CN114383042A - 钢瓶智能存储方舱自动存取方法 - Google Patents

Abstract

钢瓶智能存储方舱自动存取方法，具体包括以下步骤：（一）、设计一种钢瓶智能存储方舱，钢瓶智能存储方舱包括方舱本体、伸缩支架、钢瓶托举装置、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置和平板工控机，方舱本体内设置有若干排仓位，伸缩支架通过左右伺服驱动器左右滑动设置在方舱本体的前侧面上侧部，钢瓶托举装置通过上下伺服驱动器上下滑动设置在伸缩支架上，钢瓶磁吸推拉装置通过前后伺服驱动器前后滑动设置在钢瓶托举装置上；（二）、通过钢瓶智能存储方舱存钢瓶；（三）、通过钢瓶智能存储方舱取钢瓶。本发明能够自动存取钢瓶，钢瓶存放有序，有效提高钢瓶存取速度，节省人力，可减少存储、安装空间，为钢瓶的全生命周期管理提供技术支撑。

Description

钢瓶智能存储方舱自动存取方法

技术领域

本发明涉及钢瓶存取技术领域，具体的说，涉及一种钢瓶智能存储方舱自动存取方法。

背景技术

现有技术中，SF₆气体钢瓶的存储方式多是现场堆垛散放、仓库集中存放。现场散放不利于钢瓶信息与气体信息的维护，不安全，取用人工搬运成本高；仓库集中存放，需要场地较大，且与使用位置距离较远，取用不便，如果要取出某个钢瓶，由于钢瓶散放，不利于快速找到该钢瓶，费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢瓶智能存储方舱自动存取方法，本发明能够自动存取钢瓶，钢瓶存放有序，有效提高钢瓶存取速度，节省人力，可减少存储、安装空间，为钢瓶的全生命周期管理提供技术支撑。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

钢瓶智能存储方舱自动存取方法，具体包括以下步骤：

（一）、设计一种钢瓶智能存储方舱，钢瓶智能存储方舱包括方舱本体、伸缩支架、钢瓶托举装置、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置和平板工控机，方舱本体内由上至下设置有若干排前侧敞口的仓位，方舱本体的右侧部设置有前侧敞口的收纳腔，初始时伸缩支架和钢瓶翻转装置均收纳在收纳腔中，方舱本体的前侧面上侧部沿左右水平方向开设有前侧敞口的第一轨道，伸缩支架通过左右伺服驱动器左右滑动设置在第一轨道中，伸缩支架沿前后方向伸缩，钢瓶托举装置沿前后方向水平设置，钢瓶托举装置通过上下伺服驱动器上下滑动设置在伸缩支架上，钢瓶磁吸推拉装置通过前后伺服驱动器前后滑动设置在钢瓶托举装置上，平板工控机设置在方舱本体的右侧面上，平板工控机分别与伸缩支架、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器信号连接；

（二）、通过钢瓶智能存储方舱存钢瓶；

（三）、通过钢瓶智能存储方舱取钢瓶。

伸缩支架包括电动伸缩梁，电动伸缩梁沿前后方向水平设置，电动伸缩梁的套管梁通过左右伺服驱动器左右滑动设置在第一轨道中，电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出电动伸缩梁的套管梁前端，电动伸缩梁的伸缩梁前端固定连接有与方舱本体前侧面平行的竖直轨道支板，初始时竖直轨道支板覆盖设在收纳腔的前侧口，竖直轨道支板的后侧面下侧部固定连接有与电动伸缩梁的伸缩梁上下对应的水平支板，上下伺服驱动器竖向固定安装在电动伸缩梁的伸缩梁和水平支板之间，竖直轨道支板的后侧面上沿竖向设置有第二轨道。

