CN107472844B - 电子自动化托盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供电子自动化托盘装置，主要涉及物料转运设备领域。电子自动化托盘装置，包括壳体，所述壳体内轮廓底面上设置第一电机，所述壳体底部中心位置设置电动缸，所述电动缸顶部设置升降装置，所述升降装置顶部设置置物板，所述壳体底部设置单片机，所述单片机上设置第一电机驱动模块和第二电机驱动模块，所述壳体内设置第一直流电源和第二直流电源，所述壳体外壁正面设置第一行程开关，所述壳体背面设置第二行程开关，所述壳体顶部设置第三行程开关。本发明的有益效果在于：本发明能够节约人力成本，运行平稳，能有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量。

Description

电子自动化托盘装置

技术领域

本发明主要涉及物料转运设备领域，具体是电子自动化托盘装置。

背景技术

物料的转运是机械加工行业的一个重要环节，快速高效的实现工序间物料和半成品的转运能够有效的提升加工效率和产品质量。生产线的流水化作业能够有效的实现物料与半成品的转运，但是很多加工行业上下工序之间加工时间相差较大，单批次产品数量较少，所需设备体积较大，无法紧凑的安置在相邻区域内。比如小批量的非标紧固件就无法形成生产线流水作业，这类无法形成生产线的机械产品加工中，半成品的转运通常通过人工搬运、叉车转运、皮带传输等方式，这些方法在实际操作中存在以下问题：

1、利用人工与叉车机械搬运半成品，需要占用专人进行操作，增加了人力成本，在转运过程中由于晃动颠簸等极容易造成半成品之间的碰撞，严重破坏产品的质量。

2、皮带传输的方式需要下序加工人员在转运终点进行接取半成品，防止半成品磕碰，容易分散加工人员注意力，影响生产效率，引发安全事故，下序操作人员手动搬运安置半成品同样会造成半成品之间的磕碰，破坏产品质量。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了电子自动化托盘装置，它能够节约人力成本，运行平稳，能有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量，不需要下序操作人员单件接取，使下序操作人员能够集中注意力进行加工生产，提高了生产效率，减少安全事故发生的概率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

电子自动化托盘装置，包括壳体，所述壳体底部设置轮组，所述轮组底部设置轨道，所述轮组与轨道相适应，所述轨道固定在地面上，所述壳体内轮廓底面上设置第一电机，所述第一电机与轮组之间设置第一传动装置，所述壳体底部中心位置设置电动缸，所述电动缸顶部设置升降装置，所述升降装置顶部设置置物板，所述壳体底部设置单片机，所述单片机上设置第一电机驱动模块和第二电机驱动模块，所述第一电机通过第一电机驱动模块与单片机电性连接，所述电动缸通过第二电机驱动模块与单片机电性连接，所述壳体内设置第一直流电源和第二直流电源，所述单片机、第一电机驱动模块和第二电机驱动模块均与第一直流电源导线连接，所述第一电机和电动缸分别与第二直流电源导线连接，所述壳体外壁正面设置第一行程开关，所述壳体背面设置第二行程开关，所述壳体顶部设置第三行程开关，所述第一行程开关、第二行程开关和第三行程开关均与单片机电性连接，所述第一行程开关、第二行程开关和第三行程开关均与第二直流电源导线连接，所述轨道起始位置设置置物架，所述置物架内轮廓与壳体外轮廓相适应，所述置物架内壁上设置第一凸台，所述第一凸台与第二行程开关相适应，所述轨道末端位置设置升降架，所述升降架内轮廓与壳体相适应，所述升降架内壁上设置第二凸台，所述第二凸台与第一行程开关相适应。

所述升降装置包括托架，所述托架底部与电动缸顶部固定连接，所述托架顶部设置支撑杆，所述支撑杆设置多个，多个所述支撑杆上均套设导向套，所述导向套与壳体内壁固定连接，所述壳体顶部设置顶盖，所述顶盖上设置与支撑杆相对应的通孔，所述支撑杆穿过通孔暴露在壳体外部，所述支撑杆顶部与置物板相接触。

