CN110422531A - 一种空盘头自动存取架及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空盘头自动存取架，包括框架，所述框架包括两侧对称分布的若干根立柱，每两根两侧对称的立柱之间固定连接有至少两根横梁，所述框架包括至少一层存储层；还包括自动上料装置、自动存储装置和自动取料装置；所述自动上料装置设于框架的前端，用于自动将空盘头运送到自动存储装置上；所述自动存储装置设于每层存储层上，用于自动存储空盘头，其包括自动阻挡机构、自动移位机构、自动牵料机构和存储机构；所述自动取料装置设于框架的后端，用于从自动存储装置上自动将空盘头取下，其包括取料自动升降机构、自动转移机构和自动卸料机构。该存取架自动化程度高，空间利用率高，存储容量大，存储集中，且大大减少了人工劳动强度。

Description

一种空盘头自动存取架及其工作方法

技术领域

本发明涉及空盘头存储技术领域，具体涉及一种空盘头自动存取架。

背景技术

众所周知，由于纺织厂空盘头结构的特殊性，体积大，重量重，自动立体存储一直是个难题。传统的存储方式是把空盘头存放在固定的地面区域内，导致占地面积大，存放数量有限，容易自由滚动，造成摆放不规则，人工整理劳动强度大。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种空盘头自动存取架。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种空盘头自动存取架，包括框架，所述框架包括两侧对称分布的若干根立柱，每两根两侧对称的立柱之间固定连接有至少两根横梁，所述框架包括至少一层存储层；还包括自动上料装置、自动存储装置和自动取料装置；

所述自动上料装置设于框架的前端，用于自动将空盘头运送到自动存储装置上，其包括上料自动升降机构以及设置于上料自动升降机构上的自动选槽机构和自动固定机构；

所述自动存储装置设于每层存储层上，用于自动存储空盘头，其包括自动阻挡机构、自动移位机构、自动牵料机构和存储机构，所述自动阻挡机构设置于每层存储层的下料端，自动移位机构设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，自动牵料机构前后滑动设置于每层存储层上，存储机构固定于每层存储层下方的横梁上且前后跨越整个存储层；

所述自动取料装置设于框架的后端，用于从自动存储装置上自动将空盘头取下，其包括取料自动升降机构、自动转移机构和自动卸料机构，所述自动转移机构设置于取料自动升降机构上。

进一步地，所述上料自动升降机构用于带动空盘头上升至目标存储层和空载运行至上料位，上料自动升降机构包括上料升降平台以及带动上料升降平台升降的上料传动机构；所述上料传动机构包括上料刹车减速电机、上料短链条、两根上料长链条以及六个上料链轮，所述框架的前端上方设有一根上料上转轴、前端下方设有一根上料下转轴，所述上料升降平台的两端分别固定在两根上料长链条上，上料刹车减速电机固定于框架的前端一侧顶部，六个上料链轮分别为上料链轮一、上料链轮二、上料链轮三、上料链轮四、上料链轮五和上料链轮六，上料链轮一与上料刹车减速电机的输出轴固定连接，上料链轮二固定于上料上转轴的一端，上料链轮一与上料链轮二通过上料短链条连接，上料链轮三固定于上料上转轴上靠近上料链轮二的一端，上料链轮四固定于上料上转轴上远离上料链轮二的一端，上料链轮五和上料链轮六分别固定于上料下转轴的两端且上料链轮五与上料链轮三位于同一垂直线上、上料链轮六与上料链轮四位于同一垂直线上，其中一根上料长链条啮合于上料链轮三和上料链轮五上，另一根上料长链条啮合于上料链轮四和上料链轮六上。

进一步地，所述上料传动机构还包括两个上料滑轮组，每个上料滑轮组包括上料滑轮架和设置于上料滑轮架上的至少两对上料滑轮，其中至少一对上料滑轮对称安装于上料滑轮架的两侧且该至少一对上料滑轮的轴线与上料滑轮架的滑轮安装面相平行，另外至少一对上料滑轮对称安装于上料滑轮架的上下两端且该至少一对上料滑轮的轴线与上料滑轮架的滑轮安装面相垂直，两个上料滑轮架分别与上料升降平台的两端固定连接，上料滑轮沿着立柱的直角面上下运动。

进一步地，所述上料自动升降机构还包括固定于框架的前端立柱上的上料位置检测传感器，所述上料位置检测传感器包括用于检测上极限位置的上料上极限传感器、用于检测上料位置的上料位传感器、用于检测下极限位置的上料下极限传感器以及若干个用于检测每层存储层的上料层传感器。

进一步地，所述自动选槽机构设置于上料升降平台上，用于根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，为下一个待存储的空盘头选择槽位，自动选槽机构包括底板一、平移气缸、窄定位槽一、宽定位槽一以及定位传感器一，所述平移气缸的缸筒固定于上料升降平台上、活塞与底板一固定连接，在平移气缸的驱动下，所述底板一沿上料升降平台左右滑动，所述窄定位槽一和宽定位槽一分别固定于底板一的两端上表面上，所述定位传感器一固定于窄定位槽一或宽定位槽一上。

进一步地，所述底板一上开设有两个相平行的开槽，所述自动固定机构设置于上料升降平台上，用于将空盘头转移至目标存储层，自动固定机构包括固定座一、两个升降气缸一以及分别固定于两个升降气缸一上方的两只手爪一，所述固定座一穿过两个开槽固定于上料升降平台上，两个升降气缸一对称设置于固定座一的两侧。

进一步地，所述框架的每层存储层上还包括前后连接该层存储层上方所有横梁下表面的两根相平行的侧横杆，所述自动阻挡机构位于每层存储层的下料端，用于对空盘头进行阻挡或释放，自动阻挡机构包括固定架、前阻挡气缸和后阻挡气缸，所述固定架固定悬吊在每层存储层上方的两根侧横杆的一端下表面，前阻挡气缸和后阻挡气缸分别前后垂直固定于固定架的下方。

进一步地，两根相平行的侧横杆之间还设有一根与两根侧横杆相平行的中间横杆，所述自动移位机构设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，用于辅助空盘头向后滚动，自动移位机构包括推拉杆、若干个固定脚、若干个单向拉手以及推拉气缸，所述推拉气缸的缸筒水平固定于固定架上，若干个固定脚固定悬吊在每层存储层上方的中间横杆的下表面，推拉杆活动连接于若干个固定脚上且其一端与推拉气缸的活塞固定连接，若干个单向拉手等间距排列且转动连接于推拉杆的下方。

进一步地，每个单向拉手远离推拉气缸的一侧上端设有直角三角形挡块，所述挡块的一个直角边固定在单向拉手上、另一个直角边与推拉杆平行紧贴但不连接。

进一步地，所述自动牵料机构用于带动空盘头向后移动，自动牵料机构包括固定座二、垂直固定于固定座二两端的两只升降气缸二、分别固定于两只升降气缸二上方的两只手爪二以及用于驱动固定座二前后滑动的传动机构一；所述传动机构一包括两条滑轨二、驱动电机、齿轮以及齿条以及两个滑块二，其中，两条滑轨二和齿条前后跨越整个存储层且平行固定于所在存储层下方的横梁上，驱动电机固定于固定座二上，齿轮固定连接于驱动电机的输出轴上并与齿条相啮合，两个滑块二分别固定于固定座二的下表面，在驱动电机的驱动下，所述固定座二通过滑块二在滑轨二上前后移动。

