CN205892179U - 自动装箱机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动装箱机械手，包括在PLC系统控制下配合工作的机架、输送装置、托盘、移动系统；所述机架的底座上装有行车装置，机架内设有输送装置，输送装置的前方设有可横向摆满大于等于两个标准箱的托盘，托盘连接在可带动其上下、前后移动的移动系统上；所述机械手上设有可将输送到其上的标准箱逐个推送到托盘上的分配装置；所述机械手上设有可将每一个输送到托盘上的标准箱逐个向左或向右横推、直到横向排满托盘的横向推箱装置；机械手上还设有可使托盘上横向排满的若干个标准箱整体脱出托盘的脱箱装置。完全代替人工，装箱速度快，节省人力。

Description

自动装箱机械手

技术领域

本实用新型涉及输送装箱领域，特别涉及一种自动装箱机械手。

背景技术

随着世界贸易的全球化，集装箱在国际运输中发挥着重要的作用，对于生产厂家或商家，必须将包装好成箱的产品装入集装箱或货柜箱内，现有技术中通常采取人工搬运、摆箱的方式完成装箱工作，劳动量大、工作效率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可代替人工将规格统一的标准箱自动化地装入集装箱或货柜箱中、结构可靠的自动装箱机械手。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种自动装箱机械手，包括PLC控制系统、以及在PLC系统控制下配合工作的机架、输送装置、托盘、移动系统；所述机架的底座上装有行车装置，将标准箱输送到托盘上的输送装置设置在机架内，输送装置的前方设有可横向摆满大于等于两个标准箱的托盘，托盘连接在可带动其上下、前后移动的移动系统上；

所述机械手上设有可将输送到其上的标准箱逐个推送到托盘上的分配装置；

所述机械手上设有可将每一个输送到托盘上的标准箱逐个向左或向右横推、直到横向排满托盘的横向推箱装置；机械手上还设有可使托盘上横向排满的若干个标准箱整体脱出托盘的脱箱装置。

优选地，所述托盘的前端设有实现自动装箱机械手自动定位的行车感应器。

进一步地，所述输送装置分为与托盘后端相邻的第二加速段以及可将外传送装置输送到其上的标准箱暂存、且能间隔性地每次将一个所述标准箱输送到第二加速段上的第一加速段。

更进一步地，所述托盘横向分为托盘中部、托盘左端、托盘右端；与输送装置对接的所述托盘中部上沿托盘长度方向设有推箱间隙；所述横向推箱装置设置于托盘的下方，包括横向推箱动力机构，横向推箱动力机构的输出端连有高出托盘上表面时在所述推箱间隙中左右往复运动推动标准箱的推箱杆，所述横向推箱动力机构连接在可带动推箱杆反复超出/缩回托盘上表面的横推升降机构上。

其中，所述托盘中部沿托盘长度方向设置的若干个第二滚筒并排而成，第二滚筒之间留有所述推箱间隙，所述托盘左端及托盘右端垂直托盘长度方向设置若干个第三滚筒并排而成。

更优选地，所述输送装置上垂直输送装置的输送方向设有纠偏间隙，输送装置的下方设有纠偏装置，纠偏装置包括纠偏动力机构，纠偏动力机构的输出端连有从所述纠偏间隙中穿出、且可在所述纠偏间隙中左右往复运动推动标准箱的拨件。

所述输送装置的中心线与所述托盘的中心线为同一轴线或互为平行线。

进一步地，所述输送装置分为与托盘后端相邻的第二加速段以及可将外传送装置输送到其上的标准箱暂存、且能每次将一个所述标准箱输送到第二加速段上的第一加速段，所述纠偏间隙垂直第二加速段的输送方向设置于第二加速段上，所述纠偏装置设置于第二加速段的下方。

所述第二加速段为滚筒输送，包括若干个垂直第二加速段输送方向设置的第一滚筒，若干个第一滚筒之间设有所述纠偏间隙.

其中，所述分配装置包括对称竖直设置于输送装置左右两侧的两个分配架，每个所述分配架具有四个可连成矩形的端点，每个端点处均设置第一链轮，两个传动链分别适配每一个分配架上的四个第一链轮形成矩形框，其中至少一个第一链轮是可带动传动链顺时针转动的主动轮，第一分配杆、第二分配杆将所述传动链分成相等的两份、分配装置转动时可位置互换地、水平连接于两个传动链之间。

也可以，所述输送装置分为与托盘后端相邻的第二加速段以及可将外传送装置输送到其上的标准箱暂存、且能每次将一个所述标准箱输送到第二加速段上的第一加速段，所述分配装置设置于第二加速段处。

优选地，所述托盘左端、托盘右端的后方分别设置竖直的左挡板、右挡板，左挡板与右挡板之间留有宽度可容标准箱适配通过的通道；

所述脱箱装置包括分别连接在左挡板、右挡板上的两个第二前后移动装置，左侧的第二前后移动装置上设有右端可反复向右伸出、缩回的左脱箱机构，左脱箱机构位于左挡板的前方，其左端与托盘的左端平齐；右侧的第二前后移动装置上设有左端可反复向左伸出、缩回的右脱箱机构，右脱箱机构位于右挡板的前方，其右端与托盘的右端平齐；左脱箱装置的右端与右脱箱机构的左端相向伸出对接时，使脱箱装置与托盘等长，左脱箱装置的左端与右脱箱机构的左端缩回时，可容标准箱通过。

