CN115339916B - 全自动瓜果卸料装置和方法 - Google Patents

Abstract

全自动瓜果卸料装置和方法，包括机架，机架内设有进垛输送机和抓取机构，还包括翻转卸料机构，所述翻转卸料机构包括固定连接在机架内的支架，支架上装配有转轴，翻转平台和翻转输送机一端可转动连接在转轴上，在转轴两端支架上分别固定连接有翻转电机，两台翻转电机分别与翻转平台和翻转输送机传动连接。本发明用于解决现有瓜果类物料托盘堆垛周转筐卸料设备运输不便，不利于成本控制，以及卸料过程中瓜果易碎和周转框容易损伤的问题。

Description

全自动瓜果卸料装置和方法

技术领域

本发明涉及自动卸料设备，特别涉及全自动瓜果卸料装置和方法。

背景技术

现有瓜果类物料托盘堆垛周转筐卸料设备，主要是先采用卸垛机器人或桁架式抓手将码垛的瓜果周转筐拆垛到输送机上，而后由输送机将周转筐送入的翻转设备中，由翻转设备将周转筐中瓜果倒出。

其中的卸垛机器人类似于“江西绿萌分选设备有限公司”生产的料框自动卸垛机器人，其价格较为昂贵不适宜经济型客户群普及，而桁架式抓手与“山东伟家思智能仓储装备有限公司”生产的SDWHSQZDCDJ-50型拆垛机，虽然价格便宜，但是则存在结构尺寸过高，在处理相同层高物料时需要更高的整体结构，造成设备不方便运输，需要到现场拼装，不利于成本控制、现场安装时各种环境场地等因素影响，也会增加一定安全风险。

而适配于周转筐的瓜果卸料翻转设备一般为侧翻式和双皮带式，其中侧翻式的结构与专利号为“CN203997147U”、名称为“一种全自动水果翻筐卸果输送装置”相类似；侧翻式卸料因周转筐的高度影响，在侧转初卸料时落差过高摔落，会对瓜果类易碎物料造成一定损伤，且周转筐在侧翻过程中因转向导轨的阻力影响，带齿的输送链条为克服其阻力奋力向前推进，周转筐在反复的使用中不可避免的会造成刮裂、刮破、甚至报废的情况发生。

而双皮带式的结构与专利号为“CN 216686299 U”、名称为“自适应翻筐输送装置及分选系统”相类似，该方案因为在送筐的过程中，水果随皮带运动，很容易出现夹果现象。

同时现有侧翻式和双皮带式翻转设备每次都只能对单个周转筐进行卸料，在对周转筐进行拆垛后，还需要另外经过其他辅助设备将拆垛后的周转筐分散成单个后在翻转卸料，辅助设备占地面积较大，且过多的运行环节对物料和周转筐的损伤也相对有更大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供全自动瓜果卸料装置和方法，用于解决现有瓜果类物料托盘堆垛周转筐卸料设备运输不便，不利于成本控制，以及卸料过程中瓜果易碎和周转框容易损伤的问题。

为了解决上述问题，本发明要解决的技术方案为：

全自动瓜果卸料装置，包括机架，机架内设有进垛输送机和抓取机构，还包括翻转卸料机构，所述翻转卸料机构包括固定连接在机架内的支架，支架上装配有转轴，翻转平台和翻转输送机一端可转动连接在转轴上，在转轴两端支架上分别固定连接有翻转电机，两台翻转电机分别与翻转平台和翻转输送机传动连接。

还包括托盘输出装置，所述托盘输出装置包括设置在进垛输送机两侧空盘输送机和推盘机构，所述推盘机构包括安装在机架上的第一驱动电机和剪式伸缩机构，第一驱动电机输出轴与装配在机架上的丝杠传动机构连接，丝杠传动机构中的螺母通过连杆与剪式伸缩机构传动连接。

