CN111071675A - 一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，具有车体，车体上装有行走装置、顶升装置、在线充电装置和传感检测组件及与其相匹配的控制系统；顶升装置包括一台直流减速电机A、两套丝杠升降机构和顶升板组件；直流减速电机A具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端，每个输出端对应传动连接一套丝杠升降机构，每套丝杠升降机构均连接顶升板组件的背面；顶升板组件包括基板和设置在基板左、右两侧的防滑板；本发明结构简单、设计巧妙，采用模块化设计，顶升传动稳定性和可控性好，机械效率高，易于检修维护。

Description

一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置

技术领域

本发明涉及密集型自动化立体仓储技术领域，尤其是一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置。

背景技术

随着人力成本的日益提升、土地资源日益紧张，由于密集型自动化立体仓储具有能实现货物自动存取和搬运,实现自动化作业及集中监控统计调度,提高作业效率和场地空间利用率等特点，在各行业应用越来越广泛。

目前，自动化立体仓储内部使用的穿梭板装置存在以下问题：

(1)在检测定位方面，目前很多穿梭板装置还依靠接近开关检测轨道上的特殊位置以实现定位控制，其可靠性低、精度差；

(2)在穿梭板的行走驱动方面，主要采用链传动形式，但是链传动型式不能保证瞬时传动比恒定，传动平稳性不好，需要定期调整张紧；

(3)在穿梭板的提升驱动方面，主要采用偏心轮、曲柄连杆、凸轮或楔块机构提升，但是曲柄连杆、凸轮或楔块机构的机械效率低下，顶升重载时需要的扭矩功率较大，对蓄电池电源提出较高要求，且传递的扭矩不均匀，与链传动同时使用平稳性很差；

(4)在穿梭板内部布置结构方面，穿梭板内结构复杂，模块化程度不高，检修维护困难。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有的自动化立体仓储内部使用的穿梭板装置所存在的上述问题，为此提供一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置。

本发明的具体方案是：一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，具有载放在穿梭板轨道上的车体，车体上装有行走装置、顶升装置、在线充电装置和用于探测车体与货物信息的传感检测组件及与其相匹配的控制系统；所述顶升装置包括一台直流减速电机A、两套丝杠升降机构和顶升板组件；直流减速电机A具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端，每个输出端对应传动连接一套丝杠升降机构，每套丝杠升降机构均连接顶升板组件的背面；顶升板组件包括基板和设置在基板左、右两侧的防滑板。

本发明中行走装置包括一组主动轮和至少一组从动轮，各个主动轮由直流减速电机B进行同步驱动。

本发明中所述直流减速电机A与直流减速电机B结构相同，均具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端，直流减速电机B的每个输出端均通过涨紧套连接传动轴，在传动轴的另一端安装所述主动轮，并在车体左/右侧设有用于配装传动轴的轴承座。

本发明中所述丝杠升降机构均具有单输入双输出的转向器，转向器的输入端连接直流减速电机A的其中一个输出端，转向器的每个输出端均装有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合，大锥齿轮安装在竖直布置的丝杠上，丝杠的底端套装有至少一套丝杠轴承，丝杠轴承安装于车体底部的丝杠轴承座上，丝杠的上端装有丝杠螺母，丝杠螺母通过转接座连接顶升板组件的背面。

本发明中所述基板的中部开设有检修口，在检修口上配装有顶盖板；所述车体的左、右两侧设有若干个导向轮。

本发明中所述在线充电装置包括安装在所述穿梭板轨道上的充电刷块和安装在车体底部的充电刷板，充电刷板通电连接车体内的至少一组蓄电池，充电刷块通电连接充电器。

本发明中所述传感检测组件包括用于探测车体当前位置的激光测距仪、用于检测顶升板组件的高低极限位置的接近开关、用于检测车体前后两侧是否有托盘的光电开关和用于检测车体上侧是否有托盘的货探开关，在穿梭板轨道上设有用于反射激光测距仪所发出激光的反射板；所述控制系统包括PLC控制器、伺服驱动器A和伺服驱动器B；所述激光测距仪、接近开关、光电开关和货探开关分别通讯连接PLC控制器，PLC控制器发出指令，通过伺服驱动器A控制直流减速电机A的实时动作，并通过伺服驱动器B控制直流减速电机B的实时动作。

