CN108455143B - 堆垛机换轨装置 - Google Patents

Abstract

一种堆垛机换轨装置包括天轨道岔机构和地轨道岔机构。天轨道岔机构包括道岔框架、天轨、摆杆及第一驱动组件，第一驱动组件能够带动摆杆在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动。地轨道岔机构包括道岔底板、道岔面板、地轨及第二驱动组件，道岔面板可活动的位于道岔底板上，地轨包括形成在道岔面板的第一地轨通道和第二地轨通道，第二驱动组件能带动道岔面板在道岔底板的上方于第一地轨位置与第二地轨位置之间运动，当道岔面板处于第一地轨位置时，第一地轨通道与贯通的第一天轨通道相对应；当道岔面板处于第二地轨位置时，第二地轨通道与贯通的第二天轨通道相对应。

Description

堆垛机换轨装置

技术领域

本发明涉及物流设备领域，具体而言，涉及一种堆垛机换轨装置。

背景技术

目前，常规的立体仓库中每个巷道配备一台堆垛机，对于使用效率不高的场合，堆垛机的能力无法达到充分利用，造成资源浪费。利用道岔装置可以实现一台堆垛机在多个巷道内工作，以达到节约成本，提高效率的目的。

堆垛机要实现在不同巷道之间运行时，道岔装置是其中至关重要的一环，道岔上布置有两段地轨，一段为直轨，另一段为弯轨。换轨时，堆垛机从道岔的换轨入口进入道岔，根据系统的指令道岔装置实现堆垛机在两条路径之间的接驳。道岔装置收到系统的指令，控制驱动装置执行换轨动作，将堆垛机需要通过的路径接通，堆垛机通过道岔实现换轨。

堆垛机换轨装置包含天轨、地轨及道岔，换轨前天地轨必须都已经完成换轨动作。地轨装置布置在地面的地坑中，天轨道岔装置安装在货架顶部。

目前天地轨道岔装置常采用减速电机驱动链条传动的方式完成换轨动作。存在以下不足：

1.地轨道岔结构庞大：链条传动本身尺寸结构大，并且需要张紧装置；减速电机布置在换轨装置外，导致地坑尺寸大，深度深，增加了土建施工难度。

2.定位可靠性不高：链条传动相对噪音大，受到较大冲击时容易跳齿，出现定位不准，从而导致轨道对接错缝，堆垛机无法通过道岔换轨。

3.导向功能不良或成本高：目前常采用侧面的导向块导向或者利用线性滑轨导向。导向块导向阻力大，导向精度不高，容易产生轨道错缝。采用线性滑轨导向时，成本高，并且对设备的制造安装精度要求高。

目前天轨道岔装置常采用和地轨相同的结构形式，除了上述的不足，应用在天轨换轨工况下还有以下几点不足：

1.安装和维护困难：天轨道岔位于货架顶部，空间紧张，且高空作业危险性高，庞大和复杂的结构导致安装和调试困难。

2.结构复杂：由于天轨轨道相对地轨轨道较轻，受力较小，并且受制于高空作业的限制，采用相同的结构，在天轨的工况下显得结构臃肿和复杂。

因此，需要一种堆垛机换轨装置，以解决上述问题的至少其中之一。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供一种堆垛机换轨装置，以实现堆垛机在天地轨的两个方向的准确同步换轨。

为达成上述目的，本发明提供一种堆垛机换轨装置包括天轨道岔机构和地轨道岔机构。

天轨道岔机构包括道岔框架、天轨、摆杆及第一驱动组件，道岔框架具有相对的第一表面和第二表面，天轨包括形成在第二表面的第一天轨通道和第二天轨通道，摆杆可活动的安装于第二表面，第一驱动组件能够带动摆杆在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动，当摆杆处于第一天轨位置时，第一天轨通道为贯通，第二天轨通道被摆杆阻挡；当摆杆处于第二天轨位置时，第二天轨通道为贯通，第一天轨通道被摆杆阻挡。

