專利名稱：智能貨柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種物流處理設(shè)備領(lǐng)域中存取貨物用的裝置，尤其涉及一種可沿三個方向移動并進行貨物存取的智能貨柜。
背景技術(shù)：
物流小車在現(xiàn)有的物流處理設(shè)備中經(jīng)常使用，尤其是在貨柜的出入貨口和各個貨格之間進行貨盒的運送應(yīng)用中更是廣泛，其可以快速的對貨物進行輸送與存取，極大簡化了貨物的存取過程，提高了輸送效率。但是，現(xiàn)有的小車大部分只能實現(xiàn)兩個方向的移動，如豎直方向移動和水平方向移動，由于小車的移動方式而制約了貨柜中貨格的數(shù)量，降低了貨柜的空間利用率，使儲運損耗提高，輸送效率降低。而且，現(xiàn)有智能小車的傳動機構(gòu)一般采用鏈條、鏈輪傳動機構(gòu)，這種傳動機構(gòu)在運輸貨物過程中會產(chǎn)生晃動，導(dǎo)致智能小車產(chǎn)生過大震動，導(dǎo)致安全隱患；同時，鏈條受載荷時會被拉長變形，其變形程度因運輸?shù)呢浳镙d荷不同而不同，因此對智能小車的精確定位產(chǎn)生很大影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不是，提供一種智能貨柜，其可在貨柜中的智能小車沿三個方向移動并對不同位置的貨物進行存取，有效地提高了對貨物的存取效率及對空間的利用率，且在X向采用電機帶動滾珠絲杠、滾珠絲杠帶動滑塊移動的傳動結(jié)構(gòu)，所以定位準(zhǔn)確，運行平穩(wěn)，噪聲小。本實用新型的實現(xiàn)上述目的的一種智能貨柜包括至少一個貨架，其上具有多個從上至下逐行分布的貨格，其每個貨格內(nèi)裝有一個
貨盒；平行于貨架安置的用來進行三維方向移動的智能小車；安裝在貨架上或其附近的用于生成控制指令的控制臺；安裝在貨架上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動電源的電氣柜；安裝在貨架上的用來取貨或者上貨的物料臺；其中，所述控制臺至少具有用來輸入指令的輸入裝置，以及連接所述輸入裝置以根據(jù)用戶輸入的指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜電連接所述控制臺，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動所述智能小車到達貨架上的任一個貨格，以便將貨格上的貨盒移動到所述物料臺或者將貨盒從物料臺返回到貨格。優(yōu)選地，所述處理器是上位機，所述控制指令是由上位機生成的用來對下位機進行控制的驅(qū)動程序，并且所述上位機連接安裝在控制臺或電氣柜內(nèi)的下位機；其中，所述電氣柜內(nèi)裝有連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第三伺服電機的X軸伺服驅(qū)動器；連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第一伺服電機的Y軸伺服驅(qū)動器；[0016]連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第二伺服電機的Z軸伺服驅(qū)動器；連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第四伺服電機的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器；以及連接下位機的用來驅(qū)動物料臺的倉門電機的倉門驅(qū)動器。優(yōu)選地，本實用新型的智能小車包括機座；安裝在機座上的Y軸桁架；安裝在Y軸桁架上的Y軸傳動機構(gòu)；固定設(shè)置在Y軸傳動機構(gòu)上的Z軸桁架，其在Y軸傳動機構(gòu)的帶動下在Y軸桁架上左右移動；安裝在Z軸桁架上的Z軸傳動機構(gòu)；與Z軸傳動機構(gòu)連接的X軸運動單元，其在Z軸桁架上上下移動；安裝在X軸運動單元上用于提取貨物的貨叉機構(gòu)，該貨叉機構(gòu)在X軸運動單元上做前后移動并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運動；其中,所述Y軸傳動機構(gòu)、Z軸傳動機構(gòu)和X軸運動單元均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。其中，所述Y軸傳動機構(gòu)包括固裝在Y軸桁架上的Y軸導(dǎo)軌；底端面與Y軸導(dǎo)軌滑動連接的Y軸滑塊，其頂端面與所述Z軸桁架固定連接；固裝在Y軸桁架上的Y軸驅(qū)動機構(gòu)，其驅(qū)動Y軸滑塊及Z軸桁架在Y軸導(dǎo)軌上左右移動。其中，所述Z軸傳動機構(gòu)包括固裝在Z軸桁架上的Z軸導(dǎo)軌；底端面與Z軸導(dǎo)軌滑動連接的Z軸滑塊，其頂端面與X軸運動單元固定連接；固裝在Z軸桁架上的Z軸驅(qū)動機構(gòu)，其驅(qū)動Z軸滑塊及X軸運動單元在Z軸導(dǎo)軌上上下移動。