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专利名称：一种集装化货物拆垛装置及拆垛方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310648696.8

专利申请（专利权）人：中车长江铜陵车辆有限公司
权利人地址：安徽省铜陵市义安区新桥办事处701社区

专利发明（设计）人：发明人:李立群,程光远,叶阳,熊永跃,黎国东,王家福,王飞,秦孝霖,潘安奇,刘洪,钱小俊

专利摘要：本发明提供一种集装化货物拆垛装置及拆垛方法，包括拆垛主体、拆垛安装组件、第一直线驱动模组、第二直线驱动模组等装置，其中通过第一直线驱动模组对拆垛安装组件在两侧进行直线驱动，以实现货物的上料过程以及下料过程的对接预备，保证货物对接位置的可控以及准确；通过第二直线驱动模组对拆垛安装组件以及货物在中间位置进行快速输送，以提高拆垛过程中货物输送的速率、效率；提高整体码垛效率，缩短后期货物码垛时间，在上料阶段提高货物拆垛效率，进而提高整体快装系统的货物码垛效率。该发明解决了货物在拆垛过程中，耗费时间较长，货物拆垛效率受限的问题。

主权利要求：
1.一种集装化货物拆垛装置，其特征在于，包括：
一拆垛主体（100），包括用于存放货物的码垛区（110）以及输送货物的输送区（120）；
一拆垛安装组件（500），安装于输送区（120）内，两侧固定连接有直线滑块（510），用于将货物输送至升降架（300）处；
二第一直线驱动模组（400），分别安装于输送区（120）的两侧，用于驱动拆垛安装组件（500）线性移动，包括贯穿所述直线滑块（510）的直线驱动杆（440），所述直线驱动杆（440）包括导向部（442），所述导向部（442）第一端设置有第一螺纹部（441），第二端设置有第二螺纹部（443）；
二第二直线驱动模组（600），分别安装于输送区（120）两侧且与第一直线驱动模组（400）位置相对应，用于驱动直线滑块（510）在导向部（442）处直线滑动；
所述第二直线驱动模组（600）包括位于两侧的定位架（610），所述定位架（610）内壁转动连接有驱动轮（620），两个所述驱动轮（620）之间套设有驱动带（630），所述定位架一侧设置有驱动组件用于控制驱动轮（620）正反转动，所述驱动带（630）表面通过连接工件（640）可拆卸的固定连接有联接装置（650），驱动带（630）通过联接装置（650）与直线滑块（510）连接，带动其直线滑动；
所述联接装置（650）包括U形的联接架（651），所述联接架（651）套设于直线滑块（510）的外侧，所述直线滑块（510）两侧固定连接有弹性导向装置（652），所述弹性导向装置（652）末端贯穿联接架（651）侧壁，所述直线滑块（510）表面设置有可上下伸缩的定位凸起（511），所述联接架（651）下端表面设置有与定位凸起（511）相适配的定位套（653）；
所述定位套（653）内径尺寸大于定位凸起（511）外径尺寸，所述定位套（653）内部设置有锁紧部件（800），在对接状态下，锁紧部件（800）处于柔性状态，在直线滑动状态下，锁紧部件（800）处于刚性状态；
所述锁紧部件（800）包括两个具有弹性的锁紧囊（810），两个所述锁紧囊（810）前后对称设置，所述锁紧囊（810）内部容纳有电流变液，所述锁紧囊（810）外接控制电源形成控制回路，所述定位套（653）内壁顶部设置有串接于控制回路内的触控开关（820）。
2.根据权利要求1所述的一种集装化货物拆垛装置，其特征在于，所述第一直线驱动模组（400）包括直线驱动架（410），所述直线驱动杆（440）与直线驱动架（410）转动连接，所述直线驱动架（410）上端安装有伺服驱动装置（420），所述伺服驱动装置（420）与直线驱动杆（440）之间通过联轴器（430）连接。
