CN108146960A - 一种物品自动存取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物品自动存取装置，该装置包括计算终端（1）、三维运动模块（2）、机械手（3）以及货架，其特征在于：所述三维运动模块（2）以连接计算终端（1），能够带动机械手（3）运动至计算终端（1）指定的三维坐标；机械手（3），与三维运动模块（2）连接，能够抓住或松开物品，具有物品重量称量或者物品厚度测量功能，将采集到的重量信息或物品尺寸信息传输至计算终端（1），能够实现松开和抓取功能；货架，具有多个存储位置，所述货架采用不同货架不同尺寸的物品或者同一货架存放不同尺寸的物品。本发明能够实现全自动化物品存取，空间利用合理。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备实现存取的技术领域，具体涉及一种物品自动存取装置。
背景技术
现代仓库更多地考虑经营上的收益而不仅为了贮存。因此，现代仓库从运输周转、贮存方式和建筑设施上都重视通道的合理布置，货物的分布方式和堆积的最大高度，并配置经济有效的机械化、自动化存取设施，以提高贮存能力和工作效率。现有的物流仓库存储通常采用自动化立体仓储，自动化立体仓储是指利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术。
中国专利CN107324246A公开了一种多载物台堆垛机以及自动化立体仓库，详见附图1，堆垛机包括:主体框架12；第一载物台14和第二载物台16，第一载物台14和第二载物台16设置于主体框架12上，第一载物台14位于第二载物台16的上方；提升装置18，设置于主体框架12上，第一载物台14和第二载物台16分别在提升装置18作用下沿主体框架12上下移动。堆垛机在第一载物台14存取第一批货物的同时，第二载物台16可以存取第二批货物，并且可以同时运送多个批次的货物，节省了时间，使得堆垛机在存取和运送货物时可以提高作业的效率。
中国专利CN107150876A公开了一种带轮笼车自动化立体仓库, 详见附图2，包括两个高位货架1、一个巷道堆垛机2、液压升降平台3和自动控制系统，所述高位货架1具有224个货位，能够存放224个带轮笼车4，所述两个高位货架1间隔布置中心形成巷道，所述巷道堆垛机2位于两个高位货架1之间，所述液压升降平台3位于其中一个高位货架1的一端。所述高位货架1在设计过程中，充分考虑了货架结构与带轮笼车4的行走轮5的位置避让，所述高位货架1上于每个带轮笼车4存放位的底部均设置有承重梁6，所述带轮笼车4的四角均设置有笼车支撑脚7，存放时所述笼车支撑脚7置于所述承重梁6上，所述带轮笼车4的行走轮5悬空位于所述承重梁6的内侧，以保证带轮笼车4放置在高位货架1上时平稳，高位货架1不会产生变形，并且预留巷道堆垛机2的叉取空间方便存取。
以上现有技术均采用对堆垛机存取货物，对货架结构和堆垛机的配合程度要求较高,不适合货物大小不一的存取，也不能很好的利用空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物品自动存取装置，具备物品存取方便、适合各种尺寸的货物存取，空间利用率高，并且本发明能够实现全自动存取物品。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物品自动存取装置，计算终端、三维运动模块、机械手以及货架；
所述三维运动模块以无线方式连接计算终端，能够带动机械手运动至计算终端指示的三维坐标；
机械手，能够抓住或松开货物，具有物品重量称量或者物品厚度测量功能，与三维运动模块连接，将采集到的重量信息传输至三维运动模块，并受三维运动模块控制，实现松开和抓取功能；
货架，具有多个存储位置，并且存储位置具有多个尺寸，所述货架可以采用分区域方式存放不同尺寸的物品，也可以采用同一个货架存放不同尺寸的物品；