其中，所述X軸運動單元包括與Z軸滑塊固定連接并在其帶動下在Z軸導(dǎo)軌上上下移動的滑臺支架；分別固設(shè)在滑臺支架上的X軸驅(qū)動機構(gòu)與X軸滑臺；底端面與X軸滑臺滑動連接的X軸滑塊，其與X軸驅(qū)動機構(gòu)連接并在其帶動下可在X軸滑臺上前后滑動；其中，所述貨叉機構(gòu)與X軸滑塊連接并在X軸驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下在X軸滑臺上前后滑動。優(yōu)選地，所述Y軸驅(qū)動機構(gòu)包括固定安裝在所述機座上的第一伺服電機；設(shè)置在機座上的主動齒形輪與從動齒形輪，其中主動齒形輪與第一伺服電機的輸出軸連接；與主動齒形輪和從動齒形輪相輪嚙合的齒形帶；將齒形帶安置在Y軸桁架上的齒形帶固定裝置，其與Z軸桁架固定連接。優(yōu)選地，所述Z軸驅(qū)動機構(gòu)包括固裝在Z軸桁架上的第二伺服電機；與第二伺服電機輸出軸連接的鋼絲繩繞筒；套裝在鋼絲繩繞筒上的鋼絲繩，其與所述滑臺支架固定連接。優(yōu)選地，所述X軸驅(qū)動機構(gòu)包括固裝在滑臺支架上的第三伺服電機；與第三伺服電機輸出軸連接的滾珠絲杠，且滾珠絲杠與所述X軸滑塊連接。優(yōu)選地，所述貨叉機構(gòu)包括與X軸滑塊連接的貨叉固定架；與貨叉固定架固定連接的輸送貨物的貨叉，其上設(shè)有可吸附貨物的電磁鐵。進一步地，所述貨叉機構(gòu)還設(shè)有使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，其包括固裝在X軸滑塊上的旋轉(zhuǎn)裝置支座；固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座上用以使貨叉旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動裝置；設(shè)置于旋轉(zhuǎn)裝置支座上并與旋轉(zhuǎn)傳動裝置連接的旋轉(zhuǎn)支撐；其中，所述貨叉固定架固設(shè)于旋轉(zhuǎn)支撐頂端面，且在旋轉(zhuǎn)傳動裝置的帶動下在旋轉(zhuǎn)裝置支座做旋轉(zhuǎn)運動。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)傳動裝置包括固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座上且與所述外部控制系統(tǒng)通過線路連接的第四伺服電機；與第四伺服電機的輸出軸固定連接的第一齒輪；與第一齒輪通過齒輪嚙合的第二齒輪；與第二齒輪固定連接的蝸桿；與蝸桿通過齒輪嚙合連接的蝸輪，其輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)支撐固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的智能小車具有如下優(yōu)點[0030]I)由于本實用新型的智能小車采用了 X、Y、Z三個方向的運動單元，使智能小車可以沿三個方向移動以對不同位置的貨物進行存取操作，從而提高了空間利用率及對貨物的存取效率，降低了儲運損耗；2)由于本實用新型的智能小車在X向采用電機帶動滾珠絲杠、滾珠絲杠帶動滑塊移動的傳動結(jié)構(gòu)，所以定位準(zhǔn)確，運行平穩(wěn)，噪聲小；3)由于本實用新型的智能小車在貨叉機構(gòu)中采用了旋轉(zhuǎn)裝置，其可以使貨叉機構(gòu)繞Z軸旋轉(zhuǎn)以提取貨物，并在提取貨物后再回復(fù)原位，所以有效節(jié)省了操作空間，使貨叉在動作過程中不會與其它機構(gòu)發(fā)生干涉，工作可靠性高。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。

[0034]圖[0035]圖[0036]圖[0037]圖[0038]圖[0039]圖[0040]圖[0041]圖[0042]圖[0043]圖[0044]圖[0045]圖[0046]圖[0047]圖[0048]圖[0049]圖[0050]圖[0051]附叉機構(gòu);7-
I為本實用新型智能貨柜的智能小車的整體結(jié)構(gòu)示意2為圖I所示智能小車的主視圖3為圖I所示智能小車的側(cè)視圖4為圖I所示智能小車的俯視圖5為圖I中A部分放大圖6為圖I中B部分放大圖7為圖I中C部分放大圖8為圖2中D部分放大圖9為圖8中E-E向剖視圖10為本實用新型的智能貨柜的主視圖11為本實用新型的智能貨柜的俯視圖12為本實用新型的智能貨柜的側(cè)視圖13為本實用新型的智能貨柜的電原理14為本實用新型的智能貨柜入貨控制流程圖15為本實用新型的智能貨柜取貨控制流程圖16為下位機控制智能小車取出貨盒的流程圖17為下位機控制智能小車放回貨盒的流程圖。
