CN108328200A - 一种层叠式仓储系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本专利涉及机械运动控制系统领域，公开了一种层叠式仓储系统，包括一具有基坑的平台、设置于基坑中且高出基坑的具有两个支腿的支架、设置于两支腿之间的若干可叠置的承载板、驱动顶层承载板升降的升降装置和设置于支架顶部用于驱动升降装置的唯一的驱动装置，相邻两个承载板之间通过柔性连接机构连接，上一层承载板和柔性连接机构传动下一层承载板的升降。还提供了一种运行上述层叠式仓储系统的方法，任一承载板与平台齐平时存入或取出货物，完成存货或取货后，升降装置驱动顶层承载板升降，该承载板在中间承载板及柔性连接机构的带动下，上升并带动下一层承载板上升，或者下降并沉入基坑中叠置于下一层承载板上。

Description

一种层叠式仓储系统及其运行方法

技术领域

本专利涉及机械运动控制系统领域，更具体地，涉及一种层叠式仓储系统及其运行方法。

背景技术

仓储是产品生产、流通过程中因订单前置或市场预测前置而对产品、物品的暂时存放与保管。仓库是仓储活动的场所，它集中反映工厂物资活动状况，是连接生产、供应、销售的中转站，对促进生产效率的提高起着重要的辅助作用。

堆存是仓库最基本的功能和作用，提供了存货缓冲的途径，在某种程度上解决了生产活动中生产条件与市场需求之间的矛盾。例如，家居和玩具是全年生产的，但主要是在非常短的一段市场营销期内销售的；与此相反，农产品是在特定的时间内收获的、但底层的消费则是在全年进行的。这两种情况都需要仓库的堆存来支持市场营销活动。

现有的仓库一般通过设置高层货架来对货物进行分类存放和保管，以提高仓库的利用率，在有限的占地面积内尽可能地存放更多的货物，以平衡较高的土地租用或购买成本。但是，在提高货架高度的同时不得不面临另一现实问题——存取货困难。为了解决这一问题，某些发达国家普遍会在仓库中配备拣选式巷道堆垛起重机等自动化设备，虽然这一方案能够基本解决问题，还能实现机械化和自动化操作，但是现有的自动化设备结构复杂，建造、使用、维护成本较高；比较适合于大型仓库，对于小型仓库性价比较低；且因其以上特性对场地的要求较高，许多场地不适合安装使用。因此，有必要提供一种同时兼顾空间利用率与运作成本，单体占地尺寸小，可灵活布置的仓储系统。

发明内容

有鉴于此，本专利为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种层叠式仓储系统，解决仓库提高空间利用率的需求与运作成本及布置场地有限之间的矛盾。

为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：

一种层叠式仓储系统，包括一具有基坑的平台、设置于基坑中且高出基坑的具有两个支腿的支架、设置于两支腿之间的若干可叠置的承载板、驱动顶层承载板升降的升降装置和设置于支架顶部用于驱动升降装置的驱动装置，相邻两个承载板之间通过柔性连接机构连接，上一层承载板和柔性连接机构传动下一层承载板的升降。

本专利将仓储系统的支架设置于基坑中，存取货物时只需要通过升降装置将承载板上升或下降到平台所在平面上，即使承载板与平台齐平，便可将货物推上承载板存放或者将承载板上的货物移出，这种存取货方式特别适合于重型货物的存取，而且不需要借助其他高端设备，操作方便，有效节约运作成本。相邻两个承载板之间采用柔性连接的方式，除了顶层承载板直接由升降装置驱动外，其他承载板都由上一层承载板带动间接进行升降运动，如此一来，便可以实现承载板之间的紧密叠置，从而有利于缩小基坑的深度、增加承载板的数量，简化设备机构，已降低设备成本。本发明所述的具有基坑的平台可以是具有基坑的地面，也可以是其他具有基坑的水平承载面。

为提高仓储系统的存储能力，增加支腿的纵深间距（即支腿宽度）不失为一个有效举措，但是纵深方向间距较大的支腿将限制仓储系统前部出入口的宽度空间，影响人员及设备的出入承载板的安全及舒适便捷性，为此，所述支腿上设有沿高度方向延伸的条形槽，或者所述支腿由两根平行且相距设置的立柱构成，两根立柱之间形成支腿的条形槽。采用两根立柱构成的支腿相比而言具有足够的刚度，以保证支架的支撑可靠性。

