本发明涉及码垛货物技术领域，具体地涉及一种堆垛装置。
背景技术：
在现代商品经济条件下，随着经济发展和科技进步的加快，物流业在经济发展中的重要作用日益受到重视。由于商品经济的主导因素已经由商品的制造转移到商品的流通，所以物流过程是否高效、畅通将直接影响经济运行的效率。从目前我国物流系统的运行过程来看，货物的装载过程以及卸载过程集中了大部分的人力和物力。现阶段，货车车厢的装载过程主要是通过人力将货物从暂存区搬运至货车车厢内。按照装货速度的要求，会配置不同数量的搬运人员，但是单位人工的装载效率低，装载过程也需要多名工人协同完成，因此人工成本相对较高。由于一般装载的货物数量较多，人工的劳动强度较大，装载效率也会随着时间的推移降低。此外，人工在搬运和装载过程中，货物的损伤率会较高，这严重影响产品的完整性。
市场上的货物装载设备大多只有货物传送功能，操作过程需要多名人工协调操作完成，该类型设备并不具备货物的装载功能，虽然输送效率有所提高，但是仍达不到整个货物装运过程的高效。此外，有采用机械手实现货物装载的系统设备，货物装载的整齐度较好，但是由于整个系统的高度自动化，机电配置设备以及控制系统非常的复杂，这使得简单过程的实现反而复杂化，增加了设备的制造成本，严重影响设备的推广应用。
公开号为107686014a的发明申请，公开了一种“袋装水泥自动装车机及其工作原理”，该袋装水泥自动装车机容易发生机械故障，叠包速度慢，效率低，不经济。
公开号为109178977a的发明申请，公开了一种“可重构袋装水泥自动装车机”，该可重构袋装水泥自动装车机的机电设备和控制系统复杂，可靠度不够，成本高，很难大规模推广应用。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明提供一种堆垛机构，其目的是提高物料码垛的自动化程度，降低人工成本和提高码垛效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种堆垛装置，所述堆垛装置包括：
堆垛机构，包括二级输送机、与所述二级输送机的出料端连接的一级输送机、用于驱动所述一级输送机在z轴方向来回移动的驱动机构以及用于安装所述一级输送机和所述二级输送机的第一框架；所述二级输送机的进料端与所述第一框架铰接；
升降机构，用于驱动所述堆垛机构在y轴方向升高或降低所述堆垛机构；
行走机构，用于驱动所述堆垛机构在x轴方向来回移动。
与现有技术相比，基于驱动机构、升降机构、行走机构的设置，实现了料包在x轴方向/横向、y轴方向/竖向、z方向/纵向全自动化的快速码垛，从而减少了人工成本，提高了工作效率。物料持续不断由仓库输出，经二级输送机、一级输送机后，传送后完成堆垛。整个堆垛流程设备来回行程短，堆垛效率高。此外，本发明整体机械结构简约，系统工程性、稳定性、可靠性得到了很大提升，设备运行振动小、故障率低，而且易于维护。
进一步地，所述第一框架包括一级输送机支撑架、二级输送机支撑架、用于连接所述一级输送机支撑架和二级输送机支撑架的连接部；
所述二级输送机支撑架包括相互平行的第一c型钢和第二c型钢，所述第一c型钢和所述第二c型钢的两端均设置有限位挡块。
进一步地，所述连接部包括轴承连接座和连接件；所述轴承连接座的一端与所述一级输送机支撑架连接，另一端与所述二级输送机支撑架连接；所述连接件一端与所述一级输送机支撑架连接另一端与所述二级输送机支撑架连接。
进一步地，所述驱动机构包括：
滑动板，所述一级输送机设置在所述滑动板的上端面；
齿条，设置在所述第一c型钢和所述第二c型钢之间，并所述第一c型钢平行；
滑动轮，设置在所述滑动板的底部并嵌入至所述第一c型钢和所述第二c型钢的凹槽中；
伺服电机，其输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。
进一步地，所述二级输送机的进料端与所述框架通过铰接结构铰接；
所述铰接结构包括与所述进料端固定连接的轴承座、安装在所述轴承座上的螺纹销轴以及与所述螺纹销轴适配的螺母；所述二级输送机的进料端能够绕着所述螺纹销轴转动。
