带轮组51，传送带支架16固定安装在机架102上，传送带驱动件50安装在传送带支架16上，传送带轮组51关于传送带驱动件50对称设置在传送带支架16上，传送带轮组51与传送带驱动件50动力连接。上料辅助组件20包括收纳腔27、翻转板28、驱动组件和稳定组件，收纳腔27设置在上料活动板22上侧端部，翻转板28端部与收纳腔27上侧铰接，驱动组件设置在上料活动板22内，驱动组件与翻转板28连接，稳定组件设置在翻转板28远离上料活动板22的一侧端面。其中，驱动组件驱动翻转板28沿铰接处翻转，稳定组件用于限制与翻转板28抵接的料管15的运动。驱动组件包括翻转电机34、驱动板35和凸起块37，驱动板35一端铰接在收纳腔27内，驱动板35的另一端与翻转板28远离稳定组件的一侧端面抵接。翻转电机34内置在上料活动板22内，翻转电机34与驱动板35铰接处的转动中心动力连接。凸起块37固定安装翻转板28上，凸起块37位于翻转板28与驱动板35的抵接处。稳定组件包括放气机构、微型排气泵29、滑动槽31、弹性吸附块32和复位弹簧33，滑动槽31设置在翻转板28远离铰接处的一端，弹性吸附块32滑动设置在滑动槽31内，弹性吸附块32部分从滑动槽31开口处延伸之至滑动槽31外部。复位弹簧33固定在弹性吸附块32与滑动槽31远离翻转板28铰接处的一侧端壁之间，微型排气泵29固定在翻转板28朝向收纳腔27的一侧，微型排气泵29与弹性吸附块32内连通，微型排气泵29与弹性吸附块32的连通口位于弹性吸附块32侧面。微型排气泵29能够跟随翻转板28回收至收纳腔27内。放气机构设置在弹性吸附块32和翻转板28内，放气机构包括导气管36、连通腔38和导气孔41，连通腔38设置在滑动槽31底部，导气孔41设置在弹性吸附块32底部，导气管36设置在翻转板28内，导气管36的一端与弹性吸附块32连通，导气管36的另一端通过翻转板28任意处与翻转板28外部连通，当导气孔41与连通腔38连通时，弹性吸附块32内气体环境与翻转板28外部气体环境连通，此时弹性吸附块32内气压等于大气压。当料管15平方在翻转板28上跟随翻转板28翻转时，弹性吸附块32吸附料管15表面，此时导气孔41与连通腔38未连通。当料管15端部与上料支撑板21抵接并随着翻转板28翻转，使料管15相对翻转板28滑动时，导气孔41朝向远离翻转板28铰接处的方向移动，当料管15完全竖直时，导气孔41与连通腔38连通。翻转板28上还设置有若干限位卡块30,限位卡块30与翻转板28固定连接，限位卡块30由弹性材质制成，当料管15与限位卡块30抵接时，限位卡块30限制料管15滑动，但当料管15进一步按压限位卡块30，此时限位卡块30无法限制料管15滑动。承载箱3包括存储料箱体24、安装板25和调节板26，存储料箱体24水平安装在机架102上，安装板25倾斜固定在存储料箱体24内壁，上料支撑板21安装在安装板25上，安装板25和上料支撑板21的倾斜程度相同，调节板26设置在上料支撑板21与存储料箱体24底部呈钝角夹角的一侧，调节板26靠近上料支撑板21的一端与存储料箱体24底部铰接，调节板26远离上料支撑板21的一端与存储料箱体24卡接。

