CN113803955A - 一种冷藏系统用货框移载机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷藏系统用货框移载机构及方法，包括移载台、驱动模块和控制模块，移载台连接驱动模块，控制模块控制驱动模块运行，进而驱动移载台移动，移载台用于将货框传送至目标货架或从目标货架传出，移载台上还连接用于检测移载台位置的检测模块，检测模块将位置检测信号反馈至控制模块，通过控制模块控制移载台运动，设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)，移载台Z向初始坐标为z_n0'＝z_n+μ₀，移载台的Z向终点坐标为z_nn'＝z_n0'‑μ₁，通过μ₀和μ₁的这两个安全运动距离的设定，确保货框能够安全转移运送，对于移载台的初始化方法，控制模块根据Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号与否实施不同的初始化方案，确保货框安全。

Description

一种冷藏系统用货框移载机构及方法

技术领域

本发明涉及冷藏技术领域，特别是一种冷藏系统用货框移载机构及方法。

背景技术

由于血站、采浆站等医疗机构在血液样本采集完成后如未及时进行实验，则需要进行冷藏保存，以往通常采用医用冷藏冰箱进行保存，其中存在诸多问题，例如，冷藏冰箱的储存量有限，内部货架的摆放位置有限且摆放凌乱，在有限的空间下往往需要多台冰箱储存，浪费场地空间。

为解决此问题，通常会考虑使用存储空间较大的自动化冷藏储存库，在储存库内设置货架，在货架上设置血框用于存放血袋，并通过传输机械手实现在低温环境下对冷库内货架上存放的血液样本进行自由转移进行入库、出库，现有技术中，通常在紧邻货架前设置血框托盘，通过传输机械手将血框先传输至货架前托盘中，然后通过转移机械手进行抓取转移，通过血框托盘的设置，确保血框在正常转移或转移过程中掉电等情况下均不会出现悬空掉落情况，但是，该方案血框托盘占用面积较大，空间利用率较低，为提高冷库空间利用率，需考虑去除货架紧邻的血框托盘，以对其占用空间进行充分利用，在冷库中设置多排货架，因此，则需设计一种能够适用于在多排货架间的血框移载机构，同时，能够确保在任意异常掉电情况并重新上电后，所述血框移载机构能够进行安全的初始化。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种冷藏系统用货框移载机构及方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种冷藏系统用货框移载机构，包括移载台、驱动模块和控制模块，所述移载台连接着驱动模块，所述驱动模块包括X向驱动机构、Y向驱动机构和Z向驱动机构，所述驱动模块连接着控制模块，所述控制模块用于控制驱动模块的运行，所述驱动模块驱动移载台的移动，所述移载台用于将货框传送至目标货架或从目标货架传出，需要说明的是，目标货架指的是所需传送放置或传出的货框所在的货架；所述移载台上还连接着检测模块，所述检测模块用于移载台的位置检测，其中，检测模块将位置检测信号反馈至控制模块，通过控制模块控制移载台的运动。

进一步的，所述货架沿X向或Y向设置为若干排，所述货架包括N层货框位(N为自然数)，所述货框位包括对称设置在货架两侧的横梁，所述移载台的宽度小于两侧横梁间的宽度，所述移载台能够在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动，所述货框的宽度大于两侧横梁间的宽度且小于货架宽度，货框不能在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动。

进一步的，所述货架沿Y向设置为若干排，所述移载台上设置有与检测模块相配合的感应装置，所述检测模块包括Y向原点检测机构和与货架数量相匹配的Y向到位检测机构，当感应装置进入Y向原点检测机构的检测范围时，设定此时移载台位于Y向原点位置，当感应装置进入Y向到位检测机构的检测范围时，设定此时移载台已移动至货架所处位置。

进一步的，设定所述横梁的厚度为δ；设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)，其中，n为1至N的自然数，需要说明的是，目标货框位指的是所需传送放置或传出的目标货框所在的货框位；设定所述移载台的Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀(μ₀≥5mm)；设定所述移载台的Z向终点坐标为z_nn'，其中，z_nn'＝z_n0'-μ₁(μ₁≥15mm)。

进一步的，所述检测模块为接近开关或光电开关。

进一步的，设定所述横梁厚度δ为5mm，所述μ₀为10mm，所述μ₁为25mm。

进一步的，所述货框移载机构将货框传送至目标货架的方法包括(放置货框与取出货框原理相同，只是步骤相反，此处不作赘述)：

(1)设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化；

(3)控制模块控制驱动模块带动移载台移动至Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀，其中，所述μ₀为10mm，即可理解为移载台的初始坐标比目标货框位相对高出10mm的安全运动距离；