在空盘输送机上设有储盘装置，所述储盘装置包括固定连接在空盘输送机机架上背板，在背板两端固定设有侧板，在朝向推盘机构的一块侧板下端开设有进盘口，在侧板上安装有电动丝杠，电动丝杠螺母与吊杆固定连接，在侧板上开设有多个开口，开口内设有挂钩，挂钩上端铰接在吊杆上，在挂钩一侧侧板上固定连接有导向块，导向块内设有导向槽，所述导向槽是由竖直段和扩口段构成的喇叭形结构，在扩口段内铰接有翻板，在导向槽内设有导向销，导向销与挂钩铰接，在吊杆上装配有扭簧，扭簧驱动挂钩向开口内运动。

所述抓取机构包括安装在机架内的链条提升机构，在链条提升机构上安装有丝杠滑台，在丝杠滑台移动端上固定连接有提升方框，在提升方框内设有多块顶板，顶板通过多个气缸与方框连接。

在顶板表面固定连接有硅胶板。

机架高度小于3米。

一种全自动瓜果卸料装置的方法，包括如下步骤：先由进垛输送机将多个码垛在一起的周转筐输送到抓取机构下方；然后抓取机构抓取最上层周转筐送入翻转平台上，先由其中一台翻转电机驱动翻转输送机翻转180度，以将翻转输送机倒扣在周转筐上，接着两台翻转电机驱动翻转平台和翻转输送机同步回转180度至卸料工位，然后另外一台翻转电机驱动翻转平台翻转180度至初始位置等待接收下一个周转筐，同时翻转输送机将周转筐输送到多列同步带输送机上，周转筐中的瓜果穿过多列同步带输送机进入料斗，周转筐则由多列同步带输送机输送到指定地点。

本发明的有益效果是：

1、本专利将对堆垛周转筐进入卸垛工位、卸垛、翻转、卸料及空托盘码垛全部工序都融合在一个大结构范围内，整体性强，主体结构不需要现场组装，节约人工开支，节省场地空间。

2、能够同时对多个周转筐进行翻转卸料，并且周转筐受力均匀，有效的避免了周转筐的损伤。

3、保证各周转筐瓜果落果高度一致，有效的避免了瓜果损伤。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的立体结构示意图，

图2为本发明的立体结构示意图，

图3为本发明的立体结构示意图，

图4为本发明关于储盘装置的局部立体结构示意图，

图5为本发明关于托盘输出装置的立体结构示意图，

图6为本发明关于翻转卸料机构的立体结构示意图，

图7为本发明关于抓取机构的立体结构示意图，

图8为本发明各电器件间的连接关系示意图。

图中：

进垛输送机100；

机架200；

翻转卸料机构300、翻转平台301、翻转输送机302、翻转电机303、转轴304、支架305、翻转槽306、辊筒307；

多列同步带输送机400；

储盘装置500、背板501、侧板502、电动丝杠503、挂钩504、吊杆505、扭簧506、导向销507、导向块508、竖直段509、扩口段510；

抓取机构600、链条提升机构601、气缸602、顶板603、方框604、丝杠滑台605、硅胶板606；

托盘输出装置700、空盘输送机701、剪式伸缩机构702、连杆703、第一驱动电机704、丝杠传动机构705；

第一光电开关801、第二光电开关802、第三光电开关803、第四光电开关804、第五光电开关805、第六光电开关806；

周转筐900、托盘901。

具体实施方式

如图1到3所示，全自动瓜果卸料装置，包括机架200，机架200内设有进垛输送机100和抓取机构600，还包括翻转卸料机构300，所述翻转卸料机构300包括固定连接在机架200内的支架305，支架305上装配有转轴304，翻转平台301和翻转输送机302一端可转动连接在转轴304上，在转轴304两端支架305上分别固定连接有翻转电机303，两台翻转电机303分别与翻转平台301和翻转输送机302传动连接。在翻转输送机302一侧设有多列同步带输送机400，在多列同步带输送机400下方设有料斗（料斗图中未画出）。所述翻转输送机302包括一端与转轴铰接的翻转槽，翻转槽内装配有皮带输送机，在翻转槽上装配有多个用于支撑输送皮带的辊筒。

