CN116119236A - 一种储货系统及其调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储货系统及其调度方法，其中储货系统包括储货架与取放货装置以及外环线，所述取放货装置能够沿着所述外环线运动；所述外环线的内、外两侧中，至少内侧设置有储货架；所述外环线的外侧具有进出货位；所述取放货装置具有移动座体以及能够相对于所述移动座体可控升降的移送部；所述移送部能够在所述进出货位及所述储货架之间转移货物。本发明中，取放货装置可以沿着外环线运行并执行进出货位与储货架之间的货物转运，这种储货系统布局新颖且调度方便，只需要控制取放货装置沿着外环线运行并在目标进出货位与目标储货位停靠即可，不存在路径规划、产生拥堵等问题，且可以根据需要配置不同数量的取放货装置以提升出入库效率。

Description

一种储货系统及其调度方法

技术领域

本发明涉及仓储技术领域，特别是涉及一种储货系统及其调度方法。

背景技术

在仓储领域，自动化储货可以大大提升出入库效率，现有技术中，大部分仓库的布局均较为传统，即采用多排货架平行排列的布局，两排货架之间具有巷道，通过自动化取放货设备进出巷道进行货物的取出、放入作业，如miniload方案，这种方案中，取放货设备每进出一次巷道只能完成一次取货或放货任务；现有技术中还有一种如专利CN210557148U所示的料箱机器人执行取放货任务，这种方案料箱机器人一次能够完成多次取放货作业，但是对于机器人的调度较为复杂，很多料箱机器人执行作业时，需要进行有效调度规划路径防止巷道拥堵，调度成本较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种布局新颖、调度简单的储货系统及其调度方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的储货系统，其包括储货架与取放货装置；

所述储货系统还包括外环线，所述取放货装置能够沿着所述外环线运动；

所述外环线的内、外两侧中，至少内侧设置有储货架；所述外环线的外侧具有进出货位；

所述取放货装置具有移动座体以及能够相对于所述移动座体可控升降的移送部；

所述移送部能够在所述进出货位及所述储货架之间转移货物。

进一步地，所述取放货装置的数量为多个，所有所述取放货装置以相同线速度沿着所述外环线运动。其中至少部分所述取放货装置具有主动行走机构，或者所有所述取放货装置被外设的牵引机构牵引运动。

进一步地，所述进出货位具有投货装置；或者所述储货系统还包括能够在所述外环线之外运动的运输机器人，所述运输机器人能够停靠至所述进出货位。

进一步地，所述外环线内还设置有能够在不同储货位之间转运货物的转运装置。

进一步地，所述外环线内还设置有内环线，所述转运装置沿着所述内环线运动；所述内环线的两侧均设置有所述储货架，所述内环线与所述外环线之间也设置有所述储货架。

一种储货系统的调度方法，调度方法由调度中心实施，调度中心能够与取放货装置通信，其应用于上述的储货系统，在入库流程中，所述方法包括：

控制所述取放货装置沿所述外环线运动；

当所述取放货装置到达目标进出货位，控制其停靠并从该进出货位获取货物；

当所述取放货装置到达目标储货位所在位置，控制其停靠并将货物投放至目标储货位；

在出库流程中，所述方法包括：

控制所述取放货装置沿所述外环线运动；

当所述取放货装置到达目标储货位所在位置，控制其停靠并从目标储货位取出货物；

当所述取放货装置到达目标进出货位，控制其停靠并将货物输出至所述目标进出货位。

进一步地，多个所述取放货装置组成装置阵列，所有所述取放货装置以相同线速度沿着所述外环线运动；所述方法包括：

判断所述装置阵列中是否有至少一个所述取放货装置到达目标储货位或目标进出货位，是则控制所述装置阵列停止运动，并控制到达目标储货位或目标进出货位的取放货装置执行取货或出货任务。

进一步地，所述方法还包括：

获取目标储货位的信息；

根据所有所述目标储货位的位置以及所述装置阵列的属性，对所述目标储货位进行分组，以使得所述装置阵列能够停靠最少的次数完成对所有所述目标储货位的放货作业或取货作业；

根据分组对所述进出货位对应的货物信息进行配置。

进一步地，所述根据所有所述目标储货位的位置以及所述装置阵列的属性，对所述目标储货位进行分组，以使得所述装置阵列能够停靠最少的次数完成对所有所述目标储货位的放货作业或取货作业，包括：