(4)控制模块控制驱动模块带动移载台沿Y向伸出，直至感应装置进入Y向到位检测机构的检测范围；

(5)检测模块将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

(6)控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ₁的距离，其中，μ₁为25mm，此时，货框被货架两侧的横梁安全截留，而货框与移载台分离。

进一步的，所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法包括：

(1)Y向到位检测机构未检测到移载台的位置检测信号；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

当Y向到位检测机构未检测到移载台的位置检测信号时，推断出移载台处于以下两种状态：一是，移载台处于Y向往前伸出的状态，此时，移载台比目标货框位的横梁相对高出10mm的安全运动距离；二是，移载台处于Y向往回缩的状态，此时，移载台已处于Z向向下移动完μ₁距离的状态，可推算出此时移载台比目标货框位的横梁相对低10mm，以上两种状态都是处于绝对安全位置，所以可以直接初使化Y向，然后再初使化X与Z，此时，货框有可能留在了货架安全位置上(即移载台处于Y向往回缩的状态)，也有可以被带出回到Y原点上(即移载台处于Y向往前伸出的状态)，但货框都是绝对安全的。

进一步的，所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法还包括：

(1)Y向到位检测机构已检测到移载台的位置检测信号，Y向到位检测机构将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ_L的距离，其中，μ_L≥μ₁；

(3)控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

当Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号时，推断出移载台可能处于以下三种状态：一是，移载台Y向往前伸出刚到货架位置就异常停止，此时，Z向还未移动，货框与移载台还未分离，货框也还未抵达货架的横梁位置；二是，移载台Y向往前伸出到达货架位置，Z向向下运动过程中异常停止，此时，货框可能位于货架的横梁上方、货架横梁上或者货架横梁下方且货框与移载台还未分离至μ₁的安全距离仍然存在干涉可能；三是，移载台Y向往前伸出到达货架位置，Z向向下运动μ₁距离后异常停止，这时货框与移载台安全分离；综上三种状态情况，若Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号，则首先把移载台Z向向下移动μ_L的安全距离，确保货框与移载台之间的安全分离，则可以安全初使化Y向，然后再初使化X与Z向，此时，货框留在了货架的横梁上，而不会因移载台的初始化而干涉带动影响货框，保证了货框安全。

结合本发明的结构特点，与现有技术相比，本发明所提供的一种冷藏系统用货框移载机构及方法，包括移载台、驱动模块和控制模块，移载台连接着驱动模块，驱动模块包括X、Y和Z向驱动机构，控制模块用于控制驱动模块的运行，进而驱动移载台移动，移载台用于将货框传送至目标货架或从目标货架传出，移载台上还连接着用于检测移载台位置的检测模块，检测模块将位置检测信号反馈至控制模块，通过控制模块控制移载台的运动，当设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)，移载台的Z向初始坐标为z_n0'＝z_n+μ₀，移载台的Z向终点坐标为z_nn'＝z_n0'-μ₁，通过μ₀和μ₁的这两个安全运动距离的设定，确保货框能够安全的进行转移运送，另外，对于移载台的初始化方法，控制模块根据Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号与否实施不同的初始化方案，确保货框的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种冷藏系统用货框移载机构的Y向初始状态示意图。

图2为本发明所述的一种冷藏系统用货框移载机构将货框传送至目标货架的一实施例的状态示意图。

图3为本发明所述的一种冷藏系统用货框移载机构将货框传送至目标货架的另一实施例的状态示意图。

其中，100-移载台，200-Y向驱动机构，300-货框，400-货架，410-第一排货架，420-第二排货架，411-横梁，500-Y向原点检测机构，510-Y1到位检测机构，520-Y2到位检测机构，530-Y3到位检测机构，540-Y4到位检测机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。

如图1至图3所示，一种冷藏系统用货框移载机构，包括移载台100、驱动模块和控制模块(图中未示)，所述移载台100连接着驱动模块，所述驱动模块包括X向驱动机构(图中未示)、Y向驱动机构200和Z向驱动机构(图中未示)，所述驱动模块连接着控制模块，所述控制模块用于控制驱动模块的运行，所述驱动模块驱动移载台的移动，所述移载台用于将货框300传送至目标货架400或从目标货架传出，所述移载台上还连接着检测模块，所述检测模块用于移载台的位置检测，其中，检测模块将位置检测信号反馈至控制模块，通过控制模块控制移载台的运动。

