本發(fā)明涉及一種型材生產(chǎn)設(shè)備，具體的說是一種多組并聯(lián)高速碼垛機械手。

背景技術(shù)：

型材碼垛機布置在型材車間后部成品工序尾端，用于定尺型材碼垛，以合乎標(biāo)準(zhǔn)和市場的商品鋼材包裝規(guī)格要求按照一定的模式堆碼成垛向客戶交付產(chǎn)品，以便實現(xiàn)物料的存儲、搬運、裝卸運輸?shù)任锪骰顒?。目前的型材碼垛機大多采用人工碼垛方式或“行車式”碼垛方式，人工碼垛方式工作強度大，所需作業(yè)工人數(shù)量多，人工成本大，且工作效率低，碼垛包裝質(zhì)量差；行吊方式采用自動碼垛系統(tǒng)，降低人工成本，但存在速度低、位置精度差、工藝節(jié)奏慢且抗干攏能力弱與全線型材連軋工藝產(chǎn)能匹配性差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種碼垛速度快、精度高的多組并聯(lián)高速碼垛系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)，包括形機架、擺臂、驅(qū)動裝置、腕部和翻轉(zhuǎn)磁鐵；所述機架包括水平段和豎直段，所述水平段一端與所述豎直段頂端連接，所述機架水平段前端通過第一鉸接軸鉸接有擺臂；擺臂下端通過第二鉸接軸鉸接有腕部；所述腕部上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)電磁鐵，所述驅(qū)動裝置設(shè)置在所述機架和擺臂之間與擺臂鉸接。

較佳的，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動機構(gòu)、與擺臂對應(yīng)的驅(qū)動連桿、與驅(qū)動連桿對應(yīng)的搖桿，所述驅(qū)動連桿的一端與所述搖桿鉸接，所述驅(qū)動連桿的另一端與所述擺臂鉸接；

或者，所述擺臂與所述第一鉸接軸防轉(zhuǎn)連接，所述驅(qū)動裝置包括一個伸縮機構(gòu)，所述伸縮機構(gòu)的兩端分別與所述擺臂和機架鉸接。

較佳的，所述驅(qū)動裝置通過補償裝置與機架鉸接；

所述補償裝置包括與所述機架鉸接的補償?shù)鬃约芭c所述補償?shù)鬃h(yuǎn)離所述機架一側(cè)鉸接的補償驅(qū)動機構(gòu)；所述驅(qū)動裝置與所述補償?shù)鬃胁裤q接；所述補償驅(qū)動裝置的運動精度高于所述驅(qū)動裝置；

或者，所述補償裝置包括與所述機架滑動連接的補償?shù)鬃约膀?qū)動所述補償?shù)鬃瑒拥难a償驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動裝置與所述補償?shù)鬃B接。

較佳的，所述預(yù)緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述擺臂鉸接的彈性機構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)所述彈性機構(gòu)的彈力的彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)；

所述彈性機構(gòu)包括氣缸和與所述氣缸連通的氣包，所述彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)包括氣源、用于連通氣源和氣包的氣源處理元件以及設(shè)置在所述氣包上的氣壓表；

或者，

所述預(yù)緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述擺臂鉸接的彈性機構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)所述彈性機構(gòu)的彈力的彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)；

所述彈性機構(gòu)包括彈簧，所述彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)包括用于調(diào)節(jié)彈簧與機機架連接位置的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)。

較佳的，所述腕部與所述橫梁通過第二鉸接軸鉸接，所述碼垛設(shè)備還包括與腕部連接的腕部水平保持機構(gòu)或腕部姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)；

所述腕部水平保持機構(gòu)為腕部單連桿水平保持機構(gòu)或腕部多連桿水平保持機構(gòu)；

所述腕部多連桿水平保持機構(gòu)包括一根與擺臂旋轉(zhuǎn)連接的腕部連接軸、一根頂部連桿和與所述腕部對應(yīng)的底部連桿，所述腕部同連接軸上設(shè)置有主動臂和從動臂，所述腕部連接軸的主動臂與上方相鄰的腕部連接軸的從動臂分別與平移連桿鉸接，最上方的連接軸的主動臂與頂部連桿的底端鉸接，所述頂部連桿的頂端與機架通過第三鉸接軸鉸接，最下方的所述腕部連接軸的從動臂與所述底部連桿的頂端鉸接，所述底部連桿的底端與所述腕部通過第四鉸接軸鉸接；所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與第二、四鉸接軸的軸線所確定的平面為水平面，所述平移連桿、頂部連桿以及底部連桿的軸線與所述擺臂的軸線平行；

