CN103896001A

CN103896001A - 自动存储货柜

Info

Publication number: CN103896001A
Application number: CN201410149589.1A
Authority: CN
Inventors: 李云水; 孟舰; 郑永新; 李良; 唐跃
Original assignee: HANGZHOU DECHUANG ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: Hangzhou Dechuang electronic Limited by Share Ltd
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: CN103896001B

Abstract

本发明涉及电力仓储设备领域，尤其涉及用于存储电能表计的自动存储货柜，包括两相邻的机架、防护罩（5）、信息采集单元（17）、X轴机械手（26）、Y轴机械手（47）、Z轴机械手（40）和主控PLC；其中：机架I（1）上设有竖直支撑杆（3），每两根竖直支撑杆（3）形成一个间隔空间，在间隔空间内设有挂杆（4），每两根挂杆（4）形成一个安装平面。本发明有益效果：通过对货柜储存空间结构上的巧妙设计，匹配精确自动存取的机械手，且自动计量，实现了自动存取，节省空间，精确计量节省人工成本的目的，最大化地节省空间，提高了效率，解决了现有技术中存在的问题。

Description

自动存储货柜

技术领域

本发明涉及电力仓储设备领域，尤其涉及用于存储电能表计的自动存储货柜。

背景技术

目前在小规模的电力仓储设备中，主要存在挂表架（也叫密集架）、自动化货柜、普通货架等仓储形式。其中：挂表架：主要应用于营业所，小规模的二级表库，产品缺点：1）按挂表架常用规格2mx2mx0.6m挂表128只，1.2M²，一般多用3-5组，加上滑轨，占地面积较大；2）自动化程度低，所有挂表、取表都需要人工操作，对于一个普通营业所来说，月用表量1500的（一般是集中在3-5天内完成），需要（3-5天内）摘挂表3000次；表计存储方式先在pc电脑终端上进行入库表扫描，系统接收后，指定表架灯亮，仓库管理员找到指定位置将表挂上。自动化货柜：产品缺点：1）一次性投入大约65万，固定表位3000多只，同时对层高有较高要求（层高大于4米），一般电力公司营业所不能符合要求；2）存取模式采用箱模式，单表领用需要人工取箱后找表，剩余表计重新回库，工作效率不高，人工劳动强度大；3）一般营业所月用表需求在500-1500只，设备利用率偏低。操作时操作员需要在自动化货柜软件上进行存取表操作，操作完成后在到营销系统进行补充录入。取表操作无法监控到表，全靠操作员自身责任意识。普通货架：产品缺点：采用人工存放，存取全靠人工记，管理难度大，营业所经常出现丢表情况。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种自动存储货柜，通过对货柜储存空间结构上的巧妙设计，匹配精确自动存取的机械手，且自动计量，实现了自动存取，节省空间，精确计量节省人工成本的目的，解决了现有技术中存在的问题。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：自动存储货柜，包括两相邻的机架、防护罩、信息采集单元、X轴机械手、Y轴机械手、Z轴机械手和主控PLC；其中：机架I上设有竖直支撑杆，每两根竖直支撑杆形成一个间隔空间，在间隔空间内设有挂杆，每两根挂杆形成一个安装平面，防护罩设在机架I中部，防护罩内有一操作窗口，信息采集单元与操作窗口对应设置在机架上，Y轴机械手设在机架II底部，Z轴机械手底部固定连接在Y轴机械手上，Z轴机械手顶部由机架顶部设的导轨引导，X轴机械手固定在Z轴机械手上，主控PLC，分别与X轴机械手、Y轴机械手、Z轴机械手、操作窗口、信息采集单元单元进行电连接。

作为优选，还包括除雾单元，除雾单元包括机壳、高温风扇、PTC加热器，高温风扇设在机壳内，PTC加热器设在机壳底部，机壳固定在机架II壁上。

作为优选，防护罩包括抽屉面板、连接杆、箱式轴承、导轴、固定座，固定座固定于机架I上，导轴固定于固定座上、箱式轴承套在导轴上，抽屉面板通过连接杆固定于箱式轴承上；操作窗口包括电动滑台I、支撑板、立板、左电表限位板、右电表限位板，支撑板固定于电动滑台I上、立板固定于支撑板上，左电表限位板和右电表限位板都固定于立板上，左电表限位板和右电表限位板形成了一个凹型缺口；操作窗口的电动滑台I固定在机架I上，支撑板设在电动滑台I上。

