CN110745442B - 用于立体仓库的同步竖直提升系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于立体仓库的同步竖直提升系统，包括支撑柱和刚性提升平台；该刚性提升平台设置有驱动电机，每个电机单独驱动一组齿轮齿条机构；各个电机由各自的驱动器单独控制，驱动器的控制单元循环串联联接；同步竖直提升系统实时监测各电机的扭矩值，其中可编程控制器与各驱动器连接，该可编程控制器还连接有传感器，传感器包括多个传感器子模块；可编程控制器将各个传感器的反馈脉冲值与对应驱动器的脉冲量进行对比并且发送调节信号，以确保同步竖直提升平台的位置同步。根据本发明，所有的驱动器循环串联设置，保证了传动的同时性，同步精度较高。各个电机单独传动，没有机械相连，侧边位置的齿轮齿条机构不存在卡顿现象。

Description

用于立体仓库的同步竖直提升系统

技术领域

本发明涉及现代仓储物流设备领域，特别涉及一种用于立体仓库的同步竖直提升系统。

背景技术

在立体仓库中需要配备提升机进行作业。目前，往复提升机的实现形式有很多，用的最多的是链条结构或者曳引机。目前，现有提升系统主要应用利用提升索或链条的柔性提升，柔性提升在运行的过程中，噪音大。柔性提升本身带有伸缩性，在不同的载重下，伸缩量不同，则提升精度很低。在停止时还伴有沉降等问题。

例如，链条往复提升机传动方式基本是靠动力源、链轮、链条、轴承、轴承座、等执行元件，拖动提升平台往复运动，自身位移精度不高，载重物会出现沉降现象。曳引机式往复式提升机是是曳引驱动的动力。曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接提升平台，一端连接配重装置。一般来说，采用上述方式具有传动效率损失较大、噪音大、精度差、存在沉降现象等缺点。

目前，国内外都没有很好的方法来提高同步精度，大多数采用限位开关、扫码等对行走误差进行修正的方法，来避免多次往复运动形成的积累误差，但这仅仅是从电控元件入手，稳定性不高，效率也较低。

现有技术中，也有采用齿轮齿条提升系统，这些系统一般采用单电机为动力源，应用伞齿轮和传动轴等将动力源传动到四个角的齿轮，齿轮爬升齿条，使提升平台上升。由于伞齿轮安装精度要求高，平台不是绝对刚性，造成运动噪音很大。同样，若货物偏心放置，造成单侧局部受力很大，平台变形位置过度靠近一侧，则四个角的齿轮受力差距很大，又由同步轴传动，造成单侧齿轮容易卡死等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于立体仓库的同步竖直提升系统，以解决或缓解现有技术中的同步性不好、噪音大或者容易卡死等问题。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于立体仓库的同步竖直提升系统，在所述立体仓库中设置有供搬运机器人在水平方向行走的水平轨道，所述同步竖直提升系统用于将搬运机器人在竖直方向运送到不同储货层，所述同步竖直提升系统包括设有齿条的竖直的至少三个支撑柱和可在所述各支撑柱上下移动的刚性提升平台；所述刚性提升平台上分别设置有与所述各个支撑柱对应的驱动电机，每个电机单独驱动一组齿轮齿条机构；各个电机由各自的驱动器单独控制，所述驱动器的控制单元循环串联联接；所述同步竖直提升系统实时监测各个电机的扭矩值，相邻电机的扭矩被设置为相差不超过8％，所述同步竖直提升系统中还设置有可编程控制器，其中所述可编程控制器与各所述驱动器连接，该可编程控制器还连接有传感器，所述传感器包括多个传感器子模块，所述传感器子模块用于监测所述电机的状态数据、监测所述电机驱动的齿轮的转动数据以及探测所述提升平台的升降数据；所述可编程控制器将所述各个传感器的反馈脉冲值与所述对应驱动器的脉冲量进行对比并且发送调节信号，以确保所述同步竖直提升平台的位置同步。

