堆垛机

摘要

一种设置在双排立体货架之间且可将其一侧的立体货架上的载货托盘转送至其另一侧的立体货架上的堆垛机。该堆垛机的小车的上表面为可使载货托盘由载货平台的一侧移动到另一侧的中转交换平台，在中转交换平台与挂钩推拉机构之间设有托盘换位机构，托盘换位机构可将来自于该堆垛机一侧的立体货架上任一仓储位的载货托盘通过该载货平台的上升移送到该堆垛机另一侧的立体货架上任一仓储位。该结构可使一台堆垛机同时为多列立体货架服务，其可使该堆垛机在多列立体货架之间的巷道中往复穿梭，在两列立体货架之间完成自动存取载货托盘与中转的工作。该结构简单紧凑、堆垛机利用率高、整体稳定性强、安全性高，安装维护容易。

权利要求

1.一种堆垛机，包括小车(81)、安装在小车(81)上的至少两根立柱(1)、介于两根立柱(1)之间且可沿立柱(1)上下移动的载货平台(3)、固定安装在该载货平台(3)上的用于承托载货托盘(5)并为该载货托盘(5)提供水平移动路径的两个支撑导轨(4)和可随载货平台(3)同步升降且可驱使载货托盘(5)在支撑导轨(4)上直线滚动的挂钩推拉机构，其特征在于：所述小车(81)的上表面为可使载货托盘(5)由所述载货平台(3)的一侧移动到另一侧的中转交换平台(2)，在中转交换平台(2)与所述挂钩推拉机构之间设有托盘换位机构，在中转交换平台(2)上，该托盘换位机构可将来自于该堆垛机(8)一侧的立体货架(9)上任一仓储位的载货托盘(5)通过该载货平台(3)的上升移送到该堆垛机(8)另一侧的立体货架(9)上任一仓储位；

所述托盘换位机构由至少两个撑盘柱(21)、钩挂关联组件、钩挂件导向轨(7)和钩挂件驱动机构构成，其中，

所述撑盘柱(21)，竖向设置，其下端固接在小车(81)上，其上端在载货平台(3)降落至所述中转交换平台(2)上时可穿过该载货平台(3)抵触至设置于所述载货托盘(5)的横梁(52)底面上的对位区并将该载货托盘(5)推高脱离与所述支撑导轨(4)的接触；

所述钩挂关联组件，由钩挂件(6)、设置在载货托盘(5)两个长边框(53)侧面上的楔扣部(54)和设置在载货托盘(5)四个边角上的滚动轴承(55)组成，钩挂件(6)为长条状的边框(53)结构，边框(53)的两侧面为侧板(62)，侧板(62)外表面上设有多个滚动轮，侧板(62)的前后两端部设楔勾部(63)，该楔勾部(63)可由下向上插入对应的楔扣部(54)中，所述滚动轴承(55)可在所述支撑导轨(4)上滚动；

所述钩挂件导向轨(7)，为两条与支撑导轨(4)平行的轨道，所述钩挂件(6)侧板(62)上的滚轮(64)依托或夹持在对应的轨道上，在钩挂件驱动机构的驱动下，该钩挂件(6)可沿该钩挂件导向轨(7)往复移动；

所述钩挂件驱动机构，包括推拉电机(84)和链条传动机构(85)，推拉电机(84)驱动链条传动机构(85)，链条传动机构(85)带动钩挂件(6)移动。

2.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：所述撑盘柱(21)为四根，每根撑盘柱(21)的断面形状为正方形、椭圆形或长方形；或者所述撑盘柱(21)为两根，每根撑盘柱(21)的断面形状为长方形，该长方形的长边与所述支撑导轨(4)平行且其长度与载货托盘(5)短边长度基本一致。

3.根据权利要求2所述的堆垛机，其特征在于：所述钩挂件(6)由两根相互平行的矩形管(61)和两片相互平行的所述侧板(62)构成，侧板(62)的板面与矩形管(61)相垂直，侧板(62)固接在矩形管(61)的端面上，在侧板(62)的外表面上设有四个所述滚轮(64)，四个滚轮(64)围合的形状为矩形，所述楔勾部(63)设置在侧板(62)前后两侧面的上部。

