CN209583308U - 智能层间物料交换机及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能层间物料交换机，其包括：竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有多层物料存取交换间；安装在框架结构内的升降装置；安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；控制台具有处理器，处理器生成控制指令；电气柜根据处理器的控制指令驱动升降装置到达待配送物料所在的货架当前层物料安置间，驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。此外，还提供具有上述交换机的系统。

Description

智能层间物料交换机及其系统

技术领域

本实用新型涉及物流技术领域，特别涉及一种智能层间物料交换机及其系统。

背景技术

现有技术中，在楼层之间进行物料交换、输送，使用的方案皆为需要人工参与，采用的设备皆为通用设备，当下采用的层间物流形式如下：①人工搬运物料至电梯，到达目的楼层之后将物料运送至目的工序。如此需要专人负责运送，同时容易出现物流混乱、跌落损伤和数量清点等一系列问题，将造成工作效率低下、产品保密性差、重复作业和工人劳动强度大等。②连续提升机，无法实现与货架自动接驳，无物料货盒自动识别功能，连续提升机用于生产线物料输送，但不能实现多个楼层的任意配送。③螺旋提升机，螺旋提升机占地面积较大，提升速度较低，无物料货盒自动识别功能。

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层间物料交换机及其系统。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一方面提供一种智能层间物料交换机，用于在位于远端的控制中心的控制下，将当前层物料安置间内的当前货架上的货物移送至目的层物料安置间内的目标货架上，其包括：竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；其中，所述控制台具有连接所述控制中心的通信模块和连接通信模块的处理器，处理器根据所述控制中心发送的远端指令生成控制指令；其中，所述电气柜根据所述处理器的控制指令驱动所述升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，并驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

进一步的，还包括设置在所述框架结构上且位于每层物料存取交换间的出入货口处的用于打开或关闭对应的出入货口的层门组件。

其中，所述叉取装置上设置用于读取所述货架背托的货物的RFID标签的 RFID读写器。

其中，所述升降装置包括：竖直安装在框架结构两侧的一对竖直滑轨；其两端与一对竖直滑轨滑动连接的升降架；与升降架连接的用于驱动升降架沿一对竖直滑轨在多层物料存取交换间之间竖直移动的升降驱动机构；其中，所述叉取装置安装在所述升降架上且与其滑动连接。

优选的，所述升降驱动机构包括：沿竖直方向安装在所述框架结构上的同步带；安装在升降架上的升降伺服减速机，其输出轴上安装与同步带传动连接的带轮；通过钢丝绳与升降架连接的用于平衡升降架的重力的配重组件。

进一步的，所述升降装置还包括与所述升降架连接的用于防止其坠落的防坠落机构。

其中，所述叉取装置包括：滑动安装在升降架上的可随升降架沿竖直方向移动的货叉框架；驱动货叉框架沿升降架横向移动的横移驱动机构；沿纵向滑动安装在货叉框架上的具有所述货叉的叉料板组件，可沿所述货叉框架的纵向伸缩移动。

优选的，所述横移驱动机构包括：安装在所述升降架上的横移驱动电机；安装在横移驱动电机的输出轴上的横移齿轮；与横移齿轮啮合连接且沿升降架横向移动的横移齿条；其中，所述升降架具有沿横向延伸的横向导轨，所述货叉框架底端设置与横向导轨滑动连接的横移滑块；其中，所述横移滑块与所述横移齿条固定连接。

其中，所述叉料板组件为单层伸缩叉料板组件或双层伸缩叉料板组件或三层伸缩叉料板组件。

此外，本实用新型还提供一种智能层间物料交换机，用于将当前层物料安置间内的当前货架上的货物移送至目的层物料安置间内的目标货架上，其包括：竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；其中，所述控制台具有用来输入指令的输入装置，以及连接所述输入装置以根据用户输入的指令生成控制指令的处理器；其中，所述电气柜根据所述处理器的控制指令驱动所述升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

此外，本实用新型还提供一种智能层间物料交换系统，其包括如上所述的智能层间物料交换机。

与现有技术相比，本实用新型的智能层间物料交换机及其系统具有如下优点：

本实用新型的智能层间物料交换机，可在楼层之间进行物料交换、输送和匹配，能够实现无人智能输送，减少人工搬运，降低工人劳动强度，提高工作效率，可广泛应用于制造车间、物流中心等，实现智能层间物料输送。

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层间物料交换系统的结构简图(未示出维修平台)；

图2是本实用新型实施例的智能层间物料交换机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例升降装置的局部结构示意图；