所述為腕部單連桿水平保持機構(gòu)包括一根與所述擺臂平行設(shè)置的平移連桿，所述平移連桿的上端與所述機架通過第三鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端通過第四鉸接軸與所述腕部鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與所述第二、四鉸接軸所確定的平面為水平面；所述腕部與所述第二鉸接軸防轉(zhuǎn)連接；

所述腕部姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)為腕部單連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)或腕部多連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)；

所述腕部多連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括一根腕部連接軸、一根頂部連桿和與所述腕部對應(yīng)的底部連桿、與所述第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)連接搖桿以及用于調(diào)整所述腕部姿態(tài)的姿態(tài)驅(qū)動機構(gòu)；所述腕部連接軸上設(shè)置有至少一個主動臂和至少一個從動臂，所述腕部連接軸的主動臂與上方相鄰的腕部連接軸的從動臂分別與平移連桿鉸接，最上方的連接軸的主動臂與頂部連桿的底端鉸接，所述頂部連桿的頂端與搖桿通過第三鉸接軸鉸接，最下方的所述腕部連接軸的從動臂與所述底部連桿的頂端鉸接，所述底部連桿的底端與所述腕部通過第四鉸接軸鉸接；所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與第二、四鉸接軸的軸線所確定的平面平行，所述平移連桿、頂部連桿以及底部連桿的軸線與所述擺臂的軸線平行；所述姿態(tài)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述頂部連桿或所述搖桿運動；

所述腕部單連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括一根與所述擺臂平行設(shè)置的平移連桿、與所述第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)連接的搖桿以及驅(qū)動所述平移連桿或所述搖桿的姿態(tài)驅(qū)動機構(gòu)，所述平移連桿的上端與所述搖桿通過第三鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端與所述腕部通過第四鉸接軸鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與第二、四鉸接軸所確定的平面平行；所述腕部與所述第二鉸接軸防轉(zhuǎn)連接；

較佳的，碼垛設(shè)備上設(shè)置有定位裝置，所述定位裝置為移動測距定位機構(gòu)、固定測距定位機構(gòu)或角度傳感器定位機構(gòu)；

所述移動測距定位機構(gòu)包括與擺臂或橫梁底部鉸接距離測量機構(gòu)、用于保持所述測量機構(gòu)水平的水平保持機構(gòu)以及對應(yīng)所述距離測量機構(gòu)運動范圍設(shè)置的定位板；所述定位板的高度不小于所述擺臂底端運動的最高點與最低點的高度之差；當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板的上部，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板的下部；或者，所述定位板包括對應(yīng)所述距離測量機構(gòu)向上運動范圍的后1/2設(shè)置的上定位板和對應(yīng)所述距離測量機構(gòu)向下運動范圍的后1/2設(shè)置的下定位板；當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述上定位板，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述下定位板；

所述固定測距定位機構(gòu)包括與擺臂或橫梁底部鉸接的定位板、用于保持所述定位板豎直的豎直保持機構(gòu)以及對應(yīng)所述定位板設(shè)置的距離測量機構(gòu)；所述定位板的高度不小于所述擺臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板的下部，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板的上部；或者，對應(yīng)所述定位板向上運動范圍的后1/2設(shè)置的上測量機構(gòu)和對應(yīng)所述定位板向下運動范圍的后1/2設(shè)置的下距離測量機構(gòu)，當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述定位板對應(yīng)所述上測量機構(gòu)，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述定位板對應(yīng)所述下測量機構(gòu)；

所述角度傳感器定位機構(gòu)包括通過增速機與第一鉸接軸連接的角度傳感器，所述第一鉸接軸與所述增速機的低速端連接，所述角度傳感器與所述增速機的高速端連接，所述擺臂與所述第一鉸接軸防轉(zhuǎn)連接，所述擺臂運動的角度范圍與增速機的增速比的乘積不大于所述角度傳感器的量程。