钢瓶托举装置包括升降梁和两块L型托举板，升降梁沿前后方向水平设置在电动伸缩梁的伸缩梁和水平支板之间，升降梁的前端滑动连接在第二轨道上，上下伺服驱动器与升降梁传动连接并驱动升降梁上下移动，两块L型托举板前后间隔设置在升降梁的下方，L型托举板的水平板左侧边与竖直板下侧边一体成型固定连接，L型托举板的竖直板上侧边固定连接在升降梁的下表面，L型托举板的水平板右侧边一体成型设有向右上折弯的折板。

钢瓶磁吸推拉装置包括电磁铁，前后伺服驱动器沿前后方向水平固定安装在两块L型托举板的竖直板右侧面上，前后伺服驱动器与电磁铁传动连接并驱动电磁铁前后滑动。

钢瓶翻转装置包括翻转支架和翻转电机，翻转支架为上侧、左侧和右侧均敞口的C型支架，翻转支架的前侧板和后侧板上侧边均设置有钢瓶支板，钢瓶支板的上侧边为与钢瓶外圆周相适配的弧形凹边，前侧的钢瓶支板的前侧设置有钢瓶限位板，翻转电机通过伸缩轨道滑动在收纳腔的底部，翻转支架的下侧板中部固定连接在翻转电机的翻转轴上端，翻转电机的翻转轴的翻转轨迹所在平面沿前后方向竖直设置。

左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器均为滚珠丝杠传动机构。

平板工控机包括人机交互触摸屏和PLC控制器，PLC控制器分别与人机交互触摸屏、电动伸缩梁、电磁铁、翻转电机、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器信号连接。

步骤（二）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁吸紧翻转支架上的钢瓶限位板，并给电动伸缩梁发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机沿着伸缩轨道从收纳腔中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工将钢瓶竖向放到竖起的翻转支架上，钢瓶支撑在钢瓶限位板上，配合扫描枪输入代存钢瓶数据并确认后，点击人机交互触摸屏上“存”按钮，PLC控制器得到存瓶命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转，使翻转支架和钢瓶运动到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去翻转支架位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架位置，前后伺服驱动器驱动电磁铁运动到钢瓶限位板和前侧的钢瓶支板之间，则两块L型托举板的水平板刚好运动到钢瓶的下方并托举住钢瓶，电磁铁与钢瓶的前端面接触，然后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶的前端面；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送去目标仓位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到目标仓位位置，则两块L型托举板刚好托举钢瓶运动到目标仓位的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送推钢瓶入仓命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向后滑动，电磁铁向后推动钢瓶进入目标仓位中，钢瓶到位后PLC控制器命令电磁铁松开钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送返回等待位命令，前后伺服驱动器带动电磁铁返回等待位；

最后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送返回等待位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置返回等待位，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此完成一次钢瓶的存放操作过程；

重复上述钢瓶存放操作过程，便能够将若干个钢瓶存到各个目标仓位中；

（3）、钢瓶存放完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器带动电磁铁运动到初始位置，电磁铁位于钢瓶限位板的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶限位板，PLC控制器自动给电动伸缩梁发送去初始位置命令，电动伸缩梁的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁推动翻转电机沿着伸缩轨道收纳到收纳腔中直至初始位置，竖直轨道支板覆盖在收纳腔的前侧口。

步骤（三）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁吸紧翻转支架上的钢瓶限位板，并给电动伸缩梁发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机沿着伸缩轨道从收纳腔中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工在人机交互触摸屏上选中待取钢瓶所在的仓位，再点击人机交互触摸屏上“取”按钮，PLC控制器得到取瓶命令后，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送去目标仓位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到目标仓位位置，则两块L型托举板刚好运动到目标仓位的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送取瓶命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向后滑动到目标仓位的前侧口处并与钢瓶的前端面接触，PLC控制器再命令电磁铁吸紧钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送返回等待位命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向前滑动返回等待位，则电磁铁拉动钢瓶向前滑动，使钢瓶向前滑动到两块L型托举板的水平板上，如此两块L型托举板便托举住钢瓶；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去翻转支架位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架位置，前后伺服驱动器驱动电磁铁运动到钢瓶限位板和前侧的钢瓶支板之间，则两块L型托举板移动到翻转支架的上方，钢瓶的前后两端下部刚好分别支撑在翻转支架的前后两块钢瓶支板上，然后PLC控制器命令电磁铁松开钢瓶，如此钢瓶便水平支撑在翻转支架上；

