自带缓存区的双工作位堆垛机及其对接区工作方法

摘要

本发明涉及一种自带缓存区的双工作位堆垛机及其对接区工作方法，包括堆垛机车座和起升机构，堆垛机车座上设有缓存区，缓存区包括多层缓存传送带，缓存区位于缓存传送带传送方向的两端均开口且每层缓存传送带均可独立双向驱动；所述堆垛机车座位于缓存传送带传送方向的两端均设有载货台，起升机构用于驱动载货台的升降，所述载货台的最大上升高度不小于载货台高度与缓存区高度之和；所述载货台上设有下层输送机构和可升降的上层抱夹机构，下层输送机构包括可双向驱动的输送传送带；优势在于：堆垛机自带多个缓存位，针对特别长的巷道，可以实现存取一体化，从巷道一头行走到另外一头的过程中，边存货边取货，节约了堆垛机行走的时间，提高了效率。

说明书

技术领域

本发明属于堆垛机技术领域，尤其涉及一种自带缓存区的双工作位堆垛机及其对接区工作方法。

背景技术

自动化立体仓库，是物流仓储中出现的新概念，是一种用高层立体货架存储物料，由计算机进行控制和管理、采用自动控制的堆垛机进行存取物料作业的仓库。巷道式堆垛机是伴随着自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称堆垛机，是自动化立体仓库中最重要的起重运输设备。堆垛机在自动化立体仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的物料存入指定货格，或取出指定货格内的物料并运送至巷道口，完成物料的出入库作业。

传统的堆垛机存在着以下缺陷：堆垛机上没有缓存位或者说缓存位每层只有一格，取拿货物效率低；货物必须是固定尺寸包装或放于固定尺寸载具之上的，对于打包方式或载具有一定的要求，针对一些产品出入库数量较大的智能仓储，只能通过增加堆垛机的数量来满足每日正常的出纳数量。

基于此，本案由此提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自带缓存区的双工作位堆垛机及其对接区工作方法，以实现存取一体化，节约了堆垛机行走的时间，提高了效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种自带缓存区的双工作位堆垛机，包括堆垛机车座和起升机构，所述堆垛机车座上设有缓存区，缓存区包括多层缓存传送带，缓存区位于缓存传送带传送方向的两端均开口且每层缓存传送带均可独立双向驱动；所述堆垛机车座位于缓存传送带传送方向的两端均设有载货台，起升机构用于驱动载货台的升降，所述载货台的最大上升高度不小于载货台高度与缓存区高度之和；所述载货台上设有下层输送机构和可升降的上层抱夹机构，下层输送机构包括可双向驱动的输送传送带，输送传送带和缓存传送带配合实现货物的输送。

进一步的，每层缓存传送带在传送方向的两端均设有伸缩式阻挡块。

进一步的，每层缓存传送带在传送方向上分为多个货位，每个货位上均设有检测传感器。

进一步的，所述载货台包括载货台框架，上层抱夹机构包括与载货台框架滑动连接的焊架和用于控制焊架升降的焊架升降驱动机构，焊架上通过轴承连接有丝杆一并设有用于驱动丝杆一的第一驱动部，丝杆一上连有两个相反旋向的丝杆螺母一，丝杆螺母一上固接有双向伸缩机械手，两个双向伸缩机械手相对设置。

进一步的，所述焊架升降驱动机构包括丝杆二和用于驱动丝杆二的第二驱动部，第二驱动部固定在载货台框架上，丝杆二通过轴承连接在载货台框架上，所述丝杆二上设有与焊架固接的丝杆螺母二。

进一步的，所述下层输送机构包括用于驱动输送传送带的输送带传动系统，所述输送带传动系统包括设置在载货台框架上方的第三驱动部和主动轴，第三驱动部用于驱动主动轴，输送传送带上设有从动轴，所述主动轴和从动轴上均设有同步轮，主动轴上的同步轮和从动轴上的同步轮通过同步带传动，所述同步带、同步轮及主动轴沿载货台框架的架体布置。

进一步的，所述输送传送带有多条，相邻两条输送传送带之间设有流利条装置，所述载货台框架上设有流利条升降驱动机构。

进一步的，所述堆垛机车座位于缓存区的每个开口端侧均设有立柱，载货台框架滑动连接在立柱上，所述立柱高出缓存区部分的高度不小于载货台的高度。

进一步的，所述堆垛机车座的两侧安装有用于在轨道上行走的底部行走轮，立柱的顶部安装有用于在轨道上行走的顶部行走轮。

一种自带缓存区的双工作位堆垛机的对接区工作方法，包括上述堆垛机，对接区设有与缓存区构造相同的出库区和入库区，出库区和入库区上设有各层均可双向独立驱动的库区传送带，所述对接区工作方法包括以下步骤：

