CN102085957B - 自动化立体仓储系统 - Google Patents

Abstract

自动化立体仓储系统，包括带有贯通式轨道的立体货架，位于立体货架一侧移行机构、位于移行机构一侧的升降机构、运行在贯通式轨道内的穿梭小车及控制系统。移行机构包括移动平台，设置在其上的容纳装置，设置在容纳装置上方的支撑装置、及定位装置；升降机构包括升降平台、安装在其上的移取装置、及定位装置。容纳装置可与贯通式轨道对接，使穿梭小车可将栈板或货物直接搬运至移行机构，通过移行机构移送至升降机构一侧，通过升降机构将其运送至仓库出入口端。该仓储系统空间利用率高，可自动化挪移穿梭小车。

Description

自动化立体仓储系统

技术领域

本发明涉及立体仓库，尤其是指立体仓库的自动化仓储系统。 

背景技术

随着工业化进程的加剧，物流行业也进入了蓬勃发展的时期。越来越多的大型企业对于物流管理有了更进一步的需求，随着这种提高效益节约成本的需求的日益趋强，物流行业中的仓库的进一步的自动化控制与管理显得日益紧迫。随着土地供应的日趋紧张，仓库也更趋向于立体化，只有立体化的仓库才能实现占地面积小有效利用空间的目的。 

近些年，立体仓库已经受到大型超市、大型仓储企业等的青睐。目前市场上的立体仓库大多都采用有轨巷道堆垛机进行自动的货物搬运，通过堆垛机在立体仓库的巷道内上下及水平移动堆放及拿取货物，由于堆垛机需要用货叉叉进栈板移动货物，因此巷道内的宽度需满足一定条件，且堆垛机沿着巷道运动其仅能满足在巷道两侧的货架上堆放存取货物，因此在该型立体仓库中需要多条巷道及多个堆垛机，导致立体仓库的空间利用率低，在出入库频率低时导致堆垛机的闲置浪费。 

目前，市场上出现了穿梭式立体仓库，其货架为立体贯通式轨道货架，可自动穿梭的自动穿梭小车在贯通式轨道货架中进行往复穿梭，进行存取货物，该自动穿梭小车具有自动定位、自动识别栈板位置、自动起降栈板的功能，在出库时，通过穿梭小车将货物从货架深处输送至货架出口处，通过堆垛机或叉车的货叉将货物从穿梭小车上移开进行下一步作业。在入库时，通过堆垛机或叉车的货叉将货物搬运到穿梭小车上，通过穿梭小车在轨道间运动放入指定的 货架处。这种穿梭式立体仓库其空间利用率高，但是也存在一定的局限性：当需将穿梭小车从一条贯通式轨道移动至另外贯通式轨道或需要取出进行维修时，需要利用叉车或堆垛机上的货叉挪移穿梭小车，如此，在放置堆垛机的通道里就需要留出足够的宽度以保证穿梭小车可以从轨道货架中移开或取出，降低了仓库的空间利用率，且在穿梭小车从一条轨道移动到另外轨道时消耗的时间比较多。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够进一步提高仓库空间利用率、可自动挪移穿梭小车、节约工作时间的立体仓储系统。 

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明提供一种自动化立体仓储系统其主要包括带有至少一条贯通式轨道的立体货架、在所述立体货架的贯通式轨道内穿梭的具有上下移动支撑平台的穿梭小车，其特征在于在所述立体货架的贯通式轨道的进出库一端设置有可水平移动的移行机构，在所述移行机构的相对于所述立体货架的一侧设置有可升降的升降机构及控制系统，其中： 

所述移行机构上设置有可与所述立体货架的贯通式轨道对接的容纳装置、位于所述容纳装置上方的支撑装置及用于所述移行机构进行定位的定位装置；在所述移行机构与所述立体货架的贯通式轨道定位对接后，所述穿梭小车可自动沿着所述贯通式轨道进入所述容纳装置内； 