如图3所示，在一实施例中，货架400沿移载台100的Y向运动方向两侧分别设置为两排货架，所述移载台在驱动机构的作用下可双向伸缩传送货框，以其中一侧进行说明，包括第一排货架410和第二排货架420，每排货架包括四层货框位(货架数量和货框位的层数可按实际需要进行调整)，所述货框位包括对称设置在货架两侧的横梁411，所述移载台100的宽度小于两侧横梁间的宽度，所述移载台能够在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动，所述货框300的宽度大于两侧横梁间的宽度且小于货架宽度，货框不能在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动。当移载台将货框运送至相应的货框位时，移载台在Z向驱动机构的作用下向下移动，由于移载台100的宽度小于两侧横梁间的宽度，所述移载台能够在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动，而货框不能在货架的横梁间的Z向自由穿梭移动，因此，货框最终将截留在货架的横梁上。

如图1至图3所示，所述移载台100上设置有与检测模块相配合的感应装置(图中未示)，所述检测模块可以为接近开关或光电开关，在本实施例中，所述检测模块包括Y向原点检测机构500和与货架数量相匹配的四个Y向到位检测机构，分别设定为Y1到位检测机构510、Y2到位检测机构520、Y3到位检测机构530和Y4到位检测机构540，当感应装置进入Y向原点检测机构500的检测范围时，此时移载台位于Y向原点位置，当感应装置进入Y1到位检测机构510、Y2到位检测机构520、Y3到位检测机构530和Y4到位检测机构540的检测范围时，表明移载台所抵达的位置分别为两侧的相应货架的相应货框位的位置，如图3所示状态，此时，移载台上的感应装置进入了Y2到位检测机构520的感应范围，此时移载台位于第一排货架410的从上至下的第三层的目标货框位的位置，随之，移载台在Z向驱动机构的作用下向下移动，货框最终将截留在货架的横梁上。

在一实施例中，设定所述横梁厚度为δ＝5mm；设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)，其中，n为1至4的自然数；设定所述移载台的Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀(μ₀＝10mm)；设定所述移载台的Z向终点坐标为z_nn'，其中，z_nn'＝z_n0'-μ₁(μ₁＝25mm)。

所述货框移载机构将货框传送至目标货架的方法包括(放置货框与取出货框原理相同，只是步骤相反，此处不作赘述)：

(1)设定目标货框位的位置坐标为(x₃,y₃,z₃)，设定其表示，目标货框位位于第一排货架的第三层货框位；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化；

(3)控制模块控制驱动模块带动移载台移动至Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀，其中，所述μ₀为10mm，即可理解为移载台的初始坐标比目标货框位相对高出10mm的安全运动距离；

(4)控制模块控制驱动模块带动移载台沿Y向伸出，直至移载台上的感应装置进入Y2到位检测机构520的感应范围；

(5)Y2到位检测机构520将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

(6)控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ₁的距离，其中，μ₁为25mm，此时，货框被货架两侧的横梁安全档住，而货框与移载台分离，移载台相比目标货框位相对低10mm，随后，移载台则初始化复位至原点位置。

所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法包括：

(1)Y向到位检测机构未检测到移载台的位置检测信号；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

当Y向到位检测机构未检测到移载台的位置检测信号时，推断出移载台处于以下两种状态：一是，移载台处于Y向往前伸出的状态，此时，移载台比目标货框位的横梁相对高出10mm的安全运动距离；二是，移载台处于Y向往回缩的状态，此时，移载台已处于Z向向下移动完μ₁距离的状态，可推算出此时移载台比目标货框位的横梁相对低10mm，以上两种状态都是处于绝对安全位置，所以可以直接初使化Y向，然后再初使化X与Z，对于上述两种状态，货框有可能留在了货架安全位置上(即移载台处于Y向往回缩的状态，即状态二)，也有可能被带回到Y原点上(即移载台处于Y向往前伸出的状态，即状态一)，但此时直接初始化，对于货框都是绝对安全的。

所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法还包括：

(1)Y向到位检测机构已检测到移载台的位置检测信号，Y向到位检测机构将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

