CN112158509B - 一种智能仓库存取系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能仓库存取系统及方法，以解决现有技术中存在的仓库存取系统通常自动化程度不高，仓库空间利用率低，且垛子在输送过程中易发生散垛现象的问题。该系统包括至少一个码垛机、移垛机、输垛机、待垛机以及移动运输机构。输垛机包括至少一个对接机构和存垛机构，对接机构与存垛机构连接，并相互传送垛子；码垛机码放垛子并传送至移垛机，移垛机将码垛机输出的垛子传送至对接机构，或者将对接机构输出的垛子传送至待垛机，待垛机上的垛子由移动运输机构运出。码垛机、移垛机、对接机构、存垛机构、待垛机均设置有传送单元，两个传送单元之间传送垛子时部分交叉重合，二者的对接平面共面并无缝衔接，且两个传送单元同步运行。

Description

一种智能仓库存取系统及方法

技术领域

本发明涉及一种智能仓库存取系统及方法。

背景技术

目前，装满物料的包装袋存放时，需先进行码放，如图1所示，包装袋层层堆叠形成垛子01，再将码放成型的垛子01进行运输、存放至仓库；取出时，也是将整个垛子01从仓库运出。现有的仓库存取系统通常自动化程度不高，灵活性较低，码垛、移垛、存垛等过程需要人力介入，仓库空间利用率不高，且垛子在输送过程中，由于移垛设备稳定性较差，易发生摆动侧倾，或者码垛设备、移垛设备以及存垛设备等相互之间对接平面存有一定间距，对接传送不够平稳，亦或者各个设备输送垛子不同步等问题，常常会导致散垛现象发生。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的仓库存取系统通常自动化程度不高，灵活性较低，码垛、移垛、存垛等过程需要人力介入，仓库空间利用率不高，且垛子在输送过程中易发生散垛现象的问题，而提供了一种智能仓库存取系统及方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种智能仓库存取系统，其特殊之处在于：

