驮运货物AGV行驶在高脚货架下方的高吞吐量仓库

本发明涉及仓储物流与分拣配货等装备，尤其是一种驮运货物agv行驶在高脚货架下方的高吞吐量仓库，作为工具、外购件、自制件、装配成品的企业一体化仓库，还适合电商仓储与拣货流程的整合。

背景技术：

1、在企业应用场景中，绝大部分企业都是对生产的产品进行大批量仓储，部分企业还对生产原材料进行大批量仓储；实际应用中，也有很多企业对工具、外购件、自制件(半成品)、装配成品有一体化仓库需求；工况上，对工具、外购件、自制件(半成品)和存入装配成品频繁地存取，因此针对自动化立体仓库的整体架构进行改造，尤其需要克服巷道进出端口的瓶颈现象。

2、随着电子商务的发展，货品的高效配送也越来越重要，现在电商拣货流程包括：①非破坏性的打开物流箱，该物流箱为从供应商物流运输到电商处的纸箱，物流箱打开后对每件内包装货品读码、货品信息入数据库；②仓储：物流箱重新贴封条，进行备货仓储；③理货：再次拆封物流箱，将货品放入超市货架；④拣货(又称配货)：在各超市货架处(人工拖行拣货车或智能小车自行)、人工按订单取下货品、读码、拣到内部使用的订单周转箱里；⑤包装：读码校验，将订单周转箱内的一个订单的所有拼货、发票装入小纸箱或塑料袋等外包装，贴上快递单；⑥分拣：按不同线路或各个快递公司装进塑料周转箱或编织袋；⑦配载：将塑料周转箱或编织袋按照线路配到运输车辆上。上述现有的拣货流程中，需要多次封箱、开箱的操作，操作流程繁琐，实施效率低；另一方面，拣货过程类似超市购物，需要人工拖行拣货车或智能小车自行、寻找到货品位置、人工从超市货架上拿取订单中的货品，拣货效率低。

3、为了解决纸箱多次封箱开箱操作、从超市货架上拣货等操作流程造成的拣货效率低、以及超市货架占用空间大的问题，业界提出消除超市货架为基础的新模式：采用瓦楞纸箱远程运输、入库开箱、倒入库内周转箱存放或瓦楞纸箱仓储、并直接输送到拣货工位的方式，但是分拣工位操作量大、占用平面面积大，这种新方式是仓储的后端拣货模式。

4、此外，还有一种前端拣货模式，包括如下操作步骤：步骤一：准备工作，在仓库中处理瓦楞纸箱的箱盖，暴露瓦楞纸箱内的货品；步骤二：分装操作，机器人抓取或吸取，或人工抓取，将常用数量货品都扫码后放进带rfid的抽屉中；步骤三：通过中层和下层的立体输送，抽屉防尘地存储到高吞吐量仓库中、或直接运到拣货位置；步骤四：将订单货品相应品种和数量的一个或多个抽屉，从高吞吐量仓库中调出；步骤五：通过中层和下层的立体输送，运至拣货位置，码垛机器人将一个或多个抽屉中相应品种和数量的订单货品，轻轻倾倒在输送带上相应标识段，标识段标识是rfid软标签或视觉识别码；或送至出货口，转送至装配工序；已经是空的抽屉通过上层和下层的立体输送运至分装操作工位；步骤六：通过输送带，送至包装工位进行运输包装和粘贴面单，或对具有运输包装箱的订单货品直接外贴面单。

5、电商的前端拣货模式、后端拣货模式，涉及的自动化立体仓库均带有仓储与拣货(配货)一体化功能，从而消除了瓦楞纸箱仓储后拆包、手工放置货品在超市货架上、以及agv将超市货架送至配货人员处等流程。

6、在前述企业一体化仓库、电商仓储与拣货综合仓库的应用场景，不同于一件瓦楞纸箱只存储一次的常规方式，是以每件瓦楞纸箱中货品数量为存储次数，存在频繁地存取的工况，也需要对自动化立体仓库的整体架构进行改造，尤其需要克服巷道进出端口的瓶颈现象，以提高吞吐效率。

