CN107074443A - 用于仓库的抗震支撑件和具有这种支撑件的承重结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于承重结构或机器、例如用于自动化仓库的抗震装置(1)，抗震装置包括适于固定至自动化仓库的承重结构上的至少一个支撑支腿(3)。支撑支腿(3)构造成搁置在支撑和滑动表面(5)上并且在所述支撑和滑动表面上滑动，以允许自动化仓库相对于支撑和滑动表面(5)相对移动。至少一个邻接元件(10)适于受支撑和滑动表面(5)牢固地限制。至少一个弹簧装置(12)适于插置在邻接元件(10)和自动化仓库之间。弹簧装置(12)被构造成由于自动化仓库相对于支撑和滑动表面5的相对移动而产生自动化仓库(2)的回复作用(力和/或力矩)。弹簧装置(12)具有非线性的、优选渐变的弹性特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于承重结构或机器、特别是用于自动化仓库的抗震装置，以及涉及一种承重结构或机器、特别是仓库。
背景技术
存在用于建筑工业中以加固房屋和/或工业建筑的已知抗震装置。这种抗震装置的设计和尺寸取决于具体建造以及区域的地震易损性。作为结果，在建造领域中，抗震装置被特别地设计和选定尺寸。
这种定制的方法使得已知的抗震装置不适于除了建筑领域之外的其它领域。此外，这些已知类型的抗震装置不适合应用在适于支撑随时间变化的负载的承重结构或机器的领域中。特别在自动化仓库的情况中，已知抗震装置不可适用，这是由于因需要专门设置每个自动化仓库引起的高成本而导致的经济原因、以及由于自动化仓库的质量在仓库的腾空状况和充满状况之间呈现相当大百分比的改变而引起的技术原因。
因而，提供一种适用于承重结构或机器、特别是适用于自动化抽屉型仓库的可利用抗震装置的需求实质上仍然未得到满足。特别地，提供一种可利用的便宜抗震装置的需求仍然未得到满足，所述抗震装置允许不过度地影响与自动化抽屉型仓库相关的成本；并且允许维持自动化抽屉型仓库在任何负载情况下经受的最大加速受限并基本上恒定，由此例如在自动化仓库设置有抽屉的情况下防止将导致抽屉意外掉落的任何翻转和/或移动；并且允许在支撑结构元件中容忍尽可能多的应力等级。
发明内容
在这种情况下，本发明的基本技术任务是提供一种克服上述现有技术的缺点并且能够满足前述需求的抗震装置。
特别地，本发明的一个目的是提供一种用于抗震结构或机器、特别是用于仓库的装置，所述装置通过使由地震传递至承重结构或机器的动能消散而能够允许承重结构或机器相对于地面移动，并且能够使得移动返回至初始位置。
本发明的另一目的是提供一种“通用”抗震装置，即可适于任何承重结构并且由于与承重结构的负载状况不相关的性能而能够限制承重结构经受的最大加速的装置。这种独立性能允许将在总质量改变时因地震引起的震荡运动中的最大加速维持在恒定水平，所述总质量应当理解为是承重结构的固定质量和可变负载质量之和。
上述技术任务和规定目标通过包括一个或多个随附权利要求中所公开的技术特征的用于承重结构或机器的抗震装置以及承重结构或机器而基本得以实现。各从属权利要求对应于本发明的不同实施例。
附图说明
根据对附图中所示的抗震装置的优选但非唯一实施例的示意性并且因而非限制的描述，本发明的其它特征和优点将变得更为显然，其中：
-图1是根据本发明的一个可行实施例的抗震装置的示意性透视图；
-图2是图1的抗震装置的截面的示意图；
-图3是图1的抗震装置的细节的示意性透视图；
-图4是图1的抗震装置的一些细节的示意性透视图；
-图5是根据本发明的一个可行实施例的承重结构、特别是自动化仓库的示意性透视图；
-图6是图5的自动化仓库的细节的示意性平面图；
-图7是根据本发明的不同可行实施例的抗震装置的示意性透视图；
-图8是图7的抗震装置的截面的示意图；