更优选地，左脱箱机构包括固定在左侧的第二前后移动装置上的左固定杆，左固定杆上固定有气缸杆可向右伸出的左气缸；右脱箱机构包括固定在右侧的第二前后移动装置上的右固定杆，右固定杆上固定有气缸杆向左伸出的右气缸。

所述移动系统包括可带动托盘前后移动的第一前后移动装置、以及带动托盘上下移动的主升降系统；主升降系统设有主升降动力装置及主升降动力传动机构，所述第一前后移动装置连接在主升降传动机构上随主升降传动机构同步上下运动，所述第一前后移动装置、主升降传动机构为设置于输送装置左右两侧、且连接于托盘两侧同步运动的两组。

进一步地，每个所述第一前后移动装置包括前后移动驱动机构及在其带动下反复伸出、缩回的横T形支架，横T形支架包括竖杆以及与竖杆中部连接的横向的伸缩臂；所述托盘通过连接件可升降地连接在竖杆上；

所述机架的左右两侧顶部分别设有可在主升降动力装置驱动下绕自身轴心正转/反转的顶端横梁，顶端横梁平行标准箱的前进方向设置，所述主升降动力传动机构的顶部连接在顶端横梁上，连接在主升降动力传动机构底端的伸缩臂随顶端横梁的正转反转而上升或下降。

更进一步地，所述连接件的一端与托盘固定，另一端可升降地、且可在竖杆上定位地连接在竖杆上，竖杆的上端设有防止连接件位于竖杆上端时下滑的第一托盘限位装置，竖杆的下端设有防止连接件向下滑出竖杆的第二托盘限位装置，竖杆的中部设有确保托盘的上表面与输送装置的上表面平齐的第三托盘限位装置。

所述主升降动力传动机构包括固定在顶端横梁上随顶端横梁同步转动的第二链轮，还包括适配第二链轮、连接在横T形支架上可带动横T形支架反复上升/下降的第二链条；主升降动力装置设置在左右两侧顶端横梁之间，其输出端可带动左右两侧顶端横梁以相同速度反向转动。

最优选地，所述机架上还设有托盘停放台，停放于托盘停放台上的托盘的上表面与输送装置的上表面平齐。

与现有技术相比，本实用新型自动装箱机械手带有行车装置，可带动自动装箱机械手轻松进入待装货柜箱，且可在货柜箱内调整位置；机械手的分配装置，使得标准箱能依次逐个准确地进入托盘中；所述横向推箱装置将每一个进入托盘的标准箱逐个的横向排开，直到排满整个托盘，控制托盘前后上下运动的移动系统将装满标准箱的托盘送到货柜箱内的预定位置；脱箱装置可将托盘上排满的标准箱一次性平稳推下托盘，使其放置于预定位置；PLC控制系统带有显示屏及运算系统，在PLC控制系统的显示器上输入待装货柜箱与标准箱的长、宽、高，PLC控制系统根据输入的数据，自动计算出托盘上每次可横向排列的标准箱的个数，自动调整纠偏初始位置、纠偏距离、横推初始位置以及横向推箱装置向左或向右的推箱次数，且可在显示器中输入标准箱码垛方案，利用PLC控制系统调整各部件之间协调运行，整体实现标准箱的自动装箱，取代人工装箱，节约人力。

机械手还设有纠偏装置，当横向排满托盘的标准箱的个数为奇数时，纠偏装置将输送装置上的标准箱逐个推动至其中心线对应托盘的中心线进入托盘上，当横向排满托盘的标准箱的个数为偶数时，纠偏装置将输送装置上标准箱逐个推动至标准箱的同一侧对应托盘的中心线进入托盘中，确保排满托盘需要的所有标准箱均能顺利进入托盘中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地解释。

图1是自动装箱机械手与待装货柜箱整体示意图

图2是标准箱装上托盘的示意图

图3是自动装箱机械手整体结构示意图

图4是自动装箱机械手感应器分布示意图

图5是分配装置示意图

图6是纠偏装置示意图

图7是托盘与移动系统设置侧视示意图

图8是托盘详细布局示意图

图9横向推箱装置示意图

图10是托盘与脱箱装置示意图

图11是左脱箱装置与右脱箱装置相向伸出而相接时的状态示意图

图12是标准箱被脱箱装置顶住脱离托盘的状态示意图

图13是标准箱被码垛到低于主升降系统最底端位置的示意图

图14是标准箱码垛到高于主升降系统最顶端位置的示意图

图15是托盘上排满偶数个标准箱时横向推箱装置工作示意图

图16是托盘上排满奇数个标准箱时横向推箱装置工作示意图

具体实施方式

为了描述方便，如图1、图2中文字所示为参考，以标准箱9前进的方向定义为前，图示中所示左、右为左、右。将标准箱9前后壁之间定义为标准箱9的长，标准箱9左右两侧之间定义为标准箱9的宽，标准箱9的中心线可将标准箱9分成左右均等的两份；将托盘3前后之间定义为托盘3的宽，将托盘3左右两端之间定义为托盘3的长，托盘3的中心线可将托盘3分成左右均等的两份。

