工业炸药纸箱自动装车系统

摘要

本发明涉及一种工业炸药纸箱自动装车系统，包括纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备及电控部分；电控部分控制整套系统的协调动作，共同完成相应功能；纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备分别固定在地面上，且纸箱码垛设备分别与纸箱输送设备和轻载托盘输送设备相衔接，轻载托盘输送设备输出端与重载托盘输送设备输入端相衔接，重载托盘输送设备输出端与中转平台自动装卸设备相衔接，由电控部分控制共同完成工业炸药纸箱自动装车。本发明具有结构简单、智能化程度高、操作简便、能提高物料装卸效率、降低劳动强度、保证本质安全的特点。

权利要求

1.工业炸药纸箱自动装车系统，包括纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备及电控部分；电控部分控制整套系统的协调动作，共同完成相应功能；其特征在于：纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备分别固定在地面上，且纸箱码垛设备分别与纸箱输送设备和轻载托盘输送设备相衔接，轻载托盘输送设备输出端与重载托盘输送设备输入端相衔接，重载托盘输送设备输出端与中转平台自动装卸设备相衔接，由电控部分控制共同完成工业炸药纸箱自动装车;所述中转平台自动装卸设备由中转运输车、车载板链式重载输送机、车辆导向定位柱、地面导向板、地面导向板安装座、防爆插座组成，车辆导向定位柱固定于中转运输车的车底板下面，地面导向板通过轴与地面导向板安装座相连，地面导向板安装座固定于装卸点，且地面导向板绕轴能做一定幅度的摆动，地面导向板上设有导向槽；防爆插座固定于装卸点，车载板链式重载输送机的机架固定于中转运输车的车底板上面。

2.根据权利要求1所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述纸箱码垛设备由机器人底座、码垛机器人、机器人抓手组成，机器人底座固定于地面，码垛机器人固定在机器人底座上，机器人抓手通过法兰与码垛机器人连接。

3.根据权利要求2所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述机器人抓手由框架、调整机构、托盘钩抓机构、纸箱夹板机构以及气动部件组成，框架作为整个机器人抓手结构支撑与连接的本体，框架上方连接码垛机器人法兰，框架中部贯穿着气动部分，框架下方安装调整机构、托盘钩抓机构和夹板机构。

4.根据权利要求1所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述轻载托盘输送设备由托盘库部件、链条输送机I、顶升装置组成，顶升装置安装在托盘库部件的机架部件底部上，链条输送机I固定在地面上并与托盘库部件衔接。

5.根据权利要求4所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述托盘库部件包括机架部件、托盘叉部件、前后叉盘部件，托盘叉部件、前后叉盘部件分别安装在机架部件上，机架部件由左右两个机架组成，中间用机架连接件固定，机架上设有多个安装孔位，用于安装拨盘叉部件与前后叉盘部件。

6.根据权利要求4所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述链条输送机I由两根横梁、四个头座、两个张紧轮、减速电机、驱动轴、两个传动链轮、电机座及链条张紧装置、脚架、两根输送链条、两块导向护栏组成；两根横梁、电机座、驱动轴分别固定在脚架上，每根横梁端头安装一个头座，每根横梁外侧安装一块导向护栏，每根横梁上安装一个张紧轮，减速电机安装在电机座上且位于脚架中间内，传动链轮安装在驱动轴上，每根输送链条分别绕对应的两个头座、一个张紧轮和一个传动链轮，驱动轴与两个传动链轮键连接，减速电机通过链传动驱动驱动轴转动，从而驱动两根输送链条转动，链条张紧装置安装在电机座一端，用于张紧减速机端链条。

7.根据权利要求1所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述中转运输车为符合民爆行业安全规范的箱式卡车，货柜门为后开式。

8.根据权利要求1所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述车载板链式重载输送机包括防爆电机、主动链轮组件、重载链板、重载链条、机架、从动链轮组件、张紧螺杆组成，主动链轮组件、从动链轮组件分别安装于机架前后两端，重载链条绕设于主动链轮组件、从动链轮组件的主、从动链轮上，重载链板固定于重载链条的附件上，防爆电机安装于机架的头端，防爆电机通过链传动驱动主动链轮组件从而驱动重载链板、重载链条，张紧螺杆位于机架末端，调节从动链轮组件的位置，张紧重载链条；机架固定于中转运输车的车底板上面。

