CN114476446B - 一种运输装置和仓储系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械领域，特别涉及智能仓储技术领域，公开了一种运输装置和仓储系统。该运输装置包括负载部和拖动机构，拖动机构用于带动负载部沿导轨行进，拖动机构包括：与负载部转动连接的连接构件、以及装配至连接构件的至少两个车轮，其中，所述至少两个车轮被装配为：连接构件相对于负载部转动以使导轨两侧分别有至少一个车轮抵接该导轨，且所述至少两个车轮在与导轨抵接的状态下转动时带动负载部沿导轨行进。本申请实施例提供的运输装置，其拖动机构可以带动负载部沿导轨行进以搬运物品至指定地点，从而提高了仓库的空间利用率以及搬运效率。

Description

一种运输装置和仓储系统

技术领域

本申请涉及智能仓储技术领域，尤其涉及一种运输装置和仓储系统。

背景技术

目前，智能仓储主要依赖于搬运装置来实现自动化运输。由于仓库的空间有限，通常需要使用叉车将箱体堆叠起来或从堆叠处转运出来。

然而，受限于叉车自身的机械机构，通常情况下，叉车不具备爬升功能。因此，叉车既无法搬运堆叠在高处的箱体，又使得箱体的堆叠高度受限于叉车的支架高度。因此需要一种运输装置，将箱体等需要搬运的物品搬运至目标高度，以对物品进行更高的堆叠。

发明内容

本申请实施例提供一种运输装置和仓储系统，用于实现运输装置沿导轨行进以将负载搬运至指定地点。

本申请实施例提供了一种运输装置，包括具有负载部和拖动机构的行进主体，所述拖动机构用于带动所述负载部沿导轨行进，所述拖动机构包括：

与所述负载部转动连接的连接构件、以及装配至所述连接构件的至少两个车轮，其中，所述至少两个车轮被装配为：所述连接构件相对于所述负载部转动以使所述导轨两侧分别有至少一个车轮抵接所述导轨，且所述至少两个车轮在与所述导轨抵接的状态下转动时带动所述负载部沿所述导轨行进。

本申请实施例还提供一种仓储系统，包括箱体和前述的运输装置，将导轨设置在箱体的外表面上。

本申请实施例提供的运输装置，其拖动机构可以带动负载部沿导轨行进，从而可以沿导轨将需要仓储的物品运送至指定高度，以利于仓储物品的堆叠。导轨可以单独设置，也可以设置在需要堆叠的仓储物品表面，特别是当需要仓储的物品是箱体时，用于行进的导轨可以设置在箱体的外侧面上，形成本申请提供的仓储系统，各个箱体上的导轨在箱体堆叠后可以在外表面接续以形成直线或者阶梯型导轨，这样运输装置能够沿导轨在多个箱体上连续地行进，将所负载的箱体搬运至高处或将高处的箱体搬运出来，因此箱体的堆叠高度不受限制，相对于相关技术中使用叉车进行的堆叠操作，提高了仓库的空间利用率以及搬运效率。导轨的形状不限，这样运输装置能够沿导轨行进至任何指定地点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的运输装置的结构示意图；

图2为图1的运输装置的俯视图；

图3为本申请另一实施例提供的运输装置的结构示意图；

图4为图3所示的运输装置的俯视图；

图5为图3所示的运输装置和设置有导轨的箱体的示意图；

图6a和图6b分别为本申请不同实施例的导轨的示意图；

图7a、图7b、图7c、图7d、图7e和图7f，分别为图1所示的运输装置的爬箱体过程中不同行进位置的工作状态示例图；

图7g为本申请实施例中各部件之间的受力分布示意图；

图8为本申请一实施例提供的箱体的示意图；

图9为本申请一实施例提供的箱体堆叠的示意图。

附图标记：

1-运输装置

11-负载部

12-拖动机构

13-车轮

14-调节组件

21-箱体

22-导轨

121-连接构件

122a，122b-车轮

141-限位部

142-可动部件

211-端部

211a，211b-侧面

211c-端面

具体实施方式

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请文件中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请技术方案保护的范围。

下面对本申请实施例的设计思想进行介绍。

目前，智能仓储系统中用于堆叠箱体的叉车包括：放置在地面上的具有一定高度的支架，以及装配在支架中的叉手。然而，由于叉车的支架具有固定的高度，且叉手只能在该高度下搬运或堆叠箱体，因此使得箱体的堆叠高度和搬运受到限制。其他仓储物品的堆叠也存在这种问题。

