专利名称：用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，属于物流设备技术领域。
背景技术：
近年来自动化物流系统在家电、烟草、医药、食品、日用品、五金、等行业中的应用日益广泛。其中的自动化仓库的输送形式绝大多数采用了“驶入式巷道堆垛机系统”。据 2010年的统计，全国自动化仓库的目前保有量约为1000座，当年新建大型自动化仓库90 座，95%以上为驶入式货架，即AS/RS (自动化仓库系统)解决方案。如图I所示，其特点是在两边高层货架的中间设置堆垛机通道，轨道式的巷道堆垛机35因具有X方向的通道高速行走、Y方向的升降动作、和Z方向的货叉双向存取货动作而构成驶入式存取系统。但这一数十年来被公认的高效存取系统最近几年却有被国外发展的“穿梭式存取系统”取而代之的趋势在自动化物流系统中，托盘货物的超高密度存放，实现空间的最大利用，其技术已日趋成熟。在家电、烟草、医药、食品、日用品、五金、等行业中，每层巷道可放置同一类托盘的仓库中，采用高密度的“穿梭式存取系统”，以取代以巷道堆垛机为输送设备的驶入式货架，可大大提高仓库的空间利用率。“穿梭式存取系统”的特点是超密集型存放。货架不带驶入通道，但在每层货位的下方设置高度为200毫米左右的“隧道”和通行轨道；因此，其货架形式也被称为“隧道式货架”，“或双层深式货架”。带有高速行走和抬升装置的“穿梭车” 就穿行在每层货位下层的“隧道”中。由于取消了驶入通道，因此货架的密集度大幅度提高。 这一系统适应于同层货位存放同一类托盘的仓库。通过和叉车或辊道输送的链接可以实现货物的先入先出或先入后出。这种货架的总长度可达100米，每层设置数十个货位。“穿梭式存取系统”中的关键设备是穿梭车。穿梭车能在托盘下方的通道内高速穿梭往复，并通过其抬升装置和识别系统将托盘和物料从一个指定站点输送到另一个指定站点。这一系统实际上并不需要在每层隧道中设置一台穿梭车，而是当某一层货位需要作出入库操作时，由库外的叉车把穿梭车放置到该层的轨道上。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，使系统布置更为安全简洁并可有效提高穿梭车的工作可靠性。按照本发明提供的技术方案，所述用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车安装在穿梭式货架的货位下方的巷道上，遥控穿梭车包括上车体和下车体，特征是所述上车体和下车体之间由四根抬升齿条连接，抬升齿条通过抬升机构作上下升降运动，从而推动上车体整体抬升；在所述下车体内部的两侧安装带动穿梭车行进的行走机构，抬升机构安装在行走机构的内侧，在抬升机构的内侧安装电源及控制系统。所述抬升机构包括对称设置的两组抬升部件，两组抬升部件的结构相同；所述抬升部件包括第一电机齿轮，所述第一电机齿轮的两侧分别与第一减速齿轮、第二减速齿轮啮合，第一减速齿轮与第一抬升齿轮啮合，第一抬升齿轮与一边的抬升齿条啮合，第二减速齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮与第二抬升齿轮啮合，第二抬升齿轮与另一边的抬升齿条啮合；
所述行走机构包括四个以悬臂状态伸出于下车体两侧的车轮，前端两个车轮分别安装在两根传动输出轴上，两根传动输出轴由万向节连接，后端两个车轮分别安装在两根从动轴上；所述传动输出轴上安装有第三减速齿轮，第三减速齿轮与第二电机齿轮啮合，第二电机齿轮安装在减速伺服电机的动力输出端上；在所述传动输出轴和从动轴上分别安装同步链轮，传动输出轴和从动轴通过绕设在同步链轮上的同步链条连接在一起。所述第一电机齿轮安装在减带电机的动力输出轴上，第一减速齿轮、第二减速齿轮、传动齿轮、第一抬升齿轮和第二抬升齿轮分别安装在支撑轴上；两组抬升部件的第一抬升齿轮的支撑轴由万向联轴器连接。作为本发明的进一步改进，在所述同步链条上安装张紧机构。所述张紧机构包括张紧轮，张紧轮通过滚针轴承、推力轴承安装在张紧座上，张紧座由张紧螺栓张紧后，通过固定螺栓固定在下车体上。