CN109018811B - 智能仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能仓储系统，包括货箱、用于存放货物且在货箱内部为并排设置的多个储物柜、用于拾取货物的存取货装置和用于控制储物柜进行移动以调节相邻两个储物柜之间的距离的变位装置。本发明的智能仓储系统，空间利用率大，工作效率高，系统运作平稳可靠。

Description

智能仓储系统

技术领域

本发明属于智能仓储技术领域，具体地说，本发明涉及一种智能仓储系统。

背景技术

在我国，随着经济发展规模的不断扩大，市场经济越来越繁荣，各类商场及电子商务成为了市场中重要的经济载体。特别是近些年，大型跨国、连锁商场纷纷成立，其为城市居民的日常生活带来了极大的便利，与此同时，商场为顾客提供的储物空间有限，难以满足实际需求，尤其是节假日时候，这类问题更为突出。同时，电子商务大规模发展，自助存取式快递收发业也随之诞生，但目前自助存取快递柜，往往依托于某个固定墙面而单面固定设置，储物腔为传统柜体式，储物空间受限，存取货物自动化程度不够。如何提存取货物的工作效率，实现自动化高效存储，成为了当前需考虑的重要问题之一。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种智能仓储系统，目的是提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：智能仓储系统，包括货箱、用于存放货物且在货箱内部为并排设置的多个储物柜、用于拾取货物的存取货装置和用于控制储物柜进行移动以调节相邻两个储物柜之间的距离的变位装置。

所述变位装置包括与相邻的两个所述储物柜连接的剪叉式伸缩机构和与剪叉式伸缩机构连接且用于控制剪叉式伸缩机构进行伸长或收缩的伸缩控制机构，剪叉式伸缩机构设置多个且各个剪叉式伸缩机构分别与每相邻的两个储物柜连接。

所述伸缩控制机构包括动力总成、切换机构、增力机构和动力传递机构，增力机构设置多个且各个增力机构分别与一个所述剪叉式伸缩机构连接，动力传递机构设置多个且各个动力传递机构分别与一个增力机构连接，切换机构用于控制动力总成与各个动力传递机构在结合状态与分离状态之间进行切换。

所述动力总成包括驱动轴、套设于驱动轴上的驱动齿轮和与驱动轴连接的第一变位电机，驱动齿轮与驱动轴同步旋转且驱动齿轮可相对于驱动轴沿轴向进行移动。

所述动力传递机构包括与所述驱动齿轮啮合的变位齿条、与所述增力机构连接且为可旋转的设置于所述储物柜上的增力杆和与变位齿条连接且用于对增力杆施加使其旋转的拉力的拉杆，拉杆和变位齿条为水平设置且拉杆的长度方向与所述驱动轴的轴线相垂直，多个动力传递机构为沿竖直方向依次布置。

所述增力机构包括可移动的设置于所述储物柜上的驱动块和可移动设置且与驱动块相配合的滑动块，滑动块的移动方向与驱动块的移动方向相垂直，滑动块与所述剪叉式伸缩机构连接，驱动块位于剪叉式伸缩机构的上方且驱动块与所述动力传递机构连接。

所述切换机构包括第二变位电机、与第二变位电机连接的螺杆轴和套设于所述驱动轴上且与螺杆轴为螺纹连接的螺母座，第二变位电机运转时，所述驱动齿轮由螺母座推动而沿驱动轴的轴向进行移动。

所述存取货装置包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台、与X轴滑台连接的第三驱动机构、设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台和设置于Z轴滑台上且用于拾取货物的末端执行器，X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台的移动方向相互垂直。

所述末端执行器包括与所述Z轴滑台连接的托座、可移动的设置于托座上的升降支架、可移动的设置于托座上且用于托起货物的托杆、与托杆和升降支架转动连接的传动杆、设置于托座上的升降电机以及与升降电机和升降支架连接的升降传动机构，托杆的移动方向与升降支架的移动方向相垂直。

所述托杆设置多个且所有托杆处于同一高度位置，所有托杆为并排设置。

本发明的智能仓储系统，具有如下的优点：

1.本发明的智能仓储系统，较于现有的多排储物柜仓储系统来说，空间利用率大，通过变位装置对两个储物柜之间的变位，实现多排储物柜只需要有一个相应变位的通道；从而不需要每个储物柜都需要一个通道，极大的提高了空间利用率；

