CN103879704A - 一种轻型料箱高速堆垛机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻型料箱的高速堆垛机，尤其涉及高架立体库密集仓储使用的轻型料箱的高速堆垛机。其特征是包括设置在行走框架上下两套同步带驱动机构组成的行走装置和同步带驱动的提升机构，以及固定在提升机构的提升平台上的伸缩货叉拨爪机构和料箱移载机构。传统堆垛机每次只能移载一个料箱，效率较低，传统堆垛机货叉体积、重量较大主要是因为其取货的方式是将料箱提起，需要克服料箱的重力，本发明相比于传统堆垛机具有运行速度快、定位精度高、运行平稳、噪音小、效率高、体积小等优点。

Description

一种轻型料箱高速堆垛机

　　　

技术领域

本发明涉及一种轻型料箱的高速堆垛机，尤其涉及高架立体库密集仓储使用的轻型料箱的高速堆垛机。

 

背景技术

目前，单件料箱密集仓储库仍然采用传统的堆垛机来实现料箱的出入库。

传统的堆垛机依靠单套行走轮驱动、定位，运行加减速小、速度慢、定位精度不高，随着堆垛机运载货物重量增加，单套行走轮驱动的传统堆垛机需要选用更大功率的电机，随着立体库高度的增加，堆垛机高度也大大增加，在高效率、高速度、高加速度的要求下，传统单套行走轮驱动的堆垛机很难选取合适的行走电机，很难保证整机上下运动的同步性，运行加减速小，不能获取更高的速度。传统的堆垛机由货叉实现料箱的出入库，货叉需要承受料箱的重力对料箱进行移载，控制货叉伸缩的电机功率大，电机的尺寸大，货叉体积大，整机重量大，并且每次只能移载一个料箱，效率较低；传统的堆垛机的提升机构多为钢丝绳或链条驱动，提升噪音大，定位精度不高。

总之，单件料箱密集仓储库采用传统的堆垛机来实现料箱的出入库，设备投入费用高，运行加减速小，速度慢，运行效率低，定位精度差，已经不能满足现代物流的低成本高效率的要求。

 

发明内容

为克服上述传统堆垛机运行加减速小、运行速度慢、定位不精确，运行噪音大，体积大，重量大，效率低等缺点，本发明提供了一种定位精度高、运行加减速大、运行速度快、体积小、重量轻的轻型料箱高速堆垛机。

针对现有堆垛机存在的问题，本发明对堆垛机的行走方式、提升方式以及料箱提取和放入方式进行了改进。

本发明的技术特征是：

将传统堆垛机的行走机构以及提升机构更改为同步带驱动，可大大提高堆垛机的运行速度以及定位精度，降低噪音，提高运行稳定性；

将传统堆垛机底部驱动的的单一驱动方式改为上下同时驱动的双驱动方式，加入能保证上下两行走驱动机构同步运行的运动控制器，保证了堆垛机整体运行的同步性，提高堆垛机运行稳定性，提高堆垛机运行效率。堆垛机框架上下同时双驱动方式可以使堆垛机获取更大的加速度的同时保证堆垛机机体上下运动的同步性，堆垛机在较大的加减速过程中不会出现倾斜、颤抖等不稳定情况，此驱动方式选取电机功率更小，运行速度更快，运行更稳定。

将用货叉提起料箱改为推拉料箱的方式，只需要克服料箱与货架的摩擦力，就可以将料箱移动，驱动电机功率较小，结构紧凑，减小了货叉尺寸；

通过增加料箱缓存平台，可以单次移载多个料箱，提高料箱移载效率。

以下介绍本发明的结构，料箱整齐放置在货架的货格内，每个货格存放一个料箱，轻型料箱高速堆垛机行驶在天轨与地轨之间。

轻型料箱高速堆垛机由行走装置，提升机构，伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构构成。

轻型料箱高速堆垛机在行走装置的作用下可往复直线运动，在提升机构的驱动下，伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构在堆垛机中上下移动，伸缩货叉拨爪机构可以找到制定货格的位置，并将料箱拨拉到料箱移载机构内，料箱移载机构最大可承载5个料箱。

轻型料箱高速堆垛机包括：行走装置，提升机构，伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构构成。

行走装置由同步带驱动机构，导向轮，行走轮以及行走框架构成：导向轮以及行走轮均铰支在行走框架上，行走轮设置在行走框架底部，导向轮设置在行走框架的侧面，与天轨地轨相贴合，行走轮支撑整机重量，导向轮确保整机往复行走精度；上下布置的两套同步带驱动机构为整机往复直线运动提供动力。

