CN212449703U - 一种行走式龙门吊码垛机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种行走式龙门吊码垛机器人，其包括：行走式龙门架和三轴机械手，所述行走式龙门架用于支撑和移动三轴机械手本体，所述行走式龙门架的移动和所述三轴机械手的动作是由计算机控制单元控制。采用本实用新型的技术方案，可以增加搬运效率，降低人工成本，提升货物装车和卸载的智能化水平。
Description
技术领域
本实用新型属于仓储物流的技术领域，涉及货物的装车和卸载的技术。更具体地，本实用新型涉及一种行走式龙门吊码垛机器人。
背景技术
在生产企业和仓库行业中，需要将袋装或箱装的货物搬运至运输货物的货车上或者将货物从货车上卸载至仓库中的指定位置。目前货物的装车和卸载普遍采用人工搬运的方式进行，这种方式的劳动强度大、搬运效率低。尤其在某些行业，例如水泥，人工搬运过程中的粉尘对工人的身体健康危害极大。针对上述问题，近年发展的几种替代人工的装卸设备，多采用直接用叉车将成垛货物装载到货车上的方式，但此种方式的弊端在于需要人工辅助，没有实现完全的自动化，而且需要回收托盘。
中国专利文献201611128070.0公开了一种自动码垛装车系统及其装车方法，此系统由固定式桁架、四轴龙门式机器人、提取货物的吸盘装置及激光传感器组成，利用激光传感器的货物码垛装车技术，实现了运输货车定位检测、货物码垛装车整个过程的全自动化。但是，该系统中的固定式桁架占地面积大，拆卸困难，无法移动，从而影响了场地的利用率和限制了货车的行驶路线以及提高了停车要求。
现有技术还存在许多不足，如占地面积大，智能化程度不足，无法实现完全的自动行驶和装卸货物。
实用新型内容
本实用新型提供了一种行走式龙门吊码垛机器人，旨在增加搬运效率，降低人工成本，提升货物装车和卸载的智能化水平。
本实用新型公开了一种行走式龙门吊码垛机器人，包括：行走式龙门架和三轴机械手，所述行走式龙门架用于支撑和移动三轴机械手本体，所述行走式龙门架的移动和所述三轴机械手的动作是由计算机控制单元控制。
所述行走式龙门架为轮式或地轨式。采用地轨式时，地轨镶嵌铺设于地坪下方，地轨上方与地面基本持平，以便于货车的通行；所述行走式龙门架底部的两根底梁均包含驱动电机和驱动轮。
所述三轴机械手为直角坐标型机器人。所述三轴机械手包括与龙门架移动方向平行的X轴，与龙门架移动方向垂直的Y轴和用于升降的Z轴。所述X轴、Y轴和Z轴为滚珠丝杆型直线模组、齿轮齿条型直线模组和同步带型直线模组中的一种或多种的组合。
所述三轴机械手还设有多线激光传感器，所述多线激光传感器的扫描方向垂直于地面，安装在可伸缩支架上，一般情况下伸出吸盘机械手，当多线激光传感器靠近障碍物时，伸缩支架把多线激光传感器缩回以免多线激光传感器碰触障碍物而损坏。所述可伸缩支架与所述三轴机械手的Z轴连接。
所述三轴机械手还设有惯性测量单元，所述惯性测量单元安装于多线激光传感器附近。
所述三轴机械手还设有货物抓取组件，所述货物抓取组件与所述三轴机械手的X轴连接。
所述货物抓取组件包括真空吸盘、吸盘支架和夹持器。所述夹持器包括夹持板和驱动夹持板的三轴三杆气缸。
采用上述技术方案，采用基于激光传感器三维扫描重建，实现了运输货车定位检测、货物码垛装车整个过程的真正全自动化，实现智能化的货车车厢定位以及对码垛过程进行科学规划，降低了人力成本和操作人员的劳动强度，提升了装车操作的安全性和可靠性；
同时，降低设备成本。有别于桁架上下货码垛机器人，该系统拆卸困难，无法移动设备，可移动式龙门吊码垛机器人易于移动，操作灵活。
附图说明
图1是本实用新型的一种行走式龙门吊码垛机器人一实施例的结构示意图。
图2是图1中三轴机器人的结构示意图。
附图标记包括：1-行走式龙门架，2-三轴机械手，3-地轨，4-货架，5-货物，6-货车，21-X轴，22-X轴，23-Z轴，24-多线激光传感器传感器，25-可伸缩支架，26-货物抓取组件，261-真空吸盘，262-吸盘支架，263-三轴三杆气缸，264-夹持板。
具体实施方式
如图1~图2所示，为一种行走式龙门吊码垛机器人，货架4上的货物5被机器人搬运至货车6上进行码垛装车。
在一些实施例中，也可以是货车6上的货物5被机器人搬运卸载至货架4上。
为了克服现有的技术缺陷，本实用新型采取的技术方案为：
本实施例的行走式龙门吊码垛机器人在所述的三轴机器人2上设置有用于取放货物5的货物抓取组件26；在所述的三轴机器人2上还设有多线激光传感器24。行走式龙门架1的移动和三轴机械手2的动作均由计算机控制单元进行自动控制，全程无需人工介入，可实现更好的自动化堆垛装车或卸货。
所述行走式龙门架1为轮式或地轨式。采用地轨式时，地轨镶嵌铺设于地坪下方，地轨上方与地面持平，以便于货车的通行；所述行走式龙门架1底部的两根底梁均包含驱动电机和驱动轮。所述行走式龙门架1采用上述结构，可快速移动三轴机械手至粗略的目标位置。
所述三轴机械手2为直角坐标型机器人，其包括与龙门架移动方向平行的X轴21，与龙门架移动方向垂直的Y轴22和用于升降的Z轴23。进一步的，所述X轴21、Y轴22和Z轴23为滚珠丝杆型直线模组、齿轮齿条型直线模组和同步带型直线模组中的一种或多种的组合。根据直角坐标系的特性，其可以覆盖较大的工作范围。直线模组定位精准，在龙门架进行粗略定位后，其可以将三轴机械手调整至精确的目标位置。
