CN109305501B - 一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能仓储相关技术领域，其公开了一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，该仓储系统包括移载机、多个货架、固定在船舶上的地轨及天轨，该地轨与该天轨相对设置；该移载机设置在该地轨上且与该天轨之间形成滚动连接；多个该货架沿该地轨的长度方向成排设置，该货架包括多个立柱及多个水平设置的第一支撑杆，多个该第一支撑杆间隔设置且连接于该立柱以形成多个货位，每个货位沿垂直于该地轨的方向能放置多个货物；每个货位对应的该立柱部分设置有货架反光板，该货架反光板用于实现货位位置的视觉二次定位。本发明有效补偿了船体变形带来的误差，提高了准确性及效率，适应性较好。

Description

一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统

技术领域

本发明属于智能仓储相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统。

背景技术

随着物流行业的迅速发展和人工劳动成本的提高，仓库作为物流运转中心的作用越发凸显。近些年来，由于仓库规模的不断扩大导致仓库本身的数据操作更新愈发频繁、信息愈发复杂多变且商品拣选任务愈发繁重，因此目前传统的仓储系统正面临着诸多挑战，而船舶上复杂多变的严酷环境，更是让应对这些挑战变得困难重重。

由于船舶存在变形，船体存在摇晃，温度变化范围较陆地更大等原因，通常要求船舶设备拥有能够适应极端工况的能力。另外，船上相对有限的空间对于仓储系统的排布也作出了严格的限制。现有的陆上智能仓储系统，通常由堆垛机充当移载工具，堆垛机在巷道内移动，在巷道两侧布置单列货架。虽然它们足以应付陆地上的需求，可是没有充分应用船舶的有效装载空间。相应地，迫切需要发展一种能够有效利用船舶的有效装载空间的仓储系统，以提高装载密度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其基于船舶仓储系统的工作特点，研究及设计了一种装载密度较高的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统。该系统对船体变形造成的误差进行了补偿，提高了准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，所述仓储系统包括移载机、多个货架、固定在船舶上的地轨及天轨，所述地轨与所述天轨相对设置；所述移载机设置在所述地轨上，且所述移载机与所述天轨之间形成滚动连接；

多个所述货架分别设置于所述地轨相背的两侧，且多个所述货架沿所述地轨的长度方向成排设置，每排排布有至少两个所述货架，所述货架包括多个立柱及多个水平设置的第一支撑杆，多个所述第一支撑杆间隔设置且连接于所述立柱以形成多个货位，每个货位沿垂直于所述地轨的方向能放置多个货物；每个货位对应的所述立柱部分设置有货架反光板，所述货架反光板用于实现货位位置的视觉二次定位。

所述仓储系统的框架上设置有工业相机且货架上设置货架反光板，所述工业相机通过探测所述货架反光板来获取误差信息，并将获取的误差信息传输给工控机，所述工控机根据接收到的信息来控制所述移载机及所述货架的传输机构，进而补偿因船体变形所造成的误差，提高了准确性，灵活性较好，适应性较强。

进一步地，所述移载机包括框架、载货台及举升机构，所述载货台设置在所述框架的底部，所述举升机构连接于所述框架，其用于驱动所述载货台上下移动。

进一步地，所述移载机还包括滚筒输送机构；所述载货台包括连接于所述框架的支撑架，所述滚筒输送机构设置在所述支撑架的底部，其用于带动托盘以及货物沿垂直于所述地轨的方向移动，以与所述货架的传输机构相配合来将所述托盘承载的货物运输到所述货架或者将货物自所述货架运输到所述移载机上。

进一步地，所述举升机构包括第一举升电机、减速箱、轴承座及滚珠丝杠，所述第一举升电机固定在所述框架上，其输出轴连接于所述减速箱，所述减速箱通过轴承座连接于所述滚珠丝杠的一端；所述滚珠丝杠与连接板啮合连接，其通过转动带动所述连接板上下移动；所述连接板连接于所述载货台，且其活动地连接于直线导轨，所述直线导轨设置在所述框架上，其用于为所述载货台的移动提供竖直导向。

进一步地，所述移载机还包括工业相机，所述工业相机设置在所述框架上，其用于探测对应的所述货架反光板，继而获得因船舶变形而产生的货位偏差，所述移载机进行相应动作以补偿所述货位偏差，由此实现二次定位。

进一步地，所述移载机还包括对中夹紧机构，所述滚筒输送机构的前后侧各设置两个所述对中夹紧机构，相对的两个所述对中夹紧机构通过移动以在运输过程中夹紧货物。

进一步地，所述滚筒输送机构的左右两边分别安装有夹持机构；所述货架包括本体架及设置在所述本体架上的锁紧机构，所述传输机构设置在所述本体架上，所述夹持机构用于在所述移载机移动过程中夹紧货物及与所述锁紧机构相配合以将所述货架锁紧或者松开。

