仓储系统及物料箱存取方法与流程

本发明涉及仓储技术领域，具体涉及一种仓储系统及物料箱存取方法。

背景技术：

码垛机是现代立体仓库中执行出库入库操作的关键部件，其取放的物流箱通常为标准的物流箱。传统的码垛机取放物流箱结构采用链条驱动的倍速机构，该结构要求物流箱底部有容纳货叉的空间，同时码垛机具有体积大、所占的空间较大、自身重量大及刚性要求高等特点，且在实际运行过程中容易出现危险；同时，传统的码垛机一次只能取放一个物流箱，工作效率低，不能适应现代大型立体仓储管理的要求。

因此，有必要提供一种新的仓储系统解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种工作效率高、空间利用率高的仓储系统。

本发明的技术方案如下：一种仓储系统，包括码垛设备和设于所述码垛设备两侧的货架，所述码垛设备包括水平运动导轨、设于所述水平运动导轨且沿所述水平运动导轨滑动的垂直运动导轨、设于所述垂直运动导轨并沿所述垂直运动导轨做升降运动的码垛机；

所述码垛机包括支架、设于所述支架的多个并列设置的载物盘及设于所述支架并与所述载物盘相对间隔设置且与所述载物盘一一对应的多个机械手机构；

所述机械手机构包括与所述支架连接的滑动单元、与所述滑动单元连接的机械手及用于驱动所述滑动单元运动的动力装置，所述机械手包括相对设置的用于推或拉所述物流箱的第一机械手爪和对应用于拉或推所述物流箱的第二机械手爪、以及用于驱动所述第一机械手爪或/和第二机械手爪转动的驱动装置。

优选的，所述载物盘与所述货架的对应仓位衔接。

优选的，所述载物盘包括底板和分别设于所述底板两端的滚筒，所述滚筒与所述货架的对应仓位衔接。

优选的，所述驱动装置包括分别驱动所述第一机械手爪和所述第二机械手爪转动的第一电机和第二电机。

优选的，所述第一机械手爪的数量为两个，所述第二机械手爪的数量为两个。

优选的，所述滑动单元包括设于所述支架的滑轨和与所述滑轨配合连接的滑块，所述动力装置驱动所述滑块沿所述滑轨运动，所述机械手与所述滑块连接。

优选的，所述动力装置包括第三电机、由所述第三电机驱动的主动链轮、与所述主动链轮相对设置的从动链轮以及与所述主动链轮和所述从动链轮啮合连接的链条，所述滑块与所述链条连接。

优选的，多个所述载物盘为一体结构或分体结构。

基于所述仓储系统，本发明还提供一种物流箱存取方法。所述物流箱存取方法包括如下步骤：

步骤一、将码垛机输送至与货架对应的存取位置

所述垂直运动导轨沿所述水平运动导轨移动，使所述码垛机移位至与所述货架对应的存取列；所述码垛机沿所述垂直运动导轨做升降运动，使所述码垛机移位至于所述货架对应存取层；

步骤二、物流箱存取操作，将所述载物盘上的物流箱存放至所述货架上对应仓位，或将所述货架上对应仓位的物流箱移取至所述载物盘，其中将所述货架上对应仓位的物流箱移取至所述载物盘包括如下步骤：