所述升降机构上设置有可移取所述移行机构上物品的移取装置； 

所述控制系统控制所述穿梭小车、移行机构及升降机构的动作。 

所述移行机构包括至少一条导轨，在所述导轨上设置有可移动的移动平台及驱动所述移动平台沿着所述导轨移动的驱动装置，在所述移动平台上设置有所 述容纳装置及支撑装置。 

所述容纳装置为与所述立体货架的轨道可以对接的容纳平台，所述容纳平台固定安装在所述移动平台上，在所述容纳平台上方固定有支撑装置。 

所述容纳平台为与所述立体货架的轨道相匹配的两条容纳轨道，所述容纳轨道固定安装在所述移送平台上。 

所述升降机构包括立体支柱，安装在所述立体支柱上的可上下移动的升降平台，在所述升降平台上设置有可伸缩的移取装置。 

所述移取装置为货叉装置，所述货叉装置通过传动装置进行伸缩。 

所述传动装置为齿轮齿条传动、链条轮传动或齿轮齿条和链条轮的组合传动装置。 

在所述立体货架上设置有对所述穿梭小车进行充电的充电装置。 

本发明的自动化立体仓储系统，其仓库空间利用效率高，节省了通过叉车或堆垛机辅助挪移穿梭小车的空间和时间，提高了作业效率。 

附图说明

图1本发明立体仓储系统俯视结构示意图 

图2本发明立体仓储系统侧视结构示意图 

具体实施方式

针对上述的发明内容，现举一较佳实施例并结合图式进行具体说明。本发明的自动化立体仓储系统，其主要由立体货架1、穿梭小车2、移行机构3、升降机构5、控制系统组成，参考图1～图2，其中： 

立体货架1，其由多个立体支柱及横梁等按照力学原理搭建而成，其可以拆分，也可以根据客户需求搭建成固定样式。该货架材质选用承载力高的金属材 料制作。在立体货架1的水平方向上设置有数层贯通式轨道11，在每层贯通式轨道由间隔一定距离的数条贯通式轨道11组成。在每层轨道之间设置有放置栈板或货物的货物放置架，货物放置架位于贯通式轨道的上方，其高度及结构满足当穿梭小车的顶升机构为非顶升状态时，穿梭小车可在货架的货物放置架与轨道之间自由穿行，当穿梭小车的顶升机构处于顶升状态时，穿梭小车的支撑平台可顶起放置在货物放置架上的栈板或货物，使其脱离货物放置架，并带动栈板或货物沿着贯通式轨道移动。该实施例的每条贯通式轨道采取间隔适当距离的两条平行导轨组成，该平行导轨固定在货架的支柱上，该两导轨间的距离满足穿梭小车可在其上自由穿行而不至于从导轨上掉落。在每条贯通式轨道的出入口两侧都设置有导向板，当穿梭小车进出轨道时，可通过导向板引导穿梭小车的正确运行位置，使其运行方向不会偏离。该立体仓库的具体结构为现有技术，可参考穿梭式立体仓库的货架结构。在立体货架的一侧的出入库端设置有充电区域，在该充电区域内设置有充电装置。当穿梭小车电能不足时，将穿梭小车通过移行机构搬运至充电区域13，通过充电装置为穿梭小车的蓄电池组进行充电。 

穿梭小车2，其主要包括行走装置、顶升机构、蓄电池组装置及穿梭控制系统；该穿梭小车在市场上就有售，其行走装置、蓄电池组装置、顶升机构及穿梭控制系统在此不再赘述。穿梭小车的支撑平台可通过顶升机构自动抬起或放下。穿梭控制系统控制穿梭小车的自动定位、自动运行、自动顶升等动作。可以在每条贯通式轨道内都放置有穿梭小车，也可以每几条贯通式轨道放置一台穿梭小车，当放置一台小车时，穿梭小车可以通过移行机构从一条贯通式轨道运送至另一条贯通式轨道。 