圖標(biāo)記說明1_機座；2-Y軸傳動機構(gòu)；3-Ζ軸傳動機構(gòu)；4-Χ軸運動單元；5-貨黃架；8_電氣柜；9_控制臺；10_物料臺；11_底板；12_貨盒；21-Υ軸桁架；22_Υ軸導(dǎo)軌；23-Υ軸驅(qū)動機構(gòu)；24-Υ軸滑塊；31-Ζ軸桁架；32_Ζ軸導(dǎo)軌；33_Ζ軸驅(qū)動機構(gòu)；34_Ζ軸滑塊；41_滑臺支架；43_滑臺；51-Χ軸滑塊；52_貨叉固定架；53_貨叉；54_旋轉(zhuǎn)裝置支座；55_旋轉(zhuǎn)支撐；56_旋轉(zhuǎn)傳動裝置；231-第一伺服電機；232_主動齒形輪；233_從動齒形輪；234_齒形帶；235_齒形帶固定裝置；331-第二伺服電機；332_鋼絲繩繞筒；333_鋼絲繩；421-第三伺服電機；531_電磁鐵；561-第四伺服電機；562_第一齒輪；563_第二齒輪；564-蝸桿；565-蝸輪。
具體實施方式
如圖1-3所示為本實用新型智能貨柜的智能小車，其包括機座I ;安裝在機座I上的Y軸桁架21 ;安裝在Y軸桁架21上的Y軸傳動機構(gòu)2 ;固定設(shè)置在Y軸傳動機構(gòu)2上的Z軸桁架31，其在Y軸傳動機構(gòu)2的帶動下在Y軸桁架(21)上左右移動；安裝在Z軸桁架31上的Z軸傳動機構(gòu)；與Z軸傳動機構(gòu)3連接的X軸運動單元4，其在Z軸桁架31上上下移動；安裝在X軸運動單元4上用于提取貨物的貨叉機構(gòu)5，該貨叉機構(gòu)在X軸運動單元4上做前后移動并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運動；其中，Y軸傳動機構(gòu)2、Z軸傳動機構(gòu)3和X軸運動單元4均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。具體地說，如圖I所示，一對相背設(shè)置的機座I和固定安裝在機座I上的Y軸桁架21是智能小車的基本構(gòu)件，在Y軸桁架21上安裝有可在其上做左右往復(fù)運動的Y軸傳動機構(gòu)2，其由固定安裝在Y軸桁架21上的Y軸導(dǎo)軌22、滑動安裝在Y軸導(dǎo)軌22上并可在其上左右移動的Y軸滑塊24及安裝在Y軸桁架21上用于驅(qū)動Y軸滑塊24在Y軸導(dǎo)軌22上進行移動的Y軸驅(qū)動機構(gòu)23組成，由于Y軸滑塊24與Z軸桁架31固定連接，Z軸桁架31與Y軸驅(qū)動機構(gòu)23連接，并且Z軸桁架31和Z軸傳動機構(gòu)3連接，所以當(dāng)Y軸驅(qū)動機構(gòu)23驅(qū)動滑塊移動時，可帶動Z軸傳動機構(gòu)3在Y軸導(dǎo)軌22上進行左右的移動。其中，Y軸傳動機構(gòu)2的動作是通過如下過程實現(xiàn)的第一伺服電機231是Y軸驅(qū)動機構(gòu)23的動力源，其固定安裝在機座I上且輸出軸與固定安裝在機座I上的主動齒形輪232連接，當(dāng)給第一伺服電機231提供一個正向電壓時，其繞X軸順時針旋轉(zhuǎn)時，可將動力傳遞給主動齒形輪232并帶動與主動齒形輪232通過齒輪嚙合連接的齒形帶234向左移動(圖I向左的方向)，而齒形帶234移動可帶動與其通過齒輪嚙合連接的安裝在另一個機座I上的從動齒形輪233轉(zhuǎn)動，由于齒形帶固定裝置235和Z軸桁架31固定連接并將齒形帶234安置在Y軸桁架21上，而Y軸滑塊24和Z軸桁架31固定連接，所以當(dāng)?shù)谝凰欧姍C231轉(zhuǎn)動時，Y軸滑塊24可在固定安裝于Y軸桁架21上的Y軸導(dǎo)軌22上向左或向右滑動。同時可帶動與其固定連接的Z軸桁架31及安裝在Z軸桁架31上的Z軸傳動機構(gòu)3在Y軸導(dǎo)軌22上向左或向右移動。如圖1-4所示，Z軸傳動機構(gòu)3由以下構(gòu)件組成固定安裝在Z軸桁架31上的Z軸導(dǎo)軌32和Z軸驅(qū)動機構(gòu)33，而Z軸驅(qū)動機構(gòu)33與X軸運動單元4連接并且可驅(qū)動其在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動，Z軸滑塊34滑動安裝在Z軸導(dǎo)軌32上并與X軸運動單元4固定連接，并且受力后X軸運動單元4可隨其在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動。如圖6所示，Z軸驅(qū)動機構(gòu)33包括固定安裝在Z軸桁架31上的第二伺服電機331，其輸出軸與鋼絲繩繞筒332固定連接，在鋼絲繩繞筒332上纏繞著鋼絲繩333，其與X軸運動單元4中的滑臺支架41固定連接，而滑臺支架41與Z軸滑塊34固定連接并且可在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動。當(dāng)給第二伺服電機331提供一個正向電壓時，其繞X軸順時針轉(zhuǎn)動時，帶動與其輸出軸固定連接的鋼絲繩繞筒332隨之轉(zhuǎn)動，從而帶動纏繞在鋼絲繩繞筒332上的鋼絲繩333向上移動(圖4向上的方向)，即而拉動X軸運動單元4中的滑臺支架41向上移動，而為了使滑臺支架41的運動平穩(wěn)，將滑臺支架41與Z軸滑塊34固定連接，而Z軸滑塊34可在Z軸導(dǎo)軌32上滑行，所以當(dāng)?shù)诙欧姍C331繞X軸順時針轉(zhuǎn)動時，Z軸滑塊34向上移動，同時可帶動滑臺支架41向上移動，從而帶動X軸運動單元4沿Z軸導(dǎo)軌32向上移動，直至移動到所需位置。如圖1、5所示，X軸運動單元4包括與Z軸滑塊34固定連接并且可在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動的滑臺支架41 ;固定安裝在滑臺支架41上的X軸驅(qū)動機構(gòu)和X軸滑臺43 ；