9.根据权利要求8所述的工业炸药纸箱自动装车系统，其特征在于：所述车载板链式重载输送机还包括防倒支架，防倒支架安装在机架的前端。

说明书

工业炸药纸箱自动装车系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种工业炸药纸箱自动装车系统。

背景技术

[0002] 目前民爆行业，工业炸药纸箱装车均采用伸缩皮带机，将纸箱送入车厢内，人工搬卸装车。按照行业及生产线安全要求，炸药成品箱装车工位定编1人(实际上均为2-3人轮流上岗)，该岗位人员在1小时内要完成6吨(4-5箱/分钟)炸药装车，劳动强度和工作难度都是很高的。另外民爆行业作为高危产业，安全生产是第一要务，民爆装备是民用爆炸物品安全生产的重要保障。工信部办公厅关于印发《民爆安全生产少(无)人化专项工程实施方案》的通知(工信厅装[2014]271号)指出“保证民用爆炸物品生产过程的安全，关系着职工生命和企业财产安全，是民爆行业创新发展的首要目标方向”。通知要求通过实施民爆安全生产少(无)人化专项工程，研发替代民用爆炸物品生产危险岗位人工作业的自动化装备，提高装备的质量可靠性和民爆企业智能化水平，从而达到提升民爆生产本质安全水平的目标——即无人操作，少人值守。在工业炸药生产线中提高现有设备的可靠性和生产过程的智能化、信息化管理。研究智能诊断系统、水相浓度和PH值的在线检测和控制系统；炸药胶体密度、炸药密度在线自动检测分析系统；可靠、耐腐蚀、耐高温的仪器仪表，新型传感器件，数据对接综合控制平台；上下料机器人、AVG搬运车；自动化装药机、大产能自动化包装系统、不同型号的箱装及袋装产品自动识别、计数与智能化自动码垛、装车机器人。因此工业炸药后端装车无人化、智能化成为工业炸药自动装车系统的发展方向。

发明内容

[0003] 本发明的目的为了克服上述现有技术存在的人工搬卸装车、在线人员多、劳动强度大、无法实现无人化和提高设备的本质安全的的问题及缺点。而提供一种结构简单、智能化程度高、操作简便、能提高物料装卸效率、降低劳动强度、保证本质安全的工业炸药纸箱自动装车系统。

[0004] 本发明采用如下技术方案：

[0005] 工业炸药纸箱自动装车系统，包括纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备及电控部分；电控部分控制整套系统的协调动作，共同完成相应功能；其特征在于：纸箱输送设备、纸箱码垛设备、轻载托盘输送设备、重载托盘输送设备、中转平台自动装卸设备分别固定在地面上，且纸箱码垛设备分别与纸箱输送设备和轻载托盘输送设备相衔接，轻载托盘输送设备输出端与重载托盘输送设备输入端相衔接，重载托盘输送设备输出端与中转平台自动装卸设备相衔接，由电控部分控制共同完成工业炸药纸箱自动装车。

[0006] 所述纸箱输送设备由通用产品成品输送皮带机(USPH型)和辊道输送机(USGS60型)组成，为现有常规结构。

[0007] 所述纸箱码垛设备由机器人底座、码垛机器人、机器人抓手组成，机器人底座固定于地面，码垛机器人固定在机器人底座上，机器人抓手通过法兰与码垛机器人连接。

[0008] 所述机器人抓手由框架、调整机构、托盘钩抓机构、纸箱夹板机构以及气动部件组成，框架作为整个机器人抓手结构支撑与连接的本体，框架上方连接码垛机器人法兰，框架中部贯穿着气动部分，框架下方安装调整机构、托盘钩抓机构和夹板机构。

[0009] 所述轻载托盘输送设备由托盘库部件、链条输送机I、顶升装置组成，顶升装置安装在托盘库部件的机架部件底部上，链条输送机I固定在地面上并与托盘库部件衔接。

[0010] 所述托盘库部件包括机架部件、托盘叉部件、前后叉盘部件，托盘叉部件、前后叉盘部件分别安装在机架部件上，机架部件由左右两个机架组成，中间用机架连接件固定，机架上设有多个安装孔位，用于安装拨盘叉部件与前后叉盘部件。

