CN104163303B - 夹抱式单立柱高速堆垛机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹抱式单立柱高速堆垛机，解决了现有单立柱堆垛机存在的运行速度慢和运行定位不准确的问题。包括工字形地面轨道（1）和工字形天花板轨道（34），在下横梁（2）的后端固定设置有堆垛机的下驱动机构，在上横梁（33）上固定设置有堆垛机的上驱动机构，在立柱（21）的顶端固定设置有上连接座（23），在上连接座上分别设置有左之字形过渡板（24）和右之字形过渡板（25），在上横梁（33）的两侧分别固定设置有左活接轴（35）和右活接轴（36），左活接轴活动穿接在左之字形过渡板上设置的左活接长条孔中，右活接轴活动穿接在右之字形过渡板上设置的左活接长条孔中。本发明运行定位精确高，提高了堆垛机的运行效率。

Description

夹抱式单立柱高速堆垛机

技术领域

本发明涉及一种自动化立体仓库中将货物送入或取出货架的堆垛机装置，特别涉及一种可精确定位的夹抱式高速单立柱堆垛机。

背景技术

近年来，随着自动化立体仓库的普及，堆垛机作为自动化立体仓库的关键设备，向着效率高、噪音低、能耗低和柔性智能化方向发展。

在现有的单立柱堆垛机中，地轨是作为整台设备的运行轨道，而天轨只是作为堆垛机的辅助轨道，其主要作用是导向。堆垛机的驱动一般采用下部单一驱动的方式，上、下横梁与立柱通过螺栓固定连接组成单立柱堆垛机的整体骨架，堆垛机的全部重量是通过驱动支撑轮压在地轨上的，驱动电机通过驱动堆垛机的支撑轮，来实现堆垛机的运行。当堆垛机的高度较高时，在运行过程中，经常会出现堆垛机的上部明显滞后于堆垛机的下部的现象，尤其是在堆垛机制动时，由于惯性的原因，造成堆垛机上部严重晃动。为了克服这些缺陷，现有技术有在上横梁上增加驱动电机的堆垛机，但由于堆垛机上、下横梁及立柱为一整体结构，上部驱动电机功率一般配备比较小，下部驱动电机配备功率比较大，当堆垛机制动时，堆垛机上部驱动电机极易受到堆垛机下部驱动电机的影响，经常会出现打滑和堆垛机定位不准确的现象，没有从根本上解决堆垛机定位不准确的问题。

现有的单立柱堆垛机的提升机构多采用钢丝绳传动的提升机构，存在提升噪音大和钢丝绳的润滑脂容易污染货物的问题。近年来出现了用同步带取代钢丝绳来提升货物，虽然提升噪音大大降低了，但由于同步带弯曲半径受限，导致同步带轮一般都造得比较大，特别是同步带轮均设置在立柱的外侧，大大增大了载货台对堆垛机立柱的弯曲力矩，为了使立柱的刚度达到要求，就必须加大立柱的截面，造成堆垛机的重量不断的增大，需要增大驱动电机的功率，增加了能耗。

现有的单立柱堆垛机一般是采用电机直接驱动支撑轮来驱动堆垛机运行的。堆垛机支撑轮为钢制轮，地轨轨道也为钢制轨道，由于钢与钢之间的附着力的限制，堆垛机的加速度不能设置得太大，当堆垛机的加速度超过1m/s²时，堆垛机就会出现打滑现象，并且随着电机功率的增加，堆垛机各部件之间共振现象也越发地明显，而且噪音会成倍地增大，使得堆垛机运行不平稳，给整套堆垛机运行系统带来隐患。为了克服这些缺陷，现有的部分堆垛机支撑轮采用了聚氨酯材料，使得堆垛机的噪音明显地降低，但由于驱动结构仍为电机直接驱动支撑轮，堆垛机在大加速度下仍会出现打滑和震动的现象，制约了堆垛机的加速度和高速度运行，采用电机直接驱动支撑轮的方式已无法满足自动化立体仓库的高效率入库及出库的需要。

