一种无巷道智能仓储装置及其仓储工艺的制作方法

技术领域：

本发明属于物流智能仓储设备技术领域，具体涉及一种无巷道智能仓储装置及其仓储工艺。

背景技术：
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在人力资源成本高的今天，降低企业的各项成本，实现自动化管理成为企业研究的一个重要战略课题。对于制造业来说，物流成本在其成本中比重是相当大的，统计数据显示，物流费用通常占制造成本50％以上的比例，因此，物料与仓储管理以及成本控制已经成为影响产品市场竞争力的关键，与企业的效益密不可分。由于自动化立体仓库的作业效率及自动化的技术水平可以使得企业物流效率大幅提升，立体库的基本技术也日益成熟，因此越来越多的企业开始采用自动化立体仓库。很多企业不仅建设中大型的立体库，也根据需要建设了很多中小型自动化立体库。

现有智能仓储一般采用单元式货架、移动式货架、拣选式货架这三种货物存储形式，尽管它们比传统普通仓库的库容量提升了2到5倍，可是巷道依然是它们不可或缺的组成部分，以单元货格式为例，巷道要占仓库面积的三分之一左右，其库容量还有进一步提升的可能。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种无巷道智能仓储装置及其仓储工艺，一种全新的货架和存储模式，彻底摒弃了巷道，最大限度提高了仓库的库容量。

本发明采用的技术方案为：一种无巷道智能仓储装置，包括带升降平台轨道智能车(1)、agv运输车(2)、轨道小车(3)、轨道小车驱动装置(4)、轨道小车固定装置(5)、货架(6)、带刻度的地面轨道(7)、带刻度的货架轨道(8)、消防安全系统(9)、摄像装置(10)和用于智能控制的计算机控制系统；所述带刻度的货架轨道(8)布设在货架(6)上，轨道小车(3)设置于带刻度的货架轨道(8)上，轨道小车(3)通过轨道小车驱动装置(4)驱动；所述带刻度的地面轨道(7)布设在货架(6)四周；所述消防安全系统(9)设置于轨道小车(3)上方的货架上；所述摄像装置(10)布设在仓储室的墙壁上。

进一步地，所述带升降平台轨道智能车(1)包括带刻度的弧形轨道(1-1)、升降平台(1-2)、主动轮(1-3)、主动轮驱动器(1-4)、第一激光测量器(1-5)、小车固定装置(1-6)、升降、行走、定位控制系统(1-7)、电池组(1-8)和轨道车(电池组位于货架的两端成组布置；带升降平台轨道智能车在货架两端同步运行，包括水平运行和垂直运行)；所述轨道车设置于带刻度的弧形轨道(1-1)上，带刻度的弧形轨道(1-1)设置在升降平台(1-2)上，主动轮(1-3)安装于升降平台(1-2)支撑架的底部，主动轮(1-3)通过安装在升降平台(1-2)上的主动轮驱动器(1-4)驱动，所述激光测量器(1-5)、小车固定装置(1-6)、升降、行走、定位控制系统(1-7)和电池组(1-8)安装在升降平台(1-2)上；所述轨道车为能够在货架及升降平台轨道上运行的平板小车，包括平板(3-1)、垛料护板(3-2)、前连接机构(3-3)、后连接机构(3-4)、侧面齿条(3-5)、第二激光测量器(3-6)、万向轮(3-7)和压力传感器(3-8)；所述垛料护板(3-2)固定在平板(3-1)的四个角上，所述前连接机构(3-3)和后连接机构(3-4)分别设置在平板(3-1)的前端和后端，所述侧面齿条(3-5)设置于平板(3-1)的侧面，其与轨道小车驱动装置(4)同侧，该驱动装置的齿轮与侧面齿条(3-5)咬合；所述第二激光测量器(3-6)设置于平板(3-1)下方，其能够测量定位轨道小车在货架上的位置，为驱动装置提供运行判断信号；所述压力传感器(3-8)将测量值传输到计算机控制系统。

进一步地，所述轨道小车驱动装置(4)包括齿轮圆盘、变频电机和伺服控制系统，伺服控制系统与计算机控制系统电连接，由计算机控制系统对所有货架的小车驱动装置伺服系统进行控制。

进一步地，所述轨道小车固定装置(5)是位于轨道小车(3)下部可旋转的夹具，在轨道小车(3)运行前时，夹具处于水平状态，待轨道小车(3)复位停止后，夹具旋转垂直，夹住轨道小车的平板前后端，使整串小车处于固定状态。

进一步地，所述货架(6)是有水平、垂直、斜拉系统的固定货架，能承受货架上轨道、轨道小车及小车上存储的货物，其为能承受设计基本地震加速度为0.05g至0.40g的货架。

