可伸缩货叉机构和智能多层穿梭车

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及智能搬运设备技术领域，尤其涉及一种可伸缩货叉机构和智能多层穿梭车。

背景技术

随着自动化立体仓库在我国的迅速普及，对仓库自动化设备的安全性、集成度、运行效率、综合成本等方面提出了更高的要求。传统的多层穿梭车，货叉的伸出长度和间距不可调节，只能适应一种规格的货物，如果需要存取多种品相的货物，需要配备不同规格的多层穿梭车，不能互换使用，这样配置效率低下，且投资高，调度困难。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种可伸缩货叉机构和智能多层穿梭车，以解决上述问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种可伸缩货叉机构，包括：节臂、过渡轮、导轨和传动带；

多个所述节臂被配置为通过导轨连接，能在长度方向上伸缩；除首尾所述节臂之外的节臂侧面两端均设有所述过渡轮；每一所述过渡轮上均绕设有所述传动带，所述传动带两端分别安装在所述过渡轮所在节臂的前一节臂和后一节臂，与所述传动带套设的所述过渡轮位置的另一端，形成动滑轮结构，带动所述节臂伸缩。

进一步的，所述货叉机构包括：第一节臂、第二节臂、第三节臂、第一过渡轮、第二过渡轮、第一导轨、第二导轨、第一传动带和第二传动带；

所述第二节臂通过第一导轨与第一节臂连接，能在所述第一节臂长度方向伸缩，所述第三节臂通过第二导轨与第二节臂连接，能在所述第二节臂长度方向伸缩；

所述第一过渡轮安装在所述第二节臂的伸长方向的前端，所述第二过渡轮安装在所述第二节臂的伸长方向的后端，所述第一传动带绕设在所述第一过渡轮上，其两端分别安装在所述第一节臂和第三节臂的后端，形成动滑轮结构；所述第二传动带绕设在所述第二过渡轮上，其两端分别安装在所述第一节臂和所述第三节臂的前端，形成动滑轮结构。

进一步的，所述货叉机构还包括货叉传动机构，所述第二节臂的底面装有齿条，所述货叉传动机构与所述第二节臂的齿条配合，能带动所述第二节臂伸缩。

进一步的，所述货叉机构还包括至少两个摆杆，所述摆杆的一端垂直安装在所述第三节臂上，所述摆杆被配置为在摆杆电机的驱动下在垂直于所述第三节臂的平面上转动。

进一步的，所述货叉传动机构包括：第一同步带、第三过渡轮、第四过渡轮、货叉伸缩驱动电机、联轴器、花键轴、花键套和货叉传动支架；

所述联轴器连接所述货叉伸缩驱动电机的输出轴和所述花键轴，所述花键套套设在所述花键轴上，所述花键套的外齿轮与所述第一同步带的齿配合，能带动所述第一同步带传动；所述第三过渡轮、第四过渡轮安装在所述货叉传动支架的两侧，所述第一同步带张紧套在所述第三过渡轮、第四过渡轮上传动。

基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种智能多层穿梭车，所述智能多层穿梭车包括权利要求1至5任一可伸缩货叉机构，所述可伸缩货叉机构成对相对设置，相邻两个可伸缩货叉机构之间的距离可调。

进一步的，所述智能多层穿梭车包括行驶机构；

所述行驶机构包括：行走驱动电机、行走同步带、行走驱动轴和行走轮；

所述行走同步带被配置为张紧套在所述行走驱动电机的输出轴和所述行走驱动轴上，将所述行走驱动电机的转矩传递到所述行走驱动轴；

所述行走轮安装在所述行走驱动轴两端。

进一步的，所述可伸缩货叉机构分别为第一货叉机构和第二货叉机构，所述智能多层穿梭车的车体上安装有第三导轨、货叉调节驱动电机和调节同步带，所述第三导轨上装有活动底板；

所述第二货叉机构相对所述智能多层穿梭车的车体位置固定，所述第一货叉机构的第一节臂安装在所述活动底板上，所述调节同步带被配置为张紧套在所述货叉调节驱动电机输出轴的输出轮上，同时还张紧绕设于车体的过渡座上，并与活动底板连接；所述货叉调节驱动电机带动所述调节同步带转动，所述活动底板及第二货叉机构随之靠近或远离所述第一货叉机构。

进一步的，所述行驶机构还包括从动轮、从动轴和定位装置；

所述从动轮和定位装置安装在所述从动轴上。

进一步的，所述行走轮为聚氨酯材料。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种可伸缩货叉机构具有多级节臂，通过动滑轮的传递方式使货叉完成伸缩，货叉的长度和货叉之间的距离可调节，可以适应多种规格的货物存取。同时与之对应的智能多层穿梭车，行驶机构采用带传动的传动方式，结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的可伸缩货叉机构结构图；

