CN102616572B - 一种液压型的逆向堆垛设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压型的逆向堆垛设备，包括：抬升装置，具有：多个大液压缸，使其液压杆拉伸，以抬升已堆垛的物体；多个小液压缸，使其液压杆拉伸，以支撑多个大液压缸的重量；以及多个抬升货叉，与大液压缸固定连接，用于根据大液压缸的液压杆所产生的位移来抬升已堆垛的物体；搬运装置，与抬升装置相连接，具有：穿梭机，用于沿水平方向运动；搬运货叉，与穿梭机固定连接，用于将待堆垛的物体移送至预定位置，该预定位置为已堆垛的物体的初始位置。采用本发明，在堆垛过程中，搬运货叉每次只需水平移动待堆垛的物体而无需克服重力做功，降低了堆垛能耗。此外，该逆向堆垛设备体积较小，堆垛效率较高。

Description

一种液压型的逆向堆垛设备

技术领域

本发明涉及一种堆垛设备，尤其涉及一种用于大型立体仓库的液压型逆向堆垛设备。

背景技术

随着市场经济的发展，人们的物质生活水平日益提高，追求物质多样化已成为社会风尚。如此一来，满足市场需求的产品种类繁多，尤其是那些消费群体庞大的畅销型产品，往往会预先在仓库里储备一定数量的存货。为了节省空间，这些具有外包装的产品通常以堆垛方式来堆放，在堆垛过程中，通常有必要利用堆垛设备来进行搬运和堆放。

以室内装修用的地板材料为例，将地板材料装进规格为1.5米的立方体中，每一立方体的重量约为3吨，在将这些立方体放进仓库进行保管时，例如，以7个相同大小的立方体叠加来实现堆垛。现有技术中，常见的堆垛方式是，通过堆垛设备搬运第一个立方体作为第一层，然后搬运并抬升第二个立方体，叠放于该第一层的上方，依次向上堆垛，直至堆垛设备将第七个立方体抬升并叠放在第六层的上方。然而，这种堆垛方式要求堆垛设备必须能够实现很大的高度差(例如七个立方体的叠加高度)，而且要求该设备承受较大的前倾转矩，基于上述要求的堆垛设备底盘庞大，因克服立方体重力做功势必造成极大的能源浪费。此外，这一堆垛过程行动缓慢，效率较低。

有鉴于此，如何设计一种高效、快捷并且体积较小的堆垛设备，以解决高层堆垛的问题并节约能源，是业内相关技术人员面临的一项课题。

发明内容

针对现有技术中应用于仓库堆垛的堆垛设备在操作时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种液压型的逆向堆垛设备。

依据本发明的一个方面，提供了一种液压型的逆向堆垛设备，该逆向堆垛设备包括：

抬升装置，具有：

多个大液压缸，与所述抬升装置的支架固定连接，用于根据来自第一液压回路的液体压力，使所述大液压缸的液压杆拉伸，以沿竖直方向抬升已堆垛的物体；

多个小液压缸，与所述抬升装置的底座固定连接，并且与所述多个大液压缸对应地设置，用于根据来自第二液压回路的液体压力，使所述小液压缸的液压杆拉伸，以支撑所述多个大液压缸的重量；以及

多个抬升货叉，与所述大液压缸固定连接，用于根据所述大液压缸的液压杆所产生的位移来抬升所述已堆垛的物体；

搬运装置，与所述抬升装置相连接，具有：

穿梭机，用于沿水平方向运动；

搬运货叉，与所述穿梭机固定连接，用于将待堆垛的物体移送至预定位置，其中，所述预定位置为所述已堆垛的物体的初始位置。

优选地，该穿梭机还包括液压装置，用于控制与所述大液压缸相对应的第一液压回路以及与所述小液压缸相对应的第二液压回路。

优选地，所述液压装置还包括第一换向阀，用于将所述第一液压回路切换至第三液压回路，以便所述大液压缸的液压杆收缩，从而使所述抬升货叉将所述已堆垛的物体叠放于所述待堆垛的物体，完成逆向堆垛过程。

优选地，所述液压装置还包括第二换向阀，用于将所述第二液压回路切换至第四液压回路，以便所述小液压缸的液压杆收缩，从而使所述抬升装置与地面接触。进一步，所述抬升装置还包括万向滚轮，通过紧固螺钉与所述小液压缸的液压杆的下端相连接，并且当所述小液压缸的液压杆拉伸后，所述万向滚轮提供所述抬升装置与地面间的滚动摩擦力。

优选地，所述液压装置还包括第一平衡阀和第二平衡阀，并且所述第一平衡阀用于控制所述多个大液压缸的液压杆运动时的同步位移量，以及所述第二平衡阀用于控制所述多个小液压缸的液压杆运动时的同步位移量。

