CN114964365A - 一种自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及物流仓储技术领域，具体涉及一种自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法，防倾斜检测系统包括：水平测量仪，水平测量仪安装在载货台以及堆垛机的立柱上，水平测量仪用于测量堆垛机载货台的水平度以及堆垛机立柱的垂直度；激光测距仪，激光测距仪安装在堆垛机载货台上，激光测距仪用于堆垛机在连续升降过程中测量载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，还用于测量同一根货架横梁前后两端的高度值；控制器，控制器用于获取测量产生的水平度、垂直度、距离值以及高度值数据，记录并建立数据库。能够在线监测货架不同角度的倾斜，保障仓储系统安全可靠运行。

Description

一种自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法

技术领域

本申请涉及物流仓储技术领域，尤其涉及一种自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法。

背景技术

随着物流自动化和工厂生产自动化的提高，自动物流仓储系统应用越来越多。工厂和物流企业为了节约成本，土地单位面积的承载日益增大，货架的承载强度要求也随之提高。目前，自动物流仓储系统主要的设备为货架和堆垛机，这种特种设备一般是量大，高度较高，常规立库高度一般在5-30m之间，甚至有超过30m特殊超高立库，如何保证如此大量的高架库货架安装的稳定可靠以及后期使用过程中的稳定性跟踪检测变的尤为重要。

现有测量方式比较原始，需要人工定点测量，而立体库本身高度较高，人工测量需要具备高空作业资质的专业人员才能实施，此类工作风险大、费时长且人工费用高；人工检查测量可以选取的采样点比较有限，外部影响因素也较多，很难保证测量的准确性和全面性；尤其是对于已经投用的设备及仓库，如果是定期检查的话，因为涉及人员作业需要协调停产，而且如果不方便协调停产则会导致安全隐患不能及时发现；人工测量的数据无法直接形成电子数据，不方便数据的保存和使用，对指导调整方案的支持相对有限。

由于目前的垂直度检查还是人工检测，测量工作量大，工作流程繁杂，还需要登高作业，存在一定危险性。而且，在仓储使用过程中货架沉降及变形时有发生。因此，为了及时发现货架倾斜变形以及降低劳动强度，保证系统稳定运行，需要研发一种货架倾斜自动检测系统，以方便在线监测货架不同角度的倾斜，保障仓储系统安全可靠运行。

发明内容

为解决上述货架倾斜检测中存在的问题，本申请提供了一种自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法，能够在线监测货架不同角度的倾斜，保障仓储系统安全可靠运行。

为实现上述目的，本申请实施例提供了如下的技术方案：

第一方面，在本申请提供的一个实施例中，提供了一种自动化立体库货架防倾斜检测系统，包括；

水平测量仪，所述水平测量仪安装在载货台以及堆垛机的立柱上，所述水平测量仪用于测量所述堆垛机载货台的水平度以及所述堆垛机立柱的垂直度；

激光测距仪，所述激光测距仪安装在堆垛机载货台上，所述激光测距仪用于所述堆垛机在连续升降过程中测量所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，还用于测量同一根货架横梁前后两端的高度值；

控制器，所述控制器用于获取测量产生的水平度、垂直度、距离值以及高度值数据，记录并建立数据库。

作为本发明的进一步方案，所述堆垛机载货台上的激光测距仪包括两个用于横梁检测的激光漫反传感器，两个激光漫反传感器分别为漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2。

作为本发明的进一步方案，两个激光漫反传感器之间的水平高度差为H1，水平高度差根据水平仪输出的测量结果计算，水平高度差H1的计算公式为：

H1＝L1*cosα

式中，L1为两个用于检测货架横梁的漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2之间的水平间距；α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

作为本发明的进一步方案，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括校验数据表，所述校验数据表为记录的每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据记录的前后水平高度差值生成用于货架水平度的状态参考时对比及校验作用的校验数据表。

作为本发明的进一步方案，每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据载货台在慢速上升过程中，激光漫反传感器信号的变化所记录检测到的每层货架横梁被检测到时的堆垛机载货台垂直高度，以及所述漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2的高度差值获得。

作为本发明的进一步方案，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量所述堆垛机载货台在底部垂直方向未偏斜状态下对应垂直面到货架立柱的水平距离L2，所述水平距离L2的计算公式为：

