用于叠垛存储邮政容器盒的码垛、拆垛传送装置和方法

1.一种用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置，设有传送邮政容器盒的传输机构，该传输机构由水平机架、垂直支腿、安置在两侧水平机架内的多个滚筒及其驱动电机组成；其特征在于，该装置还包括：相互配合和协调控制、进行码垛或拆垛操作的码垛组件和拆垛组件；每个码垛组件和拆垛组件都分别设有下述三个机构：
用于定位邮政容器盒的定位机构，该定位机构设有：分别设置在两侧水平机架上方的导流板，位于机架下方横梁上的定位气缸及其升降驱动的定位板；
用于夹持邮政容器盒、以便进行叠垛或拆垛操作的夹持机构，该夹持机构设有：分别叠合固装在举升机构的U型活动架两端的缸座、夹持气缸和导轨板，藉由夹持气缸活塞的前后往复动作而伸入邮政容器盒两侧扣手凹槽内的两个推头，每个推头两侧的两个竖直挡板，与该两个竖直挡板后侧的支架铰接的左、右两臂，以及该左、右两臂尾端分别嵌设在导轨板通孔内的销轴和滚珠轴承；
用于举升邮政容器盒，进行叠垛或拆垛操作的举升机构，该举升机构设有：固装在两侧水平机架的侧面的固定架，安装在固定架底部的举升气缸，藉由连接座与举升气缸的活塞杆相连接而能够随之升降的U型活动架，以及直接装设在两侧水平机架上的定位开关支架，该定位开关支架上装有多个用于检测和控制该举升机构的举升气缸活塞行程停留的不同位置的检测开关；随着举升机构U型活动架的上、下动作，夹持机构夹持邮政容器盒而完成码垛、拆垛的操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置至少设有两组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件；当所述装置设有多组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件时，其中码垛组件和拆垛组件的数量相等或不相等，取决于工作进度与需求。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述定位机构中，引导邮政容器盒沿着机架中心线前进、避免左右偏移的导流板，呈梯形斜面设置在水平机架上方两侧；在定位气缸分别处于静态或工作状态时，引导邮政容器盒沿其前进方向定位的定位板的顶端高度要低于或高于传输机构的滚筒顶端高度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述夹持机构中，固装在每个夹持气缸上的导轨板设有两个长圆形导向通孔，该两个导向通孔内分别嵌入一个其外径略小于通孔直径的滚珠轴承，两个滚珠轴承分别固装在左、右两臂尾端的销轴凸柱上，左、右两臂的中部分别与推头两侧的两个竖直挡板后侧的支架铰接，以该铰接轴为支点，引导左、右两臂完成规整和夹持邮政容器盒的操作。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述举升机构还设有：安装在固定架内，设有U型凹槽、用于引导活动架上下升降移动轨迹的导向堵头，以及安装在连接座上的、用于标识举升气缸活塞位置的定位板。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置叠垛的邮政容器盒是型号为YZ/T0074-2002的邮政用连体式小型信盒，当盒盖呈关闭状态时，其外形尺寸为：
3
500×273×170mm，堆码高度为：170+160n；或者是型号为YZ/Z0003-2000的邮政用连
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体式中型信盒，当盒盖呈关闭状态时，其外形尺寸为：500×280×310mm，堆码高度为：
310+300n；其中n为堆码数-1；该两种信盒在四周边缘都设有叠垛限位结构，两侧分别设有扣手凹孔和条码标签插槽。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述定位气缸、夹持气缸和举升气缸都可以用电机及其相关构件替代之。