进一步地，所述框架的底部设置有支撑钢板，所述二级输送机的底部设置有牛眼轮，所述二级输送机通过所述牛眼轮与所述支撑钢板滑动连接。
进一步地，所述升降机构包括与所述行走机构固定连接的油缸底座、安装在所述油缸底座上的液压杆、与所述液压杆固定连接的导向机构、与所述导向机构滑动连接的第二框架。
进一步地，所述第二框架包括多根与所述行走机构垂直且固定连接的c型钢立柱和连接相邻两个所述c型钢立柱的连接固定板；
所述导向机构包括上导向机构和下导向机构的两端均嵌入所述c型钢立柱中并与所述c型钢立柱滑动连接；相对的两个所述上导向机构和相对的两个所述下导向机构之间通过横向横梁连接；上下两个所述横向横梁之间通过纵向横梁连接。
进一步地，所述行走机构包括行走轮架、设置在所述行走轮架底部的轨道轮以及用于驱动所述轨道轮的行走电机。
进一步地，所述一级输送机和所述二级输送机之间通过滑动转向轮组连接；
所述滑动转向轮组包括第三c型钢、第一连接轴、第一连接块、第二连接轴、第四c型钢、轮子、第二连接块、挡环、轴承座、销轴、连接板；
所述轮子设置在所述第一连接轴的两端并分别嵌入至所述第三c型钢和第四c型钢中；所述第一连接块套设在所述第一连接轴上并通过轴承与所述第一连接轴转动连接；所述第二连接轴的一端与所述第一连接块固定连接，其另一端与所述第二连接块固定连接；所述销轴贯穿所述第二连接块；所述轴承座延伸出两个固定耳，两个所述固定耳上均设置有通孔，所述销轴同时穿过两个所述通孔中并在其两端设置有所述挡环；所述轴承座与所述连接板固定连接；所述连接板与所述二级输送机固定连接。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明堆垛装置一种实施方式的结构示意图；
图2是堆垛机构一种实施方式的结构示意图；
图3是第一框架一种实施方式的结构示意图；
图4是驱动机构一种实施方式的结构示意图；
图5图2的另一角度的结构示意图；
图6是图5中的a部放大图；
图7是升降机构的一种实施方式结构示意图；
图8是行走机构一种实施方式的结构示意图；
图9是滑动转向轮组一种实施方式的结构示意图；
图10是上导向机构或下导向机构一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
101-升降机构102-行走机构
103-堆垛机构502-二级输送机
505-一级输送机201-横向横梁
202-c型钢立柱203-上导向机构
204-下导向机构205-液压杆
206-油缸底座208-连接固定板
401-行走电机402-行走轮架
403-轨道轮701-第三c型钢
702-第一连接轴703-第一连接块
704-第二连接轴705-第四c型钢
706-轮子707-第二连接块
709-挡环710-轴承座
711-连接板801-支撑架
802-轴承连接座803-连接件
804-二级输送机支撑架806-第一c型钢
805-限位挡块807-第二c型钢
808-齿条601-轴承座
602-螺纹销轴901-滑动板
903-伺服电机904-齿轮
905-滑动轮
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明中提供一种堆垛装置，如图1和图2所示，所述堆垛装置包括堆垛机构103、升降机构101以及行走机构102。所述堆垛机构103包括二级输送机502、与所述二级输送机502的出料端连接的一级输送机505、用于驱动所述一级输送机505在z轴方向来回移动的驱动机构809以及用于安装所述一级输送机505和所述二级输送机502的第一框架501；所述二级输送机502的进料端与所述第一框架501铰接。所述升降机构101用于驱动所述堆垛机构103在y轴方向升高或降低所述堆垛机构103。所述行走机构102用于驱动所述堆垛机构103在x轴方向来回移动。
需要说明的是，所述的x轴方向是指横向/水平方向；所述的y轴方向是指竖向/垂直方向；所述的z方向是指纵向/水平的内外方向。