2.本发明的智能仓储系统，能够通过单片机输出和输入信号，控制各个电机相互配合运作，实现全自动存货和取货，工作效率高，系统运作平稳可靠；

3.在智能仓储系统中配置的储物柜中的储物腔包含有不同规格大小的储物格，可多样性和灵活性的存储货物；存货时，可以通过控制器集成的三维扫描装置对货物进行扫描，识别其尺寸大小，并能将货物大小信息转化为电信号，再经控制器处理单元处理，并自动为货物匹配与之相适应的储物腔，且控制器还能发送货物大小信息给末端执行器以自动调节末端执行器与需要存取的货物相适应，控制器安装在货箱存取货物的人机交互面；

4.通过在智能仓储系统的底部装有万向轮，方便整个智能仓储系统移动和转移，同时也适用于室内外各种工作环境；且顶部装有可调节方位的太阳能电池板，在阳光科照射的地方能实现整个智能仓储系统自我供电，节能环保。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明智能仓储系统的结构示意图；

图2是本发明智能仓储系统的内部结构示意图；

图3是变位装置的结构示意图；

图4是变位装置的局部结构示意图；

图5是存取货装置的结构示意图；

图6是末端执行器的结构示意图；

图中标记为：1、脚轮；2、货箱；201、顶盖；202、存取口；203、侧板；204、底板；3、变位装置；301、第一变位电机；302、第二变位电机；303、驱动轴；304、驱动齿轮；305、螺杆轴；306、螺母座；307、变位齿条；308、增力杆；309、连杆；310、驱动块；311、滑动块；312、第一剪叉臂；313、第二剪叉臂；314、第一复位弹簧；315、第二复位弹簧；316、拉杆；4、存取货装置；401、第一电机；402、第一丝杠；403、Y轴滑台；404、第二电机；405、Z轴滑台；406、第三丝杠；407、第三电机；408、X轴滑台；409、第二丝杠；410、托座；411、第一支架；412、第二支架；413、第三支架；414、升降支架；415、托杆；416、升降电机；417、传动杆；418、升降传动机构；5、太阳能板；6、盖板；7、储物柜。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图6所示，本发明提供了一种智能仓储系统，包括货箱2、用于存放货物且在货箱2内部为并排设置的多个储物柜7、用于拾取货物的存取货装置4和用于控制储物柜7进行移动以调节相邻两个储物柜7之间的距离的变位装置3，货箱2具有让货物通过的存取口202。

具体地说，如图1和图2所示，货箱2为内部中空的矩形箱体，所有储物柜7为并排设置在货箱2的内腔体中，所有储物柜7为沿货箱2的长度方向依次布置。储物柜7具有放置货物的储物腔，储物腔为在储物柜7上设置的矩形腔体，储物柜7上设置有多个储物腔。储物柜7为竖直设置，储物腔在储物柜7的竖直侧面(该竖直侧面为竖直设置且与第一方向相垂直的平面)上形成开口，便于存取货物。储物柜7设置成在货箱2内部可沿第一方向做直线运动，第一方向为水平方向且第一方向与货箱2的长度方向相平行。变位装置3与每相邻的两个储物柜7连接，在存入货物或取出货物时，需由变位装置3将相邻的两个储物柜7之间的距离调节至最大状态，便于存取货装置4从相邻的两个储物柜7之间通过，以将货物存入储物柜7的储物腔中或将货物从储物腔中取出。

如图1所示，货箱2主要是由底板204、与底板204相对设置的顶盖201和垂直设置于底板204上的四个侧板203组成，顶盖201位于底板204的上方且顶盖201与底板204相平行，四个侧板203位于顶盖201和底板204之间，侧板203为竖直设置，侧板203的上端与顶盖201固定连接，侧板203的下端与底板204固定连接，四个侧板203呈矩形分布，顶盖201和底板204为矩形板，四个侧板203分别与底板204的一个侧边固定连接。

