一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置及使用方法

技术领域

本发明涉及自动化码放技术领域，具体为一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置及使用方法。

背景技术

在工业生产中，仓库仓储是必不可少的一个环节，在有限的立体式仓库中最大化利用仓库空间是提升效益的一大要素，同时自动化的码放装置也为仓储系统提供了极大的便利。

但在现有的工业生产中，对于货物的仓储工作缺少自动化、智能化的码放装置，不能实现自动化识别货物详细信息和根据货物情况进行针对性的分类码放方案制定，导致人工码放节奏慢费时费力，且不能合理利用仓储空间，导致仓库效率低、出货困难和不能根据货物信息准确定位码放位置实现快速出货。

1、专利文件CN106276293B公开了一种瓷砖叠放码垛装置，上述专利实现了能够适应大小不同的瓷砖的叠放并码垛，但上述专利不能实现对货物信息的自动识别和根据识别信息进行货物分类的功能。

2、专利文件CN107402390B公开了一种测距装置和码放设备，上述专利实现了简化结构的同时降低成本，且通过伸缩组件实现整个装置的可伸缩性，可应用于凹凸表面，适应性强，且可根据实际工作状况调整其伸缩距离，从而方便使用，但上述专利不能实现根据货物重量进行自动码放的功能。

3、专利文件CN115140536B公开了一种纸筒芯码放装置，上述专利实现了通过设置的翻口装置将可能出现的压塌或是卷边的纸筒芯口部再次翻起，使有缺陷的纸筒芯的口部不用切除，减少浪费，但上述专利不能实现对货物与码放信息的捆绑存储与检索功能。

4、专利文件CN113734559B公开了一种汽车连杆码放装置，上述专利实现了可回收汽车连杆上滴落的冷却液或防锈油，但上述专利不能实现智能化检索出货和输出报告的功能。

综上所述，上述专利不能实现对货物信息的自动识别和根据识别信息进行货物分类、根据货物重量进行自动码放、对货物与码放信息的捆绑存储与检索和智能化检索出货和输出报告的功能，导致人工识别分类货物效率低下、码放杂乱无章不便出货查找、无法将存储信息与货物分类信息进行对应捆绑存储、不能进行智能检索出货、输出货物存取报告对货物进行安全管控的问题；

为此，本申请提出了一种能实现对货物信息的自动识别和根据识别信息进行货物分类、根据货物重量进行自动码放、对货物与码放信息的捆绑存储与检索和智能化检索出货和输出报告的功能的基于立体式仓储仓库的自动化码放装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置及使用方法，以解决上述背景技术中提出的不能实现对货物信息的自动识别和根据识别信息进行货物分类、根据货物重量进行自动码放、对货物与码放信息的捆绑存储与检索和智能化检索出货和输出报告的功能，导致人工识别分类货物效率低下、码放杂乱无章不便出货查找、无法将存储信息与货物分类信息进行对应捆绑存储、不能进行智能检索出货、输出货物存取报告对货物进行安全管控技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，包括信息识别模块、自动化码放模块、数据管理模块和智能出货模块，所述信息识别模块用于对仓库来料货物进行信息识别实现分类存放，所述信息识别模块包括：标签扫描单元、信息录入单元和分类接收单元；

标签扫描单元由二维码扫描枪和数据传输总线组成，二维码扫描枪扫描货物包装上的二维码标签将货物名称、货物重量、体积大小信息识别通过数据传输总线传输到信息录入单元，信息录入单元将货物信息整理按照重量和体积大小对货物种类进行分类，分类接收单元将分类信息存储在内置记忆芯片中并通过信号编码器传输至自动化码放模块。

优选的，所述自动化码放模块用于按照货物分类对货物进行分类码放，自动化码放模块包括：PLC控制器、机械夹持手臂、液压升降器和货架系统；

PLC控制器与分类接收单元的内置芯片通过信号编码器有线连接，机械夹持手臂安装在液压升降器外壁侧面，PLC控制器与机械夹持手臂和液压升降器通过信号线连接，分类接收单元将货物分类信息编码成PLC控制语言，PLC控制器接收到PLC语言指令后运行控制程序后控制液压升降器按照指令升高或降低指定高度，机械夹持手臂按照PLC控制器指令实现夹持和释放操作,货架系统设计成立体式多层多列结构，以最大化利用仓库空间。

优选的，所述数据管理模块用于记录不同分类货物的存储位置和存储时间信息，数据管理模块包括：数据记录单元、云端存储数据库和数据检索单元；

数据记录单元用来将PLC控制器控制液压升降器的升降高度和对应的货架列数、层数记录，并将货物信息与液压升降器的升降高度和货架列数、层数进行捆绑记录，上传至云端存储数据库中；

