CN213415614U - 一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，涉及烟叶复烤麻袋烟包入库技术领域。所述智能抓取拆垛系统包括龙门机架、第一X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴垂直升降机构、第二X轴平移机构、烟包抓取装置、3D视觉侦测系统和控制系统，所述第一X轴平移机构相对设置在龙门机架顶部两侧，第一X轴平移机构通过横梁连接，3D视觉侦测系统固定连接在横梁上方；所述Y轴平移机构沿横梁往复运动，Y轴平移机构顶部设置有第二X轴平移机构，第二X轴平移机构端部连接有Z轴垂直升降机构，Z轴垂直升降机构底部连接有烟包抓取装置。系统结构简单、操作方便，解放了人力，节约了人力成本，大大提高了货车麻袋烟包卸车的工作效率。

Description

一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统

技术领域

本实用新型涉及烟叶复烤麻袋烟包入库技术领域，具体涉及一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统。

背景技术

烟农收割烟叶后会就近进行烤制得到原烟叶，经过烤制的烟叶便于保存和运输。烟叶复烤企业会从烟农中收集这一类的原烟叶，为方便烟叶运输，会将原烟叶用麻袋包装后用货车进行转运。货车将装有原烟叶的麻袋烟包运到指定地点后，由人工将烟包从货车上卸下并堆码到两面有网、另外两面开口的原烟筐里，再由人工叉车将原烟筐放到拖车上，最后由拖车运动到库房存储或者转运到生产工位上。因货车车厢长，靠近车尾的烟包较为容易卸下，而靠近车头部分的烟包，需先卸到车厢内的小拖车上，再运输到车尾位置。整个卸车过程就需要2-4人来进行搬运，且由于烟包本身较重，长时间搬运，搬运人员容易疲劳，整个过程费时费力且效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，解决人工拆垛卸车费时费力且效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：包括龙门机架、第一X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴垂直升降机构、第二X轴平移机构、烟包抓取装置、3D视觉侦测系统和控制系统，所述第一X轴平移机构相对设置在龙门机架顶部两侧，第一X轴平移机构通过横梁连接，3D视觉侦测系统固定连接在横梁上方；所述Y轴平移机构沿横梁往复运动，Y轴平移机构顶部设置有第二X轴平移机构，第二X轴平移机构端部连接有Z轴垂直升降机构，Z轴垂直升降机构底部连接有烟包抓取装置。

更进一步的技术方案是所述第一X轴平移机构由第一固定架、第一驱动电机、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副的支承导轨固定在龙门机架顶部，滑块固定在第一固定架上，第一驱动电机设置在第一固定架上且驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在龙门机架上；横梁两端与第一固定架固定连接。

更进一步的技术方案是所述Y轴平移机构由第二固定架、第二驱动电机、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副中的支承导轨设置在横梁侧壁上，滑块固定在第二固定架上，第二驱动电机设置在第二固定架顶部且驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在横梁顶部。

更进一步的技术方案是所述第二X轴平移机构由固定梁、第三驱动电机、传动副和直线导轨副构成，第三驱动电机固定在第二固定架顶部且传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在固定梁侧壁上，直线导轨副中的滑块设置在第二固定架顶部，直线导轨副中的支承导轨设置在固定梁底部。

更进一步的技术方案是所述Z轴垂直升降机构由第三固定架、第四驱动电机、传动副、直线导轨副、外升降架、内升降架、内升降链装置构成，第三固定架与第二固定架端部固定连接，第三固定架上固定有第四驱动电机，第四驱动电机驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在外升降架上，直线导轨副中的滑块固定在第三固定架，支承导轨设置在外升降架侧壁上；内升降链装置由链轮和链条构成，链轮有两个且分别设置于外升降架的两端，内升降架顶部与链条连接。

更进一步的技术方案是所述烟包抓取装置由第四固定架、动力装置和夹具构成，第四固定架固定于Z轴垂直升降机构底部，动力装置与夹具推拉配合，夹具成对设置在第四固定架两侧，成对设置的夹具相对配合。

更进一步的技术方案是所述传动副为齿轮传动副，主动件为齿轮，从动件为齿条。

工作原理：载有麻袋烟包的货车停靠在龙门机架下方，启动智能抓取拆垛系统，3D视觉侦测系统识别麻袋烟包位置后反馈给控制系统，在控制系统驱动下，第一X轴平移机构带动横梁沿龙门机架运动到货车上方合适位置，在第二X轴平移机构和Y轴平移机构的综合作用下，带动烟包抓取装置运动到待抓取麻袋烟包上方，Z轴垂直升降机构驱动烟包抓取装置沿竖直方向下放，抓取装置接近麻袋烟包后，启动动力装置，驱动夹具抓取麻袋烟包。抓取后，Z轴垂直升降机构进行提升，在第二X轴平移机构、Y轴平移机构、第一X轴平移机构的作用下运动到传送皮带或者料框位置，下放麻袋烟包。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：提供一种操作方便的麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，通过第一X轴平移机构实现系统沿龙门机架的直线运动，减少烟包抓取装置与货车中剩余麻袋烟包的距离；通过第二X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴垂直升降机构实现烟包抓取装置的前后、左右和上下的运动，使夹具快速到达目标麻袋烟包处；通过烟包抓取装置实现对麻袋烟包的抓取；通过3D视觉侦测系统获取货车上麻袋烟包位置信息；上述智能抓取拆垛系统结构简单、操作方便，解放了人力，节约了人力成本，大大提高了货车麻袋烟包卸车的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型的右视图。