作为本发明的进一步改进，在所述下车体的前、后两端的侧部分别安装侧向导轮。所述侧向导轮包括带聚氨脂轮皮的导轮，导轮通过滚针轴承安装在小轴上，小轴固定在上轴承座和下轴承座之间，上轴承座和下轴承座直接焊接在下车体上。作为本发明的进一步改进，所述抬升齿条设置在导向部件中，导向部件对抬升齿条进行导向。所述导向部件为设有导向槽的尼龙导向块。本发明所述的遥控穿梭车和穿梭式货架配合，取消了常规自动仓库中的驶入式通道和巷道堆垛机，从而组成高密度自动仓库；本发明采用的齿轮式抬升装置，使系统布置更为安全简洁并可有效提高穿梭车的工作可靠性；本发明采用的行走机构可以降低工作噪声，保证行走的直线性；本发明采用伺服电机驱动系统，保证了穿梭车到达指令位置的精确性。
图I为现有技术中的驶入式货架的立面布置图。图2为本发明的穿梭车和高密度自动仓库的布置图。图3为本发明的主视图。图4为图3的俯视图。图5为图3的A-A剖视图。 图6为图4的B-B剖视图。图7为本发明的抬升机构的结构示意图。图8为图7的俯视图。图9为本发明的行走机构的结构示意图。 图10为图9的俯视图。图11为本发明的侧向导轮的主视图。图12为本发明的侧向导轮的剖视图。
图13为本发明的张紧机构的主视图。图14为本发明的张紧机构的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。如图2 图14所示用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车包括上车体I、下车体
2、抬升齿条3、抬升机构4、行走机构5、减速电机6、第一电机齿轮7、第一减速齿轮8-1、第二减速齿轮8-2、传动齿轮9、第一抬升齿轮10-1、第二抬升齿轮10-2、尼龙导向块11、万向联轴器12、减速伺服电机13、第二电机齿轮14、第三减速齿轮15、传动输出轴16、同步链轮 17、车轮18、万向节19、同步链条20、从动轴21、侧向导轮22、张紧机构23、导轮24、滚针轴承25、小轴26、上轴承座27-1、下轴承座27-2、垫片28、张紧轮29、滚针轴承30、推力轴承 31、张紧座32、张紧螺栓33、固定螺栓34等。如图2所示，本发明所述的遥控穿梭车安装在穿梭式货架的货位下方的巷道上， 可在巷道内穿梭往复，将托盘和物料从一个指定站点输送到另一个指定站点；如图3、图4 所示，所述遥控穿梭车包括上车体I和下车体2，上车体I和下车体2之间由四根抬升齿条 3连接，抬升齿条3可以通过安装在下车体2中的抬升机构4作50毫米的短距离上下运动， 从而推动上车体I整体抬升，将货架上指定的托盘及货箱抬离货架，移动到指令位置；
如图5、图6所示，在所述下车体2内部的两侧安装行走机构5，在行走机构5的内侧安装抬升机构4，在抬升机构4的内侧安装电源及控制系统；
如图7、图8所示，所述抬升机构4包括对称设置的两组抬升部件，所述抬升部件包括第一电机齿轮7和向第一电机齿轮7提供动力的减速电机6,所述第一电机齿轮7的两侧分别与第一减速齿轮8-1、第二减速齿轮8-2啮合，推动第一减速齿轮8-1和第二减速齿轮8-2 低速回转，第一减速齿轮8-1与第一抬升齿轮10-1啮合，第一抬升齿轮10-1与一边的抬升齿条3啮合，驱动一边的抬升齿条3作升降运动，第二减速齿轮8-2与传动齿轮9啮合，传动齿轮9与第二抬升齿轮10-2啮合，第二抬升齿轮10-2与另一边的抬升齿条3啮合，驱动另一边的抬升齿条3作升降运动；所述传动齿轮9的作用是使另一边的第二抬升齿轮10-2 换向，使两边的抬升齿条3能作同方向运动；如图8所示，所述第一电机齿轮7安装在减带电机6的动力输出轴上，第一减速齿轮8-1、第二减速齿轮8-2、传动齿轮9、第一抬升齿轮 10-1和第二抬升齿轮10-2分别安装在支撑轴上；所述两组抬升部件的结构相同，两组抬升部件的第一抬升齿轮10-1的支撑轴由万向联轴器12连接，从而将两组抬升部件连接在一起，使两组抬升部件能进行同步动作；如图8所示，所述抬升齿条3设置在导向部件11中， 导向部件11可对抬升齿条3实行导向，在抬升齿条3的动作全过程中始终受到导向部件11 的约束，从而保证第一抬升齿轮10-1和抬升齿条3的正确啮合，所述导向部件11可以采用设有导向槽的尼龙导向块11，或其他可以对抬升齿条3实行导向作用的装置；
