專利名稱：智能貨柜系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種物流處理設(shè)備領(lǐng)域中存取貨物用的裝置，尤其涉及ー種可沿三個(gè)方向移動(dòng)并進(jìn)行貨物存取的智能貨柜系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
物流小車在現(xiàn)有的物流處理設(shè)備中經(jīng)常使用，尤其是在貨柜的出入貨口和各個(gè)貨格之間進(jìn)行貨盒的運(yùn)送應(yīng)用中更是廣泛，其可以快速的對(duì)貨物進(jìn)行輸送與存取，極大簡(jiǎn)化了貨物的存取過程，提高了輸送效率。但是，現(xiàn)有的小車大部分只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的移動(dòng)，如豎直方向移動(dòng)和水平方向移動(dòng)，由于小車的移動(dòng)方式而制約了貨柜中貨格的數(shù)量，降低了貨柜的空間利用率，使儲(chǔ)運(yùn)損耗提高，輸送效率降低。而且，現(xiàn)有智能小車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用鏈條、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)輸貨物過程中會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，導(dǎo)致智能小車產(chǎn) 生過大震動(dòng)，導(dǎo)致安全隱患；同吋，鏈條受載荷時(shí)會(huì)被拉長(zhǎng)變形，其變形程度因運(yùn)輸?shù)呢浳镙d荷不同而不同，因此對(duì)智能小車的精確定位產(chǎn)生很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供ー種智能貨柜系統(tǒng)及控制方法，其可在貨柜中的智能小車沿三個(gè)方向移動(dòng)并對(duì)不同位置的貨物進(jìn)行存取，有效地提高了對(duì)貨物的存取效率及對(duì)空間的利用率，且在X向采用電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠、滾珠絲杠帶動(dòng)滑塊移動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所以定位準(zhǔn)確，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了ー種智能貨柜系統(tǒng)，包括設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心，具有發(fā)送遠(yuǎn)端指令和接收信息的通信模塊；分別連接所述控制中心的多個(gè)智能貨柜，各智能貨柜通過分別與所述控制中心雙向通信，執(zhí)行有關(guān)入貨和取貨操作，并將操作結(jié)果發(fā)送給所述控制中心，其每個(gè)智能貨柜包括至少ー個(gè)貨架，其上具有多個(gè)從上至下逐行分布的貨格，其每個(gè)貨格內(nèi)裝有ー個(gè)
貨盒；平行于貨架安置的用來進(jìn)行三維方向移動(dòng)的智能小車；安裝在貨架上或其附近的用于根據(jù)遠(yuǎn)端指令和/或本地指令生成控制指令的控制臺(tái)；安裝在貨架上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動(dòng)電源的電氣柜；安裝在貨架上的用來取貨或者上貨的物料臺(tái)；其中，所述控制臺(tái)至少具有用來輸入本地指令的輸入裝置，連接控制中心的無線通信模塊，以及連接所述輸入裝置和無線通信模塊以根據(jù)本地指令和/或遠(yuǎn)端指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜電連接所述控制臺(tái)，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述智能小車到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒移動(dòng)到所述物料臺(tái)(10)或者將貨盒從物料臺(tái)返回到貨格。優(yōu)選地，所述處理器是上位機(jī)，所述控制指令是由上位機(jī)生成的用來對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)程序，并且所述上位機(jī)連接安裝在控制臺(tái)或電氣柜內(nèi)的下位機(jī)；其中，所述電氣柜內(nèi)裝有連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺 服驅(qū)動(dòng)器；連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器；連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器；連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器；以及連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的倉門驅(qū)動(dòng)器。