如图1、图8、图9和图11所示，正反判别模块6设置在机架102上，正反判别模块6位于传送模块4的上下两侧，正反判别模块6包括托块气缸59、U型托块60、夹爪气缸61、旋转气缸62、夹爪升降气缸63、挡块组件和检测组件，其中托块气缸59、U型托块60、夹爪气缸61、旋转气缸62和夹爪升降气缸63共同组合形成翻转组件9，挡块组件设置在传送模块4下方与机架102固定连接，挡块组件位于两个传送带轮组51之间的空隙中。托块气缸59位于传送模块4带动料管15运动方向的一侧，夹爪升降气缸63位于传送模块4的另一侧，U型托块60安装在托块气缸59上端，旋转气缸62安装在夹爪升降气缸63上端，夹爪气缸61与旋转气缸62转动配合连接，检测组件固定在机架102上，检测组件设置在传送模块4侧向且与旋转气缸62位于同一竖直面。检测组件包括检测气缸55和顶针件56，检测气缸55与机架102固定连接，顶针件56安装在检测气缸55朝向旋转气缸62的一侧，顶针件56能够与料管15上的识别孔配合，达到识别料管15正反的目的。挡块组件包括感应元件52、缓冲抵接块53和抵接升降气缸54，抵接升降气缸54与机架102固定连接，缓冲抵接块53固定在抵接升降气缸54朝向传送模块4的一侧，感应元件52固定在机架102上且位于传送模块4侧向。

如图1和图12所示，管料正反复检模块11位于正反判别模块6远离承载箱3的一侧，管料正反复检模块11包括真空压力开关64、复测吸盘65和复测气缸66，真空压力开关64固定在传送模块4的侧向，复测吸盘65和复测气缸66位于传送模块4上侧，且复测气缸66端部与机架102固定连接，复测吸盘65安装在复测气缸66的另一端。料管15通过真空压力开关64后触发真空压力开关64，从而使复测吸盘65产生吸附动作，同时复测气缸66带动复测吸盘65竖直方向向下运动使复测吸盘65与料管15表面抵接，复测吸盘65动作后仅能够对料管15的正向表面产生吸附，通过吸附的成功和失败能够判断此时料管15的正向和反向。复测吸盘65吸附完毕后通过复测气缸66带动向上复位。

如图1、图7和图10所示，挡块组件设置有四组，四组挡块组件分别为第一挡块组件5、第二挡块组件8、第三挡块组件10和第四挡块组件12，第一挡块组件5位于检测组件处，第二挡块组件8位于夹爪升降气缸63和托块气缸59处，第三挡块组件10位于管料正反复检模块11，第四挡块组件12位于上管模块组处。正反判别模块6内还设置有顶管模块7，顶管模块7安装在传送模块4中的传送带轮组51之间，顶管模块7位于传送带轮组51靠近承载箱3的头部，顶管模块7包括分离气缸57和抬升分离块58，分离气缸57固定在机架102上，抬升分离块58固定在分离气缸57上端，抬升分离块58通过竖直运动将若干料管15顶起一个料管位，此时为独立的料管15与第一个挡块组件抵接时的状态。防止在对独立的料管15在进行正反判别和翻转时后续若干料管15堆积。

如图1、图13和图14所示，上管模块组设置在传送模块4远离承载箱3的一侧，上管模块组包括送管延伸模块13和料管取放模块14，其中，送管延伸模块13用于将传送模块4上的料管15竖直顶升，料管取放模块14通过气动吸附的方式将料管15吸取并放入入料站管夹内存储，送管延伸模块13设置在传送模块4下方，送管延伸模块13包括料管限位块67、料管抬升气缸68、料管传送滑轨69和料管传送气缸70，料管传送滑轨69设置有两组，料管传送滑轨69并排设置，料管传送滑轨69的延伸方向与传送模块4中传送带轮组51的延伸方向相同，料管抬升气缸68滑动设置在料管传送滑轨69上，料管限位块67固定安装在料管抬升气缸68远离料管传送滑轨69的一侧，分别位于两个料管传送滑轨69上的料管抬升气缸68连接为一组合体，料管传送气缸70与组合体固定连接，料管传送滑轨69和料管传送气缸70均与机架102固定连接。料管传送气缸70推动两个料管抬升气缸68沿料管传送滑轨69上滑动，同时料管抬升气缸68驱动料管限位块67竖直方向滑动，料管限位块67与料管15抵接后将其向上托起。料管取放模块14设置在传送模块4上方，料管取放模块14位于机架102远离承载箱3的一端。料管取放模块14包括升降驱动元件71、转送吸盘72和转送感应元件73，升降驱动元件71竖直安装在机架102上，升降驱动元件71的下端安装有若干转送吸盘72,转送吸盘72能够对由送管延伸模块13抬升的料管15进行吸附，升降驱动元件71的下端还设置有转送感应元件73,转送感应元件73用于判断15的位置是否与转送吸盘72抵接。入料站管夹安装在机架102上，入料站管夹用于固定独立存放料管15。