S1. 当堆垛机靠近出库区或入库区时，靠对接区一侧的载货台升至缓存区上方，让出对接空间；

S2. 缓存区与出库区或入库区对接；

S3. 库区传送带与缓存传送带配合实现货物的输送。

本发明的优点在于：

1. 堆垛机自带多个缓存位，缓存区每层可独立、双向传送，针对特别长的巷道，可以实现存取一体化，从巷道一头行走到另外一头的过程中，边存货边取货，节约了堆垛机行走的时间，提高了效率；

2. 堆垛机的载货台具有位于上层的双向同步抱夹系统和位于下层的输送机构，双向同步抱夹系统能实现一定尺寸范围内软包货物在巷道类堆垛机升降载货台和货架之间的取放，同时该载货台双层机构能实现货物在X+、X-、Y+和Y-四个方向上的移动；

3. 堆垛机配置两个对称的升降载货台，入库时，利用一侧载货台将货物从载货台叉送到货仓上的时候，一侧进行货物从缓存区到载货台的传送；出库时，利用一侧载货台将货物从货仓拖拽到载货台上的时间，一侧进行货物从载货台到缓存区的传送，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中堆垛机的三维构造示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为实施例中载货台的构造示意图；

图4为实施例中载货台框架的构造示意图；

图5为实施例中上层抱夹机构的构造示意图；

图6为图5的上视示意图；

图7为实施例中输送带传动系统的构造示意图；

图8为实施例中输送传送带和流利条装置的安装示意图；

图9为实施例中双向伸缩机械手的构造示意图；

图10为图3的运行状态示意图；

图11为实施例中堆垛机与对接区的配合示意图；

标号说明

100.载货台框架，101.C型槽，102.导轨二；

200.上层抱夹机构，201.焊架，202.导轮，203滑块，204.第一驱动部，205.导轨一，206.安装板，207.丝杆一，208.丝杆螺母一，209.丝杆二，210.第二驱动部，211.丝杆螺母二；

300.下层输送机构，301.输送传送带 ，302.流利条装置，303.同步带，304.流利条升降驱动机构，305.第三驱动部，306.主动轴，307.从动轴，308.同步轮；

400.双向伸缩机械手，401.拨叉-拽 ，402.拨叉-推；

501.双地轨，502.双天轨；

600.缓存区，缓存传送带601，伸缩式阻挡块602，检测传感器603；

700.堆垛机车座，701.底部行走轮，702顶部行走轮，703载货台起升机构；

800.立柱，801三面环抱式导轮；

900出库区，901入库区，902库区传送带。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，下文中的X向和Y向以附图中指示的方向为准。

如图1和2所示，本实施例提出一种自带缓存区的双工作位堆垛机，包括堆垛机车座700、平移机构、载货台起升机构703、载货台及缓存区600。堆垛机车座700为板式构造，平移机构安装在堆垛机车座700上，包括底部行走轮701、顶部行走轮702及驱动底部行走轮701运行的减速电机。缓存区600固定在堆垛机车座700的中部上方，由于堆垛机增设了缓存区600，比传统堆垛机要笨重，需要在仓库中设置上下一共四条轨道，即图1中的双地轨501和双天轨502，来提高堆垛机行走的稳定性。图1中的双地轨501被角钢垫高，堆垛机车座700并非置于底部行走轮701之上，而是底部行走轮701置于堆垛机车座700两侧，使堆垛机车座700能下沉，这样的设计即可以降低对仓库地面的要求，又能节省高度方向上的空间。

本实施例缓存区600一共设有8层，每层均设有可独立双向驱动的缓存传送带601，缓存传送带601沿X向运行，且在传送方向的两端均设有伸缩式阻挡块602。每层缓存传送带601沿X方向分为三个库位，每个库位上均设有检测传感器603。如图1所示，由于本实施例缓存区600在缓存传送带601的两端均开口，故通过缓存传送带601可实现一端上料，另一端下料。当仅有货物上料时，上料端的伸缩式阻挡块602收缩让位，下料端的伸缩式阻挡块602伸出进行挡停；当仅有货物下料时，下料端的伸缩式阻挡块602收缩让位，上料端的伸缩式阻挡块602伸出进行挡停；当一端进行上料，另一端同时进行下料时，两端的伸缩式阻挡块602同时收缩让位；当不进行上下料工序时，伸缩式阻挡块602伸出进行两端挡停。而检测传感器603用于确认货物是否传送到位，确保每次上下料的准确性。