鉴于此，本申请实施例提供一种运输装置，可以沿导轨爬升至目标高度。该运输装置包括具有负载部和拖动机构的行进主体，其中，拖动机构可以带动负载部沿导轨行进，用于行进的导轨可以独立设置在堆叠区域一侧，也可以设置在仓储物品外表面，例如箱体的外侧面上，各个箱体上的导轨在箱体堆叠后形成接续状态，这样运输装置能够沿导轨在多个箱体上连续地行进，将所负载的箱体搬运至高处或将高处的箱体搬运出来，因此箱体的堆叠高度不受限制，相对于相关技术中使用的叉车，提高了仓库的空间利用率以及搬运效率。导轨的形状不限，可以沿非水平方向延伸并在竖直方向上具有一定的高度，运输装置的爬升方向取决于导轨的延伸方向，运输装置能够沿导轨行进至位于目标高度的目的地。当导轨延伸方向为竖直方向时，运输装置也可以带着仓储物品沿竖直方向爬升。

下面，结合附图对本申请实施例的运输装置进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1、图2和图7a所示，运输装置1主要包括负载部11和拖动机构12，拖动机构12用于带动负载部11沿导轨行进，导轨一般是条形的，导轨可以独立设置也可以如图7a所示设置在箱体表面。拖动机构12可以是一个也可以是两个，如果是两个则分别设置在负载部11的两侧并需要对应设置两个导轨。拖动机构12包括与负载部11转动连接的连接构件121、以及与连接构件121装配的至少两个车轮，至少两个车轮需要分为两组，每组有至少一个车轮从导轨两侧与导轨抵接，并从两侧形成一定的夹紧力，这样导轨两侧的车轮同步转动时，依靠车轮和导轨之间的摩擦力，带动负载部11沿导轨行进。每个车轮的轮轴分别通过一个电机驱动以实现车轮的转动。

以图1和图2所示，以两个车轮122a和122b为例进行说明。参见图5和图7b所示，在本申请实施例中，在两个车轮122a和122b沿导轨22行进时，连接构件121带动负载部11一起运动，从而使运输装置1可以沿该导轨22行进而到达导轨可以到达的预定高度。

本申请实施例中，拖动机构12依靠车轮和导轨22之间的摩擦力，拖动负载部11沿导轨22行进，摩擦力是基于车轮和导轨之间的压力产生的，为了维持车轮和导轨之间的压力，参见图7c、图7d和图7g所示，其中，图7g为本申请实施例中各部件之间的受力分布示意图，负载部11在被拖动机构12拖动的过程中如果全部或者部分悬空，均可以以自身重量向连接机构121的一端施加重力方向上的作用力F1，该作用力F1对连接机构121形成一定的扭矩，经连接机构121传递到两个车轮122a和122b，相当于通过车轮122a的轮轴向车轮122a施加拉力，并通过车轮122b的轮轴向车轮122b施加推力，使得车轮122a和122b分别从导轨22的两个导轨侧面221a和221b抵接并夹紧导轨22，其中，车轮122a在导轨侧面221a可以形成垂直导轨表面方向的压力F2a，车轮122b在导轨侧面221b形成垂直导轨表面方向的压力F2b。如果负载部11上承载有箱体10，则可以进一步增大F1，从而加大压力F2a和F2b。为满足运输装置空载行进，即负载部11上没有承载任何物品的情况下沿导轨行进时摩擦力的大小要求，需要考虑负载部11的自身重量，从而形成适当的压力F2a和F2b。负载部11如何配重为本领域技术人员所熟知，这里不再展开描述。

需要说明的是，在图7g所示情形下，导轨22是竖直方向的，负载部11被锁定在水平方向，负载部11整体悬空，这仅仅是运输装置运行中的一种状态，本申请不限定导轨22的延伸方向，只要负载部11全部或者部分悬空，使其一部分重量形成的重力能够施加到连接机构121即可，还需要说明的是，负载部11下方可以装配有行进机构，例如至少一个车轮，这样当运输装置脱离导轨后，行进机构可以带动整个运输装置移动，并且在图7a所示情形下，行进装置还可以在车轮122a和122b抵接并夹紧轨道的初期，推动车轮122a和122b沿导轨22行进一段，从而使得负载部11逐渐脱离地面并在部分悬空时以自身重量或者自身重量和承载物品的重量一起产生作用力F1。以导轨22为参照，受到推力的车轮122b与负载部11在导轨22同侧，受到拉力的车轮122a在导轨22的另一侧，以保证压力F2a和F2b的方向均为垂直于导轨表面并朝向导轨。由于车轮的数量不限定两个，也可以设置为多个并分为两组分别从导轨22两侧抵接导轨，由于各个车轮分别通过轮轴装配在连接机构121上，则本申请实施例中，当各个车轮与导轨22抵接时，负载部12通过向连接机构121施加重力方向上的作用力通过各个车轮的轮轴分别传递到车轮时，能够使车轮向导轨22的表面施加垂直于导轨22表面并朝向导轨22的压力即可。为满足多点受力，任意两个车轮与所述导轨抵接的接触面位置沿导轨延伸方向上具有设定间距，则当只有两个车轮122a和122b，两个车轮在行进方向上有一定间距。

