CN208897857U - 智能立式存取终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能立式存取终端，其包括：安置在一层或多层楼层内的柜体，具有从上至下逐层分布的多个货格；安装在柜体内的具有可沿三维方向移动的叉板的货叉机构；设置在柜体内的用于供货叉机构沿竖直方向升降移动的通道；设置在柜体内的Z轴机构，具有安装在柜体内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台；设置在柜体内的X轴机构，具有其两端与一对Z轴滑台滑动连接的X轴横梁和线性滑台组件；其中，货叉机构与线性滑台组件滑动连接。本实用新型的智能立式存取终端，可在一层或多层楼层高的柜体内实现一对一存取，提高对货物的存取效率及对空间的利用率，实现货物的智能立体化存储，在多层楼层情况下兼具跨楼层货物周转功能。

Description

智能立式存取终端

技术领域

本实用新型涉及物流技术领域，特别涉及一种智能立式存取终端。

背景技术

在制造行业特别是电子制造行业的原材料、半成品、成品及其他各种可以放入货盒的物料的存储和管理中常用到小型自动存储设备。

现有技术的小型自动存储设备有垂直回转仓储柜、水平旋转柜、密集柜等，其中垂直回转仓储柜通过链条带动料斗作升降和往复运动，为降低成本和节省空间，其料斗长度较长，故不能一对一存储和管理，人工取放易造成错拿和混存；水平旋转柜是通过链条竖直吊装存储篮，存储篮跟随链条水平运动，为降低成本和节省空间，存储篮较高或者分隔，故也不能一对一存储和管理；而密集柜是在房间布置一定数量的电控门密集柜，密集柜前后移动所得空间为存取人员通道，存取人员在通道内移动，虽然可以一对一存取，但存取效率低，由于人工存取故高度受限，因此存储密度较低。

为实现一对一存取，中国专利号为102689760B、名称为智能货柜系统及控制方法中公开一种智能货柜，其具有至少一个货架，货架上具有多个从上至下逐行分布的货格，每个货格内装有一个货盒，平行于货架安置有用来进行沿X、Y、Z三个方向移动的智能小车，通过智能小车的移动叉取货盒。该智能货柜中采用的智能小车的结构，可以在货柜高度为3-4米的情况下顺利实现货盒的一对一存取，但货柜高度超过4米时无法实现存取，因此限制了的货柜高度，无法对货柜高度进行扩展，即，无法实现对更多货盒的存取。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种智能立式存取终端。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一种智能立式存取终端，包括：安置在一层或多层楼层内的柜体，其内具有从上至下逐层分布的多个货格；安装在柜体内的具有可沿三维方向移动的叉板的货叉机构；设置在柜体内的用于供货叉机构沿竖直方向升降移动的通道，多个货格位于通道一侧或两侧；设置在柜体内的Z轴机构，具有安装在柜体内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台；设置在柜体内的X轴机构，具有其两端与一对Z轴滑台滑动连接且沿X轴方向延伸的X轴横梁和与X轴横梁滑动连接的线性滑台组件；其中，所述货叉机构与所述线性滑台组件滑动连接，其叉板沿Y轴方向伸缩移动，以便一对一叉取任一货格内货盒里的货物。

进一步的，还包括用于减少所述Z轴机构的升降功率和扭矩的一对配重机构，一对配重机构与所述X轴横梁两端分别通过楔形连接结构连接。

优选的，所述Z轴机构还包括：安装在所述柜体上且与一对Z轴滑台平行的一对Z轴拖链槽；安置在Z轴拖链槽内且可相对其移动的Z轴拖链；其中，所述Z轴拖链的一端与所述X轴机构连接。

进一步的，所述Z轴机构还包括：安装在所述柜体内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台安装板，所述Z轴滑台安装在Z轴滑台安装板上；安装在所述柜体上且与所述X轴横梁两端分别连接的用于驱动其沿Z轴方向相对一对Z轴滑台升降移动的一对Z轴驱动组件；其中，所述Z轴拖链槽位于所述一对Z轴滑台安装板一侧。