作为优选，信息采集单元包括电动滑台II、条码固定架、条码枪，电动滑台II固定于机架I上，条码固定架固定于电动滑台II上，条码枪与条码固定架连接。

作为优选，X轴机械手为一个三层伸缩叉，包括下叉、中叉、上叉，下叉为主动件，包括有电机I，减速器，锥齿轮，副驱动轴，同步轮，轴，齿轮；电机I与减速器连接，减速器的轴与锥齿轮齿合，通过锥齿轮传动副驱动轴转动，设在副驱动轴上的同步轮通过同步带带动轴转动，副驱动轴和轴上的齿轮与中叉上的齿条啮合，中叉的前端和后端各设有链轮，上叉的前端和后端各设有链条分别绕过中叉后端和前端的链轮与下叉的前端和后端连接。

作为优选，Z轴机械手，包括型材，滑轨，电机II，同步带轮，同步带，滑动块；型材上设有两根滑轨，电机II固定在型材上，电机II前端装有同步带轮，电机II与同步带轮连接，同步带轮带动同步带运动，滑动块和同步带固定。

作为优选，Y轴机械手包括铝板，线性滑轨，电机III，驱动齿轮，齿条，活动连接块，线性滑轨设在铝板上，电机III与驱动齿轮连接，驱动齿轮与齿条啮合，活动连接块设在线性滑轨上，与齿条连接。

作为优选，包括一主控PLC，分别与电机I、电机II、电机III、操作窗口、信息采集单元进行电连接。

作为优选，包括一上位机，与主控PLC电连接。

作为优选，也可为多组两相邻的机架组合而成。

本发明有益效果：通过对货柜储存空间结构上的巧妙设计，匹配精确自动存取的机械手，且自动计量，实现了自动存取，节省空间，精确计量节省人工成本的目的，最大化地节省空间，提高了效率，解决了现有技术中存在的问题。

附图说明

图1为实施例1中的自动存储货柜立体示意图；

图2为实施例1中的自动存储货柜的内部结构示意图；

图3为图2所示自动存储货柜的防护罩结构示意图；

图4为图2所示自动存储货柜的操作窗口结构示意图；

图5为图2所示自动存储货柜的信息采集结构示意图；

图6为图2所示自动存储货柜的除雾单元的结构示意图；

图7为图6所示的除雾单元仰视图；

图8为图2所示自动存储货柜的X轴机械手的结构示意图；

图9为图8所示X轴机械手的上叉组件的结构示意图；

图10为图8所示X轴机械手的中叉组件的结构示意图；

图11为图8所示X轴机械手的下叉组件的结构示意图；

图12为图8所示X轴机械手的下叉组件俯视图；

图13为图2所示自动存储货柜的Z轴机械手的结构示意图；

图14为图2所示电表存储设备的Y轴机械手的结构示意图；

图15为实施例2中的自动存储货柜立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明：

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示，自动存储货柜，由两相邻的机架、防护罩5、信息采集单元17、X轴机械手26、Y轴机械手47、Z轴机械手40、除雾单元22、主控PLC、上位机组成；

其中：机架I1为设备的骨架，其他各部件都直接或者间接固定在其上，机架I1上设有竖直支撑杆3，每两根竖直支撑杆3形成一个间隔空间，在间隔空间内设有挂杆4，每两根挂杆4形成一个安装平面，电表就储存到这个平面上，水平存储电表是发明的一个特点；

防护罩5设在机架I1中部，防护罩5由抽屉面板7、连接杆8、箱式轴承9、导轴10、固定座11组成，固定座11固定于机架I1上，导轴10固定于固定座11上、箱式轴承9套在导轴10上，抽屉面板7通过连接杆8固定于箱式轴承9上；操作窗口6由电动滑台I12、支撑板13、立板14、左电表限位板15、右电表限位板16组成，支撑板13固定于电动滑台I12上、立板14支撑板13上，左电表限位板15和右电表限位板16都固定于立板14上，左电表限位板15和右电表限位板16形成了一个凹型缺口；操作窗口（6）的电动滑台I（12）固定在机架I（1）上，支撑板（13）设在电动滑台I（12）上；操作窗口6为人工操作终端，其在电动滑台的驱动下，可以在打开和闭合位置移动。通过抽拉抽屉面板上的把手，整个防护罩就会向前或者向后运动。只有当防护罩5处于打开位置时，操作窗口6才可以动作，这样就起到保护人身安全的作用，防止因为误操作导致操作窗口6处于打开位置而撞到人；

信息采集单元17主要用于扫描进入电表存储设备1的电表，判断其是否合格；信息采集单元17由电动滑台II20、条码固定架19、条码枪18组成，电动滑台II20固定于机架I1上，电动滑台II20上设有电机21，条码固定架19固定于电动滑台II20上，条码枪18与条码固定架19连接；这样通过电动滑台II20驱动条码枪18可以实现一个条码枪扫描三块或者更多块电表；