4.根据权利要求3所述的堆垛机，其特征在于：所述钩挂件导向轨(7)由断面形状为矩形的轨架(71)和设置在轨架(71)内侧面上的外凸导轨(72)构成，轨架(71)的上表面为利于载货托盘(5)移动的光滑表面，四个所述滚轮(64)夹持在该外凸导轨(72)的上下表面上。

5.根据权利要求4所述的堆垛机，其特征在于：在所述轨架(71)的外侧面设有利于载货托盘(5)移动的无动力链条环线(73)。

6.根据权利要求5所述的堆垛机，其特征在于：所述楔扣部(54)为设置于载货托盘(5)长边框(53)梁上的向内凹入的凹腔。

7.根据权利要求5所述的堆垛机，其特征在于：在所述载货托盘(5)外侧的横梁(52)的底面上介于两个滚动轴承(55)之间设有防止该载货托盘(5)分别在立体货架(9)的仓储位、支撑导轨(4)上自由滑动的防滑垫块。

8.根据权利要求5‑7中任一项所述的堆垛机，其特征在于：所述小车(81)安装在可使该小车(81)沿立体货架(9)长边方向水平移动的地轨平台上。

说明书

堆垛机

技术领域

[0001] 本发明涉及物流仓储领域，具体涉及一种双向堆垛机的交换机构。

背景技术

[0002] 本申请人于2016年7月26日向国家知识产权局提交的发明专利申请(发明名称为：一种自动化立体仓储设备，公开号为CN106081453A，申请号为201610592537.X)公开了一种
堆垛机，其由可水平移动的小车、安装在小车上的立柱、可沿立柱上下移动的提升机构和设
置在提升机构上的托盘组成，用于进一步加工的钣金料放置在托盘上。该堆垛机将托盘自
动运送到立体仓库上或者将立体仓库上的托盘取走，其为企业解决了原材料仓储及自动发
料问题，并与用户现有的数控冲床对接组成一条自动化生产线。虽然，该堆垛机在物料自动
存储和企业管理方面具有若干优点，如可有效降低立体货架各仓储位的层高，提高该立体
货架的空间利用率，但其仍存在如下不足：该堆垛机只能为单侧设置的立体货架使用，相对
而言，该堆垛机的利用率没有得到充分提高。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种设置在双排立体货架之间且可将其一侧的立体货架上的载货托盘转送至其另一侧的立体货架上的堆垛机。

[0004] 为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

[0005] 本发明的堆垛机，包括小车、安装在小车上的至少两根立柱、介于两根立柱之间且可沿立柱上下移动的载货平台、固定安装在该载货平台上的用于承托载货托盘并为该载货
托盘提供水平移动路径的两个支撑导轨和可随载货平台同步升降且可驱使载货托盘在支
撑导轨上直线滚动的挂钩推拉机构，其特征在于：所述小车的上表面为可使载货托盘由所
述载货平台的一侧移动到另一侧的中转交换平台，在中转交换平台与所述挂钩推拉机构之
间设有托盘换位机构，在中转交换平台，该托盘换位机构可将来自于该堆垛机一侧的立体
货架上任一仓储位的载货托盘通过该载货平台的上升移送到该堆垛机另一侧的立体货架
上任一仓储位。

[0006] 所述托盘换位机构由至少两个撑盘柱、钩挂关联组件、钩挂件导向轨和钩挂件驱动机构构成，其中，

[0007] 所述撑盘柱，竖向设置，其下端固接在小车上，其上端在载货平台降落至所述中转交换平台上时可穿过该载货平台抵触至设置于所述载货托盘的横梁底面上的对位区并将
该载货托盘推高脱离与所述支撑导轨的接触；

[0008] 所述钩挂关联组件，由钩挂件、设置在载货托盘两个长边框侧面上的楔扣部和设置在载货托盘四个边角上的滚动轴承组成，钩挂件为长条状的边框结构，边框的两侧面为
侧板，侧板外表面上设有多个滚动轮，侧板的前后两端部设楔勾部，该楔勾部可由下向上插
入对应的楔扣部中，所述滚动轴承可在所述支撑导轨上滚动；