[0011] 所述链条输送机I由两根横梁、四个头座、两个张紧轮、减速电机、驱动轴、两个传动链轮、电机座及链条张紧装置、脚架、两根输送链条、两块导向护栏组成；两根横梁、电机座、驱动轴分别固定在脚架上，每根横梁端头安装一个头座，每根横梁外侧安装一块导向护栏，每根横梁上安装一个张紧轮，减速电机安装在电机座上且位于脚架中间内，传动链轮安装在驱动轴上，每根输送链条分别绕对应的两个头座、一个张紧轮和一个传动链轮，驱动轴与两个传动链轮键连接，减速电机通过链传动驱动驱动轴转动，从而驱动两根输送链条转动，链条张紧装置安装在电机座一端，用于张紧减速机端链条，链条输送机I由中间内置减速电机提供动力，通过链传动的方式驱动驱动轴转动，驱动轴带动输送链条完成托盘输送；螺杆式调节张紧轮对输送链条进行张紧。中间内置减速电机通过链传动带动驱动轴，再由驱动轴向两侧机架上的输送链条传递扭矩，输送链条通过滑动和滚动传送负载。顶升装置选用专利号为见ZL201320546353.2，电机驱动形式。工作原理为电机带动曲柄转动，曲柄驱动连杆带动叉形构件在限位块之间来回运动，来实现设备的顶升动作。

[0012] 重载托盘输送设备由链条输送机II、顶升移载机组成，链条输送机II与链条输送机I结构相同，不再阐述。顶升移载机由移载部件以及顶升部件组成，其中顶升部件选用专利号为ZL201320546353.2结构，电机驱动形式。工作原理为电机带动曲柄转动，曲柄驱动连杆带动叉形构件在限位块之间来回运动，来实现设备的顶升动作；移载部件中的链条输送部分与链条输送机I结构相似，零件实现了互换，通用性强。移载部件通过螺栓固定在顶升部件上方，易于装配和维护。

[0013] 所述中转平台自动装卸设备由中转运输车、车载板链式重载输送机、车辆导向定位柱、地面导向板、地面导向板安装座、防爆插座组成，车辆导向定位柱固定于中转运输车的车底板下面，地面导向板通过轴与地面导向板安装座相连，地面导向板安装座固定于装卸点，且地面导向板绕轴能做一定幅度的摆动，地面导向板上设有导向槽；防爆插座固定于装卸点，车载板链式重载输送机的机架固定于中转运输车的车底板上面。

[0014] 所述中转运输车为符合民爆行业安全规范的箱式卡车，货柜门为后开式。

[0015] 所述车载板链式重载输送机包括防爆电机、主动链轮组件、重载链板、重载链条、机架、从动链轮组件、张紧螺杆组成，主动链轮组件、从动链轮组件分别安装于机架前后两端，重载链条绕设于主动链轮组件、从动链轮组件的主、从动链轮上，重载链板固定于重载链条的附件上，防爆电机安装于机架的头端，防爆电机通过链传动驱动主动链轮组件从而驱动重载链板、重载链条，张紧螺杆位于机架末端，调节从动链轮组件的位置，张紧重载链条；机架固定于中转运输车的车底板上面。