如图1至图4所示，变位装置3包括与相邻的两个储物柜7连接的剪叉式伸缩机构和与剪叉式伸缩机构连接且用于控制剪叉式伸缩机构进行伸长或收缩的伸缩控制机构，剪叉式伸缩机构设置多个且各个剪叉式伸缩机构分别与每相邻的两个储物柜7连接，剪叉式伸缩机构的总数比储物柜7的总数少一个。伸缩控制机构与所有的剪叉式伸缩机构连接，结构紧凑，方便布置，伸缩控制机构可以分别控制各个剪叉式伸缩机构在伸长状态与收缩状态之间进行切换，进而可以分别控制每相邻的两个储物柜7之间的距离的调节。剪叉式伸缩机构包括第一剪叉臂312和第二剪叉臂313，第一剪叉臂312与伸缩控制机构连接，第一剪叉臂312与第二剪叉臂313交叉转动连接，形成X形的剪叉臂组。第一剪叉臂312的一端与伸缩控制机构转动连接，第一剪叉臂312的另一端与储物柜7转动连接。第二剪叉臂313的一端与相邻的两个储物柜7中的其中一个储物柜7转动连接，第二剪叉臂313的另一端与相邻的两个储物柜7中的另一个储物柜7滑动连接，第一剪叉臂312与第二剪叉臂313在长度方向上的中间位置处转动连接，第一剪叉臂312和第二剪叉臂313的旋转中心线与第二方向相平行，第二方向为水平方向且第二方向与第一方向相垂直，第一剪叉臂312和第二剪叉臂313的长度方向与第二方向相垂直。第一剪叉臂312和第二剪叉臂313位于储物柜7的同一侧，储物柜7具有让第二剪叉臂313的端部嵌入的导向槽，该导向槽为在储物柜7的外壁面上沿竖直方向延伸的长槽。

当剪叉式伸缩机构处于伸长状态时，第一剪叉臂312和第二剪叉臂313之间的夹角处于最小的状态，相邻的两个储物柜7之间的距离处于最大的状态；当剪叉式伸缩机构处于收缩状态时，第一剪叉臂312和第二剪叉臂313之间的夹角处于最大的状态，相邻的两个储物柜7之间的距离处于最小的状态。采用剪叉式伸缩机构，能够保证调节每相邻的两个储物柜之间距离时，运动更加平稳，机构更加稳固；同时该剪叉式伸缩机构将纵向的移动转化为储物柜的横向移动，改变运动方向；并能够以相对较小的纵向移动获取更大的横向移动，且该机构不会产生死点位置，使储物柜移动灵活；在保证工作所需刚度和强度下，减少机构对外界空间的占用，节约运动空间。

如图1至图4所示，伸缩控制机构包括动力总成、切换机构、增力机构和动力传递机构，增力机构设置多个且各个增力机构分别与一个剪叉式伸缩机构连接，动力传递机构设置多个且各个动力传递机构分别与一个增力机构连接，切换机构用于控制动力总成与各个动力传递机构在结合状态与分离状态之间进行切换。动力总成用于提供源动力，动力总成与货箱2连接且动力总成位于货箱2的内腔体中。动力总成包括驱动轴303、套设于驱动轴303上的驱动齿轮304和与驱动轴303连接的第一变位电机301，驱动齿轮304与驱动轴303同步旋转且驱动齿轮304可相对于驱动轴303沿轴向进行移动。驱动轴303为竖直设置且驱动轴303与货箱2为转动连接，货箱2对驱动轴303提供支撑作用，第一变位电机301与货箱2固定连接，第一变位电机301和驱动轴303位于货箱2的顶盖201的下方，驱动轴303的上端通过联轴器与第一变位电机301的电机轴连接。驱动轴303为花键轴，驱动轴303上设有外花键，驱动齿轮304上设有内花键，驱动齿轮304套设于驱动轴303上且驱动齿轮304上的内花键与驱动轴303上的外花键相啮合，驱动齿轮304为圆柱齿轮且驱动齿轮304与驱动轴303为同轴设置，第一变位电机301运转后，驱动轴303能够带动驱动齿轮304绕其轴线同步旋转。切换机构用于控制驱动齿轮304在驱动轴303上沿驱动轴303的轴向进行移动，通过外花键和内花键的配合，驱动轴303对驱动齿轮304能够起到导向作用，驱动齿轮304作为动力总成的动力输出部件，以将动力传递至动力传递机构，动力传递机构将动力传递至增力机构，最终由增力机构实现剪叉式伸缩机构的伸长与收缩。