(2)控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ_L的距离，其中，μ_L≥μ₁；

(3)控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

当Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号时，推断出移载台可能处于以下三种状态：一是，移载台Y向往前伸出刚到货架位置就异常停止，此时，Z向还未移动，货框与移载台还未分离，货框也还未抵达货架的横梁位置；二是，移载台Y向往前伸出到达货架位置，Z向向下运动过程中异常停止，此时，货框可能位于货架的横梁上方、货架横梁上或者货架横梁下方且货框与移载台还未分离至μ₁的安全距离仍然存在干涉可能；三是，移载台Y向往前伸出到达货架位置，Z向向下运动μ₁距离后异常停止，这时货框与移载台安全分离；综上三种状态情况，若Y向到位检测机构检测到移载台的位置检测信号，则首先把移载台Z向向下移动μ_L的安全距离，因此需要设定μ_L≥μ₁，确保在上述三种状态情况下，货框与移载台之间都能实现安全分离，则可以安全初使化Y向，然后再初使化X与Z向，此时，货框留在了货架的横梁上，而不会因移载台的初始化而干涉带动影响货框，保证了货框安全。

当设备在使用过程中，会出现各种非正常情况下的急停重启、掉电重启、软件重启等，当重新上电后，需要考虑初始化对货框的影响，因此，通过上述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法，控制模块通过Y向到位检测机构的信号反馈情况，实施不同的初始化方案，确保货框的绝对安全，不会出现货框掉落、货框与移载台干涉等情况。

申请人声明，以上所述实施例仅表达了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，对于本行业的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和范围的前提下，还可以做出各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：包括移载台、驱动模块和控制模块，所述移载台连接着驱动模块，所述驱动模块包括X向驱动机构、Y向驱动机构和Z向驱动机构，所述驱动模块连接着控制模块，所述控制模块用于控制驱动模块的运行，所述驱动模块驱动移载台的移动，所述移载台用于将货框传送至目标货架或从目标货架传出，所述移载台上还连接着检测模块，所述检测模块用于移载台的位置检测，其中，检测模块将位置检测信号反馈至控制模块，通过控制模块控制移载台的运动。

2.根据权利要求1所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述货架沿X向或Y向设置为若干排，所述货架包括N层货框位(N为自然数)，所述货框位包括对称设置在货架两侧的横梁，所述移载台的宽度小于两侧横梁间的宽度，所述货框的宽度大于两侧横梁间的宽度且所述货框的宽度小于货架宽度。

3.根据权利要求2所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述货架沿Y向设置为若干排，所述移载台上设置有与检测模块相配合的感应装置，所述检测模块包括Y向原点检测机构和与货架数量相匹配的Y向到位检测机构，当感应装置进入Y向原点检测机构的检测范围时，设定此时移载台位于Y向原点位置，当感应装置进入Y向到位检测机构的检测范围时，设定此时移载台已移动至货架所处位置。

4.根据权利要求2所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：

设定所述横梁的厚度为δ；

设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)，其中，n为1至N的自然数；

设定所述移载台的Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀，其中，μ₀≥5mm；

设定所述移载台的Z向终点坐标为z_nn'，其中，z_nn'＝z_n0'-μ₁，其中，μ₁≥15mm。

5.根据权利要求4所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述横梁厚度δ为5mm，所述μ₀为10mm，所述μ₁为25mm。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述检测模块为接近开关或光电开关。

7.根据权利要求5所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述一种冷藏系统用货框移载机构将货框传送至目标货架的目标货框位的方法包括：设定目标货框位的位置坐标为(x_n,y_n,z_n)；

控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化；

控制模块控制驱动模块带动移载台移动至Z向初始坐标为z_n0'，其中，z_n0'＝z_n+μ₀，其中，所述μ₀为10mm；

控制模块控制驱动模块带动移载台沿Y向伸出，直至感应装置进入Y向到位检测机构的检测范围；

检测模块将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ₁的距离，其中，μ₁为25mm，此时，货框被货架两侧的横梁安全截留，而货框与移载台分离。

8.根据权利要求7所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法包括：

Y向到位检测机构未检测到移载台的位置检测信号；

控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

9.根据权利要求7所述的一种冷藏系统用货框移载机构，其特征在于：所述控制模块控制驱动模块带动移载台进行初始化的方法还包括：

Y向到位检测机构已检测到移载台的位置检测信号；

Y向到位检测机构将移载台的位置检测信号反馈至控制模块；

控制模块控制驱动模块带动移载台Z向向下移动μ_L的距离，其中，μ_L≥μ₁；

控制模块控制驱动模块带动移载台先进行Y向初始化，然后进行X向和Z向初始化。

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