一种存物及取物方法
技术领域
本发明涉及物流技术领域,尤其涉及一种存物及取物方法。
背景技术
传统的运输设备主要包括,无轨穿梭车(AGV)和有轨穿梭车(RGV),但是无轨穿梭车主要用于物流中较轻货物的运输,暂未有运输超大型物件的无轨穿梭车见诸报端;有轨道穿梭车自重一般在1000kg内,虽然承载可达3000kg以上,但运输的物件尺寸长宽均在2m之内,也不满足超大型物件的存取。
目前还有用于存取货物的子母车系统。纵向运动穿梭板车与横向运动的穿梭母车、垂直方向运动的升降机组成了以穿梭板车为核心的子母车系统,该类系统虽能较灵活的存取货物,但存取货物的长宽均需控制在1.5m内,载重多在2000kg内,无法满足超大型物件的传输。
现有技术的存取设备所能存取的物件多为长宽在2m内、重在3000kg内,无法存取超大型物件。堆垛机、穿梭车(RGV、AGV)、子母车系统的车身多比较小并且车身多为型钢焊接而成,这些决定了其无法运输超大型物件,然而大型物件的存取目前在物流行业内是一种趋势,有较大的应用范围。
因此,如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良,实为相关业界所需努力研发的目标,本发明设计人有鉴于此,乃思及创作的意念,遂以多年的经验加以设计,经多方探讨并试作样品试验,及多次修正改良,乃推出本发明。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题,本发明提供了存物及取物方法。
(二)技术方案
本发明提供了一种存物方法,实施所述方法用到了货架和子母车,实施所述方法用到了货架和子母车,所述货架上具有轨道,所述子母车从下至上依次包括母车、偏移装置、子车及顶升装置;其中,所述母车具有平行x轴方向的直线自由度,所述偏移装置和子车分别具有平行y轴方向的直线自由度;
所述存物方法步骤如下:
上料位置坐标为(x1,y1,z1),存储位置坐标为(x2,y2,z2);
(1)子母车位于上料位置,物品放置在子母车顶升装置上;
(2)母车沿x轴方向运行|x2-x1|mm的距离,到位后,母车停止运动;
(3)偏移装置沿y轴方向运行smm的距离,与货架上的轨道对接,到位后,偏移装置停止运动;
(4)顶升装置沿z轴方向顶升(|z2-z1|+δ)mm的距离,到位后,顶升装置停止运动;
(5)子车沿y轴方向在偏移装置和货架对接后的轨道上运行,运行距离||y2-y1|-s|mm,到位后,子车停止运动;
(6)顶升装置下降,物件被放置到存储位置上;
(7)顶升装置继续归位至最初位置;随后,子车、偏移装置依次归位,完成一次存物的过程。
在本发明的一些实施例中,所述母车框架和偏移框架主要由箱型梁组成。
在本发明的一些实施例中,所述母车包括母车框架,所述母车框架包括:
一对轨道横梁,沿母车直线自由度所在方向延伸,对称且平行地设于母车框架的两侧,其下方设置有轨道轮;
若干连接纵梁,互相平行地架设在一对轨道横梁之间;
若干加强梁,横向架设在相邻连接纵梁之间。
在本发明的一些实施例中,所述母车由母车驱动装置驱动,母车驱动装置包括:
传动轴,纵向架设在一对轨道梁末端之间,并与该处的轨道轮连接;
减速电机,通过联轴器与传动轴连接,实现动力传递。
在本发明的一些实施例中,所述偏移框架包括:
若干横梁,沿横向延伸且互相平行设置,均为截面呈矩形的箱型梁,其空腔内间隔均匀地设置有竖直撑板;
轨道纵梁,垂直横梁设置,沿偏移框架直线自由度方向延伸,其内部具有首尾相接的倾斜撑板,包括:
一对边梁,对称设置,为开口相对的截面呈C型的箱型梁,
中梁,与边梁平行,且设置在边梁之间。
在本发明的一些实施例中,所述偏置框架驱动装置包括:
电机,固定安装在母车上;
齿轮,安装在电机上,且由电机驱动;