較佳的，所述電磁鐵上設(shè)置有型材卡固機構(gòu)，所述型材卡固機構(gòu)為滑動卡固機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)卡固機構(gòu)或升降卡固機構(gòu)；

所述滑動卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵滑動連接的齒板以及用于驅(qū)動所述齒板滑動的齒板驅(qū)動機構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有型材相適配的卡固缺口；

所述翻轉(zhuǎn)卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵鉸接的齒板以及用于驅(qū)動所述齒板翻轉(zhuǎn)的齒板驅(qū)動機構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材相適配的卡固缺口；

較佳的，所述升降卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵的側(cè)面滑動連接的齒板以及驅(qū)動所述電磁鐵升降的齒板驅(qū)動機構(gòu)；所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材向適配的卡固缺口。

較佳的，定位裝置還包括運動控制機構(gòu)，所述運動控制機構(gòu)包括設(shè)置在所述擺臂向上運動的后1/2的范圍內(nèi)的上觸發(fā)機構(gòu)、設(shè)置在所述擺臂向下運動的后1/2的范圍內(nèi)的下觸發(fā)機構(gòu)以及與所述上觸發(fā)機構(gòu)和所述下觸發(fā)機構(gòu)通訊的控制器；所述控制器與所述移動測距定位機構(gòu)、固定測距定位機構(gòu)和所述角度傳感器定位機構(gòu)通訊，所述控制器控制所述驅(qū)動裝置和所述補償裝置；所述上觸發(fā)機構(gòu)和所述下觸發(fā)機構(gòu)為接近開關(guān)。

較佳的，所述磁鐵驅(qū)動機構(gòu)為電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)，所述電磁鐵連接軸與所述電磁鐵通過腕式增速機傳動連接；所述電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)一端與所述腕部鉸接，所述電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)的另一端與擺桿鉸接；所述腕式增速機包括設(shè)置在軸上的主動齒輪、設(shè)置在電磁鐵上的從動齒輪以及用于將主動齒輪的運動傳動到從動齒輪的至少一個傳動齒輪；所述從動齒輪與主動齒輪的傳動比為m/n，其中，m為電磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度，n為電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動擺桿旋轉(zhuǎn)的角度；

或者所述電磁鐵驅(qū)動機構(gòu)為電磁鐵旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；所述電磁鐵旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)液壓缸或減速電機，所述回轉(zhuǎn)液壓缸或減速電機的輸出軸與所述電磁鐵連接。

較佳的，所述機架上設(shè)置有行程補償機構(gòu)，所述行程補償機構(gòu)包括與所述機架鉸接的行程補償?shù)鬃约芭c所述行程補償?shù)鬃h(yuǎn)離所述機架一側(cè)鉸接的行程補償驅(qū)動機構(gòu)；所述驅(qū)動裝置與所述行程補償?shù)鬃胁裤q接；所述補償驅(qū)動裝置的運動精度高于所述驅(qū)動裝置；

或者，所述行程補償機構(gòu)包括與所述機架滑動連接的行程補償?shù)鬃约膀?qū)動所述行程補償?shù)鬃瑒拥男谐萄a償驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動裝置與所述行程補償?shù)鬃B接。

本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)利用補償裝置驅(qū)動補償擺臂驅(qū)動裝置的運動精度，這樣，能夠提高擺臂的運動精度，利用定位裝置精確定位測量擺臂的位置，高精度的測量裝置和高精度的驅(qū)動機構(gòu)能夠控制擺臂以高精度進行運動和停止，另外，本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)利用預(yù)緊機構(gòu)承載擺臂的自重或載荷，這樣，能夠使擺臂處于接近平衡的狀態(tài)，當(dāng)驅(qū)動裝置對擺臂進行驅(qū)動時，能夠使擺臂迅速響應(yīng)，同時，由于擺臂的重量被預(yù)緊裝置承載，驅(qū)動裝置驅(qū)動擺臂時，會使擺臂的運動速度加快，擺臂的響應(yīng)速度和運動速度都加快就意味著機械手的工作效率能夠大大提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是補償裝置與驅(qū)動裝置的一種優(yōu)選組合方式；

圖3是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)預(yù)緊裝置的一種優(yōu)選方式；

圖4是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)的多連桿腕部水平保持機構(gòu)的示意圖；

圖5是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)電磁鐵裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)；