图4是本实用新型实施例叉取装置的局部结构示意图；

图5是本实用新型实施例层门组件的局部结构示意图；

图6是本实用新型实施例框架结构的局部结构示意图；

图7是本实用新型实施例防坠落机构的结构示意图；

图8是本实用新型实施例配重组件的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，为本实用新型实施例提供的智能层间物料交换机，该交换机用于在位于远端的控制中心的控制下，将当前层物料安置间内的当前自动导引运输车货架上的货物移送至目的层物料安置间内的目标货架上，其包括：竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构4，具有与多层物料安置间F1、……、 Fn分别相对应的多层物料存取交换间A1、……、An，每层物料安置间内具有一个货架；安装在框架结构4内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置1；安装在升降装置1上的叉取装置2，具有可沿升降装置1纵向伸缩移动的货叉；安装在框架结构4上的电控装置8，具有与升降装置1、叉取装置2分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；其中，控制台具有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；其中，电气柜根据处理器的控制指令驱动升降装置1到达当前货架所在的当前层物料安置间，并驱动叉取装置2叉取当前货架(如附图1中的1货架)上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架(如附图1中的n货架)上。其中，通信模块可以采用无线方式与控制中心连接，也可以采用有线方式与控制中心连接。

其中，需要说明的是，本文中涉及的术语“横向”，是指沿着框架结构的长度方向延伸的方向，术语“纵向”，是指沿着框架结构的宽度方向延伸的方向。

具体的，如图6所示，本实施例的框架结构4由立柱41、斜横梁42、横梁 43、维修平台44、抱闸座45、纵斜梁46和纵梁47组成。其中，四根立柱41 沿竖直方向延伸，并与多根横梁、纵梁连接为一体形成其内围成多层物料存取交换间的框架，每层物料存取交换间与框架结构之外的每层物料安置间位置对应，以便叉取装置移动至某层物料存取交换间内时，可以与该层物料存取交换间位置对应的物料安置间内的货架之间进行货物交换。为增加框架强度，在构成每个物料存取交换间的立柱、横梁、纵梁之间还采用多根倾斜的斜横梁与纵斜梁。为了便于对框架或框架内安置的各装置进行维护，在框架的纵向外围两侧部分分别设置维修平台。

为了实现层间物料的交换与转移，本实施例在框架结构4内设置可以在多层物料存取交换间之间上下移动的升降装置1，并且在升降装置1上安装用于与货架之间进行货物转移的叉取装置2，该叉取装置2具有可沿升降装置1纵向伸缩移动的货叉。

其中，如图3所示，本实施例的升降装置1包括：竖直安装在框架结构4两侧且分别位于对应的一对立柱41之间的一对竖直滑轨18；其两端与一对竖直滑轨18滑动连接的升降架17；与升降架17连接的用于驱动升降架17沿一对竖直滑轨18在多层物料存取交换间之间竖直移动的升降驱动机构；其中，叉取装置安装在升降架17上且与其滑动连接。

本实施例的升降驱动机构可以采用同步带传动机构，包括：沿竖直方向安装在框架结构上的同步带11；安装在升降架17上的升降伺服减速机12，其输出轴上安装与同步带11传动连接的带轮13；通过钢丝绳14与升降架17连接的用于平衡升降架17的重力的配重组件(如图8所示)。其中，同步带11采用Ω传动带，与同步带11配合的带轮13直接连接到升降伺服减速机12上，当升降伺服减速机12工作时，可带动带轮13沿着同步带11移动，从而带动升降架11沿着竖直方向在一对竖直滑轨18上升降移动。

其中，钢丝绳14一端固定在升降架17上，另一端绕过框架结构7顶端与配重组件连接。其中，配重组件包括配重座71和安装在配重座71上的配重件73，在配重座71侧面装有配重导向轴承72，在框架结构7内侧设置配重导轨74，配重导向轴承72沿着配重导轨74移动，通过配重导向轴承72和配重导轨74为配重件73的升降移动导向。

为了防止升降架17在升降过程中因发生意外而坠落，本实施例的升降装置除了上述各构件外，还包括与升降架17连接的防坠落机构。如图7所示，防坠落机构包括安装在框架结构4顶端的电磁抱闸61、带刹车碟导向槽轮62和导向槽轮63组成，其中，钢丝绳14的另一端由下至上伸出到框架结构外，在穿过带刹车碟导向槽轮62和导向槽轮63后向下伸出到框架结构内，并与框架结构内部的配重组件连接。当发生意外时，通过电磁抱闸61锁死带刹车碟导向槽轮62，从而锁死绕过带刹车碟导向槽轮62的钢丝绳14，从而使升降架17不能继续移动。

本实施例的升降驱动机构除了采用上述的同步带传动机构外，也可以采用现有技术的其它传动机构。

为了实现不同层之间货物的转移与交换，本实施例在升降装置1上安装叉取装置2，如图3、图4所示，该叉取装置2包括：滑动安装在升降架17上的可随升降架17沿竖直方向移动的货叉框架27；驱动货叉框架27沿升降架17横向移动的横移驱动机构；沿纵向滑动安装在货叉框架27上的具有货叉的叉料板组件，可沿货叉框架的纵向伸缩移动。