8.一种使用权利要求1所述的用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置的工作方法，其特征在于：先用定位机构将在传输机构上逐个顺序传输的邮政容器盒暂停在码垛组件前，由码垛组件的各机构与传输机构相互配合和协调控制，对邮政容器盒执行叠垛操作；当邮政容器盒码叠到设定的码垛层后，再由传输机构将该码垛的邮政容器盒垛传送到设定地点存放；拆垛时，则由定位机构将在传输机构上传输的码叠多层的邮政容器盒垛暂停在拆垛组件前，协调控制拆垛组件的各机构，并与传输机构相互配合对邮政容器盒执行拆垛操作，重新将每个邮政容器盒单独放置在传输机构上顺序传送。

用于叠垛存储邮政容器盒的码垛、拆垛传送装置和方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用于解决盛装邮件的大量容器盒的传输与储存的新技术，确切地说，涉及一种用于叠垛存储邮政容器盒的码垛、拆垛传送装置和方法，属于邮政行业的物流传输与储存设备的技术领域。\n背景技术\n[0002] 在邮政行业内，邮件的分拣、存储及中转环节中，通常是将信函和扁平件都盛放在小型信盒或中型信盒内，再通过信盒输送系统进行传送与存储的。在信盒输送系统中，每个信盒都是处于单个放置在传送带或者滚筒上的状态、逐个顺序地被输送到设定地点存放保管。据申请人所掌握的信息，目前还没有将两个以上的信盒叠垛在一起进行传输和储存的邮政机械。\n[0003] 但是，随着社会的发展和人们生活水平的提高，邮政信函和扁平件的业务增长迅速，尤其是在传统的节假日期间，等待转运、分拣处理的信函和扁平件往往堆积成山。然而，随着国内许多城镇都在向都市化快速进展，邮政作业场地却日显狭窄和紧张，因此，如何尽快研制一种新型邮政机械，在尽可能少占用作业场地的前提下，提高邮政物流的运输和存储效率的课题，就成为业内科技人员关注的新焦点。\n发明内容\n[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于叠垛存储邮政容器盒的码垛、拆垛传送装置和方法，本发明能够在同样长度的传输线上传送和存储更多的邮政容器盒，并在满足设定传输功效的前提下，传送速度更低，工作更加高效和安全；而且，本发明装置结构简单、操作容易，既可以节省邮政作业场地的占地面积，还可以大幅度降低设备投资。\n[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置，设有传送邮政容器盒的传输机构，该传输机构由水平机架、垂直支腿、安置在两侧水平机架内的多个滚筒及其驱动电机组成；其特征在于，该装置还包括：相互配合和协调控制、进行码垛或拆垛操作的码垛组件和拆垛组件；每个码垛组件和拆垛组件都分别设有下述三个机构：\n[0006] 用于定位邮政容器盒的定位机构，该定位机构设有：分别设置在两侧水平机架上方的导流板，位于机架下方横梁上的定位气缸及其升降驱动的定位板；\n[0007] 用于夹持邮政容器盒、以便进行叠垛或拆垛操作的夹持机构，该夹持机构设有：分别叠合固装在举升机构的U型活动架两端的缸座、夹持气缸和导轨板，藉由夹持气缸活塞的前后往复动作而伸入邮政容器盒两侧扣手凹槽内的两个推头，每个推头两侧的两个竖直挡板，与该两个竖直挡板后侧的支架铰接的左、右两臂，以及该左、右两臂尾端分别嵌设在导轨板通孔内的销轴和滚珠轴承；\n[0008] 用于举升邮政容器盒，进行叠垛或拆垛操作的举升机构，该举升机构设有：固装在两侧水平机架的侧面的固定架，安装在固定架底部的举升气缸，藉由连接座与举升气缸的活塞杆相连接而能够随之升降的U型活动架，以及直接装设在两侧水平机架上的定位开关支架，该定位开关支架上装有多个用于检测和控制该举升机构的举升气缸活塞行程停留的不同位置的检测开关；随着举升机构U型活动架的上、下动作，夹持机构夹持邮政容器盒而完成码垛、拆垛的操作。\n[0009] 所述装置至少设有两组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件；当所述装置设有多组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件时，其中码垛组件和拆垛组件的数量相等或不相等，取决于工作进度与需求。