CN213923096U - 一种自动化装卸设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于物料搬运设备技术领域，具体涉及一种自动化装卸设备，包括机械手、电器柜和控制系统，其中机械手包括X、Y和Z轴伺服模组，X轴伺服模组驱动抓取机构沿X轴向移动，Y轴伺服模组驱动抓取机构沿Y轴向移动，Z轴伺服模组驱动抓取机构沿Z轴向移动，抓取机构用于抓取车外托盘上的物料码放到车厢内或从车厢内抓取物料放置到车外的托盘上；电器柜安装在车厢内，电器柜上面设控制面板，电器柜内设主电源和控制系统；控制系统控制机械手抓取物料存放到车厢内码放并自动记忆物料位置以及根据设定的派发要求控制机械手抓取相应的物料进行派发，本实用新型解决了现有技术中人工作业劳动强度大、效率低的问题，提供一种自动化装卸设备。

Description

一种自动化装卸设备

技术领域

本实用新型属于物料搬运设备技术领域，具体涉及一种自动化装卸设备。

背景技术

物料的运输过程中，物料的搬运、派发等工作非常繁重，目前很多物料在整个运输过程中的搬运、派发等工作都是司机一个人完成的，司机劳动强度极大，极易疲劳，同时为了使运输容量最大化以及防止运输颠簸造成损害，对物料的码放也有极高的要求，所有物料都要按一定的规则进行码放，这无形中增加了司机的工作量，降低了司机的工作效率，最终导致整个物料运输进度缓慢。随着运输行业的快速发展，对时间要求不断提高，同时人工成本也不断增加，这就急需将自动化装卸货设备增加到目前物料搬运、派发过程中，以提高工作效率，降低劳动强度。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中人工作业劳动强度大、效率低的问题，提供一种自动化装卸设备。

为实现上述目的，本实用新型的一方面，提供一种自动化装卸设备，包括：

机械手，所述机械手包括X轴伺服模组、Y轴伺服模组、Z轴伺服模组和抓取机构，所述X轴伺服模组驱动抓取机构沿X轴向移动，所述Y轴伺服模组驱动抓取机构沿Y轴向移动，所述Z轴伺服模组驱动抓取机构沿Z轴向移动，所述抓取机构用于抓取车外托盘上的物料码放到车厢内或从车厢内抓取物料放置到车外的托盘上；

电器柜，所述电器柜安装在车厢内，所述电器柜上面设控制面板，电器柜内设主电源和控制系统；

控制系统，根据设定的物料存储位置控制机械手抓取物料存放到车厢内码放并自动记忆物料位置以及根据设定的派发要求控制机械手抓取相应的物料进行派发。

根据本实用新型的一个实施例，还包括旋转机构，所述旋转机构套装在Z轴伺服模组上，所述旋转机构包括空心伺服电机和悬臂，所述悬臂安装在空心伺服电机上，所述空心伺服电机驱动所述悬臂 360°旋转，所述悬臂与抓取机构固定连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述Z轴伺服模组包括Z轴伺服电机和Z轴滚珠丝杆。

根据本实用新型的一个实施例，Z轴伺服模组的Z轴丝杆外部设有空心套杆，Z轴丝母位于空心套杆的内部，空心伺服电机套装在空心套杆的外部，Z轴丝母的顶部固定连接一连接件，所述连接件伸出空心套杆与空心伺服电机连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述空心套杆上开设有滑槽，所述Z轴丝母的一侧安装有限位轮，所述限位轮与滑槽滑动配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述抓取机构为吸盘。

根据本实用新型的一个实施例，所述X轴伺服模组的运动部件与Y轴伺服模组连接，所述Y轴伺服模组的运动部件与Z轴伺服模组连接，所述抓取机构与Z轴伺服模组连接。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种自动化装卸设备，具有以下有益效果：利用机械手进行智能取料，操作简单，只需简单培训就可使用，解决了人工搬运带来的效率低、强度高的问题，提高了物料搬运和查找的效率，节约了用工成本；物料存储位置可以设定，可以对不同规格箱子进行码垛；本申请提供的自动化装卸设备具有旋转机构，旋转机构上的悬臂可以360°旋转，抓取机构可以360°无死角的抓取物料，这样车厢内部所有的空间都可以用来码放物料，最大化的利用了车厢内部的空间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的机械手的机构示意图；