-图9是图7的抗震装置的细节的截面的示意图；
-图10是根据本发明的不同可行实施例的抗震装置的示意性透视图；
-图11是图10的抗震装置的截面的示意图；
-图12是图10的抗震装置的细节的截面的示意图；
-图13是根据一个可行实施例的图10的抗震装置的截面的示意图；
-图14是根据本发明的不同可行实施例的抗震装置的示意性透视图；
-图15和图16是根据不同角度的图14的抗震装置的截面的示意图；
-图17是图14的抗震装置的细节的截面的示意图；
-图18是图2的细节B的示意性截面图；
-图19是图13的细节A的示意性透视图；
-图20是图19的细节的示意性截面图。
具体实施方式
参考附图，特别地参考图1-4，附图标记1指代用于承重结构或机器、特别是用于自动化仓库2的抗震装置整体。下文中，将明确地参考自动化抽屉型仓库2中的应用，但是也可以应用于任何承重结构或机器。
抗震装置1包括至少一个适于被固定至自动化仓库2的承重结构4上的支撑支腿3。
支撑支腿3被构造成搁置在支撑和滑动表面5上并且在所述支撑和滑动表面上滑动，以允许自动化仓库2相对于支撑和滑动表面5相对移动。支撑和滑动表面5特别地是与地面形成一体的水平面，支撑支腿3被构造成水平地搁置在所述水平面上并在所述水平面上滑动。
而且，支撑支腿3可以限定能量耗散元件，为此目的，支撑支腿可以包括由适于承受高温的材料制成的滑动瓦6，所述高温可能在支撑支腿3在支撑和滑动表面5上滑动期间由摩擦引起。例如，滑动瓦6可以由覆有含氟聚合物和粘合剂树脂增强基薄膜的金属或超高分子量UHMWPE聚乙烯制成。
参考图18，支撑支腿3可以包括适于被固定至自动化仓库2的承重结构4上的杆7。特别地，杆7适于竖直地设置。杆7连接至底部8，所述底部8限定了滑动瓦6的接收座部9。
支撑支腿3的下表面并且特别地滑动瓦6搁置在支撑和滑动表面5上，从而支撑支腿3以及因而自动化仓库2可以相对于自动化仓库搁置于其上的地面水平地滑动。这样，支撑支腿3执行使得自动化仓库2的水平移动相对于地面的移动脱离的作用。而且，由于滑动瓦6以及支撑和滑动表面5之间的相对滑动产生摩擦，支撑支腿3还执行能量耗散元件的作用。
根据图19或20中作为示例示出的可行替代方案，支撑支腿3包括适于固定至自动化仓库2的承重结构4上的杆7。特别地，杆7适于竖直地设置。
杆7连接至底部8，所述底部8限定了滚动瓦6a的接收座部9。换句话说，滚动瓦6a包括多个例如球体的滚动元件6b。
支撑支腿3的下表面并且特别地滚动瓦6a搁置在支撑和滑动表面5上，从而支撑支腿3以及因而自动化仓库2可以相对于自动化仓库搁置于其上的地面水平地滑动。
同样在这种情况下，支撑支腿3执行使得自动化仓库2的水平移动相对于地面的移动脱离的作用。与设置有滑动瓦6的支撑支腿3不同，设置有滚动瓦6b的支撑支腿3的方案允许限制由支撑支腿3在支撑和滑动表面5上滑动而导致的能量耗散。
抗震装置1还包括至少一个适于形成为受支撑和滑动表面5牢固地限制的邻接元件10。
优选地，抗震装置1包括适于形成为受支撑仓库2的地面表面牢固地限制的滑动板11。滑动板11限定了用于支撑支腿3的支撑和滑动表面5。在这种情况下，邻接元件10可以受滑动板11牢固地限制，并且优选由从支撑和滑动表面5横向突出的销限定。抗震装置还包括至少一个适于插置在邻接元件10和自动化仓库2之间的弹簧装置12。
弹簧装置12被构造成由于自动化仓库相对于支撑和滑动表面5的相对移动而产生自动化仓库2的回复作用(力和/或力矩)。
弹簧装置12优选被构造成由于自动化仓库相对于支撑和滑动表面5的相对移动而产生自动化仓库2的回复力。弹簧装置可以沿着在一个方向上或者在相反的两个方向上的方向操作。