云端存储数据库在接收到捆绑信息后，将捆绑信息盖上存储时间戳上传至用户管理系统中供管理员实时检查和管控；

数据检索单元用于在出货时按照操作员在用户管理系统界面输入的货物名称信息在云端存储数据库中快速检索到对应货物存放位置和时间戳，并将存放位置信息和时间戳信息呈现在用户管理系统界面提醒操作员按照先进先出原则优先出货，同时在操作员选择时间戳后将货物存放信息传输给智能出货模块。

优选的，所述智能出货模块用于根据出货信息针对性的完成出货响应，智能出货模块包括：响应生成单元、信息编码单元和报告生成单元；

响应生成单元用于根据数据检索单元在云端存储数据库中检索到的确定货物名称信息、时间戳信息和货架摆放层数列数捆绑信息生成出货响应指令，响应生成单元将出货响应指令传输至信息编码单元；

信息编码单元用于对捆绑信息中的货架摆放层数列数信息进行PLC语言信息编码，信息编码单元将出货响应指令中的捆绑信息中的货架摆放层数列数信息编码成PLC语言传输给自动化码放模块的PLC控制器，PLC控制器读取编码语言执行驱动液压升降器；

报告生成单元用于记录出货货物信息、操作员工号和出货时间戳，并将记录的出货信息输出为可视化报告存储在用户管理系统数据库中，便于管理人员进行出货问题追溯和出货信息监控。

优选的，所述液压升降器包括：第一液压缸、第一液压伸缩杆、第二液压缸、第二液压伸缩杆和升降台，第一液压缸外壁侧面安装由第一液压伸缩杆，第一液压伸缩杆外壁侧面安装由第二液压缸，第二液压缸外壁顶部安装由第二液压伸缩杆，第二液压伸缩杆外壁顶部安装有升降台，PLC控制器与第一液压缸和第二液压缸通过电性连接。

优选的，所述PLC控制器与信息编码单元通过信号线连接，响应生成单元与信号编码单元通过信号线连接，响应生成单元与数据检索单元通过蓝牙信号接收器无线连接，报告生成单元与响应生成单元、数据检索单元和信号编码单元通过信号线连接，数据记录单元与信息编码单元通过局域网络无线连接。

优选的，所述货架系统设计为M*N立体式货架，其中M为货架层数，N为货架列数，M、N均大于5，每层货架支撑板为防水防火防腐蚀的三防材料合成板制成。

优选的，所述信息录入单元内预设有分类判断条件，

0＜m＜25kg为轻物

25kg≤m＜50kg为标准物

m≥50kg为重物

其中m为货物重量，分类接收单元内的信号编码器码放编码逻辑设定为从货架最底层至三分之一层摆重物、三分之一层至三分之二层摆放标准物和三分之二层至最顶层摆放轻物，按照从左至右列出依次摆放。

优选的，所述使用方法包括以下步骤：

S1、首先，当储存货物时，货物通过传送带运输到存储区域，二维码扫描枪对货物上的二维码标签进行扫描，二维码扫描枪将扫描到的货物信息传输给信息录入单元，信息录入单元根据不同货物名称、重量、体积大小将货物进行分类，分类为不同类型的标签，并将货物分类标签传输给分类接收单元；

S2、然后，分类接收单元将货物分类信息存储在内置的记忆芯片中，分类接收单元同时将货物分类信息通过信号编码器编码分类存储信号后传输给自动化码放模块；

S3、接着，自动化码放模块中的PLC控制器接收到编码器编码的控制信号后控制液压升降器和机械夹持手臂将货物夹持到货架系统上对应的存储位置；

S4、最后，数据记录单元将货物信息与存储信息记录下来，并将货物与存储信息捆绑在一起盖上时间戳，同时将捆绑信息上传至云端存储数据库中，以便出货是快速定位寻找和实时对货物进行检查和安全管控。

优选的，所述使用方法还包括以下步骤：

S11、当需要对存储的货物进行出货操作时，首先，操作员在用户管理系统中登录个人工号账户，在用户管理操作界面输入出货货物名称、重量、体积大小以及存储时间的关键词进行检索；

S21、接着，数据检索单元在云端存储数据库中将与检索关键词相关联的存储捆绑信息一并调出呈现在用户管理系统界面上供操作员进行进一步确认，按照先进先出、先小后大的原则进行出货，数据检索单元将出货信号传输给响应生成单元，响应生成单元发出出货响应指令；

S31、然后，响应生成单元接收到数据检索单元检索确定的货物捆绑信息后生成出货响信号并将捆绑信息中的存储信息传输给信息编码单元，信息编码单元将货物存储位置信息再次编码成PLC命令语言传输至PLC控制器，PLC控制器解析命令语言后执行驱动完成出货；