同步带驱动机构由行走电机，行走带轮 ，电机支架， 同步带，导向轮，以及铰支座构成：行走电机由电机支架固定在行走框架上，行走带轮与行走电机输出轴同轴固定，两个导向轮铰支在铰支座上，铰支座与行走框架固定，同步带两端张紧固定，依次沿导向轮缠绕过行走带轮，再沿导向轮切线方向向两端分布，同步带与行走带轮相啮合。

当行走电机转动时，由于同步带两端固定，电机带动行走框架相对于同步带移动，机体做直线运动。

相比于依靠单套行走轮驱动定位的堆垛机，同步带驱动方式具有运行稳定，定位精度高，运行速度快的优点，相比于单套同步带驱动方式，上下布置的的两套同步带驱动机构，上下载荷分布更加合理，所需驱动电机功率小，体积小，整机结构紧凑，体积小。

提升机构由提升平台，导向轮，提升电机，提升带轮，电机支架， 同步带，从动带轮，导向柱构成：提升电机由电机支架固定在行走框架上，提升带轮与提升电机输出轴同轴固定，从动带轮铰支在导向柱上，同步带绕过提升带轮与从动带轮，一端连接在提升平台上端，一端连接在提升平台下端，提升平台布置有若干导向轮，导向轮与导向柱配合，对提升平台的运动进行导向。

当提升电机带动提升带轮转动，通过同步带传递，提升平台做直线运动。

伸缩货叉拨爪机构由底叉，中叉，顶叉，拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成：底叉，中叉4，顶叉构成伸缩货叉机构，通过电机的带动以及特定的链条绕法可实现货叉的伸缩，这一机构与已知通用的伸缩货叉结构相同。

拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成拨爪机构，顶叉前、后部位分别设置一组结构相同的拨爪机构。拨爪电机由电机固定座固定在顶叉上，拨爪电机主轴铰支在主轴铰支座上，主轴末端连接有拨爪。拨爪在电机的驱动下可做九十度转动。

伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构均固定在提升平台上，可以跟随提升平台共同升降。货叉可以前后伸缩，通过拨爪电机的转动，拨爪可以旋转。

料箱移载机构由水平设置的电动滚筒或电机驱动的传送带构成，可以双向移载放置在其上的料箱。

综上所述，一种轻型料箱高速堆垛机，其特征是包括设置在行走框架上下两套同步带驱动机构组成的行走装置和同步带驱动的提升机构，以及固定在提升机构的提升平台上的伸缩货叉拨爪机构和料箱移载机构。

行走装置由布置于行走框架上下两套同步带驱动机构，导向轮，行走轮以及行走框架构成：导向轮以及行走轮均铰支在行走框架上，行走轮设置在行走框架底部，导向轮设置在行走框架的侧面，与天轨地轨相贴合,设置有保证两驱动电机同步运行的运动控制器。

同步带驱动机构由行走电机，行走带轮 ，电机支架， 同步带，导向轮，以及铰支座构成：行走电机由电机支架固定在行走框架上，行走带轮与行走电机输出轴同轴固定，两个导向轮铰支在铰支座上，铰支座与行走框架固定，同步带两端张紧固定，依次沿导向轮缠绕过行走带轮，再沿导向轮切线方向向两端分布，同步带与行走带轮相啮合。

同步带的两端分别与行走装置天轨、地轨尽头的固定物连接固定。

每个轻型料箱高速堆垛机的行走装置至少设置两套同步带驱动机构，分别安装在靠近天轨、地轨的行走框架上。

提升机构由提升平台，导向轮，提升电机，提升带轮，电机支架， 同步带，从动带轮，导向柱构成：提升电机由电机支架固定在行走框架上，提升带轮与提升电机输出轴同轴固定，从动带轮铰支在导向柱上，同步带绕过提升带轮与从动带轮，一端连接在提升平台上端，一端连接在提升平台下端，提升平台两边布置有若干导向轮，导向轮与两侧的导向柱配合，构成提升平台的竖直导向机构。

伸缩货叉拨爪机构由底叉，中叉，顶叉，拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成：底叉，中叉，顶叉构成伸缩货叉机构；拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成拨爪机构；顶叉前、后部分别设置一组结构相同的拨爪机构。

