CN111392312A - 一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法，属于货架技术领域。本发明的层高调节式仓储货架，包括框架、若干层架和爬升机器人，层架的两端分别通过爬升机器人安装于框架两侧对应的两根立柱上，爬升机器人包括固定座、伸缩驱动器、升降滑动套和推拉式电磁铁，固定座的四个角处各铰接安装有一组伸缩驱动器，每组伸缩驱动器的伸缩端均铰接安装有升降滑动套，升降滑动套内安装有推拉式电磁铁。本发明的爬升机器人采用四组伸缩驱动器配合推拉式电磁铁实现在立柱上爬升或下降动作，结构简单稳定，能够灵活调节各层层架之间的高度，满足了不同高度货物的存放需要，爬升动作稳定可靠，承载能力强，自动化程度高，使用安全性强。

Description

一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种仓储货架，更具体地说，涉及一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法。

背景技术

在仓储设备中，货架是专门用于存放货品的保管设施，在物流及仓库中占有非常重要的地位。由于平面仓储占地面积大，容积率小，仓库面积又受到很大限制，而货架不仅能节约仓储空间，还能使货物变得井井有条以便于管理，因此，现代仓储企业都需要大规模使用较高较宽的货架来储存货物。

随着现代工业的迅猛发展，物流量的大幅度增加，不仅要求货架的数量增加，而且要求货架具有多种功能，以满足不同物品的放置，对货架的自动化和机械化提出了更高的要求。而现有的货架，其搁板固定在立柱上，宽度和层高均是固定不变的，但货物的体积大小不一，这样就导致货架的空间利用率并不高，存在着很多的浪费。总的来说，现有固定式货架普遍存在以下不足：

(1)由于仓储货架高度固定，与货物高度不匹配时，会影响货物的存放和装卸效率；对于一些超高的货物则无法存放，使用灵活性较差，不便于货物的统一存储和管理；

(2)同一仓储放置不同尺寸的货物，会需要购置不同宽度和高度的不同类别货架，且这些不同型号的货架在同一仓储中规整度一般较差，不能更好的利用仓储的有效空间，对货物的装卸也存在较大影响。

为了解决上述固定式货架存在的问题，现有技术中也有一些可调式货架出现，如中国专利号ZL201920143120.5，授权公告日为2019年11月22日，发明创造名称为：一种可调型多层货架，该申请案涉及一种可调型多层货架，包括架体，架体内间隔设置有多个搁板，架体上还竖直设置有齿条，搁板上转动连接有齿轮，搁板通过齿轮、齿条啮合活动设置在架体内；搁板上还设置有限制齿轮转动的固定件。该申请案的可调型多层货架能够根据被摆放物品的体积，来适时地调节每层搁板之间的高度，以充分利用存储空间。但其高度调节是通过手动旋转旋钮带动齿轮在齿条上升降实现的，需要四个旋钮基本保持同步旋转，调节操作相对较为繁琐，且高度调节效率较低。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有仓储货架存在高度调节操作不便、自动化程度较低等不足，提供一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法，采用本发明的技术方案，层架的两端分别通过爬升机器人安装于框架两侧对应的两根立柱上，爬升机器人采用四组伸缩驱动器配合推拉式电磁铁实现在立柱上爬升或下降动作，结构简单稳定，能够灵活调节各层层架之间的高度，满足了不同高度货物的存放需要，爬升机器人爬升动作稳定可靠，承载能力强，自动化程度高，使用安全性强。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，包括框架和安装于框架上的若干层架，所述的框架包括底架、顶架、以及安装于底架和顶架之间的四根立柱，还包括爬升机器人，所述的层架的两端分别通过爬升机器人安装于框架两侧对应的两根立柱上，所述的爬升机器人包括固定座、伸缩驱动器、升降滑动套和推拉式电磁铁，所述的固定座与层架对应侧的侧杆相连接，所述的固定座的四个角处各铰接安装有一组伸缩驱动器，每组伸缩驱动器的伸缩端均铰接安装有升降滑动套，所述的升降滑动套套设于对应侧的立柱上，四组伸缩驱动器在固定座上构成“X”形爬升结构，所述的升降滑动套内安装有推拉式电磁铁，所述的推拉式电磁铁的伸缩端设有摩擦块，所述的立柱与推拉式电磁铁上的摩擦块相配合的侧面为摩擦面，所述的推拉式电磁铁伸缩运动带动摩擦块与相应立柱的摩擦面结合或分离。