换句话说，弹簧装置12可以设置成产生回复力，所述回复力沿着两个方向或仅仅一个方向定向：在第一种情况下，由于自动化仓库2相对于地面移动的效果，当弹簧装置的长度发生改变时，弹簧装置12产生了其作用，并且这种回复作用趋向于在弹簧装置延长或缩短的两种情况下都使得弹簧装置12恢复静止长度。在第二种情况下，如果弹簧装置12是“牵引”型的，仅当弹簧装置的长度与静止长度相比增大时，才产生作用，而如果弹簧装置是“压缩”型的，当弹簧装置的长度小于静止长度时出现作用。
有利的是，弹簧装置具有非线性的、优选渐变的弹簧特性。术语弹簧装置12的“弹簧特性”指的是表示施加至弹簧装置上的作用(力和/或力矩)与弹簧装置的几何形状变化之间的关系的曲线，所述几何形状变化与自动化仓库2从相对于支撑和滑动表面5的相应静止位置的(线性和/或角度)位移相关。
优选设计成产生回复力的弹簧装置12随着从初始相对“静止”位置起支撑支腿3与邻接元件10的间距变得相对逐渐增大(即，在弹簧装置12相对于静止长度的长度改变增大后)在弹簧装置的刚度增大时呈现渐变的弹簧特性。由于地面存在水平移动，对于特定的弹簧装置12而言，在与自动化仓库2相关的质量(所述质量应当理解为是承重结构4的质量和所存储的产品的质量之和)增大时出现更大的位移，获得的效果是弹簧装置12趋于在与自动化仓库2相关的质量增大之后在更大的刚度范围内工作。获得的结果是弹簧装置12并且特别是其弹性特性可以构造成使得在由地震引起的震荡运动期间，弹簧装置12呈现了最大加速，所述最大加速和与自动化仓库2有关的质量值无关。
弹簧装置12可以设计成使得弹性元件被预加负载，即需要比预定值更大的力，这引起弹簧装置12的长度改变。赋予弹性元件的预加负载值越高，则在地震结束时弹簧装置12越趋于将自动化仓库2带回至地震之前自动化仓库2所在的位置中。
特别地，弹簧装置12可以操作地插置在支撑支腿3和邻接元件10之间。
根据图1-5中作为示例示出的可行实施例，弹簧装置12包括由弹性体制成的至少两个弹性环13，所述弹性环13被构造成连续地介入(intervene)并且具有不同的长度L。每个弹性环13特别地插置在邻接元件10和销14之间，所述销14适于受自动化仓库2、优选受支撑支腿3牢固地限制。
例如如图4中所示，每个弹性环13包括适于受自动化仓库2、优选受支撑支腿3牢固地限制的第一端13a、以及与第一端相对且适于与邻接元件10相互作用的第二端13b。
根据一个可行的实施例，臂15适于(在臂的一端处)受自动化仓库2、优选受支撑支腿3牢固地限制。臂15具有适于滑动地接合邻接元件10的凹槽16。优选地，凹槽16在其相对于支撑支腿3的相对端部处打开。
在设置臂15的情况下，弹性环13优选收纳在臂内。特别地，每个弹性环13收纳在相应的壳体17内。
参考图2，臂15具有受支撑支腿3通过座部18而牢固地限制的一个端部，所述端部适于与支撑支腿3的底部8耦联。销14横向地设置在臂15内，并且在第一端13a处插入弹性环13的孔19内部。弹簧装置12特别地包括三个具有递增长度L的弹性环13。每个弹性环缠绕在邻接元件10周围，而弹性环的第二端13b是自由的。三个弹性环13的第二端13b设置在距离邻接元件10递增的距离处。
参考图5和6，示出了仓库2，特别是自动化抽屉型仓库，仓库包括彼此相对地设置的至少一对抗震装置1。特别地，图6示出了包括两对抗震装置的仓库2的细节，其中仅示出了支撑部分。
每对弹簧装置12的每个弹簧装置具有主操作方向F。在两对抗震装置的情况下，每个弹簧装置12的主操作方向F呈四边形地设置。优选地，设置有在支撑和滑动表面5上滑动的附加支撑支腿21。
在使用中，自动化仓库2搁置在支撑支腿3(优选四个支撑支腿)上，并且优选还搁置在其它支撑支腿21(优选设置有滑动瓦的四个附加支撑支腿)上。在地震的情况下，支撑支腿允许地面的运动与自动化仓库的运动脱离。由于在滑动瓦6的相对滑动期间产生的摩擦，支撑支腿3和滑动板11还实现了限定使仍然传送至自动化仓库2的动能消散的消散系统。为此目的，支撑支腿3设计成承受所产生的高温。