进一步地，所述移载机还包括移载机驱动机构，所述移载机驱动机构设置在框架上，其通过移动与所述传输机构的链轮相啮合或者相脱离，使得所述传输机构受所述移载机驱动机构驱动而工作或者处于锁定状态。

进一步地，所述移载机还包括行走机构，所述行走机构包括设置在所述框架底部的大链轮、行走电机、两个小链轮及履带，所述行走电机设置在所述框架上，其输出轴连接于所述大链轮；所述履带套设在所述大链轮上，其两端分别穿过两个所述小链轮后固定于所述地轨的两端；所述行走电机驱动所述大链轮转动，所述大链轮通过所述履带驱动所述小链轮转动，进而所述小链轮沿所述履带移动，由此所述移载机沿所述地轨移动。

进一步地，所述仓储系统还包括地面柜、机载柜及工控机；所述机载柜设置在所述移载机上，其用于为所述移载机提供电能及与所述工控机进行通讯；所述地面柜用于为所述工控机供电，所述工控机连接所述机载柜及所述地面柜，其用于发出控制指令及接收来自所述机载柜及货架的状态数据信息。总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统主要具有以下有益效果：

1.多个所述货架分别设置于所述地轨相背的两侧，且多个所述货架沿所述地轨的长度方向成排设置，每排排布有至少两个所述货架，所述货架包括多个立柱及多个水平设置的第一支撑杆，多个所述第一支撑杆间隔设置且连接于所述立柱以形成多个货位，每个货位沿垂直于所述地轨的方向能放置多个货物，使得货架安放紧密，最大化地利用了船舶上的空间资源，提高了空间利用率及货物进出库效率，也更加易于进出库的调度。

2.每个货位对应的所述立柱部分设置有货架反光板，所述货架反光板用于指示货位位置，当船舶发生形变后，所述货架反光板相对于对应的货位位移很小，几乎可以忽略不计，由此采用所述货架反光板用于指示货位正确位置，以用于补偿所述仓储系统因船舶变形而产生的偏差，提高了准确性。

3.所述移载机还包括对中夹紧机构，所述滚筒输送机构的前后侧各设置两个所述对中夹紧机构，相对的两个所述对中夹紧机构通过移动以在运输过程中夹紧货物，能够在完成出入库任务的时候更加有效地应对船上摇晃环境，具有较好地适应性，能够很好地适用于海洋环境。

4.所述移载机还包括移载机驱动机构，所述移载机驱动机构设置在框架上，其通过移动与所述传输机构的链轮相啮合或者相脱离，使得所述传输机构受所述移载机驱动机构驱动及夹持机构解锁而工作或者处于锁定状态，结构简单，传输机构不工作时处于锁定状态，由此避免了由于船体摇晃而导致传输机构误动作而致货架上的货物碰撞或者自货架掉落。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的结构示意图。

图2是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的移载机及机载柜的结构示意图。

图3是2中的移载机及机载柜沿一个角度的示意图。

图3A是图3中的移载机及机载柜中的A所指结构的放大图。

图4是图2中的移载机及机载柜沿另一个角度的示意图。

图5是图2中的移载机的载货台的示意图。

图6中的a图及b图分别是图2中的移载机的对中夹紧机构的两个状态示意图。

图6A中的a图及b图分别是图6中的对中夹紧机构的处于两个工作状态的局部示意图。

图6B中的a图及b图分别是图6中的对中夹紧机构的处于两个工作状态的另一角度的局部示意图。

图7是图2中的移载机的驱动机构的示意图。

图8是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的货架的示意图。

图8A中的a图及b图分别是图8中的A及B所指部分的局部放大图。

图9中的A图、B图及C图分别是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的夹持机构及锁紧机构的使用状态示意图。

图10中的A1图、A2图、B1图及B2图分别是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的锁紧机构及对中夹紧机构处于放下、松开、收起及夹紧状态时的示意图。

图11中的A图、B图及C图分别是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的移载机与货架处于脱离状态及处于啮合连接状态时的示意图、以及货架的局部示意图。

