用于穿梭车的电磁自动锁定和解锁装置及穿梭车的制作方法

本发明总的来说涉及智能仓储领域，具体而言，涉及一种用于穿梭车的电磁自动锁定和解锁装置。此外，本发明还涉及一种具有这样的装置的穿梭车。

背景技术：

由于与传统仓储系统相比具有高密度、效率和安全性等优点，高密度仓储系统近年来得到日益广泛的采用。在高密度仓储系统中，穿梭车沿着不同的仓储通道运行，以存放和取回货盘，其中这些货盘由无线电控制器控制。然而，当需要改变仓储通道时，穿梭车由叉车从一个仓储通道运送到另一仓储通道。在将穿梭车从一个仓储通道运输到另一仓储通道时，驾驶员必须注意穿梭车的对准。如果在穿梭车运输过程中发生任何错误，则穿梭车很有可能会掉落，这会损坏穿梭车的外部结构，有时甚至会损坏内部部件。该问题在冷藏库中更普遍，尤其是在仓储高度较高时情况更是如此。目前，市场上出现了许多解决方案来解决此问题。其中最常用的是在穿梭车底部使用橡胶条。但是，使用橡胶作为防滑液存在的问题是：

(1)防滑橡胶的表面会随时间而变质。

(2)在较高的操作水平下，穿梭车可能会从叉车上滑落。

(3)在突然制动的情况下，穿梭车从叉车的铲刀上滑落，从而导致梭子掉落。

因此，目前需要一种更加可靠和智能的穿梭车转移机制。

技术实现要素：

从现有技术出发，本发明的任务是是提供一种用于穿梭车的电磁自动锁定和解锁装置以及一种穿梭车，通过所述装置和/或所述穿梭车，可以在叉车铲刀转移穿梭车时通过电磁铁自动锁定穿梭车以防止滑落，并且在叉车铲刀将穿梭车放置到轨道中时自动解除锁定以放下穿梭车，从而实现可靠且智能的穿梭车转移。

在本发明的第一方面，该任务通过一种用于穿梭车的电磁自动锁定和解锁装置来解决，包括：

电磁铁，其布置在穿梭车底部处并且被布置为使得叉车的金属铲刀在放置到穿梭车底部处时能够与所述电磁铁接触，其中所述电磁铁被配置为在通电时产生吸引金属的磁场以将所述金属铲刀与所述电磁铁锁定，并且所述电磁铁还被配置为在断电时不产生所述磁场；

第一接近传感器，其被布置为使得其能够在金属铲刀被放置到穿梭车底部处时感测所述金属铲刀的存在，其中所述第一接近传感器被配置为在感测到所述金属铲刀的存在时发出电磁铁通电信号以使电磁铁通电；以及

第二接近传感器，其被布置为使得其能够在穿梭车被放置到货架的金属轨道上时感测所述金属轨道的存在，并且所述第二接近传感器被配置为在感测到所述金属轨道的存在时发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电。

在本发明中，术语“穿梭车”是指在货架的金属轨道上运行的用于存放和取回货物的运输工具。穿梭车例如具有用于在金属轨道上运动的轮，或者其依赖于链条式传动来运动。术语“金属铲刀”是指由金属制成的用于铲起并托举货物的铲刀形叉车部件。应当理解，穿梭车和金属铲刀为了实现相应功能可以采取不同形式、如结构和材料。

在本发明的一个优选方案中规定，所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁分别被布置为是的叉车的金属铲刀在放置到穿梭车底部处时，金属铲刀的第一铲齿和第二铲齿能够分别与所述第一和第二电磁铁接触。在本发明的教导下，还可以设置第三电磁铁或更多的电磁铁以便与金属铲刀或其铲齿对接。通过设置多个电磁铁，可以增加锁定的可靠性，更好地防止滑落。

在本发明的另一优选方案中规定，第一接近传感器包括第一子接近传感器和第二子接近传感器，其中第一子接近传感器被布置为使得其能够在金属铲刀在第一方向上被放置到穿梭车底部处时感测所述金属铲刀的存在，并且第二子接近传感器被布置为使得其能够在金属铲刀在与第一方向相反的第二方向上被放置到穿梭车底部处时感测所述金属铲刀的存在。通过该优选方案，可以在铲刀从不同方向铲起穿梭车的情况下均能可靠地感测铲刀，从而可靠地激活穿梭车与铲刀之间的电磁锁定。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述电磁铁为长方体形；和/或

