专利名称：智能货柜的制作方法
技术领域：
智能货柜技术领域[0001]本实用新型涉及一种物流处理设备领域中存取货物用的装置，尤其涉及一种可沿三个方向移动并进行货物存取的智能货柜。
背景技术：
[0002]物流小车在现有的物流处理设备中经常使用，尤其是在货柜的出入货口和各个货格之间进行货盒的运送应用中更是广泛，其可以快速的对货物进行输送与存取，极大简化了货物的存取过程，提高了输送效率。但是，现有的小车大部分只能实现两个方向的移动， 如竖直方向移动和水平方向移动，由于小车的移动方式而制约了货柜中货格的数量，降低了货柜的空间利用率，使储运损耗提高，输送效率降低。而且，现有智能小车的传动机构一般采用链条、链轮传动机构，这种传动机构在运输货物过程中会产生晃动，导致智能小车产生过大震动，导致安全隐患；同时，链条受载荷时会被拉长变形，其变形程度因运输的货物载荷不同而不同，因此对智能小车的精确定位产生很大影响。发明内容[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种智能货柜，其可在货柜中的智能小车沿三个方向移动并对不同位置的货物进行存取，有效地提高了对货物的存取效率及对空间的利用率，且在X向采用电机带动滚珠丝杠、滚珠丝杠带动滑块移动的传动结构，所以定位准确，运行平稳，噪声小。[0004]本实用新型的实现上述目的的一种智能货柜包括[0005]用于在货架上进行三维方向移动的智能小车；[0006]连接控制中心的上位机，用于根据用来配货的配货码或用来取货的取货码以及来自控制中心的配送信息，生成对下位机进行控制的控制程序；[0007]连接所述上位机的下位机，用于根据所述控制程序，驱动所述智能小车到达货架的任何一个货盒执行配货或者取货操作；[0008]其中所述上位机至少连接一个用来读取所述配货码或取货码的读卡机模块，以便上位机利用所读取的配货码或取货码查询所述配送信息，并按照查询的匹配结果生成所述控制程序。[0009]优选地，所述下位机分别连接有[0010]用来驱动智能小车的第三伺服电机的X轴伺服驱动器；[0011]用来驱动智能小车的第一伺服电机的Y轴伺服驱动器；[0012]用来驱动智能小车的第二伺服电机的Z轴伺服驱动器；[0013]用来驱动智能小车的第四伺服电机的旋转伺服驱动器；以及[0014]用来驱动货架仓门电机的的仓门驱动器。[0015]优选地，本实用新型的智能小车包括机座；安装在机座上的Y轴桁架；安装在Y 轴桁架上的Y轴传动机构；固定设置在Y轴传动机构上的Z轴桁架，其在Y轴传动机构的带动下在Y轴桁架上左右移动；安装在Z轴桁架上的Z轴传动机构；与Z轴传动机构连接的X 轴运动单元，其在Z轴桁架上上下移动；安装在X轴运动单元上用于提取货物的货叉机构， 该货叉机构在X轴运动单元上做前后移动并绕Z轴做旋转运动；其中,所述Y轴传动机构、 Z轴传动机构和X轴运动单元均和设于智能小车外部的控制系统相连。[0016]其中，所述Y轴传动机构包括固装在Y轴桁架上的Y轴导轨；底端面与Y轴导轨滑动连接的Y轴滑块，其顶端面与所述Z轴桁架固定连接；固装在Y轴桁架上的Y轴驱动机构，其驱动Y轴滑块及Z轴桁架在Y轴导轨上左右移动。[0017]其中，所述Z轴传动机构包括固装在Z轴桁架上的Z轴导轨；底端面与Z轴导轨滑动连接的Z轴滑块，其顶端面与X轴运动单元固定连接；固装在Z轴桁架上的Z轴驱动机构，其驱动Z轴滑块及X轴运动单元在Z轴导轨上上下移动。[0018]其中，所述X轴运动单元包括与Z轴滑块固定连接并在其带动下在Z轴导轨上上下移动的滑台支架；分别固设在滑台支架上的X轴驱动机构与X轴滑台；底端面与X轴滑台滑动连接的X轴滑块，其与X轴驱动机构连接并在其带动下可在X轴滑台上前后滑动；其中，所述货叉机构与X轴滑块连接并在X轴驱动机构的驱动下在X轴滑台上前后滑动。