堆垛机、取放设备和立体仓库的制作方法

本发明涉及立体仓库技术领域，特别是涉及一种堆垛机、一种取放设备、以及一种立体仓库。

背景技术：

传统的仓库需要大量的占地面积以适应大量的货物存放，并且需要大量物流人员对货物进行搬运及管理。为解决占地面积过大及人力投入过多且容易出错的问题，技术人员提出了立体仓库项目，而该项目的存取功能的实现主要由搬运线体及堆垛机完成。货物在堆垛机的帮助下，在搬运线体上的取放点与货架的收纳位之间流转。

一般地，传统的堆垛机主要包括：导轨和在导轨上行走的堆垛模组，并且堆垛模组上设置有抓手。在导轨的限制下，堆垛模组往返于搬运线体与货架之间，通过抓手进行货物的取放。而传统的堆垛机中，堆垛模组的横移精度较低，容易出现与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位，导致抓手无法准确地将货物放置到目标收纳位上，降低了货物存取的精度和工作效率。

技术实现要素：

基于此，本发明提供一种堆垛机，利用横移视觉定位器件和横移编码器相互配合，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，达到提高堆垛模组的横移精度的目的。

一种堆垛机，包括：

地轨；以及

滑动设置于地轨的堆垛模组；堆垛模组包括：滑动设置于地轨上的横移组件、连接横移组件的升降组件、以及安装在升降组件上的取放组件；横移组件包括：滑动设置于地轨上的滑座、连接滑座的横移驱动器、连接滑座的横移编码器、以及安装在滑座上的横移视觉定位器件；横移编码器检测滑座的前进距离；横移视觉定位器件通过图像分析检测滑座与货架的相对位置；升降组件用于带动取放组件升降运动；取放组件用于取放货物。

上述堆垛机，堆垛模组滑动设置在地轨上，可沿地轨的设置方向前后移动。在堆垛模组中设有横移组件、升降组件、以及取放组件。横移组件用于带动升降组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件用于带动取放组件升降运动，使得取放组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件用于抓取和放置货物。在横移组件带动堆垛模组沿地轨滑动的过程中，横移编码器检测滑座的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件通过图像分析检测滑座与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，提高堆垛模组的移动精度，降低堆垛模组与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件和横移编码器相互配合，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，达到提高堆垛模组的横移精度的目的。

在其中一个实施例中，地轨为h型钢结构，包括第一水平部、设于第一水平部上方并与第一水平部平行的第二水平部、以及连接于第一水平部和第二水平部之间的支撑部；滑座设有在第二水平部顶面滚动的横移轮；横移轮连接横移驱动器；滑座还设有在支撑部侧面滚动的限位轮；限位轮为多个且成对分布在支撑部的相对两侧。工作时，横移驱动器带动横移轮滚动，使得滑座可以在h型钢结构的地轨的第二水平部的顶面上行走。而成对分布于地轨的支撑部的相对两侧的限位轮可以对滑座的移动进行导向，并且利用限位轮夹设地轨的支撑部的设置，可以起到防侧翻的作用。

在其中一个实施例中，滑座还设有在第二水平部底面滚动的防侧翻轮。基于地轨的h型钢结构设置，利用在地轨的第二水平部的底面滚动的防侧翻轮，进一步强化防侧翻功能。

在其中一个实施例中，升降组件包括：安装在滑座上的立柱、滑动连接在立柱上的升降台、连接升降台的升降驱动器、以及连接升降台的升降编码器；升降驱动器带动升降台在立柱上升降运动；升降台连接取放组件。升降驱动器带动升降台在立柱上升降运动，并且通过升降编码器检测升降台的升降距离，从而检测出升降台的高度位置。

在其中一个实施例中，取放组件包括：安装在升降组件上的底座、滑动设置在底座上的插板、连接插板的取放驱动器、以及连接插板的取放编码器；插板用于承载货物。取放驱动器带动插板移动，使得插板可以伸入到货架的收纳位中，而取放编码器用于检测插板的伸出方向和位置。