换句话说，提供了能量消散器件，在图1-6的情况中，所述能量消散器件包括与支撑支腿3相关联的滑动瓦6。
弹簧装置12被构造成将自动化仓库带回其初始位置中。
设置有至少两个弹性环13的每个弹簧装置12是“牵引”型的，并且有利地构造成在支撑支腿移动远离邻接元件时沿着一个方向施加回复力。因而，由于存在设置有“牵引”型弹簧装置12的两个或更多个抗震装置，可以获得返回震荡移动以便返回至初始位置。弹簧装置的弹性特性允许限制自动化仓库经受的加速，特别是在返回自动化仓库的初始位置的返回步骤期间，并且允许使得这种加速与仓库自身的质量无关，从而防止了抽屉的意外翻转或掉落。
在附图中所示的实施例的情况下，由于邻接元件和弹性环之间的渐进相互作用，在支撑支腿和邻接元件之间的距离增大时，弹簧装置12的刚度增大。对于小位移(此时为有限质量)而言，仅一个弹性环介入。对于中等位移(此时为中等质量)而言，两个弹性环介入，而对于大位移(即仓库的全负载)而言，所有三个弹性环介入。
由于由可以被相继地致动的两个或更多个弹性重叠环构成的组，抗震装置可以维持较紧凑，并且因而自动化仓库、特别是其高度可以维持较紧凑。
此外，使用由弹性体材料制成的弹性环允许将能量消散成热量。因而，如图1-5中所示，除了由支撑支腿3与支撑和滑动表面5构成的组合之外，能量消散器件还包括具有至少两个弹性体材料环的弹簧装置，所述至少两个弹性体材料环具有不同的长度L并且构造成连续地介入。
根据可行的替代实施例，弹簧装置12可以包括优选设置在邻接元件10和支撑支腿3之间的至少一个渐进型螺旋弹簧。
渐进型螺旋弹簧可以是具有可变螺距的圆筒形螺旋弹簧(如图7-9所示)、或者是锥形螺旋弹簧(未示出)。
在图7-9的情况中，弹簧装置12包括活塞-缸体组件23，所述活塞-缸体组件23适于插置在承重结构和邻接元件10之间、优选在支撑支腿3和邻接元件10之间。渐进型卷簧22操作地设置在活塞-缸体组件23中。
根据可行的替代实施例，弹簧装置12可以包括例如由蜂窝状聚氨酯制成的至少一个圆筒形弹性体弹簧，如图10-12所示。为此目的的合适材料的一个示例是由Bayer生产的Cellular
在图10-12的情况中，弹簧装置12包括活塞-缸体组件23，所述活塞-缸体组件23适于插置在承重结构和邻接元件10之间、优选在支撑支腿3和邻接元件10之间。圆筒形弹性体弹簧24操作地设置在活塞-缸体组件23中。
在图10-12的情况中，能量消散器件包括弹簧装置12，所述弹簧装置12具有例如由蜂窝状聚氨酯制成的圆筒形弹性体弹簧24。
能量消散器件还可以包括滑动瓦6，如图1-6或18中作为示例示出的。
作为替代，在需要将能量消散集中在弹簧装置12中的情况下，支撑支腿3可以根据图13、19和20而实现并且包括滚动瓦6a。
根据一个可行实施例，如图14-17中作为示例示出的，抗震装置可以包括具有震动吸收器25的能量耗散器件，所述震动吸收器与弹簧装置12平行地设置。如图14-17中作为示例示出的，抗震装置1的其余部件可以类似于参考图7-9所述的那些部件。
作为替代，可以将震动吸收器25添加至任何类型的抗震装置，以增大或添加能量耗散的效果。
图14-17示出了设置有滚动瓦6a的支撑支腿3(类似于图19-20中所示的支撑支腿)。作为替代，还可以设置成使用提供有滑动瓦6的支撑支腿3(类似于图18中所示的支撑支腿)。
换句话说，根据本发明的抗震装置的任何实施例可以包括一个或多个支撑支腿3，所述支撑支腿选自于设置有滚动瓦6a的支撑支腿3(类似于图19-20中所示的支撑支腿)以及设置有滑动瓦6的支撑支腿3(类似于图18中所示的支撑支腿)。
在未示出的替代实施例中，弹簧装置12可以沿着一个或多个方向操作。例如，弹簧装置可以包括与支撑支腿3相关联的盘形弹性体元件。特别地，支撑支腿3设置在盘形元件的支撑平面上的突出部内。例如，支撑支腿穿过盘形元件。盘形元件被牢固地限制至锚定元件。特别地，锚定元件可以是环形的并且被限制至盘形元件的外边沿。