图12是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的移载机的行走机构的示意图。

图13是图1中的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统的移载机的举升机构的示意图。

图14是图2中的移载机及机载柜的局部示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-机载柜，2-第一举升电机，3-第一工业定位相机，4-托盘，5-第一夹持机构，6-第二举升电机，7-推杆电机，8-第一货架驱动电机，9-地轨，10-天轨，11-第二工业定位相机，12-第二夹持机构，13-行走电机，14-第一夹持机构限位接近开关，15-第一载货台接触开关，16-第二载货台接触开关，17-第一对中夹紧电机，18-第一限位接近开关，19-第一解锁电机，20-滚筒输送电机，21-第二对中夹紧电机，22-第二解锁电机，23-第三载货台接触开关，24-第四载货台接触开关，25-挡板，26-第二限位接近开关，27-楔形块，28-齿轮机构，29-链条，30-第三限位接近开关，31-电动推杆，32-电缸安装座，33-货架反光板，34-货架链轮组件，35-货满检测开关，36-锁紧机构，37-货架检测开关，38-防滑链条，39-贴片，40-接近开关，41-锁紧机构框架，42-锁轴，43-棘轮，44-锁紧机构挡板，45-夹持机构挡板，46-减速箱，47-轴承座，48-滚珠丝杠，49-载货台连接板，50-直线导轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2、图3、图3A及图4，本发明较佳实施方式提供的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，所述自动化智能仓储系统包括移载机、多个货架、机载柜、地面柜、工控机、地轨9及天轨10，所述地轨9固定在船舶上，其与所述天轨10相对设置。所述移载机设置于所述地轨9上，其沿所述天轨10移动，以进入或者脱出所述货架。所述机载柜设置在所述移载机上，其用于为所述移载机提供电能及与所述工控机进行通讯。所述地面柜用于为所述工控机供电，所述工控机连接所述机载柜及所述地面柜，其用于发出控制指令及接收来自所述机载柜的状态数据信息。多个所述货架位于所述地轨9两旁，且沿垂直于所述地轨9的方向紧密排布。所述货架用于储存货物。本实施方式中，每个所述货架自上而下设置有三层，每个货位沿垂直于所述地轨9的方向可以存放多个货物。

所述移载机包括框架、载货台、举升机构、第一工业定位相机3、托盘4、移载机驱动机构、第二工业定位相机11、行走机构、第一夹持机构5、第二夹持机构12、滚筒输送机构、对中夹紧机构及开关组件。

所述框架呈口字型，所述载货台设置在所述框架的底部，所述机载柜连接于所述框架。所述框架与所述地轨9相对的水平段滑动地连接于所述天轨10。本实施方式中，所述地轨9具有自动找正功能，可以在运动准确性不变的情况下应对船体的变形；且易于安装，运行阻力较小。

所述载货台位于所述框架的底部，其包括方形的支撑架，所述支撑架连接于框架。所述滚筒输送机构设置在所述支撑架的底部，其用于带动托盘沿垂直于所述地轨9的方向运动，以将所述托盘承载的货物运输到所述货架或者与所述货架的传输机构相配合而将货物自所述货架运输到所述移载机上。

请参阅图5，所述滚筒输送机构包括滚筒输送电机20、滚筒及皮带，所述滚筒输送电机20连接于所述滚筒，所述皮带套设在所述滚筒上，所述托盘4设置在所述皮带上。所述滚筒输送电机20用于驱动所述滚筒转动，进而所述滚筒带动所述皮带转动，所述皮带带动所述托盘4移动。

请参阅图13及图14，两个所述举升机构分别连接于所述载货台，其用于带动所述载货台上下移动，且两者分别由第一举升电机2及第二举升电机6驱动。其中一个所述举升机构包括所述第一举升电机2、减速箱46、轴承座47及滚珠丝杠48，所述第一举升电机2固定在所述框架上，其输出轴连接于所述减速箱46，所述减速箱46通过所述轴承座47连接于所述滚珠丝杠48的一端。所述滚珠丝杠48与连接板49啮合连接，其通过转动带动所述连接板49上下移动。所述连接板49连接于所述载货台，且其活动地连接于直线导轨50，所述直线导轨50设置在所述框架上，其用于为所述载货台的移动提供导向。所述连接板49用于带动所述载货台沿所述直线导轨50上下移动，以使所述载货台与对应的工位相对齐。本实施方式中，两个所述举升机构的结构相同。

所述第一工业定位相机3及所述第二工业定位相机11分别设置在所述框架上，当所述行走电机13与所述第一举升电机2和所述第二举升电机6驱动所述移载机移动至相应货位后，所述第一工业相机3和所述第二工业相机11用于识别所述货架上的相应货位标志，继而获得因船舶变形而产生的货位偏差，所述工控机根据反馈的货位偏差通过控制所述行走电机13来控制所述移载机的运动以补偿该货位偏差，从而进行二次定位。