如图15所示，自动料管运送模组201包括龙门支架、旋转抓取模块81、Z轴模块83、Y轴模块82和X轴模块80，其中Z轴为垂直地面的竖直方向，X轴为沿龙门支架延伸方向，Y轴为垂直Z轴的方向且Y轴的方向能够与X轴保持垂直，旋转抓取模块81安装在Z轴模块83的下侧端部，旋转抓取模块81由抓取气缸和旋转马达构成，抓取气缸与旋转马达固定连接，抓取气缸通过入料站管夹夹取料管15，而后Z轴模块83带动旋转抓取模块81上升，同时旋转马达启动带动料管15转动。Z轴模块83安装在Y轴模块82上，Z轴模块83由高精度电缸驱动仅进行Z轴方向的运动。Y轴模块82安装在X轴模块80上，Y轴模块82由高精度私服马达丝杆构成，Y轴模块82带动旋转抓取模块81和Z轴模块83共同向Y轴方向运动。X轴模块80安装在龙门支架上，X轴模块80由减速机马达、高精度齿轮和两组滑轨组成。高精度齿轮与滑轨部分啮合，减速机马达与高精度齿轮动力连接。当减速机马达带动高精度齿轮转动时，在齿啮合作用下X轴模块80沿滑轨延伸方向运动，从而由X轴模块80分别带动料管15、旋转抓取模块81、Z轴模块83和Y轴模块82移动至自动装箱模组203的正上方。

如图传送带支架16所示，自动装箱模组203包括框架90和移动料箱平台92，框架90底部设置有地脚91，移动料箱平台92安装在框架90上，移动料箱平台92内设置有私服马达以及两组转移导轨94，料管15从旋转抓取模块81上放下后在重力作用下掉落至移动料箱平台92内进行存储，移动料箱平台92上设置有限位挡块93,限位挡块93能够限制料管15运动。移动料箱平台92通过私服马达驱动在两组转移导轨94上滑动进行运动。

如图17所示，自动摆管上料模组、自动料管运送模组和自动装箱模组能够单一进行使用或整体进行组合使用形成完整的一体化机构。

若干料管15堆放在承载箱3内，由于在料管15堆放时无需刻意进行摆放位置的整理，此时料管15为堆放方向相同但堆放角度不同，即料管15可为倾斜堆放或水平堆放，从而使得料管15可部分贴合至上料活动板22上，当料管15为贴合上料活动板22堆放时，上料气缸23启动带动上料活动板22沿上料支撑板21倾斜面向上滑动，此时上料活动板22抵接料管15,上料活动板22推动料管15沿上料支撑板21倾斜面滑动，当料管15移动超过上料支撑板21最高点时，在重力作用下掉落至传送模块4上，而后被传送模块4转运，最终依次通过自动料管运送模组201和自动装箱模组203，完成料管15的自动装箱工序，相较于传统的人工上料、运输和装箱过程，上述方式能够大大提高管料15的运输和装箱速率。

传送带驱动件50启动后驱动传送带轮组51运转，此时传送带支架16对传送带轮组51起支撑性作用，当料管15掉落在传送带轮组51上后，由于传送带轮组51对称设置，此时传送带轮组51分别支撑料管15的两端，从而使料管15保持稳定，而后在传送带轮组51的运转下，料管15被稳定运输，达到了运输料管15的目的。

翻转板28在未使用时位于收纳腔27内，此时翻转板28远离收纳腔27的一侧平面与上料活动板22表面平齐，在使用翻转板28时，通过驱动组件带动翻转板28沿铰接处翻转，从而使料管15能够被翻转板28支撑，随着翻转板28沿铰接处翻转的过程，料管15向靠近上料支撑板21的方向翻转运动，当料管15为竖直状态时，随着翻转板28的持续翻转，在重力作用下料管15与上料支撑板21抵接并贴合在上料支撑板21表面，而后随着上料活动板22沿上料支撑板21的运动将料管15推送至传送模块4上进行转运，达到了对不同堆放形态的料管15统一进行堆放形态整理的作用，无需刻意人工整理堆放在承载箱3内的料管15的堆放形态，减少了人工操作的步骤，进一步提高了料管15的上料效率。