L2＝L3*cosα

式中，L3为激光测距传感器的实际测距输出值，α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

作为本发明的进一步方案，所述激光测距传感还用于测量在堆垛机在垂直方向处于倾斜β角度情况下，随着载货台升高，所述激光测距传感距离垂直面产生的距离变化L4，所述距离变化L4的计算公式为：

L4＝H5*tanβ

式中，H5为载货台所载激光测距传感器的垂直变化距离；β为安装在堆垛机立柱上用于检测堆垛机立柱垂直倾斜度的电子水平仪输出与垂直方向的夹角。

作为本发明的进一步方案，所述激光测距传感器安装在载货台上。

作为本发明的进一步方案，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括高度值计算模块，所述高度值计算模块用于在每层固定采样点记录并计算得到不同层的采样点立柱与同一垂直面的高度值L5；其中，立柱的倾斜方向靠近被测立柱侧时，L5＝L2+L4；立柱的倾斜方向远离被测立柱侧时，L5＝L2-L4。

第二方面，在本申请提供的一个实施例中，提供了一种自动化立体库货架防倾斜检测方法，所述自动化立体库货架防倾斜检测方法基于上述的自动化立体库货架防倾斜检测系统检测，所述自动化立体库货架防倾斜检测方法，包括：

测量堆垛机载货台的水平度α及立柱的垂直度β；

测量堆垛机在连续升降过程中所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，以及同一根货架横梁前后两端的高度值；

获取到的水平度α、垂直度β、距离值以及高度值的数据进行记录，建立数据库，记录同一列货架，不同层的高度数据，形成数据表格，用于分析对比货架的垂直度变化，对立库货架的垂直度和水平度在线检测。

本申请提供的技术方案，具有如下有益效果：

本申请提供的自动化立体库货架防倾斜检测系统及防倾斜检测方法，通过使用堆垛机及其安装的专用传感器，利用安装在堆垛机上的角度测量传感器、距离测量传感器，实现货架相关数据的定期自动测量，避免了因为人工测量带来的成本及缺陷，通过数据计算和统计程序，可以实现立库货架在每个货位采样点的倾斜角度检测，并将数据写入数据库，实现货架立柱垂直度和水平的在线检测；本申请通过自定义的测量周期及采样点数量，并通过自动判断程序，在不影响设备正常生产的情况下，通过间歇插空的方式完成数据的测量和采集，并能够自动输出测量数据的电子档文件及数据分析结果，大大提高了数据测量的时效性和可靠性，能够更加有利于对货架垂直度及水平度给出及时可靠的数据支持，以便于及时的根据数据制定检修和调整方案，缩短停产时间，提高生产效率和设备运行稳定性及可靠性。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

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申请的一些实施例。在附图中：

图1为本申请一个实施例的一种自动化立体库货架防倾斜检测系统的结构示意图。

图2为本申请一个实施例的一种自动化立体库货架防倾斜检测系统的内部结构示意图。

图3为本申请一个实施例的一种自动化立体库货架防倾斜检测系统中发热单元的结构示意图。

图中：1-自动化立体库货架防倾斜检测系统、2-中心轴线、3-雾化通道、4-吸液单元、5-发热单元、6-雾化面、7-凹陷单元面、8-凸起单元面、9-外表面、10-吸液圆管、11-线圈部、12-引线部、13-固定柱、17-凸起、18-发热丝。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的结构示意图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

应当理解，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一回调函数和第二回调函数仅仅是为了区分不同的回调函数，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

具体地，下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参阅图1、图2和图3，本申请实施例提供的一种自动化立体库货架防倾斜检测系统，该自动化立体库货架防倾斜检测系统包括水平测量仪、激光测距仪以及控制器。

所述水平测量仪安装在载货台以及堆垛机的立柱上，所述水平测量仪用于测量所述堆垛机载货台的水平度以及所述堆垛机立柱的垂直度。

所述激光测距仪安装在堆垛机载货台上，所述激光测距仪用于所述堆垛机在连续升降过程中测量所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，还用于测量同一根货架横梁前后两端的高度值。

所述控制器用于获取测量产生的水平度、垂直度、距离值以及高度值数据，记录并建立数据库。

其中，在货架横梁水平数据测量时，所述堆垛机载货台上的激光测距仪包括两个用于横梁检测的激光漫反传感器，两个激光漫反传感器分别为漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2。

参见图1所示，根据水平测量仪输出的测量结果计算载货台前后两个横梁检测激光传感器(漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2)的高度差。其中，两个激光漫反传感器之间的水平高度差为H1，水平高度差H1的计算公式为：

