TWI558633B - Automated storage systems - Google Patents

Description

自動化倉儲系統

本發明係專指倉庫設備具有能自轉至特定(搬運)角度之儲物區，在此同時，搬運設備能同步進出該儲物區，用以使本發明能在高負重要求下完成高效率之取物或置物功效。

現今自動化倉儲系統依倉庫設備運動與否，而可概分成兩種：一、固定式倉庫設備：其便如我國申請第101203397號「自動倉儲平台」專利前案所示般，其縱向及水平向設有若干儲物區，然後透過一搬運設備(起重機或者機械手臂)而完成對儲物區之取物或置物動作。二、軸轉式倉庫設備儲物區：其便如我國第102224621號「高、多層倉儲及種養迴轉型機械」專利前案所示般，而具有多層間隔分佈的儲物區及牽引該等儲物區迴轉的鏈條，鏈條係透過鏈輪而呈可轉動的安裝於機架上，且令儲物區與鏈條之間係呈可相對轉動的樞設。

縱觀該兩種倉庫設備，其係透過第101203397號案之單向運動搬運設備，或者第102224621號案之單向運動儲物區，而遂行後續自動化取物或置物，可是該種單向運動模式，對於取物或置物效率而言，實在相當浪費時間。再則，第102224621號案所揭示之軸轉式倉庫設備儲物區，其係單純依靠鏈條牽引，除 有整體結構複雜、成本高之缺點外，且鏈條有載重能力不高、使用壽命短等問題，導致其使用範疇相當受限。

此外，自動化倉儲系統之搬運設備，其便如我國申請第101203397號案所述般，不是以起重機就是以機械手臂為之，可是，起重機有需人員操作之缺點，至於機械手臂則有負重不足之問題。

有鑑於此，本發明人乃積極努力研究，經多次試驗與改良，終於發展出確具實用功效之本發明，用以一併改進現有倉庫設備及搬運設備之運行問題。

本發明係一種自動化倉儲系統，其至少包括：一倉庫設備，其係由機架、層架、載盤、分度裝置構成，所述層架係以一中軸而樞設於機架，且沿縱向及水平向的界定有若干儲物區，更令各層儲物區係以中軸為圓心的等分佈設，並於每個儲物區安裝有一可離合之載盤，分度裝置係安裝於機架與層架之間，用以驅動層架繞中軸自轉之角度，俾控制每個儲物區及載盤均能轉動至特定角度；以及一搬運設備，其係由升降裝置、旋擺裝置及夾持裝置所組成，令升降裝置係能驅動一移動座至預定高度，至於旋擺裝置係安裝於該移動座，夾持裝置係安裝於該旋擺裝置，令旋擺裝置能控制夾持裝置進出的搬運層架轉動至該特定角度之載盤，進而遂行所需之置物或取物動作。

藉由該種整體配合，使倉庫設備與搬運設備能相向或相背的同步運動，進而大大提升取物或置物之效率，且能最精簡的成本下達到最大之儲物效率，從而改善先前技術之不足處。

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構，特徵及其他目的，玆附以較佳實施例之圖式詳細說明如后：