所述滑动单元将所述第一机械手爪移位至对应仓位的所述物流箱处；

所述驱动装置驱动所述第一机械手爪卡住所述物流箱靠近所述载物盘一侧的内侧壁；

所述滑动单元带动所述机械手移动，使所述第一机械手爪拉动所述物流箱向所述载物盘方向运动，将所述物流箱部分移位至所述载物盘；

所述滑动单元带动所述机械手反向移动，使所述第二机械手爪抵达所述物流箱的所述内侧壁；

所述驱动装置驱动所述第二机械手爪卡住所述物流箱的所述内侧壁；

所述滑动单元再次反向运动带动所述机械手移动，使所述第二机械手爪推动所述物流箱向所述载物盘方向运动，将所述物流箱全部移位至所述载物盘；

将所述载物盘上的物流箱存放至所述货架上对应仓位包括如下步骤：

所述滑动单元将所述第二机械手爪移位至对所述载物盘上所述物流箱的远离对应仓位一侧的外侧壁；

所述滑动单元带动带动所述机械手移动，使所述第二机械手爪拉动所述物流箱向对应仓位方向运动，将所述物流箱部分移位至所述仓位；

所述滑动单元带动所述机械手反向移动，使所述第一机械手爪抵达所述物流箱的所述外侧壁；

所述驱动装置驱动所述第一机械手爪卡住所述物流箱的所述外侧壁；

所述滑动单元再次反向运动带动所述机械手移动，使所述第一机械手爪推动所述物流箱向所述货架方向运动，将所述物流箱全部移位至所述货架的对应仓位。

优选的，所述第一机械手爪推或拉所述物流箱的行程与所述第二机械手爪拉或推所述物流箱的行程之和等于所述物流箱沿运动轨迹方向的长度。

相较于现有技术，本发明提供的仓储系统有益效果在于：

一、将所述码垛设备设于两排货架之间，所述码垛设备包括水平运动导轨、沿所述水平运动导轨移动的垂直运动导轨及沿所述垂直运动导轨升降运动的码垛机，实现对货架上任意列、任意层的物流箱拿取以及将物流箱存放至所述货架的任意列、任意层，方便快捷。

二、所述码垛机包括多个并列设置的载物盘及与所述载物盘一一对应的多个机械手机构，使所述码垛设置可同时存取多个物流箱，提高了所述仓储系统的工作效率。

三、通过所述机械手机构的设置，码垛机在取物流箱时，先由第一机械手爪卡住物流箱的内侧壁，滑动单元带动机械手运动，从而使所述第一机械手爪拉动物流箱运动使其部分移出货架；所述驱动装置驱动所述第二机械手爪收起，且所述滑动单元带动所述机械手反向运动，使所述第二机械手爪运动至物流箱内侧壁，所述驱动装置驱动所述第二机械手爪卡住物流箱内侧壁，滑动单元带动机械手再次反向运动，从而使所述第二机械手爪推动物流箱运动使其全部移出货架并位于载物盘上；码垛机存放物流箱的动作与取物流箱动作相反。通过所述机械手机构的设计，实现推拉式取放物流箱，在不降低码垛机可靠性和工作效率的前提下，极大的减小了自身重量，节约了能源和成本；同时节省了码垛机的工作空间，使立体仓库发挥更大的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明提供的仓储系统的结构示意图；

图2为图1所示的仓储系统中码垛设备的结构示意图；

图3为图2所示码垛设备中码垛机的结构示意图；

图4为图3所示码垛机的部分结构示意图；

图5为图4所述码垛机中机械手机构的结构示意图；

图6为图3所示码垛机取物流箱步骤的第一种状态结构示意图；

图7为图3所示码垛机取物流箱步骤的第二种状态结构示意图；

图8为图3所示码垛机取物流箱步骤的第三种状态结构示意图；

图9为图3所示码垛机取物流箱步骤的第四种状态结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明提供的仓储系统的结构示意图。所述仓储系统100包括相对设置的两排货架1和设于两排所述货架1之间的码垛设备2，所述货架1包括若干个用于存放物流箱200的仓位11，组成X列Y层结构。所述码垛设备2用于将所述物流箱200存放至所述货架1的对应仓位或将所述货架1上对应仓位的所述物流箱200取出。

请参阅图2，为图1所示的仓储系统中码垛设备的结构示意图。所述码垛设备2包括水平运动导轨21、垂直运动导轨22及码垛机23。

所述水平运动导轨21固定安装于两排所述货架1之间，其长度根据所述货架1的规格调整；所述垂直运动导轨22设于所述水平运动导轨21，并沿所述水平运动导轨21的延伸方向滑动，所述垂直运动导轨22呈龙门架结构，使所述码垛设备2运行更稳定；所述码垛机23设于所述垂直运动导轨22，并沿所述垂直运动导轨22做升降运动。通过所述水平运动导轨21和所述垂直运动导轨22，可将所述码垛机23输送至与所述货架1上任意的所述仓位11对应的位置。

请再结合参阅图3、图4、图5，其中图3为图2所示码垛设备中码垛机的结构示意图；图4为图3所示码垛机的部分结构示意图；图5为图4所述码垛机中机械手机构的结构示意图。所述码垛机23包括支架231、设于所述支架的载物盘232及机械手机构233。

所述支架231包括支架主体2311、连接板2312和固定板2313。所述支架主体2311为框架结构，其两侧与所述垂直运动导轨22连接；所述连接板2312固定于所述支架主体2311，所述固定板2313固定于所述连接板2312，且所述固定板2313与所述连接板2312垂直设置。所述连接板2312和所述固定板2313的数量分别为多个，分别与所述机械手机构233相对应。