进一步地，所述带刻度的地面轨道(7)轨道智能车水平运动的参考标尺，带升降平台轨道智能车(1)的第二激光测量器(3-6)能读取标尺数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。

进一步地，所述带刻度的货架轨道(8)是固定在每层货架上供轨道小车行走的轨道，轨道小车(3)上的第二激光测量器(3-6)能读取刻度数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。

进一步地，所述消防安全系统是安装在每层货架顶部的消防喷淋、火灾探测安全系统；所述摄像装置是安装在仓库内的监控装置，监测仓库的运行状态。

进一步地，所述计算机及控制系统包括两部分，一部分是系统正常运行管理控制系统，另一部分是设备运行故障报警系统，当设备发生故障导致系统无法正常运行时，报警系统启动，提醒操作者进行人工处理。

进一步地，使用无巷道智能仓储装置进行仓储的仓储工艺为：

以仓库中间主通道为分区线，将仓库区域分为a区和b区，对于a区货架以最靠近货物入口的左下角为0点，按空间坐标x、y、z增量规则对a区的货架存储单元进行数字化转换，这样a区的所有存储单元均有唯一的地址信息；

入库：码垛机整理好的标准包装成品，经货物入口进入库区，仓库管理员计划将该包产品存放在a(8、4、5)区，系统判断带升降平台轨道智能车(1)的带刻度的弧形轨道(1-1)哪侧距离第8排货架(6)最近；升降、行走、定位控制系统(1-7)自动调整控制平台轨道智能车的运行速度、停靠位置，然后自动运行到第8排货架(6)所对应的位置，主动轮(1-3)的锁定，调整升降平台的高度，使平台上带刻度的弧形轨道(1-1)与货架(6)上第5层带刻度的货架轨道(8)平齐，第8、11或5排第5层货架(6)上的轨道小车固定装置(5)松开固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)松开固定，启动第8、11或5排第5层货架(6)上轨道小车驱动装置(4)，将a(8、4、5)区的轨道小车(3)送到带升降平台轨道智能车(1)上的指定位置，轨道小车(3)的第一激光测量器(1-5)校核判断a(8、4、5)区的轨道小车(3)的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架(6)上第8、11或5排第5层的轨道小车固定装置(5)开启固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)开启固定，升降平台下行到指定高度，agv运输车(2)送来标准包装成品，放在a(8、4、5)区的轨道小车(3)上，升降平台升起到指定高度，第8、11或5排第5层货架(6)上的轨道小车固定装置(5)松开固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)松开固定，启动第8、11或5排第5层货架(6)上轨道小车驱动装置(4)，将a(8、4、5)区的轨道小车(3)送回它原来的位置，轨道小车(3)的第一激光测量器(1-5)校核判断a(8、4、5)区的轨道小车(3)的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架(6)上第8、11或5排第5层的轨道小车固定装置(5)开启固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)开启固定，带升降平台轨道智能车(1)的平台下降到指定高度，主动轮(1-3)的锁定解除，带升降平台轨道智能车(1)等待下一次指令；

出库：仓库管理员计划将b区某一存储单元的货物进行出库操作，将b(6、3、4)存储单元的货物出库，系统判断带升降平台轨道智能车(1)的带刻度的弧形轨道(1-1)哪侧距离第6排货架(6)最近，升降、行走、定位控制系统(1-7)自动调整控制平台轨道智能车的运行速度、停靠位置，然后自动运行到第6排货架(6)所对应的位置，主动轮(1-3)的锁定，调整升降平台的高度，使平台上带刻度的弧形轨道(1-1)与货架(6)上第4层带刻度的货架轨道(8)平齐，第6、9或3排第4层货架(6)上的轨道小车固定装置(5)松开固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)松开固定，启动第6、9或3排第4层货架(6)上轨道小车驱动装置(4)，将b(6、3、4)区的轨道小车(3)及其上的货物送到带升降平台轨道智能车(1)上的指定位置，轨道小车(3)的第一激光测量器(1-5)校核判断b(6、3、4)区的轨道小车(3)的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架(6)上第6、9或3排第4层的轨道小车固定装置(5)开启固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)开启固定，升降平台下行到指定高度，agv运输车(2)取走b(6、3、4)区的轨道小车(3)上的标准包装成品，升降平台升起到指定高度，第6、9或3排第4层货架(6)上的轨道小车固定装置(5)松开固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)松开固定，启动第6、9或3排第4层货架(6)上轨道小车驱动装置(4)，将b(6、3、4)区的轨道小车(3)送回它原来的位置，轨道小车(3)的第一激光测量器(1-5)校核判断b(6、3、4)区的轨道小车(3)的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架(6)上第6、9或3排第4层的轨道小车固定装置(5)开启固定，同时升降平台上的小车固定装置(1-6)开启固定，带升降平台轨道智能车(1)的平台下降到指定高度，主动轮(1-3)的锁定解除，带升降平台轨道智能车(1)等待下一次指令；

