CN110386393A - 一种基于新型穿梭车的物料处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于新型穿梭车的物料处理系统，将电机以及车轮轴的数量显著减少并实现两轮驱动。相对应的穿梭车行驶导轨货架在设计上可大幅精简，同时一定程度上减少对安装精度的要求。将系统成本与失效点数量降至最低。并且，齿轮车轮与齿条轨道配合的方式，可使穿梭车在横向以及纵向上均能行驶，极大增加了系统的灵活性。通过在穿梭车上搭载不同的操作模块，使系统实现例如存储、拣选、分拨等不同的功能。
Description
技术领域
本发明涉及仓储物流领域，尤其涉及一种基于新型穿梭车的物料处理系统。
背景技术
现有物料处理系统中，穿梭车驱动通过电机带动车轮转动实现。现有穿梭车往往采用四轮驱动式，该种驱动方式意味着电机的数量在一到四个不等，并且与车轮连接的车轮轴数量同样也在一到四个不等。
多电机及多车轮轴的驱动方式使得穿梭车的控制方式复杂，实现成本高。并且对穿梭车行驶导轨货架的设计以及安装精度有较高要求。使得整系统成本高，失效点多。此外，现有穿梭车驱动轮为普通圆轮，行驶轨道为普通平轨，穿梭车因此仅能横向行驶。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明设计了一种基于新型穿梭车的物料处理系统。
本发明采用如下技术方案：
一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其包括：
若干物料处理位置，位于物料处理系统内，用于装卸物料；
若干穿梭车，位于物料处理系统内，用于将物料在物料处理位置之间进行装卸搬运，并且穿梭车包括：
驱动系统，包括通过驱动轴连接的主动轮以及导向轮，位于穿梭车上，与导轨系统配合为穿梭车行驶以及保持提供动力，其中主动轮的数量为两个，驱动轴的数量为一个；
导轨系统，沿物料处理位置排布，由若干横向导轨、若干纵向导轨以及若干横向、纵向导轨交叉处组成，形成供穿梭车行驶的导轨系统，并且导轨系统包括：
主导轨，与穿梭车主动轮配合；
辅助导轨，与穿梭车导向轮配合；
活门机构，设置于横向、纵向导轨交叉处，通过活门机构的形态变换，改变横向、纵向导轨的连接方式，并且改变穿梭车的行驶方向。
作为优选，所述导轨系统为穿梭车提供横向、纵向以及斜向行驶的路径。
作为优选，所述导轨系统为穿梭车提供连续循环的路径，允许穿梭车在物料处理位置之间连续循环行驶。
作为优选，所述纵向导轨由第一纵向导轨以及第二纵向导轨组成，位于物料处理系统的两端，横向导轨包括若干横向导轨，若干横向导轨位于物料处理系统中部。
作为优选，所述活门机构包括活门导轨以及驱动系统，所述活门导轨与驱动系统传动连接，由驱动系统控制活门导轨的形态变换，其中活门导轨在第一形态时，横向、纵向导轨在第一连接方式，穿梭车沿第一行驶方向行驶，其中活门导轨在第二形态时，横向、纵向导轨在第二连接方式，穿梭车沿第二行驶方向行驶。
作为优选，所述主导轨为齿条状轨道，所述主动轮为齿轮，为穿梭车行驶提供作用力；所述辅助导轨，包括第一辅助导轨与第二辅助导轨，为穿梭车保持状态提供作用力；第一辅助导轨为直线型导轨，与主导轨直线型部分保持相对平行；第二辅助导轨为异型导轨，与主导轨异型部分保持相对相同弧度。
作为优选，所述基于新型穿梭车的物料处理系统设有物料处理模块，位于穿梭车以及物料处理位置上，用于物料在穿梭车以及物料处理位置进行装卸搬运，所述物料处理模块包括框架，以及连接在框架上的移载机构。
作为优选，所述第二辅助导轨由若干种子导轨组成，每种子导轨内部由若干种不同形态轨组成。
