CN111731736A - 物品存取系统 - Google Patents

Abstract

物品存取系统，包括可载入物品的承载体1，包括用于存放承载体1的存通道20和用于提取承载体1的取通道21。提取承载体1b时，搬运器2a、2c可将存通道20‑2内的承载体1b移至取通道21，并由驱动系统将承载体1b移至交换台4，完成提取作业。存入时，承载体1c可从交换台4经由暂存区3‑1移至存通道20内的避让区18，完成存入作业。因存入和取出过程可在重叠时间段内同时进行，并且，搬运器无需长距离运送承载体1，所以，与叉车仓储系统和堆垛机仓储系统相比，具有显著的高效率存取优势。

Description

物品存取系统

技术领域

本发明属于物品存取系统，尤其涉及一种以移动承载体来移送和存取物体的系统。

背景技术

现行物品存取系统大致分为叉车式与巷道式。叉车式是在两排平行的多层货架之间通行叉车，并利用叉车的可升降伸缩的货叉向各层储物格中存取货物和托盘。巷道式是在多层平行货架结构之间形成的多层巷道内运行多个穿梭式的搬运器，以搬运器从每条巷道两侧的储物格内以专用装置存取货物，再通过垂直升降台运至货物进出口。

叉车式物品存取系统的主要缺陷是：每次存取一件载货托盘时，叉车需要独占这件载货托盘所在的通道空间，不宜在同一个通道空间中同时进行多个载货托盘的存取，总体运行效率低。并且，叉车作业本身也存在安全性和可靠性过于依赖人工操控的问题，即便采用堆垛机之类的自动装置，也因堆垛机需要经常进行长距离、长耗时的升降和横移动作来仅仅取放单个货物，当需要连续存取作业时，存取效率过低、等待时间过长的问题。

巷道式物品存取系统的主要缺陷是：存入一件载货托盘时，搬运器往往需要长距离运行到预定的空仓位置，平均耗时长，效率也很低。并且，一个巷道内的搬运器正在运载载货托盘作业时，也将独占这个巷道，不能同时进行这个巷道内的其他货物的存取作业，运行效率低。

现有技术中还有一种以水平循环方式存取物品的系统，这种系统中的几乎每个存储位置中的物品需要被取出时，都需要让与其循环相连的其他物品先进行循环移动，效率更低，机构也更复杂。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，为了提高存取效率，本发明提出如下解决方案：

这是一种物品存取系统，其基本特征是：

1)包括至少一层物品存放层；

2)在同一层物品存放层内，布置了至少两条平行排列的通道，其中包括至少一条取通道和至少一条存通道；

3)取通道与至少一条存通道相邻；

4)在通道内设有与通道平行延伸的引导部；

5)存通道内的引导部上排列了多个可被驱动系统沿引导部移位的用于存放物体的承载体；

6)取通道内的引导部上的承载体可被驱动系统沿引导部移位；

7)在引导部上的相邻的承载体可相互挤靠，并且，其中被移动的承载体可推动相邻的承载体同时移动；

8)包括搬运器；

9)搬运器可将存通道内的引导部上的承载体移至取通道内的引导部上；

10)包括至少一个与通道相连的可停放承载体的交换台；

11)取通道内的驱动系统可驱动承载体沿引导部向交换台边移动；

12)交换台上的承载体可被驱动系统移入存通道；

13)取通道内的承载体可被驱动系统移入交换台。

本文所称的“物品”，可以是总体上符合限定尺寸要求的各类仓储货物，也可以是符合限定尺寸外形要求的特定产品，比如机动车辆、摩托车、自行车；也可以是小型、微型的物件，比如书籍、有包装的药品、邮件、快递包裹。

本文所称的“承载体”，可以是用于承载物品的大中型专用托盘、托架、带护围的工位，也可以是符合特定形状尺寸要求的箱体、筐体、盆体、盘体、容器，比如储藏箱、货柜。

本文所称的“引导部”，是指支撑并限制承载体移动方向的构造、组件或者部件系统，例如现有技术中的轨道系统、滚轮系统、滚柱系统、磁悬浮导轨系统、滑动导轨系统、滑槽系统以及这些系统的适当组合。相应的，被“引导部”支撑和限位的承载体的对应位置，设有与“引导部”形成相互匹配的移动副的构造或者部件，例如轮子、引导梁、磁悬浮体、滑行体、底平面体、限位构造。

本发明提出的具有以上基本特征的物品存取系统，在进行物品提取作业时，只需让搬运器将待取承载体从存通道转移到取通道内的引导部上即可，被转移到取通道中的各个承载体，可利用驱动系统自行移向交换台方向，无需依靠搬运器载运。当需要连续提取物品时，只要让搬运器依次将每个待取承载体从存通道转移到取通道即可，从而显著提高了物品提取效率。在进行物品存放作业时，只需让待存承载体直接从交换台进入存通道即可，无需搬运器参与作业。

每个承载体从存通道被移至取通道后，都会在存通道中的承载体队列中形成空档。这些空档会被其他移近的承载体补位填充，并在队列首端靠近交换台处形成避让空位，这些空位为来自交换台的待存承载体提供了预留存放空间，形成了待存承载体与待取承载体之间循环补位的存取作业过程。

