一种多层穿梭车换层安全装置的制作方法

本实用新型属于密集式立体仓库的自动化管理技术领域，特别涉及一种多层穿梭车换层安全装置。

背景技术：

随着电商行业的蓬勃发展，物流技术的不断进步，多层穿梭车密集仓储系统在国内的应用越来越广泛。由于可以根据需求优化配置穿梭车数量，多层作业模式往往比单层作业模式更经济适用。然而，采用多层作业模式必然面临穿梭车的平稳换层问题。穿梭车换层一般采用提升机实现，现有技术中，存在的不足主要体现在以下三个方面：①每层穿梭车走行轨道端头的限位装置采用自带动力的形式，动力源过多；②换层提升机升降台停位后，与穿梭车走行轨道一般存在一定程度的错位，包括高度错位和角度错位，穿梭车需跨坎进出提升机，不仅导致穿梭车过渡时存在不同程度的卡滞、跳台现象，还影响穿梭车行走驱动系统的使用寿命；③在穿梭车过渡过程中，轨道端头为自由悬臂端，其挠度随负载变化而相应变化，出现下沉或回弹现象。

因此，如何实现限位装置的自动开合、保证换层提升机升降台与走行轨道的准确对接，实现穿梭车的平稳换层是现阶段需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本实用新型的有三个目的：①克服现有技术下穿梭车安全限位装置动力源过多的问题；②对换层穿梭车升降台停位时出现的高度错位和角度错位进行矫正，解决穿梭车过渡时的卡滞、跳台问题；③消除穿梭车过渡时轨道端头的下沉、回弹现象。

具体本实用新型采用了下列的设计结构以及设计方案：一种多层穿梭车换层安全装置，包括货架侧限位组件(1)，提升机侧限位组件(2)和摆臂装置(3)，所述货架侧限位组件(1)安装于每层穿梭车走行轨道(100)端头外侧，所述提升机侧限位组件(2)安装于升降台轨道(200)端头外侧，所述摆臂装置(3)紧靠提升机侧限位组件(2)安装，悬挂安装于升降台轨道(200)下方，提升机侧限位组件(2)和摆臂装置(3)同升降台一起升降；所述货架侧限位组件(1)及提升机侧限位组件(2)由摆臂装置(3)统一驱动，统一开合；所述货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)上均设有导槽，当穿梭车(300) 在穿梭车走行轨道(100)与升降台轨道(200)之间过渡时，摆臂装置(3)与货架侧限位组件(1)及提升机侧限位组件(2)上的导槽共同作用，使两侧轨道形成临时刚性连接结构。

作为本方案的进一步改进，所述货架侧限位组件(1)包括第一缓冲器(11)，第一缓冲器(11)与第一缓冲器安装板(12)头部连接，第一缓冲器安装板(12) 中部与第一销轴(16)连接，第一销轴(16)两端分别与第一固定板一(13) 和第一固定板二(14)连接，第一固定板一(13)和第一固定板二(14)同时与穿梭车走行轨道(100)连接；所述提升机侧限位组件(2)包括第二缓冲器 (21)，第二缓冲器(21)与第二缓冲器安装板(22)头部连接，第二缓冲器安装板(22)中部与第二销轴(26)连接，第二销轴(26)两端分别连接第二固定板一(23)和第二固定板二(24)连接，第二固定板一(23)和第二固定板二(24)同时与升降台轨道(200)连接；摆臂装置(3)通过安装座一(32) 与升降台轨道(200)连接，安装座一(32)底面连接安装座二(33)，安装座二(33)上设置动力机构(31)、检测器件一(36)、检测器件二(37)和摆臂组件(34)，所述摆臂组件(34)包括摆臂(341)、摆杆(342)，摆杆(342) 上安装有轴承(38)，摆臂(341)与安装座二(33)之间设有限位角钢(35)，摆臂组件(34)与动力机构(31)的的输出轴相连，并在其驱动下作往复摆动，摆动过程中，同时驱动货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)的开合。

作为本方案的进一步改进，所述第一固定板一(13)上设有导槽，开口形状为喇叭口，收尾段为圆弧形并与轴承(38)摆动轨迹契合；所述第二固定板一(23)上设有导槽，导槽开口形状为圆弧形，形状与轴承(38)摆动轨迹契合；轴承(38)随摆臂组件(34)一起摆动时沿第一固定板一(13)、第二固定板一(23)上的导槽滚动。

作为本方案的进一步改进，所述第一缓冲器安装板(12)位于穿梭车走行轨道(100)下部的尾端为圆弧结构，弧度与摆臂装置(3)旋转轨迹一致；所述第二缓冲器安装板(22)位于升降台轨道(200)下部的尾端为圆弧结构，弧度与摆臂装置(3)旋转轨迹一致。

