CN112978183A - 四向穿梭车 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种四向穿梭车，包括控制器；传感器，与所述控制器电连接；换向驱动电机，与所述控制器电连接；异形凸轮机构，与所述换向驱动电机机械连接；换向支架，与所述异形凸轮机构机械连接；行走驱动电机，与所述控制器电连接；减速机，与所述行走驱动电机机械连接，具有第一驱动部件和第二驱动部件；子车方向行走驱动组件，与所述第一驱动部件机械连接；母车方向行走驱动组件，与所述第二驱动部件机械连。本公开提供的一种四向穿梭车，采用超薄设计结构，使用较少的驱动结构即可完成四向穿梭车的行走及换向顶升功能，减少了中间传动环节，故障率更低，安装维修更方便。
Description
技术领域
本公开涉及物流仓储设备技术领域，尤其涉及一种四向穿梭车。
背景技术
随着自动化立体仓库在我国的迅速普及，对仓库自动化设备的安全性、集成度、运行效率、综合成本等方面提出了更高的要求。四向穿梭车是一种将传统的母车与子车的功能集成，以一台车实现两种车的功能的新型自动化仓储设备，具有性价比高，存储密度高，仓库利用率高等优点。基于高空间利用率的立体仓库，对于运行在其中的四向穿梭车有了更加严格的外形尺寸上的要求，在功能正常实现的前提下，厚度更加轻薄的四向穿梭车有利于进步一提升立体仓库的空间利用率。
现有机械型四向穿梭车结构设计复杂，在车体中布置多个驱动结构致使四向穿梭车厚度较大，无法进一步提高立体仓库存储量。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种机械型四向穿梭车。
基于上述目的，本公开提供了一种四向穿梭车，包括：
控制器；
传感器，与所述控制器电连接；
换向驱动电机，与所述控制器电连接；
异形凸轮机构，与所述换向驱动电机机械连接；
换向支架，与所述异形凸轮机构机械连接；
行走驱动电机，与所述控制器电连接；
减速机，与所述行走驱动电机机械连接，具有第一驱动部件和第二驱动部件；
子车方向行走驱动组件，与所述第一驱动部件机械连接；
母车方向行走驱动组件，与所述第二驱动部件机械连接。
进一步的，还包括上盖，与所述异形凸轮机构的外轮廓接触。
进一步的，响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第一目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机，以驱动所述异形凸轮机构在第一凸轮状态与第二凸轮状态之间切换，其中，在所述第一凸轮状态下，所述异形凸轮机构将所述换向支架带动到第一支架位置并使所述上盖处于第一上盖位置，而在所述第二凸轮状态下，所述异形凸轮机构将所述换向支架带动到第二支架位置并使所述上盖处于所述第二上盖位置。
进一步的，响应于接收到外设上位机发出的子车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机，使得所述行走驱动电机通过所述减速机的第一驱动部件驱动所述子车方向行走驱动组件，以驱动所述四向穿梭车沿子车轨道行走；
响应于接收到外设上位机发出的母车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机，使得所述行走驱动电机通过所述减速机的第二驱动部件驱动所述母车方向行走驱动组件，以驱动所述四向穿梭车沿母车轨道行走。
进一步的，所述换向支架与所述母车方向行走驱动组件中的母车方向行走轮连接；
所述换向支架从所述第二支架位置转换到所述第一支架位置时，带动所述母车方向行走轮上升以脱离所述母车轨道；
所述换向支架从所述第一支架位置转换到所述第二支架位置时，带动所述母车方向行走轮下降以接触所述母车轨道。
