CN220011435U - 一种袋装物料装车机器人投袋系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及袋装物料装车技术领域，提供了一种袋装物料装车机器人投袋系统，包括投料平台，投料平台上设有移动平台小车，移动平台小车的前部设有升降总成，升降总成底部连接横移框架总成，横移框架总成的前部设有激光测距机构；移动平台小车的后部连接皮带总成，皮带总成的前部连接分流机构，分流机构连接动力皮带机构；所述横移框架总成包括横移框架，横移框架上设有横移小车，横移小车底部连接投料机械手，投料机械手连接落料器。本实用新型集成了前后移动、升降、横移、激光测距等功能，具有装车效率高，投料不易破包，故障率低以及适配度高等优点。

Description

一种袋装物料装车机器人投袋系统

技术领域

本实用新型涉及袋装物料装车技术领域，特别是一种袋装物料装车机器人投袋系统。

背景技术

现国内袋装物料装车主要靠人工装车，粉尘大、劳动强度大，随着人力成本的提高和人们对健康的重视（减少粉尘对人体的危害），自动（智能）装车机逐渐受到各企业关注。现市面上逐渐有自动装车机推出，但问题不少，目前袋装装车机主要存在以下几个问题：

1、装车效率低：水泥厂的自动装包机节拍在90-120吨/小时，最快能达到150吨/小时，也就是1.2秒/包，所以要求自动袋装装车机也要跟上装包机的节拍，厂家最低要求在90吨/小时以上。目前市场上的袋装装车机节拍在70-80吨/时左右，达不到厂家的节拍要求。

2、袋装物料破包率较高：受制于工厂平台的约束，袋装物料装车机既要保证过车高度（部分车辆高度3.9米），又要投料高度不大于1米，两者难以兼顾，使之投料较高，容易造成袋装物料破损。

3、装车机的故障率高，匹配的各类传感器检测数据不稳定：因包装袋是柔性物质，在自动送料过程中会存在各种状态，比如鼓包、倾斜、挂包和较大的扬尘等，难以检测实时状态；抓举负载和冲击负荷大，对设备的稳定性要求较高。

4、运货司机希望装填层数越多越好，甚至叠高2米。

基于以上多种原因，客户对袋装物料装车机性能有着更高要求，针对客户的需求，现在我公司提出的“公开号：CN113844860A的一种投料器可进入车厢的分流双投料装车机以及公开号：CN114955600A的一种省空间袋装装车机”的基础上进一步改进装车机投袋系统，以满足市场需求。

发明内容

本实用新型提供一种袋装物料装车机器人投袋系统的目的在于至少解决一个背景技术中提及的技术问题。

本实用新型采用如下技术方案实现实用新型目的：

一种袋装物料装车机器人投袋系统，包括投料平台，投料平台上设有移动平台小车，移动平台小车的前部设有升降总成，升降总成底部连接横移框架总成，横移框架总成的前部设有激光测距机构；移动平台小车的后部连接皮带总成，皮带总成的前部连接分流机构，分流机构连接动力皮带机构；所述横移框架总成包括横移框架，横移框架上设有横移小车，横移小车底部连接投料机械手，投料机械手连接落料器。

更进一步的，所述横移框架的中部向上连接有连接框架，连接框架的前部连接吸尘罩、后部连接升降联接板。

更进一步的，所述投料机械手包括联结底座，联结底座的经上臂驱动组件转动连接上臂的上端，上臂的下端转动连接前臂的上端，前臂的上端连接前臂驱动组件，前臂的下端活动连接落料器。

更进一步的，所述上臂和前臂的连接端经齿形链组件连接前臂驱动组件；所述前臂的下端连接保持驱动组件，保持驱动组件连接旋转驱动组件，旋转驱动组件连接落料器。

更进一步的，所述皮带总成包括溜槽组件，溜槽组件的前部连接斜皮带，斜皮带的后端连接后摆合件的下部，后摆合件的上部连接移动平台小车；斜皮带的前端连接控包皮带，控包皮带的前端连接快速皮带；控包皮带的上方连接压包皮带。

更进一步的，所述分流机构包括分流框架，分流框架中部连接有驱动组件，驱动组件连接分流板，分流框架于驱动组件的安装处向下设置有隔板，隔板将分流框架上前端的通道分成两个料包通道，分流框架于两个料包通道上方分别设置有分流传感器。