地轨道岔机构包括道岔底板、道岔面板、地轨及第二驱动组件，道岔面板可活动的位于道岔底板上，地轨包括形成在道岔面板的第一地轨通道和第二地轨通道，第二驱动组件能带动道岔面板在道岔底板的上方于第一地轨位置与第二地轨位置之间运动，当道岔面板处于第一地轨位置时，第一地轨通道与贯通的第一天轨通道相对应；当道岔面板处于第二地轨位置时，第二地轨通道与贯通的第二天轨通道相对应。

本发明相较于现有技术的有益效果在于：本发明通过天轨道岔机构的摆杆和地轨道岔机构的道岔面板的运动能够使天轨和地轨准确同步的实现各自轨道的切换，形成换轨所需路径，例如直轨路径和弯轨路径，整个机构设计精巧，结构紧凑，运作准确同步，噪音小，极大的简化了结构和驱动装置，降低成本，维修简单，便于调试。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是本发明的堆垛机换轨装置的天轨道岔机构的主视示意图；

图2是本发明的堆垛机换轨装置的天轨道岔机构的俯视示意图，其中天轨处于弯轨接通状态。

图3是本发明的堆垛机换轨装置的地轨道岔机构的主视示意图；

图4是本发明的堆垛机换轨装置的地轨道岔机构的俯视示意图，其中地轨处于弯轨接通状态。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的组件将会成为在“较高”侧的组件。此外，当某层在其它层或基板“上”时，有可能是指“直接”在其它层或基板上，或指某层在其它层或基板上，或指其它层或基板之间夹设其它层。

本发明提供一种堆垛机换轨装置包括天轨道岔机构和地轨道岔机构。

如图1-图4所示，天轨道岔机构包括道岔框架10、天轨、摆杆20及第一驱动组件30，道岔框架10具有相对的第一表面11和第二表面12，天轨包括形成在第二表面12的第一天轨通道41和第二天轨通道42，摆杆20可活动的安装于第二表面12，第一驱动组件30能够带动摆杆20在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动，当摆杆20处于第一天轨位置时，第一天轨通道41为贯通，第二天轨通道42被摆杆20阻挡；当摆杆20处于第二天轨位置时，第二天轨通道42为贯通，第一天轨通道41被摆杆20阻挡。

地轨道岔机构包括道岔底板50、道岔面板60、地轨及第二驱动组件70，道岔底板50的第一侧设有换轨入口51，道岔底板50的与第一侧相对的第二侧设有第一出口52和第二出口53；道岔面板60可活动的位于道岔底板50的上方；地轨包括形成在道岔面板60的第一地轨通道81和第二地轨通道82；第二驱动组件70能带动道岔面板60在道岔底板50的上方于第一地轨位置与第二地轨位置之间运动，当道岔面板60处于第一地轨位置时，第一地轨通道81的两端分别与换轨入口51和第一出口52连通形成第一地轨路径，第一地轨路径与贯通的第一天轨通道41相对应；当道岔面板60处于第二地轨位置时，第二地轨通道82的两端分别与换轨入口51和第二出口53连通，形成第二地轨路径，第二地轨路径与贯通的第二天轨通道42相对应。

其中，道岔框架10可安装于货架，天轨道岔机构的天轨和货架上的天轨对接，道岔底板50为安装在道岔地坑中直接和地面连接的钢板，用于支撑整个地轨道岔机构。第一天轨通道41和第一地轨通道81例如为直的，且在高度上平行且对齐，第二天轨通道42和第二地轨通道82例如为弧形，且在高度上平行且对齐。由第一天轨通道41和第一地轨通道81构成的第一组通道和由第二天轨通道42和第二地轨通道82构成的第二组处于同一高度。

应当理解，天轨道岔机构和地轨道岔机构的位置及轨道的形状可根据实际情况而改变，例如轨道均为弧形。本实施例及附图仅作为示例性说明，并非用于对本发明的保护范围进行唯一的解释。

