CN109896217A - 一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物流仓储系统领域，具体涉及一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，包括存储货架、进货输送线、出货输送线、转向穿梭车、转向穿梭车换层提升装置、托盘提升装置、WCS系统、WMS系统和用于精准确定货物位置的FRID定位系统，在每层存储货架上设置有穿梭货架仓储竖向巷道和转向穿梭车变换轨道，所述转向穿梭车变换轨道垂直设置于穿梭货架仓储竖向巷道两侧倒数第n个仓储位处，在所述穿梭货架仓储竖向巷道的中部垂直设有转向穿梭车横向搬运轨道，转向穿梭车可灵活、快速的完成进货和出货工作，本发明实现了在设备规模最佳合理搭配后，不牺牲仓储量前提下，通过增加提升装置、转向穿梭车数量，达到快速满足进出库的效果。
Description
技术领域
本发明涉及物流仓储系统领域，具体涉及一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置。
背景技术
近年来，国内自动化物流仓储发展迅速，其仓储型式多种多样，目的都在致力于提高存储密度，增大厂房利用率，现有的高密集自动化仓储常规采用的设备形式有以下几种：子母穿梭车、堆垛机+直线往复式穿梭车、重力式货架+堆垛机等，但是当货架高度比较高时，以上形式自动化仓储设备会由于自身因素的限制，导致整个立体库的整体进出速度被限制在一定范围内，如果增加速度，必定减少仓储量。
子母穿梭车的形式是一般在仓储货架中每一层中部配置一套子母车，负责货物托盘上下层的提升装置将货物托盘提升或下降到某一层的进出工位后，再通过中部横向行走的母车将货物托盘运输到指定竖向巷道入口或者出口，子车负责竖向巷道内货物的进出。提升装置负责地面进出设备与每层母车之间的货物上下搬运，如果增加每一层的速度，必定增加母车通道，减少仓储量。
堆垛机+直线往复式穿梭车形式是，一个立面配置一套堆垛机，堆垛机负责立面横向多层的货物上下进出，直线往复式穿梭车负责垂直于立面的竖向的每一层每一个巷道的货物进出。穿梭货架可以是只有一个立面，配置一套堆垛机+N台直线往复式穿梭车，立面左右两边配置多次穿梭货架，也可以是中间多层穿梭货架，货架垂直于竖向道的两边各配置一套堆垛机+N台穿梭车。不论哪一种形式，不管竖向巷道配置多少直线往复式穿梭车，总体的进出库速度被立面横向行走的堆垛机数量限制在一个范围内。立面越多，仓储量越小。
重力式货架+堆垛机的形式是中部设立多层重力式货架，货架竖向巷道低高度出口这立面配置一套堆垛机，巷道高一头立面配置一套堆垛机，进出库总速度被限制在这两台堆垛机范围内，实际运作中，所要进出库的货物很可能存放在货架同一层的竖向巷道里面。这就造成进出库速度无法满足正常生产需要。
发明内容
本发明针对现有各种不同高密集仓储设备由于种种不利因素所造成的进出速度限制在一定范围内的痛点的不足提供一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，在设备规模最佳合理搭配后，不牺牲仓储量前提下，可通过增加提升装置、转向穿梭车数量，达到快速满足进出库的效果。
本发明通过以下技术方案实现该目的：
一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，包括存储货架、进货输送线、出货输送线、转向穿梭车、转向穿梭车换层提升装置，所述存储货架为多层，在每层存储货架上设置有供转向穿梭车行走的穿梭货架仓储竖向巷道和转向穿梭车变换轨道，所述转向穿梭车变换轨道垂直设置于穿梭货架仓储竖向巷道两侧倒数第n个仓储位处，所述一侧的转向穿梭车变换轨道的一端与转向穿梭车换层提升装置连接，在所述穿梭货架仓储竖向巷道的中部垂直设有转向穿梭车横向搬运轨道，所述转向穿梭车横向搬运轨道分别与进货输送线、出货输送线连接，所述进货输送线和出货输送线上设置有托盘提升装置，所述物流装置还包括WCS系统、WMS系统和用于精准确定货物位置的FRID定位系统，所述WCS系统用于控制该物流装置的运行，所述WMS系统通过WCS系统与转向穿梭车数据连接。