如图9、图10所示，所述行走机构5包括四个以悬臂状态伸出于下车体2两侧的车轮 18，前端两个车轮18分别安装在两根传动输出轴16上，两根传动输出轴16由万向节19连接，后端两个车轮18分别安装在两根从动轴21上；所述传动输出轴16上安装有第三减速齿轮15，第三减速齿轮15与第二电机齿轮14啮合，第二电机齿轮14安装在减速伺服电机 13的动力输出端上，从而向传动输出轴16输出动力；为防止因轨道平面度误差而导致车轮悬空，引起穿梭车的行走定位差错，在所述传动输出轴16和从动轴21上分别安装同步链轮 17，传动输出轴16和从动轴21通过绕设在同步链轮17上的同步链条20连接在一起，使安装于两组从动轴21上的车轮18也同时获得行走驱动力；如图10所示，在所述同步链条17 上靠近传动输出轴16、从动轴21处分别安装张紧机构23，用于保证同步链条17的正常张紧度，防止跳链；
如图13、图14所示，所述张紧机构23包括张紧轮29，张紧轮29通过滚针轴承30、推力轴承31安装在张紧座32上，张紧座32由张紧螺栓33张紧后，以四个固定螺栓34固定在下车体2上；
如图10所示，在下车体2的前、后两端的侧部分别安装侧向导轮22，侧向导轮22能保证穿梭车正确行走于轨道上；如图11、图12所示，所述侧向导轮22包括带聚氨脂轮皮的导轮24，导轮24通过滚针轴承25安装在小轴26上，小轴26固定在上轴承座27_1和下轴承座27-2之间，上轴承座27-1和下轴承座27-2直接焊接在下车体2上；在所述导轮24的上下方设置推力滚针轴承和垫片8，以调整间隙。 本发明所述的遥控穿梭车和穿梭式货架配合，取消了常规自动仓库中的驶入式通道和巷道堆垛机,从而组成高密度自动仓库。本发明所述的遥控穿梭车齿轮式抬升装置，可有效提高穿梭车的工作可靠性。在本发明中，穿梭车分解为上下两个部分。上车体是承载托盘货物的结构件，它通过布置在下车体中的抬升机构和导向机构可以在下车体的上方作50毫米的升降动作。在下车体的两端各布置一套由电机驱动的，带减速机构的抬升齿轮。共四个抬升齿轮分置于下车体的四个端点，并通过万向联轴节连接，以保证抬升动作的良好同步。而在上车体的相应位置上则设置抬升齿条，和抬升齿轮啮合。通过两套抬升部件的同步动作，使上车体能带着托盘货物作平稳的上下运动。在穿梭车下车体中抬升机构的外侧设置行走机构。由伺服电机驱动的四个车轮行走在高密度仓库托盘架下方的轨道上。车轮外包聚胺脂轮皮以降低工作噪声。行走车轮的侧面设置导向轮，以保证行走的直线性。伺服电机驱动系统和穿梭车的通讯系统、识别系统、认址定位系统配合，保证了穿梭车到达指令位置的精确性。本发明采用无接触供电的设计方案，本发明中采用直流伺服驱动技术，而不再使用滑导式供电。本发明共使用三组锂动力电池或四组免维护铅酸电池提供全部工作和控制用电力，实现了无接触供电。
权利要求
1.一种用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，所述遥控穿梭车安装在穿梭式货架的货位下方的巷道上，遥控穿梭车包括上车体(I)和下车体(2)，其特征是所述上车体(I)和下车体(2)之间由四根抬升齿条(3)连接，抬升齿条(3)通过抬升机构(4)作上下升降运动， 从而推动上车体(I)整体抬升；在所述下车体(2)内部的两侧安装带动穿梭车行进的行走机构(5)，抬升机构(4)安装在行走机构(5)的内侧，在抬升机构(4)的内侧安装电源及控制系统。