优选地，在根据本公开内容的同步竖直提升系统中，相邻的两个电机之间独立驱动。

优选地，在所述同步竖直提升系统布置完成后，单独调节每个电机正反运动，实时监测电机扭矩情况，将相邻电机的扭矩配置为相差不超过正负5％。

在根据本发明的同步竖直提升系统的一个实施方式中，所述竖直提升系统包括有四个支撑柱以及相对应的四个驱动电机，对角电机的扭矩被设置为相等，电机可以为伺服电机，驱动器可以为与所述伺服电机对应的伺服驱动器，传感器可以包括设置在电机上的伺服编码器。电机、伺服编码器和驱动器都设置有4组，各组单独控制。

优选地，所述驱动器还包括信号处理器、功率驱动单元、通讯接口单元、控制单元和反馈检测单元；所述功率驱动单元与所述电机连接；各所述控制单元的输入输出接口串联，与所述可编程控制器连接；反馈检测单元与所述伺服编码器连接。

在根据本发明的同步竖直提升系统的一个实施方式中，各电机的驱动器通过反馈检测单元与对应检测该电机的编码器连接。

优选地，驱动器还可以包括制动电阻，所述制动电阻设置在所述驱动器的正极接口和制动接口之间，以消耗所述提升平台下降时所述电机反转产生的再生电流。上述同步提升系统还可以包括为伺服编码器供电的绝对值电池，以记录伺服编码器的绝对位置数据。

在同步提升系统中还包括用于调节支撑柱与刚性提升平台的张紧程度的平台张紧结构，平台张紧结构设置在支撑柱上；同步竖直提升系统还包括调节齿轮和齿条间隙的调节块，调节块设置在电机下方的电机安装座的一侧，以推动电机安装座的方式，使得齿轮靠近或远离齿条的方向。

在根据本发明的同步竖直提升系统中，该同步竖直提升系统经由通讯线路与仓储管理系统和仓库控制系统连接。

根据本发明的同步提升系统，可获得的有益效果至少包括：根据同步提升系统，所有的驱动器循环串联设置，保证了传动的同时性，同步精度较高。各个电机单独传动，没有机械相连，互不影响，侧边边角位置的齿轮齿条机构不存在卡顿现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例的同步竖直提升系统的原理框图。

图2是本发明一具体实施例的同步竖直提升系统的原理框图。

图3是本发明一实施例的同步竖直提升系统的部分结构示意图。

图4是本发明一实施例的电机及驱动器连接原理示意图。

图5是本发明一实施例的可编程控制器和驱动器的控制原理示意图。

图6是本发明一实施例的同步竖直提升系统的信号循环结构流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

在立体仓库的应用环境中，搬运机器人需要在多层的货架上存取货物，因此需要设置搬运机器人能够用来到达不同储货层的提升机，将带有载货的或者空载的搬运机器人运送到目标层。现有技术中，通常使用的是链条往复提升机，该类型的提升机具有传动效率损失较大、噪音大、精度差、存在沉降现象等缺点，而且现有技术中的齿轮齿条提升系统同步精度不高，安装精度高，单侧齿轮容易卡死。

此外，申请人在其所提交的中国发明专利申请CN 108033387A中公开了一种一种新型往复式提升机，该往复式提升机中详细描述了支撑柱、齿轮和齿条的连接和布置方式，本申请中的具有构造也可以使用类似的构造。

申请人的研发团队研发了一种用于往复式提升机的四轴同步竖直提升系统，能够克服或弥补现有往复提升机同步精度不高，噪声过大，容易卡死等缺陷。

根据本公开内容的一个方面，提出了一种用于立体仓库的同步竖直提升系统。该竖直同步提升系统用于立体仓库中，在所述立体仓库中设置有供搬运机器人在水平方向行走的水平轨道，同步竖直提升系统用于将搬运机器人在竖直方向运送到不同储货层。