图2为本说明书一个或多个实施例的可伸缩货叉机构节臂伸缩原理示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例的入库动作示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例的出库动作示意图；

图5a为本说明书一个或多个实施例的货叉传动机构结构示意图；

图5b为本说明书一个或多个实施例的张紧轮结构示意图；

图6为本说明书一个或多个实施例的货叉传动机构与货叉结构配合缩回状态示意图；

图7为本说明书一个或多个实施例的货叉传动机构与货叉结构配合伸出状态示意图；

图8为本说明书一个或多个实施例的第一货叉机构传动示意图；

图9为本说明书一个或多个实施例的部分零件位置配合示意图；

图10为本说明书一个或多个实施例的行走机构示意图；

图11为本说明书一个或多个实施例的立体结构示意图；

图12为本说明书一个或多个实施例的四级可伸缩货叉机构结构示意图；

图13为本说明书一个或多个实施例的五级可伸缩货叉机构结构示意图。

图中：1、行走驱动电机；2、行走同步带；3、行走驱动轴；4、行走轮；5、从动轮；6、从动轴；7、定位装置；8、第一节臂；9、第二节臂；10、第三节臂；11、第一过渡轮；12、第二过渡轮；13、第一导轨；14、第二导轨；15、第一传动带；16、第二传动带；17、摆杆；18、第一同步带；19、第三过渡轮；20、第四过渡轮；21、第一支撑轮；22、第二支撑轮；23、第一张紧螺栓；24、第二张紧螺栓；25、花键套；26、第一张紧轮；27、第二张紧轮；28、货叉传动支架；29、第一货叉机构；30、第二货叉机构；31、货叉调节驱动电机；32、调节同步带；33、货叉伸缩驱动电机；34、联轴器；35、花键轴；36、第三导轨；37、活动底板；38、载货台；39、过渡座；261、固定套；262、支杆；263、轮体。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等用于表示相对位置关系，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保护范围的限制，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，现有的多层穿梭车还难以满足仓库对自动化设备配置效率和可替换性的需要。有鉴于此，本公开一个或多个实施例提供了一种可伸缩货叉机构和一种智能多层穿梭车，具体的，可伸缩货叉机构包括：节臂、过渡轮、导轨和传动带，多个所述节臂被配置为通过导轨连接，能在长度方向上伸缩；除首尾所述节臂之外的节臂侧面两端均设有所述过渡轮；每一所述过渡轮上均绕设有所述传动带，所述传动带两端分别安装在所述过渡轮所在节臂的前一节臂和后一节臂，与所述传动带套设的所述过渡轮位置的另一端，形成动滑轮结构，带动所述节臂伸缩。

参考图2、12、13，分别为本公开一个或多个实施例的三级节臂可伸缩货叉机构、四级节臂可伸缩货叉机构和五级节臂可伸缩货叉机构。为了描述清楚，图2、12、13中的可伸缩货叉结构中的节臂均为示意图，在图中错开位置表示，在实际安装中，可伸缩货叉机构的各级节臂均在同一水平线上伸缩；为了描述方便，本公开后续实施例以三级节臂可伸缩货叉机构作为示例进行说明。

可见，本实施通过传动带带动货叉的节臂，完成了货叉机构多级长度的伸缩，增加了货叉机构的伸缩长度，适用于多种工作深度，可以满足不同储存深度的要求。

作为一个可选的实施例，如图1、2所示，可伸缩货叉机构包括：第一节臂8、第二节臂9、第三节臂10、第一过渡轮11、第二过渡轮12、第一导轨13、第二导轨14、第一传动带15和第二传动带16。

第一节臂8安装在智能多层穿梭车的车体上，第二节臂9通过第一导轨13与第一节臂8连接，能在第一节臂8长度方向伸缩，第三节臂10通过第二导轨14与第二节臂9连接，能在第二节臂9长度方向伸缩。

在可伸缩货叉机构中，第一过渡轮11和第二过渡轮12起到支撑第一传动带和第二传动带的作用，第一过渡轮11安装在第二节臂9的伸长方向的前端，第二过渡轮12安装在第二节臂9的伸长方向的后端，第一传动带15绕设在第一过渡轮11上，其两端分别安装在第一节臂8和第三节臂10的后端，形成动滑轮结构，当第二节臂9向外伸出时，第一传动带15带动第三节臂10向前伸出；第二传动带16绕设在第二过渡轮12上，其两端分别安装在第一节臂8和第三节臂10的前端，形成动滑轮结构，当第二节臂9向内缩回时，第二传动带16带动第三节臂10向内缩回。第二节臂9每走过L行程，第三节臂10走过2L行程。