優(yōu)選地，本發(fā)明的智能小車包括機(jī)座；安裝在機(jī)座上的Y軸桁架；安裝在Y軸桁架上的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；固定設(shè)置在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的Z軸桁架，其在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下在Y軸桁架上左右移動(dòng)；安裝在Z軸桁架上的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；與Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的X軸運(yùn)動(dòng)單元，其在Z軸桁架上上下移動(dòng)；安裝在X軸運(yùn)動(dòng)単元上用于提取貨物的貨叉機(jī)構(gòu)，該貨叉機(jī)構(gòu)在X軸運(yùn)動(dòng)單元上做前后移動(dòng)并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中,所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和X軸運(yùn)動(dòng)単元均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。其中，所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固裝在Y軸桁架上的Y軸導(dǎo)軌；底端面與Y軸導(dǎo)軌滑動(dòng)連接的Y軸滑塊，其頂端面與所述Z軸桁架固定連接；固裝在Y軸桁架上的Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊及Z軸桁架在Y軸導(dǎo)軌上左右移動(dòng)。其中，所述Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固裝在Z軸桁架上的Z軸導(dǎo)軌；底端面與Z軸導(dǎo)軌滑動(dòng)連接的Z軸滑塊，其頂端面與X軸運(yùn)動(dòng)単元固定連接；固裝在Z軸桁架上的Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊及X軸運(yùn)動(dòng)単元在Z軸導(dǎo)軌上上下移動(dòng)。其中，所述X軸運(yùn)動(dòng)単元包括與Z軸滑塊固定連接并在其帶動(dòng)下在Z軸導(dǎo)軌上上下移動(dòng)的滑臺(tái)支架；分別固設(shè)在滑臺(tái)支架上的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與X軸滑臺(tái)；底端面與X軸滑臺(tái)滑動(dòng)連接的X軸滑塊，其與X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接并在其帶動(dòng)下可在X軸滑臺(tái)上前后滑動(dòng)；其中，所述貨叉機(jī)構(gòu)與X軸滑塊連接并在X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在X軸滑臺(tái)上前后滑動(dòng)。優(yōu)選地，所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述機(jī)座上的第一伺服電機(jī)；設(shè)置在機(jī)座上的主動(dòng)齒形輪與從動(dòng)齒形輪，其中主動(dòng)齒形輪與第一伺服電機(jī)的輸出軸連接；與主動(dòng)齒形輪和從動(dòng)齒形輪相輪嚙合的齒形帶；將齒形帶安置在Y軸桁架上的齒形帶固定裝置，其與Z軸桁架固定連接。優(yōu)選地，所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固裝在Z軸桁架上的第二伺服電機(jī)；與第二伺服電機(jī)輸出軸連接的鋼絲繩繞筒；套裝在鋼絲繩繞筒上的鋼絲繩，其與所述滑臺(tái)支架固定連接。優(yōu)選地，所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固裝在滑臺(tái)支架上的第三伺服電機(jī)；與第三伺服電機(jī)輸出軸連接的滾珠絲杠，且滾珠絲杠與所述X軸滑塊連接。優(yōu)選地，所述貨叉機(jī)構(gòu)包括與X軸滑塊連接的貨叉固定架；與貨叉固定架固定連接的輸送貨物的貨叉，其上設(shè)有可吸附貨物的電磁鉄。進(jìn)ー步地，所述貨叉機(jī)構(gòu)還設(shè)有使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，其包括固裝在X軸滑塊上的旋轉(zhuǎn)裝置支座；固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座上用以使貨叉旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置；設(shè)置于旋轉(zhuǎn)裝置支座上并與旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置連接的旋轉(zhuǎn)支撐；其中，所述貨叉固定架固設(shè)于旋轉(zhuǎn)支撐頂端面，且在旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下在旋轉(zhuǎn)裝置支座做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置包括固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座上且與所述外部控制系統(tǒng)通過線路連接的第四伺服電機(jī)；與第四伺服電機(jī)的輸出軸固定連接的第一齒輪；與第一齒輪通過齒輪嚙合的第二齒輪；與第二齒輪固定連接的蝸桿；與蝸桿通過齒輪嚙合連接的蝸輪，其輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)支撐固定連接。