更进一步的，所述动力皮带机构包括吊架装置，吊架装置下方连接有两个动力皮带，动力皮带连接皮带电机组；吊架装置于两个动力皮带出口处上方分别连接有进料传感器。

更进一步的，所述激光测距机构包括机架装置，机架装置前侧连接同步带装置，同步带装置连接伺服电机组；同步带装置上设有两个激光测距传感器。

更进一步的，所述升降总成包括升降固定框，升降固定框顶部连接卷扬机，卷扬机连接活动设于升降固定框中的升降活动框；升降固定框上设有固定框导向轮；升降活动框上设有活动框导向轮。

更进一步的，所述移动平台小车包括移动小车车架，移动小车车架上设有驱动部件和从动轮轴组；所述投料平台上设有与驱动部件配合的齿条架。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型将投料平台、皮带总成、分流机构、动力皮带机构、激光测距机构、横移框架总成、升降总成和移动平台小车进行整合，集成前后移动、升降、横移、激光测距等功能，尽可能的满足了现目前的市场需要，通过本系统作业，具有这些优点：①装车效率高，达到120吨/小时的节拍要求（1.5秒/包），满足国内98％袋装工厂的袋装装车需求；②可伸进车厢，同时机械臂的行程不小于1米，大大的降低料包投料高度，投料高度不大于1米，袋装物料不易破包，满足符合国家标准的各类料包投料要求；③投袋系统的整体故障率低；配置本公司拥有专利的传感器装置，检测数据稳定可靠；④可以装车厢宽度2.6米以内、围栏高2米以内的货车装车需求（涵盖95%以上货车）；⑤智能车辆定位和识别，识别时间短至 80 秒以内；⑥智能码垛，根据装载吨位和识别车型设计最优垛型，可以横包、竖包码垛，并且接口友好，可与企业 ERP、MES 等管理系统数据交互，一卡式装车。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的总体结构示意图（边缘结构省略）；

图2是皮带总成的结构示意图；

图3是分流机构的结构示意图；

图4是动力皮带机构的结构示意图；

图5是激光测距机构的结构示意图；

图6是横移框架总成的结构示意图一；

图7是横移框架总成的结构示意图二；

图8是投料机械手的结构示意图；

图9是投料机械手的侧视结构示意图；

图10是升降总成的结构示意图；

图11是移动平台小车的结构示意图；

附图标记为：1-投料平台，2-皮带总成，3-分流机构，4-动力皮带机构，5-激光测距机构，6-横移框架总成，7-升降总成，8-移动平台小车，9-料包；201-溜槽组件，202-后摆合件，203-斜皮带，204-压包皮带，205-控包皮带，206-快速皮带；301-分流框架，302-分流传感器，303-分流板，304-驱动组件，305-隔板，306-料包通道；401-吊架装置，402-进料传感器，403-动力皮带，404-皮带电机组；501-同步带装置，502-机架装置，503-激光测距传感器，504-伺服电机组；601-横移小车，602-横移框架，603-投料机械手，604-落料器，605-连接框架，606-吸尘罩，607-升降联接板，608-承重轮组，609-限位轮组，610-激光测距装置，611-小车导轨，612-齿条；60301-联结底座；60302-上臂驱动组件，60303-上臂，60304-前臂驱动组件，60305-齿形链组件，60306-前臂，60307-旋转驱动组件，60308-保持驱动组件；60401-进料口，60402-出料口，60403-翻板驱动组件；701-卷扬机，702-升降固定框，703-活动框导向轮，704-固定框导向轮，705-升降活动框；801-从动轮轴组，802-驱动部件，803-移动小车车架，804-齿条架，805-移动小车。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例。一种袋装物料装车机器人投袋系统，如图1-11所示，包括投料平台1，投料平台1（为混凝土平台或钢结构平台）上设有移动平台小车8，移动平台小车8的前部设有升降总成7，升降总成7底部连接横移框架总成6，横移框架总成6的前部设有激光测距机构5；移动平台小车8的后部连接皮带总成2，皮带总成2的前部连接分流机构3，分流机构3连接动力皮带机构4。