请参阅图12，所述行走机构包括设置在所述框架底部的大链轮、行走电机13、两个小链轮及履带，所述行走电机13设置在所述框架上，其输出轴连接于所述大链轮。所述大链轮位于两个所述小链轮之间且位于两个所述小链轮斜上方，所述履带套设在所述大链轮上，其两端分别穿过两个所述小链轮后连接于所述地轨9的两端。所述行走电机13驱动所述大链轮转动，所述大链轮通过所述履带驱动所述小链轮转动，进而所述小链轮沿所述履带移动，由此所述移载机沿所述地轨9移动。

请参阅图7及图11，所述移载机驱动机构设置在所述框架上，其用于与所述传输机构的链轮相啮合或者相脱离，进而使得所述传输机构受所述移载机驱动机构驱动或者处于非工作状态。所述移载机驱动机构包括本体、设置在所述本体上的货架驱动电机8、连接于所述货架驱动电机8的链条组件、固定在所述框架上的电缸安装座32、设置于所述电缸安装座32上的电动推杆31及推杆电机7，所述货架驱动电机8连接于所述链条组件，以用于驱动所述链条组件的链轮转动，继而带动所述链条组件的链条29转动，以带动所述传输机构的货架链轮组件34的货架链轮转动。所述推杆电机7用于驱动所述电动推杆31，从而使所述链条组件相对于所述货架移动，以使所述链条组件与所述货架链轮组件34相接触或者相脱离。所述移载机驱动机构还包括第三限位开关30，所述第三限位开关30连接于所述本体上，其用于对所述链条组件进行限位。

请参阅图9及图10，所述滚筒输送机构的左右两边分别安装有第一夹持机构5及所述第二夹持机构12，所述第一夹持机构5及所述第二夹持机构12用于在所述移载机移动过程中夹紧货物及与所述货架的锁紧机构36相配合以将所述移载机与所述货架锁紧或者松开。本实施方式中，所述第一夹持机构5与所述第二夹持机构12的结构相同，且分别由所述第一解锁电机19及所述第二解锁电机22驱动，所述第一夹持机构5包括设置在所述支撑架上的第一解锁电机19、连接于所述第一解锁电机19的输出轴的转轴及转动地连接于所述转轴上的夹持机构挡板45，所述夹持机构挡板45通过转动以与所述锁紧机构36相脱离或者相抵持。当所述夹持机构挡板45与所述锁紧机构36相脱离时，所述锁紧机构36在弹簧的作用下处于图9b的位置，锁定所述棘轮43；当所述夹持机构挡板45与所述锁紧机构36相抵持时，所述锁紧机构36在所述夹持机构挡板45的作用下处于图9c的位置，松开所述棘轮43；由于所述棘轮43与所述货架链轮组件34相连接，由此便可锁定或者解锁货架。所述货架的锁定或者解锁状态可由所述接近开关40感应固定在所述货架上的所述贴片39测得。

请参阅图6，所述滚筒输送机构的前后侧各设置有两个对中夹紧机构，相对的两个所述对中夹紧机构分别由第一对中夹紧电机17及第二对中夹紧电机21驱动，两者相配合以用于在运输过程中夹紧货物，以应对船舶摇晃环境。

请参阅图6A及图6B，所述对中夹紧机构包括连接于所述支撑架上的对中夹紧电机、连接于所述对中夹紧电机的齿轮机构28、连接于所述齿轮机构26的楔形块27、与所述楔形块27活动连接的连接杆及连接于所述连接杆一端的挡板25，所述挡板25用于抵持货物。所述连接杆开设有通槽，所述通槽内设置有配合柱。所述齿轮机构28驱动所述推杆在所述通槽内移动。由于所述连接杆另一端内部设有弹簧，使所述配合柱与所述楔形块相抵，因此所述配合柱沿着所述楔形块27的斜面移动的同时带动所述挡板25相对于所述托盘移动，以抵持或者脱离所述货物，由此实现货物的夹紧。本实施方式中，所述对中夹紧机构还包括第二限位接近开关26，所述第二限位接近开关26连接于所述楔形块27，其用于对所述楔形块27进行限位。

所述开关组件包括第一夹持机构限位开关14、第一载货台接触开关15、第二载货台接触开关16、第一限位接近开关18、第三载货台接触开关23及第四载货台接触开关24，所述第一夹持机构限位开关14连接于所述解锁电机22，其用于对所述夹持机构挡板45进行限位。所述第一载货台接触开关15、所述第二载货台接触开关16、所述第三载货台接触开关23及所述第四载货台接触开关24分别设置在所述载货台上。所述第一限位接近开关18设置在所述框架上。

