一种搬运器及其螺旋升降装置

摘要

本发明涉及一种搬运器及其螺旋升降装置，所述搬运器包括：主体框架；升降机构，安装在所述主体框架上，所述升降机构在一上升位置和一下降位置之间升降；以及行走驱动机构，安装在所述主体框架上，并驱动所述搬运器行走。本发明的搬运器应用于自动化立体仓库中可实现大重型货物、多样化尺寸货物的自动化存取，增加仓库的容量，且本发明的搬运器的结构紧凑，高度尺寸减小，可以提高自动化立体仓库的空间利用率，且本发明的搬运器可以将水平推力转化成垂直升降动力，方便货物的搬运交换，省时省力。

权利要求

1.一种搬运器，其特征在于，包括：

主体框架；

升降机构，安装在所述主体框架上，所述升降机构在一上升位置和一下降位置之间升降，所述升降机构包括：升降驱动装置，安装在所述主体框架上；螺旋升降装置，与所述升降驱动装置传动连接；升降叉架，所述升降叉架的下部的一端与所述螺旋升降装置传动连接，所述升降叉架的下部的另一端与所述主体框架连接；以及升降框架，与所述升降叉架的上部连接，且所述升降框架具有一升降台面；以及行走驱动机构，安装在所述主体框架上，并驱动所述搬运器行走；

其中，所述螺旋升降装置包括：

转动轴，其一端与所述升降驱动装置驱动连接；

万向联轴器，连接于所述转动轴的另一端；

换向器，与所述万向联轴器连接；

传动轴，与所述换向器传动安装；以及

螺旋升降机，传动安装于所述传动轴的两端，所述螺旋升降机的弹性件与所述升降叉架的下部的一端传动连接，其中，所述弹性件为所述升降叉架提供水平推力，而所述升降叉架将所述水平推力转化成垂直升降动力，使得所述升降框架抬升或下降。

2.根据权利要求1所述的搬运器，其特征在于，所述搬运器由结构相同的两个搬运装置组成，且所述两个搬运装置之间铰接或可伸缩地连接，每个所述搬运装置均包括有所述主体框架、所述升降机构以及所述行走驱动机构。

3.根据权利要求1所述的搬运器，其特征在于，所述螺旋升降装置为两套，分别设置于所述升降驱动装置的两侧，所述升降叉架为四组，每一所述螺旋升降装置与两组所述升降叉架传动连接，且每组所述升降叉架为X形叉架臂。

4.根据权利要求1所述的搬运器，其特征在于，所述螺旋升降装置还包括：联轴器，安装于所述传动轴上，并位于所述换向器与所述螺旋升降机之间。

5.根据权利要求2所述的搬运器，其特征在于，所述行走驱动机构包括：行走驱动装置，安装于所述主体框架上；以及

动力行走轮组，通过行走轮轴转动安装于所述主体框架上并与所述行走驱动装置驱动连接。

6.根据权利要求5所述的搬运器，其特征在于，所述行走驱动机构还包括：无动力行走轮组，通过行走轮轴转动安装于所述主体框架上。

7.根据权利要求2所述的搬运器，其特征在于，所述搬运器通过一支承轨道安装于一堆垛机上，所述搬运器能够沿所述支承轨道行走，且所述搬运器还包括电缆拖链和托盘，所述电缆拖链的一端连接于所述堆垛机的载货台上，另一端则连接于所述搬运器，所述托盘对应设置于所述电缆拖链下方并连接至所述搬运器的所述主体框架上。

8.一种螺旋升降装置，其特征在于，包括：

转动轴，其一端与一升降驱动装置驱动连接；

万向联轴器，连接于所述转动轴的另一端；

换向器，与所述万向联轴器连接；

传动轴，与所述换向器传动安装；以及

螺旋升降机，传动安装于所述传动轴的两端，所述螺旋升降机的弹性件与一升降叉架的下部的一端传动连接，其中，所述弹性件为所述升降叉架提供水平推力，而所述升降叉架将所述水平推力转化成垂直升降动力，使得安装于所述升降叉架的上部的一升降台面抬升或下降。