拨爪电机由电机固定座固定在顶叉上，拨爪电机主轴铰支在主轴铰支座上，主轴末端连接有拨爪。

料箱移载机构为水平设置的由电动滚筒或电机驱动的传送带构成。伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构均固定在提升平台上。

工作时，轻型料箱高速堆垛机在行走装置的作用下运动到相应位置，在提升机构的驱动下，伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构在堆垛机中上下移动，伸缩货叉拨爪机构可以找到制定货格的位置，并将料箱拨拉到料箱移载机构内，料箱移载机构最大可承载5个料箱。

本发明相比于传统堆垛机，同步带驱动方式具有运行稳定，定位精度高，运行速度快的优点，相比于单套同步带驱动方式，上下布置的的两套同步带驱动机构，上下载荷分布更加合理，所需驱动电机功率小，体积小，整机结构紧凑，运行速度快效率高、定位精度高、运行平稳、噪音小诸多优点。传统堆垛机每次只能移载一个料箱，效率较低，传统堆垛机货叉体积、重量较大主要是因为其取货的方式是将料箱提起，需要克服料箱的重力。本发明可提高料箱的出入库效率，提高料箱出入库稳定性，降低噪音，减少仓储设备投入和维护费用。

 

附图说明

图1 整个系统示意图。

图2 轻型料箱高速堆垛机结构示意图。

图3 行走驱动机构结构示意图。

图4 提升机构原理示意图。

图5 轻型料箱高速堆垛机取货示意图。

图6 轻型料箱高速堆垛机取货示意图。

图7轻型料箱高速堆垛机取货示意图。

图8 轻型料箱高速堆垛机放货示意图。

图中：

1.轻型料箱高速堆垛机

2.行走装置

2-1.同步带驱动机构  2-1-1.行走电机 2-1-2.行走带轮 2-1-3.电机支架 2-1-4.同步带 2-1-5.导向轮 2-1-6.铰支座

2-2.导向轮 2-3.行走轮 2-4.行走框架

3.提升机构

3-1.提升平台 3-2.导向轮 3-3.提升电机 3-4.提升带轮 3-5.电机支架 3-6.同步带 3-7.从动带轮 3-8.导向柱

4.伸缩货叉拨爪机构

4-1.底叉 4-2.中叉 4-3.顶叉 4-4.拨爪 4-5.主轴铰支座 4-6.电机固定座 4-7.拨爪电机  

5.料箱移载机构

6.天轨

7.地轨

8.料箱

9.货架

10.输送线

具体实施方式

    以下结合附图，具体披露本发明的具体实施方式。

 

实施例一

整个系统描述

如图1 整个系统示意图所示：

若干料箱8整齐放置在货架9的货格内，每个货格存放一个料箱8，轻型料箱高速堆垛机1行驶在天轨6与地轨7之间，轻型料箱高速堆垛机1主要由行走装置2，提升机构3，伸缩货叉拨爪机构4以及料箱移载机构5构成，轻型料箱高速堆垛机1在行走装置2的作用下可往复直线运动，在提升机构3以及行走装置2的作用下伸缩货叉拨爪机构4可以找到制定货格的位置，并将料箱8拨拉到料箱移载机构5内，料箱移载机构5最大可承载5个料箱8。

轻型料箱高速堆垛机结构描述

轻型料箱高速堆垛机1主要由行走装置2，提升机构3，伸缩货叉拨爪机构4以及料箱移载机构5构成。

针对各部分阐述其工作原理：

行走装置如图2、图3所示：

    行走装置2主要由同步带驱动机构2-1，导向轮2-2，行走轮2-3以及行走框架2-4构成，导向轮2-2以及行走轮2-3均铰支在行走框架2-4上，行走轮2-3支撑整机重量，导向轮2-2确保整机往复行走精度，上下布置的两套同步带驱动机构2-1为整机往复直线运动提供动力，相比于依靠单套行走轮驱动定位的堆垛机，同步带驱动方式具有运行稳定，定位精度高，运行速度快的优点，相比于单套同步带驱动方式，上下布置的的两套同步带驱动机构，上下载荷分布更加合理，所需驱动电机功率小，体积小，整机结构紧凑，体积小。同步带驱动机构2-1由  行走电机2-1-1，行走带轮 2-1-2， 电机支架2-1-3， 同步带2-1-4， 导向轮2-1-5，以及铰支座2-1-6构成，行走电机2-1-1通过电机支架2-1-3固定在行走框架2-4上，行走带轮 2-1-2与行走电机2-1-1输出轴同心固定， 两个导向轮2-1-5铰支在铰支座2-1-6上，铰支座2-1-6与行走框架2-4固定，同步带2-1-4两端张紧固定如图示缠绕，同步带2-1-4与行走带轮 2-1-2相啮合，当行走电机2-1-1转动时，由于同步带2-1-4固定不动，电机2-1-1带动行走框架2-4相对于同步带2-1-4移动，机体做直线运动。