当库区操作只对a区进行操作时，b区的包括带升降平台轨道智能车(1)和agv运输车(2)返回到系统指定的位置进行充电。

本发明的有益效果：提供了一种无巷道智能仓储装置及其仓储工艺，一种全新的货架和存储模式，彻底摒弃了巷道，最大限度提高了仓库的库容量。其主要优点如下：

1)、由于本仓储采用的分离式的仓储工艺，即智能仓储装置于仓库建筑、结构系统分离，它既可以适应于新建仓库，又可以适应于现有仓库的智能化改造，应用前景极其广阔；

2)、采用无巷道智能仓储工艺摒弃了巷道，提高了仓库存储的有效面积，并最终提高了库容量；

3)、仓库内采用了两套或多套带升降平台轨道智能车组，能显著提高系统的容错率，当一组带升降平台轨道智能车所服务的区域内发生运行故障，系统可以自动切换到另一组服务的区域，这样能显著提高系统运行的稳定性；

4)、由于带升降平台轨道智能车位于货架两端，成组同步运行，所以agv运输车能同时在货架两端进行装卸，提高了仓库存取的运行效率；

5)、货架能承受设计基本地震加速度为0.05g至0.40g的地震作用，确保了货物及货架在地震作用下的安全可靠性，彻底消除了普通货架在地震作用下可能倒塌的安全隐患；

6)、应用本存储装置对全国国有粮库进行智能化改造，在轨道小车平板下加装一个压力传感器，辅之以信号传输控制，就可以实现对全国所有国有粮库的粮食进行实时监控；

7)、应用本仓储装置对军队一般物资仓库进行智能化改造，也可实现对全国普通军事物资进行实时监控；

8)、本仓储装置应用于汽车制造企业及城市汽车临时停车，能极大提高汽车库存储的效率。

无巷道智能仓储包括带升降平台轨道智能车、agv运输车、轨道小车、轨道小车驱动装置、轨道小车固定装置、能承受设计基本地震加速度为0.05g至0.40g的货架、带刻度的地面轨道、带刻度的货架轨道、消防安全系统、摄像装置、计算机控制系统。带升降平台轨道智能车包括轨道小车、带刻度的弧形轨道、升降平台、主动轮、主动轮驱动器、激光测量器、升降、行走、定位控制系统、电池组，它位于货架的两端成组布置。带升降平台轨道智能车在货架两端是同步运行，包括水平运行和垂直运行。agv运输车是带升降装置且能自行充电、行走的运行设备，其行走路线和停靠地点均在计算机控制系统内预先设定。轨道小车是在货架及升降平台轨道上运行的平板小车，其包括平板、垛料护板、前连接机构、后连接机构、侧面齿条、激光测量器、万向轮，所述垛料护板是固定在轨道小车平板四角的护板，防止轨道小车运行时托盘及货物在平板上滑移，前连接机构位于平板的前端，后连接机构位于平板的后端，两者之间的连接是垂直插入式连接，同时能在机构平面内有一定角度的旋转，侧面齿条位于平板一侧，与轨道小车驱动装置同侧，驱动装置的齿轮与平板侧面的齿条咬合，驱动装置的齿轮旋转，拨动平板侧面齿条驱动轨道小车在货架上运动。激光测量器是测量定位轨道小车在货架上的位置，为驱动装置提供运行判断信号。轨道小车驱动装置包括齿轮圆盘、变频电机、伺服控制系统，伺服控制系统连接到计算机控制系统，由计算机控制系统对所有货架的小车驱动装置伺服系统进行控制，轨道小车固定装置是位于轨道小车下部可旋转的夹具，在轨道小车运行前，夹具处于水平状态，待轨道小车复位停止后，夹具旋转垂直，夹住轨道小车的平板前后端，使整串小车处于固定状态。货架是有水平、垂直、斜拉系统的固定货架，能承受货架上轨道、轨道小车及小车上存储货物在设计基本地震加速度为0.05g至0.40g状态下的地震作用。带刻度的地面轨道是带升降平台轨道智能车水平运动的参考标尺，带升降平台轨道智能车的激光测量器能读取这些数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。带刻度的货架轨道是固定在每层货架上供轨道小车行走的轨道，轨道小车上的激光测量器能读取这些数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。消防安全系统是安装在每层货架顶部的消防喷淋、火灾探测等安全系统。摄像装置是安装在仓库内各关键部位的监控装置，监测仓库的运行状态。计算机及控制系统包括两部分，一部分是系统正常运行管理控制系统，另一部分是设备运行故障报警系统，当设备发生故障导致系统无法正常运行时，报警系统启动，提醒操作者进行人工处理。轨道小车上的压力传感器将测量值传输到计算机及控制系统。