如图1、图3、图4所示，一种自动装箱机械手100，包括底部装有行车装置18的机架1，机架1内设有输送装置2，输送装置2的前方设有可横向摆满不少于两个标准箱9的托盘3，托盘3连接在可带动其上下、前后移动的移动系统4上；输送装置2的后端可与外传送装置200的前端对接，将外传送装置200输送到输送装置2上的标准箱9逐个推送入托盘3中，所述机架1、输送装置2、托盘3、移动系统4通过PLC控制系统(图中未示出)电通讯连接，实现相互之间协调运行。托盘3的前端设有行车感应器39。优选地，行车感应器39为接触式感应器，在行车感应器39触碰到货柜箱7的前壁时机械手后退一定距离(优选为退回一个标准箱9的长度加上托盘3总宽度的距离)实现自动定位。托盘3优选为矩形。

如图1所示，本实施例中，外传送装置200为伸缩输送带，机架1的下方设有可移动的升降装置5，调整升降装置5的位置及高度，可将自动装箱机械手100调整到与待装货柜箱7的底面平齐对接，行车装置18运行，可伸缩的外传送装置200逐渐拉长，自动装箱机械手100进入货柜箱7内。

所述机架1包括设置于输送装置2下方的底座11，行车装置18(本实施例中为带有动力系统的车轮)设置于底座11下方，可带动自动装箱机械手100运动。

所述输送装置2的中心线与托盘3的中心线为同一轴线或互为平行线，所述输送装置2上垂直输送装置2的输送方向设有纠偏间隙232，输送装置2的下方设有纠偏装置24，纠偏装置24包括纠偏动力机构243，纠偏动力机构243的输出端连有从所述纠偏间隙232中穿出、且可在所述纠偏间隙232中左右往复运动推动标准箱9的拨件241。当横向排满托盘3的标准箱9的个数为奇数时，纠偏装置24将输送装置2上的标准箱9逐个推动至其中心线对应托盘3的中心线，当横向排满托盘3的标准箱9的个数为偶数时，纠偏装置24将输送装置2上标准箱9逐个推动至标准箱9的同一侧对应托盘3的中心线。

如图3所示，所述输送装置2自后向前依次分为相邻的第一加速段22、第二加速段23；第一加速段22可将外传送装置200输送到其上的标准箱9暂存，且能每次将一个所述标准箱9输送到第二加速段23上；所述纠偏间隙232垂直第二加速段23的输送方向设置于第二加速段23上，纠偏装置24设置于第二加速段23的下方。本实施例中，所述输送装置2的中心线与托盘3的中心线为同一轴线，外传送装置200将标准箱9的中心线对应输送装置2的中心线送入输送装置2，所述纠偏装置24在托盘3需要偶数个标准箱9才能排满时启动，将运行在第二加速段23中心线上的标准箱9逐个向左或向右推动标准箱9宽度的一半(即纠偏距离)后随即返回到纠偏初始位置，使所述标准箱9的同一侧沿托盘3的中心线进入托盘3中，确保排满托盘3需要的所有标准箱9均能顺利进入托盘3中；所述纠偏初始位置是指自第二加速段23的中心线向左或向右偏移标准箱9宽度的一半，可在第二加速段23的宽度范围内调节。当托盘3需要奇数个标准箱9才能排满时，标准箱9的中心线对应第二加速段23的中心线送入托盘3中，纠偏装置24不启动，停放于不妨碍标准箱9通过的一侧。

如图5、图6所示，所述第二加速段23为滚筒输送，包括若干个垂直第二加速段23输送方向设置的第一滚筒231，若干个第一滚筒231之间设有纠偏间隙232，纠偏装置24工作状态下，拨件241可顶住通过第二加速段23中心的标准箱9向左或向右移动，使得标准箱9偏离输送方向的中心线向左或向右移动标准箱9宽度的一半。实施例中，拨件241通过适配的拨件固定座可左右移动地螺纹连接在第一滚珠丝杆242上，带有纠偏动力机构243的所述第一滚珠丝杆242位于第一滚筒231下方、且平行第一滚筒231设置。拨件241也可适配固定在滑动丝杠、直线气缸等上，只要能实现拨杆241能向左或向右推动标准箱9移动纠偏距离、且在推标准箱9后即刻返回纠偏初始位置即可。

所述机械手还设有确保每次仅有一个标准箱9进入托盘3的分配装置25，防止进入托盘3的标准箱9拥挤或被挤下托盘3。

如图5所示，所述分配装置25为设置于第二加速段23左右两侧的框架形，固定于机架1上，包括两个竖直设置的分配架251、两个传动链252以及第一分配杆253、第二分配杆254。两个分配架251对称设置于第二加速段23的左右两侧，所述分配架251具有四个可连成矩形的端点，每个端点处均设置第一链轮255，一个传动链252适配一个分配架251上的四个第一链轮255形成矩形框，其中至少一个第一链轮255是可带动传动链252顺时针转动的主动轮，第一分配杆253、第二分配杆254水平地连接于两个传动链252之间，第一分配杆253、第二分配杆254将所述传动链252分成相等的两份，即传动链252每运行半周，第一分配杆253、第二分配杆254的位置互换。分配架251上还设有可感应标准箱9通过的分配感应器256。初始状态下，第二分配杆254位于近托盘3一端、传动链252竖直部分的下端(图5中A处)，可阻挡置于第二加速段上的标准箱9进入托盘3，相应地，第一分配杆253位于远托盘3一端、传动链252竖直部分的上部(图5中B处)，待分配装置25启动时，第二分配杆254向上运行，放行第二加速段23上的标准箱9，第一分配杆253水平向前运行时可将第二加速段上的标准箱9推进托盘3。所述分配架251可为工字型、矩形等方便加工的形状，本实施例中为矩形。

