一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備的制作方法

一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及物流倉儲領域，尤其涉及一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備。在不影響整托盤貨物出入庫流程的前提下，使用一種可被堆垛機叉取的揀選裝置取代拆垛設備。包括：與堆垛機貨叉結合成一體的底盤，所述底盤的上表面設置單件貨物的導向桿和導向板，以及框架和安裝在框架上的伸縮貨叉裝置；所述底盤中間安裝控制電腦以及蓄電池；所述底盤下面設置有與貨叉相連的定位機構。本實用新型所述的設備，可以直接對單件貨物進行揀選，省去了不必要的二次揀選，提高了揀選效率，降低了成本，后期的使用維護方便。
【專利說明】—種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物流倉儲領域，尤其涉及一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備。
【背景技術】
[0002]隨著倉儲密集化、智能化的需要，自動化托盤立體倉庫的應用越來越廣泛。自動化托盤立庫通常使用堆垛機進行托盤貨物的出庫、入庫以及倉儲。若要實現托盤貨物中的單件貨物揀選，自動化托盤立庫的傳統操作方法是首先采用堆垛機完成托盤貨物出庫，然后再使用拆垛設備取得單件貨物。
[0003]具體實現形式有兩種:
[0004]I)多種貨物的揀選共用一臺拆垛設備，堆垛機將整托盤貨物取出后放入指定的拆垛設備，拆垛設備拆取到指定數目的單件貨物后，堆垛機將拆垛設備揀選剩余的托盤貨物重新入庫，以進行下一種貨物的揀選。此種方法成本低、操作簡單，但是揀選后的托盤貨物需要重新入庫，導致托盤貨物的出庫效率降低，在剩余貨物入庫的過程中，拆垛設備停止工作，影響了單件貨物的揀選效率。
[0005]2)每種貨物的揀選分別使用一臺拆垛設備，堆垛機將托盤貨物取出后放入到指定的拆垛設備，得到單件貨物。此種方法中的托盤貨物不需要回庫，提高了單件貨物的揀選效率，但每種貨物需分別對應一臺拆垛設備，拆垛設備前還需要設置緩存通道，提高了建庫成本，設備多，系統復雜，不利于后期維護。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的是:針對自動化立體倉庫采用傳統的單件貨物揀選設備結構復雜，造價高后期維護難，揀選效率低的問題，提供一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備。
[0007]解決本實用新型技術問題的技術思路是:
[0008]傳統的自動化托盤立庫堆垛機協同拆垛設備的揀選方式無論是每種貨物對應一臺拆垛設備還是多種貨物對應一臺拆垛設備，堆垛機將托盤貨物出庫后，均需要有拆垛設備進行二次揀選。拆垛設備用的多，系統結構復雜，成本高，拆垛設備用的少，出庫的托盤貨物需要再次入庫，揀選效率低。要從根本上改進所述傳統揀選方法就必須對原有揀選方式進行整改，改貨物二次揀選為一次揀選。
[0009]在不影響整托盤貨物出入庫流程的前提下，使用一種可被堆垛機叉取的揀選裝置取代拆垛設備。揀選裝置可對立庫內貨架上托盤貨物的單件貨物進行揀選。揀選裝置與控制堆垛機的上位機系統協同通信，在得到單件貨物揀選命令后，堆垛機首先到特定位置叉取揀選裝置，然后通過行走和抬升將揀選裝置定位到所取貨物的貨架層數和列數，完成后揀選裝置再通過揀選裝置揀取托盤上的單件貨物。揀出的單件貨物不需要拆垛設備進行二次揀選便可直接出庫。[0010]基于上述思路的工作流程:
[0011]1、整托盤貨物的出入庫以及空托盤移載
[0012]整托盤貨物出入庫以及空托盤移載時，揀選裝置放置在揀選裝置放置平臺上，堆垛機通過其固有貨叉根據上位機的指示即可實現整托盤貨物的出入庫以及空托盤移載。
[0013]2、單件貨物的出庫
[0014]上位機將揀選命令發送給堆垛機，堆垛機行駛到指定位置通過貨叉的伸縮將揀選裝置運載到堆垛機載貨臺上，揀選裝置上設置有定位機構，定位機構可以將揀選裝置與堆垛機載貨臺穩定的固定在一起。揀選裝置固定后上位機發出指令，堆垛機通過行走和抬升尋找到托盤貨物所在的貨架的層數和列數，與此同時揀選裝置根據指令對單件貨物的位置進行定位，當堆垛機連同揀選裝置行駛到指定的位置后，揀選裝置通過伸縮貨叉裝置的運轉可以將需要的單件貨物取放到揀選裝置底盤上。貨物放置完畢后，上位機發出指令，堆垛機協同揀選裝置將單件貨物放置到出庫棧臺上。
[0015]3、揀選裝置協同堆垛機的工作過程:揀選裝置放置在放置平臺上，需要對單件貨物進行揀選時，堆垛機通過貨叉伸縮以及載貨臺的升降將揀選裝置放置入堆垛機的載貨臺。堆垛機可以根據上位機的指示去指定的存儲位取貨，當堆垛機行駛到指定存儲位，堆垛機貨叉前伸到指定的位置，此時揀選裝置的貨叉前伸，通過撥爪將單件貨物取下，完成單件貨物揀選后將單件貨物放置到指定的地點等待下一個指令。
[0016]揀選裝置的工作原理:堆垛機載貨臺帶電源，可以供給其上方揀選裝置用電。揀選裝置具有可伸縮的貨叉，其貨叉可以前伸大于一個貨物的距離，也可后縮大于一個貨物的距離，貨叉前后端均有電機控制的撥爪，撥爪可以旋轉，不揀選貨物時撥爪旋轉收起，取貨時貨叉撥爪旋轉到指定位置，通過貨叉的收縮可以將貨物放置到揀選裝置上。
[0017]一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，包括堆垛機以及控制堆垛機的上位機系統，其特征是還包括與堆垛機的貨叉結合成一體，配有與控制堆垛機上位機系統協同通信的揀選裝置。
[0018]所述的揀選裝置，包括:
[0019]與堆垛機貨叉結合成一體的底盤，所述底盤的上表面設置單件貨物的導向桿和導向板，以及框架和安裝在框架上的伸縮貨叉裝置；
[0020]所述底盤中間安裝控制電腦以及蓄電池；
[0021]所述底盤下面設置有與貨叉相連的定位機構。
[0022]定位裝置還包括電力和數據線接口裝置。
[0023]伸縮貨叉裝置包括依次相連的至少三節伸縮貨叉，驅動伸縮貨叉的電機，一節伸縮貨叉與框架固定連接；伸縮貨叉前端設置的前撥爪以及前撥爪電機；伸縮貨叉后部設置的后撥爪以及后撥爪電機。
[0024]工作過程如下:
[0025]1、整托盤貨物的出入庫以及空托盤移載
[0026]整托盤貨物出入庫以及空托盤移載時，揀選裝置放置在揀選裝置放置平臺上，堆垛機通過其固有貨叉根據上位機的指示即可實現整托盤貨物的出入庫以及空托盤移載；
[0027]2、單件貨物的出庫
[0028]上位機將揀選命令發送給堆垛機，堆垛機行駛到指定位置通過貨叉的伸縮將揀選裝置運載到堆垛機載貨臺上，揀選裝置上設置的定位機構將揀選裝置與堆垛機載貨臺穩定的固定在一起；
[0029]揀選裝置固定后上位機發出指令，堆垛機通過行走和抬升尋找到托盤貨物所在的貨架的層數和列數，與此同時揀選裝置根據指令對單件貨物的位置進行定位，當堆垛機連同揀選裝置行駛到指定的位置后，揀選裝置通過伸縮貨叉裝置的運轉可以將需要的單件貨物取放到揀選裝置底盤上；