[0009] 所述钩挂件导向轨，为两条与支撑导轨平行的轨道，所述钩挂件侧板上的滚轮依托或夹持在对应的轨道上，在钩挂件驱动机构的驱动下，该钩挂件可沿该钩挂件导向轨往
复移动；

[0010] 所述钩挂件驱动机构，包括推拉电机和链条传动机构，推拉电机驱动链条传动机构，链条传动机构带动钩挂件移动。

[0011] 所述撑盘柱为四根，每根撑盘柱的断面形状为正方形、椭圆形或长方形；或者所述撑盘柱为两根，每根撑盘柱的断面形状为长方形，该长方形的长边与所述支撑导轨平行且
其长度与载货托盘短边长度基本一致。

[0012] 所述钩挂件由两根相互平行的矩形管和两片相互平行的所述侧板构成，侧板的板面与矩形管相垂直，侧板固接在矩形管的端面上，在侧板的外表面上设有四个所述滚轮，四
个滚轮围合的形状为矩形，所述楔勾部设置在侧板前后两侧面的上部。

[0013] 所述钩挂件导向轨由断面形状为矩形的轨架和设置在轨架内侧面上的外凸导轨构成，轨架的上表面为利于载货托盘移动的光滑表面，四个所述滚轮夹持在该外凸导轨的
上下表面上。

[0014] 在所述轨架的外侧面设有利于载货托盘移动的无动力链条环线。

[0015] 所述楔扣部为设置于载货托盘长边框梁上的向内凹入的凹腔。

[0016] 在所述载货托盘外侧的横梁的底面上介于两个滚动轴承之间设有防止该载货托盘分别在立体货架的仓储位、支撑导轨上自由滑动的防滑垫块。

[0017] 其特征在于：所述小车安装在可使该小车沿立体货架长边方向水平移动的地轨平台上。

[0018] 本发明在现有技术的堆垛机上增设一个中转交换平台，通过托盘换位机构可将处于载货平台上的载货托盘在该载货平台的一侧和另一侧之间按需互换位置。该结构可使一
台堆垛机同时为多列立体货架服务，其可使该堆垛机在多列立体货架之间的巷道中往复穿
梭，在两列立体货架之间完成自动存取载货托盘与中转的工作。即依据需要，该堆垛机可将
设置于其一侧的立体货架上的任一仓储位内的载货托盘通过所述的中转交换平台移送至
设置于该堆垛机另一侧(与所述一侧的立体货架相对的另一侧)的立体货架上的任一仓储
位内。该结构简单紧凑、堆垛机利用率高、整体稳定性强、安全性高，安装维护容易。

附图说明

[0019] 图1为本发明的堆垛机应用于双列立体货架的示意图。

[0020] 图2为本发明的堆垛机的示意图。

[0021] 图3为图2中载货托盘的示意图。

[0022] 图4为图2中的中转交换平台的示意图。

[0023] 图5为托盘换位机构中的撑盘柱的示意图。

[0024] 图6为托盘换位机构中的钩挂关联组件的示意图。

[0025] 图7为托盘换位机构中的钩挂件导向轨的示意图。

[0026] 图8为托盘换位机构中的钩挂件驱动机构的示意图。

[0027] 附图标记如下：

[0028] 立柱1、中转交换平台2、撑盘柱21、载货平台3、支撑导轨4、平直滑动面41、载货托盘5、纵梁51、横梁52、边框53、楔扣部54、滚动轴承55、钩挂件6、矩形管61、侧板62、楔勾部
63、滚轮64、钩挂件导向轨7、轨架71、外凸导轨72、无动力链条环线73、堆垛机8、小车81、提
升电机82、走行电机83、推拉电机84、链条传动机构85、立体货架9。
具体实施方式：

[0029] 本发明的堆垛机8是一种可使载货托盘5在载货平台3上双向交换位置的堆垛机8，将其应用于双列立体货架9之间时(参见图1所示)，在堆垛机8的载货平台3不调转方向的情
况下，其不仅可将两列中任一立体货架9上的任一仓储位内的载货托盘5运送至该列立体货
架9上其它的任一仓储位内，而且还可将两列中某列立体货架9上的任一仓储位内的载货托
盘5移送到另一列立体货架9上的任一仓储位内。

