一种堆垛机货叉的制作方法

本实用新型涉及立体仓储用堆垛机技术领域，具体为一种具有出叉行程自动设定功能的堆垛机货叉。

背景技术：

随着现代物流技术的不断发展，越来越多的仓库采用立体仓储货架，并且货架的取货码货均由有轨巷道堆垛机自动完成。堆垛机从货架上取货或者向货架上码货，则由堆垛机的货叉部分完成，其原理与一般的手动油压叉车取货放货原理一致，区别点仅在于货叉一般采用三级直线差动结构，而且可双向出叉。如中国专利公开号为CN102718173B的实用新型专利就公开了一种堆垛机叠层式双向货叉，其技术方案为：包括下叉板、中叉板和上叉板，在下叉板上固定有驱动齿轮，驱动齿轮与驱动电机连接，中叉板下端中间固定有中叉板齿条，下叉板和上叉板的两侧分别安装有齿条，上下叉板两条齿条件分布有传动齿轮组，下叉板和中叉板上端设置有水平导向滑动导轨，中叉板和上叉板下端分别安装有两条对称分布的承重加强筋，中叉板和上叉板两侧分别固定有一排滚轮组，驱动齿轮与中叉板下端中间固定的中叉板齿条啮合，下叉板上端设置有中叉板的水平导向滑动导轨，中叉板上端设置有上叉板的水平导向滑动导轨，滚轮组包括第一滚轮组和第二滚轮组，第一滚轮组设置在中叉板的两侧，第一滚轮组处于传动齿轮组的内侧，第二辊轮组设置在上叉板两侧，第二辊轮组处于上叉板齿条的内侧。

这种货叉其出叉行程距离的控制方式目前主要有三种：(1)利用行程开关控制；(2)利接近开关控制；(3)利用绝对值编码器，配合设于中叉上的回中传感器(用于定位货叉中间位置)进行控制。一般的仓库，其货架尺寸较为一致，货叉只要设定三个行程定位值：货叉左端点(货叉向左出叉的最长距离点)、货叉右端点(货叉向右出叉的最长距离点)、货叉回中点(货叉复位回中点的位置)即可满足使用。但当仓库内货架尺寸较多时，货叉对应于每个货架的货叉左端点和右端点都会不同，需要操作人员需要频繁调整货叉的行程定位值。采用行程开关或者接近开关控制的货叉，其行程定位值的调整需要人工手动调整，调整精度不高；采用绝对值编码器配合传感器控制的，需要人工设定编码器参数，操作复杂。无论上述哪种人工调整过程，都需要依赖操作者的调整经验，如果经验越丰富，则调整精度越高，反之则会出现调整精度低甚至调整错误的情况，调整过程不仅人为因素大，而且费时费力。同时现有的货叉还存在机械传动机构结构复杂的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种堆垛机货叉。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种堆垛机货叉，包括上叉、中叉、下叉、支撑座、电机、主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮、链条、第一链传动组件、第二链传动组件、第一传感器、第二传感器、第三传感器、编码器和PLC控制器；所述电机、第一传感器、第二传感器、第三传感器和编码器均与PLC控制器电连接；

所述上叉、中叉和下叉自上而下依次设置且中叉的上部和下部分别嵌合于上叉和下叉内；

所述电机固定于下叉底部，用于驱动主动链轮转动；

所述支撑座设于下叉底部中部，所述支撑座中部设有同轴连接的第一从动链轮和第二从动链轮，所述主动链轮通过链条带动第一从动链轮转动；

所述上叉内部两端设有第一固定销和第二固定销；

所述中叉底部两端设有第三固定销和第四固定销；

所述下叉内部中部设有第五固定销和第六固定销，所述第五固定销和第六固定销以下叉中心线为中心对称设置；

所述第一链传动组件包括第一链轮、第二链轮和第一链条，所述第一链轮和第二链轮设于下叉内部中部且分别位于第二从动链轮的左右两侧，所述第一链条的一端固定于第三固定销上，链条本体依次啮合于第一链轮上顶面、第一链轮右侧面、第二从动链轮左侧面、第二从动链轮底面、第二从动链轮右侧面、第二链轮左侧面、第二链轮顶面后，另一端固定于第四固定销上；

所述第二链传动组件包括第三链轮、第四链轮、第五链轮、第六链轮、第二链条和第三链条，所述第三链轮和第四链轮设于下叉内且分别位于下叉的两端，所述第五链轮和第六链轮设于中叉内且分别位于中叉的两端，所述第二链条的一端固定于第一固定销上，链条本体依次经过第六链轮顶面、第六链轮右侧面、第三链轮顶面、第三链轮左侧面后，另一端固定于第六固定销上，所述第三链条的一端固定于第二固定销上，链条本体依次经过第五链轮顶面、第五链轮左侧面、第四链轮顶面、第四链轮右侧面后，另一端固定于第五固定销上；