9.根据权利要求8所述的螺旋升降装置，其特征在于，所述螺旋升降装置还包括：联轴器，安装于所述传动轴上，并位于所述换向器与所述螺旋升降机之间。

说明书

一种搬运器及其螺旋升降装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种搬运器，尤其涉及一种用于自动化立体仓库中的搬运器及其螺旋升降装置。

背景技术

[0002] 随着物流行业的蓬勃发展，对立体仓库也提出了更高的要求，节约成本和提高利用率成了主流趋势。而随着对货物管理越来越高的要求，立体仓库的自动化管理与控制也受到了市场的肯定。

[0003] 自动化立体仓库(Automated Storage&Retrieval System，简称AS/RS)是一种多层存放货物的高架仓库系统，一般包括有多层货架、堆垛机、交接货运输机、出入口输送机及自动化管理控制系统，自动化立体仓库能按指令自动完成货物的存取。

[0004] 随着自动化立体仓库在仓储物流中的应用越来越广泛，标准规格托盘货物的自动仓储技术已经非常成熟。但大重量（重量超过3.5吨以上）或大尺寸（长宽尺寸超过3米以上）等重载货物或大型物料的自动化仓储技术还没有非常成熟的解决技术。而作为自动化立体仓库核心设备的堆垛机，其搬运技术是问题的核心，解决重载货物或大型物料的搬运技术的同时必须兼顾库容率、搬运效率、成本投入等指标，这样才能获得优越的市场竞争力。

[0005] 并且，随着重载货物或大型物料的自动化仓库的市场需求越来越强烈，特别是特种钢铁企业都在寻找能用较低成本、较高的库容率来解决中厚度大尺寸板材的自动化仓储。但是，这种中厚度大尺寸板材的板幅尺寸范围较大（例如厚度可在12～120mm之间，长度范围可在4500mm～7500mm之间，宽度范围可在1500mm～2000mm之间，但并不以此为限），且单张板材的重量非常大，一块板材的重量甚至就能达到6～8吨。

[0006] 现有的自动化立体仓库大多是采用堆垛机进行货物的搬运，实现货物的存取，堆垛机在其轨道上运用货叉或托盘实现巷道内的水平、上下的货物搬 运，这就要求货架的尺寸能满足搬运的要求，但这也导致立体仓库的空间利用率低，存取的货物尺寸受到了限制。现有的自动化立体仓库所存取的货物尺寸一般在长（3米）×宽（2米）范围内，单元货位载重量在3.5吨以下。

[0007] 另外，现有的堆垛机的货物提取方式主要有以下几种：

[0008] 1、货叉

[0009] 其提取货物工况下是呈悬臂结构，因此，货叉适合应用于3.5吨以下载荷，并且进深不大于2.5米的货物提取，货载太大或进深过大都会要求货叉有非常厚重的断面，外加货叉提取货物时的升降行程，将浪费大量的高度空间，大大降低了库容量。因此，利用现有货叉解决大于3.5吨的负载、进深大于2.5米的货物的提取是非常困难的。

[0010] 2、采用辊道式货架，利用摩擦提取原理

[0011] 辊道式货架的缺点：每个货位采用摩擦驱动的辊道台，辊道台必须具有足够的刚度才能保证重载货物的存储，而辊道台结构的加重会导致货架的承重结构负荷加重，因此，这种结构货架的造价较高，导致客户的一次性投入较大，另外，辊道式货架上增加了传动元件，比较普通钢结构货架会增加使用过程中的维护成本。

[0012] 3、钩取方式

[0013] 这种方式需要设置特殊结构的托盘，并且需要解决托盘与货架之间的摩擦。该方式导致空间利用率低，总造价增加，经济性差。

[0014] 由此可见，现有的自动化立体仓库存在无法实现重载货物、多样化尺寸货物的搬运的问题。

发明内容

[0015] 本发明的目的在于提供一种搬运器及其螺旋升降装置，通过搬运器实现重载货物或大型物料的搬运和存取，使用效率高且节约成本。

[0016] 为了实现上述目的，本发明提供一种搬运器，其特点在于，包括：主体框架；升降机构，安装在所述主体框架上，所述升降机构在一上升位置和一下降位置之间升降；以及行走驱动机构，安装在所述主体框架上，并驱动所述搬运器行走。