显然，与现有技术相比，本发明显著提高了物品存取系统的存取效率。

在上述的一组基本特征基础上，本发明的进一步的第2组特征是：所述取通道内的驱动系统，包括沿着取通道固定设置的可驱动承载体向交换台边移位的承载体驱动和制动系统。

在上述第2组特征基础上，本发明的进一步的第3组特征是：

1)所述的引导部支撑所述承载体的两侧；

2)两侧被引导部支撑的承载体的底部下方，有平行与引导部的贯通的底通道；

3)每条存通道和每条取通道，至少布置了一台搬运器；

4)搬运器可沿取通道或存通道移位；

5)存通道内的搬运器可在存通道内的各承载体的底部下方的底通道穿行；

6)取通道内的搬运器可在取通道内的承载体的底部下方的底通道穿行；

7)搬运器设有可做起升和下落动作的起升机构；

8)当存通道内的搬运器移至一个位于存通道的引导部上的承载体下方的底通道内后，搬运器的起升机构可升起该承载体，使该承载体向上脱离存通道内的引导部；

9)搬运器设有侧向传接机构；

10)当存通道内的搬运器的起升机构升起一个承载体后，搬运器的侧向传接机构可使该承载体向侧方的取通道方向移位；

11)取通道内的搬运器的处于升起状态的起升机构和侧向传接机构，可承托并接收从侧方相邻的存通道内的搬运器移送过来的承载体，并可由起升机构将其下落到取通道内的引导部上。

本文所称的“侧方”和“侧向”与通道延伸方向大致垂直。

在上述第3组特征基础上，本发明的进一步的第4组特征是：

1)所述交换台内设有引导部；

2)所述取通道内的引导部可与交换台内的引导部对接连通；

3)至少一条所述存通道与交换台的侧方相邻；

4)存通道中的与交换台侧向对正的区域设有避让区；

5)避让区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

6)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

7)交换台内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

8)交换台内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向侧方相邻的存通道内处于空置状态的避让区移送；

9)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由交换台移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部上；

10)当空置的交换台内的起升机构处于下落状态时，取通道内的引导部上的承载体可被驱动系统沿引导部移至交换台内。

在上述第3组特征基础上，本发明的进一步的第5组特征是：

1)所述交换台内设有引导部；

2)至少一条所述存通道内的引导部可与交换台内的引导部对接连通；

3)所述取通道的侧方与交换台相邻；

4)取通道中的与交换台侧向对正的区域设有转存区；

5)交换台内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

6)当交换台内的起升机构处于下落状态时，由交换台内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移至存通道内；

7)转存区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

8)转存区内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向处于空置状态的交换台移送；

9)空置的交换台内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由转存区移送过来的承载体，并由起升机构将该承载体下落到交换台内的引导部上。

在上述第5组特征基础上，本发明的进一步的第6组特征是：

1)在所述交换台的侧方布置了至少一条所述存通道，并且，其中至少一条存通道与交换台相邻；

2)交换台侧方的存通道内的与交换台侧向对正的区域设有避让区；

3)避让区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

4)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

5)交换台内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向侧方相邻的存通道内处于空置状态的避让区移送；

6)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由侧方移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部上。

在上述第3组特征基础上，本发明的进一步的第7组特征是：

1)包括与所述取通道侧方并排相邻的第一存通道；

2)包括与第一存通道侧方并排相邻的第二存通道；

3)所述交换台位于第一存通道的延伸处；

4)交换台的两侧分别与取通道和第二存通道相邻；

5)在第二存通道中与交换台侧向对正的区域内设有避让区；

6)在取通道中与交换台侧向对正的区域内设有转存区；

7)在避让区和转存区内，设有起升机构和侧向传接机构；

8)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

9)在交换台内，设置了侧向传接机构；

10)交换台内的承载体可由侧向传接机构向避让区移送；

11)避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由交换台移送过来的承载体，再使该承载体下落到避让区内的引导部；

12)转存区内的起升机构可升起并承托承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向交换台移送；

13)交换台的侧向传接机构可接收由转存区移送过来的承载体。

在上述第3组特征基础上，本发明的进一步的第8组特征是：

1)所述交换台包括前端口和后端口；

2)所述取通道分为前段取通道和后段取通道；

3)交换台的前端口与前段取通道的后端口对接，交换台的后端口与后段取通道的前端口对接；

4)交换台内的左右两侧设有引导部；

5)交换台内的引导部可与前段取通道和后段取通道内的引导部对接；

6)在前段取通道的后部和后段取通道的前部设置了暂存区；在暂存区设有起升机构和侧向传接机构；

7)在存通道中与暂存区侧向对正的区域设置了避让区，在避让区中设置了起升机构和侧向传接机构；

8)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

9)暂存区内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向相邻的处于空置状态的避让区移送；

10)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由侧方移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部；

11)当空置的暂存区内的起升机构处于下落状态时，承载体可被驱动系统沿取通道内的引导部移至暂存区；

12)当空置的暂存区内的起升机构处于下落状态时，交换台内的引导部上的承载体可被驱动系统移至这个空置的暂存区内的引导部上；

13)当暂存区内的起升机构处于下落状态时，该暂存区内的引导部上的承载体可被驱动系统移至空置的交换区内的引导部上。

本文所称的“前”“后”方向，与通道延伸方向平行。

在上述第2组特征基础上，本发明的进一步的第9组特征是：

1)所述的搬运器横跨至少一条所述存通道和至少一条取通道的物体存放空间的上方，并可沿平行于通道的轨道移动；

2)搬运器的构成包括可在取通道与相邻的存通道之间往复横移的提升和转移机构；

3)当搬运器的提升和转移机构移至存通道内的一个承载体上方对正位置后，该提升和转移机构可将该承载体提升到脱离引导部的高度，再横移并向下放置到取通道的引导部上。

在上述第2组至9组之一特征基础上，本发明的进一步的第10组特征是：所述承载体驱动和制动系统包括取通道内的具坡向所述交换台方向的坡度的引导部。

在上述第10组特征基础上，本发明的进一步的第11组特征是：所述承载体驱动和制动系统包括：

1)限制所述承载体沿所述具有坡度的引导部向所述交换台方向溜行的速度的限速机构；

2)设置在邻近交换台处的缓冲制动机构。

在上述各组特征之一的基础上，本发明的进一步的第12组特征是：

1)包括多层物品存放层；

2)包括物体存取口；

3)所述交换台设置在包含导轨的升降井道内，该升降井道连通各层物品存放层和物体存取口；

4)在升降井道内运行的交换台可与物品存放层和物体存取口平层对接。

在只有一层物品存放层的应用环境中，交换台可充当物品进出承载体的物品出入区。当设置了多层物品存放层时，通过升降井道运行的交换台可将各层物品存放层内的承载体运至物品出入区进行物品的存取作业。