所述第一传感器和第二传感器分别设于上叉左右两端；

所述第三传感器设于下叉中部；

所述编码器设于第一从动链轮上。

从以上描述可以看出，本实用新型具备以下优点：

1.上叉、中叉相对下叉的运动均通过链传动组件实现，结构简单，稳定性好；

2.当电机正转时，货叉向左出叉时，利用左传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向左出叉的合适行程，从而完成货叉向左出叉的行程设定；

3.当电机反转时，货叉向右出叉时，利用右传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向左出叉的合适行程，从而完成货叉向左出叉的行程设定。

作为改进，所述中叉沿长度方向的两个侧面上部均设有用于导正中叉和上叉嵌合位置的第一滚轮组，相应地，所述上叉内部沿长度方向的两个侧面上设有与第一滚轮组相匹配的卡槽；利用第一滚轮组和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置偏移。

作为改进，所述第一滚轮组包括多个滚轮且沿中叉侧面间隔设置。

作为改进，所述第一滚轮组包括多个水平设置的第一滚轮和多个垂直设置的第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮沿中叉侧面交替间隔设置；利用第一滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置在上下方向偏移，利用第二滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置在货叉的径向方向偏移。

作为改进，所述中叉沿长度方向的两个侧面下部设有用于导正中叉和下叉嵌合位置的第二滚轮组，相应地，所述下叉内部沿长度方向的两个侧面上设有与滚轮相匹配的卡槽；利用第二滚轮组和卡槽配合，导正中叉和下叉的嵌合位置，避免中叉移动过程中，中叉相对上叉偏移。

作为改进，所述第二滚轮组包括多个滚轮且沿中叉侧面间隔设置。

作为改进，所述第二滚轮组包括多个水平设置的第一滚轮和多个垂直设置的第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮沿中叉侧面交替间隔设置；利用第一滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置在上下方向偏移，利用第二滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置在货叉的径向方向偏移。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的结构示意图；

图5是本实用新型的结构示意图；

图6是本实用新型的结构示意图；

图7是本实用新型控制部分的电路硬件结构图；

图8是本实用新型的向左出叉状态示意图；

图9是本实用新型的向右出叉状态示意图。

具体实施方式

结合图1至图9，详细说明本实用新型的一个具体实施例，但不对本实用新型的权利要求做任何限定。

如图1至7所示，一种堆垛机货叉，包括上叉1、中叉2、下叉3、支撑座4、电机5、主动链轮6、第一从动链轮7、第二从动链轮8、链条9、第一链传动组件10、第二链传动组件11、第一传感器12、第二传感器13、第三传感器14、编码器15和PLC控制器16；电机5、第一传感器12、第二传感器13、第三传感器14和编码器15均与PLC控制器16电连接；

上叉1、中叉2和下叉3自上而下依次设置且中叉2的上部和下部分别嵌合于上叉1和下叉3内；

电机5固定于下叉1底部，用于驱动主动链轮6转动；

支撑座4设于下叉1底部中部，支撑座4中部设有同轴连接的第一从动链轮7和第二从动链轮8，主动链轮6通过链条9带动第一从动链轮7转动；

上叉1内部两端设有第一固定销101和第二固定销102；

中叉2底部两端设有第三固定销201和第四固定销202；

下叉3内部中部设有第五固定销301和第六固定销302，第五固定销301和第六固定销302以下叉中心线为中心对称设置；

第一链传动组件10包括第一链轮1001、第二链轮1002和第一链条1003，第一链轮1001和第二链轮1002设于下叉内部中部且分别位于第二从动链轮8的左右两侧，第一链条1003的一端固定于第三固定销201上，链条本体依次啮合于第一链轮1001上顶面、第一链轮1001右侧面、第二从动链轮8左侧面、第二从动链轮8底面、第二从动链轮8右侧面、第二链轮1002左侧面、第二链轮1002顶面后，另一端固定于第四固定销202上；

第二链传动组件11包括第三链轮1101、第四链轮1102、第五链轮1103、第六链轮1104、第二链条1105和第三链条1106，第三链轮1101和第四链轮1102设于下叉3内且分别位于下叉3的两端，第五链轮1103和第六链轮1104设于中叉2内且分别位于中叉2的两端，第二链条1105的一端固定于第一固定销101上，链条本体依次经过第六链轮1104顶面、第六链轮1104右侧面、第三链轮1101顶面、第三链轮1101左侧面后，另一端固定于第六固定销302上，第三链条1106的一端固定于第二固定销102上，链条本体依次经过第五链轮1103顶面、第五链轮1103左侧面、第四链轮1102顶面、第四链轮1102右侧面后，另一端固定于第五固定销301上；