提升机构图2、图4所示：

提升机构3主要由提升平台3-1， 导向轮3-2， 提升电机3-3， 提升带轮3-4， 电机支架3-5， 同步带3-6， 从动带轮3-7， 导向柱3-8构成，提升电机3-3通过电机支架3-5固定在行走框架2-4上，提升带轮3-4与提升电机3-3输出轴同心固定，从动带轮3-7铰支在导向柱3-8上，同步带3-6绕过提升带轮3-4与从动带轮3-7，一端连接在提升平台3-1上端，一端连接在提升平台3-1下端，提升平台3-1布置有若干导向轮3-2，导向轮3-2与导向柱3-8配合可以对提升平台3-1的运动进行很好的导向作用。当提升电机3-3带动提升带轮3-4转动，通过同步带3-6传递，提升平台3-1沿导向柱做直线运动。

伸缩货叉拨爪机构以及料箱移载机构如图2、图5所示：

伸缩货叉拨爪机构4主要由底叉4-1， 中叉4-2， 顶叉4-3， 拨爪4-4， 主轴铰支座4-5， 电机固定座4-6，以及 拨爪电机4-7构成。底叉4-1， 中叉4-2， 顶叉4-3构成货叉机构，通过电机的带动以及特定的链条绕法可实现货叉的伸缩，这一机构与一般通用的货叉结构原理相同。拨爪4-4， 主轴铰支座4-5， 电机固定座4-6，以及 拨爪电机4-7构成拨爪机构，顶叉4-3前后分别固定一组结构相同的拨爪机构，拨爪电机4-7通过电机固定座4-6固定在顶叉4-3上， 拨爪电机4-7主轴铰支在主轴铰支座4-5上，主轴末端连接有拨爪4-4。伸缩货叉拨爪机构4以及料箱移载机构5均固定在提升平台3-1上，可以跟随提升平台3-1共同升降。货叉可以前后伸缩，通过拨爪电机4-7的转动，拨爪4-4可以旋转。料箱移载机构5由电动滚筒或电机驱动皮带构成，可以双向移载放置在其上的料箱8。

工作过程：

1.出库

a.取货

如图1 整个系统示意图，图2轻型料箱高速堆垛机结构示意图，图5轻型料箱高速堆垛机取货示意图，图6轻型料箱高速堆垛机取货示意图所示：

行走电机2-1-1转动带动轻型料箱高速堆垛机1行走至指定位置，同时提升电机3-3转动带动提升平台3-1移动至指定的高度，此时顶叉4-3前端以及后端拨爪4-4均升起，顶叉4-3前伸至货格内部指定位置时，顶叉4-3前端拨爪4-4在拨爪电机4-7旋转作用下落下，货叉回缩，在拨爪4-4拉拨作用下料箱8进入料箱移载机构5的输送皮带上，输送皮带向远离货叉的方向运动，带动其上料箱8移动，为下一个料箱的移载留一个货位，料箱移载机构5共可放置5个料箱8，料箱装满后，开始进行放货动作。

b.放货

如图1 整个系统示意图，图2轻型料箱高速堆垛机结构示意图，图5轻型料箱高速堆垛机取货示意图，图7轻型料箱高速堆垛机取货示意图所示：

完成取货出库动作后，行走电机2-1-1转动带动轻型料箱高速堆垛机1行走至指定位置，同时提升电机3-3转动带动提升平台3-1移动至与输送线10高度相同的指定高度，顶叉4-3前端以及后端拨爪4-4均升起，料箱移载机构5转动，料箱依次进入输送线10，料箱全部移载完成，完成出库动作。

2.入库

如图1 整个系统示意图，图2轻型料箱高速堆垛机结构示意图，图5轻型料箱高速堆垛机取货示意图，图8轻型料箱高速堆垛机放货示意图所示：

行走电机2-1-1转动带动轻型料箱高速堆垛机1行走至指定位置，同时提升电机3-3转动带动提升平台3-1移动至指定的货格高度，此时料箱移载机构5上放置有若干规则排列的料箱8，顶叉4-3后端拨爪4-4均落下，货叉前伸将料箱8推入指定货格，货叉回位后，料箱移载机构5皮带向货叉方向移动带动剩余料箱8向货叉方向运动，料箱8运动到位后进行下一次入库动作。