优选的，所述X轴机构还包括：安装在所述X轴横梁上且与其平行的X轴拖链槽；安装在X轴拖链槽内且可相对其移动的用于引导线缆走向的X轴拖链；其中，所述X轴拖链的一端与所述货叉机构连接。

优选的，所述货叉机构包括平行且可沿Y轴方向相对移动的下叉板、中叉板和上叉板，所述沿Y轴方向伸缩移动以便叉取所述货格内的货物的叉板为上叉板。

进一步的，所述货叉机构还包括用于驱动所述中叉板相对所述下叉板沿Y轴方向移动的中叉板驱动组件。

优选的，所述中叉板驱动组件包括：位于所述下叉板和所述中叉板之间的动力箱，其动力输出轴上安装主动齿轮；位于主动齿轮上下两侧且与主动齿轮分别啮合的一对惰轮；安装在所述下叉板上表面的下叉齿条和安装在所述中叉板下表面的中叉齿条；其中，所述一对惰轮中位于上方的惰轮与所述中叉齿条啮合连接，位于下方的惰轮与所述下叉齿条啮条连接。

进一步的，所述货叉机构还包括使所述动力箱与所述中叉板随动的随动组件，所述随动组件包括：安装于所述下叉板上表面的下叉导轨；安装于所述中叉板下表面且位于下叉导轨正上方的中叉下导轨；其中，所述动力箱的上部安装中叉下滑块、下部安装下叉滑块；其中，所述中叉下滑块滑动连接所述中叉下导轨，所述下叉滑块滑动连接所述下叉导轨。

进一步的，所述货叉机构还包括用于使所述上叉板与所述中叉板连动并相对所述中叉板沿Y轴方向移动的上叉板驱动组件，其包括：安装于所述动力箱的第二动力输出轴上的主动带轮；安装于所述中叉板上且位于主动带轮前侧的从动带轮；与主动带轮和从动带轮配合连接的同步带；其中，所述上叉板下表面固定于所述同步带上。

优选的，所述上叉板驱动组件还包括导向组件，包括：安装于所述中叉板上表面的中叉上导轨；与中叉上导轨滑动连接的上叉滑块，安装于所述上叉下表面。

进一步的，还包括安装于所述中叉板与所述下叉板之间的Y轴拖链。

优选的，楔形连接结构为安装于所述配重机构的钢丝绳上的包括：安装在所述X轴横梁端部的楔形接头座；安装在所述配重机构的钢丝绳上的楔形接头；楔形接头与楔形接头座配接。

与现有技术相比，本实用新型的智能立式存取终端具有如下优点：

本实用新型的智能立式存取终端，可在一层或多层楼层高的柜体内进行货盒的一对一存取，有效提高了对货物的存取效率及对空间的利用率，在多层楼层情况下通过在每层设置存取口、还可以实现不同楼层间的货物智能周转，可广泛应用于电子制造行业的原材料、半成品、成品及其他各种可以放入货盒的物料的存储和管理。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例的智能立式存取终端的立体图(仅示出部分外饰板)；

图2是本实用新型实施例的智能立式存取终端的局部放大示意图；

图3是本实用新型实施例柜体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例配重机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例智能立式存取终端的立体图(示出全部外饰板)；

图6是本实用新型实施例X轴机构的结构示意图；

图7是本实用新型实施例货叉机构的结构示意图；

图8是本实用新型实施例Z轴机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图5所示，分别为本实用新型实施例提供的智能立式存取终端的示出部分外饰板和全部外饰板的结构示意图，如图2所示，为本实施例智能立式存取终端的局部放大示意图，由图1、图2、图5可知，本实施例的智能立式存取终端包括：安置在一层或多层楼层内的柜体1，其内具有从上至下逐层分布的多个货格，每个货格用于存放一个货盒；安装在柜体1内的具有可沿三维方向移动的叉板的货叉机构7；设置在柜体1内的用于供货叉机构7沿竖直方向升降移动的通道，多个货格位于通道一侧或两侧；设置在柜体1内的Z轴机构8，具有安装在柜体1内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台；设置在柜体1内的X轴机构6，具有其两端与一对Z轴滑台滑动连接且沿X轴方向延伸的X轴横梁和与X轴横梁滑动连接的线性滑台组件；其中，货叉机构7与线性滑台组件滑动连接，其叉板沿Y轴方向伸缩移动，以便一对一叉取任一货格内货盒里的货物。