所述载物盘232的数量为多个，且多个所述载物盘232并列设置；多个所述载物盘232为分体结构或一体结构，当其为分体结构时，所述码垛设备2使用更灵活。

所述载物盘232包括地板2321和滚筒2322，每个所述载物盘232对应的所述滚筒数量2322为两个，分别设于所述底板2321沿物料输送线方向的两端，所述滚筒2322用于与所述货架1的所述仓位11衔接，同时用于减轻所述物料箱200运动过程中底部所受摩擦力，从而可减小驱动物流箱运动的动力，节约能源。

所述机械手机构233设于所述载物盘232上方，且所述载物盘232相对间隔设置；所述机械手机构233的数量为多个，与所述载物盘232一一对应。本实施方式中，所述载物盘232和所述机械手机构233的数量分别为三个，对应的，所述连接板2312和所述固定板2313的数量均为三个。多个所述机械手机构233的设置，可实现同时存取多个物流箱，从而提高工作效率。

每一所述机械手机构233包括机械手2331、与所述机械手2331连接的滑动单元2332及驱动所述滑动单元2332运动的动力装置2333，所述滑动单元2332带动所述机械手2331运动。

所述机械手2331包括安装板23311、第一机械手爪23312、第二机械手爪23313及驱动装置23314。所述驱动装置23314设于所述安装板23311，所述第一机械手爪23312和所述第二机械手爪23313分布于所述安装板23311的沿物料输送线方向的相对两侧，并由所述驱动装置23314驱动其转动。

所述第一机械手爪23312用于推或拉所述物流箱，对应的，所述第二机械手爪23313用于拉或推所述物流箱。所述第一机械手爪23312和第二机械手爪23313的数量分别为两个，可分散对物流箱的作用力，从而达到降低能耗的作用。所述驱动装置23314包括第一电机23315和第二电机(未标号)，所述第一电机23315和所述第二电机分别驱动所述第一机械手爪23312和第二机械手爪23313转动，使所述第一机械手爪23312和所述第二机械手爪23313收起或旋转放下用于卡住物流箱。所述第一电机23315和所述第二电机均为伺服电机。

所述滑动单元2332包括滑轨23321、滑块23322。所述滑轨23321设于所述固定板2313，所述滑块23322与所述滑轨23321配合连接。

所述动力装置2333驱动所述滑块23322沿所述滑轨23321的延伸方向运动。所述动力装置2333包括第三电机23331、由所述第三电机23331驱动的主动链轮23332、与所述主动链轮23332相对设置的从动链轮23333、与所述主动链轮23332和所述从动链轮23333啮合连接的链条23334，所述链条23334由所述主动链轮23332和所述从动链轮23333带动传动。

所述滑块23322的一端与所述链条23334连接，由所述链条23334带动其沿所述滑轨23321运动。所述机械手2331与所述滑块23322的另一端连接，使所述机械手2331由所述滑动单元2332带动其运动。

基于所述仓储系统100，本发明还提供一种物流箱的存取方法。

步骤S1、将码垛机输送至与货架对应的存取位置

所述垂直运动导轨22沿所述水平运动导轨21移动，使所述码垛机23移位至与所述货架1对应的存取列；所述码垛机23沿所述垂直运动导轨22做升降运动，使所述码垛机23移位至于所述货架1对应存取层；即按目标位置将所述码垛机23输送至准确的存取位置，如X列Y层；

步骤S2、所述码垛机进行物流箱存取动作，将所述载物盘上的物流箱存放至所述货架上对应仓位，或将所述货架上对应仓位的物流箱取至所述载物盘；

请结合参阅图6至图9，其中图6为图3所示码垛机取物流箱步骤的第一种状态结构示意图；图7为图3所示码垛机取物流箱步骤的第二种状态结构示意图；图8为图3所示码垛机取物流箱步骤的第三种状态结构示意图；图9为图3所示码垛机取物流箱步骤的第四种状态结构示意图。将所述物流箱200从所述仓位11取出的步骤如下：

步骤S21、所述第一电机23315工作将所述第一机械手爪23312收起；

步骤S21、所述滑动单元2332工作带动所述机械手2331移动，所述第一机械手爪23312运动至所述物流箱200的上方，所述第一电机23315再次转动，带动所述第一机械手爪23312转动，并卡住所述物流箱200的内侧壁；