进一步地，所述存储机构用于存储空盘头，存储机构包括位于自动牵料机构一侧的两个规格相同的窄存储槽以及位于自动牵料机构另一侧的一个宽存储槽，其中，宽存储槽的宽度大于任一个窄存储槽的宽度，两个窄存储槽和宽存储槽均前后跨越整个存储层且固定于该层存储层下方的横梁上；每个窄存储槽上设有一对对射式光电传感器一，存储槽二上设有一对对射式光电传感器二，其中，一对对射式光电传感器一分别固定在窄存储槽进料端的两侧，一对对射式光电传感器二分别固定在宽存储槽出料端的两侧且位于前阻挡气缸与后阻挡气缸之间的位置。

进一步地，所述取料自动升降机构用于空载运行至待取空盘头所在的目标存储层和带动空盘头下降至卸料位，取料自动升降机构包括取料升降平台以及带动取料升降平台升降的取料传动机构；所述取料传动机构包括取料刹车减速电机、取料短链条、两根取料长链条以及六个取料链轮，所述框架的后端上方设有一根取料上转轴、后端下方设有一根取料下转轴，所述取料升降平台的两端分别固定在两根取料长链条上，取料刹车减速电机固定于框架的后端一侧顶部，六个取料链轮分别为取料链轮一、取料链轮二、取料链轮三、取料链轮四、取料链轮五和取料链轮六，取料链轮一与取料刹车减速电机的输出轴固定连接，取料链轮二固定于取料上转轴的一端，取料链轮一与取料链轮二通过取料短链条连接，取料链轮三固定于取料上转轴上靠近取料链轮二的一端，取料链轮四固定于取料上转轴上远离取料链轮二的一端，取料链轮五和取料链轮六分别固定于取料下转轴的两端且取料链轮五与取料链轮三位于同一垂直线上、取料链轮六与取料链轮四位于同一垂直线上，其中一根取料长链条啮合于取料链轮三和取料链轮五上，另一根取料长链条啮合于取料链轮四和取料链轮六上。

进一步地，所述取料传动机构还包括两个取料滑轮组，每个取料滑轮组包括取料滑轮架和设置于取料滑轮架上的至少两对取料滑轮，其中至少一对取料滑轮对称安装于取料滑轮架的两侧且该至少一对取料滑轮的轴线与取料滑轮架的滑轮安装面相平行，另外至少一对取料滑轮对称安装于取料滑轮架的上下两端且该至少一对取料滑轮的轴线与取料滑轮架的滑轮安装面相垂直，两个取料滑轮架分别与取料升降平台的两端固定连接，取料滑轮沿着立柱的直角面上下运动。

进一步地，所述取料自动升降机构还包括固定于框架的后端立柱上的取料位置检测传感器，所述取料位置检测传感器包括用于检测上极限位置的上极限传感器、用于检测卸料位置的卸料位传感器、用于检测下极限位置的取料下极限传感器以及若干个用于检测每层存储层的取料层传感器。

进一步地，所述自动转移机构设置于取料升降平台上，用于插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头位置并将待取空盘头转移到自动卸料机构上，自动转移机构包括底板二、两个升降气缸三、两只手爪三以及两个自动转移气缸，所述底板二包括下底板和上底板，下底板通过滑动机构二沿取料升降平台前后滑动，上底板通过滑动机构二沿下底板前后滑动，两个升降气缸三分别垂直固定于底板二的两侧，两只手爪三分别固定于两个升降气缸三的上方，两个自动转移气缸分别为自动转移气缸一和自动转移气缸二，所述自动转移气缸一的缸筒固定于取料升降平台上、活塞与下底板固定连接，所述自动转移气缸二的缸筒固定于下底板上、活塞与上底板固定连接。

进一步地，所述框架还包括位于卸料位的一根横杆，所述自动卸料机构用于固定和释放待取空盘头，自动卸料机构包括两个窄定位槽二、宽定位槽二、定位传感器二以及高度可调的两组支柱，两个窄定位槽二和宽定位槽二靠近框架后端的一端均通过铰链铰接于取料升降平台上，两个窄定位槽二固连于一起且位于自动转移机构的一侧、宽定位槽二位于自动转移机构的另一侧，所述定位传感器二固定于宽定位槽二上，其中一组支柱固定于横杆上且对应两个窄定位槽二的中间位置、另一组支柱固定于横杆上且对应宽定位槽二的中间位置。

本发明还提供了一种空盘头自动存取架的工作方法，包括自动上料过程、自动存储过程和自动取料过程，其中，

所述自动上料过程包括如下步骤：

S1.1、上料自动升降机构到达上料位；

S1.2、空盘头被转移到自动选槽机构上；

S1.3、自动固定机构将空盘头的轴固定住；

S1.4、自动选槽机构根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，自动为下一个待存储的空盘头选择槽位；

S1.5、上料自动升降机构上升至目标存储层；

S1.6、空盘头转移至目标存储层，完成自动上料过程；

所述自动存储过程包括如下步骤：

S2.1、目标存储层的自动牵料机构运行到工作位；

S2.2、自动牵料机构固定住空盘头并带动空盘头向后运行；

S2.3、目标存储层的存储机构检测到空盘头通过时，该层存储层的存储数量自动加并记录下空盘头放置的槽位；

S2.4、当存储机构感应到第一个空盘头时以及当自动牵料机构感应到前一个被存储的空盘头时，自动牵料机构停止运行；

S2.5、自动牵料机构释放空盘头，并将空盘头存储定位，完成自动存储过程；

所述自动取料过程包括如下步骤：

S3.1、取料自动升降机构运动至待取空盘头所在的目标存储层；

S3.2、自动转移机构插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头的位置；

S3.3、自动转移机构固定住待取空盘头；

S3.4、自动阻挡机构释放待取空盘头，并通过自动移位机构将待取空盘头前面的空盘头依次往后移动一个空盘头的位置；

S3.5、自动转移机构收回，将待取空盘头转移到自动卸料机构上；

S3.6、取料自动升降机构带动空盘头下降至卸料位，在自动卸料机构和自动转移机构的作用下将空盘头释放，完成自动取料过程。

本发明的有益效果是：

本发明的空盘头自动存取架的自动存储装置专门用于空盘头的自动存储，与传统存储方式相比，自动化程度高，综合利用立体空间，空间利用率高，存储容量大，存储集中，且大大减少了人工劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例所述自动存储装置的侧视结构示意图。

图2为图1中A部分的放大结构示意图。

图3为图1中B部分的放大结构示意图。

图4为图1中C部分的放大结构示意图。

图5为本发明实施例所述自动存储装置的前视结构示意图。

图6为图5中D部分的放大结构示意图。

图7为本发明实施例所述自动存储装置的后视结构示意图。

图8为本发明实施例所述自动上料装置的主视结构示意图。

图9为图8中E部分的放大结构示意图。

图10为本发明实施例所述上料滑轮组的主视结构示意图。

图11为本发明实施例所述上料滑轮组的侧视结构示意图。

图12为图8中F部分的放大结构示意图。

图13为本发明实施例所述底板一的俯视结构示意图。

图14为本发明实施例所述自动固定机构的侧视结构示意图。

图15为本发明实施例所述自动取料装置的主视结构示意图。

图16为图15中G部分的放大结构示意图。

图17为本发明实施例所述取料滑轮组的主视结构示意图。

图18为本发明实施例所述取料滑轮组的侧视结构示意图。

图19为本发明实施例所述自动转移机构的主视结构示意图。

图20为本发明实施例所述自动转移机构的侧视结构示意图。

图21为图15中H部分的放大结构示意图。

图22为本发明实施例所述自动上料装置的工作流程示意图。

图23为本发明实施例所述自动存储装置的工作流程示意图。

图24为本发明实施例所述自动取料装置的工作流程示意图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

如图1、5、7所示，本发明所述的一种空盘头自动存取架，包括金属槽钢制成的框架1，所述框架1包括两侧对称分布的若干根立柱1.2，每两根两侧对称的立柱之间固定连接有至少两根横梁1.1，横梁1.1与立柱1.2之间可以通过紧固件或焊接方式等固定连接，所述框架1包括至少一层存储层，一般来说，存储层越多，存储的空盘头的数量越多，所述立柱1.2的数量至少为四根(即分别位于四个边上)，为了加强整个框架1的稳固性，立柱1.2的数量越多越好，相应地，每一层存储层上横梁1.1的数量也就越多，为了更进一步加强框架1的稳固性，横梁1.1与立柱1.2之间还设有加强筋(图中未标识)。进一步地，所述框架1的每层存储层上还包括前后连接该层存储层上方所有横梁1.1下表面的两根相平行的侧横杆1.3，两根相平行的侧横杆1.3之间还设有一根与两根侧横杆相平行的中间横杆1.4；框架1的后端卸料位处还设有一根横杆1.6，如图15所示。

