CN107640536A - 一种便于超大型物件存取的子母车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便于超大型物件存取的子母车，包括母车、偏移装置、子车及顶升装置：母车具有沿横向延伸的第一自由度，该母车包括第一驱动装置和母车框架，母车框架在第一驱动装置驱动下沿第一自由度所在方向运动；偏移装置安装在母车框架上；该偏移装置包括第二驱动装置和偏移框架，偏移框架在第二驱动装置驱动下沿第二自由度所在方向运动；子车安装在所述偏移框架上，具有沿纵向延伸的第三自由度；顶升装置具有顶升平台；其中母车框架和偏移框架主要由箱型梁组成。本发明的优点在于，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，提出一种新型的子母车结构，通过采用箱型梁使系统具有存取容量大、承载能力大的特点。

Description

一种便于超大型物件存取的子母车

技术领域

本发明涉及运输技术领域，尤其涉及一种便于超大型物件存取的子母车。

背景技术

目前汽车、模具、重工等行业，存在一些大型的模具、工装夹具、工件需要存取，常用的存取方式为在厂内规划出场地或采用传统货架进行存储，这两种方式均存在较大弊端：(1)直接存储在场地上，物件将占用大量厂房面积，浪费土地资源，此方法还存在存取效率低、存取过程中存在较大的安全隐患等弊端；(2)用行车或叉车等工具在货架上存取物件，存在存取效率低、安全隐患等问题，另外此种方法也存在浪费土地资源的弊端。

在现代物流系统中，自动化立体仓库解决了土地资源浪费的问题，成为了迅速发展的主力军，自动化立体仓库是一种利用空间上的多层储存物品的仓库系统，主要由货架、输入系统、输出系统、存取系统组成。目前在自动化立体仓库中用于存取的设备多为堆垛机、穿梭车，这些传统的存储设备均无法存取超宽、超大、超重的物件。

超大型物件一般指长大于5m、宽大于2m、重大于3000kg的物件，此类物件不宜用堆垛机进行存取，使用堆垛机存取，将占用很大的空间，并且设计困难、制造费用较高、安全隐患较大。

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，本发明提供了一种便于超大型物件存取的子母车。

(二)技术方案

本发明提供了一种便于超大型物件存取的子母车，从下至上依次包括：

母车，具有沿横向延伸的第一自由度，该母车包括第一驱动装置和母车框架，所述母车框架在第一驱动装置驱动下沿第一自由度所在方向运动；

偏移装置，安装在所述母车框架上，具有沿纵向延伸的第二自由度；该偏移装置包括第二驱动装置和偏移框架，所述偏移框架在第二驱动装置驱动下沿第二自由度所在方向运动；

子车，安装在所述偏移框架上，具有沿纵向延伸的第三自由度；

顶升装置，具有顶升平台；

其中，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，所述母车框架包括：

一对轨道横梁，沿第一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，所述第一驱动装置包括：

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，其中一根所述轨道横梁的两端分别具有一对导轮，所述导轮关于轨道横梁长轴对称。

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，沿第二自由度方向延伸，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，所述第二驱动装置包括：

电机，固定安装在母车框架上；

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，所述轨道纵梁与母车连接纵梁上下配合，且两者之间具有与其同向延伸的偏移轨道，所述偏移轨道限制偏移装置在第二自由度运动。

在本发明的一些实施例中，所述轨道纵梁与子车之间还具有子车轨道，所述子车轨道沿纵向设置，限制子车在第三自由度运动。

在本发明的一些实施例中，所述子车轨道包括位于中梁和子车之间的导向轨道，所述导向轨道包括：

凸轨，沿中梁延长方向布置；

若干对导向轮，每对导向轮关于凸轨对称设置。

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。

(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)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，提出一种新型的子母车结构，通过增加一级偏移装置且采用箱型梁使系统具有存取容量大、承载能力大的特点；

(2)母车框架采用的是箱梁架结构，偏移部分采用也为箱梁架结构，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；

(3)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；

(4)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；

(5)其中所涉及的箱型梁结构由一根根钢梁连接在一起，该种类型的梁结构焊接而成，通过变化板厚及板材即可实现不同重量货物的承载；

(6)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；

(7)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，通过增加一级偏移装置，且结构多由箱型梁组成，发明一种可用于存取超长、超宽、超重物件的子母车。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图。

图2为本发明实施例的主视图。

图3为本发明实施例的左视图。

图4为本发明实施例的母车俯视图。

图5为本发明实施例的偏移装置俯视图。

图6为本发明实施例的偏移装置主视图。

图7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、轨道； 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；