作为本方案的进一步改进，所述轴承(38)为两个，分别沿第一固定板一 (13)和第二固定板一(23)上的导槽滚动。

作为本方案的进一步改进，所述第一固定板一(13)、第二固定板一(23) 分别高出穿梭车走行轨道(100)和升降台轨道(200)走行面一截，作为第一缓冲器安装板(12)、第二缓冲器安装板(22)变形时的刚性支撑。

作为本方案的进一步改进，所述第一缓冲器安装板(12)、第二缓冲器安装板(22)分别与第一销轴(16)、第二销轴(26)之间设有第一辅助转动元件(18)、第二辅助转动元件(28)，所述第一辅助转动元件(18)、第二辅助转动元件(28)包括轴承、铜套。

作为本方案的进一步改进，所述第一缓冲器安装板(12)、第二缓冲器安装板(22)与轨道接触处设有弹性材料。

作为本方案的进一步改进，所述货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件 (2)上还分别设有第一配重(17)、第二配重(27)。

作为本方案的进一步改进，所述货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件 (2)分别设有第一限位板(15)、第二限位板(25)。

本实用新型的一种多层穿梭车换层安全装置，货架侧限位组件(1)位于货架一侧的穿梭车走行轨道(100)端头，每层货架设置一组；提升机侧限位组件 (2)位于升降机的升降台轨道(200)端头与摆臂装置(3)一起随升降台升降运动，从而与货架不同高度层的货架侧限位组件(1)对接；货架侧限位组件(1) 和提升机侧限位组件(2)本身不带开合动力，两者通过摆臂装置(3)的驱动进行开合，实现穿梭车(300)在货架内的换层。

其工作流程为：初始状态(货架侧限位组件和提升机侧限位组件位于处于限位状态，摆臂装置位于初始位置)→升降台停位，穿梭车准备过渡→工作状态(升降台停位错位矫正、轨道临时刚性对接、货架侧限位组件和提升机侧限位组件处于开启状态)→穿梭车过渡→复位(摆臂装置、货架侧限位组件和提升机侧限位组件复位)。

1、初始状态，包括货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)及摆臂装置(3)均位于初始位置。

货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)位于处于限位状态：穿梭车(300)在穿梭车走行轨道(100)上运行及穿梭车(300)随升降台一起升降时，货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)均处于限位状态，以保障穿梭车(300)的安全。

摆臂装置(3)位于初始位置：在摆臂装置(3)不工作或其随升降台升降的过程中，摆臂组件(34)的摆杆(342)收缩于升降台轨道(200)的内侧，避免与轨道等发生碰撞。摆臂组件(34)初始位置通过检测器件一(36)进行检测，并通过限位角钢(35)对摆臂组件(34)进行机械限位。

2、升降台停位，穿梭车准备过渡。

3、工作状态，具体为升降台停位错位矫正及轨道临时刚性对接及货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)处于开启状态。

启动换层操作，驱动摆臂装置(3)运行，货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)形成临时刚性连接结构：当需要对穿梭车(300)进行换层操作时，系统控制升降台停位，停位完成后，启动动力机构(31)，驱动摆臂组件(34)具体是摆臂(341)由升降台轨道(200)下方向升降台轨道(200)外侧转动，轴承(38)随之运动并首先进入提升机侧限位组件(2)的圆弧形导槽，摆臂(341)继续转动，轴承(38)顺着货架侧限位组件(1)的喇叭口导槽开口导线滚动，对两侧的穿梭车走行轨道(100)和升降台轨道(200)之间的错位进行矫正。错位矫正完毕后，轴承(38)滚至导槽收尾段，摆臂(341)卡入货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)的导槽中，两侧的穿梭车走行轨道(100)和升降台轨道(200)形成临时刚性连接结构。

货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)处于开启状态，摆臂组件 (34)在摆动过程中，拨动第一缓冲器安装板(12)、第二缓冲器安装板(22)，货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)被打开，让出穿梭车走行通道。第一缓冲器安装板(12)、第二缓冲器安装板(22)尾巴段的圆弧形设计，使得货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)不致因为摆臂组件34继续转动而开度继续增大或提早自动复位。货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件 (2)的最大开度通过第一限位板(15)、第二限位板(25)限制，防止第一缓冲器(11)、第二缓冲器(21)向外倒头而不能自动复位或与相邻设备、物料发生干涉。

4、穿梭车过渡：此时穿梭车(300)可平稳过渡。

5、复位，包括摆臂装置(3)复位和货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)复位。

摆臂装置(3)复位：穿梭车(300)过渡完毕，摆臂装置(3)经轨道外侧向轨道内侧摆动，回到初始位置。

货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)复位：摆臂装置(3)复位过程中，作用于货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)的外力逐渐消失，货架侧限位组件(1)和提升机侧限位组件(2)由于重心相对于转点靠轨道内侧偏置而自动复位。如此，完成穿梭车(300)的换层。

