CN104891135B - 穿梭车安全系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿梭车安全系统，属于穿梭车领域，可提高穿梭车安全性能，降低安全隐患的穿梭车安全系统。通过设置防掉落机构可实现当穿梭车失控时，由限位凸块与挡体的配合避免穿梭车从货架轨道上冲出，提高穿梭车在行驶过程中的安全性，降低安全隐患。通过设置自动救援机构，在被救援穿梭车上设置被动挂钩，当其发生故障时，通过在另外一辆救援穿梭车上设置的主动挂钩与上述被动挂钩的配合，实现由救援穿梭车将被救援穿梭车从高层货架轨道上牵引至方便维修的地方后进行人工维修，可实现对高层货架轨道上发生故障的穿梭车进行自动救援，无需作业人员攀上高层货架轨道对穿梭车进行现场救援；降低救援过程中的安全隐患。

Description

穿梭车安全系统
技术领域
本发明属于穿梭车领域，提供一种穿梭车安全系统。
背景技术
目前，现有的穿梭车均没有设置防掉落机构，因此，一旦穿梭车在行驶过程中失去控制，则穿梭车会在其货架轨道上一直行驶，直到穿梭车从货架轨道的出口端冲出货架轨道为止；因此，对于现有的穿梭车及其行驶方式而言，存在穿梭车由于失控而从货架轨道上冲出的可能，容易造成安全事故和设备损坏，同时对现场人员存在安全隐患。另外，目前的穿梭车在发生异常或者出现故障时，普遍采用人工现场进行救援。但是对于在高层货架轨道上行驶的穿梭车发生故障时，采用人工现场救援方式将非常麻烦，需要作业人员攀上高层货架轨道后对穿梭车进行人工救援，而高层作业对作业人员的人身安全存在较大安全隐患。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可提高穿梭车安全性能，降低安全隐患的穿梭车安全系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：穿梭车安全系统，包括防掉落机构和自动救援机构，
所述防掉落机构包括固定设置在穿梭车行驶货架轨道的出口端上的限位凸块和设置在穿梭车上的挡体；所述限位凸块与挡体对应；还包括设置在穿梭车上的控制机构，所述控制机构可控制挡体并且使所述挡体具有提升和下放两种位置状态；当挡体处于提升位置时，允许穿梭车经过限位凸块；当挡体处于下放位置时，由限位凸块与挡体的配合阻止穿梭车经过限位凸块；
所述自动救援机构包括安装在被救援穿梭车上的被动挂钩和安装在救援穿梭车上的主动挂钩，所述被动挂钩与主动挂钩对应配合，所述主动挂钩的一端通过销轴可转动的安装在救援穿梭车上；还包括设置在救援穿梭车上的自动脱钩机构，所述自动脱钩机构可驱动主动挂钩绕销轴的轴线转动，实现主动挂钩与被动挂钩的脱钩。
进一步的是：所述挡体为连杆，连杆的中部通过销轴可转动的铰接在穿梭车上，连杆的一端为驱动端，另一端为与限位凸块对应的阻挡端；所述控制机构包括控制电机、驱动杆、位置传感器和控制系统，所述位置传感器和控制系统信号连通，所述控制系统与控制电机连通并可控制控制电机转动；在控制电机的输出轴上套设有与输出轴螺纹配合并可沿输出轴的轴线方向移动的螺母；驱动杆的一端与螺母固定连接，另一端通过销轴与设置在连杆驱动端的腰形槽连接；在螺母上还固定有信号触发杆；在信号触发杆的移动轨迹的两端分别对应设置有固定在穿梭车上的一个位置传感器。
进一步的是：所述控制电机为步进电机。
进一步的是：所述控制系统为PCL控制系统。
进一步的是：所述限位凸块设置在货架轨道的中天横梁上，并且限位凸块高于中天横梁。
进一步的是：所述限位凸块在货架轨道的中线上。
进一步的是：在救援穿梭车与主动挂钩铰接的位置处设置有转动限位部，所述转动限位部与主动挂钩的端部配合，可限制主动挂钩的转动角度θ的范围。
进一步的是：所述主动挂钩在自然状态下为水平设置。
进一步的是：所述自动脱钩机构包括一直线电机和设置在直线电机的端轴上的契形块，所述直线电机的端轴的伸缩方向与主动挂钩的转动平面垂直，所述契形块上具有一斜面，所述斜面与主动挂钩配合。
进一步的是：在被动挂钩上设置有被动倾斜面,在主动挂钩上设置有与被动倾斜面对应的主动倾斜面。
