CN116354009A - 一种行吊式智能库房及其管理方法和管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行吊式智能库房及其管理方法和管理系统。所述行吊式智能库房包括配合设置的密集架系统以及行吊系统；密集架系统包括多个架体，多个架体水平层叠设置，且能够沿层叠方向移动并形成物流通道；行吊系统包括用于存取物品的行吊机械手，行吊机械手的抓取结构能够在物流通道中移动；行吊式智能库房还包括与密集架系统和行吊系统电连接的自动化控制系统，用于控制架体和行吊机械手的移动。本发明所提供的行吊式智能库房通过层叠的架体与行吊系统的结合，无需设置宽度足以提供人员出入的通道，仅需要能够形成较窄的物流通道即可，能够实现最大化的空间利用；此外，还通过自动化控制提高了智能化水平，进而提高了整体的存取运作效率。

Description

一种行吊式智能库房及其管理方法和管理系统

技术领域

本发明涉及物料仓储技术领域，尤其涉及一种行吊式智能库房及其管理方法和管理系统。

背景技术

对于物品和材料的存放与取出一直伴随着人类的生产生活，在进入现代高技术高效率的时代以后，智能化的库房系统应运而生，通过对于库房的结构与管理方法的优化设计，智能化库房的空间利用率和智能化水平越来越高。

具体的，现有技术中有些使用密集架进行物品存储的，也有使用旋转柜进行存储，也有使用立体库房进行存储的，都是为了提高库房的存放容量以及空间利用率，又希望能够感知物品的存放位置，又能提高物品快速出入库的需求。

而随着当前对智能自动化库房的要求越来越高，现有技术中的密集架式智能库房，其存放容量很大，多列架体共用一个走道，空间利用率很高，但是出入库必须人员进入架体，才能将物品取用，无法实现自动出入库管理。

现有技术中的智能水平式旋转柜式智能库房，可以实现物品自动旋转出库管理，但是每组旋转中间都有一个旋转转盘，柜体旋转出库式，旋转空间也很浪费库房空间，库房空间应用率并不高。

现有技术中的立体式库房架智能堆垛机，可以实现物品自动出入库，架体与架体直接必须预留堆垛机运行路线，因此空间利用率也不高。

总结而言，现有技术中的智能化库房，其空间利用率尚不理想，其智能化水平和运行效率也仍存改进需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种行吊式智能库房及其管理方法和管理系统。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种行吊式智能库房，其包括配合设置的密集架系统以及行吊系统；

所述密集架系统包括多个包含储物空间的架体，多个所述架体水平层叠设置，且能够沿层叠方向移动并形成位置可变的物流通道；

所述行吊系统包括用于在所述储物空间中存取物品的行吊机械手，所述行吊机械手的抓取结构能够在所述物流通道中移动；

所述行吊式智能库房还包括与所述密集架系统和行吊系统电连接的自动化控制系统，用于控制所述架体和行吊机械手的移动。

第二方面，本发明还提供一种上述行吊式智能库房的管理方法，其包括：

当存储物品时，获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道；

控制行吊机械手抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置；

和/或，当取出物品时，获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道；

控制行吊机械手抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

第三方面，本发明还提供一种行吊式智能库房的管理系统，其包括：

存储物品模块，用于获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道；

以及，控制行吊机械手抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置；

和/或，取出物品模块，用于获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道；

以及，控制行吊机械手抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明所提供的行吊式智能库房通过层叠的架体与行吊系统的结合，无需设置宽度足以提供人员出入的通道，仅需要能够形成较窄的物流通道即可，能够实现最大化的空间利用；此外，还通过自动化控制提高了智能化水平，进而提高了整体的存取运作效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例提供的行吊式智能库房的平面结构示意图；

图2是本发明一典型实施案例提供的行吊式智能库房的行吊系统的部分结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例提供的行吊式智能库房的行吊系统的部分结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例提供的行吊式智能库房的物品存放情况示意图。