所述三维运动模块位于货架上方，三维运动模块包括顶杆，顶杆上固定安装有纵向运动模块，纵向运动模块通过第一转接件连接有竖向运动模块，竖向运动模块通过第二转接件连接有横向运动模块。
所述第一转接件将所述竖向运动模块连接在所述纵向运动模块的滑杆上；所述第二转接件将所述横向运动模块连接在所述竖向运动模块的滑杆上；所述机械手安装在所述横向运动模块的滑杆上。
所述三维运动模块中的所述纵向运动模块、所述竖向运动模块、所述横向运动模块均由伺服电机、驱动轴、从动轴、带轮组件、滑杆组成；所述驱动轴由所述伺服电机提供动力；所述带轮组件安装在所述驱动轴和所述从动轴上，随所述驱动轴的转动带动运动；所述带轮组件安装在所述驱动轴和所述从动轴上，随所述驱动轴的转动带动运动；所述带轮组件上固定有所述滑杆，滑杆上滑动连接有所述第一转接件或第二转接件；
所述计算终端内置管理软件，并具有输入装置，用于输入物品编码并存储在内置管理软件中，内置管理软件能够存储机械手称量的重量或者厚度信息以及三维坐标，并且与物品唯一编码一一对应；具有能够接收三维运动模块发送信息的通信接口模块。
优选的，输入装置可以为扫码装置、键盘、语音装置。
优选的，采用不同货架存放不同尺寸的物品可采用固定尺寸货架的方式；采用同一个货架存放不同尺寸的物品可采用阶梯式方式；
本发明还提供一种物品自动存取方法：
步骤一、物品自动识别，扫描物品二维码，将二维码中的信息提取出来并保存至计算终端，将纸质物品放到物品放置处中，三维运动模块控制机械手向下运动并抓住物品，随后，机械手提起物品使得物品，机械手上面的重量称量或者厚度测量模块将测量得到的重量或者厚度信息发送至计算终端；
步骤二、自动存储，计算终端在得到三维运动模块采集到的物品重量或者厚度信息后，判断需要存到哪一尺寸的存储位置，保存物品编码使得和存储位置唯一对应，将存储位置坐标发送至三维运动模块，控制三维运动模块运动至相应坐标后，控制机械手下降至存储位置，机械手松开物品并返回到初始位置，完成存储操作；
步骤三、自动取件，用户扫描待取文件二维码计算终端在内存中取得对应位置的坐标，发送至三维运动模块，三维运动模块运动至货架对应坐标，控制机械手抓取物品，机械手抓取物品后上移一定距离使得物品悬空，此时测量物品重量或者测量物品厚度并将其转发到计算终端；计算终端判断与初始存入时的物品重量或厚度值的差值是否超出阈值，若超出阈值则自动校准三维运动模块后重新抓取物品并判断，若未超出阈值，则控制机械手返回初始位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明通过三维运动模块提高了运行效率，实现了全自动化存取物品；
（2）本发明还通过设置不同的位置编号，使得物品存储位置唯一，便于存取；
（3）本发明还根据物品重量、尺寸参数选择存储位置，合理利用空间。
附图说明
图1为一种多载物台堆垛机的示意图；
图2为一种带轮笼车自动化立体仓库示意图；
图3为本发明工作原理示意图；
图4为三维运动模块示意图。
在图3-4中：1计算终端、2三维运动模块、3机械手、4顶杆、5纵向运动模块、6第一转接件、7竖向运动模块、8第二转接件、9横向运动模块、10滑杆、11尺寸测量单元、12伺服电机、13气控装置、14重量称量传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图3-4，一种物品自动存取装置，计算终端1、三维运动模块2、机械手3以及货架；
所述三维运动模块2以无线方式连接计算终端1，能够带动机械手3运动至计算终端1指定的三维坐标；
机械手3，能够抓住或松开货物，具有物品重量称量或者物品厚度测量功能，与三维运动模块2连接，将采集到的重量信息或物品尺寸信息传输至三维运动模块2，能够实现松开和抓取功能；
货架，具有多个存储位置，并且存储位置具有多个尺寸，所述货架可以采用分区域方式存放不同尺寸的物品，也可以采用同一个货架存放不同尺寸的物品；
所述三维运动模块2位于货架上方，三维运动模块2包括顶杆4，顶杆4上固定安装有纵向运动模块5，纵向运动模块5通过第一转接件6连接有竖向运动模块7，竖向运动模块7通过第二转接件8连接有横向运动模块9。
