CN109264284B - 一种基于自动化操作台的立体库系统及其物品分拣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自动化操作台的立体库系统及其物品分拣方法。本发明可有效利用立体库的出货存储位和入货存储位作为货物的出入口使用，同时还可随时根据需求分配出货和入货操作台，提高系统灵活性，大幅提高系统吞吐量。由于货物出入库靠夹具夹取和输送线的输送，能大幅节省人力，降低拣货成本。
Description
技术领域
本发明涉及物流存取领域，尤其涉及一种基于自动化操作台的立体库系统及其物品分拣方法。
背景技术
现有立体库在系统短边尽头地面上设置操作台供物品的进出使用，到达操作台的物品由操作员搬出，再进行分拣操作，该种立体库系统的设置方式不仅使操作台的数量仅仅限制在两个，而且会大量耗费人力去分拣物品，无法进一步提高系统的吞吐量且缺乏灵活性，在实际的物品分拣过程中效率较低，实用性差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明设计了一种基于自动化操作台的立体库系统及其货物分拣方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于自动化操作台的立体库系统，包括货架和若干穿梭车，
货架，在所述货架上均匀设置有多个存储位，存储位上设有存储模块，存储模块包括存储品和托盘，在所述货架之间设有轨道系统，所述轨道系统包括若干垂直轨道和水平轨道，所述垂直轨道和水平轨道在横纵交叉处设有活门开关机构；
穿梭车，包括车体，在车体上设有控制模块、存储模块推拉机构以及活门开关触发机构，所述控制模块用于车体、存储模块推拉机构以及活门开关触发机构的控制，所述存储模块推拉机构用于将存储模块存放到指定存储位或将指定存储位上的存储模块取出，所述活门开关触发机构用于触发活门开关机构，实现车体在垂直轨道或水平轨道上的切换，穿梭车还包括定位机构，所述货架内还设有若干感应片，所述定位机构包括若干接近传感器，所述接近传感器设置于车体行进方向两侧，且通过感应片确定穿梭车所在位置；
所述基于自动化操作台的立体库系统还包括有入货输送线和出货输送线，入货输送线末端和出货输送线初始端对应设置有自动化操作台，货架的轨道系统对应入货输送线末端和出货输送线初始端设置有入货存储位和出货存储位；
入货输送线和出货输送线，在所述入货输送线和出货输送线上设有电机、滚筒和扫码装置，所述出货输送线上的电机和滚筒用于将出货存储位中存储品传送到目的地，所述入货输送线上的电机和滚筒用于将补货位上的存储品传送到相应入货存储位，所述扫码装置用于识别扫描存储品上的条码，读取其中信息并指示存储品已经接近入货存储位和出货存储位，向附近的穿梭车下达任务；
自动化操作台，在所述自动化操作台上设有存储品夹取机构和夹具运动控制机构，用于存储模块中存储品与托盘的绑定与分离；所述存储品夹取机构可用于夹住位于出货存储位的存储品并抓起，横向运动到输送线上方适当位置，向下运动到存储品底端距离出货输送线表面足够近时松开夹具，将存储品放在出货输送线上；所述存储品夹取机构可用于夹住位于入货输送线的存储品并抓起，横向运动到入货存储位的上方适当位置，向下运动到存储品底端距离入货存储位表面足够近时松开夹具，将存储品放在位于入货存储位内的托盘上，所述夹具运动控制机构控制存储品夹取机构在夹取存储品的过程中的各个方向的运动；
托盘可承载存储品出入存储位；在存储品出库过程中，存储品进入出货输送线，托盘回到穿梭车上；在存储品入库过程中，穿梭车上的托盘先进入入货存储位，再将入货输送线上的存储品放到入货存储位的托盘上。
作为优选，所述自动化操作台将存储品从入货存储位或出货存储位搬运到入货输送线或出货输送线的过程中，考虑到存储品在出货存储位存放的位置存在一定的偏差，夹具运动控制机构不仅能控制和带动夹取机构的横向运动和纵向运动，还可以进行第三方向的运动。
作为优选，所述垂直轨道和水平轨道均包括齿条轨道以及普通轨道，所述齿条轨道与普通轨道并列排布，穿梭车沿齿条轨道行进，普通轨道为穿梭车行进提供辅助导向。
作为优选，所述存储模块推拉机构包括传动轴、推拉杆、传动链条及驱动电机；所述驱动电机通过传动轴带动传动链条，固定于传动链条上的推拉杆与存储模块上的卡扣配合连接并带动存储模块移动。
作为优选，所述活门开关机构包括顶压块、连杆及活门，所述顶压块设于水平轨道的一侧，并与水平轨道滑动连接，所述活门一端通过连杆与顶压块连接，活门的另一端与轨道系统铰接；水平移动的穿梭车通过活门开关触发机构推动顶压块，从而活门转动形成向下或向上的轨道，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位；垂直移动的穿梭车通过车轮顶开活门开关实现转弯，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位。