优选地，所述逆向堆垛设备还包括称重装置，用于记录所述抬升货叉抬升的所述已堆垛的物体的重量以及所述搬运货叉移送的所述待堆垛的物体的重量。

优选地，所述穿梭机还包括定位装置，用于将所述抬升装置的多个大液压缸移动至所述已堆垛的物体的各个角落。

优选地，所述抬升装置与所述搬运装置为活动连接方式，以实现对不同重量级别的待堆垛的物体的逆向堆垛。

采用本发明的逆向堆垛设备，通过抬升装置中的大液压缸来抬升已堆垛的物体并且通过搬运装置中的搬运货叉将待堆垛的物体置放于所述已堆垛的物体的下方，从而实现逆向堆垛过程。在此过程中，搬运货叉每次只需水平移动待堆垛的物体而无需克服重力做功，降低了堆垛能耗。此外，由于每次搬运的待堆垛的物体并不需要在竖直方向上移动，穿梭机不必承受过大的前倾转矩，因而该逆向堆垛设备体积较小，堆垛效率较高。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出现有堆垛设备采用顺向堆垛方式进行堆垛的状态图；

图2示出依据本发明一个方面的液压型逆向堆垛设备的结构示意图；

图3A示出图2的逆向堆垛设备的一优选实施例中小液压缸与万向滚轮的连接示意图；图3B示出图3A的优选实施例的逆向堆垛设备中抬升装置的示意图；以及

图4示出依据本发明的液压型逆向堆垛设备进行逆向堆垛的状态图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。本领域的普通技术人员应当理解，下文中的实施例只是对本发明的技术方案进行示意性说明，并且优选地介绍本发明的具体实施方式和本发明的爬壁机器人的操作过程，但本发明并不只局限于此。

如前所述，传统的堆垛设备主要采用逐层叠加的方式，将第一层物体放置于地面，然后将第二层物体抬升一定的高度，并叠放于第一层物体上。因而，堆垛的层数越高，堆垛设备的抬升力越大，与此同时，由于需要将新抬升的物体叠放在已堆垛好的物体上，势必要求该堆垛设备承受较大的前倾转矩，通常情形下，堆垛设备的底座体积过大，会造成堆垛效率过低，堆垛设备的制造成本过高。

图1示出现有堆垛设备采用顺向堆垛方式进行堆垛的状态图。参照图1，已堆垛好的物体包括第一层(标记F1)、第二层(标记F2)和第三层(标记F3)，对于待堆垛的物体层(标记FN)，如箭头方向所示，堆垛设备首先需要将该物体层FN抬升到至少相当于单个物体层高度3倍的位置，然后再将该物体层FN前倾，以叠放在物体层F3上。由该状态图可知，堆垛设备每增加放置一个待堆垛的物体层，其抬升力就相当于增加将单个物体层向上举起一个物体层的高度时的举力，不难理解，这对于具有多层物体的大型堆垛来说，其堆垛设备的底座体积较大，而且其工作时产生的抬升功率也必须足够大。由于新增加的待堆垛的物体层并没有改变原来已堆垛的物体层各层的位置，也可将其堆垛方式称为“顺向堆垛”。此外，在完成这一顺向堆垛方式的过程中，堆垛设备的能耗比较大，而且堆垛效率较低。

为了克服图1所存在的上述缺陷，本发明提出了一种液压型的逆向堆垛设备。更具体地，图2示出依据本发明一个方面的液压型逆向堆垛设备的结构示意图。参照图2，该逆向堆垛设备包括抬升装置和搬运装置，其中，该抬升装置包括多个大液压缸1、多个抬升货叉2、多个小液压缸3，并且该搬运装置包括搬运货叉5和穿梭机9。优选地，该穿梭机9用于提供该抬升装置的液压装置和/或电气控制装置，更优选地，所述穿梭机9还包括控制柜6，通过该控制柜6来提供上述液压控制装置和/或电气控制装置。

此外，抬升装置具有底座4和支架7，多个大液压缸1与抬升装置的支架7固定连接，用于根据来自第一液压回路的液体压力，使该大液压缸1的液压杆拉伸，以沿着竖直方向抬升已堆垛的物体，以及多个小液压缸3与抬升装置的底座4固定连接，且与所述多个大液压缸对应地设置，用于根据来自第二液压回路的液体压力，使小液压缸3的液压杆拉伸，以支撑所述多个大液压缸1的重量。需要指出的是，上述第一液压回路用来控制大液压缸1的液压杆拉伸，第二液压回路用来控制小液压缸3的液压杆拉伸，因而来自穿梭机9的液压装置的第一液压回路不同于第二液压回路。另外，抬升装置的多个抬升货叉2，与大液压缸1固定连接，用于根据大液压缸1的液压杆所产生的位移来抬升已堆垛的物体。优选地，抬升货叉2与大液压缸1的液压杆通过紧固螺钉进行连接。