按照本系统的上述八大部件，工作流程为：

当货车按地面标记和语音提示准确进入停靠位后，装车机快速启动至货车后栏板处，激光测距机构5响应检测车辆，识别车辆位置、车型、箱内长宽高等信息；机器人投袋系统根据扫描数据自动计算生成最优垛形方案，PLC通知装包机插袋，料包进入皮带总成2的控包机构后，进行压包排气和控袋调节袋间距。然后通过加速皮带进入分流机构3的通道，经过纠偏的料包进入动力皮带机构4，在左右两侧板引导下，抛入横移框架总成6的落料器内；在横移框架总成6的横移小车和升降总成7相互配合下，将料包送到程序指定的位置，完成投料。然后沿原路线返回。另一侧横移小车（配置独立驱动系统）接料包后按既定程序完成投料工作，两横移小车互不干扰，轮流接料，独立完成各自的任务。码垛装车完成后，机器人投袋系统语音提示车辆驶出装车区域，提示下一辆车停入指定区域，重复上述的装车流程。

各部件的具体结构和功能如下：

如图6-7所示，所述横移框架总成6包括横移框架602，横移框架602上设有横移小车601，横移小车601底部连接投料机械手603，投料机械手603连接落料器604。作业时，当前端输送设备的动力皮带机构4输出料包进入至604落料器内，横移小车601启动，沿着横移框架602的导轨之上行走；同时投料机械手603工作（机械手的上臂和前臂按程序指令相应旋转）。落料器604下降到达指令位置后，通过其前端的翻板驱动部件60403将两块翻板同步打开，料包从下端的出料口60402投放到车厢里。当投料完成后，翻板驱动部件60403的电机接收到信号后，将同步翻板关闭；同时沿既定轨迹返回原点处待料包，到此完成一个周期的工作。

所述横移框架602的中部向上连接有连接框架605，连接框架605的前部连接吸尘罩606、后部连接升降联接板607。升降联接板607的与升降总成装配成一体；吸尘罩606与生产工厂的装车道吸尘系统相连接，用于对横移框架总成6粉尘进行吸尘。

更进一步的，可在所述横移框架602的两长边上设置有小车导轨611；所述横移小车601上设置有一组与小车导轨611匹配的限位轮组609。限位轮组609可设4组，在小车导轨611的侧边运行起到为横移小车601导向的作用。

更进一步的，所述横移框架602的长边方向上连接有齿条612；所述横移小车601底部连接驱动小车装置，驱动小车装置包括驱动齿轮M3，驱动齿轮M3与齿条612啮合。驱动小车装置驱动横移小车601沿着小车导轨611左右行走。框架主体组件602包括两根平行左右向的长杆和连接长杆头端的短杆，其中两长边指两长杆。齿条612设置为单边，也可左右两边同时设置齿条结构。

更进一步的，所述横移小车601的底部连接有一组承重轮组608，一组承重轮组608设置在框架框架602上。承重轮组608可设4组，小车导轨611为承重轮组608提供支撑，减少轮组行走的滚动阻力，承重轮组608起到承重的作用。当驱动小车装置启动后，横移小车601通过其上安装的4个4承重轮组608和限位轮组608沿着小车导轨611左右往复行走，实现指定位置投料的需要。

还可在所述横移小车601上连接有激光测距装置610。激光测距装置610安装横移小车在601的下部前端右侧，作用为对货车车厢的长宽高进行实时检测和数据采集，并将数据传回PLC系统进行处理。

如图8-9所示，所述投料机械手603包括联结底座60301，联结底座60301的经上臂驱动组件60302转动连接上臂60303的上端，上臂60303的下端转动连接前臂60306的上端，前臂60306的上端连接前臂驱动组件60304，前臂60306的下端活动连接落料器604。

所述上臂60303和前臂60306的连接端经齿形链组件60305连接前臂驱动组件60304；所述前臂60306的下端连接保持驱动组件60308，保持驱动组件60308连接旋转驱动组件60307，旋转驱动组件60307连接落料器604。