如图3所示，所述第一框架501包括一级输送机支撑架801、二级输送机支撑架804、用于连接所述一级输送机支撑架801和二级输送机支撑架804的连接部；所述二级输送机支撑架804包括相互平行的第一c型钢806和第二c型钢807，所述第一c型钢806和所述第二c型钢807的两端均设置有限位挡块805。所述限位挡块805作为机械限位，以防止后文所述的滑动轮905从第一c型钢806和第二c型钢807上滑出。
如图3所示，所述连接部包括轴承连接座802和连接件803；所述轴承连接座802的一端与所述一级输送机支撑架801连接，另一端与所述二级输送机支撑架804连接；所述连接件803一端与所述一级输送机支撑架801连接另一端与所述二级输送机支撑架804连接。基于稳定性方面的考虑，所述连接件803包括第一连接条和第二连接条，所述第一连接条、所述第二连接条与所述一级输送机支撑架801构成一个三角形。
如图4所示，所述驱动机构809包括滑动板901、齿条808、滑动轮905和伺服电机903。所述一级输送机505设置在所述滑动板901的上端面；所述齿条808设置在所述第一c型钢806和所述第二c型钢807之间，并所述第一c型钢806平行；所述滑动轮905设置在所述滑动板901的底部并嵌入至所述第一c型钢806和所述第二c型钢807的凹槽中；所述伺服电机903的输出轴上设置有齿轮904，所述齿轮904与所述齿条808啮合。通过伺服电机903驱动所述齿轮904能够使得所述滑动板901沿着所述齿条808的长度方向来回移动。
伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。局基于伺服电机的特点和优势，在本发明中，采用伺服电机903作为驱动机构。
在另一种可选的具体实施方式中，所述驱动机构包括设置在所述框架501上的滑动轨道、与所述滑动轨道滑动连接的滑块以及用于驱动所述滑块沿着所述滑动导轨来回滑动的驱动部。其中，所述驱动部可选用气压缸、液压缸、电动推杆中的任意一种。
如图5所示，前文所述的二级输送机502的进料端与所述第一框架501铰接具体是通过如下的铰接结构进行铰接的。所述铰接结构具体包括：与所述进料端固定连接的轴承座601、安装在所述轴承座601上的螺纹销轴602以及与所述螺纹销轴602适配的螺母；所述二级输送机502的进料端能够绕着所述螺纹销轴602转动。
需要进一步说明的是，所述螺纹销轴602包括螺纹段和光杆段，在使用时，所述螺母拧在所述螺纹段上。
如图2所示，所述框架501的底部设置有支撑钢板504，所述二级输送机502的底部设置有牛眼轮503，所述二级输送机502通过所述牛眼轮503与所述支撑钢板504滑动连接。
如图7所示，所述升降机构101包括与所述行走机构102固定连接的油缸底座206、安装在所述油缸底座206上的液压杆205、与所述液压杆205固定连接的导向机构、与所述导向机构滑动连接的第二框架。所述第二框架包括多根与所述行走机构102垂直且固定连接的c型钢立柱202和连接相邻两个所述c型钢立柱202的连接固定板208；所述导向机构包括上导向机构203和下导向机构204的两端均嵌入所述c型钢立柱202中并与所述c型钢立柱202滑动连接；相对的两个所述上导向机构203和相对的两个所述下导向机构204之间通过横向横梁201连接；上下两个所述横向横梁201之间通过纵向横梁210连接。
所述上导向机构和203和所述下导向机构204在横向横梁201和纵向横梁210的连接下构成一个内部框架。如图10所示，所述上导向机构203由方管302连接在一起，并配置四个导向轮301，使得构成的整体在第二框架内上升和下降的时起导向作用。所述下导向机构204的结构与所述上导向机构203的结构相同，此处不在过多赘述。通过液压杆的驱动能够使得整个内部框架上下运动，从而带动堆垛机构上下运动，实现垂直方向/y方向料包的叠放。