在根据本公开内容的同步竖直提升系统中，可以包括设有齿条的竖直的至少三个支撑柱和可在所述各支撑柱上下移动的刚性提升平台。刚性提升平台的轮廓形状例如可以是三角形、方形或者长方形，当提升平台为三角形时，可以设置三个支撑柱。在每个支撑柱上分别设置有与之对应的驱动电机。优选地，提升平台为方形，设置四个支撑柱，每个支撑柱上分别设置与之对应电机、平台涨紧机构、齿轮齿套电机、电机安装座等等。图1是本发明一实施例的同步竖直提升系统的原理框图。如图1所示，在一些实施例中，在同步竖直提升系统中，包括竖直设有齿条的支撑柱和提升平台50(参见图2中所示)，所述提升平台50的至少三个边缘上设置有与支撑柱上的齿条(未示出)匹配的齿轮52。同步提升系统还包括电机10、驱动器30、可编程控制器和传感器等。每个电机单独驱动一组齿轮齿条机构。各个电机由各自的驱动器单独控制，所述驱动器的控制单元循环串联联接。其中，电机10设置在提升平台50上，在每个支撑柱附近都设置有电机30，以用于驱动齿轮52在齿条上向上或向下运动。电机10驱动对应的一组齿轮齿条机构，电机10被同步驱动，以带动所述提升平台50同步升降。单个所述驱动器30控制单独的电机10，所有的驱动器30的控制单元循环串联联接。如图2和5最佳所示，各个驱动器30的输入/输出接口(XA/XB)先串联连接，然后第一个驱动器和最后一个驱动器各自与可编程控制器连接，形成闭环。

同步竖直提升系统实时监测各个电机的扭矩值，相邻电机的扭矩被设置为相差不超过8％。当设置有4个电机的情况下，对角电机的扭矩被设置为相等。

如图1所示，同步竖直提升系统中还设置有可编程控制器，其中所述可编程控制器与各所述驱动器连接，该可编程控制器还连接有传感器，所述传感器包括多个传感器子模块，所述传感器子模块用于监测所述电机的状态数据、监测所述电机驱动的齿轮的转动数据以及探测所述提升平台的升降数据；所述可编程控制器将所述各个传感器的反馈脉冲值与所述对应驱动器的脉冲量进行对比并且发送调节信号，以确保所述同步竖直提升平台的位置同步。

优选地，在根据本公开内容的同步竖直提升系统中，相邻的两个电机之间独立驱动。优选地，在所述同步竖直提升系统布置完成后，单独调节每个电机正反运动，实时监测电机扭矩情况，将相邻电机的扭矩配置为相差不超过正负5％。

在根据本发明的同步竖直提升系统的一个优选实施方式中，所述竖直提升系统包括有四个支撑柱以及相对应的四个驱动电机，电机可以为伺服电机，驱动器可以为与所述伺服电机对应的伺服驱动器，传感器可以包括设置在电机上的伺服编码器。电机、伺服编码器和驱动器都设置有4组，各组单独控制。

参考图1和图2所示，可编程控制器40与驱动器30连接。传感器与驱动器30或可编程控制器器40连接，用于检测所述电机10的状态数据、所述电机驱动的齿轮52的转动数据或所述提升平台50的升降数据，并将所述状态数据、转动数据或升降数据作为反馈信息传输至所述驱动器30或所述可编程控制器40。驱动器30还可以包括信号处理器、功率驱动单元、通讯接口单元、控制单元和反馈检测单元。功率驱动单元与电机10连接；各控制单元的输入输出接口串联，串联后的控制单元与可编程控制器40连接，如图4或5所示。反馈检测单元与伺服编码器连接。在根据本发明的同步竖直提升系统的一个实施方式中，各电机的驱动器通过反馈检测单元与对应检测该电机的编码器连接。

在上述实施例的同步提升系统中，所有的驱动器30循环串联设置，保证了传动的同时性，同步精度较高。各个电机单独传动，没有机械相连，互不影响，侧边边角位置的齿轮齿条机构不存在卡顿现象，运行流畅。

优选地，驱动器还可以包括制动电阻。上述同步提升系统还可以包括为伺服编码器供电的绝对值电池，以记录伺服编码器的绝对位置数据。

在同步提升系统中还包括用于调节支撑柱与刚性提升平台的张紧程度的平台张紧结构，平台张紧结构设置在支撑柱上；同步竖直提升系统还包括调节齿轮和齿条间隙的调节块，调节块设置在电机下方的电机安装座的一侧，以推动电机安装座的方式，使得齿轮靠近或远离齿条的方向。