更进一步地，所述的推拉式电磁铁通电时带动摩擦块收缩与立柱的摩擦面相分离，断电时推拉式电磁铁内部弹簧顶出带动摩擦块伸出与立柱的摩擦面相结合。

更进一步地，每组所述的爬升机器人在同一时刻至少有两个升降滑动套通过推拉式电磁铁与立柱的摩擦面相结合。

更进一步地，所述的层架两侧的侧杆两端还分别设有与对应的立柱滑动配合的导滑套。

更进一步地，所述的伸缩驱动器为电动推杆或气缸。

更进一步地，所述的固定座为正八边形，在固定座相互间隔的侧面上分别设置有用于与伸缩驱动器一端相铰接的铰接座。

更进一步地，所述的框架的底架底部还设有具有自锁功能的滚轮。

本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架的控制方法，包含以下步骤：

A、层架高度上升时：

A1、对应层架两端的爬升机器人同步工作，爬升机器人上部的两组伸缩驱动器配合对应的升降滑动套内的推拉式电磁铁同步或分步向上伸展，使得爬升机器人上部的两组升降滑动套在高位上通过推拉式电磁铁与对应的立柱摩擦面相结合；爬升机器人下部的两组伸缩驱动器配合对应的升降滑动套内的推拉式电磁铁同步或分步向上收缩，使得爬升机器人下部的两组升降滑动套在高位上通过推拉式电磁铁与对应的立柱摩擦面结合；

A2、爬升机器人的四组伸缩驱动器同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器同步收缩，下部的两组伸缩驱动器同步伸展，通过固定座带动层架向上移动；

B、层架高度下降时：

B1、对应层架两端的爬升机器人同步工作，爬升机器人下部的两组伸缩驱动器配合对应的升降滑动套内的推拉式电磁铁同步或分步向下伸展，使得爬升机器人下部的两组升降滑动套在低位上通过推拉式电磁铁与对应的立柱摩擦面相结合；爬升机器人上部的两组伸缩驱动器配合对应的升降滑动套内的推拉式电磁铁同步或分步向下收缩，使得爬升机器人上部的两组升降滑动套在低位上通过推拉式电磁铁与对应的立柱摩擦面结合；

B2、爬升机器人的四组伸缩驱动器同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器同步伸展，下部的两组伸缩驱动器同步收缩，通过固定座带动层架向下移动。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法，其层架的两端分别通过爬升机器人安装于框架两侧对应的两根立柱上，爬升机器人采用四组伸缩驱动器配合推拉式电磁铁实现在立柱上爬升或下降动作，推拉式电磁铁通过控制摩擦块与立柱的摩擦面结合或分离来实现类似于抓握或松开的动作，结构简单稳定，能够灵活调节各层层架之间的高度，满足了不同高度货物的存放需要，爬升机器人爬升动作稳定可靠，承载能力强，自动化程度高，使用安全性强；并且，仅需控制推拉式电磁铁和伸缩驱动器配合动作即可，控制简单方便；

(2)本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其推拉式电磁铁通电时带动摩擦块收缩与立柱的摩擦面相分离，断电时推拉式电磁铁内部弹簧顶出带动摩擦块伸出与立柱的摩擦面相结合，采用该推拉式电磁铁设计，在出现意外断电时也能够保证仓储货架层架的稳定，保证了仓储货架使用的安全可靠；

(3)本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其每组爬升机器人在同一时刻至少有两个升降滑动套通过推拉式电磁铁与立柱的摩擦面相结合，在爬升过程中，能够保证爬升机器人与立柱之间具有足够的结合力，保证爬升机器人能够稳定载重爬升，提高了层架高度调节的稳定性；