圖6是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)移動測距定位機構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的系統(tǒng)框圖；

圖8是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的工作流程圖

圖9是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)平移卡固機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)固定測距定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)角度傳感器定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)第二個實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

本發(fā)明中，“前”是指機架朝向升降平臺的方向，“后”是指機架背向升降平臺的方向。

所述腕部為用于連接吊臂和翻轉(zhuǎn)磁鐵；或者連接橫梁和翻轉(zhuǎn)磁鐵的連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)磁鐵兩側(cè)的兩塊連接板、設(shè)置在翻轉(zhuǎn)磁鐵一側(cè)的一塊連接板或其他連接結(jié)構(gòu)。

實施例1

如圖1所示，本實施例的高速碼垛系統(tǒng)，包括形機架、擺臂、驅(qū)動裝置、腕部和翻轉(zhuǎn)磁鐵；所述機架包括水平段和豎直段，所述水平段一端與所述豎直段頂端連接，所述機架水平段前端通過第一鉸接軸鉸接有擺臂；擺臂下端通過第二鉸接軸鉸接有腕部，所述腕部上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)電磁鐵；所述驅(qū)動裝置設(shè)置在所述機架和擺臂之間與擺臂鉸接。

所述碼垛設(shè)備包括機架1、翻轉(zhuǎn)電磁鐵6、翻轉(zhuǎn)齒板608、腕部7、驅(qū)動裝置；所述機架為形機架，包括豎直段102和水平段101，所述水平段101的后端與所述豎直段102的中部連接；所述機架水平段前端通過第一鉸接軸201鉸接有擺臂2；擺臂下端通過第二鉸接軸202鉸接有腕部7；所述腕部7上的前端設(shè)置有翻轉(zhuǎn)電磁鐵6；所述翻轉(zhuǎn)齒板鉸接在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6上；所述驅(qū)動裝置設(shè)置在機架水平段上方，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動機構(gòu)302，驅(qū)動連桿301、與驅(qū)動連桿301對應(yīng)的搖桿303，所述連桿301的一端與所述搖桿303鉸接，所述連桿301的另一端與所述擺臂鉸接；其中一個搖桿303為拐臂的一條臂，驅(qū)動機構(gòu)302為電缸驅(qū)動所述擺臂運動，預(yù)緊裝置5設(shè)置在機架水平段的下方；

所述驅(qū)動裝置可以設(shè)置在機架水平段的上方或下方，當(dāng)然也可以設(shè)置在機架的后面。

所述驅(qū)動裝置包括與擺臂對應(yīng)的若干驅(qū)動連桿301、與驅(qū)動連桿301對應(yīng)的搖桿303、與驅(qū)動連接結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)連接的連接軸305以及驅(qū)動所述連接軸305轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)302，所述搖桿303與所述連接軸305防轉(zhuǎn)連接，所述連桿301的一端與所述搖桿303鉸接，所述連桿301的另一端與所述擺臂鉸接；其中一個搖桿303為拐臂的一條臂，驅(qū)動機構(gòu)302為電缸、液壓缸或氣缸，所述電缸、液壓缸或氣缸的伸縮桿與所述拐臂的另一條臂鉸接，所述電缸、液壓缸或氣缸的缸體通過補償裝置與所述機架鉸接。

所述驅(qū)動裝置通過所述補償裝置與所述機架鉸接；

如圖2所示，所述補償裝置包括與所述機架鉸接的補償?shù)鬃?01以及與所述補償?shù)鬃?01遠(yuǎn)離所述機架一側(cè)鉸接的補償驅(qū)動機構(gòu)402；所述驅(qū)動裝置與所述補償?shù)鬃?01中部鉸接；所述補償驅(qū)動裝置的運動精度高于所述驅(qū)動裝置；

如圖3所示，所述預(yù)緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述擺臂鉸接的彈性機構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)所述彈性機構(gòu)的彈力的彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)；

所述彈性機構(gòu)包括氣缸501和與所述氣缸連通的氣包510，所述彈性調(diào)節(jié)機構(gòu)包括氣源516、用于連通氣源516和氣包510的氣源處理元件512以及設(shè)置在所述氣包510上的氣壓表511；