如图4和5所示，还包括托盘输出装置700，所述托盘输出装置700包括设置在进垛输送机100两侧空盘输送机701和推盘机构，所述推盘机构包括安装在机架200上的第一驱动电机704和剪式伸缩机构702，第一驱动电机704输出轴与装配在机架200上的丝杠传动机构705连接，丝杠传动机构705中的螺母通过连杆703与剪式伸缩机构702传动连接。进垛输送机100和空盘输送机701均为链板式输送机，采用链板式输送机是因为新型注塑托盘底部支撑为9个独立的脚，如果使用滚筒式输送机则会让托盘摇晃，导致码垛整齐的中转筐出现错位，让抓取机构600无法准确抓取，而采用链板式输送机就能够保证托盘平稳输送。

如图4和5所示，在空盘输送机701上设有储盘装置500，所述储盘装置500包括固定连接在空盘输送机701机架200上背板501，在背板501两端固定设有侧板502，在朝向推盘机构的一块侧板502下端开设有进盘口，在侧板502上安装有电动丝杠503，电动丝杠503螺母与吊杆505固定连接，在侧板502上开设有多个开口，开口内设有挂钩504，挂钩504上端铰接在吊杆505上，在挂钩504一侧侧板502上固定连接有导向块508，导向块508内设有导向槽，所述导向槽是由竖直段509和扩口段510构成的喇叭形结构，在扩口段内铰接有翻板511，在导向槽内设有导向销507，导向销507与挂钩504铰接，在吊杆上装配有扭簧506，扭簧506驱动挂钩504向开口内运动。

如图7所示，所述抓取机构600包括安装在机架200内的链条提升机构601，在链条提升机构601上端安装有丝杠滑台605，在丝杠滑台605中的滑块上固定连接有提升方框604，在提升方框604内设有四块顶板603，顶板603通过多个气缸602与方框604连接。

本抓取机构600与摆臂式料框抓取和固定式上下左右移动抓手相比较，减去了驱动周转筐左右方向移动的机构，进而有效控制了设备尺寸，同时能够对多个周转筐进行四面夹紧，让周转筐整个移动过程都是处于水平或垂直运动，且不受物周转筐外形尺寸影响，同时夹具角度和周转筐受力位置面积都不会发生变化，有效的避免造成中装框刮裂、刮破、甚至报废的情况发生。

在顶板603表面固定连接有硅胶板606。硅胶板606能够加大摩擦力防止周转筐滑脱及损伤。

机架200高度小于3米。本优化设计综合考虑设备稳定性本设备装车整体高度2.82米、运输车辆的高度车厢高度1.3-1.5米、相关道路运输的法律法规及相关安全等因素车辆上路总高度不能超过4.5米，设计高度既能满足道路运输条件，又能适应周转筐的尺寸变化、优化抓取状态，还能提高设备稳定性、提高相关安全系数。

所述翻转电机303为蜗轮蜗杆减速机。蜗轮蜗杆减速机能够起到自锁功能。

在进垛输送机100机架200上设有两个第一光电开关801，在侧板502下端设有第二光电开关802，在方框604上设有第三光电开关803，在机架200内安装有两个第四光电开关804，在翻转平台301上方机架200上安装有第五光电开关805，在侧板502上端安装有第六光电开关806。

两个第一光电开关801用于检测周转筐的接受工位和拆垛工位，第二光电开关802用于检测托盘是否进入到两侧板502之间；第三光电开关803用于检测方框604的下落高度；两个第四光电开关804用于检测方框604的前后位置；第五光电开关805用于检测周转筐的下料工位；码垛托盘堆积指定高度后，则触发第六光电开关806；第一驱动电机704选用伺服电机，电动丝杠503选用伺服电动丝杠503，翻转电机303选用伺服蜗轮蜗杆减速机。