驱动板35与翻转板28抵接，翻转电机34能够驱动驱动板35发生翻转，此时随着驱动板35翻转角度变大，驱动板35与翻转板28抵接位置发生改变，即抵接位置向翻转板28铰接处移动，此时翻转板28的翻转角度逐渐增大，在驱动板35沿翻转板28的移动过程中由于凸起块37的阻碍作用，翻转板28会发生上下往复的振动，此时若出现多个料管15竖直堆叠的情况时，在振动过程中远离翻转板28的料管15会因振动和重力作用重新掉落在承载箱3内，从而保证了翻转板28单次翻转时，仅有一个料管15会通过上述过程与上料支撑板21贴合，最终运送至传送模块4上，从而保证了对若干料管15独立分离上料的准确度。

微型排气泵29启动，将弹性吸附块32内的气体抽出，当料管15放置在翻转板28上，此时弹性吸附块32与料管15外表面抵接且抵接处在料管15的重力作用下密封，当弹性吸附块32内气体被抽出后气压降低，此时料管15与翻转板28紧密贴合且无法发生相对运动，当翻转板28发生上述过程中的振动情况时，与翻转板28抵接的料管15能够稳定与翻转板28保持贴合状态，从而避免翻转板28振动使所有料管15落入承载箱3内，同时当料管15端部与上料支撑板21抵接时，由于翻转板28持续翻转，翻转板28与上料支撑板21之间夹角逐渐变小，此时料管15会相对翻转板28向远离翻转板28铰接处的方向滑动，此时料管15带动弹性吸附块32在滑动槽31内滑动，此时复位弹簧33被压缩，当料管15变为竖直状态时，微型排气泵29将外部气体送入弹性吸附块32内，此时料管15与弹性吸附块32不在受大气压强限制，在重力作用下随着翻转板28的持续翻转料管15重新贴合在上料支撑板21上，跟随上料活动板22运动至传送模块4，进一步提高了对料管15独立分离上料的精确程度。

上料支撑板21安装在安装板25上，使上料支撑板21保持稳定，同时通过改变调节板26沿铰接处翻转角度能够改变调节板26与上料支撑板21之间空间的大小，从而增大或减小存储料箱体24内堆放料管15的量，提高了上料料管15数量的可调节范围。

通过挡块组件将料管15遮挡，此时料管15保持静止，而后夹爪升降气缸63和托块气缸59分别带动U型托块60和旋转气缸62竖直方向向下运动，使料管15进入夹爪气缸61中，而后夹爪气缸61夹紧，夹爪升降气缸63和料管传送滑轨69停止运动，U型托块60支撑料管15远离夹爪气缸61的一端，旋转气缸62启动后带动料管15发生转动，从而达到调节料管15正反面的目的。

检测气缸55驱动顶针件56水平方向运动，顶针件56通过与料管15指定位置的识别孔抵接，从而判断料管15的正反面，当料管15为反面时，上述正反判别模块6中的过程即可将料管15翻转成为正面，从而达到了料管15在传送过程中正反面统一的目的，从而方便后续对料管15的装箱作业，进一步提高了料管15装箱的效率。

感应元件52用于检测料管15的实时位置，抵接升降气缸54驱动缓冲抵接块53竖直方向运动，当料管15通过感应元件52时，感应元件52检测到料管15，此时抵接升降气缸54启动带动缓冲抵接块53上升，缓冲抵接块53上升高度超过传送模块4的高度，此时缓冲抵接块53将料管15拦截，上述过程即完成了对料管15的自动化拦截，无需人工干预，提高了一体化机构的自动化程度。

传送模块4将料管15运送至送管延伸模块13上方，而后随着送管延伸模块13将料管15的顶升使料管15与传送模块4脱离接触并移动至料管取放模块14的下方，此时料管取放模块14通过气动吸附的方式将料管15吸取并通过转动运送至入料站管夹内，而后自动料管运送模组201从入料站管夹将料管15转运至自动装箱模组203内进行装箱作业，相较于传统人工搬运料管15的方式减少了人工劳动强度同时提高了搬运速率，进而提高了料管15上料传送的效率。