7安裝在X軸滑臺43上并與X軸驅(qū)動機構(gòu)連接的X軸滑塊51，其可在X軸滑臺43上前后滑動；貨叉機構(gòu)5與X軸滑塊51連接并在X軸驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下在X軸滑臺43上前后滑動。X軸驅(qū)動機構(gòu)由固定安裝在滑臺支架41上的第三伺服電機421及與第三伺服電機421輸出軸連接的滾珠絲杠組成。而貨叉機構(gòu)5由與X軸滑塊51連接的貨叉固定架52、與貨叉固定架52固定連接的可存放貨物的貨叉53組成，并且X軸滑塊51與滾珠絲杠固定連接，而為了防止在運送貨物過程中貨物滑落，在每個貨叉53上設(shè)有可將貨物吸附在貨叉53上的電磁鐵531。優(yōu)選的，為了使貨叉53在存取貨物的過程中不會與其它貨物或機構(gòu)發(fā)生空間干涉，在貨叉機構(gòu)5還設(shè)有可使貨叉53旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，其包括 與X軸滑塊51固定連接、可在X軸滑臺43上前后滑動的旋轉(zhuǎn)裝置支座54，在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上固定安裝有可使貨叉53進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動裝置56及與旋轉(zhuǎn)傳動裝置56連接并可在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上繞X軸沿順時針、逆時針方向各旋轉(zhuǎn)90°的旋轉(zhuǎn)支撐55，其中，旋轉(zhuǎn)支撐55與貨叉固定架52固定連接，因此其旋轉(zhuǎn)時也帶動貨叉固定架52進行旋轉(zhuǎn)，從而帶動固定于貨叉固定架52上的貨叉53進行旋轉(zhuǎn)。進一步地，旋轉(zhuǎn)傳動裝置56包括固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的第四伺服電機561,其與設(shè)于外部的控制系統(tǒng)相連,是旋轉(zhuǎn)傳動裝置56的動力源,且第一齒輪562固定安裝在其輸出軸上，第二齒輪563與第一齒輪562通過齒輪嚙合連接，蝸桿564的一端穿過第二齒輪563的中心并與其固定連接，另一端與蝸輪565通過齒輪嚙合，所以當(dāng)?shù)谒乃欧姍C561旋轉(zhuǎn)時，其動力依次通過第一齒輪562、第二齒輪563、蝸桿564傳遞給蝸輪565，并將動力傳遞給與蝸輪565的輸出軸固定連接的旋轉(zhuǎn)支撐55，從而帶動固定于旋轉(zhuǎn)支撐55上的貨叉固定架52與貨叉53旋轉(zhuǎn)。X軸運動單元4的動作是通過如下過程實現(xiàn)的當(dāng)給第三伺服電機421提供一個正向電壓時，其繞X軸順時針旋轉(zhuǎn)，同時驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動與滾珠絲杠固定連接的X軸滑塊51在X軸滑臺43上向前(圖5向左的方向)移動，而旋轉(zhuǎn)裝置支座54及固定于旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的貨叉53也隨之向前移動;當(dāng)貨叉53移動到所需位置時，第三伺服電機421停止轉(zhuǎn)動，此時給第四伺服電機提供一個正向電壓，使其繞Y軸順時針方向轉(zhuǎn)動，則其驅(qū)動動力經(jīng)旋轉(zhuǎn)傳動裝置56傳遞給旋轉(zhuǎn)支撐55，使得旋轉(zhuǎn)支撐55在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上繞Z軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°，當(dāng)設(shè)于貨叉53上的電磁鐵531通電后，電磁鐵531會將貨物吸附??；隨后給第四伺服電機提供一個反向電壓，使其繞Y軸逆時針方向轉(zhuǎn)動，則此時旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸順時針方向旋轉(zhuǎn)90°，帶動貨叉53及貨物回到原始位置。在X軸運動單元4中采用滾珠絲杠傳動可以對貨叉的移動方向及位移控制準(zhǔn)確，并且傳動結(jié)構(gòu)簡單，滑動平穩(wěn)，效果更好；而在貨叉機構(gòu)中還采用旋轉(zhuǎn)傳動裝置56，可使貨叉在存取貨物過程中不與其它的貨物或構(gòu)件發(fā)生干擾，工作安全并且提高了空間利用率。