在其中一个实施例中，底座设有供插板活动的滑槽；取放组件还包括：位于滑槽内侧的第一传感器和位于底座外侧的第二传感器；第一传感器用于检测插板是否为空载；第二传感器用于检测底座所相对的货架的收纳位是否为空置。通过第一传感器和第二传感器可以提高取放组件的动作可靠性，避免出现空载和与货架上已有的货物发生冲撞。

在其中一个实施例中，堆垛机还包括：滑动连接堆垛模组的导轨；导轨滑动连接在升降组件的顶部。导轨用于对堆垛模组的横移轨迹进行导正，提高堆垛组件横移的精确性。

在其中一个实施例中，堆垛机还包括：滑动连接堆垛模组的安全触滑线；安全触滑线滑动连接在升降组件的顶部，且安全触滑线分别电连接横移组件、升降组件、以及取放组件。安全触滑线可以实现堆垛模组在无拖链走线的情况下的通电导通。

同时，本申请还提供一种取放设备。

一种取放设备，包括上述任一实施例的堆垛机，还包括：搬运线体；搬运线体相邻于堆垛机设置。

上述取放设备，搬运线体用于将货物在入仓口、出仓口、以及货架的取放料点三者之间的流转。堆垛机用于实现货物在货架与货架的取放料点之间的货物转移。堆垛模组滑动设置在地轨上，可沿地轨的设置方向前后移动。在堆垛模组中设有横移组件、升降组件、以及取放组件。横移组件用于带动升降组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件用于带动取放组件升降运动，使得取放组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件用于抓取和放置货物。在横移组件带动堆垛模组沿地轨滑动的过程中，横移编码器检测滑座的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件通过图像分析检测滑座与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，提高堆垛模组的移动精度，降低堆垛模组与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件和横移编码器相互配合，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，达到提高堆垛模组的横移精度的目的。

同时，本申请还提供一种立体仓库。

一种立体仓库，包括上述的取放设备，还包括：货架；货架相邻堆垛机设置。

上述立体仓库，货架用于存放货物，而取放设备用于实现货物的流转。堆垛模组滑动设置在地轨上，可沿地轨的设置方向前后移动。在堆垛模组中设有横移组件、升降组件、以及取放组件。横移组件用于带动升降组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件用于带动取放组件升降运动，使得取放组件移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件用于抓取和放置货物。在横移组件带动堆垛模组沿地轨滑动的过程中，横移编码器检测滑座的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件通过图像分析检测滑座与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，提高堆垛模组的移动精度，降低堆垛模组与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件和横移编码器相互配合，从而判断和修正堆垛模组的横移位置，达到提高堆垛模组的横移精度的目的。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的堆垛机的示意图；

图2为图1所示的堆垛机的局部视图；

图3为图2所示的堆垛机的使用状态图；

图4为图1所示的堆垛机的堆垛模组的示意图；

图5为图4所示的堆垛模组的另一视角的示意图；

图6为图4所示的堆垛模组中的a局部的放大图；

图7为图6所示的堆垛机与主导轨的配合示意图；

图8为图4所示的堆垛模组中的b局部的放大图；

图9为图4所示的堆垛模组的局部视图；

图10为本发明的一种实施例的取放设备中的搬运线体的示意图；

图11为图10所示的搬运线体的货物流转原理图。

附图中各标号的含义为：

100-堆垛机；

10-地轨；

20-堆垛模组，21-横移组件，211-滑座，2111-横移轮，2112-限位轮，2113-防侧翻轮，212-横移驱动器，213-横移编码器，214-横移视觉定位器件，22-升降组件，221-立柱，222-升降台，223-升降驱动器，224-升降编码器，23-取放组件，231-底座，232-插板，2321-限位块，233-取放驱动器，234-取放编码器，235-第一传感器，236-第二传感器；

30-导轨；

40-安全触滑线；

50-控制箱；

200-搬运线体；

201-入料传送线，2011-第一传送带，20111-第一转运工位，20112-第一等待工位，2012-第一转运模组；

202-出料传送线，2021-第二传送带，20211-第二转运工位，20212-第二等待工位，2022-第二转运模组；

203-取放料传送线，2031-第三传送带，2032-顶升上料模组；

300-收纳箱。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图9所示，其为本发明的一种实施例的堆垛机100。