技术实现思路

1、本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的驮运货物agv行驶在高脚货架下方的高吞吐量仓库，从而对自动化立体仓库的整体架构进行了改造，有效的克服了巷道进出端口的瓶颈的现象，大大提高了吞吐效率，减少了巷道的宽度，大大提高了空间利用率。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种驮运货物agv行驶在高脚货架下方的高吞吐量仓库，包括agv车、堆垛机、高脚货架、以及无或有输送线；

4、相邻两个高脚货架之间设置巷道，每条巷道至少包含一个堆垛机，每个堆垛机配合有多台agv车，驮运货物的agv车或空载的agv车在出入仓库时，均在高脚货架下面高脚之间横向行驶和巷道里纵向行驶，或者在高脚之间横向、纵向行驶和巷道里纵向行驶；通过对堆垛机的操作位姿、agv车的行驶路径进行动态优化，确定在巷道内货物的最佳交付位置，堆垛机与agv车协同控制，在最佳交付位置交换货物；

5、单个agv车的顶面设置二条固定支撑条、或二条升降支撑条、或顶升平台，所述二条固定支撑条相对于车轮位置不变，所述二条升降支撑条相对于车轮同步升降，所述顶升平台相对于车轮升降；

6、堆垛机分别是：地轨嵌入地面的、带有或不带有天轨的堆垛机，无地轨的、带有或不带有天轨的堆垛机；

7、堆垛机在巷道里纵向行驶，立柱下端固定在配重行走装置上，配重行走装置一侧带有堆垛机整体的配重；l形货叉设在最下面，横移装置在l形货叉的上方，转位装置在横移装置的上方，升降装置驱动部在立柱的下方；横移装置、转位装置及升降装置设置在一根立柱的一侧，升降配重装置设置在另一根立柱的另一侧，升降装置与升降配重装置之间靠钢缆连接、其升降运动方向相反，从而减少升降装置驱动部的功率；在立柱的导向下，升降装置带动转位装置和横移装置同时升降运动，横移装置驱动l形货叉水平横向移动，对高脚货架进行存取操作，转位装置使二根l形货叉整体沿竖直轴向外转动180度，对另一侧的高脚货架进行存取操作；

8、当有输送线时，输送线设置在巷道的一端或二端；

9、货物包括托盘及其上物品、或者周转箱及其内物品、或者瓦楞纸箱、或者袋装物品。

10、作为上述技术方案的进一步改进：

11、所述高脚货架全部的下方高度均高于agv车与所驮运货物的总高度；或者根据吞吐量与空间利用率进行多目标综合优化，除了高脚货架部分的下方高度高于agv车与所驮运货物的总高度之外，高脚货架其余部分的下方高度高于agv车的高度，仅限于空载的agv车通过；

12、其中，高脚货架的每根支撑脚部分焊接直立角铁或螺栓联结一个矩形管。

13、所述地轨嵌入地面的、带有或不带有天轨的堆垛机状况下，在巷道里移动的堆垛机下面，有嵌入地面的、支撑导向的地轨，地轨上表面与地面齐平、且地轨侧面与地面之间留有窄槽，agv车顺利穿行在窄槽上面；地轨靠膨胀螺栓、垫块和压板固定在地面的凹槽中；地轨侧面窄槽相邻的地面，选用直角钢板镶嵌，防止地面边角处的水泥崩坏；

14、地轨侧面与地面之间窄槽宽度越大，agv车的车轮直径越大、宽度越宽，抗冲击的效果越好、防卡防滑的效果越好。

15、所述无地轨的、带有或不带有天轨的堆垛机状况下，二条下侧轨对称地设置在巷道两侧、高于agv车与所驮运货物的总高度的位置；为堆垛机在巷道中移动导向的二条下侧轨，被固定在高脚货架上、或多处支撑固定在地面上；