所述外传送装置200、第一加速段22和第二加速段23的开启、停止及输送速度均可单独控制。输送装置2的下方设有固定于底座11上、可支撑输送装置2水平运行的支撑架(图中未示出)。所述输送装置2也可为不分段的整体，可以通过调整输送装置2的输送速度或现有技术中其他常规方式，只要能保证每次只有一个标准箱9进入所述分配装置25的分配范围进行分配即可。

如图7和图3所示，托盘3连接在移动系统4上，可上下、前后移动地设置于输送装置2的前方，移动系统4包括可带动托盘3前后移动的第一前后移动装置、以及带动托盘3上下移动的主升降系统43，主升降系统43包括主升降动力装置431及主升降动力传动机构，所述第一前后移动装置连接在主升降传动机构上随主升降传动机构同步上下运动，所述第一前后移动装置、主升降传动机构为设置于输送装置2左右两侧、且连接于托盘3两侧同步运动的两组。

实施例中，每个所述第一前后移动装置包括前后移动驱动机构413及在其带动下反复伸出、缩回的横T形支架41，横T形支架41包括竖杆412以及与竖杆412中部连接的横向的伸缩臂411；所述托盘3通过连接件42可升降地连接在竖杆412上。

所述连接件42的一端与托盘3固定，另一端可升降地、且可在竖杆412上定位地连接在竖杆412上，竖杆412的上端设有防止连接件42位于竖杆412上端时下滑的第一托盘限位装置4121，竖杆412的下端设有防止连接件42向下滑出竖杆412的第二托盘限位装置4122，竖杆412的中部设有确保托盘3的上表面与输送装置2的上表面平齐的第三托盘限位装置4123。主升降系统、第一前后移动装置及连接件42共同作用，可带动托盘3可在货柜箱7底面与主升降系统43的最低端之间、以及在主升降系统43的最高端与货柜箱7顶面之间装标准箱9。

本实施例中，所述机架1的左右两侧顶部分别设有可在主升降动力装置431驱动下绕自身轴心正转/反转的顶端横梁121，顶端横梁121平行标准箱9的前进方向设置，主升降动力传动机构的顶部设置在顶端横梁121上，底端可带动横T形支架41上下运动地与伸缩臂411连接，具体地，主升降动力传动机构包括固定在顶端横梁121上随顶端横梁121同步转动的第二链轮432，以及适配第二链轮432、连接在横T形支架41上可带动横T形支架41反复上升/下降的第二链条433，主升降动力装置431通过现有技术的方式设置在左右两个顶端横梁121之间，主升降动力装置431工作时带动两侧的顶端横梁121以相同速度反向转动。实施例中，所述伸缩臂411上套接有滑动座414，安装在滑动座414上的前后移动驱动机构413在PLC控制系统指令下可带动横T形支架41前后伸缩运动，第二链条433的末端连接在滑动座414上，所述滑动座414与伸缩臂411的连接形式可以是丝杆螺母副或齿轮齿条副，也可以是链条传动或同步带传动，本实施例优选使用同步带传动。

主升降系统43、第一前后移动装置可采用现有技术中气动、液压、电机、齿轮等各种方式，只要能够实现带动托盘3平稳的上下、前后运动即可。

如图3、图4、图8、图9所示，机械手上设有可将每一个输送到托盘3上的若干个标准箱9逐个横向排开的横向推箱装置31，机械手上还设有可使托盘3上横向排满的若干个标准箱9整体平行脱出托盘3的脱箱装置32，机架1上托盘3的下方设有托盘复位感应器38，确保装箱状态下托盘3的上表面与输送装置2的上表面为同一平面，优选地，托盘复位感应器38为接近开关。装箱状态下，托盘3可停放在机架1上。

托盘3的长度可根据需要合理设置，可与待装货柜箱宽度相同，或为待装货柜箱宽度的一半，或为待装货柜箱宽度的三分之一，只要确保可容不少于两个标准箱9恰好将其排满即可。本实施例中，如图8、图9所示，托盘3的长度与待装货柜箱7的宽度相同，分为托盘中部33、托盘左端34、托盘右端35；与输送装置2对接的所述托盘中部33上沿托盘3长度方向设有推箱间隙331；所述横向推箱装置31设置于托盘3的下方，包括横向推箱动力机构315，横向推箱动力机构315的输出端连有高出托盘3上表面时在所述推箱间隙331中左右往复运动推动标准箱9的推箱杆311，所述横向推箱动力机构315连接在可带动推箱杆311反复超出/缩回托盘3上表面的横推升降机构312上。