优选地，所述Y轴驱动机构包括固定安装在所述机座上的第一伺服电机；设置在机座上的主动齿形轮与从动齿形轮，其中主动齿形轮与第一伺服电机的输出轴连接；与主动齿形轮和从动齿形轮相轮啮合的齿形带；将齿形带安置在Y轴桁架上的齿形带固定装置，其与Z轴桁架固定连接。[0020]优选地，所述Z轴驱动机构包括固装在Z轴桁架上的第二伺服电机；与第二伺服电机输出轴连接的钢丝绳绕筒；套装在钢丝绳绕筒上的钢丝绳，其与所述滑台支架固定连接。[0021]优选地，所述X轴驱动机构包括固装在滑台支架上的第三伺服电机；与第三伺服电机输出轴连接的滚珠丝杠，且滚珠丝杠与所述X轴滑块连接。[0022]优选地，所述货叉机构包括与X轴滑块连接的货叉固定架；与货叉固定架固定连接的输送货物的货叉，其上设有可吸附货物的电磁铁。[0023]进一步地，所述货叉机构还设有使其旋转的旋转装置，其包括固装在X轴滑块上的旋转装置支座；固装在旋转装置支座上用以使货叉旋转的旋转传动装置；设置于旋转装置支座上并与旋转传动装置连接的旋转支撑；其中，所述货叉固定架固设于旋转支撑顶端面，且在旋转传动装置的带动下在旋转装置支座做旋转运动。[0024]优选的，所述旋转传动装置包括固装在旋转装置支座上且与所述外部控制系统通过线路连接的第四伺服电机；与第四伺服电机的输出轴固定连接的第一齿轮；与第一齿轮通过齿轮啮合的第二齿轮；与第二齿轮固定连接的蜗杆；与蜗杆通过齿轮啮合连接的蜗轮，其输出轴与所述旋转支撑固定连接。[0025]与现有技术相比，本实用新型的智能小车具有如下优点[0026]I)由于本实用新型的智能小车采用了 X、Y、Z三个方向的运动单元，使智能小车可以沿三个方向移动以对不同位置的货物进行存取操作，从而提高了空间利用率及对货物的存取效率，降低了储运损耗；[0027]2)由于本实用新型的智能小车在X向采用电机带动滚珠丝杠、滚珠丝杠带动滑块移动的传动结构，所以定位准确，运行平稳，噪声小；[0028]3)由于本实用新型的智能小车在货叉机构中采用了旋转装置，其可以使货叉机构绕Z轴旋转以提取货物，并在提取货物后再回复原位，所以有效节省了操作空间，使货叉在动作过程中不会与其它机构发生干涉，工作可靠性高。[0029]
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0030]图I为本实用新型智能货柜的智能小车的整体结构示意图；[0031]图2为图I所示智能小车的主视图[0032]图3为图I所示智能小车的侧视图[0033]图4为图I所示智能小车的俯视图[0034]图5为图I中A部分放大图[0035]图6为图I中B部分放大图[0036]图7为图I中C部分放大图[0037]图8为图2中D部分放大图[0038]图9为图8中E-E向剖视图[0039]图10是本实用新型的智能货柜的示意图；[0040]图11是本实用新型的智能货柜入货控制流程图[0041]图12是本实用新型的智能货柜取货控制流程图[0042]图13是下位机控制智能小车取出货盒的流程图[0043]图14是下位机控制智能小车放回货盒的流程图。[0044]附图标记说明1_机座；2-Y轴传动机构；3-Ζ轴传动机构；4-Χ轴运动单元；5-货叉机构；21-Υ轴桁架；22-Υ轴导轨；23-Υ轴驱动机构；24_Υ轴滑块；31_Ζ轴桁架；32_Ζ轴导轨；33-Ζ轴驱动机构；34-Ζ轴滑块；41_滑台支架；43_滑台；51_Χ轴滑块；52_货叉固定架；53-货叉；54_旋转装置支座；55_旋转支撑；56_旋转传动装置；231_第一伺服电机； 232-主动齿形轮；233_从动齿形轮；234_齿形带；235_齿形带固定装置；331_第二伺服电机；332_钢丝绳绕筒；333_钢丝绳；421_第三伺服电机;531_电磁铁；561_第四伺服电机； 562-第一齿轮；563_第二齿轮；564_蜗杆；565_蜗轮。