进一步的，所述n≤3。
进一步的，所述转向穿梭车横向搬运轨道由多个双通道式轨道系统组成。
更进一步的，所述双通道式轨道系统由两个轨道转向组件组成，每个轨道转向组件包括两根平行设置的横向轨道、连接在横向轨道之间的两根竖向轨道以及支撑两根横向轨道的立柱，所述两个轨道转向组件之间通过接驳轨道连接。
作为优选的，所述每个轨道转向组件中的两根竖向轨道之间均设置有固定加强筋。
进一步的，所述转向穿梭车变换轨道由若干个轨道变换组件组成，所述轨道变换组件包括两根平行设置的第一横向轨道、连接在第一横向轨道之间的两根第一竖向轨道、固定设置在第一横向轨道之间的两根第一接驳轨道、用于存放托盘的L型支撑导轨，所述第一接驳轨道设置于竖向轨道两侧，所述横向轨道两侧垂直设置有货架轨道，所述L型支撑导轨两端分别与所述货架轨道连接，还包括用于支撑所述L型支撑导轨、第一横向轨道的货架立柱，在所述两根第一竖向轨道之间设置有固定加强筋。
进一步的，所述一侧的转向穿梭车变换轨道的一端与转向穿梭车换层提升装置之间设置有转向穿梭车换层轨道。
进一步的，所述进货输送线、出货输送线设置于转向穿梭车横向搬运轨道的同侧，所述进货输送线、出货输送线通过托盘提升装置连接。
进一步的，所述进货输送线包括若干进库输送机、若干进库移栽输送机和第一凹字型输送机，所述首端的进库输送线与一进库移栽输送机连接，所述进库移栽输送机之间通过进库输送机连接，所述进库移栽输送机的侧面通过进货输送机与所述托盘提升装置连接，所述最后一个进库移栽输送机与所述第一凹字型输送机之间设置有若干进库输送机；所述出货输送线包括第二凹字型输送机、若干出库输送机和若干出库移栽输送机，所述第二凹字型输送机与所述出库移栽输送机之间设置有若干出库输送机，所述出库移栽输送机的侧面与所述托盘提升装置相连，所述出库移栽输送机之间通过出库输送机相连，所述末端的出库输送机与一出库移栽输送机连接；所述第一凹字型输送机和第二凹字型输送机均与转向穿梭车横向搬运轨道连接。
进一步的，所述地面层的穿梭货架仓储竖向巷道的最后一个仓储位置设置有转向穿梭车充电工位，所述转向穿梭车上设置有能够实时显示电池剩余电量的电量自动检测控制装置。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，包括存储货架、进货输送线、出货输送线、转向穿梭车、转向穿梭车换层提升装置、托盘提升装置、WCS系统、WMS系统和用于精准确定货物位置的FRID定位系统，在每层存储货架上设置有供转向穿梭车行走的穿梭货架仓储竖向巷道和转向穿梭车变换轨道，所述转向穿梭车变换轨道垂直设置于穿梭货架仓储竖向巷道左右两侧，在所述穿梭货架仓储竖向巷道的中部垂直设有转向穿梭车横向搬运轨道，通过设置的转向穿梭车横向搬运轨道和转向穿梭车变换轨道，实现转向穿梭车灵活、快速的完成进货和出货工作，本发明实现了在设备规模最佳合理搭配后，不牺牲仓储量前提下，通过增加提升装置、转向穿梭车数量，达到快速满足进出库的效果。
附图说明
图1为本发明的物流装置的地面层的结构示意图。
图2为本发明的物流装置的第N层的结构示意图。
图3为本发明的物流装置的第N层的轨道结构示意图。
图4为放置货物后的物流装置的侧面结构示意图。
图5为图1中A处的局部结构放大图。
图6为本发明的双通道式轨道系统的结构示意图。