搬运装置，与上述抬升装置相连接，其中的穿梭机9用于沿水平方向运动，以带动搬运货叉5进行移动。穿梭机9还可以精确地定位抬升装置中的大液压缸1的位置，以更好地进行堆垛。搬运货叉5与穿梭机9固定连接，用于将待堆垛的物体移动至预定位置，该预定位置为已堆垛的物体的初始位置。

在本发明的一优选实施例中，来自穿梭机9的液压装置还包括第一换向阀，用于将与大液压缸1的液压杆相对应的第一液压回路切换至第三液压回路，以便将大液压缸1的液压杆从拉伸状态切换为收缩状态，从而使抬升货叉2将所述已堆垛的物体叠放于所述待堆垛的物体，完成逆向堆垛过程。

在本发明的另一优选实施例中，来自穿梭机9的液压装置还包括第二换向阀，用于将与小液压缸3的液压杆相对应的第二液压回路切换至第四液压回路，以便将小液压缸3的液压杆从拉伸状态切换为收缩状态，从而使抬升装置与地面接触。

为了防止大液压缸或小液压杆中的不同液压杆拉伸或收缩时的位移差别很大，造成已堆垛的物体发生倾斜或侧翻现象，来自穿梭机9的液压装置还包括第一平衡阀和第二平衡阀，其中，第一平衡阀用于控制多个大液压缸1的液压杆运动(包括拉伸和收缩)时的同步位移量，第二平衡阀用于控制多个小液压缸3的液压杆运动(包括拉伸和收缩)时的位移量，从而确保多个大液压缸1和多个小液压缸3各自的液压杆在拉伸或收缩时具有相同的的位移，满足同步要求。

此外，为了扩展本发明的逆向堆垛设备的功能，该逆向堆垛设备还可以包括称重装置，用于记录抬升货叉2抬升的已堆垛的物体的重量以及搬运货叉5移送的待堆垛的物体的重量，从而精确地记录堆垛物体的总重量。此外，穿梭机9还包括定位装置，用于将抬升装置的多个大液压缸1移动至已堆垛的物体的各个角落。在一实施例中，该抬升装置与搬运装置为活动连接方式，诸如紧固螺钉连接，通过拆卸这些紧固螺钉，可以更换抬升装置或搬运装置中的穿梭机，以便实现对不同重量级别的待堆垛物体进行逆向堆垛。

图3A示出图2的逆向堆垛设备的一优选实施例中小液压缸与万向滚轮的连接示意图，图3B示出图3A的优选实施例的逆向堆垛设备中抬升装置的示意图。

参照图3A，抬升装置还包括万向滚轮8，通过紧固螺钉10与小液压缸3的液压杆的下端相连接，并且当小液压缸3的液压杆拉伸后，万向滚轮8提供抬升装置与地面间的滚动摩擦力。更为详细地，万向滚轮8的滚动部分是球形，球的球心在小液压缸3的轴线上，通过六个紧固螺钉10将其固定在小液压缸3的液压杆端部。在对抬升装置进行定位以及抬升装置发生位移时，万向滚轮8的球部与地面接触，以支撑抬升装置尤其是大液压缸1的重量，并在抬升装置运动时提供与地面之间的滚动摩擦力。另外，当抬升装置完成定位后，小液压缸3的液压杆收缩，由于万向滚轮8与小液压缸3的液压杆固定连接，万向滚轮8也将其滚动部分收回，以便抬升装置与地面接触。

参照图3B，大液压缸1与抬升装置的支架7在竖直方向上固定连接，以及小液压缸3与抬升装置的底座4固定连接。抬升货叉2通过六个紧固螺钉11连接至大液压缸1，并且抬升货叉2固定于该大液压缸1的液压杆的端部，与大液压缸1的液压杆产生向上或向下的同步位移量。在图3B中，抬升货叉2类似于“Z”型结构，其中的一水平边通过紧固螺钉11固定于大液压缸1的液压杆端部，另一水平边用于装载已堆垛物体的一个角落，以便抬升所述已堆垛物体以及将所述已堆垛物体叠加在待堆垛物体上。

图4示出依据本发明的液压型逆向堆垛设备进行逆向堆垛的状态图。如前所述，图1说明了现有堆垛设备往往采用的顺向堆垛方式，而图4示出本发明的逆向堆垛设备的逆向堆垛方式，具体来说，已堆垛好的物体包括第一层(标记F1)、第二层(标记F2)和第三层(标记F3)，对于待堆垛的物体层(标记FN)，如箭头方向所示，本发明的逆向堆垛设备中的抬升装置首先将已堆垛物体层F1、F2和F3抬升到相当于单个物体层高度的位置，然后通过逆向堆垛设备中的搬运装置将待堆垛的物体层FN移送到F1～F3原来的位置，然后再利用抬升装置将已堆垛的物体层F1～F3叠加在物体层FN上，以完成逆向堆垛。

