CN106276025A - 异型料一对一自动存取智能货柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型料一对一自动存取智能货柜，设置了旋转接驳平台、接驳平台、拨杆机构、货架单元、可拆卸式货盒及控制管理模块等。旋转接驳平台对外与人工或AGV对接，对内与接驳平台对接。接驳平台设置了接驳平台本体，在货柜主体内可横向水平和垂直升降移动。拨杆机构用于接驳平台与货叉装置接驳时，货架单元或单一货盒的转移，拨杆机构设置了传感器，用于物料出库时自动探测货盒有无。可拆卸式货盒设置了货盒本体及拼接框，货盒本体可单独使用，也可与拼接框装配使用。货架单元可同时存储多个货盒。控制管理模块用于根据预先编好的程序，指挥智能货柜各组成部件协调有序地完成物料的自动存取操作。

Description

异型料一对一自动存取智能货柜

技术领域

本发明涉及智能仓储技术领域一种一对一自动存取智能货柜，尤其是一种适用于异型料的一对一自动存取智能货柜。

背景技术

现有一对一型自动存取智能货柜，通常采用旋转货盒和在出入库口处设置顶针机构的结构，通过顶针的上下运动对其对准的货盒料仓作用使其旋转，从而实现物料的一对一存取操作。这种采用旋转货盒和顶针机构的一对一型自动存取智能货柜存在着如下技术缺陷：1、货盒容积固定，通用性较差，仅适用于一定条件的物料一对一智能存取。对于一些超过货盒厚度的物料无能为力，而对于一些厚度较小的物料，又存在空间浪费，不能充分利用空间的问题。2、只能实现一对一智能存取操作。当有批量存取需求时，通常采用与六轴机器人、批量存取机构等联合作业的方式实现。