如图1至图4所示，动力传递机构包括与驱动齿轮304啮合的变位齿条307、与增力机构连接且为可旋转的设置于储物柜7上的增力杆308和与变位齿条307连接且用于对增力杆308施加使其旋转的拉力的拉杆316，拉杆316和变位齿条307为水平设置且拉杆316的长度方向与驱动轴303的轴线相垂直，多个动力传递机构为沿竖直方向依次布置。变位齿条307为直齿条，变位齿条307和拉杆316的长度方向与第一方向相平行，拉杆316的长度方向上的一端与变位齿条307固定连接，拉杆316的长度方向上的另一端与增力杆308连接。变位齿条307与驱动齿轮304相啮合，在第二方向上，变位齿条307位于驱动齿轮304和储物柜7之间，驱动齿轮304与变位齿条307构成齿轮齿条机构。储物柜7对变位齿条307和拉杆316起导向作用，变位齿条307、拉杆316和增力杆308与剪叉式伸缩机构位于储物柜7的同一侧。增力杆308具有一定的长度，增力杆308的长度方向与第二方向相垂直，增力杆308的上端与增力机构连接，增力杆308的下端与拉杆316的端部连接，增力杆308是在两端之间的位置处与储物柜7转动连接，增力杆308的旋转中心线与第二方向相平行。第一变位电机301运转后，驱动轴303带动驱动齿轮304绕其轴线同步旋转，驱动齿轮304与变位齿条307啮合，驱动齿轮304推动变位齿条307沿第一方向移动，拉杆316与变位齿条307同步移动，拉杆316拉动增力杆308的下端，进而使增力杆308摆动，增力杆308将动力传递至增力机构。采用这种动力传递机构，只需要两个变位电机就能实现所有储物柜的相互配合运动，而不用每个储物柜都配置电机驱动，减少了电机数量，降低成本，简化对电机的控制管理；且通过驱动齿轮和变位齿条的啮合传动，能够准确计算和控制每相邻的两个储物柜之间距离，运动准确，并能降低振动，使机构能够平稳运行。

如图1至图4所示，动力传递机构的数量与剪叉式伸缩机构的数量相同，即变位齿条307、拉杆316和增力杆308均设置多个，所有变位齿条307为沿竖直方向依次布置，所有增力杆308为沿第一方向依次布置，驱动齿轮304设置一个，切换机构用于控制驱动齿轮304与各个动力传递机构的变位齿条307在结合状态与分离状态之间进行切换，驱动齿轮304设置成可选择性的与任意一个变位齿条307处于啮合状态，进而可以控制相应的储物柜7进行移动。增力机构的数量与动力传递机构的数量相同，各个动力传递机构分别通过一个增力机构与一个剪叉式伸缩机构连接。

如图1至图4所示，增力机构包括可移动的设置于储物柜7上的驱动块310和可移动设置且与驱动块310相配合的滑动块311，滑动块311的移动方向与驱动块310的移动方向相垂直，滑动块311与剪叉式伸缩机构连接，驱动块310位于剪叉式伸缩机构的上方且驱动块310与动力传递机构连接。驱动块310的移动方向与第一方向相平行，驱动块310与储物柜7为滑动连接。驱动块310与滑动块311相配合，构成斜楔机构，滑动块311为竖直设置，驱动块310具有与滑动块311接触的驱动面，该驱动面为在驱动块310上倾斜设置的斜平面，驱动面与第二方向相平行，驱动面与第一方向之前具有夹角且该夹角为锐角。第一剪叉臂312位于驱动块310的下方，滑动块311的下端与第一剪叉臂312的上端转动连接，滑动块311与储物柜7为滑动连接且滑动块311和驱动块310设置在同一个储物柜7上，第一检测部的下端与相邻的另一个储物柜7转动连接。增力杆308的上端通过连杆309与驱动块310连接，驱动块310位于滑动块311和连杆309之间，连杆309的一端与增力杆308的上端转动连接，连杆309的另一端与驱动块310转动连接。增力杆308摆动时，可以通过连杆309推动驱动块310沿第一方向作直线运动。驱动块310沿第一方向作直线运动后，可以推动滑动块311沿竖直方向向下移动，滑动块311同时推动第一剪叉臂312的上端向下移动，进而第一剪叉臂312进行旋转，第一剪叉臂312带动第二剪叉臂313同步旋转，最终使得剪叉式伸缩机构进行伸长。采用这种增力机构，扩大了驱动块动力的大小，降低了第一变位电机301的输出功率，同时合理的利用储物柜的侧面高度设置增力杆，使机构紧凑合理，原理简单；增力杆和驱动块之间用连杆连接，构成摇杆滑块机构，使驱动块运动唯一，且可通过电机自锁实现机构自锁保护；驱动块采用斜面形式，能够平稳推动剪叉臂，使机构运行更加稳定。

作为优选的，滑动块311的上端设有与驱动块310的驱动面相接触的滚轮，滚轮为可旋转的设置，在驱动块310与滑动块311发生相对运动时，滚轮可在驱动面上进行滚动，以减小滑动块311与驱动块310之间的摩擦。