本实用新型装置与现有技术相比所产生的有益效果是：1、采用的货架侧限位组件和提升机侧限位组件，改变了每层穿梭车走行轨道都自带动力的形式，统一由升降台上的摆臂装置完成开启和闭合动作，与自带开合动力的限位装置相比，不仅简化了结构，并显著降低了多层穿梭车密集仓储系统的制造成本。2、本实用新型装置通过摆臂结构的设计，在摆臂卡入货架侧限位组件和提升机侧限位组件的导槽的过程中，逐渐对换层穿梭车升降台的停位误差进行矫正，从而消除穿梭车过渡时的卡滞、跳台现象。3、本实用新型装置将货架侧限位组件和提升机侧限位组件形成临时刚性连接结构，克服穿梭车移动过程中存在的轨道端头的挠度随负载变化而相应变化的问题，消除轨道端头的下沉、回弹现象，确保穿梭车平稳过渡。

附图说明

图1为本实用新型多层穿梭车换层安全装置的整体示意图。

图2为本实用新型多层穿梭车换层安全装置的货架侧限位组件的结构示意图。

图3为本实用新型多层穿梭车换层安全装置的提升机侧限位组件的结构示意图。

图4为本实用新型多层穿梭车换层安全装置的摆臂装置的结构示意图。

图5为本实用新型的货架侧限位组件和提升机侧限位组件位于处于限位状态示意图。

图6为本实用新型的货架侧限位组件和提升机侧限位组件位于处于开启状态示意图。

图7为本实用新型多层穿梭车换层安全装置的一种整体应用示意图。

附图中的标号：100-穿梭车走行轨道；200-升降台轨道；300-穿梭车；1-货架侧限位组件；2-提升机侧限位组件；3-摆臂装置；11-第一缓冲器；12-第一缓冲器安装板；13-第一固定板一；14-第一固定板二；15-第一限位板；16-第一销轴；17-第一配重；18-第一辅助转动元件；19-第一销轴紧固件；21-第二缓冲器； 22-第二缓冲器安装板；23-第二固定板一；24-第二固定板二；25-第二限位板； 26-第二销轴；27-第二配重；28-第二辅助转动元件；29-第二销轴紧固件；31- 动力机构；32-安装座一；33-安装座二；34-摆臂组件；35-限位角钢；36-检测器件一；37-检测器件二；38-轴承；341-摆臂；342-摆杆。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。

以下定义穿梭车走行轨道100与升降台轨道200两根轨道之间的空间为内侧，反之为外侧。

如图1至图4所示，一种多层穿梭车换层安全装置包括货架侧限位组件1、提升机侧限位组件2和摆臂装置3。货架侧限位组件1安装于每一层的穿梭车走行轨道100端头外侧，每层货架布置一组。提升机侧限位组件2安装于升降台轨道200的端头外侧，摆臂装置3紧靠着提升机侧限位组件2安装，悬挂安装于升降台轨道200的下方，提升机侧限位组件2和摆臂装置3同升降台一起升降。货架侧限位组件1、提升机侧限位组件2自身都不带开合动力，统一由摆臂装置3 驱动。货架侧限位组件1、提升机侧限位组件2均设有导槽，当穿梭车300在穿梭车走行轨道100和升降台轨道200之间过渡时，摆臂装置3卡于货架侧限位组件1、提升机侧限位组件2的导槽内，使两侧轨道形成临时刚性连接结构。

具体来说，货架侧限位组件1整体通过第一固定板一13和第一固定板二14 与穿梭车走行轨道100连接，第一固定板一13和第一固定板二14充当了整体的安装座，并且第一固定板一13高出穿梭车走行轨道100走行面一截，作为第一缓冲器安装板12变形时的刚性支撑，同时防止第一缓冲器安装板12因塑性变形而失效。

货架侧限位组件1包括第一缓冲器11，第一缓冲器11与第一缓冲器安装板 12头部连接，第一缓冲器11通过第一缓冲器安装板12设置在穿梭车走行轨道 100上部，第一缓冲器安装板12中部与第一销轴16连接，第一销轴16两端分别与第一固定板一13和第一固定板二14连接，第一固定板一13和第一固定板二14同时与穿梭车走行轨道100连接；第一销轴16末端设置第一销轴紧固件 19。