如图1和图2所示，该堆垛机100包括：地轨10和滑动设置于地轨10的堆垛模组20。如图3所示，堆垛模组20用于取放货物(在本实施例中，货物放置在收纳箱300中，堆垛模组20通过转移收纳箱300实现对货物的转移，收纳箱300的外侧设有可供扫码的识别码)以实现货物在货架的取放料点与货架的指定的收纳位之间的转移。地轨10用于限制堆垛模组20的横移轨迹。

下文，结合图1至图9，对上述的堆垛机100做进一步的说明。

如图2所示，在本实施例中，地轨10为h型钢结构。地轨10整体呈长条状，并且宽度方向的截面为h型(也可以理解为工字型)。此外，该地轨10也可以为多段结构设置，通过拼接的方式进行延伸扩展。

如图4和图5所示，堆垛模组20包括：滑动设置于地轨10上的横移组件21、连接横移组件21的升降组件22、以及安装在升降组件22上的取放组件23。其中，横移组件21用于带动升降组件22横移运动，升降组件22用于带动取放组件23升降运动，取放组件23用于取放货物

如图4和图5所示，在本实施例中，横移组件21包括：滑动设置于地轨10上的滑座211、连接滑座211的横移驱动器212、连接滑座211的横移编码器213、以及安装在滑座211上的横移视觉定位器件214。横移编码器213检测滑座211的前进距离。横移视觉定位器件214通过图像分析检测滑座211与货架的相对位置。

如图6和图7所示，基于地轨10为h型钢结构设置的前提下，在本实施例中，滑座211设有在地轨10的顶部的顶面滚动的横移轮2111。其中，横移轮2111连接横移驱动器212。滑座211还设有在地轨10的中部的侧面滚动的限位轮2112。限位轮2112为多个且成对分布于地轨10的中部的相对两侧。工作时，横移驱动器212带动横移轮2111滚动，使得滑座211可以在h型钢结构的地轨10的顶部的顶面上行走。而成对分布与地轨10的中部的相对侧的限位轮2112可以对滑座211的移动进行导向，并且利用限位轮2112夹设地轨10的中部的设置，可以起到防侧翻的作用。例如，在本实施例中，地轨10为h型钢结构设置，并且包括：包括第一水平部、设于第一水平部上方并与第一水平部平行的第二水平部、以及连接于第一水平部和第二水平部之间的支撑部。其中，第一水平部作为地轨10的基底并且通过支撑部连接位于上方的第二水平部。相应地，横移轮2111可以在第二水平部顶面滚动。限位轮2112分布在支撑部的相对两侧并且可以在支撑部侧面滚动。

进一步地，如图6和图7所示，在本实施例中，滑座211还设有在地轨10的顶部的底面滚动的防侧翻轮2113。基于地轨10的h型钢结构设置，利用在地轨10的顶部的底面滚动的防侧翻轮2113，进一步强化防侧翻功能。例如，在本实施例中，防侧翻轮2113可以在第二水平部的底面滚动。

当横移组件21移动时，横移编码器213检测滑座211的移动距离，例如，在本实施例中，横移编码连接在滑座211前端的横移轮2111上，通过检测横移轮2111的滚动次数，接着，结合横移轮2111的轮径，控制系统(例如，在本实施例中，堆垛机100还设有控制箱50，该控制箱50安装在升降组件22上)可以计算出滑座211的移动距离。同时，视觉定位器件214拍摄滑座211外侧的环境的图像，在本实施例中，主要体现为位于堆垛机100两侧的货架，而货架上可以预先设置标记。视觉定位器件214在拍摄图像后，经过图像分析处理，判断当前滑座211所对应的货架的位置，进而反馈给控制系统，若滑座211当前的横移位置与目标收纳位的水平方向的位置出现偏差，则控制横移组件21进行相应的前移或者后退，以调整滑座211的位置。

如图4和图5所示，在本实施例中，升降组件22包括：安装在滑座211上的立柱221、滑动连接在立柱221上的升降台222、连接升降台222的升降驱动器223、以及连接升降台222的升降编码器224。其中，升降驱动器223带动升降台222在立柱221上升降运动。升降台222连接取放组件23。升降驱动器223带动升降台222在立柱221上升降运动，并且通过升降编码器224检测升降台222的升降距离，从而检测出升降台222的高度位置。