所述第一转接件6将所述竖向运动模块7连接在所述纵向运动模块5的滑杆10上；所述第二转接件8将所述横向运动模块9连接在所述竖向运动模块7的滑杆10上；所述机械手3安装在所述横向运动模块9上并能够在横向运动模块9上滑动运动。
所述三维运动模块3中的所述纵向运动模块5、所述竖向运动模块7、所述横向运动模块9均由伺服电机12、驱动轴（图未示出）、从动轴（图未示出）、带轮组件（图未示出）、滑杆10组成；所述驱动轴由所述伺服电机12提供动力；所述带轮组件安装在所述驱动轴和所述从动轴上，随所述驱动轴的转动带动运动；所述带轮组件上固定有所述滑杆10，滑杆10上滑动固定有所述第一转接件或第二转接件；
所述机械手3包括气控装置13，其张合由气压控制，即充气时机械手3抓紧，放气时机械手3松开，同时，在机械手3上还设置有重量称量传感器14和尺寸测量单元11。
计算终端1内置管理软件，并具有输入装置，用于输入物品编码并存储在内置管理软件中，内置管理软件能够存储机械手称量的重量或者厚度信息以及三维坐标，并且与物品唯一编码一一对应；具有能够接收三维运动模块发送信息的通信接口模块。
输入装置可以为扫码装置、键盘、语音装置。
采用不同货架存放不同尺寸的物品可采用固定尺寸货架的方式；采用同一个货架存放不同尺寸的物品可采用阶梯式方式。
实施例2
本发明还提供一种物品自动存取方法：
步骤一、物品自动识别，扫描物品二维码，将二维码中的信息提取出来并保存至计算终端，将纸质物品放到物品放置处中，三维运动模块控制机械手向下运动并抓住物品，随后，机械手提起物品使得物品，机械手上面的重量称量或者厚度测量模块将测量得到的重量或者厚度信息发送至计算终端；
步骤二、自动存储，计算终端在得到三维运动模块采集到的物品重量或者厚度信息后，判断需要存到哪一尺寸的存储位置，保存物品编码使得和存储位置唯一对应，将存储位置坐标发送至三维运动模块，控制三维运动模块运动至相应坐标后，控制机械手下降至存储位置，机械手松开物品并返回到初始位置，完成存储操作；
步骤三、自动取件，用户扫描待取文件二维码计算终端在内存中取得对应位置的坐标，发送至三维运动模块，三维运动模块运动至货架对应坐标，控制机械手抓取物品，机械手抓取物品后上移一定距离使得物品悬空，此时测量物品重量或者测量物品厚度并将其转发到计算终端；计算终端判断与初始存入时的物品重量或厚度值的差值是否超出阈值，若超出阈值则自动校准三维运动模块后重新抓取物品并判断，若未超出阈值，则控制机械手返回初始位置。
实施例3
步骤一、物品自动识别，在计算终端的管理软件中输入唯一识别码，将纸质物品放到物品放置处中，三维运动模块控制机械手向下运动并抓住物品，随后，机械手提起物品使得物品，机械手上面的重量称量或者厚度测量模块将测量得到的重量或者厚度信息发送至计算终端；
步骤二、自动存储，计算终端在得到三维运动模块采集到的物品重量或者厚度信息后，判断需要存到哪一尺寸的存储位置，保存物品编码使得和存储位置唯一对应，将存储位置坐标发送至三维运动模块，控制三维运动模块运动至相应坐标后，控制机械手下降至存储位置，机械手松开物品并返回到初始位置，完成存储操作；
步骤三、自动取件，用户在计算终端的管理软件中输入唯一识别码，在内存中取得对应位置的坐标，发送至三维运动模块，三维运动模块运动至货架对应坐标，控制机械手抓取物品，机械手抓取物品后上移一定距离使得物品悬空，此时测量物品重量或者测量物品厚度并将其转发到计算终端；计算终端判断与初始存入时的物品重量或厚度值的差值是否超出阈值，若超出阈值则自动校准三维运动模块后重新抓取物品并判断，若未超出阈值，则控制机械手返回初始位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种物品自动存取装置，包括计算终端（1）、三维运动模块（2）、机械手（3）以及货架，其特征在于：所述三维运动模块（2）以连接计算终端（1），能够带动机械手（3）运动至计算终端（1）指定的三维坐标；