所述支撑杆顶部设置防滑垫，所述置物板底部设置与支撑杆一一对应的凹槽，所述凹槽与防滑垫相适应。

所述置物架上设置置物台，所述置物台上设置第一开口，所述第一开口与支撑杆相适应。

所述升降架包括架体，所述架体上设置直线导轨，所述直线导轨设置两对，所述直线导轨上套设多组滑块，多组所述滑块上均设置升降台，所述升降台上设置第二开口，所述第二开口与支撑杆相适应，所述升降台两侧均设置丝杠螺母，多个所述升降台同一侧的丝杠螺母同轴，所述架体两侧均设置丝杠，所述丝杠与架体轴承连接，多个所述同一侧的丝杠螺母与该侧的丝杠相适应，所述架体顶部设置第二电机，所述第二电机与丝杠之间设置第二传动装置。

所述轨道高度低于地面高度。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

1、本发明通过第一电机驱动轮组在轨道上移动，将半成品由上序转移到下序继续加工，电动缸控制升降装置对半成品进行托举与放下，与置物架和升降架进行配合，实现半成品的转运，整个转运过程只需要上序操作人员按下第三行程开关，单片机控制设备平稳运行，能够节约人力成本，有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量，且不需要下序操作人员单件接取，使下序操作人员能够集中注意力进行加工生产，提高了生产效率，减少安全事故发生的概率。

2、本发明通过支撑杆对放置有半成品的置物板进行支撑，支撑杆在电动缸的推动下进行升降，可以模拟半成品搬运过程中的搬起与放下动作，运行平稳，能够有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量。

3、本发明置物板上设置与支撑杆相对应凹槽，支撑杆顶部设置防滑垫，可以有效防止置物板滑动，保障置物板上的半成品安全的转运到下序，能有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量。

4、本发明置物架上的第一开口可以允许壳体通过，置物架两侧边对置物板进行支撑，支撑杆穿过第一开口将置物板举起，为本发明的半成品转运过程提供基础。

5、本发明升降架通过第二电机驱动螺杆来实现升降台的升降，升降台上的第二开口允许壳体通过，升降台两侧边可以对置物板进行支撑，置物板在支撑杆下降后可以留置在升降台上，为本发明的半成品转运过程提供基础。

6、本发明轨道高度低于地面高度，使本发明对空间的占用率更小，减小对日常生产过程的干扰。

附图说明

附图1是本发明结构示意图；

附图2是本发明壳体外部结构示意图；

附图3是本发明壳体内部俯视结构示意图。

附图中所示标号：1、壳体；2、轮组；3、轨道；4、第一电机；5、第一传动装置；6、电动缸；7、升降装置；8、置物板；9、单片机；10、第一电机驱动模块；11、第二电机驱动模块；12、第一直流电源；13、第二直流电源；14、第一行程开关；15、第二行程开关；16、第三行程开关；17、置物架；18、第一凸台；19、升降架；20、第二凸台；21、托架；22、支撑杆；23、导向套；24、顶盖；25、通孔；26、防滑垫；27、凹槽；28、置物台；29、第一开口；30、架体；31、直线导轨；32、滑块；33、升降台；34、第二开口；35、丝杠螺母；36、丝杠；37、第二电机；38、第二传动装置。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

需要说明的是，本申请文件中，单片机根据行程开关检测到的信号对第一电机和电动缸进行控制，属于已知单片机程序的常规的、适应性的应用，不涉及到程序的改进，属于本领域技术人员的常规技术手段。

