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Title:
HANGING-TYPE AUTOMATIC ACCESS SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/029202
Kind Code:
A1
Abstract:
A hanging-type automatic access system comprising a storage rack (100), object containers (200) hanged on the storage rack (100), an object placement and retrieval opening (300) provided at one end of the storage rack (100), and a conveyor mechanism (400) used for conveying objects between hanging positions of the object containers (200) and the object placement and retrieval opening (300), also comprising a control system for controlling the operation of the conveyor mechanism (400) and a photoelectric sensor system used for positioning and connected to the control system. The present invention is structurally simple. A container automatic adjustment hanging apparatus allows for automatic adjustment of the centers of gravity of the containers, ensures that the containers can be restored to the correct state via an automatic adjustment mechanism even if the positions are deviated or skewed during placement and retrieval processes, and ensures accurate placement and retrieval during subsequent placement and retrieval of the containers, thus ensuring normal operation of the system.

Inventors:
XIE, Min (1/F W1-B South Block, Hi-Tech Industrial Park Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
Application Number:
CN2013/071103
Publication Date:
February 27, 2014
Filing Date:
January 30, 2013
Export Citation:
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Assignee:
IMAY DESIGN (1/F W1-B South Block, Hi-Tech Industrial Park Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
International Classes:
B65G1/137; B65D25/22
Foreign References:
JP2001301920A
CN100452210C
CN101670933B
CN101894432B
CN201142101Y
CN2858579Y
CN202085996U
CN202743843U
CN102785882A
Attorney, Agent or Firm:
SHENZHEN KINDWALF INTELLECTUAL PROPERTY FIRM (Room 402, Building A Shennan Garden, Shennan West Road, Nansha, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
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Claims:
权利要求书

1. 一种悬挂式自动存取系统,其特征在于:该系统包括存储架( 100 )、 悬挂在该存储架(100)上的物品容器(200)、设置于该存储架(100) 一端的物品取放口 (300) 以及来往于物品容器 (200) 悬挂位置 与物品取放口 (300)之间用于输送物品的输送机构(400), 还包 括控制输送机构(400)运转的控制系统以及连接该控制系统用于 定位的光电传感系统。

2. 根据权利要求 1所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述输 送机构 (400) 包括沿存储架 (100) 长轴方向位移的纵向输送机 构(410)以及沿存储架(100)短轴方向位移的横向输送机构(420), 所述横向输送机构 (420) 连接在纵向输送机构 (410) 上。

3. 根据权利要求 2所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述纵 向输送机构 (410) 包括沿存储架 (100) 长轴方向设置的纵向导 轨 (411) 以及在该导轨 (411) 上运行的第一移动平台 (412)。

4. 根据权利要求 3所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述横 向输送机构 (420) 包括设置在第一移动平台 (412) 上的垂直升 降机构( 422 )以及水平旋转机构( 421 ),设置在水平旋转机构(421) 上的水平伸缩机构 (423) 以及设置在所述水平伸缩机构 (423) 上的容器取放机构 (424)。

5. 根据权利要求 4所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述存 储架 (100) 为多层, 每层存储架 (100) 均设有独立的纵向输送 机构 (410) 以及横向输送机构 (420), 所述输送机构 (400) 还 包括设置于存储架 (100) —端、 用于容器取放机构 (424) 与物 品取放口 (300)之间传送物品的垂直输送机构(430), 该垂直输 送机构 (430) 包括固定在存储架 (100) —端的垂直导轨 (431) 以及沿该垂直导轨 (431) 上下运动的第二移动平台 (432)。

6. 根据权利要求 1至 5中任一项所述悬挂式自动存取系统, 其特征 在于: 所述物品容器(200)包括容器体(210), 该容器体(210) 的上部设有依靠物品和容器重量自动调整其重心的自动调整悬挂 装置(220),所述存储架( 100)上设有与该自动调整悬挂装置(220) 配合吊挂所述容器体 (210) 的吊挂部 (110)。