最后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送返回等待位命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置返回等待位，前后伺服驱动器带动电磁铁返回等待位，然后PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转，使翻转支架和钢瓶翻转到竖起位置，钢瓶支撑在钢瓶限位板上，然后人工将钢瓶取走，如此完成一次取瓶过程；

重复上述取瓶过程，便能够将若干个钢瓶从方舱本体的各个目标仓位中取出；

（3）、钢瓶取出完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器带动电磁铁运动到初始位置，电磁铁位于钢瓶限位板的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶限位板，PLC控制器自动给电动伸缩梁发送去初始位置命令，电动伸缩梁的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁推动翻转电机沿着伸缩轨道收纳到收纳腔中直至初始位置，竖直轨道支板覆盖在收纳腔的前侧口。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明设计了一种钢瓶智能存储方舱，能够自动存取钢瓶，钢瓶存放有序，方便快捷，钢瓶智能存储方舱不仅可放置在室内，也可放置在户外，便于户外钢瓶的存取，有效提高钢瓶存取速度，节省人力，可减少存储、安装空间，为钢瓶的全生命周期管理提供技术支撑。

本发明能够实现存取钢瓶，钢瓶存放有序，有效提高钢瓶存取速度，节省人力，可减少存储、安装空间，为钢瓶的全生命周期管理提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明的钢瓶智能存储方舱初始时的结构示意图。

图2是本发明的钢瓶智能存储方舱存取钢瓶时的工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1和2所示，钢瓶智能存储方舱自动存取方法，具体包括以下步骤：

（一）、设计一种钢瓶智能存储方舱，钢瓶智能存储方舱包括方舱本体1、伸缩支架、钢瓶托举装置、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置和平板工控机2，方舱本体1内由上至下设置有若干排前侧敞口的仓位3，方舱本体1的右侧部设置有前侧敞口的收纳腔4，初始时伸缩支架和钢瓶翻转装置均收纳在收纳腔4中，方舱本体1的前侧面上侧部沿左右水平方向开设有前侧敞口的第一轨道5，伸缩支架通过左右伺服驱动器（图未示）左右滑动设置在第一轨道5中，伸缩支架沿前后方向伸缩，钢瓶托举装置沿前后方向水平设置，钢瓶托举装置通过上下伺服驱动器19上下滑动设置在伸缩支架上，钢瓶磁吸推拉装置通过前后伺服驱动器20前后滑动设置在钢瓶托举装置上，平板工控机2设置在方舱本体1的右侧面上，平板工控机2分别与伸缩支架、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19和前后伺服驱动器20信号连接；

（二）、通过钢瓶智能存储方舱存钢瓶；

（三）、通过钢瓶智能存储方舱取钢瓶。

伸缩支架包括电动伸缩梁6，电动伸缩梁6沿前后方向水平设置，电动伸缩梁6的套管梁通过左右伺服驱动器左右滑动设置在第一轨道5中，电动伸缩梁6的伸缩梁向前伸出电动伸缩梁6的套管梁前端，电动伸缩梁6的伸缩梁前端固定连接有与方舱本体1前侧面平行的竖直轨道支板7，初始时竖直轨道支板7覆盖设在收纳腔4的前侧口，竖直轨道支板7的后侧面下侧部固定连接有与电动伸缩梁6的伸缩梁上下对应的水平支板8，上下伺服驱动器19竖向固定安装在电动伸缩梁6的伸缩梁和水平支板8之间，竖直轨道支板7的后侧面上沿竖向设置有第二轨道（图未示）。