使用时，若干料管15统一朝向在存储料箱体24内部上料支撑板21和调节板26之间的空间任意位置摆放堆积，此时上料活动板22位于上料支撑板21的最下方，此时料管15可能会沿上料支撑板21倾斜方向贴合在上料支撑板21表面，也可能均未与上料支撑板21倾斜面贴合。当需要对料管15进行上料时，上料气缸23启动，从而带动上料活动板22沿上料支撑板21倾斜方向向上运动，此时上料活动板22可与料管15抵接并使其在上料支撑板21表面滑动，最终将料管15向上顶起至传送带轮组51的上方。而后料管15与上料支撑板21脱离连接后在重力作用下掉落在传送带轮组51上表面，此时传送带驱动件50带动传送带轮组51运动，传送带轮组51带动料管15沿传送带轮组51的运动方向运动。当料管15均未与上料支撑板21贴合时，通过上述上料辅助组件20的工作过程，能够使被翻转板28抬起的料管15翻转并附着在上料支撑板21表面，而后通过上述过程即可完成对料管15的进料作业。在传送带轮组51上运动的若干料管15首先与第一挡块组件5抵接，第一挡块组件5通过上述过程对料管15进行拦截。而后通过上述过程可自动控制顶针件56与料管15上的识别孔进行配合识别，从而判断料管15的正反向。若判断料管15为反向时，第一挡块组件5下降使料管15继续沿传送带轮组51运动，并与第二挡块组件8抵接，此时夹爪升降气缸63控制旋转气缸62和夹爪气缸61下降，使夹爪气缸61夹紧抓取料管15，此时托块气缸59控制U型托块60提升,夹爪升降气缸63控制旋转气缸62和夹爪气缸61提升，使U型托块60与料管15端部抵接，此时料管15处于平衡状态，而后旋转气缸62启动带动夹爪气缸61转动一百八十度，从而使料管15旋转一百八十度，料管15由反向变为正向，而后夹爪升降气缸63和托块气缸59下降，此时料管15重新放置在传送带轮组51上，而后夹爪气缸61解除对料管15的夹紧，而后夹爪升降气缸63带动旋转气缸62和夹爪气缸61上升至起始位置即可。料管15跟随传送带轮组51继续运动，而后与第三挡块组件10抵接，此时通过管料正反复检模块11经由上述过程二次对料管15的正反进行判别，判别完毕后，第三挡块组件10经由上述过程下降解除对料管15的阻拦，此时料管15跟随传送带轮组51继续运动。而后与第四挡块组件12抵接，上述第一挡块组件5、第二挡块组件8、第三挡块组件10和第四挡块组件12的运动过程均与上述挡块组件的运动过程相同，当第四挡块组件12与料管15抵接后，通过上述过程依次使料管15通过送管延伸模块13和料管取放模块14转运至入料站管夹内进行临时存储。

而后料管15通过上述过程被自动料管运送模组201抓取并通过上述过程最终转运至自动装箱模组203内进行存储，从而完成料管15的上料、传送及装箱的全部作业。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，包括料管(15)，其特征在于：包括

自动摆管上料模组(202)，包括

机架模块(1)，竖直设置，

分管模块(2)，安装在机架模块(1)上，分管模块内设置有

承载箱(3)，固定在机架模块(1)的一侧，若干料管(15)放置在承载箱(3)内，承载箱(3)内设置有

上料支撑板(21)，与承载箱(3)固定连接，上料支撑板(21)为竖直倾斜状设置，

上料活动板(22)，沿上料支撑板(21)方向滑动设置，

上料辅助组件(20)，安装在上料活动板(22)上，上料辅助组件(20)位于上料活动板(22)远离地面的一端，

上料气缸(23)，与上料活动板(22)动力连接，上料气缸(23)安装在上料支撑板(21)下方，

传送模块(4)，安装在机架模块(1)上，传送模块(4)与上料支撑板(21)配合，

自动料管运送模组(201)，与自动摆管上料模组(202)配合设置，

自动装箱模组(203)，与自动料管运送模组(201)配合设置，

其中，分管模块(2)用于对堆放料管(15)的独立分离，上料辅助组件(20)通过翻转作业将水平状态的料管(15)翻转，使料管(15)与上料支撑板(21)贴合并与上料活动板(22)端部抵接，传送模块(4)将独立的料管(15)运输至自动料管运送模组(201)，自动料管运送模组(201)将料管(15)转移运送，自动装箱模组(203)将若干料管(15)收集。