[0017] 在本发明中，所述搬运器由结构相同的两个搬运装置组成，且所述两个 搬运装置之间铰接或可伸缩地连接，每个所述搬运装置均包括有所述主体框架、所述升降机构以及所述行走驱动机构。

[0018] 在本发明中，所述升降机构包括：升降驱动装置，安装在所述主体框架上；螺旋升降装置，与所述升降驱动装置传动连接；升降叉架，所述升降叉架的下部的一端与所述螺旋升降装置传动连接，所述升降叉架的下部的另一端与所述主体框架连接；以及升降框架，与所述升降叉架的上部连接，且所述升降框架具有一升降台面。

[0019] 在本发明中，所述螺旋升降装置为两套，分别设置于所述升降驱动装置的两侧，所述升降叉架为四组，每一所述螺旋升降装置与两组所述升降叉架传动连接，且每组所述升降叉架为X形叉架臂。

[0020] 在本发明中，所述螺旋升降装置包括：转动轴，其一端与所述升降驱动装置驱动连接；万向联轴器，连接于所述转动轴的另一端；换向器，与所述万向联轴器连接；传动轴，与所述换向器传动安装；以及螺旋升降机，传动安装于所述传动轴的两端，所述螺旋升降机的弹性件与所述升降叉架的下部的一端传动连接，其中，所述弹性件为所述升降叉架提供水平推力，而所述升降叉架将所述水平推力转化成垂直升降动力，使得所述升降框架抬升或下降。

[0021] 在本发明中，所述螺旋升降装置还包括：联轴器，安装于所述传动轴上，并位于所述换向器与所述螺旋升降机之间。

[0022] 在本发明中，所述行走驱动机构包括：行走驱动装置，安装于所述主体框架上；以及动力行走轮组，通过行走轮轴转动安装于所述主体框架上并与所述行走驱动装置驱动连接。

[0023] 在本发明中，所述行走驱动机构还包括：无动力行走轮组，通过行走轮轴转动安装于所述主体框架上。

[0024] 在本发明中，所述搬运器通过一支承轨道安装于一堆垛机上，所述搬运器能够沿所述支承轨道行走，且所述搬运器还包括电缆拖链和托盘，所述电缆拖链的一端连接于所述堆垛机的载货台上，另一端则连接于所述搬运器，所述托盘对应设置于所述电缆拖链下方并连接至所述搬运器的所述主体框架上。

[0025] 为了实现上述目的，本发明还提供一种螺旋升降装置，其特点在于，包 括：转动轴，其一端与一升降驱动装置驱动连接；万向联轴器，连接于所述转动轴的另一端；换向器，与所述万向联轴器连接；传动轴，与所述换向器传动安装；以及螺旋升降机，传动安装于所述传动轴的两端，所述螺旋升降机的弹性件与一升降叉架的下部的一端传动连接，其中，所述弹性件为所述升降叉架提供水平推力，而所述升降叉架将所述水平推力转化成垂直升降动力，使得安装于所述升降叉架的上部的一升降台面抬升或下降。

[0026] 在本发明中，所述螺旋升降装置还包括：联轴器，安装于所述传动轴上，并位于所述换向器与所述螺旋升降机之间。

[0027] 本发明具有以下有益效果：

[0028] （1）本发明的搬运器应用于自动化立体仓库中可实现大重型货物、多样化尺寸货物的自动化存取，增加仓库的容量。

[0029] （2）本发明的搬运器的结构紧凑，高度尺寸减小，可以提高自动化立体仓库的空间利用率。

[0030] （3）本发明的搬运器可以将水平推力转化成垂直升降动力，方便货物的搬运交换，省时省力。

附图说明

[0031] 图1和图2分别为本发明的搬运器应用于自动化立体仓库中的堆垛机上的主视图和俯视图；

[0032] 图3为本发明的搬运器的结构示意图；

[0033] 图4和图5分别为本发明的搬运器的主视图和侧视图；以及

[0034] 图6和图7分别为本发明的搬运器的升降机构的主视图和俯视图。

具体实施方式

[0035] 为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

[0036] 下面将以本发明的搬运器应用于自动化立体仓库中，具体地说，是安装于自动化立体仓库中的堆垛机上为例，详细说明本发明的搬运器的结构及其工作原理。但是，可以理解的是，本发明的搬运器同样可以应用于其它设备上，这些并不作为对本发明的限制。