所述空盘头自动存取架还包括自动上料装置、自动存储装置和自动取料装置。其中：

本实施例中，所述自动上料装置设于框架1的前端，用于自动将空盘头运送到自动存储装置上，其包括上料自动升降机构2以及设置于上料自动升降机构2上的自动选槽机构3和自动固定机构4。

本实施例中，所述自动存储装置设于每层存储层上，用于自动存储空盘头，其包括自动阻挡机构5、自动移位机构6、自动牵料机构7和存储机构8，所述自动阻挡机构5设置于每层存储层的下料端，自动移位机构6设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，自动牵料机构7前后滑动设置于每层存储层上，存储机构8固定于每层存储层下方的横梁1.1上且前后跨越整个存储层；

本实施例中，所述自动取料装置设于框架1的后端，用于从自动存储装置上自动将空盘头取下，其包括取料自动升降机构9、自动转移机构10和自动卸料机构11，所述自动转移机构10设置于取料自动升降机构9上。

一、首先，对自动上料装置的具体结构进行描述：

本实施例中，所述上料自动升降机构2用于带动空盘头上升至目标存储层和空载运行至上料位。如图8、9所示，上料自动升降机构2包括金属钢板制成的上料升降平台2.1以及带动上料升降平台2.1升降的上料传动机构；具体地，所述上料传动机构包括上料刹车减速电机2.2、上料短链条2.3、两根上料长链条2.4以及六个上料链轮2.5，所述框架1的前端上方设有一根上料上转轴2.6、前端下方设有一根上料下转轴2.7，所述上料升降平台2.1的两端分别固定在两根上料长链条2.4上，上料刹车减速电机2.2固定于框架1的前端一侧顶部，六个上料链轮2.5分别为上料链轮一2.5a、上料链轮二2.5b、上料链轮三2.5c、上料链轮四2.5d、上料链轮五2.5e和上料链轮六2.5f，上料链轮一2.5a与上料刹车减速电机2.2的输出轴固定连接，上料链轮二2.5b固定于上料上转轴2.6的一端，上料链轮一2.5a与上料链轮二2.5b通过上料短链条2.3连接，上料链轮三2.5c固定于上料上转轴2.6上靠近上料链轮二2.5b的一端，上料链轮四2.5d固定于上料上转轴2.6上远离上料链轮二2.5b的一端，上料链轮五2.5e和上料链轮六2.5f分别固定于上料下转轴2.7的两端且上料链轮五2.5e与上料链轮三2.5c位于同一垂直线上、上料链轮六2.5f与上料链轮四2.5d位于同一垂直线上，其中一根上料长链条2.4啮合于上料链轮三2.5c和上料链轮五2.5e上，另一根上料长链条2.4啮合于上料链轮四2.5d和上料链轮六2.5f上。所述上料传动机构的工作原理是：在上料刹车减速电机2.2的驱动下，带动上料链轮一2.5a转动，然后上料链轮一2.5a带动与其啮合的上料短链条2.3转动，上料短链条2.3再带动上料链轮二2.5b转动，上料链轮二2.5b再带动上料上转轴2.6转动，在上料上转轴2.6转动的情况下，上料上转轴2.6带动上料链轮三2.5c和上料链轮四2.5d也同时转动，从而带动两根上料长链条2.4上下运动，进而带动上料升降平台2.1上下升降运动。

进一步地，如图8、10、11所示，为了避免上料升降平台2.1在升降过程中前后或左右晃动，所述上料传动机构还包括两个上料滑轮组2.8，每个上料滑轮组2.8包括上料滑轮架2.81和设置于上料滑轮架上的至少两对上料滑轮2.82，本实施例优选每个上料滑轮组2.8包括四对上料滑轮2.82，即8个上料滑轮2.82，这样可以保证上料升降平台2.1的升降过程更加稳定，其中两对上料滑轮2.82对称安装于上料滑轮架2.81的两侧且该两对上料滑轮2.82的轴线与上料滑轮架2.81的滑轮安装面相平行，另外两对上料滑轮2.82对称安装于上料滑轮架2.81的上下两端且该两对上料滑轮2.82的轴线与上料滑轮架2.81的滑轮安装面相垂直，两个上料滑轮架2.81分别与上料升降平台2.1的两端通过螺栓固定连接，上料滑轮2.82沿着立柱1.2的直角面上下运动。

进一步地，如图8所示，所述上料自动升降机构2还包括固定于框架的前端立柱1.2上的上料位置检测传感器2.9，所述上料位置检测传感器2.9包括用于检测上极限位置的上料上极限传感器2.9a、用于检测上料位置的上料位传感器2.9b、用于检测下极限位置的上料下极限传感器2.9c以及若干个用于检测每层存储层的上料层传感器2.9d，其中，上料层传感器2.9d的个数与存储层的层数相等，即每层存储层设有一个上料层传感器2.9d；所述上料上极限传感器2.9a、上料位传感器2.9b、上料下极限传感器2.9c和若干个上料层传感器2.9d均采用接近开关。

本实施例中，所述自动选槽机构3设置于上料升降平台2.1上，用于根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，为下一个待存储的空盘头选择槽位。具体地，如图8、12所示，自动选槽机构3包括底板一3.1、平移气缸3.2、窄定位槽一3.3、宽定位槽一3.4以及定位传感器一3.6，其中所述窄定位槽一3.3的宽度小于宽定位槽一3.4的宽度，宽定位槽一3.4可以方便放置不同长度的空盘头，所述平移气缸3.2的缸筒固定于上料升降平台2.1上、活塞通过连接板3.11与底板一3.1固定连接，在平移气缸3.2的驱动下，所述底板一3.1沿上料升降平台2.1左右滑动，所述窄定位槽一3.3和宽定位槽一3.4分别固定于底板一3.1的两端上表面上，窄定位槽一3.3和宽定位槽一3.4的槽口呈喇叭状，所述定位传感器一3.6固定于窄定位槽一3.3或宽定位槽一3.4上，优选所述定位传感器一3.6为一对对射式光电传感器，具体是，一对对射式光电传感器固定于窄定位槽一3.3或宽定位槽一3.4的两侧用于检测空盘头是否放置在自动选槽机构3上。

进一步地，所述底板一3.1通过滑动机构一沿上料升降平台2.1左右滑动，所述滑动机构一包括对称固定于上料升降平台2.1上表面的两个滑轨一3.7，底板一3.1的下表面上且对应每个滑轨一的位置固定有至少两个滑块一3.8，本实施例优选每个滑轨一3.7对应三个滑块一3.8，在平移气缸3.2的驱动下，使得底板一3.1通过滑块一3.8沿滑轨一3.7左右滑动，从而为下一个待存储的空盘头选择槽位。