第一缓冲器11采用弹性材料制作而成，为了防止第一缓冲器11向轨道外侧倒头而不能自动复位或与相邻设备、物料发生干涉，在货架侧限位组件1上设有第一限位板15。

第一缓冲器安装板12与轨道接触处设有弹性材料，以减少限位组件复位时的撞击噪音。

为了更好的配合，第一销轴16与第一固定板一13和第一固定板二14配合处铣扁。

为了使第一缓冲器安装板12绕第一销轴16灵活转动，在两者之间设有第一辅助转动元件18，可以是轴承、铜套等。

为了保证货架侧限位组件1在不受外力时能快速自动复位，第一缓冲器安装板12上靠轨道内侧设有第一配重17。而为了保证货架侧限位组件1在开启后，不因为摆臂装置3的继续转动而开度继续增大或提早自动复位，第一缓冲器安装板12位于穿梭车走行轨道100下部的尾端设计为圆弧结构，其弧度与摆臂装置3旋转轨迹一致。

提升机侧限位组件2安装于升降台轨道200的端头外侧，除第二固定板一23上的导槽与第一固定板一13上的导槽形状不一致外，采用与货架侧限位组件 1相同的结构设计，此处不再赘述。

摆臂装置3通过安装座一32与升降台轨道200连接，安装座一32底面连接安装座二33，安装座二33上设置动力机构31、检测器件一36、检测器件二 37和摆臂组件34。

其中动力机构31包括电机、气缸、电缸、电磁铁等。

所述摆臂组件34包括摆臂341，摆臂341与摆杆342连接，摆臂342与安装座二33之间设有限位角钢35，摆臂组件34在动力机构31的驱动下作往复摆动，从而驱动货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2的开合。

检测器件一36和检测器件二37分别用以检测摆臂的初始位和工作位。在摆臂装置3不工作或在其随升降台一同升降的过程中，摆臂组件34的摆杆342 收缩于升降台轨道200内侧，摆臂组件34的该初始位置通过检测器件一36进行检测。而在穿梭车过渡完毕，摆臂装置3经升降台轨道200外侧向轨道内侧摆动，回到初始位置时，复位状态也通过检测器件一36进行检测。

在摆臂组件34完成对换层提升机升降台停位错位的矫正及驱动货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2处于开启的状态由检测器件二37检测。

优选的，在第一固定板一13和第二固定板一23上设置的导槽为轴承导槽，摆臂组件34上设有两个轴承38，更具体地说，摆杆342上安装两个轴承38，用以减少摆臂组件34与轴承导槽之间的摩擦力。

两个轴承38在摆臂组件34摆动过程中，分别沿第一固定板一13和第二固定板一23上的轴承导槽滚动。提升机侧限位组件2的第二固定板一23上的导槽开口形状为圆弧形，且与轴承38的摆动轨迹契合，在摆臂装置3进行错位矫正的摆动过程中，对摆杆342起支撑导向作用，极大地改善了动力机构31输出轴的受力状况。货架侧限位组件1的第一固定板一13上的导槽，开口形状为喇叭口，收尾段为圆弧形，收尾段形状与轴承38摆动轨迹契合，在轴承38沿喇叭口开口导线滚动过程中，逐步完成对换层提升机升降台停位错位的矫正。错位矫正完毕后，摆臂组件34卡于货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2的导槽内，使两侧的穿梭车走行轨道100与升降台轨道200形成临时刚性连接结构，消除穿梭车过渡过程中，轨道端头的挠度随负载变化而相应变化导致的下沉及回弹现象。此时，穿梭车300过渡时的重力由第一固定板一13、第二固定板一 23承担，动力机构31的输出轴不承受穿梭车300的重力。

当穿梭车300在穿梭车走行轨道100与升降台轨道200之间过渡时，摆臂装置3逐渐与货架侧限位组件1及提升机侧限位组件2相结合，两侧轨道形成临时刚性连接结构。具体为：控制升降台停位，之后启动动力机构31，驱动摆臂组件34摆动，此时摆臂341经由升降台轨道200下方向升降台轨道200外侧转动，轴承38随之运动并首先进入提升机侧限位组件2的圆弧形导槽，摆臂341 继续转动，轴承38顺着货架侧限位组件1的喇叭口导槽开口导线滚动，对两侧的穿梭车走行轨道100和升降台轨道200之间的错位进行矫正。错位矫正完毕后，轴承38滚至导槽收尾段，摆臂341卡入货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2的导槽中，两侧的穿梭车走行轨道100和升降台轨道200形成临时刚性连接结构。此时，货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2处于开启状态，穿梭车300可平稳过渡，进而完成穿梭车300的换层。

本实用新型装置在一优选或可选实施例中，货架侧限位组件1和提升机侧限位组件2的第一固定板一13、第二固定板一23上均不设导槽，仅用于实现穿梭车的安全限位功能。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，仍然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。