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了ー種智能貨柜系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心向智能貨柜發(fā)送遠(yuǎn)端指令；智能貨柜的上位機(jī)根據(jù)所述遠(yuǎn)端指令和/或本地指令，生成對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的控制程序；智能貨柜的下位機(jī)根據(jù)所述控制程序控制智能小車進(jìn)行三維方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒移動(dòng)到所述物料臺(tái)或者將貨盒從物料臺(tái)返回到貨 格；其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出，使小車進(jìn)行所述三維方向運(yùn)動(dòng)；其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的倉門驅(qū)動(dòng)器的輸出，將貨盒推出倉門或者將貨盒進(jìn)入倉門。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的智能小車具有如下優(yōu)點(diǎn)I)由于本發(fā)明的智能小車采用了 X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)單元，使智能小車可以沿三個(gè)方向移動(dòng)以對(duì)不同位置的貨物進(jìn)行存取操作，從而提高了空間利用率及對(duì)貨物的存取效率，降低了儲(chǔ)運(yùn)損耗；2)由于本發(fā)明的智能小車在X向采用電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠、滾珠絲杠帶動(dòng)滑塊移動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所以定位準(zhǔn)確，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲?。?)由于本發(fā)明的智能小車在貨叉機(jī)構(gòu)中采用了旋轉(zhuǎn)裝置，其可以使貨叉機(jī)構(gòu)繞Z軸旋轉(zhuǎn)以提取貨物，并在提取貨物后再回復(fù)原位，所以有效節(jié)省了操作空間，使貨叉在動(dòng)作過程中不會(huì)與其它機(jī)構(gòu)發(fā)生干渉，工作可靠性高。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖I為本發(fā)明智能貨柜系統(tǒng)的智能小車的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示智能小車的主視圖；圖3為圖I所示智能小車的側(cè)視圖；圖4為圖I所示智能小車的俯視圖；圖5為圖I中A部分放大圖；圖6為圖I中B部分放大圖；圖7為圖I中C部分放大圖；圖8為圖2中D部分放大圖；圖9為圖8中E-E向剖視圖10為本發(fā)明的智能貨柜的主視圖；圖11為本發(fā)明的智能貨柜的俯視圖；圖12為本發(fā)明的智能貨柜的側(cè)視圖；圖13為本發(fā)明的智能貨柜的電原理圖；圖14為本發(fā)明的智能貨柜入貨控制流程圖；圖15為本發(fā)明的智能貨柜取貨控制流程圖；圖16為下位機(jī)控制智能小車取出貨盒的流程圖；圖17為下位機(jī)控制智能小車放回貨盒的流程圖；
圖18是本發(fā)明的智能貨柜系統(tǒng)的示意圖。附圖標(biāo)記說明1_機(jī)座；2-Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；3-Ζ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；4-Χ軸運(yùn)動(dòng)単元；5-貨叉機(jī)構(gòu)-貨架；8-電氣柜；9_控制臺(tái)；10_物料臺(tái)；11_底板；12_貨盒；21-Υ軸桁架;22_Υ軸導(dǎo)軌；23-Υ軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；24-Υ軸滑塊；31-Ζ軸桁架；32_Ζ軸導(dǎo)軌；33_Ζ軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；34_Ζ軸滑塊；41_滑臺(tái)支架；43_滑臺(tái)；51-Χ軸滑塊；52_貨叉固定架；53_貨叉；54_旋轉(zhuǎn)裝置支座；55_旋轉(zhuǎn)支撐；56_旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置；231-第一伺服電機(jī)；232_主動(dòng)齒形輪；233_從動(dòng)齒形輪；234_齒形帶；235_齒形帶固定裝置；331-第二伺服電機(jī)；332_鋼絲繩繞筒；333_鋼絲繩；421_第三伺服電機(jī)；531_電磁鐵；561_第四伺服電機(jī)；562_第一齒輪；563_第二齒輪；564-蝸桿；565-蝸輪。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示為本發(fā)明智能貨柜的智能小車，其包括機(jī)座I ;安裝在機(jī)座I上的Y軸桁架21 ;安裝在Y軸桁架21上的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2 ;固定設(shè)置在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2上的Z軸桁架31，其在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的帶動(dòng)下在Y軸桁架(21)上左右移動(dòng)；安裝在Z軸桁架31上的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；與Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3連接的X軸運(yùn)動(dòng)單元4，其在Z軸桁架31上上下移動(dòng)；安裝在X軸運(yùn)動(dòng)単元4上用于提取貨物的貨叉機(jī)構(gòu)5，該貨叉機(jī)構(gòu)在X軸運(yùn)動(dòng)単元4上做前后移動(dòng)并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和X軸運(yùn)動(dòng)單元4均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。