请参阅图8及图8A，多个所述货架沿所述地轨9的长度方向依次排布以形成多行货架，所述货架的每个货位可以同时沿垂直于所述地轨9的方向存放多个货物。所述货架包括本体架、设置在所述本体架上的锁紧机构36、多个货架反光板33、货架链轮组件34、防滑链条38、货满检测开关35及货架检测开关37，所述货架链轮组件34与所述防滑链条38组成所述货架的传输机构。所述本体架包括有多个立柱及多个水平设置的第一支撑杆，多个所述第一支撑杆间隔设置且连接于所述立柱以形成多个货位。每个货位对应的所述立柱部分设置有所述货架反光板33。当船舶发生形变后，所述货架反光板33相对于对应的货位位移很小，几乎可以忽略不计，由此采用所述货架反光板33用于指示货位正确位置，以用于补偿所述仓储系统因船舶变形而产生的偏差。

每个所述货位还设置有所述锁紧机构36、所述货架链轮组件34、两条所述防滑链条38、所述货满检测开关35及所述货架检测开关37，所述货架链轮组件34包括设置在所述立柱上的货架链轮及连接于所述货架链轮的货架链条，两个所述防滑链条38垂直于所述地轨9的长度方向间隔设置，所述锁紧机构36位于两个所述防滑链条38之间，且其邻近所述地轨9设置。所述货满检测开关35及所述货架检测开关37分别设置在所述立柱上，所述货架检测开关37邻近所述地轨9设置，所述货满检测开关35设置在远离所述地轨9的立柱上。所述货架链轮与所述链条29啮合，继而所述链条29带动所述货架链轮转动，所述货架链轮通过轴带动所述货架链条转动，所述货架链条通过转轴及连轮带动所述防滑链条38转动，所述防滑链条38带动对应货位上的货物运动。

所述锁紧机构36包括设置在所述第一支撑杆上的贴片39、接近开关40、锁紧机构框架41、锁轴42、棘轮43及锁紧机构挡板44，所述接近开关40设置在所述锁紧机构框架40上，其邻近所述贴片39设置。所述锁轴42转动地连接于所述本体架，所述锁紧机构框架的中部转动地连接于所述锁轴42。所述锁紧机构框架40上设置有间隔设置的齿形部，所述棘轮43设置在所述本体架上，其用于与所述齿形部相啮合，以将所述锁紧机构36与所述夹持机构锁紧，继而将所述货架与所述移载机锁紧。所述锁紧机构挡板设置在所述锁紧机构框架41邻近所述夹持机构的一端，所述夹持机构通过转动使所述夹持机构挡板45抵持在所述锁紧机构挡板44上，以使所述锁紧机构框架41相对于所述锁轴42转动，由此使得所述棘轮43与所述齿形部脱离，完成解锁。

以下从部分工况对本发明进行进一步的详细说明。

1.入库

首先，将所述移载机移动到货物出入口。当货物准备从所述传输机构运送到所述移载机上时，所述第一解锁电机19及所述第二解锁电机22分别驱动左右两侧的所述第一夹持机构5及所述第二解锁12放下，同时所述滚筒输送机构由所述滚筒输送电机20驱动而配合所述传输机构启动，开始将货物运输至载货台，当触发所述第二载货台接触开关16或者所述第三载货台接触开关23后开始减速，直至触发所述第一载货台接触开关15或者所述第四载货台接触开关24后完全停止。

当货物完全停止后，所述第一夹持机构5及所述第二夹持机构12收起，所述第一夹持机构5及所述第二夹持机构12的极限位置分别由所述第一夹持机构限位接近开关14及所述第一限位结构开关18所确定。与此同时，所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21启动，经过所述齿轮机构28的传动来使所述楔形块27移动，进而所述楔形块27接触到所述通槽中的所述配合柱之后使所述挡板25在水平方向上移动，此过程的极限位置由两个所述第二限位接近开关26所确定。至此，所述夹持机构和所述对中夹紧机构便将货物固定在了所述载货台上。之后，整个所述移载机由行走机构及所述举升机构所驱动，以行走到与所述工控机发出的指令所对应的指定位置。所述行走电机13控制整个所述移载机的水平位置，使所述移载机行走在所述地轨9和所述履带上，且两履带呈“V型”安装于所述地轨9上，加之安装在所述行走电机13内部的抱闸机构，可以有效抵制船舶的摇晃环境，以免所述移载机在未经驱动时因船舶横摇或纵摇而在所述地轨9上滑动；所述第一举升电机2及所述第二举升电机6用于控制所述移载机的竖直位置。运行到指定位置后，所述移载机上的所述第一工业定位相机3及所述第二工业定位相机11开始探测指定一侧的所述货架反光板33，然后向所述工控机返回误差数据。所述工控机再根据接收到的误差数据来控制所述行走电机13、所述第一举升电机2及所述第二举升电机6进行相应补偿，从而进行二次定位。

