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专利号: 2015103110258
申请人: 洛阳理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 输送;包装;贮存;搬运薄的或细丝状材料
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单砖高频自动码转机,其特征在于,该单砖高频自动码转机包括码砖机械手(1)、步进传送带(2)以及堆垛龙门架(3),所述步进传送带(2)的头端靠近制砖设备的出砖口处,所述码转机械手(1)在制砖设备的出砖口与步进传送带(2)之间旋转,将出砖口处水平放置的砖坯(4)竖直置于步进传送带(2)上,所述步进传送带(2)与步进电机连接以驱动其从头端向尾端间断运行,每次移动的距离是一块砖的厚度,配合码砖机械手(2)使砖坯(4)码放成排紧密排列,所述堆垛龙门架(3)位于步进传送带(2)的z轴正方向,所述码砖机械手(1)包括升降旋转机构(11)、垂直连接该升降旋转机构(11)的机械手臂(12)以及与该机械手臂(12)前端相连的机械手爪(13),升降旋转机构(11)是由螺旋斜面(111)啮合以实现升降和旋转同步进行的上下两部分组成,升降旋转机构(11)的底部设有可驱动升降旋转机构绕其轴向旋转进而带动机械手臂(12)及机械手爪(13)随之旋转的第一舵机(112);机械手爪(13)的下方设有检测砖是否到位的超声波传感器,所述机械手臂(12)末端上设置有驱动机械手爪(13)绕机械手臂(12)轴向旋转90°的第二舵机,在升降旋转机构(11)绕其轴向升降旋转的同时,机械手爪(13)绕机械手臂(12)轴向旋转90°;

所述堆垛龙门架(3)包括位于堆垛龙门架上的平移机构(31)、架设在平移机构(31)上的升降机构(32)以及垛砖机械手(33),所述平移机构(31)包括沿y方向平行设置的两个y轴导轨(311)和驱动升降机构(32)在y轴导轨(311)上移动的两个同步带(312),同步带(312)由第一电机(313)驱动;所述升降机构(32)包括垂直于y轴导轨(311)并由同步带(312)驱动沿y轴导轨(311)移动的两个x轴导轨(321)及垂直架设于x轴导轨(321)并可沿z轴升降的z轴滑轨(322),所述z轴滑轨(322)通过支撑架(323)架设在x轴导轨(321),支撑架(323)由第二电机(324)驱动在x轴导轨(321)上移动,升降机构(32)的初始位置位于y轴导轨(311)和x轴导轨(321)的中部;所述垛砖机械手(33)固定于z轴滑轨(322)的z轴反方向端以夹取向x反方向移动的步进传送带(2)上竖直放置的整排砖坯(4),垛砖机械手(33)由汽缸驱动其合拢与张开以夹取和放置砖坯(4),该垛砖机械手(33)通过钢丝绳连接第三电机,钢丝绳拉动其随着z轴滑轨(322)升降,使垛砖机械手(33)可在x、y、z三个方向移动,将步进传送带(2)上的砖坯(4)移至y方向两侧中任一侧的指定位置,升降机构(32)处于初始位置时,垛砖机械手(33)位于自动码转机的步进传送带(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,其中所述码砖机械手(1)的机械手臂(12)的末端设有用于增加其重量的配重(121)。

3.根据权利要求1所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,所述垛砖机械手(33)的两个侧面抓板对称设有均匀的间隙,相邻间隙的距离是一块砖的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,所述y轴导轨(11)和x轴导轨(21)上分别设有第一位置传感器和第二位置传感器,用于定位升降机构(32)的初始位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,所述垛砖机械手(33)的y方向两侧分别设有垛砖位置自适应检测机构(34),该垛砖位置自适应检测机构(34)包括沿x方向设置的挡板(341)、位于挡板(341)两端并沿z方向垂直于挡板(341)的两个光杠(342)、分别位于两个光杠(342)上部并套设光杠(342)的两个轴承环(343)及沿垂直光杠(342)方向对称固定在两个轴承环(343)相应位置的两个自适应传感器(344),该自适应检测机构(34)通过轴承环(343)固定于垛砖机械手(33),所述光杠(342)顶端是感应传感器的检测平台(345),两个自适应传感器(344)的感应端相向设置并分别指向两个检测平台(345),初始状态时,自适应传感器(344)的感应端恰能感应到检测平台(345)。

6.根据权利要求5所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,当砖坯是从y轴反方向向y轴正方向堆垛时,该垛砖位置自适应检测机构(34)的初始状态是一侧挡板(3411)位于步进传送带的y正方向侧且低于垛砖机械手(33)的底端,另一侧挡板(3412)位于步进传送带的y反方向侧且高于垛砖机械手(33)的底端,此时,自适应传感器(344)恰能感应到光杠(342)顶端的检测平台(345)。

