CN113108013A - 一种用于货架的减震装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于货架的减震装置，包括多个调谐质量阻尼器以及吸能缓冲结构。调谐质量阻尼器横向安装于货架的顶层，且任一调谐质量阻尼结构设置于同一柱面的两根立柱之间，包括质量块、两个阻尼元件以及弹簧，其中，两个阻尼元件对称布置，一端连接至所述质量块，另一端连接至立柱；以及弹簧与阻尼元件一一对应。吸能缓冲结构设置于质量块与立柱之间。

Description

一种用于货架的减震装置及方法

技术领域

本发明涉及仓储技术领域，特别涉及一种用于货架的减震装置及方法。

背景技术

仓储货架用于在仓库中摆放货物，为了充分利用存储空间，节省土地，目前，货架的高度越来越高，最大甚至可达40米以上。

随着货架高度的提升，其稳定性会受到一定的影响。此外，依据国家规范要求，应用在自动化立库中的仓储设备、货架等需考虑地震工况的影响。目前，越来越多的货架都进行了一定的防震设计。例如，优化货架材料、如采用刚度更优的材料制作货架，这种措施虽然能一定程度上实现抗震，但是也使得货架的制作成本大幅提高。因此，目前，更多的货架通过优化货架结构来提高抗震性能，例如，改进货架的底脚结构，使底脚结构与立柱实现软连接，进而提高货架整体能量释放性能，以避免零件损坏。这种方法针对高度较低的货架有着显著效果，但货架高度较高时，这种结构并不能在地震工况下有效吸收地震水平加速度对货架产生的强大结构内力，从而可能会造成货架整体失稳或偏载，甚至坍塌。此外，也有部分货架加装有外部结构，例如斜拉塔等，其包括设置在货架侧面的多层斜拉组件，该结构虽然能够使得货架能够承受更大的扭转力，但是会增加货架的占地面积，不利于提高货物存储密度。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明提供一种用于货架的减震装置，包括：

多个调谐质量阻尼器，其横向安装于货架的顶层，且任一所述调谐质量阻尼结构设置于同一柱面的两根立柱之间，包括：

质量块；

至少两个阻尼元件，其布置在质量块的两侧，其中所述阻尼元件的一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱；以及

至少两个弹簧，其布置在质量块的两侧，所述弹簧的一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱，其中所述弹簧和/或所述阻尼元件将所述质量块拉紧至悬空。

进一步地，所述减震装置还包括吸能缓冲结构，其设置于所述质量块与所述立柱之间。

进一步地，所述阻尼器通过螺纹连接的方式与立柱连接。

进一步地，所述质量块的质量根据货架的最大承重确定。

进一步地，所述吸能缓冲结构包括缓冲垫，其设置于立柱上，对应于所述质量块的位置。

进一步地，所述缓冲垫为球状钢块。

进一步地，所述吸能缓冲结构包括伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的一端连接至所述质量块，另一端连接至立柱。

本发明另一方面还提供一种用于货架减震的方法，包括：

根据货架的最大承重以及抗震等级指标，确定质量块的质量；

连接质量块与阻尼元件以及弹簧，其中，每个质量块对应两个阻尼元件，所述两个阻尼元件对称布置，所述弹簧与所述阻尼元件对应；

采用螺栓组及其配件，将阻尼元件及弹簧连接至立柱，其中，每个质量块对应的两个阻尼元件分别连接至同一柱面的两根立柱；以及

采用螺栓组及其配件，将缓冲垫固定于立柱上对应于所述质量块的位置。

本发明提供的一种用于货架的减震装置及方法，通过在货架顶层设置调谐质量阻尼器，实现减震，当检测到地震力产生时，所述调谐质量阻尼器，给予货架顶部一个反向于地震力方向的力，从而达到调谐、减震的效果，保证货架整体的稳定状态。本发明的方案基于发明人的如下洞察：本发明人通过研究发现，货架的高度越高，其顶部在震动发生时产生的振幅则越大，一旦振幅超过一定数值时，货架上存储的货物可能被甩出掉落，造成损坏，甚至货架还会发生倾斜或坍塌；基于此，本发明人通过研究进一步发现，若能够控制货架上半部分的振幅，则能够有效避免货物和/或货架的损坏，为实现这一目的，发明人经过研究对比发现，若在货架顶部安装调谐质量阻尼器装置，可以利用阻尼器自身特性将货架能量转移到质量块结构，从而削弱货架振幅；此外，在自动化立库仓库货架中，货架整体的高度除了受货物高度的影响外，还与堆垛机结构有关，通常为了便于堆垛机的使用，在货架的最顶层会预留大约500mm空间的位置，但对于货架中的货位而言，此空间完全是浪费的。因此，将所述调谐质量阻尼器装置安装于该空间内，不仅可以达到抗震功能，又不占用原本的货物存储空间，或额外的空间，不会对仓储容量造成影响。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出安装有本发明一个实施例的一种用于货架的减震装置的货架的结构示意图；