H1＝L1*cosα

式中，L1为两个用于检测货架横梁的漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2之间的水平间距；α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

其中，水平间距L1在设备设计完成后为固定数值。

在本申请的实施例中，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括校验数据表，所述校验数据表为记录的每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据记录的前后水平高度差值生成用于货架水平度的状态参考时对比及校验作用的校验数据表。

其中，每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据载货台在慢速上升过程中，激光漫反传感器信号的变化所记录检测到的每层货架横梁被检测到时的堆垛机载货台垂直高度，以及所述漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2的高度差值获得。

因此，本申请通过上述方式可以准确得到两个激光漫反传感器的水平高度差，载货台在慢速上升过程中，通过传感器信号的变化，可以记录检测到每层货架横梁被检测到时的堆垛机载货台垂直高度，通过该高度值和两个激光漫反传感器的高度差值，可以得到并记录到每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，从而生成具有对比及校验作用的数据表，用于货架水平度的状态参考。

在本发明的实施例中，参见图2所示，货架立柱垂直度数据测量时，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量所述堆垛机载货台在底部垂直方向未偏斜状态下对应垂直面到货架立柱的水平距离L2，所述水平距离L2的计算公式为：

L2＝L3*cosα

式中，L3为激光测距传感器的实际测距输出值，α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

其中，载货台在底部垂直方向未偏斜状态下时，立柱的垂直度β＝0。

在本发明的实施例中，参见图3所示，所述激光测距传感还用于测量在堆垛机在垂直方向处于倾斜β角度情况下，随着载货台升高，所述激光测距传感距离垂直面产生的距离变化L4，所述距离变化L4的计算公式为：

L4＝H5*tanβ

式中，H5为载货台所载激光测距传感器的垂直变化距离；β为安装在堆垛机立柱上用于检测堆垛机立柱垂直倾斜度的电子水平仪输出与垂直方向的夹角。

其中，所述激光测距传感器安装在载货台上。

在本发明的实施例中，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括高度值计算模块，所述高度值计算模块用于在每层固定采样点记录并计算得到不同层的采样点立柱与同一垂直面的高度值L5；其中，立柱的倾斜方向靠近被测立柱侧时，L5＝L2+L4；立柱的倾斜方向远离被测立柱侧时，L5＝L2-L4。

在本发明的实施例中，载货台慢速上升过程中，根据上述公式可以在每层固定采样点记录并计算得到不同层的采样点立柱与同一垂直面(激光测距传感器S3激光测距处于最底部第一个采样点时)的高度值L5。

最后，通过记录同一列货架，不同层的高度数据，形成数据表格，用于分析对比货架的垂直度变化。

在本申请的一个实施例中，基于堆垛机及其所安装传感器实现对立体库货架垂直度与水平度的自动测量，其中，通过安装在堆垛机上的堆垛机电子垂直度测量仪和电子水平测量仪，测量出堆垛机自身载货台的水平度α及立柱的垂直度β，并通过安装在堆垛机载货台上的激光测距仪及漫反射激光光源的光电开关，实现堆垛机在连续升降过程中测量出载货台在不同高度距离货架立柱的距离，以及同一根货架横梁前后(相对于堆垛机地轨方向)两端的高度值，并把获取到的数据进行记录，建立数据库，实现对立库货架的垂直度和水平度检测。

通过本发明的自动化立体库货架防倾斜检测系统，利用安装在堆垛机上的角度测量传感器、距离测量传感器，测量各个参数，通过编写设计好的数据计算和统计程序，可以实现立库货架在每个货位采样点的倾斜角度检测，并将数据写入数据库，实现货架立柱垂直度和水平的在线检测。

在本申请提供的一个实施例中，还提供了一种自动化立体库货架防倾斜检测方法，该自动化立体库货架防倾斜检测方法包括上述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，所述自动化立体库货架防倾斜检测方法包括：

测量堆垛机载货台的水平度α及立柱的垂直度β；

测量堆垛机在连续升降过程中所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，以及同一根货架横梁前后两端的高度值；

获取到的水平度α、垂直度β、距离值以及高度值的数据进行记录，建立数据库，记录同一列货架，不同层的高度数据，形成数据表格，用于分析对比货架的垂直度变化，对立库货架的垂直度和水平度在线检测。