2.根据权利要求1所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：传送模块(4)包括

传送带支架(16)，固定安装在机架模块(1)上，

传送带驱动件(50)，安装在传送带支架(16)上，

传送带轮组(51)，关于传送带驱动件(50)对称设置在传送带支架(16)上，传送带轮组(51)与传送带驱动件(50)动力连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：上料辅助组件(20)包括

收纳腔(27)，设置在上料活动板(22)上侧端部，

翻转板(28)，端部与收纳腔(27)上侧铰接，

驱动组件，设置在上料活动板(22)内，驱动组件与翻转板(28)连接，

稳定组件，设置在翻转板(28)远离上料活动板(22)的一侧端面，

其中，驱动组件驱动翻转板(28)沿铰接处翻转，稳定组件用于限制与翻转板(28)抵接的料管(15)的运动。

4.根据权利要求3所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：驱动组件包括

驱动板(35)，一端铰接在收纳腔(27)内，驱动板(35)的另一端与翻转板(28)远离稳定组件的一侧端面抵接，

翻转电机(34)，内置在上料活动板(22)内，翻转电机(34)与驱动板(35)铰接处的转动中心动力连接。

5.根据权利要求3所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：稳定组件包括

滑动槽(31)，设置在翻转板(28)远离铰接处的一端，

弹性吸附块(32)，滑动设置在滑动槽(31)内，弹性吸附块(32)部分从滑动槽(31)开口处延伸之至滑动槽(31)外部，

复位弹簧(33)，固定在弹性吸附块(32)与滑动槽(31)远离翻转板(28)铰接处的一侧端壁之间，

微型排气泵(29)，固定在翻转板(28)朝向收纳腔(27)的一侧，微型排气泵(29)与弹性吸附块(32)内连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：承载箱(3)包括

存储料箱体(24)，水平安装在机架模块(1)上，

安装板(25)，倾斜固定在存储料箱体(24)内壁，上料支撑板(21)安装在安装板(25)上，安装板(25)和上料支撑板(21)的倾斜程度相同，

调节板(26)，设置在上料支撑板(21)与存储料箱体(24)底部呈钝角夹角的一侧，调节板(26)靠近上料支撑板(21)的一端与存储料箱体(24)底部铰接，调节板(26)远离上料支撑板(21)的一端与存储料箱体(24)卡接。

7.根据权利要求1所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：包括

正反判别模块(6)，设置在机架模块(1)上，正反判别模块(6)位于传送模块(4)的上下两侧，正反判别模块(6)包括

挡块组件，设置在传送模块(4)下方与机架模块(1)固定连接，

托块气缸(59)，位于传送模块(4)带动料管(15)运动方向的一侧，

夹爪升降气缸(63)，位于传送模块(4)的另一侧，

U型托块(60)，安装在托块气缸(59)上端，

旋转气缸(62)，安装在夹爪升降气缸(63)上端，

夹爪气缸(61)，与旋转气缸(62)转动配合连接，

检测组件，固定在机架模块(1)上，检测组件设置在传送模块(4)侧向且与旋转气缸(62)位于同一竖直面。

8.根据权利要求7所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：检测组件包括

检测气缸(55)，与机架模块(1)固定连接，

顶针件(56)，安装在检测气缸(55)朝向旋转气缸(62)的一侧。

9.根据权利要求7所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：挡块组件包括

抵接升降气缸(54)，与机架模块(1)固定连接，

缓冲抵接块(53)，固定在抵接升降气缸(54)朝向传送模块(4)的一侧，

感应元件(52)，固定在机架模块(1)上且位于传送模块(4)侧向。

10.根据权利要求1所述的一种用于料管的上料、传送及装箱一体化机构，其特征在于：包括

上管模块组，设置在传送模块(4)远离承载箱(3)的一侧，上管模块组包括

送管延伸模块(13)，设置在传送模块(4)下方，

料管取放模块(14)，设置在传送模块(4)上方，

入料站管夹，安装在机架模块(1)上，

其中，送管延伸模块(13)用于将传送模块(4)上的料管(15)竖直顶升，料管取放模块(14)通过气动吸附的方式将料管(15)吸取并放入入料站管夹内存储。

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