图2示出安装有本发明一个实施例的一种用于货架的减震装置的货架的顶部示意图；

图3示出安装有本发明一个实施例的一种用于货架的减震装置的货架的柱片示意图；以及

图4示出本发明一个实施例的一种用于货架的减震方法的流程示意图。

具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

首先阐述本发明所基于的原理。简言之，本发明通过在检测到地震力产生时，给予货架顶部一个反向于地震力方向的力，从而达到调谐、减震的效果，保证货架整体的稳定状态。本发明提供一种用于货架的减震装置，其通过增加阻尼装置，进而吸能、减震的方式来抗震。下面结合实施例附图对本发明的方案作进一步描述。

图1-3分别示出安装有本发明一个实施例的一种用于货架的减震装置的货架的正面、底部及侧面示意图。如图所示，所述货架包括多个柱片001，所述任一柱片001包括例如两个立柱011以及连接结构012，所述连接结构012采用例如“Z”型结构与两个立柱011连接，以保证货架的稳定性。相邻的两个柱片间设置有多层承载横梁002，所述承载横梁002可通过例如卡扣、螺纹连接等方式与立柱011连接。此外，所述立柱011通过柱底脚003与地面连接，所述立柱011的底部嵌套于所述柱底脚003内，通过例如卡扣或螺纹连接等方式固定，所述柱底脚003通过螺栓或其他本领域的常用连接方式，与地面固定连接。

根据本发明的用于货架的减震装置安装于货架的顶层，所述减震装置包括多个调谐质量阻尼器101以及吸能缓冲结构102。

所述调谐质量阻尼器101安装于货架的顶层，且任一所述调谐质量阻尼结构设置于相邻的两个立柱，例如同一柱片的两根立柱011之间，如图3所示。调谐质量阻尼器的数量可以根据货架的应用参数确定，其中，所述应用参数包括：货架预设的防震等级、货架的高度、最大承载等。根据实际应用情况，可以例如在每一个柱片设置一个调谐质量阻尼器，或者间隔布置所述调谐质量阻尼器。

如图2所示，任一所述调谐质量阻尼器包括质量块111、阻尼元件112以及弹簧。其中，所述质量块的质量大小可以根据货架的最大承重、抗震等级指标以及允许的最大振幅确定；阻尼元件112包括多个，布置于所述质量块111的两侧，一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱，将所述质量块吊装于两根立柱之间，在本发明的一个实施例中，所述阻尼元件通过螺栓103固定于所述立柱上；所述弹簧布置于所述质量块111的两侧，至少有两个，所述弹簧一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱，形成缓冲，所述弹簧可以设置为水平或斜拉状态，所述弹簧和/或所述阻尼元件112将所述质量块111拉紧至悬空。所述调谐质量阻尼器横向连接于立柱之间，能在地震工况下有效吸收地震水平加速度对货架产生的能量，进而减小货架的振幅。在本发明中，术语“阻尼元件”是指能够衰减物体、如质量块的动能的装置、例如液体阻尼、气体阻尼、或电磁阻尼等等。质量块101被弹簧和/或阻尼元件112拉紧至悬空，使得质量块101在阻尼振动的过程中，不会因碰到货架而将动能再次传递给货架，以确保吸收全部或大部分震动。

为了避免震动较大时，所述质量块摆动幅度过大、速度过快，进而撞击到立柱，造成阻尼元件或货架损伤，在本发明的一个实施例中，在立柱上对应所述质量块的位置安装有缓冲垫，所述缓冲垫可以采用例如球状钢块等缓冲结构。在本发明的又一个实施例中，还可在质量块与立柱之间增加更多缓冲装置，例如伸缩液压缸等，进一步地进行吸能减震，减小所述质量块的摆动幅度，所述伸缩液压缸通过例如螺栓103等螺纹连接的方式固定于所述立柱上。

