一种用于智能仓储装备的物料堆砌装置及物料堆砌方法与流程

本发明涉及智能仓储技术领域，具体为一种用于智能仓储装备的物料堆砌装置及物料堆砌方法。

背景技术：

智能仓储是物流过程的一个环节，智能仓储的应用，保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对库存货物的批次、保质期等进行管理。利用SNHGES系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。

随着现在科技技术的发展，仓储管理系统发展越快，现在的仓储管理作为物流管理中最重要的一个环节；对提高物流效率，较低物流管理的成本起着至关重要的作用，仓储管理越来越趋向于智能化仓储的管理，现有的智能仓储还无法很好的对入库和出库的货物进行智能管理，货物在仓储中运输、摆放和监控都无法很好的智能化管理。

申请号为201610846613.6的中国发明专利公开了一种智能仓储，包括web服务器、仓储管理中心、数据库和电子标签；所述的web服务器收集电子标签信息并制作电子标签，将该电子标签贴在货物包装箱上；其特征在于：仓储的入库位置和出库位置均安装有与仓储管理中心和数据库相连的固定式读写器，两处的固定式读写器均安装有扫描天线，两者分别对入库货物和出库货物上的电子标签扫描，将扫描到的入库货物信息和出库货物信息上传至仓储管理中心和数据库。本发明从货物的入库、库存和出库进行一整套的物流跟踪，实现更精确更高效的管理，通过电子标签技术以识别距离远，快速，不易损坏，容量大等条码无法比拟的优势，简化繁杂的工作流程，有效改善仓库管理效率和透明度。

但现有的智能仓储中，存在许多不能挤压的货物，为了存放这种货物，可以采用分层存放的方式来避免货物损坏。在分层存放货物时，由于每层存放空间的高度固定，当货物的高度较小时，存放空间会存在较多的无法存放货物的空余空间，降低仓储的空间利用力，使仓储的货物容纳量受到影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于智能仓储装备的物料堆砌装置及物料堆砌方法，可以增大货物容纳量，实现不同高度货物的分类存放，使货物存放更加整齐有序，便于货物的存入和取出，从而有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于智能仓储装备的物料堆砌装置，包括堆砌底座，所述堆砌底座上设置有安装槽，所述安装槽内设置有升降装置，所述升降装置的输出端设置有安装底座，所述安装底座上设置有堆砌板，所述堆砌板上方还设置有若干层堆砌板，相邻所述堆砌板之间设置有高度控制装置；

所述安装槽内设置有升降控制装置，所述升降控制装置与升降装置相连并控制其运作，所述堆砌底座上设置有高度检测装置，所述高度检测装置与高度控制装置相连并为其提供数据支持。

进一步地，所述升降装置包括矩形框状的升降吊架，所述升降吊架的顶部四角设置有升降卷轮和升降电机，所述升降电机与升降卷轮相连，所述升降卷轮上绕设有升降链条，所述升降链条与最上端堆砌板的四角相连。

进一步地，所述升降控制装置包括升降控制芯片和升降电机控制器，所述控制芯片与升降电机控制器相连并驱动其运作。

进一步地，所述高度检测装置包括高度检测支架，所述高度检测支架的顶部设置有高度检测杆，所述高度检测杆的下端面设置有激光测距传感器。

进一步地，所述高度控制装置包括高度控制芯片、支撑气缸控制器和若干支撑气缸，所述支撑气缸竖直设置在堆砌版的边缘，同时所述支撑气缸的输出端与上方堆砌板的下端面固定连接，所述高度控制芯片与支撑气缸控制器相连，所述支撑气缸控制器与支撑气缸相连，所述高度控制芯片通过支撑气缸控制器控制支撑气缸运作。

进一步地，所述堆砌板上设置有阵列排布的货物调节装置、驱动货物调节装置运作的调节控制装置以及为调节控制装置提供数据支持的数据采集装置，所述货物调节装置包括两个调节支架，两个所述的调节支架之间可转动穿设有调节辊，其中一个所述的调节支架上设置有调节电机，所述调节电机的输出轴与调节辊相连。

