CN117735263A - 一种自卸装载码垛机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及码垛技术领域,尤其涉及一种自卸装载码垛机,本发明通过传送机构传送传送物,检测机构获取传送物的重力分布情况以及传送物图像,码垛机构将传送物抓取至预定码垛区域,码垛控制器将传送物根据传送物图像划分传送物形态;以及根据传送物形态调整码垛机构的运行参数,包括,获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整机械臂的码垛方向;或,根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂的晃动力度,控制机械臂抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域,本发明在码垛过程中实时适应性调整码垛机构的运行参数,提升码垛的稳定性以及安全性。
Description
技术领域
本发明涉及码垛技术领域,尤其涉及一种自卸装载码垛机。
背景技术
码垛机是用于自动化物料处理和包装的设备,通常用于将成品、箱体或袋装产品等以一定的方式堆叠在货物托盘上,广泛应用于物流、制造业和仓储等领域。码垛机能够将物料按照预定的规则和高度堆叠,提高堆垛的效率。
中国专利公开号:CN115285704A,公开了一种高效出垛的码垛机,包括机架;输送装置;送砖组件,将所述砖块输送至出垛机构,所述出垛机构位于所述输送装置的输出端;码正机构,升降设置在所述机架上,用于将砖块从所述送砖组件转移到所述出垛机构上;所述出垛机构包括第一滑动架,沿竖直方向滑动设置在所述机架上,所述第一滑动架为圆形结构,且具有凸环;旋转台,旋转设置在所述第一滑动架上;及导块,设置在所述机架上,所述导块设置有至少两个,且所述导块具有卡槽,所述卡槽竖向排列有若干个,所述凸环与所述卡槽适配;通过上述技术方案,解决了现有技术中砖体自由下落在码垛板上的时候,边角被磕碰产生掉角现象或者棱边破损的问题。
但是,现有技术中还存在以下问题,
待码垛物料可能为盒装物料或袋装物料,袋装物料存在装料比率不同,从而表面平整度不同,码垛的稳定性较差,盒装物料的码垛稳定性较好,但可能存在盒装物料重力分布不均衡的情况,现有技术中未将待码垛物料根据包装进行划分,根据不同的包装选择相应的码垛方式,导致码垛的稳定性较差的问题。
发明内容
为此,本发明提供一种自卸装载码垛机,用以克服现有技术中未将待码垛物料根据包装进行划分,根据不同的包装选择相应的码垛方式,导致码垛的稳定性较差的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种自卸装载码垛机,包括:
传送机构,包括传送带以及驱动传送带运行的驱动单元;
检测机构,包括设置在所述传送带末端的重力分布检测台以及设置在所述重力分布检测台一侧的图像采集单元;
码垛机构,包括设置在所述重力分布检测台一侧用以将传送物抓取至预定码垛区域的机械臂;
码垛控制器,其分别与所述检测机构以及码垛机构连接,包括图像划分单元以及码垛控制单元,
所述图像划分单元用以根据传送物图像划分传送物形态;
所述码垛控制单元用以根据传送物形态调整码垛机构的运行参数,包括,
获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整所述机械臂的码垛方向;
或,根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂的晃动力度,控制机械臂抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域。
进一步地,所述码垛控制单元确定传送物重力分布差,包括,
确定重力分布检测台上各重力传感器组的受力差值,将最大受力差值确定为传送物重力分布差。
进一步地,所述码垛控制单元将所述传送物重力分布差与预设传送物重力分布差对比阈值进行对比,
若所述传送物重力分布差大于预设传送物重力分布差对比阈值,则所述码垛控制单元判定不满足重力分布标准。
进一步地,所述码垛控制单元还用以确定受力向量,包括,
在所述最大受力差值中确定较大受力点以及较小受力点,以较大受力点为基准向较小受力点的方向构建受力向量。
进一步地,所述码垛控制单元还用以控制机械臂每次将传送物移动至码垛区域时记录所述传送物的受力向量。
进一步地,所述码垛控制单元根据重力分布数据调整所述机械臂的码垛方向,其中,
所述码垛控制单元确定所述传送物的受力向量,控制所述机械臂抓取传送物后旋转所述机械臂的抓取头,以使所述受力向量与所述码垛控制单元记录的受力向量相反,并移动至预定的码垛区域。