综上，本发明消除了现有技术中取通道被搬运器长时间独占、搬运器被单次存取操作长时间占用的低效率问题，避免了存取作业不可同时进行的问题，显著提高了存取效率。

本发明的更具体的技术特征和有益效果，将在以下多个实施例中，结合附图做进一步的详细描述。

附图说明

图1至图6是实施例1的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图7、图8是一种承载体的前上视角和前下视角立体图；

图9是起升架处于下落状态的一种搬运器的前上视角立体图；

图10是起升架处于起升状态的如图9所示的一种搬运器的前上视角立体图；

图11是起升架处于起升状态一种交换台的前上视角立体图；

图12是图11中白箭头所示方向观察的起升架处于下落状态时的一种交换台的侧视图；

图13是图11中白箭头所示方向观察的起升架处于起升状态时的一种交换台的侧视图；

图14是一个承载体被两个侧向搬运装置进行侧移作业时的前上视角立体图；

图15是图14中白箭头所示方向观察的侧视图；

图16是实施例1在隐藏所有承载体时的运行状态立体图；

图17是实施例1的正常排布了承载体后的运行状态立体图和局部放大图；

图18是搬运器在存通道顶起一个承载体时的运行状态立体图；

图19是图18中所注剖面线处的剖视示意图，本图中，搬运器的起升架处于回落状态；

图20是图18中所注剖面线处的剖视示意图，本图中，搬运器的起升架处于起升状态；

图21是两个搬运器从存通道取出一个承载体时的运行状态立体图；

图22是图21的所注剖面线处的剖视示意图；

图23是实施例1的交换台未平层时的运行状态立体图和局部放大图；

图24是实施例1的交换台平层时的运行状态立体图和局部放大图；

图25至图30是实施例2的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图31至图36是实施例3的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图37至图40是实施例4的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图41、图42是实施例5的具有双交换台的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图43是实施例5的运行状态立体图；

图44至图45是实施例6的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图46是实施例6的运行状态立体图；

图47是实施例7的单层工作面存取作业运行方式俯视示意图；

图48是实施例8的倾斜通道应用方式剖视示意图；

图49是实施例9的运行状态立体示意图。

附图标记包括：

承载体-1 承载体的脚轮-101 承载体的纵移引导梁-102 承载体的侧移引导梁-103 承载体的缓冲顶块-104 承载体的底盘-105

搬运器-2 侧向搬运装置-3 交换台-4 承载体的轨道-5 纵移摩擦轮-6 纵移摩擦轮驱动链组-61 搬运器的轨道-7 侧移摩擦轮-8 起升架-9 过渡轮10 搬运器的行走轮11搬运器底架-12 交换台底架-13 交换台角部滑块-131 承载体分离器-14 侧向搬运装置底架-15 升降井道-16 升降井道导轨柱-17 避让区-18 暂存区-19 存通道-20 取通道-21转存区-22 人员通道23

同一幅图中，暂时停留在不同位置的可移动的相同部件，以该部件的附图标记+小写英文字母区分，安装在不同位置的具有相同功能的部件，以该部件的附图标记+“-”+数字区分。

具体实施方式

实施例1的运行示意图如图1至图24所示。这是具有一个存放层和一个升降井道的应用方案。显而易见的是，本方案也可以应用在多层仓储空间中。为了便于描述，各个示意图的上方向描述为北，下方向为南，相应的，左右方向分别描述为西和东。

参见图1，本实施例包含一条东西方向的取通道21，取通道21的南北两侧布置了两条存车道：一条北存通道20-1和一条南存通道20-2。取通道和每条存通道均布置了可运行承载体的轨道5。北存通道20-1和南存通道20-2的轨道5上预先排布了多个可存储货物的承载体1。在取通道21布置了一台具有侧向搬运功能的搬运器2a。在北存通道20-1南存通道20-2内也分别布置了一台具有侧向搬运功能的搬运器2b、2c。

取通道21分为东西一长一短两个区段，西段的长度稍大于一个承载体长度，并且，在西区段内设置了暂存区19，暂存区19内设置了侧向搬运装置3-1。两个区段之间设置了一个升降井道16。在升降井道内，布置了可升降的交换台4。交换台4也设置了可运行承载体的轨道5。当交换台4处于与取通道21平层的高度位置时，交换台4上的轨道5与取通道21内的轨道5可对接连通。

北存通道20-1和南存通道20-2的与暂存区19南北对正的区域，设有两个避让区：北侧避让区18-1和南侧避让区18-2。在避让区内，也分别设有侧向搬运装置3-2、3-3。

参见图1，当需要从北存通道20-1中取出一个待取承载体1a时，系统可指令北存通道20-1内的搬运器2b移至待取承载体1a的正下方对正位置停稳，同时，取通道21中的搬运器2a也移至待取承载体1a侧方对正位置停稳。

然后，如图2所示，两台位置对齐的搬运器2a、2b共同将待取承载体1a由北存通道20-1移至取通道21内的轨道5上，并借助沿轨道布置的摩擦轮驱动系统向交换台4方向移动。当这个待取承载体1a离开北存通道20-1后，在北存通道20-1内出现了一个空位。这时，如图3所示那样，系统将指令位于这个空位和北侧避让区18-1之间的各个承载体在驱动系统作用下沿轨道5向空位平移，填补这个空位。这样，会让对应的北侧避让区18-1空出。