所述平衡氣缸501安裝在擺臂2與架體1之間，在擺臂2動作過程中支撐擺臂自重。

所述供氣系統(tǒng)包括氣源516、氣包510、氣壓表511、氣源處理三元件512、焊接鋼管503及球閥513，所述氣源516通過異徑接頭515、焊接鋼管514、球閥513及氣源處理三元件512將壓縮空氣儲存至氣包510，可手動調(diào)節(jié)球閥513對氣包510進行充氣，也可調(diào)節(jié)氣包510上的泄壓閥進行放氣。

所述氣包510上設(shè)有氣壓表511，可實時讀取氣包510氣壓值；

所述氣缸進氣單元502通過焊接鋼管503、異徑管接頭504、焊接鋼管505、球閥506、活接頭507焊接鋼管508以及異徑管接頭509與氣包510連接，可手動關(guān)閉或打開球閥506以便控制氣包510與平衡氣缸501之間的輸氣通道。

所述氣包510放置在碼垛機械手架體1側(cè)邊或較近處，氣包510與氣缸之間的球閥506安裝在架體1上便于操作的位置。

如圖4所示，所述腕部與所述橫梁通過第二鉸接軸202鉸接，所述腕部與腕部多連桿水平保持機構(gòu)連接；所述腕部多連桿水平保持機構(gòu)包括一根與擺臂旋轉(zhuǎn)連接的腕部軸206、一根頂部連桿205和與所述腕部一一對應(yīng)的若干底部連桿207，所述腕部軸206上設(shè)置有一個主動臂和一個從動臂，所述腕部軸206的主動臂與上方相鄰的腕部軸206的從動臂分別與平移連桿鉸接，最上方的軸的主動臂與頂部連桿205的底端鉸接，所述頂部連桿205的頂端與機架通過第三鉸接軸203鉸接，最下方的所述腕部軸206的從動臂與所述底部連桿207的頂端鉸接，所述底部連桿207的底端與所述腕部通過第四鉸接軸204鉸接；所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與第二、四鉸接軸的軸線所確定的平面為水平面，所述平移連桿、頂部連桿205以及底部連桿207的軸線與所述擺臂的軸線平行；

如圖5所示，所述磁鐵驅(qū)動機構(gòu)702為電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)702，所述電磁鐵連接軸701與所述電磁鐵通過腕式增速機傳動連接；所述電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)702一端與所述腕部鉸接，所述電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)702的另一端與擺桿鉸接，所述擺桿與電磁鐵連接軸701防轉(zhuǎn)連接；所述腕式增速機包括設(shè)置在連接軸701上的主動齒輪、設(shè)置在電磁鐵上的從動齒輪以及用于將主動齒輪傳動到從動齒輪的至少一個傳動齒輪；所述從動齒輪與主動齒輪的傳動比為3，電磁鐵需要翻轉(zhuǎn)180°，電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)702驅(qū)動擺桿旋轉(zhuǎn)60°。

如圖6-8所示，所述定位裝置為移動測距定位機構(gòu)；所述移動測距定位機構(gòu)包括與擺臂或橫梁底部鉸接距離測量機構(gòu)、用于保持所述測量機構(gòu)水平的水平保持機構(gòu)以及對應(yīng)所述距離測量機構(gòu)運動范圍設(shè)置的定位板；所述定位板215的高度不小于所述擺臂底端運動的最高點與最低點的高度之差；當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板215的上部，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板215的下部；定位裝置還包括運動控制機構(gòu)，所述運動控制機構(gòu)包括設(shè)置在所述擺臂向上運動的后1/2的范圍內(nèi)的上觸發(fā)機構(gòu)、設(shè)置在所述擺臂向下運動的后1/2的范圍內(nèi)的下觸發(fā)機構(gòu)以及與所述上觸發(fā)機構(gòu)和所述下觸發(fā)機構(gòu)通訊的控制器；所述控制器與所述移動測距定位機構(gòu)通訊，所述控制器控制所述驅(qū)動裝置和所述補償裝置；所述上觸發(fā)機構(gòu)和所述下觸發(fā)機構(gòu)為接近開關(guān)。所述距離測量機構(gòu)包括遮光保護盒213和設(shè)置在所述遮光保護盒213中的激光測距機構(gòu)214；