本實用新型智能小車中的第一第二、第三和第四伺服電機均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)通過線路連接，控制系統(tǒng)可以采用任何能夠提供電源并控制智能小車實現(xiàn)在出入貨口和各個貨格之間運送貨物的控制器。當(dāng)貨物處于圖I的左上位置M(x，y, z)處，而智能小車位于圖I所示的位置時，智能小車取貨的功能可以通過如下的過程實現(xiàn)首先，控制系統(tǒng)給第一伺服電機231提供一個正向電壓，使其繞X軸順時針方向旋轉(zhuǎn)，并將動力傳遞給主動齒形輪232，帶動齒形帶234與齒形帶固定裝置235向左移動(圖I向左的方向)，從而帶動Z軸桁架31隨Y軸滑塊24在Y軸導(dǎo)軌22上向左移動，因此帶動Z軸傳動機構(gòu)3也向左移動，當(dāng)向左移動到坐標(biāo)為y的位置處時，控制系統(tǒng)停止給第一伺服電機231供電，則Z軸傳動機構(gòu)3停止不動。其次，控制系統(tǒng)給第二伺服電機331提供一個正向電壓，此時第二伺服電機331繞X軸順時針轉(zhuǎn)動，則帶動鋼絲繩繞筒332隨之轉(zhuǎn)動，從而拉動鋼絲繩333向上移動，同時使與Z軸滑塊34固定連接的滑臺支架41沿Z軸導(dǎo)軌32向上移動，因此帶動X軸運動單元4向上移動，當(dāng)移動到坐標(biāo)為z的位置處時，控制系統(tǒng)停止給第二伺服電機331供電，X軸運動單元4停止在此處不動。然后，控制系統(tǒng)給第三伺服電機421提供一個正向電壓，第三伺服電機繞X軸順時針旋轉(zhuǎn)，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，并帶動X軸滑塊51在X軸滑臺43上向前移動，此時旋轉(zhuǎn)裝置支座54及固定于旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的貨叉53也隨之向前移動，當(dāng)貨叉53移動到所需位置時，停止給第三伺服電機421供電。再次，控制系統(tǒng)給第四伺服電機提供一個正向電壓，使其繞Y軸順時針方向轉(zhuǎn)動，其驅(qū)動動力傳遞給旋轉(zhuǎn)支撐55，使得旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°，此時給設(shè)于貨叉53上的電磁鐵531通電，則電磁鐵531會將貨物吸附住，隨后給第四伺服電機提供一個反向電壓，使其繞Y軸逆時針方向轉(zhuǎn)動，則此時旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸順時針方向旋轉(zhuǎn)90°，帶動貨叉53及貨物回到原始位置。最后，依次給第二伺服電機與第一伺服電機提供反向電壓，使貨叉53移動到固定位置的存/取貨口處，將貨物卸下。此時取貨的一個工作流程結(jié)束。從存/取貨口將貨物運送至上述位置，智能小車的工作過程與上述過程類似，在此不再重述。本實用新型的智能小車，其Y、Z方向的結(jié)構(gòu)采用由若干橫、縱設(shè)置的鋼管組成的桁架結(jié)構(gòu)，因此可以提高智能小車的剛度并減輕其重量；x、Y、Z三個運動單元可以使智能小車的適用性更廣，并且貨叉機構(gòu)中采用旋轉(zhuǎn)傳動裝置56使貨叉可以在存/取貨物前后可以旋轉(zhuǎn)，因此空間利用率提高；X、Y、Z三個運動單元的驅(qū)動機構(gòu)分別采用伺服電機滾珠絲杠滑臺傳動結(jié)構(gòu)、伺服電機同步齒形輪齒形帶傳動結(jié)構(gòu)和伺服電機鋼絲繩繞筒鋼絲繩傳動結(jié)構(gòu)，即節(jié)約成本，又使運動平穩(wěn)，傳送位置準(zhǔn)確；并且，在貨叉上設(shè)有電磁鐵，可以有效對貨盒定位并防止其在運動過程中滑落。圖10至圖12顯示了本實用新型的智能貨柜的結(jié)構(gòu)，包括至少一個貨架(7)，例如兩個貨架7，其上具有多個從上至下逐行分布的貨格，其每個貨格內(nèi)裝有一個貨盒12 ;平行于貨架I安置的用來進行三維方向移動的智能小車6 ;安裝在貨架7上或其附近的用于生成控制指令的控制臺9 ;安裝在貨架7上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動電源的電氣柜8 ;安裝在貨架7上的用來取貨或者上貨的物料臺10 ;其中，所述控制臺9至少具有一個用來輸入指令的輸入裝置，以及連接所述輸入裝置以根據(jù)用戶輸入的指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜8電連接所述控制臺9，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動所述智能小車6到達貨架上的任一個貨格，以便將貨格上的貨盒12移動到所述物料臺10或者將貨盒12從物料臺10返回到貨格。[0073]更具體地說，智能小車6位于兩排貨架7之間，智能小車6的X軸運動單元4進行三維方向移動，以到達貨架上的任一個貨格，以便將貨位上的貨盒12移動到所述物料臺10或者將貨盒12從物料臺10送回到貨格。如圖10、圖11和圖12所示，智能小車6和兩個架7均安裝在底板11上。電氣柜
