一种用于自动化立体仓库的堆垛机的制作方法

1.本发明涉及起重设备技术领域，特别涉及一种用于自动化立体仓库的堆垛机。


背景技术：

2.堆垛起重机是指采用货叉或串杆作为取物装置，在仓库、车间等处攫取、搬运和堆垛或从高层货架上取放单元货物的专用起重机，它是一种仓储设备，分为桥式堆垛起重机和巷道式堆垛起重机（又称巷道式起重机）两种。
3.中国发明专利cn108249361a公开了一种用于自动化立体仓库的堆垛机，包括天轨以及地轨；机架包括上横梁、下横梁以及连接上横梁和下横梁之间相对平行而设的两根立柱：在立柱的顶端设置有天轨导向轮，在立柱的底端设置有地轨导向轮；在其中一根立柱的上部中安装有定滑轮；载货平台装置包括戴货平台、安装于戴货平台中的货叉、设置于数货平台两侧的立板以及安装于立板顶端的动滑轮：载货平台驱动装置包括电机、减速器以及钢丝绳，钢丝绳的一端和减速器的输出端相连接，另一端依次缠绕定滑轮、动滑轮，最后固定在上横梁中：本堆机结构紧凑，稳固性好，可较好地满足安全使用要求，同时戴货平台可以实现平稳上下移动，可较好地满足自动化立体仓库的设计要求。
4.但是该堆垛机在使用过程中，将货叉的前叉移动至货物的底部，通过起重电机带动载物组件和伸缩货叉一同向上移动，从而将货物顶起，之后将伸缩货叉的前叉收回，即可将货物移动至载物组件上，从而实现货物的运输，但是前叉在载物的过程中，其远离底叉的一端为自由端，缺少相应的支撑，因此在移动货物时，其承受较大的扭矩，进而使得前叉不能够延伸过长，从而限制了伸缩货叉整体的使用范围。
5.因此，有必要提供一种用于自动化立体仓库的堆垛机解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于自动化立体仓库的堆垛机，以解决上述背景技术中提出的现有堆垛机在使用过程中，将货叉的前叉移动至货物的底部，通过起重电机带动载物组件和伸缩货叉一同向上移动，从而将货物顶起，之后将伸缩货叉的前叉收回，即可将货物移动至载物组件上，从而实现货物的运输，但是前叉在载物的过程中，其远离底叉的一端为自由端，缺少相应的支撑，因此在移动货物时，其承受较大的扭矩，进而使得前叉不能够延伸过长，从而限制了伸缩货叉整体的使用范围的问题。
7.基于上述思路，本发明提供如下技术方案：包括移动框架，所述移动框架内侧滑动设置有载物组件，所述载物组件的内部顶端设置有用于支撑货物的伸缩机构，所述载物组件包括底板和固定连接于底板顶部的围板，所述伸缩机构包括设置于底板顶部的伸缩货叉，所述伸缩货叉的底叉一端与底板相铰接，底叉的另一端与底板活动连接；伸缩货叉的前叉远离围板的一端设置有升降单元，当伸缩货叉伸出至货物底端时，升降单元置于托盘底部和货架之间，通过升降单元带动前叉一端向上翘起使得伸缩货叉整体呈倾斜状态。
8.作为本发明进一步的方案：所述底板的顶部固定连接有铰接座，所述底叉的一端
与铰接座相铰接，所述底叉的底部固定连接有支撑杆，所述支撑杆设置为弧形，所述底板上开设有通槽，所述通槽与支撑杆相匹配，所述支撑杆的两侧均固定连接有支撑块，当伸缩货叉处于水平状态时，支撑块的底部与底板的顶面相接触，所述支撑杆两侧均滑动连接有限位块，所述限位块的顶部设置为斜面。
9.作为本发明进一步的方案：所述支撑杆上设置有贯穿的安装槽，所述限位块滑动设置于安装槽内部，两个限位块之间固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆外侧套设有第三弹簧，其中一个限位块的内侧固定连接有电磁铁，另一个所述限位块的内侧固定连接有磁块。
10.作为本发明进一步的方案：所述升降单元包括固定连接于前叉一端的液压缸，所述液压缸的伸缩端固定连接有支架，所述支架上安装有滚轮。