投料机械手603的联结底座60301用于安装，上臂驱动组件60302的作用是带动上臂60303旋转至需要的任意角度；前臂驱动组件60304作用是通过花键轴带动齿形链组件60305，从而带动前臂60306旋转需要的任意角度，采用齿形链组件60305作为连接件可确保机器人的前臂60306运动灵活的情况下不会松动；前臂60306的上端装配在上臂60303的下端；下端与保持驱动组件60308安装在一起，保持驱动组件60308的作用确保落料器604在运动过程中姿态稳定，呈水平状态；旋转驱动组件60307左右侧分别与前臂60306的下端和保持驱动组件60308的输出端装配而成，其作用是驱动落料器604旋转至需要的任意角度，满足装车机投竖料包或横料包的需要。

具体的，投料机械手603按程序指令实现落料器604的上升、下降和旋转作用，满足指定位置投料的需要；落料器装配在投料机械手的下部，用于进料包、整型和投料包作用，当收到指令后，通过前端的翻板驱动动力组驱动两侧的连杆组件运动，以同步（保证料包下落时的姿态稳定性）形式将两块翻板打开，将料包投放到车厢指定位置，然后同步关闭翻板。

如图2所示，所述皮带总成2包括溜槽组件201，溜槽组件201的前部连接斜皮带203，斜皮带203的后端连接后摆合件202的下部，后摆合件202的上部连接移动平台小车8；斜皮带203（配置驱动组件）的前端连接控包皮带205（配置驱动组件），控包皮带205的前端连接快速皮带206（配置驱动组件）；控包皮带205的上方连接压包皮带204（配置驱动组件）。作业时，物料通过溜槽组件201进入定速的斜皮带203后，料包按不同的料包间距通过控包皮带205时，可根据整体节拍调整料包之间的间距，同时对物料姿态进行调整，避免堵包和满足后道工序的排包需求；压包皮带204对通过料包进行挤压排气和控包时防料包滑移；快速皮带206根据节拍和物料状态进行速度调整，将料包快速输出。

如图3所示，所述分流机构3包括分流框架301，分流框架301中部连接有驱动组件304，驱动组件304（动力输出由伺服电机控制，结构稳定；还可配置防尘装置，增加防尘效果）连接分流板303，分流框架301于驱动组件304的安装处向下设置有隔板305，隔板305将分流框架301上前端的通道分成两个料包通道306，分流框架301于两个料包通道306上方分别设置有分流传感器302。作业时，料包经过快速皮带206输送到分流机构3的一个料包通道，当料包冲撞分流传感器203时，PLC系统发信号给驱动组件304响应，分流板303按设定的角度偏向另一侧，打开另一个料包通道，以接纳下一个料包的到来，并按此循环，两个料包通道306的交替出料，实现对料包的分流。

如图4所示，所述动力皮带机构4包括吊架装置401，吊架装置401下方连接有两个动力皮带403，动力皮带403连接皮带电机组404；吊架装置401于两个动力皮带403出口处上方分别连接有进料传感器402（采用公开号CN217376147U提供的装置）。吊架装置401用于悬挂两个动力皮带403，上端与横移框架总成6的联接。作业时，当物料到达其中的动力皮带403后，通过两侧的引导板对料包整型。在皮带电机组404（配置变频器，可根据不同的物料设定不同的转速或同种物料调整最佳的抛射速度）的驱动下，触撞进料传感器402，将料包位置信息发送给PLC系统，此时计时器响应计时，到达设计时间后，下一道工序的横移小车立即响应。

如图5所示，所述激光测距机构5包括机架装置502，机架装置502前侧连接同步带装置501，同步带装置501连接伺服电机组504；同步带装置501上设有两个激光测距传感器503。机架装置502上端与横移框架总成6的框架联接，用于悬挂激光测距机构。当货车就位后测距时，同步带装置501在伺服电机组504驱动下，拖动两个激光测距传感器504同步反向行走。按系统设定程序对车辆的起始位置和外形尺寸进行扫描，根据扫描数据自动计算生成最优垛形方案。

如图10所示，所述升降总成7包括升降固定框702，升降固定框702顶部连接卷扬机701，卷扬机701连接活动设于升降固定框702中的升降活动框705；升降固定框702上设有固定框导向轮704；升降活动框705上设有活动框导向轮703。升降固定框702安装在移动平台小车的车架之上，用于升降总成定位；其上分别装配的活动框导向轮703用于约束升降活动框705在工作中的前后左右四个方向晃动、固定框导向轮704用于约束升降固定框702的左右两个方向晃动。通过卷扬机701的升降，满足投袋系统在不同高度位置处投放料包，确保料包无破包和落包整齐。

