一种棋盘格式立体货架的货位排布方法

摘要

本发明提供了一种棋盘格式立体货架的货位排布方法，其顶层由用于存放货物的存货格和用作物料搬运设备的升降通道的通道格组成，存货格的垂直方向的全部空间均为存货格，通道格的垂直方向的全部空间均为通道格，任意所述存货格至少毗邻一个所述通道格。工作时，自动化小车运行于货架顶层，可以在货架顶层铺设的轨道间，沿前后左右四个方向直线行走运动，行走至指定通道格位置上方时，可以将内车用绳索下放，内车沿通道格升降至指定货层后，可根据指令，在前后左右四个方向中的任意存货格内，主动获取或放置货物。本发明货架所有存储货位的物品均可以单独进行存取操作，特别适合单件多品种物品的存储，灵活性好，有很高的空间利用率和存储效率。

权利要求

1.一种棋盘格式立体货架的货位排布方法，其特征在于：其顶层由用于存放货物的存货格(6)和用作物料搬运设备的升降通道的通道格(7)组成，存货格(6)的垂直方向的全部空间均为存货格，通道格(7)的垂直方向的全部空间均为通道格，任意所述存货格(6)至少毗邻一个所述通道格(7)；

通过“棋子算法”进行货位排布，保证任意存货格(6)至少毗邻一个通道格(7)，同时在存货格(6)和通道格(7)总和一定的情况下，存货格(6)的数量最大；“棋子算法”的具体流程为：(1)设立迭代次数n；

(2)建立边界元素全部为1、内部元素全部为0的初始矩阵A0；

(3)生成随机赋值顺序；

(4)按照随机赋值顺序并遵循赋值原则对矩阵A0中元素依次进行赋值；

(5)得到赋值后的矩阵，计算除边界元素外所有元素的和P；

(6)重复(2)、(3)、(4)、(5)n次；

(7)比较n个P值，保留最大P值及其对应的矩阵；

(8)增大迭代次数n，重复(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)，得到不断增大的P值；

(9)当P值不再随n的增大而增大时，停止算法，当前P值为最优P值，其对应矩阵A1即为所求矩阵；

所求矩阵中除边界元素外，0元素代表通道格，1元素代表存货格。

2.如权利要求1所述的一种棋盘格式立体货架的货位排布方法，其特征在于：顶层存货格(6)和通道格(7)的顶端设有供物料搬运设备水平面行进的轨道(8)。

3.如权利要求1或2所述的一种棋盘格式立体货架的货位排布方法，其特征在于：最下面一层所述存货格(6)是底部没有支撑板的漏空结构。

说明书

一种棋盘格式立体货架的货位排布方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于仓储物流的自动化立体仓库货架，主要应用于物流仓储物料的自动化存储，属于机械电子设备和物流装备制造技术领域。

背景技术

[0002] 自动化仓储物流系统广泛应用于工业、农业、军事以及民用领域，是现代生产和社会发展的基础装备。随着生产和社会的快速发展，对自动化仓储物流系统的要求越来越高。为了实现高效化、密集化、智能化仓储物流系统，研发新型自动化立体仓库非常迫切和必要。

[0003] 目前，仓储物流行业中的自动化立体仓库大多采用单、双伸位堆垛机及其货架，或者是顶升式有轨导引小车及其货架，或者是伸缩臂式有轨导引小车及其货架。近年来市面上也有提拉式智能仓储小车及其货架系统，但以上仓储形式均有其局限性，很难兼顾自动化立体仓库的存储密度和存储效率两方面。

[0004] 利用堆垛机进行出入库操作的自动化立体仓库，每两排货架需要共用一条堆垛机巷道，实际空间最大利用率只能达到66.67％，且一般的堆垛机不具有换巷道功能，因此必须在每条巷道内安置一台堆垛机，大大浪费了设备资源。

