本發(fā)明涉及一種帶測距定位的高速碼垛系統(tǒng)。

背景技術：

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，以合乎標準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品，以便實現物料的存儲、搬運、裝卸運輸等物流活動。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)工人數量多，人工成本大，且工作效率低，碼垛包裝質量差；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能匹配性差等缺點。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種高速、精準的帶測距定位的高速碼垛系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明帶測距定位的高速碼垛系統(tǒng)，包括機架、吊臂、驅動裝置、腕部以及翻轉永磁鐵；

所述機架包括水平段和豎直段，所述機架的水平段后端與所述豎直段頂端連接，所述機架水平段的前端與吊臂上端鉸接，所述吊臂上還設置有固定測距定位機構；

所述驅動裝置分別與所述機架豎直段前側和所述吊臂鉸接；所述吊臂下端連接有腕部，所述腕部上設有腕部姿態(tài)調整機構，所述腕部前端設置有翻轉永磁鐵；所述翻轉永磁鐵底端滑動連接有升降導向齒板。

較佳的，所述腕部包括設置在吊臂底部的連接板，和連接在連接板上相對設置的兩個側板；所述翻轉電磁鐵設置在兩個側板之間；所述腕部上設置有驅動翻轉磁鐵翻轉的驅動機構。

較佳的，所述翻轉永磁鐵包括永磁起重器和驅動器；所述驅動器通過連接軸與所述永磁起重器旋轉連接；

所述永磁起重器包括與所述腕部連接的永磁鐵安裝殼體、固接在殼體內的固定永磁鐵、設置在殼體內的旋轉永磁鐵以及設置在旋轉永磁鐵兩端的旋轉軸，所述固定永磁鐵與所述旋轉永磁鐵平行設置，所述旋轉磁鐵與所述永磁鐵安裝殼通過所述旋轉軸連接，所述旋轉軸一端連接有磁鐵驅動器。

較佳的，所述升降導向齒板包括滑塊、導向齒板和驅動器，所述導向齒板豎直固接在滑塊底端，所述滑塊與所述翻轉永磁鐵的側面滑動連接；所述驅動器與所述滑塊上端和翻轉永磁鐵上端鉸接。

較佳的，所述腕部姿態(tài)調整結構包括一根與所述吊臂平行旋轉設置的平移連桿，所述平移連桿上端與頂部連桿一端鉸接，所述頂部連桿另一端與所述第一鉸接軸通過搖桿鉸接，所述搖桿還鉸接有驅動器，所述平移連桿下端鉸接有底部連桿，所述底部連桿與所述腕部鉸接，所述頂部連桿、所述底部連桿和平移連桿共面。

較佳的，所述固定測距定位機構包括與吊臂鉸接的定位板、用于保持所述定位板豎直的豎直保持機構以及對應所述定位板設置的距離測量機構；所述定位板的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板的下部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板的上部；

或者，對應所述定位板向上運動范圍的后1/2設置的上測量機構和對應所述定位板向下運動范圍的后1/2設置的下距離測量機構，當所述吊臂底端運動到最高點時，所述定位板對應所述上測量機構，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述定位板對應所述下測量機構。

較佳的，所述翻轉磁鐵上設有磁力控制系統(tǒng)，所述磁力控制系統(tǒng)包括用于檢測電磁鐵位置的傳感器和控制電磁鐵磁力大小的控制裝置；其中，所述控制裝置根據接收到的傳感器檢測到的翻轉電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調整翻轉電磁鐵的磁力大?。?/p>

所述控制裝置根據接收到的傳感器檢測到的翻轉電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調整翻轉電磁鐵的磁力大小的方法為：當檢測到所述翻轉電磁鐵翻轉到第一相位時，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第一區(qū)間；當檢測到所述翻轉電磁鐵翻轉到其他相位時，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第二區(qū)間。

本發(fā)明一種高速碼垛系統(tǒng)，包括碼垛設備，所述碼垛包括設備倒L型支架、吊臂、驅動裝置、腕部和翻轉磁鐵；所述支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，所述吊臂與所述水平段另一端通過第一鉸接軸鉸接，所述驅動裝置設置在所述支架和吊臂之間與吊臂鉸接，所述腕部包括后端的連接軸和前端的平行支架，所述吊臂與所述腕部鉸接，所述腕部前端旋轉連接有翻轉磁鐵；