本实施例的载货台和载货台起升机构703均有两个，分别置于缓存区600X方向的两端。本实施例的缓存区600为矩形体结构，故在缓存区600的每个开口端均设有两根立柱800，四根立柱800贴合缓存区600的框架设置，载货台通过三面环抱式导轮801滑动连接在立柱800上，并通过载货台起升机构703实现垂直升降。立柱800高出缓存区600部分的高度不小于载货台的高度，使得载货台的最大上升高度不小于载货台高度与缓存区600高度之和。如图11所示，对接区设有与缓存区600构造相同的出库区900和入库区901，对接区底部设有轨道，可在Y方向进行平移。出库区900和入库区901同样设置8层，且每层均设有可双向独立驱动的库区传送带902，出库区900用于接收缓存区600上的货物，实现出库，入库区901用于向缓存区600输送货物，实现入库。当堆垛机需要与对接区配合时，可将靠对接区一侧的载货台升至顶端（即升至立柱800高出缓存区600的部分），以实现让位，便于对接区和缓存区600的对接。

如图3至10所示，本实施例提出一种载货台，用于实现非固定尺寸软包包装的商品在立体仓库巷道类堆垛机上搬运，包括载货台框架100、下层输送机构300、上层抱夹机构200，载货台框架100用于与立柱800滑动连接。

如图5所示，上层抱夹机构200包括U型的焊架201和用于控制焊架201升降的焊架升降驱动机构，焊架201滑动连接在载货台框架100上。焊架201的中部通过轴承连接有丝杆一207并设有用于驱动丝杆一207的第一驱动部204，丝杆一207沿X向布置，第一驱动部204采用带减速器的伺服电机，并安装在丝杆一207的中间。丝杆一207上位于第一驱动部204的两侧连有两个相反旋向的丝杆螺母一208，丝杆螺母一208上通过安装板206固接有沿Y向伸缩的双向伸缩机械手400。通过丝杆一207，实现两个双向伸缩机械手400同步靠近或远离，实现抱夹和松开动作。

该双向同步抱夹驱动系统能实现一定尺寸范围内软包货物在巷道类堆垛机升降载货台和货架之间的取放，同时相比于传统的方式，这种功能能很好的保证物料在货仓和载货台之间的运转中自身的位置能始终居中放置，尤其是软包的货物，用传统的方式很难保证其位置在移载过程始终居中。

如图6所示，为使得双向伸缩机械手400的靠近或远离运动及双向伸缩运动更加稳定，本实施例在焊架201Y向的两端均设有平行于丝杆一207的导轨一205，双向伸缩机械手400与导轨一205之间通过安装板206实现滑动连接，即每一个双向伸缩机械手400与焊架201之间通过三块安装板206实现连接。

如图4至6所示，焊架201与载货台框架100之间设有直线导向机构，即在焊架201X向的两侧分别设有导轮202和滑块203，在载货台框架100上设有与相配合的C型槽101和与滑块203相配合的导轨二102，这样的设计能减少升降动作对于机加工的精度要求。本实施例的焊架升降驱动机构包括丝杆二209和用于驱动丝杆二209的第二驱动部210，第二驱动部210采用电机并固定在载货台框架100上，丝杆二209通过轴承连接在载货台框架100上，所述丝杆二209上设有与焊架201固接的丝杆螺母二211。本实施例丝杆二209的长度需小于载货台框架100的高度，避免上层抱夹机构200与下层输送机构300之间发生干涉。

下层输送机构300包括输送传送带301和输送带传动系统，输送传送带301能双向将货物从堆垛机缓存区600移动到载货台或者将货物从载货台移动到缓存区600，相比于依靠机械手推动物料运转，不但节省了空间，且针对摩擦力大，容易形变的物料，更容易准确而轻松的在两个位置之间来回运转。如图7和8所示，本实施例输送带传动系统包括设置在载货台框架100上方的第三驱动部305和主动轴306，第三驱动部305采用带减速机的电机，主动轴306通过轴承连接在载货台框架100上。第三驱动部305用于驱动主动轴306转动（两者之间的传动可通过齿轮，也可通过图中所示同步轮308、同步带303传动）。输送传送带301上设有从动轴307，通过从动轴307带动输送传送带301转动，所述主动轴306和从动轴307的两端均设有同步轮308，主动轴306上的同步轮308和从动轴307上的同步轮308通过同步带303传动。本实施例的同步带303、同步轮308及主动轴306沿载货台框架100的架体布置，并将驱动机构设置在载货台框架100的上方，这样可使得传送区域更加简洁，减少干涉。