S41、最后，报告生成单元将响应生成单元、数据检索单元和信号编码单元检索的货物信息捆绑信息、出货响应信息、存储位置编码信息及操作员工号账户信息捆绑并盖上出货时间戳，并将记录的出货信息整理输出为可视化报告存储在用户管理系统数据库中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过安装有信息识别模块，实现了对货物信息的自动识别和根据识别信息进行货物分类的功能，解决了人工识别分类货物效率低下，导致码放顺序杂乱且出货速度慢的问题；

2.本发明通过安装有自动化码放模块，实现了根据货物重量进行自动码放的功能，解决了人工码放费时费力且不能根据货物类型进行合理码放，导致货架重心不稳发生倒塌的问题；

3.本发明通过安装有数据管理模块，实现了对货物与码放信息的捆绑存储与检索功能，实现了货物与码放信息的捆绑一致性，解决了货物存取无法进行存储信息追踪的问题；

4.本发明通过安装有智能出货模块，实现了智能化检索出货和输出报告的功能，解决了货物存储进出遵循先进先出的原则问题，提高了货物存储、出货的智能化水平，且为管理员提供了数据报告监控便于对货物损坏问题进行责任追踪。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的信息识别模块示意图；

图3为本发明的分类码放逻辑示意图；

图4为本发明的自动化码放模块示意图；

图5为本发明的数据管理模块示意图；

图6为本发明的智能出货模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，包括信息识别模块、自动化码放模块、数据管理模块和智能出货模块，所述信息识别模块用于对仓库来料货物进行信息识别实现分类存放，所述信息识别模块包括：标签扫描单元、信息录入单元和分类接收单元；

标签扫描单元由二维码扫描枪1和数据传输总线组成，二维码扫描枪1扫描货物包装上的二维码标签将货物名称、货物重量、体积大小信息识别通过数据传输总线传输到信息录入单元，信息录入单元将货物信息整理按照重量和体积大小对货物种类进行分类，分类接收单元将分类信息存储在内置记忆芯片中并通过信号编码器传输至自动化码放模块；

进一步，二维码扫描枪1对卸货平台的货物包装上的二维码进行扫描，读取二维码上的货物信息，并将货物名称、货物重量、体积大小信息通过数据传输总线传输给信息录入单元，信息录入单元根据货物二维码上读取的重量信息对货物进行码放分类，然后，信息录入单元将分类码放信息传输给分类接收单元，分类接收单元将分类码放信息通过信号编码器编码成PLC控制信息传输给自动化码放模块。

实施例2

请参阅图1和图4，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，所述自动化码放模块用于按照货物分类对货物进行分类码放，自动化码放模块包括：PLC控制器3、机械夹持手臂9、液压升降器和货架系统2；

PLC控制器3与分类接收单元的内置芯片通过信号编码器有线连接，机械夹持手臂9安装在液压升降器外壁侧面，PLC控制器3与机械夹持手臂9和液压升降器通过信号线连接，分类接收单元将货物分类信息编码成PLC控制语言，PLC控制器3接收到PLC语言指令后运行控制程序后控制液压升降器按照指令升高或降低指定高度，机械夹持手臂9按照PLC控制器3指令实现夹持和释放操作,货架系统2设计成立体式多层多列结构，以最大化利用仓库空间；

进一步，PLC控制器3接收到PLC控制信息后执行码放程序，PLC控制器3控制液压升降器和机械夹持手臂9夹持货物包装箱并根据码放位置调节高度将货物码放在货架系统2的固定位置，完成对货物的分类码放。

实施例3

请参阅图1和图5，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，所述数据管理模块用于记录不同分类货物的存储位置和存储时间信息，数据管理模块包括：数据记录单元、云端存储数据库和数据检索单元；

数据记录单元用来将PLC控制器3控制液压升降器的升降高度和对应的货架列数、层数记录，并将货物信息与液压升降器的升降高度和货架列数、层数进行捆绑记录，上传至云端存储数据库中；

云端存储数据库在接收到捆绑信息后，将捆绑信息盖上存储时间戳上传至用户管理系统中供管理员实时检查和管控；

数据检索单元用于在出货时按照操作员在用户管理系统界面输入的货物名称信息在云端存储数据库中快速检索到对应货物存放位置和时间戳，并将存放位置信息和时间戳信息呈现在用户管理系统界面提醒操作员按照先进先出原则优先出货，同时在操作员选择时间戳后将货物存放信息传输给智能出货模块；

进一步，数据记录单元将PLC控制器3控制执行升降高度信息和对应的货架系统2信息捆绑记录并盖上时间戳并实时上传至云端存储数据库中，然后，在出货时，数据检索单元根据操作员在用户管理系统界面输入的货物检索关键词信息在云端存储数据库中检索到符合要求的货物信息，并将对应的码放位置信息呈现在用户管理系统界面供操作员进一步选择确定出货信息，在根据先进先出原则确定好货物信息后，数据检索单元将确定的货物码放信息传输给智能出货模块准备出货。