具體地說，如圖I所示，ー對(duì)相背設(shè)置的機(jī)座I和固定安裝在機(jī)座I上的Y軸桁架21是智能小車的基本構(gòu)件，在Y軸桁架21上安裝有可在其上做左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，其由固定安裝在Y軸桁架21上的Y軸導(dǎo)軌22、滑動(dòng)安裝在Y軸導(dǎo)軌22上并可在其上左右移動(dòng)的Y軸滑塊24及安裝在Y軸桁架21上用于驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊24在Y軸導(dǎo)軌22上進(jìn)行移動(dòng)的Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23組成，由于Y軸滑塊24與Z軸桁架31固定連接，Z軸桁架31與Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23連接，并且Z軸桁架31和Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3連接，所以當(dāng)Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3在Y軸導(dǎo)軌22上進(jìn)行左右的移動(dòng)。其中，Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的動(dòng)作是通過如下過程實(shí)現(xiàn)的第一伺服電機(jī)231是Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23的動(dòng)カ源，其固定安裝在機(jī)座I上且輸出軸與固定安裝在機(jī)座I上的主動(dòng)齒形輪232連接，當(dāng)給第一伺服電機(jī)231提供ー個(gè)正向電壓吋，其繞X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，可將動(dòng)カ傳遞給主動(dòng)齒形輪232并帶動(dòng)與主動(dòng)齒形輪232通過齒輪嚙合連接的齒形帶234向左移動(dòng)(圖I向左的方向)，而齒形帶234移動(dòng)可帶動(dòng)與其通過齒輪嚙合連接的安裝在另ー個(gè)機(jī)座I上的從動(dòng)齒形輪233轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒形帶固定裝置235和Z軸桁架31固定連接并將齒形帶234安置在Y軸桁架21上，而Y軸滑塊24和Z軸桁架31固定連接，所以當(dāng)?shù)谝凰欧姍C(jī)231轉(zhuǎn)動(dòng)吋，Y軸滑塊24可在固定安裝于Y軸桁架21上的Y軸導(dǎo)軌22上向左或向右滑動(dòng)。同時(shí)可帶動(dòng)與其固定連接的Z軸桁架31及安裝在Z軸桁架31上的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3在Y軸導(dǎo)軌22上向左或向右移動(dòng)。如圖1-4所示，Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3由以下構(gòu)件組成固定安裝在Z軸桁架31上的Z軸導(dǎo)軌32和Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，而Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33與X軸運(yùn)動(dòng)単元4連接并且可驅(qū)動(dòng)其在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動(dòng)，Z軸滑塊34滑動(dòng)安裝在Z軸導(dǎo)軌32上并與X軸運(yùn)動(dòng)単元4固定連接，并且受力后X軸運(yùn)動(dòng)単元4可隨其在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動(dòng)。如圖6所示，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33包括固定安裝在Z軸桁架31上的第二伺服電機(jī)331，其輸出軸與鋼絲繩繞筒332固定連接，在鋼絲繩繞筒332上纏繞著鋼絲繩333，其與X軸運(yùn) 動(dòng)単元4中的滑臺(tái)支架41固定連接，而滑臺(tái)支架41與Z軸滑塊34固定連接并且可在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動(dòng)。