如图1至图4所示，切换机构包括第二变位电机302、与第二变位电机302连接的螺杆轴305和套设于驱动轴303上且与螺杆轴305为螺纹连接的螺母座306，第二变位电机302运转时，驱动齿轮304由螺母座306推动而沿驱动轴303的轴向进行移动。螺杆轴305为竖直设置且螺杆轴305与货箱2为转动连接，货箱2对螺杆轴305提供支撑作用，第二变位电机302与货箱2固定连接，第二变位电机302和螺杆轴305位于货箱2的顶盖201的下方，螺杆轴305的上端通过联轴器与第二变位电机302的电机轴连接。螺杆轴305的外表面设有外螺纹，螺母座306套设于螺杆轴305上且螺母座306与螺杆轴305构成螺旋传动，第二变位电机302运转后，螺杆轴305绕其轴线旋转，可以驱动螺母座306沿竖直方向做直线运动，螺母座306同时带动驱动齿轮304沿驱动轴303的轴向进行移动。螺母座306为U形结构，驱动齿轮304位于螺母座306的内腔体中，螺母座306的一端套设于螺杆轴305上，螺母座306的另一端设有让驱动轴303穿过的通孔且螺母座306的该端为U形的开口所在端，该通孔为圆孔且通孔的直径与驱动轴303的设置有外花键的部位处的外直径大小相同，驱动轴303对螺母座306起到导向作用。采用丝杠螺母机构，可以使驱动齿轮304停留在调节后的高度位置，并可以使驱动齿轮304在调节后的高度位置处锁止，确保驱动齿轮304正常运行，可靠性高。采用这种切换机构，通过第二变位电机302带动螺母座306能够准确定位螺母座的高度，准确地使驱动齿轮与相应的齿条啮合，从而准确地使相应的储物柜移动，该机构简洁，易布置，成本低，实现了只用一个第一变位电机301为所有的储物柜的移动提供动力。

如图2、图5和图6所示，存取货装置4包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台、与X轴滑台连接的第三驱动机构、设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台和设置于Z轴滑台上且用于拾取货物的末端执行器。存取货装置4的末端执行器在X、Y、Z三个自由度上运动，使得末端执行器可以以一定的角度在其行程空间内自由移动，满足对货物的拾取和摆放要求，运动范围广。第一驱动机构用于使Y轴滑台403沿Y轴方向做往复直线运动，第二驱动机构用于使X轴滑台408沿X轴方向做往复直线运动，第三驱动机构用于使Z轴滑台405沿Z轴方向做往复直线运动，X轴方向为水平方向且与第一方向相平行，Y轴方向为水平方向且与第二方向相平行，Z轴方向为竖直方向，X轴滑台408、Y轴滑台403和Z轴滑台405的移动方向相互垂直。

如图2、图5和图6所示，第一驱动机构包括固定设置于货箱2上的第一支架411、可旋转的设置于第一支架411上的第一丝杠402和设置于第一支架411上且与第一丝杠402连接的第一电机401，Y轴滑台403套设于第一丝杠402上且与第一丝杠402构成螺旋传动，第一电机401产生使第一丝杠402旋转的动力，当第一电机401运转后，第一丝杠402旋转，进而驱动Y轴滑台403沿Y轴做直线运动。

第二驱动机构包括可移动设置的第二支架412、可旋转的设置于第二支架412和Y轴滑台403上的第二丝杠409以及设置于第二支架412上且与第二丝杠409连接的第二电机404，X轴滑台408套设于第二丝杠409上且与第二丝杠409构成螺旋传动，第二电机404产生使第二丝杠409旋转的动力。第二支架412与Y轴滑台403为相对布置且第二支架412和Y轴滑台403处于与第一方向相平行的同一直线上，第二支架412和Y轴滑台403分别在第二丝杠409的一端对第二丝杠409提供支撑作用，货箱2上设有对第二支架412起导向作用的第一导向杆，第一导向杆与第一丝杠402相平行，第二支架412套设于该第一导向杆上，该第一导向杆位于顶盖201的下方且与顶盖201固定连接。当第二电机404运转后，第二丝杠409旋转，进而驱动X轴滑台408沿X轴做直线运动。