7. 根据权利要求 6所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述自 动调整悬挂装置(220)为至少一个, 该自动调整悬挂装置(220) 设置于所述容器体 (210) 的顶部。

8. 根据权利要求 7所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述自 动调整悬挂装置(220)包括连接所述容器体(210)的连接部(221) 以及连接该连接部 (221) 的调整部 (222), 所述调整部 (222) 包括分列于所述连接部 (221) 两侧并倾斜的第一表面 (223) 和 第二表面 (224), 该第一表面 (223) 和第二表面 (224) 以物品 容器的纵向轴线相对布置, 所述吊挂部 (110) 呈楔形结构。

9. 根据权利要求 8所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述第 一表面 (223) 与第二表面 (224) 为曲率相同的弧面或为倾斜度 相同的平面, 所述楔形结构的吊挂部(110)两个倾斜的表面与所 述第一表面 (223) 与第二表面 (224) 相吻合。 根据权利要求 6所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述自 动调整悬挂装置(220)为两个, 该两个自动调整悬挂装置(220) 分别设置于所述容器体 (210) 的两侧面的上部。 根据权利要求 10所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述自 动调整悬挂装置(220)包括连接所述容器体(210)的连接部(221) 以及连接该连接部 (221) 的调整部 (222), 该调整部 (222) 的 第一表面 (223) 为倾斜表面。 根据权利要求 11所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述调 整部 (222) 的第一表面 (223) 为弧面或平面。 根据权利要求 6所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述物 品容器( 200 )的上方设有吊装孔( 230 ),所述容器取放机构( 424 ) 为钩状, 插入所述吊装孔 (230) 内吊起所述容器体 (210)。 根据权利要求 6所述悬挂式自动存取系统, 其特征在于: 所述物 品容器 (200) 上的自动调整悬挂装置 (220) 尾端设有限位止档