进一步地，所述调节控制装置包括调节控制芯片和调节电机控制器，所述调节控制芯片与调节电机控制器相连，所述调节电机控制器与调节电机相连，所述调节控制芯片通过调节电机控制器驱动调节电机运作。

进一步地，所述数据采集装置包括扫描器，所述扫描器包括装置本体，所述装置本体上安装有扫描模块和处理模块，所述扫描模块扫描放置于扫描区的对象以产生图像信号，所述处理模块与扫描模块相连，同时所述处理模块接收并储存扫描模块传递的图像信号。

进一步地，所述数据采集装置还包括两条平行设置的移位导轨，所述移位导轨上滑动设置有移位滑座，两个所述的移位滑座之间连接有扫描导轨，所述扫描导轨上滑动设置有扫描滑座，所述扫描器固定在扫描滑座上。

本发明还提供了一种用于智能仓储装备的物料堆砌方法，包括如下步骤：

步骤100、展开一部分堆砌板，使各层展开的堆砌板之间的高度各不相同，每层堆砌板上容纳处于同一高度区间内的货物，扫描堆砌板上货物的分布情况，生成货物分布信息；

步骤200、货物向堆砌板移动，在移动过程中对货物的进行检测，生成货物高度信息；

步骤300、根据上述信息判断该货物所处的高度区间，驱动容纳该高度区间货物的堆砌板移动至上货区域，货物移动至该堆砌板上；

步骤400、调节货物的位置，在此过程中，扫描货物形状，得出图形信息，根据图形信息和堆砌板上货物分布信息驱动货物移动至指定位置，更新堆砌板上货物的分布信息；

步骤500、重复步骤200～步骤400，直至所有展开的堆砌板上均载满货物，在此过程中，若某一堆砌板上无容纳货物的空间后，将货物放置在另一堆砌板上，且另一堆砌板所能容纳货物的高度要大于该货物的高度；

步骤600、根据各堆砌板上货物的最高高度，压缩各个堆砌板之间的距离，降低堆砌装置的高度，在不接触装置顶部的情况下展开剩余的堆砌板，使堆砌装置重新具备容纳货物的能力；

步骤700、重复步骤200～步骤600，直至无法展开堆砌板或所有的堆砌板均已展开。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过设置多层堆砌板结构，每层堆砌板均能够放置货物，再通过设置升降装置带动多层堆砌板结构上下移动，在一层堆砌板上放满货物后驱动多层堆砌板结构上移，使下层的堆砌板上移来承载货物，这样一层一层依次放置货物，使得货物有序地堆砌在多层堆砌板上，在有限的占地面积内增加了堆砌装置的收纳能力；

(2)本发明将相邻堆砌板之间设为堆砌区域，通过高度控制装置可以调节控制堆砌区域的高度，进而将各堆砌区域设置为不同高度，从而每个堆砌区域内可以存放不同高度的货物，便于集中和有序管理货物，再通过设置高度检测装置，货物在放入堆砌区域之前，高度检测装置会先测得货物的高度信息，并将之传递给升降控制装置，升降控制装置根据该信息控制升降装置运作，使得适合货物存放的堆砌区域与堆砌底座齐平，实现不同高度货物的分类存放；

(3)本发明中升降控制装置会记录堆砌装置中货物的高度信息，并且每件货物存放在哪个堆砌板上均有记录，因此升降控制装置可以推断出每层堆砌板上所放至货物的最高高度，升降控制装置与高度控制装置相连，并将每层中货物的最高高度信息传递给高度控制装置，高度控制装置依据上述信息运作，调节每层堆砌区域的高度，使最高高度的货物与顶部堆砌板之间的高度差尽可能小，压缩堆砌区域的高度，使堆砌装置的高度降低，从而在存放相同多货物的情况下，降低堆砌装置所占用的空间，应用上述原理，可以在相同空间占用的情况下，增加堆砌装置的货物容纳量；