图5为本实用新型中第一X轴平移机构、Y轴平移机构、第二X轴平移机构的装配示意图。

图6为本实用新型中Z轴垂直升降机构的结构示意图。

图7为本实用新型中烟包抓取装置的结构示意图

图中：1-龙门机架，2-第一X轴平移机构，201-第一固定架，202-第一驱动电机，3-Y轴平移机构，301-第二固定架，302-第二驱动电机，4-Z轴垂直升降机构，401-第三固定架，402-第四驱动电机，403-外升降架，404-内升降架，405-内升降链装置，406-链轮，407-链条，5-第二X轴平移机构，501-固定梁，502-第三驱动电机，6-烟包抓取装置，601-第四固定架，602-动力装置，603-夹板，604-抓钩，7-3D视觉侦测系统，8-横梁。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1-4示出了一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：包括龙门机架1、第一X轴平移机构2、Y轴平移机构3、Z轴垂直升降机构4、第二X轴平移机构5、烟包抓取装置6、3D视觉侦测系统7和控制系统，所述第一X轴平移机构2相对设置在龙门机架1顶部两侧，第一X轴平移机构2通过横梁8连接，3D视觉侦测系统7固定连接在横梁8上方；所述Y轴平移机构3沿横梁8往复运动，Y轴平移机构3顶部设置有第二X轴平移机构5，第二X轴平移机构5端部连接有Z轴垂直升降机构4，Z轴垂直升降机构4底部连接有烟包抓取装置6。

如图5所示，所述第一X轴平移机构2由第一固定架201、第一驱动电机202、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副的支承导轨固定在龙门机架1顶部，滑块固定在第一固定架201上，第一驱动电机202设置在第一固定架201上且驱动传动副中的齿轮转动，传动副中的齿条固定在龙门机架1上；横梁8两端与第一固定架201固定连接。

所述Y轴平移机构3由第二固定架301、第二驱动电机302、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副中的支承导轨设置在横梁8侧壁上，滑块固定在第二固定架301上，第二驱动电机302设置在第二固定架301顶部且驱动传动副中的齿轮转动，传动副中的齿条固定在横梁8顶部。

所述第二X轴平移机构5由固定梁501、第三驱动电机502、传动副和直线导轨副构成，第三驱动电机502固定在第二固定架301顶部且驱动传动副中的齿轮转动，传动副中的齿条固定在固定梁501侧壁上，直线导轨副中的滑块设置在第二固定架301顶部，直线导轨副中的支承导轨设置在固定梁501底部。

如图6所示，所述Z轴垂直升降机构4由第三固定架401、第四驱动电机402、传动副、直线导轨副、外升降架403、内升降架404、内升降链装置405构成，第三固定架401与第二固定架301端部固定连接，第三固定架401上固定有第四驱动电机402，第四驱动电机402驱动传动副中的齿轮转动，传动副中的齿条固定在外升降架403上，直线导轨副中的滑块固定在第三固定架401，支承导轨设置在外升降架403侧壁上；内升降链装置405由链轮406和链条407构成，链轮406有两个且分别设置于外升降架403的两端，链条407张紧在两链轮406上，内升降架404顶部与链条407连接。为使得传动更加平稳，外升降架403相对设置有两个，内升降链装置405分别设置在两个外升降架403上。更进一步的，外升降架403相对设置的两侧壁上设置有滑块，内升降架404外侧壁设置有与滑块匹配的支承导轨。

如图7所示，所述烟包抓取装置6由第四固定架601、动力装置602和夹具构成，第四固定架601固定于Z轴垂直升降机构4底部，动力装置602与夹具推拉配合，夹具成对设置在第四固定架601两侧，成对设置的夹具相对配合。夹具由夹板603和抓钩604构成，夹板603与第四固定架601铰接，抓钩604与夹板603铰接，抓钩604与动力装置602连接，动力装置602为气缸，气缸驱动夹板603夹紧麻袋烟包，夹紧后继续驱动抓钩604旋转，抓钩604扎进麻袋烟包内，完成麻袋烟包抓取。