根据本申请的同步竖直提升系统经由通讯线路与仓储管理系统和仓库控制系统连接。上述实施方式的同步提升系统，构成闭环或者半闭环的控制系统。反馈信息可以采用测得的电机状态数据(如脉冲数、电机转速、转矩等)，也可采用测得的齿轮的转动数据(如脉冲数、齿轮转速、转矩等)，或者采用提升平台的升降数据(如光栅传感器测得的位移值，结合计时器的时间值)。反馈信息可以传输至驱动器30，也可传输至可编程控制器40或者上位机，在某一设备中进行对比分析，根据比对结果实时的影响该同步提升系统的输入信号，如驱动器30向电机10发送的脉冲指令，实时调整，保持各个电机10的同步性，或者校正较小的误差，保证提升平台平稳同步升降。

在一些实施例中，驱动器30将向电机10发出的指令信息发送至可编程控制器40；传感器将测得的反馈信息传输至可编程控制器40；可编程控制器40将所述指令信息和所述反馈信息进行对比，根据对比结果对所述驱动器30进行调节。本些实施例的同步提升系统构成闭环控制系统，提高该系统的稳定性和相应速度。

图2是本发明另一实施例的同步提升系统的原理框图。如图2所示，在一些实施例中，本发明中的同步提升系统的传感器可以采用编码器20。在本些实施例中，同步提升系统包括电机10、编码器20、驱动器30、可编程控制器40和电源等。其中，电机10设置有多个，编码器20与电机10同轴联接，用于检测述电机10的状态数据；状态数据可以包括反馈脉冲量等。单个驱动器30控制单独的电机10。驱动器30包括控制单元31和反馈检测单元等；所有的驱动器30的控制单元31循环串联联接；驱动各电机10的驱动器30与对应检测该电机10的编码器20连接。可编程控制器40与驱动器30连接，可编程控制器40内设有处理器，根据上位机的任务对驱动器30下发指令，分析驱动器30和编码器20反馈的信息，并对分析结果进行实时调节。在这些实施例的四轴同步提升系统中，所有的驱动器30循环串联设置，保证了传动的同时性，同步精度较高。各个电机单独传动，没有机械相连，互不影响，侧边边角位置的齿轮齿条机构不存在卡顿现象。而且，将编码器20设置在电机10上，直接测得电机的状态数据，构成闭环控制系统，提高该系统的稳定性和相应速度。

在一些实施例中，电机10可以采用伺服电机，驱动器30可以采用伺服驱动器，编码器20可以采用伺服编码器。本同步提升系统采用伺服电机，原理可靠，响应快、稳定性高、安全性高，占用空间小，后期维护简单，可极大地降低成本，减少人力物力的投入，实现现代智能仓储的高效率作业，更好地服务于现代化智能仓储物流系统。

伺服驱动器又称伺服放大器或伺服单元，内含DSP(数字信号处理器)，有自己的算法，与伺服电机构成一个伺服驱动系统，完成一些整定、滤波、抑振、补偿、调整和监控等功能。伺服驱动器具有位置控制、速度控制和转矩控制等功能。伺服驱动器也可接收来自上位的数字或模拟控制信号和来自编码器的反馈信号，来控制电机的运转。如果上位有专门的编码器通道的话，可以从驱动器中将编码器信号采集过来，构成半闭环控制系统。

图3是本发明一实施例的同步提升系统的提升平台的装配示意图，如图3所示，四轴同步提升系统包括竖直设有齿条的支撑柱和提升平台50，提升平台上设置有与齿条匹配的齿轮52，电机10可以通过减速器驱动齿轮52。

在图3的实施例中，在提升平台与各个支撑柱对应的位置处均设有电机及配套的机构。在图3中仅标记了其中一组构造。电机10安装在电机安装座54上，四轴同步提升系统还包括调节齿轮52和齿条间隙的调节块53，调节块53设置在电机10下方的电机安装座54的一侧，以推动电机安装座54的方式，使得齿轮52靠近或远离齿条的方向。具体实施时，调节块53上可以设置有调节螺栓，以转动调节螺栓的方式推进电机安装座54靠近齿条的方向，进一步优选的，也可以在电机安装座54的另一侧设置有弹簧，以便推动电机安装座54远离齿条的方向。在一些实例中，同步提升系统还可包括用于调节支撑柱与提升平台50的张紧程度的平台张紧结构51。平台张紧结构51可以采用类似于调节块53的结构形式。