发明内容

为了克服现有技术中的上述存在问题，本发明提供了一种异型料一对一自动存取智能货柜，货盒深度可调，通用性较强，既满足一些较厚物料的储存需求，又针对一些厚度较小物料能充分利用空间。且其物料存取可实现物料货盒的一对一智能存取操作，也可实现货架单元批量存取操作。且结构简单，使用方便。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种异型料一对一自动存取智能货柜，包括货柜主体、可依据出入货物存储相关信息正向或反向旋转的旋转接驳平台、入库扫码系统、高速miniload堆垛机、接驳平台、拨杆机构、货架单元、可拆卸式货盒及控制管理模块等。货柜主体与各部分联接，共同组成一个有机整体。入库扫码系统安装在货柜主体物料出入口处，用于物料入库时，对物料货盒唯一码的识别验证。旋转接驳平台安装在货柜主体的物料出入口处，对外与人工或AGV搬运小车对接，对内与接驳平台对接。旋转接驳平台设置了旋转接驳平台底座、旋转控制机构及旋转接驳平台本体，旋转接驳平台底座固定安装在货柜主体上，旋转接驳平台本体通过旋转控制机构可正向或反向旋转安装在旋转平台底座上。接驳平台设置了第一横向水平滑台装置、第二横向水平滑台装置、第一垂直升降滑台装置及接驳平台本体，第一横向水平滑台装置和第二横向水平滑台装置固定安装在货柜主体上，第一垂直升降滑台装置横向水平移动安装在第一横向水平滑台装置和第二横向水平滑台装置上，接驳平台本体上下移动安装在第一垂直升降滑台装置上。依据指令，接驳平台本体可横向水平移动和垂直升降移动，以完成与旋转接驳平台和高速miniload堆垛机的接驳。高速miniload堆垛机设置了第一纵向水平滑台装置、第二纵向水平滑台装置、第二垂直升降滑台装置及货叉装置，第一纵向水平滑台装置和第二纵向水平滑台装置分别与货柜主体的底部和顶部刚性联接，第二垂直升降滑台装置纵向水平移动安装在第一纵向水平滑台装置和第二纵向水平滑台装置上，货叉装置上下移动安装在第二垂直升降滑台装置上。依据指令，货叉装置在货柜内可纵向水平移动和垂直升降移动，以完成出入库物料所属货架单元的存取、搬运及与接驳平台的接驳操作。拨杆机构用于接驳平台与货叉装置接驳时的货架单元或单一货盒转移，拨杆机构设置有第三横向水平滑台装置和拨杆机构本体，第三横向水平滑台装置与货柜主体刚性联接，拨杆机构本体横向水平移动安装在第三横向水平滑台装置上，拨杆机构本体设置有拨杆，拨杆可依据指令向前伸出或缩回。接驳平台与高速miniload堆垛机的货叉装置接驳时，出入库货盒、待接收出入库货盒的货架单元相应货位及拨杆保持同一高度，且出入库货盒与待接收出入库货盒的货架单元相应货位前后位置对正。拨杆伸出插入出入库货盒尾端空隙，拨杆机构本体向待接收出入库货盒的货架单元方向水平移动，推动出入库货盒进入货架单元的相应货位，从而完成货物的一对一智能存取操作。可拆卸式货盒用于物料存储，而货架单元则用于货盒的存储，货架单元存储在智能货柜内。控制管理模块是异型料一对一智能货柜的指挥控制中心，用于根据预先编好的程序，指挥智能货柜各组成部件协调有序地完成物料的自动存取操作。其包括上位机以及与上位机互相通信连接的下位机，下位机用于根据上位机发送的控制信息而对旋转接驳平台、入库扫码系统、高速miniload堆垛机、接驳平台、拨杆机构进行控制并传输信息至上位机。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，可拆卸式货盒设置了货盒本体及拼接框，货盒存储物料时，货盒本体可单独使用，也可与一层或二层拼接框装配使用，可满足不同厚度物料的存储需求。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，所述货盒本体两侧设置了凸台。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，货架单元设置了多层凹槽，与货盒本体两侧凸台配合使用，用于货盒进出货架单元的滑道以及支撑货盒。每个货架单元可同时存储多个货盒。从而实现多个货盒的批量存取功能。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，控制管理模块依据入库扫码系统读取的入库货盒唯一码信息计算入库货架单元内货盒的数量及货盒高度，并在智能货柜内自动分配合适货位。从而确保最大限度的利用空间。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，入库扫码系统设置了第三垂直升降滑台装置、第一联接座及扫码模块，第三垂直升降滑台装置固定安装在货柜主体上，第一联接座上下移动安装在第三垂直升降滑台装置上，扫码模块与第一联接座刚性联接在一起。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，所述旋转控制机构为齿轮齿条结构，齿轮固定安装在旋转接驳平台本体上。齿条与齿轮啮合，并水平滑动安装在旋转接驳平台底座上。齿条滑动采用气缸驱动，气缸分别与旋转接驳平台底座及齿条联接。气缸伸缩运动时，推动或牵引齿条水平移动，从而带动齿轮与旋转接驳平台本体正向或反向旋转。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，旋转接驳平台与接驳平台均设置了物料输送系统，可自动实现两者之间货架单元和单一货盒的对接。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，所述物料输送系统为同步带与同步带轮结构。旋转接驳平台上板前后两端分别设置了第一同步带轮及第一驱动装置，第一同步带与第一同步带轮啮合安装。接驳平台上板前后两端分别设置了第二同步带轮及第二驱动装置，第二同步带与第二同带轮啮合安装。旋转接驳平台与接驳平台对接入料时，货架单元或单一货盒位于旋转接驳平台的第一同步带上方，第一驱动装置及第一同步带轮启动旋转，第一同步带带动货架单元或单一货盒向接驳平台方向水平移动。同时，第二驱动装置及第二同步带轮同向启动旋转，第二同步带继续带动货架单元或单一货盒向前移动，完成旋转接驳平台与接驳平台之间的货架单元或单一货盒对接。旋转接驳平台3与接驳平台2对接出料时，则逆向执行上述各动作流程。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，拨杆机构本体设置了无杆气缸、第二联接座、拨杆和旋转气缸等，第二联接座固定安装在无杆气缸上，拨杆可左右旋转安装在第二联接座上，旋转气缸固定安装在第二联接座上，其输出端与拨杆联接。拨杆机构工作时，依据出入库货物相关信息，自动判断出入库货盒移动方向与拨杆方向是否一致，若二者不一致时，旋转气缸启动，拨杆旋转180°；若二者方向保持一致，则旋转气缸不启动，拨杆保持原方向不动。无杆气缸启动，拨杆伸出插入入库货盒尾部空隙。