此后，南存通道20-2内的另一个待取承载体1b也可在取通道21内的搬运器2a以及南存通道20-2内的搬运器2c共同配合下，如图4所示那样，移至取通道21内，并像图5所示那样，滑至交换台4边排队，等待出库。

参见图4，当交换台4在升降井道16内运行到与取通道21平层对接的位置后，交换台4上的一个待存承载体1c可沿轨道5移入暂存区19。同时，取通道21内的第一个待取承载体1a可进入交换台4。

参见图5，在暂存区19和避让区18-1内的侧向搬运装置3-1、3-2的共同作用下，第一个待取承载体1a向左侧移进入北存通道20-1内的避让区18-1内，完成其入库操作。

然后，如图4至图6所示那样，第一个待取承载体1a在驱动系统作用下进入已经空出的交换台4内，并跟随下降或者上升的交换台4进行后续的出库作业。

本实施中的承载体1可以采用图7、图8所示的应用方式，四个脚轮101安装在底盘105的四角下方，前后端边外侧中部设置了缓冲顶块104。左右侧边下部设置了纵移引导梁102，前后端边下部设置了侧移引导梁103。

本实施例中的搬运器2可以采用图9、图10所示的应用方式。这种搬运器底架12左右两侧下部设有同步运行的行走轮11，底架上方设有侧向搬运装置3。这个侧向搬运装置3包括可在约5厘米幅度内升降的起升架9，在起升架9上，设有两列可同步转动的侧移摩擦轮8。在起升架9外侧设有转辊状的承载体分离器14。

本实施例中的交换台4可以采用图11至图13所示的应用方式。这种交换台底架13四个角部滑块131与升降井道导轨柱17(参见图16)内的牵引绳链相连。交换台底架13的左右两侧上部设有两段承载体轨道5，在承载体轨道5的内侧设有两组可同步转动的纵移摩擦轮6。

交换台4上也设有侧向搬运装置3，包括可在约5厘米幅度内升降的起升架9，起升架9的前后端部设有两组可同步转动的侧移摩擦轮8。参见图12，当交换台的起升架9处于下落状态时，交换台4上的承载体1的脚轮101落在交换台4的轨道5上，并且，交换台的处于制动状态的具有弹性胶面的纵移摩擦轮6抵住承载体1的纵移引导梁102(参见图8)，将承载体1制动。

参见图13，当交换台4的起升架9处于起升状态时，上升了5厘米的起升架9的侧移摩擦轮6托起承载体1下部的侧移引导梁103，使承载体1脚轮101向上脱离交换台4的轨道5。这时，起升架的侧移摩擦轮8如果同步同向转动，承载体1将被侧向移动。

需注意的是，虽然在本实施例中，交换台4可能并不需要设置侧向搬运装置3。但在后面描述的其他一些实施例中是需要的。并且，交换台4上设置的这个侧向搬运装置，也可以使交换台4运行到货物存取层时，让承载体1向左右方向移动，便于进行货物存取时的灵活传送。

本实施例中的避让区18-1、18-2和暂存区19以及内部的侧向搬运装置3-2、3-1、3-3，可以采用图14、图15所示的应用方式。设置在轨道5之间的侧向搬运装置3-2、3-1、3-3包括起升架9和侧移摩擦轮8。同组侧移摩擦轮8可同步转动。轨道5内侧布置了纵移摩擦轮6，同一对轨道的侧移摩擦轮8可同步转动。参见图15，当暂存区19和一侧避让区18-2内的起升架9起升后，被托起的承载体1的侧移引导梁103可在带限位轮缘的侧移摩擦轮8的引导支撑和摩擦力驱动下，从暂存区19侧移到避让区18-2内。为了避免承载体1移动中悬空失衡，在暂存区19与避让区18之间设置了可协助承托承载体1的过渡轮10。

图16显示了本实施例的一种库体框架构造。为便于观察，图中隐藏了所有承载体。图中可以看出，三台搬运器2a、2b、2c分别在布置在取通道和存通道内的搬运器轨道7上。设置在升降井道内的交换台4可沿着四根导轨柱17做升降作业。在存通道和取通道的承载体轨道5内侧，设置了纵移摩擦轮6，用于驱动承载体1移动和定位。

图17显示了图16中所示的库体框架内正常布置了承载体1后的运行状态。图中，取通道中的搬运器2a与左存通道中的搬运器2b共同将一个待取承载体1a从左存通道转移到取通道内。图中，载有一个待存承载体1c的交换台4正在升降井道中运行。取通道临近升降井道的位置，已经预先停放了一个等待出库的承载体1b。

图18至图24显示了一个待取承载体1a被两个搬运器2a、2b从存通道移向取通道并移至交换台4前的过程。参见图19，搬运器2b的正在起升中的起升架9上的承载体分离器14向上插入待取承载体1a与相邻的两个承载体1b、1c之间的空隙中，并抵住相邻承载体1b、1c的前后侧边下方的斜面上。参见图20，当搬运器2b的起升架9继续起升时，起升架9上的承载体分离器14将挤推两个相邻承载体1b、1c，使待取承载体1a与它们分离出大约1厘米空隙，并让待取承载体1a处于高过承载体轨道5的悬空状态。因承载体分离器14的阻挡作用，当待取承载体1a处于悬空状态期间，相邻承载体1b、1c不会向待取承载体1a移动。参见图21、图22，取通道中的搬运器2a上的起升架9预先起升到设定的高度位置，之后，存通道内的搬运器2b的侧移摩擦轮8开始转动，摩擦承载体1a的侧移引导梁103，将待取承载体1a向取通道内的搬运器2a方向传送，并由取通道内的搬运器2a的同步同速回转的侧移摩擦轮8接收到搬运器2a上。参见图23，被搬运器2a放置到取通道内的承载体1a在纵移摩擦轮6的驱动下，沿着轨道5移至升降井道前。图中，载有一个待存承载体1d的交换台4正在升降井道内沿着导轨柱17上升。当交换台4如图24所示那样升至与本层取通道平层对接位置并制动后，交换台4上的待存承载体1d在纵移摩擦轮6的驱动下移向转存区，同时，待取承载体1a沿着已经连通的轨道5进入交换台4。之后，待存承载体1d从转存区转至避让区完成入库，待取承载体1a进入交换台4，并被交换台4运至货物进出口层完成出库。