作为优选，所述活门开关触发机构包括凸轮及顶针，所述凸轮与传动链条传动连接，凸轮旋转带动顶针水平伸缩移动；当顶针水平移动至最长行程时，可接触到顶压块；当顶针水平移动至最短行程时，无法接触到顶压块；通过顶针与顶压块间的触发关系控制活门开关机构。
作为优选，所述存储模块中的存储品为物流周转箱，纸箱或所需存储物品。
一种基于自动化操作台的立体库系统的物品分拣方法，其步骤如下：
1. 存储品通过入货输送线输送至自动化操作台处，扫码装置对存储品的条码进行识别扫描，并将识别扫描的信息发送给主控设备；
2. 主控设备将信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
3. 穿梭车行驶至任务指定的存储位将托盘取出，并行驶至指定的入货存储位将托盘放入；
4. 自动化操作台将存储品从入货输送线搬运至位于入货存储位的托盘上；
5. 穿梭车将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
6. 主控设备接受上级系统信息并将该信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
7. 穿梭车行驶至任务指定的存储位将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的出货存储位将该托盘放入；
8. 自动化操作台将位于出货存储位托盘上的存储品搬运至出货输送线上；
9. 穿梭车将托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
10. 重复步骤1到5，即可完成存储品的自动入库；重复步骤6到9，即可完成存储品的自动出库；重复步骤1到9，即可完成存储品自动出入分拣。
本发明的有益效果是：本发明可有效利用立体库的出货存储位和入货存储位作为货物的出入口使用，同时还可随时根据需求分配出货和入货操作台，提高系统灵活性，大幅提高系统吞吐量。由于货物出入库靠夹具夹取和输送线的输送，能大幅节省人力，降低拣货成本。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明中活门开关机构部分的一种结构示意图；
图3是本发明中活门开关机构部分另一角度的一种结构示意图；
图4是本发明中穿梭车的一种结构示意图；
图5是本发明中入货输送线或出货输送线的一种结构示意图；
图6是本发明中自动化操作台的一种结构示意图；
图7是本发明中托盘的一种结构示意图；
图中：1、货架，11、存储模块，111、存储品，112、托盘，2、轨道系统，21、水平轨道，22、垂直轨道，23、活门开关机构，231、顶压块，232、连杆，233、活门，3存储位，31、出货存储位（入货存储位），4、穿梭车，41、车体，42、存储模块推拉机构，421、传动轴，422、推拉杆，423、传动链条，424、驱动电机，43、活门开关触发机构，431、顶针，5、自动化操作台，51、存储品夹取机构，511、夹具，52、夹具运动控制机构，6、出货输送线（入货输送线），61、扫码装置，62、滚筒，63、电机。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：如附图1所示，一种基于自动化操作台的立体库系统，包括货架1和若干穿梭车4，
货架，在所述货架上均匀设置有多个存储位3，存储位上设有存储模块11，存储模块包括存储品111和托盘112，在所述货架之间设有轨道系统2，所述轨道系统包括若干垂直轨道22和水平轨道21，所述垂直轨道和水平轨道在横纵交叉处设有活门开关机构23；
穿梭车4，包括车体41，在车体上设有控制模块、存储模块推拉机构42以及活门开关触发机构43，所述控制模块用于车体、存储模块推拉机构以及活门开关触发机构的控制，所述存储模块推拉机构用于将存储模块存放到指定存储位或将指定存储位上的存储模块取出，所述活门开关触发机构用于触发活门开关机构，实现车体在垂直轨道或水平轨道上的切换，穿梭车还包括定位机构，所述货架内还设有若干感应片，所述定位机构包括若干接近传感器，所述接近传感器设置于车体行进方向两侧，且通过感应片确定穿梭车所在位置；
所述基于自动化操作台的立体库系统还包括有入货输送线6和出货输送线6，入货输送线末端和出货输送线初始端对应设置有自动化操作台5，货架的轨道系统对应入货输送线末端和出货输送线初始端设置有入货存储位31和出货存储位31；
入货输送线和出货输送线，在所述入货输送线和出货输送线上设有电机63、滚筒62和扫码装置61，所述出货输送线上的电机和滚筒用于将出货存储位中存储品传送到目的地，所述入货输送线上的电机和滚筒用于将补货位上的存储品传送到相应入货存储位，所述扫码装置用于识别扫描存储品上的条码，读取其中信息并指示存储品已经接近入货存储位和出货存储位，向附近的穿梭车下达任务；