其中所述金属铲齿和/或金属轨道由不锈钢制成，并且所述接近传感器为电感型接近传感器；和/或

其中所述电磁铁包括电磁线圈和被所述电磁线圈缠绕的磁芯，其中所述磁芯能够在电磁线圈通电时被磁化并且在电磁线圈断电后消磁。

在本发明的另一扩展方案中规定，该装置还包括人工操作控制器，其被配置为根据用户的指令使电磁铁通电或断电。通过该扩展方案，可以在必要时实现人工干预，以排出危险或执行个性化的操作。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种穿梭车来解决，该穿梭车包括：

穿梭车本体；以及

穿梭车底部，包括朝向穿梭车的第一表面、背向穿梭车的第二表面以及处于第一表面与第二表面之间的侧面，所述穿梭车底部包括：

电磁铁，其布置在第二表面处并且被布置为使得叉车的金属铲刀在放置到穿梭车底部处时能够与所述电磁铁接触，其中所述电磁铁被配置为在通电时产生吸引金属的磁场以将所述金属铲刀与所述电磁铁锁定，并且所述电磁铁还被配置为在断电时不产生所述磁场；

第一接近传感器，其布置在第二表面处，使得第一接近传感器能够在金属铲刀被放置到穿梭车底部处时感测所述金属铲刀的存在，其中所述第一接近传感器被配置为在感测到所述金属铲刀的存在时发出电磁铁通电信号以使电磁铁通电；以及

第二接近传感器，其在侧面布置为接近第二表面，使得其能够在穿梭车底部被放置到货架的金属轨道上时感测所述金属轨道的存在，并且所述第二接近传感器被配置为在感测到所述金属轨道的存在时发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电。

在本发明的一个优选方案中规定，穿梭车底部在电磁铁的位置处具有开口以露出所述电磁铁；和/或

穿梭车底部在第一接近传感器的位置处具有开口以露出所述第一接近传感器；和/或

穿梭车底部在第二接近传感器的位置处具有开口以露出所述第二接近传感器。

通过所述优选方案，可以实现更好的锁定和/或金属接近感测，同时将电磁铁和接近传感器隐藏在开口内，而不是突出于底部表面之外，从而保护这些部件不受磨损，并防止这些部件阻碍铲刀的进退。

在本发明的另一优选方案中规定，第一接近传感器包括第一子接近传感器和第二子接近传感器，其中第一子接近传感器被布置为使得金属铲刀在第一方向上被放置到穿梭车底部处时处于第一子接近传感器的感测范围内，并且第二子接近传感器被布置为使得金属铲刀在与第一方向相反的第二方向上被放置到穿梭车底部处时处于第二子接近传感器的感测范围内。在此，术语“感测范围”是指被检测物在靠近接近传感器时刚好被接近传感器感测到时与接近传感器相距的距离或以该距离为半径的圆形范围。

在本发明的又一优选方案中规定，第二接近传感器包括分别布置在彼此相对的两个侧面的两个第二接近传感器，其中所述两个第二接近传感器被配置为仅在两个第二接近传感器二者都感测到所述金属轨道的存在时才发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电。通过该优选方案，可以基本上防止因误触金属轨道以外的金属物体造成电磁铁错误断电，因为仅当布置在两个侧面上的两个第二接近传感器均检测到金属物体(轨道)，才会发出断电信号，也就是说，在穿梭车侧面附近都检测到金属物体时，基本上可以确定所述金属物体为金属轨道，此时可以可靠地判断穿梭车已处于轨道上，因此可以安全地给电磁铁断电以实现分离，在其它情况不会误触发电磁铁断电信号。

在本发明的第三方面，前述任务通过一种用于转移根据本发明的穿梭车的方法来解决，该方法包括下列步骤：

由叉车将金属铲刀放置到位于第一金属轨道上的穿梭车的穿梭车底部处；

由第一接近传感器在感测到金属铲刀接近的情况下发出电磁铁通电信号以使电磁铁通电；

由电磁铁锁定金属铲刀；

由叉车将穿梭车从第一金属轨道转移到第二金属轨道上；

由第二接近传感器在感测到第二金属轨道接近的情况下发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电；以及

由叉车将金属铲刀从穿梭车底部分离。

在本发明的一个优选方案中规定，该方法还包括：

在激活第一接近传感器时停用第二接近传感器；以及

在激活第二接近传感器时停用第一接近传感器。

在本发明的一个扩展方案中规定：

由第一接近传感器感测金属铲刀接近包括：当所述金属铲刀与第一接近传感器相距的距离低于第一阈值距离时，由第一接近传感器感测到金属铲刀的金属；和/或

由第二接近传感器感测金属轨道接近包括：当所述金属轨道与第二接近传感器相距的距离低于第二阈值距离时，由第二接近传感器感测到金属轨道的金属。

在本发明的一个扩展方案中规定，第一阈值距离和/或第二阈值距离为6mm至60mm。

本发明至少具有如下有益效果：首先，本发明通过采用电磁铁来锁定穿梭车底部和叉车的金属铲刀，可靠地防止了穿梭车转移过程中的意外滑落，同时，通过采用接近传感器来检测金属铲刀和金属轨道，实现了电磁铁的自动通电和断电，从而实现穿梭车与金属铲刀的自动锁定和自动解锁，以简化转移过程并防止误操作。

