CN207209136U - 一种应用于堆垛机的智能穿梭小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物流仓储技术领域，尤其是一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，它包括车架和若干组行走轮，车架内装有行走电机和升降电机及升降机构，行走电机与其中一组行走轮构成驱动连接，车架的前、后侧各设有防撞装置；车架内装有配电单元、PLC控制器、伺服驱动器、无线通讯终端、无线遥控终端，并配置有远程监控终端；车架上装有用于控制行走电机工作动态的激光测距传感器和编码器及用于控制升降电机工作动态的位置传感器；本实用新型结构简单、设计紧凑、设备投入成本低，实现了对穿梭小车进行智能快速充电，并对穿梭小车的行走动态和托举动态进行精确控制和远程监控，大幅度地提高了立体仓库的运行使用效率。

Description

一种应用于堆垛机的智能穿梭小车

技术领域

本实用新型涉及物流仓储技术领域，尤其是一种应用于堆垛机的智能穿梭小车。

背景技术

当前，自动化立体仓库在物流行业得到广泛的应用，它不但提高了物资收发的自动化程度和收发准备的效率，而且大量地节省了厂房空间。然而，现有的立体仓库大多采用巷道式货架，即一般在相邻的两排货架之间设置一条堆垛机巷道，在每条堆垛机巷道中设置用于承载堆垛机的堆垛机轨道，堆垛机巷道大量地占用了仓储空间，在实际作业时，多台堆垛机同时工作的机会也比较少，这导致设备的闲置及投资的浪费，并且随着巷道数的增加，堆垛机的数量则越显过多，投资效率则急剧下降。

与此同时，在现有的立体仓库中用于搬运货物的穿梭小车在结构设计上不够紧凑、而且功能单一，不能实现智能充电和多重安全防护；在控制设计上不能实时对穿梭小车的行走动态和托举动态进行精确控制和远程监控。

因而，通过对立体仓库的内部设计结构及对穿梭小车的结构与功能进行升级优化，对提高立体仓库的运行使用效率和安全性显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决现有的立体仓库和立体仓库中用于搬运货物的穿梭小车在结构设计和控制设计上所存在的上述问题，为此提供一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，这种穿梭小车结构紧凑、控制精准，并实现了智能充电，大幅度提高了立体仓库的运行使用效率和安全性。

本实用新型的具体方案是：一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，包括车架和若干组行走轮，在车架内装有行走电机和升降电机及由升降电机驱动的升降机构，行走电机与其中一组行走轮构成驱动连接，在车架的前、后侧各设有防撞装置；其特征是：

在车架内装有配电单元、PLC控制器、伺服驱动器、无线通讯终端、无线遥控终端，并配置有与无线遥控终端相匹配的远程监控终端；

配电单元包括可充电电池、用于实时检测可充电电池电量的电量检测单元和设置在车架底部并用于向可充电电池提供充电电能的充电刷板；在堆垛机上配置有与充电刷板相匹配的充电头；在车架的左、右侧各装有用于检测穿梭小车与堆垛机对位状态的镜反射光电开关；当电量检测单元检测到可充电电池的电量低于预定值时，由PLC控制器实时通过伺服驱动器驱动行走电机起动运行，当穿梭小车行走至堆垛机的上侧并与其对位时，镜反射光电开关实时向PLC控制器发送开关信号，PLC控制器通过无线通讯终端向堆垛机发送控制指令，堆垛机通过充电头向可充电电池提供充电电能；

在车架的前、后侧各设有激光测距传感器，在其中一个行走轮上配置有同轴布置的编码器；在车架内装有用于检测升降机构上升/下降运行状态的位置传感器；远程监控终端用于操作人员向PLC控制器发送控制指令，PLC控制器在接收到控制指令后，根据激光测距传感器、编码器实时反馈的信号，通过伺服驱动器控制行走电机的运行动态；或者PLC控制器根据位置传感器实时反馈的信号，通过伺服驱动器控制升降电机的运行动态。