进一步地，所述自动选槽机构3还包括定位挡块3.5，所述定位挡块3.5固定于上料升降平台2.1上靠近宽定位槽一3.4的一侧，主要是为了安全考虑，以防在选槽时平移气缸3.2因为某些原因导致自动选槽机构3超出了范围，故设置定位挡块3.5将自动选槽机构3(即底板一3.1)限制在一定的范围内，该范围根据空盘头自动存取架上的存储槽的位置决定。

更进一步地，如图13所示，所述底板一3.1上开设有两个相平行的开槽3.9，开槽3.9的长度方向与框架1的左右方向一致，目的是为了使得自动固定机构4穿过底板一3.1固定在上料升降平台2.1上，即，自动固定机构4是固定于上料升降平台2.1上的，而自动选槽机构3可以在上料升降平台2.1上左右移动，自动选槽机构3与自动固定机构4之间互不影响。

本实施例中，所述自动固定机构4设置于上料升降平台2.1上，用于将空盘头转移至目标存储层。具体地，如图8、14所示，自动固定机构4包括固定座一4.3、两个升降气缸一4.1以及分别固定于两个升降气缸一上方的两只手爪一4.2，所述固定座一4.3穿过两个开槽3.9固定于上料升降平台2.1上，两个升降气缸一4.1对称设置于固定座一4.3的两侧，本实施例所述两只手爪一4.2呈“U”型，每只手爪一的两侧装有牛眼万向轮一4.21，便于空盘头做滚动运动。

二、其次，对自动存储装置的具体结构进行描述：

本实施例中，所述自动阻挡机构5位于每层存储层的下料端，用于对空盘头进行阻挡或释放。具体地，如图1、2、7所示，自动阻挡机构5包括固定架5.3、前阻挡气缸5.2和后阻挡气缸5.1，所述固定架5.3固定悬吊在每层存储层上方的两根侧横杆1.3的一端下表面，前阻挡气缸5.2和后阻挡气缸5.1分别前后垂直固定于固定架5.3的下方；进一步地，所述固定架5.3包括四根立杆5.31和与四根立杆下端固定连接的平板5.32，四根立杆5.31中，其中两根立杆5.31固定悬吊于其中一根侧横杆1.3的下表面、另外两根立杆5.31固定悬吊于另外一根侧横杆1.3的下表面，前阻挡气缸5.2和后阻挡气缸5.1的缸筒分别垂直悬吊固定于平板5.32的下表面。

本实施例中，如图1、2、3、7所示，所述自动移位机构6设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，用于辅助空盘头向后滚动。自动移位机构6包括推拉杆6.1、若干个固定脚6.2、若干个单向拉手6.3以及推拉气缸6.5，所述推拉气缸6.5的缸筒水平固定于固定架5.3上，具体是固定于固定架的平板5.32上，若干个固定脚6.2固定悬吊在每层存储层上方的中间横杆1.4的下表面，推拉杆6.1活动连接于若干个固定脚6.2上且其一端与推拉气缸6.5的活塞固定连接，若干个单向拉手6.3等间距排列且转动连接于推拉杆6.1的下方；每相邻两个单向拉手6.3之间的距离与两个相邻的空盘头的轴之间的距离相等；进一步地，每个单向拉手6.3的上端通过轴和轴套6.6转动连接于推拉杆6.1上。更进一步地，每个单向拉手6.3远离推拉气缸6.5的一侧上端设有直角三角形挡块6.31、靠近推拉气缸6.5的一侧为自由状态，所述挡块6.31的一个直角边固定在单向拉手6.3上、另一个直角边与推拉杆6.1平行紧贴但不连接，当推拉气缸6.5做拉动作时，即推拉气缸6.5驱动推拉杆6.1向框架1的后方运动时(即图1中的左边方向)，所述挡块6.31与推拉杆6.1顶住，所述单向拉手6.3拉动空盘头向后移动；当推拉气缸6.5做推动作时，即推拉气缸6.5驱动推拉杆6.1向框架1的前方运动时(即图1中的右边方向)，所述单向拉手6.3与空盘头的轴相接触而抬起，从而能自由推动推拉杆6.1而空盘头不移动。

作为优选，每个固定脚6.2的下端设有一对上下排列的滚珠6.4，所述推拉杆6.1穿设在每对滚珠6.4之间的空隙内并通过推拉气缸6.5的驱动使得推拉杆6.1在每对滚珠6.4之间滚动，通过在固定脚6.2上设置滚珠6.4，可以使得推拉杆6.1的推拉滚动更加平滑顺畅。

本实施例中，如图1、4、5、6所示，所述自动牵料机构7用于带动空盘头向后移动，初始状态下，自动牵料机构7位于每层存储层的上料端，即每层存储层的前端。具体地，自动牵料机构7包括固定座二7.4、垂直固定于固定座二两端的两只升降气缸二7.1、分别固定于两只升降气缸二上方的两只手爪二7.2以及用于驱动固定座二前后滑动的传动机构一，具体地，两只手爪二7.2分别与两只升降气缸二7.1的活塞固定连接并由两只升降气缸二7.1分别驱动做上下动作；所述传动机构一包括两条滑轨二7.5、驱动电机7.6、齿轮7.7以及齿条7.8以及两个滑块二7.9，其中，两条滑轨二7.5和齿条7.8前后跨越整个存储层且平行固定于所在存储层下方的横梁1.1上，进一步地，两条滑轨二7.5和齿条7.8的下方各设有一根前后跨越整个存储层的支撑杆1.5，两条滑轨二7.5和齿条7.8均设置在各自对应的支撑杆1.5上，驱动电机7.6固定于固定座二7.4上，所述齿条7.8位于其中一条滑轨二7.5的一侧且与靠近驱动电机7.6设置，齿轮7.7固定连接于驱动电机7.6的输出轴上并与齿条7.8相啮合，两个滑块二7.9分别固定于固定座二7.4的下表面，在驱动电机7.6的驱动下，所述固定座二7.4通过滑块二7.9在滑轨二7.5上前后移动。作为优选，所述手爪二7.2呈U型，其上装有滚轮或滚珠7.21，在牵料过程中便于空盘头做滚动运动。

进一步地，所述自动牵料机构7还包括固定于固定座二7.4上的盘头定位杆7.3，所述盘头定位杆7.3的上端设有软杆型行程开关，在牵料过程中，盘头定位杆7.3碰触到上一个已经存储的空盘头时，自动牵料机构7即停止向后运动。

本实施例中，如图5、7所示，所述存储机构8固定于每层存储层下方的横梁1.1上且前后跨越整个存储层，其用于存储空盘头。所述存储机构8包括位于自动牵料机构7一侧的两个规格相同的窄存储槽8.1以及位于自动牵料机构7另一侧的一个宽存储槽8.2，其中，宽存储槽8.2的宽度大于任一个窄存储槽8.1的宽度，两个窄存储槽8.1和宽存储槽8.2均前后跨越整个存储层且固定于该层存储层下方的横梁1.1上；设两个窄存储槽8.1分别为内侧窄存储槽8.11和外侧窄存储槽8.12，设置两个窄存储槽8.1和一个宽存储槽8.2的目的是为了错位存储，如果只设置一个窄存储槽8.1，那么每相邻两个空盘头12无法错位存储，导致占空比较大，空间利用率较低，如果错位存储的话，即，一个空盘头12的一端存储在内侧窄存储槽8.11内、另一端存储才宽存储槽8.2内，与其相邻的一个空盘头12的同一端存储在外侧窄存储槽8.12内、另一端存储才宽存储槽8.2内，会节省很大一部分的空间，大大提高了空间利用率，另外，宽存储槽8.2还可以方便不同长度的空盘头存储。