本发明通过天轨道岔机构的摆杆和地轨道岔机构的道岔面板的运动能够使天轨和地轨准确同步的实现各自轨道的切换，形成换轨所需路径，例如直轨路径和弯轨路径，整个机构设计精巧，结构紧凑，运作准确同步，噪音小，极大的简化了结构和驱动装置，降低成本，维修简单，便于调试。

以下对天轨道岔机构的结构及运行进行详细说明。

本实施例中，摆杆20包括相互连接的旋转部21和杆体22，旋转部21位于第一天轨通道41与第二天轨通道42之间，且通过转轴23连接于第二表面12，杆体22具有第一边221和第二边222，当摆杆20处于第一天轨位置时，第一边221与部分第一天轨通道41的边缘重合，当摆杆20处于第二天轨位置时，第二边222与部分第二天轨通道42的边缘重合。本实施例中，旋转部21的中间焊接第一轴套24，第一轴套24内连接该转轴23，通过转轴23和道岔框架10上的第二轴套25连接。

其中，第一驱动组件30包括第一驱动部31、推杆32及安装座33，第一驱动部31可固定在道岔框架10上。安装座33与杆体22固定连接，例如焊接。推杆32的两端分别与第一驱动组件30和安装座33连接，因此，第一驱动部31带动推杆32伸缩的同时，杆体22能够在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动。本实施例中，第一驱动组件30安装于第一表面11，第一驱动组件30还包括连接杆34，推杆32的一端通过连接杆34与安装座33连接，连接杆34例如为销轴。

如图2所示，推杆32推动杆体22，使得杆体22和旋转部21绕转轴23旋转至杆体22的第二边222与部分第二天轨通道42的边缘重合，此时摆杆20处于第二天轨位置，即，弯轨位置，而杆体22阻挡了部分第一天轨通道41，因此在货架顶部限定了堆垛机的轨道。

本实施例中，如图2所示，第二表面12上可设有第一限位板13和第二限位板14，第一限位板13与处于第一天轨位置时的摆杆20的第二边222的位置相对应，第二限位板14与处于第二天轨位置时的摆杆20的第一边221的位置相对应。具体的，图2中，摆杆20处于第二天轨位置，第二边222与部分第二天轨通道42的边缘重合，而第一边221被第二限位板14止挡。因此，第一限位板13和第二限位板14对于摆杆20的运动起到机械限位的作用。优选的，第一限位板13和第二限位板14的内侧可设有缓冲垫15，例如橡胶。

其中，第一驱动部31可为气缸，因此推杆32可为气缸的活塞杆，或者，推杆32可为电动推杆。第一驱动部31铰接安装于道岔框架10，推杆32可通过销钉与杆体22连接。

相对于采用减速电机作为驱动部，本实施例的天轨道岔机构采用电动推杆或气缸为执行结构，具有结构简单，成本低廉等优点，极大的减小了在高层货架顶部的安装调试难度。

如图1所示，第一驱动组件30位于道岔框架10的第一表面11，天轨及摆杆20位于道岔框架10的第二表面12。如图2所示，道岔框架10开设贯穿第一表面11和第二表面12的开槽16，开槽16可为弧形。

本实施例中，堆垛机换轨装置还包括控制机构(未示出)。开槽16上安装有第一传感器(未示出)和第二传感器(未示出)，安装座33上设有光电触发板35，当摆杆20运动至第一天轨位置时，第一传感器被光电触发板35触发并发出第一控制信号，控制机构根据第一控制信号控制驱动部停止运行；当摆杆20运动至第二天轨位置时，第二传感器被光电触发板35触发并发出第二控制信号，控制机构根据第二控制信号控制驱动部停止运行。

其中，第一传感器和第二传感器可均为槽型光电开关。摆杆20运转到位后，对应的传感器的槽型光电信号接通，控制机构接收到摆杆20到位信号后，控制第一驱动部31停止动作，天轨道岔完成换轨。

