CN101723170B - 配送中心配货线自行式补货车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配送中心配货线自行式补货车系统。在由支架、轨道、供电铜带和齿条构成的运行平台上，安装由电动机和齿轮组构成的补货车驱动设备，补货车在轨道上被驱动运行，采用激光测距传感器和可编程逻辑控制器控制补货车在轨道上的运动，补货车由底盘、直线导轨、滚珠丝杠、活动底板、隔板组、电动机、齿轮链条传动的物品拨杆和物品托条构成。采用无线通讯调制解调器构成车载控制设备与主控计算机间的无线通讯，接收补货指令和控制补货动作。本发明与分拣配货线配合应用，使配送中心在应用分拣配货线时，自动完成物品到分拣配货线的补货，大大提高分拣配货线的运行效率，减轻劳动强度，提高配货准确度和工作效率，加强配送中心的配送能力。

Description

配送中心配货线自行式补货车系统

技术领域

本发明涉及物流自动化装备，具体涉及一种配送中心配货线自行式补货车系统。

技术背景

随着现代流通的发展，物流配送越来越呈现出其在满足社会需求、提供优质服务和提高流通企业的市场竞争力中的重要作用。分拣配货系统在物流配送中心的广泛应用，进一步提升了其规模化经营的程度，提高了运作的效率。配送服务越来越集中化，配送中心的配送能力、工作效率、准确性的要求需进一步提高。在自动分拣配货流水作业线的许多应用场合，需要不断地向配货流水线补充配货物品，以保证流水线的不间断作业，现在一般都是由人工来完成配货物品向流水线的补货，这种作业方式费时费力，并时常伴有差错发生，已不能适应大规模集中配送的需求，因此需要开发出适合于自动分拣配货线应用需求的自动补货系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配送中心配货线自行式补货车系统，使配送中心在应用分拣配货线的时候，在完成配货物品的拆箱和定位传输后，实现向分拣配货线的自动补货。

本发明采用的技术方案是：

在支架上水平固定安装有两条轨道和与支架及轨道都绝缘的两条供电铜条，在支架上两条轨道之间安装有齿条，补货车放置于在轨道上，在补货车的主底盘下面固定安装有轨道滚轮，在主底盘的上面固定安装一对平行的直线导轨，直线导轨与轨道平行，活动底板固定安装在直线导轨的滑块上面，在主底盘上固定安装有带减速机的第一电动机，第一电动机通过减速机传动连接到滚珠丝杠的丝杠部分，滚珠丝杠的滚珠部分固定安装在活动底板的下面，在主底盘的下面还绝缘安装有一对带弹片的取电碳刷，取电碳刷与供电铜条紧密接触，在活动底板上面依次竖直安装有数个结构相同、并列分布的隔板组，隔板组垂直于活动底板，并与轨道的方向垂直，每个隔板组均包含有平行的第一隔板和第二隔板，第一隔板由第一隔板下段、第一隔板中段和第一隔板上段构成，第一隔板中段与第二隔板同宽，第一隔板下段和第一隔板上段的宽度都小于第二隔板，在第一隔板和第二隔板上方安装有顶板，在第一隔板下段两端的活动底板上分别装有第一链轮和第一齿轮，在第一隔板上段两端的顶板下方分别装有第二链轮和第二齿轮，在第一齿轮上方同轴装有第三链轮，在第二齿轮下方同轴装有四链轮，两端带有齿轮的传动长轴安装于活动底板和顶板之间，该传动长轴两端的两个齿轮分别与第一齿轮和第二齿轮传动连接，带减速机的第二电动机与该传动长轴传动连接，下部链条环绕第一隔板下段下端与第一链轮和第三链轮连接，上部链条环绕第一隔板上段上端与第二链轮和四链轮连接，在下部链条和上部链条之间装有第一物品拨杆和第二物品拨杆，第一物品拨杆和第二物品拨杆之间间隔着相同的链节数，第一物品托条固定安装在下部链条上方第一隔板中段下部的内侧，第二物品托条与第一物品托条具有相同长度并安装在第二隔板下部内侧的与第一物品托条相对应的位置，在主底盘上安装带有减速机的第三电动机，第三电动机传动连接齿轮组，齿轮组与齿条传动连接，在补货车上安装有车载控制设备，车载控制设备通过无线通讯设备与主控计算机通讯连接。