获取多个所述目标储货位的第一布局信息，以及所述装置阵列中闲置的所述取放货装置的第二布局信息；

对所述第二布局信息与所述第一布局信息进行匹配，使得最多数量的闲置的所述取放货装置能够匹配到所述目标储货位；

生成新的第一布局信息与第二布局信息。

进一步地，所述所述外环线内还设置有能够在不同储货位之间转运货物的转运装置；所述方法还包括：

控制所述转运装置将外层的所述储货位上的货物转运至内层的所述储货位；

更新所述储货位与货物的对应信息。

有益效果：本发明的储货系统及其调度方法，通过设置供取放货装置运行的外环线，并在外环线的内、外分别设置储货架与进出货位，取放货装置可以沿着外环线循环运行并执行进出货位与储货架之间的货物转运，这种储货系统布局新颖且调度方便，只需要控制取放货装置沿着外环线单向运行并在目标进出货位与目标储货位停靠即可，不存在路径规划、产生拥堵等问题，且可以根据需要配置不同数量的取放货装置以提升出入库效率。

附图说明

图1为第一种实施例中一种储货系统的结构图；

图2为第一种实施例中另一种储货系统的结构图；

图3为取放货装置的结构示意图；

图4为储货架与进出货位的布局图；

图5(a)-5(d)为双向货叉转移货物的流程示意图；

图6(a)-6(b)为双向吸盘机构转移货物的流程示意图；

图7(a)-7(d)为双向托取货叉转移货物的流程示意图；

图8为第二种实施例中储货系统的结构图；

图9为入库流程中调度方法的流程示意图；

图10为出库流程中调度方法的流程示意图。

图中：1-储货架；2-取放货装置；21-移动座体；22-移送部；3-外环线；4-进出货位；5-运输机器人；6-转运装置；7-牵引单元；8-内环线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示的储货系统，其包括储货架1与取放货装置2，储货架1上具有储货位；所述储货系统还包括外环线3，所述取放货装置2能够沿着所述外环线3运动；所述外环线3的内、外两侧中，至少内侧设置有储货架1；也即外环线3仅有内侧具有储货架1(如图1所示)，或者内外两侧均设置有储货架1(如图2所示)。所述外环线3的外侧具有进出货位4。当所述外环线3的外侧也设置有储货架1时，储货架1可以设置在进出货位4的两侧，还可以设置在进出货位4的上方(如图4所示)，如此，可以充分利用空间，存储更多货物。

所述取放货装置2具有移动座体21以及能够相对于所述移动座体21可控升降的移送部22，两者之间设置有升降驱动模组；如图3所示，所述移送部22能够在所述进出货位4及所述储货架1之间转移货物，此外，取放货装置2也可以在储货架1的不同储货位之间转运货物。移送部22具有双向取、放货的功能，其形式可以是双向货叉、双向吸盘机构、双向托取货叉等，如此能进行货物入库与出库。

其中，如图5(a)-5(d)所示，双向货叉包括可以伸缩的货叉臂22a，货叉臂22a的端部安装有可旋转的叉指22b，取货时，叉指22b处于收纳状态，货叉臂22a伸出使叉指22b运动至货物的后方，叉指22b转动至工作状态，最后货叉臂22a收回，如此可对货物进行转移。

如图6(a)-6(b)所示，双向吸盘机构包括两组能够横向平移的吸盘22c，吸盘22c能够吸住货物并转移，且吸盘向下运动能够隐藏起来，同一时刻只有一组吸盘22c处于工作状态，另一组吸盘22c处于隐藏状态，处于工作状态的吸盘22c能够吸住货物，并将货物进行转移。

如图7(a)-7(d)所示，双向托取货叉包括能够相对于移送部22的座体水平平移的货叉22d，且货叉22d能够相对于移送部22的座体作升降运动，货叉22d能够在低位时伸到货物的下方，而后货叉22d上升将货物托起，最后货叉22d移动以转移货物，货物到位后货叉22d下降以将货物放下。此外，双向托取货叉机构的形式还可以是：货叉22d只能相对于移送部22的座体横向平移，由升降驱动模组驱动移送部22整体相对于移动座体21升降以实现货叉22d的升降并将货物托起以及放下，如此，可使移送部22的结构更加简单，节约成本。