如圖9所示，所述電磁鐵上設(shè)置有型材卡固機構(gòu)，所述型材卡固機構(gòu)為滑動卡固機構(gòu)；所述滑動卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵滑動連接的齒板608以及用于驅(qū)動所述齒板608滑動的齒板驅(qū)動機構(gòu)607，所述齒板608上沿型材排列方向設(shè)置有型材相適配的卡固缺口。

下面以小規(guī)格角鋼的碼垛過程為例對本實施例的高速碼垛系統(tǒng)的工作過程進行說明：

本實施例的一種初始狀態(tài)如圖所示，此狀態(tài)下，所述擺臂驅(qū)動裝置3使擺臂2處于垂直狀態(tài)，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6磁極向下。

正向碼鋼時，所述擺臂驅(qū)動裝置3驅(qū)動拐臂303旋轉(zhuǎn)，進而帶動驅(qū)動連桿301推動擺臂2向前擺動，直至翻轉(zhuǎn)電磁鐵6位于型鋼接鋼位置上方，然后升降平臺向上運動，當(dāng)升降平臺主體向上運動到適于電磁鐵6吸取角鋼的位置，然后電磁鐵吸6取角鋼，當(dāng)電磁鐵的吸取角鋼時，角鋼的拐角卡固在齒板608的卡固缺口內(nèi)，使角鋼保持姿態(tài)不發(fā)生變化，然后驅(qū)動裝置驅(qū)動擺臂2向輥道升降平臺運動，直至翻轉(zhuǎn)電磁鐵6位于輥道上方時，輥道升降平臺上升至便于電磁鐵6放下角鋼的位置，此時，電磁鐵6放下角鋼。在擺臂的運動過程中，由于腕部單連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)，使腕部7保持水平。

隨后進行反向碼鋼，首先需碼垛型材由升降平臺提升至較高的接鋼位，然后驅(qū)動機構(gòu)302動作，通過拐臂303、搖桿以及連桿301驅(qū)動擺臂前擺至接鋼位，隨后電磁鐵伸縮驅(qū)動裝置702伸出，驅(qū)動翻轉(zhuǎn)軸701旋轉(zhuǎn)，通過減速箱驅(qū)動翻轉(zhuǎn)電磁鐵6旋轉(zhuǎn)，使磁極水平向上吸取角鋼。由于角鋼在正碼時，呈狀，角鋼反碼時，疊加在先前正碼好的角鋼上，呈狀，正碼即角鋼的開口朝下，反碼即角鋼的開口朝上。當(dāng)角鋼正碼時，由于是角鋼的尖角端朝上，和電磁鐵6是單線接觸，接觸面積很小，很容易在電磁鐵6上產(chǎn)生側(cè)翻，所以必須在電磁鐵上設(shè)置導(dǎo)向齒板608，對正碼的角鋼進行導(dǎo)向。但是在隨后的反碼過程中，導(dǎo)向齒板608會和正碼的角鋼干涉，因此需要使角鋼的邊緣與水平面接觸，因此在吸取角鋼前需要通過齒板驅(qū)動機構(gòu)607驅(qū)動齒板608運動，使角鋼的邊緣與齒板608的平直部分對齊。然后分組升降臺向下運動，角鋼吸取在電磁鐵6上，待分組升降臺離開翻轉(zhuǎn)區(qū)域后，電磁鐵伸縮驅(qū)動機構(gòu)702縮回，翻轉(zhuǎn)電磁鐵6反向旋轉(zhuǎn)180°；然后驅(qū)動裝置302驅(qū)動拐臂303運動，通過搖桿303以及連桿301驅(qū)動擺臂2擺動至反向碼鋼位，待擺臂到位后，翻轉(zhuǎn)電磁鐵6失電，鋼材下落在碼垛升降臺上。

本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)，由于使用┤”形機架，擺臂2的中部與水平段101鉸接，這樣，擺臂2的上部對下部形成配重，使擺臂2處于接近平衡的狀態(tài)，當(dāng)預(yù)緊機構(gòu)施加的力與上部配重施加的合力大于擺臂2下部的重量施加的力時，擺臂2會向上擺動，此時連桿301受到的力是拉力，當(dāng)機械手取料后，重量增加，需要向下擺動時，搖桿303驅(qū)動機構(gòu)302回縮，通過拐臂、搖桿303以及連桿301的傳動拉動擺臂2，此時連桿301依舊是施加拉力，由此，擺臂2在運動過程中預(yù)緊裝置5和驅(qū)動裝置的力都沒有換向，能夠消除鉸接間隙，