承载板尺寸的增加可以提高其承载能力，同时有利于大宗货物的存放，但是随着承载板尺寸的增加、存放货物的增多，承载板发生侧翻倾覆的可能性就越大，为此，所述承载板左右两侧分别设有与支腿活动连接的平衡机构，所述平衡机构为一对滑块，所述滑块以夹紧方式活动连接于支腿的前后侧壁，或者以张紧方式活动连接于所述条形槽的侧壁。承载板升降时平衡机构运行于所述支腿。对于支腿上没有设置条形槽或者由单根立柱构成的支腿而言，滑块只能以夹紧方式连接于支腿的前后侧壁；支腿纵深间距越大，由成对的滑块构成的平衡机构的安装精度越高，越有利于保证承载板的平衡，防止其倾覆。对于设有条形槽或由两根立柱构成的支腿而言，滑块既能以夹紧方式连接于支腿的前后侧壁，又能以张紧方式连接于所述条形槽的侧壁，而且这种支腿的纵深间距一般较大，有利于提高由成对的滑块构成的平衡机构的安装精度，更好地避免承载板倾覆，通过固定于承载板的较短的平衡机构便能实现承载板在轻重载下保持平衡。

对于设有条形槽或由两根立柱构成的支腿，可以以夹紧和张紧两种方式与支腿配合连接，为了尽可能缩小承载板在叠置状态下的总体高度，同时保证滑块与支腿之间有足够的连接接触面，依承载板排列顺序所述滑块交替以夹紧方式和张紧方式连接承载板与支腿，即相邻两块承载板上滑块的设置方式不同，因而不同承载板上的滑块之间可以相互错开，既保证了滑块的高度，即其与支腿的接触面，又能避免因滑块的相互抵触而导致承载板叠置时的总体高度，从而使得基坑中可以容纳更多的承载板或者减小基坑的深度，便于施工，提高空间利用率。

承载板升降过程中，滑块与支腿之间存在相对运动，为了提高承载板升降运动的流畅性，所述滑块上设有与支腿滚动连接的滑轮，滑块与支腿之间形成相对滚动，大大提高了两者之间相对运动的流畅度，保证了承载板的顺畅升降。

存取货物时都需要使相应的承载板与平台齐平，对于重量较大的货物，无论是存入还是取出，都会在一定程度上造成承载板的晃动，为此，所述基坑入口处与承载板之间设有用于锁紧承载板的锁定机构，当任一承载板移动与平台齐平的位置上时，锁定机构将会把承载板锁定，避免在出入承载板时造成晃动。

所述承载板之间通过链条或钢丝绳连接，所述承载板上设有用于折叠所述链条或钢丝绳的折叠装置。当承载板下降并收纳于基坑的过程中，折叠装置将会对连接该承载板与下层承载板的链条或钢丝绳进行对折收纳，避免由于链条或钢丝绳的无序叠放导致承载板无法正常叠置，避免由于钢丝绳之间的混乱缠绕导致承载板无法正常升降，甚至导致整个层叠式仓储系统的瘫痪。所述折叠装置可以是设置于链条或钢丝绳中部的具有可自动折叠的刚性结构（如折叠弹簧），也可以是连接链条或钢丝绳中部与支腿一侧的具有收缩作用的弹性结构（如橡皮筋），也可以是设置于链条或钢丝绳中部和支腿上的磁铁，还可以是引导链条或钢丝绳折叠的条形折叠盒，折叠时所述链条或钢丝绳收纳于所述条形折叠盒中。

为保证每一承载板都可以通过升降调整达到与平台齐平的位置，方便货物的存入或取出，所述基坑的深度大于等于若干承载板呈叠置状态时的总体高度。

所述升降装置包括一端连接顶层承载板的主链以及设置于支架顶部的链轮和轴，所述主链的另一端与链轮配合连接，所述链轮与驱动装置通过所述轴传动连接。进一步地，为降低主链的载荷，尤其是承载板较大或者货物重量较大时，所述升降装置包括两条主链、两个链轮和一根轴，所述轴设置于支架顶部并横跨支架左右两侧，两个所述链轮分别连接于所述轴的两端，两根所述主链的一端分别连接顶层承载板左右两侧，另一端分别连接于不同的链轮，所述驱动装置驱动所述轴并带动链轮转动，在链轮的驱动下，两根主链同时带动顶层承载板上升或下降。