具体实施方式
[0045]如图1-3所示为本实用新型智能货柜的智能小车，其包括机座I ;安装在机座I 上的Y轴桁架21 ;安装在Y轴桁架21上的Y轴传动机构2 ;固定设置在Y轴传动机构2上的Z轴桁架31，其在Y轴传动机构2的带动下在Y轴桁架(21)上左右移动；安装在Z轴桁架31上的Z轴传动机构；与Z轴传动机构3连接的X轴运动单元4，其在Z轴桁架31上上下移动；安装在X轴运动单元4上用于提取货物的货叉机构5，该货叉机构在X轴运动单元 4上做前后移动并绕Z轴做旋转运动；其中，Y轴传动机构2、Z轴传动机构3和X轴运动单元4均和设于智能小车外部的控制系统相连。[0046]其体地说，如图I所示，一对相背设置的机座I和固定安装在机座I上的Y轴桁架 21是智能小车的基本构件，在Y轴桁架21上安装有可在其上做左右往复运动的Y轴传动机构2，其由固定安装在Y轴桁架21上的Y轴导轨22、滑动安装在Y轴导轨22上并可在其上左右移动的Y轴滑块24及安装在Y轴桁架21上用于驱动Y轴滑块24在Y轴导轨22上进行移动的Y轴驱动机构23组成，由于Y轴滑块24与Z轴桁架31固定连接，Z轴桁架31与 Y轴驱动机构23连接，并且Z轴桁架31和Z轴传动机构3连接，所以当Y轴驱动机构23驱动滑块移动时，可带动Z轴传动机构3在Y轴导轨22上进行左右的移动。[0047]其中，Y轴传动机构2的动作是通过如下过程实现的第一伺服电机231是Y轴驱动机构23的动力源，其固定安装在机座I上且输出轴与固定安装在机座I上的主动齿形轮 232连接，当给第一伺服电机231提供一个正向电压时，其绕X轴顺时针旋转时，可将动力传递给主动齿形轮232并带动与主动齿形轮232通过齿轮啮合连接的齿形带234向左移动 (图I向左的方向)，而齿形带234移动可带动与其通过齿轮啮合连接的安装在另一个机座 I上的从动齿形轮233转动，由于齿形带固定装置235和Z轴桁架31固定连接并将齿形带 234安置在Y轴桁架21上，而Y轴滑块24和Z轴桁架31固定连接，所以当第一伺服电机 231转动时，Y轴滑块24可在固定安装于Y轴桁架21上的Y轴导轨22上向左或向右滑动。 同时可带动与其固定连接的Z轴桁架31及安装在Z轴桁架31上的Z轴传动机构3在Y轴导轨22上向左或向右移动。[0048]如图1-4所示，Z轴传动机构3由以下构件组成固定安装在Z轴桁架31上的Z 轴导轨32和Z轴驱动机构33，而Z轴驱动机构33与X轴运动单元4连接并且可驱动其在 Z轴导轨32上上下移动，Z轴滑块34滑动安装在Z轴导轨32上并与X轴运动单元4固定连接，并且受力后X轴运动单元4可随其在Z轴导轨32上上下移动。如图6所示，Z轴驱动机构33包括固定安装在Z轴桁架31上的第二伺服电机331，其输出轴与钢丝绳绕筒332 固定连接，在钢丝绳绕筒332上缠绕着钢丝绳333，其与X轴运动单元4中的滑台支架41固定连接，而滑台支架41与Z轴滑块34固定连接并且可在Z轴导轨32上上下移动。[0049]当给第二伺服电机331提供一个正向电压时，其绕X轴顺时针转动时，带动与其输出轴固定连接的钢丝绳绕筒332随之转动，从而带动缠绕在钢丝绳绕筒332上的钢丝绳333 向上移动(图4向上的方向)，即而拉动X轴运动单元4中的滑台支架41向上移动，而为了使滑台支架41的运动平稳，将滑台支架41与Z轴滑块34固定连接，而Z轴滑块34可在Z 轴导轨32上滑行，所以当第二伺服电机331绕X轴顺时针转动时，Z轴滑块34向上移动， 同时可带动滑台支架41向上移动，从而带动X轴运动单元4沿Z轴导轨32向上移动，直至移动到所需位置。