本实用新型中所述防撞装置包括分别设置在车架前、后侧的防撞板和用于检测障碍物的漫反射光电开关，其中防撞板与车架之间以弹性连接；漫反射光电开关连接PLC控制器，漫反射光电开关的检测范围小于等于1m。

本实用新型中在车架的前、后侧各设有两个漫反射光电开关，两个漫反射光电开关布置于防撞板左、右两侧，每个漫反射光电开关的外侧均设有对其进行防撞和缓冲的缓冲块。

本实用新型中所述升降机构设有两套，并由升降电机通过同一根传动轴驱动；所述位置传感器包括设置在传动轴两侧的两个光电感应开关，在传动轴上设置有与光电感应开关相匹配的感应触头，在传动轴每旋转180°时，感应触头进入其中一个光电感应开关的感应区间

本实用新型中每套升降机构包括至少两套并排布置的导向座和固定在导向座上的升降平台，每套导向座均由上侧滑座和下侧基座组成，在基座上设有与滑座相匹配的滑杆；在导向座的其中一侧或左右两侧设有长连杆，在长连杆上固定有与每套导向座相对应的连杆轴；所述长连杆的一端通过连动杆与传动轴相铰接，每根连杆轴通过短连杆与每套导向座中的滑座相铰接。

本实用新型中，在所述堆垛机上装有安装座，安装座上装有竖直布置的电动推杆，在电动推杆的顶伸端安装所述充电头；在堆垛机上设有用于控制电动推杆的顶升状态和充电头的供电状态的车载控制系统，车载控制系统通过穿梭小车上的无线通讯终端与PLC控制器进行信息交互。

本实用新型中所述行走轮选用包胶轮；所述远程监控终端选用遥控器；所述可充电电池选用磷酸铁锂电池；所述行走电机和升降电机均选用直流伺服电机，伺服驱动器选用直流伺服驱动器；所述车架上设有与PLC控制器进行通讯连接的声光报警器；所述镜反射光电开关的检测范围小于等于2m;所述激光测距传感器的检测范围小于等于8m；所述编码器的检测精度为0.1mm。

使用上述任意一项所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车的立体仓库，包括上、下区和横向设置于上、下区之间的堆垛机巷道，在上区和下区对应设置有若干个呈阵列排布的单元货架，在每个单元货架上均设置有托盘；所述堆垛机巷道设有用于承载堆垛机的堆垛机轨道；在上、下区中每一列的单元货架上设有用于承载穿梭小车的穿梭小车轨道；在上、下区的左侧或右侧设有一列用于承载穿梭小车的快速通道。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型实现了对穿梭小车的行走动态和托举动态进行精确控制和远程监控，大幅度地提高了立体仓库的运行使用效率；

(2)本实用新型结构简单、设计紧凑，并通过一套伺服驱动器同时驱动行走电机和升降电机的运行，从而大大减小了穿梭小车的体积和设备成本；

(3)本实用新型通过漫反射光电开关对穿梭小车运行前侧1m范围内可能出现的障碍物进行提前预防和声光报警，并采用防撞板进一步进行机械防护，确保了穿梭小车运行的安全性；

(4)本实用新型对穿梭小车中可充电电池的电量进行实时监控，并在控制上调控穿梭小车与堆垛机的对位状态，实现了由堆垛机上配置的充电头对穿梭小车进行智能快速充电，避免了现有的穿梭小车因需频繁地更换可充电电池而费时费力的问题；

(5)本实用新型通过对立体仓库内货架的布置结构进行巧妙设计，仅通过一台堆垛机即可实现穿梭小车在上、下区的来回穿梭及在不同列的货架上进行货格作业，不仅大幅度地缩减了设备投入成本，而且提高了立体仓库内部空间的利用率及立体仓库仓储运行使用的效率。