第一传感器12和第二传感器13分别设于上叉左右两端；

第三传感器14设于下叉中部；

编码器15设于第一从动链轮上。

本实用新型的工作原理为：

1.电机正转，驱动主动链轮转动，通过链条带动第一从动链轮转动，从而带动第二从动链轮转动，第二从动链轮通过第一链传动组件带动中叉相对下叉向左移动，中叉向左移动，通过第二链传动组件带动上叉相对中叉和下叉向左移动，从而实现上叉、中叉的向左出叉；同理，电机反转，实现上叉、中叉的向右出叉。上叉、中叉相对下叉的运动均通过链传动组件实现，结构简单，稳定性好；

2.当电机正转时，货叉向左出叉时，利用左传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向左出叉的合适行程，从而完成货叉向左出叉的行程设定；

3.当电机反转时，货叉向右出叉时，利用右传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向右出叉的合适行程，从而完成货叉向右出叉的行程设定。

通过PLC自动计算货叉出叉合适行程的方法为：

如图8所示，当货位单元货架位于货叉左侧时：

1.先通过编码器15预设货叉出叉极限值(即上叉、中叉相对下叉伸出的极限状态)、回中原点(即货叉收回，上叉、中叉、下叉重叠在一起的状态)；

2.货叉向左出叉到极限值，利用第一传感器12自动记录货架横梁位置A；

3.货叉回中，利用第一传感器12自动感应货架横梁位置B，第三传感器14自动感应货叉回中原点；

3.PLC16根据编码器15、第一传感器12和第三传感器14的信号即可自动计算出该货位单元货架的出叉位置。

如图9所示，当货位单元货架位于货叉右侧时：

1.先通过编码器预设货叉出叉极限值(即上叉、中叉相对下叉伸出的极限状态)、回中原点(即货叉收回，上叉、中叉、下叉重叠在一起的状态)；

2.货叉向右出叉到极限值，利用第二传感器13自动感应货架横梁位置A；

3.货叉回中，利用第二传感器13自动感应货架横梁位置B，第三传感器14自动感应货叉回中原点；

4.PLC16根据编码器15、第二传感器13和第三传感器14的感应信号即可自动计算出该货位单元货架的出叉位置。

上述方法中，如果编码器已经判定货叉回中，但是第三传感器还未感应到回中原点信号，PLC则可以判定为编码器故障。以此类推，货叉可以针对不同尺寸的各种货位单元进行出叉行程自动设定。

由于上叉和中叉移动过程中，依靠链传动组件进行传动，可能会导致上叉相对中叉的嵌合位置偏移，中叉相对上叉的嵌合位置偏移，因此，对上述技术方案做下改进：

1.如图6所示，在中叉沿长度方向的两个侧面上部均设置用于导正中叉和上叉嵌合位置的第一滚轮组17，相应地，上叉内部沿长度方向的两个侧面上设有与第一滚轮组相匹配的卡槽；利用第一滚轮组和卡槽配合，导正中叉和上叉的嵌合位置，避免中叉、上叉移动过程中，中叉和上叉的相对位置偏移。

2.如图6所示，在中叉沿长度方向的两个侧面下部均设有用于导正中叉和下叉嵌合位置的第二滚轮组18，相应地，所述下叉内部沿长度方向的两个侧面上设有与滚轮相匹配的卡槽；利用第二滚轮组和卡槽配合，导正中叉和下叉的嵌合位置，避免中叉移动过程中，中叉相对上叉偏移。

图6中展示了两个货叉，右侧货叉与左侧货叉的结构完全相同，右侧货叉的驱动可以采用与左侧货叉相同的电机驱动(即单驱动)，也可以采用单独的电机驱动另外驱动(即双驱动)，都属于本技术领域的常规驱动设计方式。

其中第一滚轮组和第二滚轮组的设置方式均可以采用以下两种方式：

1.包括多个滚轮且沿中叉侧面间隔设置。

2.包括多个水平设置的第一滚轮和多个垂直设置的第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮沿中叉侧面交替间隔设置；利用第一滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉(或下叉)的嵌合位置，避免移动过程中，中叉和上叉(或下叉)的相对位置在上下方向偏移，利用第二滚轮和卡槽配合，导正中叉和上叉(或下叉)的嵌合位置，避免移动过程中，中叉和上叉(或下叉)的相对位置在货叉的径向方向偏移。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1.上叉、中叉相对下叉的运动均通过链传动组件实现，结构简单，稳定性好；

2.货叉向左出叉时，利用左传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向左出叉的合适行程，从而完成货叉向左出叉的行程设定；货叉向右出叉时，利用右传感器和回中传感器判断货叉距离货架两个横梁的位置，再结合编码器采集的数据，PLC能够自动计算出货叉向左出叉的合适行程，从而完成货叉向左出叉的行程设定。

3.中叉两个侧面设有用于限定中叉和上叉、下叉嵌合位置的滚轮组，上叉和下叉设有与滚轮组匹配的卡槽，保证了出叉过程中，上叉、中叉和下叉不发生偏移。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。