进一步的，响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第二目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机，以驱动所述异形凸轮机构切换到第三凸轮状态，其中，在所述第三凸轮状态下，所述异形凸轮机构使所述上盖处于第三上盖位置。
进一步的，所述换向驱动电机通过圆柱齿轮副和换向驱动轴与所述异形凸轮机构机械连接；
所述换向驱动轴能够带动所述异形凸轮机构旋转，以在所述第一凸轮状态、所述第二凸轮状态、所述第三凸轮状态之间切换。
进一步的，所述换向驱动轴带动所述异形凸轮机构顺时针或者逆时针旋转90度时，在所述第一凸轮状态与所述第二凸轮状态之间切换。
进一步的，所述换向支架与所述异形凸轮机构通过滚轮活动连接，所述异形凸轮机构与所述滚轮转动连接，所述换向支架上开设有与所述滚轮配合的滑槽。
进一步的，在所述四向穿梭车的两侧都设置有所述换向驱动电机。
从上面所述可以看出，本公开提供的一种四向穿梭车，使用较少的驱动结构即可完成四向穿梭车的行走及换向顶升功能，结构设计超薄，减少了中间传动环节，故障率更低，安装维修更方便。采用机械换向顶升机构，避免了液压油污染问题，可以适应卫生标准较高或者清洁标准较高的场所。机械驱动结构的减少还能有效降低四向穿梭车成本，提高仓库的利用率，节约仓库轨道材料，更好的控制整体仓储成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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。
图1为本公开实施例的机械型四向穿梭车的前视图；
图2为本公开实施例的机械型四向穿梭车的内部结构示意图；
图3为本公开实施例的机械型四向穿梭车的轴测图；
图4为本公开实施例的机械型四向穿梭车的子车行走状态示意图；
图5为本公开实施例的机械型四向穿梭车的母车行走状态示意图；
图6为本公开实施例的机械型四向穿梭车的存取货物状态示意图；
图7为本公开实施例的机械型四向穿梭车的俯视图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术所述，四向穿梭车是一款既能实现纵向行走亦能实现横向行走的智能搬运设备。四向穿梭车的灵活性高，可任意变换作业轨道，并通过增减穿梭车的数量来调节系统能力，必要时可通过组建作业车队的调度方式，来应变系统的峰值，解决出入作业的瓶颈。四向穿梭车可以相互替换，当某台穿梭车出现故障时，可通过调度系统调度其它穿梭车，继续完成作业，系统能力不受影响。四向穿梭车适合低流量、高密度的存储，它可以实现效率、成本、资源的最大化。可降低成本投入，提高存储空间利用率，同时可以四向行驶，可到达仓库任意位置。配备了锂电池的四向穿梭车附带电量监测，可以进行自动充电。
现今自动化立体仓库朝着空间利用率更高、出入库效率更快更智能、货物存储密度更大的方向快速发展。在仓库占地面积相同的前提下，尽可能增加仓库的层数成为了立体仓库存储量的目标，对于运行在其中的四向穿梭车的尺寸有了更加严格的要求。如何将四向穿梭车设计的更加轻薄成为占据市场领先地位的关键。
为解决上述技术问题，参考图1、图2和图3，本公开的实施例提供了一种四向穿梭车，包括：容纳有控制器和锂电池的电控箱1、车体2、上盖3和安装在所述车体2上的传感器、换向驱动电机4、异形凸轮机构5、换向支架6、行走驱动电机7、减速机8，传感器与控制器电连接，换向驱动电机4与控制器连接，异形凸轮机构5与换向驱动电机4机械连接，换向支架6与异形凸轮机构5机械连接，行走驱动电机7与控制器电连接，减速机8与行走驱动电机7机械连接，减速机8具有第一驱动部件801和第二驱动部件802，所述四向穿梭车还设有子车方向行走驱动组件9和母车方向行走驱动组件10，子车方向行走驱动组件9与第一驱动部件801机械连接，母车方向行走驱动组件10与第二驱动部件802机械连接。上盖3设置在车体2上方，与异形凸轮机构5的外轮廓接触。
具体的，行走驱动电机7通过所述减速机8带动所述子车方向行走驱动组件9和母车方向行走驱动组件10行走。所述换向驱动电机4通过异形凸轮机构5的转动实现四向穿梭车的换向及顶升功能。