上述的异型料一对一自动存取智能货柜，所述拨杆设置了传感器，用于物料出库时自动探测货盒有无，以完成物料出库验证。

本发明的有益效果是：1、本发明异型料一对一自动存取智能货柜采用了具有可拆卸拼接框的货盒结构及根据入库货盒唯一码信息自动分配合适货位的控制管理模块，不仅货盒深度可调，且货位分配与货盒高度相匹配。有效解决了现有一对一型自动存取智能货柜货盒容积固定，通用性较差，仅适用于一定条件的物料一对一智能存取。对于一些超过货盒厚度的物料无能为力，而对于一些厚度较小的物料，又存在空间浪费，不能充分利用空间的技术缺陷。2、本发明异型料一对一自动存取智能货柜采用了拨杆机构、接驳平台、旋转接驳平台、高速miniload堆垛机及货架单元等结构，不仅自动实现物料货盒的一对一智能存取操作，且可实现货架单元的批量存取操作。有效解决了现有技术中只能通过采用与六轴机器人、批量存取机构联合作业的方式实现批量存取的技术缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明异型料一对一自动存取智能货柜主视图(拆除外壳)；

图2为本发明异型料一对一自动存取智能货柜俯视图(拆除外壳)；

图3为货架单元(含货盒)主视图；

图4为货盒及拼接框装配主视图；

图5为接驳平台主视图；

图6为旋转平台主视图；

图7为旋转平台A-A视图；

图8为入库扫码系统主视图；

图9为高速miniload堆垛机左视图；

图10为拨杆机构主视图；

图11为拨杆机构本体透视图；

图12为拨杆机构拨杆伸出状态一透视图；

图13为拨杆机构拨杆伸出状态二透视图；

图14为入库流程图；

图15为出库流程图。

图中1.货柜主体，2.接驳平台，3.旋转接驳平台，4.入库扫码系统，5.拨杆机构，6.高速miniload堆垛机，7.货架单元，8.可拆卸式货盒，81.货盒本体，82.货盒拼框，21.第一横向水平滑台装置，22.第一垂直升降滑台装置，23.接驳平台本体，24.第二横向水平滑台装置，31.旋转接驳平台底座，32.旋转控制机构，33.旋转接驳平台本体，34.气缸，35.齿条，35.齿轮，41.第三垂直升降滑台，42.第一联接座，43.扫码模块，61.第一纵向水平滑台装置，62.第二纵向水平滑台装置，63.第二垂直升降滑台装置，64.货叉装置，51.第三横向水平滑台装置，52.拨杆机构本体，53.拨杆，54.旋转气缸，55.第二联接座，56.无杆气缸，57.传感器。