X轴机械手26为一个三层伸缩叉，其主要作用为了实现电表转运，包括下叉27、中叉28、上叉29，下叉27为主动件，由电机I30，减速器31，锥齿轮32，副驱动轴33，同步轮34，轴36，齿轮37组成；电机I30与减速器31连接，减速器31的轴与锥齿轮32齿合，通过锥齿轮32传动副驱动轴33转动，设在副驱动轴33上的同步轮34通过同步带35带动轴36转动，副驱动轴33和轴36上的齿轮37与中叉28上的齿条啮合，中叉28的前端和后端各设有链轮38，上叉29的前端和后端各设有链条39分别绕过中叉后端和前端的链轮38与下叉27的前端和后端连接；电机I30驱动减速器31轴上的锥齿轮32转动，然后通过锥齿轮32传动副驱动轴33转动，同时副驱动轴33上面的同步轮34通过同步带35带动轴36转动，而副驱动轴33和轴36上的齿轮37与中叉28上的齿条啮合在一起，中叉28的前端和后端各有一个链轮38，上叉29前端和后端各有一个链条39分别绕过中叉组件后端和前端的链轮组件38与下叉27的前端和后端固定在一起，故当下叉27上的电机I30转动时，中叉28就会作直线运动，同时上叉29就会以相对于中叉28两倍的速度作运动；

Z轴机械手40，其主要作用是实现X轴机械手Z轴方向的移动，由型材41，滑轨42，电机II43，同步带轮44，同步带45，滑动块46组成；型材41上设有两根滑轨42，电机II43固定在型材41上，电机II43前端装有同步带轮44，电机II43与同步带轮44连接，同步带轮44带动同步带45运动，滑动块46和同步带45固定；通过电机II43驱动同步带轮44带动同步带45运动。在同步带45的带动下，和同步带45固定在一起的滑动块46会作上下运动，实现X轴机械手Z轴方向的移动；

Y轴机械手47，主要作用是实现X轴机械手Y轴方向的移动，由铝板48，线性滑轨49，电机III50，驱动齿轮53，齿条51，活动连接块52组成，线性滑轨49设在铝板48上，电机III50与驱动齿轮53连接，驱动齿轮53与齿条51啮合，活动连接块52设在线性滑轨49上，与齿条51连接；通过电机III50驱动齿轮转动，在齿条51反作用力下，活动连接块52会作水平运动，带动固定在其上的Z轴机械手40实现Y轴方向的移动。

主控PLC分别与电机I30、电机II43、电机III50、操作窗口6、信息采集17进行电连接，上位机与主控PLC电连接，上位机传达指令给主控PLC并接受主控PLC的信息，实现对电机I30、电机II43、电机III50、操作窗口6、信息采集单元17进行控制，从而带动Z轴机械手、Y轴机械手、X轴机械手动作实现电能表的上架、下架和整理。

除雾单元22由机壳23、高温风扇24、PTC加热器25组成，高温风扇24设在机壳23内，PTC加热器25设在机壳23底部，机壳23固定在机架II2壁上。主要用于对电表存储设备1里面供热，去除电表表面的水雾。PTC加热器25是发热元件，其产生的热量通过高温风扇输25送到自动存储货柜内。

自动存储过程：自动存储货柜有取表和存表两种动作。下面以取表动作为例来讲述其工作过程，共分为十二步。

第一步：主控PLC从输入端53接受取表指令，程序会判断需取电表所在安装平面；

第二步：主控PLC对电机I30、电机II43、电机III50发出动作指令，带动X轴机械手26、Z轴机械手40、Y轴机械手47动作，把X轴机械手26移动到对应的安装平面位置，此时X轴机械手26的上叉面比安装平面低；

第三步：X轴机械手26伸出，上叉29深入到机架I1内，对应的安装平面底下；

第四步：Z轴机械手40动作，X轴机械手26随着Z轴机械手40向上运动，此时上叉29把放置在安装平面上的电表抬起，脱离安装平面；

第五步：X轴机械手26收缩，上叉29带动电表回到出发位置；

第六步：Y轴机械手47和Z轴机械手40会动作，把X轴机械手26移动到操作窗口6位置，此时X轴机械手26的上叉面比操作窗口6上的电表安装平面高；

第七步：X轴机械手26伸出，上叉29深入到操作窗口6内；

第八步：Z轴机械手40动作，X轴机械手26随着Z轴机械手40向下运动，上叉29上的电表就会放在操作窗口6的电表安装平面上，与上叉分离；

第九步：X轴机械手26收缩，上叉29回到出发位置；

第十步：信息采集单元17读取操作窗口6内电表的信息，与初始输入指令相比较，确保不会取错电表；

第十一步：人工打开防护罩5，按下面板确认按钮；

第十二步：操作窗口6弹出，人工取出电表，关上防护罩5。

存表过程与之相反实施。

实施例2：，本实施例与实施例1不同之处在于，自动存储货柜也可为三组的机架组合而成，如图15所示。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，如：由多组机架组合而成的自动存储货柜，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims

1.自动存储货柜，其特征在于包括两相邻的机架、防护罩（5）、信息采集单元（17）、X轴机械手（26）、Y轴机械手（47）、Z轴机械手（40）、主控PLC；其中：机架I（1）上设有竖直支撑杆（3），每两根竖直支撑杆（3）形成一个间隔空间，在间隔空间内设有挂杆（4），每两根挂杆（4）形成一个安装平面，防护罩（5）设在机架I（1）中部，防护罩（5）内有一操作窗口（6），信息采集单元（17）与操作窗口对应设置在机架上，Y轴机械手（47）设在机架II（2）底部，Z轴机械手（40）底部固定连接在Y轴机械手（47）上，Z轴机械手（40）顶部由机架顶部设的导轨引导，X轴机械手（26）固定在Z轴机械手（40）上，主控PLC分别与操作窗口（6）、信息采集单元（17）单元、X轴机械手（26）、Y轴机械手（47）、Z轴机械手（40）电连接。

2.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于还包括除雾单元（22），除雾单元（22）包括机壳（23）、高温风扇（24）、PTC加热器（25），高温风扇（24）设在机壳（23）内，PTC加热器（25）设在机壳（23）底部，机壳（23）固定在机架II（2）壁上。

3.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于防护罩（5）包括抽屉面板（7）、连接杆（8）、箱式轴承（9）、导轴（10）、固定座（11），固定座（11）固定于机架I（1）上，导轴（10）固定于固定座（11）上、箱式轴承（9）套在导轴（10）上，抽屉面板（7）通过连接杆（8）固定于箱式轴承（9）上；操作窗口（6）包括电动滑台I（12）、支撑板（13）、立板（14）、左电表限位板（15）、右电表限位板（16），支撑板（13）固定于电动滑台I（12）上、立板（14）固定于支撑板（13）上，左电表限位板（15）和右电表限位板（16）都固定于立板（14）上，左电表限位板（15）和右电表限位板（16）形成了一个凹型缺口；操作窗口（6）的电动滑台I（12）固定在机架I（1）上，支撑板（13）设在电动滑台I（12）上。

4.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于信息采集单元（17）包括电动滑台II（20）、条码固定架（19）、条码枪（18），电动滑台II（20）固定于机架I（1）上，条码固定架（19）固定于电动滑台II（20）上，条码枪（18）与条码固定架（19）连接。

5.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于X轴机械手（26）为一个三层伸缩叉，包括下叉（27）、中叉（28）、上叉（29），下叉（27）为主动件，包括有电机I（30），减速器（31），锥齿轮（32），副驱动轴（33），同步轮（34），轴（36），齿轮（37）；电机I（30）与减速器（31）连接，减速器（31）的轴与锥齿轮（32）齿合，通过锥齿轮（32）传动副驱动轴（33）转动，设在副驱动轴（33）上的同步轮（34）通过同步带（35）带动轴（36）转动，副驱动轴（33）和轴（36）上的齿轮（37）与中叉（28）上的齿条啮合，中叉（28）的前端和后端各设有链轮（38），上叉（29）的前端和后端各设有链条（39）分别绕过中叉后端和前端的链轮（38）与下叉（27）的前端和后端连接。

6.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于Z轴机械手（40），包括型材（41），滑轨（42），电机II（43），同步带轮（44），同步带（45），滑动块（46）；型材（41）上设有两根滑轨（42），电机II（43）固定在型材（41）上，电机（43）前端装有同步带轮（44），电机（43）与同步带轮（44）连接，同步带轮（44）带动同步带（45）运动，滑动块（46）和同步带（45）固定。

7.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于Y轴机械手（47）包括铝板（48），线性滑轨（49），电机III（50），驱动齿轮（53），齿条（51），活动连接块（52），线性滑轨（49）设在铝板（48）上，电机III（50）与驱动齿轮（53）连接，驱动齿轮（53）与齿条（51）啮合，活动连接块（52）设在线性滑轨（49）上，与齿条（51）连接。

8.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于所述的主控PLC，分别与X轴机械手（26）的电机I（30）、Z轴机械手（47）的电机II（43）、Y轴机械手（40）的电机III（50）、操作窗口（6）、信息采集单元（17）单元进行电连接。

9.根据权利要求1所述的自动存储货柜，其特征在于，包括一上位机，与主控PLC电连接。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的自动存储货柜，其特征在于也可为多组两相邻的机架组合而成。