本实用新型涉及物流仓储装备中物品堆垛机械领域，特别是涉及堆垛机防摇摆装置及堆垛机。
背景技术：
自动化立体仓库是一种能自动完成取放货功能的一类仓库。堆垛机是自动化立体仓库中实现自动化取放货的核心设备，堆垛机三个方向协调运动并通过电气控制，自动将货物单元存入或取出立体仓库，可以完成高效的物料管理和自动化的存取过程，有效的节约了人力成本与管理成本。
随着巷道堆垛机的高度和速度的增加，在停车过程中堆垛机的自身摇摆加剧，直接影响到其的工作效率和安全性。目前我国，通常采用的堆垛机防摇摆技术，基本上是直接针对堆垛机本身的振动特性来消除摇摆现象，由于振动特性与堆垛机的运行加速度和自身机械结构都直接相关，故每台堆垛机的振动特性都具有特异性，需要事先针对具体的堆垛机进行测算，或增加角度传感器对摇摆现象进行实时反馈，才能够通过改变堆垛机的机械结构或现有运行曲线达到消除摇摆现象的目的。
同时，堆垛机的运行曲线又与运行调速有直接关系，通常的运行调速由可编程控制器(PLC)控制，通过目标值与当前值差异，给定运行电机不同的运行速度，来达到调速目的。由于堆垛机机械结构的特异性，及外部环境的不同，每台堆垛机的最佳调速距离都不相同，常规调速原理无法消除特异性，导致电气控制无法实现标准化，增加了调试过程中的时间成本和人力成本。同时，常规堆垛机调速采用恒加速度的变速控制，当堆垛机的整体高度及运行速度达到一定限值 时，下部驱动堆垛机的硬加减速会使得堆垛机的上端发生摇摆现象，增加堆垛机的停车定位时间，载货台在上部取放货时定位精准下降，使堆垛机金属结构发生振动疲劳，应用效率较低，控制效果难以保证。
也有通过增加堆垛机上部驱动装置来实现上下速度同步，这需要在常规堆垛机上增加另外一套装置，成本增加。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供堆垛机防摇摆装置及堆垛机，以解决减小堆垛机末端摇摆振幅，消除堆垛机因为摇摆现象所造成的高度及运行速度极限值的限制问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种堆垛机防摇摆装置，其包括：控制器、变频器、电机组件和位置传感器，其中，所述位置传感器设置于堆垛机的水平运行机构上，所述控制器、所述传感器、所述电机组件分别与所述变频器连接；所述电机组件与所述水平运行机构传动连接。
在一些实施例中，优选为，所述电机组件包括：相连的电机和电机编码器，所述电机与所述水平运行机构传动连接，所述电机编码器通过端子接口接入所述变频器。
在一些实施例中，优选为，所述电机编码器包括：相连的电机转数采集器和信号换算器；所述电机转数采集器与所述电机连接，所述信号换算器通过端子接口接入所述变频器。
在一些实施例中，优选为，所述位置传感器为激光测距仪。
在一些实施例中，优选为，所述位置传感器通过插头接口接入所述变频器。
在一些实施例中，优选为，所述控制器包括：相连的人机交互界面和可编程控制器，所述人机交互界面设有目标位置输入框，所述可 编程控制器与所述变频器连接。
在一些实施例中，优选为，所述变频器包括：定位器、位置处理器、功率输出器和多个接口，所述定位器分别通过接口分别与所述位置传感器、控制器和电机组件的信号换算器连接；所述位置处理器分别与所述定位器、所述功率输出器连接，所述功率输出器与所述电机组件的电机连接。
在一些实施例中，优选为，所述变频器还包括：设定值滤波器，所述设定值滤波器设置于所述定位器和所述位置处理器之间的连接线路上。
本实用新型还提供了一种堆垛机，其包括水平运行机构和上述的堆垛机防摇摆装置，所述堆垛机防摇摆装置的位置传感器设置于所述水平运行机构上，所述堆垛机防摇摆装置的电机组件与所述水平运行机构传动连接。
在一些实施例中，优选为，所述水平运行机构包括：主动轮组、被动轮组及钢梁结构，所述钢梁结构安装于所述主动轮组和所述被动轮组上。
在一些实施例中，优选为，所述堆垛机为下部单驱动的双立柱堆垛机
(三)有益效果
本实用新型提供的技术，位置传感器采集堆垛机水平运行机构的位置，结合变频器接收控制器给定的目标位置，变频器进行变频控制，以控制电机组件的运行，电机组件带动水平运行机构进行变速曲线运转，以减小堆垛机在启动和停止时的摇摆振幅，消除堆垛机因为摇摆现象所造成的立柱晃动。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例中堆垛机防摇摆装置的结构示意图。
图中:
1工程组态；2人机交互界面；3可编程控制器；4端子接口；5变频器；6插头接口；7电机编码器；8电机；9位置传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
基于现有技术中为了防止堆垛机摇摆造成定位偏差及定位效率低等问题时处理方式复杂，效果不明显的问题，本实用新型提供了一种堆垛机防摇摆装置及堆垛机。
接下来，通过基础设计、扩展设计和替换设计进行具体说明：
一种堆垛机防摇摆装置，如图1所示，其主要由控制器、变频器5、电机组件和位置传感器9组成。其中，位置传感器9设置于堆垛机的水平运行机构上，采集堆垛机实时运行的定位数值。控制器、传感器、电机组件分别与变频器5连接，与变频器5上传或下传带有各种信息内容的信号传输。电机组件与水平运行机构传动连接，驱动水平运行机构运动。