附图标记说明：

1、架体；11、货架轨道；

2、行吊机械手；21、纵向移动轨道；22、横向移动轨道；23、旋转连接件；24、垂直运动轨道；25、叉臂；26、叉脚；27、驱动电机；28、轨道立柱；

3、窗口储位；

4、存储区；

5、交互区。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。根据储位与物品的对应关系，以及人员交互的具体需求，本发明创造性的提出了一种轻型行吊式智能库房管理系统，能够将库房的空间应用率提高到最大，同时也实现了自动出入库管理。

如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

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

参见图1-图4，本发明实施例的第一个方面提供的一种行吊式智能库房，包括配合设置的密集架系统以及行吊系统；所述密集架系统包括多个包含储物空间的架体1，多个所述架体1水平层叠设置，且能够沿层叠方向移动并形成位置可变的物流通道；所述行吊系统包括用于在所述储物空间中存取物品的行吊机械手2，所述行吊机械手2的抓取结构能够在所述物流通道中移动；所述行吊式智能库房还包括与所述密集架系统和行吊系统电连接的自动化控制系统，用于控制所述架体1和行吊机械手2的移动。

作为上述技术方案的一些典型的应用示例，具体的一种情形行吊式库房，其顶部运行有一套智能行吊机械手2系统，该智能库房内部采用智能密集柜存放物品，智能密集架可以将柜体整排整排打开呈列间，智能行吊机械手2根据智能密集架系统发送过来的物品储位等信息，将行吊机械手2传送至物品列间的具体储位旁边，行吊机械手2自动取出物品，并将物品传送至交互窗口存放架上，等待工作人员领取。

由此，在密集架系统中，所保留的物流通道的宽度无需太宽，例如当现有技术中的密集架库房需要至少留足人员操作空间，通常为1m左右，最好的设置一般为1.2m以上，最小也必须是80cm，否则人员几乎无法进出；而本发明中，当所存取的物品较窄时，例如尺寸大约为30-40cm时，物流通道的宽度也对应设置为稍大于30-40cm即可。

这样，采用本发明提供的技术方案，能够最大化地减少空间浪费，提高空间利用率，同时配合智能化的管理系统，提高整体的物品存取效率。

具体实施时，在一些实施方案中，所述密集架系统还可以包括沿所述层叠方向延伸设置的货架轨道11，多个所述架体1与所述货架轨道11滑动配合。

在一些实施方案中，所述货架轨道11可以设置于所述架体1的底部。

在一些实施方案中，所述行吊系统还可以包括行吊轨道组件，所述行吊机械手2与所述行吊轨道组件固定连接，用于控制所述行吊机械手2的移动。

在一些实施方案中，所述行吊轨道组价可以包括呈角度设置的纵向移动轨道21、横向移动轨道22以及旋转连接件23；所述横向移动轨道22与纵向移动轨道21滑动配合，能够沿所述纵向移动轨道21的延伸方向运动；所述旋转连接件23与所述横向移动轨道22滑动配合，能够沿所述横向移动轨道22的延伸方向运动；所述行吊机械手2通过所述旋转连接件23与所述横向移动轨道22转动连接，且所述行吊机械手2的旋转轴垂直于所述横向移动轨道22和纵向移动轨道21所在的平面。

在一些实施方案中，所述横向移动轨道22和纵向移动轨道21可以设置于所述架体1的顶端。例如可以通过轨道立柱28的支撑设置于所述架体1的上空。

在一些实施方案中，所述行吊机械手2可以包括沿重力方向延伸的垂直运动轨道24，所述垂直运动轨道24与所述旋转连接件23固定连接，所述抓取结构能够沿所述垂直运动轨道24上下移动；所述抓取结构包括伸出于所述垂直运动轨道24的叉臂25，所述叉臂25上设置有叉脚26，用于叉取或放置所述储物空间中的物品。叉臂25和叉脚26的设置类似于现有技术中的叉车，其在取放物品时，例如可以伸入物品或放置物品的托盘的底角之间，轻微上抬高度，即可将物品抬起，并配合行吊机械手2的水平移动，来实现物品的取放。当然，具体的抓取结构的结构设计完全可以不同于此示例的方式，现有技术提供了多种可选抓取方式均可应用于本发明中，例如吸盘、电磁铁等等非机械性抓取方式亦可。