外环线3的形状可以是圆形、矩形、椭圆形、腰圆形等规则形状，也可以是其他非规则形状，如可以根据场地形态进行布局。

优选地，所述取放货装置2的数量为多个，所有所述取放货装置2以相同线速度沿着所述外环线3运动。为了实现所有取放货装置2的同步运动，所有取放货装置2被串联为一个串联体，在第一种实施例中，所有取放货装置2的移动座体21均等距安装在条带状的牵引单元7上，牵引单元7的形式可以是链条、同步带、皮带等形式。在第二种实施例中，串联体中部分所述取放货装置2具有主动行走机构，也可以所有取放货装置2均具有主动行走机构；当只有部分取放货装置2具有主动行走机构时，有主动行走机构的取放货装置2与没有主动行走机构的取放货装置2交错排列。在第三种实施例中，串联体被外设的牵引机构牵引运动，牵引机构可以是牵引机器人等形态。

优选地，所述进出货位4具有投货装置；或者所述储货系统还包括能够在所述外环线3之外运动的运输机器人5，所述运输机器人5能够停靠至所述进出货位4。

优选地，如图8所示，所述外环线3内还设置有能够在所述储货架1的不同储货位之间转运货物的转运装置6。实际使用中，取放货装置2只能对靠近外环线3的储货架1进行取放货作业，通过设置转运装置6，可以在外环线3内设置多层储货架1，转运装置6可以将外层储货架1上的货物向内层的储货架1转运，如此可增加储货系统的储货量。在第一种实施例中，处于同一纵线上的储货位用于存储同一种货物，转运装置6只在同一纵线上的储货位之间转运货物；在第二种实施例中，内、外层储货架1上的储货位存储的货物之间没有关联，转运装置6可任意转运货物。

优选地，所述外环线3内还设置有内环线8，所述转运装置6沿着所述内环线8运动；所述内环线8的两侧均设置有所述储货架1，所述内环线8与所述外环线3之间也设置有所述储货架1。每个内环线8上可以设置多个转运装置6，转运装置6可以单独运转，以提升在不同储货位之间转运货物的效率。

本发明还提供了一种储货系统的调度方法，其应用于上述的储货系统，如图9所示，在入库流程中，所述方法包括步骤S101-S103：

步骤S101，控制所述取放货装置2沿所述外环线3运动；

步骤S102，当所述取放货装置2到达目标进出货位，控制其停靠并从该进出货位获取货物；

步骤S103，当所述取放货装置2到达目标储货位所在位置，控制其停靠并将货物投放至目标储货位；目标储货位即待装入货物的储货位或待取出货物的储货位；

步骤S101中，取放货装置2可以沿着外环线3单向循环运转；取放货装置2也可以沿着分播路径A往复运动，例如：取放货装置2从进出货位4取货后，在较短的距离内所有取放货装置2均将货物投送至对应的目标取货位，继续沿着外环线3运动至进出货物4的距离比反向运动回到进出货物4的距离长时，则控制取放货装置2反向运动回到进出货物4，如此有利于效率提升。也即，实际运转时，可对比正向回程距离与反向回程距离的大小，决定取放货装置2的走向。

如图10所示，在出库流程中，所述方法包括如下步骤S201-S203：

步骤S201，控制所述取放货装置2沿所述外环线3运动；

步骤S202，当所述取放货装置2到达目标储货位所在位置，控制其停靠并从目标储货位取出货物；

步骤S203，当所述取放货装置2到达目标进出货位，控制其停靠并将货物输出至所述目标进出货位。

上述方法中，“货物”可以是指货物本身，也可以是指货物与容置货物的载体的总和，载体可以是货框、货箱等。

优选地，多个所述取放货装置2组成装置阵列，所有所述取放货装置2以相同线速度沿着所述外环线3运动；所述方法包括：

判断所述装置阵列中是否有至少一个所述取放货装置2到达目标储货位或目标进出货位，是则控制所述装置阵列停止运动，并控制到达目标储货位或目标进出货位的取放货装置2执行取货或出货任务。

