CN108190349B - 长料钢材立体仓库 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长料钢材立体仓库，包括托盘输送带、货架、托盘、货箱、抓取装置、卷扬机、托盘动力总成及卷扬机移动动力总成，其中托盘是仓库中的基础单元，用于钢材的存放；托盘输送带负责将托盘运送到指定库位的下方；抓取装置在卷扬机的带动下，实现上升或者下降运动；抓取装置可将托盘中的钢材放置至指定货架位置或从指定位置取出钢材，实现钢材的出入库动作；托盘动力总成为所有托盘提供横向移动的动力；卷扬机移动动力总成负责移动卷扬机，实现抓取装置在任意位置抓取或放下托盘，最后利用托盘输送带将钢材送出。长料钢材的立体仓库，实现重料、长料的自动化存取，提高工作效率，减小人力劳动强度。

Description

长料钢材立体仓库

技术领域

本发明涉及一种立体仓库，尤其是一种长料钢材立体仓库。

背景技术

立体仓库由于占地少，充分利用高度空间，受到越来越多的关注。国内钢材仓库多采用露天/室内码垛的形式堆放，部分中小型分销商为了存取方便，一般建有抽屉式、货架式钢材库，普遍存在自动化、智能化程度不足，运行效率低下的问题，主要表现在以下两个方面：一是超长超重的钢材以码垛的形式储存，容易造成钢材压损，变形；二是钢材出入库的顺序由人工随机储存，现场决策的优劣由仓库工作人员的经验决定，缺乏稳定性。近年随着阿里巴巴、京东等电商企业的快速发展，大型物流仓储技术得到迅速推广，智能优化算法在解决库位分配、出入库优化调度等问题上有着人工决策无法比拟的优势。但由于钢材质量大、尺寸长，其在移动过程中具有惯性大、易摆动等特点，在平移和提升过程中容易发生碰撞事故，因此现有的立体仓库不能直接储存钢材，很难满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术的不足而提供一种结构科学合理、性能可靠的长料钢材立体仓库。实现钢材类的重料、长料自动化存取，提高工作效率，减小人力劳动强度。

实现本发明上述目的，所采用的技术方案为提供了一种长料钢材立体仓库，包括货架、托盘输送带、货架、托盘、货箱、抓取装置、卷扬机、托盘动力总成、卷扬机移动动力总成；其中，货架为多层结构，每层均可放置多个托盘，货箱位于托盘中，用于钢材的存放，货料输送带用于将托盘运送到指定库位的下方进行入库以及将托盘送到货料输送带的两端进行出库；抓取装置在卷扬机的带动下，实现上升或者下降运动来抓取托盘，从而将托盘中装有钢材的货箱放置至货架的指定位置或从货架的指定位置取出装有钢材的货箱；所述托盘动力总成分别为货架的每一层的各个托盘提供横向移动的动力，卷扬机分别连接所述卷扬机移动动力总成以及所述卷扬机，所述卷扬机移动动力总成负责移动卷扬机，实现抓取装置在所述长料钢材立体仓库中的托盘抓取及上下运动。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，对于货架的每一层均包含一托盘动力总成，任意一层的所述托盘动力总成包括依次连接的伺服电机、联轴器、竖直链条、设置于双排链轮支架上的双排链轮、横向链条、设置于托盘上的单链轮离合总成，伺服电机的动力经过竖直链条传递到每层库位的双排链轮上，各层的双排链轮经过各层的横向链条将动力传递到与托盘固定的单链轮离合总成上，在单链轮离合总成的电磁离合器处于分离状态时，固定在传动轴上的单链轮离合总成的单链轮自转，伺服电机的动力无法传递到托盘上，此时托盘静止；当所述电磁离合器处于接合状态时，所述电磁离合器与所述传动轴固连，伺服电机动力将传递从单链轮上，此时横向链条会带动托盘进行横移。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，任意一层的所述托盘动力总成还包括：链条张紧机构，连接横向链条以调节横向链条的张紧程度。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，对于每一个横向链条：在货架的拐角处均设置有导向链轮，以将横向链条进行横向的导向。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，对于货架的每一层：还包括电子推杆夹轨器以及托盘的轨道支撑梁，所述电子推杆夹轨器利用杠杆原理将锁止片压紧轨道支撑梁侧面，电子推杆杆身和支点撑杆固定安装在托盘上，电子推杆伸缩杆上安装有压缩弹簧；当托盘静止时，弹簧压缩产生的弹力推动锁止片上端右移，根据杠杆原理，则锁止片下端左移，直到锁止片压紧轨道侧面，达到锁止效果，托盘无法移动；当托盘需要移动时，电子推杆伸缩杆回缩，进一步压紧弹簧，则锁止片上端左移，锁止片下端右移，锁止片和轨道支撑梁分离，锁止状态解除，托盘可移动。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，所述抓取装置包括卷扬机、剪叉机构、钢丝绳、门机、电磁吸盘、钢丝锁，钢丝绳连接所述卷扬机以及门机，卷扬机通过控制钢丝绳实现门机的上下运动，在门机的底部安装有电磁吸盘，通过控制电磁吸盘的通断电实现抓取装置快速抓取托盘或者松开托盘，为防止提升或者移动货箱的过程中货箱发生摆动，抓取装置在卷扬机的两侧均装有剪叉结构，剪叉结构固定连接在门机与卷扬机之间，钢丝绳的末端通过钢丝锁与门机相连，剪叉机构的与门机连接的一端为平行四边形结构。