具体实施方式

如图1、图2、图5、图6、图8、图9、图10所示，异型料一对一自动存取智能货柜包括货柜主体1、可依据出入货物存储相关信息正向或反向旋转的旋转接驳平台3、入库扫码系统4、高速miniload堆垛机6、接驳平台2、拨杆机构5、货架单元7、可拆卸式货盒8及控制管理模块等。货柜主体1与各部分联接，共同组成一个有机整体。入库扫码系统4设置了第三垂直升降滑台装置41、第一联接座42及扫码模块43，第三垂直升降滑台装置41固定安装在货柜主体1上，第一联接座42上下移动安装在第三垂直升降滑台装置41上，扫码模块43与第一联接座42刚性联接在一起。旋转接驳平台3设置了旋转接驳平台底座31、旋转控制机构32及旋转接驳平台本体33，旋转接驳平台底座31固定安装在货柜主体1上，旋转接驳平台本体33通过旋转控制机构32可正向或反向旋转安装在旋转平台底座31上。接驳平台2设置了第一横向水平滑台装置21、第二横向水平滑台装置24、第一垂直升降滑台装置22及接驳平台本体23，第一横向水平滑台装置21和第二横向水平滑台装置24固定安装在货柜主体1上，第一垂直升降滑台装置22横向水平移动安装在第一横向水平滑台装置21和第二横向水平滑台装置24上，接驳平台本体23上下移动安装在第一垂直升降滑台装置22上。高速miniload堆垛机6设置了第一纵向水平滑台装置61、第二纵向水平滑台装置62、第二垂直升降滑台装置63及货叉装置64，第一纵向水平滑台装置61和第二纵向水平滑台装置62分别与货柜主体1的底部和顶部刚性联接，第二垂直升降滑台装置63纵向水平移动安装在第一纵向水平滑台装置61和第二纵向水平滑台装置62上，货叉装置64上下移动安装在第二垂直升降滑台装置63上。拨杆机构5用于接驳平台2与货叉装置64之间的货架单元7或单一货盒8转移，拨杆机构5设置了第三横向水平滑台装置51和拨杆机构本体52，第三横向水平滑台装置51与货柜主体1刚性联接，拨杆机构本体52横向水平移动安装在第三横向水平滑台装置51上。可拆卸式货盒8用于物料存储，而货架单元7则用于货盒8的存储，货架单元7存储在智能货柜内。控制管理模块包括上位机以及与上位机互相通信连接的下位机，下位机依据上位机发送的控制信息而对旋转接驳平台3、入库扫码系统4、高速miniload堆垛机6、接驳平台2、拨杆机构5进行控制并传输信息至上位机。

具体的，如图4所示，可拆卸式货盒8设置了货盒本体81及拼接框82，货盒8存储物料时，货盒本体81可单独使用，也可与一层或二层拼接框82装配使用，可满足不同厚度物料的存储需求。货盒本体81两侧设置了凸台。

具体的，如图3所示，货架单元7设置了多层凹槽，与货盒本体81两侧凸台形成滑动副，用于货盒8进出货架单元7的滑道以及支撑货盒8。每个货架单元可同时存储多个货盒。

具体的，控制管理模块依据入库扫码系统4读取的入库货盒8唯一码信息计算入库货架单元7内货盒8的数量及货盒高度，并在智能货柜内自动分配合适货位。

具体的，如图7所示，上述旋转控制机构32为齿轮齿条结构，齿轮36固定安装在旋转接驳平台本体33上。齿条35与齿轮36啮合，并水平滑动安装在旋转接驳平台底座31上，齿条35滑动采用气缸34驱动，气缸34分别与旋转接驳平台底座31、齿条35联接。

具体的，旋转接驳平台本体33与接驳平台本体23均设置了物料输送系统，可自动实现两者之间货架单元和单一货盒的对接。

具体的，上述物料输送系统为同步带与同步带轮结构。旋转接驳平台本体33上板前后两端分别设置了第一同步带轮及第一驱动装置，第一同步带与第一同步带轮啮合安装。接驳平台本体23上板前后两端分别设置了第二同步带轮及第二驱动装置，第二同步带与第二同带轮啮合安装。旋转接驳平台3与接驳平台2对接入料时，货架单元7或单一货盒8位于旋转接驳平台3的第一同步带上方，第一驱动装置及第一同步带轮启动旋转，第一同步带带动货架单元7或单一货盒8向接驳平台2方向水平移动。同时，第二驱动装置及第二同步带轮同向启动旋转，第二同步带继续带动货架单元7或单一货盒8向前移动，完成旋转接驳平台3与接驳平台2之间的货架单元7或单一货盒8对接。旋转接驳平台3与接驳平台2对接出料时，则逆向执行上述各动作流程。

具体的，如图9所示，依据出入库物料及相关信息，高速miniload堆垛机6的货叉装置64沿第一纵向水平滑台装置61、第二纵向水平滑台装置62、第二垂直升降滑台装置63自动运动到相应货位，货叉装置64自动向左或向右伸出叉取或存放相应货架单元7后，缩回原位。货叉装置64带动货架单元7运动到拨杆机构5处，与接驳平台2接驳。