通过使得承重结构(自动化仓库)的移动与地面的移动脱离并且优选地通过消散动能，本发明实现了设定的目标。而且，由于具有非线性弹性特性的弹簧装置，由本发明实现了设定的目标，该弹性特性引起了震荡移动，以使得自动化仓库可以被带回其中心位置。不管仓库的承重结构的质量如何，震荡移动均使得承重结构经受有限的最大加速，所述有限的最大加速低于将引起仓库翻转的加速、或者低于将克服抽屉(在仓库的情况下)的摩擦系数的加速。
Claims (25)
1.一种用于承重结构或机器、特别是用于自动化仓库(2)的抗震装置(1)，抗震装置包括：
-至少一个支撑支腿(3)，所述支撑支腿能够固定至所述自动化仓库(2)的承重结构(4)上，所述支撑支腿(3)被构造成搁置在支撑和滑动表面(5)上并且在所述支撑和滑动表面上滑动，以允许自动化仓库(2)相对于所述支撑和滑动表面(5)相对移动，
-至少一个邻接元件(10)，所述邻接元件能够受所述支撑和滑动表面(5)牢固地限制，以及
-至少一个弹簧装置(12)，所述弹簧装置能够插置在所述邻接元件(10)和所述自动化仓库(2)之间，所述弹簧装置(12)被构造成由于所述自动化仓库(2)相对于所述支撑和滑动表面(5)的相对移动而产生自动化仓库(2)的回复作用(力和/或力矩)，所述弹簧装置(12)具有非线性类型的弹性特性。
2.根据权利要求1所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)具有渐变的弹性特性。
3.根据权利要求1或2所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)被构造成产生自动化仓库的回复运动，自动化仓库的最大加速和有关自动化仓库自身的质量值无关。
4.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)包括至少一个预加负载的弹性元件(13、22、24)以促进自动化仓库(2)返回相对于支撑和滑动表面(5)的初始位置的回复作用。
5.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，包括滑动板(11)，所述滑动板能够受自动化仓库(2)的支撑表面牢固地限制并且限定了用于所述支撑支腿(3)的所述支撑和滑动表面(5)。
6.根据权利要求5所述的抗震装置，其中，所述邻接元件(10)受所述滑动板(11)牢固地限制，并且从所述支撑和滑动表面(5)横向地突出。
7.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)操作地插置在所述支撑支腿(3)和所述邻接元件(10)之间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)沿着仅仅一个方向或相对的两个方向操作。
9.根据权利要求8所述的抗震装置，其中，如果所述弹簧装置沿着两个方向工作，则在由于自动化仓库(2)相对于地面移动所产生的效果而导致发生弹簧装置的长度改变时，所述弹簧装置(12)产生其自身的作用，并且所述作用使得在弹簧装置延长或缩短的两种情况下趋于恢复弹簧装置(12)的静止长度。
10.根据权利要求8所述的抗震装置，其中，如果弹簧装置仅仅沿着一个牵引方向工作，则仅仅在弹簧装置的长度相对于静止长度增大时，所述弹簧装置(12)产生其自身的作用，然而，如果弹簧装置仅仅沿着一个压缩方向工作，则仅仅在弹簧装置的长度相对于静止长度发生减少时，所述弹簧装置产生其作用。
11.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)包括至少两个弹性环(13)，所述至少两个弹性环具有不同的长度(L)并且构造成连续地介入，每个弹性环(13)插置在所述邻接元件(10)和能够被牢固地限制到所述自动化仓库(2)、优选被牢固地限制到所述支撑支腿(3)的销(14)之间。