在本公开一个或多个实施例中，第一传动带15和第二传动带16起到带动动滑轮结构运动的作用，其可以是平皮带，也可以是钢丝绳等其他可以完成相应动作的构件。

进一步的，参考图12，在四级节臂可伸缩货叉机构中，相应的第四节臂走过3L行程；参考图13，在五级节臂可伸缩货叉机构中，相应的第五节臂走过4L行程。

作为一个可选的实施例，可伸缩货叉机构还包括货叉传动机构，作为节臂伸出和缩回的动力装置，第二节臂9的底面安装有齿条，货叉传动机构安装在智能多层穿梭车的车体上，与第二节臂9的齿条配合，带动第二节臂9向前伸出和向后缩回，当第二节臂9伸缩时，第三节臂10在前述实施例的动滑轮结构带动下同方向伸缩二倍的距离。

作为一个可选的实施例，如图1、9所示，货叉机构还包括摆杆17，载货台38，摆杆17至少为两个，安装在第三节臂10的杆的不同位置上，摆杆的一端垂直安装在第三节臂10上，所述摆杆被配置为在摆杆电机的驱动下在垂直于第三节臂的平面上转动，根据具体需求，摆杆可以相对于所述第三节臂垂直于地面设置，倾斜于地面设置或水平于地面设置。

摆杆17起到推送货物或者勾取货物的作用，摆杆17有抬起和放下两种工作状态，图1所示摆杆17位置为抬起状态，当摆杆17为放下状态时，配合货叉的伸缩动作，可以将货物从智能多向穿梭车的载货台38上推到货架上或者将货物从货架上勾到载货台38上。

作为一个具体的示例如图3、4所示，当入库开始时，货物的料箱放在智能穿梭车的车体上，位于货物料箱后面的摆杆17从抬起状态转动90度到放下状态，从后面挡住料箱，可伸缩货叉机构的第二节臂9向前伸出L距离，带动第三节臂10向前伸出2L距离，摆杆17推送货物向前移动2L距离，完成入库。当出库开始时，货物的料箱放在货架上，位于货物料箱前面的摆杆17从抬起状态转动90度到放下状态，从前面勾住料箱，可伸缩货叉机构的第二节臂9向后缩回L距离，带动第三节臂10向后缩回2L距离，摆杆17勾住货物向后移动2L距离，完成出库。

可见，本实施例通过三节节臂的伸缩，完成了货物料箱的出库和入库，通过安装在节臂上的动滑轮结构完成了三节节臂不同长度的伸缩，增加了货叉机构的伸缩长度，可以满足不同储存深度的要求。同时安装在第三节臂10上的摆杆17，可以完成对货物料箱的推送和勾取，保证了出库和入库过程中货物安全方便的移动。

作为一个可选的实施例，如图5a、5b、9所示，货叉传动机构包括：第一同步带18、第三过渡轮19、第四过渡轮20、货叉伸缩驱动电机33、联轴器34、花键轴35、花键套25和货叉传动支架28。

联轴器34连接货叉伸缩驱动电机33的输出轴和花键轴35，花键套25套设在花键轴35上，花键轴35带动安装在货叉传动支架28上的花键套25转动，花键套25的外齿轮与第一同步带18的齿配合，带动第一同步带18传动；第三过渡轮19、第四过渡轮20安装在货叉传动支架28的两侧，第一同步带18张紧套在第三过渡轮19、第四过渡轮20上传动。

进一步的，货叉传动机构还包括：第一支撑轮21、第二支撑轮22、第一张紧螺栓23、第二张紧螺栓24、第一张紧轮26和第二张紧轮27。第一支撑轮21、第二支撑轮22安装在货叉传动支架28上，第三过渡轮19、第四过渡轮20之间以支撑第一同步带18，第一张紧轮26和第二张紧轮27包括固定套261、套设在固定套上可以沿固定套上下移动的支杆262和可以在支杆上转动的轮体263，第一张紧轮26和第二张紧轮27的固定套安装在货叉传动支架28上，第一张紧轮26和第二张紧轮27位于花键套25两侧的下方，被配置为张紧第一同步带18，第一张紧螺栓23、第二张紧螺栓24分别安装在第一张紧轮26、第二张紧轮27的固定套上，当需要调整第一同步带18的松紧时，拧动第一张紧螺栓23和第二张紧螺栓24使其带动第一张紧轮26和第二张紧轮27的支杆262在固定套261上移动，进而上下移动轮体263从而张紧或者放松第一同步带18。