 

实施例二

在实施例一的基础上，为了消除提升机构3的提升平台3-1上升和下降时，提升电机3-3 的启动和提升阻力不同，以及同步带3-6始终承受提升平台的重力，所述的提升机构的提升平台设置由绕过行走框架上的定滑轮的钢索连接提升平台和配重物组成的提升平台平衡配重器。

本实施例可有效降低提升电机的出力，提高使用寿命，减少维护成本。

 

实施例三

在实施例二的基础上，为了简化提升机构3的结构，可以考虑参照行走装置中同步带驱动机构的结构：提升机构由提升电机，提升带轮 ，电机支架，同步带，导向轮，以及铰支座设置在提升机构上，提升带轮与提升电机输出轴同轴固定，两个导向轮铰支在铰支座上，铰支座与行提升平台固定，同步带依次沿导向轮缠绕过提升带轮两端，张紧沿导向轮切线方向向行走框架上下两端延伸，并固定在行走框架上，同步带与提升带轮相啮合。

本实施例可以减少同步带长度，省去从动带轮结构。具有明显的经济效益。

Claims (10)

1.一种轻型料箱高速堆垛机，其特征是包括设置在行走框架上下两套同步带驱动机构组成的行走装置和同步带驱动的提升机构，以及固定在提升机构的提升平台上的伸缩货叉拨爪机构和料箱移载机构。

2.根据权利要求1所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的行走装置由布置于行走框架上下两套同步带驱动机构，导向轮，行走轮以及行走框架构成：导向轮以及行走轮均铰支在行走框架上，行走轮设置在行走框架底部，导向轮设置在行走框架的侧面，与天轨地轨相贴合,设置有保证两驱动电机同步运行的运动控制器。

3.根据权利要求2所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的同步带驱动机构由行走电机，行走带轮 ，电机支架， 同步带，导向轮，以及铰支座构成：行走电机由电机支架固定在行走框架上，行走带轮与行走电机输出轴同轴固定，两个导向轮铰支在铰支座上，铰支座与行走框架固定，同步带两端张紧固定，依次沿导向轮缠绕过行走带轮，再沿导向轮切线方向向两端分布，同步带与行走带轮相啮合。

4.根据权利要求1所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的提升机构由提升平台，导向轮，提升电机，提升带轮，电机支架， 同步带，从动带轮，导向柱构成：提升电机由电机支架固定在行走框架上，提升带轮与提升电机输出轴同轴固定，从动带轮铰支在导向柱上，同步带绕过提升带轮与从动带轮，一端连接在提升平台上端，一端连接在提升平台下端，提升平台两边布置有若干导向轮，导向轮与两侧的导向柱配合，构成提升平台的竖直导向机构。

5.根据权利要求1所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的伸缩货叉拨爪机构由底叉，中叉，顶叉，拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成：底叉，中叉，顶叉构成伸缩货叉机构；拨爪，主轴铰支座，电机固定座以及拨爪电机构成拨爪机构；顶叉前、后部分别设置一组结构相同的拨爪机构。

6.根据权利要求5所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的拨爪电机由电机固定座固定在顶叉上，拨爪电机主轴铰支在主轴铰支座上，主轴末端连接有拨爪。

7.根据权利要求1所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的料箱移载机构为水平设置的由电动滚筒或电机驱动的传送带构成。

8.根据权利要求4所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的提升机构的提升平台设置由绕过行走框架上的定滑轮的钢索，连接提升平台和配重物组成的提升平台平衡配重器。

9.根据权利要求4所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的提升机构由提升电机，提升带轮 ，电机支架，同步带，导向轮，以及铰支座设置在提升机构上，提升带轮与提升电机输出轴同轴固定，两个导向轮铰支在铰支座上，铰支座与行提升平台固定，同步带依次沿导向轮缠绕过提升带轮两端，张紧沿导向轮切线方向向行走框架上下两端延伸，并固定在行走框架上，同步带与提升带轮相啮合。

10.根据权利要求2所述的轻型料箱高速堆垛机，其特征是所述的行走装置至少设置两套同步带驱动机构，分别安装在靠近天轨、地轨的行走框架上。

Images