钢瓶托举装置包括升降梁9和两块L型托举板10，升降梁9沿前后方向水平设置在电动伸缩梁6的伸缩梁和水平支板8之间，升降梁9的前端滑动连接在第二轨道上，上下伺服驱动器19与升降梁9传动连接并驱动升降梁9上下移动，两块L型托举板10前后间隔设置在升降梁9的下方，L型托举板10的水平板左侧边与竖直板下侧边一体成型固定连接，L型托举板10的竖直板上侧边固定连接在升降梁9的下表面，L型托举板10的水平板右侧边一体成型设有向右上折弯的折板11。

钢瓶磁吸推拉装置包括电磁铁12，前后伺服驱动器20沿前后方向水平固定安装在两块L型托举板10的竖直板右侧面上，前后伺服驱动器20与电磁铁12传动连接并驱动电磁铁12前后滑动。电磁铁12为常规技术

钢瓶翻转装置包括翻转支架13和翻转电机14，翻转支架13为上侧、左侧和右侧均敞口的C型支架，翻转支架13的前侧板和后侧板上侧边均设置有钢瓶支板15，钢瓶支板15的上侧边为与钢瓶外圆周相适配的弧形凹边16，前侧的钢瓶支板15的前侧设置有钢瓶限位板17，翻转电机14通过伸缩轨道18（为现有常规技术）滑动在收纳腔4的底部，翻转支架13的下侧板中部固定连接在翻转电机14的翻转轴上端，翻转电机14的翻转轴的翻转轨迹所在平面沿前后方向竖直设置。

左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19和前后伺服驱动器20均为滚珠丝杠传动机构。

平板工控机2包括人机交互触摸屏和PLC控制器，PLC控制器分别与人机交互触摸屏、电动伸缩梁6、电磁铁12、翻转电机14、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19和前后伺服驱动器20信号连接。

步骤（二）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁12吸紧翻转支架13上的钢瓶限位板17，并给电动伸缩梁6发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁6的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机14沿着伸缩轨道18从收纳腔4中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工将钢瓶竖向放到竖起的翻转支架13上，钢瓶支撑在钢瓶限位板17上，配合扫描枪输入代存钢瓶数据并确认后，点击人机交互触摸屏上“存”按钮，PLC控制器得到存瓶命令，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向后翻转，使翻转支架13和钢瓶运动到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去翻转支架13位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器19、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架13位置，前后伺服驱动器20驱动电磁铁12运动到钢瓶限位板17和前侧的钢瓶支板15之间，则两块L型托举板10的水平板刚好运动到钢瓶的下方并托举住钢瓶，电磁铁12与钢瓶的前端面接触，然后PLC控制器命令电磁铁12吸紧钢瓶的前端面；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19发送去目标仓位3命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19带动钢瓶托举装置运动到目标仓位3位置，则两块L型托举板10刚好托举钢瓶运动到目标仓位3的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20发送推钢瓶入仓命令，前后伺服驱动器20驱动电磁铁12向后滑动，电磁铁12向后推动钢瓶进入目标仓位3中，钢瓶到位后PLC控制器命令电磁铁12松开钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20发送返回等待位命令，前后伺服驱动器20带动电磁铁12返回等待位；

最后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19发送返回等待位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19带动钢瓶托举装置返回等待位，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向前翻转到竖起位置，如此完成一次钢瓶的存放操作过程；

重复上述钢瓶存放操作过程，便能够将若干个钢瓶存到各个目标仓位3中；

（3）、钢瓶存放完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器20带动电磁铁12运动到初始位置，电磁铁12位于钢瓶限位板17的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁12吸紧钢瓶限位板17，PLC控制器自动给电动伸缩梁6发送去初始位置命令，电动伸缩梁6的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁12推动翻转电机14沿着伸缩轨道18收纳到收纳腔4中直至初始位置，竖直轨道支板7覆盖在收纳腔4的前侧口。