基于上述技术方案，在一些具体的应用示例中，继续如图2-3所示，上述智能库房的取货装置为行吊机械手2，行吊机械手2的经纬度运行，依靠由上述纵向移动轨道21、横向移动轨道22组成的航车系统来将行吊机械手2运送至指定位置，行吊机械手2的取货叉臂25垂直方向的运动，是靠行吊机械手2自身配置的电机与垂直运动轨道24来实现垂直方向的运行，取货方向的运动是靠能够90度旋转的旋转连接件23来控制行吊机械手2的取货方向。

这其中，纵向移动轨道21、横向移动轨道22以及旋转连接件23，还有垂直运动轨道24上的各个滑动部分的运动，均可以由现有的传动结构，例如由驱动电机27带动的齿轮齿条、皮带、丝杆传动等方式进行驱动。

在一些实施方案中，所述货架轨道11、纵向移动轨道21、横向移动轨道22、垂直运动轨道24中的任意一者或多者的轨道上设置有间隔分布的定位标签。

在一些实施方案中，所述储物空间中可以设置有物品身份标签。

作为上述技术方案的一些典型的应用示例，行吊机械手2的横向移动轨道22和纵向移动轨道21上均设置有三个以上的二维码坐标标签，用于在运行中校准行吊机械手2运行精度。

而密集架的运行轨道上设置有1个以上的密集架坐标点标签，用于校准智能密集架的运行精度。

此外，智能密集架的架体1隔板上，每一层隔板均设置有二维码标签用于标识物品储位信息，同时便于行吊机械手2识别物品坐标信息。

在一些实施方案中，所述行吊式智能库房还可以包括窗口储位3，所述行吊机械手2从能够所述窗口储位3取放所述物品。

在一些实施方案中，所述行吊式智能库房可以划分为存储区4和交互区5，所述密集架系统设置于存储区4，所述窗口储位3设置于交互区5。

在一些实施方案中，所述交互区5还可以设置有人机交互界面，所述人机交互界面与所述自动化控制系统通讯连接；基于上述技术方案，所述的智能库房由存储区4与交互区5组成，存储区4用于最大限度存储物品，交互区5用于人机交互。

在一些实施方案中，所述架体1设置有多层，所述窗口储位3能够沿重力方向移动或停泊，所述窗口储位3的停泊高度对应于所述架体1的储物空间的高度和/或人工取放物品的高度。

如图4所示，本发明实施例还提供一种上述任一实施方式中的行吊式智能库房的管理方法，其包括如下的步骤：

当存储物品时，获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体1的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道。

控制行吊机械手2抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置。

和/或，当取出物品时，获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体1的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道。

控制行吊机械手2抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

作为上述技术方案的一些典型的应用示例，上述管理方法可以通过如下的步骤得以实施：

1，人员将物品放置到交互区5存放架上；上传信息至后台服务器；行吊机械手2接受任务信息；行吊机械手2到人机交互台抓取物品；同时智能密集架自动打开，对应储位的照明灯自动点亮；行吊机械手2将物品运送至具体储位上；行吊机械手2归位，任务完成。

2，行吊机械手2接收到取货任务；智能密集架自动打开，对应储位指示灯自动点亮；行吊机器运行到指定列间；行吊机械手2取出物品；将物品放置于交互窗口；人员领取物品；领用完成。