横向推箱装置31的横推初始位置可在托盘中部33的区域内合理设置。所述横推初始位置是指横向推箱装置31准备推动第一个进入托盘3的标准箱9时所处的位置。当标准箱9排满托盘3的数量为奇数时，横向推箱装置31的横推初始位置为从托盘3的中间向左或向右偏移半个标准箱9的宽度，当标准箱9排满托盘3的数量为偶数时，横向推箱装置31的横推初始位置为从托盘3的中心向左或向右移动一个标准箱9的宽度，当横推初始位置位于托盘3中心线右侧时，横向推箱装置31的奇数次推箱向左推动，偶数次推箱向右推动，左右交替；当横推初始位置位于托盘3中心线左侧时，横向推箱装置31的奇数次推箱向右推动，偶数次推箱向左推动，确保最终标准箱9摆满整个托盘3。本实施例中，所述横推升降机构312为第一直线气缸，所述托盘中部33由沿托盘3长度方向设置的若干个第二滚筒并排而成，第二滚筒之间留有推箱间隙331，横向推箱装置31设置于第二滚筒的下方。如图8、图9所示，推箱杆311通过推箱杆底座可左右移动的适配螺纹连接在第二滚珠丝杆313上，设有横向推箱动力机构315的第二滚珠丝杆313沿托盘3长度方向设置，第二滚珠丝杆313通过丝杆支架314连接在第一直线气缸可上下伸缩的气缸杆上。推箱杆311在第一直线气缸312顶起时超出第二滚筒，可在第二滚珠丝杆313的带动下左右移动，将位于托盘中部33的标准箱9推到托盘左端34或托盘右端35，直到完成倒数第二个标准箱9的横推后，推箱杆311下降，留出一个标准箱9的静空位，待最后一个标准箱输送到托盘3上。托盘左端34及托盘右端35优选为垂直托盘3长度方向设置若干个第三滚筒并排而成，阻力小，置于第三滚筒上的标准箱可被轻松推走。

如图10-图12所示，托盘左端34的后方竖直设置左挡板342，托盘右端35的后方竖直设置右挡板352，左挡板342与右挡板352之间留有可容标准箱9适配通过的通道。所述脱箱装置32包括分别连接在左挡板342、右挡板352上的两个第二前后移动装置323，左侧的第二前后移动装置323上设有右端可反复向右伸出、缩回的左脱箱机构321，左脱箱机构321位于左挡板342的前方，其左端与托盘3的左端平齐；右侧的第二前后移动装置323上设有左端可反复向左伸出、缩回的右脱箱机构322，右脱箱机构322位于右挡板352的前方，其右端与托盘3的右端平齐；如图10所示，在标准箱9装入托盘3的过程中，左脱箱机构321的右端和右脱箱机构322的左端均处于缩回状态，即输送装置2与托盘中部33之间畅通；如图11所示，预备推箱状态下，左脱箱机构321的右端与右脱箱机构322的左端相向伸出，两者相接，使得脱箱装置32与托盘3等长，如图12所示，同时启动第二前后移动装置323及第一前后移动装置，脱箱装置32始终顶住托盘3上的所有标准箱9，第一前后移动装置带动托盘3后退，将托盘3上横向排列的若干个标准箱9整体推至跺码位置。

具体地，第二前后移动装置323为分别固定在左挡板342、右挡板352上的第二直线气缸，左脱箱机构321包括固定在左侧的第二直线气缸的气缸杆上的左固定杆3211，左固定杆3211的左端与托盘3的左端平齐，右端不超出左挡板342的右端，左固定杆3211上固定有气缸杆可向右伸出的左气缸3212，右脱箱机构322包括固定在右侧的第二直线气缸的气缸杆上的右固定杆3221，右固定杆3221的右端与托盘3的右端平齐，左端不超出右挡板352的左端，左固定杆3221上固定有气缸杆向左伸出的右气缸3222，当左气缸3212、右气缸3222同步相向伸出时，左气缸3212及右气缸3222的气缸杆相接。所述左脱箱机构321、右脱箱机构322、第二前后移动装置323也可为现有技术中的其他常规方式。

优选地，机架1上托盘3的下方设置托盘停放台36，托盘停放台36的高度以托盘3放上后，托盘复位感应器38恰好检测到托盘3为准。

所述自动装箱机械手100进行装箱时，可按以下方法进行：

PLC控制系统带有输入系统、显示屏及运算系统，在PLC控制系统中输入待装货柜箱7以及标准箱9的长、宽、高，PLC控制系统根据输入的数据，自动计算出托盘3上每次可横向排列的标准箱9的个数，自动调整纠偏装置24的纠偏初始位置、纠偏距离、横向推箱装置31的横推初始位置、横向推箱装置31向左或向右推箱次数，在PLC控制系统中还可以设置标准箱9跺码方案，自动装箱机械手100根据跺码方案自动进行整行码垛。所述码垛方案即标准箱9在货柜箱7中的摆放顺序的排列方案。

本实施例，以标准箱9排满托盘3的数量为5个，横向推箱装置31的横推初始位置为从托盘3的中间向右移动标准箱9宽度的一半为例，对自动装箱机械手100的装箱方法进行描述。