包括至少一个码垛机、移垛机、输垛机、待垛机以及移动运输机构；

所述输垛机包括至少一个对接机构和存垛机构，对接机构与存垛机构连接，并相互传送垛子；

所述码垛机用于码放垛子，并将垛子传送至移垛机；

所述移垛机沿水平方向行走移动，用于将码垛机输出的垛子传送至输垛机的对接机构，或者将对接机构输出的垛子传送至待垛机；

所述待垛机接收移入的垛子，待移动运输机构将垛子运出；

所述码垛机、移垛机、输垛机的对接机构和存垛机构、待垛机均设置有用于承载垛子并传送垛子的传送单元；

所述传送单元包括支撑架、驱动组件和多个传送带；

所述驱动组件设置在支撑架上，多个传送带并排设置，且相邻两个传送带之间存有间距；所述驱动组件用于驱动多个传送带同步运行；

两个传送单元之间传送垛子时部分交叉重合，二者的对接平面共面并无缝衔接，且两个传送单元同步运行。

进一步地，所述驱动组件包括至少一个第一驱动装置以及与传送带数量一致的带轮组，每个带轮组包括至少两个带轮；

所述传送带套装在带轮组上，第一驱动装置驱动每个带轮组的一个带轮同步转动，从而带动多个传送带同步转动。

进一步地，所述对接机构和存垛机构均包括固定架；

所述固定架上自上而下依次设置有多个传送单元；

所述对接机构的传送单元和存垛机构的传送单元数量一致，且一一对应；

所述移垛机包括移垛架、升降单元、行走单元；

所述移垛架上设置有一个传送单元；

所述升降单元设置在移垛架上，并与移垛机的传送单元连接，用于带动该传送单元沿竖直方向移动；

所述行走单元设置在移垛架底部，用于带动移垛架沿水平方向移动。

进一步地，所述移垛机还包括限位单元；

所述限位单元设置在移垛架顶部，用于限制移垛架摆动侧倾。

进一步地，所述限位单元包括至少一个防侧倾轨道和第一滚轮；

所述防侧倾轨道设置在外部设备上，且与移垛架移动方向平行；

所述第一滚轮安装在移垛架顶部，并沿防侧倾轨道滚动。

进一步地，所述行走单元包括第二驱动装置、至少一个行走轨道和第二滚轮；

所述行走轨道设置在地面上；

所述第二滚轮安装在移垛架底部；

所述第二驱动装置用于驱动第二滚轮沿行走轨道滚动。

进一步地，所述升降单元包括第三驱动装置、配重块、至少一个链轮和链条；

所述链轮设置在移垛架顶部，链条安装在链轮上，链条一端与与移垛机的传送单元连接，另一端与配重块连接；

所述第三驱动装置用于驱动链轮转动，从而通过链条带动移垛机的传送单元沿竖直方向移动。

进一步地，所述移垛架包括多个垂直于水平方向的导向立柱；

所述移垛机的传送单元两端分别设置有第三滚轮；

所述第三滚轮上设有轮槽，所述轮槽与导向立柱相适配。

进一步地，所述码垛机、移垛机、对接机构以及待垛机的传送单元均能够承载1个垛子，存垛机构的传送单元能够承载4-15个垛子；

所述输垛机包括N+1个对接机构和N个存垛机构，对接机构与存垛机构间隔设置。

一种智能仓库存取方法，采用上述智能仓库存取系统，其特殊之处在于：存取方法包括存放垛子和取出垛子；

所述存放垛子包括以下步骤：

1)通过码垛机码放垛子，并通过码垛机的传送单元将垛子传送至移垛机的传送单元；

2)控制移垛机沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机的传送单元将垛子传送至对接机构的传送单元；

3)通过对接机构的传送单元将垛子传送至存垛机构的传送单元，存垛完成；

所述取出垛子包括以下步骤：

1)通过存垛机构的传送单元将垛子传送至对接机构的传送单元；

2)通过对接机构的传送单元将垛子传送至移垛机的传送单元；

3)控制移垛机沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机的传送单元将垛子传送至待垛机；

4)通过移动运输机构将待垛机上的垛子运出。

本发明相比现有技术的有益效果是：

(1)本发明提供的智能仓库存取系统，通过码垛机、移垛机、输垛机实现垛子的存放，通过输垛机、移垛机、待垛机、移动运输机构实现垛子的取出，全程可自动化控制，无需人力介入；移垛机沿水平方向行走移动，分别与码垛机、输垛机、待垛机实现对接，灵活性较高，两个设备之间通过传送单元实现无缝对接、同步传送，确保垛子在两个设备之间平稳过渡，不会发生颠簸，也不会因为两个设备运行不同步而将垛子拉散；输垛机通过对接机构与移垛机之间以较快的速度进行垛子传送，而存垛机构由于承载了较多的垛子，运行速度稍慢，对接机构又以与之匹配的速度进行垛子传送，此时移垛机已进行下一步工作，这种通过对接机构实现移垛机与存垛机构之间的中转传送，不仅能够保证输垛机的可靠性，也有效提高了系统的工作效率；

(2)用于承载垛子并传送垛子的传送单元，通过并排设置传送带，且相邻两个传送带之间存有间距，可确保两个传送单元对接时，能够相互交叉并部分重合，实现对接平面共面且无缝衔接；

(3)在对接机构和存垛机构的固定架上自上而下依次设置多个传送单元，使输垛机形成多层结构，并将输垛机整齐排放，可有效提高仓库的空间利用率；移垛机通过行走单元在多排输垛机之间来回行走，通过升降单元实现与对接机构每一层传送单元的对接传送；

(4)通过限位单元来限制移垛架发生摆动侧倾现象，提高了移垛架的稳定性，有效解决了高立的移垛机构在移垛过程中的侧向稳定性问题，该结构简单可靠，同时能够确保移垛架稳定顺畅行走；