\n[0010] 所述定位机构中，引导邮政容器盒沿着机架中心线前进、避免左右偏移的导流板，呈梯形斜面设置在机架上方两侧；在定位气缸分别处于静态或工作状态时，引导邮政容器盒沿其前进方向定位的定位板的顶端高度要低于或高于传输机构的滚筒顶端高度。\n[0011] 所述夹持机构中，固装在每个夹持气缸上的导轨板设有两个长圆形导向通孔，该两个导向通孔内分别嵌入一个其外径略小于通孔直径的滚珠轴承，两个滚珠轴承分别固装在左、右两臂尾端的销轴凸柱上，左、右两臂的中部分别与推头两侧的两个竖直挡板后侧的支架铰接，以该铰接轴为支点，引导左、右两臂完成规整和夹持邮政容器盒的操作。\n[0012] 所述举升机构还设有：安装在固定架内，设有U型凹槽、用于引导活动架上下升降移动轨迹的导向堵头，以及安装在连接座上的、用于标识举升气缸活塞位置的定位板。\n[0013] 该装置叠垛的邮政容器盒是型号为YZ/T0074-2002的邮政用连体式小型信盒，\n3\n当盒盖呈关闭状态时，其外形尺寸为：500×273×170mm，堆码高度为：170+160n；或者是型号为YZ/Z0003-2000的邮政用连体式中型信盒，当盒盖呈关闭状态时，其外形尺寸为：\n3\n500×280×310mm，堆码高度为：310+300n，其中n为堆码数-1；该两种信盒在四周边缘设有叠垛限位结构，两侧分别设有扣手凹孔和条码标签插槽。\n[0014] 所述定位气缸、夹持气缸和举升气缸都可以用电机及其相关构件替代之。\n[0015] 为了达到上述目的，本发明还提供了一种使用该用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置的工作方法，其特征在于：先用定位机构将在传输机构上逐个顺序传输的邮政容器盒暂停在码垛组件前，由码垛组件的各机构与传输机构相互配合和协调控制，对邮政容器盒执行叠垛操作；当邮政容器盒码叠到设定的码垛层后，再由传输机构将该码垛的邮政容器盒垛传送到设定地点存放；拆垛时，则由定位机构将在传输机构上传输的码叠多层的邮政容器盒垛暂停在拆垛组件前，协调控制拆垛组件的各机构，并与传输机构相互配合对邮政容器盒执行拆垛，重新将每个邮政容器盒单独放置在传输机构上顺序传送。\n[0016] 传统的邮政信盒都是采用单层传输方式，这样，当传送设备在相同长度下储存的信盒非常有限。如果采用本发明装置就能将多个信盒叠垛在一起存储，这样在相同的占地面积，就可以成数倍地大大增加信盒的储存量。\n[0017] 本发明装置实现了信盒的码垛、拆垛、叠垛传输和存储，并提供了相应的信盒码垛组件和拆垛组件，不仅减少了信盒输送储存中必须占用较大面积的难题，也相应减少了传输线的投资，还实现了整套装置的自动化作业。而且，本实用新型的设计巧妙，结构简单，操作与控制都容易掌握，工作安全、可靠，具有很好的推广应用前景。\n附图说明\n[0018] 图1(A)、(B)、(C)、(D)分别是本发明用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置叠垛的小型信盒、即邮政容器盒的三视图和立体图。\n[0019] 图2(A)、(B)分别是本发明装置的整体结构展示图和俯视图。\n[0020] 图3(A)、(B)分别是本发明装置的码垛组件与拆垛组件的结构示意图和侧视图。\n[0021] 图4(A)、(B)分别是本发明装置的码垛组件与拆垛组件中的夹持机构的局部放大图和立体图。\n[0022] 图5(A)、(B)分别是本发明装置的码垛组件与拆垛组件中的举升机构的立体图和局部放大图。\n具体实施方式\n[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。\n[0024] 先参见图1，介绍本发明实施例的操作对象-小型邮政容器盒，即型号为YZ/T0074-2002的邮政用途的连体式小型信盒的结构组成与尺寸大小：盒体01与盒盖03通过位于侧边的铰接轴04连接为一体，使用过程中不必拆卸盒盖。