附图说明

图1是实施例1中，穿梭小车的立体结构示意图；

图2是实施例1中，穿梭小车的主视结构示意图；

图3是实施例1中，穿梭小车的俯视结构示意图；

图4是实施例1中，穿梭小车的控制结构框图；

图5是实施例1中，穿梭小车的处于充电状态的结构示意图；

图6是实施例1中，升降机构的爆炸结构示意图；

图7是实施例2中，立体仓库的俯视结构示意图。

图中：1—车架，2—行走轮，3—行走电机，4—升降电机，5—PLC控制器，6—伺服驱动器，7—无线通讯终端，8—无线遥控终端，9—远程监控终端，10—可充电电池，11—电量检测单元，12—充电刷板，13—堆垛机，14—充电头，15—穿梭小车，16—镜反射光电开关，17—激光测距传感器，18—编码器，19—位置传感器，20—防撞板，21—漫反射光电开关，22—声光报警器，23—缓冲块，24—传动轴，25—感应触头，26—导向座，26a—滑座，26b—基座，26c—滑杆，27—升降平台，28—长连杆，29—连杆轴，30—连动杆，31—短连杆，32—安装座，33—电动推杆，34—车载控制系统，35—上区，36—下区，37—堆垛机巷道，38—单元货架，39—托盘，40—堆垛机轨道，41—穿梭小车轨道，42—快速通道。

具体实施方式

实施例1

参见图1-5，一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，包括车架1和四组行走轮2，在车架1内装有行走电机3和升降电机4及由升降电机4驱动的升降机构，行走电机3与其中一组行走轮构成驱动连接，在车架1的前、后侧各设有防撞装置；在车架1内装有配电单元、PLC控制器5、伺服驱动器6、无线通讯终端7、无线遥控终端8，并配置有与无线遥控终端8相匹配的远程监控终端9；

配电单元包括可充电电池10、用于实时检测可充电电池10电量的电量检测单元11，设置在车架1底部并用于向可充电电池10提供充电电能的充电刷板12；在堆垛机13上配置有与充电刷板12相匹配的充电头14；在车架1的左、右侧各装有用于检测穿梭小车15与堆垛机13对位状态的镜反射光电开关16；当电量检测单元11检测到可充电电池10的电量低于预定值（10%或15%）时，由PLC控制器5实时通过伺服驱动器6驱动行走电机3起动运行，当穿梭小车15行走至堆垛机13的上侧并与其对位时，镜反射光电开关16实时向PLC控制器5发送开关信号，PLC控制器5通过无线通讯终端7向堆垛机13发送控制指令，堆垛机13通过充电头14向可充电电池10提供充电电能；

在车架1的前、后侧各设有激光测距传感器17，在其中一个行走轮2上配置有同轴布置的编码器18；在车架1内装有用于检测升降机构上升/下降运行状态的位置传感器19；远程监控终端9用于操作人员向PLC控制器5发送控制指令，PLC控制器5在接收到控制指令后，根据激光测距传感器17实时反馈的穿梭小车15当前的加减速位置信息和编码器18实时反馈的穿梭小车15当前的具体位置信息，通过伺服驱动器6控制行走电机3的运行动态；与此同时，穿梭小车15在行走到位时，操作人员通过远程监控终端9向PLC控制器5发送控制指令，PLC控制器5在接收到控制指令后，根据位置传感器19实时反馈的升降机构上升到位信息或下降到位信息，通过伺服驱动器6控制升降电机4的运行动态。

本实施例中所述防撞装置包括分别设置在车架1前、后侧的防撞板20和用于检测障碍物的漫反射光电开关21，其中防撞板20与车架1之间以弹性连接；漫反射光电开关21连接PLC控制器5，漫反射光电开关21的检测范围小于等于1m。当漫反射光电开关21检测到穿梭小车15运行前侧1m范围内出现的障碍物时，实时向PLC控制器5发送开关信号，PLC控制器5控制声光报警器22即时发出声光报警指示，并通过伺服驱动器6控制行走电机3停止运行；当漫反射光电开关21的提前预警失效或穿梭小车15在惯性的作用下继续撞击在前侧的障碍物上时，此时车架1前/后侧的防撞板20起到进一步进行机械防护的作用，从而确保了穿梭小车15运行的安全性。

