CN113942723A - 一种自动化多层式仓储系统及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于物流领域，特别是涉及一种自动化分层式仓储系统及分拣方法，自动化分层式仓储系统包括多层结构托盘和分拣系统，其中，多层结构托盘包括多个单体托盘，每个单体托盘具有标签和插入孔；分拣系统包括传送装置、安装在传送装置至少一边的分层机构和控制器；分层机构包括升降机构、位于所述升降机构一端的伸缩机构、光电传感器和标签摄像头。本申请的有益效果是：实现对目标单体托盘的自动化分拣，减少人工。

Description

一种自动化多层式仓储系统及分拣方法

技术领域

本申请属于物流领域，特别是涉及一种自动化分层式仓储系统及分拣方法。

背景技术

为了提高效率和降低成本，自动化仓库的库位一般设计的都比较大，但在实际应用中，对于SKU(Stock Keeping Unit库存量单位，即库存进出计量的基本单元，可以是以件、盒、托盘等为单位)较多或者体型较小的货物，大托盘的形式会面临以下问题：如果一个托盘放多种货物，分拣非常困难；(2)有的货物的物理特性不允许堆叠放置，必须分层摆放；如果做成高度很矮的托盘，进叉位、安全空间等又会浪费大量空间。

发明内容

本申请为了解决现有技术的不足，提供了一种自动化多层式仓储系统及分拣方法。

本申请提出一种自动化多层式仓储系统，包括：多层结构托盘和分拣系统，其中，

所述多层结构托盘包括多个单体托盘；所述单体托盘为方形；每个所述单体托盘包括嵌套结构，所述嵌套结构用于与相邻单体托盘的堆叠放置；每个所述单体托盘还包括插入孔，所述插入孔位于所述单体托盘的至少一个侧面，且每个侧面上的插入孔的个数为至少两个；所述至少一个侧面中的一个侧面设置有标签；

所述分拣系统包括传控制器、送装置、安装在传送装置至少一边的分层机构；所述分层机构包括升降机构、位于所述升降机构一端的伸缩机构、光电传感器和标签摄像头；所述伸缩机构包括安装在升降机构一端的固定架和至少两个电动伸缩杆，所述至少两个电动伸缩杆中的两个分别固定在固定架一边两侧位置，所述电动伸缩杆的个数与一个侧面上的插入孔的个数相同且位置对应；所述标签摄像头固定在所述固定架上位于两侧电动伸缩杆之间的位置；所述升降机构还包括位于其两侧的支撑架，所述光电传感器分别位于每侧的支撑架上；所述控制器用于采集所述标签摄像头和所述光电传感器的信号，并输出驱动信号至所述升降机构、所述伸缩机构和所述传送装置。

本申请还提供一种分拣方法，根据上述技术方案所述的自动化多层式仓储系统来实施；所述光电传感器包括第一光电传感器和第二光电传感器，所述电动伸缩杆包括第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆；所述分拣方法包括：

所述控制器接收分拣命令，所述分拣命令包括待分拣的目标单体托盘的目标标识信息；

所述控制器控制所述传送装置以第一速度朝第一方向前进；

当所述第一光电传感器被遮挡时，发送第一水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第一水平位置信号后，控制所述传送装置以第二速度朝第一方向前进；

当所述第二光电传感器被遮挡时，发送第二水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第二水平位置信号后，控制所述传送装置以第三速度朝第一方向前进；

当所述标签摄像头检测到所述多层结构托盘的最底层单体托盘的标签时，发送第三水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收到所述第三水平位置信号后控制所述传输装置停止，并控制所述升降机构做上升运动；

在升降机构做上升运动过程中，当所述标签摄像头检测到目标标识信息时，输出第一高度位置信息至所述控制器；

所述控制器接收到所述第一高度位置信息后，控制所述升降机构停止，控制驱动所述电动伸缩杆伸长，叉入所述插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升设定距离后至第二高度；所述控制器存储该第二高度，所述控制器存储当前水平位置为第四水平位置；

所述控制器控制所述传输装置向第一方向运动，当所述第二光电传感器不被遮挡后，继续向前移动安全距离后，控制所述传输装置停止运动；所述控制器存储当前水平位置为第五水平位置；