上述结构的基本工作原理为：控制器用于接收外部输入的目标位置，并将目标位置转换为变频器可读数据传输给变频器5；电机组件将实时的转数信息传输给变频器5；位置传感器9将堆垛机的位置传输给变频器5；变频器5结合目标位置、转数、堆垛机的实时位置，变频器基本定位功能的内部调速算法确定电机8运行功率，进行电机运行的调速，运行功率回传到电机组件，电机组件根据相应运行功率进行调整、运转。
具体到电机组件，其主要由电机8和电机编码器7组成，电机8与水平运行机构传动连接，电机编码器7通过端子接口4接入变频器5。电机8根据变频器5传给出的频率值和功率值工作。电机编码器7将电 机8的实时转数编码后，通过端子接口4将包含实时转数信息的信号发送给变频器5。电机组件和变频器5之间存在上传和下传信息两个信息通讯。
在一些实施例中，电机8可以选用SEW的型号。
在一些实施例中，电机编码器7其主要由电机转数采集器和信号换算器，电机转数采集器与电机8连接，信号换算器通过端子接口4接入变频器5。电机转数采集器用于实时采集电机8的转数，信号换算器将电机转数采集器采集的实时转数换算后发送给变频器5。
其中，位置传感器为激光测距仪，可以根据需要设置于水平运行机构的某一个位置，将堆垛机实时运行的定位数值接入变频器5。
需要说明的是，激光测距仪的具体安装位置可以根据实际应用环境进行调换。同时，激光测距仪的数目也可以设置多个，多个可以均与变频器5连接，在一些实施例中，可以选择同时通讯，也可以进行选择性通讯，当选择性通讯时可以关闭其他通讯线路的方式进行选择。
位置传感器9与变频器5可以采用各种信号传输的连接方式，比如：位置传感器通过插头接口6接入变频器5。
另外，具体到控制器，其主要在于人机交互，获取目标位置，显示等功能。其主要由相连的工程组态1、人机交互界面2和可编程控制器3组成。人机交互界面2设有目标位置输入框，该目标位置输入框可以为键盘输入、屏幕手写输入、语音采集输入、预设位置项选择等多种输入方式，多种输入方式可以并存，也可以部分并存或单一设置。可编程控制器3，用于将目标位置等多种输入信息转变为机械预言或可传输、可读取信号传输给变频器5。控制器与变频器5之间通过通讯方式连接，控制器能够通过程序对变频器5实现点对点的绝对位置控制功能，控制器本身不实现调速功能。
在一些实施例中，控制器可以选用Siemens S7-1500，与变频器5 之间可以通过PROFINET协议进行通讯，控制器使用TIAPortal提供的DriveLib库SINA_POS给变频器5下达报文，实现Jog、Homing、MDI等位置控制功能。
基于上述各种部件，变频器5为非常重要的信息处理、电机8运行决策的实现工具，其主要由定位器、位置处理器、功率输出器和多个接口组成，定位器分别通过接口分别与位置传感器9、控制器和电机组件的信号换算器连接，以获取堆垛机实时位置、目标位置、电机8实时转数、引入变加速度参数等信息，并将这些信息做简单处理后发送给位置处理器；位置处理器对信息进行逻辑处理和内部调速算法的处理后生成堆垛机的基本定位和运行功率。基本定位和运行功率通过功率输出器输出给电机组件。并且实现由变频器5调速和双闭环控制，使堆垛机实现变加速运行，从而减轻堆垛机的摇摆现象。
需要说明的是，为了达到降低机械系统振动的目的，变频器5还包括：设定值滤波器，设定值滤波器装载防摇摆算法，设定值滤波器设置于定位器和位置处理器之间的连接线路上，能够进一步节省行走定位的时间成本，同时增加系统结构的稳定性。
设定值滤波器可以通过软件包OA-VIBX实现防摇摆算法。
需要说明的是，控制器、变频器5、电机组件可以构成从上到下的三层级硬件结构，或者具备这种信号传输结构的系统工程。
在双闭环控制中，首先根据电机8型号完成快速调试，完成内层速度环控制。位置环则通过调试工具Starter中的Control panel与Trace功能相结合来优化。实现双闭环后，调整位置环的前馈，并引入变加速度参数，实现更好的动态响应与精准定位。
为了对技术做更充分的保护，新的堆垛机主要由水平运行机构和堆垛机防摇摆装置组成。堆垛机防摇摆装置的位置传感器设置于水平运行机构上，堆垛机防摇摆装置的电机组件与水平运行机构传动连接。
其中，水平运行机构主要由主动轮组、被动轮组及钢梁结构组成，钢梁结构安装于主动轮组和被动轮组上，下部驱动的水平运行机构带动堆垛机整体在地轨上沿巷道方向运行。
所述堆垛机为下部单驱动的双立柱堆垛机
本发明的有益效果是，本发明中的基于变频器运行调速控制的堆垛机防摇摆技术，与常规的堆垛机防摇摆技术相比，只通过改变堆垛机的运行曲线来减轻摇摆现象，与堆垛机本身的机械结构没有直接关系，不需要考虑堆垛机的机械特异性，无需改变堆垛机的机械结构或事先计算或测试堆垛机的振动振幅和频率。
本发明中的基于变频器运行调速控制的堆垛机防摇摆技术，引入了变加速度的概念，改善了堆垛机运行曲线的硬特性，减轻了硬启、硬停对堆垛机造成的惯性冲击，从根本上减轻了堆垛机发生摇摆现象的原因，而非针对振动特性进行消除。
本发明中的基于变频器运行调速控制的堆垛机防摇摆技术，引入了变频器调速的模式，消除了上位可编程控制器调速程序的特异性，实现可编程控制器程序的标准化。
尽管上面结合附图对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式及元器件选型，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。