[0005] 利用顶升式穿梭车进行出入库操作的自动化立体仓库，穿梭车只能运行于货箱底部的轨道上，虽然存储密集但出入库顺序却必须遵循堆栈的规则，大大影响了出入库效率，且只能存放可以长时间保存的单一品种的货物。另外，穿梭车只能在一层轨道中运行，如需更换货层需要外部设备协助。

[0006] 利用伸缩臂式穿梭车进行出入库操作的自动化立体仓库，虽然解决了堆栈模型的约束，但却沿袭了利用堆垛机进行操作的仓储系统所不能打破空间利用率问题，实际空间利用率依然只能达到66.67％，其次，同顶升式穿梭车一样，伸缩臂式穿梭车的换层操作依然需要外部辅助设备。

[0007] 近来市面上出现了不少其它新颖的自动化立体仓库，如提拉式、转向式、提升式等，但无一避免的都面临实际空间利用率不高、堆栈约束、无法独立换层操作等条件的制约。

发明内容

[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种兼顾灵活性、存储密度和存储效率，且物料搬运设备可独立换层操作的自动化立体仓库货架。

[0009] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种棋盘格式立体货架的货位排布方法，其特征在于：其顶层由用于存放货物的存货格和用作物料搬运设备的升降通道的通道格组成，存货格的垂直方向的全部空间均为存货格，通道格的垂直方向的全部空间均为通道格，任意所述存货格至少毗邻一个所述通道格。

[0010] 优选地，顶层存货格和通道格的顶端设有供物料搬运设备水平面行进的轨道。

[0011] 优选地，最下面一层所述存货格是底部没有支撑板的漏空结构。

[0012] 优选地，通过“棋子算法”进行货位排布，保证任意存货格至少毗邻一个通道格，同时在存货格和通道格总和一定的情况下，存货格的数量最大；“棋子算法”的具体流程为：

[0013] (1)设立迭代次数n；

[0014] (2)建立边界元素全部为1、内部元素全部为0的初始矩阵A0；

[0015] (3)生成随机赋值顺序；

[0016] (4)按照随机赋值顺序并遵循赋值原则对矩阵A0中元素依次进行赋值；

[0017] (5)得到赋值后的矩阵，计算除边界元素外所有元素的和P；

[0018] (6)重复(2)、(3)、(4)、(5)n次；

[0019] (7)比较n个P值，保留最大P值及其对应的矩阵；

[0020] (8)增大迭代次数n，重复(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)，得到不断增大的P值；

[0021] (9)当P值不再随n的增大而增大时，停止算法，当前P值为最优P值，其对应矩阵A1即为所求矩阵；

[0022] 所求矩阵中除边界元素外，0元素代表通道格，1元素代表存货格。

[0023] 本发明提供的棋盘格式立体货架配合自动化小车一起工作，自动化小车运行于棋盘格式立体货架顶层，可以在货架顶层专门铺设的轨道间，沿前后左右四个方向直线行走运动。自动化小车行走至指定通道格位置上方，可以将内车用绳索下放，内车沿通道格升降至指定货层后，可根据指令，在前后左右四个方向中的任意存货格内，主动获取或放置货物。

[0024] 本发明提供的棋盘格式立体货架具有如下有益效果：

[0025] (1)其所有存储货位的物品均可以单独进行存取操作，特别适合单件多品种物品的存储；

[0026] (2)与现有的点检多品种存储方式相比，有更高的空间利用率；

[0027] (3)具有很高的存储效率。

附图说明

[0028] 图1为本发明提供的棋盘格式立体货架立体示意图；

[0029] 图2为图1中局部放大图；

[0030] 图3为本发明提供的棋盘格式立体货架顶面示意图；

[0031] 图4为棋盘格式立体货架与自动化小车配合使用示意图；

[0032] 图5为自动化小车结构示意图；

[0033] 图6为内车结构示意图；

[0034] 图7为棋子算法流程图。

具体实施方式

[0035] 为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

[0036] 图1为本发明提供的棋盘格式立体货架立体示意图，所述的棋盘格式立体货架类似三维棋盘格模型，结合图2和图3，棋盘格式立体货架顶层由存货格6和通道格7组成，存货格6和通道格7顶端铺设有供物料搬运设备行进的X、Y方向的轨道8。存货格6的Z方向(即垂直方向)的全部空间均为存货格，用于存放货物；通道格7的Z方向的全部空间均为通道格，用作物料搬运设备的升降通道。棋盘格式立体货架底部最下面一层存货格是底部没有支撑板的漏空结构。