步骤1，自动装箱机械手100的自动定位；

调整升降装置5的高度与货柜箱7的底面齐平，启动行车装置18，自动装箱机械手100进入货柜箱7，待托盘3前端的行车感应器39触碰到货柜箱7的前箱壁后，自动装箱机械手100后退预定距离，预定距离优选为一个标准箱9的长度加上托盘3的总宽度，行车感应器39关闭；

步骤2，使标准箱9逐个进入托盘3上；

叉车或其他搬运装置将整垛标准箱9运送到外传送装置200的后侧段，调整第一加速段22、第二加速段23、外传送装置200的输送速度协调配合，人工将标准箱9搬上外传送装置200，标准箱9由外传送装置200进入输送装置2的中间。第一加速段22、第二加速段23、外传送装置200的速度优选调整为：外传送装置200持续运行，第一加速段22间隔运行，外传送装置200将标准箱9送上第一加速段22时，第一加速段22恰好将其上暂存的标准箱9输送到第二加速段23上。

如图5所示，初始状态下，分配装置25的第二分配杆254停在A处，第一分配杆253停于B处，第一加速段22、第二加速段23、外传送装置200运行，当分配感应器256感应到第一个标准箱9通过B点，第二加速段23继续运行，第一加速段22停止工作；第一个标准箱9运动到被位于A点的第二分配杆254拦截为止，待分配感应器256感应到标准箱9被第二分配杆254拦截(分配感应器256从有信号到无信号即判定标准箱9已被第二分配杆254拦截为已拦截)；分配装置25开始工作，传动链252顺时针转动，带动第二分配杆254先上升再水平向后运动，第一分配杆253先下降再水平向前运动，第一分配杆253将标准箱9推进托盘3，第一分配杆253停在A处，第二分配杆254停于B处，在第一分配杆253水平推第一个标准箱9的同时，第一加速段22启动运行，第二个标准箱9尾随第一分配杆253停在第二加速段23上，被位于A处第一分配杆253拦截，如此重复循环，确保每次只有一个标准箱9被推到托盘3上；

步骤3，将每一个依次进入托盘3上同一位置的标准箱9逐个向左或向右推至横向排满托盘3；

如图16所示，标准箱9由第二加速段23的中间送入托盘3，标准箱9的中心线对应托盘3的中心线，横向推箱装置31的横推初始位置为从托盘3的中间向右偏移一个标准箱9宽度的一半，横向推箱装置31将第一个标准箱9向左推移一个标准箱的宽度后停止，待第二个标准箱送入托盘3上后，横向推箱装置31将第二个标准箱向右推移一个标准箱的宽度后停止，待第三个标准箱送入托盘3上后，横向推箱装置31将第三个标准箱向左推移一个标准箱的宽度，在第三个标准箱向左运动的过程中，第三个标准箱推动第一个标准箱继续向左运动一个箱位，如此循环往复，直到完成第四个标准箱的横移后，推箱杆311下降，留出一个标准箱9的静空位，待第5个标准箱输送到托盘3上，整个托盘3被排满。

该步骤中，当标准箱9排满托盘3的数量为偶数(4个)时，如图15所示，横向推箱装置31的横推初始位置为从托盘3的中心向右移动一个标准箱9的宽度，标准箱9的一侧(本实施例中为标准箱9的左侧)沿第二加速段23中心线送入托盘3中，横向推箱装置31按图15所示进行横向推箱工序。横向推箱装置31将第一个标准箱9向左推移一个标准箱的宽度后停止，待第二个标准箱送入托盘3上后，横向推箱装置31将第二个标准箱向右推移一个标准箱的宽度后停止，待第三个标准箱送入托盘3上后，横向推箱装置31将第三个标准箱向左推移一个标准箱的宽度，在第三个标准箱向左运动的过程中，第三个标准箱推动第一个标准箱继续向左运动一个箱位，留出一个标准箱的静空位，第4个标准箱输送到托盘3上，整个托盘3被排满。

步骤4，移动托盘3并将托盘3上横向排满的若干个标准箱9整体推放到码垛位置处；

4.1将排满标准箱9的托盘3通过升降、前后移动到需码垛位置；

当托盘3排满标准箱9后，主升降系统43带动托盘3上升合适距离(为防止托盘3与托盘停放台36之间发生摩擦导致标准箱9掉落，优选为10cm)，伸缩臂411前伸，带动托盘3向前移出托盘停放台36，托盘3的前端紧邻货柜箱7的前箱壁或前一列已码好的标准箱9的侧壁，主升降系统43带动伸缩臂411及装有标准箱9的托盘3下降到货柜箱7的底部或同列已码垛好的标准箱9的上方；

4.2将托盘3上横向排满的若干个标准箱9整体推下；

同时启动第二前后移动装置323和第一前后移动装置，脱箱装置32始终将托盘3上所有的标准箱9整体顶住，同时伸缩臂411缩回，带动托盘3后退，直到标准箱9完全脱离托盘3。

4.3将托盘3移动到装箱位置处；

主升降系统43带动横T形支架41及托盘3上升到高出托盘停放台36合适距离(优选为10cm)，托盘3在伸缩臂411的带动下退回至托盘停放台的正上方，然后主升降系统43带动托盘3下降并放置于托盘停放台上。