11.作为本发明进一步的方案：所述前叉的两侧均固定连接有滑轨，所述滑轨上滑动连接有支撑翼板，所述支撑翼板的底部固定连接有滑条，所述滑条滑动连接于滑轨内部，所述支撑翼板的顶部与前叉的顶部相平齐，所述滑轨内部设置有导向杆，所述导向杆的一端贯穿滑条并延伸至滑条的内部，所述导向杆与滑条滑动连接，所述导向杆延伸至滑条内部的一端固定连接有密封块，所述导向杆的外侧设置有第一弹簧，所述第一弹簧设置于滑轨和滑条之间，相邻两个支撑翼板之间固定连接有第二挡板。
12.作为本发明进一步的方案：所述滑条远离导向杆的一端设置为开口，所述开口处固定连接有端盖，所述端盖上开设有贯通的通气孔，所述端盖外侧固定连接有套筒，所述套筒内部滑动连接有导流筒，所述导流筒上开设有通孔，所述端盖和导流筒之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧固定连接于导流筒内部端壁和端盖外侧壁之间，所述密封块外侧面和导流筒内部端壁之间固定有拉绳，拉绳从端盖上的通气孔穿过。
13.作为本发明进一步的方案：所述套筒的外侧连通设置有导流管，导流管一端与套筒相固定，导流管另一端与第二挡板相固定，所述第二挡板远离导流管的一侧设置有吸盘，所述导流管与第二挡板相固定的一端与吸盘相导通，所述导流筒上的通孔朝向导流管的方向，当拉绳带动导流筒克服第二弹簧的作用力进入到套筒内部时，导流筒通过通孔与导流管相导通。
14.作为本发明进一步的方案：所述第二挡板远离前叉的一侧固定连接有拉杆，所述围板上靠近拉杆的一侧开设有贯通的限位孔，所述围板上位于限位孔处开设有与其相连通的盲孔，所述盲孔处滑动连接有滑杆，所述滑杆的底端设置有第四弹簧，所述滑杆远离第四弹簧的一端通过支杆固定连接有球体，所述拉杆上设置有与球体相卡合的凹槽，所述凹槽一侧设置有凸块，所述凸块的两侧均设置有倒角。
15.作为本发明进一步的方案：所述移动框架底部为安装板，所述安装板的顶部两侧均设置有起重电机，所述起重电机的输出端传动连接有绕线盘，所述绕线盘和载物组件之间设置有牵引绳，所述牵引绳的两端分别与绕线盘和载物组件相固定。
16.作为本发明进一步的方案：所述支撑翼板和前叉的顶部均布置有多个滚珠。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：升降单元置于托盘和货架之间，从而实现对前叉远离底叉的一端进行支撑，有利于提高其结构强度，而底叉的一端与底板铰接，另一端与底板活动连接，因此通过升降单元带动前叉远离底叉的一端向上移动，从而使得整个伸缩货叉处于倾斜的状态，此时货物会顺着前叉的顶部向下滑动，进而移动至伸缩货叉的顶部，之后通过动力机构将伸缩货叉的前叉和中叉收回，并且此时伸缩货叉仍然处于倾斜
的状态，有利于保持货物在运输时的稳定性，避免其与伸缩货叉脱离，而前叉在收回时，货物已经滑动至伸缩货叉靠近中部的位置，因此施加在前叉上的压力已经大大减小，从而可以避免对前叉施加过大的扭矩，对其造成损伤。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的载物组件和伸缩机构结构示意图；图3是本发明的支撑翼板结构示意图；图4是本发明的支撑杆和限位块结构示意图；图5是本发明的拉绳结构示意图；图6是本发明的升降单元和前叉结构示意图；图7是本发明图5的b部结构放大图；图8是本发明图4的a部结构放大图；图9是本发明的第三弹簧结构示意图；图10是本发明的拉杆与球体结构示意图；图11是本发明的伸缩货叉将货物取出的使用场景图；图12是本发明的伸缩货叉将货物送出过程中的使用场景图；图13是本发明的伸缩货叉将货物送出后的使用场景图。