如图8所示，所述行走机构102包括行走轮架402、设置在所述行走轮架402底部的轨道轮403以及用于驱动所述轨道轮403的行走电机401。进一步具体而言，所述行走电机401的输出轴与所述轨道轮403同轴且固定连接，通过所述行走电机401能够驱动所述轨道轮403转动，从而使得所述行走机构102沿着设定的轨道滑动。
如图9所示，所述一级输送机505和所述二级输送机502之间通过滑动转向轮组连接。所述滑动转向轮组包括第三c型钢701、第一连接轴702、第一连接块703、第二连接轴704、第四c型钢705、轮子706、第二连接块707、挡环709、轴承座710、销轴、连接板711；所述轮子706设置在所述第一连接轴702的两端并分别嵌入至所述第三c型钢701和第四c型钢705中；所述第一连接块703套设在所述第一连接轴702上并通过轴承与所述第一连接轴702转动连接；所述第二连接轴704的一端与所述第一连接块703固定连接，其另一端与所述第二连接块707固定连接；所述销轴贯穿所述第二连接块707；所述轴承座710延伸出两个固定耳，两个所述固定耳上均设置有通孔，所述销轴同时穿过两个所述通孔中并在其两端设置有所述挡环709；所述轴承座710与所述连接板711固定连接；所述连接板711与所述二级输送机502固定连接。
基于牛眼轮503和滑动转向轮组的设置，所述二级输送机502在所述一级输送机505的驱动下能够在所述支撑钢板504上做圆弧运动。
上述中，基于所述轴承的设置。所述第一连接块703只能绕着所述第一连接轴702转动而不能沿着所述第一连接轴702的长度方向滑动。
在一种可选的具体实施方式中，如图9所示，所述滑动转向轮组还包括铰链底座708，所述铰链底座708与所述第二连接块707固定连接，所述固定耳与所述铰链底座708固定连接，实现铰接。
此外，所述堆垛装置还包括控制器，所述堆垛机构103、所述升降机构101、所述行走机构102均与所述控制器电连接。在一种优选的具体实施方式中，所述控制器可选用plc控制器。
本发明的技术方案与现有技术相比：基于驱动机构809、升降机构101、行走机构102的设置，实现了料包在x轴方向(横向)、y轴方向(竖向)、z方向(纵向)全自动化的快速码垛，从而减少人工成本，提高工作效率；物料持续不断由仓库输出，经二级输送机502、一级输送机505传送后完成堆垛。整个堆垛流程设备来回行程短，堆垛效率高。本发明整体机械结构简约，系统工程性、稳定性、可靠性得到了很大提升，设备运行振动小、故障率低，而且易于维护。
此外，在一种可选的具体实施方式中，所述第一输送机和第二输送机可选用具有伸缩功能的皮带机，以能够适应不同车厢长度的要求。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
1.一种堆垛装置，其特征在于，所述堆垛装置包括：
堆垛机构(103)，包括二级输送机(502)、与所述二级输送机(502)的出料端连接的一级输送机(505)、用于驱动所述一级输送机(505)在z轴方向来回移动的驱动机构(809)以及用于安装所述一级输送机(505)和所述二级输送机(502)的第一框架(501)；所述二级输送机(502)的进料端与所述第一框架(501)铰接；
升降机构(101)，用于驱动所述堆垛机构(103)在y轴方向升高或降低所述堆垛机构(103)；
行走机构(102)，用于驱动所述堆垛机构(103)在x轴方向来回移动。
2.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述第一框架(501)包括一级输送机支撑架(801)、二级输送机支撑架(804)、用于连接所述一级输送机支撑架(801)和二级输送机支撑架(804)的连接部；
所述二级输送机支撑架(804)包括相互平行的第一c型钢(806)和第二c型钢(807)，所述第一c型钢(806)和所述第二c型钢(807)的两端均设置有限位挡块(805)。