所述碼垛設備還包括用于補償所述吊臂驅動裝置的運動精度的補償裝置、用于平衡吊臂部分或全部的自重和載荷的預緊裝置、用于精確定位所述吊臂位置的定位裝置。

較佳的，所述驅動裝置包括驅動連桿、搖桿、與機架旋轉連接的旋轉軸以及驅動旋轉軸轉動的驅動機構，所述搖桿與所述旋轉軸防轉連接，所述驅動連桿一端與所述搖桿鉸接，另一端與所述吊臂鉸接；

或者，所述吊臂與所述第一鉸接軸防轉連接，所述驅動裝置包括伸縮結構，所述伸縮結構的兩端分別與所述吊臂和機架鉸接。

較佳的，所述驅動裝置通過所述補償裝置與所述機架鉸接；所述補償裝置包括與所述機架鉸接的補償底座以及與所述補償底座遠離所述機架一側鉸接的補償驅動機構；所述驅動裝置與所述補償底座中部鉸接；所述補償驅動裝置的運動精度高于所述驅動裝置；

或者，所述補償裝置包括與所述機架滑動連接的補償底座以及驅動所述補償底座滑動的補償驅動機構，所述驅動裝置與所述補償底座連接。

較佳的，所述預緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述吊臂鉸接的平衡機構以及用于調節(jié)所述平衡機構的平衡力的平衡調節(jié)機構；

所述平衡機構包括氣缸和與所述氣缸連通的氣包，所述平衡調節(jié)機構包括氣源、用于連通氣源和氣包的氣源處理元件以及設置在所述氣包上的氣壓表；

或者，

所述預緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述吊臂鉸接的平衡機構以及用于調節(jié)所述平衡機構的平衡力的平衡調節(jié)機構；

所述平衡機構包括彈簧，所述平衡調節(jié)機構包括用于調節(jié)彈簧與機機架連接位置的位置調節(jié)機構。

較佳的，所述腕部包括設置在吊臂底部的連接板，所述腕部包括連接板，和連接在連接板上相對設置的兩個側板；所述翻轉電磁鐵設置在兩個側板之間；所述腕部上設置有驅動翻轉磁鐵翻轉的驅動機構；所述連接板與所述吊臂固接；或者，所述連接板上設有與所述吊臂鉸接的姿態(tài)調整機構或水平保持機構；

所述姿態(tài)調整機構包括一根與所述吊臂平行設置的平移連桿、與所述第一鉸接軸旋轉連接的搖桿以及驅動所述平移連桿或所述搖桿的姿態(tài)驅動機構，所述平移連桿的上端與所述搖桿通過第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端與所述腕部通過第三鉸接軸鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線第二鉸接軸的軸線共面；

所述水平保持機構包括一根與所述吊臂平行設置的平移連桿，所述平移連桿的上端與所述機架通過第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端通過第三鉸接軸與所述腕部鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線與所述第二鉸接軸軸線共面。

較佳的，驅動翻轉磁鐵翻轉的所述驅動機構包括回轉液壓缸或減速電機，所述回轉液壓缸或減速電機的輸出軸與所述電磁鐵連接；

或者，所述驅動機構還包括腕式增速機驅動；所述腕式增速機包括設置在腕部上的主動齒輪、設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和伸縮機構；所述伸縮機構一端與腕部鉸接，一端與擺桿鉸接，所述擺桿與所述主動齒輪同軸連接；所述從動齒輪與主動齒輪的傳動比為m/n，其中，m為電磁鐵的旋轉角度，n為電磁鐵伸縮驅動機構驅動擺桿旋轉的角度，所述伸縮結構可以為液壓缸。

較佳的，所述定位裝置為移動測距定位機構、固定測距定位機構或角度傳感器定位機構；

所述移動測距定位機構包括與吊臂鉸接距離測量機構、用于保持所述測量機構水平的水平保持機構以及對應所述距離測量機構運動范圍設置的定位板；所述定位板的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點的高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板的上部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板的下部；或者，所述定位板包括對應所述距離測量機構向上運動范圍的后1/2設置的上定位板和對應所述距離測量機構向下運動范圍的后1/2設置的下定位板；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述上定位板，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述下定位板；