第三驱动机构包括固定设置于货箱2上的第三支架413、可旋转的设置于第三支架413上的第三丝杠406和设置于X轴滑台408上且与第三丝杠406连接的第三电机407，Z轴滑台405套设于第三丝杠406上且与第三丝杠406构成螺旋传动，第三电机407产生使第三丝杠406旋转的动力，第三支架413位于Z轴滑台405的下方。X轴滑台408上设有用于对Z轴滑台405起导向作用的第二导向杆，该第二导向杆为竖直设置且位于第三丝杠406的一侧，Z轴滑台405套设于第二导向杆上，第二导向杆的上端与X轴滑台408固定连接且第二导向杆朝向X轴滑台408的下方延伸。当第三电机407运转后，第三丝杠406旋转，进而驱动Z轴滑台405及其上的末端执行器沿Z轴做直线运动。

如图2、图5和图6所示，末端执行器包括与Z轴滑台405连接的托座410、可移动的设置于托座410上的升降支架414、可移动的设置于托座410上且用于托起货物的托杆415、与托杆415和升降支架414转动连接的传动杆417、设置于托座410上的升降电机416以及与升降电机416和升降支架414连接的升降传动机构418，托杆415的移动方向与升降支架414的移动方向相垂直，托杆415设置成可沿第二方向进行移动。托座410与Z轴滑台405固定连接，升降支架414与托座410为滑动连接且升降支架414的移动方向为竖直方向，托座410对升降支架414起导向作用。升降电机416为固定设置在托座410上，升降电机416用于提供使升降支架414沿竖直方向进行移动的驱动力，升降电机416的轴线与第一方向相平行，升降传动机构418优选为齿轮齿条机构，升降传动机构418的齿条与升降支架414固定连接，升降传动机构418的齿轮与升降电机416的电机轴固定连接。托杆415位于升降支架414的下方，传动杆417位于升降支架414和托杆415之间，传动杆417的上端与升降支架414的下端转动连接，传动杆417的下端与托杆415转动连接。托杆415具有一定的长度，托杆415的长度方向与第一方向相平行，托杆415朝向托座410的外侧伸出，方便托起货物和插入储物柜7的储物腔中。托座410具有让托杆415的端部嵌入的滑槽，该滑槽为在托座410上沿第二方向延伸的长槽，托座410对托杆415起到导向作用。

作为优选的，托杆415设置多个且所有托杆415处于同一高度位置，所有托杆415为并排设置，托杆415在托座410上的位置可调节，进而相邻两个托杆415之间的距离大小可调节，以适于托起不同尺寸的货物，提高稳定性和可靠性，避免末端执行器移动时货物掉落。在本实施例中，托杆415设置两个，传动杆417的数量与托杆415的数量相同，各个传动杆417的下端分别与一个托杆415转动连接，各个传动杆417的上端均与升降支架414的下端转动连接。

上述结构的存取货装置4结构简单，操作方便，成本低，可以节约成本，采用的存取货装置与末端执行器相配合，能够实现货物球的自动存放与取出，提高了工作效率，而且存取货装置采用丝杠机构，稳定性好，可靠性高，能够实现货物摆放时的准确定位，易于控制各个货物在储物柜7上按设定的位置进行摆放。

如图1所示，本发明的智能仓储系统还包括设置于货箱2上的太阳能板5，太阳能板5位于货箱2的上方且太阳能板5与顶盖201固定连接，货箱2上并设有用于储存电能的蓄电池。货箱2的底部设有脚轮1，脚轮1与货箱2的底板204固定连接，脚轮1设置多个，脚轮1可以滚动，脚轮1对货箱2提供稳定的支撑作用，而且便于智能仓储系统整体进行移动。

如图1所示，货箱2的侧板203上设有让货物通过的存取口202，该存取口202为矩形孔且存取口202为在货箱2的侧板203上沿板厚方向贯穿设置的通孔，该侧板203上并设有一个用于封闭存取口202的盖板6，盖板6的面积不小于存取口202的面积，盖板6与侧板203转动连接且盖板6的旋转中心线与第一方向相平行，盖板6可以上下旋转，实现存取口202的开闭控制。存取货装置4的末端执行器可在存取口202和储物柜7的储物腔之间来回移动，实现货物的存取。