如图1-3所示，本发明所述电子自动化托盘装置，包括壳体1，所述壳体1底部设置轮组2，所述轮组包括多对轮子，所述轮子圆周中部设置由环状凹槽，所述轮组2底部设置轨道3，所述轮组2的环状凹槽与轨道3相配合，所述轨道3固定在地面上，所述壳体1内轮廓底面上设置第一电机4，所述第一电机4与轮组2之间设置第一传动装置5，所述壳体1底部中心位置设置电动缸6，所述电动缸6顶部设置升降装置7，所述电动缸为升降装置提供动力。所述升降装置7顶部设置置物板8，所述置物板作为半成品的承载物。所述壳体1底部设置单片机9，所述单片机9上设置第一电机驱动模块10和第二电机驱动模块11，所述第一电机4通过第一电机驱动模块10与单片机9电性连接，所述电动缸6通过第二电机驱动模块11与单片机9电性连接，所述壳体1内设置第一直流电源12和第二直流电源13，所述单片机9、第一电机驱动模块10和第二电机驱动模块11均与第一直流电源12导线连接，所述第一电机4和电动缸6分别与第二直流电源13导线连接，所述壳体1外壁正面设置第一行程开关14，所述第一行程开关在本设备到达终点时作用，所述壳体1背面设置第二行程开关15，所述第二行程开关在本设备返回起点时作用，所述壳体1顶部设置第三行程开关16，所述第三行程开关作为本发明的启动动作开关，由上序操作者触发。所述第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16均与单片机9电性连接，所述第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16均与第二直流电源13导线连接，所述轨道3起始位置设置置物架17，所述置物架17内轮廓与壳体1外轮廓相适应，所述置物架17内壁上设置第一凸台18，所述第一凸台18作为本发明返回终点时对第二行程开关15触发用，所述轨道3末端位置设置升降架19，所述升降架承载本发明转运到终点的半成品的承载装置，所述升降架19内轮廓与壳体1相适应，所述升降架19内壁上设置第二凸台20，所述第二凸台20作为本发明到达终点时对第一行程开关14触发用。本发明在整个转运过程只需要上序操作人员按下第三行程开关，单片机控制设备平稳运行，能够节约人力成本，有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量，且不需要下序操作人员单件接取，使下序操作人员能够集中注意力进行加工生产，提高了生产效率，减少安全事故发生的概率。

为了避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量，所述升降装置包括托架21，所述托架21底部与电动缸6顶部固定连接，所述托架21顶部设置支撑杆22，所述支撑杆22设置多个，所述托架对支撑杆起到支撑作用，并将电动缸的推力均匀分散到支撑杆。多个所述支撑杆22上均套设导向套23，所述导向套23与壳体1内壁固定连接，所述导向套对支撑杆进行限位，使支撑杆在电动缸的带动下上下运动。所述壳体1顶部设置顶盖24，所述顶盖24上设置与支撑杆22相对应的通孔25，所述支撑杆22穿过通孔25暴露在壳体1外部，所述支撑杆22顶部与置物板8相接触。支撑杆在电动缸的推动下进行升降，可以模拟半成品搬运过程中的搬起与放下动作，运行平稳，能够有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量。

为了保障产品质量，所述支撑杆22顶部设置防滑垫26，所述置物板8底部设置与支撑杆22一一对应的凹槽27，所述支撑杆顶部位于凹槽内，所述凹槽27与防滑垫26相适应，可以有效防止置物板滑动，保障置物板上的半成品安全的转运到下序，能有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量。

进一步的，所述置物架17上设置置物台28，所述置物台28上设置第一开口29，所述第一开口29与支撑杆22相适应。第一开口可以允许壳体通过，置物架两侧边对置物板进行支撑，支撑杆穿过第一开口将置物板举起，为本发明的半成品转运过程提供基础。

更进一步的，所述升降架19包括架体30，所述架体30上设置直线导轨31，所述直线导轨31设置两对，所述两对直线导轨相对设置在架体两侧，所述直线导轨31上套设多组滑块32，四个直线导轨上相同高度的滑块为一组，所述升降台33上设置第二开口34，所述第二开口34与支撑杆22相适应，所述升降台33两侧均设置丝杠螺母35，多个所述升降台33同一侧的丝杠螺母35同轴，所述架体30两侧均设置丝杠36，所述丝杠36与架体30轴承连接，所述丝杠穿过该侧的所有丝杠螺母，所述架体30顶部设置第二电机37，所述第二电机37与丝杠36之间设置第二传动装置38，所述第二电机通过第二传动装置同时驱动两个丝杠转动。升降台上的第二开口允许壳体通过，升降台两侧边可以对置物板进行支撑，置物板在支撑杆下降后可以留置在升降台上，为本发明的半成品转运过程提供基础。

