本申请涉及物流自动化机械领域，特别是涉及一种穿梭车式自动化仓储及穿梭车。
背景技术：
穿梭车式仓储是一种用于现代物流和存储行业的重要组成部分。当前的穿梭车式仓储一般包括货架、穿梭车、升降梯或者堆垛机。存取货物一般需要穿梭车将某层货架上的货物放至指定位置，以及由升降梯或者堆垛机来将货物输送至不同高度的货架中。
传统的穿梭车式仓储中货物的存取路线较长，包括穿梭车的水平运输路线以及升降梯的垂直运输路线，并且在需要同时存取不同层货架上的货物时会受到升降梯或者堆垛机等提升设备的数量的制约，所以存取货的工作效率较低。
技术实现要素：
本申请主要解决的技术问题是提供一种穿梭车式自动化仓储及穿梭车，能够使穿梭车能够在非水平方向上行走以存取和运送货物，无需使用提升设备，减少了自动化仓储设备投入，提高了作业的效率。
为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种穿梭车式自动化仓储，包括存储货架和穿梭车；所述存储货架用于存储货物，所述存储货架上设置有升降轨道，所述升降轨道用于供所述穿梭车在非水平方向上行走；所述穿梭车包括车辆主体和设置在所述车辆主体上的攀爬装置，所述攀爬装置用于带动所述车辆主体在所述升降轨道上移动。
为了解决上述问题，本申请第二方面提供了另一种穿梭车式自动化仓储，包括存储系统、运输系统和拣选系统；所述存储系统包括存储货架，用于存储货物，所述存储货架为如上所述的穿梭车式自动化仓储中的存储货架；所述运输系统包括穿梭车，所述运输系统用于在所述存储系统中对货物进行调度或将货物自所述存储系统运输至拣选系统；所述穿梭车为如上所述的穿梭车式自动化仓储中的穿梭车；所述拣选系统包括拣选机器人或拣选工位，用于根据订单要求从所述运输系统运输的货物中完成拣货。
为了解决上述问题，本申请第三方面提供了一种穿梭车，所述穿梭车为上述的穿梭车式自动化仓储中的穿梭车。
上述方案中，通过在存储货架上设置升降轨道，穿梭车上的攀爬装置带动车辆主体在升降轨道上移动，使得穿梭车能够在仓储的非水平方向上行走以存取和运送货物，不会受到升降梯或者堆垛机等提升设备的数量的制约，提高了作业的效率。
附图说明
图1是本申请自动化仓储第一实施例的结构示意图；
图2是本申请图1所示的堆垛机一实施例的结构示意图；
图3是本申请自动化仓储中的穿梭车一实施例的结构示意图；
图4是本申请自动化仓储第二实施例的结构示意图；
图5是本申请图4所示的穿梭车另一实施例的结构示意图；
图6是本申请穿梭车中的夹取式货叉伸展状态下的结构示意图；
图7是图6中的第一货叉1420的侧视示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
请参阅图1，图1是本申请自动化仓储第一实施例的结构示意图。本申请中的自动化仓储包括存储货架11以及在存储货架11上或者周围移动的穿梭车14、堆垛机12。其中，所述存储货架11、堆垛机12及穿梭车14的数量可以为一个或多个，在此不做限定。
存储货架11作为自动化仓储中货物的存放地点，设置有多个独立的存放空间。其中，该存放空间用于存放货物，一般而言，该不同存放空间存放的货物的种类不同，或者存放空间可以存放多种货物，但其存放的货物具有某一相同属性(如尺寸或重量相同或类同、货物类别或批次相同等)。如图1所示，该自动化仓储的存储货架11的存放空间110可阵列设置，可以理解的是，图1仅是示范性给出存储货架11的一种设计方式，并不应以此限定存储货架11，在其他实施例中，该存储货架11的存放空间110可设置为大小不同。在另一实施例中，该存储货架11上还可设置穿梭车行车轨道118，用于供穿梭车14在存储货架11上行走。
堆垛机12作为自动化仓储中存取、搬运和堆垛货物的设备。如图1所示，该堆垛机12还包括铺设于自动化仓储地面上的堆垛机轨道，所述堆垛机12在堆垛机轨道上行走，可以理解的是，图1仅是示范性给出堆垛机12的一种设计方式，并不应以此限定堆垛机12，在其他实施例中，该堆垛机12也可以直接在自动化仓储地面上行走。
穿梭车14作为自动化仓储中存取、搬运货物的装置，其可以在存储货架11上行走。如图1所示，在第一实施例中，穿梭车14可以作为堆垛机12上的存取装置穿梭车。在其他实施例中，该穿梭车14也可以在存储货架11和堆垛机12之间行走。