[0050]如图1、5所示，X轴运动单元4包括与Z轴滑块34固定连接并且可在Z轴导轨 32上上下移动的滑台支架41 ;固定安装在滑台支架41上的X轴驱动机构和X轴滑台43 ； 安装在X轴滑台43上并与X轴驱动机构连接的X轴滑块51，其可在X轴滑台43上前后滑动；货叉机构5与X轴滑块51连接并在X轴驱动机构的驱动下在X轴滑台43上前后滑动。 X轴驱动机构由固定安装在滑台支架41上的第三伺服电机421及与第三伺服电机421输出轴连接的滚珠丝杠组成。而货叉机构5由与X轴滑块51连接的货叉固定架52、与货叉固定架52固定连接的可存放货物的货叉53组成，并且X轴滑块51与滚珠丝杠固定连接，而为了防止在运送货物过程中货物滑落，在每个货叉53上设有可将货物吸附在货叉53上的电磁铁531。[0051]优选的，为了使货叉53在存取货物的过程中不会与其它货物或机构发生空间干涉，在货叉机构5还设有可使货叉53旋转的旋转装置，其包括与X轴滑块51固定连接、可7在X轴滑台43上前后滑动的旋转装置支座54，在旋转装置支座54上固定安装有可使货叉 53进行旋转的旋转传动装置56及与旋转传动装置56连接并可在旋转装置支座54上绕X 轴沿顺时针、逆时针方向各旋转90°的旋转支撑55，其中，旋转支撑55与货叉固定架52固定连接，因此其旋转时也带动货叉固定架52进行旋转，从而带动固定于货叉固定架52上的货叉53进行旋转。[0052]进一步地，旋转传动装置56包括固装在旋转装置支座54上的第四伺服电机 561,其与设于外部的控制系统相连,是旋转传动装置56的动力源,且第一齿轮562固定安装在其输出轴上，第二齿轮563与第一齿轮562通过齿轮啮合连接，蜗杆564的一端穿过第二齿轮563的中心并与其固定连接，另一端与蜗轮565通过齿轮啮合，所以当第四伺服电机 561旋转时，其动力依次通过第一齿轮562、第二齿轮563、蜗杆564传递给蜗轮565，并将动力传递给与蜗轮565的输出轴固定连接的旋转支撑55，从而带动固定于旋转支撑55上的货叉固定架52与货叉53旋转。[0053]X轴运动单元4的动作是通过如下过程实现的当给第三伺服电机421提供一个正向电压时，其绕X轴顺时针旋转，同时驱动滚珠丝杠旋转，带动与滚珠丝杠固定连接的X 轴滑块51在X轴滑台43上向前(图5向左的方向)移动，而旋转装置支座54及固定于旋转装置支座54上的货叉53也随之向前移动;当货叉53移动到所需位置时，第三伺服电机 421停止转动，此时给第四伺服电机提供一个正向电压，使其绕Y轴顺时针方向转动，则其驱动动力经旋转传动装置56传递给旋转支撑55，使得旋转支撑55在旋转装置支座54上绕 Z轴逆时针方向旋转90°，当设于货叉53上的电磁铁531通电后，电磁铁531会将货物吸附住；随后给第四伺服电机提供一个反向电压，使其绕Y轴逆时针方向转动，则此时旋转支撑55绕Z轴顺时针方向旋转90°，带动货叉53及货物回到原始位置。[0054]在X轴运动单元4中采用滚珠丝杠传动可以对货叉的移动方向及位移控制准确， 并且传动结构简单，滑动平稳，效果更好；而在货叉机构中还采用旋转传动装置56，可使货叉在存取货物过程中不与其它的货物或构件发生干扰，工作安全并且提高了空间利用率。[0055]本实用新型智能小车中的第一、第二、第三和第四伺服电机均和设于智能小车外部的控制系统通过线路连接，控制系统可以采用任何能够提供电源并控制智能小车实现在出入货口和各个货格之间运送货物的控制器。