CN102040070A - 航空集装箱自动化储存设备、储存系统和出入库控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种航空集装箱自动化储存设备、储存系统和出入库控制方法。储存设备包括库房、横移机构及升降装置，所述库房内具有多个在高度方向上按行、列间隔分布的储存工位，每一储存工位上具有可移动的托架平台，横移机构带动托架平台可在水平方向移动，升降装置带动托架平台可在竖直方向上升降。通过本发明能方便存取集装箱，提升管理效率和水平，树立机场机坪设备运转良好形象；减少集装箱摆放占地，提高集装箱存储容积率，节约土地资源；节省其它使用机具，降低生产人员工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及储存设备、储存系统和储存方法，具体地说，是涉及航空集装箱自动化储存设备、储存系统和出入库控制方法。
背景技术
航空集装箱是航空公司用于旅客交运行李或零乱杂货集中存放，再移入运输航班转运的定型箱体，通常是航空公司委托机场保管，周转使用。考虑到航空器的特定形状，航空集装箱也有相应形状，以及箱体重量和材质、尺寸要求较严，造价也很高，但集装箱壁体为轻薄材料，摆放存储这些集装箱最多只能累放两层，转运过程多使用叉车，极易对箱体造成损伤，同时机场临机坪一侧的有效土地被大量占用，也影响机坪运行次序，各色箱标显得混乱，机场管理形象受损。
面对紧张有限的机坪区域，提高集装箱存储容积量不失为有效的手段。
发明内容
本发明的目的是针对现有航空集装箱储存不便的问题，提供一种航空集装箱自动化储存设备。
本发明提供的航空集装箱自动化储存设备，包括库房、横移机构及升降装置，所述库房内具有多个在高度方向上按行、列间隔分布的储存工位，每一储存工位上具有可移动的托架平台，除位于最高一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有所述横移机构；除位于最底一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有所述升降装置，其中，所述横移机构包括横移动力装置、导轨及传送装置，所述横移动力装置通过所述传送装置在水平方向沿所述导轨传送所述托架平台；所述升降装置包括升降动力装置及其带动的升降体，所述升降动力装置通过所述升降体带动所述托架平台升降。
上述的航空集装箱自动化储存设备，其中，所述托架平台包括集装箱托架和输送辊筒，所述集装箱托架相对所述导轨平行设置，所述输送辊筒沿所述集装箱出、入所述库房的方向设置。
上述的航空集装箱自动化储存设备，其中，所述托架平台还包括围设在所述集装箱托架四周的托架围栏，所述托架围栏沿高度方向垂直于所述集装箱托架设置。
上述的航空集装箱自动化储存设备，其中，所述储存设备还包括有集装箱连接辊台，所述连接辊台对应所述最底一行储存工位。
上述的航空集装箱自动化储存设备，其中，所述库房具有与最底一行储存工位个数相同的库房门。
进一步地，本发明提供一种航空集装箱自动化储存系统，包括控制单元、库房管理单元、通讯单元以及上述的储存设备，所述通讯单元具有信号采集模块和信号传输模块，其中，所述信号采集模块采集集装箱上对应区域上的标签信息；所述信号传输模块将采集到的标签信息传送给所述库房管理单元；所述库房管理单元根据所述标签信息寻找集装箱对应储存工位；所述控制单元根据集装箱对应储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台。
进一步地，本发明还提供一种采用上述储存系统的集装箱入库控制方法，包括如下步骤：
S100，检测待入库集装箱的标签信息；
S200，根据所述标签信息寻找集装箱对应储存工位；
S300，根据集装箱对应储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动到对应储存工位。
上述的集装箱入库控制方法，其中，在所述步骤S100前，还具有一对库房进行分区设位号的步骤。
上述的集装箱入库控制方法，其中，在所述步骤S200前，还具有一有无空位判断步骤，若有空位，执行步骤S200；若无空位，则执行一报警步骤S400。
上述的集装箱入库控制方法，其中，在所述步骤S300中，具有一判断所述集装箱对应储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，控制所述横移机构将集装箱横移到对应储存工位；若不是，先控制所述横移机构将所述对应储存工位下方的储存工位上的托架平台横移，再控制所述升降装置将承载有集装箱的托架平台上升到所述对应储存工位。
进一步地，本发明还提供一种采用上述储存系统的集装箱出库控制方法，包括如下步骤：
S100，寻找欲出库集装箱所在的储存工位；
S200，根据欲出库集装箱所在的储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动出库房。