本实施例中，首先将标准箱9码垛货柜箱7低于主升降系统43最底端的底面上：如图13所示，托盘3停在托盘停放台36上装载标准箱9时，松开第三托盘限位装置，连接件42相对竖杆412为可活动状态，启动主升降系统43带动横T形支架41上升，直到托盘3位于第二托盘限位装置4122处；优选地，托盘3装载标准箱3及调整连接件42与横T形支架41相对位置的过程同时进行；然后进行4.1、4.2、4.3的动作，将标准箱9码垛货柜箱7的底面上。

将标准箱9码垛货柜箱7的底面与顶面之间的正常位置：托盘3停在托盘停放台36上装载标准箱9时，连接件42相对竖杆412为可活动状态，启动主升降系统43带动横T形支架41下降，直到托盘3位于第三托盘限位装置处，开启第三托盘限位装置固定托盘3；优选地，托盘3装载标准箱3及调整连接件42与横T形支架41相对位置的过程同时进行；然后进行4.1、4.2、4.3的动作，将标准箱9码垛货柜箱7的底面上。重复进行标准箱9码垛货柜箱7的底面与顶面之间的正常位置的工序，直到完成同一列中所有正常位置处标准箱9的码垛。

将标准箱9码垛到货柜箱7中高于主升降系统43最顶端的位置：如图14所示，托盘3停在停放台装载标准箱9时，松开第三托盘限位装置，连接件42相对竖杆412为可活动状态，启动主升降系统43带动横T形支架41下降，使托盘3位于竖杆412的顶端，启动第一托盘限位装置4121防止托盘3下滑，优选地，托盘3装载标准箱9及调整连接件42与横T形支架41相对位置的过程同时进行；然后进行4.1、4.2、4.3的动作，将标准箱9码垛到货柜箱7中高于主升降系统43最顶端的位置，至此，自动装箱机械手100完成一列标准箱9的码垛。

在PLC系统控制下，行车装置18带动自动装箱机械手100后退一个标准箱9的距离，进行下一列标准箱的码垛，如此重复循环，直到完成整个货柜箱7的装箱工作。

Claims (18)

1.一种自动装箱机械手，其特征在于，包括PLC控制系统、以及在PLC系统控制下配合工作的机架(1)、输送装置(2)、托盘(3)、移动系统(4)；所述机架(1)的底座(11)上装有行车装置(18)，将标准箱(9)输送到托盘(3)上的输送装置(2)设置在机架(1)内，输送装置(2)的前方设有可横向摆满大于等于两个标准箱(9)的托盘(3)，托盘(3)连接在可带动其上下、前后移动的移动系统(4)上；

所述机械手上设有可将输送到其上的标准箱(9)逐个推送到托盘(3)上的分配装置(25)；

所述机械手上设有可将每一个输送到托盘(3)上的标准箱(9)逐个向左或向右横推、直到横向排满托盘(3)的横向推箱装置(31)；机械手上还设有可使托盘(3)上横向排满的若干个标准箱(9)整体脱出托盘(3)的脱箱装置(32)。

2.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述托盘(3)的前端设有实现自动装箱机械手自动定位的行车感应器(39)。

3.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述输送装置(2)分为与托盘(3)后端相邻的第二加速段(23)以及可将外传送装置(200)输送到其上的标准箱(9)暂存、且能间隔性地每次将一个所述标准箱(9)输送到第二加速段(23)上的第一加速段(22)。

4.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述托盘(3)横向分为托盘中部(33)、托盘左端(34)、托盘右端(35)；与输送装置(2)对接的所述托盘中部(33)上沿托盘(3)长度方向设有推箱间隙(331)；所述横向推箱装置(31)设置于托盘(3)的下方，包括横向推箱动力机构(315)，横向推箱动力机构(315)的输出端连有高出托盘(3)上表面时在所述推箱间隙(331)中左右往复运动推动标准箱(9)的推箱杆(311)，所述横向推箱动力机构(315)连接在可带动推箱杆(311)反复超出/缩回托盘(3)上表面的横推升降机构(312)上。

5.如权利要求4所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述托盘中部(33)沿托盘(3)长度方向设置的若干个第二滚筒并排而成，第二滚筒之间留有所述推箱间隙(331)，所述托盘左端(34)及托盘右端(35)垂直托盘(3)长度方向设置若干个第三滚筒并排而成。

6.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述输送装置(2)上垂直输送装置(2)的输送方向设有纠偏间隙(232)，输送装置(2)的下方设有纠偏装置(24)，纠偏装置(24)包括纠偏动力机构(243)，纠偏动力机构(243)的输出端连有从所述纠偏间隙(232)中穿出、且可在所述纠偏间隙(232)中左右往复运动推动标准箱(9)的拨件(241)。

7.如权利要求6所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述输送装置(2)的中心线与所述托盘(3)的中心线为同一轴线或互为平行线。

8.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述输送装置(2)分为与托盘(3)后端相邻的第二加速段(23)以及可将外传送装置(200)输送到其上的标准箱(9)暂存、且能每次将一个所述标准箱(9)输送到第二加速段(23)上的第一加速段(22)，所述纠偏间隙(232)垂直第二加速段(23)的输送方向设置于第二加速段(23)上，所述纠偏装置(24)设置于第二加速段(23)的下方。

9.如权利要求8所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述第二加速段(23)为滚筒输送，包括若干个垂直第二加速段(23)输送方向设置的第一滚筒(231)，若干个第一滚筒(231)之间设有所述纠偏间隙(232).