图7为本发明的轨道变换组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1。
如图1-4所示，本实施例提供一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，包括存储货架1、进货输送线2(5)、出货输送线3(6)、转向穿梭车8(29)(穿梭车有N个，本实施例中仅显示两个，地面层的和第N层的)、转向穿梭车换层提升装置42，所述存储货架1为多层，在每层存储货架1上设置有供转向穿梭车8(29)行走的穿梭货架仓储竖向巷道12(32)和转向穿梭车变换轨道13(14)，所述转向穿梭车变换轨道13垂直设置于穿梭货架仓储竖向巷道12(32)两侧倒数第n个仓储位处，此处为倒数第2个或倒数第3个仓储处，所述一侧的转向穿梭车变换轨道13(14)的一端与转向穿梭车换层提升装置42连接，在所述穿梭货架仓储竖向巷道12(32)的中部垂直设有转向穿梭车横向搬运轨道4，所述转向穿梭车横向搬运轨道4分别与进货输送线2(5)、出货输送线3(6)连接，所述进货输送线2和出货输送线3上设置有托盘提升装置22，其中所述进货输送线2(5)、出货输送线3(6)设置于转向穿梭车横向搬运轨道4的同侧，所述进货输送线2(5)、出货输送线3(6)通过托盘提升装置22连接，该物流装置还包括WCS系统(自动化控制系统)、WMS系统(仓库货位管理系统)和用于精准确定货物位置的FRID定位系统，所述WCS系统用于控制该物流装置的运行，所述WMS系统通过WCS系统与转向穿梭车数据连接。
本发明的可变速的双通道转向穿梭车自动化物流装置，通过设置的转向穿梭车横向搬运轨道4和转向穿梭车变换轨道13(14)，实现转向穿梭车8(29)灵活、快速的完成进货和出货工作，本发明实现了在设备规模最佳合理搭配后，不牺牲仓储量前提下，通过增加提升装置、转向穿梭车8(29)的数量，达到快速满足进出库的效果。
其中，如图5所示，所述进货输送线2包括若干进库输送机15、若干进库移栽输送机16和第一凹字型输送机18，所述首端的进库输送机15与一进库移栽输送机16连接，所述进库移栽输送机16之间通过进库输送机15相连，所述进库移栽输送机16的侧面通过进库输送机15与所述托盘提升装置22相连，所述最后一个进库移栽输送机16与所述第一凹字型输送机18之间设置有若干进库输送机15；所述出货输送线3包括第二凹字型输送机19、若干出库输送机20和若干出库移栽输送机21，所述第二凹字型输送机19与所述出库移栽输送机21之间设置有若干出库输送机20，所述出库移栽输送机21的侧面与所述托盘提升装置22相连，所述出库移栽输送机21之间通过出库输送机20相连，所述末端的出库输送机20与所述出库移栽输送机21连接；所述第一凹字型输送机18和第二凹字型输送机19均与转向穿梭车横向搬运轨道4连接。
本发明的运作原理是：
货物入库存储时，经过检验合格的货物托盘(后续简称托盘)到达进库输送机15，托盘前进到进库移栽输送机16，再向前进到下一个进库移栽输送机16，如果货物的仓储指令是进入地面层的某个竖向巷道仓储，WMS系统和WCS系统会指令进库移栽输送机16向前推向第一凹字型输送机，同时指令最近的转向穿梭车8向第一凹字型输送机18靠近，转向穿梭车8进入接货工位将货物抬起接走，按照WMS系统分配的指定仓储位置，根据FRID定位系统确定了货物位置，WCS系统指令转向穿梭车8通过转向穿梭车横向搬运轨道4，来到穿梭货架仓储竖向巷道12入口处，转向穿梭8换向进入穿梭货架仓储竖向巷道12里面指定的仓储位置将货物卸下，完成进库工作，按照WMS系统将地面层所有穿梭货架仓储竖向巷道存满货物。