2.如权利要求I所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述抬升机构(4)包括对称设置的两组抬升部件，两组抬升部件的结构相同；所述抬升部件包括第一电机齿轮(7)，所述第一电机齿轮(7)的两侧分别与第一减速齿轮(8-1)、第二减速齿轮 (8-2)啮合，第一减速齿轮(8-1)与第一抬升齿轮(10-1)啮合，第一抬升齿轮(10-1)与一边的抬升齿条(3)啮合，第二减速齿轮(8-2)与传动齿轮(9)啮合，传动齿轮(9)与第二抬升齿轮(10-2)啮合，第二抬升齿轮(10-2)与另一边的抬升齿条(3)啮合；所述行走机构(5)包括四个以悬臂状态伸出于下车体(2)两侧的车轮(18)，前端两个车轮(18)分别安装在两根传动输出轴(16)上，两根传动输出轴(16)由万向节(19)连接， 后端两个车轮(18)分别安装在两根从动轴(21)上；所述传动输出轴(16)上安装有第三减速齿轮(15 )，第三减速齿轮(15 )与第二电机齿轮(14)啮合，第二电机齿轮(14)安装在减速伺服电机(13)的动力输出端上；在所述传动输出轴(16)和从动轴(21)上分别安装同步链轮(17 )，传动输出轴(16 )和从动轴(21)通过绕设在同步链轮(17 )上的同步链条(20 )连接在一起。
3.如权利要求2所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是在所述同步链条(17 )上安装张紧机构(23 )。
4.如权利要求3所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述张紧机构(23)包括张紧轮(29)，张紧轮(29)通过滚针轴承(30)、推力轴承(31)安装在张紧座(32)上，张紧座(32)由张紧螺栓(33)张紧后，通过固定螺栓(34)固定在下车体(2)上。
5.如权利要求2所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是在所述下车体(2)的前、后两端的侧部分别安装侧向导轮(22)。
6.如权利要求5所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述侧向导轮(22)包括带聚氨脂轮皮的导轮(24)，导轮(24)通过滚针轴承(25)安装在小轴(26)上， 小轴(26)固定在上轴承座(27-1)和下轴承座(27-2)之间，上轴承座(27_1)和下轴承座 (27-2)直接焊接在下车体(2)上。
7.如权利要求2所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述抬升齿条(3)设置在导向部件(11)中，导向部件(11)对抬升齿条(3)进行导向。
8.如权利要求7所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述导向部件(11)为设有导向槽的尼龙导向块(11)。
9.如权利要求2所述的用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，其特征是所述第一电机齿轮(7)安装在减带电机(6)的动力输出轴上，第一减速齿轮(8-1)、第二减速齿轮 (8-2)、传动齿轮(9)、第一抬升齿轮(10-1)和第二抬升齿轮(10-2)分别安装在支撑轴上； 两组抬升部件的第一抬升齿轮(10-1)的支撑轴由万向联轴器(12)连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于高密度自动仓库中的遥控穿梭车，所述遥控穿梭车安装在穿梭式货架的货位下方的巷道上，所述遥控穿梭车包括上车体和下车体，特征是所述上车体和下车体之间由四根抬升齿条连接，抬升齿条通过安装在下车体中的抬升机构作上下升降运动，从而推动上车体整体抬升；在所述下车体内部的两侧安装带动穿梭车行进的行走机构，抬升机构安装在行走机构的内侧，在抬升机构的内侧安装电源及控制系统。本发明采用的齿轮式抬升装置，使系统布置更为安全简洁并可有效提高穿梭车的工作可靠性；本发明采用的行走机构可以降低工作噪声，保证行走的直线性；本发明采用伺服电机驱动系统，保证了穿梭车到达指令位置的精确性。
文档编号B65G1/04GK102616518SQ20121008844
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者缪慰时 申请人:缪慰时