(226)。

Description:
悬挂式自动存取系统

技术领域 本发明涉及输送设备, 特别涉及物品的自动存取系统。 背景技术 现有技术中有多种存取图书和物品的设备,一 种为传统机械链轮、 链条的传动装置。环形结构的链条上固定安装 了多个相同大小的书盒, 由电机带动链条水平环形运动从而使固定在链 条上的所有书盒同时 运动。当某一选定的图书转到推出机构的位置 , 推出机构就把该书推 出,落到下方的传送带上,落到传送带上的图 书由传送带送到出书口。 因为自助借还书机是一个水平的环形结构,需 要将一层全部的书随着 环形装置转动, 才能让所需要的书转到出书口, 机械运动部分的重负 载造成磨损严重。推出机构以推挤的方式与书 直接接触, 容易导致图 书的损坏。 这种推出机构的尺寸难以把握, 过大有可能卡在边框上, 过小有可能无法推到较薄的书, 导致工作不可靠。 而且, 以上的取书 过程不可以逆向运动, 图书不可以从出口回到书盒里。采用机械臂移 动直接取物的方案, 要求图书的厚度必须相差不多, 否则有可能造成 夹不紧或将书籍夹坏等问题, 机械手在插入容器夹取书籍过程中, 也 非常容易插入书页之中, 造成图书的损坏, 所以, 这种机械手取书的 机构由于机构复杂, 加工、 调试、 运输、 安装的要求高, 无法满足图 书多种尺寸的要求, 可靠性不高。 发明内容 本发明提供的这种悬挂式自动存取系统,采用 简单的输送机构和 精准的定位系统, 物品容器也采用自动调整重心, 容器自动归位的技 术, 解决现有技术中占用空间大以及物品摆放位置 偏移的技术问题。 本发明为解决上述技术问题而提供的这种悬挂 式自动存取系统 包括存储架、悬挂在该存储架上的物品容器、 设置于该存储架一侧的 物品取放口以及来往于物品容器悬挂位置与物 品取放口之间用于输 送物品的输送机构,还包括控制输送机构运转 的控制系统以及连接该 控制系统用于定位的光电传感系统。 本发明的进一步改进在于:所述输送机构包括 沿存储架长轴方向 位移的纵向输送机构以及沿存储架短轴方向位 移的横向输送机构,所 述横向输送机构固定在纵向输送机构上。所述 纵向输送机构包括沿存 储架长轴方向设置的纵向导轨以及在该导轨上 运行的第一移动平台, 所述横向输送机构包括设置在第一移动平台上 的垂直升降机构以及 水平旋转机构,设置在该水平旋转机构上的水 平伸缩机构以及设置在 所述水平伸缩机构上的容器取放机构。 本发明的再进一步改进在于: 所述存储架可以多于一层, 每层存 储架均设有独立的纵向输送机构以及横向输送 机构,所述输送机构还 包括设置于存储架一侧、用于容器取放机构与 物品取放口之间传送物 品的垂直输送机构,该垂直输送机构包括固定 在存储架一端的垂直导 轨以及沿该垂直导轨上下运动的第二移动平台 。 本发明的更进一步改进在于: 所述物品容器包括容器体, 该容器 体的上部设有依靠物品和容器重量自动调整其 重心的自动调整悬挂 装置,所述存储架上设有与该自动调整悬挂装 置配合吊挂所述容器体 的吊挂部。 本发明的更进一步改进在于:所述自动调整悬 挂装置为至少一个, 该自动调整悬挂装置设置于所述容器体的顶部 。所述自动调整悬挂装 置包括连接所述容器体的连接部以及连接该连 接部的调整部,所述调 整部包括分列于所述连接部两侧并倾斜的第一 表面和第二表面,该第 一表面和第二表面以物品容器的纵向轴线相对 布置,所述吊挂部呈楔 形结构。所述第一表面与第二表面为曲率相同 的弧面或为倾斜度相同 的平面,所述楔形结构的吊挂部两个倾斜的表 面与所述第一表面与第 二表面相适应。 本发明的更进一步改进在于: 所述自动调整悬挂装置为两个, 该 两个自动调整悬挂装置分别设置于所述容器体 的两侧面的上部。所述 自动调整悬挂装置包括连接所述容器体的连接 部以及连接该连接部 的调整部, 该调整部的第一表面为倾斜表面, 所述调整部的第一表面 为弧面或平面。 本发明的更进一步改进在于: 所述物品容器的上方设有吊装孔, 所述容器取放机构为钩状, 插入所述吊装孔内吊起所述容器体。 本发明的更进一步改进在于:所述物品容器上 的自动调整悬挂装 置尾端设有限位止档。 本发明的具体技术方案采用模块化设计:包括 设计有多层的水平 输送机构; 一个或多个垂直输送机构; 其中:

水平输送机构: 包括存储架、 多个物品容器、 一个或多个取放装置、 光电传感系统和控制系统。物品容器悬挂在存 储架上, 取放装置的机 械臂可作三维直线定位运动和水平定位转动。 机械臂为使物品容器移 动的功能部件。 每个输送机构有自己的光电传感系统和控制系 统; 垂直输送机构: 包括垂直导轨、 安装在垂直导轨上的可移动平台、 光 电传感系统和控制系统,每个垂直输送机构有 自己的光电传感系统和 控制系统。 各模块的控制系统可与主控计算机通讯, 接收操作指令信息、返回设 备工作状态。 两种模块可以多种方式组合, 以满足不同的功能要求。 一维垂直输送机构:包括竖直导轨和可移动地 安装在所述竖直导轨上 的承载平台,所述竖直导轨配合所述纵向导轨 设置以使所述物品容器 可从所述第一移动平台上移至所述承载平台上 或反向操作,物品的出 入口靠近所述竖直导轨设置。 光电传感系统: 分别耦合到所述三维(加水平旋转)运动装置 和所述 一维垂直输送机构; 控制系统: 耦合到所述光电传感系统。 本发明有益的技术效果是: 按照本发明的输送机构, 物品以规定 的对应关系置于相应物品容器内,各个物品容 器排列在多层存储架的 规定位置上, 多个三维(加水平旋转)运动装置分别与存储 架的各层 对应设置, 一维垂直输送机构配合三维(加水平旋转)运 动装置而设 置, 在控制系统的控制作用下, 通过驱动三维(加水平旋转)运动装 置和一维垂直输送机构配合动作, 可完成对物品容器的存取, 并将其 放至指定出入口,或反向操作将空的物品容器 或装有新补回物品的物 品容器放置回存储架的规定位置上。 一方面, 通过控制三维(加水平旋转)运动装置与一维 垂直输送 机构紧密配合的方式多层可并行操作同时取、 放物品, 大大提高了自 助取放物品的工作效率, 准确性高, 减少了工作时间; 相比于传统的 方案, 本发明的机械操作中不存在物品集体同时移动 , 负荷低, 能耗 低, 噪声低, 且降低了机械强度的要求, 设备不易损坏; 同时, 取物 操作不使用推挤方式取物, 且再加上物品容器的使用, 运动执行机构 不与物品直接接触,被取放的物品在整个操作 中不会受到磨擦与损坏, 大大减低物品损坏的风险; 再者, 通过合适设定物品容器的尺寸, 可 容纳各种物品, 可以避免传统方案采用机械臂直接取物品, 无法满足 物品多种形状、 尺寸要求的弊端。在一个尤为典型的应用中, 悬挂式 自动取存物品的机构所取放的物品为图书, 存储架即为书架, 而物品 容器为装书的物品容器。将该悬挂式自动取存 物品的机构用于取放图 书, 有效克服了现有图书馆自助借还书机的不足。 物品容器的自动调 整悬挂装置能够自动调节容器的重心, 即使在取放过程中, 位置有所 偏差或歪斜, 通过自动调节机构, 能够保证容器恢复正确的状态, 在 下次取放容器时, 保证取放准确, 从而保证系统的正常运行。 附图说明