12.根据权利要求11所述的抗震装置，其中，每个弹性环(13)包括能够被牢固地限制到所述自动化仓库(2)、优选被牢固地限制到所述支撑支腿(3)的第一端(13a)、以及与第一端(13a)相对并且能够与所述邻接元件(10)相互作用的第二端(13b)。
13.根据权利要求11或12所述的抗震装置，包括臂(15)，所述臂能够被牢固地限制到所述支撑结构、优选被牢固地限制到所述支撑支腿(3)，并且所述臂具有能够可滑动地接合所述邻接元件(10)的凹槽(18)。
14.根据权利要求13所述的抗震装置，其中，所述弹性环(13)设置在所述臂(15)内，优选每个弹性环均设置在相应的壳体(17)内。
15.根据权利要求1-10中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置包括至少一个渐进型螺旋弹簧，例如锥形螺旋弹簧或具有可变螺距的圆筒形螺旋弹簧(22)。
16.根据权利要求15所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置包括活塞-缸体组件(23)，所述活塞-缸体组件能够插置在所述承重结构和所述邻接元件(10)之间、优选在所述支撑支腿(3)和所述邻接元件之间，并且其中，所述渐进型螺旋弹簧操作地设置在所述活塞-缸体组件(23)内。
17.根据权利要求1-10中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置包括至少一个圆筒形弹性体弹簧(24)，所述圆筒形弹性体弹簧例如由蜂窝状聚氨酯制成。
18.根据权利要求17所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置包括活塞-缸体组件(23)，所述活塞-缸体组件能够插置在所述承重结构和所述邻接元件(10)之间、优选在所述支撑支腿(3)和所述邻接元件之间，并且其中，所述圆筒形弹性体弹簧(24)操作地设置在所述活塞-缸体组件(23)内。
19.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，包括能量消散器件。
20.根据权利要求19所述的抗震装置，其中，能量耗散器件包括以下中的一个或多个：
震动吸收器(25)，所述震动吸收器与所述弹簧装置(12)平行地设置；
滑动瓦(6)，所述滑动瓦与所述支撑支腿(3)相关联；
包括由弹性体材料制成的至少两个环(13)的所述弹簧装置(12)，所述至少两个环具有不同的长度(L)并且构造成连续地介入；
包括例如由蜂窝状聚氨酯制成的圆筒形弹性体弹簧(24)的所述弹簧装置(12)。
21.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述支撑支腿(3)限定了能量耗散元件并且包括滑动瓦(6)，所述滑动瓦例如由能够承受高温的材料制成。
22.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置，其中，所述支撑支腿(3)包括滚动瓦(6a)。
23.根据权利要求1至10中的任一项所述的抗震装置，其中，所述弹簧装置(12)沿着一个方向或多个方向操作。
24.一种支撑结构，例如特别地设置抽屉的自动化仓库(2)，所述支撑结构包括至少一个根据前述权利要求中的任一项或多项所述的抗震装置(1)，并且所述抗震装置彼此相对地设置。
25.根据权利要求24所述的承重结构，包括在所述支撑和滑动表面(5)上滑动的至少一个支撑支腿(21)。
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