在一些实施例中，响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第一目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机4，以驱动所述异形凸轮机构5在第一凸轮状态与第二凸轮状态之间切换，其中，在所述第一凸轮状态下，所述异形凸轮机构5将所述换向支架6带动到第一支架位置并使所述上盖3处于第一上盖位置，而在所述第二凸轮状态下，所述异形凸轮机构5将所述换向支架6带动到第二支架位置并使所述上盖3处于所述第二上盖位置。
响应于接收到外设上位机发出的子车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机7，使得所述行走驱动电机7通过所述减速机8的第一驱动部件801驱动所述子车方向行走驱动组件9，以驱动所述四向穿梭车沿子车轨道行走。
响应于接收到外设上位机发出的母车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机7，使得所述行走驱动电机7通过所述减速机8的第二驱动部件802驱动所述母车方向行走驱动组件10，以驱动所述四向穿梭车沿母车轨道行走。
所述换向支架6与所述母车方向行走驱动组件10中的母车方向行走轮1001连接，所述换向支架6从所述第二支架位置转换到所述第一支架位置时，带动所述母车方向行走轮1001上升以脱离所述母车轨道。
所述换向支架6从所述第一支架位置转换到所述第二支架位置时，带动所述母车方向行走轮1001下降以接触所述母车轨道。
在一些实施例中，响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第二目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机4，以驱动所述异形凸轮机构5切换到第三凸轮状态，其中，在所述第三凸轮状态下，所述异形凸轮机构5使所述上盖3处于第三上盖位置。
所述换向驱动电机4通过圆柱齿轮副401和换向驱动轴402与所述异形凸轮机构5机械连接，所述换向驱动轴402能够带动所述异形凸轮机构5旋转，以在所述第一凸轮状态、所述第二凸轮状态、所述第三凸轮状态之间切换。
在一些实施例中，所述换向驱动轴402带动所述异形凸轮机构5顺时针或者逆时针旋转90度时，在所述第一凸轮状态与所述第二凸轮状态之间切换。
在一些实施例中，所述换向支架6与所述异形凸轮机构5通过滚轮601活动连接，所述异形凸轮机构5与所述滚轮601转动连接，所述换向支架6上开设有与所述滚轮601配合的滑槽602。
在一些实施例中，在所述四向穿梭车的两侧都设置有所述换向驱动电机4。
具体的，当四向穿梭车接到货物后，需要将货物放置在仓库的指定位置，这时，外设上位机向控制器发出指令，控制器接到指令后控制四向穿梭车行走及换向。当四向穿梭车到达第一目标位置后，需要进行轨道切换时，控制器发出信号，控制启动换向驱动电机4，换向驱动电机4通过圆柱齿轮副401带动换向驱动轴402旋转，换向驱动轴402通过转动轴承与异形凸轮机构5转动连接，异形凸轮机构5侧面一端与滚轮601转动连接，滚轮601与开设在换向支架6上的滑槽602滑动配合，当异形凸轮机构5转动时，能够带动滚轮601在滑槽602内滑动，当滚轮601滑动至不同位置时，能够带动所述换向支架6上升或下降。换向支架6与母车方向行走轮1001连接，也即当换向支架6上升或下降时能够带动母车方向行走轮1001上升或下降，实现四向穿梭车行走轨道的切换。同时，上盖3与异形凸轮机构5的外轮廓接触设置，异形凸轮机构5转动的同时也能够实现上盖3的上升或下降，从而实现四向穿梭车的顶升功能。
