一种高速规则物品补货车及其精准定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种高速规则物品补货车及其精准定位方法，尤其涉及烟草物流领域一种全自动高速补货车及其精准定位方法。包括车架，车架底部的车轮，安装在车架上的移载装置以及车体驱动装置，其特征是所述的移载装置设置可以将货物抱夹防止倒垛的抱夹机构，所述的车体驱动装置设置同步带传动驱动机构。补货车以及往复运动经过的途径设置起始位置传感器，传感器的输出信号通过行驶控制电脑对车辆位置进行校正，彻底消除积累误差。与传统的车轮驱动的补货车相比，本发明运行速度快，定位精度高，体积小，运行稳定，结构简单，操作方便，噪音低，用于烟草物流领域实现了全自动化补货。
【专利说明】一种高速规则物品补货车及其精准定位方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种高速规则物品补货车及其精准定位方法，尤其涉及烟草物流领域一种全自动高速补货车及其精准定位方法。
[0003]【背景技术】
[0004]目前，大型仓储物流业的规模和自动化程度不断提高，规则的物品进出库分拣作业中，运货、补货的设备自动化要求也大幅度提高。高速运货、补货的车辆不断得到改进。
[0005]以卷烟行业为例，在卷烟分拣过程中，对卷烟分拣设备的烟仓进行补烟的方式有两种:一种是人工补烟，另一种是 传统的用车轮驱动的穿梭车补烟或模盒循环补烟的自动化方式。人工补烟操作者劳动强度大、卷烟配送效率低，而且难以保证补到某烟中的条烟仓的品种和数量的正确性，自动化程度低，不利于实现整个配送流程的自动化；传统的用车轮驱动的穿梭车补烟方式(如专利CN 2855978Y)采用电机驱动车轮，依靠轮子的停留位置对车体进行定位，虽然满足了烟草配送自动化的要求，克服了人工补货出错率高的缺点，但是其运行速度低、定位不精确，件烟在移载的过程中容易倒跺。模盒补烟结构复杂，运行速度慢，一个模盒运行出现故障会影响整个模盒循环系统，降低补烟效率。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:提供一种能自动对烟仓进行平稳、快速、准确补烟操作的高速规则物品补货车。提高整个卷烟配送流程的配送效率和自动化水平，克服现有技术中人工补烟效率低、操作者劳动强度大且容易出现操作失误的缺点，车轮驱动的穿梭车补烟速度低，定位不精确，件烟在移载的过程中容易倒跺的缺点。
[0008]本发明的目的还在于:提供一种高速规则物品补货车的精确定位的方法及精确定位装置，以及带有精确定位装置的高速规则物品补货车。
[0009]本发明的整体技术方案是:
采用轨道车的车体，由车轮和轨道承重，具有运转轻快的优点，配合伺服电机和同步带驱动机构的传动方式，具有定位精确，传动平稳，噪声低，传动效率高，传递线速度高的优点。同步带驱动的方案是:同步带固定住两端，电机固定在车体车架上，电机轴端固定有同步带轮，同步带轮与同步带在张紧轮的作用下紧密配合，当电机带动同步带轮旋转时，车体沿同步带方向移动，同步带轮与同步带之间的运动，类似齿轮齿条传动。采用此种驱动机构，车体运动平稳，定位精确，噪音更低，克服了传统补货穿梭车的缺点。
[0010]加入抱夹机构解决件烟散跺的问题，抱夹机构使用动力元件应反应迅速，不能另需动力源。现有的直线电机和滚珠丝杠机构运行速度较慢，影响运行速率；气缸虽然反应迅速，但是需要有气源还要有气管的接入。电缸反应迅速、不需要有气管接入，价格低廉，满足抱夹机构的需求，故选用电缸为抱夹机构的动力元件。
[0011]在以上改进的基础上，设置精确定位装置，将高速规则物品补货车往复运动经过的途径设置起始位置传感器，传感器的信号通过行驶控制电脑对车辆位置进行校正，彻底消除积累误差，使定位更加精准。
[0012]一种高速规则物品补货车，包括车架，车架底部的车轮，安装在车架上的移载装置以及车体驱动装置，其特征是所述的移载装置设置可以将货物抱夹防止倒垛的抱夹机构，所述的车体驱动装置设置同步带传动驱动机构。
[0013]所述的车架以及所述的车架底部的车轮，采用标准的轨道车结构，包括矩形的底板，四角分布的车轮，所述的矩形的底板上设置安装移载装置的框架；
所述的移载装置包括设置在所述框架中的由电动滚筒输送带构成的物品输送移载机
构；
所述的抱夹机构包括设置在框架上面的光轴、以及电缸驱动的直线轴承配合组成的直线往复运动机构，直线轴承连接可将物品夹持的抱夹板；
所述的同步带传动驱动机构包括两端固定的同步带，固定在车体车架上的电机，以及电机轴端设置的同步带轮，同步带轮与同步带大包角紧密配合，当电机带动同步带轮旋转时，电机带动车体沿同步带方向移动。
[0014]电机采用伺服电机。