(4)本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其层架两侧的侧杆两端还分别设有与对应的立柱滑动配合的导滑套，利用导滑套与立柱滑动配合，保证了层架升降稳定，避免在爬升过程中发生层架晃动等问题；

(5)本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其伸缩驱动器为电动推杆或气缸，伸缩动作稳定可靠，便于自动化控制。

附图说明

图1为本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架的结构示意图；

图2为本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架中一组爬升机器人的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、框架；11、底架；12、顶架；13、立柱；13a、摩擦面；14、滚轮；2、层架；21、导滑套；22、侧杆；3、爬升机器人；31、固定座；31a、铰接座；32、伸缩驱动器；33、升降滑动套；34、推拉式电磁铁。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1和图2所示，本实施例的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，包括框架1和安装于框架1上的若干层架2，框架1为货架主体部分，层架2用于分隔框架1的存储空间，用于存放货物；框架1包括底架11、顶架12、以及安装于底架11和顶架12之间的四根立柱13，底架11、顶架12和立柱13构成整体为矩形的框架结构，为了便于货架的整体移动，在框架1的底架11底部还设有具有自锁功能的滚轮14，方便了货架位置的移动。与现有货架不同地是，还包括爬升机器人3，层架2的两端分别通过爬升机器人3安装于框架1两侧对应的两根立柱13上，优选地，爬升机器人3安装于层架2宽度方向上，留出层架2长度方向作为货物取放空间，使货架使用更加方便；爬升机器人3包括固定座31、伸缩驱动器32、升降滑动套33和推拉式电磁铁34，固定座31与层架2对应侧的侧杆22相连接，固定座31的四个角处各铰接安装有一组伸缩驱动器32，每组伸缩驱动器32的伸缩端均铰接安装有升降滑动套33，升降滑动套33套设于对应侧的立柱13上，四组伸缩驱动器32在固定座31上构成“X”形爬升结构，升降滑动套33内安装有推拉式电磁铁34，推拉式电磁铁34的伸缩端设有摩擦块，立柱13与推拉式电磁铁34上的摩擦块相配合的侧面为摩擦面13a，摩擦面13a可设计为粗糙面或锯齿面等，能够与摩擦块稳定结合，最大化防止两者打滑，提高层架2承载能力，推拉式电磁铁34伸缩运动带动摩擦块与相应立柱13的摩擦面13a结合或分离。为了保证仓储货架的使用安全性，在本实施例中优选地，推拉式电磁铁34通电时带动摩擦块收缩与立柱13的摩擦面13a相分离，断电时带动摩擦块伸出与立柱13的摩擦面13a相结合，采用该推拉式电磁铁设计，在出现意外断电时也能够保证仓储货架层架的稳定，保证了仓储货架使用的安全可靠。另外，优选地，每组爬升机器人3在同一时刻至少有两个升降滑动套33通过推拉式电磁铁34与立柱13的摩擦面13a相结合，在爬升过程中，能够保证爬升机器人3与立柱13之间具有足够的结合力，保证爬升机器人3能够稳定载重爬升，提高了层架高度调节的稳定性。

在本实施例中，层架2两侧的侧杆22两端还分别设有与对应的立柱13滑动配合的导滑套21，利用导滑套21与立柱13实现导向配合，保证了层架2升降稳定，避免在爬升过程中发生层架晃动等问题。并且，在层架2的上述导向设计基础上，使得固定座31与侧杆22之间能够采用销轴配合，具体可在固定座31的中心设置销轴，在侧杆22上沿其长度方向设置一段条形槽，销轴位于条形槽内，这样利用固定座31能够带动层架2上升运动，同时能够适应因伸缩驱动器32伸缩运动出现不同步而导致固定座31向一侧偏转移动的问题，进一步保证了爬升机器人3升降爬升运动的稳定性和可靠性。上述的伸缩驱动器32可为电动推杆或气缸，伸缩动作稳定可靠，便于自动化控制。在本实施例中优选采用电动推杆，实现仓储货架的电动化控制，相比气缸而言，减少了气路控制，使整个控制部分的设计更加简洁。此外，为了便于伸缩驱动器32的安装，本实施例中的固定座31为正八边形，在固定座31相互间隔的侧面上分别设置有用于与伸缩驱动器32一端相铰接的铰接座31a，四个铰接座31a分别位于固定座31的四个角处，方便了伸缩驱动器32的铰接安装。