为了减小对日常生产过程的干扰，所述轨道3高度低于地面高度。使本发明对空间的占用率更小，减小对日常生产过程的干扰。

实施方式：

本发明在使用时，本发明初始位置在置物架17底部，置物架17内轮廓与壳体1外轮廓相适应，置物架上方放置有置物板8，置物板8底部与升降装置7相接触，升降装置7此时处于升起状态，对置物板8进行支撑。置物板8用于放置加工出来的半成品。当置物板8上放置满半成品后，操作人员触碰第三行程开关16，第三行程开关16将信号传递到单片机9，单片机9对信号进行处理通过第一电机驱动模块10控制第一电机4运行，第一电机4通过第一传动装置5带动轮组2在轨道3上前进，当本装置运行到轨道3的中点，也就是到达下工序的升降架19底部时，第一行程开关14触碰到第二凸台20，第一行程开关14被触发，将信号传递到单片机9，单片机9通过第一电机驱动模块10先控制第一电机停转一段时间，然后通过第二电机驱动模块11控制电动缸6动作，升降装置7下降，置物板8降落到升降架19上，置物板8被升降架19支撑，底部与升降装置7脱离，第一电机4在延时停转一段时间后，开始反向转动，第一电机4通过第一传动装置5带动轮组2在轨道3上反向转动，本装置开始反向运行，最终回到起点置物架17下方，第二行程开关15触碰到第一凸台18，第二行程开关15被触发，第二行程开关15将信号传递到单片机9，单片机9通过第一电机驱动模块10控制第一电机4停转，单片机9通过第二电机控制模块11控制电动缸6的推杆升起，将升降装置7升起。升降装置7将置物架17顶部的置物板8顶起，上工序的操作者继续将加工出的半成品放置在置物板上。本装置的单片机9由第一直流电源12供电，第一电机4、电动缸6、第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16由第二直流电源13供电。