16、同时，堆垛机的二根立柱外侧安装有二块固定板，每块固定板上安装了二个侧导轮架，四个侧导轮架上的侧导轮始终与两侧的下侧轨接触而纵向导向。

17、agv车选用零转弯半径的、可前后左右四向移动的agv，所述agv是自动导航小车或自主移动机器人，可以在高脚货架下顺利行驶。

18、所述agv车中，固定支撑条的高度、升降支撑条和顶升平台的提升高度，均高于堆垛机上的l形货叉的厚度，水平叉部分的厚度；同时，二根固定支撑条或升降支撑条的外侧距离、顶升平台的宽度，均小于二个l形货叉之间在纵向的间隙；因此，在货物与agv车车体之间有l形货叉的操作空间，l形货叉下端的形状均为l形，便于进出在操作空间里。

19、堆垛机从高脚货架上存取货物时，l形货叉是水平横向运动，为了减少了巷道的宽度，l形货叉的运动与agv车之间的工作状况如下：

20、在最佳交付位置存入货物时，空载的l形货叉运动到位、停止不动，是载货的agv车车体移动到l形货叉下面，而不是l形货叉水平横向运动、主动插入操作空间里；然后带货的l形货叉向上竖直运动，从agv车上带离货物，再根据位姿规划，将货物存入高脚货架里；

21、在最佳交付位置取走货物时，带货的l形货叉先向下竖直运动到位、停止不动，agv车车体横向移动到带货的l形货叉下方，l形货叉稍稍下移，将货物放在固定支撑条上，或者升降支撑条、顶升平台上移，将货物从l形货叉上顶起；然后agv车车体再横向移动，直接带走货物，最后空的l形货叉根据位姿规划到达指定位置；

22、在优化设置的最佳交付位置处，agv车在l形货叉的正下方，货物只有升降运动以及随agv车移动的存货或取货运动。

23、在巷道的一端或二端有输送线的状况下，输送线、agv车共同负责货物的出、入库运输，堆垛机分别与agv车、输送线交换货物、并将货物在高脚货架里存取，堆垛机、agv车、输送线这三者进行调度优化从而确定货物存取方案。

24、输送线运送是单向的、或者是双向的；

25、输送线种类是皮带输送线、或滚筒输送线、或链板输送线、或网带输送线、或倍速链输送线。

26、在横移装置中，直角底板、直角支架最终装配成整体，二根l形货叉对称地靠两个螺钉固定在移动板上槽口中，移动板的对称面上固定了一个丝杠螺母，移动板的对称面两边各固定了一个长直线轴承，二个长直线轴承套在二根导杆，每根导杆的二端台阶段轴分别塞进直角底板、直角支架上对应的孔里；横移电机安装在直角底板侧部，大齿轮靠螺钉、垫片固定在横移电机轴上，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮靠螺钉、垫片固定在丝杠的一端，丝杠靠二个滚动球轴承分别支撑在直角底板、直角支架上；因此，横移电机驱动移动板，在长直线轴承、导杆导向下移动板带动二根l形货叉横向移动，在高脚货架里存取货物；

27、升降装置运动部与转位装置均在u形箱体内，在转位装置中，转位电机固定在u形箱体的右侧壁上，小锥齿轮靠螺钉、垫片固定在转位电机上，小锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮安装在竖直轴上、靠二根粗套筒轴向限位；竖直轴靠二个圆锥滚子轴承支撑，二个圆锥滚子轴承分别安装在矩形下盖板、矩形上盖板上的轴承孔里，矩形上盖板、矩形下盖板分别固定在u形箱体右侧的上下面处，竖直轴下端法兰与横移装置的直角底板紧固；因此，转位电机驱动横移装置沿竖直轴向外转动180度，对另一侧的高脚货架进行存取操作；