参见图1和图2所示，本实施例的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架的控制方法，包含以下步骤：

A、层架2高度上升时：

A1、对应层架2两端的爬升机器人3同步工作，爬升机器人3上部的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34同步或分步向上伸展，使得爬升机器人3上部的两组升降滑动套33在高位上通过推拉式电磁铁34与对应的立柱13摩擦面13a相结合；爬升机器人3下部的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34同步或分步向上收缩，使得爬升机器人3下部的两组升降滑动套33在高位上通过推拉式电磁铁34与对应的立柱13摩擦面13a结合；具体地，在层架2轻载时，可控制爬升机器人3上下的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34同步动作，升降爬升效率更高；在层架2重载时，可控制爬升机器人3上部或下部的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34分步动作，即上部或下部的两组伸缩驱动器32先后动作，保证同一时间有三组升降滑动套33通过推拉式电磁铁34与立柱13相结合，保证了层架2升降爬升稳定性。在伸缩驱动器32工作过程中，对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34先动作，使摩擦块与立柱13相分离，然后伸缩驱动器32伸缩运动到指定位置后，推拉式电磁铁34在控制摩擦块与立柱13相结合。通过伸缩驱动器32的配合爬升动作，使得爬升机器人3整体在立柱13上升降运动。

A2、爬升机器人3的四组伸缩驱动器32同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器32同步收缩，下部的两组伸缩驱动器32同步伸展，使得固定座31向上移动，进而通过固定座31带动层架2向上移动。

重复上述动作过程即可控制层架2连续向上运动。

B、层架2高度下降时：

B1、对应层架2两端的爬升机器人3同步工作，爬升机器人3下部的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34同步或分步向下伸展，使得爬升机器人3下部的两组升降滑动套33在低位上通过推拉式电磁铁34与对应的立柱13摩擦面13a相结合；爬升机器人3上部的两组伸缩驱动器32配合对应的升降滑动套33内的推拉式电磁铁34同步或分步向下收缩，使得爬升机器人3上部的两组升降滑动套33在低位上通过推拉式电磁铁34与对应的立柱13摩擦面13a结合；具体动作过程与爬升机器人3向上爬升动作类似。

B2、爬升机器人3的四组伸缩驱动器32同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器32同步伸展，下部的两组伸缩驱动器32同步收缩，使得固定座31向下移动，进而通过固定座31带动层架2向下移动。