19.图中：1、移动框架；2、牵引绳；3、起重电机；4、伸缩机构；5、载物组件；6、围板；7、底板；8、限位孔；9、第一挡板；10、第二挡板；11、伸缩货叉；12、铰接座；13、底叉；14、中叉；15、拉杆；16、前叉；17、导向杆；18、第一弹簧；19、滑轨；20、导流管；21、支撑杆；22、滑条；23、拉绳；24、密封块；25、吸盘；26、支撑翼板；27、升降单元；28、滚轮；29、通气孔；30、端盖；31、第二弹簧；32、套筒；33、导流筒；34、通孔；35、支撑块；36、通槽；37、限位块；38、磁块；39、第三弹簧；40、电磁铁；41、球体；42、滑杆；43、第四弹簧；44、凹槽；45、凸块。
具体实施方式
20.如图1-3所示，一种用于自动化立体仓库的堆垛机，包括移动框架1，在移动框架1的内侧设置有载物组件5，载物组件5的内部顶端设置有伸缩机构4，而移动框架1的底部为安装板，实际使用过程中安装板的底部固定设置有滑块，并且滑块滑动设置于地轨上，以此来驱动移动框架1在地轨上进行移动，此处的驱动结构为起重机领域中常用的结构，再此不做赘述；而在安装板的顶部两侧均设置有起重电机3，起重电机3的输出端传动连接有绕线盘，实际使用时，起重电机3的输出轴需要连接减速器以此来增加其扭矩，进而带动绕线盘转动，在绕线盘和载物组件5之间设置有牵引绳2，牵引绳2的两端分别与绕线盘和载物组件5相固定，并且当绕线盘转动时可以对牵引绳2进行缠绕，以此来带动载物组件5沿着移动框架1上下移动，此处的牵引绳2穿过移动框架1并与其滑动连接，并且在牵引绳2的拐弯处有滑轮，以此来减小牵引绳2与移动框架1之间的摩擦力，从而提高牵引绳2移动的稳定性。
21.此处的载物组件5包括底板7和固定连接于底板7顶部的围板6，而为了提高载物组件5移动的稳定性，在围板6靠近移动框架1的一侧固定连接有凸起，而移动框架1的内壁上
开设有与凸起相配合的滑槽，凸起则滑动连接于滑槽内部，有利于提高载物组件5上下移动的稳定性。
22.如图3-6、8-9所示，伸缩机构4包括设置于底板7顶部的伸缩货叉11，伸缩货叉11包括底叉13、中叉14和前叉16，并且在底叉13的底部固定连接动力机构，由动力机构通过链条传动的驱动方式带动其伸缩，其为机械领域中常用的结构，再此对伸缩货叉11的其余部件不做赘述；与传统安装方式相区别的是，底叉13的一端与底板7相铰接，底叉13的另一端与底板7活动连接，并且在前叉16远离围板6的一端固定连接有升降单元27。
23.传统的堆垛机在使用过程中，将伸缩货叉11的前叉16移动至货物的底部，之后通过起重电机3带动载物组件5和伸缩货叉11一同向上移动，从而将货物顶起，之后将伸缩货叉11的前叉16收回，即可将货物移动至载物组件5上，从而实现货物的运输，但是前叉16在载物的过程中，其远离底叉13的一端为自由端，缺少相应的支撑，因此在移动货物时，其承受较大的扭矩，进而使得前叉16不能够延伸过长，从而限制了伸缩货叉11整体的使用范围，而此装置通过在前叉16的一端设置有升降单元27，实际使用时，将伸缩货叉11的前叉16移动至货物的底部并置于货架上，此时升降单元27置于托盘和货架之间，从而实现对前叉16远离底叉13的一端进行支撑，有利于提高其结构强度，实际使用过程中需要将货物放置在托盘顶部，在将托盘连同货物整体放置在货架上以便于对货物进行存放，由于托盘底部具有间隙，使得托盘与货架之间存在一定的距离有利于货叉通过托盘将货物顶起进行拿放，通过在货物底部放置托盘有利于使得货物与货架之间存在间隙便于存取货物，而底叉13的一端与底板7铰接，另一端与底板7活动连接，因此通过升降单元27带动前叉16远离底叉13的一端向上移动，从而使得整个伸缩货叉11处于倾斜的状态，此时货物会顺着前叉16的顶部向下滑动，进而移动至伸缩货叉11的顶部，之后通过动力机构将伸缩货叉11的前叉16和中叉14收回，并且此时伸缩货叉11仍然处于倾斜的状态，有利于保持货物在运输时的稳定性，避免其与伸缩货叉11脱离，而前叉16在收回时，货物已经滑动至伸缩货叉11靠近中部的位置，因此施加在前叉16上的压力已经大大减小，从而可以避免对前叉16施加过大的扭矩，对其造成损伤。