[0056]当货物处于图I的左上位置M(x，y，z)处，而智能小车位于图I所示的位置时，智能小车取货的功能可以通过如下的过程实现[0057]首先，控制系统给第一伺服电机231提供一个正向电压，使其绕X轴顺时针方向旋转，并将动力传递给主动齿形轮232，带动齿形带234与齿形带固定装置235向左移动(图 I向左的方向)，从而带动Z轴桁架31随Y轴滑块24在Y轴导轨22上向左移动，因此带动 Z轴传动机构3也向左移动，当向左移动到坐标为y的位置处时，控制系统停止给第一伺服电机231供电，则Z轴传动机构3停止不动。[0058]其次，控制系统给第二伺服电机331提供一个正向电压，此时第二伺服电机331绕 X轴顺时针转动，则带动钢丝绳绕筒332随之转动，从而拉动钢丝绳333向上移动，同时使与 Z轴滑块34固定连接的滑台支架41沿Z轴导轨32向上移动，因此带动X轴运动单元4向上移动，当移动到坐标为z的位置处时，控制系统停止给第二伺服电机331供电，X轴运动单元4停止在此处不动。[0059]然后，控制系统给第三伺服电机421提供一个正向电压，第三伺服电机绕X轴顺时针旋转，带动滚珠丝杠旋转，并带动X轴滑块51在X轴滑台43上向前移动，此时旋转装置支座54及固定于旋转装置支座54上的货叉53也随之向前移动，当货叉53移动到所需位置时，停止给第三伺服电机421供电。[0060]再次，控制系统给第四伺服电机提供一个正向电压，使其绕Y轴顺时针方向转动， 其驱动动力传递给旋转支撑55，使得旋转支撑55绕Z轴逆时针方向旋转90°，此时给设于货叉53上的电磁铁531通电，则电磁铁531会将货物吸附住，随后给第四伺服电机提供一个反向电压，使其绕Y轴逆时针方向转动，则此时旋转支撑55绕Z轴顺时针方向旋转90°， 带动货叉53及货物回到原始位置。[0061]最后，依次给第二伺服电机与第一伺服电机提供反向电压，使货叉53移动到固定位置的存/取货口处，将货物卸下。[0062]此时取货的一个工作流程结束。[0063]从存/取货口将货物运送至上述位置，智能小车的工作过程与上述过程类似，在此不再重述。[0064]本实用新型的智能小车，其Y、Z方向的结构采用由若干横、纵设置的钢管组成的桁架结构，因此可以提高智能小车的刚度并减轻其重量；x、Y、Z三个运动单元可以使智能小车的适用性更广，并且货叉机构中采用旋转传动装置56使货叉可以在存/取货物前后可以旋转，因此空间利用率提高；X、Y、Z三个运动单元的驱动机构分别采用伺服电机滚珠丝杠滑台传动结构、伺服电机同步齿形轮齿形带传动结构和伺服电机钢丝绳绕筒钢丝绳传动结构，即节约成本，又使运动平稳，传送位置准确；并且，在货叉上设有电磁铁，可以有效对货盒定位并防止其在运动过程中滑落。[0065]图10显示了本实用新型的一种智能货柜的结构，包括在货架上进行三维方向移动的智能小车；连接控制中心的上位机，用于根据用来配货的配货码或用来取货的取货码以及来自控制中心的配送信息，生成对下位机进行控制的控制程序；连接所述上位机的下位机，用于根据所述控制程序，驱动所述智能小车到达货架上的任何一个货盒执行配货或者取货操作；其中，上位机至少连接一个用来读取所述配货码或取货码的读卡机模块，以便上位机利用所读取的配货码或取货码查询所述配送信息，并按照查询的匹配结果生成所述控制程序。[0066]上位机还连接有指纹识别模块，监控录像设备及大屏幕显示模块，打印机，以及用于无线连接所述控制中心的GPRS模块。