二次定位之后，所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12放下，以将货架上的所述锁紧机构36解锁，由此为驱动货架做准备。是否为解锁状态由所述接近开关40来确认。接着，所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21反转而松开所述对中夹紧机构以解除对货物的固定。在此之后，所述推杆电机7开始运转，将所述移载机驱动机构驱动至极限位置，该位置由所述第三限位接近开关30所决定。由此，所述链条29便与所述货架链轮啮合。在此过程中，所述移载机驱动机构内部拥有自动张紧组件，当所述链条29未受到压迫时，所述张紧组件受弹簧作用压下，当所述链条29受到压迫时，所述张紧组件向上抬起，以用于保证在啮合过程中所述链条29始终保持张紧状态。

以上动作完成之后，所述载货台上的所述滚筒输送机构由所述滚筒输送电机20驱动，以开始将货物运送至货架。同时，所述货架驱动电机8开始驱动货架链轮，以带动所述防滑链条38运转，由此配合所述滚筒输送机构运送货物。货物在货架上的状态由所述货架检测开关37(超声波开关)所确认。若在此过程中，货物触发所述货满检测开关35，即货满，系统停止并报警。当所述货架检测开关37感应到货物已完全进入货架时，所述滚筒输送机构和所述传输机构停止运动。所述第一夹持机构5或所述第二夹持机构12收起，所述锁紧机构36锁紧货架。所述移载机驱动机构回归中位，该位置由所述第三限位接近开关30所决定，至此，入库完成。

2.出库

首先，将所述移载机移动到指定货位。所述移载机的水平位置由所述行走电机13来实现，使所述移载机行走在所述地轨9和所述履带上，从而有效抵制摇晃环境；所述移载机的竖直位置由所述第一举升电机2及所述第二举升电机6来实现。运行到指定位置后，所述第一工业定位相机3及所述第二工业定位相机11开始探测指定一侧的所述货架反光板33，然后向所述工控机返回误差数据，所述工控机再控制所述行走电机13、所述第一举升电机2及所述第二举升电机6进行响应补偿，从而二次定位。

二次定位之后，所述第一夹持机构5或所述第二夹持机构12放下，以将所述锁紧机构36解锁而为驱动货架做准备。是否为解锁状态由所述接近开关40确认。所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21反转，以松开所述对中夹紧机构而解除对货物的固定。与此同时，所述推杆电机7开始运转以将所述移载机驱动机构推动至极限位置，该位置由所述第三限位接近开关30所决定。由此，所述链条29便与所述货架链轮啮合。

以上动作完成之后，所述货架驱动电机8开始驱动所述货架链轮带动所述防滑链条38运转，开始将货物从货架运送至所述移载机。同时，所述滚筒输送机构由所述滚筒输送电机20驱动，以配合所述移载机驱动机构运送货物。货物在货架上的状态由所述货架检测开关37所确认。若在此过程中，货物触发所述第二载货台接触开关16或者所述第三载货台接触开关23后开始减速，直至触发所述第一载货台接触开关15或者所述第四载货台接触开关24后完全停止。之后所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12收起，所述锁紧机构36锁紧货架。所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21启动以使所述挡板25将货物固定，从而应对摇晃环境。所述移载机驱动机构回归中位，该位置由所述第三限位接近开关30所决定。之后，整个所述移载机由所述第一举升电机2、所述第二举升电机6及所述行走电机13驱动以行走到货物出入口。至此，出库完成。

3.盘库

首先，将所述移载机移动到指定货位。运行到指定位置后，所述第一工业定位相机3及所述第二工业定位相机11开始探测指定一侧的所述货架反光板33，然后向所述工控机返回误差数据，所述工控机再根据接收到的所述误差数据控制所述行走电机13、及所述第一举升电机2及所述第二举升电机6进行响应补偿，从而二次定位。

二次定位之后，所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12放下，以将货架上的所述锁紧机构36解锁而为驱动货架做准备。之后，所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21反转以松开所述对中夹紧机构，解除对货物的固定。与此同时，所述推杆电机7开始运转，将所述移载机驱动机构推动至极限位置，该位置由所述第三限位接近开关30所决定。由此，所述链条29便与所述货架链轮啮合。