图3为本实用新型的Z轴伺服模组的结构示意图；

图4为图3沿AA向的剖视结构图。

图中：1.机械手，11.X轴伺服模组，12.Y轴伺服模组， 13.Z轴伺服模组，131.Z轴丝杆，132.空心套杆，133.Z轴丝母， 134.限位轮，135.连接件，14.抓取机构，15.旋转机构，151.空心伺服电机，152.悬臂，2.电器柜，3.物料。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种自动化装卸设备，适用于箱式货车，例如市场上江铃顺达宽体129马力4.07米单排厢式轻卡等型号车或者类似该车体的其他品牌型号车辆，但不仅限于上述尺寸的货车，本申请提供的自动化设备可以调整尺寸以适应市场上其他的车型，本申请提供的自动化装卸设备包括：机械手1、电器柜2和控制系统，机械手1和电器柜2安装在车厢内部，其中电器柜2采用超薄型，以释放最大的车厢存储空间，电器柜2上面设控制面板，电器柜2内设主电源和控制系统，控制系统是用于根据设定的物料3存储位置控制机械手1抓取物料3存放到车厢内码放并自动记忆物料3位置以及根据设定的派发要求控制机械手1抓取相应的物料3进行派发，机械手1包括X轴伺服模组11、Y轴伺服模组12、Z轴伺服模组13和抓取机构14，X轴伺服模组11、Y轴伺服模组12和Z轴伺服模组13都由伺服电机和滚珠丝杆组成，每个伺服模组中的伺服电机驱动丝母沿丝杆移动，其中X轴伺服模组 11安装在车厢的顶部，Y轴伺服模组12与X轴伺服模组11连接， Z轴伺服模组13与Y轴伺服模组12连接，抓取机构14与Z轴伺服模组13连接，X轴伺服模组11、Y轴伺服模组12和Z轴伺服模组13带动抓取机构14沿X向、Y向和Z向三个方向移动到合适的位置抓取物料3，此系统主要是为把纸箱通过机械手1规则的放置到车厢内，同时可以把物料3在车厢内取出放到外部托盘上，简单易用，只需把托盘放到指定位置，人员按下电器柜2上的启动按钮，本设备就可以自己进行夹取料，机械手1把料箱放置到相应位置，并进行记忆，等到派发时，人员只需要通过电器柜2上相应的触摸屏，进行简单操作既可以用机械手1抓取物料3进行派发，另外本申请还可以根据不同纸箱分开进行码垛，适用于多种物料3的装卸，解决了人工取放料，劳动强度大，重复劳动等问题，本设备还可以根据纸箱的尺寸进行自定义设定，并不局限于标准纸箱，也不局限于纸箱，较规则的方形物体大部分可以使用。

优选的，本申请提供的自动化装卸设备还包括一个旋转机构 15，旋转机构15套装在Z轴伺服模组13上，旋转机构15包括空心伺服电机151和悬臂152，悬臂152安装在空心伺服电机151上，空心伺服电机151驱动悬臂152360°旋转，悬臂152与抓取机构 14固定连接，具体的，Z轴伺服模组13包括Z轴伺服电机和Z轴滚珠丝杆，Z轴伺服模组13的Z轴丝杆131外部设有空心套杆 132，Z轴丝母133位于空心套杆132的内部，空心伺服电机151套装在空心套杆132的外部，Z轴丝母133的顶部固定连接一连接件 135，连接件135伸出空心套杆132与空心伺服电机151连接，前述的X轴伺服模组11、Y轴伺服模组12以及Z轴伺服模组13虽然可以实现抓取机构X、Y以及Z轴向的移动，但是由于X轴伺服模组11和Y轴伺服模组12安装在车厢的顶部，X轴伺服模组11以及Y轴伺服模组12的端部都安装伺服电机，且X轴伺服模组11以及Y轴伺服模组12的运动部件本身也存在一定的厚度宽度，这就导致抓取机构14无法运动到X轴以及Y轴最边上，抓取机构14在抓取时会存在抓取死角，本申请中设计了旋转机构15，旋转机构 15可以带动悬臂152实现360°旋转，抓取机构14移动到X轴或者Y轴最边上时，旋转机构15可以驱动悬臂152旋转，机械手 1就可以抓取物料，从而实现全角度无死角的抓取，使车厢装载空间得到最大化利用，需要进行说明的是，空心伺服电机151是非常成熟的现有技术，关于空心伺服电机151的原理、结构以及功能本申请中不再进行赘述。