所述控制器控制所述升降机构向下运动，从第二高度降至传输带表面；

所述控制器驱动所述电动伸缩杆缩回，松开所述目标单体托盘以上的多层结构托盘；

所述控制器控制驱动所述升降机构向上运动，当所述标签摄像头读取到所述目标单体托盘的上一层托盘的标签时，所述升降机构停止运动，所述电动伸缩杆伸长，叉入该上一层单体托盘的插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升至所述第二高度；

所述控制器控制驱动所述传输装置朝向第二方向运动，直至所述目标单体托盘下方的多层托盘结构回归至所述第四水平位置；所述第二方向为所述第一方向的反方向；

所述控制器控制所述升降机构下降所述设定距离，所述电动伸缩杆缩回。

本申请的有益效果是：仓储系统中包括具有标签的单体托盘堆叠构成的多层结构托盘，以及具有光电传感器、标签摄像头和控制器的分拣系统，通过上述设置，能够通过信息传递实现对目标单体托盘的自动化分拣，减少人工。

附图说明

图1示出了现有技术中的一个实施例；

图2示出了现有技术中的又一实施例；

图3-图8示出了根据本申请的一个实施例的多层架构托盘的结构图；

图9示出了根据本申请的一个实施例的自动化分层式仓储系统的立体结构示意图；

图10示出了根据本申请的一个实施例的分拣系统的分层机构的示意图；

图11示出了根据本申请的一个实施例的分拣系统的分层机构左视示意图；

图12是图11的A-A处剖切图；

图13是图11的B-B局部剖切图。

图14-图22为本申请一个实施例的分拣方法的过程示意图。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照附图描述本申请的一些实施例。

如图1所示，一个托盘8上放置有多件(SKU)货物，多件堆积在一起，分拣出库不方便。图2所示的货架9上放置的货物为鞋子，为了节约空间，货架9的一层叠放有两层或多层鞋子，非常容易导致鞋子受到挤压变形。且不易分拣出目标货物。

下面参照附图描述本申请的一些实施例。

本申请实施例所提供的自动化多层式仓储系统如图9所示，包括多层结构托盘和分拣系统。多层托盘结构包括多个单体托盘3，其余部分为分拣系统。

单体托盘3为方形；每个单体托盘3包括嵌套结构，嵌套结构用于与相邻单体托盘的堆叠放置；每个单体托盘3还包括插入孔35，插入孔35位于单体托盘3的至少一个侧面，且每个侧面上的插入孔35的个数为至少两个；至少一个侧面中的一个侧面设置有标签。

分拣系统包括控制器7、传送装置、安装在传送装置至少一边的分层机构5。分层机构5包括升降机构、位于升降机构一端的伸缩机构、光电传感器510和标签摄像头511；伸缩机构包括安装在升降机构一端的固定架507和至少两个电动伸缩杆508，至少两个电动伸缩杆508中的两个分别固定在固定架507一边两侧位置，电动伸缩杆508的个数与一个侧面上的插入孔35的个数相同且位置对应；标签摄像头511固定在固定架507上位于两侧电动伸缩杆508之间的位置；升降机构还包括位于其两侧的支撑架509，光电传感器510分别位于每侧的支撑架509上；控制器7用于采集所述标签摄像头和光电传感器的信号，并输出驱动信号至升降机构、伸缩机构和传送装置。

上述自动化多层式仓储系统包括具有标签的单体托盘堆叠构成的多层结构托盘，以及具有光电传感器、标签摄像头和控制器的分拣系统，通过托盘结构的改进和分拣系统的智能化改进，能够实现对目标单体托盘的自动化分拣，减少人工。

本申请实施例所提供的多层结构托盘如图3-8所示。该多层结构托盘包括多个单体托盘3，每个单体托盘3具有如图4所示的嵌套结构31，嵌套结构31能够使多个托盘3上下堆叠放置，堆叠后的托盘不易活动打滑。

单体托盘3堆叠后可以放入立体库的库位中，多个单体托盘3堆叠后的高度是可以灵活设置的，比如堆叠个数不同就能实现不同的高度。因此，可以灵活适应不同高度设置的库位。且货物可放置在单层单体托盘3内，因此可以用来放置不能被挤压的货物，且利用效率提高。

多个单体托盘3的高度可以不相同，以灵活方便的放置不同高度的货物。多个托盘3的长度和宽度相同，从而能够方便地实现堆叠。

嵌套结构31设置在单体托盘3的边角。比如，对于方形单体托盘3而言，可在其四角设置嵌套结构31。嵌套结构31包括第一嵌套结构311和第二嵌套结构312。第一嵌套结构311为凸起结构，第二嵌套结构312为包套结构，包套结构与凸起结构匹配，在2个单体托盘3堆叠时，位于上方的单体托盘3的包套结构或者凸起结构与位于下方的单体托盘3的凸起结构或者包套结构配合。