8、控制臺9和物料臺10均安裝在兩個貨架7的一端。圖13顯示了本實用新型的智能貨柜的電路原理，如圖13所示，上述處理器可以是上位機，在此情況下，上述控制指令則是由上位機生成的用來對下位機進行控制的驅(qū)動程序，并且上位機連接安裝在控制臺9或電氣柜8內(nèi)的下位機。另一方面，下位機連接有用來驅(qū)動智能小車第三伺服電機的X軸伺服驅(qū)動器；用來驅(qū)動智能小車第一伺服電機的Y軸伺服驅(qū)動器；用來驅(qū)動智能小車第二伺服電機的Z軸伺服驅(qū)動器；用來驅(qū)動智能小車第四伺服電機的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器；用來驅(qū)動物料臺的倉門電機的倉門驅(qū)動器。其中，X軸伺服驅(qū)動器、Y軸伺服驅(qū)動器、Z軸伺服驅(qū)動器、旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器、倉門驅(qū)動器均可安裝在電氣柜8之內(nèi)。此外，上位機的輸入裝置可以是鍵盤、觸摸屏、讀卡器模塊。另外，上位機還可以有選擇地連接指紋識別模塊、監(jiān)控錄像設(shè)備、大屏幕顯示模塊、打印機、及無線通信模塊如GPRS模塊。下位機還可以有選擇地連接零點信號傳感器、位置傳感器、貨物傳感器、壓力傳感器、防夾傳感器、自檢測模塊、自檢測傳感器、成對紅外光欄發(fā)射接收器。圖14是本實用新型的智能貨柜入貨控制流程，包括SlOl :當(dāng)配送員將貨物送達智能柜前時，繼續(xù)配送員身份驗證，若驗證密碼錯誤，入貨結(jié)束(入貨失敗)。S102 :若驗證密碼正確，掃描貨物配送碼。S103 :上位機將配送碼進行譯碼并生成相應(yīng)控制程序。S104 :下位機接收到控制程序。S105 :小車回零(當(dāng)零點信號傳感器觸發(fā)時小車回到零點)。S106:執(zhí)行控制程序，控制小車的運動，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時，小車到達指定貨位，取出貨盒。S107 :小車?yán)^續(xù)運動到達倉門。S108:如貨盒為“滿”狀態(tài)，小車返回零點，并發(fā)出錯誤提示，入貨結(jié)束(入貨失敗)。S109 :如貨盒為“空”狀態(tài)，小車?yán)^續(xù)運動，當(dāng)倉門出位置傳感器觸發(fā)時，倉門打開，配送員將貨物放入貨盒。SllO :如貨盒為“滿”狀態(tài)，關(guān)閉倉門(如一段時間后仍未放入貨物，倉門將一直保持打開狀態(tài)，等待放入貨物，并發(fā)出提示音)。Slll :小車將裝有貨物的貨盒放回原貨位。S112:小車返回零點。S113:單件入貨結(jié)束。圖15顯示了本實用新型的智能貨柜取貨控制流程，包括[0095]S201:當(dāng)客戶(丙方)到達智能柜前時，讀卡機掃描取貨碼。[0096]S202:上位機將取貨碼進行譯碼并生成相應(yīng)控制程序。[0097]S203 :下位機接收到控制程序。[0098]S204:小車回零(當(dāng)零點信號傳感器觸發(fā)時小車回到零點)。[0099]S205:執(zhí)行控制程序，控制小車的運動，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時，小車到達指定貨位。[0100]S206:小車?yán)^續(xù)運動到達倉門。[0101]S207:如貨盒為“空”狀態(tài)，小車返回零點，并發(fā)出錯誤提示，取貨結(jié)束(取貨失敗)。[0102]S208:如貨盒為“滿”狀態(tài)，倉門打開，客戶將貨物取出貨盒。[0103]S209:如貨盒為“空”狀態(tài)，關(guān)閉倉門(如一段時間后仍未取出貨物，倉門將一直保持打開狀態(tài)，等待取出貨物，并發(fā)出提示音)。[0104]S210:小車將空貨盒放回原貨位。[0105]S211:小車返回零點。[0106]S212:單件取貨結(jié)束。[0107]圖16顯示了本實用新型的下位機控制智能小車取出貨盒的流程，包括[0108]S301:豎直方向電機Z轉(zhuǎn)動，水平方向電機Y轉(zhuǎn)動，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時，到達A位自:O S302:若所取貨物在前排貨架，電機M正轉(zhuǎn)90°，若剛才所取貨盒位于后排貨架，電機M反轉(zhuǎn)90°。[0110]S303:橫向電機X轉(zhuǎn)動，貨叉伸出。[0111]S304 :豎直方向電機Z正向轉(zhuǎn)動，到達貨格位置C。[0112]S305:電磁鐵通電，吸住貨盒。[0113]S306:豎直方向電機Z正向轉(zhuǎn)動到達位置B。[0114]S307:橫向電機X轉(zhuǎn)動，貨叉收回。