CN107499803A - 一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法 - Google Patents

一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法，包括在左右两边对称设置的立柱群上设置的高空导轨，在立柱群之间设置有可摆放货物的货架；高空导轨互相平行，在高空导轨上设置有高空移动平台，高空移动平台上固定有索驱动并联机构，索驱动并联机构的出索卷筒各引出两根柔性索，牵引末端动平台实现铅锤面内的快速运动，末端动平台上安装有可伸缩的货物推送杆；该装置将货物存入货架货格通过快速定位与上吊、二维快速定位和快速下放与送货入格，本发明具有提高运输设备可重构性和工作效率的特点。

Description

一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法
技术领域
本发明涉及自动化立体仓库技术领域，特别涉及一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法。
背景技术
21世纪以来，互联网经济的发展使得物流量呈现***式增长。货物在中转仓库中的存取是物流中的一个重要环节。在大型仓库中，依赖人力或者传统的轨道升降台式的搬运装置不仅耗时长、效率低，而且容易受制于仓库、货架的布局。AGV自动牵引小车、分拣识别技术、计算机技术等相关技术领域的发展促成了自动化立体仓库技术的诞生。
目前大部分立体仓库中，用于运输货物的主体是巷道堆垛机，设备成本高，为了适应大型立体仓库中纷繁复杂的货架布局，运输线路十分复杂，且设备笨重。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置及方法，引入索驱动并联机构作为中间传动级，索的快速牵引特性大大提高了货物出入库的效率，且可以避开仓库货架内的连接杆，从而适应大型立体仓库中纷繁复杂的货架布局；本发明大大降低了自动化仓库中的运输设备质量和复杂度，具有提高运输设备柔性、可重构性和工作效率的特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，包括在左右两边对称设置于立柱群上的高空导轨1，在立柱群之间设置有用于可摆放货物的货架；
所述的高空导轨1互相平行，在高空导轨1上设置有高空移动平台2，高空移动平台2上固定有索驱动并联机构3，索驱动并联机构3的出索卷筒各引出两根柔性索，各柔性索的末端牵引动平台12实现铅锤面内的快速运动，动平台12上安装有可伸缩的货物推送杆4。
所述的高空移动平台2包括设置在高空导轨1上的底座5，在底座5上安装有可带动其运动的驱动单元一6与传动转化单元7。
所述的索驱动并联机构3包括设置在高空移动平台2上的基座8，在基座8上安装有驱动单元二9和滚卷筒10，滚卷筒10为双层并联机构，每个滚卷筒10上缠绕有绳索11，所述的驱动单元二9驱动滚卷筒10带动绳索11进行收放；
所述的绳索11连接在动平台12上。
所述的索驱动并联机构3通过出索卷筒的基座固定在高空移动平台2上。
所述的货物推送杆4安装在动平台12下方，货物推送杆4包括驱动伸缩结构14与在其顶部的钩锁13。
一种可避障索驱动自动化立体仓库存取方法，包括三个步骤：
第一步——快速定位与上吊：
索驱动并联机构3两侧的滚卷筒10收缩绳索11，快速将空载的动平台12拉升至高于货架的二维运动平面15，然后两个高空移动平台2快速在高空导轨1上沿轨道方向16移动，使动平台12移动到与待搬运货物位于同一铅锤面17内；之后索驱动并联机构3左右两侧的滚卷筒10分别收、放绳索11，在保证动平台12高度不变的情况下快速将其沿垂直于高空导轨1的方向18进行调整，最终动平台12被调整到待取货物的正上方的目标位置19，之后，索驱动并联机构3的两滚卷筒10快速释放绳索11使动平台12快速沿竖直方向下降，抓住货物后再快速竖直上升至二维运动平面15；
第二步——二维快速定位：
货物连同动平台12在二维运动平面15内快速运动到目标货架货格引导杆的正上方的目标位置19，其运动方式为，高空移动平台2首先快速同步沿高空导轨1的轨道方向16运动，使载有货物的动平台12在二维运动平面15内移动到目标位置19所在的铅锤面17，然后索驱动并联机构3左右两侧的两套滚卷筒10分别收、放绳索11，使动平台12在保持高度不变的情况下沿垂直于高空导轨的方向18移动到目标位置19的正上方；
第三步，快速下放与送货入格：
索驱动并联机构3的两滚卷筒10快速释放绳索11，使位于二维运动平面15的载有货物的动平台12快速竖直下放并使货物底面到略高于货架的货格横隔板20所在平面，此时货架引导杆21能起到快速定位与搭放索以提高动平台12的运动平稳性的作用，最后，索并联机构动平台12上的货物推送杆4的驱动伸缩结构14迅速伸长，将货物送入货格并释放。由以上关于本发明工作原理的说明可知，在输送货物的过程中，通过先将货物提拉至高于货架的一个二维运动平面15，然后在该二维运动平面15内快速定位，使货物位于目标货架货格上方的位置19，最后快速下放货物的工作方式，该装置可灵活避开错综纵横的货架连接杆，实现避障功能。
本发明的有益效果是：
(1)和传统的巷道堆垛机和AGV自行走小车作为自动化立体仓库中货物输送设备的方式相比，本发明采用轻质绳索代替刚性构件作为中间传动件，大大降低了自动化立体仓库***中运输设备的质量，同时索的高速牵引方式提高了货物存取的速度和效率；