具体的，如图1-图3、图5所示，本实施例的柜体1包括：安装在地面上的地基板104；由地基板104支撑且平行安置的沿X轴方向延伸的一对下横梁101；与一对下横梁101平行且位于其上方的一对上横梁108；将上下相对的上横梁108和下横梁101对应连接在一起且沿Z轴方向延伸的四根立柱105，立柱的高度可根据实际使用的需求确定，如根据一层或多层楼层的高度确定；将对应侧的一对立柱105的上下两端分别连接在一起且沿Y轴方向延伸的四根主纵梁109；其中，由上横梁、下横梁、立柱、主纵梁围成一个呈立方体形的具有一层或多层楼层高度的框架，并在框架外表面铺设外饰板2以形成封闭的柜体。

为了加强框架的强度，本实施例在框架内安装有中横梁106、铝合金立柱组107、上加强筋110、上连接件111、Z轴横梁座113、Z轴横梁座角筋114和Z轴竖梁115等零件。而为便于存取货物，在柜体的面朝用户的前部开设货物存取口，即，在框架的前部设置一个或多个用于形成便于存取货物的存取口的取放货盒架102(图1中仅示出一个存取口)，在柜体1的与取放货盒架102对应的位置处设置用于存取货盒的存取口货盒伸臂103，另外，在框架内设置从上至下逐层分布的用于形成货格并存放货盒的多个货盒伸臂112。为便于安装在柜体1内的货叉机构7在柜体1内沿Z轴方向自由地升降移动，本实施例在柜体1内设置沿竖直方向空出的通道，多个货盒伸臂112可以位于通道一侧，也可以分别位于通道两侧。

根据设计时的需求，若柜体安置在多楼层之间，则在柜体前部开设与各楼层分别对应的多个货物存取口，以便通过与对应楼层高度相适配的一个货物存取口，将货物在柜体内和对应楼层的货物存储仓之间进行周转，从而突破高度受限的阻碍、实现跨楼层周转货物的目的。

其中，如图8所示，本实施例的设置在柜体1内的Z轴机构8包括：安装在通道左右两端的柜体1的框架上且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台安装板803；安装在一对Z轴滑台安装板803上的一对Z轴滑台802；安装在框架上且与一对Z轴滑台802平行的一对Z轴拖链槽804，位于一对Z轴滑台安装板一侧；安置在Z轴拖链槽804内且可相对其移动的Z轴拖链805，Z轴拖链的一端与X轴机构6的线性滑台组件603的动力源连接；安装在框架上且与X轴横梁601两端分别连接的用于驱动其沿Z轴方向相对一对Z轴滑台升降移动的一对Z轴驱动组件。其中，Z轴驱动组件采用伺服电机和减速机801负责提供升降动力，并可由齿轮齿条传动机构或滚珠丝杠传动机构或同步带传动机构将动力传递给X轴机构6的X轴横梁601，以便X轴横梁601带动其上的货叉机构7在柜体内升降移动。

其中，如图6所示，本实施例的X轴机构6包括：其两端与一对Z轴滑台802滑动连接且沿X轴方向延伸的X轴横梁601；与X轴横梁601滑动连接的线性滑台组件603；安装在X轴横梁601上且与其平行的X轴拖链槽605；安装在X轴拖链槽605内且可相对其移动的用于引导线缆走向的X轴拖链604，其中，X轴拖链604的一端与货叉机构7的动力箱连接，以便将线缆引至动力箱的电机处。其中，线性滑台组件603可以采用现有技术的线性滑台组件，可沿X轴横梁601滑动，以便带动与线性滑台组件603固定连接的货叉机构7的货叉座602沿X轴方向移动，即，为货叉座602的移动提供动力及导向的作用。