[0037] 如图1～图2所示，堆垛机30的结构与现有技术结构类似，即可包括有底架31、龙门架32、爬梯总成33、提升机构34以及载货台35等结构，其中所述载货台35可在所述提升机构34驱动下，在下位D1和上位D2之间垂直升降。本发明特别的是，在所述堆垛机30上设置有具有升降和行走功能的搬运器60，所述搬运器60是通过支承轨道351支承于所述载货台35上，并可沿所述支承轨道351行走。较佳地，所述搬运器60的搬运平面在所述搬运器60处于下降状态时是稍低于所述载货台35的载货平面350，所述搬运器60的搬运平面在所述搬运器60处于顶升状态时是高于所述载货台35的载货平面350或与之平齐。

[0038] 如图2所示，本发明还在所述堆垛机30的底架31的前后两端设置有地面端挡38，用于阻挡所述堆垛机30在沿着自动化立体仓库内的巷道行走时行走至所述巷道103的前端或后端的尽头位置。优选地，所述堆垛机30上还可设置有检测系统38，用于检测所述搬运器60在所述支承轨道351上的行走到位。

[0039] 下面将结合图3～图7，详细说明本发明中的搬运器60的结构及其工作原理。

[0040] 如图3所示，在本发明中，所述搬运器60主要包括主体框架61、升降机构62以及行走驱动机构63。其中，所述升降机构62是安装在所述主体框架61上，并可在一上升位置和一下降位置之间。所述行走驱动机构63安装在所述主体框架61上，并可驱动所述搬运器60行走。

[0041] 在本发明一较佳实施例中，所述搬运器60可由结构相同的两个搬运装置60a和60b组成，所述两个搬运装置60a和60b之间铰接或可伸缩地连接形成两段式结构，其中，铰接方式适用于长度范围较小的情况，可伸缩地连接方式则适用于长度范围变化更大的情况。每个搬运装置60a、60b均包括有所述主体框架61、所述升降机构62以及所述行走驱动机构63。通过这种两段式结构，使得本发明的搬运器可以搬运大重型货物，且使得重量可以均匀地分配在本发明的搬运器上。

[0042] 在本发明中，所述搬运器60的所述行走驱动机构63可包括行走驱动装置631以及动力行走轮组632。所述行走驱动装置631例如可为驱动电机，安装于所述主体框架62上。所述动力行走轮组632通过行走轮轴转动安装于 所述主体框架61上并与所述行走驱动装置631驱动连接。更佳地，所述搬运器60的所述行走驱动机构63还可包括：无动力行走轮组632，其可通过行走轮轴转动安装于所述主体框架61上。这些动力行走轮组631和无动力行走轮组632安装在所述主体框架61上，可使搬运器60在行走时处于均载状态。

[0043] 结合参考图4、图5，在本发明中，所述搬运器60还可包括电缆拖链64，所述电缆拖链64的一端连接于所述堆垛机30的载货台35，另一端则连接于所述搬运器60。更佳地，所述搬运器60还可包括托盘643，对应设置于所述电缆拖链64下方并连接至所述搬运器60的主体框架61上，用于在所述搬运器60行走时托住所述电缆拖链64。

[0044] 图4、图5中还示出了所述两个搬运装置60a和60b之间的铰接结构，即将设置于搬运装置60a上的铰接装置69a和设置于搬运装置60b上的铰接装置69b铰接。

[0045] 结合参考图6～图7，以其中一个搬运装置为例，详细说明其升降机构62的结构。在本发明中，所述升降机构62包括升降驱动装置621、螺旋升降装置622、升降叉架623以及升降框架624。其中，所述升降驱动装置621例如可为一升降电机，其是安装在所述主体框架61上，且其两端分别传动连接一所述螺旋升降装置622。每一所述螺旋升降装置上传动连接有两组所述升降叉架623，例如是将所述升降叉架623的下部的一端与所述螺旋升降装置622传动连接，并所述升降叉架623的下部的另一端与所述主体框架621连接。而所述升降框架624是与所述升降叉架623的上部连接，且所述升降框架624具有一升降台面6241，所述升降台面6241例如可为地板胶材料。货物是由所述两个搬运装置60a和60b上的升降框架624a和624b（如图4所示）的升降台面共同承载。