发明内容

本发明提供了一种可实现高速度运行及高精度定位的夹抱式单立柱高速堆垛机，解决了现有单立柱堆垛机存在的加速度低，运行速度慢、自重大和运行定位不准确的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种夹抱式单立柱高速堆垛机，包括在地面上设置的工字形地面轨道和在货架上设置的工字形上横梁轨道，立柱的下端通过下固定连接座与下横梁固定连接在一起，在下横梁上分别设置有前支撑轮和后支撑轮，下横梁通过前支撑轮和后支撑轮活动设置在工字形地面轨道上，在下横梁的前端侧面分别设置有前导向轮和前防翻导向轮，在下横梁的后端侧面分别设置有后导向轮和后防翻导向轮，在下横梁的后端固定设置有倒L形下驱动单元固定支架，在倒L形下驱动单元固定支架的顶板上分别固定设置有左下销轴和右下销轴，左下摆杆式驱动轮座的前端与左下销轴铰接在一起，右下摆杆式驱动轮座的前端与右下销轴铰接在一起，在左下摆杆式驱动轮座上吊接有左下夹抱轮，在右下摆杆式驱动轮座上吊接有右下夹抱轮，在左下夹抱轮与右下夹抱轮之间设置有工字形地面轨道，在左下摆杆式驱动轮座上设置有下驱动电机，下驱动电机的输出轴与左下夹抱轮连接在一起，在左下摆杆式驱动轮座的后端与右下摆杆式驱动轮座的后端之间设置有下夹抱销轴，在下夹抱销轴上设置有控制夹抱力的下调节弹簧和下弹簧压紧螺母；在立柱的顶端固定设置有上连接座，在上连接座上分别设置有左之字形过渡板和右之字形过渡板，在左之字形过渡板上设置有左活接长条孔，在右之字形过渡板上设置有右活接长条孔；在上横梁上固定设置有L形上驱动单元固定板，在L形上驱动单元固定支架的底板上分别固定设置有左上销轴和右上销轴，左上摆杆式驱动轮座的前端与左上销轴铰接在一起，右上摆杆式驱动轮座的前端与右上销轴铰接在一起，在左上摆杆式驱动轮座上顶接有左上夹抱轮，在右上摆杆式驱动轮座上顶接有右上夹抱轮，在左上夹抱轮与右上夹抱轮之间设置有工字形上横梁轨道，在左上摆杆式驱动轮座上设置有上驱动电机，上驱动电机的输出轴与左上夹抱轮连接在一起，在左上摆杆式驱动轮座的后端与右上摆杆式驱动轮座的后端之间设置有上夹抱销轴，在上夹抱销轴上设置有控制夹抱力的上调节弹簧和上弹簧压紧螺母，在上横梁的右侧面上固定设置有右活接轴，左活接轴活动穿接在左之字形过渡板上设置的左活接长条孔中，右活接轴活动穿接在右之字形过渡板上设置的右活接长条孔中，在左活接轴的外端设置有左活动轴挡片，在右活接轴的外端设置有右活动轴挡片；在立柱的顶端前侧固定设置有从动带轮，在立柱的底端前侧固定设置有驱动带轮，在从动带轮与驱动带轮之间设置有封闭的同步带，在同步带的前侧设置有载货台，在下横梁上设置有载货台驱动电机，载货台驱动电机的输出轴与驱动带轮连接在一起；在下横梁上设置有下定位开关，在上横梁上设置有上定位开关；在下横梁上设置有电控箱，下驱动电机、上驱动电机、载货台驱动电机、上定位开关和下定位开关均分别与电控箱电连接在一起。

本发明与传统的堆垛机比较，具有重量轻和噪音低的特点，实现了堆垛机的大加速度和高速度运行，运行定位精确高，大大地提高了堆垛机的运行效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在主视方向上的结构示意图；