3.根据权利要求1所述的一种集装化货物拆垛装置，其特征在于，所述定位凸起（511）为间隔设置的两个，所述联接架（651）下端前后两侧均设置有与两个定位凸起（511）相适配的定位套（653）。
4.根据权利要求1?3任意一项所述的一种集装化货物拆垛装置，其特征在于，所述第一直线驱动模组（400）与第二直线驱动模组（600）之间设置有联动装置（700），用于控制二者同步驱动。
5.根据权利要求1?4任意一项所述的一种集装化货物拆垛装置，其特征在于，所述码垛区（110）内部设置有货物抬升组件（200），所述货物抬升组件（200）包括抬升驱动装置（220）以及抬升底板（210），其中通过抬升驱动装置（220）控制抬升底板（210）间断上升。
6.一种集装化货物拆垛方法，其特征在于，使用权利要求1?5任意一项所述的集装化货物拆垛装置，包括如下步骤：S1、通过货物抬升组件（200）将货物抬升至预定高度；
S2、通过第一直线驱动模组（400）驱动拆垛安装组件（500）表面的负压吸盘朝着货物方向移动，完成对货物的抓。瓿苫跷镒ト『，通过第一直线驱动模组（400）控制货物朝着升降架（300）方向移动第一段距离；
S3、货物移动第一段距离后，通过第二直线驱动模组（600）控制货物朝着升降架（300）方向移动第二段距离；
S4、货物第二段距离移动结束后，通过第一直线驱动模组（400）继续控制货物朝着升降架（300）方向移动第三段距离，将货物码放于升降架（300）上端预定位置。 说明书 : 一种集装化货物拆垛装置及拆垛方法技术领域[0001] 本发明涉及货物转运设备技术领域，尤其涉及一种集装化货物拆垛装置及拆垛方法。背景技术[0002] 货物快装系统能够替代人工，实现对货物自动快速的转运输送，缩短了货物转运的时间，提高了货物码垛的效率；其中在货物快装系统中，首先需要通过拆垛装置对货物进行拆垛处理。[0003] 我部门研发的传统拆垛装置全程通过丝杆对负压吸盘以及抓取的货物进行位移控制，在货物宽度尺寸较大时，此时负压吸盘移动位移增大，再加上全程通过丝杆进行位移控制，负压吸盘在抓取货物完毕后，位移所需时间较长，再加上吸盘空载回程距离所耗费的时间，直接导致了快装系统拆垛时间较长，货物快装效率受到限制。[0004] 相关专利文件可参考：一种集装化货物智能快装系统（CN113460715A）、一种用于装载车的拆垛机构（CN215207387U）。发明内容[0005] 针对上述问题，本发明提供一种集装化货物拆垛装置及拆垛方法，该发明解决了货物在拆垛过程中，耗费时间较长，货物拆垛效率受限的问题。[0006] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：[0007] 一种集装化货物拆垛装置，包括：[0008] 一个拆垛主体，包括用于存放货物的码垛区以及输送货物的输送区；[0009] 一个拆垛安装组件，安装于输送区内，两侧固定连接有直线滑块，用于将货物输送至升降架处；[0010] 二个第一直线驱动模组，分别安装于输送区的两侧，用于驱动拆垛安装组件线性移动，包括贯穿所述直线滑块的直线驱动杆，所述直线驱动杆包括导向部，所述导向部第一端设置有第一螺纹部，第二端设置有第二螺纹部；[0011] 二个第二直线驱动模组，分别安装于输送区两侧且与第一直线驱动模组位置相对应，用于驱动直线滑块在导向部处直线滑动。[0012] 优选地，所述第一直线驱动模组包括直线驱动架，所述直线驱动杆与直线驱动架转动连接，所述直线驱动架上端安装有伺服驱动装置，所述伺服驱动装置与直线驱动杆之间通过联轴器连接。