當(dāng)給第二伺服電機(jī)331提供一個(gè)正向電壓時(shí)，其繞X軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其輸出軸固定連接的鋼絲繩繞筒332隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)纏繞在鋼絲繩繞筒332上的鋼絲繩333向上移動(dòng)(圖4向上的方向)，即而拉動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)単元4中的滑臺(tái)支架41向上移動(dòng)，而為了使滑臺(tái)支架41的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，將滑臺(tái)支架41與Z軸滑塊34固定連接，而Z軸滑塊34可在Z軸導(dǎo)軌32上滑行，所以當(dāng)?shù)诙欧姍C(jī)331繞X軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)吋，Z軸滑塊34向上移動(dòng)，同時(shí)可帶動(dòng)滑臺(tái)支架41向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)単元4沿Z軸導(dǎo)軌32向上移動(dòng)，直至移動(dòng)到所需位置。如圖1、5所示，X軸運(yùn)動(dòng)單元4包括與Z軸滑塊34固定連接并且可在Z軸導(dǎo)軌32上上下移動(dòng)的滑臺(tái)支架41 ;固定安裝在滑臺(tái)支架41上的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X軸滑臺(tái)43 ；安裝在X軸滑臺(tái)43上并與X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的X軸滑塊51，其可在X軸滑臺(tái)43上前后滑動(dòng)；貨叉機(jī)構(gòu)5與X軸滑塊51連接并在X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在X軸滑臺(tái)43上前后滑動(dòng)。X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定安裝在滑臺(tái)支架41上的第三伺服電機(jī)421及與第三伺服電機(jī)421輸出軸連接的滾珠絲杠組成。而貨叉機(jī)構(gòu)5由與X軸滑塊51連接的貨叉固定架52、與貨叉固定架52固定連接的可存放貨物的貨叉53組成，并且X軸滑塊51與滾珠絲杠固定連接，而為了防止在運(yùn)送貨物過程中貨物滑落，在每個(gè)貨叉53上設(shè)有可將貨物吸附在貨叉53上的電磁鐵531。優(yōu)選的，為了使貨叉53在存取貨物的過程中不會(huì)與其它貨物或機(jī)構(gòu)發(fā)生空間干涉，在貨叉機(jī)構(gòu)5還設(shè)有可使貨叉53旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，其包括 與X軸滑塊51固定連接、可在X軸滑臺(tái)43上前后滑動(dòng)的旋轉(zhuǎn)裝置支座54，在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上固定安裝有可使貨叉53進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56及與旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56連接并可在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上繞X軸沿順時(shí)針、逆時(shí)針方向各旋轉(zhuǎn)90°的旋轉(zhuǎn)支撐55，其中，旋轉(zhuǎn)支撐55與貨叉固定架52固定連接，因此其旋轉(zhuǎn)時(shí)也帶動(dòng)貨叉固定架52進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)固定于貨叉固定架52上的貨叉53進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。進(jìn)ー步地，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56包括固裝在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的第四伺服電機(jī)561,其與設(shè)于外部的控制系統(tǒng)相連,是旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56的動(dòng)カ源,且第一齒輪562固定安裝在其輸出軸上，第二齒輪563與第一齒輪562通過齒輪嚙合連接，蝸桿564的一端穿過第ニ齒輪563的中心并與其固定連接，另一端與蝸輪565通過齒輪嚙合，所以當(dāng)?shù)谒乃欧姍C(jī)561旋轉(zhuǎn)時(shí)，其動(dòng)カ依次通過第一齒輪562、第二齒輪563、蝸桿564傳遞給蝸輪565，并將動(dòng)力傳遞給與蝸輪565的輸出軸固定連接的旋轉(zhuǎn)支撐55，從而帶動(dòng)固定于旋轉(zhuǎn)支撐55上的貨叉固定架52與貨叉53旋轉(zhuǎn)。