还包括PLC控制器，第一光电开关801、第二光电开关802、第三光电开关803、第四光电开关804、第五光电开关805和第六光电开关806连接PLC控制器输入端，第一驱动电机704、电动丝杠503、翻转电机303、声光报警器、链条提升机构601中的步进电机、丝杠滑台605中的步进电机和用于控制气缸602的电磁阀连接PLC控制器的输出端。

本发明的工作过程为：

第一步：叉车先将托盘904和周转筐900送入到进垛输送机100接受工位上，同时PLC控制器接收到其中一个第一光电开关801信号，经过5~10S后叉车货叉已远离进垛输送机100，进垛输送机100将托盘和周转筐输送至另外一个第一光电开关801位置，而后进垛输送机100暂停，此时托盘和周转筐来到拆垛工位上。

第二步：链条提升机构601驱动方框604下行，当下行至第三光电开关803监测到周转筐信号时，则代表最上层周转筐进入方框604内，而后控制器控制各个气缸602驱动顶板603对多个周转筐进行夹紧，接着链条提升机构601驱动方框604上行至触发其中一个第四光电开关804，而后控制器通过控制丝杠滑台605将周转筐向翻转卸料机构300方向运动，当移动至触发另外一个第四光电开关804时，则链条提升机构601驱动周转筐下行至触发第五光电开关805，此时周转筐刚好位于翻转平台301上方1CM处，而后控制器控制各气缸602将顶板603松开，周转筐落在翻转平台301上，最后链条提升机构601和丝杠滑台605驱动方框604移动到初始位置，以对下一个周转筐进行抓取上料。

第三步：周转筐落在翻转平台301上后，先由其中一台翻转电机303驱动翻转输送机302翻转180度，以将翻转输送机302倒扣在周转筐上，接着两台翻转电机303驱动翻转平台301和翻转输送机302同步回转180度至卸料工位，然后另外一台翻转电机303驱动翻转平台301翻转180度至初始位置等待接收下一层周转筐，同时翻转输送机302将周转筐输送到多列同步带输送机，周转筐中的瓜果穿过多列同步带输送机进入料斗，周转筐则由多列同步带输送机输送到指定地点。

由此可将多个周转筐进行整体翻转后，再让对周转筐进行卸料，与侧翻式翻转卸料相比，本卸料装置能够让各周转筐中瓜果落料高度一致，能够避免出现瓜果破碎情况，同时有效的避免料框损伤。

第四步：按照上述第二步和第三步，反复循环，直到将托盘上的所有周转筐卸料完毕，留下空托盘至进垛输送机100上。

第五步：第一驱动电机704通过丝杠传动机构705驱动剪式伸缩机构702伸长，以将进垛输送机100上的空托盘推送到空盘输送机701上，而后由空盘输送机701将空托盘送入至触发第二光电开关802，接着控制器控制空盘输送机701暂停，此时空托盘刚好位于两块侧板502之间，接着电动丝杠503驱动挂钩504下行，挂钩504下行的过程中，挂钩504上导向销沿着竖直段进入到翻板与扩口段顶面构成的向外倾斜滑道内，由此驱动挂钩向外运动，在导向销移动倾斜滑道底部时，导向销在扭簧的驱动下沿着扩口段底部水平面向空托盘方向旋转至勾住托盘边缘，而后电动丝杠驱动挂钩上行，以对托盘进行提升。

第六步：在下一个空托盘进入到两块侧板502之间时，按照上述第五步的方法，对新入托盘进行提升，如此反复循环，直到两块侧板502之间堆垛至触发第六光电开关806时，则声光报警器报警，提醒工作人员将码垛托盘卸出。

Claims (6)