其中，如图7所示，本实施例货叉机构包括平行且可沿Y轴方向相对移动的下叉板716、中叉板704和上叉板701，沿Y轴方向伸缩移动以便叉取货格内的货物的叉板为上叉板701。

具体的，本实施例的货叉机构采用板叉形式，包括：安装在货叉座602上的下叉板716；位于下叉板716上方的中叉板704；用于驱动中叉板704相对下叉板716沿Y轴方向移动的中叉板驱动组件。该中叉板驱动组件包括：位于下叉板716和中叉板704之间的动力箱709，其动力输出轴上安装主动齿轮713；位于主动齿轮713上下两侧且与主动齿轮713分别啮合的一对惰轮711；安装在下叉板716上表面的下叉齿条710和安装在中叉板704下表面的中叉齿条703；其中，一对惰轮711中位于主动齿轮713上方的惰轮与中叉齿条703啮合连接，位于主动齿轮713下方的惰轮711与下叉齿条710啮条连接。通过一对惰轮，可以将动力箱709输出的动力等比传递给下叉齿条710和中叉齿条703，从而使中叉板704在动力驱动下可以相对下叉板716单向双行程稳定地移动。此外，在中叉板704与下叉板716之间还设置有Y轴拖链718。其中，本实施例的各拖链内均装有线缆，以便通过拖链引导线缆走向并保护线缆，防止在大高度移动过程中线缆损坏、影响存取操作。

进一步的，本实施例的货叉机构还包括使动力箱709与中叉板704随动的随动组件，该随动组件包括：安装于下叉板716上表面的下叉导轨715；安装于中叉板704下表面且位于下叉导轨715正上方的中叉下导轨714；其中，动力箱709的上部安装中叉下滑块712、下部安装下叉滑块708；其中，中叉下滑块712滑动连接中叉下导轨714，下叉滑块708滑动连接下叉导轨715。而更进一步的，货叉机构还包括用于使上叉板701与中叉板704连动并相对中叉板704沿Y轴方向移动的上叉板驱动组件，其包括：转动安装于所述中叉板704两端的一对同步带轮719(图7中仅示出一个同步带轮719)；与一对同步带轮719啮合连接的同步带705；其中，同步带705的一端与上叉板701连接，同步带705的另一端与动力箱709连接，以便中叉板704移动时，同步带705绕一对同步带轮产生运动，从而通过同步带705带动上叉板701相对中叉板704移动。

而为引导上叉板701相对中叉板704的移动方向，上叉板驱动组件还包括导向组件，该导向组件包括：安装于中叉板704上表面的中叉上导轨706；与中叉上导轨706滑动连接的上叉滑块702，安装于上叉板701下表面。此外，货叉机构的外侧装有货叉外饰板717。

其中，为了便于对货盒内的货物信息进行识别，本实施例在上叉板上设置用于读取货物的RFID标签的RFID读写器，相应的，在每个装有货物的货盒上都设置有与货物唯一对应的RFID标签。并且，为了便于对上叉板的伸缩行程进行检测，还在上叉板或货叉装置的其它元件上设置位置传感器。此外，还设置有用于检测货叉机构沿Z向升降行程、沿X向横移行程的多个传感器。

本实施例的货叉机构，中叉板与下叉板产生双倍行程的伸缩移动，上叉板在中叉板伸缩移动的同时可无动力与中叉板产生同向的伸缩移动，从而节省动力。此外，本实施例的存取终端还包括用于减少Z轴机构的升降功率和扭矩的一对配重机构3，一对配重机构3与X轴横梁601两端分别通过楔形连接结构连接，该楔形连接结构包括安装在X轴横梁601端部的楔形接头座606和安装在配重机构的钢丝绳302上的楔形接头301，且楔形接头301和楔形接头座606配接。配接可以采用卡接方式。