在一些实施方案中，所述架体1设置有多层，所述行吊式智能库房设置有能够沿重力方向移动或停泊的窗口储位3。

所述管理方法还包括：

基于所述待存放位置或目标位置的高度，使所述窗口储位3升降至对应的停泊位置。

在一些实施方案中，所述管理方法具体包括如下的子步骤：

当存储物品时：

获取所述待存储物品的物品身份信息，基于所述物品身份信息获得对应的待存放位置。

控制所述窗口储位3停泊于人工取放物品对应的高度。

放置待存储物品于所述窗口储位3后，控制所述窗口储位3停泊至待存放位置对应的高度。

控制行吊机械手2抓取待存储物品。

和/或，当取出物品时：

获取所述目标物品的物品身份信息，基于所述物品身份信息获得对应的目标位置。

控制所述窗口储位3停泊于所述目标位置对应的高度。

所述行吊机械手2放置所述目标物品于所述窗口储位3后，控制所述窗口储位3停泊至人工取放物品对应的高度。

设置上述技术方案的目的是进一步提高智能行吊式智能库房的运行效率，例如，当存放多件物品时，窗口储位3先在适当的高度接受人工放置的第一件物品，然后调整高度至对应第一件物品的储位对应高度，此时由行吊机械手2抓取第一件物品，进行存储动作，此时，窗口储位3复位至原始位置，接收第二件物品，并在行吊机械手2运行过程中，主动调整至对应于第二件物品储位的第二个高度(其也有可能与其他高度相同)，再由行吊机械手2进行抓取。

这样设置的效果是，行吊机械手2在抓取住物品时，无需再进行重力方向的运动，而仅仅进行水平移动，从窗口储位3到该物品的预定储位，无需进行升降，直接平移即可，并且，在行吊机械手2的平移过程中，下一个对应的窗口储位3高度即可调节完毕，这样设置显著提高了整体的运行效率。

同理，当进行物品取出时，窗口储位3可以预先调整高度，接受行吊机械手2传递的物品，然后再调整高度至方便人员拿取的位置即可，并在下一物品的取出过程中，仍然提前到达对应的高度，使得整体的取出效率也得到明显提高。

作为本发明实施例的第三个方面，还提供的一种行吊式智能库房的管理系统，其包括：

存储物品模块，用于获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体1的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道。

以及，控制行吊机械手2抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置。

和/或，取出物品模块，用于获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体1的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道。

以及，控制行吊机械手2抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

此外，本发明实施例还提供了对应于上述系统的可读存储介质，所述可读存储介质中存储有上述管理系统或计算机程序，所述计算机程序被运行时，执行上述管理方法的步骤。

基于上述实施例，可以明确，本发明实施例所提供的行吊式智能库房通过层叠的架体1与行吊系统的结合，无需设置宽度足以提供人员出入的通道，仅需要能够形成较窄的物流通道即可，能够实现最大化的空间利用；此外，还通过自动化控制提高了智能化水平，进而提高了整体的存取运作效率。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行吊式智能库房，其特征在于，包括配合设置的密集架系统以及行吊系统；