进一步地,所述码垛控制单元获取所述传送物上表面的若干点到下表面的距离差值,筛选出最大距离差值表征传送物侧面轮廓的差异情况。
进一步地,所述码垛控制单元将所述最大距离差值与距离差值对比阈值进行对比,
若所述最大距离差值大于所述距离差值对比阈值,则所述码垛控制单元判定不符合预定的形态标准。
进一步地,所述码垛控制单元确定机械臂的晃动力度与所述最大距离差值正相关。
进一步地,所述图像划分单元根据传送物图像将传送物划分为箱体形态和非箱体形态。
与现有技术相比,本发明通过传送机构传送传送物,检测机构获取传送物的重力分布情况以及传送物图像,码垛机构将传送物抓取至预定码垛区域,码垛控制器将传送物根据传送物图像划分传送物形态;以及根据传送物形态调整码垛机构的运行参数,包括,获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整机械臂的码垛方向;或,根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂的晃动力度,控制机械臂抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域,本发明有助于提升码垛的稳定性以及安全性。
尤其,本发明通过传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,将传送物进行码垛,如果传送物内重力分布不均,整个码垛可能会倾向于重力较大的一侧,且码垛的稳定性也与传送物之间的摩擦力相关,不均匀的重力分布会导致一侧的摩擦力不足以抵抗另一侧的重力,从而使整个结构不稳定,通过传送物重力分布差可以判断码垛的稳定性,调整码垛策略。
尤其,本发明通过重力分布数据调整所述机械臂的码垛方向,由于重力分布差不满足重力分布标准时,码垛容易不稳定,产生码垛向一侧倾倒的问题,通过调整机械臂的码垛方向,可以使码垛整体的重力均衡,传送物之间的摩擦力均衡,从而提升了码垛的稳定性以及安全性。
尤其,本发明通过传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,在传送物内物料分布不均时,传送物侧面可能存在不平整的情况,通过传送物不同点的距离差值可以判断传送物在码垛中的稳定程度,有助于后续对传送物进行处理,提升码垛的稳定性以及安全性。
尤其,本发明通过控制机械臂抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域,在传送物分布不均衡时,需要施加外部力使传送物分布尽可能均衡,在晃动过程中,晃动的力需要克服传送物间摩擦力以及传送物的重力,在传送物分布的不均衡程度越大时,认为使传送物分布均衡需要克服的力更大,通过晃动使传送物较为平整,提升码垛的稳定性以及安全性。
附图说明
图1为发明实施例的自卸装载码垛机结构图;
图2为发明实施例的重力分布检测台示意图;
图3为发明实施例的重力分布标准逻辑判定图;
图4为发明实施例的预定的形态标准逻辑判定图;
附图中各部件的标记如下:1、驱动单元,2、传送带,3、重力分布检测台,31、重力传感器,4、机械臂,5、预定码垛区域。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图4所示,图1为发明实施例的自卸装载码垛机结构图,图2为发明实施例的重力分布检测台示意图,图3为发明实施例的重力分布标准逻辑判定图,图4为发明实施例的预定的形态标准逻辑判定图,本发明的自卸装载码垛机,包括:
传送机构,包括传送带2以及驱动传送带2运行的驱动单元1;
检测机构,包括设置在所述传送带2末端的重力分布检测台3以及设置在所述重力分布检测台3一侧的图像采集单元;
码垛机构,包括设置在所述重力分布检测台3一侧用以将传送物抓取至预定码垛区域5的机械臂4;
码垛控制器,其分别与所述检测机构以及码垛机构连接,包括图像划分单元以及码垛控制单元,
所述图像划分单元用以根据传送物图像划分传送物形态;
所述码垛控制单元用以根据传送物形态调整码垛机构的运行参数,包括,
获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整所述机械臂4的码垛方向;
或,根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂4的晃动力度,控制机械臂4抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域5。