在完成货物入库存储过程中，转向穿梭车8换向进入穿梭货架仓储竖向巷道12里面指定的仓储位置将货物卸下，完成进库工作后，WMS系统和WCS系统指令转向穿梭车8前行到转向穿梭车变换轨道13，前进到另一个穿梭货架仓储竖向巷道12入口处，换向进入该穿梭货架仓储竖向巷道12里面指定的仓储位置将货物抬起出库前行，再前进至转向穿梭车横向搬运轨道4，换向前行到出货输送线3的出货工位第二凹字型输送机19处，换向，转向穿梭车8越过转向穿梭车横向搬运轨道4，进入出货输送线3的出货工位第二凹字型输送机19，将货物卸下，WMS系统和WCS系统发出指令，推动货物沿着出库输送线3将货物推出，完成出库工作。
转向穿梭车8完成出库接驳工作，从第二凹字型输送机19处退出来到转向穿梭车横向搬运轨道4，换向，向进货输送线2方向前进，到达第一凹字型输送机18入口处，换向进入接货工位接货工作，后面继续前面的进库工作程序进行入库工作。
如果托盘的仓储指令是进入第N层的某个穿梭货架仓储竖向巷道32仓储，WMS系统和WCS系统会指令进库移栽输送机16换向推进进库输送机15进入托盘提升装置22，托盘提升装置22将托盘提升至第N层，推进到第N层的进库输送机、进库移栽输送机将托盘向第N层的第一凹字型输送机方向推进，并指令最近的转向穿梭车29向第N层的第一凹字型输送机接货工位靠近。转向穿梭车29在第N层的接货工位将货物抬起接走，后面的运作原理同地面层的运作原理相同。
第N层货物的出库流程同地面层的唯一区别点在于，转向穿梭车29将货物托运到第N层的出货输送线后，需要经过托盘提升装置22将货物下降到地面层，再完成后面的出库工作。
如图6所示，其中所述转向穿梭车横向搬运轨道4由多个双通道式轨道系统组成，所述双通道式轨道系统由两个轨道转向组件9(30)和10(31)组成，所述轨道转向组件9(30)、10(31)均包括两根平行设置的横向轨道51、52(71、72)、连接在横向轨道51、52(71、72)之间的两根竖向轨道53、54(73、74)以及支撑两根横向轨道51、52(71、72)的立柱61，所述两个轨道转向组件9(30)和10(31)之间通过接驳轨道59、60连接，一条转向穿梭车横向搬运轨道4是由N节双通道式轨道系统连接在一起，横向轨道51、52(71、72)与穿梭货架仓储竖向巷道12的两根轨道垂直衔接固定，设置此类双通道式轨道系统的作用是转向穿梭车8(29)搬运货物在转向穿梭车搬运横向轨道4运行过程中随时可以换向、换轨，形成顺向物流，走最合理最短的路径，既可以保证每一台转向穿梭车发挥最大效能又不阻碍附近其他转向穿梭车运行。
作为优选的，为了增加轨道的牢固性，保障运输的稳定性，在所述两根竖向轨道53、54(73、74)之间设置有固定加强筋55、56(75、76)。
如图7所示，其中所述转向穿梭车变换轨道13(14)由若干个轨道变换组件组成，所述轨道变换组件包括两根平行设置的第一横向轨道23、24、连接在第一横向轨道23、24之间的两根第一竖向轨道25、26、固定设置在第一横向轨道23、24之间的两根第一接驳轨道27、28及用于存放托盘的L型支撑导轨33、34，所述第一接驳轨道27、28设置于第一竖向轨道25、26两侧，所述第一横向轨道23、24两侧垂直设置有货架轨道35、36(37、38)，所述L型支撑导轨33、34两端分别与所述货架轨道35、36(37、38)连接，还包括用于支撑所述L型支撑导轨33、34、第一横向轨道23、24的货架立柱39。
作为优选的，为了增加轨道的牢固性，保障运输的稳定性，在所述两根第一竖向轨道25、26之间设置有固定加强筋46、47。