A‧‧‧倉庫設備

10‧‧‧機架

11‧‧‧活動空間

12‧‧‧上軸承座

13‧‧‧下軸承座

141、142‧‧‧承座

20‧‧‧層架

21‧‧‧中軸

22‧‧‧儲物區

23‧‧‧定位梢

30‧‧‧載盤

31‧‧‧定位孔

32‧‧‧第一卡槽

33‧‧‧第二卡槽

34‧‧‧第三卡槽

35‧‧‧桶體

40‧‧‧分度裝置

41‧‧‧齒盤

42‧‧‧液壓馬達

43‧‧‧近接開關

44‧‧‧齒輪

45‧‧‧感應元件

B‧‧‧搬運設備

51‧‧‧升降軌

511‧‧‧X軸向軌條

512‧‧‧Y軸向軌條

52‧‧‧移動座

521‧‧‧第一輸

522‧‧‧第二輪

523‧‧‧扣件組

53‧‧‧捲揚機

531‧‧‧惰輪

532‧‧‧鋼索

611‧‧‧第一軸座

612‧‧‧第二軸座

613‧‧‧第一油壓缸

62‧‧‧支撐軸

63‧‧‧爪座

64‧‧‧第二油壓缸

71‧‧‧第一固定臂

711‧‧‧第一夾輪

712‧‧‧第二夾輪

72‧‧‧第二固定臂

73‧‧‧活動臂

731‧‧‧第三夾輪

74‧‧‧第三油壓缸

75‧‧‧第四油壓缸

C‧‧‧轉接設備

81‧‧‧底座

82‧‧‧軸件

83‧‧‧轉座

831‧‧‧擋塊

84‧‧‧第五油壓缸

85‧‧‧扣爪

86‧‧‧活動塊

861‧‧‧插梢

87‧‧‧第六油壓缸

第一、二圖：係本發明之立體示意圖。

第三圖：係本發明之俯視示意圖。

第四圖：係本發明層架之側視示意圖。

第五圖：係第四圖之A─A位置剖面示意圖。

第六圖：係本發明載盤之俯視示意圖。

第七圖：係本發明分度裝置之局部立體示意圖。

第八圖：係本發明升降座之分解示意圖。

第九圖：係本發明升降座及兩夾臂之側視示意圖。

第十圖：係第九圖之A─A位置剖面示意圖。

第十一圖：係本發明升降座及兩夾臂夾制載盤之側視示意圖。

第十二圖：係本發明軌道總成、轉接裝置之動作示意圖。

第十三圖：係本發明轉接裝置運動至第二位置之示意圖。

第十四圖：係本發明搬運設備驅動載盤傾倒之動作示意圖。

請參看第一至三圖，本發明至少由倉庫設備A、搬 運設備B、轉接設備C所組成。

請參看第一至七圖，該倉庫設備A至少由機架10、層架20、載盤30、分度裝置40構成，其中：機架10係由若干縱橫交錯之鋼樑所組成，用以界定出一活動空間11，並在活動空間11頂端設有上軸承座12，更在活動空間11底端設有與上軸承座12匹配之下軸承座13；層架20係安裝於活動空間11，且以一突出上下之中軸21而樞設於上軸承座12、下軸承座13之間，層架20沿縱向及水平向的界定有3＊四個儲物區22，更令各層四個儲物區22係以中軸21為圓心的等分佈設，該等儲物區22係由若干縱橫交錯之鋼樑所組成，並於每個儲物區22底端，對稱的向上突設有至少兩支推拔狀之定位梢23；前述每個儲物區22則分別安裝有一載盤30，在此特別說明，為方便觀視層架20之具體結構，本發明圖面僅劃有一個載盤30，但是，具體實施時，其每個儲物區22均安裝有一載盤30，請配合第六圖觀之，載盤30具有與定位梢23匹配之定位孔31，以使該載盤30能穩定的安裝於儲物區22而因應層架20自轉，不會因離心力作用而隨便甩出層架20外，只能透過載盤30向上移動方能脫離定位梢23限制，繼之，該載盤30才能移送出該對應之儲物區22，而載盤30於一側分別凹設有貫穿上下之第一卡槽32、第二卡槽33，並在 相對側凹設有貫穿上下之第三卡槽34，該等卡槽32、33、34係具有漸開狀之開口，使之能提供於後述夾持裝置運用；請另外參看第十一圖，其係進一步說明本發明得於載盤30上另外一體固設有一桶體35或其它治具，其端視實際生產所需而定；分度裝置40係安裝於機架10與層架20之間，用以驅動層架20繞中軸21自轉之角度，該角度係依各層儲物區22數目而言，如果採用四個儲物區22配置時，該角度係設定為360度÷4，如果採用五個儲物區22配置時，該角度係設定為360度÷5，只須令分度裝置40能控制每個儲物區22及載盤30均能轉動至(搬運)特定角度即可，該特定角度可設定為0度或360度，具體而言，分度裝置40係於層架20下端鎖設有一齒盤41，該齒盤41係與中軸21呈同軸配置，且位於下軸承座13上方，至於機架10則固設有一液壓馬達42、兩近接開關43，該液壓馬達42係驅動一與齒盤41嚙合之齒輪44自轉，且於齒盤41頂端則一體連動有一感應元件45，令液壓馬達42透過齒輪44而作動齒盤41，以驅使層架20繞中軸21自轉時，近接開關43則能透過感應元件45之離合而輸出一相應之電氣信號，俾提供數值化控制每個儲物區22及載盤30均能轉動至特定角度。