[0037] 本发明提供的棋盘格式立体货架具有保证任意存货格6至少毗邻一个通道格7的特点，以防存货格6被封死造成无法存取货物。同时，在立体货架有限的空间内(存货格和通道格总和一定)，存货格6的数量最大。通过“棋子算法”进行货位排布，结合图7，“棋子算法”的具体流程为：

[0038] (1)设立迭代次数n；

[0039] (2)建立边界元素全部为1、内部元素全部为0的初始矩阵A0；

[0040] (3)生成随机赋值顺序；

[0041] (4)按照随机赋值顺序并遵循赋值原则对矩阵A0中元素依次进行赋值；

[0042] (5)得到赋值后的矩阵，计算除边界元素外所有元素的和P；

[0043] (6)重复(2)、(3)、(4)、(5)n次；

[0044] (7)比较n个P值，保留最大P值及其对应的矩阵；

[0045] (8)增大迭代次数n，重复(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)，得到不断增大的P值；

[0046] (9)当P值不再随n的增大而增大时，停止算法，当前P值为最优P值，其对应矩阵A1即为所求矩阵；

[0047] 所求矩阵中除边界元素外，0元素代表通道格，1元素代表存货格。

[0048] 结合图4，下面结合物料搬运设备(本实施例中选用自动化小车1)的使用阐述本发明提供的棋盘格式立体货架2功能的实现。

[0049] 结合图5和图6，自动化小车1由外车3、提升牵引装置4和内车5组成，外车3上安装有提升牵引装置4，内车5由绳索牵引并连接于提升牵引装置4上。内车5可以由提升牵引装置4牵引，在通道格7内沿Z方向(上下)作直线行走运动(或定位)，并可精确升降至任意指定高度的存货格位置。自动化小车1的外车3负责在货架顶部的轨道8上沿X、Y方向作直线行走运动(或定位)，或在轨道任意交叉处进行90°转向，再沿X或Y方向作直线行走运动(或定位)。自动化小车1的内车5负责沿通道格Z方向行进(或定位)并存取货物。

[0050] 工作时，自动化小车运行于棋盘格式立体货架顶层，可以在货架顶层专门铺设的轨道间，沿前后左右四个方向直线行走运动。自动化小车行走至指定通道格位置上方，可以将内车用绳索下放，内车沿通道格(Z方向)升降至指定货层后，可根据指令，在前后左右四个方向中的任意存货格内，主动获取或放置货物。

[0051] 自动化小车的内车在进行取货操作时，可以在前后左右四个方向中的任意存货格内，主动获取货物，并放置在内车上，并沿Z方向作直线行走运动至货架底部，放下货物后，空车返回货架顶部待命。

[0052] 自动化小车的内车在进行存货操作时，可以在前后左右四个方向中的任意存货格内，主动放置货物，然后空车沿Z方向作直线行走运动至货架顶部待命。

[0053] 棋盘格式立体货架底部最下面一层存货格，是底部没有支撑板的漏空结构，当自动化小车的内车载货到达立体仓库货架底部最下面一层存货格，内车卸货机构推动货物进入最下面一层存货格，货物落入传送带，运至自动化立体仓库的出货位置(一般处于货架一端)。

[0054] 自动化立体仓库设有专门的入库位置，通常设置在货架底部最下面一层存货格位置，待存放的货物事先放入存货格，当自动化小车的内车空车到达立体仓库货架底部最下面一层存货格，内车取货机构从存货格内，主动获取货物，并放置在内车上，并沿Z方向作直线行走运动至货架顶部待命。