下面通过对自动化仓储的具体实施例进行详细说明来更好理解本申请的自动化仓储。
继续参阅图1，本实施例中，自动化仓储包括存储货架11、堆垛机12和穿梭车14。其中，存储货架11用于存储货物，包括相对设置的第一货架110和第二货架112，第一货架110和第二货架112之间留有供堆垛机12移动的活动空间；堆垛机12包括主体框架120、设置于主体框架120上的至少一载物台122和提升装置124，载物台122用于承载穿梭车14，提升装置124用于驱动载物台122沿主体框架120上下移动，堆垛机12用于在第一货架110和第二货架112之间的活动空间移动并利用提升装置124将载物台122上的穿梭车14在活动空间中上下移动。本实施例中，通过堆垛机12的载物台122承载穿梭车14，提升装置124驱动载物台122沿主体框架120上下移动，堆垛机12在第一货架110和第二货架112之间的活动空间移动并利用提升装置124将载物台122上的穿梭车14在活动空间中上下移动，而穿梭车14上的行走机构能带动穿梭车14在存储货架11中移动，通过堆垛机12和穿梭车14相互配合来存取货物，从而提高了整个系统的作业效率、灵活性和可靠性。
其中，穿梭车14包括车辆主体、设置于车辆主体下部的行走机构和存取装置；车辆主体包括载货平台，载货平台用于承载货物；行走机构用于带动穿梭车14在存储货架11中移动，存取装置用于将货物置于载货平台上，或从载货平台上取出货物到存储货架11上。穿梭车14的具体结构在后续穿梭车的具体实施例中进行详细说明。
可以理解的是，载物台122的数量可以是一个或者多个，当设置有多个载物台122时，对应设置有多个穿梭车14，而每个载物台122以及穿梭车14的结构可以相同也可以不同，以适应不同货物的大小和重量。
在一实施方式中，提升装置124包括提升电机，提升电机和载物台122通过皮带或齿轮连接传动，以带动载物台122沿主体框架120上下移动。可以理解的是，提升电机可以设置在主体框架120上，也可以设置在其他位置，例如，提升电机设置在载物台122上。
请结合图2，图2是本申请图1所示的堆垛机12一实施例的结构示意图。堆垛机12的载物台122包括行走轨道1220、延伸轨道1222和与延伸轨道1222连接的延伸控制机构1224，延伸控制机构1224用于在接收到伸展指令时控制延伸轨道1222自行走轨道1220一侧向外延伸至存储货架11，在接收到收缩指令时控制延伸轨道1222收缩回行走轨道1220一侧；其中，延伸轨道1222在延伸状态时用于供穿梭车14的行走机构在行走轨道1220与存储货架11之间行走。
可以理解的是，伸展指令和收缩指令可以通过人工下达，也可以由堆垛机12根据环境情况自动生成的。例如在穿梭车14需要行驶至存储货架11上以取出货物的时候，堆垛机12先通过提升装置124将载物台122提升至相应的高度，然后，延伸控制机构1224接收到操作人员输入的伸展指令时，使延伸轨道1222自载物台122一侧向外延伸至存储货架11上，使载物台122与存储货架11完成搭接，于是，穿梭车14可以利用延伸轨道1222实现从载物台122行走至存储货架11上。
可以理解的是，当需要在存储货架11上进行货物的存取时，先通过堆垛机12将穿梭车14提升至相应的高度，穿梭车14利用堆垛机12的载物台122中的延伸轨道1222，从堆垛机12行走至存储货架11上，进而实现存取货物的操作。
请参阅图3，图3是本申请自动化仓储中的穿梭车14一实施例的结构示意图。本实施例中，穿梭车14包括车辆主体140和夹取式货叉142；车辆主体140包括载货平台1400，载货平台1400用于承载货物；夹取式货叉142包括第一货叉1420、第二货叉1422和距离调节机构1424；其中，第一货叉1420和第二货叉1422设置于车辆主体140上，第一货叉1420和第二货叉1422用于左右配合夹取货物，并将货物置于载货平台1400上或从载货平台1400上取出货物；距离调节机构1424连接于第一货叉1420和/或第二货叉1422，用于移动第一货叉1420和/或第二货叉1422，以调节第一货叉1420与第二货叉1422的间距。可以理解的是，通过距离可调机构1424调节第一货叉1420和/或第二货叉1422，使得第一货叉1420和第二货叉1422之间的间距改变以适应不同货物的尺寸和形状，使得穿梭车14能够适应多种情况下的货物存取作业。