10.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述分配装置(25)包括对称竖直设置于输送装置(2)左右两侧的两个分配架(251)，每个所述分配架(251)具有四个可连成矩形的端点，每个端点处均设置第一链轮(255)，两个传动链(252)分别适配每一个分配架(251)上的四个第一链轮(255)形成矩形框，其中至少一个第一链轮(255)是可带动传动链(252)顺时针转动的主动轮，第一分配杆(253)、第二分配杆(254)将所述传动链(252)分成相等的两份、分配装置(25)转动时可位置互换地、水平连接于两个传动链(252)之间。

11.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述输送装置(2)分为与托盘(3)后端相邻的第二加速段(23)以及可将外传送装置(200)输送到其上的标准箱(9)暂存、且能每次将一个所述标准箱(9)输送到第二加速段(23)上的第一加速段(22)，所述分配装置(25)设置于第二加速段(23)处。

12.如权利要求4所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述托盘左端(34)、托盘右端(35)的后方分别设置竖直的左挡板(342)、右挡板(352)，左挡板(342)与右挡板(352)之间留有宽度可容标准箱(9)适配通过的通道；

所述脱箱装置(32)包括分别连接在左挡板(342)、右挡板(352)上的两个第二前后移动装置(323)，左侧的第二前后移动装置(323)上设有右端可反复向右伸出、缩回的左脱箱机构(321)，左脱箱机构(321)位于左挡板(342)的前方，其左端与托盘(3)的左端平齐；右侧的第二前后移动装置(323)上设有左端可反复向左伸出、缩回的右脱箱机构(322)，右脱箱机构(322)位于右挡板(352)的前方，其右端与托盘(3)的右端平齐；左脱箱装置(32)的右端与右脱箱机构(322)的左端相向伸出对接时，使脱箱装置(32)与托盘(3)等长，左脱箱装置(32)的左端与右脱箱机构(322)的左端缩回时，可容标准箱(9)通过。

13.如权利要求12所述的自动装箱机械手，其特征在于，左脱箱机构(321)包括固定在左侧的第二前后移动装置(323)上的左固定杆(3211)，左固定杆(3211)上固定有气缸杆可向右伸出的左气缸(3212)；右脱箱机构(322)包括固定在右侧的第二前后移动装置(323)上的右固定杆(3221)，右固定杆(3221)上固定有气缸杆向左伸出的右气缸(3222)。

14.如权利要求1所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述移动系统(4)包括可带动托盘(3)前后移动的第一前后移动装置、以及带动托盘(3)上下移动的主升降系统(43)；主升降系统(43)设有主升降动力装置(431)及主升降动力传动机构，所述第一前后移动装置连接在主升降传动机构上随主升降传动机构同步上下运动，所述第一前后移动装置、主升降传动机构为设置于输送装置(2)左右两侧、且连接于托盘(3)两侧同步运动的两组。

15.如权利要求14所述的自动装箱机械手，其特征在于，每个所述第一前后移动装置包括前后移动驱动机构(413)及在其带动下反复伸出、缩回的横T形支架(41)，横T形支架(41)包括竖杆(412)以及与竖杆(412)中部连接的横向的伸缩臂(411)；所述托盘(3)通过连接件(42)可升降地连接在竖杆(412)上；

所述机架(1)的左右两侧顶部分别设有可在主升降动力装置(431)驱动下绕自身轴心正转/反转的顶端横梁(121)，顶端横梁(121)平行标准箱(9)的前进方向设置，所述主升降动力传动机构的顶部连接在顶端横梁(121)上，连接在主升降动力传动机构底端的伸缩臂(411)随顶端横梁(121)的正转反转而上升或下降。

16.如权利要求15所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述连接件(42)的一端与托盘(3)固定，另一端可升降地、且可在竖杆(412)上定位地连接在竖杆(412)上，竖杆(412)的上端设有防止连接件(42)位于竖杆(412)上端时下滑的第一托盘限位装置(4121)，竖杆(412)的下端设有防止连接件(42)向下滑出竖杆(412)的第二托盘限位装置(4122)，竖杆(412)的中部设有确保托盘(3)的上表面与输送装置(2)的上表面平齐的第三托盘限位装置(4123)。

17.如权利要求15所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述主升降动力传动机构包括固定在顶端横梁(121)上随顶端横梁(121)同步转动的第二链轮(432)，还包括适配第二链轮(432)、连接在横T形支架(41)上可带动横T形支架(41)反复上升/下降的第二链条(433)；主升降动力装置(431)设置在左右两侧顶端横梁(121)之间，其输出端可带动左右两侧顶端横梁(121)以相同速度反向转动。

18.如权利要求1～17任一项所述的自动装箱机械手，其特征在于，所述机架(1)上还设有托盘停放台(36)，停放于托盘停放台(36)上的托盘(3)的上表面与输送装置(2)的上表面平齐。