转向穿梭车8(29)在穿梭车变换巷道轨道13(14)上行走原理为：转向穿梭车8(29)进入某一条穿梭货架仓储巷道12存放好货物后可以快速顺向前行越过第一横向轨道23，进入第一竖向轨道25、26之间，当转向穿梭车8(29)全部进入第一竖向轨道23、24，介于第一横向轨道23、24之间，转向穿梭车8(29)前后两侧的车轮放至第一横向轨道23、24，同时顶起转向穿梭车8(29)，使其左右两侧的车轮脱离第一竖向轨道25、26，转向穿梭车换向，按照指令转向90度向左右相邻的转向穿梭车货架仓储巷道前进。转向穿梭车8(29)如果装载托盘，首先降下高度，将托盘先放在L型支撑导轨33、34上面，存放完毕再降下合适高度，再转向90度从第一接驳轨道27、28下面前行向左右相邻的转向穿梭车货架仓储巷道前进取出货物，
通过穿梭车变换巷道轨道13(14)可以避免堵塞顺向后来进入的转向穿梭车作业，转向穿梭车变换轨道13(14)上空依然可以存放托盘，不会因此而减少仓储量，转向穿梭车8(29)运行过程中在穿梭车变换巷道轨道13(14)中随时可以换向、换轨，形成顺向物流，走最合理最短的路径，既可以保证每一台穿梭车发挥最大效能又不阻碍附近其他车子运行。
其中，所述一侧的转向穿梭车变换轨道13(14)的一端与转向穿梭车换层提升装置42之间设置有转向穿梭车换层轨道41(43)，转向穿梭车8(29)的启动加速度、减速加速度、重载运行速度、空载运行速度在一定的工作条件下，通过优化WMS系统和WCS系统，这几个参数会保持在最合理的范围内运行，为了达到最佳的投资成本、最合理的进出库速度，可通过合理调度地面层与第N层之间运行的转向穿梭车数量，达到任意调整进出库速度的效果，当接到指令要将转向穿梭车8从地面层调度到第N层时，系统测算转向穿梭车横向搬运轨道4、穿梭货架仓储竖向巷道12和转向穿梭车换层提升装置42的距离和各种设备在这范围内运行情况，然后选择最佳的路径，转向穿梭车8根据系统发出的行进路线路，前进到转向穿梭车换层轨道41，进入转向穿梭车换层提升装置42，转向穿梭车换层提升装置42将转向穿梭车8提升到指定的第N层后，转向穿梭车离开转向穿梭车换层提升装置42，进入第N层的转向穿梭车换层轨道43，前进到第N层的转向穿梭车变换轨道14，到达第N层的穿梭车货架仓储竖向巷道32入口处，走到巷道尽头后，转向进入第N层的转向穿梭车横向搬运轨道4，然后再按照进出货物流程进行进出货作业，转向穿梭车从第N层调度到地面层的流程跟转向穿梭车从地面层调度到第N层的流程相反。
进一步的，所述地面层的穿梭货架仓储竖向巷道12的最后一个仓储位置设置有转向穿梭车充电工位45，转向穿梭车8(29)自身装备电量自动检测控制装置，实时显示电池剩余电量，当电量容量接近5％，转向穿梭车8(29)的电量自动检测控制装置启动报警并向WMS系统和WCS系统提出充电申请，WMS系统和WCS系统根据各层进出库所在运营的转向穿梭车数量，合理调度转向穿梭车支援因转向穿梭车电量不足需要充电所引起的运力不足，达到最佳的进出库速度，WMS系统和WCS系统指令需要充电的转向穿梭车脱离正在作业的位置，到达穿梭车充电工位45，进行充电，充电结束后，电量自动检测控制装置向WMS系统和WCS系统报告已完成充电工作，由WMS系统和WCS系统根据进出库任务安排工作，第N层的转向穿梭车需要充电，也是依照上述步骤进行，上下各层则通过转向穿梭车换层提升装置42上下完成。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，包括存储货架、进货输送线、出货输送线、转向穿梭车、转向穿梭车换层提升装置，所述存储货架为多层，在每层存储货架上设置有供转向穿梭车行走的穿梭货架仓储竖向巷道和转向穿梭车变换轨道，所述转向穿梭车变换轨道垂直设置于穿梭货架仓储竖向巷道两侧倒数第n个仓储位处，所述一侧的转向穿梭车变换轨道的一端与转向穿梭车换层提升装置连接，在所述穿梭货架仓储竖向巷道的中部垂直设有转向穿梭车横向搬运轨道，所述转向穿梭车横向搬运轨道分别与进货输送线、出货输送线连接，所述进货输送线和出货输送线上设置有托盘提升装置；所述物流装置还包括WCS系统、WMS系统和用于精准确定货物位置的FRID定位系统，所述WCS系统用于控制该物流装置的运行，所述WMS系统通过WCS系统与转向穿梭车数据连接。