作为优选，所述物料处理模块设有传感器模块，传感器模块为多个对射传感器以及接近传感器，传感器主要用于感应物料相对于物料处理模块的位置，传感器矩阵式排列，当物料处理模块处理物料时，物料会将传感器中的零个或一个或多个触发，通过该种触发关系判断物料相对位置。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，将电机以及车轮轴的数量显著减少并实现两轮驱动。相对应的穿梭车行驶导轨货架在设计上可大幅精简，同时一定程度上减少对安装精度的要求，将系统成本与失效点数量降至最低。并且，齿轮车轮与齿条轨道配合的方式，可使穿梭车在横向以及纵向上均能行驶，极大增加了系统的灵活性。通过在穿梭车上搭载不同的操作模块，使系统实现例如存储、拣选、分拨等不同的功能。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明中穿梭车的一种结构示意图；
图3是本发明中穿梭车的一种内部结构示意图；
图4是本发明中转弯部分导轨的一种结构示意图；
图5是本发明中平行部分导轨的一种结构示意图；
图6是本发明中转弯部分导轨的另一种结构示意图；
图7是本发明中第二辅助导轨第一子导轨的一种结构示意图；
图8是本发明中第二辅助导轨第二子导轨的一种结构示意图；
图9是本发明的一种内部结构示意图；
图中：1、货架，2、物料处理位置，201、周转容器，202、自动化输送机构，3、导轨系统，301、主导轨，302、辅助导轨，3021、第一辅助导轨，3022、第二辅助导轨，30221、第二辅助导轨第一子导轨，30222、第二辅助导轨第二子导轨，30222a、第二辅助导轨第二子导轨第一轨，30222b、第二辅助导轨第二子导轨第二轨，30222c、第二辅助导轨第二子导轨第三轨，303、充电导轨，4、活门机构，401、活门导轨，402、驱动电机，5、穿梭车，501、车体，502、主动轮，503、导向轮，504、第一驱动电机，505、第一驱动轴，506、物料处理模块，507、蓄电模块，508、第二驱动电机，509、传感模块。
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和附图9所示，一种基于新型穿梭车的物料处理系统，包括：
货架1，位于系统内两侧，货架内部通过结构分隔成若干行以及若干列；每行和每列分别设置有物料处理位置2，物料处理位置内可放置周转容器201，物料处理位置可与自动化输送机构202对接；物料处理位置设置在货架上。
如附图4和附图6所示，导轨系统3，包括主导轨301、辅助导轨302以及充电导轨303，连接于货架上，导轨系统与货架结构相匹配成若干行以及若干列，并在行列导轨交叉处设有活门机构4，主导轨为齿条轨道；辅助导轨为普通平面轨道，充电导轨为滑触线。
如附图5、附图7和附图8所示，辅助导轨，包括第一辅助导轨3021与第二辅助导轨3022，与导向轮503配合，为穿梭车行驶起导向作用并避免车体发生翻转；第一辅助导轨为直线型导轨，与主导轨平行部分连接并保持相对平行；第二辅助导轨为异型导轨，与主导轨转弯部分连接并保持相对相同的弧度。第二辅助导轨由第二辅助导轨第一子导轨30221和第二辅助导轨第二子导轨30222组成，而第二辅助导轨第二子导轨由第二辅助导轨第二子导轨第一轨30222a、第二辅助导轨第二子导轨第二轨30222b和第二辅助导轨第二子导轨第三轨30222c组成。
若干台穿梭车5，若干台穿梭车上搭载一种或多种物料处理模块，并通过中控系统控制；
所述穿梭车包括：
车体501；
主控模块，固定于车体上，用以控制各模块以及与中控系统通信；
主动轮502，为齿轮，设置于车体俩侧上，通过第一驱动轴505与第一驱动电机504传动连接；通过与导轨配合，为穿梭车行驶提供动力；通过齿轮与齿条轨道的配合，实现穿梭车在导轨上纵向和横向行驶；主动轮的数量为两个，第一驱动轴的数量为一个；
导向轮503，为普通圆轮，设置于车体两侧上；通过与辅助导轨配合，为穿梭车行驶起导向作用并避免车体发生翻转；导向轮的数量为若干个；