24.具体地，在底板7的顶部固定连接有铰接座12，铰接座12的数量设置为多个，而底叉13的一端则设置于相邻两个铰接座12之间，底叉13靠近铰接座12的一侧固定连接有铰接轴，铰接轴与铰接座12转动配合。
25.同时，在底叉13的底部固定连接有支撑杆21，支撑杆21设置为弧形，并且其圆心与铰接轴的轴线相重合，此外在底板7上开设有通槽36，通槽36与支撑杆21相匹配也设置为弧形，同理，通槽36的圆心与铰接轴的轴线相重合。
26.当升降单元27带动伸缩货叉11倾斜时，为了保持倾斜的状态，在支撑杆21上设置有贯穿的安装槽，安装槽内部两侧均滑动连接有限位块37，两个限位块37之间固定连接有伸缩杆，伸缩杆外侧套设有第三弹簧39，第三弹簧39设置于两个限位块37之间，在其中一个限位块37的内侧固定连接有电磁铁40，而另一个限位块37的内侧固定连接有磁块38，此外，两个限位块37的顶部均设置为斜面，使得支撑杆21向上移动时，通过通槽36内壁对限位块37斜面的挤压可以带动其移动至安装槽内部。
27.在进一步地，在支撑杆21的两侧均固定连接有支撑块35，当伸缩货叉11处于水平状态时，支撑块35的底部与底板7的顶面相接触，以此来对伸缩货叉11进行支撑。
28.此处的升降单元27包括固定连接于前叉16一端的液压缸，液压缸的伸缩端固定连接有支架，支架上安装有滚轮28。
29.实际使用过程中，当移动框架1移动至指定货物的位置时，将伸缩货叉11伸出，使得前叉16置于托盘的底部，此时前叉16一端的升降单元27置于托盘和货架之间，使得滚轮28与货叉相接触，此时通过液压缸可以带动前叉16远离底叉13的一端向上翘起，从而使得整个伸缩货叉11处于倾斜的状态，此时底叉13也将倾斜，从而带动其底部的支撑杆21沿着底板7上的通槽36滑动，并且使得支撑杆21上的限位块37移动至底板7的顶部，通过限位块37卡合在底板7的顶部，可以对伸缩货叉11进行支撑，从而保持伸缩货叉11倾斜的状态，此时被顶起的货物会顺着倾斜的伸缩货叉11移动至其中间的位置，从而使得前叉16上所承受的压力减小，有利于对其进行保护，之后收回伸缩货叉11的前叉16和中叉14即可完成对货物的拿取，并且在运输货物的过程中通过倾斜的伸缩货叉11提高货物运输的稳定性，避免货物与伸缩货叉11相脱离。
30.综上所述，通过此结构可以在取货的过程中减小对前叉16的压力，从而对前叉16进行保护，延长其使用寿命。
31.如图5-7所示，为了提高货物在移动时的稳定性，在前叉16的两侧均固定连接有滑轨19，滑轨19上滑动连接有支撑翼板26，具体地，支撑翼板26的底部固定连接有滑条22，滑条22滑动连接于滑轨19内部，并且支撑翼板26的顶部与前叉16的顶部相平齐，在滑轨19内部设置有导向杆17，导向杆17的一端固定连接于滑轨19内部的端壁上，并且导向杆17的另一端贯穿滑条22并延伸至滑条22的内部，导向杆17与滑条22滑动连接，同时导向杆17延伸至滑条22内部的一端固定连接有密封块24，而导向杆17的外侧设置有第一弹簧18，第一弹簧18设置于滑轨19和滑条22之间，在相邻两个支撑翼板26之间固定连接有第二挡板10。