所述固定測距定位機構包括與吊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以及對應所述定位板設置的距離測量機構；所述定位板的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板的下部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板的上部；或者，對應所述定位板向上運動范圍的后1/2設置的上測量機構和對應所述定位板向下運動范圍的后1/2設置的下距離測量機構，當所述吊臂底端運動到最高點時，所述定位板對應所述上測量機構，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述定位板對應所述下測量機構；

所述角度傳感器定位機構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，所述吊臂與所述第一鉸接軸防轉連接，所述吊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，所述定位裝置還包括運動控制機構，所述運動控制機構包括設置在所述吊臂向上運動的后1/2的范圍內的上觸發(fā)機構、設置在所述吊臂向下運動的后1/2的范圍內的下觸發(fā)機構以及與所述上觸發(fā)機構和所述下觸發(fā)機構通訊的控制器；所述控制器與所述移動測距定位機構、固定測距定位機構和所述角度傳感器定位機構通訊，所述控制器控制所述驅動裝置和所述補償裝置；所述上觸發(fā)機構和所述下觸發(fā)機構為接近開關。

較佳的，所述翻轉磁鐵上設置有型材卡固機構，所述型材卡固機構為滑動卡固機構、翻轉卡固機構或升降卡固機構；

所述滑動卡固機構包括與所述翻轉磁鐵滑動連接的齒板以及用于驅動所述齒板滑動的齒板驅動機構，所述齒板上沿型材排列方向設置有型材相適配的卡固缺口；

所述翻轉卡固機構包括與所述翻轉磁鐵鉸接的齒板以及用于驅動所述齒板翻轉的齒板驅動機構，所述齒板上沿型材排列方向設置有與型材相適配的卡固缺口；

所述升降卡固機構包括與所述翻轉磁鐵的側面滑動連接的齒板以及驅動所述電磁鐵升降的齒板驅動機構；所述齒板上沿型材排列方向設置有與型材向適配的卡固缺口。

本發(fā)明使用永磁鐵吸附和釋放型鋼，避免了因停電造成事故，同時采用吊臂式碼垛，提高了碼垛的速度，同時采用導向齒板和吊臂位置的測量機構，保證了碼垛的準確性，提高了碼垛機的效率和碼垛質量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)的補償裝置與驅動裝置的一種優(yōu)選組合方式；

圖3為本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)的腕部水平保持機構的示意圖；

圖4是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)補償裝置與驅動裝置的一種優(yōu)選組合方式；

圖5是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)預緊裝置的一種優(yōu)選方式；

圖6是驅動翻轉磁鐵裝置的一種優(yōu)選結構；

圖7是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)移動測距定位機構的優(yōu)選結構示意圖；

圖8是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的系統(tǒng)框圖；

圖9是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的工作流程圖；

圖10是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)平移卡固機構的結構示意圖；

圖11是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)固定測距定位機構的結構示意圖；

圖12是本發(fā)明高速碼垛系統(tǒng)角度傳感器定位機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

所述腕部為用于連接吊臂和翻轉磁鐵；或者連接橫梁和翻轉磁鐵的連接結構，所述連接結構為設置在所述翻轉磁鐵兩側的兩塊連接板、設置在翻轉磁鐵一側的一塊連接板或其他連接結構。

實施例1

如圖1所示，本實施例的帶測距定位的高速碼垛系統(tǒng)，包括機架1、吊臂2、驅動裝置、腕部7以及翻轉永磁鐵6；所述機架1包括水平段101和豎直段101，所述機架1的水平段101后端與所述豎直段102頂端連接，所述機架1的水平段101的前端與吊臂2上端通過第一鉸接軸201鉸接，所述吊臂2上還設置有固定測距定位機構；

所述驅動裝置分別與所述機架1的豎直段102和所述吊臂2鉸接；所述吊臂2下端連接有腕部7，所述腕部7上設有腕部姿態(tài)調整機構，所述腕部7設置有翻轉永磁鐵6；所述翻轉永磁鐵6底端滑動連接有升降導向齒板；