[0030]貨物放置完畢后，上位機發出指令，堆垛機協同揀選裝置將單件貨物放置到出庫棧臺上。
[0031]本實用新型所述的方法及設備，可以對單件貨物進行揀選，省去了不必要的二次揀選，提高了揀選效率，降低了成本，后期的使用維護方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1整體布局圖。
[0033]圖2堆垛機協同揀選裝置取貨示意圖。
[0034]圖3堆垛機協同揀選裝置放貨示意圖。
[0035]圖4揀選裝置結構圖。
[0036]圖5揀選裝置取貨示意圖。
[0037]圖6揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖。
[0038]圖7揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖。
[0039]圖8揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖。
[0040]圖9揀選裝置放貨示意圖。
[0041]圖10揀選裝置放貨示意圖。
[0042]圖11工作流程圖。
[0043]圖中:1.地軌2.揀選裝置放置平臺3.揀選裝置4.堆垛機載貨臺5.堆垛機貨叉6.供電底板7.堆垛機8.天軌9.貨架10.單件貨物11.托盤12.出庫棧臺13.底盤14.框架15.導向桿16.導向板 17.伸縮貨叉裝置18.伸縮貨叉電機 19.后撥爪20.后撥爪電機21.前撥爪電機22.前撥爪23.蓄電池24.控制電腦25.撥爪電機固定板26.撥爪電機鉸支座27.伸縮阻擋28.定位銷29.集電器30.伸縮貨叉底叉31.導向輪32.伸縮貨叉中叉33.伸縮貨叉上叉34.鏈條35.導向鏈輪36.伸縮貨叉電機固定板37.伸縮貨叉電機鏈輪38.鏈輪固定鉸支座。
【具體實施方式】
[0044]實施例參見附圖1-10。
[0045]一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，包括堆垛機以及控制堆垛機的上位機系統，其特征是還包括與堆垛機的貨叉結合成一體，配有與控制堆垛機上位機系統協同通信的揀選裝置。
[0046]所述的揀選裝置，包括:
[0047]與堆垛機貨叉結合成一體的底盤，所述底盤的上表面設置框架和安裝在框架上的伸縮貨叉裝置；[0048]所述底盤中間安裝控制電腦以及蓄電池；
[0049]所述底盤下面設置有與貨叉相連的定位機構。
[0050]底盤下面設置電力和數據線接口裝置。
[0051]伸縮貨叉裝置包括依次相連的至少三節伸縮貨叉，驅動伸縮貨叉的電機，一節伸縮貨叉與框架固定連接；伸縮貨叉前端設置的前撥爪以及前撥爪電機；伸縮貨叉后部設置的后撥爪以及后撥爪電機。
[0052]伸縮貨叉裝置的伸縮貨叉主要由伸縮貨叉底叉，伸縮貨叉中叉，伸縮貨叉上叉三節構成；
[0053]伸縮貨叉中叉兩側開有導向槽，伸縮貨叉底叉以及伸縮貨叉上叉靠近伸縮貨叉中叉開有導向槽的一側，均固定有若干導向輪，導向輪與伸縮貨叉中叉的導向槽配合；
[0054]伸縮貨叉裝置設置驅動機構，包括導向輪31，鏈條34，導向鏈輪35，伸縮貨叉電機固定板36，伸縮貨叉電機鏈輪37，以及鏈輪固定鉸支座38構成；
[0055]撥爪電機由撥爪電機固定板固定在伸縮貨叉裝置上，撥爪電機輸出軸通過撥爪電機鉸支座鉸支；
[0056]底盤的底部設置有用于蓄電池充電的集電器以及用于底盤與堆垛機貨叉定位的定位銷；