根据本实用新型的一个实施例，空心套杆132上开设有滑槽， Z轴丝母133的一侧安装有限位轮134，限位轮134与滑槽滑动配合，限位轮134的设置减小了Z轴丝母133与滑槽之间的摩擦力，Z轴丝母133上下移动更加顺滑同时也延长了使用寿命。

根据本实用新型的一个实施例，本实施例中的抓取机构14为吸盘，在其他实施例中，抓取机构14也可以为机械爪等，只要可以实现抓取功能的装置都可以，这已经属于很成熟的现有技术，在本申请中不再进行赘述。

优选的，控制系统还具有自动统计的功能，可以满足物料3点检需求。需要说明的是，控制系统可以按任何适当的方式实现，例如，控制系统可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器执行的计算机可读程序代码例如软件或固件的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit)，ASIC、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制系统以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制系统以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制系统和嵌入微控制系统等的形式来实现相同功能。因此这种控制系统可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

具体工作过程：

装料时，工人通过叉车把载满物料3的托盘放置到相应的位置，人工检查托盘的位置，人工设置托盘的物料3规格和层数等参数，按下控制面板上的启动按钮启动设备，机械手1根据人工设定的参数从初始位置移动到托盘位置进行夹取料并码放到车厢内部，依次进行重复作业，至托盘物料3放完，同时控制系统中的多种物料 3系统自动记忆物料3的储存地址，装完物料3后机械手1回到初始位，并发出完成提醒。

卸料时，工人把空托盘放置到指定位置，人工进行检查托盘位置，并设置需要派发的物料3的参数，启动设备，机械手1夹取相应的物料3放置到托盘上，周期往复，直至相应物料3卸货完成，机械手1回到初始位，并发出提醒。

本实用新型提供的一种自动化装卸设备，利用机械手1进行智能取料，操作简单，只需简单培训就可使用，解决了人工搬运带来的效率低、强度高的问题，提高了物料3搬运和查找的效率，节约了用工成本；物料3存储位置可以设定，可以对不同规格箱子进行码垛。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动化装卸设备，其特征在于，包括：

机械手(1)，所述机械手(1)包括X轴伺服模组(11)、Y轴伺服模组(12)、Z轴伺服模组(13)和抓取机构(14)，所述X轴伺服模组(11)驱动抓取机构(14)沿X轴向移动，所述Y轴伺服模组(12)驱动抓取机构(14)沿Y轴向移动，所述Z轴伺服模组(13)驱动抓取机构(14)沿Z轴向移动，所述抓取机构(14)用于抓取车外托盘上的物料(3)码放到车厢内或从车厢内抓取物料(3)放置到车外的托盘上；

电器柜(2)，所述电器柜(2)安装在车厢内，所述电器柜(2)上面设控制面板，电器柜(2)内设主电源和控制系统；

控制系统，根据设定的物料(3)存储位置控制机械手(1)抓取物料(3)存放到车厢内码放并自动记忆物料(3)位置以及根据设定的派发要求控制机械手(1)抓取相应的物料(3)进行派发。

2.根据权利要求1所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，还包括旋转机构(15)，所述旋转机构(15)套装在Z轴伺服模组(13)上，所述旋转机构(15)包括空心伺服电机(151)和悬臂(152)，所述悬臂(152)安装在空心伺服电机(151)上，所述空心伺服电机(151)驱动所述悬臂(152)360°旋转，所述悬臂(152)与抓取机构(14)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，所述Z轴伺服模组(13)包括Z轴伺服电机和Z轴滚珠丝杆。

4.根据权利要求3所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，Z轴伺服模组(13)的Z轴丝杆(131)外部设有空心套杆(132)，Z轴丝母(133)位于空心套杆(132)的内部，空心伺服电机(151)套装在空心套杆(132)的外部，Z轴丝母(133)的顶部固定连接一连接件(135)，所述连接件(135)伸出空心套杆(132)与空心伺服电机(151)连接。

5.根据权利要求4所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，所述空心套杆(132)上开设有滑槽，所述Z轴丝母(133)的一侧安装有限位轮(134)，所述限位轮(134)与滑槽滑动配合。

6.根据权利要求2所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，所述抓取机构(14)为吸盘。

7.根据权利要求1所述的一种自动化装卸设备，其特征在于，所述X轴伺服模组(11)的运动部件与Y轴伺服模组(12)连接，所述Y轴伺服模组(12)的运动部件与Z轴伺服模组(13)连接，所述抓取机构(14)与Z轴伺服模组(13)连接。

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