(5)行走单元采用第二驱动装置驱动第二滚轮沿行走轨道滚动的方式，实现移垛机自动行走的目的，该结构较为简单，且便于操控，移垛机与对接机构的对接较为精准、快捷；

(6)升降单元采用第三驱动装置驱动链轮转动，从而使链条带动移垛机的传送单元沿竖直方向移动，实现移垛机的传送单元升降，该结构简单可靠，且便于操控；

(7)移垛机的传送单元支撑架两端分别设置有第三滚轮，该传送单元升降过程中，第三滚轮沿移垛架的导向立柱滚动，可避免发生晃动；

(8)本发明提供的智能仓库存取方法，采用上述智能仓库存取系统，通过控制各个设备之间配合运行，能够高效有序地完成码垛、移垛、存垛、取垛等工作，该方法简单可行，且便于操作，自动化程度高，工作效率高。

附图说明

图1是由包装袋码放成的垛子结构；

图2是本发明智能仓库存取系统的俯视图；

图3是本发明智能仓库存取系统的侧视图；

图4是本发明中码垛机、移垛机、待垛机的侧视图；

图5是本发明中移垛机、输垛机的局部结构示意图；

图6是本发明中移垛机、输垛机的局部俯视图；

图7是本发明中传送单元的结构示意图；

图8是本发明中传送单元的侧视图；

图9是本发明中移垛机的结构示意图；

图10是本发明中移垛机的升降单元结构示意图；

图11是本发明中移垛机的升降单元与传送单元连接处结构示意图；

图12是本发明中移垛机的行走单元结构示意图；

图13是本发明中移垛机的限位单元结构示意图；

图14是本发明中输垛机的结构示意图；

图15是本发明中待垛机的结构示意图。

图中，01-垛子；

1-码垛机；

2-移垛机；

21-移垛架，211-导向立柱；

22-升降单元，221-第三驱动装置，222-配重块，223-链轮，224-链条；

23-行走单元，231-第二驱动装置，232-行走轨道，233-第二滚轮；

24-限位单元，241-防侧倾轨道，242-第一滚轮；

3-输垛机，31-对接机构，32-存垛机构，33-固定架；

4-待垛机；

5-传送单元，51-支撑架，52-传送带，531-第一驱动装置，532-带轮， 54-第三滚轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的智能仓库存取系统及方法作进一步详细说明。

如图2、图3所示，该智能仓库存取系统包括至少一个码垛机1、移垛机2、输垛机3、待垛机4以及移动运输机构，其中，输垛机3包括至少一个对接机构31和存垛机构32，对接机构31与存垛机构32连接，并相互传送垛子。码垛机1用于码放垛子，并将垛子传送至移垛机2；移垛机2沿水平方向行走移动，用于将码垛机1输出的垛子传送至输垛机3的对接机构31，或者将对接机构31输出的垛子传送至待垛机4；待垛机4接收移入的垛子，待移动运输机构将垛子运出仓库，此处移动运输机构为叉车或其他仓库用小型运输车辆。

如图4至图6所示，码垛机1、移垛机2、输垛机3的对接机构31和存垛机构32、待垛机4均设置有用于承载垛子并传送垛子的传送单元5。如图 7、图8所示，传送单元5包括支撑架51、驱动组件和多个传送带52。驱动组件设置在支撑架51上，包括至少一个第一驱动装置531以及与传送带52 数量一致的带轮组，每个带轮组包括至少两个带轮532，多个传送带52一一对应套装在多个带轮组上，且并排设置，相邻两个传送带52之间存有间距。第一驱动装置531驱动每个带轮组的一个带轮532同步转动，从而带动多个传送带52同步转动。第一驱动装置531为电机，该电机的输出轴与每个带轮组的一个带轮532同轴连接。两个传送单元5之间传送垛子时部分交叉重合，如图6所示，即两个传送单元5的多个传送带52间隔排布，对接平面共面并无缝衔接，且两个传送单元5同步运行。

实际应用中，码垛机1、移垛机2、输垛机3、待垛机4、移动运输机构可按照需求、仓库空间大小等确定数量及排布，只要能够满足垛子沿码垛机 1→移垛机2→输垛机3的路线，或者沿输垛机3→移垛机2→待垛机4→移动运输机构的路线传送即可。

本实施例中，如图4所示，码垛机1为现有设备，仅在码垛机1上加装了传送单元5，码垛机1上用于码垛的机构将装满物料的包装袋层层堆叠在码垛机1的传送单元5上，形成垛子。