进一步地，每个窄存储槽8.1上设有一对对射式光电传感器一8.3，存储槽二8.2上设有一对对射式光电传感器二8.4，其中，一对对射式光电传感器一8.3分别固定在窄存储槽8.1进料端的两侧以用于该层存储层数量的加计数和当前空盘头的槽位识别(即识别空盘头是放到了内侧窄存储槽8.11内，还是外侧窄存储槽8.12内)，一对对射式光电传感器二8.4分别固定在宽存储槽8.2出料端的两侧且位于前阻挡气缸5.2与后阻挡气缸5.1之间的位置，以用于该层存储层存储数量的减计数。

三、最后，对自动取料装置的具体结构进行描述：

本实施例中，所述取料自动升降机构9用于空载运行至待取空盘头所在的目标存储层和带动空盘头下降至卸料位。如图15、16所示，取料自动升降机构9包括由金属钢板制成的取料升降平台9.1以及带动取料升降平台9.1升降的取料传动机构；所述取料传动机构包括取料刹车减速电机9.2、取料短链条9.3、两根取料长链条9.4以及六个取料链轮9.5，所述框架1的后端上方设有一根取料上转轴9.6、后端下方设有一根取料下转轴9.7，所述取料升降平台9.1的两端分别固定在两根取料长链条9.4上，取料刹车减速电机9.2固定于框架1的后端一侧顶部，六个取料链轮9.5分别为取料链轮一9.5a、取料链轮二9.5b、取料链轮三9.5c、取料链轮四9.5d、取料链轮五9.5e和取料链轮六9.5f，取料链轮一9.5a与取料刹车减速电机9.2的输出轴9.21固定连接，取料链轮二9.5b固定于取料上转轴9.6的一端，取料链轮一9.5a与取料链轮二9.5b通过取料短链条9.3连接，取料链轮三9.5c固定于取料上转轴9.6上靠近取料链轮二9.5b的一端，取料链轮四9.5d固定于取料上转轴9.6上远离取料链轮二9.5b的一端，取料链轮五9.5e和取料链轮六9.5f分别固定于取料下转轴9.7的两端且取料链轮五9.5e与取料链轮三9.5c位于同一垂直线上、取料链轮六9.5f与取料链轮四9.5d位于同一垂直线上，其中一根取料长链条9.4啮合于取料链轮三9.5c和取料链轮五9.5e上，另一根取料长链条9.4啮合于取料链轮四9.5d和取料链轮六9.5f上。所述取料传动机构的工作原理与上料传动机构的工作原理相同，不再赘述。

进一步地，如图15、17、18所示，为了避免取料升降平台9.1在升降过程中前后或左右晃动，所述取料传动机构还包括两个取料滑轮组9.8，每个取料滑轮组9.8包括取料滑轮架9.81和设置于取料滑轮架上的至少两对取料滑轮9.82，本实施例优选每个滑轮组9.8包括四对滑轮9.82，即8个滑轮9.82，这样可以保证取料升降平台9.1的升降过程更加稳定，其中两对取料滑轮9.82对称安装于取料滑轮架9.81的两侧且该两对取料滑轮9.82的轴线与取料滑轮架9.81的滑轮安装面相平行，另外两对取料滑轮9.82对称安装于取料滑轮架9.81的上下两端且该两对取料滑轮9.82的轴线与取料滑轮架9.81的滑轮安装面相垂直，两个取料滑轮架9.81分别与取料升降平台9.1的两端通过螺栓固定连接，取料滑轮9.82沿着立柱1.2的直角面上下运动。

进一步地，如图15所示，所述取料自动升降机构9还包括固定于框架的后端立柱1.2上的取料位置检测传感器9.9，所述取料位置检测传感器9.9包括用于检测上极限位置的上极限传感器9.9a、用于检测卸料位置的卸料位传感器9.9b、用于检测下极限位置的取料下极限传感器9.9c以及若干个用于检测每层存储层的取料层传感器9.9d，其中，层传感器9.9d的个数与存储层的层数相等，即每层存储层设有一个层传感器9.9d；所述取料上极限传感器9.9a、卸料位传感器9.9b、取料下极限传感器9.9c和若干个取料层传感器9.9d均采用接近开关。

本实施例中，所述自动转移机构10设置于取料升降平台9.1上，用于插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头位置并将待取空盘头转移到自动卸料机构11上。具体地，如图15、19、20所示，自动转移机构10包括底板二10.1、两个升降气缸三10.3、两只手爪三10.2以及两个自动转移气缸10.4，所述底板二10.1包括下底板10.1a和上底板10.1b，下底板10.1a通过滑动机构二沿取料升降平台9.1前后滑动，上底板10.1b通过滑动机构二沿下底板10.1a前后滑动，两个升降气缸三10.3分别垂直固定于底板二10.1的两侧，两只手爪三10.2分别固定于两个升降气缸三10.3的上方，两个自动转移气缸10.4分别为自动转移气缸一10.4a和自动转移气缸二10.4b，所述自动转移气缸一10.4a的缸筒固定于取料升降平台9.1上、活塞与下底板10.1a固定连接，所述自动转移气缸二10.4b的缸筒固定于下底板10.1a上、活塞与上底板10.1b固定连接。本实施例所述两只手爪三10.2呈“U”型，每只手爪三10.2的两侧装有牛眼万向轮10.21，便于空盘头做滚动运动。

进一步地，所述滑动机构二包括固定于下底板10.1a下表面的两条相平行的滑轨三10.6a以及固定于取料升降平台9.1上方且与滑轨三相匹配的两个滑块三10.5a，其中，两条滑轨三10.6a对称固定于下底板10.1a的下表面两侧且滑轨三10.6a的长度方向与框架1的长度方向一致；所述滑动机构三包括固定于上底板10.1b下表面的两条平行的滑轨四10.6b以及固定于下底板10.1a上表面且与滑轨四相匹配的两个滑块四10.5b，其中，两条滑轨四10.6b对称固定于上底板10.1b的下表面两侧且滑轨四10.6b的长度方向与框架1的长度方向一致。

本实施例中，所述自动卸料机构11用于固定和释放待取空盘头。具体地，如图15、21所示，自动卸料机构11包括两个窄定位槽二11.1、宽定位槽二11.2、定位传感器二11.3以及高度可调的两组支柱11.5，两个窄定位槽二11.1和宽定位槽二11.2的槽口均呈喇叭状，两个窄定位槽二11.1和宽定位槽二11.2靠近框架后端的一端均通过铰链11.4铰接于取料升降平台9.1上，两个窄定位槽二11.1直接通过连接部11.11固连于一起且位于自动转移机构10的一侧、宽定位槽二11.2位于自动转移机构10的另一侧，所述定位传感器二11.3固定于宽定位槽二11.2上，优选所述定位传感器二11.3为一对对射式光电传感器，具体是，一对对射式光电传感器固定于宽定位槽二11.2的两侧用于检测空盘头是否放置在自动卸料机构11上；其中一组支柱11.5固定于横杆1.6上且对应两个窄定位槽二11.1的中间位置、另一组支柱11.5固定于横杆1.6上且对应宽定位槽二11.2的中间位置，本实施例优选所述支柱11.5采用螺栓，因为螺栓带有螺纹，方便调节高度，当取料升降平台9.1下降至卸料位，支柱11.5将两个窄定位槽二11.1和宽定位槽二11.2以铰链11.4为支点顶起，使空盘头滚落下来。