[0057]底盤前端設置有縮入底盤內部，伸出底盤一定距離的伸縮阻擋；
[0058]底盤上面設置有可以對單件貨物進行導向的導向桿以及導向板。
[0059]1.整個系統描述:
[0060]如圖1整體布局圖所示:堆垛機7在天軌8與地軌I之間行走，揀選裝置3可以放置在揀選裝置放置平臺2上，揀選裝置放置平臺2上具有充電裝置可以對揀選裝置3進行充電，堆垛機7上布置有堆垛機載貨臺4，堆垛機載貨臺4上具有可以伸縮的堆垛機貨叉5，以及供電底板6，成垛單件貨物10以及托盤11放置在貨架9上，通過堆垛機7以及揀選裝置3揀選出的單件貨物10可以放置在出庫棧臺12上進行下一道工序。
[0061]2.揀選裝置的描述:
[0062]( I)揀選裝置的結構
[0063]如圖4揀選裝置結構圖以及圖5揀選裝置取貨示意圖所示:伸縮貨叉裝置17通過框架14固定在底盤13上，伸縮貨叉裝置17由可以伸縮貨叉以及可以起落的撥爪構成，伸縮貨叉電機18控制伸縮貨叉裝置17的伸縮，后撥爪電機20控制后撥爪的起落，前撥爪電機21控制前撥爪22的起落。撥爪電機由撥爪電機固定板25固定在伸縮貨叉裝置17上，撥爪電機輸出軸通過撥爪電機鉸支座26鉸支。底盤13內部設置有蓄電池23以及控制電腦24，底部設置有用于蓄電池23充電的集電器29以及用于底盤與堆垛機貨叉定位的定位銷28，前端設置有可以縮入底盤13內部，可以伸出底盤一定距離的伸縮阻擋27，上方設置有可以對單件貨物10進行導向的導向桿15以及導向板16。
[0064](2)結合【專利附圖】

【附圖說明】揀選裝置伸縮貨叉裝置結構及原理
[0065]如圖5揀選裝置取貨示意圖以及圖6揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖所示:伸縮貨叉裝置17伸縮貨叉主要由伸縮貨叉底叉30，伸縮貨叉中叉32，伸縮貨叉上叉33，導向輪31，鏈條34，導向鏈輪35，伸縮貨叉電機固定板36，伸縮貨叉電機鏈輪37，以及鏈輪固定鉸支座38構成。伸縮貨叉中叉32兩側開有導向槽，伸縮貨叉底叉30以及伸縮貨叉上叉33在伸縮貨叉中叉32開有導向槽側均固定有若干導向輪31，導向輪31與伸縮貨叉中叉32的導向槽可以形成很好的配合使得貨叉間的相對運動十分平穩。伸縮貨叉電機18通過伸縮貨叉電機固定板36固定在伸縮貨叉底叉30上，其輸出軸上固定有伸縮貨叉電機鏈輪37，導向鏈輪35鉸支在鏈輪固定鉸支座38上，鏈輪固定鉸支座38固定在伸縮貨叉底叉30上。如圖所示鏈條34依次繞過伸縮貨叉電機鏈輪37，導向鏈輪35以及伸縮貨叉中叉32兩端。伸縮貨叉電機鏈輪37通過伸縮貨叉電機18正反轉可以帶動伸縮貨叉中叉32左右移動。
[0066]如圖7揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖所示伸縮貨叉底叉30固定不動，當伸縮貨叉中叉32向左移動時，通過圖示特定的鏈條以及導向鏈輪的布置方法，伸縮貨叉上叉33也會向左移動且移動距離為伸縮貨叉中叉32移動距離的2倍。特定的鏈條以及導向鏈輪的布置方法是指導向鏈輪35鉸支在鏈輪固定鉸支座38上并與其構成一個鏈條導向組，如圖示鏈條導向組一組固定在伸縮貨叉底叉30前端，另一組固定在伸縮貨叉中叉32后端，鏈條一端固定在伸縮貨叉上叉33前端，一端固定在伸縮貨叉中叉32后端并依次繞過兩個導向鏈輪35。