本发明的有益效果是：通过设置防掉落机构和自动救援机构，可降低整个穿梭车系统的安全隐患，提高其安全性。其中，设置防掉落机构可实现当穿梭车失控时，由限位凸块与挡体的配合避免穿梭车从货架轨道上冲出，提高穿梭车在行驶过程中的安全性，降低安全隐患。通过限位凸块与挡体的两种配合关系，分别对应在穿梭车正常形式时允许穿梭车经过限位凸块所在处货架轨道，以及在穿梭车失控时阻止穿梭车经过限位凸块所在处货架轨道。另外，通过自动救援机构，在被救援穿梭车上设置被动挂钩，当其发生故障时，通过在另外一辆救援穿梭车上设置的主动挂钩与上述被动挂钩的配合，实现由救援穿梭车将被救援穿梭车从高层货架轨道上牵引至方便维修的地方后进行人工维修；当救援穿梭车开至与被救援穿梭车相碰时，主动挂钩与被动挂钩自动扣合，然后由救援穿梭车将被救援穿梭车牵引至指定位置后，通过自动脱钩机构实现主动挂钩与被动挂钩的自动脱钩，既自动解除救援穿梭车对被救援穿梭车的牵引，可实现对高层货架轨道上发生故障的穿梭车进行自动救援，且整个过程可自动完成，方便、安全，无需作业人员攀上高层货架轨道对穿梭车进行现场救援，可降低救援过程中的安全隐患。
附图说明
图1至图5为穿梭车的防掉落机构的结构示意图；
图1、图2且分别对应一种限位凸块与挡体的配合关系；
图3为控制机构以及限位凸块的结构示意图；
图4为图3中P方向视图；
图5为3中局部区域I的放大示意图；
图6至图10为穿梭车的自动救援机构的结构示意图；
图6为穿梭车的自动救援机构的结构总体示意图；
图7为救援穿梭车上的主动挂钩与自动脱钩机构的安装示意图；
图8为图6中局部区域A的放大示意图；
图9为图8中只显示被动挂钩、主动挂钩以及转动限位部三者的结构示意图；
图10为图7中局部区域B的放大示意图；
图中标记为：货架轨道1、限位凸块2、穿梭车3、被救援穿梭车31、救援穿梭车32、连杆4、驱动端41、腰形槽411、阻挡端42、控制电机51、控制电机的输出轴511、驱动杆52、位置传感器53、自动脱钩机构6、直线电机61、契形块62、契形块上的斜面621、中天横梁7、螺母8、信号触发杆81、销轴91，92，93、被动挂钩101、被动倾斜面1011、主动挂钩102、主动倾斜面1021、转动限位部103、转动角度θ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图10中所示，本发明所述的穿梭车安全系统，包括防掉落机构和自动救援机构，
所述防掉落机构包括固定设置在穿梭车行驶货架轨道1的出口端上的限位凸块2和设置在穿梭车3上的挡体；所述限位凸块2与挡体对应；还包括设置在穿梭车3上的控制机构，所述控制机构可控制挡体并且使所述挡体具有提升和下放两种位置状态；当挡体处于提升位置时，允许穿梭车3经过限位凸块2；当挡体处于下放位置时，由限位凸块2与挡体的配合阻止穿梭车3经过限位凸块2；
所述自动救援机构包括安装在被救援穿梭车31上的被动挂钩101和安装在救援穿梭车32上的主动挂钩102，所述被动挂钩101与主动挂钩102对应配合，所述主动挂钩102的一端通过销轴93可转动的安装在救援穿梭车32上；还包括设置在救援穿梭车32上的自动脱钩机构6，所述自动脱钩机构6可驱动主动挂钩102绕销轴93的轴线转动，实现主动挂钩102与被动挂钩101的脱钩。
本发明通过设置防掉落机构和自动救援机构两种措施来降低穿梭车的安全隐患，提高其安全性能。其中防掉落机构主要针对穿梭车在行驶过程中失控时起到安全保护作用；而自动救援机构则是针对穿梭车在高层货架轨道上发生故障时进行的安全、快速处理。通过将二者的结合，可有效提高穿梭车系统的安全性，降低安全隐患。
其中，防掉落机构中的限位凸块2与挡体应当有两种配合状态，第一种配合状态如图1所示，此时限位凸块2与挡体的位置错开，当穿梭车3沿着货架轨道1移动时，限位凸块2不会与挡体接触，因此允许穿梭车3经过限位凸块2所在处货架轨道；第二中配合状态如图2所示，此时限位凸块2与挡体的位置在穿梭车移动方向上部分重合，当穿梭车3沿着货架轨道1移动时，限位凸块2将会与挡体接触，阻止穿梭车3经过限位凸块2所在处货架轨道。