图 1为本发明悬挂式单层自动取存系统的结构示 图。

图 2为本发明悬挂式多层自动取存系统的结构示 图。

图 3为本发明悬挂式自动取存系统中横向输送机 的示意图。

图 4为本发明悬挂式自动取存系统中容器悬挂的 意图。

图 5为本发明悬挂式自动取存系统中垂直输送机 示意图。

图 6为本发明物品容器在存储架上悬挂储放的立 示意图。

图 7是本发明所述物品容器的立体示意图。

图 8是本发明所述自动调整悬挂装置安装在容器 面的剖视示意图。 图 9是本发明所述自动调整悬挂装置安装在容器 面的剖视示意图。 具体实施方式 结合附图 1至附图 9说明本发明的具体实施例。 由图 1至图 5中可知,这种悬挂式自动存取系统包括存储 100、 悬挂在该存储架 100上的物品容器 200、 设置于该存储架 100—端的 物品取放口 300以及来往于物品容器 200悬挂位置与物品取放口 300 之间用于输送物品的输送机构 400, 还包括控制输送机构 400运转的 控制系统以及连接该控制系统用于定位的光电 传感系统。所述输送机 构 400包括沿存储架 100长轴方向位移的纵向输送机构 410以及沿存 储架 100短轴方向位移的横向输送机构 420, 所述横向输送机构 420 设置在纵向输送机构 410上。 所述纵向输送机构 410包括沿存储架 100长轴方向设置的纵向导轨 411以及在该导轨 411上运行的第一移 动平台 412。 所述横向输送机构 420包括固定在第一移动平台 412上 的垂直升降机构 422以及水平旋转机构 421, 设置在该水平旋转机构 421上的水平伸缩机构 423以及设置在所述水平伸缩机构 423上的容 器取放机构 424。 优选实施例:所述控制系统依据规定位置而布 置的光电传感系统 控制输送机构的动作, 所述纵向导轨为滑轨, 所述第一移动平台为可 移动地安装在所述纵向导轨上的滑动平台,垂 直升降机构直接安装在 所述第一移动平台的基座上,所述水平伸缩机 构安装在所述水平旋转 机构上, 所述容器取放机构固定在所述水平伸缩机构上 。所述存储架 具有并列的两排架体,所述纵向导轨平行地设 置于所述两排架体之间, 所述垂直升降机构上下运动导致水平伸缩机构 上下运动,所述水平旋 转机构驱使水平伸缩机构水平转动,使所述容 器取放机构对准要取放 物品容器的位置。所述存储架 100可以多于一层, 每层存储架 100均 设有独立的纵向输送机构 410以及横向输送机构 420, 所述输送机构 400还包括设置于存储架 100—侧、 用于取放机构 423与物品取放口 300之间传送物品的垂直输送机构 430, 该垂直输送机构 430包括垂 直导轨 431以及沿该垂直导轨 431上下运动的第二移动平台 432。 所述物品容器的顶部设置有悬挂部,所述悬挂 部的下方设有开口, 所述容器取放机构为位于所述水平伸缩机构上 的可插入所述开口的 细长构件 424。 本发明以用于图书的取存为例进行说明,这些 实施例是为更好地 阐释和理解本发明的, 是非限制性的, 悬挂式自动取存物品的机构可 以用于各种物品的自动取存。 请参考图 1至图 6, 自动取存物品机构包括纵向输送机构 410、 垂直输送机构 430、存储架 100、悬挂在存储架 100上的物品(存书) 容器 200、 可作三维直线运动和水平旋转运动的横向输送 机构 420以 及控制系统。控制系统包括专用控制器和与专 用控制器相耦合、对应 于各存书容器的规定位置而设置的光电传感系 统。 垂直输送机构 430 包括垂直导轨 431、 沿垂直导轨上下运动的第二移动平台 432, 控制 系统中包括专用于控制垂直输送机构 430动作的控制器,光电传感系 统对应于各存书容器的规定位置而设置。纵向 输送机构 410包括纵向 导轨, 第一移动平台安装在纵向导轨上, 可沿图示的水平方向来回运 动。横向输送机构 420有使容器取放机构上下运动的机构(垂直升 降 机构)、 使容器取放机构水平转动的机构 (水平转动机构) 以及使容 器取放机构可水平伸缩的机构 (水平伸缩机构), 容器取放机构直接 存取存书容器 (物品容器)。 存储架为并列的两排架体, 纵向导轨平 行地设置于两排架体之间, 同时, 第一移动平台装有使容器取放机构 运动的电机及传动机构使容器取放机构可分别 对存储架的两排架体 上的物品容器进行操作。 更优选地, 物品容器的顶部设置有悬挂部, 悬挂部的下方设有开口,容器取放机构为位于 水平伸缩机构顶端的可 插入悬挂部开口的细长构件 424。 在优选的实施例中,一维垂直输送机构 430包括竖直导轨 431和 安装在竖直导轨上的可移动地承载平台 432, 竖直导轨配合纵向导轨 设置以使物品容器可从第一移动平台上移至承 载平台上或反向操作, 出书口靠近竖直导轨设置。 工作时, 由专用控制器配合光电传感系统的定位作用, 控制第一 移动平台沿纵向导轨滑动, 使其移动到一个指定的物品容器前。