請配合第一、二、三圖及第八至十一圖觀之，搬運設備B係由升降裝置、旋擺裝置及夾持裝置所組成，令升降裝置係能驅動一移動座52至預定高度，繼之，旋擺裝置則能控制夾 持裝置進出的搬運層架20轉動至該特定角度之載盤30，進而遂行所需之置物或取物動作，其中：升降裝置係由升降軌51、移動座52、捲揚機53所構成，其中，如第一至三圖所示，升降軌51係安裝於機架10一側，且分別具有X軸向軌條511、Y軸向軌條512，另配合參看第八至十一圖，移動座52分別樞設至少三個第一輪521、三個第二輪522，另在頂緣設有一扣件組523，令該等第一輪521係夾制於X軸向軌條511兩側，該等第二輪522夾制於Y軸向軌條512兩側，據此，以有效支撐移動座52高負重的線性移動，至於捲揚機53係安裝於升降軌51頂端，並在升降軌51底端安裝有一惰輪531，然後在捲揚機53、惰輪531環繞有一鋼索532，令相對位於捲揚機53一端之鋼索532係固結於移動座52頂緣、相對位於惰輪531一端之鋼索532係固結於移動座52之扣件組523，該扣件組523係能透過螺移而調整鋼索532之緊度，用以提供捲揚機53能透過鋼索532帶動移動座52沿升降軌51而遂行所需升降動作，進而控制移動座52能在各層儲物區22及升降軌51預定高度間線性移動；請配合第一及二圖觀之，旋擺裝置係於升降軌51上下間隔的設有呈同軸心配置之第一軸座611、第二軸座612，而機架10則設有供第一軸座611、第二軸座612樞設之承座141、142，另機架10、升降軌51上下間隔的樞 連有兩組第一油壓缸613，以使該第一油壓缸613能驅動升降軌51繞Z軸向的擺動，以控制移動座52進出該層架20之特定角度；另配合參看第八至十一圖，所述移動座52另沿X軸向的固設有一支撐軸62，該支撐軸62係提供一爪座63樞設，並在爪座63與移動座52之間樞連有第二油壓缸64，令該第二油壓缸64能驅動爪座63繞X軸向的擺動，以控制爪座63能順利的搬運位於特定角度之載盤30；如第八至十一圖所示，夾持裝置係在爪座63位於支撐軸62之附近，沿X軸向的延伸出第一固定臂71，以及約略沿Y軸向的延伸出第二固定臂72，且控制該第一固定臂71、第二固定臂72之間的夾角係大於九十度，請配合第6圖觀之，該第一固定臂71分別樞設有能對應扣合第一卡槽32、第二卡槽33之第一夾輪711、第二夾輪712，第一夾輪711、第二夾輪712係能透過第一油壓缸613之作動，用以控制第一夾輪711、第二夾輪712扣合所對應之第一卡槽32、第二卡槽33，此外，本發明另控制第一固定臂71相對高度係略低於第二固定臂72，以使第一夾輪711、第一夾輪712在扣合所對應之第一卡槽32、第二卡槽33之同時，該第二固定臂72不會有干涉載盤30的情形發生，而此第二固定臂72自由端則樞設有一活動臂73，該第二固定臂72、活動臂73之間設有第三油壓缸74，另於第二固定臂72與支撐軸62之間樞設有第四油壓缸75，並於活動臂73樞設有第三夾輪 731，以便在第一夾輪711、第二夾輪712扣入所對應之第一卡槽32、第二卡槽33後，第二油壓缸64會驅動第二固定臂72向下擺動，繼之，第三油壓缸74及第四油壓缸75便能控制第三夾輪731扣入第三卡槽33，然後透過升降裝置上移，請配合第一、六圖觀之，即可使載盤30定位孔31脫離層加20之定位梢23，進而將位於特定角度之載盤30水平的移出層架20，使搬運設備B能將載盤30移送至轉接設備C，或者如第十四圖所示的對載盤30桶體35進行懸空傾倒動作，以便遂行後續自動化加工，相同的道理，當本發明欲將載盤30移入層架20特定角度之儲物區22時，只須反向作動搬運設備B即可。