请结合图6，图6是本申请穿梭车14中的夹取式货叉142伸展状态下的结构示意图。进一步地，距离调节机构1424包括：第一调节杆14240和第二调节杆14242，第一调节杆14240和第二调节杆14242均可伸缩，第一调节杆14240和第二调节杆14242分别与第二货叉1422连接，以通过伸缩来移动第二货叉1422，其中，第二货叉1422的移动方向平行于第一调节杆14240和第二调节杆14242的伸缩方向。
进一步地，车辆主体140包括第一轨道1402和第二轨道1404，第一调节杆14240设置于第一轨道1402内，第二调节杆14242设置于第二轨道1404内；第一货叉1420包括与车辆主体140固定连接的第一固定座14200和第二固定座14202，第二货叉1422包括第一连接座14220和第二连接座14222，第一调节杆14240和第二调节杆14242靠近第一货叉1420的一端分别与第一固定座14200和第二固定座14202连接，第一调节杆14240和第二调节杆14242靠近第二货叉1422的一端分别与第一连接座14220和第二连接座14222连接。
作为一种可实施方式，车辆主体140还可以包括第一外壳1406和第二外壳1408，距离调节机构1424还包括驱动装置，驱动装置设置在所述第一外壳1406或第二外壳1408中，驱动装置与第一调节杆14240和第二调节杆14242连接，用于驱动第一调节杆14240和第二调节杆14242进行伸缩以移动第二货叉1422，其中，距离调节机构1424在与第一货叉1420的距离为0.3至1.5米的范围内移动第二货叉1422。
在一应用场景中，第一调节杆14240和第二调节杆14242是螺旋伸缩杆，第一调节杆14240和第二调节杆14242分别与第一连接座14220和第二连接座14222连接的一端设置有螺纹齿，而第一连接座14220和第二连接座14222上的对应位置设置有与螺纹齿配合的螺纹槽。当待叉取的货物尺寸大小存在不同时，夹取式货叉142需要改变第一货叉1420和第二货叉1422之间的间距以适应不同货物的尺寸和形状。首先，由驱动装置驱动第一调节杆14240和第二调节杆14242伸缩，螺纹齿与螺纹槽配合从而带动第二货叉1422运动，进而适应待叉取货物的形状和尺寸，以保证能稳定夹持货物。
请结合图4和图5，图4是本申请自动化仓储第二实施例的结构示意图，图5是本申请图4所示的穿梭车14另一实施例的结构示意图。本实施例中，自动化仓储包括存储货架11和穿梭车14；存储货架11用于存储货物，存储货架11上设置有升降轨道114，升降轨道114用于供穿梭车14在非水平方向上行走；穿梭车14包括车辆主体140和设置在车辆主体140上的攀爬装置144，攀爬装置144用于带动车辆主体140在升降轨道114上移动。本实施例中，通过在存储货架11上设置升降轨道114，穿梭车14上的攀爬装置144带动车辆主体140在升降轨道114上移动，使得穿梭车14能够在仓储的非水平方向上行走以存取和运送货物，不会受到升降梯或者堆垛机等提升设备的数量的制约，提高了作业的效率。
其中，存储货架11包括立柱116，升降轨道114设置在立柱116上；攀爬装置144包括对称设置于车辆主体140两侧的齿轮1440和与齿轮1440耦接的攀爬驱动电机，攀爬驱动电机可以设置在车辆主体140上的第一外壳1406或第二外壳1408中，升降轨道114设有与齿轮1440啮合的配合结构1140，攀爬驱动电机用于驱动齿轮1440旋转，使齿轮1440通过与升降轨道114啮合传动，以带动穿梭车14在升降轨道114上移动。
可以理解的是，上述非水平方向可以是竖直方向，也可以是倾斜方向。例如，升降轨道114可以设置成与水平方向形成一定夹角，齿轮1440也设置成与水平方向形成相同夹角，此时，齿轮1440同样可以通过旋转而与升降轨道114啮合传动，从而带动穿梭车14在升降轨道114上移动。
作为一种可实施方式，升降轨道的配合结构1140包括均匀排布于立柱上背对存储货架11的一侧的凹槽。
作为一种可实施方式，升降轨道的配合结构1140包括设置于立柱上背对存储货架11的一侧的齿条。
进一步地，存储货架11包括对称设置的第一货架110和第二货架112，第一货架110和第二货架112之间留有供穿梭车14移动的活动空间，升降轨道114设置在第一货架110和第二货架112上靠近活动空间的一端。