优选地，在本发明的长料钢材立体仓库中，对于货架的任意一层：控制所述抓取装置同时放置于该层的托盘的总数为N-1，N为该层空间所能同时容纳的最大托盘数。

本发明提供的长料钢材立体仓库采用一套动力装置将动力传递到每层货架托盘上，实现货架中托盘的连续排列；在存取货物时，移动托盘留出一条作业巷道进行托盘的存取，该方案大大减少了对硬件设备的需求，降低了设备成本。卷扬机边板使用了剪叉机构来辅助钢丝绳升降，可有效防止提升或者移动货箱过程中货箱摆动；剪叉机构末端的平行四边形结构可使钢丝绳在伸缩过程中保持门机与货箱平行，保证了抓取动作的稳定性。长料钢材立体仓库采用模块化设计，大型货仓可采用多套系统并行使用，可大大简化了控制的复杂程度，提高了存取效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的托盘动力总成结构示意图；

图3为本发明的单链轮离合总成结构示意图；

图4为本发明的电子推杆夹轨器结构示意图；

图5为本发明的抓取装置的结构示意图；

图6为本发明剪叉机构末端的平行四边形结构；

图7为本发明控制系统运行流程图；

图中：1-托盘输送带、2-货架、3-托盘、4-货箱、5-抓取装置、6-卷扬机、7-链条张紧机构、8-电子推杆夹轨器、9-托盘动力总成、10-卷扬机移动动力总成、21-伺服电机、 22-联轴器、23-竖直链条、24-双排链轮、25-链轮支架、26-横向链条、27-托盘、28-单链轮离合总成、29-导向链轮、31-电磁离合器固定端、32-轴承座、33-传动轴、34-左支撑座、 35-底座、36-电磁离合器活动端、37-单链轮、38-右支撑座、41-轨道支撑梁、42-锁止片、 43-支点撑杆、44-电子推杆杆身、45-弹簧、46-电子推杆伸缩杆、47-托盘、52-剪叉机构、 53-钢丝绳、54-门机、55-电磁吸盘、57-钢丝锁。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

请参阅图1，本发明长料钢材立体仓库包括托盘输送带1、货架2、托盘3、货箱4、抓取装置5、卷扬机6、链条张紧机构7、托盘动力总成8、卷扬机移动动力总成9。其中托盘3是仓库中的移动时的最小单元，货箱4位于托盘3内用于钢材的存放；托盘输送带 1带负责将托盘3运送到指定库位的下方；抓取装置5在卷扬机6的带动下，实现上升或者下降运动；抓取装置5可将托盘3中的钢材放置至指定货架位置或从指定位置取出钢材，实现钢材的出入库动作；托盘动力总成8为所有托盘3提供横向移动的动力；卷扬机移动动力总成9负责移动卷扬机6，实现抓取装置5在任意位置抓取或放下托盘3，最后利用托盘输送带1将钢材送出。

请参阅图2、图3，托盘动力总成结构包括伺服电机11、联轴器12、竖直链条13、双排链轮14、双排链轮支架15、横向链条16、托盘17、单链轮离合总成18、导向链轮19。伺服电机11通过联轴器12将动力传输至竖直链条13，动力经过竖直链条13传递到每层库位的双排链轮14上，连接双排链轮14经过横向链条16将动力传递到与托盘3固定的单链轮离合总成18上，横向链条16固定在双排链轮支架15上。在电磁离合器处于分离状态时，固定在传动轴33上的单链轮37自转，伺服电机21的动力无法传递到托盘3上，此时托盘3静止；当离合器处于接合状态时，离合器22与传动轴33固连，伺服电机21动力将传递到单链轮37上，此时横向链条26会带动托盘3进行横移。因此，通过控制电磁离合器的接通或切断，可以将任意一层任意托盘3进行移动。