步骤（三）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁12吸紧翻转支架13上的钢瓶限位板17，并给电动伸缩梁6发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁6的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机14沿着伸缩轨道18从收纳腔4中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工在人机交互触摸屏上选中待取钢瓶所在的仓位3，再点击人机交互触摸屏上“取”按钮，PLC控制器得到取瓶命令后，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19发送去目标仓位3命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19带动钢瓶托举装置运动到目标仓位3位置，则两块L型托举板10刚好运动到目标仓位3的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20发送取瓶命令，前后伺服驱动器20驱动电磁铁12向后滑动到目标仓位3的前侧口处并与钢瓶的前端面接触，PLC控制器再命令电磁铁12吸紧钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20发送返回等待位命令，前后伺服驱动器20驱动电磁铁12向前滑动返回等待位，则电磁铁12拉动钢瓶向前滑动，使钢瓶向前滑动到两块L型托举板10的水平板上，如此两块L型托举板10便托举住钢瓶；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去翻转支架13位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器19、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架13位置，前后伺服驱动器20驱动电磁铁12运动到钢瓶限位板17和前侧的钢瓶支板15之间，则两块L型托举板10移动到翻转支架13的上方，钢瓶的前后两端下部刚好分别支撑在翻转支架13的前后两块钢瓶支板15上，然后PLC控制器命令电磁铁12松开钢瓶，如此钢瓶便水平支撑在翻转支架13上；

最后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送返回等待位命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置返回等待位，前后伺服驱动器20带动电磁铁12返回等待位，然后PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向前翻转，使翻转支架13和钢瓶翻转到竖起位置，钢瓶支撑在钢瓶限位板17上，然后人工将钢瓶取走，如此完成一次取瓶过程；

重复上述取瓶过程，便能够将若干个钢瓶从方舱本体1的各个目标仓位3中取出；

（3）、钢瓶取出完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机14带动翻转支架13向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器20、上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器19和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器20带动电磁铁12运动到初始位置，电磁铁12位于钢瓶限位板17的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁12吸紧钢瓶限位板17，PLC控制器自动给电动伸缩梁6发送去初始位置命令，电动伸缩梁6的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁12推动翻转电机14沿着伸缩轨道18收纳到收纳腔4中直至初始位置，竖直轨道支板7覆盖在收纳腔4的前侧口。

左右伺服驱动器、上下伺服驱动器19和前后伺服驱动器20均为现有的直线驱动机构，属于常规技术，具体构造和工作原理不再赘述。

本发明设计了一种钢瓶智能存储方舱，能够自动存取钢瓶，钢瓶存放有序，方便快捷，钢瓶智能存储方舱不仅可放置在室内，也可放置在户外，便于户外钢瓶的存取，有效提高钢瓶存取速度，节省人力，可减少存储、安装空间，为钢瓶的全生命周期管理提供技术支撑。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（一）、设计一种钢瓶智能存储方舱，钢瓶智能存储方舱包括方舱本体、伸缩支架、钢瓶托举装置、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置和平板工控机，方舱本体内由上至下设置有若干排前侧敞口的仓位，方舱本体的右侧部设置有前侧敞口的收纳腔，初始时伸缩支架和钢瓶翻转装置均收纳在收纳腔中，方舱本体的前侧面上侧部沿左右水平方向开设有前侧敞口的第一轨道，伸缩支架通过左右伺服驱动器左右滑动设置在第一轨道中，伸缩支架沿前后方向伸缩，钢瓶托举装置沿前后方向水平设置，钢瓶托举装置通过上下伺服驱动器上下滑动设置在伸缩支架上，钢瓶磁吸推拉装置通过前后伺服驱动器前后滑动设置在钢瓶托举装置上，平板工控机设置在方舱本体的右侧面上，平板工控机分别与伸缩支架、钢瓶磁吸推拉装置、钢瓶翻转装置、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器信号连接；