[0013] 优选地，所述第二直线驱动模组包括位于两侧的定位架，所述定位架内壁转动连接有驱动轮，两个所述驱动轮之间套设有驱动带，所述定位架一侧设置有驱动组件用于控制驱动轮正反转动，所述驱动带表面通过连接工件可拆卸的固定连接有联接装置，驱动带通过联接装置与直线滑块连接，带动其直线滑动。[0014] 优选地，所述联接装置包括U形的联接架，所述联接架套设于直线滑块的外侧，所述直线滑块两侧固定连接有弹性导向装置，所述弹性导向装置末端贯穿联接架侧壁，所述直线滑块表面设置有可上下伸缩的定位凸起，所述联接架下端表面设置有与定位凸起相适配的定位套。[0015] 优选地，所述定位凸起为间隔设置的两个，所述联接架下端前后两侧均设置有与两个定位凸起相适配的定位套。[0016] 优选地，所述定位套内径尺寸大于定位凸起外径尺寸，所述定位套内部设置有锁紧部件，在对接状态下，锁紧部件处于柔性状态，在直线滑动状态下，锁紧部件处于刚性状态。[0017] 优选地，所述锁紧部件包括两个具有弹性的锁紧囊，两个所述锁紧囊前后对称设置，所述锁紧囊内部容纳有电流变液，所述锁紧囊外接控制电源形成控制回路，所述定位套内壁顶部设置有串接于控制回路内的触控开关。[0018] 优选地，所述第一直线驱动模组与第二直线驱动模组之间设置有联动装置，用于控制二者同步驱动。[0019] 优选地，所述码垛区内部设置有货物抬升组件，所述货物抬升组件包括抬升驱动装置以及抬升底板，其中通过抬升驱动装置控制抬升底板间断上升。[0020] 一种集装化货物拆垛方法，包括如下步骤：[0021] S1、通过货物抬升组件将货物抬升至预定高度；[0022] S2、通过第一直线驱动模组驱动拆垛安装组件表面的负压吸盘朝着货物方向移动，完成对货物的抓。瓿苫跷镒ト『，通过第一直线驱动模组控制货物朝着升降架方向移动第一段距离；[0023] S3、货物移动第一段距离后，通过第二直线驱动模组控制货物朝着升降架方向移动第二段距离；[0024] S4、货物第二段距离移动结束后，通过第一直线驱动模组继续控制货物朝着升降架方向移动第三段距离，将货物码放于升降架上端预定位置。[0025] 本发明的有益效果为：[0026] 通过第一直线驱动模组以及第二直线驱动模组能够对安装有负压吸盘的拆垛安装组件进行分段位移控制，在两侧控制负压吸盘拆垛位置的精度以及力度，在中间位置提高货物移动的速率，极大地缩短了货物拆垛所需要的时间，提高了货物转运的效率。附图说明[0027] 图1为本发明的立体结构示意图；[0028] 图2为本发明的主视结构示意图；[0029] 图3为本发明的侧视结构示意图；[0030] 图4为本发明的俯视结构示意图；[0031] 图5为本发明的第一直线驱动模组以及第二直线驱动模组立体结构示意图；[0032] 图6为本发明图5的主视结构示意图；[0033] 图7为本发明图6的A?A线剖视结构示意图；[0034] 图8为本发明图5的B处放大结构示意图。[0035] 图中：100、拆垛主体；110、码垛区；120、输送区；200、货物抬升组件；210、抬升底板；220、抬升驱动装置；300、升降架；400、第一直线驱动模组；410、直线驱动架；420、伺服驱动装置；430、联轴器；440、直线驱动杆；441、第一螺纹部；442、导向部；443、第二螺纹部；500、拆垛安装组件；510、直线滑块；511、定位凸起；600、第二直线驱动模组；610、定位架；620、驱动轮；630、驱动带；640、连接工件；650、联接装置；651、联接架；652、导向装置；653、定位套；700、联动装置；800、锁紧部件；810、锁紧囊；820、触控开关。实施方式[0036] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0037] 参照图1?