一种垂直升降式自动存取装置的制作方法

本发明属于货物智能存取领域，尤其涉及一种垂直升降式自动存取装置。

背景技术：

城市人口多，物品资源多，如何高效利用空间，合理收纳物品成为一个热点话题。城市空间宝贵，寸土寸金，充分利用空间成为了一种必然趋势。比如沿街店铺或地摊，店铺或地摊占地面积小，但是，需要很多货物要存储，直接堆码在地面或货架上，影响美观，不整齐，不便于给客人提供清洁、舒畅的购物环境。

城市居家房价高，室内空间充分利用也很重要，现在提高存储空间的手段仅仅还停留在打吊柜，吊柜的深度不宜太深，否则不方便拿取存放在最里面的东西，这就大大限制了存放空间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对目前货物存放难的问题提供了一种垂直升降式自动存取装置和方法，其采用立体存放库的方式，节省了存放空间，缓解货物堆积挤压的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种垂直升降式自动存取装置，包括立体存放库和操作面板，立体存放库内部一侧沿竖直方向均布有若干存放台，另一侧设置存取机构，存放台上设置有存放台外槽，存放台外槽内滑动设置有存放台内槽，每个存放台内槽中均设置有压力传感器，用于判断存放台内槽中是否已经存放货物；

存取机构包括升降装置和水平移动装置，所述升降装置包括滚珠丝杠副一，滚珠丝杠副一的滚珠丝杠一竖直设置且连接有驱动电机一；

水平移动装置包括移动台，移动台连接滚珠丝杠副一的丝杠螺母一，移动台朝向存放台的一侧设置有滑轨，滑轨内设置有滑台，滑台下方沿着滑台的滑动方向设置有滚珠丝杠副二，滚珠丝杠副二的滚珠丝杠二连接有驱动电机二，滚珠丝杠副二的丝杠螺母二与滑台固定连接；滑台上设置有用于抓取存放台内槽的抓取装置；

所述立体存放库内还固定设置有一限位滑杆，所述限位滑杆和滚珠丝杠平行，所述移动台滑动套设在限位滑杆上；

所述抓取装置包括滑台设置有朝向存放台伸出的锁插，锁插连接有步进电机，步进电机驱动锁插在竖直平面内转动；存放台内槽朝向滑台设置有用于和锁插相互钩嵌的锁扣；

所述立体存放库的顶部设置有用于移动台向上移出的出口，出口安装有库门。

优选地，所述操作面板设置有显示器、取货按钮、存货按钮和复位按钮以及执行控制器，所述执行控制器连接显示器、取货按钮、存货按钮、复位按钮、驱动电机一、驱动电机二和每个存放台内槽内的压力传感器，所有存放台顺序编号，并记录在执行控制器中。

优选地，所述存放台外槽或者存放台内槽设置有用于识别存放台内槽是否移动到位的红外探头，且该红外探头与执行控制器连接，用于将存放台内槽位置信息传递给执行控制器。

优选地，所述移动台设置有高度感应器，且高度感应器与执行控制器连接，用于将移动台的即时高度传递给执行控制器。

优选地，所述滑台设置有距离感应器，所述距离感应器与执行控制器连接，用于将滑台与执行操作的存放台内槽以及与移动台的距离信息传递给执行控制器。

优选地，所述锁扣处设置有锁紧传感器，所述距离感应器与执行控制器连接，用于检测锁插和锁扣的连接状态。

优选地，所述执行控制器与驱动电机一、驱动电机二和步进电机均为反馈连接；执行控制器控制驱动电机一、驱动电机二和步进电机的开关。

本发明中的执行控制器选用stc系列单片机。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、智能立体存放库可以个性化设计。因地制宜，根据不同环境即可单台安装智能立体地下车库，又可多台安装。产品可安装于室内地下或者户外适当位置；