[0016] 所述车载板链式重载输送机还包括防倒支架，防倒支架安装在机架的前端。

[0017] 如果需要库房自动卸车，就只要用电动叉车通过防爆插座就能实现自动卸车。

[0018] 本发明的技术要点在于：

[0019] ①工业炸药纸箱自动装车系统采用机器人码垛提高了工业炸药搬运工序的智能化程度；

[0020] ②中转平台自动装卸设备实现了装卸平台到中转车间的自动化、无人化；

[0021] ③车辆定位装置实现了中转运输车与装卸平台准确衔接；

[0022] ④工业炸药纸箱自动装车系统改变工业炸药搬运传统人工工作模式，实现了自动化、无固定操作人员，符合行业发展方向；

[0023] ⑤工业炸药纸箱自动装车系统适用于各种大、小药卷、震源药柱纸箱、编制袋包装，粉状散装大包装的自动装卸车。

附图说明

[0024] 图1为本发明的方案平面俯视图。

[0025] 图2为本发明中码垛方案局部立面图。

[0026] 图3为本发明中装车方案局部立面图。

[0027] 图4为本发明中纸箱码垛设备2000的主视图。

[0028] 图5为本发明中轻载托盘输送设备3000的轴测图。

[0029] 图6为本发明中轻载托盘输送设备3000中托盘库部件3100的轴测图。

[0030] 图7为本发明中的轻载托盘输送设备3000中的链条输送机I3200的轴测图。

[0031] 图8为本发明中的重载托盘输送设备4000中的顶升移载机4200的轴测图。

[0032] 图9为本发明中的中转平台自动装卸设备5000的主视图。

[0033] 图10为发明的流程示意图。

具体实施方式

[0034] 如图1、图2、图3所示，工业炸药纸箱自动装车系统主要由纸箱输送设备1000、纸箱码垛设备2000、轻载托盘输送设备3000、重载托盘输送设备4000、中转平台自动装卸设备5000及电控部分；电控部分控制整套系统的协调动作，共同完成相应功能，纸箱输送设备
1000、纸箱码垛设备2000、轻载托盘输送设备3000、重载托盘输送设备4000、中转平台自动装卸设备5000分别固定在地面上，且纸箱码垛设备2000分别与纸箱输送设备1000和轻载托盘输送设备3000相衔接，轻载托盘输送设备3000输出端与重载托盘输送设备4000输入端相衔接，重载托盘输送设备4000输出端与中转平台自动装卸设备5000相衔接，由电控部分控制共同完成工业炸药纸箱自动装车。

[0035] 纸箱输送设备1000由通用产品成品输送皮带机(USPH型)、辊道输送机(USGS60型)组成，为现有常规结构。

[0036] 如图4所示，纸箱码垛设备2000由机器人底座2100、码垛机器人2200、机器人抓手2300组成，机器人底座2100用膨胀螺栓固定于地面，码垛机器人2200用螺栓连接固定在机器人底座2100上，机器人抓手2300通过法兰与码垛机器人2200螺栓连接。机器人抓手2300由框架2310、调整机构2320、托盘钩抓机构2330、纸箱夹板机构2340以及气动部件2350组成，框架2310作为整个机器人抓手2300结构支撑与连接的本体，框架2310上方连接码垛机器人2200法兰，框架2310中部贯穿着气动部分2350，框架2310下方安装调整机构2320、托盘钩抓机构2330和夹板机构2340。

[0037] 如图5所示，轻载托盘输送设备3000由托盘库部件3100、链条输送机I3200、顶升装置3300组成，顶升装置3300安装在托盘库部件3100的机架部件3101底部上，链条输送机I3200固定在地面上并与托盘库部件3100衔接。如图6所示，托盘库部件3100包括机架部件3101、托盘叉部件3102、前后叉盘部件3103，托盘叉部件3102、前后叉盘部件3103分别安装在机架部件3101上，机架部件3101由左右两个机架组成，中间用机架连接件固定，机架上设有多个安装孔位，用于安装拨盘叉部件与前后叉盘部件，实现模块化。如图7所示，链条输送机I3200由两根横梁3201、四个头座3202、两个张紧轮3203、减速电机3204、驱动轴3205、两个传动链轮3206、电机座3207及链条张紧装置3208、脚架3209、两根输送链条3210、两块导向护栏3211组成；两根横梁3201实、电机座3207、驱动轴3205分别固定在脚架3209上，每根横梁3201端头安装一个头座3202，每根横梁3201外侧安装一块导向护栏3211，每根横梁
3201上安装一个张紧轮3203，减速电机3204安装在电机座3207上且位于脚架3209中间内，传动链轮3206安装在驱动轴3205上，每根输送链条3210分别绕在对应的两个头座3202、一个张紧轮3203和一个传动链轮3206，驱动轴3205与两个传动链轮3206键连接，减速电机
3204通过链传动驱动驱动轴3205转动，从而驱动两根输送链条3210转动，链条张紧装置
3208安装在电机座3207一端，用于张紧减速机端链条，链条输送机I3200由中间内置减速电机3204提供动力，通过链传动的方式驱动驱动轴3205转动，驱动轴3205带动输送链条3210完成托盘输送；螺杆式调节张紧轮3203对输送链条3210进行张紧。中间内置减速电机3204通过链传动带动驱动轴3205，再由驱动轴3205向两侧机架上的输送链条3210传递扭矩，输送链条3210通过滑动和滚动传送负载。顶升装置3300选用专利号为ZL201320546353.2结构，电机驱动形式。工作原理为电机带动曲柄转动，曲柄驱动连杆带动叉形构件在限位块之间来回运动，来实现设备的顶升动作。

[0038] 重载托盘输送设备4000由链条输送机II4100、顶升移载机4200组成，链条输送机II4100与链条输送机I3200结构相同，不再阐述。如图8所示，顶升移载机4200由移载部件4201以及顶升部件4202组成，其中顶升部件4202选用专利号为ZL201320546353.2结构，电机驱动形式。工作原理为电机带动曲柄转动，曲柄驱动连杆带动叉形构件在限位块之间来回运动，来实现设备的顶升动作；移载部件4201中的链条输送部分与链条输送机I3200结构相似，零件实现了互换，通用性强。移载部件4201通过螺栓固定在顶升部件4202上方，易于装配和维护。