在一些实施例中，如图2和图3所示，在方形构造的提升平台中，伺服电机、伺服编码器和伺服驱动器30都可以设置有4组，分别驱动提升平台50的四个边角位置的齿轮52转动，以同步升降。即一个伺服驱动器30驱动一个伺服电机10，带动一个齿轮52，构成一组传动结构。这4组传动结构之间没有直接的机械相连，系统工作过程中，四轴同步运行，当提升平台50载重增加时，刚性的提升平台50形变增加，由于四个伺服电机52单独传动，相邻的两个伺服电机之间无机械相连，互不影响，可实现同步系统无卡顿运行，整个系统在运行过程中不会出现沉降现象。

在其他实施例中，编码器20也可以设置在电机10带动的齿轮上，或者编码器20可以替换成设置在支撑柱或者提升平台上的位移传感器，例如光栅传感器等，该位移传感器可以测得提升平台相对于支撑柱的相对位移量，并将该相对位移量直接或间接传输到可编程控制器40。驱动器30也将自身向电机10发出的脉冲量传输至可编程控器40，由可编程控制器30对提升平台的相对位移量结合运行时间，和驱动器的脉冲量进行比对，根据比对结果，实施调整驱动器30的控制脉冲量，从而保证各个电机同时同步的带动提升平台50的升降。

图4是本发明一些实施例的驱动器和电机的接线示意图，如图4所示，在该同步提升系统的伺服控制部分，驱动器还包括制动电阻，以消耗所述提升平台下降时所述电机反转产生的再生电流，所述制动电阻设置在所述驱动器的正极接口P和制动接口B之间。

在一些实施例中，同步提升系统还可包括为伺服编码器供电的绝对值电池，以记录伺服编码器的绝对位置数据。如运行中出现故障停机后，绝对值电池保证编码器数据不丢失，待故障解除后，编码器依旧正常执行相应程序，保证数据正确性及设备安全性。如绝对值电池意外损坏，则驱动器出现无法自主复位命令，从而保证程序执行的正确性和设备安全性。此外，驱动器中存在极限位保护、应急停机、过载停机、超温报警等对应的电路和功能设计。

在一些实施例中，如图4所示，四轴同步提升系统还包括设置在电源和驱动器之间的保护变压器。图4中的保护变压器外接380伏三相交流电，驱动器30的电源输入接口连接到保护变压器的输出线路，驱动器30的输出接口U/V/W与电机相连，为电机提供动力。所述编码器通过屏蔽电缆线与所述驱动器或所述可编程控制器连接。图4中的编码器20通过屏蔽电缆线与驱动器30的X6接口相连。

在一些实例中，所述伺服驱动器还包括信号处理器、功率驱动单元、反馈检测单元和通讯接口单元等。其中，所述功率驱动单元(U/V/W)与所述电机连接；各所述控制单元的输入输出接口(XA/XB)串联，与所述可编程控制器连接；反馈检测单元(X6)与所述伺服编码器连接。通讯接口单元(X4)可以与可编程控制器连接通信。

为便于理解本发明的同步提升系统的原理，以下采用具体数据、可编程控制器40的具体型号和接线图来解释说明工作原理，但其列举的数值和结构不作限定，可根据需要作适当调整。

图5是本发明一些实施例的驱动器30与可编程控制器40的连接结构示意图，如图5所示，可编程控制器40的发射接口TX、接收接口RX之间串联有4个驱动器30的控制单元，其中，驱动器30的输入输出接口(XA/XB)依次串联，连接线可以采用网线或者其他HMI线，例如可以是RS232、RS485、CAN、RJ45等线缆。驱动器的控制单元串联连接，可以保证驱动器驱动电机的同步性。在一些实例中，可编程控制器40可以采用FPXH-M8N30T型号的PLC，其电源为100V～240V AC，I/O点数规格为24V DC输入16点、0.5A/5V～24V DC、晶体管输出14点(NPN)。该PLC的通信单元也可以连接上位机或者服务器终端等，采用人机交互界面HMI进行任务编辑或下达指令。