可选地，单体托盘3的至少一个第一侧面设置有插入孔35。插入孔35可以设置为方形，和叉车或其他叉入装置相配合，方便抬运。每个第一侧面的插入孔35可以设置为两个，位于该第一侧面的两边。更具体的，可将插入孔35设置在第一侧面相对于中心对称、且具体托盘底部高度相同的位置，与叉车等装置的叉入结构相匹配。由于每一个单体托盘3都具有插入孔35，因此，在需要分拣出某一个目标单体托盘3上的货物时，仅需要将位于目标单体托盘3上的单体托盘3挪开，取出该目标单体托盘3，再将原目标单体托盘3上的单体托盘3放回剩下的单体托盘3上即可。

可选地，单体托盘3的至少一个第一侧面还设置有标签34。标签34可以为二维码、一维码或者RFID等，可以用来标识托盘本身，或者还可以用于定位托盘的位置。可以理解的是，该标签可以仅仅设置在一个第一侧面上，也可以设置在多个第一侧面上。比如，可以在四个第一侧面上均设置有标签。此处标签的个数不做限制，可以灵活选取。

可选地，设置有插入孔和/或标签的第一侧面的个数可以为2个，且该2个侧面为所述单体托盘的相对侧面，该2个侧面上的所述插入孔位置对应设置，这样方便叉车等装置实施插入操作。

可选地，设置有插入孔和/或标签的第一侧面的个数为4个，相对侧面上的所述插入孔位置对应设置，这样方便叉车等装置实施插入操作。

比如，单体托盘3具有两个第二侧面32，位于本体33两侧并向上凸出于本体33，与本体形成“凹”形。此时，可在两第二侧面32的边缘部的顶端和底端设置该嵌套结构31。比如，在竖向边缘部的顶端设置凸出的第一嵌套结构311，在竖向边缘部的底端设置第二嵌套结构312。也可在该第二侧面32设置插入孔35。也可在该第二侧面32设置标签34。第二侧面和本体可以一体成型，也可以焊接成形等，具体连接方式不做限定。

比如，在单体托盘3也可以不设置第二侧面32，此时，可在单体托盘3的本体33的四角竖直方向上延伸设置有立柱，在立柱的顶端设置有第一嵌套结构311或第二嵌套结构312，底端设置有第二嵌套结构312或第一嵌套结构311。定义本体33的两个侧面为第三侧面，也可在第三侧面设置插入孔35和/或标签34。

当然，对于设置有两个第二侧面32的单体托盘3，插入孔35、标签34既可以设置在第二侧面32上，也可以设置在第三侧面上。

也就是说，前述的单体托盘3的至少一个第一侧面侧面既可以是凸出于本体33的第二侧面32，也可以是本体33的第三侧面。

可选地，单体托盘1为还可以具有背部侧面34，位于本体33后侧，并凸出于本体33，可防止货物脱落。

可选地，单体托盘3的本体33上表面还设置有防滑结构，本体33即为单体托盘3的底部，用于放置货物，通过防滑结构的设置可以实现防止货物活动或者脱落的效果。比如，可以设置规律或者不规律的防滑纹路来实现防滑结构。

多层结构托盘还可以包括一标准托盘4。比如，在利用堆垛机对多层结构托盘进行操作时，就可以使用该标准托盘4。将多个单体托盘3堆叠放置在标准托盘4上，以方面堆垛机操作。标准托盘4的结构如图6所示，在标准托盘的至少一个侧面设置插入孔，当然也可以在多个侧面设置，比如在四个侧面均设置有插入孔，方便堆垛机操作。标准托盘4尺寸可以设置为1米*1.2米，利用标准托盘可以降低成本。当然具体的尺寸可以根据实际应用场景来统一设置。

如图9-图13所示，分拣系统包括传送装置以及安装在传送装置两边上的分层机构5，分层机构5包括升降机构和安装在升降机构一边上的伸缩机构，伸缩机构包括安装在升降机构一边上的固定架507、两个分别固定在固定架507一边两侧上的电动伸缩杆508、固定在固定架507顶部上的标签摄像头511、安装在升降机构两侧上的支撑架509以及固定在支撑架509一边上的光电传感器510。