步骤S23、所述滑动单元2332运动，使所述第一机械手爪23312拉动所述物流箱200向所述载物盘232方向运动，将所述物流箱200的一半长度移位至所述载物盘232，所述滑动单元2332停止运动；

步骤S24、所述第二电机工作将所述第二机械手爪23313收起；

步骤S25、所述滑动单元2332反向运动带动所述机械手2331反向移动，所述第二机械手爪23313运动至所述物流箱200的上方，所述第二电机再次转动，带动所述第二机械手爪23313卡住所述物流箱200的内侧壁(该步骤中的内侧壁与上一步骤中所述第一机械手爪23312卡住的内侧壁为同一内侧壁)；

步骤S26、所述滑动单元2332再次反向运动，使所述第二机械手爪23313推动所述物流箱向所述载物盘232方向运动，将所述物流箱200全部移位至所述载物盘232。

所述物流箱200从所述载物盘232存放至所述仓位11的工作原理与取物流箱的工作原理相似，具体步骤如下：

S21＇、所述第二电机工作将所述第二机械手爪23313收起；

S22＇、所述滑动单元2332工作带动所述机械手2331移动，所述第二机械手爪23313运动至所述物流箱200远离所述仓位11端的外部，所述第二电机再次转动，带动所述第二机械手爪23313卡住所述物流箱的外侧壁；

S23＇、所述滑动单元2332运动，使所述第二机械手爪23313拉动所述物流箱200向所述仓位11方向运动，将所述物流箱的一半长度移位至所述仓位11，所述滑动单元2332停止运动；

S24＇、所述第一电机23315工作将所述第一机械手爪23312收起；

S25＇、所述滑动单元2332反向运动带动所述机械手2331反向移动，所述第一机械手爪23312运动至所述物流箱外侧壁的上方，所述第一电机23315再次转动，带动所述第一机械手爪23312卡住所述物流箱200的外侧壁(该步骤中的外侧壁与上一步骤中所述第二机械手爪23313卡住的外侧壁为同一外侧壁)；

S26＇、所述滑动单元2332再次反向运动，使所述第一机械手爪23312推动所述物流箱200向所述仓位11方向运动，将所述物流箱200全部推至所述仓位11。

本实施方式中，所述载物盘232与所述仓位11衔接，所述第一机械抓手23312推或拉所述物流箱200的行程与所述第二机械手爪23313拉或推所述物流箱200的行程之和等于所述物流箱沿运动轨迹方向的长度。通过采用推拉式移动所述物流箱的方式，使所述机械手2331的运动轨迹缩短，从而节省了所述码垛机23的工作空间。

除上述实施方式外，所述驱动装置23314可以为一个伺服电机，由其驱动所述第一机械手爪23312和所述第二机械手爪23313同时收起或旋转放下，使其中的一个机械手爪卡住物流箱，另一个机械手爪不工作。

相较于现有技术，本发明提供的仓储系统有益效果在于：

一、将所述码垛设备2设于两排货架1之间，所述码垛设备2包括水平运动导轨21、沿所述水平运动导轨21移动的垂直运动导轨22及沿所述垂直运动导轨22升降运动的码垛机23，实现对货架1上任意列、任意层的物流箱拿取以及将物流箱存放至所述货架的任意列、任意层。

二、所述码垛机23包括多个并列设置的载物盘232及与所述载物盘232一一对应的多个机械手机构232，使所述码垛设置2可同时存取多个物流箱，提高了所述仓储系统的工作效率。

三、通过所述机械手机构232的设置，码垛机23在取物流箱时，先由第一机械手爪23312卡住物流箱的内侧壁，滑动单元2332带动机械手2331运动，从而使所述第一机械手爪23312拉动所述物流箱200运动使其部分移出货架；所述驱动装置23314驱动所述第二机械手爪23313收起，且所述滑动单元2332带动所述机械手2331反向运动，使所述第二机械手爪23313运动至物流箱内侧壁，所述驱动装置23314驱动所述第二机械手爪23313卡住物流箱内侧壁，滑动单元2332带动机械手2331再次反向运动，从而使所述第二机械手爪23313推动所述物流箱200运动使其全部移出货架并位于载物盘上；码垛机存放所述物流箱200的动作与取物流箱动作相反。通过所述机械手机构232的设计，实现推拉式取放物流箱，在不降低码垛机可靠性和工作效率的前提下，极大的减小了自身重量，节约了能源和成本；同时节省了码垛机的工作空间，使立体仓库发挥更大的功能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。