本发明中所述车体的前侧设有仪表面板模块，仪表面板模块包括用于显示设备状态信息的数显单元、用于显示设备控制与状态信息的带灯开关单元、用于声音报警提示的报警单元和用于无线通信的无线通信单元；所述数显单元、带灯开关单元、报警单元和无线通信单元分别通讯连接PLC控制器。

本发明中所述车体的前、后两侧均装有安全触边开关，安全触边开关通讯连接PLC控制器，在每个安全触边开关左、右两侧的车体上各装有橡胶缓冲柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过丝杠升降机构控制顶升装置的顶升动作，在控制上丝杠升降机构传动比恒定，传递的扭矩恒定，传动平稳，其可控性好，机械效率高，并且顶升需要的扭矩功率小，可延长蓄电池续航时间；

(2)本发明将顶升平台设计为顶升板组件，该顶升板组件为整体结构，可有效防止货物托盘的倾翻和滑动，有利于平稳顶升；

(3)本发明结构简单，采用模块化设计，易于检修维护；

(4)本发明实现了对穿梭车车体位置的精确控制，并实现了对车体前、后侧与上侧货物的实时探测，同时实现了对车体的多重防撞保护，大大提高了车体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的安装结构示意图；

图2是本发明的俯视结构图；

图3是本发明不包含顶升板组件的俯视结构图；

图4是图3的A-A视图；

图5是图3的B-B视图；

图6是本发明中在线充电装置的结构框图；

图7是本发明中传感检测组件在车体内的安装结构示意图；

图8是本发明的控制结构框图。

图中：1—穿梭板轨道，2—车体，3—主动轮，4—从动轮，5—直流减速电机B，6—直流减速电机A，7—涨紧套，8—传动轴，9—轴承座，10—基板，11—防滑板，12—顶盖板，13—导向轮，14—转向器，15—联轴器，16—转接轴，17—小锥齿轮，18—大锥齿轮，19—丝杠，20—丝杠轴承，21—丝杠轴承座，22—丝杠螺母，23—充电刷块，24—充电刷板，25—蓄电池，26—充电器，27—激光测距仪，28—接近开关，29—光电开关，30—货探开关，31—反射板，32—支座，33—PLC控制器，34—伺服驱动器B，35—伺服驱动器A，36—数显单元，37—带灯开关单元，38—报警单元，39—无线通信单元，40—安全触边开关，41—橡胶缓冲柱，42—转接座。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1-5，一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，具有载放在穿梭板轨道1上的车体2，车体2上装有行走装置、顶升装置、在线充电装置和用于探测车体与货物信息的传感检测组件及与其相匹配的控制系统，行走装置包括一组主动轮3和一组从动轮4，各个主动轮由直流减速电机B5进行同步驱动；所述顶升装置包括一台直流减速电机A6、两套丝杠升降机构和顶升板组件；所述直流减速电机B5与直流减速电机A6结构相同，均具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端；直流减速电机B5的每个输出端均通过涨紧套7连接传动轴8，在传动轴8的另一端安装所述主动轮3，并在车体2的左右两侧各设有用于配装传动轴8的轴承座9；直流减速电机A6的每个输出端对应传动连接一套丝杠升降机构，每套丝杠升降机构均连接顶升板组件的背面；顶升板组件包括基板10和设置在基板10左、右两侧的防滑板11，所述基板10的中部开设有检修口，在检修口上配装有顶盖板12；所述车体2的左、右两侧设有若干个导向轮13，其中导向轮13的轮边贴合在穿梭板轨道1的侧壁上，用于确保穿梭板行走的稳定性。