移行机构3，位于立体货架1的出入库一端，其水平运行位置可以触及涵盖立体货架1的每列贯通式轨道的出入库端口。其包括水平延伸的位于触及立体货架1的每列贯通式轨道11的支架，在支架上沿其长度方向固定安装有两条平行的导轨32，该导轨也可以是一条或多条。在导轨32上安装有可以移动的移动平台33，该移动平台33通过安装在其上的电机34驱动，使其沿着导轨32进行往复移动，电机34通过固定安装在支架31上的集电轨对电机34进行供电。电机34也可以是伺服电机，也可以马达减速机。当然，该移动平台也可以通过固定在支架31上的链条轮组带动其水平往复移动。在移动平台33的位于横向移动方向的两侧上固定安装有两条容纳导轨36，该容纳导轨36与立体货架1的贯通式轨道11可以对接，当其定位对接后，穿梭小车可以沿着贯通式轨道11自动移动至移动平台33上的容纳轨道36上，穿梭小车也可以从容纳轨道36自动移动至贯通式轨道11上。容纳导轨36的两侧固定安装有支撑架，当穿梭小车带着栈板或货物移动至移动平台上时，栈板或货物位于该支撑架的上方，当穿梭小车的顶升机构向下运动时，栈板或货物会被放置在支撑架上，从而使穿梭小车的支撑平台与栈板或货物脱离。该导轨36可选择工字形或L形导轨，穿梭小车容纳在导轨内，导轨的上端可作为放置栈板或货物的支撑架。在移动平台33远离立体货架的一侧的容纳导轨一端设置有限位机构，其可阻止穿梭小车移行至移动平台时，滑出移动平台一侧。限位机构和容纳导轨两侧的支撑架形成一容纳空间，穿梭小车可容纳在该容纳空间内。在该移行机构3上还设置有定位装置，该定位装置包括定位传感器及感知片，在沿导轨32的长度方向根据需要定位的位置，间隔适当距离设置有多个感知片，传感器设置在移动平台33上，传感器与控制系统通信连接。当移动平台运动时，移动平台上的传感器感知到感知片一侧时，此时驱动移动平台的电机进行减速动作，在设定的时间内停止运转，使移动平台停止在需要定位的位置处。采取先减速后停止，其冲击力小，对于承载在移动平台上的货物来说惯性力小，不会因为巨大的惯性力在移动平台上滑动造成货物跌落毁损，且可以使移动平台定位更准确，不会因为巨大的惯性力而远离定位位置。该移行机构根据立体货架的贯通式轨道货层数可设置有多层移行机构，也就是说对应于立体货架的每层贯通式轨道都会匹配设置有一移行机构，在支架上的垂直方向上可水平固定安装有多个该移行机构以满足立体货架多层贯通式轨道的出入库需求。 

升降机构5，位于移行机构3相对于立体货架的一侧，为了大型仓库的出入库方便，一般升降机构5位于移行机构3靠近仓库出入库口一端的一侧。升降机构5包括立体支柱51，升降平台53，移取装置。其中，立体支柱51下端固定在基座上，其上端固定在仓库上方的横梁上。在立体支柱的两侧设置有滑槽，在升降平台53的一侧固定有相对的两组滚轮，每组滚轮至少带有一个滚轮，该两组滚轮分别卡进立体支柱51两侧的滑槽内，使升降平台53可沿着立体支柱53的滑槽上下移动。在升降平台53上固定有数根钢缆，该钢缆延伸绕过立体支柱顶端并卷绕在卷绕轴上，该卷绕轴固定连接在安装在基座上的升降电机531上。当电机运转时，其可通过钢缆带动升降平台沿着立体支柱做上下移动。当然了，该升降平台也可通过液压机构使其上升或下降。在升降机构5上设置有定位装置，该定位装置包括感知片和传感器，根据移行机构3的层数，感知片间隔适当距离固定安装在立体支柱的一侧，传感器固定安装在升降平台上，当升降电机接收到信号拉升或下降升降平台移动至感知片位置时，传感器感知到感知片的一端时，即将感知信号传给控制系统，控制系统控制升降电机减速， 然后在规定时间内停止运动。此时，升降平台53可定位于与移行机构3想匹配的位置。在升降平台53上固定安装有移取装置，移取装置为可伸缩的货叉装置54，货叉装置可通过传动装置进行伸缩，该传动装置可以是齿轮齿条传动、链条轮组传动或齿轮齿条与链条轮组组合等大家熟知的传动的方式。通过电机带动安装在货叉下方的传动装置带动货叉移动，该传动装置可以是齿轮齿条、链条轮或其他传动机构。通过电机带动当货叉伸出去时，其可伸入到放置在移行机构3上的栈板或货物下方或穿梭小车的下方，将其搬离移行机构3，并搬至运输车上，或放置在其他运输装置上。升降机构5属于现有技术，细节性结构在此不再赘述。 