为了便于观察，各图中的承载体1都仅显示为空载状态，没有显示所载货品。

从以上描述可以看出，每个待取承载体的出库过程中，搬运器只需完成将待取承载体从存通道移至取通道即可，此后，待取承载体移至交换台的过程中，搬运器将不需要参与。也就是说，搬运器完成了一个待取承载体移入取通道的任务后，可立即驶向下一个待取承载体的位置进行同样简单的作业。每个待存承载体的入库过程中，始终无需搬运器的参与。交换台的每次升降过程，都可以完成互不妨碍的入库和出库作业。入库的承载体不会与同时段出库的承载体争抢通道使用权。在长通道的应用场合，为了进一步提高存取效率，还可以在每条存通道和取通道中布置更多组搬运器，每组搬运器可以在相距较远的区段独立进行承载体的提取作业，互不干扰。

需要说明的是，在运行时，每个“待取承载体”中，未必一定装有待取货物。因为，在整个库体的承载体总量确定的情况下，各个承载体被进行存取作业时，应该让所有承载体无论是否载有货物，都始终有各自的停放位置。为满足此要求，系统指令一个空的承载体从某层出库的原因，其实只是为了给即将存入本层的载有货物的一个待存承载体空出一个仓位，并且，空的承载体会被交换台运至货物进出层立即接纳新的货物或者等待接纳新的货物。同理，“待存承载体”中，也未必一定装有待存货物，这个空的承载体被存入这层库中的目的，是因为当前正有一个载有待取货物的承载体从本层出库，本层中的一个仓位被空出，可以让其暂时停放。也就是说，一个承载体存入某层入库的同时，应该有一个承载体从这层出库，从而始终保持本层的承载体总量不变，从而获得最高的仓位利用率。

包含一个升降井道的完整库体的承载体总量，可设定为各层的存通道内的所有仓位的总和之外，多配至少一个承载体。多配置的这个承载体，由货物进入口安排停放位置。这样，就能让升降井道内的交换台的每次运行都可载运一个承载体，并与取出的承载体交换仓位。

综上所述，从本实施例的上述优点可以看出，与现有技术相比，本发明有很高的存取效率。

实施例2的运行示意图如图25至图30所示。参见图25，本实施例包含一条东西方向的取通道21，取通道21的北侧布置了第一北存通道20-1和第二北存通道20-3，南侧布置了一条南存通道20-2。各存通道的轨道5上预先排布了承载体1。取通道内的一个升降井道16的东西两侧分别设有东暂存区19-1和西暂存区19-2，每个暂存区19内均设有侧向搬运装置3。东、西暂存区19-1、19-2的北侧的第一、第二北存通道内对应设置了四个避让区18-1、18-2、18-3、18-4，每个避让区18内均设置了侧向搬运装置3。在第二北存通道20-1内的两个避让区18-1、18-2之间，预留一个空位。东、西暂存区19-1、19-2南侧存通道20-2内也对应设置了两个避让区18-5、18-6。

本实施例中，每条存通道20均应至少布置两台搬运器2。升降井道16的东西两侧取通道21内，均应至少布置一台搬运器2。在本实施例中，交换台4上不需要设置侧向搬运装置。

参见图25，当第二北存通道20-3内的一个待取承载体1a需要出库时，在第一北存通道20-1内妨碍其侧移的承载体1d以及从该承载体1d到西侧空位之间的各承载体均在系统指令下向西侧移动，使待取承载体1a通往取通道21方向畅通。

参见图26，当待取承载体1a在下方各个搬运器2d、2b、2a的共同作用下移向取通道21后，在第二北存通道20-3形成的空位被西侧的部分东移的承载体填补，并在第二北存通道20-3的西侧避让区18-3出现空位。

参见图27，当待取承载体1a进入取通道21后，第一北存通道20-1内的空位被西侧部分东移的承载体填补，并在避让区18-2处形成空位。

参见图28、图29，交换台4与本层平层后，待存承载体1b从交换台4被移入西暂存区19-2，同时，待取承载体1a从东暂存区19-1进入交换台4，并在之后跟随交换台4出库。

参见图30，西暂存区19-2内的待存承载体1b在多个侧向搬运装置3的共同运作下移至第二北存通道内的西避让区18-3内，完成入库作业。

显而易见，应用环境需要时，取通道21南侧也同样可以布置两条存通道20，进一步的，取通道21两侧均可以设置更多条存通道20，并布置更多的搬运器和侧向搬运装置，采用与本实施例相同的运行原理进行存取作业。

与实施例1相比，本实施例利用多搬运器和侧向搬运装置，让升降井道16两侧都可以按实施例1那样进行存取作业，从而在库体规模更大的应用环境中，仍然能获得很高的存取效率。

实施例3的运行示意图如图31至图36所示。参见图25，本实施例的取通道21的南北两侧布置了北存通道20-1和南存通道20-2。升降井道16南北两侧的存通道内设有避让区18-1、18-2。在避让区18-1、18-2内，分别设有侧向搬运装置3-2、3-3。

本实施例中，交换台4上需要按图11那样，设置侧向搬运装置3-1。

参见图31、图32、图33，当存通道20-1内的一个待取承载体1a需要出库时，北存通道20-1内的搬运器2b与取通道21内的搬运器2a一同将该承载体1a移至取通道21后，令该待取承载体1a移向升降井道16。之后，再次移位后的搬运器2a移至南存通道20-2内的另一个待取承载体1c北侧对正位置，与南存通道20-2内的搬运器2c一同将该承载体1c移至取通道21内，并移向升降井道16，排队等待出库。参见图33，当第一个待取承载体1a离开北存通道20-1后，北存通道20-1的部分承载体向东移动，填补空位，并空出避让区18-1。