[0067]下位机至少分别连接有用来驱动智能小车第三伺服电机的X轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第一伺服电机的Y轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第二伺服电机的Z轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第四伺服电机的旋转伺服驱动器；以及用来驱动货架仓门电机的的仓门驱动器。[0068]此外，下位机还连接有零点信号传感器；位置传感器、货物传感器、压力传感器、 防夹模块、自检测模块，自检测传感器，以及成对红外光栏发射接收器。[0069]图11是本实用新型的智能货柜入货控制流程，包括[0070]SlOl :控制中心将配送信息传送给上位机，以供取货以及查询。[0071]S102 :当配送员将货物送达智能柜前时，继续配送员身份验证，若验证密码错误，入货结束(入货失败)。[0072]S103 :若验证密码正确，扫描货物配送码。[0073]S104 :上位机将配送码进行译码并生成相应控制程序。[0074]S105 :下位机接收到控制程序。[0075]S106 :小车回零(当零点信号传感器触发时小车回到零点)。[0076]S107:执行控制程序，控制小车的运动，当位置传感器触发时，小车到达指定货位， 取出货盒。[0077]S108 :小车继续运动到达仓门。[0078]S109:如货盒为“满”状态，小车返回零点，并发出错误提示，入货结束(入货失败)。[0079]SllO :如货盒为“空”状态，小车继续运动，当仓门出位置传感器触发时，仓门打开， 配送员将货物放入货盒。[0080]Slll :如货盒为“满”状态，关闭仓门(如一段时间后仍未放入货物，仓门将一直保持打开状态，等待放入货物，并发出提示音)。5112:小车将装有货物的货盒放回原货位。5113:小车返回零点。5114:单件入货结束。图12显示了本实用新型的智能货柜取货控制流程，包括S201 :控制中心将配送信息传送给上位机，以供取货以及查询。S202:当客户(丙方)到达智能柜前时，读卡机扫描取货码。5203:上位机将取货码进行译码并生成相应控制程序。5204:下位机接收到控制程序。5205:小车回零(当零点信号传感器触发时小车回到零点)。5206:执行控制程序，控制小车的运动，当位置传感器触发时，小车到达指定货位。5207:小车继续运动到达仓门。5208:如货盒为“空”状态，小车返回零点，并发出错误提示，取货结束(取货失5209:如货盒为“满”状态，仓门打开，客户将货物取出货盒。。5210:如货盒为“空”状态，关闭仓门(如一段时间后仍未取出货物,仓门将一直保5211:小车将空货盒放回原货位。5212:小车返回零点。5213:单件取货结束。图13显示了本实用新型的下位机控制智能小车取出货盒的流程，包括S301 :竖直方向电机Z转动，水平方向电机Y转动，当位置传感器触发时，到达A位[0095][0096][0097][0098][0099]置。[0100]S302 :若所取货物在前排货架，电机M正转90°，若刚才所取货盒位于后排货架， 电机M反转90°。[0101]S303 :横向电机X转动，货叉伸出。10[0102]S304 :竖直方向电机Z正向转动，到达货格位置C。[0103]S305 电磁铁通电，吸住货盒。[0104]S306 :竖直方向电机Z正向转动到达位置B。[0105]S307 :横向电机X转动，货叉收回。[0106]S308 :若刚才所取货盒位于前排货架，电机M反转90°，若刚才所取货盒位于后排货架，电机M正转90°。[0107]S309 :取出货盒完成。