请参阅图3,单链轮离合总成结构包括电磁离合器固定端31、轴承座32、传动轴33、左支撑座34、底座35、电磁离合器活动端36、单链轮37、右支撑座38。电磁离合器固定端31固连在左支撑座34上，电磁离合器固定端31右侧为电磁离合器活动端36，两者之间有一定的间隙，磁离合器活动端36可沿传动轴33的轴向移动，单在径向上是与传动轴 33固定的；磁离合器活动端36移动范围刚好是电磁离合器固定端31与电磁离合器活动端 36之间的间隙；磁离合器活动端36右侧是与传动轴33固连的单链轮37，传动轴33在左右两侧轴承座32的支撑下可以转动。在电磁离合器处于分离状态时，固定在传动轴33上的单链轮自转，动力无法传递到托盘3上，此时托盘3静止；当离合器处于通电时，磁离合器活动端36吸合在电磁离合器固定端31上，整个离合器22与传动轴33固连，动力将传递到单链轮37上，此时横向链条26会带动托盘3进行横移。因此，通过控制电磁离合器的接通或切断，可以将任意一层任意托盘3进行移动。

请参阅图4，电子推杆夹轨器利用杠杆原理将锁止片42压紧轨道支撑梁41侧面，电子推杆杆身44和支点撑杆43固定安装在托盘3上，电子推杆伸缩杆46上安装有弹簧45。当托盘3静止时，弹簧45压缩产生的弹力推动锁止片42上端右移，根据杠杆原理，则锁止片42下端左移，直到锁止片42压紧轨道侧面，达到锁止效果，托盘无法移动；当托盘 3需要移动时，电子推杆伸缩杆46回缩，进一步压紧弹簧45，则锁止片42上端左移，锁止片42下端右移，锁止片42和轨道支撑梁41分离，锁止状态解除，托盘可移动。

请参阅图5、图6，抓取装置5主要包括卷扬机6、剪叉机构52、钢丝绳53、门机54、电磁吸盘55、钢丝锁57等。卷扬机6通过控制钢丝绳53实现门机54的上下运动，在门机54的底部安装有4个电磁吸盘55，通过控制电磁吸盘55的通断电实现抓取装置5快速抓取货箱4或者松开货箱4，为防止提升或者移动货箱4的过程中货箱发生摆动，抓取装置5在卷扬机6的侧边装有剪叉机构52，剪叉机构52与门机54固连，钢丝绳53的末端通过钢丝锁57与门机54相连，剪叉机构52末端为平行四边形结构，在钢丝绳53伸缩过程中可始终保持门机54与货箱4平行，保证了抓取动作的稳定性。

请参阅图7，控制系统运行流程如下：图1中指定目标库位后，系统生成的控制指令通过串口发送到PLC，托盘输送带1将钢材平移至入库巷道下方，卷扬机6同时向入库巷道上方移动。图2中卷扬机6和钢材都到达预定位置后，卷扬机6上的钢丝绳53下降直到钢丝绳53端部安装的电磁吸盘55抓紧钢材托盘3，然后提升钢丝绳53将钢材提升到目标库位上方。图3中在钢材提升到位后，目标库位右移至钢材下方，钢丝绳53下降将钢材放入目标库位中。图4中钢材放入目标库位中后，钢丝绳53提升到货架顶端，目标库位左移回到原位置，至此入库控制完成。

出库的控制流程和入库相反，指定出库目标库位后，卷扬机移动到出库巷道上方，目标库位移动到出库巷道中，卷扬机钢丝绳53下降直到钢丝绳53端部安装的电磁吸盘55抓紧钢材托盘3后再提升到库位上方，然后目标库位移回原位置，卷扬机6上的钢丝绳53下降将钢材放入传送带上，最后传送带将钢材运移到出口，至此出库控制完成。

长料钢材立体仓库实现重料、长料的自动化存取，提高工作效率，减小人力劳动强度。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种长料钢材立体仓库，其特征在于，包括货架、托盘输送带、货架、托盘、货箱、抓取装置、卷扬机、托盘动力总成、卷扬机移动动力总成；