28、在升降装置中，在u形箱体的左侧开口处，上下相同地设置了四个导向滚轮，四个导向滚轮安装在导向转轴上，长套筒限制轴向位置，导向转轴靠二个带座轴承支撑，二个带座轴承分别安装在u形箱体的前后壁上；修形齿条块安装在调节隔板中间部位，调节隔板靠配合螺钉安装在u形箱体的前后壁上，配合螺钉中间的圆柱面直径与u形箱体上腰型槽宽度之间形成间隙配合关系；齿形带张紧装置设置在右侧立柱的上方，在立柱下方的升降装置的驱动部输出齿轮是齿形带的主动轮，齿形带与修形齿条块啮合，修形齿条块的齿顶平面与齿形平面之间大圆角过渡，升降装置驱动部带动齿形带移动，使得横移装置、转位装置在八个导向滚轮与立柱的导向下升降运动；

29、在升降配重装置中，在二块侧板右侧，上下相同地设置了四个导向滚轮，四个导向滚轮安装在导向转轴上，长套筒限制轴向位置，导向转轴靠二个带座轴承支撑，二个带座轴承分别安装在二块侧板上；配重块安装在二块侧板之间左侧位置，吊环固定在配重块上，钢缆一端固定在这个吊环，钢缆另一端经过二个钢缆导轮装置导向、并穿过二根立柱，固定在另一个吊环上，吊环固定在u形箱体的矩形上盖板上，二个导轮装置倒置固定在天轨处的升降装置下面。

30、本发明的有益效果如下：

31、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过设置agv、堆垛机、高脚货架、有或没有输送线，高脚货架之间的每个巷道至少一台堆垛机，巷道一端或二端的输送线与巷道平行，堆垛机分别是地轨嵌入地面的、或无地轨的，驮运货物或空载的agv，均在高脚货架下面无障碍行驶；三种agv分别是固定支撑条的、或升降支撑条的、或顶升平台的，以方便堆垛机的l形货叉操作；二根l形货叉沿竖直轴向外转动180度，对另一面高脚货架操作；靠堆垛机与agv、输送线协同，存取货物至高脚货架里；本发明有效的克服了巷道进出端口的瓶颈的现象，大大提高了吞吐效率，高效而柔性，减少了巷道的宽度，大大提高了空间利用率。

32、同时，本发明还具备如下优点：

33、(一)不仅是双向的输送线、而且是agv，参与货物的输入输出，再由一个及以上的堆垛机，存取于高脚货架，因此本发明克服了货物只能从巷道二端出入库的瓶颈，大大提高了仓库高吞吐量。

34、(二)一个及以上的堆垛机，与双向的输送线、agv协同操作，自动化仓库的柔性好、适应性强；对应企业用户，不仅作为装配成品的仓库，而且与工具库、原材料库、外购件库形成综合性仓库；对应电商用户，将货品的仓储与拣货的流程综合，消除了超市货架，减少存储面积、提高拣货效率。

35、(三)堆垛机与agv交换货物的地点可以是巷道中部的货架任一纵列货位的最下面，优化得出巷道内货物的最佳交付位置，因此堆垛机在巷道里纵向移动的距离大为缩短，存取高效率。

36、(四)堆垛机从高脚货架上存取货物时，l形货叉是水平横向运动；l形货叉运动与agv之间的工作状况如下：

37、在所述最佳交付位置存入货物时，空载的l形货叉运动到位、停止不动，是载货的agv车体移动到l形货叉下面，而不是l形货叉水平横向运动、主动插入所述操作空间里；然后带货的l形货叉向上竖直运动，从agv上带离货物，再根据位姿规划，将货物存入高脚货架里；

38、在所述最佳交付位置取走货物时，带货的l形货叉先向下竖直运动到位、停止不动，agv车体横向移动到带货的l形货叉下面，l形货叉稍稍下移，将货物放在固定支撑条上，或者升降支撑条、顶升平台上移，将货物从l形货叉上顶起；然后agv车体再横向移动，直接带走货物，最后空的l形货叉根据位姿规划到达指定位置；

39、从而减少了巷道的宽度，大大提高了空间利用率。