如图6、7所示，第一同步带18的齿与第二节臂9的齿条紧密配合，当货叉需要伸出或收回节臂时，第一同步带18的齿带动第二节臂9的齿条运动，进而带动第二节臂9和第三节臂10的运动，完成货叉的伸缩传动过程。当第一同步带18过于松弛或者张紧时，可以调节第一张紧轮26和第二张紧轮27的位置以确保双面齿同步带18在合适的松紧程度保证第一同步带18的齿与第二节臂9的齿条的紧密配合，使得传动过程准确、可靠。

基于同一发明构思，与上述任意实施例可伸缩货叉机构相对应的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种智能多层穿梭车，所述智能多层穿梭车包括上述任意实施例所述的可伸缩货叉机构。

如图8、9所示，在智能多层穿梭车上，可伸缩货叉机构成对相对设置，分别为第一货叉机构29和第二货叉机构30，其中第一货叉机构相对智能多层穿梭车的车体位置固定，第二货叉机构相对多层穿梭车的车体位置可调，并实现第二货叉机构相对第一货叉机构的靠近和远离；具体地，智能多层穿梭车的车体上安装有第三导轨36、货叉调节驱动电机31和调节同步带32，第三导轨36垂直于第一货叉机构29和第二货叉机构30的长度方向，第三导轨36上装有活动底板37，第一货叉机构29安装在活动底板37上，活动底板37可以在第三导轨36上移动，随之，第一货叉机构29相对第二货叉机构30靠近或远离。

在本实施例中，花键轴35同时与第一货叉机构29和第二货叉机构30的花键套25配合，可以同时带动其转动。当第一货叉机构29相对第二货叉机构30靠近或远离时，第一货叉机构29的花键套25可以在花键轴35上轴向移动。

调节同步带32张紧绕设于套设货叉调节驱动电机31输出轴的输出轮上，同时还张紧绕设于车体的过渡座39上，并与活动底板37连接，连接方式可以是螺栓固定连接，第一货叉机构29和第二货叉机构30之间的距离能通过货叉调节驱动电机31带动调节同步带32传动，调节同步带32与活动底板37相连从而带动活动底板37在第三导轨36上移动调节。调节同步带32仅带动活动的第一货叉机构29，不带动固定的第二货叉机构30。

可见，本实施例中的智能多层穿梭车的两个可伸缩货叉机构可以通过相对的移动完成可伸缩货叉机构之间的距离变化，当智能多层穿梭车装载不同大小的货物料箱时，两个可伸缩货叉机构可以调整到适合货物料箱大小的相对距离，达到可以适应多规格尺寸的货物料箱，不用再配备多种不同规格的多层穿梭车，节省费用的技术效果。

作为一个可选的实施例，智能多层穿梭车还包括行驶机构。其中，如图10所示，所述行驶机构包括：行走驱动电机1、行走同步带2、行走驱动轴3和行走轮4。

行走同步带2张紧套在行走驱动电机1的输出轴和行走驱动轴3上，将行走驱动电机1的转矩传递到行走驱动轴3；行走轮4安装在行走驱动轴3两端。穿梭车行驶过程中，动力的传动路线为行走驱动电机1行走同步带2行走驱动轴3行走轮4。行驶机构采用带传动的传动方式，结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易。

作为一个可选的实施例，智能多层穿梭车的行走轮4为聚氨酯材料，具有重量轻，摩擦力大，噪音低的特点。

作为一个可选的实施例，如图10所示，智能多层穿梭车的行驶机构还包括从动轮5、从动轴6和定位装置7；从动轴6上安装定位装置7和从动轮5，其中，行走轮4运行的同时，从动轮5及从动轴6随之转动。本实施例中，智能多层穿梭车行走的定位装置7可以是绝对值编码器，编码器记录从动轴6实际运转圈数，根据编码器记录的从动轴6运转圈数，可以计算智能多层穿梭车的行进距离，从而判断其位置，定位精度高，且不受行走轮4打滑的影响。

可见，本公开一个或多个实施例提供的一种智能多层穿梭车，如图11所示，行驶机构采用带传动的传动方式，结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易。货叉机构具有三级节臂，通过动滑轮的传递方式使货叉完成两级伸缩，货叉的长度和货叉之间的距离可调节，可以适应多种规格的货物存取。同时，通过可以旋转的摆杆17，方便了货物存取的操作；在从动轴6上加入定位装置7，防止了智能多层穿梭车移动时发生位置错误。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。