智能立体仓储系统的制作方法

本发明属于运输和存储，具体涉及一种智能立体仓储系统。

背景技术：

1、立体仓储，也叫立体仓库，是物流仓储中出现的新概念，即利用立体仓库设备实现仓库高层合理化，存取自动化，其具有以下优势：

2、(1)、高层货架存储。节约用地，充分利用库房空间增大存储量;

3、(2)、自动存取。收发准确迅速，提高入出库效率，机械自动化作业解放人力，减小劳动强度;

4、(3)、计算机控制。自动对信息进行准确的存储和管理，自动打印各种报表。

5、(4)、可与其他输送设备配合使用，使仓库与车间更好地链接。

6、因此，随着计算机技术和自动控制技术的发展和广泛应用，自动化立体仓库系统的发展更加迅速，也越来越多地被多个行业所采用。一般的立体仓储系统包括立体存储架、货物中转单元、agv转载车和中控单元，其中在中控单元的控制下，agv转载车自货物中转单元取出货物后，移动至立体存储架的对应存储工位，然后通过agv转载车的叉送及升降调节中，将栈板和货物一起存放在对应存储工位，且保持栈板上、下、左、右、前、后对齐，同时整个立体仓库内没有工作人员干预，以实现智能化存储。

7、然而，在实际操作中，存在以下难题：

8、1）因大部分存储都是基于重量进行分配，重的在下方，轻的在上方，一旦遇到一些特殊造型的产品（例如：环状或柱状产品），其不宜堆码高位，即，不管在转载，还是存放之后，都存在了极大意外滚落或坠落的风险，因此，存储工位的规划显然无法满足特殊情况下的使用需要；

9、2）针对整齐度而言，由于agv转载车，不仅需要满足移动的需要，而且还要满足升降要求，因此，转载堆码过程中难免会造成栈板的移位或偏移，最终导致仓储的对齐度无法满足存放标准，同时一旦偏差较大，不仅无法正常存取，而且存在因碰撞而导致货架坍塌、货物意外坠落的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的智能立体仓储系统。

2、为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种智能立体仓储系统，其包括立体存储架、货物中转单元、agv转载车和中控单元，其中立体存储架在xyz轴上形成相对独立的存储工位，特别是，货物中转单元包括架框、形成中转工位的架座、安装在架框上且能够构成xyz轴三维检测的多个视觉传感器、计重器，其中多个视觉传感器能够获取中转工位内货物的立体坐标和形状信息，计重器获取货物重量信息；

4、存储工位包括位于底部的底层存储工位、位于中部的中层存储工位、位于顶部的顶层存储工位，其中所述底层存储工位、中层存储工位、顶层存储工位中均形成滚珠导向组，装载有货物的栈板自两侧和/或底面滚动贴合所述滚珠导向组的万向滚珠进出各存储工位，且位于中层存储工位和顶层存储工位的滚珠导向组随栈板下落所施加的压力形成滚动和刹车，其中在滚动下形成导向，在刹车下与对应存储工位共同形成支撑；

5、中控单元获取立体坐标和形状信息及货物和栈板一体的重量信息，并基于空余存储工位信息进行智能分级形成转载指令，其中智能分级包括优先级和普通级，优先级对应底层存储工位或靠近底层存储工位的中层存储工位，且对应的货物为重量超过参考值的货物、形状易滚落或滑落货物；普通级对应剩余的中层存储工位和顶层存储工位，且按货物的重量由轻到重、自上而下堆码在顶层存储工位和中层存储工位；

6、agv转载车根据转载指令进行货物转载，且栈板自两端对齐冒出各存储工位。

7、优选地，滚珠导向组分为第一滚珠导向对和第二滚珠导向对，其中第一滚珠导向对位于底层存储工位；第二滚珠导向对位于中层存储工位和顶层存储工位。基于不同货物选择不同滚珠实施导向。

8、根据本发明的一个具体实施和优选方面，第一滚珠导向对包括设置在底层存储工位底部相对两侧的滚珠座、安装在各滚珠座上的第一万向滚珠，其中由第一万向滚珠与栈板的侧边滚动接触形成导向。基于较重或造型较特殊的货物而言，越稳传输越安全，在此，为什么要设置滚珠，原因在于：货物的堆码原理是：先将货物运动至对应存储工位，此时栈板底部应该位于存储工位的上方，当送至设定位置后，再将栈板下落形成支撑采用抽出叉臂（同理，取料也是一样，需要抬升脱离，然后再取出），因此，需要满足进出和升降运动导向，万向滚珠最适合。

9、在一些具体实施方式中，第一滚珠导向对有两对，且对应分布在底层存储工位进出方向的两端。

10、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，第二滚珠导向对包括基于顶层存储工位和中层存储工位的底部上下左右前后对齐的多个滚珠导向部，其中多个滚珠导向部的顶部形成导向接触面，栈板自底面滚动贴合；各滚珠导向部包括底座、弹性抵触在底座顶部的第二万向滚珠，其中第二万向滚珠顶部未受到压力时，第二万向滚珠处于刹车状态；当第二万向滚珠顶部受到压力时，第二万向滚珠下沉形成自由滚动支撑状态。