請參看第十二及十三圖，轉接設備C係設在機架10底端一側的位置，用以承接搬運設備B所移送之載盤30，以便遂行後續自動化加工，具體而言，該轉接設備C係於機架10底端一側底端固設有一底座81，此底座81則水平的支撐有一軸件82，該軸件82則耦接有一轉座83，並在轉座83與底座81之間樞連有第五油壓缸84，使該第五油壓缸84能驅動轉座83以軸件82為支點的在水平與垂直間轉動，而轉座83上則在相對軸件82的位置突設有一擋塊831，另，分別限位滑合有一扣爪85及一活動塊86，並在扣爪85與轉座83之間樞連有第六油壓缸87，前述活動塊86上則設有與第6圖載盤30定位孔31匹配之插梢861，以便在轉座83呈水平狀 態時，該活動塊86能承接搬運設備所移送來之載盤30，並以插梢861、定位孔31組合而將載盤30定位於活動塊86，繼之，第六油壓缸87則能透過驅動扣爪85扣合載盤30，然後連動活動塊86，進而將載盤30固定於擋塊831與扣爪85之間，繼之，第五油壓缸84則驅動轉座83以軸件82為支點轉動至垂直位置，用以使載盤30進行傾倒或承接的遂行自動化加工，待完成後，即可控制轉接設備C、搬運設備B反向動作，進而將該載盤30移送至倉庫設備A。

由上述之具體結構說明得知，本發明至少具有以下進步處：

一、本發明倉庫設備A之層架20與搬運設備B能相向或相背的同步運動，進而大大提升整體取物或置物之效率。

二、本發明層架20係透過一中軸21而樞設於機架10，其整體結構相當精簡，且能最精簡的成本下達到最大之儲物效率，此外，負重能力及使用壽命遠遠較第102224621號案更佳。

三、本發明夾持裝置係透過第一夾輪711、第二夾輪712、第三夾輪731，而對載盤30之第一卡槽32、第二卡槽33、第三卡槽34進行三點扣合動作，此三點恰決定一平面，故而搬運設備B可以在高負重的狀態下穩定移送載台30，舉例而言，本發明可以運用於自動化製茶生產線中，用以在高負重的使用要求下，處理茶葉在解塊至揉捻間之自動化倉儲作 業，反觀上揭專利前案均無法達成。

綜上所述，本發明整體配置屬新穎，且至少具有上述之優點，的確是一技術理念上的高度創作，應符專利申請要件。惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定其實施範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋之範圍內。

A‧‧‧倉庫設備

10‧‧‧機架

11‧‧‧活動空間

20‧‧‧層架

22‧‧‧儲物區

23‧‧‧定位梢

30‧‧‧載盤

32‧‧‧第一卡槽

33‧‧‧第二卡槽

35‧‧‧桶體

41‧‧‧齒盤

B‧‧‧搬運設備

51‧‧‧升降軌

511‧‧‧X軸向軌條

512‧‧‧Y軸向軌條

52‧‧‧移動座

521‧‧‧第一輪

53‧‧‧捲揚機

531‧‧‧惰輪

532‧‧‧鋼索

613‧‧‧第一油壓缸

63‧‧‧爪座

64‧‧‧第二油壓缸

71‧‧‧第一固定臂

72‧‧‧第二固定臂

73‧‧‧活動臂

C‧‧‧轉接設備

Claims (9)