图9中的分层机构为2个。2个分层机构分别设置在传送装置的两边。这种两边均设置分层机构的结构，由于伸缩机构可在传动装置两边对托盘进行插入托举操作，可以实现更加稳定的操作；可以理解的是，分层机构也可以减少为1个，设置在传送装置的一边上。

可以理解的是，电动伸缩杆的个数可以多于2个，除了在固定架507的一边的两侧上设置电动伸缩杆，还可以在位于两侧之间的位置也设置电动伸缩杆。伸缩杆的数量和需要移动的托盘的插入孔的数量一致即可。比如，对于较重、较大的托盘，可以设置多个伸缩杆，以起到均衡的作用。此处仅限制两侧分别具有伸缩杆，并不排除具有2个以上的伸缩杆的方案。

控制器7采集标签摄像头511和光电传感器510的信号，并输出驱动信号至升降机构、伸缩机构和传送装置。

可选地，传送装置包括工作台1、传输元件2和第一伺服电机4。控制器7输出驱动信号至传送装置，具体为，控制器7输出驱动信号至第一伺服电机4，第一伺服电机4驱动传送元件2动作。

可选地，传输元件2可以为多个传动辊。比如，可在工作台1的顶部开设凹槽，多个传动辊等距离转动安装在凹槽的两边内壁上。或者传输元件2中除了上述传动辊，还可增加传动带，传送带可套接在多个传动辊的外周壁上。第一伺服电机可固定在工作台1的一边外壁上，第一伺服电机可通过联轴器与其中一个传动辊相连接。

可选地，升降机构包括固定工作台1一边外壁上的安装板501、两个固定安装板501顶部两侧上的固定板502、固定在两个固定板502顶部上的顶板504，固定在顶板504顶部上的第二伺服电机、通过联轴器连接在二伺服电机输出轴上的螺纹杆503、两个分别安装在固定板502相对一侧外壁上导向组件、顶部开设有安装孔的移动块512以及固定在安装孔内壁上的螺纹套513，螺纹套513通过螺纹连接在螺纹杆503的外周壁上，固定架507固定在移动块512的一边外壁上，两个支撑架509分别固定在两个固定板502的相对一侧外壁上，升降机构用于带动电动伸缩杆508上下移动。

可选地，导向组件包括两个分别固定在两个固定板502相对一侧外壁上的导轨505以及两个分别固定在移动块512两侧外壁上的滑块506，滑块506一侧外壁开设有滑口，导轨505滑动安装在滑口的一侧内壁上，导向组件的设置只能使移动块512进行上下移动。

可选地，导轨505的两侧外壁开设有V形槽。

可选地，滑块506的相对一边外壁均开设有等距离分布的不完全球槽，不完全球槽的内壁滑动安装有滚珠，滚珠与V形槽相接触，以滚动代替滑动的形式减少摩擦损伤。

可选地，控制器7可以选用PLC控制器，控制器7的具体类型此处不做限定，本领域技术人员可灵活选取。

控制器7与第一伺服电机和第二伺服电机和伸缩机构通信连接，用于发送驱动控制信号至第一伺服电机和第二伺服电机和伸缩机构。控制器7还与光电传感器和标签摄像头通信连接，用于接收光电传感器和标签摄像头传输的检测信息。

图9中控制器7的位置仅为示例，可以灵活设置控制器7的安装位置。

控制器7除了现场控制器外，还可以包括上位机。现场控制器与上位机通信连接，而上位机可以方便的获取分拣指令，然后将分拣指令传递给现场控制器。前文中所述的控制器7的功能可以由现场控制器和上位机分工实现。比如，可以设置现场控制器承担采集光电传感器和标签摄像头的工作，以及驱动第一伺服电机(即控制驱动传输装置)、驱动第二伺服电机(即控制驱动升降机构)和驱动伸缩机构的工作；而上位机承担获取分拣指令并传输至现场控制器的工作。或者，可以设置现场控制器仅承担驱动第一伺服电机(即控制驱动传输装置)的工作，而其他工作由上位机来实现。这里不做穷举，二者联合能够实现控制器7的功能即可。

可以理解的是，当托盘上的标签为二维码时，标签摄像头511即为二维码摄像头。标签摄像头的作用就是用于识别传输元件上托盘的标签信息，因此摄像头的类型根据标签的类型来灵活选取设置。