图8，一种集装化货物拆垛装置，包括拆垛主体100、拆垛安装组件500、第一直线驱动模组400、第二直线驱动模组600等装置，其中通过第一直线驱动模组400对拆垛安装组件500在两侧进行直线驱动，以实现货物的上料过程以及下料过程的对接预备，保证货物对接位置的可控以及准确；通过第二直线驱动模组600对拆垛安装组件500以及货物在中间位置进行快速输送，以提高拆垛过程中货物输送的速率、效率；提高整体码垛效率，缩短后期货物码垛时间，在上料阶段提高货物拆垛效率，进而提高整体快装系统的货物码垛效率。[0038] 拆垛主体100包括用于存放货物的码垛区110以及输送货物的输送区120；其中叉车将货物码放于拆垛主体100上端的预定位置，并且通过负压吸盘抓取货物在输送区120内进行输送。[0039] 拆垛安装组件500安装于输送区120内，两侧固定连接有直线滑块510，用于将货物输送至升降架300处；其中拆垛安装组件500中间位置安装有负压吸盘，通过负压吸盘来吸取货物，并且输送至升降架300一侧，货物移载至升降架300上端后，控制升降架300下降滑落至后续的货物输送轨道上，实现货物的有序输送，最终多个货物整齐输送至末端的码垛处，通过搬运机械手搬运至预定的位置，放置于车厢内或者码放于车辆表面的预定位置。[0040] 第一直线驱动模组400设置为两组，两组第一直线驱动模组400分别安装于输送区120的两侧，对称设置，其用于驱动拆垛安装组件500线性移动，包括贯穿直线滑块510的直线驱动杆440，直线驱动杆440包括导向部442，导向部442第一端设置有第一螺纹部441，第二端设置有第二螺纹部443；中间的导向部442能够起到导向的作用，保证直线滑块510线性移动的稳定；两侧的第一螺纹部441以及第二螺纹部443能够与直线滑块510之间螺纹配合，能够在直线驱动杆440转动的过程中，准确有序的推动直线滑块510带动末端的负压吸盘移动，移动过程稳定准确可控；通过控制直线驱动杆440转动即可完成对拆垛安装组件500表面负压吸盘位置的控制，驱动力度足够能够与货物表面紧密贴合，驱动行程控制可靠准确，不会出现打滑的现象，对货物上下料过程中控制效果好。[0041] 第二直线驱动模组600设置为两组，分别安装于输送区120两侧且与第一直线驱动模组400位置相对应，用于驱动直线滑块510在导向部442处直线滑动，其中通过第二直线驱动模组600对处于导向部442表面的直线滑块510进行快速驱动，这个过程中，负压吸盘已经将货物稳定抓。抑毕呋510与两侧的螺纹部分相脱离，通过第二直线驱动模组600驱动直线滑块510以及末端的负压吸盘快速移动较长行程，能够缩短码垛时间，提高货物整体的码垛效率。[0042] 具体参照附图5、附图7；其中第一直线驱动模组400包括直线驱动架410，直线驱动杆440与直线驱动架410转动连接，直线驱动架410上端安装有伺服驱动装置420，伺服驱动装置420与直线驱动杆440之间通过联轴器430连接，伺服驱动装置420选择伺服电机，通过联轴器430带动直线驱动杆440正反转动，实现对直线滑块510位置的往复移动控制过程，实现驱动控制，在直线驱动架410表面设置有位控传感器，用于检测直线滑块510所处的位置，传感器与伺服驱动装置420电性连接，能够根据反馈得到的位置对直线驱动杆440转动进行控制，满足控制要求。[0043] 第二直线驱动模组600包括位于两侧的定位架610，定位架610内壁转动连接有驱动轮620，两个驱动轮620之间套设有驱动带630，定位架一侧设置有驱动组件用于控制驱动轮620正反转动，在驱动轮620转动的过程中，带动驱动带630正反移动，实现驱动控制过程；其中驱动带630表面通过连接工件640可拆卸的固定连接有联接装置650，其中通过驱动带630通过联接装置650与直线滑块510连接，带动其直线滑动，通过驱动带630以及联接装置650带动下方的直线滑块510线性移动，能够实现快速驱动过程，相较于两侧的螺纹驱动控制来说，其驱动速度更快，缩短了货物在途移动时间，提高了拆垛以及后续码放效率；并且其对设备的磨损更。