在擺臂的運動過程中，本實施例的氣包510中的壓力應(yīng)滿足：一、平衡氣缸501的推力產(chǎn)生的平衡力矩略大于擺臂運動過程中自重產(chǎn)生的最大負(fù)載阻力矩，二、氣包510在整個驅(qū)動過程中壓力基本不變。在上述兩個條件下，無驅(qū)動連桿的作用，擺臂將在平衡氣缸501的推力下擺動到最前端位置，因此驅(qū)動連桿的受力由原先的受壓變?yōu)槭芾?，避免出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象；擺臂2前擺接鋼后，增加了鋼材的重量，負(fù)載力矩的變大有利于擺臂回擺，驅(qū)動連桿的拉力也隨之減??；在擺臂2動作過程中，平衡氣缸501一直處于推力狀態(tài)，驅(qū)動拉桿一直處于受拉狀態(tài)，連接部件受力沒有換向，從而消除了鉸接處的間隙影響。有利于擺臂在擺動過程中的精度提高；利用單連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)，傳動環(huán)節(jié)少，能夠減少機械誤差的積累，也能夠減少傳動過程中的能量消耗；通過設(shè)置在升降平臺上的測距儀，精確測量了升降平臺的升降高度。

實施例2

如圖12所示，在實施例1的基礎(chǔ)上本實施例將驅(qū)動裝置更換為伸縮機構(gòu)304，所述擺臂與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，所述伸縮機構(gòu)304的兩端分別與所述擺臂和機架鉸接。

本實施例中，將擺臂與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，然后通過伸縮機構(gòu)304驅(qū)動其中一個或幾個擺臂2進行運動，此時由于擺臂2與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，因此，擺臂2也能夠運動。本實施例將采用伸縮機構(gòu)304直接驅(qū)動擺臂2運動，不進行傳動，能夠減少傳動過程中的能量消耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。

當(dāng)擺臂2的長度較短時，還可以采用腕部單連桿姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述腕部單連桿姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括一根與所述擺臂平行設(shè)置的平移連桿209、與所述第一鉸接軸201旋轉(zhuǎn)連接的搖桿以及驅(qū)動所述平移連桿209或所述搖桿229的姿態(tài)驅(qū)動機構(gòu)208，所述平移連桿209的上端與所述搖桿229通過第三鉸接軸203鉸接，所述平移連桿209的下端與所述腕部7通過第四鉸接軸204鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與第二、四鉸接軸所確定的平面平行；所述腕部7與所述第二鉸接軸202防轉(zhuǎn)連接。

上述結(jié)構(gòu)采用一個平行四連桿機構(gòu)，由于腕部7與所述第二鉸接軸202防轉(zhuǎn)連接，因此，個腕部7的姿態(tài)調(diào)整也能夠完成。并且，傳動環(huán)節(jié)少，能夠減少機械誤差的積累，也能夠減少傳動過程中的能量消耗。

同樣的，當(dāng)擺臂2較短時，腕部水平保持機構(gòu)也可以采用腕部單連桿水平保持機構(gòu)，所述為腕部單連桿水平保持機構(gòu)包括一根與所述擺臂平行設(shè)置的平移連桿，所述平移連桿的上端與所述機架通過第三鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端通過第四鉸接軸與所述腕部鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線所確定的平面與所述第二、四鉸接軸所確定的平面為水平面；所述腕部與所述第二鉸接軸防轉(zhuǎn)連接。

上述結(jié)構(gòu)采用一個平行四連桿機構(gòu)，由于腕部與所述第二鉸接軸防轉(zhuǎn)連接，因此，個腕部能夠保持水平。同樣地，由于傳動環(huán)節(jié)少，能夠減少機械誤差的積累，也能夠減少傳動過程中的能量消耗。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，還可以將所述移動測距定位機構(gòu)更換成固定測距定位機構(gòu)，如圖10所示，所述固定測距定位機構(gòu)包括與擺臂或橫梁底部鉸接的定位板215、用于保持所述定位板215豎直的豎直保持機構(gòu)以及對應(yīng)所述定位板215設(shè)置的距離測量機構(gòu)；所述距離測量機構(gòu)包括遮光保護盒213和設(shè)置在遮光保護盒213內(nèi)的激光測距機構(gòu)214，所述定位板215的高度不小于所述擺臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當(dāng)所述擺臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板215的下部，當(dāng)所述擺臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構(gòu)對應(yīng)所述定位板215的上部。上述結(jié)構(gòu)也能夠通過測量擺臂下端與某一固定點的距離來精確定位擺臂的位置。