在一些实施例中，可编程控制器40可以采用FPXH-M8N30T型号的PLC。

在实施例中，装配好本同步提升系统后，借助调节块方便调节齿轮与齿条的齿隙。本同步系统布置完成后，系统进行单独调节每个电机正反运动使实时监测电机扭矩情况，手动调节对角扭矩相等，手动调节方式可以是手动旋转电机的调节按钮，保证相邻电机的扭矩相差不超过正负5％。

图6是本发明一实施例的同步提升系统的信号循环结构流程图。在本实施例中，将本发明的同步提升系统应用于现代仓库中，由自动化仓储管理系统进行管理。

在仓储管理系统(WMS)生成任务，对仓库控制系统(WCS)下发任务，由WCS进行控制处理；

仓库控制系统对应任务向可编程控制器(主站CPU)输出指令，包括：到达的目标层、启动停止信号、当前位置、自动控制、故障报警等；

可编程控制器根据接收到的仓库控制系统的指令，通过中央处理单元(含运动控制模块)和通信单元向伺服电机下发指令和对伺服驱动器进行数据交互，包括：使能信号、脉冲量、脉冲方向、速度、提升高度、加减速时间和紧急停止等；

伺服驱动器驱动伺服电机转动；

伺服电机执行转动或停止，并且向伺服驱动器反馈数据，包括：扭力数据、过热报警和中断报警等；

伺服编码器测得伺服电机的反馈脉冲值，并将反馈脉冲值传输至伺服驱动器或可编程控制器；

可编程控制器对反馈脉冲值和发出的脉冲量进行比对，根据比对结果对各伺服驱动器的控制参数进行调节。

WMS是仓储管理系统的英文缩写，综合了入库管理、出库管理、物料对应、库存盘点、虚仓管理、库存统计等诸多功能，有效控制并跟踪仓库的物流，实现完善的企业仓储信息管理，并可以与WCS等多种软件系统对接，更好地提高企业管理的深度和广度。WCS是仓库控制系统的简称，是介于WMS系统和PLC系统之间的一层管理控制系统，可以协调各种物流设备如输送机、堆垛机、穿梭车以及机器人、自动导引小车等物流设备之间的运行，主要通过任务引擎和消息引擎，优化分解任务、分析执行路径，为上层系统的调度指令提供执行保障和优化，实现对各种设备系统接口的集成、统一调度和监控。WMS和WCS两者的结合运用，能够为仓储物流的高效管理带来实现的可能，并为企业带来更多的发展贡献。

具体实施中，系统工作时，电气控制柜上电后，电源正常则保护变压器正常输出。驱动器正常上电正常状态下，无报警情况下，等待命令。可编程控制器通过TCP(传输控制协议)与仓储管理系统和仓库控制系统进行通讯，通过执行内部逻辑程序，可编程控制器通过内部通讯发送相应命令至驱动器(驱动器为循环串联，单个驱动器控制单独电机)，驱动器判断电机及编码器状态，如状态正常，驱动器的信号处理器向电机发送相应的允许使能、脉冲数量、方向、加速时间及目标值。如电机或编码器状态异常(如连接异常、设备状态异常、通讯异常等)，驱动器发出报警并反馈至可编程控制器。

在同步提升系统运行中，编码器反馈的脉冲值与驱动器发出的脉冲量进行对比，可编程控制器根据对比结果进行调节，从而保证4个驱动器驱动电机工作从而带动齿轮旋转，提升平台的运行和位置定位精准，实现四轴同步。

如运行中出现故障停机后，绝对值电池保证编码器数据不丢失，待故障解除后，依旧正常执行相应程序，保证数据正确性及设备安全性。如绝对值电池意外损坏，则驱动器出现无法自主复位命令，从而保证程序执行的正确性和设备安全性。此外，驱动器中存在极限位保护、应急停机、过载停机、超温报警等相应的电路设计和功能设计。

系统工作过程中，四轴同步运行，当提升平台的载重增加时，刚性的提升平台形变增加，由于四个电机单独传动，相邻的两个电机之间无机械相连，互不影响，可实现四轴同步系统无卡顿运行。

同步系统可实现四个伺服电机的同步驱动，四个边角位置的齿轮齿条结构单独传动，不会因提升平台形变等造成的误差而造成影响，提升平台不会产生卡顿、过度倾斜等现象，保证提升平台的稳定运行。