所述腕部7包括設置在吊臂2底部的連接板，所述腕部包括連接板，和連接在連接板上相對設置的兩個側板；所述翻轉電磁鐵6設置在兩個側板之間；所述腕部上設置有驅動翻轉磁鐵翻轉的驅動機構；

所述翻轉永磁鐵6包括永磁起重器和驅動器；所述驅動器通過連接軸與所述永磁起重器旋轉連接；

所述永磁起重器包括與所述腕部連接的永磁鐵安裝殼體、固接在殼體內的固定永磁鐵、設置在殼體內的旋轉永磁鐵以及設置在旋轉永磁鐵兩端的旋轉軸，所述固定永磁鐵與所述旋轉永磁鐵平行設置，所述旋轉磁鐵與所述永磁鐵安裝殼通過所述旋轉軸連接，所述旋轉軸一端連接有磁鐵驅動器。

所述升降導向齒板包括滑塊、導向齒板和驅動器，所述導向齒板豎直固接在滑塊底端，所述滑塊與所述翻轉永磁鐵的側面滑動連接；所述驅動器與所述滑塊上端和翻轉永磁鐵上端鉸接；

所述腕部姿態(tài)調整結構包括一根與所述吊臂平行旋轉設置的平移連桿，所述平移連桿上端與頂部連桿205一端鉸接，所述頂部連桿205另一端與所述第一鉸接軸201通過搖桿鉸接，所述搖桿還鉸接有驅動器，所述平移連桿下端鉸接有底部連桿207，所述底部連桿207與所述腕部7鉸接，所述頂部連桿205、所述底部連桿207和平移連桿共面；當所述腕部7需要調整時，所述驅動器驅動所說搖桿，所述搖桿帶動所述頂部連桿205上升或者下降，所述腕部7在所述頂部連桿205、所述底部連桿207和平移連桿構成的連桿結構帶動下進行調整。

當碼垛機系統(tǒng)開始工作時，所述驅動裝置驅動所述吊臂2擺動，所述吊臂2擺動帶動所述腕部7上旋轉連接的所述翻轉永磁鐵6擺動，所述翻轉永磁鐵6在擺動中吸附和釋放型鋼，所述翻轉永磁鐵6底端設置的升降導向齒板，在正碼時所述升降導向齒板下降固定型鋼在磁鐵上的位置，使型鋼在磁鐵上不會偏移，當反碼時，所述升降導向齒板升起，不會干涉到正碼的型鋼；所述腕部姿態(tài)調整機構在所述翻轉永磁鐵吸取和釋放型鋼時，保持腕部水平，使型鋼落在準確位置。

本實施例結構簡單，操作容易，同時高速和準確的進行型鋼碼垛，提高了碼垛的效率。

實施例2

所述固定測距定位機構包括與吊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以及對應所述定位板215設置的距離測量機構；所述距離測量機構包括遮光保護盒213和設置在遮光保護盒213內的激光測距機構214，所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的下部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的上部。

或者，對應所述定位板215向上運動范圍的后1/2設置的上測量機構和對應所述定位板215向下運動范圍的后1/2設置的下距離測量機構，當所述吊臂底端運動到最高點時，所述定位板215對應所述上測量機構，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述定位板215對應所述下測量機構。

本實施例通過測量吊臂下端與所述定位板之間的距離，來精確定位所述吊臂的位置，結構簡單，操作方便。

實施例3

本實施例所述翻轉磁鐵上設有磁力控制系統(tǒng)，所述磁力控制系統(tǒng)包括用于檢測電磁鐵位置的傳感器和控制電磁鐵磁力大小的控制裝置；其中，所述控制裝置根據接收到的傳感器檢測到的翻轉電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調整翻轉電磁鐵的磁力大??；

所述控制裝置根據接收到的傳感器檢測到的翻轉電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調整翻轉電磁鐵的磁力大小的方法為：當檢測到所述翻轉電磁鐵翻轉到第一相位時，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第一區(qū)間；當檢測到所述翻轉電磁鐵翻轉到其他相位時，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第二區(qū)間。

當所述翻轉電磁鐵6轉動時所述傳感器接收到信號，所述傳感器將所接收到的信號傳給所述控制裝置，所述控制裝置接收到信號后判斷翻轉電磁鐵6的工作狀態(tài)，從而控制電磁鐵的通電電壓，來控制翻轉電磁鐵6的磁力；