本发明基于发明人的如下独特洞察：本发明通过研究发现，通过采用电磁铁来在转移过程中将穿梭车与金属铲刀相互锁定，与现有技术中采用的橡胶防滑垫相比，可极大地降低穿梭车在转移过程中脱落或滑落的可能性，因为电磁吸引力与橡胶垫等部件产生的摩擦力相比明显更加稳定和强大；但是由于电磁铁在通电和断电瞬间就实现了锁定和解锁，而这个瞬间的时间点往往不好把握，而提前或延迟锁定和解锁都有可能在一瞬间就造成严重后果(如掉落、翻车、倾覆等)，鉴于此，本发明人根据穿梭车转移过程特有的特点(即应当锁定和解锁的时间、状态和位置)引入相应金属感测传感器来自动地确定所述锁定和解锁的时间点，由此极大地提高了电磁铁锁定和解锁的准确性和可靠性，从而基本上防止因锁定或解锁时间点把握不准造成的误操作和相应风险，同时所述自动锁定和解锁操作也极大地简化了转移过程，使得无需过多人工干预而能够安全、快速地完成转移。

附图说明

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的电磁自动锁定和解锁装置的示意图；以及

图2示出了根据本发明的用于运行穿梭车的流程图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

首先阐述本发明所基于的独特原理。

本发明基于发明人的如下独特洞察：本发明通过研究发现，通过采用电磁铁来在转移过程中将穿梭车与金属铲刀相互锁定，与现有技术中采用的橡胶防滑垫相比，可极大地降低穿梭车在转移过程中脱落或滑落的可能性，因为电磁吸引力与橡胶垫等部件产生的摩擦力相比明显更加稳定和强大；但是由于电磁铁在通电和断电瞬间就实现了锁定和解锁，而这个瞬间的时间点往往不好把握，而提前或延迟锁定和解锁都有可能在一瞬间就造成严重后果(如掉落、翻车、倾覆等)，鉴于此，本发明人根据穿梭车转移过程特有的特点(即应当锁定和解锁的时间、状态和位置)引入相应金属感测传感器来自动地确定所述锁定和解锁的时间点，由此极大地提高了电磁铁锁定和解锁的准确性和可靠性，从而基本上防止因锁定或解锁时间点把握不准造成的误操作和相应风险，同时所述自动锁定和解锁操作也极大地简化了转移过程，使得无需过多人工干预而能够安全、快速地完成转移。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的电磁自动锁定和解锁装置100的示意图。

如图1所示，根据本发明的电磁自动锁定和解锁装置100(后面亦称“装置100”)布置在穿梭车底部101(或简称“底部”)处，所述穿梭车底部101包括朝向穿梭车的第一表面101a、背向穿梭车的第二表面101b以及处于第一表面与第二表面之间的侧面101c和101d。在本发明中，术语“穿梭车”是指在货架的金属轨道上运行的用于存放和取回货物的运输工具。穿梭车例如具有用于在金属轨道上运动的轮，或者其依赖于链条式传动来运动。另外，术语“穿梭车底部”应当理解为装置100所在的穿梭车部位，也就是说，术语“穿梭车底部”还盖了其它用于布置装置100的穿梭车部位、例如前部、后部、上部等等。

根据本发明的电磁自动锁定和解锁装置100包括下列部件：

·电磁铁102(亦称“电磁体”)，其布置在第二表面101b处并且被布置为使得叉车的金属铲刀(未示出)在放置到穿梭车底部101处(尤其是第二表面101b处)时能够与所述电磁铁102接触，其中所述电磁铁被配置为在通电时产生吸引金属物品(包括金属铲刀)的磁场以将所述金属铲刀与所述电磁铁102锁定，并且所述电磁铁102还被配置为在断电时不产生所述磁场以便不锁定或解锁金属铲刀和电磁铁102。在本实施例中，电磁铁102包括第一电磁铁102a和第二电磁铁102b，它们分别布置在第二表面101b的开口103中，使得实现更好的锁定，同时将电磁铁隐藏在开口内，而不是突出于底部表面之外，从而保护电磁铁不受磨损，并防止电磁铁阻碍铲刀的进退。第一电磁铁和第二电磁铁102a、102b分别被布置为是的叉车的金属铲刀在放置到穿梭车底部101处时，金属铲刀的第一铲齿和第二铲齿(未示出)能够分别与所述第一和第二电磁铁102a、102b接触。电磁铁102例如可以包括电磁线圈和被所述电磁线圈缠绕的磁芯(如软铁)，其中所述磁芯能够在电磁线圈通电时被磁化并且在电磁线圈断电后消磁。在本发明的教导下，其它形式或数目的电磁铁102也是可设想的。在本实施例中，第一和第二电磁铁102a、102b被构造成长方体形状，以提供平整的锁定表面。在本发明的教导下，其它形状的电磁铁102也是可设想的。术语“金属铲刀”是指由金属制成的用于铲起并托举货物的铲刀形叉车部件。应当理解，穿梭车和金属铲刀为了实现相应功能可以采取不同形式、如结构和材料。在此，金属铲刀、金属轨道优选由不锈钢制成，但是也可以设想它们由其它铁磁金属制成，只要它们能够被电磁铁吸引。