1.全自动瓜果卸料装置，包括机架（200），机架（200）内设有进垛输送机（100）和抓取机构（600），其特征在于：还包括翻转卸料机构（300），所述翻转卸料机构（300）包括固定连接在机架（200）内的支架（305），支架（305）上装配有转轴（304），翻转平台（301）和翻转输送机（302）一端可转动连接在转轴（304）上，在转轴（304）两端支架（305）上分别固定连接有翻转电机（303），两台翻转电机（303）分别与翻转平台（301）和翻转输送机（302）传动连接，在翻转输送机（302）一侧设有多列同步带输送机（400），在多列同步带输送机（400）下方设有料斗，所述翻转输送机（302）包括一端与转轴铰接的翻转槽，翻转槽内装配有皮带输送机，在翻转槽上装配有多个用于支撑输送皮带的辊筒；

还包括托盘输出装置（700），所述托盘输出装置（700）包括设置在进垛输送机（100）两侧空盘输送机（701）和推盘机构，所述推盘机构包括安装在机架（200）上的第一驱动电机（704）和剪式伸缩机构（702），第一驱动电机（704）输出轴与装配在机架（200）上的丝杠传动机构（705）连接，丝杠传动机构（705）中的螺母通过连杆（703）与剪式伸缩机构（702）传动连接；

在空盘输送机（701）上设有储盘装置（500），所述储盘装置（500）包括固定连接在空盘输送机（701）机架（200）上背板（501），在背板（501）两端固定设有侧板（502），在朝向推盘机构的一块侧板（502）下端开设有进盘口，在侧板（502）上安装有电动丝杠（503），电动丝杠（503）螺母与吊杆（505）固定连接，在侧板（502）上开设有多个开口，开口内设有挂钩（504），挂钩（504）上端铰接在吊杆（505）上，在挂钩（504）一侧侧板（502）上固定连接有导向块（508），导向块（508）内设有导向槽，所述导向槽是由竖直段（509）和扩口段（510）构成的喇叭形结构，在扩口段内铰接有翻板（511），在导向槽内设有导向销（507），导向销（507）与挂钩（504）铰接，在吊杆上装配有扭簧（506），扭簧（506）驱动挂钩（504）向开口内运动。

2.根据权利要求1所述的全自动瓜果卸料装置，其特征在于：所述抓取机构（600）包括安装在机架（200）内的链条提升机构（601），在链条提升机构（601）上安装有丝杠滑台（605），在丝杠滑台（605）移动端上固定连接有提升方框（604），在提升方框（604）内设有多块顶板（603），顶板（603）通过多个气缸（602）与方框（604）连接。

3.根据权利要求2所述的全自动瓜果卸料装置，其特征在于：在顶板（603）表面固定连接有硅胶板（606）。

4.根据权利要求2所述的全自动瓜果卸料装置，其特征在于：机架（200）高度小于3米。

5.根据权利要求2所述的全自动瓜果卸料装置，其特征在于：所述翻转电机（303）为蜗轮蜗杆减速机。

6.一种使用权利要求2所述全自动瓜果卸料装置的方法，其特征在于：包括如下步骤：先由进垛输送机（100）将多个码垛在一起的周转筐输送到抓取机构（600）下方；然后抓取机构（600）抓取最上层多个周转筐送入翻转平台（301）上，先由其中一台翻转电机（303）驱动翻转输送机（302）翻转180度，以将翻转输送机（302）倒扣在周转筐上，接着两台翻转电机（303）驱动翻转平台（301）和翻转输送机（302）同步回转180度至卸料工位，然后另外一台翻转电机（303）驱动翻转平台（301）翻转180度至初始位置等待接收下一个周转筐，同时翻转输送机（302）将周转筐输送到多列同步带输送机上，周转筐中的瓜果穿过多列同步带输送机进入料斗，周转筐则由多列同步带输送机输送到指定地点。