所述的车载控制设备由可编程逻辑控制器、拨杆定位传感器、补货车定位传感器、第一接触器、第二接触器、第三接触器、激光测距传感器和反射光板构成；用于检测第一物品拨杆或第二物品拨杆的位置的拨杆定位传感器安装在活动底板上方或顶板下方并位于第一隔板与第二隔板之间，拨杆定位传感器(602)连接在可编程逻辑控制器的开关量输入端子上，安装在补货车的侧面的补货车定位传感器连接在可编程逻辑控制器的另第一开关量输入端子上，第一电动机、第二电动机和第三电动机分别经过第一接触器、第二接触器和第三接触器连接在可编程逻辑控制器的开关量输出端子上，安装在主底盘上的激光测距传感器连接在可编程逻辑控制器的模拟量输入端子上，反射光板安装在支架的端头并与激光测距传感器位于第一条与轨道平行的直线上，车载控制设备以及第一电动机、第二电动机和第三电动机的电源线均连接在取电碳刷上。

所述的无线通讯设备由第一无线通讯调制解调器和第二无线通讯调制解调器构成，第一无线通讯调制解调器安装于补货车上，并连接在可编程逻辑控制器的串行口或总线接口上，第一无线通讯调制解调器的电源线连接在取电碳刷上，第二无线通讯调制解调器连接在主控计算机的串行口或总线板卡的接口上。

所述的固定安装于支架上的齿条用固定于底板上的链条或多排链条代替，相应地，在与第三电动机传动连接的齿轮组上加装链轮或链轮排，链轮或链轮排与链条或多排链条传动连接。

本发明具有的有益的效果是：

通过本发明所提供配送中心配货线自行式补货车系统，能够与分拣配货线配合应用，使配送中心在应用分拣配货线的时候，自动完成物品到分拣配货线的补货，大大提高分拣配货线的运行效率，减轻配送中心操作人员的劳动强度，提高配货操作准确度和工作效率，加强配送中心的配送能力。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明的车载控制设备图。

图3是本发明的正面结构原理示意图。

图4是本发明采用链条和链轮代替齿条和齿轮传动补货车结构原理示意图。

图中：1、支架，2、轨道，3、供电铜条，4、齿条，5、补货车，6、车载控制设备，7、无线通讯设备，8、主控计算机，9、链条的固定底板，10、链条或多排链条，501、补货车的主底盘，502、轨道滚轮，503、直线导轨，504、活动底板，505、第一电动机，506、滚珠丝杠，507、取电碳刷，508、第一隔板，509、第二隔板，5081、第一隔板下段，5082、第一隔板中段，5083、第一隔板上段，510、顶板，511、第一链轮，512、第一齿轮，513、第二链轮，514、第二齿轮，515、第三链轮，516、第四链轮，517、传动长轴，518、第二电动机，519、下部链条，520、上部链条，521、第一物品拨杆，522、第二物品拨杆，523、第一物品托条，524、第二物品托条，525、第三电动机，526、齿轮组，527、链轮或链轮排，601、可编程逻辑控制器，602、拨杆定位传感器，603、补货车定位传感器，604、第一接触器，605、第二接触器，606、第三接触器，607、激光测距传感器，608、反射光板，701、第一无线通讯调制解调器，702、第二无线通讯调制解调器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明在支架1上水平固定安装有两条轨道2和与支架1及轨道2都绝缘的两条供电铜条3，在支架1上两条轨道2之间安装有齿条4，补货车5放置于在轨道2上，在补货车5的主底盘501下面固定安装有轨道滚轮502，在主底盘501的上面固定安装一对平行的直线导轨503，直线导轨503与轨道2平行，活动底板504固定安装在直线导轨503的滑块上面，在主底盘501上固定安装有带减速机的第一电动机505，第一电动机505通过减速机传动连接到滚珠丝杠506的丝杠部分，滚珠丝杠506的滚珠部分固定安装在活动底板504的下面，在主底盘501的下面还绝缘安装有一对带弹片的取电碳刷507，取电碳刷507与供电铜条3紧密接触，在活动底板504上面依次竖直安装有数个结构相同、并列分布的隔板组，隔板组垂直于活动底板504，并与轨道2的方向垂直，每个隔板组均包含有平行的第一隔板508和第二隔板509，第一隔板508由第一隔板下段5081、第一隔板中段5082和第一隔板上段5083构成，第一隔板中段5082与第二隔板509同宽，第一隔板下段5081和第一隔板上段5083的宽度都小于第二隔板509，在第一隔板508和第二隔板509上方安装有顶板510，在第一隔板下段5081两端的活动底板504上分别装有第一链轮511和第一齿轮512，在第一隔板上段5083两端的顶板510下方分别装有第二链轮513和第二齿轮514，在第一齿轮512上方同轴装有第三链轮515，在第二齿轮514下方同轴装有四链轮516，两端带有齿轮的传动长轴517安装于活动底板504和顶板510之间，该传动长轴517两端的两个齿轮分别与第一齿轮512和第二齿轮514传动连接，带减速机的第二电动机518与该传动长轴517传动连接，下部链条519环绕第一隔板下段5081下端与第一链轮511和第三链轮515连接，上部链条520环绕第一隔板上段5083上端与第二链轮513和四链轮516连接，在下部链条519和上部链条520之间装有第一物品拨杆521和第二物品拨杆522，第一物品拨杆521和第二物品拨杆522之间间隔着相同的链节数，第一物品托条523固定安装在下部链条519上方第一隔板中段5082下部的内侧，第二物品托条524与第一物品托条523具有相同长度并安装在第二隔板509下部内侧的与第一物品托条523相对应的位置，在主底盘501上安装带有减速机的第三电动机525，第三电动机525传动连接齿轮组526，齿轮组526与齿条4传动连接，在补货车5上安装有车载控制设备6，车载控制设备6通过无线通讯设备7与主控计算机8通讯连接。