[0046] 如图7所示，每一所述螺旋升降装置622主要是由转动轴6221、万向联轴器6222、换向器6223、传动轴6224、以及螺旋升降机6225组成。较佳地，还可进一步包括联轴器6226。其中，所述转动轴6221的一端与所述升降驱动装置621驱动连接，另一端与所述万向联轴器6222连接。所述换向器6223与所述万向联轴器6222连接，并分布在所述传动轴
6224的中部。所述传动轴6224是与所述换向器6223传动安装，而所述螺旋升降机6225是传动安装于所述传动轴6224的两端，且所述螺旋升降机6225的弹性件62251与所述 升降叉架623的下部的一端传动连接。所述联轴器6226安装于所述传动轴6224上，并位于所述换向器6223与所述螺旋升降机6225之间，为所述传动轴6224进行缓冲和减振。

[0047] 优选地，如图6所示，所述升降叉架623为“X”形叉架臂，并且，其中一个叉架臂6231的下部与所述螺旋升降机6225的弹性件62251连接，而另一个叉架臂6232的下部则与所述主体框架621连接，所述叉架臂6231和6232的上部均与所述升降框架624连接。
这样，通过升降驱动装置621的驱动，可为螺旋升降机6225提供升降动力，使得螺旋升降机
6225的弹性件62251进行变形，当弹性件62251变形时可推动所述升降叉架623的一端水平运动，从而将水平推力转化为垂直升降动力，使得升降台面6241抬升，即可实现将货物抬起，进行货物的搬运。并且，在本实施例中，一套所述升降机构62的四个螺旋升降机6225由一个升降电机驱动，保证了升降台面6241的升降同步，且这种结构的升降机构62可以均匀的承重货物，使得搬运过程中升降更可靠。

[0048] 当在自动化立体仓库中运用本发明的搬运器60进行搬运货物时，可以在自动化立体仓库的交接货运输机上对应设置供搬运器60行走的第一轨道，以及在货架的每一个货位上对应设置供搬运器60行走的第二轨道，并通过所述搬运器60在所述第一轨道上行走而实现货物交接，通过所述搬运器60在所述第二轨道上行走而实现货物的存取。

[0049] 当需要进行货物交接时，可驱动处于下降状态的搬运器沿交接货运输机上的第一轨道行走至一交接货位置上，然后驱动搬运器抬升至处于顶升状态，以顶起位于交接货运输机上的货物，处于顶升状态的搬运器载着货物沿第一轨道行走回到堆垛机的载货台上，如此即可将位于交接货运输机上的货物搬运至堆垛机上。反向操作，则可以将堆垛机上的货物放至交接货运输机上。

[0050] 而当需要进行货物的存入时，可驱动堆垛机沿自动化立体仓库中的巷道行走至与一欲存货货位对应的位置，并通过堆垛机上的提升机构将载货台连同其上的处于顶升状态的搬运器和位于搬运器上的货物上升至欲存货货位；然后，驱动处于顶升状态的搬运器载着货物沿欲存货货位内的第二轨道行走至一存取货位置，并驱动搬运器下降至处于下降状态，使货物由欲存货货位所支撑，实现货物的存入。处于下降状态的搬运器可沿第二轨道行走并退回 至堆垛机的载物台上，以进行下一次搬运。

[0051] 反之，驱动处于下降状态的搬运器沿欲存货货位内的第二轨道行走至一存取货位置，并驱动搬运器抬升至处于顶升状态，即可顶起存储在一货位内的货物；接着，驱动处于顶升状态的搬运器沿第二轨道行走并退回至堆垛机的载物台上，即可实现货物的取出。

[0052] 本发明的搬运器应用于自动化立体仓库中可实现大重型货物、多样化尺寸货物的自动化存取，增加仓库的容量。另外，本发明的搬运器的结构紧凑，高度尺寸减小，可以提高自动化立体仓库的空间利用率。而且，本发明的搬运器可以将水平推力转化成垂直升降动力，方便货物的搬运交换，省时省力。

[0053] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。