图3是本发明在侧视方向上的结构示意图；

图4是本发明的下驱动单元的结构示意图；

图5是本发明的上驱动单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种夹抱式单立柱高速堆垛机，包括在地面上设置的工字形地面轨道1和在货架上设置的工字形上横梁轨道34，立柱21的下端通过下固定连接座22与下横梁2固定连接在一起，在下横梁2上分别设置有前支撑轮3和后支撑轮4，下横梁2通过前支撑轮3和后支撑轮4活动设置在工字形地面轨道1上，在下横梁2的前端侧面分别设置有前导向轮5和前防翻导向轮7，在下横梁2的后端侧面分别设置有后导向轮6和后防翻导向轮8，在下横梁2的后端固定设置有倒L形下驱动单元固定支架9，在倒L形下驱动单元固定支架9的顶板上分别固定设置有左下销轴10和右下销轴11，这两个销轴彼此平行沿上下垂直方向设置，左下摆杆式驱动轮座12的前端与左下销轴10铰接在一起，右下摆杆式驱动轮座13的前端与右下销轴11铰接在一起，两摆杆式驱动轮座以工字形地面轨道1为中心轴，以倒L形下驱动单元固定支架9为支点，对工字形地面轨道1形成开合夹抱式，在左下摆杆式驱动轮座12上吊接有左下夹抱轮14，在右下摆杆式驱动轮座13上吊接有右下夹抱轮15，在左下夹抱轮14与右下夹抱轮15之间设置有工字形地面轨道1，在左下摆杆式驱动轮座12上设置有下驱动电机16，下驱动电机16的输出轴与左下夹抱轮14连接在一起，在左下摆杆式驱动轮座12的后端与右下摆杆式驱动轮座13的后端之间设置有下夹抱销轴17，在下夹抱销轴17上设置有控制夹抱力的下调节弹簧18和下弹簧压紧螺母19，下夹抱销轴17先从左下摆杆式驱动轮座12上的尾部销轴孔中穿过，再从右下摆杆式驱动轮座13上的尾部销轴孔中穿过后套接下调节弹簧18后被下弹簧压紧螺母19压紧，通过调节下弹簧压紧螺母19就可调节两夹抱轮对工字形地面轨道1的立面的摩擦力，从而为堆垛机提供较大的加速度，这种将堆垛机的重量让支撑轮承担，堆垛机的驱动让夹抱轮来完成的结构即可避免堆垛机在大加速度下仍会出现打滑和震动的现象，又能满足自动化立体仓库的高效率入库及出库的需要。

在立柱21的顶端固定设置有上连接座23，在上连接座23上分别设置有左之字形过渡板24和右之字形过渡板25，在左之字形过渡板24上设置有左活接长条孔27，在右之字形过渡板25上设置有右活接长条孔26；在上横梁33上固定设置有L形上驱动单元固定板39，在L形上驱动单元固定支架39的底板上分别固定设置有左上销轴40和右上销轴41，左上摆杆式驱动轮座42的前端与左上销轴40铰接在一起，右上摆杆式驱动轮座43的前端与右上销轴41铰接在一起，在左上摆杆式驱动轮座42上顶接有左上夹抱轮44，在右上摆杆式驱动轮座43上顶接有右上夹抱轮45，在左上夹抱轮44与右上夹抱轮45之间设置有工字形上横梁轨道34，左上夹抱轮44与右上夹抱轮45对工字形上横梁轨道34形成夹抱式，在左上摆杆式驱动轮座42上设置有上驱动电机46，上驱动电机46的输出轴与左上夹抱轮44连接在一起，在左上摆杆式驱动轮座42的后端与右上摆杆式驱动轮座43的后端之间设置有上夹抱销轴47，在上夹抱销轴47上设置有控制夹抱力的上调节弹簧48和上弹簧压紧螺母49；在上横梁33的右侧面上固定设置有右活接轴36，左活接轴35活动穿接在左之字形过渡板24上设置的左活接长条孔27中，右活接轴36活动穿接在右之字形过渡板25上设置的右活接长条孔26中，上横梁及其驱动组成一个整体，该整体通过左、右两活接轴与左、右活接长条孔配合与堆垛机的立柱顶端的上连接座23活动连接在一起，这种结构将堆垛机的上下驱动柔性分离，克服了下部驱动对上部驱动的影响，使堆垛机上部不容易出现打滑和定位不准确，在左活接轴35的外端设置有左活动轴挡片37，在右活接轴36的外端设置有右活动轴挡片38。