在本申请实施例中，负载部11的具体形式不限，例如可以是具有容纳空间的网或筐，这样在应用于智能仓储系统时，负载部11可以承载各种形状的箱体。负载部11具有与连接构件121转动连接的部件。在该实施例中，负载部11与连接构件121之间通过转轴转动连接，如果需要锁定负载部11在行进过程中的方向，例如图7b所示，将负载部11锁定到水平方向上，则负载部11与连接构件121之间还装配有电机，其中，转轴与负载部11与连接构件121之中的一个固定，电机装配在另一个上，电机用于通过驱动转轴转动使连接构件121相对于负载部11转动，并在需要锁定负载部11时锁定转轴的转动。例如图7a所示，当负载部11为负载箱体的筐时，两个车轮122a和122b同步沿竖直导轨22表面转动，利用两个车轮122a和122b分别与导轨22之间的摩擦力带动负载部11沿导轨22行进，在行进过程中，电机可以将筐锁定在水平方向，从而使箱体在行进过程中稳定保持在筐内。

在本申请实施例中，“非水平方向”是指与水平方向成大于0°的夹角的方向。导轨22的具体类型不限，例如可以是如图6a所示的直线型导轨，中心轴线X为直线，也可以是如图5和图7a-f中所示的弯折型导轨，图6b所示弧型导轨，中心轴线X为弧线，还有阶梯型、螺旋型或者任何其它不规则的形状。此外，导轨22的横截面可以是L型、T型、或工字型。

以仓储系统为例，对导轨22进行具体说明。如图8所示，导轨22包括两个，分别设置在箱体21的外表面，两个导轨22与箱体的外表面形成凹槽，两个导轨22为凹槽的两个槽壁。导轨22具有折弯的端部211和与箱体表面连接的支撑部212，支撑部212和端部211形成横截面为L型的导轨22。沿着导轨22的延伸方向，端部211具有两个侧面211a和211b以及端面211c，侧面211a和211b分别与箱体21表面平行，每个侧面分别与一个车轮抵接(例如，侧面211a与车轮122a抵接，侧面211b与车轮122b抵接)。在本发明的实施例中，当导轨22包括对置的两个导轨22时，该两个导轨22的端部211相对设置或相背设置，即端部两个端面211c相对设置(如图8所示)或相背设置(如图5所示)。

在运输装置1沿导轨22行进之前，连接构件121相对于负载部11转动，使得两个车轮122a和122b能够分别从两侧抵接导轨22。车轮122a和122b的轮体优选为橡胶体，以增大摩擦力。例如，在应用于智能仓储场景时，如图5和图7a所示，当连接构件121转动时，带动两个车轮122a和122b转动到一定角度并保持一定的扭矩，从而使两个车轮122a和122b可以分别从凹槽的内侧和外侧抵接导轨22的端部211的两个侧面211a和211b，并对导轨22表面施加一定的压力，以实现两个车轮122a和122b夹紧导轨22的状态。因此，在两个车轮122a和122b同步转动时，依靠和导轨之间的摩擦力带动负载部11沿导轨22行进。

在本申请实施例中，拖动机构12的结构可以根据负载部具体的形状、重量、尺寸以及负载重量等进行设计。例如，在一实施例中，连接构件121为具有分支的平坦支架，该两个车轮122a和122b设置在支架的同一侧，如图1、图2、图3和图4所示，使得导轨22能够容纳在同一组拖动机构12的两个车轮122a和122b之间。其中支架可以呈V形、Y形、矩形或其它形状，在图1-4所示的实施例中，连接构件121为V形支架，其两个端部分别安装车轮122a和122b，本实施例的设计使得拖动机构12的结构更为紧凑，且能够承受力更大。另外，车轮122a和122b通过电机装配至连接构件121，电机可以控制车轮122a和122b转动，从而使运输装置1沿导轨22行进。