11、在一些具体实施方式中，各滚珠导向部还包括位于第二万向滚珠底部相对两侧形成抵触支撑的弹性支撑件，其中弹性支撑件形成的作用力相向设置，且在相向作用力下将第二万向滚珠向上顶出保持第二万向滚珠处于刹车状态。

12、优选地，第二万向滚珠下沉的高度为5~30mm。在此，需要强调的是，虽然形成了滚动支撑，但是承载栈板和货物依旧是agv转载车的叉臂，此处滚珠主要起到导向作用，当然也能够减轻agv转载车所需的承载力度。两侧所述弹性支撑件对称设置，且包括滑动在底座上的球头模块、固定在球头模块上且沿着水平方向横穿所述底座的导向杆、套设在所述导向杆外周且两端抵触在所述球头模块和底座之间的弹簧，其中两个所述球头模块对所述第二万向滚珠形成的作用力在水平方向抵消、在竖直方向上同向并叠加。

13、进一步的，在栈板底部形成与第二万向滚珠顶部匹配的弧形槽，其中弧形槽贴合第二万向滚珠形成运动导向，且当栈板堆码在对应的存储工位时，第二万向滚珠处于自由滚动支撑状态或者第二万向滚珠处于刹车状态。此处设置弧形槽的，主要是边缘实施滚动导向，同时，在本技术中还能够避免栈板堆码时候造成第二万向滚珠过渡挤压，则其弹性复位能力很难恢复。

14、在一些具体实施方式中，多个滚珠导向部呈矩形阵列分布在中层存储工位和顶层存储工位内。为整齐和安全堆码提供导向辅助。

15、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，立体存储架包括竖直设置的立柱、横向延伸的横梁以及边撑杆，其中立柱和横梁上均设置安装孔，且横梁和立柱之间通过贯穿垂直设置的安装孔的螺栓件锁定，边撑杆斜置所述立柱相对两侧。采用螺栓件穿过相交的孔，降低意外松动的概率，而且十分方便组装，同时在边撑杆的对接下，增强整个立体存储架的稳固性。

16、此外，架座包括位于地面上方的架板、用于将架板与架框相固定的外接件，其中架板关于进出中转工位的移动方向对称设置；架板包括沿着进出中转工位的移动方向延伸的直板体、位于直板体两端的端板体，其中两块架板之间的直板体形成所述中转工位，两个端板体之间分别形成由内向外逐步张开的喇叭进口和喇叭出口。

17、优选地，计重器为与架座一起构成中转工位底部支撑的地磅。这样能够准确获悉重量信息，而且充分利用空间。

18、进一步的，货物中转单元还包括重心偏离报警器，其中重心偏离报警器以获取货物的重心是否偏离中转工位中心线为触发条件。换言之，重心也构成了智能分级一个条件，只要重心存在偏移，若转载此货物，就存在极大的安全风险；因此，最大程度降低仓储风险。

19、由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

20、现有立体仓库，因大部分存储都是基于重量进行分配，重的在下方，轻的在上方，一旦遇到一些特殊造型的产品（例如：环状或柱状产品），其不宜堆码高位，即，不管在转载，还是存放之后，都存在了极大意外滚落或坠落的风险，因此，存储工位的规划显然无法满足特殊情况下的使用需要；同时针对整齐度而言，由于agv转载车，不仅需要满足移动的需要，而且还要满足升降要求，因此，转载堆码过程中难免存在晃动，导致对齐度无法满足存放标准，一旦偏差较大，不仅无法正常存取，而且存在货物因重心不稳导致意外坠落的安全隐患等等不足，而本发明通过对立体仓储系统进行整体设计巧妙地解决了现有结构的各种不足。采用该智能立体仓储系统后，首先，基于货物中转单元进行信息获取，其中信息包括货物重量信息、货物形状信息、货物立体坐标信息；其次，基于中控单元获取货物中转单元所提供的信息在空载存储工位中进行智能分级形成转载指令，其中智能分级包括优先级和普通级，优先级对应底层存储工位或靠近底层存储工位的中层存储工位，且对应的货物为重量超过参考值的货物、形状易滚落或滑落货物；普通级对应剩余的中层存储工位和顶层存储工位，且按货物的重量由轻到重、自上而下堆码在顶层存储工位和中层存储工位；最后，agv转载车根据转载指令进行货物转载，装载有货物的栈板自两侧和/或底面滚动贴合滚珠导向组的万向滚珠进入各存储工位，且位于中层存储工位和顶层存储工位的滚珠导向组随栈板下落所施加的压力形成滚动和刹车，其中在滚动下形成导向，在刹车下与对应存储工位共同形成支撑，且栈板自两端对齐冒出各存储工位以完成栈板对齐的仓储，因此，本发明一方面基于货物重量信息、货物形状信息、货物立体坐标信息，再结合空余存储工位进行转载存储规划，同时按优先级和普通级将货物安全且顺利的完成仓储；另一方面在进出存储工位中，基于栈板自两侧和/或底面滚动贴合滚珠导向组的万向滚珠所形成滚动导向，同时部分滚珠导向组还能够巧妙的利用压力形成滚动和刹车，大幅度降低栈板的移位或偏移概率，进而有效消除因碰撞而导致货架坍塌、货物意外坠落的安全隐患。