而控制机构的作用正是实现对上述两种配合状态的切换控制；并且具体的控制过程如下：当穿梭车3在货架轨道1内部处于正常行驶时，控制机构控制限位凸块2与挡体按照图2所示配合结构，当穿梭车3行驶至货架轨道1的出口端处并且需要经过限位凸块2对应的货架轨道段后从货架轨道1上驶出时，由于此时穿梭车3处于可控状态，因此控制机构控制切换挡体与限位凸块2的配合状态，既由图2所示配合关系切换到图1所示配合关系，然后即可允许穿梭车3经过。而当穿梭车3在货架轨道1内失控时，穿梭车3会继续运动，此时限位凸块2与挡体仍然按照图2所示配合结构，但是当穿梭车3行驶至货架轨道1的出口端处并有冲过限位凸块2对应的货架轨道段的趋势时，由于此时穿梭车3处于失控状态，因此控制机构无法控制切换挡体与限位凸块2的配合关系，因此挡体与限位凸块2按照图2所示状态直接撞击接触，由限位凸块2实现对穿梭车3的阻止，避免其从货架轨道上冲出，进而避免由此带来的安全事故。
从上分析可看出，本发明中的防掉落机构在穿梭车的正常行驶时，其中挡体与限位凸块2的配合关系一直处于图2所示状态，只有当穿梭车需要从货架轨道1上的出口端驶出时，才通过控制机构将挡体与限位凸块2的配合状态由图2所示状态切换到图1所示状态，当然，这种状态的切换过程必然要求穿梭车处于可控状态，而当穿梭车失控时，其不会进行上述状态的切换，因此也就使得失控时的穿梭车无法通过限位凸块2所在处的货架轨道。
进一步的，防掉落机构可以通过如下结构实现：所述挡体为连杆4，连杆的中部通过销轴91可转动的铰接在穿梭车3上，连杆的一端为驱动端41，另一端为与限位凸块2对应的阻挡端42；所述控制机构包括控制电机51、驱动杆52、位置传感器53和控制系统，所述位置传感器53和控制系统信号连通，所述控制系统与控制电机51连通并可控制控制电机51转动；在控制电机15的输出轴511上套设有与输出轴511螺纹配合并可沿输出轴511的轴线方向移动的螺母8；驱动杆52的一端与螺母8固定连接，另一端通过销轴92与设置在连杆4驱动端41的腰形槽411连接；在螺母8上还固定有信号触发杆81；在信号触发杆81的移动轨迹的两端分别对应设置有固定在穿梭车3上的一个位置传感器53。其中传感器53的作用是反馈给控制系统连杆4的所处状态，以便控制系统对连杆4采取相应控制，至于控制系统，一般可以选用PCL控制系统或者其他可实现上述要求的控制系统。
另外，为了便于对控制电机51的精确控制，优选采用步进电机做为控制电机5。
另外，本发明对限位凸块2的具体安装位置以及具体数量均没有严格要求，只要保证其与设置在穿梭车上的挡体相对应即可。可优选将限位凸块2设置在货架轨道1的中天横梁7上，当然，此时要求限位凸块2高于中天横梁7；如图中所示；进一步还可将限位凸块2设置在货架轨道1的中线上。
本发明中自动救援机构是这样实现对穿梭车在高层货架轨道上发生故障时的自动救援的：首先，对每辆穿梭车在其投入到高层货架轨道上使用前均在对应位置处设置有被动挂钩101；当其中某辆穿梭车在高层货架轨道上发生故障时，此辆穿梭车即为需要救援的被救援穿梭车31；此时，需要在货架上投入救援穿梭车32，将救援穿梭车32开至被救援穿梭车31处，然后通过两车的靠近，实现主动挂钩102与被动挂钩101的自动扣合，之后由救援穿梭车32牵引被救援穿梭车31至指定位置，最后通过自动脱钩机构6实现对主动挂钩102与被动挂钩101的自动脱钩，既自动解除救援穿梭车32对被救援穿梭车31的牵引。这样，即可在安全区域内对故障穿梭车进行救援维修。
其中，救援穿梭车32也可是在一辆普通的穿梭车上通过增加设置相应的主动挂钩102和自动脱钩机构6来实现。
另外，自动脱钩机构6的作用是实现对主动挂钩102与被动挂钩101的自动脱钩，理论上只要满足上述要求的机构均可。参照图7和图10中所示，本发明可优选采用如下结构：自动脱钩机构6包括一直线电机61和设置在直线电机61的端轴上的契形块62，所述直线电机61的端轴的伸缩方向与主动挂钩102的转动平面垂直，所述契形块62上具有一斜面621，所述斜面621与主动挂钩102配合。其实现原理如下：通过直线电机61带动契形块62往复移动，由斜面621与主动挂钩102的配合驱动主动挂钩102绕销轴93的轴线转动。