重复上述动作过程即可控制层架2连续向下运动。

本发明的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架及其控制方法，层架的两端分别通过爬升机器人安装于框架两侧对应的两根立柱上，爬升机器人采用四组伸缩驱动器配合推拉式电磁铁实现在立柱上爬升或下降动作，推拉式电磁铁通过控制摩擦块与立柱的摩擦面结合或分离来实现类似于抓握或松开的动作，结构简单稳定，能够灵活调节各层层架之间的高度，满足了不同高度货物的存放需要，爬升机器人爬升动作稳定可靠，承载能力强，自动化程度高，使用安全性强；并且，仅需控制推拉式电磁铁和伸缩驱动器配合动作即可，控制简单方便。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，包括框架(1)和安装于框架(1)上的若干层架(2)，所述的框架(1)包括底架(11)、顶架(12)、以及安装于底架(11)和顶架(12)之间的四根立柱(13)，其特征在于：还包括爬升机器人(3)，所述的层架(2)的两端分别通过爬升机器人(3)安装于框架(1)两侧对应的两根立柱(13)上，所述的爬升机器人(3)包括固定座(31)、伸缩驱动器(32)、升降滑动套(33)和推拉式电磁铁(34)，所述的固定座(31)与层架(2)对应侧的侧杆(22)相连接，所述的固定座(31)的四个角处各铰接安装有一组伸缩驱动器(32)，每组伸缩驱动器(32)的伸缩端均铰接安装有升降滑动套(33)，所述的升降滑动套(33)套设于对应侧的立柱(13)上，四组伸缩驱动器(32)在固定座(31)上构成“X”形爬升结构，所述的升降滑动套(33)内安装有推拉式电磁铁(34)，所述的推拉式电磁铁(34)的伸缩端设有摩擦块，所述的立柱(13)与推拉式电磁铁(34)上的摩擦块相配合的侧面为摩擦面(13a)，所述的推拉式电磁铁(34)伸缩运动带动摩擦块与相应立柱(13)的摩擦面(13a)结合或分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：所述的推拉式电磁铁(34)通电时带动摩擦块收缩与立柱(13)的摩擦面(13a)相分离，断电时推拉式电磁铁(34)内部弹簧顶出带动摩擦块伸出与立柱(13)的摩擦面(13a)相结合。

3.根据权利要求2所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：每组所述的爬升机器人(3)在同一时刻至少有两个升降滑动套(33)通过推拉式电磁铁(34)与立柱(13)的摩擦面(13a)相结合。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：所述的层架(2)两侧的侧杆(22)两端还分别设有与对应的立柱(13)滑动配合的导滑套(21)。

5.根据权利要求4所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：所述的伸缩驱动器(32)为电动推杆或气缸。

6.根据权利要求5所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：所述的固定座(31)为正八边形，在固定座(31)相互间隔的侧面上分别设置有用于与伸缩驱动器(32)一端相铰接的铰接座(31a)。

7.根据权利要求6所述的一种基于爬升机器人的层高调节式仓储货架，其特征在于：所述的框架(1)的底架(11)底部还设有具有自锁功能的滚轮(14)。

8.一种权利要求1所述的基于爬升机器人的层高调节式仓储货架的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

A、层架(2)高度上升时：

A1、对应层架(2)两端的爬升机器人(3)同步工作，爬升机器人(3)上部的两组伸缩驱动器(32)配合对应的升降滑动套(33)内的推拉式电磁铁(34)同步或分步向上伸展，使得爬升机器人(3)上部的两组升降滑动套(33)在高位上通过推拉式电磁铁(34)与对应的立柱(13)摩擦面(13a)相结合；爬升机器人(3)下部的两组伸缩驱动器(32)配合对应的升降滑动套(33)内的推拉式电磁铁(34)同步或分步向上收缩，使得爬升机器人(3)下部的两组升降滑动套(33)在高位上通过推拉式电磁铁(34)与对应的立柱(13)摩擦面(13a)结合；

A2、爬升机器人(3)的四组伸缩驱动器(32)同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器(32)同步收缩，下部的两组伸缩驱动器(32)同步伸展，通过固定座(31)带动层架(2)向上移动；

B、层架(2)高度下降时：

B1、对应层架(2)两端的爬升机器人(3)同步工作，爬升机器人(3)下部的两组伸缩驱动器(32)配合对应的升降滑动套(33)内的推拉式电磁铁(34)同步或分步向下伸展，使得爬升机器人(3)下部的两组升降滑动套(33)在低位上通过推拉式电磁铁(34)与对应的立柱(13)摩擦面(13a)相结合；爬升机器人(3)上部的两组伸缩驱动器(32)配合对应的升降滑动套(33)内的推拉式电磁铁(34)同步或分步向下收缩，使得爬升机器人(3)上部的两组升降滑动套(33)在低位上通过推拉式电磁铁(34)与对应的立柱(13)摩擦面(13a)结合；

B2、爬升机器人(3)的四组伸缩驱动器(32)同步工作，其中上部的两组伸缩驱动器(32)同步伸展，下部的两组伸缩驱动器(32)同步收缩，通过固定座(31)带动层架(2)向下移动。

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