（二）、通过钢瓶智能存储方舱存钢瓶；

（三）、通过钢瓶智能存储方舱取钢瓶。

2.根据权利要求1所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：伸缩支架包括电动伸缩梁，电动伸缩梁沿前后方向水平设置，电动伸缩梁的套管梁通过左右伺服驱动器左右滑动设置在第一轨道中，电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出电动伸缩梁的套管梁前端，电动伸缩梁的伸缩梁前端固定连接有与方舱本体前侧面平行的竖直轨道支板，初始时竖直轨道支板覆盖设在收纳腔的前侧口，竖直轨道支板的后侧面下侧部固定连接有与电动伸缩梁的伸缩梁上下对应的水平支板，上下伺服驱动器竖向固定安装在电动伸缩梁的伸缩梁和水平支板之间，竖直轨道支板的后侧面上沿竖向设置有第二轨道。

3.根据权利要求2所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：钢瓶托举装置包括升降梁和两块L型托举板，升降梁沿前后方向水平设置在电动伸缩梁的伸缩梁和水平支板之间，升降梁的前端滑动连接在第二轨道上，上下伺服驱动器与升降梁传动连接并驱动升降梁上下移动，两块L型托举板前后间隔设置在升降梁的下方，L型托举板的水平板左侧边与竖直板下侧边一体成型固定连接，L型托举板的竖直板上侧边固定连接在升降梁的下表面，L型托举板的水平板右侧边一体成型设有向右上折弯的折板。

4.根据权利要求3所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：钢瓶磁吸推拉装置包括电磁铁，前后伺服驱动器沿前后方向水平固定安装在两块L型托举板的竖直板右侧面上，前后伺服驱动器与电磁铁传动连接并驱动电磁铁前后滑动。

5.根据权利要求4所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：钢瓶翻转装置包括翻转支架和翻转电机，翻转支架为上侧、左侧和右侧均敞口的C型支架，翻转支架的前侧板和后侧板上侧边均设置有钢瓶支板，钢瓶支板的上侧边为与钢瓶外圆周相适配的弧形凹边，前侧的钢瓶支板的前侧设置有钢瓶限位板，翻转电机通过伸缩轨道滑动在收纳腔的底部，翻转支架的下侧板中部固定连接在翻转电机的翻转轴上端，翻转电机的翻转轴的翻转轨迹所在平面沿前后方向竖直设置。

6.根据权利要求5所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器均为滚珠丝杠传动机构。

7.根据权利要求6所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：平板工控机包括人机交互触摸屏和PLC控制器，PLC控制器分别与人机交互触摸屏、电动伸缩梁、电磁铁、翻转电机、左右伺服驱动器、上下伺服驱动器和前后伺服驱动器信号连接。

8.根据权利要求7所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：步骤（二）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁吸紧翻转支架上的钢瓶限位板，并给电动伸缩梁发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机沿着伸缩轨道从收纳腔中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工将钢瓶竖向放到竖起的翻转支架上，钢瓶支撑在钢瓶限位板上，配合扫描枪输入代存钢瓶数据并确认后，点击人机交互触摸屏上“存”按钮，PLC控制器得到存瓶命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转，使翻转支架和钢瓶运动到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去翻转支架位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架位置，前后伺服驱动器驱动电磁铁运动到钢瓶限位板和前侧的钢瓶支板之间，则两块L型托举板的水平板刚好运动到钢瓶的下方并托举住钢瓶，电磁铁与钢瓶的前端面接触，然后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶的前端面；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送去目标仓位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到目标仓位位置，则两块L型托举板刚好托举钢瓶运动到目标仓位的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送推钢瓶入仓命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向后滑动，电磁铁向后推动钢瓶进入目标仓位中，钢瓶到位后PLC控制器命令电磁铁松开钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送返回等待位命令，前后伺服驱动器带动电磁铁返回等待位；