第一驱动电机504，固定于车体上，为主动轮转动提供动力；
物料处理模块506，固定于车体上，与第二驱动电机连接并对系统内的物料进行处理；
第二驱动电机508，固定于车体上，为物料处理模块使用提供动力；
电刷，固定于车体上，与位于货架内的充电导轨滑动连接，为蓄电模块充电；
蓄电模块507，固定于车体上，为驱动电机、主控模块以及传感模块供电；
传感模块509，固定于车体上，用以识别判断穿梭车以及穿梭车上物料的状态。
活门机构4，包括活门导轨401、驱动电机402以及控制模块，所述活门导轨与驱动电机直接连接，由驱动电机控制活门导轨的开合；通过活门机构的形态变换使行列导轨动态连接与分离。
物料处理模块包括框架，以及连接在框架上的输送机构、夹抱机构或伸缩机构的一种或多种。具体机构种类与该穿梭车功能以及物料种类有关。例如，输送机构实现物料的输送分拣功能，由滚筒以及滚筒带组成，物料种类为中小件物品或包裹；夹抱机构或伸缩机构实现物料的搬运功能，通过伸缩臂、同步带、线性模组以及拨杆组成，物料种类为大中件周转容器如物流周转箱、纸箱或托盘。
蓄电模块由若干超级电容或电池组成，为穿梭车提供电能。
物料处理位置可设置提示器，提示器由LED灯、数码管以及蜂鸣器组成，提示物料处理位置状态。
自动化输送机构为滚筒输送线以及移动负载机器人，通过与物料处理位置对接，实现周转容器或物料的全自动化出入系统，当穿梭车行驶至对应物料处理位置，自动化输送机构与物料处理模块对接，实现物料在两者间的自动位移。
传感模块固定于车体上，为多个对射传感器以及接近传感器，对射传感器主要用于感应物料相对于物料处理模块的位置，对射传感器矩阵式排列，当物料处理模块处理物料时，物料会将对射传感器中的零个或一个或多个阻挡，通过该种阻挡关系判断物料相对位置，接近传感器与传感部件发生感应信号，传感部件固定于系统内若干个不同位置，当穿梭车在系统内行驶并经过感应部件时，接近传感器产生感应信号，通过该种感应信号判断穿梭车相对于系统的位置。
该基于新型穿梭车的物料处理系统使用步骤如下：
1.穿梭车接受中控系统发送的命令开始执行。
2.穿梭车通过主动轮与齿条轨道配合行驶，导向轮与直线型辅助导轨配合避免车体发生翻转。
3.穿梭车行驶至活门机构前，活门机构控制模块接收中控系统发送的命令使驱动电机启动，改变活门机构形态。
4.穿梭车通过主动轮与齿条轨道配合驶入并驶出活门机构实现穿梭车，导向轮与异型辅助导轨配合避免车体发生翻转。
5.穿梭车行驶至活门机构后，活门机构控制模块接收中控系统发送的命令使驱动电机启动，改变活门机构形态。
6.穿梭车通过主动轮与齿条轨道配合行驶至对应的物料处理位置，导向轮与直线型辅助导轨配合避免车体发生翻。
7.物料处理模块执行对应命令，对位于穿梭车或物料处理位置上的物料进行处理， 多台穿梭车重复步骤1至7，至全部作业完成。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
例如其搭配导轨系统的结构可以是用于存储物料的货架；也可以是用于转移物料的输送架；也可以是用于暂存物料的料框。
导轨配合穿梭车主动轮的结构，可以是主动轮是齿轮，主导轨是齿条的主动驱动配合方式；也可以是主动轮是链轮，主导轨是链条，链条驱动链轮的配合方式；也可以是主导轨是同步带，同步带带动穿梭车移动的驱动方式。
驱动系统可以是位于穿梭车上，为穿梭车轮转动提供动力的电机；也可以是位于系统内，带动同步带或链条转动，进而带动同步带或链条上的穿梭车移动的电机。
物料处理模块还可以为抓取模块，由视觉识别模块与机械臂组成，高成本、可对单件物料进行精细操作。
供电系统可以为在充电导轨通过滑触线和电刷配合供电，成本低，有少量磨损。也可以是通过供电线圈与无线电力收集器配合供电，高成本，无磨损。
蓄电池可以是超级电容，充放电快，重量轻，但蓄电量低。也可以是锂电池：充放电慢，重量重，但蓄电量高。也可以是无蓄电装置，需依靠不间断供电。