具体的，如图4所示，配重机构3用于减小升降功率和扭矩，包括：配重座307和安装在配重座307上的配重板308，在配重座307侧面装有配重楔形接头306，在配重板308的朝向框架的一侧设置导向轴承，导向轴承与安装在框架内壁的配重导轨309滑动连接，以便导向轴承可沿着配重导轨309移动。配重座307通过钢丝绳302与X轴横梁601连接，以便通过导向轴承和配重导轨309为配重板308和X轴横梁601的升降移动导向。

此外，配重机构还包括安装在框架顶端的电磁抱闸303、带刹车碟盘槽轮304和导向槽轮305组成，其中，钢丝绳302的一端安装有用于与X轴横梁连接的楔形接头301，钢丝绳302的另一端由下至上穿过带刹车碟导向槽轮304，然后沿Y轴方向水平延伸并穿过导向槽轮305后向下伸出并与配重座307连接。当发生意外如断电或紧急制动时，通过电磁抱闸锁死带刹车碟盘槽轮304，从而锁死绕过带刹车碟盘槽轮304的钢丝绳，使X轴横梁不能继续移动。

此外，本实施例在柜体上安装电控装置，电控装置具有与各电气元件电连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台，通过电控装置控制各电气元件的动作。

其中，控制台具有无线或有线连接控制中心的通信模块和连接通信模块的处理器，处理器根据控制中心发送的远端指令生成控制指令，电气柜根据处理器的控制指令驱动各电气元件动作，以使上叉板到达待叉取货盒处进行货物周转。

此外，控制台的处理器还可以采用人工输入指令的方式实现调度任务，根据本地输入指令而生成控制指令，电气柜再根据该控制指令驱动各电气元件动作。

本实施例的处理器可以为上位机，控制指令则是由上位机生成的用来对下位机进行控制的驱动程序，并且上位机连接安装在控制台或电气柜内的下位机。

其中，下位机连接有：用来驱动Z轴机构的电机的Z轴伺服驱动器；用来驱动货叉机构沿X轴方向移动的电机的X轴伺服驱动器；用来驱动货叉机构的各叉板沿Y轴方向移动的各电机的Y轴伺服驱动器。其中，Z轴伺服驱动器、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器均可安装在电气柜内。

上位机的输入装置可以包括人机交互系统4，具有键盘、触摸屏、读卡器模块。另外，上位机还可以有选择地连接：状态指示灯401、急停按钮402、指纹识别器403、条码识别器404、触摸显示屏405、打印机406、监控录像设备、报警设备等，可以查看跨楼层的任务执行情况，把任务发送给电控柜，并接收执行结果反馈及报警情况等。

而下位机还可以有选择地连接：用于检测上叉板Y向行程的位置传感器及用于检测行程的传感器等。

其中，为了便于对货盒内的货物信息进行识别，本实施例在上叉板上设置用于读取货物的RFID标签的RFID读写器，相应的，在每个装有货物的货盒上都设置有与货物唯一对应的RFID标签。并且，为了便于对上叉板的伸缩行程进行检测，还在上叉板或货叉装置的其它元件上设置位置传感器。此外，还设置有用于检测货叉机构沿Z向升降行程、沿X向横移行程的多个传感器。

在装有货物的货盒被人为或通过AGV运送至与某楼层对应的货物存取口时，通过使货叉机构下降至对应货物存取口的对应高度，再沿X轴方向方向移动货叉机构使其对准货物存取口处的货盒，然后使上叉板沿Y轴方向移动伸出至货物存取口处叉取货盒并读取货盒底部RFID信息，上叉板收回后进行X向、Z向的移动，以便通过货叉机构将货盒运送至目的的处，将沿Y向移动上叉板到待放置货盒所在行。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的智能立式存取终端具有如下优点：

本实用新型的智能立式存取终端，可在一层或多层楼层高的柜体内进行货盒的一对一存取，有效提高了对货物的存取效率及对空间的利用率，在多层楼层情况下通过在每层设置存取口、还可以实现不同楼层间的货物智能周转，可广泛应用于电子制造行业的原材料、半成品、成品及其他各种可以放入货盒的物料的存储和管理。

