有轨堆垛机的转轨装置和具有其的转轨系统以及转轨方法

摘要

本发明涉及一种有轨堆垛机的转轨装置和具有其的转轨系统以及转轨方法，转轨装置包括有地轨、天轨切换装置及分别与之相配合的下引轨和上引轨，地轨、天轨切换装置上下对称设置且同步旋转，地轨切换装置包括下圆形旋转台，其包括有适于承载一堆垛机并与之保持相对静止的状态转动的下转盘、设于下转盘圆心处的下旋转支架、驱动下转盘转动的下驱动装置，在下转盘上仅安装有沿直径安装的下直轨；天轨切换装置包括上圆形旋转台，其包括有上转盘、设于上转盘圆心处的上旋转支架、驱动上转盘转动的上驱动装置，在上转盘上仅安装有沿直径安装的上直轨；下直轨和上直轨在第一位置分别与一工作巷道内的地轨和天轨对接，在第二位置分别与下引轨和上引轨对接。

说明书

技术领域

本发明涉及堆垛系统，特别涉及可转轨的堆垛系统。

背景技术

有轨堆垛机在自动化立体仓库中广泛使用，普遍为地面驱动方式。一般 采用两个承重车轮，沿敷设在地面上的轨道运行，通常也叫做地轨运行。通 过下部两组水平轮沿轨道运行导向，在堆垛机顶部的两组导向轮沿上轨道(通 常也叫做天轨)运行辅助导向。

通常情况下，有轨堆垛机在各自的巷道中作直线行驶，而当某一条巷道 的有轨堆垛机出现故障时，则需要另一条巷道的有轨堆垛机能够运行到该条 巷道来应急。或者，在巷道多、出入库频率较低，并且有轨堆垛机的配置受 限制时，也需要有轨堆垛机具备自由转轨的能力，以满足多巷道作业的应用 要求。

中国专利CN201105905Y公开了一种有轨堆垛机的转轨装置，该装置也 包括天轨切换部分和地轨部分，该地轨切换部分包括位于中间轨道的端部且 在第一位置和第二位置之间水平移动的基部、将有轨堆垛机导向一侧相邻轨 道的第一引轨、将有轨堆垛机导向另一侧相邻轨道的第二引轨以及设置在该 基部上的第一弯轨和第二弯轨，在该基部位于第一位置时该第一弯轨的两端 与该第一引轨和该中间轨道连接，在该基部位于第二位置时该第二弯轨的两 端与该第二引轨和该中间轨道连接。可通过第一弯轨和第二弯轨连接到不同 的方向，而使位于中间巷道的堆垛机方便快捷地运行到相邻的两个巷道上去。 这样，堆垛机可以实现在相邻巷道之间的转轨，减少了堆垛系统中堆垛机的 需求数量，在一定程度上降低了成本，且提高了工作效率。但是，在这种转 轨装置中，堆垛机仅能在相邻的巷道内移动，其工作范围受到一定的限制。

中国专利CN101481040A公开了一种堆垛机的转轨运行系统，其包括堆 垛机、至少两条工作巷道、设置于所述至少两条工作巷道连接处的转轨装置； 所述的工作巷道包括运行轨道和供电用滑触线；所述的转轨装置包括地轨切 换装置、天轨切换装置以及分别与地轨切换装置和天轨切换装置相配合的引 轨，该地轨切换装置与天轨切换装置上下对称设置且都具有能够与引轨连通 的弯轨及直轨；所述的引轨另一端与工作巷道连接；所述地轨切换装置包括 下圆形旋转台，该下圆形旋转台包括有下转盘、设置于下转盘圆心处的下旋 转支架及驱动该下转盘转动的驱动装置，所述弯轨与直轨安装在该下转盘上； 所述天轨切换装置包括上圆形旋转台，该上圆形旋转台包括有上转盘、设置 于上转盘圆心处的上旋转支架及驱动该上转盘转动的驱动装置，所述弯轨与 直轨安装在该上转盘上。该转轨运行系统可以实现相邻或相隔巷道之间的转 轨，减少了堆垛机的需求数量，在一定程度上降低了成本。但是，在这种转 轨运行系统中，堆垛机从所在巷道通过转轨装置后，均需倒退运行才可使其 到达目标巷道后保持前后方向与其在原巷道时一致，降低了工作效率。