采用上述调度方法，所有取放货装置2同步运行的过程中，每沿外环线3运行一周，即可完成多个货物的出、入库作业，相比而言，miniload等仓储方案中，取放货装置运行一次只能完成一次出库作业或入库作业，本发明的方案相比而言效率高得多。

优选地，所述方法还包括如下步骤S301-S303：

步骤S301，获取目标储货位的信息；

本步骤中，目标储货位为待放入货物的储货位或待取出货物的储货位，也可以是上述两种储货位的组合。

步骤S302，根据所有所述目标储货位的位置以及所述装置阵列的属性，对所述目标储货位进行分组，以使得所述装置阵列能够停靠最少的次数完成对所有所述目标储货位的放货作业或取货作业；

本步骤中，装置阵列的属性包括装置阵列中取放货装置2的数量与间距，该间距为储货架1上相邻储货位间距的整数倍。

步骤S303，根据所述分组对所述进出货位4对应的货物信息进行配置。

本步骤中，当进行入库作业时，进出货位4对应的货物信息为待入库的货物信息，后续调度中心调取相应的货物至对应的进出货位4，并在装置阵列到达停靠后将货物补充至取放货装置2；当进行出库作业时，进出货位4对应的货物信息为待出库的货物信息，装置阵列中各取放货装置2从置物架1上取货完成后，装置阵列运行至所有进出货位4所在位置，进出货位4处的工作人员或机械装置获取取放货装置2输出的货物。上述入库作业与出库作业可以同步进行，也即装置阵列中一部分取放货装置2执行入库作业，另一部分取放货装置2执行出库作业。

优选地，上述步骤S302具体包括如下步骤S401-S403：

步骤S401，获取多个所述目标储货位的第一布局信息，以及所述装置阵列中闲置的所述取放货装置2的第二布局信息；

本步骤中，此处以相邻取放货装置2之间的第一间距与储货架1上相邻列之间的第二间距等距为例，可通过如下方式实施：对于置物架1而言，具有目标储货位的列记为1，没有目标储货位的列记为0，如此可按序生成一个由0和1组成的序列作为第一布局信息；同理，对于装置阵列，匹配到目标储货位的取放货装置2记为0，未匹配到目标储货位的取放货装置2记为1，可按序生成一个由0和1组成的序列作为第二布局信息。

步骤S402，对所述第二布局信息与所述第一布局信息进行匹配，使得最多数量的闲置的所述取放货装置2能够匹配到所述目标储货位；

本步骤中，当能够匹配到多种结果时，可按照位置就近原则选择选择结果，也可以随机选择结果。对两种序列进行匹配即在第一布局信息中搜索字段，字段包含的字符数与第二布局信息的字符数相等，使得该字段中有最多数量的1与第二布局信息中的1位置匹配。

步骤S403，生成新的第一布局信息与第二布局信息。

本步骤中，相互匹配的取放货装置2与目标储货位均需要从相应的布局信息中剔除，也即将序列中对应位置的1变为0，剩余的目标储货位以及取放货装置2均产生变化，因此需要根据新的布局生成新的第一布局信息与第二布局信息。上述步骤S401-S403循环运行，直至所有取放货装置2均匹配到目标储货位，或者没有剩余的目标储货位。

举例说明，储货架的总列数为12列，对应的第一布局信息为00110101001，取放货装置2的数量为4个，对应的第二布局信息为1111，则可在第一布局信息中匹配到字段“1101”(第一布局信息中第3-6位)，该字段中所有“1”的位置与第二布局信息中所有“1”的位置重合数为3，因此，将第3-6列储货位分为一组，并将第一布局信息中3、4、6位的“1”变为“0”，更新后的第一布局信息变为00000001001，第二布局信息中1、2、4位的“1”变为“0”，更新后的第二布局信息变为0010。后续继续对更新后的第一布局信息与第二布局信息进行匹配，可以得到多个结果，可以按照就近原则或随机原则从第一布局信息中选取一个字段作为目标字段，并将对应列的储货位分为一组。