如图3和图4所示，伸缩控制机构还包括用于对使剪叉式伸缩机构由伸长状态切换至收缩状态的第一复位弹簧314，第一复位弹簧314设置于储物柜7上且第一复位弹簧314与第一剪叉臂312的上端或滑动块311连接，第一复位弹簧314用于对第一剪叉臂312的上端或滑动块311施加使其向上移动的作用力，推动第一剪叉臂312和滑动块311进行复位，滑动块311推动驱动块310进行移动，最终实现储物柜7的复位，储物柜7回到初始位置，相邻两个储物柜7之间的距离处于最小状态，储物柜7和储物柜7紧密相靠，提高了空间利用率。第一复位弹簧314优选为圆柱螺旋弹簧且为压簧，第一复位弹簧314夹在储物柜7和第一剪叉臂312的上端之间。伸缩控制机构还包括用于对变位齿条307施加拉力的第二复位弹簧315，第二复位弹簧315与储物柜7和变位齿条307连接，第二复位弹簧315对变位齿条307施加的拉力使得变位齿条307在剪叉式伸缩机构由伸长状态切换至收缩状态的过程中朝向靠近增力杆308的方向进行移动，实现变位齿条307和拉杆316的复位。第二复位弹簧315优选为拉簧。

如图3和图4所示，对于每相邻的两个储物柜7，其中一个储物柜7与动力总成之间的距离小于另一个储物柜7与动力总成之间的距离，即一个储物柜7距离动力总成较近，另一个储物柜7距离动力总成较远，增力杆308、驱动块310、滑动块311和第一复位弹簧314设置于距离动力总成较近的储物柜7上，第二剪叉臂313的下端与距离动力总成较近的储物柜7连接，第一剪叉臂312的下端和第二剪叉臂313的上端与距离动力总成较远的储物柜7连接。伸缩控制机构的所有变位齿条307均设置于所有的储物柜7中距离动力总成最近的储物柜7上。

本发明的智能仓储系统还包括控制器、扫描器和微型条码打印机，第一变位电机301、第二变位电机302、第一电机、第二电机、第三电机和升降电机416受到控制器的控制，第一变位电机301、第二变位电机302、第一电机、第二电机、第三电机和升降电机416优选为步进电机。扫描器和微型条码打印机设置于货箱2上，打印机是用于打印储物条形码小票，扫描器是用于对储物条形码小票上的条形码进行扫描，条形码存储有扫码信息，扫码信息为货物存储于储物柜7中某个储物腔的坐标信息。扫描器和微型条码打印机的结构如同本领域技术人员所公知的那样，在此不再赘述。

本发明智能仓储系统的存货过程如下：需要存货时，首先在货箱2的存取口202处将货物放置于存取货装置4，然后存取货装置4开始运行，以将货物运送至指定的储物柜7处；变位装置3运行，变位装置3使指定的储物柜7与相邻的储物柜7之间的距离处于最大状态，最后存取货装将货物放置到指定的储物柜7上。

本发明智能仓储系统的取货过程如下：需要取货时，首先变位装置3运行，变位装置3使指定的储物柜7与相邻的储物柜7之间的距离处于最大状态；存取货装置4运行，存取货装从指定的储物柜7上将货物取下，然后存取货装置4将货物运送至货箱2的存取口202处，最后在存取口202处取出货物。

在上述智能仓储系统的存货和取货过程中，指定的储物柜7与相邻的储物柜7通过剪叉式伸缩机构连接，由剪叉式伸缩机构推动指定的储物柜7移动或推动与指定的储物柜7相邻的储物柜7移动。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.智能仓储系统，其特征在于：包括货箱、用于存放货物且在货箱内部为并排设置的多个储物柜、用于拾取货物的存取货装置和用于控制储物柜进行移动以调节相邻两个储物柜之间的距离的变位装置；

所述变位装置包括与相邻的两个所述储物柜连接的剪叉式伸缩机构和与剪叉式伸缩机构连接且用于控制剪叉式伸缩机构进行伸长或收缩的伸缩控制机构，剪叉式伸缩机构设置多个且各个剪叉式伸缩机构分别与每相邻的两个储物柜连接；

所述伸缩控制机构包括动力总成、切换机构、增力机构和动力传递机构，增力机构设置多个且各个增力机构分别与一个所述剪叉式伸缩机构连接，动力传递机构设置多个且各个动力传递机构分别与一个增力机构连接，切换机构用于控制动力总成与各个动力传递机构在结合状态与分离状态之间进行切换；

所述动力总成包括驱动轴、套设于驱动轴上的驱动齿轮和与驱动轴连接的第一变位电机，驱动齿轮与驱动轴同步旋转且驱动齿轮可相对于驱动轴沿轴向进行移动；

所述切换机构包括第二变位电机、与第二变位电机连接的螺杆轴和套设于所述驱动轴上且与螺杆轴为螺纹连接的螺母座，第二变位电机运转时，所述驱动齿轮由螺母座推动而沿驱动轴的轴向进行移动；