當翻轉電磁鐵6向下翻轉時，為維持搬運物品的平衡所需的力也越大，系統(tǒng)就會自動提高電磁鐵線圈電壓，從而加大電磁力，保持物品穩(wěn)定；

當重力可以提供摩擦力時，為保持搬運物品的平衡所需的力小，系統(tǒng)就會自動降低電磁鐵線圈電壓，減少磁鐵發(fā)熱。

本實施例的控制系統(tǒng)結構簡單，操作容易，有效地減少了翻轉電磁鐵6的高負荷工作，提高了翻轉電磁鐵6的使用壽命。

實施例4

本實施例一種高速碼垛系統(tǒng)，包括碼垛設備，所述碼垛設備包括倒L型支架1、吊臂2、驅動裝置、腕部7和翻轉磁鐵6；所述支架1包括水平段101和豎直段102，所述水平段101一端與所述豎直段102頂端連接，所述吊臂2與所述水平段101另一端通過第一鉸接軸201鉸接，所述驅動裝置設置在所述支架1和吊臂2之間與吊臂2鉸接，所述吊臂2與所述腕部7鉸接，所述腕部7前端旋轉連接有翻轉磁鐵6；

所述碼垛設備還包括用于補償所述吊臂2的驅動裝置3的運動精度的補償裝置、用于平衡吊臂2部分或全部的自重和載荷的預緊裝置、用于精確定位所述吊臂2位置的定位裝置。

所述驅動裝置包括驅動連桿301、搖桿303、與機架旋轉連接的旋轉軸以及驅動旋轉軸轉動的驅動機構302，所述搖桿303與所述旋轉軸防轉連接，所述連桿301的一端與所述搖桿303鉸接，所述連桿301的另一端與所述吊臂鉸接；其中一個搖桿303為拐臂的一條臂，驅動機構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。

所述驅動裝置通過所述補償裝置與所述機架鉸接；

如圖4所示，所述補償裝置包括與所述機架鉸接的補償底座401以及與所述補償底座401遠離所述機架一側鉸接的補償驅動機構402；所述驅動裝置與所述補償底座401中部鉸接；所述補償驅動裝置的運動精度高于所述驅動裝置；

如圖5所示，所述預緊裝置包括兩端分別與所述機架和所述吊臂鉸接的平衡機構以及用于調節(jié)所述平衡機構的平衡力的平衡調節(jié)機構；

所述平衡機構包括氣缸501和與所述氣缸連通的氣包510，所述平衡調節(jié)機構包括氣源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，可手動調節(jié)球閥513對氣包510進行充氣，也可調節(jié)氣包510上的泄壓閥進行放氣。

所述氣包510上設有氣壓表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。

所述腕部7包括設置在吊臂2底部的連接板，所述腕部7包括連接板，和連接在連接板上相對設置的兩個側板；所述翻轉電磁鐵6設置在兩個側板之間；所述腕部上設置有驅動翻轉磁鐵翻轉的驅動機構；所述連接板與所述吊臂2固接；或者，所述連接板上設有與所述吊臂2鉸接的姿態(tài)調整機構或水平保持機構；

所述姿態(tài)調整機構包括一根與所述吊臂平行設置的平移連桿、與所述第一鉸接軸201旋轉連接的搖桿以及驅動所述平移連桿或所述搖桿的姿態(tài)驅動機構，所述平移連桿的上端與所述搖桿通過第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端與所述腕部通過第三鉸接軸鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線第二鉸接軸的軸線共面；

所述水平保持機構包括一根與所述吊臂平行設置的平移連桿，所述平移連桿的上端與所述機架通過第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端通過第三鉸接軸與所述腕部鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線與所述第二鉸接軸軸線共面；