在盒体01的两端设有四个定位块02，用于堆码信盒时确定置于其上的信盒位置，并限制其前后移动。盒体01的两端还设有供人工搬运时使用的扣手凹槽05和条码标签插槽06。该小型信盒的外形尺寸\n3\n为(盒盖关闭状态)：500×273×170mm，堆码高度为：170+160n，n为堆码数-1。另一种中型信盒的型号为YZ/Z0003-2000，其结构组成与图1完全相同，区别只是外形尺寸较大：\n3\n500×280×310mm(盒盖呈关闭状态)堆码高度为：310+300n，n为堆码数-1。\n[0025] 因邮政信盒设有叠垛限位结构，因此叠垛后的信盒垛(可以叠置中信盒2～6个或小信盒2～12个)都能够在本发明装置的传输机构上稳定地输送和存储。\n[0026] 参见图2～图5中的各个附图，介绍本发明用于邮政容器盒叠垛式传输储存的码垛、拆垛装置的结构组成：该装置主要设有：传送邮政容器盒的传输机构，以及相互配合和协调控制、进行码垛或拆垛操作的码垛组件和拆垛组件。其中传输机构由水平机架2、垂直支腿1、安置在两侧水平机架2内的多个滚筒3及其驱动电机(图中未示)所组成。每个码垛组件和拆垛组件都分别设有下述三个机构：\n[0027] 定位机构：用于在传输线上对邮政容器盒进行水平方向的两维定位，该定位机构设有：分别设置在两侧水平机架2上方两侧的导流板4，位于机架2下方横梁7上的定位气缸6与其升降驱动的定位板5。呈梯形斜面设置的导流板4的作用是引导邮政容器盒沿着机架2的中心线前进，避免信盒左右偏移(即y轴方向定位)。在定位气缸6分别处于静态或工作状态时，引导邮政容器盒沿其前进方向定位的定位板5的顶端高度要低于或高于传输机构的滚筒3顶端高度，这样依靠定位气缸6的活塞举升，就能够升起定位板5而阻挡信盒的行进(即x轴方向定位)，使信盒停顿进行码垛操作。\n[0028] 夹持机构：用于夹持邮政容器盒，准备进行叠垛或拆垛操作，该夹持机构设有：分别顺序叠合固装在举升机构中的U型活动架17两端的夹持气缸缸座8、夹持气缸9和导轨板10，水平机架2的两侧的两个推头11分别与其夹持气缸9的活塞相连接，两个推头11藉由活塞的前后往复动作就能够伸入邮政容器盒两侧扣手凹槽05内，夹持邮政容器盒。每个推头11的两侧都固装有两个竖直挡板，该两个竖直挡板后侧的支架分别铰接在左、右两臂\n15和12的中部。每个夹持气缸9上固装的导轨板10设有两个长圆形导向通孔，该两个导向通孔内分别嵌入一个其外径略小于通孔直径的滚珠轴承14，两个滚珠轴承14分别固装在左、右两臂尾端铆接的凸柱销轴13上。滚珠轴承14能够在导轨板10的导向通孔中左右移动。以左、右两臂15和12的中部铰接轴为支点，随着推头11的前后往复动作，会引导左、右两臂配合两侧的竖直挡板完成规整和夹持邮政容器盒的操作。\n[0029] 从图5(B)中可看出，夹持机构的各个零件都安置在举升机构U型活动架17的两端，当U型活动架17上下升降时，整个夹持机构也将随之上下升降。当信盒拆垛或码垛时，夹持气缸9的活塞向前伸出，带动推头11插入到邮政容器盒的扣手凹槽05中，同时推头11两侧的两个竖直挡板及右臂12、左臂15都与邮政容器盒相接触而贴紧，在将邮政容器盒用力夹持的同时，还可以将上下两个邮政容器盒规整码齐，使上面的信盒能够正确地叠摞在下面容器盒上。\n[0030] 举升机构，用于举升夹持机构及其夹持的邮政容器盒，进行叠垛或拆垛操作。该举升机构包括下述零件：固装在两侧水平机架2的侧面的固定架16，举升气缸20安装在固定架16底部，U型活动架17藉由连接座18与举升气缸20的活塞杆相连接而能随之升降，以及直接装设在两侧水平机架2上的定位开关支架21，该定位开关支架21上装有多个用于检测和控制该举升机构的举升气缸20活塞行程停留不同位置的检测开关(图中未示)；随着举升机构U型活动架17的上、下动作，夹持机构就能够夹持邮政容器盒举升或下降，从而完成码垛或拆垛的操作。设有U型凹槽、用于引导活动架17上下升降移动轨迹的导向堵头19安装在固定架16内(图中未示)，在连接座18上安装有定位板22，用于标识举升气缸的活塞行程位置：当控制系统命令举升机构的气缸20升降时，举升气缸20开始动作后，定位开关支架上的检测器开始检测定位板的位置，当其到达下一位置时，命令举升气缸20停止动作。