在本实施例中，升降编码器224位于在升降驱动器223与升降台222的连接处。

如图4和图5所示，在本实施例中，取放组件23包括：安装在升降组件22上的底座231、滑动设置在底座231上的插板232、连接插板232的取放驱动器233、以及连接插板232的取放编码器234。插板232用于承载货物。取放驱动器233带动插板232移动，使得插板232可以伸入到货架的收纳位中，而取放编码器234用于检测插板232的伸出方向和位置。

在本实施例中，取放编码器234位于取放驱动器233与插板232的连接处。

进一步地，如图8所示，底座231设有供插板232活动的滑槽。取放组件23还包括：位于滑槽内侧的第一传感器235和位于底座231外侧的第二传感器236。其中，第一传感器235用于检测插板232是否为空载。第二传感器236用于检测底座231所相对的货架的收纳位是否为空置。通过第一传感器235和第二传感器236可以提高取放组件23的动作可靠性，避免出现空载和与货架上已有的货物发生冲撞。

在本实施例中，第一传感器235为成对设置的滑槽内侧的光栅，当插板232上存在货物时，会阻挡两个相对设置的第一传感器235之间的信号，此时，第一传感器235判定插板232上存在货物。第二传感器236为接近开关，并且至少有两个。两个第二传感器236各自分布在底座231的左右端的外侧，在插板232伸入货架的收纳位之前，通过第二传感器236检测插板232当前对相对的收纳位是否存在货物。

如图8所示，在本实施例中，在插板232的两端设有限位块2321，其作用在于限制货物在插板232上的移动位置，避免货物跟随插板232动作时，因为惯性而从插板232上脱落。

如图1和图2所示，在本实施例中，堆垛机100还包括：滑动连接堆垛模组20的导轨30。导轨30滑动连接在升降组件22的顶部。导轨30用于对堆垛模组20的横移轨迹进行导正，提高堆垛组件横移的精确性。

如图1和图2所示，在本实施例中，堆垛机100还包括：滑动连接堆垛模组20的安全触滑线40。安全触滑线40滑动连接在升降组件22的顶部，且安全触滑线40分别电连接横移组件21、升降组件22、以及取放组件23。安全触滑线40可以实现堆垛模组20在无拖链走线的情况下的通电导通。

上述堆垛机100，堆垛模组20滑动设置在地轨10上，可沿地轨10的设置方向前后移动。在堆垛模组20中设有横移组件21、升降组件22、以及取放组件23。横移组件21用于带动升降组件22移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件22用于带动取放组件23升降运动，使得取放组件23移动至预设的位置，例如搬运线体的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件23用于抓取和放置货物。在横移组件21带动堆垛模组20沿地轨10滑动的过程中，横移编码器213检测滑座211的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件214通过图像分析检测滑座211与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，提高堆垛模组20的移动精度，降低堆垛模组20与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组20可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件214和横移编码器213相互配合，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，达到提高堆垛模组20的横移精度的目的。

同时，本申请还提供一种取放设备。

该取放设备包括上述任一实施例的堆垛机100，还包括：搬运线体200。搬运线体200相邻于堆垛机100设置。

对于堆垛机100的说明可参见上文，此处不再赘述。而搬运线体200用于将货物在入仓口、出仓口、以及货架的取放料点三者之间的流转。

例如，如图10所示，搬运线体200可以包括：入料传送线201、设置于入料传送线201一侧的出料传送线202、以及设置于入料传送线201相背于出料传送线202的一侧的取放料传送线203。

入料传送线201包括：第一传送带2011、设置于第一传送带2011的第一转运模组2012、以及设置于第一传送带2011的第一扫码模组(图未示)。第一传送带2011设有第一转运工位20111和第一等待工位20112。第一等待工位20112于第一转运工位20111的上游。第一转运模组2012位于第一转运工位20111，且第一转运模组2012的传送方向与第一传送带2011的流转方向垂直。第一扫码模组位于第一等待工位20112。