本申请提供的自动化立体库货架防倾斜检测系统及包含该自动化立体库货架防倾斜检测系统的自动化立体库货架防倾斜检测方法，通过使用堆垛机及其安装的专用传感器，利用安装在堆垛机上的角度测量传感器、距离测量传感器，实现货架相关数据的定期自动测量，避免了因为人工测量带来的成本及缺陷，通过数据计算和统计程序，可以实现立库货架在每个货位采样点的倾斜角度检测，并将数据写入数据库，实现货架立柱垂直度和水平的在线检测；本申请通过自定义的测量周期及采样点数量，并通过自动判断程序，在不影响设备正常生产的情况下，通过间歇插空的方式完成数据的测量和采集，并能够自动输出测量数据的电子档文件及数据分析结果，大大提高了数据测量的时效性和可靠性，能够更加有利于对货架垂直度及水平度给出及时可靠的数据支持，以便于及时的根据数据制定检修和调整方案，缩短停产时间，提高生产效率和设备运行稳定性及可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，包括：

水平测量仪，所述水平测量仪安装在载货台以及堆垛机的立柱上，所述水平测量仪用于测量所述堆垛机载货台的水平度以及所述堆垛机立柱的垂直度；

激光测距仪，所述激光测距仪安装在堆垛机载货台上，所述激光测距仪用于所述堆垛机在连续升降过程中测量所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，还用于测量同一根货架横梁前后两端的高度值；

控制器，所述控制器用于获取测量产生的水平度、垂直度、距离值以及高度值数据，记录并建立数据库。

2.如权利要求1所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述堆垛机载货台上的激光测距仪包括两个用于横梁检测的激光漫反传感器，两个激光漫反传感器分别为漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2。

3.如权利要求2所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，两个激光漫反传感器之间的水平高度差为H1，水平高度差根据水平仪输出的测量结果计算，水平高度差H1的计算公式为：

H1＝L1*cosα

式中，L1为两个用于检测货架横梁的漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2之间的水平间距；α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

4.如权利要求1所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括校验数据表，所述校验数据表为记录的每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据记录的前后水平高度差值生成用于货架水平度的状态参考时对比及校验作用的校验数据表。

5.如权利要求3所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，每列货架所有层的货架横梁的前后水平高度差值，根据载货台在慢速上升过程中，激光漫反传感器信号的变化所记录检测到的每层货架横梁被检测到时的堆垛机载货台垂直高度，以及所述漫反射光电传感器S1和漫反射光电传感器S2的高度差值获得。

6.如权利要求3所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量所述堆垛机载货台在底部垂直方向未偏斜状态下对应垂直面到货架立柱的水平距离L2，所述水平距离L2的计算公式为：

L2＝L3*cosα

式中，L3为激光测距传感器的实际测距输出值，α为电子水平仪输出的载货台实际平面与水平面的水平倾斜度夹角。

7.如权利要求6所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述激光测距传感还用于测量在堆垛机在垂直方向处于倾斜β角度情况下，随着载货台升高，所述激光测距传感距离垂直面产生的距离变化L4，所述距离变化L4的计算公式为：

L4＝H5*tanβ

式中，H5为激光测距传感器的垂直变化距离；β为安装在堆垛机立柱上用于检测堆垛机立柱垂直倾斜度的电子水平仪输出与垂直方向的夹角。

8.如权利要求7所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述激光测距传感器安装在载货台上。

9.如权利要求7所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统，其特征在于，所述自动化立体库货架防倾斜检测系统还包括高度值计算模块，所述高度值计算模块用于在每层固定采样点记录并计算得到不同层的采样点立柱与同一垂直面的高度值L5；其中，立柱的倾斜方向靠近被测立柱侧时，L5＝L2+L4；立柱的倾斜方向远离被测立柱侧时，L5＝L2-L4。

10.一种自动化立体库货架防倾斜检测方法，其特征在于，基于权利要求1-9中任意一项所述的自动化立体库货架防倾斜检测系统进行检测，所述自动化立体库货架防倾斜检测方法，包括：

测量堆垛机载货台的水平度α及立柱的垂直度β；

测量堆垛机在连续升降过程中所述载货台在不同高度距离货架立柱的距离值，以及同一根货架横梁前后两端的高度值；

获取到的水平度α、垂直度β、距离值以及高度值的数据进行记录，建立数据库，记录同一列货架，不同层的高度数据，形成数据表格，用于分析对比货架的垂直度变化，对立库货架的垂直度和水平度在线检测。

Images