[0030] 当在该堆垛机8的底部设置地轨平台时，其可应用于两排立体货架9之间，即该堆垛机8在两排立体货架9之间构成的狭窄移动通道中，不仅可以上下移动，还可沿立体货架9
的长边方向往复移动。

[0031] 以下以应用于双排立体货架9之间的堆垛机8为例对本发明进行详细说明。

[0032] 如图1－8所示，本发明的堆垛机8由小车81、至少两根立柱1、中转交换平台2、载货平台3、支撑导轨4、载货托盘5、挂钩推拉机构、托盘换位机构、提升电机82、走行电机83、推
拉电机84和电控系统组成。

[0033] 1、小车81

[0034] 如图1、2所示，由两条平行设置的天地轨构成，天地轨通过摩擦行走轮、侧向导向轮与相关紧固件构成的小车81定位结构安装在地轨平台上，地轨平台设置于两排立体货架
9之间形成的狭窄通道内，在小车81的边侧设有走行电机83，启动该走行电机83，小车81可
在狭窄通道内沿地轨平台水平移动。

[0035] 2、立柱1

[0036] 如图2、4、5所示，本发明选择两根立柱1，两根立柱1由方管焊接而成，其分别固接在小车81的两侧，在一个立柱1的旁侧设有提升电机82，提升电机82与载货平台3通过链条
组成一个环形的链条传动机构，通过启动提升电机82可使载货平台3沿立柱1上下移动。

[0037] 3、中转交换平台2

[0038] 如图4、5所示，为小车81的上表面，即两根立柱1基部之间的平台。当需要将载货平台3上的载货托盘5由该载货平台3的一侧移动至另一侧时，要将载货平台3下降到小车81的
上表面，即该中转交换平台2上才可完成。

[0039] 4、载货平台3

[0040] 如图2、4、5所示，由钢结构框架和垂直导向轮系统组成，其介于两根立柱1之间，其通过链条传动机构与提升电机82相连，启动所述的提升电机82，可使该平台沿立柱1上下移
动。

[0041] 5、支撑导轨4

[0042] 如图7、8所示，为两个长条状的直角角钢，其分别安装在载货平台3的两侧，两个支撑导轨4之间的距离略大于载货托盘5的纵向长度(两根立柱1之间为纵向，垂直两根立柱1
所在平面为横向，下同)，支撑导轨4的横向长度略大于载货托盘5的横向长度与两个钩挂件
6的横向长度之和。

[0043] 在载货平台3上升时，所述载货托盘5的两个短边侧依托在支撑导轨4的平直滑动面41上。

[0044] 6、载货托盘5

[0045] 如图3、6所示，其作用是承载待加工的物料并携该物料移动到立体货架9上指定的仓储位内。

[0046] 载货托盘5由纵梁51、横梁52和边框53固接构成的矩形框架结构，边框53由两个短边框53和两个长边框53构成，两个短边框53如前所述可分别依托在对应的支撑导轨4上，两
个长边框53分前侧边和后侧边(以图2方向为参考，接近观图者方向为前，远离观图者方向
为后，下同)。

[0047] 在两个短边框53的两端侧面均设有滚动轴承55，该滚动轴承55的轴线与对应短边框53相垂直，当将该载货托盘5的前侧边提起使该载货托盘5呈前高后低的倾斜状态时，设
置于后侧边两个短边框53上的滚动轴承55触及支撑导轨4的平直滑动面41并可沿该平直滑
动面41滚动。同样，将载货托盘5的后侧边提起，设置于前侧边两个短边框53上的滚动轴承
55也可沿所述平直滑动面41滚动。

[0048] 在两个短边框53的底面设有厚度略大于滚动轴承55直径的防滑垫块(图中未示出)，防滑垫块位于对应短边框53上的两个滚动轴承55之间，其作用是将该载货托盘5送入
立体货架9的仓储位内时，该载货托盘5在仓储位内的滑轨上不能自由滑动，即是说，此时，
载货托盘5上的滚动轴承55为悬空状态。当将载货托盘5前侧边或后侧边提起呈倾斜状态
时，滚动轴承55才会与所述滑轨相接。