在立柱21的顶端前侧固定设置有从动带轮28，在立柱21的底端前侧固定设置有驱动带轮29，在从动带轮28与驱动带轮29之间设置有封闭的同步带32，在同步带32的前侧设置有载货台31，在下横梁2上设置有载货台驱动电机30，载货台驱动电机30的输出轴与驱动带轮29连接在一起；由于立柱21为空心结构，将同步带32的一侧设置在立柱21的空心中，即可将驱动带轮29和从动带轮28设置在靠近立柱21的垂直中心线位置，减小了载货台对立柱的力矩作用，降低立柱刚度的要求，可起到减小立柱横截面的作用。

在下横梁2上设置有下定位开关51或称为下认址开关，在上横梁33上设置有上定位开关50或称为上认址开关；在下横梁2上设置有电控箱20，下驱动电机16、上驱动电机46、载货台驱动电机30、上定位开关50和下定位开关51均分别与电控箱20电连接在一起。对堆垛机上、下横梁的同步定位控制，可以达到控制上、下横梁同步运行保证堆垛机准确定位的目的。

本发明将堆垛机的上横梁33与立柱21的上端做成活接形式，工字形上横梁轨道34不再只是堆垛机的导向轨，而是上横梁33的运行轨道，上、下横梁辅以夹抱式驱动单元，使堆垛机的承重轮和驱动轮实现分离，使堆垛机上部与下部都具有独立的驱动单元，互不干涉，通过上、下定位开关及控制单元同步控制上下两台驱动电机同步运行，保证上、下驱动电机的同步运行和准确定位。这堆垛机立柱只起载货台的导向作用，大大的减少堆垛机立柱截面，减少立柱重量，降低堆垛机的总重量，降低了电机功率，节约了能耗。下驱动电机承担立柱、下横梁及载货台在下部时的驱动，上驱动电机电机承担部分立柱，以及载货台在上部时的驱动。上、下电机的同步运行，即提供了堆垛机的稳定性，也提高了堆垛机的运行效率。

将堆垛机提升机构的同步带轮安装于堆垛机立柱内部，使同步带一侧穿过立柱内部，另外一侧位于立柱外侧，用于提升载货台，这样可以极大的减少载货台对立柱的弯曲力矩作用，减少立柱截面积，减少立柱重量。

将堆垛机电机直接驱动支撑轮结构，更改为夹抱式结构，这样支撑轮只起支撑作用，堆垛机所需要的动力则通过电机驱动夹抱轮来获得。下横梁上的支撑轮、导向轮只需保证堆垛机的水平平稳运行即可，这种机构即增加了堆垛机的安全性和稳定性，同时也方便调节夹抱轮与轨道间的压力来调整堆垛机所需要的加速度。实现堆垛机高速启动、高速停止、提高堆垛机的工作效率。

将堆垛机下部定位方式更改为上、下部分别定位方式，这样当载货台在立柱下部时，采用下部定位方式定位；载货台在立柱上部时，采用上部定位方式定位。这样可以大大忽略由于立柱刚性不足导致立柱前倾，使得堆垛机在在货架上部存取货时困难。若采用上下分别定位，可以极大的提高了堆垛机的定位准确性，而且极容易实现高速停止。

Claims (7)

1.一种夹抱式单立柱高速堆垛机，包括在地面上设置的工字形地面轨道（1）和在货架上设置的工字形上横梁轨道（34），立柱（21）的下端通过下固定连接座（22）与下横梁（2）固定连接在一起，在下横梁（2）的后端固定设置有堆垛机的下驱动机构，在工字形上横梁轨道（34）上设置有上横梁（33），在上横梁（33）上固定设置有堆垛机的上驱动机构，其特征在于，在立柱（21）的顶端固定设置有上连接座（23），在上连接座（23）上分别设置有左之字形过渡板（24）和右之字形过渡板（25），在左之字形过渡板（24）上设置有左活接长条孔（27），在右之字形过渡板（25）上设置有右活接长条孔（26）；在上横梁（33）的左侧面上固定设置有左活接轴（35），在上横梁（33）的右侧面上固定设置有右活接轴（36），左活接轴（35）活动穿接在左之字形过渡板（24）上设置的左活接长条孔（27）中，右活接轴（36）活动穿接在右之字形过渡板（25）上设置的右活接长条孔（26）中。