本专利还提供了一种运行上述层叠式仓储系统的方法，任一承载板与平台齐平时存入或取出货物，完成存货或取货后，升降装置驱动顶层承载板升降，该承载板在中间承载板及柔性连接机构的带动下，上升并带动下一层承载板上升，或者下降并沉入基坑中叠置于下一层承载板上。

本专利主要针对大宗货物的存放，即体积或基数较大的货物而言，这种货物的存储一般需要占用的较大的空间，一个仓储系统一般只能容纳一种类型的货物，如同种型号的汽车，取车时不需要挑选存放于中间承载板上的汽车，只需要由下而上将汽车提出即可，存车的时候也不需要进行排列，由上而下停放一同一仓储系统即可。在初始状态下所有承载板叠置于基坑中，顶层承载板与平台齐平，当该承载板停入车辆或存入货物、准备启用第二块承载板时，在驱动装置控制下，升降装置将驱动顶层承载板上升，上升过程中柔性连接机构逐渐绷直，折叠装置逐渐打开，当柔性连接机构完全绷直时开始带动第二块承载板上升，当第二块承载板上升到与平台齐平的位置时，驱动装置停止驱动，此时便可以往第二块承载板上存入货物。依次类推。取出货物时，反向运行上述动作，承载板依次沉入基坑中并相互叠置。

本专利与现有技术相比较有如下有益效果：

1、仓储系统的支架设置于基坑中，存取货物时只需要通过升降装置将承载板上升或下降到平台所在平面上，即使承载板与平台齐平，便可将货物推上承载板存放或者将承载板上的货物移出，这种存取货方式特别适合于大宗货物的存取，而且不需要借助其他高端设备，操作方便，有效节约运作成本。

2、相邻两个承载板之间采用柔性连接的方式，除了顶层承载板直接由升降装置驱动外，其他承载板均由上一层承载板间接传动，由此可以实现承载板之间的紧密叠置，从而有利于缩小基坑的深度、增加承载板的数量。

3、控制系统及结构简单，故障率低，布置灵活，可单组或多组安装。

4、整个仓储系统由一套驱动装置提供驱动动力，空载时承载板可层叠收纳于基坑中，而且可以使基坑中最上层的承载板始终与平台齐平；所有承载板从上到下依次串联，动力依次传递，提升时承载板由上而下依序上升，下降时承载板由下而上依序层叠入基坑。

5、对于设有条形槽或由两根立柱构成的支腿，依承载板排列顺序所述滑块交替以夹紧方式和张紧方式连接承载板与支腿，即相邻两块承载板上滑块的设置方式不同，因而不同承载板上的滑块之间可以相互错开，既保证了滑块与支腿的接触面，又能避免因滑块的相互抵触而导致承载板叠置时的总体高度，从而使得基坑中可以容纳更多的承载板或者减小基坑的深度（只需等于所有车板折叠高度），便于施工，提高空间利用率。

附图说明

图1是层叠式仓储系统的展开状态结构示意图；

图2是层叠式仓储系统的叠置状态结构示意图；

图3是图1中A部的局部放大图；

图4是滑块与承载板的连接方式示意图一；

图5是滑块与承载板的连接方式示意图二；

图6是图2中A部的局部放大图；

图7是图4中A部的局部放大图；

图8是图1中B部的局部放大图；

图9是图1中C部的局部放大图；

图10是层叠式仓储系统的剖视图；

图11是图1中D部的局部放大图；

图12是实施例2层叠式仓储系统的初始状态结构示意图；

附图标记说明：平台100，基坑110，支架200，支腿210，承载板300，柔性连接机构310，折叠装置320，平衡机构330，滑轮331，升降装置400，主链410，链轮420，轴430，驱动装置500，锁定机构600。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。