如圖6所示，驅動翻轉磁鐵6翻轉的所述驅動機構包括回轉液壓缸或減速電機，所述回轉液壓缸或減速電機的輸出軸與所述電磁鐵連接；

或者，所述驅動機構還包括腕式增速機驅動；所述腕式增速機包括設置在腕部上的主動齒輪、設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和伸縮機構702；所述伸縮機構一端與腕部鉸接，一端與擺桿鉸接，所述擺桿與所述主動齒輪同軸連接；所述從動齒輪與主動齒輪的傳動比為m/n，其中，m為電磁鐵的旋轉角度，n為電磁鐵伸縮驅動機構702驅動擺桿旋轉的角度，所述伸縮結構702可以為液壓缸。

如圖7-9所示，所述定位裝置為移動測距定位機構；所述移動測距定位機構包括與吊臂或橫梁底部鉸接距離測量機構、用于保持所述測量機構水平的水平保持機構以及對應所述距離測量機構運動范圍設置的定位板；所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點的高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的上部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的下部；定位裝置還包括運動控制機構，所述運動控制機構包括設置在所述吊臂向上運動的后1/2的范圍內的上觸發(fā)機構、設置在所述吊臂向下運動的后1/2的范圍內的下觸發(fā)機構以及與所述上觸發(fā)機構和所述下觸發(fā)機構通訊的控制器；所述控制器與所述移動測距定位機構通訊，所述控制器控制所述驅動裝置和所述補償裝置；所述上觸發(fā)機構和所述下觸發(fā)機構為接近開關。所述距離測量機構包括遮光保護盒213和設置在所述遮光保護盒213中的激光測距機構214；

如圖10所示，所述電磁鐵上設置有型材卡固機構，所述型材卡固機構為滑動卡固機構；所述滑動卡固機構包括與所述電磁鐵滑動連接的齒板608以及用于驅動所述齒板608滑動的齒板驅動機構607，所述齒板608上沿型材排列方向設置有型材相適配的卡固缺口。

實施例5

下面以小規(guī)格角鋼的碼垛過程為例對本實施例的并聯高速碼垛機械手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，所述吊臂驅動裝置3使吊臂2處于垂直狀態(tài)，所述翻轉電磁鐵6磁極向下。

正向碼鋼時，所述吊臂驅動裝置3驅動拐臂303旋轉，其他搖桿303通過軸305連接旋轉，進而帶動驅動連桿301推動吊臂2向前擺動，直至翻轉電磁鐵6位于型鋼接鋼位置上方，然后分組驅動裝置驅動分組升降平臺主體向上運動，當分組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，使角鋼保持姿態(tài)不發(fā)生變化，然后驅動裝置3驅動吊臂2向輥道升降平臺運動，直至翻轉電磁鐵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。在吊臂的運動過程中，由于腕部多連桿水平保持裝置形成了兩個平行四連桿機構，并且腕部7的初始狀態(tài)為水平狀態(tài)，因此，在整個運行過程中，腕部7始終保持水平。

隨后進行反向碼鋼，首先需碼垛型材由分組升降臺提升至較高的接鋼位，然后驅動機構302動作，通過拐臂303、軸305、搖桿303以及連桿301驅動吊臂前擺至接鋼位，隨后電磁鐵伸縮驅動裝置702伸出，驅動翻轉軸701旋轉，通過減速箱驅動翻轉電磁鐵6旋轉，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上產生側翻，所以必須在電磁鐵上設置導向齒板608，對正碼的角鋼進行導向。但是在隨后的反碼過程中，導向齒板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動機構607驅動齒板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區(qū)域后，電磁鐵伸縮驅動機構702縮回，翻轉電磁鐵6反向旋轉180°；然后驅動裝置302驅動拐臂303運動，通過軸305、搖桿303以及連桿301驅動吊臂2擺動至反向碼鋼位，待吊臂到位后，翻轉電磁鐵6失電，鋼材下落在碼垛升降臺上。

在吊臂的運動過程中，本實施例的氣包510中的壓力應滿足：一、平衡氣缸501的推力產生的平衡力矩略大于擺臂運動過程中自重產生的最大負載阻力矩，二、氣包510在整個驅動過程中壓力基本不變。在上述兩個條件下，無驅動連桿的作用，擺臂將在平衡氣缸501的推力下擺動到最前端位置，因此驅動連桿的受力由原先的受壓變?yōu)槭芾苊獬霈F壓桿失穩(wěn)現象；擺臂2前擺接鋼后，增加了鋼材的重量，負載力矩的變大有利于擺臂回擺，驅動連桿的拉力也隨之減?。辉跀[臂2動作過程中，平衡氣缸501一直處于推力狀態(tài)，驅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。有利于吊臂在擺動過程中的精度提高。