(4)本发明通过设置货物调节装置，再设置调节控制装置驱动货物调节装置运作，同时设置数据采集装置为调节控制装置的运行提供数据支持，当货物调节装置工作时可以驱动放置在堆砌装置中的货物移动，调节货物的位置，使得堆砌装置内的货物排列整齐且紧密，货物堆砌的更加有序化，便于货物的放置和取出，同时由于货物堆砌紧密，可以在有限的空间内堆砌更多的货物，增加堆砌装置收纳货物的能力，同时基于上述优点，在放置货物时可以将货物放在堆砌板的边缘，由货物调节装置驱动货物移动至里端，避免人工二次操作拖运货物带来的不便。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明升降装置的结构示意图；

图3为本发明堆砌板的结构示意图；

图4为本发明高度检测装置的侧视结构示意图；

图5为本发明升降控制装置的结构示意图；

图6为本发明调节控制装置的结构示意图。

图中标号：

1-升降装置；2-升降控制装置；3-高度检测装置；4-高度控制装置；5-货物调节装置；6-调节控制装置；7-数据采集装置；8-堆砌底座；9-安装槽；10-安装底座；11-堆砌板；

101-升降吊架；102-升降卷轮；103-升降电机；104-升降链条；

201-升降控制芯片；202-升降电机控制器；

301-高度检测支架；302-高度检测杆；303-激光测距传感器；

401-高度控制芯片；402-支撑气缸控制器；

501-调节支架；502-调节辊；503-调节电机；

601-调节控制芯片；602-调节电机控制器；

701-扫描器；702-移位导轨；703-移位滑座；704-扫描导轨；705-扫描滑座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供了一种用于智能仓储装备的物料堆砌装置，包括堆砌底座8堆砌底座8上设置有高度检测装置3，在货物放置在堆砌区域之前，货物需要经过高度检测装置3的检测，从而得出货物的高度数据，更好地为货物进行分配。其中，高度检测装置3包括高度检测支架301，高度检测支架301的顶部设置有水平的高度检测杆302，货物会先从高度检测杆302的下方通过，由于高度检测支架301的长度较高，高度检测杆302的设置不会影响货物的通过，同时高度检测杆302的下端面设置有激光测距传感器303，当货物经过高度检测杆302时，激光测距传感器303就会测出货物与高度检测杆302之间的距离，从而推断出货物的高度。

如图1和图4所示，在本发明中，堆砌底座8上设置有安装槽9，安装槽9位于高度检测支架301的后部，安装槽9以及其内设置有的结构与高度检测支架301之间无直接接触，安装槽9内设置有升降装置1和驱动升降装置1运作的升降控制装置2，升降装置1的输出端设置有安装底座10，所述安装底座10上设置有堆砌板11，堆砌板11上方还设置有若干层堆砌板11，相邻堆砌板11之间设置有高度控制装置4，高度控制装置4包括高度控制芯片401、支撑气缸控制器402和若干支撑气缸403，支撑气缸403竖直设置在堆砌版11的边缘，同时支撑气缸403的输出端与上方堆砌板11的下端面固定连接。

在本发明中，通过设置多层堆砌板11，每层堆砌板11是哪个均可放置货物，也即是说堆砌板11与堆砌板11之间为货物的堆砌区域，相邻堆砌板11之间通过高度控制装置4中的支撑气缸403相连，所以各个堆砌区域的高度由支撑气缸403的伸缩长度控制，同时本发明通过设置升降装置1，将升降装置1的输出端与多层堆砌板11结构相连，通过升降装置1带动上述结构的上下移动。在升降装置1运作前，上述的整体结构位于安装槽8内，最上端的堆砌板11与堆砌底座8齐平，货物放置在最上方的堆砌区域中，当该堆砌驱动中货物放满之后，升降装置1运作，带动整体结构升起，该堆砌区域移动至堆砌底座8所在平面的上方，同时位于该堆砌区域下方的堆砌区域向上移动至于堆砌底座8齐平，从而便于货物移动至该处。