需要存货时，首先在货箱的存取口处将货物放置于存取货装置，然后存取货装置开始运行，以将货物运送至指定的储物柜处；变位装置运行，变位装置使指定的储物柜与相邻的储物柜之间的距离处于最大状态，最后存取货装将货物放置到指定的储物柜上。

2.根据权利要求1所述的智能仓储系统，其特征在于：所述动力传递机构包括与所述驱动齿轮啮合的变位齿条、与所述增力机构连接且为可旋转的设置于所述储物柜上的增力杆和与变位齿条连接且用于对增力杆施加使其旋转的拉力的拉杆，拉杆和变位齿条为水平设置且拉杆的长度方向与所述驱动轴的轴线相垂直，多个动力传递机构为沿竖直方向依次布置。

3.根据权利要求2所述的智能仓储系统，其特征在于：所述增力机构包括可移动的设置于所述储物柜上的驱动块和可移动设置且与驱动块相配合的滑动块，滑动块的移动方向与驱动块的移动方向相垂直，滑动块与所述剪叉式伸缩机构连接，驱动块位于剪叉式伸缩机构的上方且驱动块与所述动力传递机构连接。

4.根据权利要求1所述的智能仓储系统，其特征在于：所述剪叉式伸缩机构包括第一剪叉臂和第二剪叉臂，第一剪叉臂与第二剪叉臂交叉转动连接，形成X形的剪叉臂组；第一剪叉臂的一端与伸缩控制机构转动连接，第一剪叉臂的另一端与储物柜转动连接；第二剪叉臂的一端与相邻的两个储物柜中的其中一个储物柜转动连接，第二剪叉臂的另一端与相邻的两个储物柜中的另一个储物柜滑动连接，第一剪叉臂与第二剪叉臂在长度方向上的中间位置处转动连接。

5.根据权利要求1所述的智能仓储系统，其特征在于：所述驱动轴为花键轴，驱动轴上设有外花键，驱动齿轮上设有内花键，驱动齿轮套设于驱动轴上且驱动齿轮上的内花键与驱动轴上的外花键相啮合，驱动齿轮为圆柱齿轮且驱动齿轮与驱动轴为同轴设置，第一变位电机运转后，驱动轴能够带动驱动齿轮绕其轴线同步旋转。

6.根据权利要求1至5任一所述的智能仓储系统，其特征在于：所述存取货装置包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台、与X轴滑台连接的第三驱动机构、设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台和设置于Z轴滑台上且用于拾取货物的末端执行器，X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台的移动方向相互垂直。

7.根据权利要求6所述的智能仓储系统，其特征在于：所述末端执行器包括与所述Z轴滑台连接的托座、可移动的设置于托座上的升降支架、可移动的设置于托座上且用于托起货物的托杆、与托杆和升降支架转动连接的传动杆、设置于托座上的升降电机以及与升降电机和升降支架连接的升降传动机构，托杆的移动方向与升降支架的移动方向相垂直。

8.根据权利要求7所述的智能仓储系统，其特征在于：所述托杆设置多个且所有托杆处于同一高度位置，所有托杆为并排设置。

9.根据权利要求6所述的智能仓储系统，其特征在于：所述第一驱动机构包括固定设置于货箱上的第一支架、可旋转的设置于第一支架上的第一丝杠和设置于第一支架上且与第一丝杠连接的第一电机，Y轴滑台套设于第一丝杠上且与第一丝杠构成螺旋传动，第一电机产生使第一丝杠旋转的动力。

10.根据权利要求6所述的智能仓储系统，其特征在于：所述第二驱动机构包括可移动设置的第二支架、可旋转的设置于第二支架和Y轴滑台上的第二丝杠以及设置于第二支架上且与第二丝杠连接的第二电机，X轴滑台套设于第二丝杠上且与第二丝杠构成螺旋传动，第二电机产生使第二丝杠旋转的动力；第二支架与Y轴滑台为相对布置且第二支架和Y轴滑台处于与第一方向相平行的同一直线上，第二支架和Y轴滑台分别在第二丝杠的一端对第二丝杠提供支撑作用，货箱上设有对第二支架起导向作用的第一导向杆，第一导向杆与第一丝杠相平行，第二支架套设于该第一导向杆上，该第一导向杆位于顶盖的下方且与顶盖固定连接。

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