本实施例中在车架1的前、后侧各设有两个漫反射光电开关21，两个漫反射光电开关21布置于防撞板20左、右两侧，每个漫反射光电开关21的外侧均设有对其进行防撞和缓冲的缓冲块23。

参见图3，本实施例中所述升降机构设有两套，并由升降电机4通过同一根传动轴24驱动；所述位置传感器19包括设置在传动轴24两侧的两个光电感应开关，在传动轴24上设置有与光电感应开关相匹配的感应触头25，在传动轴24每旋转180°时，感应触头25进入其中一个光电感应开关的感应区间，从而即可实时将升降机构的顶升的最高状态和下降的最低状态实时反馈给PLC控制器5。

参见图6，本实施例中每套升降机构包括至少两套并排布置的导向座26和固定在导向座26上的升降平台27，每套导向座26均由上侧滑座26a和下侧基座26b组成，在基座26b上设有与滑座26a相匹配的滑杆26c；在导向座26的左右两侧设有长连杆28，在长连杆28上固定有与每套导向座26相对应的连杆轴29；所述长连杆28的一端通过连动杆30与传动轴24相铰接，每根连杆轴29通过短连杆31与每套导向座26中的滑座26a相铰接。由图可知，当传动轴24转动时，传动轴24通过铰接的连动杆30驱动长连杆28作上升或下降运动，长连杆28通过铰接的短连杆31带动滑座26a作上升或下降运动，由此带动升降机构的升降平台27作上升或下降运动。

参见图5，本实施例中，在所述堆垛机13上装有安装座32，安装座32上装有竖直布置的电动推杆33，在电动推杆33的顶伸端安装所述充电头14；在堆垛机13上设有用于控制电动推杆33的顶升状态和充电头14的供电状态的车载控制系统34，车载控制系统34通过穿梭小车15上的无线通讯终端7与PLC控制器5进行信息交互。在穿梭小车15与堆垛机13的完成对位时，PLC控制器5实时通过无线通讯终端7向堆垛机13上的车载控制系统34发送控制指令，车载控制系统34控制电动推杆33向上顶起，使得充电头14与充电刷板12相接触，并以此向可充电电池10提供充电电能。

本实施例中所述行走轮2选用包胶轮；所述远程监控终端9选用遥控器；所述可充电电池10选用磷酸铁锂电池；所述行走电机3和升降电机4均选用直流伺服电机，伺服驱动器6选用直流伺服驱动器；所述车架1上设有与PLC控制器5进行通讯连接的声光报警器22；所述镜反射光电开关16的检测范围小于等于2m;所述激光测距传感器17的检测范围小于等于8m；所述编码器18的检测精度为0.1mm。

实施例2

参见图7，本实施例采用实施例1所述一种应用于堆垛机的智能穿梭小车的立体仓库，包括上区35、下区36和横向设置于上、下区35、36之间的堆垛机巷道37，在上区35和下区36对应设置有若干个呈阵列排布的单元货架38，在每个单元货架38上均设置有托盘39；所述堆垛机巷道37设有用于承载堆垛机13的堆垛机轨道40；在上、下区35、36中每一列的单元货架上设有用于承载穿梭小车15的穿梭小车轨道41；在上、下区35、36的右侧设有一列用于承载穿梭小车15的快速通道42。

由图7可知，堆垛机13作为转接轨道用于穿梭小车15从上区35的穿梭小车轨道41行走至与其相对应的下区36同一列的穿梭小车轨道上，也可将穿梭小车15从上区35的穿梭小车轨道41搬运至下区36不同一列的穿梭小车轨道上，从而实现了穿梭小车15在上、下区35、36的来回穿梭并在不同列的货架上进行货格作业，这不仅大幅度地缩减了设备投入成本，而且提高了立体仓库内部空间的利用率及立体仓库仓储运行使用的效率。

Claims (8)

1.一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，包括车架和若干组行走轮，在车架内装有行走电机和升降电机及由升降电机驱动的升降机构，行走电机与其中一组行走轮构成驱动连接，在车架的前、后侧各设有防撞装置；其特征是：