此外，上述进出货位4的数量可以是多个，进出货位4在外环线3的延伸线路上分散设置，当装置阵列在相邻两个进出货位4之间完成一组或多组储货位的取货或放货作业，上述第一布局信息与第二布局信息也即更新，此时可再次执行上述步骤S401-S403对空闲的取放货装置2再次匹配目标储货位，如此在装置阵列到达下一个进出货位4时可以再次与进出货位4进行货物转运，如此可以增加系统的吞吐频率，提升效率。

优选地，所述所述外环线3内还设置有能够在所述储货架1的不同储货位之间转运货物的转运装置6；所述方法还包括如下步骤S501-S502：

步骤S501，控制所述转运装置6将外层的所述储货位上的货物转运至内层的所述储货位；

步骤S502，更新所述储货位与货物的对应信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种储货系统，其包括储货架与取放货装置；其特征在于：

所述储货系统还包括外环线，所述取放货装置能够沿着所述外环线运动；

所述外环线的内、外两侧中，至少内侧设置有储货架；所述外环线的外侧具有进出货位；

所述取放货装置具有移动座体以及能够相对于所述移动座体可控升降的移送部；

所述移送部能够在所述进出货位及所述储货架之间转移货物。

2.根据权利要求1所述的储货系统，其特征在于，所述取放货装置的数量为多个，所有所述取放货装置以相同线速度沿着所述外环线运动；

其中至少部分所述取放货装置具有主动行走机构，或者所有所述取放货装置被外设的牵引机构牵引运动。

3.根据权利要求1所述的储货系统，其特征在于，所述进出货位具有投货装置；或者所述储货系统还包括能够在所述外环线之外运动的运输机器人，所述运输机器人能够停靠至所述进出货位。

4.根据权利要求1所述的储货系统，其特征在于，所述外环线内还设置有能够在不同储货位之间转运货物的转运装置。

5.根据权利要求4所述的储货系统，其特征在于，所述外环线内还设置有内环线，所述转运装置沿着所述内环线运动；所述内环线的两侧均设置有所述储货架，所述内环线与所述外环线之间也设置有所述储货架。

6.一种储货系统的调度方法，其应用于权利要求1所述的储货系统，其特征在于，在入库流程中，所述方法包括：

控制所述取放货装置沿所述外环线运动；

当所述取放货装置到达目标进出货位，控制其停靠并从该进出货位获取货物；

当所述取放货装置到达目标储货位所在位置，控制其停靠并将货物投放至目标储货位；

在出库流程中，所述方法包括：

控制所述取放货装置沿所述外环线运动；

当所述取放货装置到达目标储货位所在位置，控制其停靠并从目标储货位取出货物；

当所述取放货装置到达目标进出货位，控制其停靠并将货物输出至所述目标进出货位。

7.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于，多个所述取放货装置组成装置阵列，所有所述取放货装置以相同线速度沿着所述外环线运动；所述方法包括：

判断所述装置阵列中是否有至少一个所述取放货装置到达目标储货位或目标进出货位，是则控制所述装置阵列停止运动，并控制到达目标储货位或目标进出货位的取放货装置执行取货或出货任务。

8.根据权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取目标储货位的信息；

根据所有所述目标储货位的位置以及所述装置阵列的属性，对所述目标储货位进行分组，以使得所述装置阵列能够停靠最少的次数完成对所有所述目标储货位的放货作业或取货作业；

根据分组对所述进出货位对应的货物信息进行配置。

9.根据权利要求8所述的调度方法，其特征在于，所述根据所有所述目标储货位的位置以及所述装置阵列的属性，对所述目标储货位进行分组，以使得所述装置阵列能够停靠最少的次数完成对所有所述目标储货位的放货作业或取货作业，包括：

获取多个所述目标储货位的第一布局信息，以及所述装置阵列中闲置的所述取放货装置的第二布局信息；

对所述第二布局信息与所述第一布局信息进行匹配，使得最多数量的闲置的所述取放货装置能够匹配到所述目标储货位；

生成新的第一布局信息与第二布局信息。

10.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于，所述所述外环线内还设置有能够在不同储货位之间转运货物的转运装置；所述方法还包括：

控制所述转运装置将外层的所述储货位上的货物转运至内层的所述储货位；

更新所述储货位与货物的对应信息。

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