璞甘褂檬奔涓，且在直线滑块510滑动阻力较小的情况下，自身驱动载荷较。碳虻タ煽。[0044] 具体参照附图8；其中联接装置650包括U形的联接架651，联接架651套设于直线滑块510的外侧，直线滑块510两侧固定连接有弹性导向装置652，弹性导向装置652由导向杆以及弹簧组成，导向杆贯穿前后两侧的联接架651并且与之相对滑动，弹簧能够起到复位的作用，在常态下，让直线滑块510以及联接架651之间处于恒定的位置；弹性导向装置652末端贯穿联接架651侧壁，直线滑块510表面设置有可上下伸缩的定位凸起511，联接架651下端表面设置有与定位凸起511相适配的定位套653，在第二直线驱动模组600带动直线滑块510移动的过程中，通过定位凸起511弹出伸入至定位套653完成二者的锁定，以让第二直线驱动模组600带动直线滑块510稳定移动，实现控制过程。[0045] 这里需要说明的是，其中直线滑块510在导向部442阶段移动的过程中，定位凸起511以及定位套653之间完成锁定，实现同步驱动过程；在直线滑块510移动至两侧螺纹部分时，此时定位凸起511与定位套653之间脱离，二者部件不再直接锁定，直线滑块510以及联接架651之间可以相对地小范围内滑动，实现错位联动过程；通过上述设置可以解决第二直线驱动模组600以及第一直线驱动模组400之间驱动控制直线滑块510速度不一致的问题，通过第一直线驱动模组400驱动直线滑块510控制速度慢，通过第二直线驱动模组600驱动直线滑块510控制速度快，在两侧移动的过程中，控制二者脱离，能够避免二者速度不一致导致的连接部损坏的问题，同时也降低了二者速度控制的难度，二者速度无需完成同步，可以进行简化控制，且在不同的部分之间可以连续移动，不会产生移动停顿的问题。[0046] 优选设置定位凸起511为间隔设置的两个，且联接架651下端前后两侧均设置有与两个定位凸起511相适配的定位套653，在直线滑块510朝着前方移动的过程中，两个定位凸起511能够与前方的定位套653位置相对应，二者位置对接准确后，定位凸起511伸入至定位套653内完成二者的锁定；在直线滑块510朝着后方移动的过程中，同样的定位凸起511能够与后方的定位套653位置相对应，完成锁定过程。[0047] 这里需要说明的是，其中定位凸起511可以选择电控伸缩方式或者气动伸缩方式进行线性控制；且在直线滑块510在两侧朝着内侧方向移动的过程中，在导向装置652的协同作用下，能够带动上方的联接架651同步移动，在移动的过程中，二者完成位置的对接过程，以连续完成对接准确的问题，不会产生停顿的现象。[0048] 为了能够进一步降低定位凸起511以及定位套653之间的磨损，让二者在对接移动的过程中能够具有不同的位移量；设置定位套653内径尺寸大于定位凸起511外径尺寸，定位套653内部设置有锁紧部件800，在对接状态下，锁紧部件800处于柔性状态，在直线滑动状态下，锁紧部件800处于刚性状态，柔性状态下，锁紧部件800与定位凸起511之间柔性连接，可以在前后小范围内前后活动；在刚性状态下，锁紧部件800与定位凸起511之间刚性连接，处于完成锁定状态，此时二者之间无法相对移动，完成整体的锁紧控制。