3.根据权利要求2所述的堆垛装置，其特征在于，所述连接部包括轴承连接座(802)和连接件(803)；所述轴承连接座(802)的一端与所述一级输送机支撑架(801)连接，另一端与所述二级输送机支撑架(804)连接；所述连接件(803)一端与所述一级输送机支撑架(801)连接另一端与所述二级输送机支撑架(804)连接。
4.根据权利要求2所述的堆垛装置，其特征在于，所述驱动机构(809)包括：
滑动板(901)，所述一级输送机(505)设置在所述滑动板(901)的上端面；
齿条(808)，设置在所述第一c型钢(806)和所述第二c型钢(807)之间，并所述第一c型钢(806)平行；
滑动轮(905)，设置在所述滑动板(901)的底部并嵌入至所述第一c型钢(806)和所述第二c型钢(807)的凹槽中；
伺服电机(903)，其输出轴上设置有齿轮(904)，所述齿轮(904)与所述齿条(808)啮合。
5.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述二级输送机(502)的进料端与所述框架(501)通过铰接结构铰接；
所述铰接结构包括与所述进料端固定连接的轴承座(601)、安装在所述轴承座(601)上的螺纹销轴(602)以及与所述螺纹销轴(602)适配的螺母；所述二级输送机(502)的进料端能够绕着所述螺纹销轴(602)转动。
6.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述框架(501)的底部设置有支撑钢板(504)，所述二级输送机(502)的底部设置有牛眼轮(503)，所述二级输送机(502)通过所述牛眼轮(503)与所述支撑钢板(504)滑动连接。
7.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述升降机构(101)包括与所述行走机构(102)固定连接的油缸底座(206)、安装在所述油缸底座(206)上的液压杆(205)、与所述液压杆(205)固定连接的导向机构、与所述导向机构滑动连接的第二框架。
8.根据权利要求7所述的堆垛装置，其特征在于：
所述第二框架包括多根与所述行走机构(102)垂直且固定连接的c型钢立柱(202)和连接相邻两个所述c型钢立柱(202)的连接固定板(208)；
所述导向机构包括上导向机构(203)和下导向机构(204)的两端均嵌入所述c型钢立柱(202)中并与所述c型钢立柱(202)滑动连接；相对的两个所述上导向机构(203)和相对的两个所述下导向机构(204)之间通过横向横梁(201)连接；上下两个所述横向横梁(201)之间通过纵向横梁(210)连接。
9.根据权利要求7所述的堆垛装置，其特征在于，所述行走机构(102)包括行走轮架(402)、设置在所述行走轮架(402)底部的轨道轮(403)以及用于驱动所述轨道轮(403)的行走电机(401)。
10.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述一级输送机(505)和所述二级输送机(502)之间通过滑动转向轮组连接；
所述滑动转向轮组包括第三c型钢(701)、第一连接轴(702)、第一连接块(703)、第二连接轴(704)、第四c型钢(705)、轮子(706)、第二连接块(707)、挡环(709)、轴承座(710)、销轴、连接板(711)；
所述轮子(706)设置在所述第一连接轴(702)的两端并分别嵌入至所述第三c型钢(701)和第四c型钢(705)中；所述第一连接块(703)套设在所述第一连接轴(702)上并通过轴承与所述第一连接轴(702)转动连接；所述第二连接轴(704)的一端与所述第一连接块(703)固定连接，其另一端与所述第二连接块(707)固定连接；所述销轴贯穿所述第二连接块(707)；所述轴承座(710)延伸出两个固定耳，两个所述固定耳上均设置有通孔，所述销轴同时穿过两个所述通孔中并在其两端设置有所述挡环(709)；所述轴承座(710)与所述连接板(711)固定连接；所述连接板(711)与所述二级输送机(502)固定连接。
技术总结