智能仓储设备的制作方法

本实用新型涉及仓储技术领域，特别是涉及一种智能仓储设备。

背景技术：

随着信息技术、控制技术的快速发展，智能仓储被广泛成熟的运用于各行各业。但现有的智能仓储设备，例如餐饮业冷库仓储机构，大多是采用工业机械臂实现自动化，该方式存在以下几种缺点：首先，采用机械臂的方式会侵占冷库本就有限的空间，从而减少储料量；其次，机械臂费用较高，极大的增加了经营成本；另外，设备安装和维护要求较高，不利于大范围推广。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种智能仓储设备，占用空间小，成本低廉，便于安装和维护，适合大范围推广。

一种智能仓储设备，包括仓储货架、驱动模组和取料夹爪，所述驱动模组包括支架、安装于所述支架的横移机构、以及与所述横移机构连接的升降机构，所述取料夹爪与所述升降机构连接，所述横移机构用于带动所述升降机构沿水平方向往复移动，所述升降机构用于带动所述取料夹爪沿竖直方向往复移动，所述取料夹爪用于对所述仓储货架上的料盒进行夹取和释放。

上述智能仓储设备通过驱动模组和取料夹爪的配合可实现自动取料，其中，横移机构用于提供水平方向的自由度，升降机构用于提供竖直方向的自由度，通过横移机构与升降机构的配合可将取料夹爪移动至仓储货架的任意指定坐标位置完成取料动作。本实用新型的智能仓储设备通过驱动模组代替传统的工业机械臂，整体结构更为紧凑，占用空间更小，驱动模组的动作简洁可靠，成本低廉，且易于维护和安装，适合大范围推广。

在其中一个实施例中，所述支架呈与所述仓储货架并排设置的框型架，所述横移机构包括第一动力件以及设于所述支架上下两侧的两个水平方向单轴机器人，两所述水平方向单轴机器人通过传动机构传动连接，所述第一动力件用于驱动两所述水平方向单轴机器人同步联动，所述升降机构包括竖直方向单轴机器人以及用于驱动所述竖直方向单轴机器人运行的第二动力件。

在其中一个实施例中，所述第一动力件和/或所述第二动力件为伺服电机。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括传动轴及设于所述传动轴两端的联轴器，所述传动轴通过所述联轴器与对应的所述水平方向单轴机器人传动连接，所述第一动力件带动所述传动轴转动，进而带动两所述水平方向单轴机器人同步联动。

在其中一个实施例中，所述传动轴上套设有轴承，所述支架上设有用于安装所述轴承的固定支座。

在其中一个实施例中，所述仓储货架为重力式货架，所述仓储货架包括货架本体及安装于所述货架本体内的若干重力式轨道，所述重力式轨道的输出端相对水平面向下倾斜预设角度。

在其中一个实施例中，所述取料夹爪包括基座、直线驱动件、旋转驱动件和机械爪，所述基座与所述升降机构连接，所述旋转驱动件固定于所述基座，所述直线驱动件固定于所述旋转驱动件的旋转输出端，所述机械爪连接于所述直线驱动件的直线输出端。

在其中一个实施例中，所述料盒内置有信息存储模块，所述基座上还设有信息识别装置，所述信息识别装置用于读取所述信息存储模块内存储的信息、并将该信息传输至控制系统。

在其中一个实施例中，所述取料夹爪还包括设于所述机械爪上的检测装置，所述检测装置用于检测所述机械爪是否夹取到所述料盒。

在其中一个实施例中，所述智能仓储设备还包括补料货架和补料机构，所述补料货架邻近所述仓储货架设置，所述补料机构位于所述补料货架和所述仓储货架之间，所述补料机构用于夹取所述补料货架上的料盒、并将所述料盒投放至所述仓储货架的指定位置。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的智能仓储设备的结构示意图；

图2为图1中的智能仓储设备的驱动模组与取料夹爪的配合结构示意图；

图3为图2中的驱动模组的结构示意图；

图4为图3中a处的局部放大示意图；

图5为图3中b处的局部放大示意图；

图6为图2中的取料夹爪的结构示意图；

图7为图1中的智能仓储设备的仓储货架的结构示意图；

图8为图7中的仓储货架的重力式轨道的结构示意图。

10、仓储货架，11、货架本体，111、固定轴，12、重力式轨道，121、导轨组件，1211、安装架，1212、导向件，122、辊轮组件，123、传送通道，124、挡板，20、驱动模组，21、支架，211、固定支座，22、横移机构，221、第一动力件，222、水平方向单轴机器人，223、传动轴，2231、轴承，224、联轴器，23、升降机构，231、竖直方向单轴机器人，232、第二动力件，24、第一支座，25、第二支座，30、取料夹爪，31、基座，32、直线驱动件，33、旋转驱动件，34、机械爪，35、信息识别装置，36、检测装置，40、补料货架，50、补料机构，100、料盒。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”以及类似的表述只是为了说明的目的。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