同时，中国专利CN201105905Y和CN101481040中堆垛机在垂直巷道之 间转轨时均为圆弧转轨，此种转轨方式为避免堆垛机与货架之间的干涉，需 预留较大的空间，占地面积大，且堆垛机因需实现圆弧行走在导向轮的上部 必须有立轴，结构复杂。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种有轨堆垛机的转轨装置和 具有其的转轨系统以及转轨方法，可以使堆垛机在不同巷道之间方便快速地 按指定的方向转轨。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种有轨堆垛机的转轨装置，包 括有地轨切换装置、天轨切换装置以及分别与所述地轨切换装置和所述天轨 切换装置相配合的下引轨和上引轨，所述地轨切换装置与所述天轨切换装置 上下对称设置且同步旋转，其特点在于：所述地轨切换装置包括下圆形旋转 台，所述下圆形旋转台包括有适于承载一堆垛机并与之保持相对静止的状态 转动的下转盘、设置于所述下转盘圆心处的下旋转支架、驱动所述下转盘转 动的下驱动装置，在所述下转盘上仅安装有下直轨，所述下直轨沿所述下转 盘的直径安装；所述天轨切换装置包括上圆形旋转台，所述上圆形旋转台包 括有上转盘、设置于所述上转盘圆心处的上旋转支架、驱动所述上转盘转动 的上驱动装置，在所述上转盘上仅安装有上直轨，所述上直轨沿所述上转盘 的直径安装；其中，所述下直轨和上直轨在一第一位置分别对应地与一工作 巷道内的地轨和天轨对接，在一第二位置分别对应地与所述下引轨和上引轨 对接。

根据本发明一实施例，所述地轨切换装置设置于一地坑中，且所述下转 盘封闭所述地坑的开口。

为了实现上述目的，本发明另提供一种有轨堆垛机的转轨系统，其包括 堆垛机、多条工作巷道以及分别对应于每一工作巷道设置的转轨装置，其中， 每一所述工作巷道内包括地轨和天轨，每一所述转轨装置包括有地轨切换装 置、天轨切换装置以及分别与所述地轨切换装置和所述天轨切换装置相配合 的下引轨和上引轨，所述地轨切换装置与所述天轨切换装置上下对称设置且 同步旋转，且所述下引轨和上引轨位于相邻两个转轨装置之间，其特点在于： 每一所述地轨切换装置包括下圆形旋转台，所述下圆形旋转台包括有适于承 载一堆垛机并与之保持相对静止的状态转动的下转盘、设置于所述下转盘圆 心处的下旋转支架、驱动所述下转盘转动的下驱动装置，在所述下转盘上仅 安装有下直轨，所述下直轨沿所述下转盘的直径安装；每一所述天轨切换装 置包括上圆形旋转台，所述上圆形旋转台包括有上转盘、设置于所述上转盘 圆心处的上旋转支架、驱动所述上转盘转动的上驱动装置，在所述上转盘上 仅安装有上直轨，所述上直轨沿所述上转盘的直径安装；其中，每一所述转 轨装置的所述下直轨和上直轨在一第一位置分别与对应的工作巷道内的地轨 和天轨对接，在一第二位置分别与相邻的所述下引轨和上引轨对接。

根据本发明另一实施例，所述地轨切换装置设置于一地坑中，且所述下 转盘封闭所述地坑的开口。

根据本发明另一实施例，所述多个转轨装置设置在每条所述工作巷道的 端部，或设置在每条所述工作巷道的中间。

为了实现上述目的，本发明又提供一种有轨堆垛机的转轨方法，其特点 在于，其采用上所述的有轨堆垛机的转轨系统，包括：

当在一原始工作巷道内运行的一堆垛机运行至靠近与该原始工作巷道对 应的原始转轨装置时，将所述原始转轨装置旋转至第一位置，使所述原始转 轨装置的下直轨、上直轨分别与所述原始工作巷道内的地轨、天轨对接；

将所述堆垛机运行至所述原始转轨装置上并由其下转盘承载；

在所述堆垛机需要转轨运行时，将所述原始转轨装置与其上的堆垛机以 相对静止的状态旋转至第二位置，使所述原始转轨装置的下直轨、上直轨分 别与相邻的上引轨、下引轨对接；同时，若所述原始工作巷道与一目标工作 巷道之间存在一个或多个中间转轨装置，则将所述中间转轨装置也旋转至所 述第二位置，使所述中间转轨装置上的下直轨、上直轨分别与相邻的上引轨、 下引轨对接；