[0049] 为了方便将载货托盘5的前侧边或后侧边提起，在前侧边和后侧边的侧面设有至少两个楔扣部54，该楔扣部54为向长边框53内凹入的凹腔，该凹腔可以是在长边框53上开
凿的凹腔，也可以是先在长边框53上开设一个内凹的缺口，之后，在该缺口的侧面开口上固
接一片金属板构成。

[0050] 将楔扣部54设置成上述结构的目的是在设置于钩挂件6上的楔勾部63由下向上插入该楔扣部54内时，可使挂钩推拉机构实现对该载货托盘5外推或内拉的操作。

[0051] 7、挂钩推拉机构

[0052] 如图6、7、8所示，其安装在载货平台3上并随载货平台3同步升降。挂钩推拉机构由多个部件和部分部件上的某些具体结构组合构成的一个机构。其作用是驱使载货托盘5在
支撑导轨4上直线滚动并将该载货托盘5移送到立体货架9上，或者将立体货架9上的载货托
盘5拉到载货平台3上。

[0053] 多个部件和某些具体结构主要体现在所述的托盘换位机构中。

[0054] 8、托盘换位机构

[0055] 如图6、7、8所示，所述托盘换位机构由至少两个撑盘柱21、钩挂关联组件、钩挂件导向轨7和钩挂件6驱动机构构成。

[0056] 1)撑盘柱21

[0057] 由强度较高的刚性材料制作。其竖向设置在所述中转交换平台2上，其下端固接在小车81上，其上端向上延伸，并且在载货平台3降落至所述中转交换平台2上时，其上端可穿
过该载货平台3抵触至载货托盘5的横梁52底表面并将载货托盘5撑起，使载货托盘5脱离与
支撑导轨4平直滑动面41的接触，被托起后的载货托盘5的底面与支撑导轨4的平直滑动面
41之间的垂直距离在55mm‑70mm。

[0058] 所述撑盘柱21可以为四根，每根撑盘柱21的断面形状为正方形、椭圆形或长方形。

[0059] 本发明选择两根撑盘柱21，每根撑盘柱21的断面形状为长方形，该长方形的长边与所述支撑导轨4平行且其长度与载货托盘5短边长度基本一致。

[0060] 2)钩挂关联组件

[0061] 由钩挂件6、设置在载货托盘5上的所述楔扣部54和设置在载货托盘5上的所述滚动轴承55组成。

[0062] 所述钩挂件6由两根相互平行的矩形管61和两片相互平行的侧板62构成，侧板62的板面与矩形管61相垂直，两个侧板62分别固接在矩形管61的两个端面上。

[0063] 每个侧板62的形状为异形钢板，在侧板62的顶边靠近前侧和后侧的位置各开设有一个呈“V”形的缺口，该侧板62上，前缺口至前侧之间形成的楔形板和后缺口至后侧之间形
成的楔形板即为所述的楔勾部63，该楔勾部63在垂直方向上设置的位置与设置在载货托盘
5上的楔扣部54相对应。即当载货平台3携钩挂件6由中转交换平台2缓慢上升并在载货托盘
5落在支撑导轨4上时，该钩挂件6上的楔勾部63插入对应的楔扣部54内并将载货托盘5的前
侧边或后侧边抬起，使载货托盘5呈倾斜状态。此时，载货托盘5的倾斜角度在1‑2度。

[0064] 在每个侧板62的外表面上设有四个滚轮64，四个滚轮64围合的形状为矩形，即每个滚轮64所在位置为该矩形的一个边角。

[0065] 3)钩挂件导向轨7

[0066] 钩挂件导向轨7为两条，分别设置于两条支撑导轨4的内侧(指向两立柱1间中心为内，背向两立柱1间中心为外，下同)并且与支撑导轨4平行。所述钩挂件导向轨7由断面形状
为矩形的轨架71和设置在轨架71内侧面上的外凸导轨72构成，轨架71可为矩形管，外凸导
轨72沿该轨架71长边方向延伸。