以下对地轨道岔机构的结构及运行进行详细说明。

如图3、4所示，第二驱动组件70包括电机71、齿轮72及齿条73，电机71例如为空心轴安装的蜗轮蜗杆减速电机，其输出轴通过键与齿轮72连接，齿条73与齿轮72配合并安装在道岔面板60上，在电机71的驱动下，通过齿轮72和齿条73的传动，带动道岔面板60在第一地轨位置与第二地轨位置之间运动。

本实施例中，与齿轮72配合的齿条73采用螺栓连接在道岔面板60上。通过齿轮齿条的传动，实现地轨道岔机构在两个位置的切换。当控制机构接到换轨指令时，使得电机启动，电机输出轴上的齿轮72带到齿条73及安装齿条73的道岔面板60运动。

本实施例的地轨道岔机构采用齿轮齿条传动，此传动装置位于道岔面板60上方，具有结构紧凑，占用空间小，土建地坑要求简单，施工方便等优点。并且，相对链条传动，本实施例的齿轮齿条传动定位精度高，噪音小，易于保证轨道对接精度。

其中，如图3所示，地轨道岔机构还包括支撑部54，其安装于道岔底板50，道岔面板60在支撑部54的表面上运动。支撑部54上可开设润滑油槽，用以涂布润滑油，以便于道岔面板60顺畅运动，避免磨损。

本实施例中，如图3所示，地轨道岔机构还包括水平限位组件，其包括一对导向板55及滚轮61，导向板55设置于道岔底板50的上表面，滚轮61设置于道岔面板60的下表面，滚轮61位于该对导向板55之间，道岔面板60运动过程中，通过该对导向板55的导向，使得道岔面板60的运动方向保持不变。通过水平限位组件实现道岔面板60运行中的方向控制，避免道岔面板60运动过程中出现偏移等现象，导致轨道对接时出现错缝等问题。

本实施例中，如图4所示，水平限位组件的数量为两组，分别位于道岔底板50和道岔面板60的两端。每对导向板55的长度大于道岔面板60的运动距离。

本实施例采用滚轮61与导向板55导向，滚轮61和导向板55之间为线接触，阻力小。相对线性滑轨实现道岔底板50与道岔面板60之间的相对运动，本实施例利用齿轮齿条实现传动，滚轮61与导向板55实现导向，因此成本低廉，并且便于调节等，对设备的制造安装进度要求不高。

本实施例中，如图3所示，地轨道岔机构还包括面板高度限位件和底板高度限位件，面板高度限位件包括一对限位板62，该对限位板62分别设置于道岔面板60的下表面的两端；底板高度限位件包括一对滑轮56及一对安装板57，该对安装板57分别设置于道岔底板50的上表面的两端，该对滑轮56分别与该对安装板57连接；当道岔面板60处于第一或二地轨位置时，面板高度限位件与底板高度限位件相对应，滑轮56支撑在相对应的限位板62上，使得道岔面板60与道岔底板50之间的距离保持不变。

本实施例中，如图4所示，面板高度限位件的数量为2个，其设于道岔面板60的下表面的两端；底板高度限位件的数量为4个，当道岔面板60处于第一地轨位置时，其中两个底板高度限位组件与处于第一地轨位置的道岔面板60的下表面的面板高度限位件相对应。当道岔面板60处于第二地轨位置时，另外两个底板高度限位组件与处于第二地轨位置的道岔面板60的下表面的面板高度限位件相对应。

具体的，如图4所示，当道岔面板60处于第二地轨位置时，滑轮56运动至相对应的限位板62，并支撑在该限位板62上，使得道岔面板60与道岔底板50之间的距离保持不变，即，道岔面板60不会相对于道岔底板50在高度方向上发生变化，防止道岔面板60在高度方向上发生晃动。