其中，横移驱动机构包括：安装在升降架17上的横移驱动电机28；安装在横移驱动电机28的输出轴上的横移齿轮；与横移齿轮啮合连接且沿升降架横向移动的横移齿条16；其中，升降架17具有沿横向延伸的横向导轨15，货叉框架 27底端设置与横向导轨15滑动连接的横移滑块21，横移滑块21与横移齿条16 固定连接。当横移驱动电机28工作时，通过横移齿条16带动货叉框架27沿着横向导轨15移动，从而带动叉料板组件沿着框架结构4的横向移动。

其中，本实施例的叉料板组件可以采用单层伸缩叉料板组件，也可以采用双层伸缩叉料板组件，还可以采用三层伸缩叉料板组件。

本实施例的叉料板组件可以采用如图3、图4所示的结构，包括：安装在货叉框架27顶端且沿纵向延伸的货叉直线导轨25；其底部与货叉直线导轨25滑动连接的货叉滑块22；安装在货叉滑块22顶部的货叉26；与货叉26连接的齿轮齿条传动部件，具有货叉纵移驱动电机、安装在货叉纵移驱动电机输出轴上的货叉齿轮23和与货叉齿轮23啮合连接的伸缩齿条24，通过货叉纵移驱动电机带动货叉齿轮23在伸缩齿条24上移动以为货叉26提供伸缩动力，使货叉26 沿着货叉直线导轨25的纵向伸缩移动。

或者，本实施例的叉料板组件可以采用三层伸缩叉料板组件，如中国专利号为CN205771536U、名称为三层货叉装置中的三层货叉装置的结构，还可以采用现有技术中的可自动伸缩的双层货叉装置。

其中，为了便于对当前货架背托的货物信息进行识别，本实施例在货叉上设置用于读取货物的RFID标签的RFID读写器，相应的，在每个货架背托上的货物上都设置有与货物唯一对应的RFID标签。并且，为了便于对货叉的伸缩行程进行检测，还在货叉或货叉框架上设置位置传感器。此外，还设置有用于检测升降装置升降行程、货叉横移行程的传感器。

而如图2所示，本实施例还在框架结构上的位于每层物料存取交换间的出入货口处设置用于打开或关闭对应的出入货口的层门组件3。具体的，如图5所示，层门组件3的层门下导轨板33、层门上导轨36固定在框架结构上，对开门34 通过相应的滑块与上导轨36、下导轨38分别相连，即起导向作用又起承担对开门的重量。开关门的动力由步进电机带动主动带轮37、同步带31和从动带轮32，通过对开门下部连接的同步带夹紧块39传动至对开门。

此外，如图2所示，本实施例在框架结构上安装有电控装置，电控装置具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台。其中，控制台具有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升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，并驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

本实施例的处理器可以为上位机，上述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：用来驱动升降装置的升降伺服减速机的升降伺服驱动器；用来驱动叉取装置横移驱动电机的横移伺服驱动器；用来驱动货叉纵移驱动电机的纵移伺服驱动器；用来驱动层门组件的步进电机的层门驱动器。

其中，升降伺服驱动器、横移伺服驱动器、纵移伺服驱动器、层门驱动器均可安装在电气柜之内。

此外，上位机还可以具有输入装置，输入装置可以是键盘、触摸屏、读卡器模块等。而下位机还可以有选择地连接：货叉位置传感器、货物传感器、压力传感器、层门防夹传感器等。

在当前层货架背托货架到当前层物料安置间的层门组件处时，通过使升降架和货叉下降，直到当前货架所在楼层的当前物料安置间，同时横移货叉到待运输物料行。层门组件的对开门打开，货叉伸出至当前货架处取料并读取货物底部 RFID信息，货叉收回后对开门随即关闭，升降架上升，通过货叉将货物运送至目的层物料安置间，横移货叉到待放置物料行。检测目的层物料安置间的货架是否到达，如到达，目的层物料交换间的对开门立即打开，使货叉伸出并将货物放置在目的层货架的货架上，待货叉缩回后对开门立即关闭，交换机继续下次循环。

需要说明的是，本实施例中的货架可以为固定货架，也可以为自动导引运输车AGV背托的货架。

此外，本实用新型还提供一种具有上述交换机的智能层间物料交换系统，其包括：位于远端的控制中心，具有发送远端指令和接收信息的通信模块；连接控制中心且在多层物料安置间内分别行走以便送货和取货的多个货架；竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；其中，每个货架通过分别与控制中心双向通信，执行送货至对应层的物料存取交换间的出入货口处或从出入货口处取货的操作，并将其位置信息及背托的货物信息发送给控制中心；其中，控制台具有连接控制中心的通信模块和连接通信模块的处理器，控制中心根据接收的位置信息及货物信息发送远端指令给处理器，处理器根据远端指令生成控制指令；其中，电气柜根据处理器的控制指令驱动升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，并驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