进一步的，本实施例输送传送带301分成多条，相邻两条输送传送带301之间设有流利条装置302，流利条装置302用于减少货物和升降载货台之间的摩擦。同时由于输送传送带301的输送方向和双向伸缩机械手400的伸缩方向一般都不在一个方向上，本实施例在载货台框架100的顶部还设有流利条升降驱动机构304。例如在本实施例装置中，传动带沿X向输送，双向伸缩机械手400沿Y向伸缩，即货物与载货台之间的摩擦包括X轴和Y轴两个方向的摩擦。当货物发生Y轴移载时，则流利条装置302升高，避免传送带被横向摩擦；当货物发生X轴移载时，流利条装置302下降，货物和传送带完全接触，被传送带传送，相比较传统堆垛机升降台通过旋转货叉来达到改变传送方向的设计，本实施例结构更加简单。

本实施例的双向伸缩机械手400为现有技术，为三级结构（可以更多级，也可以为二级结构），且内置驱动装置以实现双向伸缩，双向伸缩机械手400的第一级用于与焊架201实现固定，第二、三级用于Y轴方向的双向运动。同时，在双向伸缩机械手400的Y向两端，还设有拨叉，拨叉与双向伸缩机械手400之间通过轴承连接，并有双向伸缩机械手400的内置电机控制，实现旋转，每当双向伸缩机械手400伸缩到指定位置后，拨叉旋转90度，当双向伸缩机械手400进行下一个动作（升或缩）后，货物被拨叉拽或推到对应的位置。

本实施例的使用过程如下所述，

与对接区配合时：堆垛机靠近出库区900或入库区901时，靠对接区一侧的载货台升至缓存区600上方，让出对接空间；缓存区600与出库区900或入库区901对接；库区传送带902与缓存传送带601配合实现货物的输送。

从货架上取货时：假设堆垛机要取的货物为A0，堆垛机行走到指定位置，载货台起升机构703将载货台（本段以图2中右侧的载货台为例）升降到指定高度。流利条升降驱动机构304工作，流利条装置302上升；同时，焊架升降驱动机构工作，将焊架201下降到工作位；两个双向伸缩机械手400同步工作，向Y+方向伸出到位，如图10所示；第一驱动部204通过丝杆一207和丝杆螺母一208带动两侧双向伸缩机械手400同步将货物A0抱夹；拨叉-拽401旋转90度到达阻挡位；双向伸缩机械手400工作，带着货物A0沿着流利条向Y-方向移动，进入到载货台中；拨叉-拽旋转收回，同时两侧双向伸缩机械手400松开；焊架升降驱动机构工作带动焊架201上升回到避让位；流利条升降驱动机构304带动流利条装置302下降，货物AO被放置在输送传送带301上；载货台起升机构703将载货台升降到与缓存区600某一层齐平，输送传送带301和缓存传送带601同步工作，沿着X+方向，将货物从载货台传送到缓存区600。

向货架存货时，假设堆垛机要存取的货物为A1，A1在缓存区600通过缓存传送带601向X-方向移动，同时载货台（本段以图2中右侧的载货台为例）输送传送带301工作，对接缓存区600的货物A1，将A1从缓存区600传送到载货台上；同时堆垛机行走到指定位置，然后载货台带着货物A1升降到指定高度；流利条升降驱动机构304工作，流利条装置302上升；焊架升降驱动机构带动下降到工作位；第一驱动部204通过丝杆一207和丝杆螺母一208带动两侧双向伸缩机械手400同步将货物A1抱夹；同时拨叉-推402旋转90度到达阻挡位；双向伸缩机械手400工作，带着A1向Y+方向伸出到位；将A1推到货位中，双向伸缩机械手400同步向两侧运动松开A1，同时拨叉-推402复位；双向伸缩机械手400工作，缩回到原位。

由于设置了两个对称的载货台，入库时，利用一侧载货台将货物从载货台叉送到货仓上的时候，一侧进行货物从缓存区600到载货台的传送；出库时，利用一侧载货台将货物从货仓拖拽到载货台上的时间，一侧进行货物从载货台到缓存区600的传送，提高了工作效率。

上述实施例仅用于解释说明本发明创造的构思，而非对本发明创造权利保护的限定，凡利用此构思对本发明创造进行非实质性的改动，均应落入本发明创造的保护范围。