在其他实施例中，攀爬装置144还包括伸缩件1444和伸缩驱动装置，伸缩驱动装置可以设置在车辆主体140上的第一外壳1406或第二外壳1408中；伸缩件1444一端与车辆主体140固定连接，另一端通过连接轴1448与齿轮1440连接，连接轴1448用于在攀爬驱动电机驱动下带动齿轮1440绕连接轴1448旋转；伸缩驱动装置与伸缩件1444耦接，用于驱动伸缩件1444进行伸缩，从而移动齿轮1440。
在一应用场景中，升降轨道的配合结构1140包括均匀排布于立柱上背对存储货架11的一侧的凹槽。当需要存取货物时，穿梭车14先运行至第一货架110和第二货架112之间的活动空间中，由伸缩驱动装置驱动伸缩件1444进行伸展，从而移动齿轮1440，使齿轮1440与凹槽能够完成啮合传动；然后连接轴1448在攀爬驱动电机的驱动下带动齿轮1440旋转，于是，齿轮1440通过旋转与升降轨道114啮合传动，从而带动穿梭车14在升降轨道114上移动；在移动到相应位置后，再通过夹取式货叉来完成存取货物的操作。可以理解的是，当穿梭车14通过攀爬装置144自升降轨道114到达地面后，由伸缩驱动装置驱动伸缩件1444进行收缩，使齿轮1440与凹槽分离，之后穿梭车14可以在地面上行走，运送货物到相应位置，完成货物的存取。
请结合图6，图6是本申请穿梭车14中的夹取式货叉142伸展状态下的结构示意图。第一货叉1420和第二货叉1422均包括依序连接的固定轨道14204、滑动轨道14206以及夹取平台14208；
滑动轨道14206用于在固定轨道14204上滑动，夹取平台14208用于在滑动轨道14206上滑动。
请进一步结合图7，图7是图6中的第一货叉1420的侧视示意图。固定轨道14204包括底部142040及自底部142040向滑动轨道14206一侧延伸设置的二个平行挡板142042，底部142040及二个平行挡板142042形成一凹槽；滑动轨道14206包括第一顶板142060和分别设置在第一顶板142060两端且朝向固定轨道14204的两个第一侧板142062、位于第一侧板142062之间的定位板142064及至少两组第一滚轮142066；定位板142064嵌入凹槽但不接触凹槽底部；至少两组第一滚轮142066分别位于第一侧板142062和平行挡板142042之间，以在第一侧板142062和平行挡板142042之间滚动；第一侧板142062末端向靠近定位板142064方向弯折形成第一弯折部142068，每个第一侧板142062及其第一弯折部142068、平行挡板142042和第一顶板142060形成第一受限空间，以将第一滚轮142066限制在第一受限空间中。
夹取平台14208包括第二顶板142080和自第二顶板142080两端向滑动轨道14206延伸的两个第二侧板142082、设置于两个第二侧板142082内侧的至少两组第二滚轮142086；至少两组第二滚轮142086分别位于第二侧板142082和第一侧板142062之间，以在第一侧板142062和第二侧板142082之间滚动；滑动轨道14206的第一侧板142062末端向远离定位板142064方向弯折形成第二弯折部142069，每个第一侧板142062及其第二弯折部142069、第二侧板142082和第二顶板142080形成第二受限空间，以将第二滚轮142086限制在第二受限空间中。
在一应用场景中，滑动轨道14206通过相互啮合的第一传动齿轮齿条组来相对固定轨道14204滑动；其中，第一传动齿轮齿条组包括设置于固定轨道14204上的第一齿条以及设置于滑动轨道14206上的与第一齿条相啮合的至少两个第一齿轮。可以理解的是，当驱动第一齿轮转动时，滑动轨道14206就可以实现在固定轨道14204上来回滑动。夹取平台14208通过相互啮合的第二传动齿轮齿条组来相对滑动轨道14206滑动；其中，第二传动齿轮齿条组包括设置于滑动轨道14206上的第二齿条以及设置于夹取平台14208上的与第二齿条相啮合的至少两个第二齿轮。可以理解的是，当驱动第二齿轮转动时，夹取平台14208就可以实现在滑动轨道14206上来回滑动。