自动化操作台，在所述自动化操作台上设有存储品夹取机构51和夹具运动控制机构52，用于存储模块中存储品与托盘的绑定与分离；所述存储品夹取机构可用于夹住位于出货存储位的存储品并抓起，横向运动到输送线上方适当位置，向下运动到存储品底端距离出货输送线表面足够近时松开夹具，将存储品放在出货输送线上；所述存储品夹取机构可用于夹住位于入货输送线的存储品并抓起，横向运动到入货存储位的上方适当位置，向下运动到存储品底端距离入货存储位表面足够近时松开夹具，将存储品放在位于入货存储位内的托盘上，所述夹具运动控制机构控制存储品夹取机构在夹取存储品的过程中的各个方向的运动；
托盘可承载存储品出入存储位；在存储品出库过程中，存储品进入出货输送线，托盘回到穿梭车上；在存储品入库过程中，穿梭车上的托盘先进入入货存储位，再将入货输送线上的存储品放到入货存储位的托盘上。
作为优选，所述自动化操作台将存储品从入货存储位或出货存储位搬运到入货输送线或出货输送线的过程中，考虑到存储品在出货存储位存放的位置存在一定的偏差，夹具运动控制机构不仅能控制和带动夹取机构的横向运动和纵向运动，还可以进行第三方向的运动。
作为优选，所述垂直轨道和水平轨道均包括齿条轨道以及普通轨道，所述齿条轨道与普通轨道并列排布，穿梭车沿齿条轨道行进，普通轨道为穿梭车行进提供辅助导向。
作为优选，所述存储模块推拉机构包括、传动轴421、推拉杆422、传动链条423及驱动电机424；所述驱动电机通过传动轴带动传动链条，固定于传动链条上的推拉杆与存储模块上的卡扣配合连接并带动存储模块移动。
作为优选，所述活门开关机构包括顶压块231、连杆232及活门233，所述顶压块设于水平轨道的一侧，并与水平轨道滑动连接，所述活门一端通过连杆与顶压块连接，活门的另一端与轨道系统铰接；水平移动的穿梭车通过活门开关触发机构推动顶压块，从而活门转动形成向下或向上的轨道，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位；垂直移动的穿梭车通过车轮顶开活门开关实现转弯，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位。
作为优选，所述活门开关触发机构包括凸轮及顶针431，所述凸轮与传动链条传动连接，凸轮旋转带动顶针水平伸缩移动；当顶针水平移动至最长行程时，可接触到顶压块；当顶针水平移动至最短行程时，无法接触到顶压块；通过顶针与顶压块间的触发关系控制活门开关机构。
作为优选，所述存储模块中的存储品为物流周转箱，纸箱或所需存储物品。
一种基于自动化操作台的立体库系统的物品分拣方法，其步骤如下：
1. 存储品通过入货输送线输送至自动化操作台处，扫码装置对存储品的条码进行识别扫描，并将识别扫描的信息发送给主控设备；
2. 主控设备将信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
3. 穿梭车行驶至任务指定的存储位将托盘取出，并行驶至指定的入货存储位将托盘放入；
4. 自动化操作台将存储品从入货输送线搬运至位于入货存储位的托盘上；
5. 穿梭车将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
6. 主控设备接受上级系统信息并将该信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
7. 穿梭车行驶至任务指定的存储位将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的出货存储位将该托盘放入；
8. 自动化操作台将位于出货存储位托盘上的存储品搬运至出货输送线上；
9. 穿梭车将托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
10. 重复步骤1到5，即可完成存储品的自动入库；重复步骤6到9，即可完成存储品的自动出库；重复步骤1到9，即可完成存储品自动出入分拣。
Claims (8)
1.一种基于自动化操作台的立体库系统，包括货架和若干穿梭车，
货架，在所述货架上均匀设置有多个存储位，存储位上设有存储模块，存储模块包括存储品和托盘，在所述货架之间设有轨道系统，所述轨道系统包括若干垂直轨道和水平轨道，所述垂直轨道和水平轨道在横纵交叉处设有活门开关机构；
穿梭车，包括车体，在车体上设有控制模块、存储模块推拉机构以及活门开关触发机构，所述控制模块用于车体、存储模块推拉机构以及活门开关触发机构的控制，所述存储模块推拉机构用于将存储模块存放到指定存储位或将指定存储位上的存储模块取出，所述活门开关触发机构用于触发活门开关机构，实现车体在垂直轨道或水平轨道上的切换，穿梭车还包括定位机构，所述货架内还设有若干感应片，所述定位机构包括若干接近传感器，所述接近传感器设置于车体行进方向两侧，且通过感应片确定穿梭车所在位置；
其特征是，所述基于自动化操作台的立体库系统还包括有入货输送线和出货输送线，入货输送线末端和出货输送线初始端对应设置有自动化操作台，货架的轨道系统对应入货输送线末端和出货输送线初始端设置有入货存储位和出货存储位；
