[发明专利]一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置

说明书

本发明属于物流运输机械设备相关技术领域，并公开了一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置，其包括门架单元、卡爪单元以及配套的全过程监测及反馈单元，其中门架单元带动卡爪实现三个自由度的运动，同时卡爪单元自身可以张开闭合，以实现对箱体货物的抓放；全过程监测及反馈单元提供了多传感器反馈功能，并可包括顶部横梁测距传感器、门架传感器、卡爪运动传感器、卡爪拉力传感器和卡爪接触开关等，其用于对卡爪运输货物的全过程执行监测。本发明无需复杂昂贵的工业机器人，结构紧凑，模块化设计且方便维护，只用一些小型电机和气泵就可以实现高效的全自动堆拆垛动作。

技术领域

本发明属于物流运输机械设备相关技术领域，更具体地，涉及一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置。

背景技术

对于长矩形之类箱体货物的堆垛或拆垛操作而言，由于货物形状偏向于长条状，输送和转向过程中货物姿态不容易控制，所以常规的采用皮带机与滚筒输送机组合成货件码垛机的方式并不适用。

目前行业内多数用的解决方案是使用码垛机器人，并通过机械手抓取、翻转，一件一件摆放的方式进行堆拆垛。然而，进一步的研究表明：首先，这种设计需要投入昂贵的工业机器人，并且对于长矩形截面的货物，在抓取的时候必须有两个或两个以上的抓握点才能防止倾翻；其次，在操作过程中，抓握力度过大容易损害货物，抓握力度小又容易掉包，为了适应不同重量的货物提供合适的抓握力，使得机器人码垛的机械手机构往往复杂笨重。因此，投入工业机器人来自动堆拆垛机来堆拆长矩形货垛，收益支出比不高，导致推广难，有必要寻找更为经济和合理的其他自动堆拆垛替代方式。

另一方面，由于现代化货物物流通常是处于一种自动转运的状态，在此情况下如何实现对生产线的转运全过程的精确和实时监控，进而配合完成高效的全自动堆拆垛动作，正成为本领域亟需解决的技术问题所在。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置，其中通过对其整体空间构造布局及其关键组件的设置方式及工作机理等方面的研究设计，不仅可有效替代昂贵的工业机器人来执行全自动堆拆垛操作，而且还能够对货物运输的全过程进行高精度实时监测、进而配合完成高效可靠的取货-夹持-运动-放货等一系列动作，同时具备结构紧凑、不占用额外空间、环境适应性强、可结合不同工况进行模块化设计等特点，因而尤其适用于需要配合长矩形截面之类箱体结构的自动转运生产线来实现堆拆垛操作的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置，其特征在于，该堆拆垛装置包括门架单元、卡爪单元以及配套的全过程监测及反馈单元，其中：

该门架单元整体为框架式构造，并包括顶部横梁、以及安装于该门架单元上的X向平动模块、Z向平动模块和Z向旋转模块，由此分别用于将从所述顶部横梁的下方转运然后被所述卡爪单元夹持住的箱体结构执行下列的三自由运动：X轴方向也即水平方向上的直线移动，以及Z轴方向也即竖直方向上的直线移动和旋转；

该卡爪单元包括具备滑轨、滑块和电机的开闭直线模块、与所述滑块固连的卡爪臂以及卡爪盖板，其中所述卡爪臂在所述电机的驱动下连同所述滑块一同沿着所述滑轨移动，由此实现该卡爪臂相对于所述卡爪盖板的闭合张开动作，进而夹持或释放箱体结构；此外，该卡爪臂的外侧还设置有多个真空吸盘；

该全过程监测及反馈单元包括顶部横梁测距传感器、卡爪运动传感器、卡爪拉力传感器、卡爪接触开关和门架传感器，其中：

所述顶部横梁测距传感器被安装于所述顶部横梁上，它用于监测下方是否存在待作业的箱体结构，并且当判定存在箱体结构时，反馈于所述卡爪单元沿着Z轴方向以常速下降到达取货工位；