以上动作完成之后，所述货架驱动电机8开始驱动所述货架链轮带动所述防滑链条38运转，以开始将货物从货架运送至所述移载机。同时，所述滚筒输送机构由所述滚筒输送电机20驱动，以配合所述传输机构运送货物。货物在货架上的状态由所述货架检测开关37所确定。若在此过程中，货物触发所述第二载货台接触开关16或者所述第三载货台接触开关23后开始减速，直至所述第一载货台接触开关15或者所述第四载货台接触开关24后完全停止。之后所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12收起，所述锁紧机构36锁紧货架。所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21启动以使所述挡板25将货物固定，从而应对摇晃环境。所述移载机驱动机构回归中位。

之后，整个所述移载机由所述第一举升电机2、所述第二举升电机6及所述行走电机13驱动，以行走到所述工控机发出的指令所对应的指定位置。运行到指定位置后，所述第一工业定位相机3及所述第二工业定位相机11开始探测指定一侧的所述货架反光板33，然后向所述工控机返回误差数据，所述工控机再控制所述行走电机13、所述第一举升电机2及所述第二举升电机6进行响应补偿，从而二次定位。

二次定位之后，所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12放下，以将货架上的锁紧机构36解锁，为驱动货架做准备。所述第一对中夹紧电机17及所述第二对中夹紧电机21反转以松开对中夹紧机构而解除对货物的固定。在此之后，所述推杆电机7开始运转以将所述移载机驱动机构推动至极限位置，该位置由所述第三限位接近开关30所决定。由此，所述链条29便与所述货架链轮啮合。

以上动作完成之后，所述滚筒输送机构由所述滚筒输送电机20驱动而开始将货物运送至货架。同时，所述货架驱动电机8开始驱动所述货架链轮来带动所述防滑链条38运转，以配合所述滚筒输送机构运送货物。若在此过程中，货物触发所述货满检测开关35，即货满，系统停止并报警。当所述货架检测开关37感应到货物已完全进入货架时，所述滚筒输送机构和所述传输机构停止。所述第一夹持机构5或者所述第二夹持机构12收起，所述锁紧机构36锁紧货架。所述移载机驱动机构回归中位，该位置由所述第三限位接近30所决定。至此，盘库完成。

4.锁紧及解锁

当所述移载机运行到指定位置时，所述夹持机构挡板45正对所述锁紧机构挡板44。当所述第一解锁电机19或者所述第二解锁电机22未驱动所述第一夹持机构5时，所述锁紧机构框架41在连接所述货架及所述锁紧机构框架41的弹簧的弹性恢复力作用下绕固定在所述货架上的所述锁轴42旋转，另一端上扬，刚好将所述棘轮43卡住，所述棘轮43的棘轮轴连接到所述货架链轮与所述防滑链条38。当所述棘轮43被卡住而不能转动时，它所连接的机构均无法转动，这样就实现了货架的锁紧，使得货物不会因为船舶摇晃而带动所述防滑链条38滑动。此时所述接近开关关40将无法检测到所述贴片39的存在而无信号发出。

当所述第一解锁电机19或者所述第二解锁电机22启动后，所述第一夹持机构5转动所述夹持机构挡板45，以带动所述锁紧机构挡板44下压，由此解除了所述棘轮43的卡死。所述棘轮轴可以转动后，所述防滑链条38便被释放，即可以进行传输任务的工作。此时，所述接近开关40跟随所述锁紧机构框架41翘起而检测到了所述贴片39的存在而发出信号，以用于指示货架已经解锁。

5.对中夹紧

所述第一对中夹紧电机17或者所述第二对中夹紧电机21运行时，通过所述齿轮机构28转动而使所述楔形块27沿着齿条方向移动，进而可推动其旁边的配合柱沿垂直于齿条方向运动，从而带动所述挡板25，便可以实现夹紧效果。由于上所述配合柱另一端连接有弹簧，当对中夹紧电机回转后，即所述楔形块27不再挤压配合柱时，弹簧将所述配合柱及所述挡板25等装置推回原位。

6.移动时的货物固定

当所述移载机处于非移动状态时，即固定前，所述挡板25处于非夹紧位置，而所述夹持机构挡板45被放下。当所述移载机处于移动状态时，即固定后，对所述挡板25处于夹紧位置，而所述夹持机构挡板45升起。

7.移载机的水平及竖直移动

由于所述履带相对于固定坐标系静止，通过所述行走电机13带动所述大链轮转动，从而实现所述大链轮、所述小链轮以及整个移载机的行走。同时在所述移载机上安装有响应的零点机械开关和极限机械开关，用于指示所述移载机在水平方向上的原点位置以及极限位置。对于所述举升机构，为减少其结构尺寸，实现有效节省空间的目的，在这里采用滚珠-丝杆同步举升形式，并安装于所述框架前后两端。所述第一举升电机2及所述第二举升电机6运转后，经所述减速箱46减速以驱动所述滚珠丝杆48转动，即带动连接于所述连接板49上的所述载货台在垂直方向上运动。同时在所述移载机上也安装有分别用于指示所述移载机在垂直方向上的原点位置以及极限位置的零点机械开关和极限机械开关。其中，两个所述举升机构相互耦合，共同运转，从而实现同步驱动所述载货台，以使所述载货台沿所述直线导轨50垂直滑动。