7.根据权利要求5所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,当砖坯是从y轴正方向向y轴反方向堆垛时,该垛砖位置自适应检测机构(34)的初始状态是一侧挡板(3411)位于步进传送带的y反方向侧且低于垛砖机械手(33)的底端,另一侧挡板(3412)位于步进传送带的y正方向侧且高于垛砖机械手(33)的底端,此时,自适应传感器(344)恰能感应到光杠(342)顶端的检测平台(345)。

8.根据权利要求6或7所述的一种单砖高频自动码转机,其特征在于,所述垛砖位置自适应检测机构(34)的一侧挡板(3411)低于垛砖机械手(33)的底端90mm,另一侧挡板(3412)高于垛砖机械手(33)的底端30mm。

9.一种单砖高频自动码转机的砖坯码放堆垛方法,其特征在于,该砖坯码放堆垛方法包括如下步骤:

步骤1、初始化码转机械手(1)和堆垛龙门架(3),码砖机械手(1)置于制砖设备的出砖位,堆垛龙门架(3)的升降机构(32)移至初始位置,垛砖机械手(33)的初始位置位于步进传送带(2)上;

步骤2、码砖机械手(1)的超声波传感器检测砖是否到达出砖位,当砖已到达出砖位,则码砖机械手(1)迅速抓取水平放置的砖坯,在升降旋转机构(11)绕其轴向上升并旋转

90°到达步进传送带(2)头端的同时,机械手爪(13)绕机械手臂(12)轴向同步旋转90°,将砖竖直放置于步进传送带(2)的头端,然后码转机械手(1)回到制砖设备的出砖位;

步骤3、步进传送带(2)从头端向尾端间断运行,重复步骤2,在码砖机械手(1)连续两次向步进传送带(2)放砖的时间间隙,步进传送带(2)移动一块砖厚度的距离并停止,此时下一块砖正好放置于步进传送带(2),使砖块码放成排紧密排列;

步骤4、在步进传送带(2)y方向一侧堆垛第一行的N×m个砖坯

(1)、当步进传送带(2)上砖坯数量达到m个时,垛砖机械手(33)抓取该m个成排砖坯,在步进传送带(2)y方向一侧堆垛第一行的N×m个砖坯后沿z轴正方向上升,再沿y轴正方向移至步进传送带(2)一侧的目标位置上方,然后沿z轴反方向下降,控制系统响应垛砖位置自适应检测机构(34)的传感器信号,控制垛砖机械手(33)松开以放置第一行第一列砖坯,最后升降机构(32)及垛砖机械手(33)回至初始位置;

(2)、重复步骤4(1),紧靠第一列砖坯放置第二列砖坯,直至第一行放置N列砖坯,升降机构(32)及垛砖机械手(33)回至初始位置;

步骤5、在步进传送带y方向一侧堆垛第二行的N×(m-1)个砖坯

(1)、当步进传送带(2)上的砖坯数量达到m-1个时,垛砖机械手(33)抓取步进传送带(2)上m-1个砖坯后沿z轴正方向上升,再沿y轴正方向移至步进传送带(2)一侧的第一行砖坯第一列的正上方,同时,沿x轴反方向移动半块砖厚度的距离,然后沿z轴反方向下降,控制系统响应垛砖位置自适应检测机构(34)的传感器信号,控制垛砖机械手(33)松开以放置第二行第一列砖坯,最后升降机构(32)及垛砖机械手(33)回至初始位置;

(2)、重复步骤5(1),紧靠第一列砖坯放置第二列砖坯,直至第二行放置N列砖坯,升降机构(32)及垛砖机械手(33)回至初始位置;

步骤6、重复步骤5,在步进传送带(2)y方向一侧堆垛第V行的N×(m-V+1)个砖坯,直至堆垛成V行金字塔型砖垛,第V行每列的砖坯数量比第V-1行每列的砖坯数量少1个,且第V行的每个砖坯对齐于第V-1行两个砖坯中间,然后将该V行金字塔型砖垛移走;

步骤7、重复步骤4至6,在步进传送带(2)y方向另一侧堆垛V行金字塔型砖垛,然后将该V行金字塔型砖垛移走,其中,所述m、N、V为正整数。

10.根据权利要求9所述的一种单砖高频自动码转机的砖坯码放堆垛方法,其特征在于,当所述第N列砖坯位于第N-1列砖坯的y轴正方向侧时,所述垛砖位置自适应检测机构(34)位于y正方向侧的挡板低于垛砖机械手(33)的底端,位于y反方向侧的挡板且高于垛砖机械手(33)的底端;当所述第N列砖坯位于第N-1列砖坯的y轴反方向侧时,所述垛砖位置自适应检测机构(34)位于y正方向侧的挡板高于垛砖机械手(33)的底端,位于y反方向侧的挡板且低于垛砖机械手(33)的底端。