當(dāng)然，也可以通過測量擺臂的旋轉(zhuǎn)角度來定位擺臂的位置，此時就需要采用角度傳感器定位機構(gòu)，如圖11所示，所述角度傳感器定位機構(gòu)包括通過增速機210與第一鉸接軸連接的角度傳感器212，所述角度傳感器212的殼體安裝在旋轉(zhuǎn)底座211上，所述旋轉(zhuǎn)底座211與外殼或第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)連接，所述旋轉(zhuǎn)底座211上設(shè)置有將旋轉(zhuǎn)底座211鎖緊在外殼或第一鉸接軸上的鎖緊裝置，所述第一鉸接軸與所述增速機210的低速端連接，所述角度傳感器212與所述增速機210的高速端連接，所述擺臂與所述第一鉸接軸防轉(zhuǎn)連接，所述擺臂運動的角度范圍與增速機210的增速比的乘積不大于所述角度傳感器212的量程。上述結(jié)構(gòu)將第一鉸接軸通過增速裝置與角度傳感器212連接，當(dāng)?shù)谝汇q接軸旋轉(zhuǎn)一個角度時，增速裝置通過增速將角度傳感器212的測量段的范圍擴大，以此間接增強角度傳感器212的分辨率。當(dāng)機械手進行擺動時，其機械運動圍繞手臂末端的軸進行旋轉(zhuǎn)運動，同時就帶動連接到軸上的增速機210運行。設(shè)擺臂運行區(qū)間為[0,A]，被增速機210速比k放大后，增速機210高速端運行區(qū)間實際是[0,kA]。設(shè)傳感器分辨率為B，由于傳感器連接到增速機210高速端，所以增速機210高速端的測量分辨率為B，而增速機210低速端的測量分辨率為B/k，也就是說，本發(fā)明提出的測量裝置，針對擺臂進行測量的分辨率為B/k，精度提高了k倍。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，電磁鐵的卡固機構(gòu)還有兩種可行的結(jié)構(gòu)：翻轉(zhuǎn)卡固機構(gòu)或升降卡固結(jié)構(gòu)。

所述翻轉(zhuǎn)卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵鉸接的齒板以及用于驅(qū)動所述齒板翻轉(zhuǎn)的齒板驅(qū)動機構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材相適配的卡固缺口；當(dāng)需要齒板進行卡固時，齒板驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述齒板向下翻轉(zhuǎn)，使齒板的卡固缺口設(shè)置在電磁鐵的下側(cè)，這時，能夠?qū)π筒倪M行卡固，當(dāng)不需要卡固型材時，齒板驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動齒板向上翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到電磁鐵下邊緣的上方，這樣，不影響電磁鐵對型鋼的吸取。

所述升降卡固機構(gòu)包括與所述電磁鐵的側(cè)面滑動連接的齒板以及驅(qū)動所述電磁鐵升降的齒板驅(qū)動機構(gòu)；所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材向適配的卡固缺口。當(dāng)需要齒板卡固型材時，齒板驅(qū)動裝置驅(qū)動所述齒板向下降，使齒板的卡固缺口漏出電磁鐵的下邊緣，當(dāng)不需要齒板卡固型材時，齒板驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述齒板向上升，使齒板的卡固缺口升到電磁鐵下邊緣的上方，這樣就不影響電磁鐵對型材的吸取。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，腕部還可以固定連接在橫梁上，電磁鐵上設(shè)置有角度檢測機構(gòu)，這樣，通過角度檢測機構(gòu)檢測電磁鐵當(dāng)前的角度，并且，通過電磁鐵驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動電磁鐵翻轉(zhuǎn)，也能夠使電磁鐵達(dá)到預(yù)定的角度。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準(zhǔn)。