通过上述面板高度限位件和底板高度限位件的配合，使得堆垛机换轨装置在第一和第二地轨位置时的高度方向的位于保持不变，从而防止换轨完成后，由于堆垛机进入轨道时产生倾覆力矩造成道岔面板60翘起，进而损坏设备。

本实施例中，道岔底板50的两端分别安装有第三传感器93和第四传感器94，当道岔面板60运动至第一地轨位置时，第四传感器94被触发并发出第三控制信号，控制机构根据第三控制信号控制电机停止运行；当道岔面板60运动至第二地轨位置时(如图4所示)，第三传感器93被触发并发出第四控制信号，控制机构根据第四控制信号控制电机停止运行。

本实施例中，如图4所示，第三传感器93和第四传感器94可均包括槽型光电开关S1和微动开关S2。当道岔面板60运动到位后，槽型光电开关S1和微动开关S2之一接通，并将到位信号传送到控制系统，控制系统发送指令控制电机停车，道岔装置完成换轨动作。本实施例中，第三传感器93还可包括槽型光电开关S3，其位于槽型光电开关S1附近，当道岔面板60运动至触发槽型光电开关S3时，槽型光电开关S3发出减速信号，道岔面板60减速运动至触发槽型光电开关S1，停止运动。

另外，在道岔底板50的两端还可设有止挡块58，用于对道岔面板60的运动提供机械限位，即便上述传感器失灵，也能确保道岔面板60运动至规定的位置。

综上所述，本发明通过天轨道岔机构的摆杆和地轨道岔机构的道岔面板的运动能够使天轨和地轨准确同步的实现各自轨道的切换，形成换轨所需路径，例如直轨路径和弯轨路径，整个机构设计精巧，结构紧凑，运作准确同步，噪音小，极大的简化了结构和驱动装置，降低成本，维修简单，便于调试。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种堆垛机换轨装置，包括：

天轨道岔机构，包括道岔框架、天轨、摆杆及第一驱动组件，道岔框架具有相对的第一表面和第二表面，天轨包括形成在第二表面的第一天轨通道和第二天轨通道，摆杆可活动的安装于第二表面，第一驱动组件能够带动摆杆在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动，当摆杆处于第一天轨位置时，第一天轨通道为贯通，第二天轨通道被摆杆阻挡；当摆杆处于第二天轨位置时，第二天轨通道为贯通，第一天轨通道被摆杆阻挡；及

地轨道岔机构，包括道岔底板、道岔面板、地轨及第二驱动组件，道岔面板可活动的位于道岔底板上，地轨包括形成在道岔面板的第一地轨通道和第二地轨通道，第二驱动组件能带动道岔面板在道岔底板的上方于第一地轨位置与第二地轨位置之间运动，当道岔面板处于第一地轨位置时，第一地轨通道与贯通的第一天轨通道相对应；当道岔面板处于第二地轨位置时，第二地轨通道与贯通的第二天轨通道相对应，地轨道岔机构还包括面板高度限位件和底板高度限位件，面板高度限位件包括一对限位板，该对限位板分别设置于道岔面板的下表面的两端；底板高度限位件包括一对滑轮及一对安装板，该对安装板分别设置于道岔底板的上表面的两端，该对滑轮分别与该对安装板连接；当道岔面板处于第一或二地轨位置时，面板高度限位件与底板高度限位件相对应，滑轮支撑在相对应的限位板上，使得道岔面板与道岔底板之间的距离保持不变；

其中，面板高度限位件的数量为2个，其设于道岔面板的下表面的两端；底板高度限位件的数量为4个，当道岔面板处于第一地轨位置时，其中两个底板高度限位组件与处于第一地轨位置的道岔面板的下表面的面板高度限位件相对应；当道岔面板处于第二地轨位置时，另外两个底板高度限位组件与处于第二地轨位置的道岔面板的下表面的面板高度限位件相对应。