入货输送线和出货输送线，在所述入货输送线和出货输送线上设有电机、滚筒和扫码装置，所述出货输送线上的电机和滚筒用于将出货存储位中存储品传送到目的地，所述入货输送线上的电机和滚筒用于将补货位上的存储品传送到相应入货存储位，所述扫码装置用于识别扫描存储品上的条码，读取其中信息并指示存储品已经接近入货存储位和出货存储位，向附近的穿梭车下达任务；
自动化操作台，在所述自动化操作台上设有存储品夹取机构和夹具运动控制机构，用于存储模块中存储品与托盘的绑定与分离；所述存储品夹取机构可用于夹住位于出货存储位的存储品并抓起，横向运动到输送线上方适当位置，向下运动到存储品底端距离出货输送线表面足够近时松开夹具，将存储品放在出货输送线上；所述存储品夹取机构可用于夹住位于入货输送线的存储品并抓起，横向运动到入货存储位的上方适当位置，向下运动到存储品底端距离入货存储位表面足够近时松开夹具，将存储品放在位于入货存储位内的托盘上，所述夹具运动控制机构控制存储品夹取机构在夹取存储品的过程中的各个方向的运动；
托盘可承载存储品出入存储位；在存储品出库过程中，存储品进入出货输送线，托盘回到穿梭车上；在存储品入库过程中，穿梭车上的托盘先进入入货存储位，再将入货输送线上的存储品放到入货存储位的托盘上。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述自动化操作台将存储品从入货存储位或出货存储位搬运到入货输送线或出货输送线的过程中，考虑到存储品在出货存储位存放的位置存在一定的偏差，夹具运动控制机构不仅能控制和带动夹取机构的横向运动和纵向运动，还可以进行第三方向的运动。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述垂直轨道和水平轨道均包括齿条轨道以及普通轨道，所述齿条轨道与普通轨道并列排布，穿梭车沿齿条轨道行进，普通轨道为穿梭车行进提供辅助导向。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述存储模块推拉机构包括传动轴、推拉杆、传动链条及驱动电机；所述驱动电机通过传动轴带动传动链条，固定于传动链条上的推拉杆与存储模块上的卡扣配合连接并带动存储模块移动。
5.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述活门开关机构包括顶压块、连杆及活门，所述顶压块设于水平轨道的一侧，并与水平轨道滑动连接，所述活门一端通过连杆与顶压块连接，活门的另一端与轨道系统铰接；水平移动的穿梭车通过活门开关触发机构推动顶压块，从而活门转动形成向下或向上的轨道，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位；垂直移动的穿梭车通过车轮顶开活门开关实现转弯，活门开关在穿梭车转弯后在重力作用下复位。
6.根据权利要求5所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述活门开关触发机构包括凸轮及顶针，所述凸轮与传动链条传动连接，凸轮旋转带动顶针水平伸缩移动；当顶针水平移动至最长行程时，可接触到顶压块；当顶针水平移动至最短行程时，无法接触到顶压块；通过顶针与顶压块间的触发关系控制活门开关机构。
7.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统，其特征是，所述存储模块中的存储品为物流周转箱，纸箱或所需存储物品。
8.根据权利要求1所述的一种基于自动化操作台的立体库系统的物品分拣方法，其特征是，其步骤如下：
步骤1、存储品通过入货输送线输送至自动化操作台处，扫码装置对存储品的条码进行识别扫描，并将识别扫描的信息发送给主控设备；
步骤2、主控设备将信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
步骤3、穿梭车行驶至任务指定的存储位将托盘取出，并行驶至指定的入货存储位将托盘放入；
步骤4、自动化操作台将存储品从入货输送线搬运至位于入货存储位的托盘上；
步骤5、穿梭车将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
步骤6、主控设备接受上级系统信息并将该信息处理为对应任务发送给对应穿梭车；
步骤7、穿梭车行驶至任务指定的存储位将装载存储品的托盘取出，并行驶至指定的出货存储位将该托盘放入；
步骤8、自动化操作台将位于出货存储位托盘上的存储品搬运至出货输送线上；
步骤9、穿梭车将托盘取出，并行驶至指定的存储位将该托盘放入；
重复步骤1到5，即可完成存储品的自动入库；重复步骤6到9，即可完成存储品的自动出库；重复步骤1到9，即可完成存储品自动出入分拣。
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