2、本发明实现自动操作，工作连贯，一键式操作，智能化程度高，每个动作执行到位后，均有对应的感应器感应到，即时传递给执行控制器，开启下一个动作，一气呵成所有操作，节省时间；

3、快捷方便，省时省力，无需人工停靠，自动有序存取；

4、智能地下立体存放库采取全封闭模式，防风防雨，与露天存放相较而言安全性大大提高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中a处的放大图；

图3为本发明中锁扣和锁插的结构示意图；

图4为本发明的正视图；

图5为本发明的控制系统连接框图；

图6为本发明的取货流程图；

图7为本发明的存货流程图；

图中，1、立体存放库；11、出口；12、库门；13、限位滑杆；2、控制终端；21、显示屏；3、存放台；31、存放台外槽；32、存放台内槽；4、升降装置；41、滚珠丝杠一；42、丝杠螺母一；43、驱动电机一；5、水平移动装置；51、移动台；52、滑轨；53、滑台；54、滚珠丝杠二；55、丝杠螺母二；56、驱动电机二；6、锁插；61、锁扣；62、步进电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明旨在提供一种垂直升降式自动存取装置，如图1、2和3所示，包括立体存放库1，该立体存放库1设置于地面以下，其顶部于街道地面平齐。在顶部开设有出口11并在出口11处设置库门12，顶部一侧设置控制终端2，内置单片机作为执行控制器，其型号选用stc12系列，stc单片机具有抗干扰能力强、保密性能强悍、很难被破解且单片机时钟有防外部电磁辐射功能等优点；控制终端2上设置有触摸式的显示屏21，可供使用者触摸操控。

图1中立体存放库1内部的右侧沿竖直方向均布有若干存放台3，本实施例以两个存放台3为例，存放台3上设置有存放台外槽31，存放台外槽31内滑动设置有存放台内槽32；立体存放库1内部左侧为存取机构。

存取机构包括升降装置4和水平移动装置5，升降装置4包括滚珠丝杠副一，滚珠丝杠副一的滚珠丝杠一41竖直设置且通过皮带轮连接有驱动电机一43，丝杠螺母一42上连接移动台51；通过驱动电机一43带动滚珠丝杠一41转动来驱动丝杠螺母一42上下移动。

水平移动装置5包括连接在丝杆螺母一上的移动台51，移动台51上朝向存放台3设置有滑轨52，滑轨52内滑移连接有滑台53，滑台53下方沿着滑台53的滑动方向设置有滚珠丝杠副二，滚珠丝杠副二的滚珠丝杠二54通过联轴器连接有驱动电机二56，丝杠螺母二55与滑台53固定连接；通过驱动电机二56带动滚珠丝杠二54转动来驱动丝杠螺母二55水平移动。立体存放库1内还固定设置有一限位滑杆13，限位滑杆13和滚珠丝杠平行，移动台51滑动套设在限位滑杆13上，移动台51在限位滑杆13上滑动，移动台51可以更加的稳定的升降。

滑台53上设置有用于抓取存放台内槽32的抓取装置，抓取装置包括滑台53上朝向存放台3设置的锁插6，图1中锁插6左端连接有步进电机62，步进电机62驱动锁插6在竖直平面内转动；存放台内槽32朝向滑台53设置有用于和锁插6相互钩嵌的锁扣61。通过步进电机62驱动锁插6朝着一个方向转动，直到锁插6和锁扣61相互钩嵌，从而实现连接；反向转动时，能够将锁插6和锁扣61分离。

结合图5可见，本发明所有的存放台顺序编号，并将编号信息记录在执行控制器中，存放台内槽32上设置有压力传感器，所述压力传感器和控制器连接。压力传感器用于检测存放台内槽32中是否为已经存放货物，并将对应编号的存放台上是否存放货物信息传递给执行控制器，当执行控制器接收到存放货物信号时，能够准确搜索到空闲的存放台。以及记住存货的存放台编号，当收到取走某个编号的存放台上的货物时，能准确快速，定位到该编号的存放台，并将其移走。