将与所述目标工作巷道对应的目标转轨装置旋转至所述第二位置，使所 述目标转轨装置上的下直轨、上直轨分别与相邻的上引轨、下引轨对接；

将所述堆垛机从所述原始转轨装置上运行至所述目标转轨装置上并由其 下转盘承载；

将所述目标转轨装置旋转至所述第一位置，使所述目标转轨装置上的下 直轨、上直轨分别与所述目标工作巷道内的地轨、天轨对接；

将所述堆垛机转轨运行至所述目标工作巷道内。

根据本发明又一实施例，所述转轨装置的地轨切换装置是设置于一地坑 中，且所述地轨切换装置的下转盘封闭所述地坑的开口。

根据本发明又一实施例，所述转轨装置是设置在每条所述工作巷道的端 部。

根据本发明又一实施例，每条工作巷道由中间分成两段，所述转轨装置 是设置在每条工作巷道的中间位置上。

根据本发明又一实施例，当所述堆垛机需要继续沿所述原始工作巷道前 行时，在将所述堆垛机运行至所述原始转轨装置上并由其下转盘承载后，所 述堆垛机直接通过所述原始转轨装置上的下直轨和下直轨连通的两段工作巷 道的地轨运行。

根据本发明又一实施例，所述转轨装置旋转的角度与所述原始工作巷道 和所述目标工作巷道之间的位置关系和转轨后堆垛机的前后方向的要求有 关。

本发明通过转轨装置承载着堆垛机一起旋转来实现堆垛机的转轨，转轨 过程堆垛机和转轨装置之间保持相对静止。因此，本发明中堆垛系统的堆垛 机仅需做直线运动，所以其结构简单。且可以使堆垛机在不同巷道之间方便 快速地按指定的方向转轨。另外，本发明的转轨方式占地面积小，空间利用 率高；堆垛机结构简单。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明 的限定。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的有轨堆垛机的转轨装置的结构示意图，其中所述转轨装置 包括地轨切换装置和天轨切换装置；

图2是图1中的地轨切换装置的结构示意图；

图3是图1中的天轨切换装置的结构示意图；

图4是本发明的有轨堆垛机的转轨系统的结构示意图；

图5～图10是本发明的转轨方法的一实施例的转轨过程示意图；

图11是采用本发明的转轨系统的转轨方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种有轨堆垛机的转轨装置100，其包括引 轨(图中未示)、地轨切换装置10与天轨切换装置20，所述地轨切换装置 10与天轨切换装置20上下对称设置且同步旋转，且所述引轨包括分别与所 述地轨切换装置10和所述天轨切换装置20相配合的下引轨(如图4中的 221～223)和上引轨。与在前的专利CN201105905Y和CN101481040相比， 本发明特别的是，在所述地轨切换装置10与天轨切换装置20都仅安装有直 轨，如图2中安装在所述地轨切换装置10上的下直轨14和图3安装在所述 天轨切换装置20上的上直轨24，而并无在前的专利中所述的弯轨，本发明 通过所述下直轨14、上直轨24能够与巷道的地轨、天轨相对接以及与相邻 的下引轨、上引轨相对接。

如图2所示，本发明所述的转轨装置100的地轨切换装置10包括下圆形 旋转台，该下圆形旋转台包括有适于承载一堆垛机并与之保持相对静止的状 态转动的下转盘11、下旋转支架12、下驱动装置13及下直轨14。其中下旋 转支架12设置于下转盘11圆心处。下驱动装置13设置于下转盘11侧面， 用以驱动该下转盘11转动。下直轨14安装在该下转盘11上，且沿下转盘 11直径安装。

如图3所示，本发明所述的转轨装置100的天轨切换装置20包括上圆形旋转 台，该上圆形旋转台包括有上转盘21、上旋转支架22、上驱动装置23及上直轨 24。其中上旋转支架22设置于上转盘21圆心处。上驱动装置23设置于上转盘21 侧面，用以驱动该上转盘21转动。上直轨24安装在该上转盘21上，且沿上转盘 21直径安装。