上述的集装箱出库控制方法，其中，在所述步骤S200中，具有一判断所述欲出库集装箱所在的储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，直接将集装箱拉出库房；若不是，先控制所述横移机构将所述欲出库集装箱所在的储存工位下方的托架平台横移，再控制所述升降装置将所述欲出库集装箱所在的储存工位上的托架平台下降到最低位置以将集装箱拉出库房。
本发明的有益功效在于，能方便存取集装箱，提升管理效率和水平，树立机场机坪设备运转良好形象；减少集装箱摆放占地，提高集装箱存储容积率，节约土地资源；节省其它使用机具，降低生产人员工作强度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的航空集装箱自动化储存设备的主视图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1的俯视图；
图4a为图2中的横移机构部分结构图；
图4b为图2中的横移机构部分结构图；
图5a为图2中的升降装置结构图；
图5b为图5a中的A-A视图；
图6为本发明的航空集装箱自动化储存系统的结构框图；
图7为本发明集装箱入库控制方法流程图；
图8为本发明集装箱出库控制方法流程图；
图9a、9b、9c、9d为本发明一实施例的集装箱入库原理图；
图10a、10b为为本发明一实施例的集装箱出库原理图。
其中，附图标记
10库房
20横移机构
211横移电机
212导轨
221横移电机
222导轨
223传送装置
2231链轮
2232链轮
2233传动轴
2234从动轮
30升降装置
311升降电机
312钢丝绳
313链轮
314链轮
315传动轴
316卷轮
321升降电机
322钢丝绳
40托架平台
411集装箱托架
412输送辊筒
413托架围栏
421集装箱托架
431集装箱托架
50集装箱连接辊台
60储存工位
100控制单元
200库房管理单元
300通讯单元
400集装箱
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
参阅1至3，本发明的航空集装箱自动化储存设备，包括库房10、横移机构20及升降装置30，库房10内具有多个在高度方向上按行、列间隔分布的储存工位60，每一储存工位60上具有可移动的托架平台40，除位于最高一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有横移机构20；除位于最底一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有升降装置30。在本实施例中，给出了三行六列共有18个储存工位的储存设备的例子，但在实际使用中，并不以此为局限，储存工位的个数可根据停机坪的面积设定。
结合参阅图4a及图4b，以位于最底一行上的一储存工位上的横移机构为例，对横移机构进行介绍，横移机构20包括横移动力装置221(此处为电机，因此，下述皆称横移电机)、导轨222及传送装置223，横移电机221通过传送装置223在水平方向沿导轨222传送托架平台40。传送装置223可采用常见的链传动或带传动，本实施例给出的是采用链传动的例子，链轮2231设置在横移电机221的输出轴上，链轮2231与链轮2232之间通过链条连接，当横移电机221动作时，链轮2231带动链轮2232，从而带动传动轴2233，然后由传动轴2233上的传动轮带动被动轮2234。传动轴2233上的传动轮与被动轮2234之间也由链条练级，而托架平台40设置在链条上。
结合参阅图5a及图5b，以位于最高一行上的一储存工位上的升降装置为例，对升降装置进行介绍，升降装置30包括升降动力装置311(此处采用的是电机，因此，下述皆称为升降电机)及其带动的升降体312(此处采用的是钢丝绳)，升降电机311通过钢丝绳312带动托架平台40升降。具体而言，升降电机311的输出轴上设置有链轮313，链轮313与链轮314之间通过链条连接，链轮314设置在传动轴315上，传动轴315上设置有卷轮316，钢丝绳312缠绕在卷轮316上。
再一次参阅图2及图3，每一托架平台40皆包括集装箱托架和输送辊筒。以位于最底一行上的一储存工位上的托架平台为例，对托架平台进行介绍。托架平台40包括集装箱托架411和输送辊筒412，集装箱托架411相对导轨222平行设置，输送辊筒412沿集装箱出、入库房10的方向设置。通过这样的结构，托架平台形成了辊道式货架，能轻易地完成集装箱的出入库操作。进一步地，由于航空集装箱的尺寸较大(以标准10英尺集装箱为例，其面积为7.7m2)，为例避免集装箱从托架平台上掉下，托架平台还包括围设在集装箱托架411四周的托架围栏413，该托架围栏413沿高度方向垂直于集装箱托架411设置。
另外，本发明的航空集装箱自动化储存设备还设置有集装箱连接辊台50，该连接辊台50对应最底一行的储存工位，以方便集装箱运输车的对接。并且，本发明的航空集装箱自动化储存设备具有与最底一行储存工位个数相同的库房门。