(2)和传统的巷道堆垛机和AGV自行走小车作为自动化立体仓库中货物输送设备的方式相比，本发明采用高空移动平台串联一级索驱动并联机构的组成形式，通过先牵引货物在高于货架的一定平面快速定位再快速下放的方式，能灵活避开仓库货架内的连接杆，从而适应大型立体仓库中纷繁复杂的货架布局，使运输设备的布置和使用不受限于仓库和货架的布局，使设备复杂度大大降低，布置周期大大缩短，柔性极高，能大幅降低物流转运存取***的成本，提高竞争力；
(3)和传统的巷道堆垛机和AGV自行走小车作为自动化立体仓库中货物输送设备的方式相比，本发明的实物组成结构简单，便于使用中的维修维护和后续的设备升级。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的高空移动平台结构示意图。
图3为本发明索驱动并联机构示意图。
图4为本发明货物推送杆的结构示意图。
图5为本发明工作示意图俯视图一。
图6为本发明工作示意图透视图一。
图7为本发明工作示意图俯视图二。
图8为本发明工作示意图透视图二。
图9为本发明货物推送杆4工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1所示，本发明的可避障的索驱动自动化立体仓库快速存取装置，由高空导轨1，高空移动平台2，索驱动并联机构3和货物推送杆4组成。两个高空导轨1平行、对称的固定在左右两边的立柱群上，两高空移动平台2同步地在高空分别沿左右高空导轨1移动，为整个装置提供一个沿导轨方向的移动自由度。索驱动并联机构3的两个出索卷筒的基座固定在两个高空移动平台2上，两个滚筒各引出两根索牵引末端动平台实现铅锤面内的快速运动，为动平台12提供铅锤面内的两个移动自由度。动平台12上安装有可伸缩的货物推送杆4，可以将货物最终推送进货格。
如图2所示，详细介绍本发明所述的高空移动平台的结构。如图可知，其由底座5，驱动单元一6，传动转化单元7组成。传动转化单元7可以将驱动单元一6的转动转化为底座5相对于高空导轨的移动。其中，传动转化单元7的具体形式既可以是图中所示的齿轮-齿条机构，也可以是其他常见的将转动转化为移动的机构，如滚珠-丝杠机构等。
如附图3所示，详细介绍本发明的索驱动并联机构的卷筒-绳索单元的结构。如图可知，其由基座8，驱动单元二9，滚卷筒10和绳索11组成。其中，基座8固定在高空移动平台的底座上(图2中的底座5)上，驱动单元二9和滚卷筒10安装在基座8上，滚筒10收放绳索11将驱动单元二9的转动转化为绳索11的收放运动。驱动单元二9一般由电机、减速器和联轴器组成。索驱动并联机构有两个卷筒-绳索单元，各引出两条绳索连接末端动平台，牵引其实现铅锤面内的快速运动。采用双绳索结构可防止末端动平台翻倒，提高其运动中的平稳性。
如图4所示，说明本发明货物推送杆。货物推送杆4固定在索驱动并联机构的动平台12上，其可沿进入货架货格的方向伸缩，将货物送入货架货格或将货物从货架货格取出。所述的货物推送杆4安装在动平台12下方，货物推送杆4包括驱动伸缩结构14与在其顶部的钩锁13；
伸缩结构14的驱动形式可以是气动、液压传动、滚珠-丝杠副驱动等。
本发明采用高空移动平台上固连索驱动并联机构来牵引货物的方式，和传统的巷道堆垛机相比，用绳索代替刚性构件作为中间传动件，使设备的重量大大降低。索驱动具有大的工作空间范围和“直来直去”的快速牵引作业方式，且可以避开仓库货架内的连接杆，从而适应大型立体仓库中纷繁复杂的货架布局，使物料搬运的效率得到质的提升。综上，本发明为自动化立体仓库技术中如何降低货物运输设备的质量、成本和复杂度，提高运输设备的柔性和工作效率提供了一种有效的解决方案。
本发明的工作原理：
该装置将货物存入货架货格的工作过程分为三个步骤：第一步——快速定位与上吊：如图5，索驱动并联机构3两侧的滚卷筒10收缩绳索11，快速将空载的动平台12拉升至高于货架的二维运动平面15。然后两个高空移动平台2快速在高空导轨1上沿轨道方向16移动，使动平台12移动到与待搬运货物位于同一铅锤面17内(该铅锤面在俯视图5中表示为一条虚点画线17)。之后索驱动并联机构3左右两侧的滚卷筒10分别收、放索11，在保证动平台12高度不变的情况下快速将其沿垂直于高空导轨1的方向18进行调整。最终动平台12被调整到待取货物的正上方的目标位置19。之后，如图6，索驱动并联机构的两滚卷筒10释放绳索11，使动平台12快速沿竖直方向下降，抓住货物后再快速竖直上升至二维运动平面15；第二步——二维快速定位：如图7，货物连同动平台12在二维运动平面15内快速运动到目标货架货格引导杆的正上方的目标位置19，其运动方式为，高空移动平台2首先快速同步沿高空导轨1的轨道方向16运动，使载有货物的动平台12在二维运动平面15内移动到目标位置19所在的铅锤面17，然后索驱动并联机构的左右两套滚卷筒10分别收、放绳索11，使动平台12在保持高度不变的情况下沿垂直于高空导轨的方向18移动到目标位置19的正上方；第三步，快速下放与送货入格：如图8，索驱动并联机构的两滚卷筒10快速释放绳索11，使位于二维运动平面15的载有货物的动平台12快速竖直下放并使货物底面到略高于货架的货格横隔板20所在平面，此时货架引导杆21能起到快速定位与搭放索以提高动平台12的运动平稳性的作用，最后，如图9所示，索并联机构动平台12上的货物推送杆4的驱动伸缩结构14迅速伸长，将货物送入货格并释放。由以上关于本发明工作原理的说明可知，在输送货物的过程中，通过先将货物提拉至高于货架的一个二维运动平面，然后在该二维运动平面内快速定位，使货物位于目标货架货格上方，最后快速下放货物的工作方式，该装置可灵活避开错综纵横的货架连接杆，实现避障功能。将货物从货格中取出的过程与货物入格的过程相反，这里不再赘述。