实施例：

电子自动化托盘装置，包括壳体1，所述壳体可以采用硬质塑料材质也可以采用金属材质，本实施例采用金属板材焊接成型，本实施例中壳体呈长方体形状。所述壳体1底部设置轮组2，本实施例中轮组包括两对轮子，两对轮子相对设置。所述轮子外轮廓中部设置有环状凹槽，所述轮组2底部设置轨道3，所述轨道3固定在地面上，所述轨道3高度低于地面高度。本实施例中所述轨道3采用两条平行倒扣角钢做成，所述轨道与环状凹槽相配合，使轮子可以在轨道上转动。所述壳体1内轮廓底面上设置第一电机4，所述第一电机采用螺栓固定在壳体底部，所述第一电机4与轮组2之间设置第一传动装置5，本实施例中壳体上设置主轴，主轴穿过壳体暴露在壳体外部，主轴与壳体轴承连接，所述主轴与第一电机之间通过一级齿轮传动，主轴与轮组的其中一对轮子之间通过皮带传动。所述壳体1底部中心位置设置电动缸6，所述电动缸底部与壳体通过螺栓连接，所述电动缸6的伸缩杆顶部设置升降装置7，所述升降装置7顶部设置置物板8，所述置物板用于放置加工出的半成品。所述升降装置8包括托架21，所述托架21底部与电动缸6伸缩杆顶部螺栓连接，所述托架21顶部设置支撑杆22，所述支撑杆与托架可以焊接也可以螺栓连接，本实施例采用焊接，所述支撑杆22设置多个，本实施例中设置4个，4个支撑杆分布在托架的四个角上，多个所述支撑杆22上均套设导向套23，所述导向套23与壳体1内壁螺栓连接。所述壳体1顶部设置顶盖24，所述顶盖与壳体螺栓连接，所述顶盖24上设置与支撑杆22相对应的通孔25，所述支撑杆22穿过通孔25暴露在壳体1外部，所述支撑杆22顶部与置物板8相接触。所述支撑杆22顶部设置防滑垫26，所述防滑垫与支撑杆顶部胶接，本实施例中防滑垫采用橡胶材质，所述置物板8底部设置与支撑杆22一一对应的凹槽27，所述支撑杆顶部位于凹槽内，所述防滑垫与凹槽底部相接触。所述壳体1底部设置单片机9，所述单片机9上设置第一电机驱动模块10和第二电机驱动模块11，所述第一电机4通过第一电机驱动模块10与单片机9的P1.0和P1.1端口连接，所述电动缸6通过第二电机驱动模块11与单片机9的P1.2和P1.3端口连接，所述壳体1内设置第一直流电源12和第二直流电源13，所述第一直流电源为12V锂电池，所述第一直流电源为第一电机驱动模块10和第二电机驱动模块11供电，所述12V电源通过7805三端稳压集成电路转换为5V电压为单片机9供电。所述第二直流电源采用30V锂电池，所述第二直流电源13为第一电机4和电动缸6供电，所述壳体1外壁正面设置第一行程开关14，所述壳体1背面设置第二行程开关15，所述壳体1顶部设置第三行程开关16，所述第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16均与壳体通过螺钉连接，所述第一行程开关14与单片机9的P0.0端口连接，所述第二行程开关15与单片机9的P0.1端口连接，所述第三行程开关16与单片机9的P0.2端口连接。所述第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16均由第二直流电源13供电，所述第一行程开关14、第二行程开关15和第三行程开关16均采用铭朗MZ-8122型30VDC行程开关。所述轨道3起始位置设置置物架17，所述置物架采用膨胀螺栓固定在底面上，所述置物架17内轮廓可以容纳壳体1进入，所述置物架17上设置置物台28，所述置物台28上设置第一开口29，所述第一开口29容许支撑杆22通过。所述置物架17内壁上设置第一凸台18，所述第一凸台18与第二行程开关15相对应，所述轨道3末端位置设置升降架19，所述升降架底部采用膨胀螺栓固定在底面上，所述升降架横跨在轨道上，所述升降架19内轮廓可以容纳壳体1进入，所述升降架19内壁上设置第二凸台20，所述第二凸台20与第一行程开关14相对应。所述升降架19包括架体30，所述架体采用金属杆材焊接成型，所述架体30上设置直线导轨31，所述直线导轨顶部与底部分别与架体螺栓连接。所述直线导轨31设置两对，所述直线导轨31上套设多组滑块32，本实施例设置5组。所述四条直线导轨上相同高度的四个滑块为一组，5组所述滑块32上均设置一个升降台33，所述升降台与滑块通过螺栓连接，5个所述升降台33上均设置第二开口34，所述第二开口34允许支撑杆22通过，两个升降台之间通过滑块32之间的接触隔离开距离。所述升降台33两侧均设置丝杠螺母35，5个所述升降台33同一侧的丝杠螺母35同轴，所述架体30两侧均设置丝杠36，所述丝杠36底端与顶端均与架体30轴承连接，所述丝杠36穿过与其同侧的5个丝杠螺母，所述架体30顶部设置第二电机37，所述第二电机37与两个丝杠36之间分别通过链传动，使两个丝杠同步运行。所述第二电机由三相交流电供电，所述第二电机连接电机正反转电路，通过开关控制电机正反转，从而实现升降台的升降。当本装置将置物板放置到升降台上后，下序的操作人员控制升降台上升，升降台下方的空置升降台上升到原位置，等待本装置下一次将带有半成品的置物台转运过来。本实施例的有益效果在于：本实施例能够替代人工转运过程，节约人力成本，电机慢速驱动运行平稳，能有效避免转运过程中半成品之间的碰撞，保障产品质量，不需要下序操作人员单件接取，使下序操作人员能够集中注意力进行加工生产，提高了生产效率，减少安全事故发生的概率。

Claims (4)