参考图2、图3和图4，当换向驱动电机4带动异形凸轮结构5转动，使异形凸轮结构5处于第一凸轮状态时，换向支架6相应处于第一支架位置，上盖3处于第一上盖位置，此时换向支架6带动母车方向行走轮1001上升脱离所述母车轨道，子车方向行走驱动组件9中的子车驱动轮901和子车从动轮902沿子车轨道行走。子车驱动轮901和子车从动轮902设置在所述车体2不设置所述母车方向行走轮1001的相对两侧四角。每侧多个子车从动轮902的设置使得四向穿梭车在子车轨道行走时遇到轨道交叉间隙能够起到推动作用，防止子车方向的车轮陷入轨道间隙中影响四向穿梭车运行。
子车方向行走的具体传动方式为：行走驱动电机7通过减速机8的第一驱动部件801带动齿轮副转动，齿轮副驱动子车行走驱动轴903转动，子车行走驱动轴903通过链轮链条结构驱动子车驱动轮901转动，子车驱动轮901通过地面摩擦力带动子车从动轮902转动，从而实现子车方向的行走。此时，由于异形凸轮结构5处于第一凸轮状态，滚轮601在异形凸轮结构5的带动下滑动至滑槽602的一端部，带动换向支架6抬起。
参考图2、图3和图5，当换向驱动电机4带动异形凸轮结构5转动，使异形凸轮结构5处于第二凸轮状态时，换向支架6相应处于第二支架位置，上盖3处于第二上盖位置，此时换向支架6带动母车方向行走轮1001下降与母车轨道接触，母车方向行走轮1001沿母车轨道行走。母车方向行走轮1001设置在车体2相对两侧四角。母车方向行走的具体传动方式为：行走驱动电机7通过减速机8的第二驱动部件802带动链轮链条结构转动，链轮链条结构带动母车方向行走驱动组件10中的母车行走驱动轴1002转动，母车行走驱动轴1002通过链条结构带动母车方向行走轮1001转动，从而实现四向穿梭车在母车轨道的行走。此时，由于异形凸轮结构5处于第二凸轮状态，滚轮601在异形凸轮结构5的带动下滑动至滑槽602的中部，带动换向支架6落下。
参考图2、图3和图6，当四向穿梭车到达第二目标位置时，需要完成存取货物的动作，此时控制器控制启动所述换向驱动电机4，换向驱动电机4通过圆柱齿轮副401带动换向驱动轴402转动，换向驱动轴402带动异形凸轮机构5转动使之处于第三凸轮状态，此时换向支架6处于第三支架位置，上盖3处于第三上盖位置，即上盖3下落至车体2上表面，处于最低位置，方便货物的存取。此时，由于异形凸轮结构5处于第三凸轮状态，滚轮601在异形凸轮结构5的带动下滑动至滑槽602的另一端部，带动换向支架6处于抬起状态。
异形凸轮机构5的不同状态之间的转换均需顺指针或逆时针旋转90度，即异形凸轮机构5从第一凸轮状态切换至第二凸轮状态需要旋转90度，异形凸轮机构5从第二凸轮状态切换至第三凸轮状态需要旋转90度。异形凸轮机构5的不同状态的切换可按照实际需要进行调整。
参考图2，所述换向驱动电机4在所述车体2上平行设置两组。两组换向驱动电机4同时做相对异向旋转。每组中设有两个异形凸轮机构5，两组换向驱动电机4共设置4个异形凸轮机构5。4个异形凸轮机构5分布在车体2的四角位置，对上盖3进行顶升时使上盖3的受力更加稳定，实现上盖3的匀速同步提升。两组换向驱动电机4和行走驱动电机7在车体2中交叉分布设置可以提升四向穿梭车的整体稳固性，使得四向穿梭车运行时更加平稳，可靠性更高，有效避免侧翻等问题发生。
由图4至图6可知，四向穿梭车的换向和顶升功能都是通过换向驱动电机4带动异形凸轮机构5转动实现的。本实施例的异形凸轮机构5结构设计简单，并且能够同时实现换向和顶升的功能，减少了中间传动环节，同时也减少驱动电机和传动结构的使用，降低了四向穿梭车厚度的同时使得故障率更低，安装维修也更为便捷。
作为一可选实施例，锂电池可以对四向穿梭车进行充电，因而不必外接电源即可驱动四向穿梭车行走，在轨道中运行更通畅。同时系统可对锂电池的电量进行监控，实时监测四向穿梭车的电量情况，及时调整仓库中四向穿梭车的数量及运行位置，提高仓储效率。
作为一可选实施例，参考图2，所述车体2相对两侧四角固设有导向轮11。导向轮11可以与仓库中的轨道进行配合，对四向穿梭车进行纠偏，保证四向穿梭车行走方向的准确性。