参阅图6，本发明提供的航空集装箱自动化储存系统，包括控制单元100、库房管理单元200、通讯单元300以及上述的储存设备，其中，通讯单元300具有信号采集模块和信号传输模块(图中未示出)，信号采集模块采集集装箱400上对应区域上的标签信息(现有的标准航空集装箱上皆贴有包含航空公司，装载货物规格型号等信息的标签)；信号传输模块将采集到的标签信息传送给库房管理单元200；库房管理单元200根据标签信息寻找集装箱对应储存工位；控制单元100根据集装箱对应储存工位控制横移机构20或/和升降装置30移动托架平台40，具体控制过程在下述内容中将详细介绍，而有关控制单元100其可以采用现有的PLC，库房管理单元200可以采用编程模块实现，通讯单元300可以采用传感器和数据线实现，在此就不多做介绍。
参阅图7，结合参阅图9a至图9d，采用上述的储存系统进行集装箱入库控制方法，包括如下步骤：
S101，对库房进行分区设位号，例如，将具有18个储存工位的储存设备分成如图9a所示的分区位号，其中还可设定C1～C2为国航集装箱工位，用于储存国航航空公司的集装箱，当然，此处仅为举例用，具体分区设位号可根据实际情况而定；
S100，检测待入库集装箱的标签信息，在该步骤中，通过通讯单元300采集集装箱400上对应区域上的标签信息；
S201，有无空位判断步骤，若有空位，执行步骤S200；若无空位，则执行一报警步骤S400，在该步骤中，可通过在每一集装箱托架下方设置载荷传感器，载荷传感器采集集装箱托架上的载荷情况并回传给控制单元100，由控制单元100内设置的判断模块来实现，在此就不对其进行详细介绍。
S200，根据标签信息寻找集装箱对应储存工位，在该步骤中，库房管理单元200根据标签信息寻找集装箱对应储存工位，例如，若待入库集装箱为国航航空公司的，对应储存工位为C1～C6，并集装箱入库位置在A1对应的库房门口，则库房管理单元200寻找到的对应储存工位为C1；
S300，根据集装箱对应储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动到对应储存工位。在该步骤S300中，具有一判断所述对应储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，控制所述横移机构将集装箱横移到对应储存工位；若不是，先控制所述横移机构将所述对应储存工位下方的储存工位上的托架平台横移，再控制所述升降装置将承载有集装箱的托架平台上升到所述对应储存工位。例如，当对应储存工位为C1时，结合参阅图2，控制单元100控制位于A1～A6储存工位上的横移电机221及位于B1～B6储存工位上的横移电机211同时动作，该些工位上的托架平台40右移一个储存工位；然后集装箱入A1储存工位，控制单元100控制C1储存工位上的升降装置动作，将载有集装箱的托架平台上升到C1储存工位。
参阅图8，采用上述的储存系统进行集装箱入库控制方法，包括如下步骤：
S100，寻找欲出库集装箱所在的储存工位；
S200，根据欲出库集装箱所在的储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动出库房，在所述步骤S200中，具有一判断所述欲出库集装箱所在的储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，直接将集装箱拉出库房；若不是，先控制所述横移机构将所述欲出库集装箱所在的储存工位下方的托架平台横移，再控制所述升降装置将所述欲出库集装箱所在的储存工位上的托架平台下降到最低位置以将集装箱拉出库房。
结合参阅图10a至图10b，以二层五货箱为例加以说明，若B1储存工位上的集装箱欲出库，则控制单元100控制A1和A2储存工位上的横移机构动作，使A1和A2储存工位上的托架平台横向右移一个工位距，然后控制单元100控制B3储存工位上的升降装置动作，将B1储存工位上的托架平台垂直下降到A1储存工位，即可实现集装箱出库，具体出库时，可以轻推集装箱通过集装箱连接辊台50滚动到航空用专用平板拖车，实施一次取箱过程。若B2储存工位上的集装箱欲出库，则控制单元100控制A2储存工位上的横移机构动作，使A2储存工位上的托架平台横向右移一个工位距，然后控制单元100控制B2储存工位上的升降装置动作，将B2储存工位上的托架平台垂直下降到A2储存工位，即可实现集装箱出库，具体出库时，可以轻推集装箱通过集装箱连接辊台50滚动到航空用专用平板拖车，实施一次取箱过程。若B3储存工位上的集装箱欲出库，控制单元100控制B3储存工位上的升降装置动作，将B3储存工位上的托架平台垂直下降到A3储存工位，即可实现集装箱出库，具体出库时，可以轻推集装箱通过集装箱连接辊台50滚动到航空用专用平板拖车，实施一次取箱过程。若A1和A2储存工位上的集装箱欲出库，可以直接轻推集装箱通过集装箱连接辊台50滚动到航空用专用平板拖车。