在本申请实施例中，拖动机构12的数量不限，例如可以包括两组，用于分别沿两个对置的导轨22行进，具体数量也可以根据负载部11具体的形状、重量、尺寸以及负载重量等进行设计。具体地，当两个对置的导轨22分别设置在箱体21外表面时，运输装置1还包括安装在负载部11的底部的行进机构，例如4个车轮13。在运输装置1远离箱体21时，4个车轮13可以带动行进主体行进至箱体21；在拖动机构12沿该两个导轨22从箱体21的底部行进至箱体21的顶部时，车轮13可以与拖动机构12一起带动负载部11在箱体21顶部或者箱体顶部的导轨表面上行进。车轮13的具体数量不受限制，通常根据负载部11的形状、重量、尺寸以及负载重量设计，例如，本申请实施例以四个车轮13为例，每个车轮13通过电机装配至负载部11，电机固定在负载部11上并驱动车轮的轮轴转动以使车轮转动。

如图1、图2、图3和图4所示，运输装置1还包括调节组件14，其中，调节组件14包括安装至负载部11的限位部141、以及与限位部141活动连接的可动部件142，连接构件121与可动部件142通过电机装配。

在本申请实施例中，以拖动机构12包括两组为示例进行说明。具体地，限位部141可以为直线滑轨，可动部件142包括卡接在直线滑轨中的两个滑块，两组拖动机构12与两个滑块一一对应连接。如图1和7a所示，当两个导轨22的端部211相对设置时，在连接构件121相对于负载部11转动之前，可动部件142带动两组拖动机构12从导轨之间，即凹槽内分别朝向相应的端部移动，直到每组拖动机构12的两个车轮122a和122b位于相应的端部211的两个侧面，从而到达抵接导轨11的位置；或者，如图5所示，当两个导轨22的端部211相背设置时，在连接构件121相对于负载部11转动之前，可动部件142带动两组拖动机构12从两个导轨22的外侧，即凹槽外两侧朝向相应的端部211移动，直到每组拖动机构12的两个车轮122a和122b位于相应的端部211的两侧，即两个侧面211a和211b相对的位置。或者，限位部141可以为两个螺纹杆，两个可动部件142包括两个分别与其中一个螺纹杆套接的滑块，当螺纹杆同轴布置且同步转动时，套接在螺纹杆上的滑块沿螺纹杆的延伸方向相对或相背移动。

可动部件142也可以通过电机与限位部141装配，电机可以控制可动部件142沿限位部141移动以及锁定可动部件142相对于限位部141的位置。

当本申请实施例的运输装置1应用于仓储系统中时，如图5和图7a-f所示，导轨22设置于箱体21表面，运输装置1沿着导轨22在箱体21表面行进。

下面，以如图7a-图7f所示的实施例并以运输装置1的初始状态为未接触待行进的箱体21状态为例来描述实现爬箱体21的过程：

步骤一：如图7a所示，当两组拖动机构12之间的宽度小于两个端部211之间的宽度时，通过电机控制连接构件121相对于可动部件142转动，直至各个端部211与相应的拖动机构12组的两个车轮122a和122b之间的空间相对，即同一组拖动机构12的一个车轮122a位于两个导轨形成的凹槽内侧，另一个车轮122b位于凹槽外侧，然后通过电机控制两个可动部件142沿直线滑轨背向移动，直至车轮122a抵接侧面211a，车轮122b抵接侧面211b。

在本申请实施例中，“凹槽的内侧”是指两个导轨22与箱体21表面形成的凹槽的以内，即侧面211a相对的位置，“凹槽的外侧”是指两个导轨22与箱体21表面形成的凹槽的外侧，即侧面211b相对的位置。

步骤二：如图7b所示，通过电机控制连接构件121相对于负载部11转动，图7b所示的平面内沿顺时针方向转动，直至两个车轮122a和122b从两侧将端部的两个侧面211a和211b抵接，然后通过电机控制车轮122a和122b转动，从而使运输装置1依靠车轮122a、122b和端部211之间的摩擦力实现沿导轨22行进。

步骤三：如图7c所示，当运输装置1到达导轨22转角后，随着车轮122a和122b继续行进，通过电机控制连接构件121与负载部11之间的转动，从而使得负载部11的底部可以保持水平，当到达箱体21顶部的平面后，车轮13与箱体21表面接触，通过电机控制车轮13在箱体21表面转动，实现运输装置1在箱体21表面的行进，如图7d和图7e所示。