请参照图1，一种智能仓储设备包括仓储货架10、驱动模组20和取料夹爪30，驱动模组20包括支架21、安装于支架21的横移机构22，以及与横移机构22连接的升降机构23，取料夹爪30与升降机构23连接，横移机构22用于带动升降机构23沿水平方向往复移动，升降机构23用于带动取料夹爪30沿竖直方向往复移动，取料夹爪30用于对仓储货架10上的料盒100进行夹取和释放。

具体地，仓储货架10用于存放料盒100，料盒100可用于盛放不同种类的菜品，驱动模组20与控制系统电性连接，驱动模组20可根据控制系统发出的指令将取料夹爪30移动至仓储货架10的指定坐标位置，取料夹爪30可对进行料盒100抓取。横移机构22和升降机构23具体可采用螺母丝杠配合机构、齿轮齿条配合机构等实现直线驱动。

上述智能仓储设备通过驱动模组20和取料夹爪30的配合可实现自动取料，其中，横移机构22用于提供水平方向的自由度，升降机构23用于提供竖直方向的自由度，通过横移机构22与升降机构23的配合可将取料夹爪30移动至仓储货架10的任意指定坐标位置完成取料动作。本实用新型的智能仓储设备通过驱动模组20代替传统的工业机械臂，整体结构更为紧凑，占用空间更小，驱动模组20的动作简洁可靠，成本低廉，且易于维护和安装，适合大范围推广。

请参照图2，在其中一个实施例中，支架21呈与仓储货架10并排设置的框型架，横移机构22包括第一动力件221以及设于支架21上下两侧的两个水平方向单轴机器人222，两水平方向单轴机器人222通过传动机构传动连接，第一动力件221用于驱动两水平方向单轴机器人222同步联动，升降机构23包括竖直方向单轴机器人231以及用于驱动竖直方向单轴机器人231运行的第二动力件232。

具体地，请参照图3及图4，支架21可采用方钢制成，以保证具有较强的支撑强度，水平方向单轴机器人222通过第一支座24固定于支架21，竖直方向单轴机器人231通过第二支座25与水平方向单轴机器人222连接，两个水平方向单轴机器人222可通过传动轴或同步带等传动机构进行传动连接。通过两个同步运行的水平方向单轴机器人222同时带动竖直方向单轴机器人231沿水平方向运动，使得竖直方向单轴机器人231的固定更为可靠，运动更为平稳。第一动力件221和/或第二动力件232具体可为伺服电机和步进电机等，可选地，第一动力件221和第二动力件232均采用伺服电机，伺服电机具有较高的控制精度，可使取料夹爪30的位置移动更为精准。

在一具体实施例中，如图3及图5所示，传动机构包括传动轴223及设于传动轴223两端的联轴器224，传动轴223通过联轴器224与对应的水平方向单轴机器人222传动连接，第一动力件221带动传动轴223转动，进而带动两水平方向单轴机器人222同步联动，结构简单，传动可靠。

进一步地，传动轴223上套设有轴承2231，支架21上设有用于安装轴承2231的固定支座211。具体地，传动轴223靠近两个水平方向单轴机器人222的部位均设有一轴承2231，具体可为带座轴承2231，相应地，支架21上对应设有两个固定支座211。通过设置轴承2231，可使传动轴223的转动更为平稳，以保证传动的稳定性。

进一步地，请参照图7，仓储货架10为重力式货架，仓储货架10包括货架本体11及安装于货架本体11内的若干重力式轨道12，重力式轨道12的输出端相对水平面向下倾斜预设角度。具体地，货架本体11的相对两侧设有若干沿竖直方向并排设置的固定轴111，重力式轨道12的两端分别与对应的两固定轴111连接，通过在货架本体11内安装重力式轨道12从而形成重力式货架，当前端料盒100被夹取后，后面的料盒100可沿重力式轨道12自动下滑至输出端，可有效提升仓储货架10的周转效率和仓储利用率。

如图8所示，在一实施例中，重力式轨道12包括相对设置的两个导轨组件121，以及连接于两导轨组件121之间的辊轮组件122，两导轨组件121之间限定出传送通道123，传送通道123具有依次连通的输入段、调整段和输出段，输入段的宽度大于输出段的宽度，调整段的宽度自输入段朝向输出段逐渐减小，辊轮组件122自输入段朝向输出段逐渐向下倾斜。通过对传送通道123的结构进行特殊设计，使传送通道123的输入段的宽度大于输出段的宽度，可起到限制料盒100脱离轨道的作用，同时通过调整段进行平稳导向，料盒100在下滑过程中可进行姿态调整，进而可有效缓解传统的重力式货架轨道可控性较差与下滑不畅问题。