1. 一種自動化倉儲系統，其至少包括有：一倉庫設備，其至少由機架、層架、載盤、分度裝置構成，所述層架係以一中軸而樞設於機架，且沿縱向及水平向的界定有若干儲物區，更令各層儲物區係以中軸為圓心的等分佈設，並於每個儲物區安裝有一載盤，分度裝置係安裝於機架與層架之間，用以驅動層架繞中軸自轉之角度，俾控制每個儲物區及載盤均能轉動至一特定角度；以及一搬運設備，其係由升降裝置、旋擺裝置及夾持裝置所組成，令升降裝置係能驅動一移動座至預定高度，至於旋擺裝置係安裝於該移動座，而夾持裝置係安裝於該旋擺裝置，且令旋擺裝置能控制夾持裝置進出的搬運層架轉動至該特定角度之載盤，進而遂行所需之置物或取物動作。
2. 如請求項1所述之自動化倉儲系統，其機架界定出一活動空間，並在活動空間頂端設有上軸承座、底端設有與上軸承座匹配之下軸承座；層架係安裝於活動空間，且以中軸而樞設於上軸承座、下軸承座之間；層架則於每個儲物區底端，對稱的向上突設有至少兩支推拔狀之定位梢，而載盤則具有與定位梢匹配之定位孔。
3. 如請求項1或2所述之自動化倉儲系統，其分度裝置係於層架下端鎖設有一齒盤，該齒盤係與中軸呈同軸配置，至於機架則固設有一液壓馬達、兩近接開關，該液壓馬達係驅動一與齒盤嚙合 之齒輪自轉，且於齒盤頂端則一體連動有一感應元件，令液壓馬達透過齒輪而作動齒盤，以驅使層架繞中軸自轉時，近接開關則能透過感應元件之離合而輸出一相應之電氣信號，俾提供數值化控制每個儲物區及載盤均能轉動至特定角度。
4. 如請求項1或2所述之自動化倉儲系統，其載盤於一側分別凹設有貫穿上下之第一卡槽、第二卡槽，並在相對側凹設有貫穿上下之第三卡槽，該第一、二、三卡槽係具有漸開狀之開口；夾持裝置分別具有第一固定臂、第二固定臂，該第一固定臂分別樞設有能對應扣合第一卡槽、第二卡槽之第一夾輪、第二夾輪，而第二固定臂則樞設有一活動臂，該第二固定臂、活動臂之間設有至少一油壓缸，並於活動臂樞設有第三夾輪，以便在第一夾輪、第二夾輸扣入所對應之第一卡槽、第二卡槽後，前述油壓缸能控制第三夾輪扣入第三卡槽。
5. 如請求項1或2所述之自動化倉儲系統，其升降裝置係由升降軌、移動座、捲揚機所構成，其中，升降軌係安裝於機架一側，且分別具有X軸向軌條、Y軸向軌條，移動座分別樞設至少三個第一輪、三個第二輪，令該等第一輪係夾制於X軸向軌條兩側，該等第二輸亦夾制於Y軸向軌條兩側，至於捲揚機係安裝於升降軌頂端，並在升降軌底端安裝有一惰輪，然後在捲揚機、惰輪環繞有一鋼索，令相對位於捲揚機一端之鋼索係固結於移動座頂緣、相對位於惰輪一端之鋼索亦固結於移動座。
6. 如請求項5所述之自動化倉儲系統，其旋擺裝置係於機架樞設 有升降軌，另機架、升降軌之間更樞連有第一油壓缸，令該第一油壓缸能驅動升降軌繞Z軸向的擺動，以控制移動座進出該層架之特定角度；所述移動座另沿X軸向的固設有一支撐軸，該支撐軸係提供一爪座樞設，並在爪座與移動座之間樞連有第二油壓缸，令該第二油壓缸能驅動爪座繞X軸向的擺動，至於夾持裝置則是安裝於該爪座。
7. 如請求項6所述之自動化倉儲系統，其載盤於一側分別凹設有貫穿上下之第一卡槽、第二卡槽，並在相對側凹設有貫穿上下之第三卡槽，該第一、二、三卡槽係具有漸開狀之開口；夾持裝置係在爪座位於支撐軸之附近，沿X軸向的延伸出第一固定臂，以及約略沿Y軸向的延伸出第二固定臂，且控制該第一固定臂、第二固定臂之間的夾角係大於九十度，該第一固定臂分別樞設有能對應扣合第一卡槽、第二卡槽之第一夾輪、第二夾輪，此外，第一固定臂相對高度係略低於第二固定臂，而此第二固定臂自由端則樞設有一活動臂，該第二固定臂、活動臂之間設有第三油壓缸，另於第二固定臂與支撐軸之間樞設有第四油壓缸，並於活動臂樞設有第三夾輪，俾在第一油壓缸作動第一夾輪、第二夾輪扣入所對應之第一卡槽、第二卡槽後，第二油壓缸會驅動第二固定臂向下擺動，繼之，第三油壓缸及第四油壓缸便能控制第三夾輪扣入第三卡槽，然後便能移送載盤。
8. 如請求項1或2所述之自動化倉儲系統，其於機架底端一側安裝有一轉接設備，用以承接搬運設備所移送之載盤。
9. 如請求項8所述之自動化倉儲系統，其轉接設備係於機架底端一側底端固設有一底座，此底座則水平的支撐有一軸件，該軸件則耦接有一轉座，並在轉座與底座之間樞連有第五油壓缸，使該第五油壓缸能驅動轉座以軸件為支點的在水平與垂直間轉動，而轉座上則在相對軸件的位置突設有一擋塊，另，分別限位滑合有一扣爪及一活動塊，並在扣爪與轉座之間樞連有第六油壓缸，以便在轉座呈水平狀態時，該活動塊能承接搬運設備所移送來之載盤，繼之，第六油壓缸則能透過驅動扣爪扣合載盤，然後連動活動塊，進而將載盤固定於擋塊與扣爪之間，繼之，第五油壓缸則驅動轉座以軸件為支點轉動至垂直位置，用以使載盤進行傾倒或承接的遂行自動化加工。