在本发明中，较特别的是利用所述转轨装置100的地轨切换装置10的下转 盘11来承载堆垛机并带动其一起旋转来实现堆垛机的转轨，且转轨过程中堆垛 机和转轨装置之间保持相对静止，从而使得转轨变得方便快捷，且可以使得堆 垛机的结构变得简单(如可以省略堆垛机上部的立轴)。

如图4所示，示出了本发明的有轨堆垛机的转轨系统200的结构。该转轨系 统200包括堆垛机210、多条工作巷道A～D以及对应于每一工作巷道设置的多个 转轨装置100A～100D。在图中仅示出了4条工作巷道及与之对应的四个转轨装 置，但是，可以理解的是，根据自动化立体仓库的实际设计，可以设置不同数 目工作巷道和转轨装置。

在本发明中，每一所述工作巷道A～D内包括有地轨A0～D0和天轨(图中未 示)。每一所述转轨装置100A～100D均包括有地轨切换装置、天轨切换装置以 及分别与所述地轨切换装置和所述天轨切换装置相配合的下引轨和上引轨(图 中未示)。所述地轨切换装置与所述天轨切换装置上下对称设置且同步旋转。 所述下引轨和上引轨位于相邻两个转轨装置之间。

在本发明一较佳实施例中，如图4所示，优选地是将每条工作巷道A～D由 中间分成两段，例如，工作巷道A被分成A1段和A2段，工作巷道B被分成B1 段和B2段，工作巷道C被分成C1段和C2段，工作巷道D被分成D1段和D2段， 并将所述转轨装置设置在每条工作巷道A～D的中间位置上，形成一转轨区203， 这种布置方式可以大大节省堆垛机运行行程，使运行效率更高。当然，在其他 实施例中，也可以将转轨装置设置在每条工作巷道的端部，这些并不作为对本 发明的限制。

在如图4所示的实施例中，在每条工作巷道A～D的两端的端部上可分别形 成一出入库区201，而在出入库区201与所述转轨区203之间即为堆垛区202。

另外，每一所述地轨切换装置可包括有如图2中所示的结构，而每一所述 天轨切换装置可包括有如图3中所示的结构。而且，在本发明中，有轨堆垛机 主要是通过下部两组水平轮沿地轨运行导向，而在堆垛机顶部通过两组导向轮 沿天轨运行辅助导向。因此，为了描述方便，以下仅以地面部分的转轨系统为 例对转轨过程进行描述，至于堆垛机顶部的天轨和天轨切换装置部分的转轨系 统的转轨过程是与地面部分相应动作的，对于本领域技术人员来说，应是可以 根据以下所述过程而容易了解的。

下面将结合图4～图10，以由原始工作巷道B1转轨至目标工作巷道D2为例， 详细描述利用本发明的转轨系统的转轨方法。

如图4所示，当堆垛机210B运行至靠近原始转轨装置100B时，旋转原始转 轨装置100B(天轨切换装置和地轨切换装置始终同步旋转)，如图5所示，使 其直轨104B(下直轨和上直轨)的两端分别与两段工作巷道B1和B2内的地轨 B0对接(此时可将所述转轨装置所处位置称为处于第一位置)。对接完成后， 堆垛机210B运行到原始转轨装置100B上，如图6所示。在本发明中，运行至转 轨装置上的堆垛机可由地轨切换装置的下转盘所承载。

如堆垛机210B需继续沿着原工作巷道B前行，则原始转轨装置100B不需再 动作，堆垛机210B可直接通过原始转轨装置100B上直轨104B连通的两段巷道 地轨B0运行。

如堆垛机210B需改变巷道运行(即需转轨)，则根据堆垛机210B所在原 始工作巷道B1和目标工作巷道D2之间的位置关系和转轨后堆垛机210B的前后 方向的要求(与原前后方向相同或相反)，使原始转轨装置100B按顺时针(或 逆时针)旋转90度或270度，使原始转轨装置100B的直轨104B两端与相邻的引 轨(包括上引轨和下引轨)221、222对接(此时可将所述转轨装置所处位置称 为处于第二位置)。与此同时，视目标工作巷道与原始工作巷道之间的位置关 系，如果目标工作巷道与原始工作巷道之间存在一个或多个中间转轨装置，如 图7所示，本实施例中目标工作巷道D2与原始工作巷道B1之间存在一个中间转 轨装置100C，则旋转所述中间转轨装置100C，使其上的直轨104C与相邻的引 轨222、223对接。在本实施例中，由于中间转轨装置100C本身已处于第二位 置状态(即与相邻引轨对接的状态)，因此其相当于旋转0度即可；若其本身 处于第一位置状态(即与地轨对接的状态)，则需旋转90度或270度。另外， 在其它实施例中，如果目标工作巷道与原始工作巷道之间不存在中间转轨装 置，则可以进行下一步骤，即直接旋转目标转轨装置。