第一 移动平台的水平伸缩机构在低位伸出,插入物 品容器的悬挂部开口内, 第一移动平台的垂直升降机构上升将物品容器 挑起, 然后, 水平伸缩 机构缩回,第一移动平台沿纵向导轨移动到一 维垂直输送机构 430的 承载平台前, 水平旋转机构 421旋转 90度, 物品容器的悬挂方向也 随之旋转 90度, 水平伸缩机构伸出, 使物品容器前行到一维垂直输 送机构的承载平台 432上方, 然后垂直升降机构下降, 将物品容器放 在承载平台上, 水平伸缩机构缩回, 承载平台可沿竖直导轨移动到出 书口前。 将书取走后, 空的物品容器按以上操作逆向返回到书架上。 采用该输送机构具有显著的优点。一方面, 通过控制三维(加水 平旋转)运动装置和一维垂直输送机构紧密配 合的方式取书送书, 大 大提高了自助借书的工作效率,取书准确性高 ,减少了工作时间;又, 相比于传统的方案, 其机械操作中不会有整层图书的集体同时移动 , 负荷低,能耗低,噪声低,且降低了机械强度 的要求,设备不易损坏; 同时, 由于使用移动物品容器方式进行借书操作,, 操作机构不与图 书直接接触, 可以让图书在整个操作中不会受到磨擦与损坏 , 大大减 低图书损坏的风险; 再者, 通过合适设定物品容器的尺寸, 可容纳不 同厚薄的图书, 可以避免传统方案采用机械臂直接取书, 无法满足图 书厚度变化要求的弊端。 由图 6至图 9中可知, 所述物品容器 200包括容器体 210, 该容 器体 210 的上部设有依靠物品和容器重量自动调整其重 心的自动调 整悬挂装置 220, 所述存储架 100上设有与该自动调整悬挂装置 220 配合吊挂所述容器体 210的吊挂部 110。 本发明中利用自动调整悬挂 装置 220调整容器的重心, 物品容器采用悬挂方式放置在存储架 100 上, 利用物品以及容器的重量自动调整重心, 并自动对准左右位置, 保证每次取放准确。所述自动调整悬挂装置 220可以设计为一个, 将 该自动调整悬挂装置 220设置于所述容器体 210的顶部。或者所述自 动调整悬挂装置 220设计为两个,该两个自动调整悬挂装置 220设置 于所述容器体 210的顶部或容器体 210的两侧面的上部。 所述自动调整悬挂装置 220包括连接所述容器体 210 的连接部 221以及连接该连接部 221的调整部 222, 所述调整部 222包括分列 于所述连接部 221两侧并倾斜的第一表面 223和第二表面 224, 该第 一表面 223和第二表面 224对称布置, 所述吊挂部 110呈楔形结构。 本实施例中可以采用双面倾斜的方式,这种方 式只能应用在单或两个 自动调整悬挂装置安装在容器顶面上的情况, 对于安装在侧面的情况 没有实际意义, 这种双面倾斜的方式更加有利于调整位置, 对位也更 加准确。 所述第一表面 223与第二表面 224为曲率相同的弧面或为倾斜度 相同的平面,所述楔形结构的吊挂部 110两个倾斜的表面与所述第一 表面 223与第二表面 224相适应。 所述自动调整悬挂装置 220 为两个, 该两个自动调整悬挂装置 220分别设置于所述容器体 210的两侧面的上部。 所述自动调整悬挂装置 220包括连接所述容器体 210 的连接部 221以及连接该连接部 221的调整部 222, 该调整部 222的第一表面 223为倾斜表面。 本发明的自动调整功能是通过倾斜的第一表面 223 与存储架吊架上的倾斜表面相配合实现的,当 机械手将容器送入存储 架上时, 有可能因为重量不平衡的原因造成送入时有所 歪斜, 此时, 在物品和容器重量的作用下, 第一表面 223就会在该重力作用下, 在 存储架上的倾斜面上滑动, 直至重心保证垂直为止, 如此, 就可以保 证每次放置容器的左右位置保持一致, 方便下次取放作业。 所述物品容器 220的上部设有吊装孔 230, 上述吊装孔 230可以 设计在容器体 210的上方部位 (如 7所示), 也可以设计在自动调整 悬挂装置 220的中空部位上 (如 8所示), 所述容器取放机构 424为 钩状, 插入所述吊装孔 230内吊起所述容器体 210。 为取放时保证顺 利插入存储架上,在自动调整悬挂装置的端头 采用倒角 225的方式处 理, 为防止容器体 210过度插入, 自动调整悬挂装置的尾端设有限位 止档 226。 保证每次插入放置使容器的前后位置保持一致 。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发 明所作的进一步详细说 明, 不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明 。对于本发明所属 技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可 以做出若干简单推演或替换, 都应当视为属于本发明的保护范围。