活门机构可以是主动式：活门机构有主动动力，动力由电动机构或气动机构提供，使活门发生形态变化。也可以是被动式：活门机构无主动动力，动力由其它机构触发，触发方式如穿梭车行驶至活门机构附近时，通过位于穿梭车上的触发模块触发活门机构。
Claims (9)
1.一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，其包括：
若干物料处理位置，位于物料处理系统内，用于装卸物料；
若干穿梭车，位于物料处理系统内，用于将物料在物料处理位置之间进行装卸搬运，并且穿梭车包括：
驱动系统，包括通过驱动轴连接的主动轮以及导向轮，位于穿梭车上，与导轨系统配合为穿梭车行驶以及保持提供动力，其中主动轮的数量为两个，驱动轴的数量为一个；
导轨系统，沿物料处理位置排布，由若干横向导轨、若干纵向导轨以及若干横向、纵向导轨交叉处组成，形成供穿梭车行驶的导轨系统，并且导轨系统包括：
主导轨，与穿梭车主动轮配合；
辅助导轨，与穿梭车导向轮配合；
活门机构，设置于横向、纵向导轨交叉处，通过活门机构的形态变换，改变横向、纵向导轨的连接方式，并且改变穿梭车的行驶方向。
2.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述导轨系统为穿梭车提供横向、纵向以及斜向行驶的路径。
3.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述导轨系统为穿梭车提供连续循环的路径，允许穿梭车在物料处理位置之间连续循环行驶。
4.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述纵向导轨由第一纵向导轨以及第二纵向导轨组成，位于物料处理系统的两端，横向导轨包括若干横向导轨，若干横向导轨位于物料处理系统中部。
5.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述活门机构包括活门导轨以及驱动系统，所述活门导轨与驱动系统传动连接，由驱动系统控制活门导轨的形态变换，其中活门导轨在第一形态时，横向、纵向导轨在第一连接方式，穿梭车沿第一行驶方向行驶，其中活门导轨在第二形态时，横向、纵向导轨在第二连接方式，穿梭车沿第二行驶方向行驶。
6.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述主导轨为齿条状轨道，所述主动轮为齿轮，为穿梭车行驶提供作用力；所述辅助导轨，包括第一辅助导轨与第二辅助导轨，为穿梭车保持状态提供作用力；第一辅助导轨为直线型导轨，与主导轨直线型部分保持相对平行；第二辅助导轨为异型导轨，与主导轨异型部分保持相对相同弧度。
7.根据权利要求1所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述基于新型穿梭车的物料处理系统设有物料处理模块，位于穿梭车以及物料处理位置上，用于物料在穿梭车以及物料处理位置进行装卸搬运，所述物料处理模块包括框架，以及连接在框架上的移载机构。
8.根据权利要求6所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述第二辅助导轨由若干种子导轨组成，每种子导轨内部由若干种不同形态轨组成。
9.根据权利要求7所述的一种基于新型穿梭车的物料处理系统，其特征是，所述物料处理模块设有传感器模块，传感器模块为多个对射传感器以及接近传感器，传感器主要用于感应物料相对于物料处理模块的位置，传感器矩阵式排列，当物料处理模块处理物料时，物料会将传感器中的零个或一个或多个触发，通过该种触发关系判断物料相对位置。
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