如图9所示，移垛机2包括移垛架21、升降单元22、行走单元23、限位单元24。移垛架21为立体框架式结构，其结构形式较为常见，移垛架21 上设置有一个传送单元5；升降单元22设置在移垛架21上，并与移垛机2 的传送单元5连接，用于带动该传送单元5沿竖直方向移动；行走单元23 设置在移垛架21底部，用于带动移垛架21沿水平方向移动；限位单元24设置在移垛架21顶部，用于限制移垛架21摆动侧倾。

如图10、图11所示，升降单元22包括第三驱动装置221、配重块222、至少一个链轮223和链条224。链轮223设置在移垛架21顶部，链条224 安装在链轮223上，链条224一端与移垛机2的传送单元5连接，另一端与配重块222连接，第三驱动装置221用于驱动链轮223转动，从而通过链条224带动移垛机2的传送单元5沿竖直方向移动，移垛机2的传送单元5上升，配重块222相应下降；反之，则配重块222上升。

本实施例中，链条224为四个，四个链条224的一端分别与移垛机2的传送单元5支撑架51四个角一一对应连接，其另一端均与配重块222连接；链轮223为六个，其中四个链轮223两两一组分别与该传送单元5的支撑架 51任意相邻两个角一一对应，剩余两个链轮223与该传送单元5的支撑架 51另外两个角一一对应；第三驱动装置221为电机，该电机的输出轴与其中四个链轮223同轴连接。四个链条224按照常规方式安装在链轮223上，同时须保证移垛机2的传送单元5保持平衡。

为防止移垛机2的传送单元5在升降过程中发生晃动，在移垛机2的传送单元5两端分别设置第三滚轮54，第三滚轮54上设有轮槽，移垛架21 包括多个垂直于水平方向的导向立柱211，轮槽与导向立柱211相适配，升降过程中，第三滚轮54可沿导向立柱211滚动。

行走单元23可通过滚动行走、滑动行走等方式实现行走目的，具体实现方式较多，考虑到移垛机2仅需在多排输垛机3间来回行走，行走路线单一，同时要保证移垛机2与输垛机3的对接机构31精准对接，无需反复调整位置，本发明提供的行走单元23如图12所示，行走单元23包括第二驱动装置231、至少一个行走轨道232和第二滚轮233。行走轨道232设置在地面上，第二滚轮233安装在移垛架21底部，第二驱动装置231用于驱动第二滚轮233沿行走轨道232滚动。

本实施例中，行走轨道232为两个，且平行设置；第二滚轮233为四个，且两两一组分别安装在移垛架21底部的前后两端，每组的两个第二滚轮233 分别与两个行走轨道232一一对应；第二驱动装置231为电机，该电机的输出轴与任一组的两个第二滚轮233同轴连接。

限位单元24可通过滑块和滑槽配合、带有轮槽的滚轮和轨道配合等方式实现。本实施例中，限位单元24如图13所示，包括至少一个防侧倾轨道 241和第一滚轮242。防侧倾轨道241设置在外部设备上，且与移垛架21移动方向平行，防侧倾轨道241的截面为U形结构，第一滚轮242安装在移垛架21顶部，并伸入防侧倾轨道241内沿防侧倾轨道241滚动。

如图14所示，输垛机3包括N+1个对接机构31和N个存垛机构32，对接机构31与存垛机构32间隔设置，输垛机3两端的两个对接机构31用于与移垛机2对接传送，不仅能够防止散垛现象发生，也能够提高系统工作效率；存垛机构32之间的对接机构31用于中转垛子，由于存垛机构32过长会影响运行效率和可靠性，而两个存垛机构32直接对接传送无法保证同步运行的准确度，因此需要由对接机构31进行中转，用于中转的对接机构31 可分别与两侧的存垛机构32同步运行。

对接机构31和存垛机构32均包括固定架33，固定架33上自上而下依次设置有多个传送单元5，对接机构31的传送单元5和存垛机构32的传送单元5数量一致，且一一对应，两个机构的传送单元5部分交叉重合，即对接平面无缝衔接。