在车架内装有配电单元、PLC控制器、伺服驱动器、无线通讯终端、无线遥控终端，并配置有与无线遥控终端相匹配的远程监控终端；

配电单元包括可充电电池、用于实时检测可充电电池电量的电量检测单元、用于向可充电电池提供充电电能的充电刷板；在堆垛机上配置有与充电刷板相匹配的充电头；在车架的左、右侧各装有用于检测穿梭小车与堆垛机对位状态的镜反射光电开关；当电量检测单元检测到可充电电池的电量低于预定值时，由PLC控制器实时通过伺服驱动器驱动行走电机起动运行，当穿梭小车行走至堆垛机的上侧并与其对位时，镜反射光电开关实时向PLC控制器发送开关信号，PLC控制器通过无线通讯终端向堆垛机发送控制指令，堆垛机通过充电头向可充电电池提供充电电能；

在车架的前、后侧各设有激光测距传感器，在其中一个行走轮上配置有同轴布置的编码器；在车架内装有用于检测升降机构上升/下降运行状态的位置传感器；远程监控终端用于操作人员向PLC控制器发送控制指令，PLC控制器在接收到控制指令后，根据激光测距传感器、编码器实时反馈的信号，通过伺服驱动器控制行走电机的运行动态；或者PLC控制器根据位置传感器实时反馈的信号，通过伺服驱动器控制升降电机的运行动态。

2.根据权利要求1所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：所述防撞装置包括分别设置在车架前、后侧的防撞板和用于检测障碍物的漫反射光电开关，其中防撞板与车架之间以弹性连接；漫反射光电开关连接PLC控制器，漫反射光电开关的检测范围小于等于1m。

3.根据权利要求2所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：在车架的前、后侧各设有两个漫反射光电开关，两个漫反射光电开关布置于防撞板左、右两侧，每个漫反射光电开关的外侧均设有对其进行防撞和缓冲的缓冲块。

4.根据权利要求1所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：所述升降机构设有两套，并由升降电机通过同一根传动轴驱动；所述位置传感器包括设置在传动轴两侧的两个光电感应开关，在传动轴上设置有与光电感应开关相匹配的感应触头，在传动轴每旋转180°时，感应触头进入其中一个光电感应开关的感应区间。

5.根据权利要求4所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：每套升降机构包括至少两套并排布置的导向座和固定在导向座上的升降平台，每套导向座均由上侧滑座和下侧基座组成，在基座上设有与滑座相匹配的滑杆；在导向座的其中一侧或左右两侧设有长连杆，在长连杆上固定有与每套导向座相对应的连杆轴；所述长连杆的一端通过连动杆与传动轴相铰接，每根连杆轴通过短连杆与每套导向座中的滑座相铰接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：在所述堆垛机上装有安装座，安装座上装有竖直布置的电动推杆，在电动推杆的顶伸端安装所述充电头；在堆垛机上设有用于控制电动推杆的顶升状态和充电头的供电状态的车载控制系统，车载控制系统通过穿梭小车上的无线通讯终端与PLC控制器进行信息交互。

7.根据权利要求1所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车，其特征是：所述行走轮选用包胶轮；所述远程监控终端选用遥控器；所述可充电电池选用磷酸铁锂电池；所述行走电机和升降电机均选用直流伺服电机，伺服驱动器选用直流伺服驱动器；所述车架上设有与PLC控制器进行通讯连接的声光报警器；所述镜反射光电开关的检测范围小于等于2m;所述激光测距传感器的检测范围小于等于8m；所述编码器的检测精度为0.1mm。

8.使用权利要求1至7中任意一项所述的一种应用于堆垛机的智能穿梭小车的立体仓库，其特征是：包括上、下区和横向设置于上、下区之间的堆垛机巷道，在上区和下区对应设置有若干个呈阵列排布的单元货架，在每个单元货架上均设置有托盘；所述堆垛机巷道设有用于承载堆垛机的堆垛机轨道；在上、下区中每一列的单元货架上设有用于承载穿梭小车的穿梭小车轨道；在上、下区的左侧或右侧设有一列用于承载穿梭小车的快速通道。