具体而言,本发明对传送机构的具体结构不作限定,传送带2可以为链式传送带、辊道传送带等,只需能够完成传送物的传送即可,驱动单元1可以为三相异步电动机、直流电动机等,可以提供动力带动传送带2进行运转即可,此为现有技术,不再赘述。
具体而言,本发明对检测机构的具体结构不作限定,重力分布检测台3为包括台面以及以检测台中心为基准,对称设置在台面下的两组重力传感器31,可以测量四个位置的重力值,图像采集单元可以为相机,可以获取传送物图像即可,此为现有技术,不再赘述。
可以理解的是,单个受力传感器组包括以检测台中心为基准对称设置的重力传感器31,以方便判定单个方向上的受力差值。
具体而言,本发明对码垛机构的具体结构不作限定,机械臂4由多个关节连接,能实现多自由度运动,此为现有技术,不再赘述。
具体而言,本发明码垛控制器的具体结构不作限定,其本身以及其中的各单元可以由逻辑部件或逻辑部件的组合构成,逻辑部件包括现场可编程处理器、计算机或计算机中的微处理器,此为现有技术,不再赘述。
具体而言,本发明对识别传送物形态的具体方式不做限定,在本实施例中,可预先训练能够识别盒装传送物的图像识别算法或模型并导入码垛控制器中,以实现对应的功能,此不再赘述。
具体而言,所述码垛控制单元确定传送物重力分布差,包括,
确定重力分布检测台3上各重力传感器组的受力差值,将最大受力差值确定为传送物重力分布差。
具体而言,所述码垛控制单元将所述传送物重力分布差F与预设传送物重力分布差对比阈值Fa进行对比,
若所述传送物重力分布差大于预设传送物重力分布差对比阈值,则所述码垛控制单元判定不满足重力分布标准。
在本实施例中,测量传送物重力值F0,设Fa=g×F0,g为重力值系数,0.05<g<0.2。
具体而言,本发明通过传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,将传送物进行码垛,如果传送物内重力分布不均,整个码垛可能会倾向于重力较大的一侧,且码垛的稳定性也与传送物之间的摩擦力相关,不均匀的重力分布会导致一侧的摩擦力不足以抵抗另一侧的重力,从而使整个结构不稳定,通过传送物重力分布差可以判断码垛的稳定性,调整码垛策略。
具体而言,所述码垛控制单元还用以确定受力向量,包括,
在所述最大受力差值中确定较大受力点以及较小受力点,以较大受力点为基准向较小受力点的方向构建受力向量。
具体而言,所述码垛控制单元还用以控制机械臂4每次将传送物移动至码垛区域时记录所述传送物的受力向量。
具体而言,所述码垛控制单元根据重力分布数据调整所述机械臂4的码垛方向,其中,
所述码垛控制单元确定所述传送物的受力向量,控制所述机械臂4抓取传送物后旋转所述机械臂4的抓取头,以使所述受力向量与所述码垛控制单元记录的受力向量相反,并移动至预定的码垛区域。
在本实施例中,码垛区域存在夹齐板,在机械臂4将传送物移动至预定的码垛区域后,夹齐板夹齐传送物,使传送物按照预设方向整齐摆放。
具体而言,本发明通过重力分布数据调整所述机械臂4的码垛方向,由于重力分布差不满足重力分布标准时,码垛容易不稳定,产生码垛向一侧倾倒的问题,通过调整机械臂4的码垛方向,可以使码垛整体的重力均衡,传送物之间的摩擦力均衡,从而提升了码垛的稳定性以及安全性。
具体而言,所述码垛控制单元获取所述传送物上表面的若干点到下表面的距离差值,筛选出最大距离差值表征传送物侧面轮廓的差异情况。
具体而言,所述码垛控制单元将所述最大距离差值H与距离差值对比阈值Ha进行对比,
若所述最大距离差值大于所述距离差值对比阈值,则所述码垛控制单元判定不符合预定的形态标准。
在本实施例中,获取所述传送物上表面的若干点到下表面的距离差值的平均值He,设Ha=k×He,k为距离系数,0.05<k<0.1。
具体而言,本发明通过传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,在传送物内物料分布不均时,传送物侧面可能存在不平整的情况,通过传送物不同点的距离差值可以判断传送物在码垛中的稳定程度,有助于后续对传送物进行处理,提升码垛的稳定性以及安全性。
具体而言,所述码垛控制单元确定机械臂4的晃动力度Fh与所述最大距离差值正相关。
在本实施例中,可选的,
He<H<1.5He,Fh=α1×Fe,
1.5He≤H,Fh=α2×Fe,
α1为第一晃动系数,α2为第二晃动系数,0.5<α1<α2<1,Fe表示基准力度值,Fe=e×F0,e表示比例系数,F0表示传送物重力,0.05<e<0.1。