32.进一步地，滑条22远离导向杆17的一端设置为开口，开口处固定连接有端盖30，端盖30上开设有贯通的通气孔29，而端盖30外侧固定连接有套筒32，套筒32内部滑动连接有导流筒33，导流筒33上开设有通孔34，而在端盖30和导流筒33之间设置有第二弹簧31，第二弹簧31固定连接于导流筒33内部端壁和端盖30外侧壁之间。
33.更近一步地，在支撑翼板26和前叉16的顶部均布置有多个滚珠，以此来减小支撑翼板26、前叉16和货物之间的摩擦力。
34.实际使用时，当液压缸伸缩端伸长带动前叉16一端翘起时，货物会顺着前叉16和支撑翼板26的顶部向下滑动，从而滑动至第二挡板10的一侧，并带动第二挡板10和支撑翼板26沿着前叉16的两侧向下滑动，通过支撑翼板26可以带动其底部的滑条22在滑轨19内部滑动，此时导向杆17一端的密封块24在滑条22内部逐渐远离端盖30，从而使得滑条22内部位于端盖30和密封块24之间形成负压，使得外部的空气通过通孔34和端盖30上的通气孔29进入到滑条22内部，而由于通孔34的尺寸较小，因此气流进入的速度较慢，从而使得滑条22在滑轨19内部移动的速度较慢，有利于对托盘和货物的移动起到缓冲的作用，避免其移动速度较快，有利于提高托盘在支撑翼板26和前叉16顶部移动的稳定性；而随着端盖30和密封块24之间的距离逐渐增大，使得拉绳23被逐渐撑直，之后在拉绳23的拉力作用下使得导流筒33克服第二弹簧31的作用力并进入到套筒32内部，从而有利于为后期货物的固定做准备。
35.如图7所示，在套筒32的外侧连通设置有导流管20，导流管20一端与套筒32相固
定，导流管20的另一端与第二挡板10相固定，与此同时，在第二挡板10远离导流管20的一侧设置有吸盘25，而导流管20与第二挡板10相固定的一端与吸盘25相导通。
36.进一步得，导流筒33上的通孔34朝向导流管20的方向，当拉绳23带动导流筒33克服第二弹簧31的作用力进入到套筒32内部时，导流筒33通过通孔34与导流管20相导通。
37.实际使用时，当货物带动第二挡板10和支撑翼板26移动一段距离之后，拉绳23被撑直，此时在拉绳23的拉力作用下可以带动导流筒33移动至套筒32内部，当导流筒33的一端接触到端盖30的外侧壁时，导流筒33停止移动，此时导流筒33上的通孔34与导流管20相导通，而货物还在带动第二挡板10向外移动，从而使得滑条22继续在滑轨19移动，此时的拉绳23由弹性材料支撑，例如橡胶或者塑料，具有一定的弹性和延展性，此时，当货物继续移动时，端盖30和密封块24之间的压力继续降低，而此时导流筒33位于套筒32内部并与导流筒33相导通，从而使得导流管20内部形成负压，进一步使得吸盘25内形成负压，通过吸盘25可以对货物产生一定的吸力，有利于货物与第二挡板10稳定的连接，保持其在运输时的稳定性。
38.综上所述，此装置通过在滑条22内部设置有密封块24，在导流筒33外侧朝向导流管20的方向上开设有通孔34，在货物带动第二挡板10前期移动的过程中可以起到缓冲的作用，而当货物带动第二挡板10接近围板6的侧壁时，导流筒33与导流管20相导通，使得吸盘25呈负压状态有利于对货物形成一定的吸力，而此时整个伸缩货叉11还处于倾斜的状态，进而使得货物倾斜置于伸缩货叉11上，并且通过吸盘25的配合，使得货物稳定置于伸缩货叉11上，可以避免在移动过程中与伸缩货叉11脱离和或者是发生晃动。
39.如图3、10所示，在第二挡板10远离前叉16的一侧固定连接有拉杆15，而围板6上靠近拉杆15的一侧开设有贯通的限位孔8，而围板6上位于限位孔8处开设有与其相连通的盲孔，盲孔处滑动连接有滑杆42，而滑杆42的底端设置有第四弹簧43，第四弹簧43设置于盲孔内部，而滑杆42远离第四弹簧43的一端通过支杆固定连接有球体41，而拉杆15上设置有凹槽44，凹槽44一侧设置有凸块45，凸块45的两侧均设置有倒角，通过设置的倒角有利于球体41经过凸块45并置于凹槽44内部。