X軸運(yùn)動(dòng)単元4的動(dòng)作是通過如下過程實(shí)現(xiàn)的當(dāng)給第三伺服電機(jī)421提供ー個(gè)正向電壓時(shí)，其繞X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與滾珠絲杠固定連接的X軸滑塊51在X軸滑臺(tái)43上向前(圖5向左的方向)移動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)裝置支座54及固定于旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的貨叉53也隨之向前移動(dòng)；當(dāng)貨叉53移動(dòng)到所需位置時(shí)，第三伺服電機(jī)421停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)給第四伺服電機(jī)提供一個(gè)正向電壓，使其繞Y軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則其驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ經(jīng)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56傳遞給旋轉(zhuǎn)支撐55，使得旋轉(zhuǎn)支撐55在旋轉(zhuǎn)裝置支座54上繞Z軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，當(dāng)設(shè)于貨叉53上的電磁鐵531通電后，電磁鐵531會(huì)將貨物吸附??；隨后給第四伺服電機(jī)提供ー個(gè)反向電壓，使其繞Y軸逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則此時(shí)旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，帶動(dòng)貨叉53及貨物回到原始位置。在X軸運(yùn)動(dòng)単元4中采用滾珠絲杠傳動(dòng)可以對(duì)貨叉的移動(dòng)方向及位移控制準(zhǔn)確，并且傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滑動(dòng)平穩(wěn)，效果更好；而在貨叉機(jī)構(gòu)中還采用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56，可使貨 叉在存取貨物過程中不與其它的貨物或構(gòu)件發(fā)生干擾，工作安全并且提高了空間利用率。本發(fā)明智能小車中的第一第二、第三和第四伺服電機(jī)均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)通過線路連接，控制系統(tǒng)可以采用任伺能夠提供電源并控制智能小車實(shí)現(xiàn)在出入貨ロ和各個(gè)貨格之間運(yùn)送貨物的控制器。當(dāng)貨物處于圖I的左上位置M(x，y，z)處，而智能小車位于圖I所示的位置時(shí)，智能小車取貨的功能可以通過如下的過程實(shí)現(xiàn)首先，控制系統(tǒng)給第一伺服電機(jī)231提供一個(gè)正向電壓，使其繞X軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并將動(dòng)カ傳遞給主動(dòng)齒形輪232，帶動(dòng)齒形帶234與齒形帶固定裝置235向左移動(dòng)(圖I向左的方向)，從而帶動(dòng)Z軸桁架31隨Y軸滑塊24在Y軸導(dǎo)軌22上向左移動(dòng)，因此帶動(dòng)Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3也向左移動(dòng)，當(dāng)向左移動(dòng)到坐標(biāo)為y的位置處時(shí)，控制系統(tǒng)停止給第一伺服電機(jī)231供電，則Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3停止不動(dòng)。其次，控制系統(tǒng)給第二伺服電機(jī)331提供ー個(gè)正向電壓，此時(shí)第二伺服電機(jī)331繞X軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則帶動(dòng)鋼絲繩繞筒332隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而拉動(dòng)鋼絲繩333向上移動(dòng)，同時(shí)使與Z軸滑塊34固定連接的滑臺(tái)支架41沿Z軸導(dǎo)軌32向上移動(dòng)，因此帶動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)単元4向上移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到坐標(biāo)為z的位置處時(shí)，控制系統(tǒng)停止給第二伺服電機(jī)331供電，X軸運(yùn)動(dòng)単元4停止在此處不動(dòng)。然后，控制系統(tǒng)給第三伺服電機(jī)421提供ー個(gè)正向電壓，第三伺服電機(jī)繞X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)X軸滑塊51在X軸滑臺(tái)43上向前移動(dòng)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)裝置支座54及固定于旋轉(zhuǎn)裝置支座54上的貨叉53也隨之向前移動(dòng)，當(dāng)貨叉53移動(dòng)到所需位置時(shí)，停止給第三伺服電機(jī)421供電。再次，控制系統(tǒng)給第四伺服電機(jī)提供ー個(gè)正向電壓，使其繞Y軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ傳遞給旋轉(zhuǎn)支撐55，使得旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)給設(shè)于貨叉53上的電磁鐵531通電，則電磁鐵531會(huì)將貨物吸附住，隨后給第四伺服電機(jī)提供一個(gè)反向電壓，使其繞Y軸逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則此時(shí)旋轉(zhuǎn)支撐55繞Z軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，帶動(dòng)貨叉53及貨物回到原始位置。