如图11所示，所述移动平台小车8包括移动小车车架803，移动小车车架803上设有驱动部件802和从动轮轴组801；所述投料平台1上设有与驱动部件802配合的齿条架804。

具体的，五组从动轮轴组801和驱动部件802都安装在移动小车车架803之上，然后整体就位在水泥厂（或其他袋装物料工厂）二楼平台的导轨面，后端与水泥厂的平皮带刚性连接，共同前进或后退；齿条架804固定在水泥厂二楼的混凝土平台（通过膨胀螺栓紧固）或钢结构平台（通过螺钉等标准件紧固）之上。其上装配的M8齿条与驱动部件802的M8齿轮啮合，驱动移动小车总成按程序设定的行程前进或后退，满足装车码垛的需要。

本实用新型涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员按照现有技术完全可以实现（如上述驱动组件，可以为现有的伺服电机组件、步进电机、液压泵等能够提供动力的元件），无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：包括投料平台（1），投料平台（1）上设有移动平台小车（8），移动平台小车（8）的前部设有升降总成（7），升降总成（7）底部连接横移框架总成（6），横移框架总成（6）的前部设有激光测距机构（5）；移动平台小车（8）的后部连接皮带总成（2），皮带总成（2）的前部连接分流机构（3），分流机构（3）连接动力皮带机构（4）；所述横移框架总成（6）包括横移框架（602），横移框架（602）上设有横移小车（601），横移小车（601）底部连接投料机械手（603），投料机械手（603）连接落料器（604）。

2.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述横移框架（602）的中部向上连接有连接框架（605），连接框架（605）的前部连接吸尘罩（606）、后部连接升降联接板（607）。

3.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述投料机械手（603）包括联结底座（60301），联结底座（60301）的经上臂驱动组件（60302）转动连接上臂（60303）的上端，上臂（60303）的下端转动连接前臂（60306）的上端，前臂（60306）的上端连接前臂驱动组件（60304），前臂（60306）的下端活动连接落料器（604）。

4.根据权利要求3所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述上臂（60303）和前臂（60306）的连接端经齿形链组件（60305）连接前臂驱动组件（60304）；所述前臂（60306）的下端连接保持驱动组件（60308），保持驱动组件（60308）连接旋转驱动组件（60307），旋转驱动组件（60307）连接落料器（604）。

5.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述皮带总成（2）包括溜槽组件（201），溜槽组件（201）的前部连接斜皮带（203），斜皮带（203）的后端连接后摆合件（202）的下部，后摆合件（202）的上部连接移动平台小车（8）；斜皮带（203）的前端连接控包皮带（205），控包皮带（205）的前端连接快速皮带（206）；控包皮带（205）的上方连接压包皮带（204）。

6.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述分流机构（3）包括分流框架（301），分流框架（301）中部连接有驱动组件（304），驱动组件（304）连接分流板（303），分流框架（301）于驱动组件（304）的安装处向下设置有隔板（305），隔板（305）将分流框架（301）上前端的通道分成两个料包通道（306），分流框架（301）于两个料包通道（306）上方分别设置有分流传感器（302）。

7.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述动力皮带机构（4）包括吊架装置（401），吊架装置（401）下方连接有两个动力皮带（403），动力皮带（403）连接皮带电机组（404）；吊架装置（401）于两个动力皮带（403）出口处上方分别连接有进料传感器（402）。

8.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述激光测距机构（5）包括机架装置（502），机架装置（502）前侧连接同步带装置（501），同步带装置（501）连接伺服电机组（504）；同步带装置（501）上设有两个激光测距传感器（503）。

9.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述升降总成（7）包括升降固定框（702），升降固定框（702）顶部连接卷扬机（701），卷扬机（701）连接活动设于升降固定框（702）中的升降活动框（705）；升降固定框（702）上设有固定框导向轮（704）；升降活动框（705）上设有活动框导向轮（703）。

10.根据权利要求1所述的袋装物料装车机器人投袋系统，其特征在于：所述移动平台小车（8）包括移动小车车架（803），移动小车车架（803）上设有驱动部件（802）和从动轮轴组（801）；所述投料平台（1）上设有与驱动部件（802）配合的齿条架（804）。