[0108]图14显示了下位机控制智能小车放回货盒的流程，包括[0109]S401 :竖直方向电机Z转动，水平方向电机Y转动，当位置传感器触发时，到达B位置。[0110]S402 :若货盒将放于前排货架，电机M正转90°，若货盒将放于后排货架，电机M 反转90°。[0111]S403 :横向电机X转动，货叉伸出。[0112]S404 :竖直方向电机Z反向转动，到达货格位置C。[0113]S405 :电磁铁断电，放开货盒。[0114]S406 :竖直方向电机Z反向转动到达位置A。[0115]S407 :横向电机X转动，货叉收回。[0116]S408 :若刚才货盒放在前排货架，电机M反转90°，若刚才货盒放在后排货架，电机M正转90°。[0117]S409:放回货盒完成。[0118]此外，图10所示的货物传感器安装于仓门内侧安装，货盒上有XYZ方向各一排小孔，通过货物传感器(红外扫描装置)确定盒内货品是否装入和取出。[0119]此外，4个图10所示的零点信号传感器分别安装于X导轨后极限位置、Y导轨右极限位置、Z导轨下极限位置及C轴(即货叉的旋转轴)零度位置。各个电机反转运动直到各个位置零点信号传感器都触发时，各轴零点信号传至下位机，小车回到零点。[0120]图10所示的位置传感器由安装于Z滑块、Y滑块上光电传感器及挡片组成(包括极限位置传感器、零点信号传感器)，分别在Y珩架、Z珩架上均布位置传感器，其位置分别与货盒的行号与层号对应，当小车从零点沿Y轴运动开始时，每经过一个挡片时，光电传感器感应一次，下位机计算器加一，以确定到达位置，沿Z轴运动亦是如此，从而小车可以到达指定行与层取出指定货盒。[0121]尽管上文对本实用新型作了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种智能货柜，其特征在于，包括用于在货架上进行三维方向移动的智能小车；连接控制中心的上位机，用于根据用来配货的配货码或用来取货的取货码以及来自控制中心的配送信息，生成对下位机进行控制的控制程序；连接所述上位机的下位机，用于根据所述控制程序，驱动所述智能小车到达货架上的任何一个货盒执行配货或者取货操作；其中所述上位机至少连接一个用来读取所述配货码或取货码的读卡机模块，以便上位机利用所读取的配货码或取货码查询所述配送信息，并按照查询的匹配结果生成所述控制程序。
2.根据权利要求I所述的智能货柜，其特征在于，所述下位机分别连接有用来驱动智能小车第三伺服电机的X轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第一伺服电机的Y轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第二伺服电机的Z轴伺服驱动器；用来驱动智能小车第四伺服电机的旋转伺服驱动器；以及用来驱动货架仓门电机的的仓门驱动器。
3.根据权利要求2所述的智能货柜，其特征在于，所述智能小车包括机座⑴；安装在机座⑴上的Y轴桁架(21)；安装在Y轴桁架(21)上的Y轴传动机构(2);固定设置在Y轴传动机构(2)上的Z轴桁架(31)，其在Y轴传动机构(2)的带动下在 Y轴桁架(21)上左右移动；安装在Z轴桁架(31)上的Z轴传动机构(3)；与Z轴传动机构(3)连接的X轴运动单元(4)，其在Z轴桁架(31)上上下移动； 安装在X轴运动单元(4)上用于提取货物的货叉机构(5)，该货叉机构在X轴运动单元 (4)上做前后移动并绕Z轴做旋转运动；其中，所述Y轴传动机构(2)、Z轴传动机构(3)和X轴运动单元(4)均和设于智能小车外部的控制系统相连。