[0067] 轨架71的上表面为光滑表面，该光滑表面的高度与支撑导轨4的平直滑动面41齐平。所述载货托盘5可在该光滑表面上移动，钩挂件6上的四个所述滚轮64夹持在该外凸导
轨72的上下表面上，钩挂件6上的楔勾部63高出该光滑表面距离略小于载货托盘5落在撑盘
柱21上时该载货托盘5的底面与支撑导轨4的平直滑动面41之间的垂直距离。将钩挂件6的
楔勾部63的高度设置为高于光滑表面上结构，可使载货平台3由中转交换平台2上升过程
中，使楔勾部63先插入设置于载货托盘5上的楔扣部54，随着载货平台3的继续上升，钩挂件
6上的楔勾部63与载货托盘5上的楔扣部54勾合在一起的一侧被抬起，而另一侧的载货托盘
5随着载货平台3的继续上升而落入支撑导轨4的平直滑动面41上，此时，载货托盘5呈由前
至后或者由后至前的倾斜状态，而载货托盘5上未被抬起的的一侧则由设置于该侧的所述
滚动轴承55支撑在所述平直滑动面41上，若此时，给载货托盘5一个由前至后或由后至前的
作用力，该载货托盘5则会在所述支撑导轨4上的平直滑动面41上滚动。

[0068] 为了有利于载货托盘5由载货平台3向立体货架9平稳过渡，在所述轨架71两端的外侧面上设有可托举载货托盘5移动的无动力链条环线73。

[0069] 4)钩挂件6驱动机构

[0070] 钩挂件6驱动机构包括推拉电机84和链条传动机构85。

[0071] 在所述钩挂件6的矩形管61上设有链条固接位，所述推拉电机84驱动链条传动机构85，链条传动机构85带动钩挂件6移动。

[0072] 链条传动机构85与钩挂件6之间采用开放式的链条连接结构，推拉电机84通过正向或反向旋转使钩挂件6在载货平台3的前侧与后侧之间往复移动。即随着钩挂件6的移动，
载货托盘5也跟着其做同向移动。

[0073] 9、电控系统

[0074] 由主控电路、若干个可采集载货平台3升降的位置信息、载货平台3上有无载货托盘5及载货托盘5移动位置信息、钩挂件6上的楔勾部63与载货托盘5上的楔扣部54勾合状态
以及钩挂件6由载货平台3一侧移动至另一侧的位置信息和相关电机转动信息的传感器系
统。

[0075] 10、载货托盘5换位动作

[0076] 1)通过提升电机82将载货平台3停留在一侧立体货架9的目标仓储位旁边，此时，钩挂件6一侧的楔勾部63勾挂在该目标仓储位内的载货托盘5一侧的楔扣部54中，启动推拉
电机84将该载货托盘5拉入载货平台3内；

[0077] 2)载货平台3下降，当载货托盘5落在中转交换平台2上的撑盘柱21上时，载货托盘5停止降落；

[0078] 3)而载货平台3因下降未到位继续下降直到降到中转交换平台2；

[0079] 4)此时，在钩挂件导向轨7的轨架71的光滑表面与载货托盘5的下表面之间形成一个可允许钩挂件6由载货平台3一侧移动至另一侧的高度空间；

[0080] 5)启动推拉电机84，使钩挂件6由原先所处的一侧移动至载货平台3的另一侧；

[0081] 6)启动提升电机82使载货平台3上升，随着载货平台3的上升，钩挂件6上另一侧的楔勾部63与载货托盘5上另一侧的楔扣部54勾合在一起并将该侧的载货托盘5抬起；

[0082] 7)启动提升电机82，使载货平台3上升至另一侧立体货架9的目标仓储位旁边；

[0083] 8)启动推拉电机84，使钩挂件6推动该载货托盘5移动至另一立体货架9的目标仓储位内；

[0084] 9)启动提升电机82，使载货平台3下降，从而使钩挂件6上的楔勾部63脱离与楔扣部54的脱离，至此完成载货托盘5的换位。