Claims (6)

1.一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，其特征在于，包括在左右两边对称设置于立柱群上的高空导轨(1)，在立柱群之间设置有用于摆放货物的货架；
所述的高空导轨(1)互相平行，在高空导轨(1)上设置有高空移动平台(2)，高空移动平台(2)上固定有索驱动并联机构(3)，索驱动并联机构(3)的出索卷筒各引出两根柔性索，各柔性索的末端牵引动平台(12)实现铅锤面内的快速运动，动平台(12)上安装有可伸缩的货物推送杆(4)。
2.根据权利要求1所述的一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，其特征在于，所述的高空移动平台(2)包括设置在高空导轨(1)上的底座(5)，在底座(5)上安装有可带动其运动的驱动单元一(6)与传动转化单元(7)。
3.根据权利要求1所述的一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，其特征在于，所述的索驱动并联机构(3)包括设置在高空移动平台(2)上的基座(8)，在基座(8)上安装有驱动单元二(9)和滚卷筒(10)，滚卷筒(10)为双层并联机构，每个滚卷筒(10)上缠绕有绳索(11)，所述的驱动单元二(9)驱动滚卷筒(10)带动绳索(11)进行收放；
所述的绳索(11)连接在动平台(12)上。
4.根据权利要求1所述的一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，其特征在于，所述的索驱动并联机构(3)通过出索卷筒的基座固定在高空移动平台(2)上。
5.根据权利要求1所述的一种可避障索驱动自动化立体仓库存取装置，其特征在于，所述的货物推送杆(4)安装在动平台(12)下方，货物推送杆(4)包括驱动伸缩结构(14)与在其顶部的钩锁(13)。
6.一种可避障索驱动自动化立体仓库存取方法，其特征在于，包括三个步骤：
第一步——快速定位与上吊：
索驱动并联机构(3)两侧的滚卷筒(10)收缩绳索(11)，快速将空载的动平台(12)拉升至高于货架的二维运动平面(15)，然后两个高空移动平台(2)快速在高空导轨(1)上沿轨道方向(16)移动，使动平台(12)移动到与待搬运货物位于同一铅锤面(17)内；之后索驱动并联机构(3)左右两侧的滚卷筒(10)分别收、放索(11)，，在保证动平台(12)高度不变的情况下快速将其沿垂直于高空导轨(1)的方向(18)进行调整，最终动平台(12)被调整到待取货物的正上方的目标位置(19)，索驱动并联机构(3)的两滚卷筒(10)释放绳索(11)使动平台(12)快速沿竖直方向下降，抓住货物后再快速竖直上升至二维运动平面(15)；
第二步——二维快速定位：
货物连同动平台(12)在二维运动平面(15)内快速运动到目标货架货格引导杆的正上方的目标位置(19)，其运动方式为，高空移动平台(2)首先快速同步沿高空导轨(1)的轨道方向(16)运动，使载有货物的动平台(12)在二维运动平面(15)内移动到目标位置(19)所在的铅锤面(17)，然后索驱动并联机构(3)的左右两套滚卷筒(10)分别收、放绳索(11)，使动平台(12)在保持高度不变的情况下沿垂直于高空导轨的方向(18)移动到目标位置(19)的正上方；
第三步，快速下放与送货入格：
索驱动并联机构(3)的两滚卷筒(10)快速释放绳索(11)，使位于二维运动平面(15)的载有货物的动平台(12)快速竖直下放并使货物底面到略高于货架的货格横隔板(20)所在平面，此时货架上的引导杆(21)能起到快速定位与搭放索以提高动平台平稳性的作用，最后，索并联机构动平台(12)上的货物推送杆(4)的驱动伸缩结构(14)迅速伸长，将货物送入货格并释放。
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