实施例4

请参阅图1和图6，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，所述智能出货模块用于根据出货信息针对性的完成出货响应，智能出货模块包括：响应生成单元、信息编码单元和报告生成单元；

响应生成单元用于根据数据检索单元在云端存储数据库中检索到的确定货物名称信息、时间戳信息和货架摆放层数列数捆绑信息生成出货响应指令，响应生成单元将出货响应指令传输至信息编码单元；

信息编码单元用于对捆绑信息中的货架摆放层数列数信息进行PLC语言信息编码，信息编码单元将出货响应指令中的捆绑信息中的货架摆放层数列数信息编码成PLC语言传输给自动化码放模块的PLC控制器3，PLC控制器3读取编码语言执行驱动液压升降器；

报告生成单元用于记录出货货物信息、操作员工号和出货时间戳，并将记录的出货信息输出为可视化报告存储在用户管理系统数据库中，便于管理人员进行出货问题追溯和出货信息监控；

进一步，响应生成单元接收到数据检索单元确定的出货信息后生成出货响应信号，并将出货响应信号和货物捆绑信息传输给信息编码单元，信息编码单元将货物捆绑信息中的码放位置信息编码成PLC控制语言，并将PLC控制语言传输给自动化码放模块，控制机械夹持手臂9和液压升降器对货架系统2上的货物进行出货夹出，同时，报告生成单元记录用户管理系统界面输入的操作员工号信息和响应生成单元发出的出货响应、货物捆绑信息，并将出货信息盖上时间戳生成可视化出货信息报告，并将出货报告存储在用户管理系统数据库中便于管理人员进行出货报告查询，对异常破损货物进行出货责任追踪。

实施例5

请参阅图3和图4，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，所述信息录入单元内预设有分类判断条件，

0＜m＜25kg为轻物

25kg≤m＜50kg为标准物

m≥50kg为重物

其中m为货物重量，分类接收单元内的信号编码器码放编码逻辑设定为从货架最底层至三分之一层摆重物、三分之一层至三分之二层摆放标准物和三分之二层至最顶层摆放轻物，按照从左至右列出依次摆放；

进一步，当二维码扫描枪1扫描读取到货物包装箱上的二维码信息显示货物重量为30kg时，信息录入单元记录重量为30kg并根据内设逻辑判断此货物为标准物，则将货物码放分类定位到货架系统2上的三分之一层至三分之二层位置，分类接收单元通过信号编码器编码按照从下往上的顺序依次根据未摆放位置进行码放编码，并将编码控制语言传输给PLC控制器3控制机械夹持手臂9和液压升降器将货物码放到货架系统2上。

实施例6

请参阅图1和图4，本发明提供的一种实施例：一种基于立体式仓储仓库的自动化码放装置，所述液压升降器包括：第一液压缸4、第一液压伸缩杆5、第二液压缸6、第二液压伸缩杆7和升降台8，第一液压缸4外壁侧面安装由第一液压伸缩杆5，第一液压伸缩杆5外壁侧面安装由第二液压缸6，第二液压缸6外壁顶部安装由第二液压伸缩杆7，第二液压伸缩杆7外壁顶部安装有升降台8，PLC控制器3与第一液压缸4和第二液压缸6通过电性连接；

进一步，PLC控制器3控制启动第一液压缸4，第一液压缸4带动第一液压伸缩杆5左右伸缩，第一液压伸缩杆5带动第二液压缸6移动，第二液压缸6带动第二液压伸缩杆7上下伸缩，第二液压伸缩杆7带动升降台8上下移动，PLC控制器3控制机械夹持手臂夹取、释放货物，完成对货物的码放。

工作原理，首先，信息识别模块对运输来的货物进行二维码信息识别，根据二维码信息将货物按照重量进行分类，然后，信息识别模块再将货物分类信息编码传输给自动化码放模块，自动化码放模块根据货物分类信息按照码放逻辑规则将货物分类码放在仓库内的货架系统2上，接着，数据管理模块记录信息识别模块识别分裂的货物信息与自动化码放模块将货物码放的位置进行捆绑记录，并将货物捆绑信息上传至云端存储数据库中存储起来，最后，当出货时，数据管理模块在云端存储数据库中按照操作员检索到货物关键词信息进行快速检索码放位置信息，并将码放位置信息编码传输给自动化码放模块，由自动化码放模块将货物从货架系统2上快速取出，同时智能出货模块将出货的出货人信息和货物信息盖上时间戳传输到用户管理系统界面存储并输出出货可视化报告供管理员进行出货报告追溯和安全管理。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。