[0049] 具体参照附图8；其中锁紧部件800包括两个具有弹性的锁紧囊810，两个锁紧囊810前后对称设置，锁紧囊810内部容纳有电流变液，锁紧囊810外接控制电源形成控制回路，定位套653内壁顶部设置有串接于控制回路内的触控开关820，其中电流变液在导电的情况下由液态变为固态，在不导通的情况下，变为液态，在定位凸起511伸入定位套653的过程中，顶端与触控开关820相触碰，此时能够让控制回路处于导通的状态，以让两侧的锁紧囊810变为固态，完成锁定，此时直线滑块510与导向部442位置相对应，能够加强第二直线驱动模组600对直线滑块510的位移控制效果；在柔性状态下，直线滑块510位于两侧的螺纹部分，此时二者处于对接状态，即将完成第一直线驱动模组400与第二直线驱动模组600控制的过渡，此时锁紧囊810内电流变液未导通，处于柔性状态，能够避免不同的零件之间磨损碰撞，提高零件使用寿命；这里需要说明的是，从导向部442移动至两侧螺纹部分后，此时控制定位凸起511下降收缩，此时定位凸起511末端与触控开关820相脱离，锁紧囊810重新变为柔性，在对接的过程中，短时间的速度差异不会对对接零件本身产生影响。[0050] 第一直线驱动模组400与第二直线驱动模组600之间设置有联动装置700，用于控制二者同步驱动，通过设置联动装置700能够通过一个伺服驱动装置420可以完成对第一直线驱动模组400以及第二直线驱动模组600的驱动控制，减少设备的体积；在第二直线驱动模组600以及第一直线驱动模组400的两侧可以分别安装有一对锥齿轮组，完成动力传动的换向过程，在两对锥齿轮组的之间通过离合器进行离合控制，能够切断或者导通动力的传递；直线滑块510在两侧螺纹部分驱动的过程中，适时切断动力传递，以保证第一直线驱动模组400以及第二直线驱动模组600对直线滑块510位移控制的相对一致，避免零件损坏，也降低了驱动控制的难度。[0051] 在码垛区110内部设置有货物抬升组件200，货物抬升组件200包括抬升驱动装置220以及抬升底板210，其中通过抬升驱动装置220控制抬升底板210间断上升，在一层货物拆垛完毕后，通过抬升驱动装置220控制抬升底板210带动货物抬升，能够让负压吸盘能够在恒定的位置完成对货物的拆垛，降低了货物拆垛的难度，提高了货物拆垛的效率，能够实现对多层货物的连续拆垛。[0052] 一种集装化货物拆垛方法，包括如下步骤：[0053] S1、通过货物抬升组件200将货物抬升至预定高度；让顶层或者的位置与拆垛安装组件500下端的负压吸盘的位置相对应，以实现对多层货物的连续拆垛。[0054] S2、通过第一直线驱动模组400驱动拆垛安装组件500表面的负压吸盘朝着货物方向移动，完成对货物的抓。瓿苫跷镒ト『，通过第一直线驱动模组400控制货物朝着升降架300方向移动第一段距离；其中第一段距离为远离升降架300一侧的位置，其与第二螺纹部443位置相对应，在第一段距离上，通过控制负压吸盘稳定可控地朝着货物方向移动，实现驱动控制过程，以保证货物上料过程的准确、稳定。[0055] S3、货物移动第一段距离后，通过第二直线驱动模组600控制货物朝着升降架300方向移动第二段距离；第二段距离与导向部442位置相对应，此时通过第二直线驱动模组600实现对负压吸盘以及货物的快速输送，缩短拆垛过程中货物输送的时间。[0056] S4、货物第二段距离移动结束后，通过第一直线驱动模组400继续控制货物朝着升降架300方向移动第三段距离，将货物码放于升降架300上端预定位置；第三段距离与第一螺纹部441位置相对应，此时重新通过螺纹对负压吸盘以及货物的输送进行控制，减缓速度，提高控制精度以及输送驱动力度，保证货物准确运输至升降架300表面，保证货物下料的准确。[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：安徽

专利申请日期：2023-06-02

专利公开日期：2024-10-11

专利公告号：CN116553197B