上述电机也可选用伺服电机，也可以选用马达减速机。 

控制系统，本实施例采取PLC作为控制系统，控制穿梭小车、移行机构、升降机构的运行动作。穿梭小车、移行机构及升降机构上的定位传感器向PLC发出感知信号，PLC通过接收到的信号控制穿梭小车、移行机构、升降机构的各电机动作，实现自动化存储过程。 

本发明运行过程：在需要出库时，控制系统命令穿梭小车运行至需要的位置，通过定位装置进行位置感知，控制系统切断行进电机的电源，控制顶升机构使顶升机构抬起放置在立体货架上的栈板或货物，然后控制系统控制穿梭小车沿着贯通式轨道向轨道的出入口运行，同时，移行机构在控制系统的控制下运行至该条贯通式轨道出入口，其容纳轨道与贯通式轨道对接，穿梭小车则在控制系统控制下运行至移行机构的容纳空间内，穿梭小车的顶升机构下降，使其搬运的栈板或货物放置在移行机构的支撑装置上，此时，穿梭小车从移行机构返回立体货架的贯通式轨道；移行机构带着栈板或货物运行至升降机构一侧， 控制系统控制升降机构抬升至该移行机构所在层，升降机构的移取装置在控制系统控制下运行，伸入栈板或货物下，然后抬升栈板或货物使其脱离移行机构，然后搬运至一旁等待的搬运车上或放置在其他运输装置上。入库时操作与出库操作相反。 

本发明省去了利用叉车搬运穿梭小车所需要预留的空间，更大程度的提高了仓库空间的利用率，而且也实现了仓库内出入库及穿梭小车搬运的完全自动化操作，节省了人力。 

Claims (6)

1.一种自动化立体仓储系统，其包括带有至少一条贯通式轨道的立体货架、在所述立体货架的贯通式轨道内穿梭的具有上下移动支撑平台的穿梭小车，其特征在于在所述立体货架的贯通式轨道的进出库一端设置有可水平移动的移行机构，在所述移行机构的相对于所述立体货架的一侧设置有可升降的升降机构及控制系统，其中：

所述移行机构包括至少一条导轨，在所述导轨上设置有可移动的移动平台、驱动所述移动平台沿着所述导轨移动的驱动装置及用于所述移行机构进行定位的定位装置；在所述移动平台上设置有可与所述立体货架的贯通式轨道对接的容纳装置；在所述容纳装置上方设置有支撑装置；所述容纳装置为与所述立体货架的轨道可以对接的容纳平台，所述容纳平台固定安装在所述移动平台上，在所述容纳平台上方固定有所述支撑装置；在所述移行机构与所述立体货架的贯通式轨道定位对接后，所述穿梭小车可自动沿着所述贯通式轨道进入所述容纳装置内；

所述升降机构上设置有可移取所述移行机构上物品的移取装置；

所述控制系统控制所述穿梭小车、移行机构及升降机构的动作。

2.根据权利要求1所述的自动化立体仓储系统，其特征在于所述容纳平台为与所述立体货架的轨道相匹配的两条容纳轨道，所述容纳轨道固定安装在所述 移动平台上。

3.根据权利要求1～2任一所述的自动化立体仓储系统，其特征在于所述升降机构包括立体支柱，安装在所述立体支柱上的可上下移动的升降平台，在所述升降平台上设置有可伸缩的移取装置。

4.根据权利要求3所述的自动化立体仓储系统，其特征在于所述移取装置为货 叉装置，所述货叉装置通过传动装置进行伸缩。

5.根据权利要求4所述的自动化立体仓储系统，其特征在于所述传动装置为齿轮齿条传动、链条轮传动或齿轮齿条和链条轮的组合传动装置。

6.根据权利要求1所述的自动化立体仓储系统，其特征在于在所述立体货架上设置有对所述穿梭小车进行充电的充电装置。 

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