出料传送线202包括：与第一传送带2011反向设置的第二传送带2021和设置于第二传送带2021的第二转运模组2022。第二传送带2021设有第二转运工位20211和第二等待工位20212。第二等待工位20212与第一等待工位20112位于垂直第一传送带2011的直线上。第二等待工位20212于第二转运工位20211的上游。第二转运模组2022位于第二转运工位20211，且第二转运模组2022的传送方向与第二传送带2021的流转方向垂直。

取放料传送线203包括：垂直于第一传送带2011设置的第三传送带2031、设置于第三传送带2031的顶升上料模组2032、以及设置于第三传送带2031的第二扫码模组(图未示)。第二扫码模组位于顶升上料模组2032的一侧。第三传送带2031、第一转运工位20111、以及第二转运工位20211位于同一直线上。顶升上料模组2032位于第三传送带2031背离第一传送带2011的一端。

如图11所示，入料时，货物从入仓口通过入料传送线201的第一传送带2011流转向目标的货架，当货物流转至目标的货架之前，在第一等待工位20112通过扫码进行识别，识别成功后，在进入第一转运工位20111时，第一转运模组2012将货物换向并且转运至取放料传送线203。取放料传送线203的第三传送带2031将货物流转至货架的取放点，再次通过扫码确认后，顶升上料模组2032将货物从第三传送带2031上抬起并且等待堆垛机100取货。出料时，货物被堆垛机100放置在顶起状态的顶升上料模组2032上，扫码确认后，顶升上料模组2032下沉将货物放到第三传送带2031，第三传送带2031将货物流转回第一传送带2011上的第一转运模组2012上，第一转运模组2012和第二转运模组2022将货物从第一转运工位20111带入第二转运工位20211，货物进入到第二转运工位20211后，在第二传送带2021的带动下向出仓口流转。该搬运线体200可以实现货物从入仓口、出仓口、以及货架的取放点三者之间的流转，利用转运模组实现货物在入料传送线201、出料传送线202、以及取放料传送线203之间的换向流转，扫码核对货物信息，为立体仓库的提供高效、流畅和高精度的货物流转。

上述取放设备，搬运线体200用于将货物在入仓口、出仓口、以及货架的取放料点三者之间的流转。堆垛机100用于实现货物在货架与货架的取放料点之间的货物转移。堆垛模组20滑动设置在地轨10上，可沿地轨10的设置方向前后移动。在堆垛模组20中设有横移组件21、升降组件22、以及取放组件23。横移组件21用于带动升降组件22移动至预设的位置，例如搬运线体200的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件22用于带动取放组件23升降运动，使得取放组件23移动至预设的位置，例如搬运线体200的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件23用于抓取和放置货物。在横移组件21带动堆垛模组20沿地轨10滑动的过程中，横移编码器213检测滑座211的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件214通过图像分析检测滑座211与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，提高堆垛模组20的移动精度，降低堆垛模组20与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组20可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件214和横移编码器213相互配合，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，达到提高堆垛模组20的横移精度的目的。

同时，本申请还提供一种立体仓库。

该立体仓库包括上述的取放设备，还包括：货架。货架相邻堆垛机100设置。

上述立体仓库，货架用于存放货物，而取放设备用于实现货物的流转。堆垛模组20滑动设置在地轨10上，可沿地轨10的设置方向前后移动。在堆垛模组20中设有横移组件21、升降组件22、以及取放组件23。横移组件21用于带动升降组件22移动至预设的位置，例如搬运线体200的取放料点以及货架上指定的收纳位。升降组件22用于带动取放组件23升降运动，使得取放组件23移动至预设的位置，例如搬运线体200的取放料点的取放高度以及货架上指定的收纳位的高度。取放组件23用于抓取和放置货物。在横移组件21带动堆垛模组20沿地轨10滑动的过程中，横移编码器213检测滑座211的前进距离，以初步判断堆垛组件的当前位置，同时，横移视觉定位器件214通过图像分析检测滑座211与货架的相对位置，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，提高堆垛模组20的移动精度，降低堆垛模组20与货架上的目标收纳位出现水平方向上的错位的概率，使得堆垛模组20可以准确地将货物放置到目标收纳位上，提高货物存取的精度和工作效率。通过上述设计，利用横移视觉定位器件214和横移编码器213相互配合，从而判断和修正堆垛模组20的横移位置，达到提高堆垛模组20的横移精度的目的。

以上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。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。