具体而言,本发明通过控制机械臂4抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域5,在传送物分布不均衡时,需要施加外部力使传送物分布尽可能均衡,在晃动过程中,晃动的力需要克服传送物间摩擦力以及传送物的重力,在传送物分布的不均衡程度越大时,认为使传送物分布均衡需要克服的力更大,通过晃动使传送物较为平整,提升码垛的稳定性以及安全性。
具体而言,所述图像划分单元根据传送物图像将传送物划分为箱体形态和非箱体形态。
若传送物图像为箱体形态,则所述码垛控制单元获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整所述机械臂4的码垛方向;
若传送物图像为非箱体形态,则所述码垛控制单元根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂4的晃动力度,控制机械臂4抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域5。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自卸装载码垛机,其特征在于,包括:
传送机构,包括传送带以及驱动传送带运行的驱动单元;
检测机构,包括设置在所述传送带末端的重力分布检测台以及设置在所述重力分布检测台一侧的图像采集单元;
码垛机构,包括设置在所述重力分布检测台一侧用以将传送物抓取至预定码垛区域的机械臂;
码垛控制器,其分别与所述检测机构以及码垛机构连接,包括图像划分单元以及码垛控制单元,
所述图像划分单元用以根据传送物图像划分传送物形态;
所述码垛控制单元用以根据传送物形态调整码垛机构的运行参数,包括,
获取传送物的重力分布数据,以基于传送物重力分布差判定是否满足重力分布标准,根据重力分布数据调整所述机械臂的码垛方向;
或,根据传送物侧面轮廓的差异情况,判定是否符合预定的形态标准,确定机械臂的晃动力度,控制机械臂抓取传送物以对应晃动力度晃动后移动至预定码垛区域。
2.根据权利要求1所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元确定传送物重力分布差,包括,
确定重力分布检测台上各重力传感器组的受力差值,将最大受力差值确定为传送物重力分布差。
3.根据权利要求2所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元将所述传送物重力分布差与预设传送物重力分布差对比阈值进行对比,
若所述传送物重力分布差大于预设传送物重力分布差对比阈值,则所述码垛控制单元判定不满足重力分布标准。
4.根据权利要求2所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元还用以确定受力向量,包括,
在所述最大受力差值中确定较大受力点以及较小受力点,以较大受力点为基准向较小受力点的方向构建受力向量。
5.根据权利要求4所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元还用以控制机械臂每次将传送物移动至码垛区域时记录所述传送物的受力向量。
6.根据权利要求1所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元根据重力分布数据调整所述机械臂的码垛方向,其中,
所述码垛控制单元确定所述传送物的受力向量,控制所述机械臂抓取传送物后旋转所述机械臂的抓取头,以使所述受力向量与所述码垛控制单元记录的受力向量相反,并移动至预定的码垛区域。
7.根据权利要求1所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元获取所述传送物上表面的若干点到下表面的距离差值,筛选出最大距离差值表征传送物侧面轮廓的差异情况。
8.根据权利要求7所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元将所述最大距离差值与距离差值对比阈值进行对比,
若所述最大距离差值大于所述距离差值对比阈值,则所述码垛控制单元判定不符合预定的形态标准。
9.根据权利要求7所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述码垛控制单元确定机械臂的晃动力度与所述最大距离差值正相关。
10.根据权利要求1所述的自卸装载码垛机,其特征在于,所述图像划分单元根据传送物图像将传送物划分为箱体形态和非箱体形态。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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