可选地，光电传感器510为2个，分别位于支撑架509一边的两侧。两个光电传感器用于检测托盘的位置。

可选地，2个所述光电传感器510与标签摄像头511的水平距离基本相等。托盘上的标签一般设置在水平位置的中间，标签摄像头511在检测到托盘中的标签时，标签摄像头511应是与托盘的中间位置对应的，将2个所述光电传感器5与标签摄像头511的水平距离设置为基本相等，则可以准确的检测处托盘的位置。

可选地，两个电动伸缩杆508与标签摄像头511的水平距离基本相等。托盘的插入槽位于托盘的标签的两侧对称设置，因此两个电动伸缩杆508与标签摄像头511的水平距离基本相等的设置，在方便的识别托盘位置的同时，可以方便电动伸缩杆508插入托盘。

参照图14-22，说明本申请的一种分拣方法的实施例，该分拣方法是基于前述的自动化分层式仓储系统实现的。该分拣方法中的各个模块的介绍也可用于解释定义前述的自动化分层式仓储系统。图14-22中具有斜线阴影的为分拣目标，定义为目标单体托盘。

定义光电传感器包括第一光电传感器和第二光电传感器，多层结构托盘向第一方向前进首先经过的为第一光电传感器，然后经过的为第二传感器，第一方向可以参照图15中的箭头所示。

该分拣方法包括：

控制器获取分拣命令，所述分拣命令包括待分拣的目标单体托盘的目标标识信息；

所述控制器控制所述传送装置以第一速度朝第一方向前进。

此时可以使能光电传感器开始工作。仅在必要时使能启动相关设备，可以降低干扰和功耗。

当所述第一光电传感器被遮挡时，发送第一水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第一水平位置信号后，控制所述传送装置以第二速度朝第一方向前进。

此处的第一水平位置信号可以包含具体的距离信息，也可以仅仅是一个触发信号，信号的具体内容不做限制，只需控制器7能够响应于该信号进行控制即可。

该第二速度可以设置为比第一速度低，这样在第一光电传感器感应到该多层结构托盘经过时，降低传输装置的速度，就可以使得该多层结构托盘可以减速前进，更容易准确定位，方便接下来与升降机构的对准。

当所述第二光电传感器被遮挡时，发送第二水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第二水平位置信号后，控制所述传送装置以第三速度朝第一方向前进。

该第三速度可以设置为比第二速度低，进一步地使得该多层结构托盘减速前进，方便接下来与升降机构的对准。

可选地，可以设置当所述控制器接收到第二水平位置信号时，使能所述标签摄像头。仅在必要时使能启动相关设备，可以降低干扰和功耗。

当所述标签摄像头检测到所述多层结构托盘的最底层单体托盘的标签时，发送第三水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收到所述第三水平位置信号后控制所述传输装置停止，并控制所述升降机构做上升运动。

在标签摄像头检测到所述多层结构托盘的最底层单体托盘的标签时，说明该多层结构托盘基本与升降机构对准，可选地，此时可以再加入标签是狗与摄像头正对准的判断，来进一步精确的判断该多层结构托盘与升降机构对准。

在升降机构做上升运动过程中，当所述标签摄像头检测到目标标识信息时，输出第一高度位置信息至所述控制器；

所述控制器接收到所述第一高度位置信息后，控制所述升降机构停止，控制驱动所述电动伸缩杆伸长，叉入所述插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升设定距离后至第二高度；所述控制器存储该第二高度，所述控制器存储当前水平位置为第四水平位置；

所述控制器控制所述传输装置向第一方向运动，当所述第二光电传感器不被遮挡后，继续向前移动安全距离后，控制所述传输装置停止运动；所述控制器存储当前水平位置为第五水平位置。

该步骤实现了将目标单体托盘下方的托盘向第一方向移动，与目标单体托盘及其上的单体托盘分离。

存储了第二高度和第四水平位置，有利于简化接下来的升降机构和传输装置的运动控制。

所述控制器控制所述升降机构向下运动，从第二高度降至传输带表面；

所述控制器驱动所述电动伸缩杆缩回，松开所述目标单体托盘及以上的多层结构托盘。

所述控制器控制驱动所述升降机构向上运动，当所述标签摄像头读取到所述目标单体托盘的上一层托盘的标签时，所述升降机构停止运动，所述电动伸缩杆伸长，叉入该上一层单体托盘的插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升至所述第二高度。