5、顶升装置； 51、顶升平台； 52、风琴罩。

具体实施方式

本发明提供了一种便于超大型物件存取的子母车及其控制方法。子母车承重部分的框架大多采用承重较好的箱型梁结构，能承受超大物件的重压；又增设一级偏移装置，解决子母车在存取较重货物时挠度大、稳定性差的缺陷。

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，提供了便于超大型物件存取的子母车。如图1、图2、图3所示，本发明从下至上依次包括母车2、偏移装置3、子车4及顶升装置5。

以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述。

母车2具有沿横向延伸的第一自由度，该母车2包括第一驱动装置22和母车框架21，母车框架21在第一驱动装置22驱动下沿第一自由度所在方向运动；母车2作为子母车整体的基础，可以带动整车在第一自由度方向运行，到达装料、卸料的位置。

如图4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沿第一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。

第一驱动装置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；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5所示，偏移装置3，安装在母车框架21上，具有沿纵向延伸的第二自由度；该偏移装置3包括第二驱动装置32和偏移框架33，偏移框架33在第二驱动装置32驱动下沿第二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6、图7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，沿第二自由度方向延伸，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。

第二驱动装置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，该第二驱动装置的电机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，具有沿纵向延伸的第三自由度，该第三自由度和第二自由度的延伸方向相同，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；

顶升装置5，为液压剪式升降机，其上端具有一顶升平台51，供物件放置，四周布置风琴罩52。

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1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1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之间的导向轨道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。

子母车的控制方法，包括存物控制方法和取物控制方法；

本发明子母车主要由顶升平台51、子车4、偏移装置3、母车2、轨道1组成。当需要将物件从装料地点将物件存放到货架上时，其控制步骤如下：

(1)母车2承载整个子母车在轨道1上运行，即沿第一自由度运行，到达指定位置后，子母车系统停止运动，提升机或叉车等将物件(可含托盘、工装等)放置在子母车顶升平台15上；

(2)子母车再沿轨道将物件运输到卸料位置，此时母车停止运动；

(3)偏移装置3在第二驱动机构32(齿轮+齿条)的作用下开始沿垂直于轨道1的第二自由度运动，到达指定位置后(对接到货架上的轨道后)，偏移装置3停止运动；

(4)顶升平台51开始顶升，将物件运送到指定高度后停止运动；

(5)子车4沿着偏移装置3上的子车轨道41的方向(与轨道1垂直)运动，即沿第三自由度方向运行，将货物运输到指定位置后，顶升平台51开始下降，物件被放置到货架上，顶升平台51继续下降并归位，顶升平台归位后，子车归位，接着偏移装置归位，完成一次货物的存放。

取物件的过程与存放物件的过程恰好相反，此处不再赘述。偏移装置及整车的存取方式在物流仓储的应用中没有涉及，本发明采用该结构及方法后，实现了超大型物件的存取，且结构稳定性较好。

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。

Claims (10)

1.一种便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，从下至上依次包括：

母车，具有沿横向延伸的第一自由度，该母车包括第一驱动装置和母车框架，所述母车框架在第一驱动装置驱动下沿第一自由度所在方向运动；

偏移装置，安装在所述母车框架上，具有沿纵向延伸的第二自由度；该偏移装置包括第二驱动装置和偏移框架，所述偏移框架在第二驱动装置驱动下沿第二自由度所在方向运动；

子车，安装在所述偏移框架上，具有沿纵向延伸的第三自由度；

顶升装置，具有顶升平台；

其中，所述母车框架和偏移框架主要由箱型梁组成。

2.根据权利要求1所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述母车框架包括：

一对轨道横梁，沿第一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。

3.根据权利要求2所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述第一驱动装置包括：

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。

4.根据权利要求2所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，其中一根所述轨道横梁的两端分别具有一对导轮，所述导轮关于轨道横梁长轴对称。

5.根据权利要求2所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，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，沿第二自由度方向延伸，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。

6.根据权利要求5所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述第二驱动装置包括：

电机，固定安装在母车框架上；

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。

7.根据权利要求5所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述轨道纵梁与母车连接纵梁上下配合，且两者之间具有与其同向延伸的偏移轨道，所述偏移轨道限制偏移装置在第二自由度运动。

8.根据权利要求5所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述轨道纵梁与子车之间还具有子车轨道，所述子车轨道沿纵向设置，限制子车在第三自由度运动。

9.根据权利要求8所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述子车轨道包括位于中梁和子车之间的导向轨道，所述导向轨道包括：

凸轨，沿中梁延长方向布置；

若干对导向轮，每对导向轮关于凸轨对称设置。

10.根据权利要求8所述的便于超大型物件存取的子母车，其特征在于，所述顶升装置为液压双缸驱动结构。