\n[0031] 本发明装置至少设有两组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件；且当该装置设有多组分别完成邮政容器盒的码垛操作和拆垛操作的码垛组件和拆垛组件时，两组组件的数量相等或不相等，取决于工作进度与需求。\n[0032] 本发明装置的三个气缸：定位气缸、夹持气缸和举升气缸都可以用驱动电机及其相关构件替代之。\n[0033] 下面介绍本发明装置的工作方法：先用定位机构将在传输机构上逐个顺序传输的邮政容器盒暂停在码垛组件前，由码垛组件的各机构与传输机构相互配合和协调控制，对邮政容器盒执行叠垛操作；当邮政容器盒码叠到设定的码垛层后，再由传输机构将该码垛的邮政容器盒垛传送到设定地点存放；拆垛时，则由定位机构将在传输机构上传输的码叠多层的邮政容器盒垛暂停在拆垛组件前，协调控制拆垛组件的各机构，并与传输机构相互配合对邮政容器盒执行拆垛操作，重新将每个邮政容器盒单独放置在传输机构上顺序传送。\n[0034] 先介绍本发明装置叠垛操作中的码垛过程：\n[0035] (1)定位：信盒逐个顺序地在传输机构上传输，在到达码垛组件前，被检测器检测到后，定位机构的定位板5由定位气缸6顶起。到达码垛组件时，先通过导流板4的整位，确定第一个信盒的y向位置。到达定位板5时，第一个信盒被挡住，无法继续向前移动而被确定其x向位置。\n[0036] (2)夹持：经过设定延时后，夹持机构的夹持气缸9动作，其两个推头11随夹持气缸9的活塞前伸进入第一个信盒的扣手凹孔，将该信盒夹持住。\n[0037] (3)举升：举升机构的举升气缸20动作，带动活动架17及位于其上的夹持机构随之上升，将第一个信盒举起至位置C(C位置高度＝初始位置A+信盒总高度+间隙之和的高度)。\n[0038] (4)叠垛码放：对传输机构上的第二个邮政容器盒执行上述步骤(1)和(2)的操作；举升机构将第一个邮政容器盒举升至设定位置B(B位置高度＝初始位置A+邮政容器盒上表面高度之和的高度，即小信盒为160mm、中信盒为330mm)后；夹持机构执行松开操作，放下第一个邮政容器盒后，举升机构返回初始位置A。\n[0039] (5)继续叠放达到设定层数：对后续信盒继续重复执行上述操作步骤，直到码垛的邮政容器盒垛的层数达到设定层数后，下降定位板5，使得码垛好的邮政容器盒垛由传输机构运送至下一工位。\n[0040] 本发明装置的拆垛操作是码垛操作的逆过程，下面具体介绍拆垛过程：\n[0041] (1)定位：在传输机构上顺序传输的叠放的信盒垛到达拆垛组件前，被检测器检测到后，定位气缸6先将定位板5顶起。当其到达拆垛组件时，先通过导流板4的整位确定该信盒垛的y向位置，到达定位板5时，信盒垛被挡住，无法继续前移而确定其x向位置。\n[0042] (2)夹持：经过设定延时后，夹持机构的夹持气缸9动作，其两个推头11随气缸活塞前伸进入第二层信盒的扣手凹孔而将该第二层信盒夹持住。\n[0043] (3)举升：举升机构的举升气缸20动作，带动活动架17及位于其上的夹持机构随之上升，将第二层及以上的信盒垛举起至D位置(D位置高度＝初始位置A+间隙之和的高度)。\n[0044] (4)拆垛：定位机构的定位板5下降，使得最底层的信盒向前移动。通过检测确认移走后，定位板5又升起；举升机构将夹持的剩余信盒垛放至E位置(E位置高度＝初始位置A-信盒上表面高度之差的高度(小信盒为160mm、中信盒为330mm))。然后，夹持机构执行松开操作，放下信盒垛后，举升机构返回初始位置A。\n[0045] (5)继续拆垛：对剩余的信盒垛重复执行上述操作步骤(2)～(4)，直到只剩余最后一个信盒后，下降定位板，使得该邮政容器盒由传输机构推送运送至下一工位。\n[0046] 本发明装置就是通过上述传输机构、码垛组件和拆垛组件的相互配合，实现了邮政信盒的准确定位以及自动完成码垛与拆垛的操作。这样，多层信盒的输送储存，不仅减少了设备占地面积，也降低了设备的投资。\n[0047] 本发明已经进行了实施仿真试验，试验结果证明，本发明能够实现发明目的和预想功效。