机械手（3），与三维运动模块（2）连接，能够抓住或松开物品，具有物品重量称量或者物品厚度测量功能，将采集到的重量信息或物品尺寸信息传输至计算终端（1），能够实现松开和抓取功能；
货架，具有多个存储位置，所述货架采用不同货架不同尺寸的物品或者同一货架存放不同尺寸的物品。
2.根据权利要求1所述的一种物品自动存取装置，其特征在于：所述三维运动模块（2）位于货架上方，三维运动模块（2）包括顶杆（4），所述顶杆（4）上固定安装有纵向运动模块（5），纵向运动模块（5）通过第一转接件（6）连接有竖向运动模块（7），竖向运动模块（7）通过第二转接件（8）连接有横向运动模块（9）。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种物品自动存取装置，其特征在于：所述第一转接件（6）将所述竖向运动模块（7）连接在所述纵向运动模块（5）的滑杆（10）上；所述第二转接件（8）将所述横向运动模块（9）连接在所述竖向运动模块（7）的滑杆（10）上；所述机械手（3）安装在所述横向运动模块（9）上并能够在横向运动模块（9）上滑动运动；所述三维运动模块（2）中的所述纵向运动模块（5）、所述竖向运动模块（7）、所述横向运动模块（9）均由伺服电机（12）、驱动轴、从动轴、带轮组件以及滑杆（10）组成；所述驱动轴由所述伺服电机（12）提供动力；所述带轮组件安装在所述驱动轴和所述从动轴上，随所述驱动轴的转动带动运动；所述带轮组件上固定有所述滑杆（10），滑杆（10）上滑动固定有所述第一转接件或第二转接件。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种物品自动存取装置，其特征在于：所述机械手（3）包括气控装置（13），其张合由气压控制，充气时机械手（3）抓紧，放气时机械手（3）松开，在机械手（3）上设置有重量称量传感器（14）和尺寸测量单元（11）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种物品自动存取装置，其特征在于：计算终端（1）内置管理软件，并具有输入装置，用于输入物品编码并存储在内置管理软件中，内置管理软件能够存储机械手称量的重量或者厚度信息以及三维坐标，并且与物品唯一编码一一对应；具有能够接收三维运动模块发送信息的通信接口模块。
6.根据权利要求5任一项所述的一种物品自动存取装置，其特征在于：所述输入装置为扫码装置、键盘或语音装置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种物品自动存取方法，其特征在于，所述的存取方法包括以下步骤：
步骤一、物品自动识别，扫描物品二维码，将二维码中的信息提取出来并保存至计算终端（1），将纸质物品放到物品放置处中，三维运动模块（2）控制机械手（3）向下运动并抓住物品，随后，机械手（3）提起物品使得物品，机械手（3）上面的重量称量或者厚度测量模块将测量得到的重量或者厚度信息发送至计算终端（1）；
步骤二、自动存储物品，计算终端（1）在得到三维运动模块（2）采集到的物品重量或者厚度信息后，判断需要存到哪一尺寸的存储位置，保存物品编码使得和存储位置唯一对应，将存储位置坐标发送至三维运动模块（2），控制三维运动模块（2）运动至相应坐标后，控制机械手（3）下降至存储位置，机械手（3）松开物品并返回到初始位置，完成存储操作；
步骤三、自动取件，用户扫描待取文件二维码计算终端（1）在内存中取得对应位置的坐标，发送至三维运动模块（2），三维运动模块（2）运动至货架对应坐标，控制机械手（3）抓取物品，机械手（3）抓取物品后上移一定距离使得物品悬空，此时测量物品重量或者测量物品厚度并将其转发到计算终端（1）；计算终端（1）判断与初始存入时的物品重量或厚度值的差值是否超出阈值，若超出阈值则自动校准三维运动模块（2）后重新抓取物品并判断，若未超出阈值，则控制机械手（3）返回初始位置。
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