[0039] 如图9所示，中转平台自动装卸设备5000由中转运输车5001、车载板链式重载输送机、车辆导向定位柱5010、地面导向板5011、地面导向板安装座5012、防爆插座5013组成，车辆导向定位柱5010固定于中转运输车5001的车底板下面，地面导向板5011通过轴与地面导向板安装座5012相连，地面导向板安装座5012用螺栓固定于装卸点，地面导向板5011绕轴能做一定幅度的摆动，地面导向板5011上设有导向槽；防爆插座5013固定于装卸点，车载板链式重载输送机的机架5007固定于中转运输车5001的车底板上面，所述中转运输车5001为符合民爆行业安全规范的箱式卡车，货柜门为后开式，便于货物自动装卸。

[0040] 车载板链式重载输送机由防爆电机5002、主动链轮组件5003、防倒支架5004、重载链板5005、重载链条5006、机架5007、从动链轮组件5008、张紧螺杆5009组成，主动链轮组件5003、从动链轮组件5008分别安装于机架5007前后两端，重载链条5006分别绕设于主动链轮组件5003、从动链轮组件5008的主、从动链轮上，重载链板5005通过螺栓固定于重载链条
5006的附件上，防爆电机5002安装于机架5007的头端，防爆电机5002通过链传动驱动主动链轮组件5003从而驱动重载链板5005、重载链条5006，张紧螺杆5009位于机架5007末端，调节从动链轮组件5008的位置，张紧重载链条5006，机架5007固定于中转运输车5001的车底板上面，防倒支架5004安装在机架5007的前端。

[0041] 如果需要库房自动卸车，就只要用电动叉车通过防爆插座就能实现自动卸车。

[0042] 本发明系统工艺流程如图10：

[0043] (1)纸箱输送设备1000将工业炸药输送至末端，等待机器人人抓取；

[0044] (2)叉车将一垛托盘(8-10个)送至托盘库中，托盘顶升装置3300将整垛托盘顶起至中间位置后，拨盘叉伸出，叉入第二个托盘(由下往上数)中，接着托盘顶升装置3300回到最低位置，第一个托盘落到链条输送机I3200的输送链条3210输送面上，链条输送机I3200运转，将拆出的托盘输送至下一个工位(抓取工位)。然后，托盘顶升装置3300顶升到最高工作位置，拨盘叉收回，托盘顶升装置3300再次回到最低位，第二个托盘落到输送链条3210输送面上方，完成一次拆盘动作。

[0045] 当抓取工位的传感器检测到托盘时，阻挡气缸升起将托盘挡住，然后链条输送机I3200停止转动，夹持气缸伸出，将托盘准确定位，码垛机器人2200驱动机器人抓手2300抓取托盘，将托盘放置于链条输送机I3200(码垛工位)，开始码垛，码垛机器人2200驱动机器人抓手2300在纸箱输送设备1000抓取纸箱，按照程序设定参数堆码2x3x3(行x列x高)，当纸箱完成堆码，当码垛机器人2200驱动机器人抓手2300再次抓取托盘，将托盘放置于前一垛纸箱上方，托盘上按照程序设定参数堆码2x3x3(行x列x高)完成后，阻挡及夹持气缸收回，电机带动链条运转，将两垛盘输送至重载托盘输送设备4000的链条输送机II4100上直到装车工位。如此循环，当装车位的传感器检测到四托盘纸箱后，顶升部件4202中电机带动曲柄转动，曲柄驱动连杆带动叉形构件在限位块之间来回运动，将四托盘纸箱顶离链条输送机II4100中输送链条输送面，准备装车。

[0046] (3)中转运输车5001在倒车时，车辆导向定位柱5010会导入地面导向板5011的导向槽内，并在导向槽中滑动，以保证车体的定位精度，同时将车辆固定于装卸点。当中转运输车5001停稳后，驾驶员打开中转运输车5001后门，将插头插入防爆插座5013，启动车载板链式重载输送机，开始装车。当托盘装满货箱后，拔出插头，关闭货门。驾驶员将中转运输车5001驶离，完成装车。

[0047] (4)当中转运输车5001达到库房，停稳后，驾驶员打开中转运输车5001后门，将插头插入防爆插座6002，启动车载板链式重载输送机(反转)，开始卸车。库房操作人员用电动叉车6001将托盘叉离中转运输车5001，放置于库房指定地点。实现自动卸车。

[0048] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，尤其在民用炸药行业内，针对各种大、小药卷、震源药柱纸箱、编制袋包装，粉状散装大包装，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。