此处将升降机构抬升至第二高度，有利于简化接下来的升降机构的运动控制。

所述控制器控制驱动所述传输装置朝向第二方向运动，直至所述目标单体托盘下方的多层托盘结构回归至所述第四水平位置；所述第二方向为所述第一方向的反方向。

所述控制器控制所述升降机构下降所述设定距离，所述电动伸缩杆缩回。至此，实现了对目标单体托盘的分拣。

上述过程中，传输装置速度和方向的控制可通过对第一伺服电机的控制来实现，升降机构的上升或下降可通过对第二伺服电机的控制来实现。上述过程中的第一至第三水平位置信号，可以包含具体的距离信息，也可以仅仅是一个触发信号，信号的具体内容不做限制，只需控制器7能够响应于该信号进行控制即可。

可选地，还可以进一步增加以下步骤：

所述控制器控制所述传输装置朝向第二方向运动，将目标单体托盘运输至外部传输装置；

继续控制所述传输装置朝向第二方向运动，将剩余多层结构托盘传输至外部传输装置。

这样就可以将分拣出的目标单体托盘，和剩余的托盘一起传输至外部传输装置。

下面结合具体细节详细说明上述分拣方法，其中控制器7包括了上位机和PCL控制器，标签为二维码，标签摄像头为二维码摄像头。

S1：确定好目标托盘的二维码：图9为涂满阴影的目标单体托盘，运动到升降机构位置，将上位机与PLC控制器通过信号线相连接，上位机发送要分拣的二维码指令，PLC控制器，PLC控制器驱动带有插槽的托盘向右运动，同时光电传感器510开始感知数据；

然后伸缩识别机构的其中一个光电传感器510先被遮挡后，第一伺服电机6转速降低，传输元件2开始减速；当两个光电传感器510都被遮挡时，传输元件2进一步减速，同时打开二维码摄像头511开始读取数据：当二维码摄像头511读取到最底层托盘数据，并且判断到标签在摄像头正对位置时，停止传输装置；

S2：抬升上面的托盘：传输元件2停下来后，上位机驱动升降机构做垂直向上运动，同时驱动二维码摄像头511继续读取二维码；当二维码摄像头511读取到要取走的托盘二维码，停止垂直运动；驱动电动伸缩杆508伸长，插入托盘中的插槽，夹住托盘；驱动升降机构从传输元件2表面H0位置，向上运动X1(比如10厘米)，上位机记住当前高度H1；

S3：移走下面的托盘：上位机记住当前位置S1，驱动传输元件2向右运动，当右边光电传感器510不被遮挡后，向前运动安全距离，比如10厘米，然后停止传输带运动，记住位置S2；

S4：放下抬升的托盘：驱动升降机构把托盘向下运动，从H1高度放到传输带表面H0；驱动电动伸缩杆508缩短，松开托盘；

S5：抬升上层的托盘：上位机驱动升降机构机向上运动，二维码摄像头511读取数据；当二维码摄像头511读取到要取走的货物上面一层的托盘二维码时，停止升降机构运动；驱动电动伸缩杆508伸长，插入托盘中的插槽，夹住托盘；驱动升降机构运动到高度H1；

S6：移走货物，移回托盘：驱动传输元件2向左运动，从S2位置运动到S1；

S7：放下抬起的货物：升降机构向下运动距离X1；驱动电动伸缩杆508缩短，松开托盘；

S8：取走货物：传输元件2继续向左运动，将目标托盘运动到外部传输元件2，由外部传输元件2送走；送走目标托盘后，继续将剩下的托盘传输带到外部传输带，由外部传输元件2送走；完成分拣任务。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种自动化多层式仓储系统，其特征在于，包括多层结构托盘和分拣系统，其中，

所述多层结构托盘包括多个单体托盘；所述单体托盘为方形；每个所述单体托盘包括嵌套结构，所述嵌套结构用于与相邻单体托盘的堆叠放置；每个所述单体托盘还包括插入孔，所述插入孔位于所述单体托盘的至少一个侧面，且每个侧面上的插入孔的个数为至少两个；所述至少一个侧面中的一个侧面设置有标签；