在吊臂的運動過程中，通過定位裝置對吊臂的運動末段進行定位，其過程如下：在前擺過程中，吊臂2在運動開始時段通過驅動裝置302全速運轉，驅動吊臂2快速運動，吊臂2經過上觸發(fā)機構時，進入運動末段，控制器通過定位裝置獲取吊臂2當前位置，并控制驅動裝置302驅動吊臂運動，當吊臂的位置接近預定位置時，控制器控制補償裝置驅動吊臂2運動，補償裝置的運動精度高，這樣能夠使吊臂準確的停止在預定位置，吊臂2后擺的過程與前擺的過程相似。這樣，運動的起始段不需要計算，能夠大大減少控制器的運算量。而在末段，距離測量機構測量吊臂的位置，誤差非常小，再通過高精度的補償裝置驅動吊臂運動，能夠使吊臂準確的停止在預定位置。

實施例6

本實施例將驅動裝置更換為伸縮機構，所述吊臂與所述第一鉸接軸201防轉連接，所述伸縮機構的兩端分別與所述吊臂和機架鉸接。

本實施例中，將吊臂與所述第一鉸接軸201防轉連接，然后通過伸縮機構驅動吊臂2進行運動，此時由于吊臂2與所述第一鉸接軸201防轉連接，因此，吊臂2也能夠運動。本實施例將采用伸縮機構直接驅動吊臂2運動，不進行傳動，能夠減少傳動過程中的能量消耗，提高能量轉換效率。

在上述實施例的基礎上，還可以將所述移動測距定位機構更換成固定測距定位機構，如圖11所示，所述固定測距定位機構包括與吊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以及對應所述定位板215設置的距離測量機構；所述距離測量機構包括遮光保護盒213和設置在遮光保護盒213內的激光測距機構214，所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端運動的最高點與最低點高度之差；當所述吊臂底端運動到最高點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的下部，當所述吊臂底端運動到最低點時，所述距離測量機構對應所述定位板215的上部。上述結構也能夠通過測量吊臂下端與某一固定點的距離來精確定位吊臂的位置。

當然，也可以通過測量吊臂的旋轉角度來定位吊臂的位置，此時就需要采用角度傳感器定位機構，如圖12所示，所述角度傳感器定位機構包括通過增速機210與第一鉸接軸連接的角度傳感器212，所述角度傳感器212的殼體安裝在旋轉底座211上，所述旋轉底座211與外殼或第一鉸接軸旋轉連接，所述旋轉底座211上設置有將旋轉底座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，所述吊臂與所述第一鉸接軸防轉連接，所述吊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。上述結構將第一鉸接軸通過增速裝置與角度傳感器212連接，當第一鉸接軸旋轉一個角度時，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運動，同時就帶動連接到軸上的增速機210運行。設擺臂運行區(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上，電磁鐵的卡固機構還有兩種可行的結構：翻轉卡固機構或升降卡固結構。

所述翻轉卡固機構包括與所述電磁鐵鉸接的齒板以及用于驅動所述齒板翻轉的齒板驅動機構，所述齒板上沿型材排列方向設置有與型材相適配的卡固缺口；當需要齒板進行卡固時，齒板驅動機構驅動所述齒板向下翻轉，使齒板的卡固缺口設置在電磁鐵的下側，這時，能夠對型材進行卡固，當不需要卡固型材時，齒板驅動機構驅動齒板向上翻轉，翻轉到電磁鐵下邊緣的上方，這樣，不影響電磁鐵對型鋼的吸取。

所述升降卡固機構包括與所述電磁鐵的側面滑動連接的齒板以及驅動所述電磁鐵升降的齒板驅動機構；所述齒板上沿型材排列方向設置有與型材向適配的卡固缺口。當需要齒板卡固型材時，齒板驅動裝置驅動所述齒板向下降，使齒板的卡固缺口漏出電磁鐵的下邊緣，當不需要齒板卡固型材時，齒板驅動機構驅動所述齒板向上升，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。

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，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。