本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能立式存取终端，其特征在于，包括：

安置在一层或多层楼层内的柜体，其内具有从上至下逐层分布的多个货格；

安装在柜体内的具有可沿三维方向移动的叉板的货叉机构；

设置在柜体内的用于供货叉机构沿竖直方向升降移动的通道，多个货格位于通道一侧或两侧；

设置在柜体内的Z轴机构，具有安装在柜体内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台；

设置在柜体内的X轴机构，具有其两端与一对Z轴滑台滑动连接且沿X轴方向延伸的X轴横梁和与X轴横梁滑动连接的线性滑台组件；

其中，所述货叉机构与所述线性滑台组件滑动连接，其叉板沿Y轴方向伸缩移动，以便一对一叉取任一货格内货盒里的货物。

2.根据权利要求1所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述Z轴机构还包括：

安装在所述柜体上且与一对Z轴滑台平行的一对Z轴拖链槽；

安置在Z轴拖链槽内且可相对其移动的Z轴拖链；

其中，所述Z轴拖链的一端与所述X轴机构连接。

3.根据权利要求2所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述Z轴机构还包括：

安装在所述柜体内的通道两端且沿竖直方向延伸的一对Z轴滑台安装板，所述Z轴滑台安装在Z轴滑台安装板上；

安装在所述柜体上且与所述X轴横梁两端分别连接的用于驱动其沿Z轴方向相对一对Z轴滑台升降移动的一对Z轴驱动组件；

其中，所述Z轴拖链槽位于所述一对Z轴滑台安装板一侧。

4.根据权利要求3所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述X轴机构还包括：

安装在所述X轴横梁上且与其平行的X轴拖链槽；

安装在X轴拖链槽内且可相对其移动的用于引导线缆走向的X轴拖链；

其中，所述X轴拖链的一端与所述货叉机构连接。

5.根据权利要求4所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述货叉机构包括平行且可沿Y轴方向相对移动的下叉板、中叉板和上叉板，所述沿Y轴方向伸缩移动以便叉取所述货格内的货物的叉板为上叉板。

6.根据权利要求5所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述货叉机构还包括用于驱动所述中叉板相对所述下叉板沿Y轴方向移动的中叉板驱动组件。

7.根据权利要求6所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述中叉板驱动组件包括：

位于所述下叉板和所述中叉板之间的动力箱，其动力输出轴上安装主动齿轮；

位于主动齿轮上下两侧且与主动齿轮分别啮合的一对惰轮；

安装在所述下叉板上表面的下叉齿条和安装在所述中叉板下表面的中叉齿条；

其中，所述一对惰轮中位于上方的惰轮与所述中叉齿条啮合连接，位于下方的惰轮与所述下叉齿条啮条连接。

8.根据权利要求7所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述货叉机构还包括使所述动力箱与所述中叉板随动的随动组件，所述随动组件包括：

安装于所述下叉板上表面的下叉导轨；

安装于所述中叉板下表面且位于下叉导轨正上方的中叉下导轨；

其中，所述动力箱的上部安装中叉下滑块、下部安装下叉滑块；

其中，所述中叉下滑块滑动连接所述中叉下导轨，所述下叉滑块滑动连接所述下叉导轨。

9.根据权利要求8所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述货叉机构还包括用于使所述上叉板与所述中叉板连动并相对所述中叉板沿Y轴方向移动的上叉板驱动组件，其包括：

转动安装于所述中叉板两端的一对同步带轮；

与一对同步带轮啮合连接的同步带；

其中，所述同步带的一端与所述上叉板连接，所述同步带的另一端与所述动力箱连接，以便所述中叉板移动时，通过所述同步带带动所述上叉板相对所述中叉板移动。

10.根据权利要求9所述的智能立式存取终端，其特征在于，所述上叉板驱动组件还包括导向组件，其包括：

安装于所述中叉板上表面的中叉上导轨；

与中叉上导轨滑动连接的上叉滑块，安装于所述上叉板下表面。