2.根据权利要求1所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在堆垛机的下横梁（2）的后端固定设置有倒L形下驱动单元固定支架（9），在倒L形下驱动单元固定支架（9）的顶板上分别固定设置有左下销轴（10）和右下销轴（11），左下摆杆式驱动轮座（12）的前端与左下销轴（10）铰接在一起，右下摆杆式驱动轮座（13）的前端与右下销轴（11）铰接在一起，在左下摆杆式驱动轮座（12）上吊接有左下夹抱轮（14），在右下摆杆式驱动轮座（13）上吊接有右下夹抱轮（15），在左下夹抱轮（14）与右下夹抱轮（15）之间设置有工字形地面轨道（1），在左下摆杆式驱动轮座（12）上设置有下驱动电机（16），下驱动电机（16）的输出轴与左下夹抱轮（14）连接在一起，在左下摆杆式驱动轮座（12）的后端与右下摆杆式驱动轮座（13）的后端之间设置有下夹抱销轴（17），在下夹抱销轴（17）上设置有控制夹抱力的下调节弹簧（18）和下弹簧压紧螺母（19）。

3.根据权利要求2所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在堆垛机的上横梁（33）上固定设置有L形上驱动单元固定板（39），在L形上驱动单元固定板（39）的底板上分别固定设置有左上销轴（40）和右上销轴（41），左上摆杆式驱动轮座（42）的前端与左上销轴（40）铰接在一起，右上摆杆式驱动轮座（43）的前端与右上销轴（41）铰接在一起，在左上摆杆式驱动轮座（42）上顶接有左上夹抱轮（44），在右上摆杆式驱动轮座（43）上顶接有右上夹抱轮（45），在左上夹抱轮（44）与右上夹抱轮（45）之间设置有工字形上横梁轨道（34），在左上摆杆式驱动轮座（42）上设置有上驱动电机（46），上驱动电机（46）的输出轴与左上夹抱轮（44）连接在一起，在左上摆杆式驱动轮座（42）的后端与右上摆杆式驱动轮座（43）的后端之间设置有上夹抱销轴（47），在上夹抱销轴（47）上设置有控制夹抱力的上调节弹簧（48）和上弹簧压紧螺母（49）。

4.根据权利要求3所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在立柱（21）的顶端前侧固定设置有从动带轮（28），在立柱（21）的底端前侧固定设置有驱动带轮（29），在从动带轮（28）与驱动带轮（29）之间设置有封闭的同步带（32），在同步带（32）的前侧设置有载货台（31），在下横梁（2）上设置有载货台驱动电机（30），载货台驱动电机（30）的输出轴与驱动带轮（29）连接在一起。

5.根据权利要求4所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在下横梁（2）上设置有下定位开关（51），在上横梁（33）上设置有上定位开关（50）；在下横梁（2）上设置有电控箱（20），下驱动电机（16）、上驱动电机（46）、载货台驱动电机（30）、上定位开关（50）和下定位开关（51）均分别与电控箱（20）电连接在一起。

6.根据权利要求5所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在下横梁（2）上分别设置有前支撑轮（3）和后支撑轮（4），下横梁（2）通过前支撑轮（3）和后支撑轮（4）活动设置在工字形地面轨道（1）上，在下横梁（2）的前端侧面分别设置有前导向轮（5）和前防翻导向轮（7），在下横梁（2）的后端侧面分别设置有后导向轮（6）和后防翻导向轮（8）。

7.根据权利要求6所述的一种夹抱式单立柱高速堆垛机，其特征在于，在左活接轴（35）的外端设置有左活动轴挡片（37），在右活接轴（36）的外端设置有右活动轴挡片（38）。