附图说明：

图1是实施例一中智能仓储系统的平面布置示意图；

图2是实施例一中智能仓储系统的主视剖面布置示意图；

图3是实施例一中智能仓储系统设备的侧视剖面布置示意图；

图4是实施例一中带升降平台轨道智能车的平面布置示意图；

图5是实施例一中带升降平台轨道智能车的立面布置示意图；

图6是实施例一中轨道车的俯视结构示意图；

图7是实施例一中轨道车的主视结构示意图；

图8是实施例二的工艺流程框图。

具体实施方式：

实施例一

参照图1，一种无巷道智能仓储装置，包括带升降平台轨道智能车(1)、agv运输车(2)、轨道小车(3)、轨道小车驱动装置(4)、轨道小车固定装置(5)、货架(6)、带刻度的地面轨道(7)、带刻度的货架轨道(8)、消防安全系统(9)、摄像装置(10)和用于智能控制的计算机控制系统；所述带刻度的货架轨道(8)布设在货架(6)上，轨道小车(3)设置于带刻度的货架轨道(8)上，轨道小车(3)通过轨道小车驱动装置(4)驱动；所述带刻度的地面轨道(7)布设在货架(6)四周；所述消防安全系统(9)设置于轨道小车(3)上方的货架上；所述摄像装置(10)布设在仓储室的墙壁上。

所述带升降平台轨道智能车(1)包括带刻度的弧形轨道(1-1)、升降平台(1-2)、主动轮(1-3)、主动轮驱动器(1-4)、第一激光测量器(1-5)、小车固定装置(1-6)、升降、行走、定位控制系统(1-7)、电池组(1-8)和轨道车(电池组位于货架的两端成组布置；带升降平台轨道智能车在货架两端同步运行，包括水平运行和垂直运行)；所述轨道车设置于带刻度的弧形轨道(1-1)上，带刻度的弧形轨道(1-1)设置在升降平台(1-2)上，主动轮(1-3)安装于升降平台(1-2)支撑架的底部，主动轮(1-3)通过安装在升降平台(1-2)上的主动轮驱动器(1-4)驱动，所述激光测量器(1-5)、小车固定装置(1-6)、升降、行走、定位控制系统(1-7)和电池组(1-8)安装在升降平台(1-2)上；所述轨道车为能够在货架及升降平台轨道上运行的平板小车，包括平板(3-1)、垛料护板(3-2)、前连接机构(3-3)、后连接机构(3-4)、侧面齿条(3-5)、第二激光测量器(3-6)、万向轮(3-7)和压力传感器(3-8)；所述垛料护板(3-2)固定在平板(3-1)的四个角上，所述前连接机构(3-3)和后连接机构(3-4)分别设置在平板(3-1)的前端和后端，所述侧面齿条(3-5)设置于平板(3-1)的侧面，其与轨道小车驱动装置(4)同侧，该驱动装置的齿轮与侧面齿条(3-5)咬合；所述第二激光测量器(3-6)设置于平板(3-1)下方，其能够测量定位轨道小车在货架上的位置，为驱动装置提供运行判断信号；所述压力传感器(3-8)将测量值传输到计算机控制系统。

所述轨道小车驱动装置(4)包括齿轮圆盘、变频电机和伺服控制系统，伺服控制系统与计算机控制系统电连接，由计算机控制系统对所有货架的小车驱动装置伺服系统进行控制。

所述轨道小车固定装置(5)是位于轨道小车(3)下部可旋转的夹具，在轨道小车(3)运行前时，夹具处于水平状态，待轨道小车(3)复位停止后，夹具旋转垂直，夹住轨道小车的平板前后端，使整串小车处于固定状态。

所述货架(6)是有水平、垂直、斜拉系统的固定货架，能承受货架上轨道、轨道小车及小车上存储的货物，其为能承受设计基本地震加速度为0.05g至0.40g的货架。

所述带刻度的地面轨道(7)轨道智能车水平运动的参考标尺，带升降平台轨道智能车(1)的第二激光测量器(3-6)能读取标尺数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。