本实施例还提供了一种空盘头自动存取架的工作方法，包括自动上料过程、自动存储过程和自动取料过程，其中，

如图22所示，所述自动上料过程包括如下步骤：

S1.1、上料自动升降机构2到达上料位；

具体是，上料升降平台2.1在上料传动机构的驱动下到达上料位，所述“上料位”是指用于将空盘头从别处转移到自动上料装置的位置，所述“上料位”由上料位传感器2.9b检测得到；

S1.2、空盘头被转移到自动选槽机构3上；

具体是，空盘头的两端分别置于窄定位槽一3.3和宽定位槽一3.4内；

S1.3、自动固定机构4将空盘头的轴固定住；

具体是，当定位传感器一3.6检测到空盘头被放置在定位槽内时，两个升降气缸一4.1分别驱动两只手爪一4.2上升，将空盘头的轴卡在两只手爪一4.2内；

S1.4、自动选槽机构3根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，自动为下一个待存储的空盘头选择槽位；

具体是，根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，平移气缸3.2驱动底板一3.1带动空盘头在滑轨一3.7上移动，使得窄定位槽一3.3与目标存储层的目标存储槽位相对应；

S1.5、上料自动升降机构2上升至目标存储层；

具体是，上料升降平台2.1在上料传动机构的驱动下到达目标存储层；

S1.6、空盘头转移至目标存储层，完成自动上料过程：

具体是，空盘头转移至目标存储层后，两个升降气缸一4.1分别驱动两只手爪一4.2下降，即解除手爪一4.2对空盘头的轴的作用力，至此完成自动上料过程，然后上料升降平台2.1在上料传动机构的驱动下再返回上料位，进行下一个循环。

如图23所示，所述自动存储过程包括如下步骤：

S2.1、目标存储层的自动牵料机构7运行到工作位：

具体是，当空盘头被输送到某一层存储层的前端(即进料端)时，驱动电机7.6驱动固定座二7.4移动到工作位，所述“工作位”是指每层存储层的最前端位置，该位置用于将空盘头转移到自动牵料机构7上；

S2.2、自动牵料机构7固定住空盘头并带动空盘头向后运行：

具体是，两只升降气缸二7.1驱动两只U型手爪二7.2固定住空盘头，即空盘头的轴架在两只U型手爪二7.2上，然后驱动电机7.6驱动固定座二7.4带动空盘头向后移动；

S2.3、目标存储层的存储机构8检测到空盘头通过时，该层存储层的存储数量自动加1并记录下空盘头放置的槽位：

具体是，当对射式光电传感器一8.3检测到空盘头通过时，该层存储层的存储数量自动加1，并记录下空盘头的一端是放置在了内侧窄存储槽8.11内，还是放置在了外侧窄存储槽8.12内，目的是为下一个空盘头提供存储的信息；

S2.4、当存储机构8感应到第一个空盘头时以及当自动牵料机构7感应到前一个被存储的空盘头时，自动牵料机构7停止运行：

具体是，在自动牵料机构7向后移动的过程中，当固定在宽存储槽8.2出料端两侧的一对对射式光电传感器8.4感应到第一个被输送来的空盘头时，自动牵料机构7停止运行，除此之外，当盘头定位杆7.3感应到前一个被存储的空盘头时，自动牵料机构7停止运行；

S2.5、自动牵料机构7释放空盘头，并将空盘头存储定位，完成自动存储过程：

具体是，两只升降气缸二7.1驱动两只U型手爪二7.2下降，将空盘头的两端分别转移到其中一个窄存储槽8.1和宽存储槽8.2内，完成存储定位。

如图24所示，所述自动取料过程包括如下步骤：

S3.1、取料自动升降机构9运动至待取空盘头所在的目标存储层：

具体是，取料升降平台9.1在取料传动机构的驱动下运动至待取空盘头所在的目标存储层，由取料层传感器29d检测得知是否到达目标存储层；

S3.2、自动转移机构10插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头的位置：

具体是，自动转移气缸一10.4a和自动转移气缸二10.4b伸出，驱动自动转移机构10插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头的位置；

S3.3、自动转移机构10固定住待取空盘头：

具体是，两个升降气缸三10.3分别驱动两只手爪三10.2上升，将空盘头的轴卡在两只手爪三10.2内；

S3.4、自动阻挡机构5释放待取空盘头，并通过自动移位机构6将待取空盘头前面的空盘头依次往后移动一个空盘头的位置：

具体是，后阻挡气缸5.1驱动活塞向上抬起，解除对最后端一个空盘头的阻挡作用，将其释放，同时，前阻挡气缸5.2不动，将倒数第二个空盘头阻挡住；推拉气缸6.5做拉动作，即推拉气缸6.5驱动推拉杆6.1向框架1的后方运动，单向拉手6.3拉动该层存储层上的空盘头依次向后移动一个空盘头的位置；

S3.5、自动转移机构10收回，将待取空盘头转移到自动卸料机构11上：

具体是，自动转移气缸一10.4a和自动转移气缸二10.4b收回，将待取空盘头的一端转移到自动卸料机构11上的两个窄定位槽二11.1的其中一个内，将待取空盘头的另一端转移到自动卸料机构11上的宽定位槽二11.2内；

S3.6、取料自动升降机构9带动空盘头下降至卸料位，在自动卸料机构11和自动转移机构10的作用下将空盘头释放，完成自动取料过程：

具体是，当定位传感器二11.3检测到空盘头放置于自动卸料机构11上后，取料升降平台9.1在取料传动机构的驱动下下降至卸料位，两个窄定位槽二11.1和宽定位槽二11.2以铰链11.4为支点，在支柱11.5的作用下，一端抬升，两个升降气缸三10.3分别驱动两只手爪三10.2下降，释放空盘头，使得空盘头从自动取料装置上滚下来，其中，所述“卸料位”是指将空盘头从自动取料装置上卸下的位置，所述“卸料位”由卸料位传感器9.9b检测得到。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种空盘头自动存取架，其特征在于，包括框架(1)，所述框架(1)包括两侧对称分布的若干根立柱(1.2)，每两根两侧对称的立柱之间固定连接有至少两根横梁(1.1)，所述框架(1)包括至少一层存储层；还包括自动上料装置、自动存储装置和自动取料装置；

所述自动上料装置设于框架(1)的前端，用于自动将空盘头运送到自动存储装置上，其包括上料自动升降机构(2)以及设置于上料自动升降机构(2)上的自动选槽机构(3)和自动固定机构(4)；

所述自动存储装置设于每层存储层上，用于自动存储空盘头，其包括自动阻挡机构(5)、自动移位机构(6)、自动牵料机构(7)和存储机构(8)，所述自动阻挡机构(5)设置于每层存储层的下料端，自动移位机构(6)设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，自动牵料机构(7)前后滑动设置于每层存储层上，存储机构(8)固定于每层存储层下方的横梁(1.1)上且前后跨越整个存储层；

所述自动取料装置设于框架(1)的后端，用于从自动存储装置上自动将空盘头取下，其包括取料自动升降机构(9)、自动转移机构(10)和自动卸料机构(11)，所述自动转移机构(10)设置于取料自动升降机构(9)上。