而本实用新型的智能层间物料交换机除了可以在位于远端的控制中心的控制下移送物料外，还可以在本地指令的控制下移送物料，即，该交换机包括：竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；其中，控制台具有用来输入指令的输入装置，以及连接输入装置以根据用户输入的指令生成控制指令的处理器；其中，电气柜根据所述处理器的控制指令驱动所述升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

本实施例的输入装置可以是安装在框架结构上的键盘、触摸屏、读卡器模块，采用人工输入指令的方式实现调度任务，且控制台可以有选择地连接监控录像设备、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。

与现有技术相比，本实用新型的智能层间物料交换机及其系统具有如下优点：

本实用新型的智能层间物料交换机，可在楼层之间进行物料交换、输送和匹配，能够实现无人智能输送，减少人工搬运，降低工人劳动强度，提高工作效率，可广泛应用于制造车间、物流中心等，实现智能层间物料输送。。

尽管上文对本实用新型作了详细说明，但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)

1.一种智能层间物料交换机，用于在位于远端的控制中心的控制下，将当前层物料安置间内的当前货架上的货物移送至目的层物料安置间内的目标货架上，其特征在于，包括：

竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；

安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；

安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；

安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；

其中，所述控制台具有连接所述控制中心的通信模块和连接通信模块的处理器，处理器根据所述控制中心发送的远端指令生成控制指令；

其中，所述电气柜根据所述处理器的控制指令驱动所述升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

2.根据权利要求1所述的智能层间物料交换机，其特征在于，还包括设置在所述框架结构上且位于每层物料存取交换间的出入货口处的用于打开或关闭对应的出入货口的层门组件。

3.根据权利要求2所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述叉取装置上设置用于读取所述货架背托的货物的RFID标签的RFID读写器。

4.根据权利要求1所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述升降装置包括：

竖直安装在框架结构两侧的一对竖直滑轨；

其两端与一对竖直滑轨滑动连接的升降架；

与升降架连接的用于驱动升降架沿一对竖直滑轨在多层物料存取交换间之间竖直移动的升降驱动机构；

其中，所述叉取装置安装在所述升降架上且与其滑动连接。

5.根据权利要求4所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述升降驱动机构包括：

沿竖直方向安装在所述框架结构上的同步带；

安装在升降架上的升降伺服减速机，其输出轴上安装与同步带传动连接的带轮；

通过钢丝绳与升降架连接的用于平衡升降架的重力的配重组件。

6.根据权利要求4所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述升降装置还包括与所述升降架连接的用于防止其坠落的防坠落机构。

7.根据权利要求4所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述叉取装置包括：

滑动安装在升降架上的可随升降架沿竖直方向移动的货叉框架；

驱动货叉框架沿升降架横向移动的横移驱动机构；

沿纵向滑动安装在货叉框架上的具有所述货叉的叉料板组件，可沿所述货叉框架的纵向伸缩移动。

8.根据权利要求7所述的智能层间物料交换机，其特征在于，所述横移驱动机构包括：

安装在所述升降架上的横移驱动电机；

安装在横移驱动电机的输出轴上的横移齿轮；

与横移齿轮啮合连接且沿升降架横向移动的横移齿条；

其中，所述升降架具有沿横向延伸的横向导轨，所述货叉框架底端设置与横向导轨滑动连接的横移滑块；

其中，所述横移滑块与所述横移齿条固定连接。

9.一种智能层间物料交换机，用于将当前层物料安置间内的当前货架上的货物移送至目的层物料安置间内的目标货架上，其特征在于，包括：

竖置在上下平行的多层物料安置间之中的框架结构，具有与多层物料安置间分别相对应的多层物料存取交换间；

安装在框架结构内且可在多层物料存取交换间之间移动的升降装置；

安装在升降装置上的叉取装置，具有可相对升降装置沿纵向和横向移动的货叉；

安装在框架结构上的电控装置，具有与升降装置、叉取装置分别连接的电气柜和与电气柜电连接的控制台；

其中，所述控制台具有用来输入指令的输入装置，以及连接所述输入装置以根据用户输入的指令生成控制指令的处理器；

其中，所述电气柜根据所述处理器的控制指令驱动所述升降装置到达当前货架所在的当前层物料安置间，驱动叉取装置的货叉叉取当前货架上的货物并将其移送至目的层物料安置间的目标货架上。

10.一种智能层间物料交换系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的智能层间物料交换机。