2.如权利要求1所述的堆垛机换轨装置，其中，摆杆包括相互连接的旋转部和杆体，旋转部位于第一天轨通道与第二天轨通道之间，且通过转轴连接于第二表面，杆体具有第一边和第二边，当摆杆处于第一天轨位置时，第一边与部分第一天轨通道的边缘重合，当摆杆处于第二天轨位置时，第二边与部分第二天轨通道的边缘重合。

3.如权利要求2所述的堆垛机换轨装置，其中，第一驱动组件包括第一驱动部、推杆及安装座，安装座与杆体固定连接，推杆分别与安装座和杆体连接，第一驱动部带动推杆伸缩的同时，杆体能够在第一天轨位置与第二天轨位置之间运动。

4.如权利要求3所述的堆垛机换轨装置，其中，道岔框架开设贯穿第一表面和第二表面的开槽，第一驱动组件安装于第一表面，第一驱动组件还包括连接杆，推杆的一端通过连接杆与安装座可转动的连接。

5.如权利要求4所述的堆垛机换轨装置，其中，堆垛机换轨装置还包括控制机构；开槽上安装有第一传感器和第二传感器，安装座上设有光电触发板，当摆杆运动至第一天轨位置时，第一传感器被光电触发板触发并发出第一控制信号，控制机构根据第一控制信号控制驱动部停止运行；当摆杆运动至第二天轨位置时，第二传感器被光电触发板触发并发出第二控制信号，控制机构根据第二控制信号控制驱动部停止运行。

6.如权利要求5所述的堆垛机换轨装置，其中，第一传感器和第二传感器均为槽型光电开关。

7.如权利要求1所述的堆垛机换轨装置，其中，道岔底板的第一侧设有换轨入口，道岔底板的与第一侧相对的第二侧设有第一出口和第二出口；当道岔面板处于第一地轨位置时，第一地轨通道的两端分别与换轨入口和第一出口连通形成第一地轨路径，第一地轨路径与贯通的第一天轨通道相对应；当道岔面板处于第二地轨位置时，第二地轨通道的两端分别与换轨入口和第二出口连通，形成第二地轨路径，第二地轨路径与贯通的第二天轨通道相对应；第二驱动组件包括电机、齿轮及齿条，电机的输出轴通过键与齿轮连接，齿条与齿轮配合并安装在道岔面板上，在电机的驱动下，通过齿轮和齿条的传动，带动道岔面板在第一地轨位置与第二地轨位置之间运动。

8.如权利要求1所述的堆垛机换轨装置，其中，地轨道岔机构还包括支撑部，其安装于道岔底板，道岔面板在支撑部的表面上运动。

9.如权利要求1所述的堆垛机换轨装置，其中，地轨道岔机构还包括水平限位组件，其包括一对导向板及滚轮，导向板设置于道岔底板的上表面，滚轮设置于道岔面板的下表面，滚轮位于该对导向板之间，道岔面板运动过程中，通过该对导向板的导向，使得道岔面板的运动方向保持不变。

10.如权利要求9所述的堆垛机换轨装置，其中，水平限位组件的数量为两组，分别位于道岔底板和道岔面板的两端。

11.如权利要求1所述的堆垛机换轨装置，其中，堆垛机换轨装置还包括控制机构；道岔底板安装有第三传感器和第四传感器，当道岔面板运动至第一地轨位置时，第三传感器被触发并发出第三控制信号，控制机构根据第三控制信号控制电机停止运行；当道岔面板运动至第二地轨位置时，第四传感器被触发并发出第四控制信号，控制机构根据第四控制信号控制电机停止运行。

12.如权利要求1至11中任一项所述的堆垛机换轨装置，其中，道岔框架安装于货架，天轨道岔机构的天轨和货架上的天轨对接，道岔底板安装在道岔地坑中；第一天轨通道和第一地轨通道均为直的，且在高度上平行且对齐，第二天轨通道和第二地轨通道均为弧形，且在高度上平行且对齐。

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