[0067]如圖8揀選裝置伸縮貨叉裝置結構原理圖所示伸縮貨叉底叉30固定不動，當伸縮貨叉中叉32向右移動時，通過圖示特定的鏈條以及導向鏈輪的布置方法，伸縮貨叉上叉33也會向右移動且移動距離為伸縮貨叉中叉32移動距離的2倍。特定的鏈條以及導向鏈輪的布置方法是指導向鏈輪35鉸支在鏈輪固定鉸支座38上并與其構成一個鏈條導向組，如圖示鏈條導向組一組固定在伸縮貨叉底叉30后端，另一組固定在伸縮貨叉中叉32前端，鏈條一端固定在伸縮貨叉上叉33后端，一端固定在伸縮貨叉中叉32前端并依次繞過兩個導向鏈輪35。
[0068](3)結合【專利附圖】

【附圖說明】揀選裝置的工作原理:
[0069]a.取貨
[0070]如圖1整體布局圖、圖2堆垛機協同揀選裝置取貨示意圖以及圖5揀選裝置取貨示意圖所示:當堆垛機7以及堆垛機貨叉5到達指定位置后，伸縮貨叉電機18控制伸縮貨叉中叉32以及伸縮貨叉上叉33前伸，同時伸縮阻擋27前伸一定距離用于阻擋第二件貨物，貨叉前伸到位后，前撥爪電機21運行，控制前撥爪22落下，撥爪22到位后，伸縮貨叉電機18控制伸縮貨叉中叉32以及伸縮貨叉上叉33后縮將第一件貨物取入導向板16適當位置，揀選裝置3取貨的過程中后撥爪電機20處于初始狀態，后撥爪19抬起。
[0071]b.放貨
[0072]如圖1整體布局圖、圖3堆垛機協同揀選裝置放貨示意圖以及圖6揀選裝置放貨示意圖所示:當堆垛機7以及堆垛機貨叉5到達指定位置后，伸縮貨叉電機18控制伸縮貨叉中叉32以及伸縮貨叉上叉33后縮，單件貨物10在前撥爪22的撥動下進入出庫棧臺12，貨物放置完成后，貨叉及撥爪恢復到初始位置進行下一件貨物的揀選。
[0073]堆垛機協同揀選裝置揀選件煙的工作流程:
[0074](I)工作流程以及信號傳遞
[0075]結合圖8工作流程圖對本實用新型工作流程進行進一步說明:上位機將揀選任務發送給堆垛機，堆垛機作為主站可以執行上位機發送的任務并且可以將任務拆解發送給揀選裝置。當堆垛機和智能揀選機構均到位后，智能揀選機構找到指定的單件貨物開始執行揀選命令揀選單件貨物。貨物到達揀選裝置內部時，揀選裝置內部的傳感器對單件貨物的位置進行判斷，如果貨物到位，揀選裝置完成單件貨物的揀選，貨物被堆垛機以及揀選裝置移載道指定的地點，傳感器檢測貨物到位則表示需要的單件貨物已經完成揀選出庫，堆垛機協同揀選裝置在上位機的指令下進行下一次揀選。
[0076](2)工作過程示意
[0077]a.取貨
[0078]如圖1整體布局圖、圖2堆垛機協同揀選裝置取貨示意圖以及圖5揀選裝置取貨示意圖所示:當堆垛機7收到取貨指令后，堆垛機7運行到揀選裝置放置平臺2處將揀選裝置3取入堆垛機載貨臺4，堆垛機上載貨臺上的供電底板6配合揀選裝置上的集電器29對揀選裝置進行供電，由于揀選裝置3底部設置有定位銷28，堆垛機貨叉5上設置有與之相配合的孔，揀選裝置3可以與堆垛機7精確穩定的固定在一起。當堆垛機7行駛到指定位置，與此同時載貨臺4升至指定高度，揀選裝置3對單件貨物定位完成后，開始執行如上所述揀選裝置的取貨過程。
[0079]b.放貨
[0080]如圖1整體布局圖以及圖3堆垛機協同揀選裝置放貨示意圖所示:堆垛機協同揀選裝置取貨完成后，堆垛機7行駛至指定位置，堆垛機載貨臺4升降至指定高度，開始執行如上所述揀選裝置的放貨過程。放貨完成后，堆垛機開始實行下一個指令。
[0081]c.空托盤移載
[0082]如圖1整體布局圖所示:當托盤11上的貨物取完后需對空托盤進行移載處理，堆垛機7接收到指令后，行駛至指定位置，將揀選裝置3放置在揀選裝置放置平臺2上，此時通過堆垛機貨叉的伸縮便可對空托盤進行移載，此過程與傳統堆垛機取放貨的過程一致。
[0083]另一實施例:
[0084]放貨如如圖1整體布局圖、圖5揀選裝置取貨示意圖以及圖10揀選裝置放貨示意圖所示，揀選裝置還可向堆垛機另一側放貨，當堆垛機7以及堆垛機貨叉5到達指定位置后，前撥爪電機21運行，控制前撥爪22升起，同時后撥爪電機20運行使后撥爪19落下，伸縮貨叉電機18運行，控制伸縮貨叉中叉32以及伸縮貨叉上叉33前伸適當距離將單件貨物10放置到出庫棧臺12上。
[0085]本實用新型的第三實施例中，伸縮貨叉可以采用電缸機構組成，由伺服電機驅動的滾珠絲桿帶動的伸縮套管構成，可采用市售的組裝成品，無需費力自制。
【權利要求】
1.一種用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，包括堆垛機以及控制堆垛機的上位機系統，其特征是還包括揀選裝置，所述的揀選裝置，包括: 與堆垛機貨叉結合成一體的底盤，所述底盤的上表面設置框架和安裝在框架上的伸縮貨叉裝置； 所述底盤中間安裝控制電腦以及蓄電池； 所述底盤下面設置有與貨叉相連的定位機構。
2.根據權利要求1所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的底盤下面設置電力和數據線接口裝置。
3.根據權利要求1所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的伸縮貨叉裝置包括依次相連的至少三節伸縮貨叉，驅動伸縮貨叉的電機，一節伸縮貨叉與框架固定連接；伸縮貨叉前端設置的前撥爪以及前撥爪電機；伸縮貨叉后部設置的后撥爪以及后撥爪電機。
4.根據權利要求3所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的伸縮貨叉裝置的伸縮貨叉主要由伸縮貨叉底叉，伸縮貨叉中叉，伸縮貨叉上叉三節構成； 伸縮貨叉中叉兩側開有導向槽，伸縮貨叉底叉以及伸縮貨叉上叉靠近伸縮貨叉中叉開有導向槽的一側，均固定有若干導向輪，導向輪與伸縮貨叉中叉的導向槽配合。
5.根據權利要求3所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的伸縮貨叉裝置設置驅動機構，包括導向輪(31)，鏈條(34)，導向鏈輪(35)，伸縮貨叉電機固定板(36)，伸縮貨叉電機鏈輪(37)，以及鏈輪固定鉸支座(38)構成。
6.根據權利要求3所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的撥爪電機由撥爪電機固定板固定在伸縮貨叉裝置上，撥爪電機輸出軸通過撥爪電機鉸支座鉸支。
7.根據權利要求1所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的底盤的底部設置有用于蓄電池充電的集電器以及用于底盤與堆垛機貨叉定位的定位銷。
8.根據權利要求1所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的底盤前端設置有縮入底盤內部，伸出底盤一定距離的伸縮阻擋；底盤上面設置有可以對單件貨物進行導向的導向桿以及導向板。
9.根據權利要求4所述的用于自動化托盤立庫中單件貨物的揀選設備，其特征是所述的伸縮貨叉可以采用電缸機構組成，由伺服電機驅動的滾珠絲桿帶動的伸縮套管構成。
【文檔編號】B65G1/137GK203740440SQ201320836375
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】吳耀華, 蔣霞, 張小藝, 張貽弓, 李廣勇 申請人:山東蘭劍物流科技股份有限公司