如图2所示，所述的车载控制设备6由可编程逻辑控制器601、拨杆定位传感器602、补货车定位传感器603、第一接触器604、第二接触器605、第三接触器606、激光测距传感器607和反射光板608构成。用于检测第一物品拨杆521或第二物品拨杆522的位置的拨杆定位传感器602安装在活动底板504上方或顶板510下方并位于第一隔板508与第二隔板509之间，拨杆定位传感器602连接在可编程逻辑控制器601的开关量输入端子上，安装在补货车5的侧面的补货车定位传感器603连接在可编程逻辑控制器601的另第一开关量输入端子上，第一电动机505、第二电动机518和第三电动机525分别经过第一接触器604、第二接触器605和第三接触器606连接在可编程逻辑控制器601的开关量输出端子上，安装在主底盘501上的激光测距传感器607连接在可编程逻辑控制器601的模拟量输入端子上，反射光板608安装在支架1的端头并与激光测距传感器607位于第一条与轨道2平行的直线上，车载控制设备6以及第一电动机505、第二电动机518和第三电动机525的电源线均连接在取电碳刷507上。

如图1和图2所示，所述的无线通讯设备7由第一无线通讯调制解调器701和第二无线通讯调制解调器702构成，第一无线通讯调制解调器701安装于补货车5上，并连接在可编程逻辑控制器601的串行口或总线接口上，第一无线通讯调制解调器701的电源线连接在取电碳刷507上，第二无线通讯调制解调器702连接在主控计算机8的串行口或总线板卡的接口上。

如图4所示，所述的固定安装于支架1上的齿条4可以用固定于底板9上的链条或多排链条10代替，相应地，在与第三电动机525传动连接的齿轮组526上加装链轮或链轮排527，链轮或链轮排527与链条或多排链条10传动连接。