[0015]同步带与同步带轮由设置在同步带轮两侧的从动轮限位，实现与同步带轮大包角紧密配合。
[0016]一种高速规则物品补货车的精准定位方法，包括设置由电脑控制的伺服电机，伺服电机拖动的同步带驱动机构，其特征是在补货车以及往复运动经过的途径设置起始位置传感器，起始位置传感器的输出信号通过控制伺服电机的电脑对车辆位置进行校正，消除伺服电机与同步带驱动机构的相对位置误差，使定位更加精准。
[0017]起始位置传感器包括设置在高速规则物品补货车上的接收器，以及设置在补货车往复运动经过的路径上与接收器相对的发射器。
[0018]接收器采用霍尔传感器，发射器采用永磁元件。
[0019]上述方法和装置既可以对补货车的运行位置进行控制，也适合在设备断电后的重新启动的定位控制。
[0020]当在一个补货车连续不停顿的区间内设置至少两个相邻的发射器，可以检测出补货车的速度参数，间接反映出同步带的松紧程度，必要时可以发出报警信号。
[0021]本发明工作时，车轮与轨道结合形成自由滚动，由电机扯动同步带驱动；抱夹机构将物品加持固定补货时释放，物品由移载装置卸下。
[0022]本发明有益效果是:本高速规则物品补货车采用采用传统的四轮轨道车与同步带传动直线运动机构驱动，设置了起始位置传感器，加入抱夹机构解决了件烟散跺的不足。与传统的车轮驱动的补货车相比，本发明运行速度快，定位精度高，体积小，运行稳定，结构简单，操作方便，噪音低，用于烟草物流领域实现了全自动化补货。
[0023]【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图。
[0025]图2为本发明的整体结构立体图。
[0026]图中1-光轴，2-直线轴承，3-电缸，4-车架，5-抱夹板，6_规则物品，7_电动滚筒，8-电机，9-驱动带轮，10-同步带，11-从动轮支架，12-从动带轮，13-轨道，14-车轮。
[0027]
【具体实施方式】
[0028]实施例一，参见附图1、2。
[0029]一种高速规则物品补货车，包括车架4，车架底部的车轮14，安装在车架上的移载装置以及车体驱动装置，其特征是所述的移载装置设置可以将货物抱夹防止倒垛的抱夹机构，所述的车体驱动装置设置同步带传动驱动机构。
[0030]所述的车架以及所述的车架底部的车轮，采用标准的轨道车结构，包括矩形的底板，四角分布的车轮14，所述的矩形的底板上设置安装移载装置的框架；
所述的移载装置包括设置在所述框架中的由电动滚筒7输送带构成的物品输送移载机构；
所述的抱夹机构包括设置在框架上面的光轴1、以及电缸3驱动的直线轴承2配合组成的直线往复运动机构，直线轴承2连接可将物品夹持的抱夹板5 ；
所述的同步带传动驱动机构包括两端固定的同步带10，固定在车体车架4上的电机8，以及电机轴端设置的同步带轮9,同步带轮与同步带大包角紧密配合,当电机带动同步带轮旋转时，电机带动车体沿同步带方向移动。
[0031]电机8采用伺服电机。
[0032]同步带与同步带轮由设置在同步带轮两侧的从动带轮12限位，实现与同步带轮大包角紧密配合。
[0033]具体的细部结构:
抱夹机构由固定在车架4上的光轴1，能在光轴I上灵活滑动的直线轴承2，固定在直线轴承2上的抱夹板5以及铰接在车架4上的电缸组成。如图1所示两个抱夹板5位于小车两侧，电缸3推程时，两个抱夹板5夹紧规则物品6，固定并对中规则物品6.电缸3回程时，两个抱夹板5向小车两侧运动，放松规则物品6。
[0034]移载机构由并排多个电动滚筒7或电动滚筒7带动的皮带构成。电动滚筒可以正转或者反转，以实现对规则物品6的移载。
[0035]驱动机构由电机8，驱动带轮9，两端固定在轨道13上的同步带10，连接在车架4上的从动轮支架11，铰接在从动轮支架11上的从动带轮12，以及铰接在车架4上的车轮14构成。从动带轮12均布在驱动带轮9两侧，对缠绕在上面的同步带10有张紧固定作用。整个小车的重量由对称布置的车轮14承担并传递到轨道13上。
[0036]本发明针对规则物品进行补货，这里以开箱的件烟为例进行流程说明。
[0037]1.接货:
由如上所述驱动机构对小车进行精确定位，行驶到指定位置时，两个电缸3做回程运动，两侧抱夹板5打开，由补烟设备将已经开箱的件烟推入小车补烟平面，补烟平面是由电动滚筒组成的平面或电动滚筒驱动的皮带水平面。当件烟完全推入后，两个电缸3做推程运动，两侧抱夹板5夹紧件烟，规整件烟并使之产生对中，由于件烟被包夹板5夹紧在行走的过程中不会出现倒跺的现象。
[0038]2.行走:
件烟被抱紧后，小车得到行走信号，固定在车架4上的电机8带动驱动带轮9开始转动，同步带10两端已经被固定,驱动带轮9转动时，同步带轮9带动电机8以及整个车体沿着同步带的方向开始运动，这一过程类似于齿轮在齿条上的运动，由于小车的重量全部集中在车轮14上，电机4的输出力只需要克服整车的滚动摩擦即可。由于同步带传动具有传动平稳，定位精确，运行速度快的特点，小车停车依靠驱动带轮9与同步带10齿形啮合来定位。故本车相比于传统的依靠驱动轮定位的小车运行速度更快，更稳定，定位精度更高。
[0039]3.补货:
小车行走到指定位置后停下，由于同步带传动的特点，这一过程平稳精确噪音低。此时两个电缸3做回程运动，两侧抱夹板5打开，件烟恢复自由状态。移载机构接到信号电动滚筒7开始转动带动连排滚筒或输送皮带对件烟进行移载，移载完成后件烟进入分拣设备。小车重复以上流程对分拣设备烟仓进行补货。
[0040]实施例二，参见附图1。
[0041]一种高速规则物品补货车，包括车架4，车架底部的车轮14，安装在车架上的移载装置以及车体驱动装置，其特征是所述的移载装置设置可以将货物抱夹防止倒垛的抱夹机构，所述的车体驱动装置设置同步带传动驱动机构；补货车以及往复运动经过的途径设置起始位置传感器，起始位置传感器的输出信号通过行驶控制电脑对车辆位置进行校正，彻底消除积累误差，使定位更加精准；起始位置传感器包括设置在高速规则物品补货车上的霍尔传感器，以及设置在补货车往复运动经过的路径上与霍尔传感器相对的永磁元件。
[0042]所述的起始位置传感器可以采用设置在高速规则物品补货车上的远红外传感器，以及设置在补货车往复运动经过的路径上与远红外传感器相对的远红外发光管。该结构的起始位置传感器可以有效防止补货车行驶侧向摆动对霍尔传感器造成的影响。
[0043]实施例三
可以在补货车上安装简易测速器，随时监测行进速度，将数据传给控制伺服电机的电脑，便于精确定位。
【权利要求】
1.一种高速规则物品补货车，包括车架(4)，车架底部的车轮(14)，安装在车架上的移载装置以及车体驱动装置，其特征是所述的移载装置设置可以将货物抱夹防止倒垛的抱夹机构，所述的车体驱动装置设置同步带传动驱动机构。
2.根据权利要求1所述的高速规则物品补货车，其特征是补货车以及往复运动经过的途径设置起始位置传感器，起始位置传感器的输出信号通过行驶控制电脑对车辆位置进行校正，彻底消除积累误差，使定位更加精准；起始位置传感器包括设置在高速规则物品补货车上的霍尔传感器，以及设置在补货车往复运动经过的路径上与霍尔传感器相对的永磁元件。
3.根据权利要求1所述的高速规则物品补货车，其特征是所述的车架以及所述的车架底部的车轮，包括矩形的底板，四角分布的车轮(14)，所述的矩形的底板上设置安装移载装置的框架。
4.根据权利要求1或3所述的高速规则物品补货车，其特征是所述的移载装置包括设置在所述框架中的由电动滚筒(7)输送带构成的物品输送移载机构。
5.根据权利要求1或3所述的高速规则物品补货车，其特征是所述的抱夹机构包括设置在框架上面的光轴(I)、以及电缸(3)驱动的直线轴承(2)配合组成的直线往复运动机构，直线轴承(2)连接可将物品夹持的抱夹板(5)。
6.根据权利要求1所述的高速规则物品补货车，其特征是所述的同步带传动驱动机构包括两端固定的同步带(10)，固定在车体车架(4)上的电机(8)，以及电机轴端设置的同步带轮(9)，同步带轮与同步带大包角紧密配合，当电机带动同步带轮旋转时，电机带动车体沿同步带方向移动。
7.根据权利要求6所述的高速规则物品补货车，其特征是所述的同步带与同步带轮由设置在同步带轮两侧的从动带轮(12)限位，实现与同步带轮大包角紧密配合。
8.一种高速规则物品补货车的精准定位方法，包括设置由电脑控制的伺服电机，伺服电机拖动的同步带驱动机构，其特征是在补货车以及往复运动经过的途径设置起始位置传感器，起始位置传感器的输出信号通过控制伺服电机的电脑对车辆位置进行校正，消除伺服电机与同步带驱动机构的相对位置误差，使定位更加精准。
9.一种高速规则物品补货车的精准定位装置，其特征是起始位置传感器包括设置在高速规则物品补货车上的接收器，以及设置在补货车往复运动经过的路径上与接收器相对的发射器，接收器采用远红外传感器，发射器采用远红外发光管。
10.根据权利要求8所述的高速规则物品补货车的精准定位方法，其特征是，可以对补货车的运行位置进行控制，也适合在设备断电后的重新启动的定位控制；当在一个补货车连续不停顿的区间内设置至少两个相邻的发射器，可以检测出补货车的速度参数，间接反映出同步带的松紧程度，必要时可以发出报警信号。
【文档编号】B65G47/90GK103449089SQ201310412546
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】吴耀华, 蒋霞, 张小艺, 张贻弓, 张绪鹏, 肖世强 申请人:山东兰剑物流科技股份有限公司