最后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送返回等待位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置返回等待位，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此完成一次钢瓶的存放操作过程；

重复上述钢瓶存放操作过程，便能够将若干个钢瓶存到各个目标仓位中；

（3）、钢瓶存放完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器带动电磁铁运动到初始位置，电磁铁位于钢瓶限位板的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶限位板，PLC控制器自动给电动伸缩梁发送去初始位置命令，电动伸缩梁的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁推动翻转电机沿着伸缩轨道收纳到收纳腔中直至初始位置，竖直轨道支板覆盖在收纳腔的前侧口。

9.根据权利要求7所述的钢瓶智能存储方舱自动存取方法，其特征在于：步骤（三）按以下操作进行：

（1）、首先点击人机交互触摸屏上“设备伸展”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到伸展命令，PLC控制器命令电磁铁吸紧翻转支架上的钢瓶限位板，并给电动伸缩梁发送工作位置命令，PLC控制器控制电动伸缩梁的伸缩梁向前伸出到工作位后停止，将翻转电机沿着伸缩轨道从收纳腔中拉出，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去等待位置命令，PLC控制器控制前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运行到等待位置，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转到竖起位置，如此伸缩支架伸展完成，等待人工操作；

（2）、人工在人机交互触摸屏上选中待取钢瓶所在的仓位，再点击人机交互触摸屏上“取”按钮，PLC控制器得到取瓶命令后，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给左右伺服驱动器、上下伺服驱动器发送去目标仓位命令，PLC控制器控制左右伺服驱动器、上下伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到目标仓位位置，则两块L型托举板刚好运动到目标仓位的正前方，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送取瓶命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向后滑动到目标仓位的前侧口处并与钢瓶的前端面接触，PLC控制器再命令电磁铁吸紧钢瓶，然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器发送返回等待位命令，前后伺服驱动器驱动电磁铁向前滑动返回等待位，则电磁铁拉动钢瓶向前滑动，使钢瓶向前滑动到两块L型托举板的水平板上，如此两块L型托举板便托举住钢瓶；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去翻转支架位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器、左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置运动到翻转支架位置，前后伺服驱动器驱动电磁铁运动到钢瓶限位板和前侧的钢瓶支板之间，则两块L型托举板移动到翻转支架的上方，钢瓶的前后两端下部刚好分别支撑在翻转支架的前后两块钢瓶支板上，然后PLC控制器命令电磁铁松开钢瓶，如此钢瓶便水平支撑在翻转支架上；

最后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送返回等待位命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器带动钢瓶托举装置返回等待位，前后伺服驱动器带动电磁铁返回等待位，然后PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向前翻转，使翻转支架和钢瓶翻转到竖起位置，钢瓶支撑在钢瓶限位板上，然后人工将钢瓶取走，如此完成一次取瓶过程；

重复上述取瓶过程，便能够将若干个钢瓶从方舱本体的各个目标仓位中取出；

（3）、钢瓶取出完成后，点击人机交互触摸屏上“设备收起”按钮，输入授权码并确认后，PLC控制器得到收起命令，PLC控制器命令翻转电机带动翻转支架向后翻转到水平位置；

然后PLC控制器自动给前后伺服驱动器、上下伺服驱动器和左右伺服驱动器发送去初始位置命令，PLC控制器控制上下伺服驱动器和左右伺服驱动器运动到初始位置，前后伺服驱动器带动电磁铁运动到初始位置，电磁铁位于钢瓶限位板的前侧；

最后PLC控制器命令电磁铁吸紧钢瓶限位板，PLC控制器自动给电动伸缩梁发送去初始位置命令，电动伸缩梁的伸缩梁向后收缩到初始位置，则电磁铁推动翻转电机沿着伸缩轨道收纳到收纳腔中直至初始位置，竖直轨道支板覆盖在收纳腔的前侧口。

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