如图15所示，待垛机4结构较为简单，只需根据移动运输机构能够接收垛子的高度，固定设置一个传送单元5即可，待垛机4一般设置在移垛机的行走轨道232两侧，便于与移垛机2的传送单元5进行对接传送。

码垛机1、移垛机2、对接机构31以及待垛机4的传送单元5一般只能够承载1个垛子，存垛机构32的传送单元5能够承载4-15个垛子。码垛机1、移垛机2、输垛机3两端的两个对接机构31以及待垛机4，其传送单元5 中第一驱动装置531一般设置在传送带52长度方向的中间位置，避免两个传送单元5对接时，第一驱动装置531与带轮532的连接轴在两个传送单元 5交叉重合处发生干涉。而存垛机构32的传送单元5中，第一驱动装置531 为两个，一般设置在传送带52长度方向的两端，以提高驱动力。两个存垛机构32之间的对接机构31，其传送单元5与存垛机构32的传送单元5共用一个第一驱动装置531，有利于降低成本。

使用上述智能仓库存取系统进行垛子存取的方法如下：

存放垛子包括以下步骤：

1)通过码垛机1码放垛子，并通过码垛机1的传送单元5将垛子传送至移垛机2的传送单元5；

其中，移垛机2与码垛机1对接时，先通过移垛机2的升降单元22调整移垛机2的传送单元5高度，使其传送单元5与码垛机1的传送单元5高度不同，避免发生打架；然后通过移垛机2的行走单元23使移垛机2沿水平方向移动至合适的对接位置，再通过升降单元22调整移垛机2的传送单元5高度，使其传送单元5与码垛机1的传送单元5对接平面共面且无缝衔接；此时两个传送单元5同步运行，即可完成垛子的传送；

同理，移垛机2接收到垛子后，先调整其传送单元5高度，再行走。

2)控制移垛机2沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机2的传送单元5将垛子传送至对接机构31的传送单元5；

与步骤1)的对接过程相同，先调整移垛机2的传送单元5的高度，使移垛机2的传送单元5以及垛子与对接机构31的任一传送单元5高度不同，避免打架；然后控制移垛机2行走至合适的对接位置，再调整其传送单元5 高度，以进行垛子的传送。

3)通过对接机构31的传送单元5将垛子传送至存垛机构32的传送单元5，存垛完成；

整个输垛机3的对接机构31和存垛机构32都可存放垛子，同一行的相邻两个输垛机3之间还可通过移垛机2传送垛子。

所述取出垛子包括以下步骤：

1)通过存垛机构32的传送单元5将垛子传送至对接机构31的传送单元5。

2)通过对接机构31的传送单元5将垛子传送至移垛机2的传送单元5。

3)控制移垛机2沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机2的传送单元5将垛子传送至待垛机4。

4)通过移动运输机构将待垛机4上的垛子运出。

Claims (10)

1.一种智能仓库存取系统，其特征在于：

包括至少一个码垛机(1)、移垛机(2)、输垛机(3)、待垛机(4)以及移动运输机构；

所述输垛机(3)包括至少一个对接机构(31)和存垛机构(32)，对接机构(31)与存垛机构(32)连接，并相互传送垛子；

所述码垛机(1)用于码放垛子，并将垛子传送至移垛机(2)；

所述移垛机(2)沿水平方向行走移动，用于将码垛机(1)输出的垛子传送至输垛机(3)的对接机构(31)，或者将对接机构(31)输出的垛子传送至待垛机(4)；

所述待垛机(4)接收移入的垛子，待移动运输机构将垛子运出；

所述码垛机(1)、移垛机(2)、输垛机(3)的对接机构(31)和存垛机构(32)、待垛机(4)均设置有用于承载垛子并传送垛子的传送单元(5)；

所述传送单元(5)包括支撑架(51)、驱动组件和多个传送带(52)；

所述驱动组件设置在支撑架(51)上，多个传送带(52)并排设置，且相邻两个传送带(52)之间存有间距；所述驱动组件用于驱动多个传送带(52)同步运行；

两个传送单元(5)之间传送垛子时部分交叉重合，二者的对接平面共面并无缝衔接，且两个传送单元(5)同步运行。

2.根据权利要求1所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述驱动组件包括至少一个第一驱动装置(531)以及与传送带(52)数量一致的带轮组，每个带轮组包括至少两个带轮(532)；