作为一可选实施例，参考图7，所述上盖3上表面设有防滑区12。本实施例中的防滑区12设置在上盖2上表面的两侧，防滑区12包括若干凸起结构，能够增加与货物之间的摩擦力，防止货物掉落或侧滑，确保货物运输过程的稳定，提升运输效率。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本公开的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种四向穿梭车，包括：
控制器；
传感器，与所述控制器电连接；
换向驱动电机，与所述控制器电连接；
异形凸轮机构，与所述换向驱动电机机械连接；
换向支架，与所述异形凸轮机构机械连接；
行走驱动电机，与所述控制器电连接；
减速机，与所述行走驱动电机机械连接，具有第一驱动部件和第二驱动部件；
子车方向行走驱动组件，与所述第一驱动部件机械连接；
母车方向行走驱动组件，与所述第二驱动部件机械连接。
2.根据权利要求1所述的四向穿梭车，还包括：
上盖，与所述异形凸轮机构的外轮廓接触。
3.根据权利要求2所述的四向穿梭车，其中，
响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第一目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机，以驱动所述异形凸轮机构在第一凸轮状态与第二凸轮状态之间切换，其中，在所述第一凸轮状态下，所述异形凸轮机构将所述换向支架带动到第一支架位置并使所述上盖处于第一上盖位置，而在所述第二凸轮状态下，所述异形凸轮机构将所述换向支架带动到第二支架位置并使所述上盖处于所述第二上盖位置。
4.根据权利要求3所述的四向穿梭车，其中，
响应于接收到外设上位机发出的子车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机，使得所述行走驱动电机通过所述减速机的第一驱动部件驱动所述子车方向行走驱动组件，以驱动所述四向穿梭车沿子车轨道行走；
响应于接收到外设上位机发出的母车行走指令，所述控制器控制启动所述行走驱动电机，使得所述行走驱动电机通过所述减速机的第二驱动部件驱动所述母车方向行走驱动组件，以驱动所述四向穿梭车沿母车轨道行走。
5.根据权利要求4所述的四向穿梭车，其中，
所述换向支架与所述母车方向行走驱动组件中的母车方向行走轮连接；
所述换向支架从所述第二支架位置转换到所述第一支架位置时，带动所述母车方向行走轮上升以脱离所述母车轨道；
所述换向支架从所述第一支架位置转换到所述第二支架位置时，带动所述母车方向行走轮下降以接触所述母车轨道。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的四向穿梭车，其中，
响应于所述传感器检测到所述四向穿梭车到达第二目标位置，所述控制器控制启动所述换向驱动电机，以驱动所述异形凸轮机构切换到第三凸轮状态，其中，在所述第三凸轮状态下，所述异形凸轮机构使所述上盖处于第三上盖位置。
7.根据权利要求6所述的四向穿梭车，其中，
所述换向驱动电机通过圆柱齿轮副和换向驱动轴与所述异形凸轮机构机械连接；
所述换向驱动轴能够带动所述异形凸轮机构旋转，以在所述第一凸轮状态、所述第二凸轮状态、所述第三凸轮状态之间切换。
8.根据权利要求7所述的四向穿梭车，其中，
所述换向驱动轴带动所述异形凸轮机构顺时针或者逆时针旋转90度时，在所述第一凸轮状态与所述第二凸轮状态之间切换。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的四向穿梭车，其中，所述换向支架与所述异形凸轮机构通过滚轮活动连接，所述异形凸轮机构与所述滚轮转动连接，所述换向支架上开设有与所述滚轮配合的滑槽。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的四向穿梭车，其中，
在所述四向穿梭车的两侧都设置有所述换向驱动电机。
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