实施例1

如图1~2所示，一种层叠式仓储系统，包括一具有基坑110的平台100、设置于基坑110中且高出基坑110的具有两个支腿210的支架200、设置于两支腿210之间的若干可叠置的承载板300、驱动顶层承载板300升降的升降装置400和设置于支架200顶部用于驱动升降装置400的驱动装置500，相邻两个承载板300之间通过柔性连接机构310连接，上一层承载板300和柔性连接机构310传动下一层承载板300的升降。

为提高仓储系统的存储能力，增加支腿210的纵深间距不失为一个有效举措，但是纵深方向间距较大的支腿将限制前部出入口的宽度空间，影响人员及设备的出入承载板得安全及舒适便捷性，为此，所述支腿210由两根平行且相距设置的立柱构成，两根立柱之间形成支腿210的条形槽。当然，也可以在所述支腿210上设置沿高度方向延伸的条形槽。

如图3所示，承载板300尺寸的增加可以提高其承载能力，同时有利于大宗货物的存放，但是随着承载板300尺寸的增加、存放货物的增多，承载板300发生侧翻倾覆的可能性就越大，为此，所述承载板300左右两侧分别设有与支腿210活动连接的平衡机构330，所述平衡机构330为一对滑块，为了尽可能缩小承载板300在叠置状态下的总体高度，同时保证滑块与支腿210之间有足够的连接接触面，依承载板300排列顺序所述滑块交替以夹紧方式（如图4所示）和张紧方式（如图5所示）活动连接承载板300与支腿210，即相邻两块承载板300上滑块的设置方式不同，因而不同承载板300上的滑块之间可以相互错开（如图6所示），既保证了滑块的高度，即其与支腿210的接触面，又能避免因滑块的相互抵触而导致承载板300叠置时的总体高度，从而使得基坑110中可以容纳更多的承载板300或者减小基坑110的深度，便于施工，提高空间利用率。除了本实施例采用的连接方式外，所述滑块与支撑板及支腿210之间的连接也可以单独采用夹紧方式或张紧方式中的任一种。

结合图7所示，承载板300升降过程中，滑块与支腿210之间存在相对运动，为了提高承载板300升降运动的流畅性，所述滑块上设有与支腿210滚动连接的滑轮331，滑块与支腿210之间形成相对滚动，大大提高了两者之间相对运动的流畅度，保证了承载板300的顺畅升降。

如图8所示，存取货物时都需要使相应的承载板300与平台100齐平，对于重量较大的货物，无论是存入还是取出，都会在一定程度上造成承载板300的晃动，为此，所述基坑110入口处与承载板300之间设有用于锁紧承载板300的锁定机构600，当任一承载板300移动与平台100齐平的位置上时，锁定机构600将会把承载板300锁定，避免在出入承载板时造成晃动。

如图9所示，所述承载板300之间通过链条或钢丝绳连接，所述承载板300上设有用于折叠所述链条或钢丝绳的折叠装置320。当承载板300下降并收纳于基坑110的过程中，折叠装置320将会对连接该承载板300与下层承载板300的链条或钢丝绳进行对折收纳，避免由于链条或钢丝绳的无序叠放导致承载板300无法正常叠置，避免由于钢丝绳之间的混乱缠绕导致承载板300无法正常升降，甚至导致整个层叠式仓储系统的瘫痪。所述折叠装置320可以是连接链条或钢丝绳中部与支腿210一侧的具有自动折叠作用的刚性结构，也可以是设置于链条或钢丝绳中部和支腿210上的磁铁，还可以是引导链条或钢丝绳折叠的条形折叠盒，折叠时所述链条或钢丝绳收纳于所述条形折叠盒中。

如图10所示，为保证每一承载板300都可以通过升降调整达到与平台100齐平的位置，方便货物的存入或取出，所述基坑110的深度大于等于若干承载板300呈叠置状态时的总体高度。

如图11所示，所述升降装置400包括两条主链410、两个链轮420和一根轴430，所述轴430设置于支架200顶部并横跨支架200左右两侧，两个所述链轮420分别连接于所述轴430的两端，两根所述主链410的一端分别连接顶层承载板300左右两侧，另一端分别连接于不同的链轮420，所述驱动装置500驱动所述轴430并带动链轮420转动，在链轮420的驱动下，两根主链410同时带动顶层承载板300上升或下降。当然，所述升降装置400也可以采用其他具有升降作用的机构，例如丝杆升降机构，或者采用钢丝绳取代所述主链410。