在运行过程中，伺服编码器和绝对值电池可以记录每层货架位置、0位和最大位置等。

本同步系统采用伺服电机，原理可靠，响应快、稳定性高、安全性高，占用空间小，后期维护简单，可极大地降低成本，减少人力物力的投入，实现现代智能仓储的高效率作业，更好地服务于现代化智能仓储物流系统。

本同步系统适用于平台往复运动提升机，尤其适用于载重大且工况要求稳定的场合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于立体仓库的同步竖直提升系统，在所述立体仓库中设置有供搬运机器人在水平方向行走的水平轨道，所述同步竖直提升系统用于将搬运机器人在竖直方向运送到不同储货层，其特征在于，

所述同步竖直提升系统包括设有齿条的竖直的四个支撑柱和可在所述各支撑柱上下移动的刚性提升平台；

所述刚性提升平台上分别设置有与所述各个支撑柱对应的驱动电机，每个驱动电机单独驱动一组齿轮齿条机构；

各个驱动电机由各自的驱动器单独控制，所述驱动器的控制单元循环串联联接；

所述同步竖直提升系统实时监测各个驱动电机的扭矩值，在所述同步竖直提升系统布置完成后，单独调节每个驱动电机正反运动，实时监测驱动电机扭矩情况，将相邻驱动电机的扭矩配置为相差不超过正负5%；对角驱动电机的扭矩被设置为相等，所述驱动电机为伺服电机；

所述同步竖直提升系统中还设置有可编程控制器，其中所述可编程控制器与各所述驱动器连接，该可编程控制器还连接有传感器，所述传感器包括多个传感器子模块，所述传感器子模块用于监测所述驱动电机的状态数据、监测所述驱动电机驱动的齿轮的转动数据以及探测所述刚性提升平台的升降数据；

所述可编程控制器将所述各个传感器的反馈脉冲值与对应所述驱动器的脉冲量进行对比并且发送调节信号，以确保所述刚性提升平台的位置同步。

2.根据权利要求1所述的同步竖直提升系统，其特征在于，相邻的两个驱动电机之间独立驱动。

3.根据权利要求1至2之一所述的同步竖直提升系统，其特征在于，

所述驱动器为与所述伺服电机对应的伺服驱动器，所述传感器包括设置在驱动电机上的伺服编码器，所述伺服编码器和所述驱动器都设置有4组，各组单独控制。

4.根据权利要求3所述的同步竖直提升系统，其特征在于，

所述驱动器还包括信号处理器、功率驱动单元、通讯接口单元、控制单元和反馈检测单元；

所述功率驱动单元与所述驱动电机连接；各所述控制单元的输入输出接口串联，与所述可编程控制器连接；反馈检测单元与所述伺服编码器连接。

5.根据权利要求4所述的同步竖直提升系统，其特征在于，驱动各所述驱动电机的所述驱动器通过所述反馈检测单元与对应检测该驱动电机的所述编码器连接。

6.根据权利要求1所述的同步竖直提升系统，其特征在于，所述驱动器还包括制动电阻，所述制动电阻设置在所述驱动器的正极接口和制动接口之间，以消耗所述刚性提升平台下降时所述驱动电机反转产生的再生电流。

7.根据权利要求5所述的同步竖直提升系统，其特征在于，所述同步竖直提升系统还包括为所述伺服编码器供电的绝对值电池，以记录所述伺服编码器的绝对位置数据。

8.根据权利要求6所述的同步竖直提升系统，其特征在于，所述同步竖直提升系统还包括用于调节所述支撑柱与所述刚性提升平台的张紧程度的平台张紧结构，所述平台张紧结构设置在所述支撑柱上；

所述同步竖直提升系统还包括调节所述齿轮和所述齿条间隙的调节块，所述调节块设置在所述驱动电机下方的电机安装座的一侧，以推动所述驱动电机安装座的方式，使得所述齿轮靠近或远离所述齿条的方向。

9.根据权利要求8所述的同步竖直提升系统，其特征在于，

该同步竖直提升系统经由通讯线路与仓储管理系统和仓库控制系统连接。

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