所述三轴机械手2还设有多线激光传感器24，其扫描方向垂直于地面，以对货物5和货车6进行三维激光重构，最终确定货物5和货车6的准确位置。所述多线激光传感器24安装在可伸缩支架25上。一般情况下，多线激光传感器24伸出在抓取组件26外侧，当靠近障碍物时，可伸缩支架25把多线激光传感器缩回以避免多线激光传感器碰触障碍物而损坏。
所述可伸缩支架25与所述三轴机械手1的Z轴23连接。所述三轴机械手2还设有惯性测量单元，所述惯性测量单元安装于多线激光传感器24附近。
所述三轴机械手2还设有货物抓取组件26，所述货物抓取组件26与所述三轴机械手2的X轴21连接。进一步的，所述货物抓取组件26包括真空吸盘261、吸盘支架262和夹持器。所述夹持器包括夹持板263和驱动夹持板的三轴三杆气缸264。抓取组件26是利用真空吸盘261对货物5进行垂直方向的吸取。根据货物5的包装材料和包装形式，可以选用不同的真空吸盘。夹持器一方面是用来对搬运的货物进行整形，使垛形更整齐更紧密；另一方面，对货物施加恒定强劲的夹持力，辅助抓取，以提高抓取的可靠性。
本实施例的行走式龙门吊码垛机器人硬件可以人工进行半自动控制，也可以结合现有技术的控制技术实现更好的自动化码垛。当机器人收到码垛工作指令时，货车6先停靠在指定上货区并等待叉车依次将待装车货物5放置在货物摆放区的货架4上；多线激光传感器24对货车6和货物5进行激光扫描并进行三维模型重建；计算机控制单元根据激光扫描确定货车6和待装载货物5的精确位置；龙门架1带动三轴机械手2运行到第一装载位置，同时龙门架1的驱动轮刹住以防止龙门架移动；三轴机械手2调整各坐标轴值，实现抓取组件26对货物5的精准抓取；三轴机械手2继续调整各坐标轴值，以便移动抓取的货物至货车6上；完成第一装载位置作业后，继续下一装置位置，直至完成装车作业。
开始装车时，由于龙门架1初始位置在货车6停车位的后方，货车6的行驶路线没有龙门架5的干扰和阻挡，因此货车6可以非常方便快速地驶入指定上货区。
另外，货架4的高度与货车6货厢的底面齐平，可减少三轴机械手2每次抓取货物5时的无效行程，从而提高作业效率。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (11)
1.一种行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于，包括：行走式龙门架和三轴机械手，所述行走式龙门架用于支撑和移动三轴机械手本体，所述行走式龙门架的移动和所述三轴机械手的动作是由计算机控制单元控制。
2.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述行走式龙门架为轮式或地轨式。
3.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述行走式龙门架底部的两根底梁均包含驱动电机和驱动轮。
4.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述三轴机械手为直角坐标型机器人。
5.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述三轴机械手包括与龙门架移动方向平行的X轴，与龙门架移动方向垂直的Y轴和用于升降的Z轴。
6.根据权利要求5所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述X轴、Y轴和Z轴为滚珠丝杆型直线模组、齿轮齿条型直线模组和同步带型直线模组中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述三轴机械手还设有多线激光传感器，所述多线激光传感器安装于可伸缩支架上，所述可伸缩支架与所述三轴机械手的Z轴连接。
8.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述三轴机械手还设有惯性测量单元，所述惯性测量单元安装于多线激光传感器附近。
9.根据权利要求1所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述三轴机械手还设有货物抓取组件，所述货物抓取组件与所述三轴机械手的X轴连接。
10.根据权利要求9所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述货物抓取组件包括真空吸盘、吸盘支架和夹持器。
11.根据权利要求10所述的行走式龙门吊码垛机器人，其特征在于：所述夹持器包括夹持板和驱动夹持板的三轴三杆气缸。
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| CN113581869A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-02 | 中国科学院自动化研究所 | 醅料出窖设备 |
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