值得说明的是，通过设置多层堆砌板11结构，每层堆砌板11均能够放置货物，再通过设置升降装置1带动多层堆砌板11结构上下移动，在一层堆砌板11上放满货物后，使下层的堆砌板11上移来承载货物，这样一层一层依次放置货物，使得货物有序地堆砌在多层堆砌板11上，在有限的占地面积内增加了堆砌装置的收纳能力。

如图1和图2所示，在本发明中，升降装置1包括矩形框状的升降吊架101，升降吊架101的顶部四角设置有升降卷轮102和升降电机103，升降电机103与升降卷轮102相连，升降卷轮102上绕设有升降链条104，升降链条104与最上端堆砌板11的四角相连。

在本发明的升降装置1中，升降卷轮102的转轴可转动地穿设在升降吊架101上，升降电机103也固定在升降吊架101上，同时升降电机103的输出端与升降卷轮102的转轴之间通过皮带相连，当升降电机103工作时，会带动升降卷轮102转动，通过控制升降电机103的转向，可以控制升降卷轮102转动方向，进而控制升降链条104向升降卷轮102上缠绕或从升降卷轮102上放下，当升降链条104不断向升降卷轮102上缠绕时，最上方的堆砌板7与升降吊架101顶部的距离缩小，各堆砌板7组成的整体结构向上移动，而当升降链条104不断从升降卷轮102上放下时，最上方的堆砌板11与升降吊架101顶部的距离变长，各堆砌板11组成的整体结构向下移动，所以在本发明中，升降装置1可以控制带动各堆砌板11组成的整体结构升降。

同时在本发明中，升降控制装置2包括升降控制芯片201和升降电机控制器202，升降控制芯片201与升降电机控制器202相连，升降电机控制器202与升降电机103相连，升降控制芯片201通过升降电机控制器202驱动升降电机103运作。

还需说明的是，由于堆砌装置中存放的货物的高度各不相同，为了便于集中和有序管理货物，将货物的高度分为不同的高度区间，每个堆砌板11上放置的货物均处于相同的高度区间上，而不同的堆砌板11上放置的货物处于不同的高度区间。

为了实现上述功能，本发明中升降控制装置2与高度检测装置3相连，货物在放置入堆砌板11之前，先经过高度检测装置3，高度检测装置3中的激光测距传感器303就会测出货物的高度，生成货物的高度信息，激光测距传感器303与升降控制装置2中的升降控制芯片201相连，并将高度信息传递给升降控制芯片201，升降控制芯片201依据上述高度信息，判读货物处于哪个高度区间，再驱动升降装置1运作，使得存放该高度区间货物的堆砌板11与堆砌底座8齐平，实现货物的分类存放。

需要说明的是，在本发明的高度控制装置4中，支撑气缸403即作为相邻堆砌板11的支撑结构，又作为调控相邻堆砌板11高度的部件。相邻堆砌板11之间设置有多个支撑气缸403，防止支撑气缸403的支撑强度不足，且这些支撑气缸403均匀地设置在堆砌板11的边缘，里面影响货物的进出，同时避免支撑力不均匀。同时上述的支撑气缸403同步运作，其输出端伸出的长度相同，使堆砌板11始终处于水平状态，防止货物倾斜乃至掉落。

值得说明的是，通过上述说明可知，本发明中的升降控制芯片201会记录堆砌装置中货物的高度信息，并且每件货物存放在哪个堆砌板11上均有记录，因此升降控制芯片201可以推断出每层堆砌板11上所放至货物的最高高度。