齿条,与齿轮啮合,且沿中梁延伸方向安装在中梁上。
在本发明的一些实施例中,所述顶升装置为液压双缸驱动结构。
在本发明的一些实施例中,所述偏移装置的移动距离s1mm为子母车在y轴方向上距货架的距离。
在本发明的一些实施例中,所述货架上具有平行y轴方向的子车轨道,所述步骤(5)的子车即在子车轨道上运行。
本发明还提供了一种和上述存物方法实施条件相同的取物方法,实施所述方法用到了货架和子母车,所述货架上具有轨道,所述子母车从下至上依次包括母车、偏移装置、子车及顶升装置;其中,所述母车具有平行x轴方向的直线自由度,所述偏移装置和子车分别具有平行y轴方向的直线自由度;
所述取物方法步骤如下:
初始位置坐标为(X1,Y1,Z1),取物位置坐标为(X2,Y2,Z2);
(1)母车沿x轴方向运行|X2-X1|mm的距离,到位后,母车停止运动;
(2)偏移装置沿y轴方向运行并与货架上的轨道对接;
(3)子车沿y轴方向在偏移装置和货架对接后的轨道上运行,与偏移装置的运行距离之和为|Y2-Y1|mm,到位后,偏移装置和子车均停止运动;
(4)顶升装置沿z轴方向顶升(|Z2-Z1|+δ)mm的距离,到位后,顶升装置停止运动,物品装载在顶升装置上;
(5)子车、顶升装置及偏移装置依次归位,完成一次取物的过程。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本发明至少具有以下有益效果其中之一:
(1)存储物品时,母车、偏移装置、顶升装置及子车依次动作,便于存取超长超宽的大型物品,在存取过程中挠度小,承载力好;母车驱动整车运动,到达存取货物的位置附近,偏移装置自母车上伸出,带动子车和物品进一步靠近存取货物的位置,并使得其上的子车和子车轨道对应;顶升装置带动物品达到存储位置所在的高度,子车运动,进入子车轨道,将物品送入存储位置;该过程中,偏移装置和子车的依次伸出,改善车体受力,比子车直接伸出时的挠度小,受力更稳定;存取物品时也具有相同的优点;
(2)在存物时,顶升装置在偏移装置之后才伸出,减小重心的高度,避免过早顶升带来的运动不稳问题,最大可能保证子母车的稳定性;
(3)在取物时,物品被装载在顶升装置之后,子车归位,顶升装置随后归位,降低整车高度,提高车辆运动的稳定性;在随后的偏移装置归位的过程中,整车的重心变低,挠度较小,稳定系数高;
(4)母车框架采用的是箱梁架结构、偏移部分采用的也为箱梁架结构,该结构承载能力较大,根据具体货物的大小设计不同结构的子母车即可实现超大型物件的运输;
(5)母车框架主要由轨道横梁、连接纵梁及加强梁组成,结构稳固,起到基础性承重作用,为超大物件的运输提供良好的基础;
(6)偏移装置主要由横梁和轨道纵梁组成,轨道纵梁又由力学结构不同的边梁和中梁组成,且两者皆为箱型梁,保证稳定性和强度的同时,又便于偏移轨道和子车轨道的安装;
(7)为了解决在存取较重货物时挠度大、稳定性差的缺陷,在原有子母车的基础上,又增设偏移装置,偏移装置主要由箱形梁框架、齿条、齿轮、电机组成,其中齿条固定在母车上,偏移框架在齿轮齿条机构作用下,实现往复直线运动;
(8)针对现有仓储系统中的存储设备无法存取超长、超宽、超重的物件,提出一种可用于存取超长、超宽、超重物件的子母车存取方案。
附图说明
图1为本发明实施例中的子母车和货架的立体图。
图2为本发明实施例中的存物方法流程图。
图3为本发明实施例中的取物方法流程图。
图4为本发明实施例中的子母车的主视图。
图5为本发明实施例中的子母车的左视图。
图6为本发明实施例的母车俯视图。
图7为本发明实施例的偏移装置俯视图。
图8为本发明实施例的偏移装置主视图。
图9位本发明实施例的偏移装置侧视图。
【本发明主要元件符号说明】