·第一接近传感器104，其布置在第二表面101b处，使得第一接近传感器104能够在金属铲刀被放置到穿梭车底部101处(尤其是第二表面101b处)时感测所述金属铲刀的接近，其中所述第一接近传感器104被配置为在感测到所述金属铲刀的接近时发出电磁铁通电信号以使电磁铁102通电。在本实施例中，第一接近传感器104包括第一子接近传感器104a和第二子接近传感器104b，它们分别布置在第二表面101b的开口105中，使得实现更好的金属检测，同时将传感器104a、104b隐藏在开口内，而不是突出于底部表面之外，从而保护传感器104a、104b不受磨损，并防止传感器104b阻碍铲刀的进退。第一子接近传感器104a被布置为使得其能够在金属铲刀在第一方向上被放置到穿梭车底部101处时感测所述金属铲刀的接近，并且第二子接近传感器104b被布置为使得其能够在金属铲刀在与第一方向相反的第二方向上被放置到穿梭车底部处时感测所述金属铲刀的接近。在本实施例中，第一子接近传感器104a和第二子接近传感器104b布置在第一和第二电磁铁102a、102b构成的几何布置区域的对角线的两端处，以便更好地识别从两个方向接近的金属铲刀。

·第二接近传感器106，其在侧面布置为接近第二表面，使得其能够在穿梭车底部101被放置到货架的金属轨道上时感测所述金属轨道的接近，并且所述第二接近传感器106被配置为在感测到所述金属轨道的存在时发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电。在本实施例中，第二接近传感器106也布置在侧面101c的开口105内以使得实现更好的金属检测，同时将传感器106隐藏在开口内，而不是突出于底部表面之外，从而保护传感器不受磨损，并防止传感器106阻碍穿梭车的行进。在本实施例中，第二接近传感器106包括分别布置在彼此相对的两个侧面101c和101d的两个第二接近传感器(即每个侧面各布置一个第二接近传感器106，在本实施例中仅仅示出了一个第二接近传感器106)，其中所述两个第二接近传感器106被配置为仅在两个第二接近传感器二者都感测到所述金属轨道的接近时才发出电磁铁断电信号以使电磁铁102断电。通过这样做，可以基本上防止因误触金属轨道以外的金属物体造成电磁铁错误断电，因为仅当布置在两个侧面上的两个第二接近传感器都检测到金属物体(轨道)时，才会发出断电信号，也就是说，在穿梭车侧面附近都检测到金属物体时，基本上可以确定所述金属物体为金属轨道，此时可以可靠地判断穿梭车已处于轨道上，因此可以安全地给电磁铁断电以实现分离。

图2示出了根据本发明的用于运行穿梭车的方法200的流程。

在步骤202，由叉车将金属铲刀放置到位于第一金属轨道上的穿梭车的底部处。例如，叉车将金属铲刀在水平方向上平移至穿梭车的底部处。

在步骤204，由第一接近传感器在感测到金属铲刀接近的情况下发出电磁铁通电信号以使电磁铁通电。例如，第一接近传感器在金属铲刀进入到其感测范围内时感测到金属铲刀的存在并发出相应电磁铁通电信号。

在步骤206，由电磁铁锁定金属铲刀。该锁定通过电磁铁通电产生的磁场来实现，使得金属铲刀在磁场作用下吸附在电磁铁上。

在步骤208，由叉车将穿梭车从第一金属轨道转移到第二金属轨道上。该转移例如可以包括穿梭车在垂直方向的提升和水平方向上的移动。

在步骤210，由第二接近传感器在感测到第二金属轨道接近的情况下发出电磁铁断电信号以使电磁铁断电。该断电导致电磁铁的磁场迅速消失，由此导致金属铲刀不再吸附在电磁铁上。

在步骤212，由叉车将金属铲刀从穿梭车底部分离。例如，该分离可以包括叉车在水平方向上将铲刀从穿梭车底部退出。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并由此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。