参见图34，当交换台4与取通道21平层对接后，交换台4上的承载体1b在交换台4和避让区18-1内的侧向搬运装置3-1、3-2的共同作用下，移入避让区18-1内，完成入库操作。

然后，如图35、图36所示那样，第一个待取承载体1a进入空的交换台4，并跟随交换台4出库。在这期间，被搬运器2a、2c从南存通道20-2移入取通道21的第二个待取承载体1c可移至升降井道16边等待交换台4返回进行下一次出库作业。

与实施例1相比，待取承载体1a需要等待交换台4上的待存承载体1b完全移出交换台4，使交换台4空出之后才能开始进入交换台4，耗用时间多了数秒，但好处是可在每层存储层中可以少布置一个侧向搬运装置。

实施例4如图37至图40所示。这是在实施例3的基础上，增加更多存通道的应用方式。参见图37，本实施例的取通道21北面有第一北存通道20-1、第二北存通道20-3、第三北存通道20-5，在取通道21南面有第一南存通道20-2、第二南存通道20-4。各存通道20与取通道21中部的升降井道16南北对正的区域，设置了避让区18，每个避让区18以及交换台4内都设置了侧向搬运装置3。取通道21和各存通道20内均布置了搬运器2。在第一北存通道20-1、第二北存通道20-3以及第一南存通道20-2内的避让区18内，预留空位。

参见图38，当第三北存通道20-5的一个待取承载体1a出库时，第一北存通道20-1、第二北存通道20-3内的部分承载体预先向西移动，为其避让出通道。

参见图39、图40，当待取承载体1a被四个搬运器2移至取通道21后，第一北存通道20-1、第二北存通道20-3、第三北存通道20-5内的部分承载体可向东移动，填补空位，并腾出避让区18，为交换台4上的待存承载体1b提供入库通道和空位。当交换台4上的待存承载体1b向北移入避让区18后，待取承载体1a进入交换台4，并跟随出库。

采用类似以上方式，可以对存通道内的任意承载体完成出库操作。显然，在不增加取通道的情况下，设置更多存通道20可显著提高仓储空间的利用率，而对总体的存取效率并没有明显的降低。

实施例5如图41至图43所示。参见图41，本实施例设置了一条取通道21，在取通道21的北侧布置了三条北存通道20-1、20-3、20-5，南侧布置了三条南存通道20-2、20-4、20-6。在每个存通道中部的一个南北对齐位置，各自布置了一个避让区18。在取通道21的中部与避让区对齐的位置，设置了一个暂存区19。在暂存区19的东西两侧分别设置了一个升降井道16-1、16-2。在暂存区19和所有避让区18内，都设置了侧向搬运装置3。在暂存区19东西两侧的取通道21内分别布置了两台搬运器2，在每条存通道20内也分别至少布置了一台搬运器2。

参见图42，当一个升降井道16-2中的交换台4-2上的待存承载体1b移入暂存区19时，被搬运器2从存通道20移至取通道21的待取承载体1a可同时进入这个交换台4-2，并跟随交换台4-2出库。进入暂存区19的承载体可在侧向搬运装置3的运作下进入某个避让区18，完成入库。

同样，升降井道16-1内的交换台4-2上的另一个待存载车板1c也会进入暂存区19再转入避让区18完成入库，同时，西侧的另一个待取承载体1d也进入交换台4-1完成出库。

图43所示立体图，展示了本实施例的一些应用细节。

配置两个升降井道后，与只有一个升降井道的方式相比，总体的存取效率会显著提高。

实施例6如图44至图46所示。参见图44，本实施例在取通道21的北侧布置了三条北存通道20-1、20-3、20-5，南侧布置了三条南存通道20-2、20-4、20-6。在每个存通道西端都布置了一个避让区18。在取通道21的西端设置了一个暂存区19。在暂存区19的东侧设置了一个升降井道16。在暂存区19和所有避让区18内，都设置了侧向搬运装置3。在取通道21和每条存通道20内分别布置了一台搬运器2。除了最外侧的存通道20-5、20-6布满了承载体之外，其余存通道20-1、20-2、20-3、20-4的最西端的避让区18均应经常性留出空位。

参见图44，当最北的存通道20-5内的待取承载体1a出库时，其南侧两条存通道20-1、20-3内的部分承载体向西移动，让出通道。当待取承载体1a被搬运器2移入取通道后，这些承载体再东移归位，让出避让区18-1、18-3(参见图45)。

参见图45，当升降井道16中的交换台4上的待存承载体1c移入暂存区19时，第一个等候出库的待取承载体1b可同时进入交换台4，并跟随交换台4出库。进入暂存区19的承载体1c可在侧向搬运装置3的运作下进入最北存通道20-5的避让区18-5，完成入库。

图46所示立体图，展示了本实施例的一些应用细节。

本实施例可满足货物进出口靠边布置的常见通道布局要求，并且能提供较高的存取效率。

实施例7如图47所示。本实施例的取通道21北面有三个存通道20-1、20-3、20-5，取通道21南面也有三个存通道20-2、20-4、20-6。在取通道21中部设置了转存区22。在与取通道21相邻的存通道20-1、20-2的靠近转存区22位置，设置了两个升降井道16-1、16-2。其他存通道20-3、20-4、20-5、20-6的中部与升降井道16对齐的位置，设置了避让区18-1、18-2、18-3、18-4。在转存区22、交换台4和避让区18内均设有侧向搬运装置3。