进一步地，滑动轨道14206相对固定轨道14204滑动的第一最大长度小于固定轨道14204的长度；滑动轨道14206上还设置有第一限位块(图未示)，固定轨道14204上设置有第一限位槽(图未示)，第一限位块限制在第一限位槽中滑动以限制滑动轨道14206相对固定轨道14204滑动的距离不超过第一最大长度；夹取平台14208相对滑动轨道14206滑动的第二最大长度小于滑动轨道14206的长度；夹取平台14208上还设置有第二限位块(图未示)，滑动轨道14206上设置有第二限位槽(图未示)，第二限位块限制在第二限位槽中滑动以限制夹取平台14208相对滑动轨道14206滑动的距离不超过第二最大长度。
在一应用场景中，当需要叉取货物时，首先，由驱动装置驱动第一调节杆14240和第二调节杆14242伸展从而带动第一货叉1420和第二货叉1422以形成最大的间距。滑动轨道14206通过相互啮合的第一传动齿轮齿条组来相对固定轨道14204滑动，此时夹取平台14208跟随滑动轨道14206一起运动，当滑动轨道14206相对固定轨道14204滑动的距离到达设置的极限时，此时滑动轨道14206上的第一限位块和固定轨道14204上的第一限位槽相互限制使得滑动轨道14206相对固定轨道14204滑动的距离不超过极限。这时发现夹取式货叉还未到达预定位置，无法叉取货物，于是夹取平台14208通过相互啮合的第二传动齿轮齿条组来相对滑动轨道14206滑动。当夹取平台14208相对滑动轨道14206滑动的距离到达设置的极限时，此时夹取平台14208上的第二限位块和滑动轨道14206上的第二限位槽相互限制使得夹取平台14208相对滑动轨道14206滑动的距离不超过极限，此时发现夹取式货叉到达预定位置，可以叉取货物，于是由驱动装置驱动第一调节杆14240和第二调节杆14242收缩从而带动第一货叉1420和第二货叉1422快速稳定地夹持住货物，从而保证夹取式货叉能够顺利安全地存取货物。
可以理解的是，该自动化仓储未必包括上述所有设备，例如，堆垛机12及穿梭车14，此类设备均可根据自动化仓储所需工作选择部分进行设置，例如，在该自动化仓储为存储和调运大型货物的仓储时，可包括存储货架11以及在存储货架11周围移动的堆垛机12、在存储货架11上移动的穿梭车14；穿梭车或者，在该自动化仓储中，包括在存储货架11上移动的穿梭车14，并采用提升机来对货物或者穿梭车14进行提升和运输。
可以理解的是，上述方法实施例均可进行有机结合，例如，存储货架11参阅执行的实施例可全部或部分结合作为新的实施例，堆垛机12参与执行的实施例部分可全部或部分结合组成新的实施例等，穿梭车14参与执行的实施例部分可全部或部分结合组成新的实施例等等。
在其他实施例中，本申请的自动化仓储包括存储系统、输送系统和拣选系统。其中，存储系统可以包括上述的存储货架11，输送系统可以包括上述的堆垛机12和/或穿梭车14，拣选系统可以包括拣选机器人或者人工拣选。存储系统用于存储货物，输送系统用于将货物从存储系统送至拣选系统，由拣选机器人或者人工完成按订单拣货，实现货动而人不动的“货到人”拣选模式，降低了拣货距离与强度，可以提高拣货效率以及准确率。
在其他实施例中，本申请的自动化仓储还包括系统控制装置，该系统控制装置进一步包括存储器、处理器以及通信电路。通信电路用于与其他设备实现通信，具体可包括发送器和接收器。存储器用于存储处理器执行的各类指令以及处理器在处理过程中的数据，其中，该存储器包括非易失性存储部分，用于存储上述各类指令。在另一实施例中，该存储器可仅作为处理器的内存而缓存该处理器执行的各类指令，该各类指令实际存储于终端之外设备中，处理器通过与外部设备连接，通过调用外部存储的各类指令，以执行相应处理。处理器控制该系统控制装置的操作。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器还可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本实施例中，处理器通过调用存储器存储的各类指令，执行上述各实施例中的存取货物的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效原理变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。