具体的，如图11、图12、图13所示，拨杆机构本体52设置了无杆气缸56、第二联接座55、拨杆53和旋转气缸54等，第二联接座55固定安装在无杆气缸56上，拨杆53可左右旋转安装在第二联接座上，旋转气缸54固定安装在第二联接座55上，其输出端与拨杆53联接。拨杆53设置了传感器57，用于物料出库时自动探测货盒有无。

具体的，如图14所示，物料入库时，人工或AGV将货架单元7或单一货盒8置于旋转接驳平台3上，入库扫描模块43沿第三垂直升降滑台41上下移动，对入库货盒8的唯一码进行扫描和身份识别操作，并将入库货盒唯一码信息推送给控制管理模块。控制管理模块依据货盒唯一码信息自动分配货位，并自动判断入库货盒方向与所分配货位的相适应程度，若二者不适应时，则旋转接驳平台3的旋转控制机构32启动，带动旋转接驳平台本体33旋转180°；若入库货盒方向与所需入库货位位置相适应，则旋转接驳平台本体33则不旋转，保持原方向不动。依据指令，接驳平台本体23沿第一横向水平滑台装置21、第二横向水平滑台装置24及第一垂直升降滑台装置22自动移动至旋转接驳平台3处，与旋转接驳平台3接驳，调整好方向的入库货架单元7或单一货盒8通过物料输送系统转移到接驳平台本体23上，接驳平台本体23输送入库货架单元7或单一货盒8至拨杆机构5处。同时，高速miniload堆垛机6的货叉装置64将控制管理模块自动分配货位所属货架单元7叉取并输运至拨杆机构5处，并与接驳平台本体23接驳。拨杆机构本体52沿第三横向水平滑台装置51移动至入库货盒8尾部空隙处。依据入库货物相关信息，自动判断入库货盒8移动方向与拨杆53方向是否一致，若二者不一致，旋转气缸54启动，拨杆53旋转180°；若二者方向保持一致，则旋转气缸54不启动，拨杆53保持原方向不动。无杆气缸56启动，拨杆53伸出插入入库货盒8尾部空隙，拨杆机构本体52沿第三横向水平滑台装置51移动，推动接驳平台本体23上的入库货盒8进入货叉装置64上的货架单元7的相应货位，物料的一对一入库操作完成后，货叉装置64将入库完成的货架单元7沿第一纵向水平滑台装置61、第二纵向水平滑台装置62及第二垂直升降滑台装置63仍输运到原来货位并存放。接驳平台本体23将入库操作完成的空货架单元7输送到旋转接驳平台3处，与旋转接驳平台3接驳，空货架单元7转移到旋转接驳平台3上，人工或AGV将空货架单元7取走。

具体的，如图15所示，物料出库时，人工或AGV将空货架单元7置于旋转接驳平台3上，依据出库货物相关信息，自动判断空货架单元7方向与所需出库货物的相适应程度，若二者不适应时，则旋转接驳平台3的旋转控制机构32启动，带动旋转接驳平台本体33旋转180°；若空货架单元7方向与所需出库货物位置相适应，则旋转接驳平台本体33则不旋转，保持原方向不动。依据指令，接驳平台本体23沿第一横向水平滑台装置21、第二横向水平滑台装置24及第一垂直升降滑台装置22自动移动至旋转接驳平台3处，与旋转接驳平台3接驳，调整好方向的空货架单元7通过物料输送系统转移到接驳平台本体23上，接驳平台本体23输送空货架单元7至拨杆机构5处。同时，高速miniload堆垛机6的货叉装置64将货柜主体1内所需出库货物所属货架单元7叉取并输运至拨杆机构5处，并与接驳平台本体23接驳。拨杆机构本体52沿第三横向水平滑台装置51移动至出库货盒8尾部空隙处。依据出库货物相关信息，自动判断出库货盒8移动方向与拨杆53方向是否一致，若二者不一致，旋转气缸54启动，拨杆53旋转180°；若二者方向保持一致，则旋转气缸54不启动，拨杆53保持原方向不动。无杆气缸56启动，拨杆53伸出插入出库货盒8尾部空隙，拨杆53上的传感器57自动感应出库货盒是否存在，若出库货盒不存在，则将相关信息推送给控制管理模块，同时拨杆53缩回。若出库货盒存在，拨杆机构本体52沿第三横向水平滑台装置51移动，推动货叉装置64上的出库货盒8进入接驳平台本体23上的空货架单元7的相应货位，物料的一对一出库操作完成后，货叉装置64将入库完成的货架单元7沿第一纵向水平滑台装置61、第二纵向水平滑台装置62及第二垂直升降滑台装置63仍输运到原来货位并存放。接驳平台本体23将出库操作完成的货架单元7输送到旋转接驳平台3处，与旋转接驳平台3接驳，完成出库的货架单元7转移到旋转接驳平台3上，人工或AGV将完成出库的货架单元7取走。