1.电子自动化托盘装置，包括壳体(1)，其特征是：所述壳体(1)底部设置轮组(2)，所述轮组(2)底部设置轨道(3)，所述轮组(2)与轨道(3)相适应，所述轨道(3)固定在地面上，所述壳体(1)内轮廓底面上设置第一电机(4)，所述第一电机(4)与轮组(2)之间设置第一传动装置(5)，所述壳体(1)底部中心位置设置电动缸(6)，所述电动缸(6)顶部设置升降装置(7)，所述升降装置(7)顶部设置置物板(8)，所述升降装置(7)包括托架(21)，所述托架(21)底部与电动缸(6)顶部固定连接，所述托架(21)顶部设置支撑杆(22)，所述支撑杆(22)设置多个，多个所述支撑杆(22)上均套设导向套(23)，所述导向套(23)与壳体(1)内壁固定连接，所述壳体(1)顶部设置顶盖(24)，所述顶盖(24)上设置与支撑杆(22)相对应的通孔(25)，所述支撑杆(22)穿过通孔(25)暴露在壳体(1)外部，所述支撑杆(22)顶部与置物板(8)相接触，所述壳体(1)底部设置单片机(9)，所述单片机(9)上设置第一电机驱动模块(10)和第二电机驱动模块(11)，所述第一电机(4)通过第一电机驱动模块(10)与单片机(9)电性连接，所述电动缸(6)通过第二电机驱动模块(11)与单片机(9)电性连接，所述壳体(1)内设置第一直流电源(12)和第二直流电源(13)，所述单片机(9)、第一电机驱动模块(10)和第二电机驱动模块(11)均与第一直流电源(12)导线连接，所述第一电机(4)和电动缸(6)分别与第二直流电源(13)导线连接，所述壳体(1)外壁正面设置第一行程开关(14)，所述壳体(1)背面设置第二行程开关(15)，所述壳体(1)顶部设置第三行程开关(16)，所述第一行程开关(14)、第二行程开关(15)和第三行程开关(16)均与单片机(9)电性连接，所述第一行程开关(14)、第二行程开关(15)和第三行程开关(16)均与第二直流电源(13)导线连接，所述轨道(3)起始位置设置置物架(17)，所述置物架(17)内轮廓与壳体(1)外轮廓相适应，所述置物架(17)内壁上设置第一凸台(18)，所述第一凸台(18)与第二行程开关(15)相适应，所述轨道(3)末端位置设置升降架(19)，所述升降架(19)内轮廓与壳体(1)相适应，所述升降架(19)内壁上设置第二凸台(20)，所述第二凸台(20)与第一行程开关(14)相适应，所述升降架(19)包括架体(30)，所述架体(30)上设置直线导轨(31)，所述直线导轨(31)设置两对，所述直线导轨(31)上套设多组滑块(32)，多组所述滑块(32)上均设置升降台(33)，所述升降台(33)上设置第二开口(34)，所述第二开口(34)与支撑杆(22)相适应，所述升降台(33)两侧均设置丝杠螺母(35)，多个所述升降台(33)同一侧的丝杠螺母(35)同轴，所述架体(30)两侧均设置丝杠(36)，所述丝杠(36)与架体(30)轴承连接，多个所述同一侧的丝杠螺母(35)与该侧的丝杠(36)相适应，所述架体(30)顶部设置第二电机(37)，所述第二电机(37)与丝杠(36)之间设置第二传动装置(38)。

2.根据权利要求1所述的电子自动化托盘装置，其特征是：所述支撑杆(22)顶部设置防滑垫(26)，所述置物板(8)底部设置与支撑杆(22)一一对应的凹槽(27)，所述凹槽(27)与防滑垫(26)相适应。

3.根据权利要求1所述的电子自动化托盘装置，其特征是：所述置物架(17)上设置置物台(28)，所述置物台(28)上设置第一开口(29)，所述第一开口(29)与支撑杆(22)相适应。

4.根据权利要求1所述的电子自动化托盘装置，其特征是：所述轨道(3)高度低于地面高度。

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