参见图4，本实施例中所述丝杠升降机构均具有单输入双输出的转向器14，转向器14的输入端连接直流减速电机A6的其中一个输出端，转向器14的每个输出端均通过联轴器15连接转接轴16，在转接轴16的另一端装有小锥齿轮17，小锥齿轮17与大锥齿轮18相啮合，其中小锥齿轮17与大锥齿轮18均采用弧锥齿轮；大锥齿轮18安装在竖直布置的丝杠19上，其中丝杠19采用滚珠丝杠且分左旋和右旋；所述丝杠19的底端套装有两套丝杠轴承20，其中丝杠轴承20采用圆锥滚子轴承，并且两套丝杠轴承20采取背对背的安装方式；所述丝杠轴承20安装于车体2底部的丝杠轴承座21上，丝杠19的上端装有丝杠螺母22，丝杠螺母22通过转接座42连接顶升板组件中基板10的背面。所述顶升装置在工作时，直流减速电机A6的每个输出端输出的动力均由转向器14一分为二且转向90°后输出，小锥齿轮17在转向器14的驱动下带动大锥齿轮18转动，大锥齿轮18又带动丝杠19旋转；由于四根丝杠19上的丝杠螺母22均是通过转接座42连接基板10，则丝杠19在旋转的同时带动丝杠螺母22沿其作竖直升降运动，从而可驱动顶升板组件作竖直升降运动。

参见图6，本实施例中所述在线充电装置包括安装在所述穿梭板轨道1上的充电刷块23和安装在车体2底部的充电刷板24，在充电时，可通过控制穿梭板运行位置使得充电刷板24与充电刷块23接触通电；充电刷板24通电连接车体内的至少一组蓄电池25，蓄电池25位于顶盖板12的正下方，蓄电池25用于向车体2内的传感检测组件和控制系统提供工作电源；充电刷块24通电连接充电器26，充电器26用于将交流220V或380V电相应地转换成直流24V或48V电；所述充电刷块24采用型号为FTS的20A两级刷块，充电刷板24采用型号为FTS的25A两级刷板。

参见图7，实施例中所述传感检测组件包括用于探测车体当前位置的激光测距仪27、用于检测顶升板组件的高低极限位置的接近开关28、用于检测车体前后两侧是否有托盘的光电开关29和用于检测车体上侧是否有托盘的货探开关30；在穿梭板轨道1上设有用于反射激光测距仪27所发出激光的反射板31，所述激光测距仪27采用的型号为DL50-P2225SICK，激光测距仪27设有一支，其检测端与反射板31呈正对布置；所述接近开关28设有两个，并且两个接近开关28上、下并排安装于一支座32上，接近开关28采用的型号为pr12-4dp;所述光电开关29设有两个，并且两个光电开关29以背对的方式对应安装于车体的前后两侧，光电开关29采用的型号为gte6-P4231;所述货探开关30设有两个，并且两个货探开关30在车体的前后两侧均呈竖直朝上布置，货探开关30采用的型号为grte18s-p1342。

参见图8，所述控制系统包括PLC控制器33、伺服驱动器B34和伺服驱动器A35，在PLC控制器33上配置有RS485接口，并通过相应的RS485串口线分别通讯连接伺服驱动器B34和伺服驱动器A35；所述激光测距仪27通过RS422串口线通讯连接PLC控制器33上匹配的RS422接口，所述接近开关28、光电开关29和货探开关30分别通讯连接PLC控制器33上的数字量输入端口，PLC控制器33发出指令，通过伺服驱动器B34控制直流减速电机B5的实时动作，并通过伺服驱动器A35控制直流减速电机A6的实时动作。

本实施例中所述车体2的前侧设有仪表面板模块，仪表面板模块包括用于显示设备状态信息的数显单元36、用于显示设备控制与状态信息的带灯开关单元37、用于声音报警提示的报警单元38和用于与外部设备无线通信的无线通信单元39，其中数显单元36采用的型号为LED-046，带灯开关单元37采用的型号为AOV50A，报警单元38采用型号为AD16-22SM的蜂鸣器，无线通信单元39采用型号为RAD_ISM_2459_ANT_FOOD_6_0_N的无线WIFI模块；所述PLC控制器33通过RJ45网线通讯连接无线通信单元39，并且PLC控制器33的数字量输出端口分别通讯连接数显单元36、带灯开关单元37和报警单元38。