2.根据权利要求1所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述上料自动升降机构(2)用于带动空盘头上升至目标存储层和空载运行至上料位，上料自动升降机构(2)包括上料升降平台(2.1)以及带动上料升降平台(2.1)升降的上料传动机构；所述上料传动机构包括上料刹车减速电机(2.2)、上料短链条(2.3)、两根上料长链条(2.4)以及六个上料链轮(2.5)，所述框架(1)的前端上方设有一根上料上转轴(2.6)、前端下方设有一根上料下转轴(2.7)，所述上料升降平台(2.1)的两端分别固定在两根上料长链条(2.4)上，上料刹车减速电机(2.2)固定于框架(1)的前端一侧顶部，六个上料链轮(2.5)分别为上料链轮一(2.5a)、上料链轮二(2.5b)、上料链轮三(2.5c)、上料链轮四(2.5d)、上料链轮五(2.5e)和上料链轮六(2.5f)，上料链轮一(2.5a)与上料刹车减速电机(2.2)的输出轴固定连接，上料链轮二(2.5b)固定于上料上转轴(2.6)的一端，上料链轮一(2.5a)与上料链轮二(2.5b)通过上料短链条(2.3)连接，上料链轮三(2.5c)固定于上料上转轴(2.6)上靠近上料链轮二(2.5b)的一端，上料链轮四(2.5d)固定于上料上转轴(2.6)上远离上料链轮二(2.5b)的一端，上料链轮五(2.5e)和上料链轮六(2.5f)分别固定于上料下转轴(2.7)的两端且上料链轮五(2.5e)与上料链轮三(2.5c)位于同一垂直线上、上料链轮六(2.5f)与上料链轮四(2.5d)位于同一垂直线上，其中一根上料长链条(2.4)啮合于上料链轮三(2.5c)和上料链轮五(2.5e)上，另一根上料长链条(2.4)啮合于上料链轮四(2.5d)和上料链轮六(2.5f)上。

3.根据权利要求2所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述上料传动机构还包括两个上料滑轮组(2.8)，每个上料滑轮组(2.8)包括上料滑轮架(2.81)和设置于上料滑轮架上的至少两对上料滑轮(2.82)，其中至少一对上料滑轮(2.82)对称安装于上料滑轮架(2.81)的两侧且该至少一对上料滑轮(2.82)的轴线与上料滑轮架(2.81)的滑轮安装面相平行，另外至少一对上料滑轮(2.82)对称安装于上料滑轮架(2.81)的上下两端且该至少一对上料滑轮(2.82)的轴线与上料滑轮架(2.81)的滑轮安装面相垂直，两个上料滑轮架(2.81)分别与上料升降平台(2.1)的两端固定连接，上料滑轮(2.82)沿着立柱(1.2)的直角面上下运动。

4.根据权利要求2或3所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述上料自动升降机构(2)还包括固定于框架的前端立柱(1.2)上的上料位置检测传感器(2.9)，所述上料位置检测传感器(2.9)包括用于检测上极限位置的上料上极限传感器(2.9a)、用于检测上料位置的上料位传感器(2.9b)、用于检测下极限位置的上料下极限传感器(2.9c)以及若干个用于检测每层存储层的上料层传感器(2.9d)。

5.根据权利要求2所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述自动选槽机构(3)设置于上料升降平台(2.1)上，用于根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，为下一个待存储的空盘头选择槽位，自动选槽机构(3)包括底板一(3.1)、平移气缸(3.2)、窄定位槽一(3.3)、宽定位槽一(3.4)以及定位传感器一(3.6)，所述平移气缸(3.2)的缸筒固定于上料升降平台(2.1)上、活塞与底板一(3.1)固定连接，在平移气缸(3.2)的驱动下，所述底板一(3.1)沿上料升降平台(2.1)左右滑动，所述窄定位槽一(3.3)和宽定位槽一(3.4)分别固定于底板一(3.1)的两端上表面上，所述定位传感器一(3.6)固定于窄定位槽一(3.3)或宽定位槽一(3.4)上。

6.根据权利要求4或5所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述底板一(3.1)上开设有两个相平行的开槽(3.9)，所述自动固定机构(4)设置于上料升降平台(2.1)上，用于将空盘头转移至目标存储层，自动固定机构(4)包括固定座一(4.3)、两个升降气缸一(4.1)以及分别固定于两个升降气缸一上方的两只手爪一(4.2)，所述固定座一(4.3)穿过两个开槽(3.9)固定于上料升降平台(2.1)上，两个升降气缸一(4.1)对称设置于固定座一(4.3)的两侧。

7.根据权利要求1所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述框架(1)的每层存储层上还包括前后连接该层存储层上方所有横梁(1.1)下表面的两根相平行的侧横杆(1.3)，所述自动阻挡机构(5)位于每层存储层的下料端，用于对空盘头进行阻挡或释放，自动阻挡机构(5)包括固定架(5.3)、前阻挡气缸(5.2)和后阻挡气缸(5.1)，所述固定架(5.3)固定悬吊在每层存储层上方的两根侧横杆(1.3)的一端下表面，前阻挡气缸(5.2)和后阻挡气缸(5.1)分别前后垂直固定于固定架(5.3)的下方。

8.根据权利要求7所述的空盘头自动存取架，其特征在于，两根相平行的侧横杆(1.3)之间还设有一根与两根侧横杆相平行的中间横杆(1.4)，所述自动移位机构(6)设置于每层存储层上部且前后跨越整个存储层，用于辅助空盘头向后滚动，自动移位机构(6)包括推拉杆(6.1)、若干个固定脚(6.2)、若干个单向拉手(6.3)以及推拉气缸(6.5)，所述推拉气缸(6.5)的缸筒水平固定于固定架(5.3)上，若干个固定脚(6.2)固定悬吊在每层存储层上方的中间横杆(1.4)的下表面，推拉杆(6.1)活动连接于若干个固定脚(6.2)上且其一端与推拉气缸(6.5)的活塞固定连接，若干个单向拉手(6.3)等间距排列且转动连接于推拉杆(6.1)的下方。

9.根据权利要求8所述的空盘头自动存取架，其特征在于，每个单向拉手(6.3)远离推拉气缸(6.5)的一侧上端设有直角三角形挡块(6.31)，所述挡块(6.31)的一个直角边固定在单向拉手(6.3)上、另一个直角边与推拉杆(6.1)平行紧贴但不连接。

10.根据权利要求9所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述自动牵料机构(7)用于带动空盘头向后移动，自动牵料机构(7)包括固定座二(7.4)、垂直固定于固定座二两端的两只升降气缸二(7.1)、分别固定于两只升降气缸二上方的两只手爪二(7.2)以及用于驱动固定座二前后滑动的传动机构一；所述传动机构一包括两条滑轨二(7.5)、驱动电机(7.6)、齿轮(7.7)以及齿条(7.8)以及两个滑块二(7.9)，其中，两条滑轨二(7.5)和齿条(7.8)前后跨越整个存储层且平行固定于所在存储层下方的横梁(1.1)上，驱动电机(7.6)固定于固定座二(7.4)上，齿轮(7.7)固定连接于驱动电机(7.6)的输出轴上并与齿条(7.8)相啮合，两个滑块二(7.9)分别固定于固定座二(7.4)的下表面，在驱动电机(7.6)的驱动下，所述固定座二(7.4)通过滑块二(7.9)在滑轨二(7.5)上前后移动。

11.根据权利要求1所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述存储机构(8)用于存储空盘头，存储机构(8)包括位于自动牵料机构(7)一侧的两个规格相同的窄存储槽(8.1)以及位于自动牵料机构(7)另一侧的一个宽存储槽(8.2)，其中，宽存储槽(8.2)的宽度大于任一个窄存储槽(8.1)的宽度，两个窄存储槽(8.1)和宽存储槽(8.2)均前后跨越整个存储层且固定于该层存储层下方的横梁(1.1)上；每个窄存储槽(8.1)上设有一对对射式光电传感器一(8.3)，存储槽二(8.2)上设有一对对射式光电传感器二(8.4)，其中，一对对射式光电传感器一(8.3)分别固定在窄存储槽(8.1)进料端的两侧，一对对射式光电传感器二(8.4)分别固定在宽存储槽(8.2)出料端的两侧且位于前阻挡气缸(5.2)与后阻挡气缸(5.1)之间的位置。