所述分拣系统包括控制器、传送装置、安装在传送装置至少一边的分层机构；所述分层机构包括升降机构、位于所述升降机构一端的伸缩机构、光电传感器和标签摄像头；所述伸缩机构包括安装在升降机构一端的固定架和至少两个电动伸缩杆，所述至少两个电动伸缩杆中的两个分别固定在固定架一边两侧位置，所述电动伸缩杆的个数与一个侧面上的插入孔的个数相同且位置对应；所述标签摄像头固定在所述固定架上位于两侧电动伸缩杆之间的位置；所述升降机构还包括位于其两侧的支撑架，所述光电传感器分别位于每侧的支撑架上；所述控制器用于采集所述标签摄像头和所述光电传感器的信号，并输出驱动信号至所述升降机构、所述伸缩机构和所述传送装置。

2.根据权利要求1所述的自动化多层式仓储系统，其特征在于，包括：

每个所述侧面上的所述插入孔为2个，2个所述插入孔与所述标签的水平距离基本相等；所述电动伸缩杆的个数为2个，2个所述电动伸缩杆与所述标签摄像头的水平距离基本相等。

3.根据权利要求2所述的自动化多层式仓储系统，其特征在于，

每侧的支撑架上的所述光电传感器与所述标签摄像头的水平距离基本相等。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自动化多层式仓储系统，其特征在于，所述标签用于标识所述单体托盘。

5.根据权利要求4所述的自动化多层式仓储系统，其特征在于，所述控制器还用于获取分拣指令。

6.根据权利要求5所述的自动化多层式仓储系统，其特征在于，所述分拣命令包括目标单体托盘的标识信息。

7.一种基于权利要求6所述的自动化多层式仓储系统的分拣方法，其特征在于，所述光电传感器包括第一光电传感器和第二光电传感器；所述分拣方法包括：

所述控制器获取分拣命令，所述分拣命令包括待分拣的目标单体托盘的目标标识信息；

所述控制器控制所述传送装置以第一速度朝第一方向前进；

当所述第一光电传感器被遮挡时，发送第一水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第一水平位置信号后，控制所述传送装置以第二速度朝第一方向前进；

当所述第二光电传感器被遮挡时，发送第二水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收所述第二水平位置信号后，控制所述传送装置以第三速度朝第一方向前进；

当所述标签摄像头检测到所述多层结构托盘的最底层单体托盘的标签时，发送第三水平位置信号至所述控制器；

所述控制器接收到所述第三水平位置信号后控制所述传输装置停止，并控制所述升降机构做上升运动；

在升降机构做上升运动过程中，当所述标签摄像头检测到目标标识信息时，输出第一高度位置信息至所述控制器；

所述控制器接收到所述第一高度位置信息后，控制所述升降机构停止，控制驱动所述电动伸缩杆伸长，叉入所述插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升设定距离后至第二高度；所述控制器存储该第二高度，所述控制器存储当前水平位置为第四水平位置；

所述控制器控制所述传输装置向第一方向运动，当所述第二光电传感器不被遮挡后，继续向前移动安全距离后，控制所述传输装置停止运动；所述控制器存储当前水平位置为第五水平位置；

所述控制器控制所述升降机构向下运动，从第二高度降至传输带表面；

所述控制器驱动所述电动伸缩杆缩回，松开所述目标单体托盘以上的多层结构托盘；

所述控制器控制驱动所述升降机构向上运动，当所述标签摄像头读取到所述目标单体托盘的上一层托盘的标签时，所述升降机构停止运动，所述电动伸缩杆伸长，叉入该上一层单体托盘的插入孔中，叉入完成后控制所述升降机构抬升至所述第二高度；

所述控制器控制驱动所述传输装置朝向第二方向运动，直至所述目标单体托盘下方的多层托盘结构回归至所述第四水平位置；所述第二方向为所述第一方向的反方向；

所述控制器控制所述升降机构下降所述设定距离，所述电动伸缩杆缩回。

8.一种如权利要求7所述的分拣方法，其特征在于，

所述第二速度小于第一速度，所述第三速度小于第二速度。

9.一种如权利要求7所述的分拣方法，其特征在于，还包括以下至少一个步骤：

当所述控制器接收到所述分拣命令时，使能所述第一光电传感器和所述第二光电传感器；或者

当所述控制器接收到第二水平位置信号时，使能所述标签摄像头。

10.一种如权利要求7-9任一项所述的分拣方法，其特征在于，在所述控制器控制所述升降机构下降所述设定距离，所述电动伸缩杆缩回的步骤之后，还包括：

所述控制器控制所述传输装置朝向第二方向运动，将目标单体托盘运输至外部传输装置；

继续控制所述传输装置朝向第二方向运动，将剩余多层结构托盘传输至外部传输装置。

Images