到达平层位置的交换台4-1、4-2内的待存承载体1b、1d可直接进入升降井道16所在的有空位的存通道20-1或20-2，完成入库，也可以由侧向搬运装置3移送到其他有空位的存通道20-3、20-5或者20-4、20-6内的避让区内，完成入库。当每个待存承载体依次离开交换台时，被搬运器2传递到取通道21内的待取承载体1a、1c和1e可依次进入转存区22，并由转存区22的侧向搬运装置3运至交换台4内，跟随出库。

实施例8如图48所示。本实施例中的各层存储层内的取通道和存通道中的承载体轨道5有坡向升降井道16方向的坡度，该坡度应足以让取通道内的承载体1a依靠重力自行滑向升降井道16方向。在一些应用场合，为了安全，需要设置可限制承载体滑行速度的限速措施，比如，沿轨道设置单向阻尼摩擦轮，或者将承载体的脚轮设置成具有单向阻尼功能的限速轮，使承载体滑行时受到阻尼限速力作用，而在存通道内爬坡时，阻力最小。

本实施例的原理可以采用在之前描述的各个实施例中，并让至少部分纵移摩擦轮设置成无动力的单向阻尼限速轮。

为了防止滑行中的承载体与前面被制动的承载体之间产生刚性不良碰撞，承载体可按图7、图8那样，设置弹性的缓冲顶块104，并在滑行终点位置设置强制制动装置。

为了让存通道内的承载体可爬上有斜度的轨道5，可在坡底位置的避让区18内设置强力顶推机构，通过顶推坡底处的第一个承载体来推动成列的承载体。

当待取承载体出库式，有时需要将阻挡其侧向通行的相邻存通道内的承载体队列滑向坡底方向，形成空位通道，但又不能让这个的空位的上坡区段的承载体下滑。此时，为了阻止空位一侧上坡段的承载体队列向空位滑行，可利用图9、图10所示的搬运器2的起升架9上的向上顶起的承载体分离器14来临时阻挡上坡处的承载体。

根据不同的应用场合、不同的导向部形式，轨道坡度可采用不同的设置范围。在存储大型重载货物或存储汽车时，轨道坡度可在＜5‰、＞1‰范围内选择，而在一般小型物品例如塑料储物箱体之类的储存装置中，这个坡度可以加大到10％以上，导向部和承载体之间，可以采用滑动副机构，直接让具有耐磨的光滑地面的承载体在同样光滑耐磨的有大坡度的斜坡滑槽内滑向升降井道方向。

采用斜坡式的取通道后，待取承载体可在取通道内自行滑向交换台，简化了驱动机构，降低了造价。

实施例9如图49所示。这是本发明在多层式立体检修车间中的一种应用方案。每层检修层可完成一道检修工序，布置在每层的两条存通道中的承载体1，是带围板和门的检修工位台，工位台的外侧与人员通道23相邻，工位台中间放置待检修的部件。在取通道的两端，均设置了包含四根导轨柱17的升降井道。在工位台停止移动时，员工可从人员通道进出工位台。当一个工位完成了本区位的检修工序，需要进行其他工序时，在存通道和取通道的搬运器(图略)的共同操作下，将工位台从存通道移入后面的取通道，并在驱动系统作用下移向一个升降井道，并进入升降井道的交换台4，跟随交换台4到其他工序检修层，并进入该层的存通道，完成后续检修工作。

与通常的流水线作业方式难以适应各个部件进行多工序的检修所需时间不确定的特点相比，本实施例可以让任意工位台在完成了本层检修工序后，可立即快速转入下一个工序，从而提供检修作业效率，并利用升降井道串联多层工序作业层，形成节约占地面积的立体化车间。

显然，若环境场地面积容许，也可以将各层工序场地布置到单一层面，相互纵横灵活串联。

Claims (13)

1.物品存取系统，其特征是：

1)包括至少一层物品存放层；

2)在同一层物品存放层内，布置了至少两条平行排列的通道，其中包括至少一条取通道和至少一条存通道；

3)取通道与至少一条存通道相邻；

4)在通道内设有与通道平行延伸的引导部；

5)存通道内的引导部上排列了多个可被驱动系统沿引导部移位的用于存放物体的承载体；

6)取通道内的引导部上的承载体可被驱动系统沿引导部移位；

7)在引导部上的相邻的承载体可相互挤靠，并且，其中被移动的承载体可推动相邻的承载体同时移动；

8)包括搬运器；

9)搬运器可将存通道内的引导部上的承载体移至取通道内的引导部上；

10)包括至少一个与通道相连的可停放承载体的交换台；

11)取通道内的驱动系统可驱动承载体沿引导部向交换台边移动；

12)交换台上的承载体可被驱动系统移入存通道；

13)取通道内的承载体可被驱动系统移入交换台。

2.根据权利要求1所述的物品存取系统，其特征是：所述取通道内的驱动系统，包括沿着取通道固定设置的可驱动承载体向交换台边移位的承载体驱动和制动系统。

3.根据权利要求2所述的物品存取系统，其特征是：

1)所述的引导部支撑所述承载体的两侧；

2)两侧被引导部支撑的承载体的底部下方，有平行与引导部的贯通的底通道；

3)每条存通道和每条取通道，至少布置了一台搬运器；

4)搬运器可沿取通道或存通道移位；

5)存通道内的搬运器可在存通道内的各承载体的底部下方的底通道穿行；

6)取通道内的搬运器可在取通道内的承载体的底部下方的底通道穿行；

7)搬运器设有可做起升和下落动作的起升机构；

8)当存通道内的搬运器移至一个位于存通道的引导部上的承载体下方的底通道内后，搬运器的起升机构可升起该承载体，使该承载体向上脱离存通道内的引导部；

9)搬运器设有侧向传接机构；

10)当存通道内的搬运器的起升机构升起一个承载体后，搬运器的侧向传接机构可使该承载体向侧方的取通道方向移位；

11)取通道内的搬运器的处于升起状态的起升机构和侧向传接机构，可承托并接收从侧方相邻的存通道内的搬运器移送过来的承载体，并可由起升机构将其下落到取通道内的引导部上。