本发明提供的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，所述仓储系统通过货架的结构设计、货架上设置货架反光板、以及对中夹紧机构、移载机驱动机构等的相互配合，实现了二次定位，有效利用了船体有限的空间资源，提高了空间利用率，能够很好地应对船体的摇晃环境，且灵活性较高。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：

所述仓储系统包括移载机、多个货架、固定在船舶上的地轨及天轨，所述地轨与所述天轨相对设置；所述移载机设置在所述地轨上，且所述移载机与所述天轨之间形成滚动连接；

多个所述货架分别设置于所述地轨相背的两侧，且多个所述货架沿所述地轨的长度方向成排设置，每排排布有至少两个所述货架，所述货架包括多个立柱及多个水平设置的第一支撑杆，多个所述第一支撑杆间隔设置且连接于所述立柱以形成多个货位，每个货位沿垂直于所述地轨的方向能放置多个货物；每个货位对应的所述立柱部分设置有货架反光板，所述货架反光板用于实现货位位置的视觉二次定位；

所述移载机还包括移载机驱动机构，所述移载机驱动机构设置在框架上，其通过移动与所述货架的传输机构的链轮相啮合，以使得所述传输机构受所述移载机驱动机构驱动而工作；或者，所述移载机驱动机构通过移动与所述传输机构的链轮相脱离，以使所述传输机构处于锁定状态。

2.如权利要求1所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述移载机包括框架、载货台及举升机构，所述载货台设置在所述框架的底部，所述举升机构连接于所述框架，其用于驱动所述载货台上下移动。

3.如权利要求2所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述移载机还包括滚筒输送机构；所述载货台包括连接于所述框架的支撑架，所述滚筒输送机构设置在所述支撑架的底部，其用于带动托盘以及货物沿垂直于所述地轨的方向移动，以与所述货架的传输机构相配合来将所述托盘承载的货物运输到所述货架或者将货物自所述货架运输到所述移载机上。

4.如权利要求2所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述举升机构包括第一举升电机、减速箱、轴承座及滚珠丝杠，所述第一举升电机固定在所述框架上，其输出轴连接于所述减速箱，所述减速箱通过轴承座连接于所述滚珠丝杠的一端；所述滚珠丝杠与连接板啮合连接，其通过转动带动所述连接板上下移动；所述连接板连接于所述载货台，且其活动地连接于直线导轨，所述直线导轨设置在所述框架上，其用于为所述载货台的移动提供竖直导向。

5.如权利要求2-4任一项所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述移载机还包括工业相机，所述工业相机设置在所述框架上，其用于探测对应的所述货架反光板，继而获得因船舶变形而产生的货位偏差，所述移载机进行相应动作以补偿所述货位偏差，由此实现二次定位。

6.如权利要求3所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述移载机还包括对中夹紧机构，所述滚筒输送机构的前后侧各设置两个所述对中夹紧机构，相对的两个所述对中夹紧机构通过移动以在运输过程中夹紧货物。

7.如权利要求3所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述滚筒输送机构的左右两边分别安装有夹持机构；所述货架包括本体架及设置在所述本体架上的锁紧机构，所述传输机构设置在所述本体架上，所述夹持机构用于在所述移载机移动过程中夹紧货物及与所述锁紧机构相配合以将所述货架锁紧或者松开。

8.如权利要求1-4任一项所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述移载机还包括行走机构，所述行走机构包括设置在所述框架底部的大链轮、行走电机、两个小链轮及履带，所述行走电机设置在所述框架上，其输出轴连接于所述大链轮；所述履带套设在所述大链轮上，其两端分别穿过两个所述小链轮后固定于所述地轨的两端；所述行走电机驱动所述大链轮转动，所述大链轮通过所述履带驱动所述小链轮转动，进而所述小链轮沿所述履带移动，由此所述移载机沿所述地轨移动。

9.如权利要求1所述的适用于海洋环境的船用密集型自动化智能仓储系统，其特征在于：所述仓储系统还包括地面柜、机载柜及工控机；所述机载柜设置在所述移载机上，其用于为所述移载机提供电能及与所述工控机进行通讯；所述地面柜用于为所述工控机供电，所述工控机连接所述机载柜及所述地面柜，其用于发出控制指令及接收来自所述机载柜及货架的状态数据信息。