本系统工作时完全不用其他设备，采用先进的PLC控制系统，操作简便，自动化程度高。整个集装箱的存取过程，航空用专用平板拖车与本系统设备实行无缝对接，效率高，劳动强度低，安全可靠，对昂贵的航空用集装箱起到很好的保护作用，同时对所有航空公司的大量外置集装箱实行科学化管理，便于各航空公司对本公司的外置集装箱的利用率得到更准确的数据。本系统设备采用模块化设计，托架尺寸对各种型号的集装箱具有兼容性，整体设备需要设计多少行(即，层数)和列完全取决于待存储的集装箱数量，可以任意组合，更可以采用背靠背的布置方式，极大地节约用地和大容量的存储集装箱，在用地日益紧张的民用机场，这种航空用集装箱储存设备和储存系统具有很强的实用性和推广价值。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种航空集装箱自动化储存设备，其特征在于：包括库房、横移机构及升降装置，所述库房内具有多个在高度方向上按行、列间隔分布的储存工位，每一储存工位上具有可移动的托架平台，除位于最高一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有所述横移机构；除位于最底一行储存工位外，每一储存工位上皆安装有所述升降装置，其中，
所述横移机构包括横移动力装置、导轨及传送装置，所述横移动力装置通过所述传送装置在水平方向沿所述导轨传送所述托架平台；
所述升降装置包括升降动力装置及其带动的升降体，所述升降动力装置通过所述升降体带动所述托架平台升降。
2.根据权利要求1所述的航空集装箱自动化储存设备，其特征在于，所述托架平台包括集装箱托架和输送辊筒，所述集装箱托架相对所述导轨平行设置，所述输送辊筒沿所述集装箱出、入所述库房的方向设置。
3.根据权利要求2所述的航空集装箱自动化储存设备，其特征在于，所述托架平台还包括围设在所述集装箱托架四周的托架围栏，所述托架围栏沿高度方向垂直于所述集装箱托架设置。
4.根据权利要求3所述的航空集装箱自动化储存设备，其特征在于，所述储存设备还包括有集装箱连接辊台，所述连接辊台对应所述最底一行储存工位。
5.根据权利要求4所述的航空集装箱自动化储存设备，其特征在于，所述库房具有与最底一行储存工位个数相同的库房门。
6.一种航空集装箱自动化储存系统，包括控制单元、库房管理单元、通讯单元以及权利要求1-5中任意一项所述的储存设备，所述通讯单元具有信号采集模块和信号传输模块，其中，
所述信号采集模块采集集装箱上对应区域上的标签信息；
所述信号传输模块将采集到的标签信息传送给所述库房管理单元；
所述库房管理单元根据所述标签信息寻找集装箱对应储存工位；
所述控制单元根据集装箱对应储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台。
7.一种权利要求6所述储存系统的集装箱入库控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100，检测待入库集装箱的标签信息；
S200，根据所述标签信息寻找集装箱对应储存工位；
S300，根据集装箱对应储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动到对应储存工位。
8.根据权利要求7所述的集装箱入库控制方法，其特征在于，在所述步骤S100前，还具有一对库房进行分区设位号的步骤。
9.根据权利要求8所述的集装箱入库控制方法，其特征在于，在所述步骤S200前，还具有一有无空位判断步骤，若有空位，执行步骤S200；若无空位，则执行一报警步骤S400。
10.根据权利要求7所述的集装箱入库控制方法，其特征在于，在所述步骤S300中，具有一判断所述集装箱对应储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，控制所述横移机构将集装箱横移到对应储存工位；若不是，先控制所述横移机构将所述对应储存工位下方的储存工位上的托架平台横移，再控制所述升降装置将承载有集装箱的托架平台上升到所述对应储存工位。
11.一种权利要求6所述储存系统的集装箱出库控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100，寻找欲出库集装箱所在的储存工位；
S200，根据欲出库集装箱所在的储存工位控制所述横移机构或/和所述升降装置移动所述托架平台以将集装箱移动出库房。
12.根据权利要求11所述的集装箱出库控制方法，其特征在于，在所述步骤S200中，具有一判断所述欲出库集装箱所在的储存工位是否位于库房最底一行的步骤，若是，直接将集装箱拉出库房；若不是，先控制所述横移机构将所述欲出库集装箱所在的储存工位下方的托架平台横移，再控制所述升降装置将所述欲出库集装箱所在的储存工位上的托架平台下降到最低位置以将集装箱拉出库房。
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