为提高工作效率，Y轴平移机构3、Z轴垂直升降机构4、第二X轴平移机构5、烟包抓取装置6可根据需要在横梁8上设置多套。

工作过程如下：

满载有麻袋烟包的货车停靠在龙门机架1下方，启动智能抓取拆垛系统，3D视觉侦测系统7识别麻袋烟包位置后反馈给控制系统，在控制系统驱动下，第一驱动电机202带动第一X轴平移机构2带动横梁8沿龙门机架1运动到货车上方合适位置。

第二驱动电机302驱动下，第二固定架301沿横梁8左右移动，完成Y轴平移机构3的运动，使烟包抓取装置6与目标麻袋烟包的X轴向位置保持一致。同时第三驱动电机502驱动下，固定梁501沿X轴向运动到达目标麻袋烟包正上方。此时再第四驱动电机带动外升降架403向下运动，外升降架403的运动会带动链条407与链轮406的相对运动，从而带动内升降架404运动。

待烟包抓取装置6接近麻袋烟包后，启动动力装置602，驱动夹板夹紧麻袋烟包，夹紧后继续驱动抓钩旋转，抓钩扎进麻袋烟包内，完成麻袋烟包抓取。抓取后，Z轴垂直升降机构4进行提升，在第二X轴平移机构5、Y轴平移机构3、第一X轴平移机构2的作用下运动到传送皮带或者料框位置。动力装置602的气缸泄压，抓钩收回夹板内，夹板收回，下放麻袋烟包。

虽然实施例中传动副使用的是齿轮齿条相互啮合来实现传动，但其它的传动副也能实现同样的功能，如链条传动、同步带传动等。直线导轨副中通过支承导轨与滑块的相对滑动完成直线往复运动，支承导轨与滑块的截面形状可以根据实际情况进行选择，支承导轨可以选择直线导轨、T型导轨等。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：包括龙门机架(1)、第一X轴平移机构(2)、Y轴平移机构(3)、Z轴垂直升降机构(4)、第二X轴平移机构(5)、烟包抓取装置(6)、3D视觉侦测系统(7)和控制系统，所述第一X轴平移机构(2)相对设置在龙门机架(1)顶部两侧，第一X轴平移机构(2)通过横梁(8)连接，3D视觉侦测系统(7)固定连接在横梁(8)上方；所述Y轴平移机构(3)沿横梁(8)往复运动，Y轴平移机构(3)顶部设置有第二X轴平移机构(5)，第二X轴平移机构(5)端部连接有Z轴垂直升降机构(4)，Z轴垂直升降机构(4)底部连接有烟包抓取装置(6)。

2.根据权利要求1所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述第一X轴平移机构(2)由第一固定架(201)、第一驱动电机(202)、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副的支承导轨固定在龙门机架(1)顶部，滑块固定在第一固定架(201)上，第一驱动电机(202)设置在第一固定架(201)上且驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在龙门机架(1)上；横梁(8)两端与第一固定架(201)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述Y轴平移机构(3)由第二固定架(301)、第二驱动电机(302)、传动副和直线导轨副构成，直线导轨副中的支承导轨设置在横梁(8)侧壁上，滑块固定在第二固定架(301)上，第二驱动电机(302)设置在第二固定架(301)顶部且驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在横梁(8)顶部。

4.根据权利要求3所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述第二X轴平移机构(5)由固定梁(501)、第三驱动电机(502)、传动副和直线导轨副构成，第三驱动电机(502)固定在第二固定架(301)顶部且驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在固定梁(501)侧壁上，直线导轨副中的滑块设置在第二固定架(301)顶部，直线导轨副中的支承导轨设置在固定梁(501)底部。

5.根据权利要求4所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述Z轴垂直升降机构(4)由第三固定架(401)、第四驱动电机(402)、传动副、直线导轨副、外升降架(403)、内升降架(404)、内升降链装置(405)构成，第三固定架(401)与第二固定架(301)端部固定连接，第三固定架(401)上固定有第四驱动电机(402)，第四驱动电机(402)驱动传动副中的主动件转动，传动副中的从动件固定在外升降架(403)上，直线导轨副中的滑块固定在第三固定架(401)，支承导轨设置在外升降架(403)侧壁上；内升降链装置(405)由链轮(406)和链条(407)构成，链轮(406)有两个且分别设置于外升降架(403)的两端，内升降架(404)顶部与链条(407)连接。

6.根据权利要求1所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述烟包抓取装置(6)由第四固定架(601)、动力装置(602)和夹具构成，第四固定架(601)固定于Z轴垂直升降机构(4)底部，动力装置(602)与夹具推拉配合，夹具成对设置在第四固定架(601)两侧，成对设置的夹具相对配合。

7.根据权利要求2～5中任一项所述的一种麻袋烟包的智能抓取拆垛系统，其特征在于：所述传动副为齿轮传动副，主动件为齿轮，从动件为齿条。

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