所述密集架系统包括多个包含储物空间的架体，多个所述架体水平层叠设置，且能够沿层叠方向移动并形成位置可变的物流通道；

所述行吊系统包括用于在所述储物空间中存取物品的行吊机械手，所述行吊机械手的抓取结构能够在所述物流通道中移动；

所述行吊式智能库房还包括与所述密集架系统和行吊系统电连接的自动化控制系统，用于控制所述架体和行吊机械手的移动。

2.根据权利要求1所述的行吊式智能库房，其特征在于，所述密集架系统还包括沿所述层叠方向延伸设置的货架轨道，多个所述架体与所述货架轨道滑动配合；

优选的，所述货架轨道设置于所述架体的底部。

3.根据权利要求2所述的行吊式智能库房，其特征在于，所述行吊系统还包括行吊轨道组件，所述行吊机械手与所述行吊轨道组件固定连接，用于控制所述行吊机械手的移动；

优选的，所述行吊轨道组价包括呈角度设置的纵向移动轨道、横向移动轨道以及旋转连接件；

所述横向移动轨道与纵向移动轨道滑动配合，能够沿所述纵向移动轨道的延伸方向运动；

所述旋转连接件与所述横向移动轨道滑动配合，能够沿所述横向移动轨道的延伸方向运动；

所述行吊机械手通过所述旋转连接件与所述横向移动轨道转动连接，且所述行吊机械手的旋转轴垂直于所述横向移动轨道和纵向移动轨道所在的平面；

优选的，所述横向移动轨道和纵向移动轨道设置于所述架体的顶端。

4.根据权利要求3所述的行吊式智能库房，其特征在于，所述行吊机械手包括沿重力方向延伸的垂直运动轨道，所述垂直运动轨道与所述旋转连接件固定连接，所述抓取结构能够沿所述垂直运动轨道上下移动；

所述抓取结构包括伸出于所述垂直运动轨道的叉臂，所述叉臂上设置有叉脚，用于叉取或放置所述储物空间中的物品。

5.根据权利要求4所述的行吊式智能库房，其特征在于，所述货架轨道、纵向移动轨道、横向移动轨道、垂直运动轨道中的任意一者或多者的轨道上设置有间隔分布的定位标签；

和/或，所述储物空间中设置有物品身份标签。

6.根据权利要求1所述的行吊式智能库房，其特征在于，还包括窗口储位，所述行吊机械手从能够所述窗口储位取放所述物品；

优选的，所述行吊式智能库房划分为存储区和交互区，所述密集架系统设置于存储区，所述窗口储位设置于交互区；

优选的，所述交互区还设置有人机交互界面，所述人机交互界面与所述自动化控制系统通讯连接；

优选的，所述架体设置有多层，所述窗口储位能够沿重力方向移动或停泊，所述窗口储位的停泊高度对应于所述架体的储物空间的高度和/或人工取放物品的高度。

7.一种权利要求1-6中任意一项所述的行吊式智能库房的管理方法，其特征在于，包括：

当存储物品时，获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道；

控制行吊机械手抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置；

和/或，当取出物品时，获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道；

控制行吊机械手抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

8.根据权利要求7所述的管理方法，其特征在于，所述架体设置有多层，所述行吊式智能库房设置有能够沿重力方向移动或停泊的窗口储位；

所述管理方法还包括：

基于所述待存放位置或目标位置的高度，使所述窗口储位升降至对应的停泊位置。

9.根据权利要求8所述的管理方法，其特征在于，具体包括：

当存储物品时：

获取所述待存储物品的物品身份信息，基于所述物品身份信息获得对应的待存放位置；

控制所述窗口储位停泊于人工取放物品对应的高度；

放置待存储物品于所述窗口储位后，控制所述窗口储位停泊至待存放位置对应的高度；

控制行吊机械手抓取待存储物品；

和/或，当取出物品时：

获取所述目标物品的物品身份信息，基于所述物品身份信息获得对应的目标位置；

控制所述窗口储位停泊于所述目标位置对应的高度；

所述行吊机械手放置所述目标物品于所述窗口储位后，控制所述窗口储位停泊至人工取放物品对应的高度。

10.一种行吊式智能库房的管理系统，其特征在于，包括：

存储物品模块，用于获取待存储物品的待存放位置，并基于所述待存放位置控制架体的移动，形成暴露所述待存放位置的物流通道；

以及，控制行吊机械手抓取待存储物品并经由所述物流通道存放至所述待存放位置；

和/或，取出物品模块，用于获取目标物品的目标位置，并基于所述目标位置控制架体的移动，形成暴露所述目标位置的物流通道；

以及，控制行吊机械手抓取目标物品并经由所述物流通道将所述目标物品运离密集架系统。

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