另外，为了保证主动挂钩102与被动挂钩101的对应配合关系，既保证当救援穿梭车32靠近被救援穿梭车31时，主动挂钩102能与被动挂钩101自动扣合，本发明可参照如图8和图9中所示结构，在救援穿梭车32与主动挂钩102铰接的位置处设置有转动限位部103，所述转动限位部103与主动挂钩102的端部配合，可限制主动挂钩102的转动角度θ的范围。这样，当自动脱钩机构6未对主动挂钩102进行驱动时，也就是在自然状态下，主动挂钩102由于其自身重力以及转动限位部103的作用而保持水平状态。
另外，为了实现当被动挂钩101和主动挂钩102在相互靠近时可自动扣合，本发明可参照图9所示结构，在被动挂钩101上设置有被动倾斜面1011在主动挂钩102上设置有与被动倾斜面1011对应的主动倾斜面1021。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.穿梭车安全系统，其特征在于：包括防掉落机构和自动救援机构，
所述防掉落机构包括固定设置在穿梭车行驶货架轨道(1)的出口端上的限位凸块(2)和设置在穿梭车(3)上的挡体；所述限位凸块(2)与挡体对应；还包括设置在穿梭车(3)上的控制机构，所述控制机构可控制挡体并且使所述挡体具有提升和下放两种位置状态；当挡体处于提升位置时，允许穿梭车(3)经过限位凸块(2)；当挡体处于下放位置时，由限位凸块(2)与挡体的配合阻止穿梭车(3)经过限位凸块(2)；
所述自动救援机构包括安装在被救援穿梭车(31)上的被动挂钩(101)和安装在救援穿梭车(32)上的主动挂钩(102)，所述被动挂钩(101)与主动挂钩(102)对应配合，所述主动挂钩(102)的一端通过销轴(93)可转动的安装在救援穿梭车(32)上；还包括设置在救援穿梭车(32)上的自动脱钩机构(6)，所述自动脱钩机构(6)可驱动主动挂钩(102)绕销轴(93)的轴线转动，实现主动挂钩(102)与被动挂钩(101)的脱钩；
所述挡体为连杆(4)，连杆的中部通过销轴(91)可转动的铰接在穿梭车(3)上，连杆的一端为驱动端(41)，另一端为与限位凸块(2)对应的阻挡端(42)；所述控制机构包括控制电机(51)、驱动杆(52)、位置传感器(53)和控制系统，所述位置传感器(53)和控制系统信号连通，所述控制系统与控制电机(51)连通并可控制控制电机(51)转动；在控制电机(51)的输出轴(511)上套设有与输出轴(511)螺纹配合并可沿输出轴(511)的轴线方向移动的螺母(8)；驱动杆(52)的一端与螺母(8)固定连接，另一端通过销轴(92)与设置在连杆(4)驱动端(41)的腰形槽(411)连接；在螺母(8)上还固定有信号触发杆(81)；在信号触发杆(81)的移动轨迹的两端分别对应设置有固定在穿梭车(3)上的一个位置传感器(53)；所述限位凸块(2)设置在货架轨道(1)的中天横梁(7)上，并且限位凸块(2)高于中天横梁(7)。
2.如权利要求1所述的穿梭车安全系统，其特征在于：所述控制电机(51)为步进电机。
3.如权利要求1所述的穿梭车安全系统，其特征在于：所述控制系统为PCL控制系统。
4.如权利要求1所述的穿梭车安全系统，其特征在于：所述限位凸块(2)在货架轨道(1)的中线上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的穿梭车安全系统，其特征在于：在救援穿梭车(32)与主动挂钩(102)铰接的位置处设置有转动限位部(103)，所述转动限位部(103)与主动挂钩(102)的端部配合，可限制主动挂钩(102)的转动角度θ的范围。
6.如权利要求5所述的穿梭车安全系统，其特征在于：所述主动挂钩(102)在自然状态下为水平设置。
7.如权利要求1所述的穿梭车安全系统，其特征在于：所述自动脱钩机构(6)包括一直线电机(61)和设置在直线电机(61)的端轴上的契形块(62)，所述直线电机(61)的端轴的伸缩方向与主动挂钩(102)的转动平面垂直，所述契形块(62)上具有一斜面(621)，所述斜面(621)与主动挂钩(102)配合。
8.如权利要求1所述的穿梭车安全系统，其特征在于：在被动挂钩(101)上设置有被动倾斜面(1011)，在主动挂钩(102)上设置有与被动倾斜面(1011)对应的主动倾斜面(1021)。
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