1、货架; 2、母车; 21、母车框架;
211、连接纵梁; 212、轨道横梁; 213、加强梁;
22、第一驱动装置; 221、电机, 222、联轴器;
223、传动轴; 23、轨道轮; 24、导轮;
3、偏移装置; 31、偏移轨道; 32、第二驱动装置;
321、齿条; 322、齿轮; 323、电机;
33、偏移框架; 331、横梁; 331a、竖直撑板;
332、轨道纵梁; 332a、边梁; 332b、中梁;
332c、倾斜撑板; 4、子车; 41、子车轨道;
42、导向轨道; 421、凸轨; 422、导向轮。
具体实施方式
本发明提供了一种存取物品的方法。解决超大超重货物的存取问题,整个过程各部件动作合理,运行平稳,挠度小。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
在本发明的一个示例性实施例中,提供了存取物品的方法。图1为本发明实施例的结构示意图。
如图1所示,该发明的实施该方法的子母车从下至上依次包括母车、偏移装置、子车及顶升装置;其中,母车具有平行x轴方向的直线自由度,偏移装置和子车分别具有平行y轴方向的直线自由度;底部具有一运输轨道,母车承载整个子母车系统在轨道上运行。
如图2所示,取物方法步骤如下:
上料位置坐标为(x1,y1,z1),存储位置坐标为(x2,y2,z2);
(1)子母车位于上料位置,物品放置在子母车顶升装置上;
(2)母车沿x轴方向运行|x2-x1|mm的距离,到位后,母车停止运动;
(3)偏移装置沿y轴方向运行smm的距离,与货架上的轨道对接,到位后,偏移装置停止运动;
(4)顶升装置沿z轴方向顶升(|z2-z1|+δ)mm的距离,到位后,顶升装置停止运动;
(5)子车沿y轴方向在偏移装置和货架对接后的轨道上运行,运行距离||y2-y1|-s|mm,到位后,子车停止运动;
(6)顶升装置下降,物件被放置到存储位置上;
(7)顶升装置继续归位至最初位置;随后,子车、偏移装置依次归位,完成一次存物的过程。
如图3所示,同样利用上述子母车的取物方法步骤如下:
初始位置坐标为(X1,Y1,Z1),取物位置坐标为(X2,Y2,Z2);
(1)母车沿x轴方向运行|X2-X1|mm的距离,到位后,母车停止运动;
(2)偏移装置沿y轴方向运行并与货架上的轨道对接;
(3)子车沿y轴方向在偏移装置和货架对接后的轨道上运行,与偏移装置的运行距离之和为|Y2-Y1|mm,到位后,偏移装置和子车均停止运动;
(4)顶升装置沿z轴方向顶升(|Z2-Z1|+δ)mm的距离,到位后,顶升装置停止运动,物品装载在顶升装置上;
(5)子车、顶升装置及偏移装置依次归位,完成一次取物的过程。
如图4、图5所示,上述方法中的母车2包括母车驱动装置22和母车框架21,母车框架21在母车驱动装置22驱动下沿母车直线自由度所在方向运动;母车2作为子母车整体的基础,可以带动整车运行,到达所需要的位置。
如图6所示,母车框架21是整车的基础性结构,包括一对轨道横梁212、若干连接纵梁211及若干加强梁213;一对轨道横梁212沿母车直线自由度所在方向延伸,对称且平行地设于母车框架21的两侧,其下方设置有轨道轮23,其中一根轨道横梁212的两端分别具有一对导轮24,导轮24关于轨道横梁212长轴对称;若干连接纵梁211,互相平行地架设在一对轨道横梁212之间;若干加强梁213,横向架设在相邻连接纵梁211之间。母车框架21主要由纵横交错的梁结构组成,占地面积大,结构稳固。
母车驱动装置22包括传动轴223、减速电机221;传动轴223纵向架设在一对轨道横梁212末端之间,并与该处的轨道轮23连接,母车采用的是法兰联轴器,安装简便并可允许轴存在一定的偏心;减速电机221通过联轴器与传动轴连接,实现动力传递,从而驱动整车运行。