2.如权利要求1所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，n≤3。
3.如权利要求1所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述转向穿梭车横向搬运轨道由多个双通道式轨道系统组成。
4.如权利要求3所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述双通道式轨道系统由两个轨道转向组件组成，每个轨道转向组件包括两根平行设置的横向轨道、连接在横向轨道之间的两根竖向轨道以及支撑两根横向轨道的立柱，所述两个轨道转向组件之间通过接驳轨道连接。
5.如权利要求4所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述每个轨道转向组件中的两根竖向轨道之间均设置有固定加强筋。
6.如权利要求1所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述转向穿梭车变换轨道由若干个轨道变换组件组成，所述轨道变换组件包括两根平行设置的第一横向轨道、连接在第一横向轨道之间的两根第一竖向轨道、固定设置在第一横向轨道之间的两根第一接驳轨道、用于存放托盘的L型支撑导轨，所述第一接驳轨道设置于竖向轨道两侧，所述横向轨道两侧垂直设置有货架轨道，所述L型支撑导轨两端分别与所述货架轨道连接，还包括用于支撑所述L型支撑导轨、第一横向轨道的货架立柱，在所述两根第一竖向轨道之间设置有固定加强筋。
7.如权利要求1所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述一侧的转向穿梭车变换轨道的一端与转向穿梭车换层提升装置之间设置有转向穿梭车换层轨道。
8.如权利要求1所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，所述进货输送线、出货输送线设置于转向穿梭车横向搬运轨道的同侧，所述进货输送线、出货输送线通过托盘提升装置连接。
9.如权利要求8所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于：
所述进货输送线包括若干进库输送机、若干进库移栽输送机和第一凹字型输送机，所述首端的进库输送线与一进库移栽输送机连接，所述进库移栽输送机之间通过进库输送机连接，所述进库移栽输送机的侧面通过进货输送机与所述托盘提升装置连接，所述最后一个进库移栽输送机与所述第一凹字型输送机之间设置有若干进库输送机；
所述出货输送线包括第二凹字型输送机、若干出库输送机和若干出库移栽输送机，所述第二凹字型输送机与所述出库移栽输送机之间设置有若干出库输送机，所述出库移栽输送机的侧面与所述托盘提升装置相连，所述出库移栽输送机之间通过出库输送机相连，所述末端的出库输送机与一出库移栽输送机连接；
所述第一凹字型输送机和第二凹字型输送机均与转向穿梭车横向搬运轨道连接。
10.如权利要求1-9任一所述的可变速的双通道式转向穿梭车自动化物流装置，其特征在于，在地面层的穿梭货架仓储竖向巷道的最后一个仓储位置设置有转向穿梭车充电工位，所述转向穿梭车上设置有能够实时显示电池剩余电量的电量自动检测控制装置。
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