所述传送带(52)套装在带轮组上，第一驱动装置(531)驱动每个带轮组的一个带轮(532)同步转动，从而带动多个传送带(52)同步转动。

3.根据权利要求2所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述对接机构(31)和存垛机构(32)均包括固定架(33)；

所述固定架(33)上自上而下依次设置有多个传送单元(5)；

所述对接机构(31)的传送单元(5)和存垛机构(32)的传送单元(5)数量一致，且一一对应；

所述移垛机(2)包括移垛架(21)、升降单元(22)、行走单元(23)；

所述移垛架(21)上设置有一个传送单元(5)；

所述升降单元(22)设置在移垛架(21)上，并与移垛机(2)的传送单元(5)连接，用于带动该传送单元(5)沿竖直方向移动；

所述行走单元(23)设置在移垛架(21)底部，用于带动移垛架(21)沿水平方向移动。

4.根据权利要求3所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述移垛机(2)还包括限位单元(24)；

所述限位单元(24)设置在移垛架(21)顶部，用于限制移垛架(21)摆动侧倾。

5.根据权利要求4所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述限位单元(24)包括至少一个防侧倾轨道(241)和第一滚轮(242)；

所述防侧倾轨道(241)设置在外部设备上，且与移垛架(21)移动方向平行；

所述第一滚轮(242)安装在移垛架(21)顶部，并沿防侧倾轨道(241)滚动。

6.根据权利要求5所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述行走单元(23)包括第二驱动装置(231)、至少一个行走轨道(232)和第二滚轮(233)；

所述行走轨道(232)设置在地面上；

所述第二滚轮(233)安装在移垛架(21)底部；

所述第二驱动装置(231)用于驱动第二滚轮(233)沿行走轨道(232)滚动。

7.根据权利要求6所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述升降单元(22)包括第三驱动装置(221)、配重块(222)、至少一个链轮(223)和链条(224)；

所述链轮(223)设置在移垛架(21)顶部，链条(224)安装在链轮(223)上，链条(224)一端与与移垛机(2)的传送单元(5)连接，另一端与配重块(222)连接；

所述第三驱动装置(221)用于驱动链轮(223)转动，从而通过链条(224)带动移垛机(2)的传送单元(5)沿竖直方向移动。

8.根据权利要求7所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述移垛架(21)包括多个垂直于水平方向的导向立柱(211)；

所述移垛机(2)的传送单元(5)两端分别设置有第三滚轮(54)；

所述第三滚轮(54)上设有轮槽，所述轮槽与导向立柱(211)相适配。

9.根据权利要求1至8任一所述的智能仓库存取系统，其特征在于：

所述码垛机(1)、移垛机(2)、对接机构(31)以及待垛机(4)的传送单元(5)均能够承载1个垛子，存垛机构(32)的传送单元(5)能够承载4-15个垛子；

所述输垛机(3)包括N+1个对接机构(31)和N个存垛机构(32)，对接机构(31)与存垛机构(32)间隔设置。

10.一种智能仓库存取方法，采用权利要求1至9任一所述的智能仓库存取系统，其特征在于：存取方法包括存放垛子和取出垛子；

所述存放垛子包括以下步骤：

1)通过码垛机码放垛子，并通过码垛机的传送单元将垛子传送至移垛机的传送单元；

2)控制移垛机沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机的传送单元将垛子传送至对接机构的传送单元；

3)通过对接机构的传送单元将垛子传送至存垛机构的传送单元，存垛完成；

所述取出垛子包括以下步骤：

1)通过存垛机构的传送单元将垛子传送至对接机构的传送单元；

2)通过对接机构的传送单元将垛子传送至移垛机的传送单元；

3)控制移垛机沿水平方向行走移动至合适的对接位置，并通过移垛机的传送单元将垛子传送至待垛机；

4)通过移动运输机构将待垛机上的垛子运出。

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