步骤四：如图7f所示，当运输装置1在箱体21表面继续行进一段距离后，控制车轮122a和122b脱离导轨22，之后调整运输装置11的状态至初始转状态，重复步骤一至四以爬升下一个箱体21。

如图9所示，仓储系统可以包括多个箱体21，每个箱体21上设置的导轨22至少从箱体21的一个外侧面延伸至箱体21顶面，当多个箱体21堆叠成阶梯型时，处于在最外侧的箱体21上的导轨22接续成阶梯型导轨。

基于相同的设计思路，当运输装置1从堆叠的箱体21顶部向爬下时，可以反向执行步骤四至步骤一来实现，这是，各个电机的转向和爬升时相反。

在上述阶段中，运输装置1可以通过传感器或行程开关来判断每个动作是否完成或是否进入下一动作。例如，当判断两个车轮122a和122b是否抵接导轨22时，可以通过电机的电流突变或压变片的电流/电阻突变来监测。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种运输装置，其特征在于，包括负载部和拖动机构，所述拖动机构用于带动所述负载部沿导轨行进，所述拖动机构包括：

与所述负载部转动连接的连接构件、装配至所述连接构件的至少两个车轮，其中，所述至少两个车轮被装配为：所述连接构件相对于所述负载部转动以使所述导轨两侧分别有至少一个车轮抵接所述导轨，且所述至少两个车轮在与所述导轨抵接的状态下转动时带动所述负载部沿所述导轨行进；

所述连接构件与所述负载部之间通过转轴连接，各个车轮通过轮轴装配在所述连接构件上，当各个车轮与所述导轨抵接时，所述负载部通过所述转轴向所述连接构件施加重力方向上的作用力，以使各个车轮在与所述导轨的接触面上施加朝向所述导轨的压力；

所述连接构件与所述负载部之间还装配有电机，所述转轴与所述连接构件和所述负载部之中的一个固定连接，所述电机固定装配在所述连接构件和所述负载部之中的另一个上，所述电机用于驱动转轴旋转以使所述连接构件相对于所述负载部转动，以及锁定所述转轴，以使所述负载部与所述连接构件之间保持锁定状态。

2.根据权利要求1中所述的运输装置，其特征在于，所述各个车轮的轮轴装配位置被配置为：任意两个车轮与所述导轨抵接的接触面位置沿导轨延伸方向上具有设定间距。

3.根据权利要求1中所述的运输装置，其特征在于，所述连接构件具有两个分支，所述至少两个车轮包括分别与所述导轨一侧抵接的两组车轮，每组车轮分别装配至所述两个分支的末端并位于所述连接构件的同一侧。

4.根据权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述运输装置还包括装配在所述负载部底部的至少一个行进机构，所述至少一个行进机构带动所述负载部和拖动机构行进，或与所述拖动机构一起带动所述负载部行进。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的运输装置，其特征在于，所述导轨包括两个对置的导轨，所述拖动机构包括两组，每组分别用于沿一个导轨行进。

6.根据权利要求5所述的运输装置，其特征在于，还包括调节组件，所述调节组件包括安装在所述负载部的限位部和两个可动部件，所述两个可动部件分别与所述限位部活动连接，所述两个可动部件分别装配一个连接构件，并沿所述限位部相对运动以带动所述连接构件靠近或者远离对应抵接的导轨。

7.根据权利要求6所述的运输装置，其特征在于，所述限位部为直线滑轨，所述两个可动部件为卡接在所述直线滑轨中的两个滑块。

8.根据权利要求7所述的运输装置，其特征在于，所述两个可动部件被装配为：

带动所述两组拖动机构在所述两个导轨之间或者分别在两个导轨外侧沿所述限位部件相对运动，以使每组拖动机构的所述至少两个车轮到达抵接所述导轨的位置或者远离所述导轨。

9.一种仓储系统，其特征在于，包括设置有导轨的箱体，以及权利要求1至8中任一项所述的运输装置，所述运输装置沿所述导轨行进。

10.根据权利要求9所述的仓储系统，其特征在于，每个箱体上设置的导轨至少从所述箱体的一个外侧面延伸至箱体顶面，当多个所述箱体以阶梯型堆叠时，位于外侧的箱体上的导轨接续以形成阶梯型导轨。

11.根据权利要求9或10所述的仓储系统，其特征在于，所述导轨具有折弯的端部，所述端部沿所述导轨延伸方向具有两个侧面，每个侧面分别与至少一个车轮抵接。

12.根据权利要求11所述的仓储系统，其特征在于，当所述导轨包括两个对置的导轨时，两个导轨的端部的端面相对设置或者相背设置。

Images