实施例2

一种运行上述层叠式仓储系统的方法，任一承载板300与平台100齐平时存入或取出货物，完成存货或取货后，升降装置400驱动顶层承载板300升降，该承载板300在中间承载板300及柔性连接机构310的带动下，上升并带动下一层承载板300上升，或者下降并沉入基坑110中叠置于下一层承载板300上。如图12所示，初始状态下所有所述承载板300叠置于所述基坑110中，货物从顶层承载板300开始存入，由底层承载板300开始取出，具体为：

存货时，驱动装置500驱动升降装置400，升降装置400驱动顶层承载板300并在中间承载板300及中间柔性连接结构的传动下，最上一层未存放或最下一层未存满货物的承载板300移动到与平台100齐平的位置，锁定机构600将该承载板300锁定，存入货物后，该承载板300在升降装置400驱动及顶层承载板300与中间承载板300传动下上升，连接该承载板300与下一层承载板300的柔性连接结构逐渐绷直，上升一段距离后，下一层承载板300与平台100齐平，升降装置400停止运动，锁定机构600将下一层承载板300锁定，以此类推。

取货时，驱动装置500驱动升降装置400，升降装置400驱动顶层承载板300并在中间承载板300及中间柔性连接结构的传动下，最下一层存有货物的承载板300移动到与平台100齐平的位置，锁定机构600将该承载板300锁定，取出货物后，该承载板300在升降装置400驱动及顶层承载板300与中间承载板300传动下下降，在折叠装置320控制下，连接该承载板300与下一层承载板300的柔性连接结构逐渐折叠，下降一段距离后，上一层承载板300与平台100齐平，升降装置400停止运动，锁定机构600将上一层承载板300锁定，以此类推。

显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种层叠式仓储系统，其特征在于，包括一具有基坑的平台、设置于基坑中且高出基坑的具有两个支腿的支架、设置于两支腿之间的若干可叠置的承载板、驱动顶层承载板升降的升降装置和设置于支架顶部用于驱动升降装置的驱动装置，相邻两个承载板之间通过柔性连接机构连接，上一层承载板和柔性连接机构传动下一层承载板的升降。

2.根据权利要求1所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述支腿上设有沿高度方向延伸的条形槽，或者所述支腿由两根平行且相距设置的立柱构成，两根立柱之间形成支腿的条形槽。

3.根据权利要求2所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述承载板左右两侧分别设有与支腿活动连接的平衡机构，所述平衡机构为一对滑块，所述滑块以夹紧方式活动连接于支腿的前后侧壁，或者以张紧方式活动连接于所述条形槽的侧壁。

4.根据权利要求3所述的层叠式仓储系统，其特征在于，依承载板排列顺序所述滑块交替以夹紧方式和张紧方式连接承载板与支腿。

5.根据权利要求3所述的层叠式仓储系统，其特征在于， 所述滑块上设有与支腿滚动连接的滑轮。

6.根据权利要求1所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述承载板左右两侧分别设有与支腿活动连接的平衡机构，所述平衡机构为一对相对设置的滑块，所述滑块以夹紧方式活动连接于支腿的前后侧壁，所述滑块上设有与支腿滚动连接的滑轮。

7.根据权利要求1~6任一项所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述基坑入口处与承载板之间设有用于锁紧承载板的锁定机构。

8.根据权利要求1~6任一项所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述承载板之间通过链条或钢丝绳连接，所述承载板上设有用于折叠所述链条或钢丝绳的折叠装置。

9.根据权利要求1~6任一项所述的层叠式仓储系统，其特征在于，所述基坑的深度大于等于若干承载板呈叠置状态时的总体高度。

10.一种运行权利要求1~9任一项所述层叠式仓储系统的方法，其特征在于，任一承载板与平台齐平时存入或取出货物，完成存货或取货后，升降装置驱动顶层承载板升降，该承载板在中间承载板及柔性连接机构的带动下，上升并依序带动下一层承载板上升，或者下降并沉入基坑中叠置于下一层承载板上。