继续参考图7，将与所述目标工作巷道D2对应的目标转轨装置100D旋 转至所述第二位置，使所述目标转轨装置100D上的直轨104D与相邻的引轨 223对接。在本实施例中，由于目标转轨装置100D本身已处于第二位置状态 (即已与相邻引轨对接)，因此其也相当于旋转0度即可。

待原始转轨装置100B、中间转轨装置100C及目标转轨装置100D与相邻引 轨对接完成后，堆垛机即可从原始转轨装置100B上运行到相邻引轨222上，并 通过所述中间转轨装置上直轨104C连通的引轨223运行至目标工作巷道D2所 在的目标转轨装置100D上，如图8所示。

然后，再由所述目标转轨装置100D承载着所述堆垛机210B根据需要按顺 时针(或逆时针)旋转90度或270度，使目标转轨装置100D的直轨104D两端与 目标工作巷道的两段地轨D0对接，如图9所示。

对接完成后，堆垛机210B即可从目标转轨装置100D上运行到目标工作巷 道D2的地轨D0上，如图10所示，从而实现转轨。

如上所述，本发明通过转轨装置承载着堆垛机一起旋转来实现堆垛机的 转轨，转轨过程堆垛机和转轨装置之间保持相对静止。因此，本发明中堆垛 系统的堆垛机仅需做直线运动，所以堆垛机导向轮的上部无需立轴，故其结 构简单。且可以使堆垛机在不同巷道之间方便快速地按指定的方向转轨。另 外，本发明的转轨方式占地面积小，空间利用率高。

虽然上述仅以由原始工作巷道B1转轨至目标工作巷道D2为例进行说 明，但是，本领域技术人员根据上述方法，当可容易了解，所述转轨装置旋 转的角度是与所述原始工作巷道和所述目标工作巷道之间的位置关系和转轨 后堆垛机的前后方向的要求有关的，根据上述位置关系以及前后方向的要求， 即可通过将相应的转轨装置旋转适当角度，以实现转轨及满足转轨后的堆垛 机的前后方向要求。

另外，在本发明中，还可以将所述的转轨装置的地轨切换装置设置在地坑 中，并可利用其下转盘封闭地坑开口。

因此，如图11所示，本发明提供的采用了如上所述的转轨系统的一种有轨 堆垛机的转轨方法包括：

步骤11a，当在一原始工作巷道内运行的一堆垛机运行至靠近与该原始 工作巷道对应的原始转轨装置时，将所述原始转轨装置旋转至第一位置，使 所述原始转轨装置的下直轨、上直轨分别与所述原始工作巷道内的地轨、天 轨对接；

步骤11b，将所述堆垛机运行至所述原始转轨装置上并由其下转盘承载；

步骤11c，在所述堆垛机需要转轨运行时，将所述原始转轨装置与其上 的堆垛机以相对静止的状态旋转至第二位置，使所述原始转轨装置的下直轨、 上直轨分别与相邻的上引轨、下引轨对接；同时，若所述原始工作巷道与一 目标工作巷道之间存在一个或多个中间转轨装置，则将所述一个或多个中间 转轨装置也旋转至所述第二位置，使所述中间转轨装置上的下直轨、上直轨 分别与相邻的上引轨、下引轨对接；

步骤11d，将与所述目标工作巷道对应的目标转轨装置旋转至所述第二 位置，使所述目标转轨装置上的下直轨、上直轨分别与相邻的上引轨、下引 轨对接；

步骤11e，将所述堆垛机从所述原始转轨装置上运行至所述目标转轨装 置上并由其下转盘承载；

步骤11f，将所述目标转轨装置旋转至所述第一位置，使所述目标转轨 装置上的下直轨、上直轨分别与所述目标工作巷道内的地轨、天轨对接；

步骤11g，将所述堆垛机转轨运行至所述目标工作巷道内。

本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱 离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或 等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以 适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受 此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施 例都属于本发明的保护范围。