进一步地，辊轮组件122靠近输出段的最外侧设有挡板124。当料盒100沿传送通道123传送至最前端时，通过挡板124可对料盒100起到一定的阻挡作用，以避免料盒100从重力式轨道12上滑出，保证使用安全性。

进一步地，如图8所示，每一导轨组件121包括安装架1211和连接于安装架1211侧部的导向件1212，两导向件1212之间限定出传送通道123，辊轮组件122包括沿传送通道123并排布置的多个辊轮，每一辊轮的两端分别与两安装架1211连接。辊轮组件122与两安装架1211连接形成主体支撑结构，两导向件1212相互配合形成传送通道123，辊轮组件122中辊轮的数量可根据实际需求进行设置，料盒100在重力作用下沿多个辊轮所形成的传送面进行传送，辊轮滚动可使料盒100的滑动更为顺畅，提升料盒100的传送效率。

请参照图6，在其中一个实施例中，取料夹爪30包括基座31、直线驱动件32、旋转驱动件33和机械爪34，基座31与升降机构23连接，旋转驱动件33固定于基座31，直线驱动件32固定于旋转驱动件33的旋转输出端，机械爪34连接于直线驱动件32的直线输出端。通过直线驱动件32可为机械爪34提供直线自由度，通过旋转驱动件33可为机械爪34提供转动自由度，如此，使得机械爪34的运动更为灵活，其中，直线驱动件32具体可为气缸、液压缸、直线电机等，旋转驱动件33具体可为旋转气缸、旋转液压缸、旋转电机等。机械爪34具体可为气缸夹爪。

此外，料盒100内置有信息存储模块，基座31上还设有信息识别装置35，信息识别装置35用于读取信息存储模块内存储的信息、并将该信息传输至控制系统。通过信息识别装置35对料盒100的信息进行快速准确地读取，以便于控制系统发出相应地指令，从而将料盒100输送至指定位置。例如，信息识别装置35可为射频识别(rfid)设备，通过射频识别设备可对料盒100的内置芯片信息进行快速读取。或者也可在料盒100表面设置条形码或二维码进行信息存储，相应地，信息识别装置35为可用于扫描条形码或二维码的信息扫描设备。

请结合图1及图6，在一具体实施例中，在需要取料时，首先驱动模组20带动取料夹爪30运动至预设取料位置，然后直线驱动件32将机械爪34向前推出，机械爪34夹取料盒100后，直线驱动件32带动机械爪34及料盒100收回，然后旋转驱动件33带动机械爪34及料盒100转动一定角度(例如可为180°)，以使料盒100位于信息识别装置35的上方，从而可方便地对料盒100的信息进行读取。信息识别装置35读取料盒100的信息存储模块内存储的信息后，可将该信息通过plc控制器传给上位机系统，上位机系统发出相应的操作指令后，驱动模组20带动取料夹爪30及料盒100移动至预设放料位置，直线驱动件32将机械爪34向前推出，使料盒100移出信息识别装置35，进而机械爪34将料盒100释放，料盒100即可落到预设位置，进而完成整个自动取料、放料过程。

进一步地，取料夹爪30还包括设于机械爪34上的检测装置36，检测装置36用于检测机械爪34是否夹取到料盒100。具体地，检测装置36可为光电开关传感器、红外传感器或超声波传感器等。通过检测装置36可对机械爪34的夹取情况进行实时检测跟踪，以便于实时掌握机械爪34在取料过程中是否存在异常。

可选地，取料夹爪30还包括与检测装置36电性连接的报警装置，在机械爪34夹取和运送料盒100的过程中，当检测装置36检测到机械爪34未夹取到料盒100时，报警装置发出报警信号，其中，报警信号可为声音信号或光信号等。例如，在夹取料盒100时若机械爪34未能顺利夹取到料盒100，或者机械爪34夹取到料盒100后在输送过程中发生料盒100掉落的情况，报警装置均会发出报警信号，以便工作人员及时进行故障排查和处理。

此外，如图1所示，为了方便补料，智能仓储设备还包括补料货架40和补料机构50，补料货架40邻近仓储货架10设置，补料机构50位于补料货架40和仓储货架10之间，补料机构50用于夹取补料货架40上的料盒100、并将料盒100投放至仓储货架10的指定位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。