如图7所示,偏移装置3,安装在母车框架21上,该偏移装置3包括偏移装置驱动装置32和偏移框架33,偏移框架33在偏移装置驱动装置32驱动下沿偏移装置直线自由度所在方向运动;在母车2和子车4之间设置偏移装置3,解决超重物件在随子车4运动时的存取较重货物时挠度大、稳定性差的缺陷。
如图8、图9所示,偏移框架33包括若干横梁331及轨道纵梁332;若干横梁331沿横向延伸且互相平行设置,均为截面呈矩形的箱型梁,其空腔内间隔均匀地设置有竖直撑板331a;轨道纵梁332垂直横梁331设置,沿偏移装置直线自由度方向延伸,其内部具有首尾相接的倾斜撑板332c,包括一对边梁332a及至少一根中梁332b;一对边梁332a对称设置,为开口相对的截面呈C型的箱型梁;中梁332b与边梁332a平行,且设置在边梁332a之间。
偏移装置驱动装置32包括电机323、齿轮322和齿条321;由于子车4和偏移装置3的自由度方向皆沿纵向延伸,为了节约空间,也防止上述两者的驱动机构互相干涉,该偏移装置驱动装置的电机323固定安装在母车框架21上;采用齿轮齿条机构作为传动机构,其中,齿轮322安装在电机323上,且由电机323驱动;齿条321与齿轮322啮合,且沿中梁332b延伸方向安装在中梁332b上,占空间小,传递效率高。
子车,安装在偏移框架33上,偏移装置顶面上具有一可以和货架轨道对接的轨道,子车可以沿着对接的轨道运行,能够在偏移装置3的位移基础上进一步产生位移,从而减小挠度,增强结构稳定性,子车上的驱动需较长的驱动轴,轴长达1m以上,若采用普通的轴安装时较难安装,细长轴在加工时也很难保证同轴度,此处采用法兰形式的通长联轴器,安装较为灵活,并且该联轴器安装和运行时均允许长联轴器轴存在一定的偏心,可保证子车的顺畅运行。
此处采用的是伺服控制方式(依靠高精度伺服阀),可实现双缸的同步性。其中,上述母车框架21和偏移框架33主要由箱型梁组成,进一步增加了整车的强度。
在运行时,母车2通过轨道轮23和轨道的限制下运动,运动方向即为第一自由度方向,一侧轨道轮23上还设置有导轮24,导轮24成对设置,每对导轮24将地面轨道夹设在中间,防止脱轨;母车2的连接纵梁211和偏移装置3的轨道纵梁332上下配合,且两者之间具有与其同向延伸的偏移轨道31,偏移轨道31限制偏移装置3在第二自由度运动。
此外,轨道纵梁332与子车4之间还具有子车轨道41,子车轨道41沿纵向设置,限制子车4在第三自由度运动。其中,子车轨道41包括位于中梁332b和子车4之问的导向轨道42,该导向轨道42包括沿中梁332b延长方向布置的凸轨421及若干对导向轮422,每对导向轮422关于凸轨421对称设置。
至此,已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述,本领域技术人员应当对本发明有了清楚的认识。
需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。
还需要说明的是,本文可提供包含特定值的参数的示范,但这些参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本发明的保护范围。此外,除非特别描述或必须依序发生的步骤,上述步骤的顺序并无限制于以上所列,且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用,即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
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。