40.进一步地，在前叉16远离围板6的一端固定连接有第一挡板9。
41.实际使用时，如图11所示，为此装置的载货状态，当导流筒33与导流管20相导通，此时吸盘25将货物吸附住，之后伸缩货叉11收回前叉16和中叉14将货物移动至伸缩货叉11上，此时第二挡板10上的拉杆15穿过围板6上的限位孔8，使得围板6内的球体41越过凸块45并进入到凹槽44内部，进而使得球体41卡在凹槽44处，此时整个伸缩货叉11如图11所示；当需要将货物送出时，通过动力机构带动伸缩货叉11伸出，进而使得前叉16和中叉14伸出，此时如图12所示，货物完成被收起时是置于支撑翼板26和前叉16的顶部的，而当前叉16向前伸出准备送出货物时，由于拉杆15被围板6上的球体41卡住，而前叉16和支撑翼板26上均设置有滚珠，使得货物与前叉16和支撑翼板26的摩擦力较小，并且整个伸缩货叉11处于倾斜状态，使得货物向下倾斜并挤压第二挡板10，通过球体41与拉杆15的配合对拉杆15和第二挡板10形成一定的牵引力，当前叉16和中叉14逐渐向前伸出时，前叉16自身会向前伸出一段距离并且不带动货物移动，使得货物置于支撑翼板26顶部和前叉16的尾部，当前叉16移动一段距离并达到需要卸货的指定位置时，支撑翼板26上的滑条22移动至滑轨19的末端，通过滑轨19对滑条22的挤压力可以带动支撑翼板26和第二挡板10移动，进而使
得第二挡板10对拉杆15的拉力增大，有利于拉杆15与球体41相脱离卡合，并且此时拉绳23被撑直，使得导流筒33进入到套筒32内部与导流管20相导通，通过吸盘25对货物进行吸附，有利于卸货时的稳定；之后如图13所示，液压缸的伸缩端伸长，通过与外部载货台的挤压将前叉16的一端进一步顶起，此时可以带动支撑杆21向上移动，使得限位块37与底板7相互脱离，此时让电磁铁40带电，通过电磁铁40对磁块38的吸附可以带动限位块37移动至安装槽内部，此时液压缸的伸缩端收回，促使伸缩货叉11转动至水平状态，当支撑杆21两侧的支撑块35与底板7相接触时伸缩货叉11处于水平位置，此时货物也处于水平位置，在第一弹簧18的作用力下可以带动第二挡板10向着第一挡板9的方向移动，从而带动货物向着前叉16的方向移动，有利于将货物卸载，并且货物在移动过程中密封块24与端盖30之间的距离逐渐减小，有利于通过通气孔29排出气体，同样可以提高缓冲的作用，使得货物稳定移动至前叉16的顶部，并且在货物移动的过程中前叉16的一端始终通过液压缸进行支撑，避免了其一端悬空，有利于增强其结构稳定性。
42.综上所述，此装置通过倾斜的伸缩货叉11与拉杆15的配合，使得卸货过程中前叉16的一端率先移动至卸货台上，当对前叉16的一端进行支撑后，在对货物进行卸载，有利于对其进行保护，并且在卸载过程中通过吸盘25对货物的吸附力，可以避免当伸缩货叉11处于水平状态时，在第一弹簧18的作用力下带动货物快速在伸缩货叉11上移动并与第二挡板10相互脱离，导致货物对第一挡板9造成撞击，而通过设置的吸盘25，使得在前期移动过程中吸盘25始终吸附这货物，使得货物与第二挡板10同步移动，当移动一段距离之后吸盘25的负压减小，使得货物逐渐与第二挡板10分离，但是此时货物已经逐渐接近第一挡板9，因此留给货物移动的距离大大减小，可以使得货物在卸载时速度较慢，可以提高卸载货物时的稳定性，因此，此结构通过拉杆15与吸盘25的配合，一方面有利于在卸货时对前叉16进行保护，另一方面可以提高卸货时货物移动的稳定性。