该配送中心配货线自行式补货车系统的工作原理为：

当补货物品装载到补货车5上，即装载于由第一隔板508和第二隔板509以及第一物品托条523和第二物品托条524构成的隔板组所形成的补货物品仓中后，并且，可编程逻辑控制器601通过连接在其串行口或总线接口上的第一无线通讯调制解调器701接收到从主控计算机8通过与之连接的第二可编程逻辑控制器702发来的补货指令，车载控制设备6中的可编程逻辑控制器601根据从激光测距传感器607及反射光板608测得的补货车5的当前位置数据与补货指令所要求的目标位置进行比较计算，然后将计算结果转换为第三电动机525正转或反转的指令，并从开关量输出端子通过第三接触器606起动第三电动机525，第三电动机525的转动传动齿轮组526从而驱动补货车5在轨道2上运动。在补货车5的运动过程中，激光测距传感器607按照设定的频率发出并从反射光板608接收反射的脉冲激光束，从而按所设定的频率不断测得补货车5的当前位置数据，该当前位置数据以4～20mA的模拟量形式通过可编程逻辑控制器601的模拟量输入端子传送到可编程逻辑控制器601中，当补货车5的当前位置数据与目标位置之差达到设定的误差精度时，可编程逻辑控制器601即从开关量输出端子通过第三接触器606停止第三电动机525的运转。同时，可编程逻辑控制器601从开关量输出端子通过第一接触器604控制第一电动机505转动，并传动滚珠丝杠506转动从而带动活动底板504及安装于其上的隔板组在直线导轨503上运动，当隔板组与目标位置对准时，安装于补货车5的侧面的补货车定位传感器603被触发，触发信号通过开关量输入端子传送到可编程逻辑控制器601，可编程逻辑控制器601遂由开关量输出端子经过第一接触器604控制第一电动机505停转，同时，可编程逻辑控制器601由开关量输出端子经过第二接触器605控制第二电动机518起动，第二电动机518通过传动长轴517传动第一齿轮512和第二齿轮514，第一齿轮512和第二齿轮514通过第二链轮513和第四链轮516传动下部链条519和上部链条520、以及第一链轮511和第三链轮515转动，下部链条519和上部链条520的同步运动带动第一物品拨杆521和第二物品拨杆522围绕第一隔板508运动，由于第一物品拨杆521和第二物品拨杆522之间间隔着相同的链节数，即平分链条周长，故下部链条519和上部链条520同步运动半圈，第一物品拨杆521或第二物品拨杆522就完成将装载于由第一隔板508、第二隔板509、第一物品托条523和第二物品托条524所形成的补货物品仓中的物品推出的一次运动，当第一物品拨杆521或第二物品拨杆522将物品推出而完成补货时，拨杆定位传感器602被触发，触发信号通过开关量输入端子传送到可编程逻辑控制器601，可编程逻辑控制器601遂由开关量输出端子经过第二接触器605控制第二电动机518停转。这样，一个隔板组的补货物品仓中的物品补货完毕，车载控制设备6的可编程逻辑控制器601通过连接在其串行口或总线接口上的第一无线通讯调制解调器701向主控计算机8发出物品补货完毕信号，物品补货完毕信号由主控计算机8通过连接在其串行口或总线板卡的接口上的第二无线通讯调制解调器702接收，一次补货任务完成。

在本实施例中，电动机等设备零部件均可采用常规产品，物品运动传感器可以采用常规的光电开关、接近开关等，可编程逻辑控制器可以使用由西门子公司生产的S7-200系列可编程逻辑控制器，比如S7-226或S7-224，无线通讯调制解调器可以使用ICPDAS(泓格)公司的SST-2450或SST-900EXT型无线Modem模块，或采用深圳科易连通讯设备有限公司的KYL-320L型外置无线数传模块，激光测距传感器可以使用DIMETIX公司的DLS-B系列激光测距传感器。

Claims (4)