4.根据权利要求3所述的物品存取系统，其特征是：

1)所述交换台内设有引导部；

2)所述取通道内的引导部可与交换台内的引导部对接连通；

3)至少一条所述存通道与交换台的侧方相邻；

4)存通道中的与交换台侧向对正的区域设有避让区；

5)避让区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

6)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

7)交换台内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

8)交换台内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向侧方相邻的存通道内处于空置状态的避让区移送；

9)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由交换台移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部上；

10)当空置的交换台内的起升机构处于下落状态时，取通道内的引导部上的承载体可被驱动系统沿引导部移至交换台内。

5.根据权利要求3所述的物品存取系统，其特征是：

1)所述交换台内设有引导部；

2)至少一条所述存通道内的引导部可与交换台内的引导部对接连通；

3)所述取通道的侧方与交换台相邻；

4)取通道中的与交换台侧向对正的区域设有转存区；

5)交换台内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

6)当交换台内的起升机构处于下落状态时，由交换台内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移至存通道内；

7)转存区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

8)转存区内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向处于空置状态的交换台移送；

9)空置的交换台内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由转存区移送过来的承载体，并由起升机构将该承载体下落到交换台内的引导部上。

6.根据权利要求5所述的物品存取系统，其特征是：

1)在所述交换台的侧方布置了至少一条所述存通道，并且，其中至少一条存通道与交换台相邻；

2)交换台侧方的存通道内的与交换台侧向对正的区域设有避让区；

3)避让区内设有可做起升和下落动作的起升机构和侧向传接机构；

4)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

5)交换台内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向侧方相邻的存通道内处于空置状态的避让区移送；

6)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由侧方移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部上。

7.根据权利要求3所述的物品存取系统，其特征是：

1)包括与所述取通道侧方并排相邻的第一存通道；

2)包括与第一存通道侧方并排相邻的第二存通道；

3)所述交换台位于第一存通道的延伸处；

4)交换台的两侧分别与取通道和第二存通道相邻；

5)在第二存通道中与交换台侧向对正的区域内设有避让区；

6)在取通道中与交换台侧向对正的区域内设有转存区；

7)在避让区和转存区内，设有起升机构和侧向传接机构；

8)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

9)在交换台内，设置了侧向传接机构；

10)交换台内的承载体可由侧向传接机构向避让区移送；

11)避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由交换台移送过来的承载体，再使该承载体下落到避让区内的引导部；

12)转存区内的起升机构可升起并承托承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向交换台移送；

13)交换台的侧向传接机构可接收由转存区移送过来的承载体。

8.根据权利要求3所述的物品存取系统，其特征是：

1)所述交换台包括前端口和后端口；

2)所述取通道分为前段取通道和后段取通道；

3)交换台的前端口与前段取通道的后端口对接，交换台的后端口与后段取通道的前端口对接；

4)交换台内的左右两侧设有引导部；

5)交换台内的引导部可与前段取通道和后段取通道内的引导部对接；

6)在前段取通道的后部和后段取通道的前部设置了暂存区；在暂存区设有起升机构和侧向传接机构；

7)在存通道中与暂存区侧向对正的区域设置了避让区，在避让区中设置了起升机构和侧向传接机构；

8)当避让区内的起升机构处于下落状态时，由避让区内的引导部承托的承载体可被驱动系统沿引导部移出避让区；

9)暂存区内的起升机构可升起引导部上的承载体，使该承载体脱离引导部，再由侧向传接机构将该承载体向相邻的处于空置状态的避让区移送；

10)处于空置状态的避让区内的已升起的起升机构和侧向传接机构可承托并接收由侧方移送过来的承载体，并可使该承载体下落到避让区内的引导部；

11)当空置的暂存区内的起升机构处于下落状态时，承载体可被驱动系统沿取通道内的引导部移至暂存区；

12)当空置的暂存区内的起升机构处于下落状态时，交换台内的引导部上的承载体可被驱动系统移至这个空置的暂存区内的引导部上；

13)当暂存区内的起升机构处于下落状态时，该暂存区内的引导部上的承载体可被驱动系统移至空置的交换区内的引导部上。

9.根据权利要求2所述的物品存取系统，其特征是：

1)所述的搬运器横跨至少一条所述存通道和至少一条取通道的物体存放空间的上方，并可沿平行于通道的轨道移动；

2)搬运器的构成包括可在取通道与相邻的存通道之间往复横移的提升和转移机构；

3)当搬运器的提升和转移机构移至存通道内的一个承载体上方对正位置后，该提升和转移机构可将该承载体提升到脱离引导部的高度，再横移并向下放置到取通道的引导部上。

10.根据权利要求2至9之一所述的物品存取系统，其特征是：所述承载体驱动和制动系统包括取通道内的具坡向所述交换台方向的坡度的引导部。

11.根据权利要求10所述的物品存取系统，其特征是：所述承载体驱动和制动系统包括：

1)限制所述承载体沿所述具有坡度的引导部向所述交换台方向溜行的速度的限速机构；

2)设置在邻近交换台处的缓冲制动机构。

12.根据权利要求1至9之一所述的物品存取系统，其特征是：

1)包括多层物品存放层；

2)包括物体存取口；

3)所述交换台设置在包含导轨的升降井道内，该升降井道连通各层物品存放层和物体存取口；

4)在升降井道内运行的交换台可与物品存放层和物体存取口平层对接。

13.根据权利要求10所述的物品存取系统，其特征是：

1)包括多层物品存放层；

2)包括物体存取口；

3)所述交换台设置在包含导轨的升降井道内，该升降井道连通各层物品存放层和物体存取口；

4)在升降井道内运行的交换台可与物品存放层和物体存取口平层对接。

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