图4示出本发明一个实施例的一种用于货架的减震方法的流程示意图。如图4所示，一种用于货架的减震方法包括：

首先，在步骤401，确定质量块质量。根据货架的最大承重、抗震等级指标以及货架顶部允许的最大振幅，确定质量块的质量；

接下来，在步骤402，安装调谐质量阻尼器。首先，连接质量块与阻尼元件以及弹簧，其中，每个质量块对应两个阻尼元件，所述两个阻尼元件对称布置与所述质量块的两侧，所述弹簧与所述阻尼元件对应；然后采用螺栓组及其配件，将阻尼元件及弹簧连接至立柱，其中，每个质量块对应的两个阻尼元件分别连接至同一柱面的两根立柱；以及

最后，在步骤403，安装吸能缓冲结构。采用螺栓组及其配件，将缓冲垫固定于立柱上对应于所述质量块的位置。

在本发明的又一个实施例中，为了及时发现震后货架可能存在的损伤，在所述货架的立柱底部设置有压力传感装置，用于测量对应立柱的压力，所述压力传感装置与控制器通过例如串口数据线、CAN总线等信号连接线可通信地连接，所述控制器可以为例如电脑或微处理系统等具备数据处理功能的设备或器件，其主要用于接收所述压力传感装置的测量数据，并进行比较判断，进而判断货架是否出现异常。

为了能够及时发出预警，提醒相关人员进行货架维护，在立柱011上还可设置异常预警装置，例如LED灯和/或发声装置等，正常情况下，LED灯不点亮，或为绿色等指定颜色，表示正常，一旦发生异常，LED灯点亮，发声装置发出警报声，异常时，LED可设置常亮红灯或闪烁，也可根据异常等级，设置不同颜色。为了便于观察，所述LED灯与地面的高度优选为1米，也可根据实际需要，调整其安装位置。在大型仓储环境中，为便于管理，通常设置有仓储物流管理系统WMS，因此，所述控制器也可以通过例如无线网络与仓储物流管理系统可通信地连接，一旦发生异常，可通过仓储物流管理系统控制相应区域作业冻结，以便于后续维护工作的进行。

本发明提供的一种用于货架的减震装置及方法，通过将调谐质量阻尼器设置在货架顶层为堆垛机预留的闲置空间内，在实现调谐、减震，保证货架整体的稳定状态的同时，没有占用原本的货物存储空间，以及额外的空间，因此，不会对仓储容量造成影响。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (9)

1.一种用于货架的减震装置，其特征在于，包括：

一个或多个调谐质量阻尼器，其被构造为能够布置在货架的顶层并且布置在相邻的两根立柱之间，所述调谐质量阻尼器包括：

质量块；

至少两个阻尼元件，其布置在质量块的两侧，其中所述阻尼元件的一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱；以及

至少两个弹簧，其布置在质量块的两侧，所述弹簧的一端连接至所述质量块，另一端能够连接至立柱，其中所述弹簧和/或所述阻尼元件被配置为将所述质量块拉紧至悬空。

2.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，还包括吸能缓冲结构，其设置于所述质量块与所述立柱之间以缓冲和吸收质量块的动能。

3.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述阻尼器通过螺纹连接的方式与立柱连接。

4.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，所述质量块的质量根据货架的最大承重、抗震等级指标以及允许的最大振幅确定。

5.如权利要求2所述的减震装置，其特征在于，所述吸能缓冲结构包括缓冲垫，其设置于立柱上，对应于所述质量块的位置。

6.如权利要求5所述的减震装置，其特征在于，所述缓冲垫为球状钢块。

7.如权利要求2所述的减震装置，其特征在于，所述吸能缓冲结构包括伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的一端连接至所述质量块，另一端连接至立柱。

8.一种用于货架减震的方法，其特征在于，包括步骤：

根据货架的最大承重以及抗震等级指标，确定质量块的质量；

连接质量块与阻尼元件以及弹簧，其中，每个质量块对应两个阻尼元件，所述两个阻尼元件对称布置，所述弹簧与所述阻尼元件对应；

采用螺栓组及其配件，将阻尼元件及弹簧连接至立柱，其中，每个质量块对应的两个阻尼元件分别连接至同一柱面的两根立柱；以及

采用螺栓组及其配件，将缓冲垫固定于立柱上对应于所述质量块的位置。

9.一种货架，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的减震装置。

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