其中，货架为多层结构，每层均可放置多个托盘，货箱位于托盘中，用于钢材的存放，货料输送带用于将托盘运送到指定库位的下方进行入库以及将托盘送到货料输送带的两端进行出库；抓取装置在卷扬机的带动下，实现上升或者下降运动来抓取托盘，从而将托盘中装有钢材的货箱放置至货架的指定位置或从货架的指定位置取出装有钢材的货箱；所述托盘动力总成分别为货架的每一层的各个托盘提供横向移动的动力，卷扬机分别连接所述卷扬机移动动力总成以及所述卷扬机，所述卷扬机移动动力总成负责移动卷扬机，实现抓取装置在所述长料钢材立体仓库中的托盘抓取及上下运动；对于货架的每一层均包含一托盘动力总成，任意一层的所述托盘动力总成包括托盘动力总成结构包括伺服电机、联轴器、竖直链条、双排链轮、双排链轮支架、横向链条、托盘、单链轮离合总成、导向链轮，伺服电机通过联轴器将动力传输至竖直链条，动力经过竖直链条传递到每层库位的双排链轮上，连接双排链轮经过横向链条将动力传递到与托盘固定的单链轮离合总成上，横向链条固定在双排链轮支架上；

单链轮离合总成结构包括电磁离合器固定端、轴承座、传动轴、左支撑座、底座、电磁离合器活动端、单链轮、右支撑座，电磁离合器固定端固连在左支撑座上，电磁离合器固定端右侧为电磁离合器活动端，两者之间有一定的间隙，磁离合器活动端可沿传动轴的轴向移动，但在径向上是与传动轴固定的；磁离合器活动端移动范围刚好是电磁离合器固定端与电磁离合器活动端之间的间隙；磁离合器活动端右侧是与传动轴固连的单链轮，传动轴在左右两侧轴承座的支撑下可以转动；在电磁离合器处于分离状态时，固定在传动轴上的单链轮自转，动力无法传递到托盘上，此时托盘静止；当离合器处于通电时，磁离合器活动端吸合在电磁离合器固定端上，整个离合器与传动轴固连，动力将传递到单链轮上，此时横向链条会带动托盘进行横移，因此，通过控制电磁离合器的接通或切断，将任意一层任意托盘进行移动。

2.根据权利要求1所述的长料钢材立体仓库，其特征在于，任意一层的所述托盘动力总成还包括：链条张紧机构，连接横向链条以调节横向链条的张紧程度。

3.根据权利要求1所述的长料钢材立体仓库，其特征在于，对于每一个横向链条：在货架的拐角处均设置有导向链轮，以将横向链条进行横向的导向。

4.根据权利要求1所述的长料钢材立体仓库，其特征在于，对于货架的每一层：还包括电子推杆夹轨器以及托盘的轨道支撑梁，所述电子推杆夹轨器利用杠杆原理将锁止片压紧轨道支撑梁侧面，电子推杆杆身和支点撑杆固定安装在托盘上，电子推杆伸缩杆上安装有压缩弹簧；当托盘静止时，弹簧压缩产生的弹力推动锁止片上端右移，根据杠杆原理，则锁止片下端左移，直到锁止片压紧轨道侧面，达到锁止效果，托盘无法移动；当托盘需要移动时，电子推杆伸缩杆回缩，进一步压紧弹簧，则锁止片上端左移，锁止片下端右移，锁止片和轨道支撑梁分离，锁止状态解除，托盘可移动。

5.据权利要求1所述的长料钢材立体仓库，其特征在于，所述抓取装置包括卷扬机、剪叉机构、钢丝绳、门机、电磁吸盘、钢丝锁，钢丝绳连接所述卷扬机以及门机，卷扬机通过控制钢丝绳实现门机的上下运动，在门机的底部安装有电磁吸盘，通过控制电磁吸盘的通断电实现抓取装置快速抓取托盘或者松开托盘，为防止提升或者移动货箱的过程中货箱发生摆动，抓取装置在卷扬机的两侧均装有剪叉结构，剪叉结构固定连接在门机与卷扬机之间，钢丝绳的末端通过钢丝锁与门机相连，剪叉机构的与门机连接的一端为平行四边形结构。

6.据权利要求1所述的长料钢材立体仓库，其特征在于，对于货架的任意一层：控制所述抓取装置同时放置于该层的托盘的总数为N-1，N为该层空间所能同时容纳的最大托盘数。

Images