所述带刻度的货架轨道(8)是固定在每层货架上供轨道小车行走的轨道，轨道小车(3)上的第二激光测量器(3-6)能读取刻度数值，并将这些数值反馈到计算机控制系统里进行运算判断。

所述消防安全系统是安装在每层货架顶部的消防喷淋、火灾探测安全系统；所述摄像装置是安装在仓库内的监控装置，监测仓库的运行状态。

所述计算机及控制系统包括两部分，一部分是系统正常运行管理控制系统，另一部分是设备运行故障报警系统，当设备发生故障导致系统无法正常运行时，报警系统启动，提醒操作者进行人工处理。

实施例二

参照图8，使用无巷道智能仓储装置进行仓储的仓储工艺为：

以仓库中间主通道为分区线，将仓库区域分为a区和b区，对于a区货架以最靠近货物入口的左下角为0点，按空间坐标x、y、z增量规则对a区的货架存储单元进行数字化转换，这样a区的所有存储单元均有唯一的地址信息，比如a(*、*、*)，b区同样如此，如果仓库特别大，功能分区多，同样按此将存储单元数据化。

入库操作：码垛机整理好的标准包装成品，经货物入口进入库区，仓库管理员计划将该包产品存放在a(8、4、5)区，系统判断带升降平台轨道智能车1的带刻度的弧形轨道1-1哪侧距离第8排货架6最近，升降、行走、定位控制系统1-7自动调整控制平台轨道智能车的运行速度、停靠位置，然后自动运行到第8排货架6所对应的位置，主动轮1-3的锁定，调整升降平台的高度，使平台上带刻度的弧形轨道1-1与货架6上第5层带刻度的货架轨道8平齐，第8、11或5排第5层货架6上的轨道小车固定装置5松开固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6松开固定，启动第8、11或5排第5层货架6上轨道小车驱动装置4，将a(8、4、5)区的轨道小车3送到带升降平台轨道智能车1上的指定位置，轨道小车的第一激光测量器1-5校核判断a(8、4、5)区的轨道小车3的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架6上第8、11或5排第5层的轨道小车固定装置5开启固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6开启固定，升降平台下行到指定高度，agv运输车2送来标准包装成品，放在a(8、4、5)区的轨道小车3上，升降平台升起到指定高度，第8、11或5排第5层货架6上的轨道小车固定装置5松开固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6松开固定，启动第8、11或5排第5层货架6上轨道小车驱动装置4，将a(8、4、5)区的轨道小车3送回它原来的位置，轨道小车的第一激光测量器1-5校核判断a(8、4、5)区的轨道小车3的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架6上第8、11或5排第5层的轨道小车固定装置5开启固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6开启固定，带升降平台轨道智能车1的平台下降到指定高度，主动轮1-3的锁定解除，带升降平台轨道智能车1等待下一次指令。

出库操作：仓库管理员计划将b区某一存储单元的货物进行出库操作，比如将b(6、3、4)存储单元的货物出库，系统判断带升降平台轨道智能车1的弧形轨道1-1哪侧距离第6排货架6最近，升降、行走、定位控制系统1-7自动调整控制平台轨道智能车的运行速度、停靠位置，然后自动运行到第6排货架6所对应的位置，主动轮1-3的锁定，调整升降平台的高度，使平台上带刻度的弧形轨道1-1与货架6上第4层带刻度的货架轨道8平齐，第6、9或3排第4层货架6上的轨道小车固定装置5松开固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6松开固定，启动第6、9或3排第4层货架6上轨道小车驱动装置4，将b(6、3、4)区的轨道小车3及其上的货物，送到带升降平台轨道智能车1上的指定位置，轨道小车的第一激光测量器1-5校核判断b(6、3、4)区的轨道小车3的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架6上第6、9或3排第4层的轨道小车固定装置5开启固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6开启固定，升降平台下行到指定高度，agv运输车2取走b(6、3、4)区的轨道小车3上的标准包装成品，升降平台升起到指定高度，第6、9或3排第4层货架6上的轨道小车固定装置5松开固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6松开固定，启动第6、9或3排第4层货架6上轨道小车驱动装置4，将b(6、3、4)区的轨道小车3送回它原来的位置，轨道小车的第一激光测量器1-5校核判断b(6、3、4)区的轨道小车3的位置是否符合系统设定的要求，校核通过后，货架6上第6、9或3排第4层的轨道小车固定装置5开启固定，同时升降平台上的小车固定装置1-6开启固定，带升降平台轨道智能车1的平台下降到指定高度，主动轮1-3的锁定解除，带升降平台轨道智能车等待下一次指令。

当库区操作只对a区进行操作时，b区的包括带升降平台轨道智能车1和agv运输车2返回到系统指定的位置进行充电。