在这一堆垛过程中，原来位于底层的物体层F1已变为第二层，以及原来分别位于第二层和第三层的F2和F3已相应地变为第三层和第四层，由于新增加的待堆垛的物体层FN改变了已堆垛的物体层各层的位置，故而将其堆垛方式称为“逆向堆垛”。需要指出的是，在逆向堆垛过程中，搬运装置中的搬运货叉始终是将待堆垛的物体层进行水平移送，而无需将其抬升到越来越高的高度，并且逆向堆垛设备也不要求承受较大的前倾转矩，所以该逆向堆垛设备的底座体积较小，也比较节约能耗。

另外，当需要将堆垛中的物体卸下时，也不必先从最高的堆垛物体开始。类似地，本发明首先将与地面接触的底层以上的所有物体抬起一定高度(如单个物体层的层高)，搬运装置中的搬运货叉5将最底层的物体取走，此时的搬运货叉也仅仅只需提供单件物体的搬运功能，既节约能源，又提高堆垛效率。

采用本发明的逆向堆垛设备，通过抬升装置中的大液压缸来抬升已堆垛的物体并且通过搬运装置中的搬运货叉将待堆垛的物体置放于所述已堆垛的物体的下方，从而实现逆向堆垛过程。在此过程中，搬运货叉每次只需水平移动待堆垛的物体而无需克服重力做功，降低了堆垛能耗。此外，由于每次搬运的待堆垛的物体并不需要在竖直方向上移动，穿梭机不必承受过大的前倾转矩，因而该逆向堆垛设备体积较小，堆垛效率较高。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种液压型的逆向堆垛设备，包括抬升装置，所述抬升装置具有多个大液压缸，与所述抬升装置的支架固定连接，用于根据来自第一液压回路的液体压力，使所述大液压缸的液压杆拉伸，以沿竖直方向抬升已堆垛的物体，其特征在于，

所述抬升装置还包括多个小液压缸和多个抬升货叉，所述多个小液压缸与所述抬升装置的底座固定连接，并且与所述多个大液压缸对应地设置，用于根据来自第二液压回路的液体压力，使所述小液压缸的液压杆拉伸，以支撑所述多个大液压缸的重量；所述多个抬升货叉与所述大液压缸固定连接，用于根据所述大液压缸的液压杆所产生的位移来抬升所述已堆垛的物体；

所述逆向堆垛设备还包括搬运装置，与所述抬升装置相连接，具有穿梭机和搬运货叉，所述穿梭机用于沿水平方向运动；所述搬运货叉与所述穿梭机固定连接，用于将待堆垛的物体移送至预定位置，其中，所述预定位置为所述已堆垛的物体的初始位置。

2.根据权利要求1所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述穿梭机还包括液压装置，用于控制与所述大液压缸相对应的第一液压回路以及与所述小液压缸相对应的第二液压回路。

3.根据权利要求2所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述液压装置还包括第一换向阀，用于将所述第一液压回路切换至第三液压回路，以便所述大液压缸的液压杆收缩，从而使所述抬升货叉将所述已堆垛的物体叠放于所述待堆垛的物体，完成逆向堆垛过程。

4.根据权利要求2所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述液压装置还包括第二换向阀，用于将所述第二液压回路切换至第四液压回路，以便所述小液压缸的液压杆收缩，从而使所述抬升装置与地面接触。

5.根据权利要求4所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述抬升装置还包括万向滚轮，通过紧固螺钉与所述小液压缸的液压杆的下端相连接，并且当所述小液压缸的液压杆拉伸后，所述万向滚轮提供所述抬升装置与地面间的滚动摩擦力。

6.根据权利要求2所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述液压装置还包括第一平衡阀和第二平衡阀，并且所述第一平衡阀用于控制所述多个大液压缸的液压杆运动时的同步位移量，以及所述第二平衡阀用于控制所述多个小液压缸的液压杆运动时的同步位移量。

7.根据权利要求1所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述逆向堆垛设备还包括称重装置，用于记录所述抬升货叉抬升的所述已堆垛的物体的重量以及所述搬运货叉移送的所述待堆垛的物体的重量。

8.根据权利要求1所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述穿梭机还包括定位装置，用于将所述抬升装置的多个大液压缸移动至所述已堆垛的物体的各个角落。

9.根据权利要求1所述的逆向堆垛设备，其特征在于，所述抬升装置与所述搬运装置为活动连接方式，以实现对不同重量级别的待堆垛的物体的逆向堆垛。