12.根据权利要求1所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述取料自动升降机构(9)用于空载运行至待取空盘头所在的目标存储层和带动空盘头下降至卸料位，取料自动升降机构(9)包括取料升降平台(9.1)以及带动取料升降平台(9.1)升降的取料传动机构；所述取料传动机构包括取料刹车减速电机(9.2)、取料短链条(9.3)、两根取料长链条(9.4)以及六个取料链轮(9.5)，所述框架(1)的后端上方设有一根取料上转轴(9.6)、后端下方设有一根取料下转轴(9.7)，所述取料升降平台(9.1)的两端分别固定在两根取料长链条(9.4)上，取料刹车减速电机(9.2)固定于框架(1)的后端一侧顶部，六个取料链轮(9.5)分别为取料链轮一(9.5a)、取料链轮二(9.5b)、取料链轮三(9.5c)、取料链轮四(9.5d)、取料链轮五(9.5e)和取料链轮六(9.5f)，取料链轮一(9.5a)与取料刹车减速电机(9.2)的输出轴固定连接，取料链轮二(9.5b)固定于取料上转轴(9.6)的一端，取料链轮一(9.5a)与取料链轮二(9.5b)通过取料短链条(9.3)连接，取料链轮三(9.5c)固定于取料上转轴(9.6)上靠近取料链轮二(9.5b)的一端，取料链轮四(9.5d)固定于取料上转轴(9.6)上远离取料链轮二(9.5b)的一端，取料链轮五(9.5e)和取料链轮六(9.5f)分别固定于取料下转轴(9.7)的两端且取料链轮五(9.5e)与取料链轮三(9.5c)位于同一垂直线上、取料链轮六(9.5f)与取料链轮四(9.5d)位于同一垂直线上，其中一根取料长链条(9.4)啮合于取料链轮三(9.5c)和取料链轮五(9.5e)上，另一根取料长链条(9.4)啮合于取料链轮四(9.5d)和取料链轮六(9.5f)上。

13.根据权利要求12所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述取料传动机构还包括两个取料滑轮组(9.8)，每个取料滑轮组(9.8)包括取料滑轮架(9.81)和设置于取料滑轮架上的至少两对取料滑轮(9.82)，其中至少一对取料滑轮(9.82)对称安装于取料滑轮架(9.81)的两侧且该至少一对取料滑轮(9.82)的轴线与取料滑轮架(9.81)的滑轮安装面相平行，另外至少一对取料滑轮(9.82)对称安装于取料滑轮架(9.81)的上下两端且该至少一对取料滑轮(9.82)的轴线与取料滑轮架(9.81)的滑轮安装面相垂直，两个取料滑轮架(9.81)分别与取料升降平台(9.1)的两端固定连接，取料滑轮(9.82)沿着立柱(1.2)的直角面上下运动。

14.根据权利要求12或13所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述取料自动升降机构(9)还包括固定于框架的后端立柱(1.2)上的取料位置检测传感器(9.9)，所述取料位置检测传感器(9.9)包括用于检测上极限位置的上极限传感器(9.9a)、用于检测卸料位置的卸料位传感器(9.9b)、用于检测下极限位置的取料下极限传感器(9.9c)以及若干个用于检测每层存储层的取料层传感器(9.9d)。

15.根据权利要求12所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述自动转移机构(10)设置于取料升降平台(9.1)上，用于插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头位置并将待取空盘头转移到自动卸料机构(11)上，自动转移机构(10)包括底板二(10.1)、两个升降气缸三(10.3)、两只手爪三(10.2)以及两个自动转移气缸(10.4)，所述底板二(10.1)包括下底板(10.1a)和上底板(10.1b)，下底板(10.1a)通过滑动机构二沿取料升降平台(9.1)前后滑动，上底板(10.1b)通过滑动机构二沿下底板(10.1a)前后滑动，两个升降气缸三(10.3)分别垂直固定于底板二(10.1)的两侧，两只手爪三(10.2)分别固定于两个升降气缸三(10.3)的上方，两个自动转移气缸(10.4)分别为自动转移气缸一(10.4a)和自动转移气缸二(10.4b)，所述自动转移气缸一(10.4a)的缸筒固定于取料升降平台(9.1)上、活塞与下底板(10.1a)固定连接，所述自动转移气缸二(10.4b)的缸筒固定于下底板(10.1a)上、活塞与上底板(10.1b)固定连接。

16.根据权利要求15所述的空盘头自动存取架，其特征在于，所述框架(1)还包括位于卸料位的一根横杆(1.5)，所述自动卸料机构(11)用于固定和释放待取空盘头，自动卸料机构(11)包括两个窄定位槽二(11.1)、宽定位槽二(11.2)、定位传感器二(11.3)以及高度可调的两组支柱(11.5)，两个窄定位槽二(11.1)和宽定位槽二(11.2)靠近框架后端的一端均通过铰链(11.4)铰接于取料升降平台(9.1)上，两个窄定位槽二(11.1)固连于一起且位于自动转移机构(10)的一侧、宽定位槽二(11.2)位于自动转移机构(10)的另一侧，所述定位传感器二(11.3)固定于宽定位槽二(11.2)上，其中一组支柱(11.5)固定于横杆(1.5)上且对应两个窄定位槽二(11.1)的中间位置、另一组支柱(11.5)固定于横杆(1.5)上且对应宽定位槽二(11.2)的中间位置。

17.一种空盘头自动存取架的工作方法，其特征在于，包括自动上料过程、自动存储过程和自动取料过程，其中，

所述自动上料过程包括如下步骤：

S1.1、上料自动升降机构(2)到达上料位；

S1.2、空盘头被转移到自动选槽机构(3)上；

S1.3、自动固定机构(4)将空盘头的轴固定住；

S1.4、自动选槽机构(3)根据目标存储层最新存储的一个空盘头所在的槽位，自动为下一个待存储的空盘头选择槽位；

S1.5、上料自动升降机构(2)上升至目标存储层；

S1.6、空盘头转移至目标存储层，完成自动上料过程；

所述自动存储过程包括如下步骤：

S2.1、目标存储层的自动牵料机构(7)运行到工作位；

S2.2、自动牵料机构(7)固定住空盘头并带动空盘头向后运行；

S2.3、目标存储层的存储机构(8)检测到空盘头通过时，该层存储层的存储数量自动加1并记录下空盘头放置的槽位；

S2.4、当存储机构(8)感应到第一个空盘头时以及当自动牵料机构(7)感应到前一个被存储的空盘头时，自动牵料机构(7)停止运行；

S2.5、自动牵料机构(7)释放空盘头，并将空盘头存储定位，完成自动存储过程；

所述自动取料过程包括如下步骤：

S3.1、取料自动升降机构(9)运动至待取空盘头所在的目标存储层；

S3.2、自动转移机构(10)插入待取空盘头所在的目标存储层的最后一个空盘头的位置；

S3.3、自动转移机构(10)固定住待取空盘头；

S3.4、自动阻挡机构(5)释放待取空盘头，并通过自动移位机构(6)将待取空盘头前面的空盘头依次往后移动一个空盘头的位置；

S3.5、自动转移机构(10)收回，将待取空盘头转移到自动卸料机构(11)上；

S3.6、取料自动升降机构(9)带动空盘头下降至卸料位，在自动卸料机构(11)和自动转移机构(10)的作用下将空盘头释放，完成自动取料过程。