本实施例中所述车体2的前、后两侧均装有安全触边开关40，安全触边开关40通讯连接PLC控制器33的数字量输入端口，在每个安全触边开关40左、右两侧的车体上各装有橡胶缓冲柱41。

当所述车体碰到障碍物时，会挤压所述安全触边开关40使其产生形变，安全触边开关40形变到一定程度会给开关量信号到所述PLC控制器33，PLC控制器33控制所述穿梭板停止运行；另外，当所述车体2碰到障碍物后，所述橡胶缓冲柱41能吸收大部分能量以保护所述车体2不被撞坏。

Claims (9)

1.一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，具有载放在穿梭板轨道上的车体，车体上装有行走装置、顶升装置、在线充电装置和用于探测车体与货物信息的传感检测组件及与其相匹配的控制系统，其特征是：所述顶升装置包括一台直流减速电机A、两套丝杠升降机构和顶升板组件；直流减速电机A具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端，每个输出端对应传动连接一套丝杠升降机构，每套丝杠升降机构均连接顶升板组件的背面；顶升板组件包括基板和设置在基板左、右两侧的防滑板。

2.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述行走装置包括一组主动轮和至少一组从动轮，各个主动轮由直流减速电机B进行同步驱动。

3.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述直流减速电机A与直流减速电机B结构相同，均具有与其主轴相垂直的左、右两个输出端，直流减速电机B的每个输出端均通过涨紧套连接传动轴，在传动轴的另一端安装所述主动轮，并在车体左/右侧设有用于配装传动轴的轴承座。

4.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述丝杠升降机构均具有单输入双输出的转向器，转向器的输入端连接直流减速电机A的其中一个输出端，转向器的每个输出端均装有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合，大锥齿轮安装在竖直布置的丝杠上，丝杠的底端套装有至少一套丝杠轴承，丝杠轴承安装于车体底部的丝杠轴承座上，丝杠的上端装有丝杠螺母，丝杠螺母通过转接座连接顶升板组件的背面。

5.根据权利要求1或4所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述基板的中部开设有检修口，在检修口上配装有顶盖板；所述车体的左、右两侧设有若干个导向轮。

6.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述在线充电装置包括安装在所述穿梭板轨道上的充电刷块和安装在车体底部的充电刷板，充电刷板通电连接车体内的至少一组蓄电池，充电刷块通电连接充电器。

7.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述传感检测组件包括用于探测车体当前位置的激光测距仪、用于检测顶升板组件的高低极限位置的接近开关、用于检测车体前后两侧是否有托盘的光电开关和用于检测车体上侧是否有托盘的货探开关，在穿梭板轨道上设有用于反射激光测距仪所发出激光的反射板；所述控制系统包括PLC控制器、伺服驱动器A和伺服驱动器B；所述激光测距仪、接近开关、光电开关和货探开关分别通讯连接PLC控制器，PLC控制器发出指令，通过伺服驱动器A控制直流减速电机A的实时动作，并通过伺服驱动器B控制直流减速电机B的实时动作。

8.根据权利要求7所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述车体的前侧设有仪表面板模块，仪表面板模块包括用于显示设备状态信息的数显单元、用于显示设备控制与状态信息的带灯开关单元、用于声音报警提示的报警单元和用于无线通信的无线通信单元；所述数显单元、带灯开关单元、报警单元和无线通信单元分别通讯连接PLC控制器。

9.根据权利要求7所述的一种应用于立体仓储的重载型穿梭板装置，其特征是：所述车体的前、后两侧均装有安全触边开关，安全触边开关通讯连接PLC控制器，在每个安全触边开关左、右侧的车体上各装有橡胶缓冲柱。

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