[0115]S308:若剛才所取貨盒位于前排貨架，電機M反轉(zhuǎn)90°，若剛才所取貨盒位于后排貨架，電機M正轉(zhuǎn)90°。[0116]S309:取出貨盒完成。[0117]圖17顯示了下位機控制智能小車放回貨盒的流程，包括[0118]S401豎直方向電機Z轉(zhuǎn)動，水平方向電機Y轉(zhuǎn)動，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時，到達B位自:O S402:若貨盒將放于前排貨架，電機M正轉(zhuǎn)90°，若貨盒將放于后排貨架，電機M反轉(zhuǎn)90。O[0120]S403:橫向電機X轉(zhuǎn)動，貨叉伸出。[0121]S404 :豎直方向電機Z反向轉(zhuǎn)動，到達貨格位置C。[0122]S405:電磁鐵斷電，放開貨盒。[0123]S406:豎直方向電機Z反向轉(zhuǎn)動到達位置A。[0124]S407:橫向電機X轉(zhuǎn)動，貨叉收回。[0125]S408:若剛才貨盒放在前排貨架，電機M反轉(zhuǎn)90°，若剛才貨盒放在后排貨架，電
機M正轉(zhuǎn)90°。
1[0126]S409 :放回貨盒完成。此外，圖13所示的貨物傳感器安裝于倉門內(nèi)側(cè)安裝，貨盒上有XYZ方向各一排小孔，通過貨物傳感器(紅外掃描裝置)確定盒內(nèi)貨品是否裝入和取出。此外，4個圖13所示的零點信號傳感器分別安裝于X導(dǎo)軌后極限位置、Y導(dǎo)軌右極限位置、Z導(dǎo)軌下極限位置及C軸(即貨叉的旋轉(zhuǎn)軸)零度位置。各個電機反轉(zhuǎn)運動直到各個位置零點信號傳感器都觸發(fā)時，各軸零點信號傳至下位機，小車回到零點。圖13所示的位置傳感器由安裝于Z滑塊、Y滑塊上光電傳感器及擋片組成(包括極限位置傳感器、零點信號傳感器)，分別在Y珩架、Z珩架上均布位置傳感器，其位置分別與貨盒的行號與層號對應(yīng)，當(dāng)小車從零點沿Y軸運動開始時，每經(jīng)過一個擋片時，光電傳感器感應(yīng)一次，下位機計算器加一，以確定到達位置，沿Z軸運動亦是如此，從而小車可以到達指定行與層取出指定貨盒。盡管上文對本實用新型作了詳細說明，但本實用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行修改，因此，凡按照本實用新型的原理進行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種智能貨柜，其特征在于，包括至少一個貨架(7)，其上具有多個從上至下逐行分布的貨格，其每個貨格內(nèi)裝有一個貨盒(12)；平行于貨架(7)安置的用來進行三維方向移動的智能小車(6)；安裝在貨架(7)上或其附近的用于生成控制指令的控制臺(9);安裝在貨架(7)上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動電源的電氣柜(8)；安裝在貨架(7)上的用來取貨或者上貨的物料臺(10)；其中，所述控制臺(9)至少具有用來輸入指令的輸入裝置，以及連接所述輸入裝置以根據(jù)用戶輸入的指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜(8 )電連接所述控制臺(9 )，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動所述智能小車(6)到達貨架上的任一個貨格。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能貨柜，其特征在于，所述處理器是上位機，所述上位機連接安裝在控制臺(9)或電氣柜(8)內(nèi)的下位機；其中，所述電氣柜(8)內(nèi)裝有連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第三伺服電機的X軸伺服驅(qū)動器；連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第一伺服電機的Y軸伺服驅(qū)動器；連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第二伺服電機的Z軸伺服驅(qū)動器；連接下位機的用來驅(qū)動智能小車第四伺服電機的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器；以及連接下位機的用來驅(qū)動物料臺的倉門電機的倉門驅(qū)動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能貨柜，其特征在于，所述智能小車(6)包括機座(I)；安裝在機座(I)上的Y軸桁架(21)；安裝在Y軸桁架(21)上的Y軸傳動機構(gòu)(2 );固定設(shè)置在Y軸傳動機構(gòu)(2 )上的Z軸桁架(31)，其在Y軸傳動機構(gòu)(2 )的帶動下在Y軸桁架(21)上左右移動；安裝在Z軸桁架(31)上的Z軸傳動機構(gòu)(3 );與Z軸傳動機構(gòu)(3 )連接的X軸運動單元(4 )，其在Z軸桁架(31)上上下移動；安裝在X軸運動單元(4)上用于提取貨物的貨叉機構(gòu)(5)，該貨叉機構(gòu)在X軸運動單元(4)上做前后移動并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運動；其中，所述Y軸傳動機構(gòu)(2)、Z軸傳動機構(gòu)(3)和X軸運動單元(4)均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能貨柜，其特征在于，所述Y軸傳動機構(gòu)(2)包括固裝在Y軸桁架(21)上的Y軸導(dǎo)軌(22)；底端面與Y軸導(dǎo)軌(22)滑動連接的Y軸滑塊(24)，其頂端面與所述Z軸桁架(31)固定連接；固裝在Y軸桁架(21)上的Y軸驅(qū)動機構(gòu)(23 )，其驅(qū)動Y軸滑塊(24)及Z軸桁架(31)在Y軸導(dǎo)軌(22)上左右移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能貨柜，其特征在于，所述Z軸傳動機構(gòu)(3)包括固裝在Z軸桁架(31)上的Z軸導(dǎo)軌(32)；底端面與Z軸導(dǎo)軌(32)滑動連接的Z軸滑塊(34)，其頂端面與X軸運動單元(4)固定連接；固裝在Z軸桁架(31)上的Z軸驅(qū)動機構(gòu)(33)，其驅(qū)動Z軸滑塊(34)及X軸運動單元(4)在Z軸導(dǎo)軌(32)上上下移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能貨柜，其特征在于，所述X軸運動單元(4)包括與Z軸滑塊(34)固定連接并在其帶動下在Z軸導(dǎo)軌(32 )上上下移動的滑臺支架(41);分別固設(shè)在滑臺支架(41)上的X軸驅(qū)動機構(gòu)與X軸滑臺(43);底端面與X軸滑臺(43)滑動連接的X軸滑塊(51)，其與X軸驅(qū)動機構(gòu)連接并在其帶動下可在X軸滑臺(43)上前后滑動；其中，所述貨叉機構(gòu)(5 )與X軸滑塊(51)連接并在X軸驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下在X軸滑臺(43)上前后滑動。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能貨柜，其特征在于，所述Y軸驅(qū)動機構(gòu)(23)包括固定安裝在所述機座(I)上的第一伺服電機(231)；設(shè)置在機座(I)上的主動齒形輪(232)與從動齒形輪(233)，其中主動齒形輪(232)與第一伺服電機(231)的輸出軸連接；與主動齒形輪(232)和從動齒形輪(233)相輪嚙合的齒形帶(234);將齒形帶(234)安置在Y軸桁架(21)上的齒形帶固定裝置(235)，其與Z軸桁架(31)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能貨柜，其特征在于，所述Z軸驅(qū)動機構(gòu)(33)包括固裝在Z軸桁架(31)上的第二伺服電機(331)；與第二伺服電機(331)輸出軸連接的鋼絲繩繞筒(332)；套裝在鋼絲繩繞筒(332)上的鋼絲繩(333)，其與所述滑臺支架(41)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能貨柜，其特征在于，所述X軸驅(qū)動機構(gòu)包括固裝在滑臺支架(41)上的第三伺服電機(421)；與第三伺服電機(421)輸出軸連接的滾珠絲杠，且滾珠絲杠與所述X軸滑塊(51)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能貨柜，其特征在于，所述貨叉機構(gòu)(5)包括與X軸滑塊(51)連接的貨叉固定架(52)；與貨叉固定架(52)固定連接的輸送貨物的貨叉(53)，其上設(shè)有可吸附貨物的電磁鐵(531);以及利用第四伺服電機(561)進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種智能貨柜，至少一個貨架，其上具有多個從上至下逐行分布的貨格，其每個貨格內(nèi)裝有一個貨盒；平行于貨架安置的用來進行三維方向移動的智能小車；安裝在貨架上或其附近的用于生成控制指令的控制臺；安裝在貨架上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動電源的電氣柜；安裝在貨架上的用來取貨或者上貨的物料臺；其中，控制臺至少具有用來輸入指令的輸入裝置，以及連接所述輸入裝置以根據(jù)用戶輸入的指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜電連接控制臺，用于根據(jù)控制指令驅(qū)動所述智能小車到達貨架上的任一個貨格，以便將貨格上的貨盒移動到所述物料臺或者將貨盒從物料臺返回到貨格，從而提高了對貨物的存取效率。
文檔編號B65G1/137GK202743835SQ201220259218
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者時桂強 申請人:時桂強