还需说明的是，在本发明的高度控制装置4中，高度控制芯片401与支撑气缸控制器402相连，支撑气缸控制器402与支撑气缸403相连，高度控制芯片401通过支撑气缸控制器402控制支撑气缸403运作，同时在本发明中高度控制装置4与升降控制装置2相连。通过上述说明可知，升降控制装置2中的升降控制芯片201会记录每层堆砌板11上所放至货物的最高高度，升降控制芯片201与高度控制芯片401相连，并将记录的货物最高高度信息传递给高度控制芯片401，高度控制芯片401依据上述货物最高高度信息，通过支撑气缸控制器402控制支撑气缸403运作，调整两个堆砌板11之间的高度，也即是调整堆砌区域的高度，使最高高度的货物与顶部堆砌板11之间的高度差尽可能小，压缩堆砌区域的高度。

还需进一步说明的是，通过上述设置，每层堆砌区域够经过压缩后，整个堆砌装置的高度就会降低，从而在存放相同多货物的情况下，降低堆砌装置所占用的空间，应用上述原理，若存放的货物的高度均较小，可以在相同空间占用的情况下，增加堆砌板11的层数，从而增加堆砌装置的货物容纳量。

还需进一步说明的是，基于上述原理，本发明中可以设置多层堆砌板11，这些堆砌板11完全展开后的高度可以大于仓储库的高度，在使用堆砌装置时，先展开一部分堆砌板11，当这些堆砌板11上放满货物后，在不下压货物的情况下压缩各个堆砌板11之间的距离，使得堆砌装置的高度降低，再展开剩余的堆砌板11，堆砌装置重新具备了容纳货物的能力，从而提升堆砌装置的货物容纳量。

如图1、图2、图3和图6所示，在本发明中，堆砌板11上设置有阵列排布的货物调节装置5、驱动货物调节装置5运作的调节控制装置6以及为调节控制装置6提供数据支持的数据采集装置7，货物调节装置5包括两个调节支架501，两个的调节支架501之间可转动穿设有调节辊502，其中一个的调节支架501上设置有调节电机503，调节电机503的输出轴与调节辊502相连，调节控制装置6包括调节控制芯片601和调节电机控制器602，调节控制芯片601与调节电机控制器602相连，调节电机控制器602与调节电机503相连，调节控制芯片601通过调节电机控制器602驱动调节电机503运作。

在本发明中，当货物放置在堆砌板11上时，由于堆砌板11上阵列排布有货物调节装置5，在货物调节装置5中，调节电机503的输出轴与调节辊502相连，当调节电机503工作时会带动调节辊502转动，若调节辊502与货物接触，则调节辊502的转动会带动货物移动，所以货物调节装置5运作可以驱动货物移动，调节货物的位置，使得堆砌板11上的货物排列整齐且紧密，货物堆砌的更加有序化，便于货物的放置和取出，同时由于货物堆砌紧密，可以在有限的空间内堆砌更多的货物，增加堆砌装置收纳货物的能力。

需要说明的是，现有技术中，若堆砌装置的堆砌面积较小，工作人员在放置货物时可以很方便地将货物放置在堆砌区域的最里端，从而使整个堆砌区域均能够放置货物，而当堆砌装置的堆砌面积较大时，人们无法将货物直接放置在堆砌区域的最里端，造成堆砌区域的空置，或者需要工人进行二次操作来将货物移动至最里端，降低了堆砌装置的实用性，本发明通过设置货物调节装置5，在将货物放置进堆砌装置中时，只需将货物放置在堆砌装置的最外侧，货物调节装置5可以自动将货物运送至最里端，避免工人二次操作拖运货物带来的不便，同时可以最大化利用堆砌装置内的空间，增强堆砌装置容纳货物的能力。

还需要进一步说明的是，本发明中货物调节装置5运作时能够调整货物的位置，为了货物调节装置5的准确运行，设置了调节控制装置6来控制货物调节装置5的运作，再通过设置数据采集装置7来为调节控制装置6的运行提供数据支持。在本发明中，数据采集装置7包括对物体进行扫描的扫描器201和驱动扫描器201移动的扫描移动组件，扫描器201装置本体，装置本体上安装有扫描模块和处理模块，扫描模块扫描放置于扫描区的对象以产生图像信号，处理模块与扫描模块相连，同时处理模块接收并储存扫描模块传递的图像信号。在本发明中，扫描器701是实现数据支持的主要部件，扫描器701位于堆砌板11的上方，且扫描器701的扫描口朝下，通过对下方区域进行扫描得出堆砌板11上货物的图像信息。