Claims (8)

1.一种异型料一对一自动存取智能货柜，包括货柜主体(1)、入库扫码系统(4)、高速miniload堆垛机(6)、控制管理模块等，货柜主体(1)与各部分联接，共同组成一个有机整体。控制管理模块是异型料一对一智能货柜的指挥控制中心，用于根据预先编好的程序，指挥智能货柜各组成部件协调有序地完成物料的自动存取操作。入库扫码系统(4)安装在货柜主体(1)物料出入口处，用于物料入库时，对物料唯一码的识别验证；高速miniload堆垛机(6)设置了货叉装置(64)，依据指令，货叉装置(64)在货柜主体(1)内可纵向水平移动和垂直升降移动，以完成出入库物料的存取、搬运操作；其特征在于：

设置了可依据出入货物存储相关信息正向或反向旋转的旋转接驳平台(3)，安装在货柜主体(1)的物料出入口处，对外与人工或AGV搬运小车对接，对内与接驳平台(2)对接；

设置了接驳平台(2)，用于完成与旋转接驳平台(3)和高速miniload堆垛机(6)的货叉装置(64)对接；

设置了拨杆机构(5)，用于接驳平台(2)和高速miniload堆垛机(6)的货叉装置(64)接驳时的出入库货盒转移；

设置了可拆卸式货盒(8)，用于存储物料；

设置了货架单元(7)，用于存储可拆卸式货盒。

2.根据权利要求1所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：入库扫码系统(4)设置了第三垂直升降滑台装置(41)，其扫描模块(43)可沿第三垂直升降滑台装置(41)上下移动。

3.根据权利要求1所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：旋转接驳平台(3)设置了旋转接驳平台底座(31)、旋转控制机构(32)及旋转接驳平台本体(33)，旋转控制机构(32)为齿轮齿条结构，齿轮(36)固定安装在旋转接驳平台本体(33)上，齿条(35)与齿轮(36)啮合并水平滑动安装在旋转接驳平台底座(31)上，齿条(35)滑动采用气缸(34)驱动，气缸(34)分别与旋转接驳平台底座(31)、齿条(35)联接。

4.根据权利要求1所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：拨杆机构(5)设置了第三横向水平滑台装置(51)和拨杆机构本体(52)，拨杆机构本体(52)横向水平移动安装在第三横向水平滑台装置(51)上，拨杆机构本体(52)设置了无杆气缸(56)、第二联接座(55)、拨杆(53)和旋转气缸(54)等，第二联接座(55)固定安装在无杆气缸(56)上，拨杆(53)可左右旋转安装在第二联接座上，旋转气缸54固定安装在第二联接座(55)上，其输出端与拨杆(53)联接。

5.根据权利要求4所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：拨杆(53)设置了传感器(57)，用于物料出库时自动探测货盒有无，以完成物料出库验证。

6.根据权利要求1所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：可拆卸式货盒(8)设置了货盒本体(81)及拼接框(82)，货盒存储物料时，货盒本体(81)可单独使用，也可与一层或二层拼接框(82)装配使用。

7.根据权利要求6所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：货盒本体(82)两侧设置了凸台。

8.根据权利要求1所述的异型料一对一自动存取智能货柜，其特征在于：货架单元(7)设置了多层凹槽，与货盒本体两侧凸台配合使用，用于货盒进出货架单元的滑道以及支撑货盒。