所述存放台外槽或者存放台内槽设置有用于识别存放台内槽是否移动到位的红外探头，且该红外探头与执行控制器连接，用于将存放台内槽位置信息传递给执行控制器。红外探头用于识别存放台外槽和存放台内槽，当需要将存放台内槽从存放台外槽拉走时，当红外探头识别到存放台外槽和存放台内槽完全不接触，即存放台内槽完全进入到了滑台上，此时，启动驱动电机二，将滑台收回到移动台。所述滑台设置有距离感应器，所述距离感应器与执行控制器连接，用于将滑台与执行操作的存放台内槽以及与移动台的距离信息传递给执行控制器。当距离感应器感应到滑台完全移动到移动台上，启动驱动电机一，驱动移动台根据执行命令上升或者下降。

所述移动台设置有高度感应器，且高度感应器与执行控制器连接，用于将移动台的即时高度传递给执行控制器。当执行控制器给移动台发出移动到指定的某个编号的存放台时，高度感应器根据高度来判断，移动台是否移动到该指定的存放台位置，与其对齐，能够实现存放台内槽和滑台相水平对接移动。

锁紧传感器设置在锁扣61上，通过检测锁插6和锁扣61的连接状态来判定两者是否完全锁止。

所述执行控制器与驱动电机一、驱动电机二和步进电机均为反馈连接；执行控制器控制驱动电机一、驱动电机二和步进电机的开关。

本发明智能自动存取方法，包括存放操作和取货操作，其具体的执行过程如下：结合图6和图7，

a、存放，步骤如下：

初始位置下，移动台位于立体存放库的底部，滑台的初始位置位于移动台远离存放台的一端；

步骤a1，搜索空闲的存放台：点击存货按钮，执行控制器按照从上到下的顺序搜索空间的存放台，当搜索到一个空闲存放台时，停止搜索；

步骤a2，移出存放台内槽：开启驱动电机一将移动台移动至该存放台，与其水平对齐；然后，开启驱动电机二，驱动滑台朝向存放台内槽移动并对接；开启步进电机，步进电机驱动锁插转动使其与锁扣相互钩嵌；驱动电机二驱动滑台将其移动至初始位置，以将空闲存放台内槽拉到移动台上；然后驱动电机二驱动移动台向上移动，直至移出出口，停止；

步骤a3，存放货物：在存放台内槽中摆放货物，摆放结束后，点击复位按钮；

步骤a4，存放台内槽复位：执行控制器接收到复位指令，控制驱动电机一驱动移动台下降到该存放台内槽对应的存放台处，然后驱动电机二驱动滑台将该存放台内槽连同货物一起放入存放台内；步进电机驱动锁插转动使其与锁扣脱离钩嵌；驱动电机二将滑台拉回至移动台上；

步骤a5，移动台复位：待滑台复位至移动台上后，驱动电机一将移动台下降至初始位置；

b、取货，步骤如下：

步骤b1，取货定位：在显示器上输入需要取货的存放台编号，执行控制器收到该编号信息后，启动驱动电机一，将移动台移动至该编号的存放台，与其水平对齐，进入步骤b2；

步骤b2，取存放台内槽：驱动电机二驱动滑台与该存放台对接；步进电机驱动锁插转动，使其与锁扣相互钩嵌；驱动电机二驱动滑台回到移动台上，货物跟随存放台内槽进入到移动台；

步骤b3，货物送出立体存放库：驱动电机一驱动移动台上升，直到移出出口，停止；

步骤b4，取下货物：将货物从移动台上取下；取完后，点击复位按钮，进入步骤b5；

步骤b5，移动台复位：驱动电机一驱动滚珠丝杠一转动，移动台下降，直到移动到立体存放库底部。

步骤a1中定位到的空闲存放台的编号显示在显示器上，便于取货时，输入存货的存放台编号。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。