如图1和图3所示，在本发明中，数据采集装置7还包括两条平行设置的移位导轨702，移位导轨702上滑动设置有移位滑座703，两个的移位滑座703之间连接有扫描导轨704，扫描导轨704上滑动设置有扫描滑座705，扫描器701固定在扫描滑座705上。在本发明中，每个堆砌板11上方均设置有一个数据采集装置7，其中移位导轨702固定在该堆砌板11上方的堆砌板11的下端面，而最上方的移位导轨702则固定在升降吊架101上，而移位滑座704可以在移位导轨702上滑动，且两个移位滑座704的移动方向和移动速度一致，两个移位滑座704的同步移动带动扫描导轨705的移动，同时在扫描导轨705上，扫描滑座706也可移动，从而带动扫描器701的移动。通过上述设置，扫描器201可以在堆砌板7上方的水平平面区域内移动，并在移动过程中对堆砌板7上货物形状及货物分布情况进行扫描，生成图像信息。

如图5所示，在本发明中，调节控制装置6包括调节控制芯片601和调节电机控制器602，调节控制芯片601与调节电机控制器602相连，调节电机控制器602与调节电机503相连，调节控制芯片601通过调节电机控制器602控制调节电机503运作。

在本发明中，调节控制装置6可以控制调节装置1的运作，但调节控制装置6的运作过程中需要一些数据作为依据，其中数据采集装置7就为调节控制装置6的运作提供了重要的数据支持。数据采集装置7在运作时，扫描器701会对堆砌板11上货物形状及货物分布情况进行扫描，生成图像信息，同时扫描器701与调节控制装置6中的调节控制芯片601相连，并将生成的图像信息传递给调节控制芯片601，调节控制芯片601依据上述的图像信息来控制调节电机503运作，达到控制货物调节装置5的目的。

本发明还提供了一种用于智能仓储装备的物料堆砌方法，包括如下步骤：

步骤100、展开一部分堆砌板11，使各层展开的堆砌板11之间的高度各不相同，每层堆砌板11上容纳处于同一高度区间内的货物，扫描堆砌板11上货物的分布情况，生成货物分布信息；

步骤200、货物向堆砌板11移动，在移动过程中对货物的进行检测，生成货物高度信息；

步骤300、根据上述信息判断该货物所处的高度区间，驱动容纳该高度区间货物的堆砌板11移动至上货区域，货物移动至该堆砌板11上；

步骤400、调节货物的位置，在此过程中，扫描货物形状，得出图形信息，根据图形信息和堆砌板11上货物分布信息驱动货物移动至指定位置，更新堆砌板上货物的分布信息；

步骤500、重复步骤200～步骤400，直至所有展开的堆砌板11上均载满货物，在此过程中，若某一堆砌板11上无容纳货物的空间后，将货物放置在另一堆砌板11上，且另一堆砌板11所能容纳货物的高度要大于该货物的高度；

步骤600、根据各堆砌板11上货物的最高高度，压缩各个堆砌板11之间的距离，降低堆砌装置的高度，在不接触装置顶部的情况下展开剩余的堆砌板11，使堆砌装置11重新具备容纳货物的能力；

步骤700、重复步骤200～步骤600，直至无法展开堆砌板11或所有的堆砌板11均已展开。

通过该方法，本发明中各装置结构协调配合，共同作用，能够在不挤压货物的情况下压缩堆砌空间，减小堆砌装置的空间占用，提升堆砌装置容纳货物的能力，同时可自动对货物进行分配，同时能够对货物的存放位置进行调整，使货物摆放整齐有序，便于货物的存入和取出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。