1.一种配送中心配货线自行式补货车系统，其特征在于：在支架(1)上水平固定安装有两条轨道(2)和与支架(1)及轨道(2)都绝缘的两条供电铜条(3)，在支架(1)上两条轨道(2)之间安装有齿条(4)，补货车(5)放置于在轨道(2)上，在补货车(5)的主底盘(501)下面固定安装有轨道滚轮(502)，在主底盘(501)的上面固定安装一对平行的直线导轨(503)，直线导轨(503)与轨道(2)平行，活动底板(504)固定安装在直线导轨(503)的滑块上面，在主底盘(501)上固定安装有带减速机的第一电动机(505)，第一电动机(505)通过减速机传动连接到滚珠丝杠(506)的丝杠部分，滚珠丝杠(506)的滚珠部分固定安装在活动底板(504)的下面，在主底盘(501)的下面还绝缘安装有一对带弹片的取电碳刷(507)，取电碳刷(507)与供电铜条(3)紧密接触，在活动底板(504)上面依次竖直安装有数个结构相同、并列分布的隔板组，隔板组垂直于活动底板(504)，并与轨道(2)的方向垂直，每个隔板组均包含有平行的第一隔板(508)和第二隔板(509)，第一隔板(508)由第一隔板下段(5081)、第一隔板中段(5082)和第一隔板上段(5083)构成，第一隔板中段(5082)与第二隔板(509)同宽，第一隔板下段(5081)和第一隔板上段(5083)的宽度都小于第二隔板(509)，在第一隔板(508)和第二隔板(509)上方安装有顶板(510)，在第一隔板下段(5081)两端的活动底板(504)上分别装有第一链轮(511)和第一齿轮(512)，在第一隔板上段(5083)两端的顶板(510)下方分别装有第二链轮(513)和第二齿轮(514)，在第一齿轮(512)上方同轴装有第三链轮(515)，在第二齿轮(514)下方同轴装有第四链轮(516)，两端带有齿轮的传动长轴(517)安装于活动底板(504)和顶板(510)之间，该传动长轴(517)两端的两个齿轮分别与第一齿轮(512)和第二齿轮(514)传动连接，带减速机的第二电动机(518)与该传动长轴(517)传动连接，下部链条(519)环绕第一隔板下段(5081)下端与第一链轮(511)和第三链轮(515)连接，上部链条(520)环绕第一隔板上段(5083)上端与第二链轮(513)和第四链轮(516)连接，在下部链条(519)和上部链条(520)之间装有第一物品拨杆(521)和第二物品拨杆(522)，第一物品拨杆(521)和第二物品拨杆(522)之间间隔着相同的链节数，第一物品托条(523)固定安装在下部链条(519)上方第一隔板中段(5082)下部的内侧，第二物品托条(524)与第一物品托条(523)具有相同长度并安装在第二隔板(509)下部内侧的与第一物品托条(523)相对应的位置，在主底盘(501)上安装带有减速机的第三电动机(525)，第三电动机(525)传动连接齿轮组(526)，齿轮组(526)与齿条(4)传动连接，在补货车(5)上安装有车载控制设备(6)，车载控制设备(6)通过无线通讯设备(7)与主控计算机(8)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种配送中心配货线自行式补货车系统，其特征在于：所述的车载控制设备(6)由可编程逻辑控制器(601)、拨杆定位传感器(602)、补货车定位传感器(603)、第一接触器(604)、第二接触器(605)、第三接触器(606)、激光测距传感器(607)和反射光板(608)构成；用于检测第一物品拨杆(521)或第二物品拨杆(522)的位置的拨杆定位传感器(602)安装在活动底板(504)上方或顶板(510)下方并位于第一隔板(508)与第二隔板(509)之间，拨杆定位传感器(602)连接在可编程逻辑控制器(601)的开关量输入端子上，安装在补货车(5)的侧面的补货车定位传感器(603)连接在可编程逻辑控制器(601)的另一开关量输入端子上，第一电动机(505)、第二电动机(518)和第三电动机(525)分别经过第一接触器(604)、第二接触器(605)和第三接触器(606)连接在可编程逻辑控制器(601)的开关量输出端子上，安装在主底盘(501)上的激光测距传感器(607)连接在可编程逻辑控制器(601)的模拟量输入端子上，反射光板(608)安装在支架(1)的端头并与激光测距传感器(607)位于第一条与轨道(2)平行的直线上，车载控制设备(6)以及第一电动机(505)、第二电动机(518)和第三电动机(525)的电源线均连接在取电碳刷(507)上。

3.根据权利要求2所述的一种配送中心配货线自行式补货车系统，其特征在于：所述的无线通讯设备(7)由第一无线通讯调制解调器(701)和第二无线通讯调制解调器(702)构成，第一无线通讯调制解调器(701)安装于补货车(5)上，并连接在可编程逻辑控制器(601)的串行口或总线接口上，第一无线通讯调制解调器(701)的电源线连接在取电碳刷(507)上，第二无线通讯调制解调器(702)连接在主控计算机(8)的串行口或总线板卡的接口上。

4.根据权利要求1所述的一种配送中心配货线牵引式补货车系统，其特征在于：用固定于底板(9)上的链条或多排链条(10)代替所述的齿条(4)，链条或多排链条(10)固定安装在底板(9)上，底板(9)固定安装在支架(1)上，相应地，在与第三电动机(525)传动连接的齿轮组(526)上加装链轮或链轮排(527)，链轮或链轮排(527)与链条或多排链条(10)传动连接。

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