4.根据权利要求3所述的智能货柜，其特征在于，所述Y轴传动机构(2)包括固装在Y轴桁架(21)上的Y轴导轨(22)；底端面与Y轴导轨(22)滑动连接的Y轴滑块(24)，其顶端面与所述Z轴桁架(31)固定连接；固装在Y轴桁架(21)上的Y轴驱动机构(23)，其驱动Y轴滑块(24)及Z轴桁架(31) 在Y轴导轨(22)上左右移动。
5.根据权利要求3所述的智能货柜，其特征在于，所述Z轴传动机构(3)包括固装在Z轴桁架(31)上的Z轴导轨(32)；底端面与Z轴导轨(32)滑动连接的Z轴滑块(34)，其顶端面与X轴运动单元(4)固定连接；固装在Z轴桁架(31)上的Z轴驱动机构(33)，其驱动Z轴滑块(34)及X轴运动单元(4)在Z轴导轨(32)上上下移动。
6.根据权利要求5所述的智能货柜，其特征在于，所述X轴运动单元(4)包括与Z轴滑块(34)固定连接并在其带动下在Z轴导轨(32)上上下移动的滑台支架(41)；分别固设在滑台支架(41)上的X轴驱动机构与X轴滑台(43)；底端面与X轴滑台(43)滑动连接的X轴滑块(51)，其与X轴驱动机构连接并在其带动下可在X轴滑台(43)上前后滑动；其中，所述货叉机构(5)与X轴滑块(51)连接并在X轴驱动机构的驱动下在X轴滑台(43)上前后滑动。
7.根据权利要求4所述的智能货柜，其特征在于，所述Y轴驱动机构(23)包括 固定安装在所述机座(I)上的第一伺服电机(231)；设置在机座(I)上的主动齿形轮(232)与从动齿形轮(233)，其中主动齿形轮(232)与第一伺服电机(231)的输出轴连接；与主动齿形轮(232)和从动齿形轮(233)相轮啮合的齿形带(234)；将齿形带(234)安置在Y轴桁架(21)上的齿形带固定装置(235)，其与Z轴桁架(31) 固定连接。
8.根据权利要求6所述的智能货柜，其特征在于，所述Z轴驱动机构(33)包括 固装在Z轴桁架(31)上的第二伺服电机(331)；与第二伺服电机(331)输出轴连接的钢丝绳绕筒(332)；套装在钢丝绳绕筒(332)上的钢丝绳(333)，其与所述滑台支架(41)固定连接。
9.根据权利要求6所述的智能货柜，其特征在于，所述X轴驱动机构包括固装在滑台支架(41)上的第三伺服电机(421)；与第三伺服电机(421)输出轴连接的滚珠丝杠，且滚珠丝杠与所述X轴滑块(51)连接。
10.根据权利要求3所述的智能货柜，其特征在于，所述货叉机构(5)包括与X轴滑块(51)连接的货叉固定架(52)；与货叉固定架(52)固定连接的输送货物的货叉(53)，其上设有可吸附货物的电磁铁 (531);以及利用第四伺服电机(561)进行旋转的旋转装置。
专利摘要本实用新型公开了一种智能货柜，包括用于在货架上进行三维方向移动的智能小车；连接控制中心的上位机，用于根据用来配货的配货码或用来取货的取货码以及来自控制中心的配送信息，生成对下位机进行控制的控制程序；连接所述上位机的下位机，用于根据所述控制程序，驱动所述智能小车到达货架上的任何一个货盒执行配货或者取货操作；其中所述上位机至少连接一个用来读取所述配货码或取货码的读卡机模块，以便上位机利用所读取的配货码或取货码查询所述配送信息，并按照查询的匹配结果生成所述控制程序。本实用新型的智能小车根据下位机的指令，沿三个方向移动对不同位置的货物进行存取，提高了对货物的存取效率及对空间的利用率。
文档编号B65G1/137GK202743838SQ20122025901
公开日2013年2月20日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者时桂强 申请人:时桂强