最后，依次給第二伺服電機(jī)與第一伺服電機(jī)提供反向電壓，使貨叉53移動(dòng)到固定位置的存/取貨ロ處，將貨物卸下。此時(shí)取貨的ー個(gè)工作流程結(jié)束。從存/取貨ロ將貨物運(yùn)送至上述位置，智能小車的工作過程與上述過程類似，在此不再重述。本發(fā)明的智能小車，其Y、Z方向的結(jié)構(gòu)采用由若干橫、縱設(shè)置的鋼管組成的桁架結(jié)構(gòu)，因此可以提高智能小車的剛度并減輕其重量；x、Y、Z三個(gè)運(yùn)動(dòng)単元可以使智能小車的適用性更廣，并且貨叉機(jī)構(gòu)中采用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置56使貨叉可以在存/取貨物前后可以旋轉(zhuǎn)，因此空間利用率提高；X、Y、Z三個(gè)運(yùn)動(dòng)単元的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別采用伺服電機(jī)-滾珠絲杠-滑臺(tái)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、伺服電機(jī)-同步齒形輪齒形帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和伺服電機(jī)-鋼絲繩繞筒-鋼絲繩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，即節(jié)約成本，又使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳送位置準(zhǔn)確；并且，在貨叉上設(shè)有電磁鉄，可以有效對(duì)貨盒定位并防止其在運(yùn)動(dòng)過程中滑落。圖10至圖12顯示了本發(fā)明的智能貨柜的結(jié)構(gòu)，包括至少ー個(gè)貨架7，例如兩個(gè) 貨架7，其上具有多個(gè)從上至下逐行分布的貨格，其每個(gè)貨格內(nèi)裝有一個(gè)貨盒12 ;平行于貨架I安置的用來進(jìn)行三維方向移動(dòng)的智能小車6 ;安裝在貨架7上或其附近的用于生成控制指令的控制臺(tái)9 ;安裝在貨架7上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動(dòng)電源的電氣柜8 ；安裝在貨架7上的用來取貨或者上貨的物料臺(tái)10 ;其中，所述控制臺(tái)9至少具有一個(gè)用來輸入指令的輸入裝置，以及連接所述輸入裝置以根據(jù)用戶輸入的指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜8電連接所述控制臺(tái)9，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述智能小車6到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒12移動(dòng)到所述物料臺(tái)10或者將貨盒12從物料臺(tái)10返回到貨格。更具體地說，智能小車6位于兩排貨架7之間，智能小車6的X軸運(yùn)動(dòng)単元4進(jìn)行三維方向移動(dòng)，以到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨位上的貨盒12移動(dòng)到所述物料臺(tái)10或者將貨盒12從物料臺(tái)10送回到貨格。如圖10、圖11和圖12所示，智能小車6和兩個(gè)架7均安裝在底板11上。電氣柜8、控制臺(tái)9和物料臺(tái)10均安裝在兩個(gè)貨架7的一端。圖13顯示了本發(fā)明的智能貨柜的電路原理，如圖13所示，上述處理器可以是上位機(jī)，在此情況下，上述控制指令則是由上位機(jī)生成的用來對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)程序，并且上位機(jī)連接安裝在控制臺(tái)9或電氣柜8內(nèi)的下位機(jī)。另ー方面，下位機(jī)連接有用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器；用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器；用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器；用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器；用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的的倉門驅(qū)動(dòng)器。其中，X軸伺服驅(qū)動(dòng)器、Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器、Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器、倉門驅(qū)動(dòng)器均可安裝在電氣柜8之內(nèi)。此外，上位機(jī)的輸入裝置可以是鍵盤、觸摸屏、讀卡器模塊。另外，上位機(jī)還可以有選擇地連接指紋識(shí)別模塊、監(jiān)控錄像設(shè)備、大屏幕顯示模塊、打印機(jī)、及無線通信模塊如GPRS模塊。下位機(jī)還可以有選擇地連接零點(diǎn)信號(hào)傳感器、位置傳感器、貨物傳感器、壓カ傳感器、防夾傳感器、自檢測(cè)模塊、自檢測(cè)傳感器、成對(duì)紅外光欄發(fā)射接收器。
圖14是本發(fā)明的智能貨柜入貨控制流程，包括SlOl :控制中心將配送信息傳送給上位機(jī)，以供取貨以及查詢。S102 :當(dāng)配送員將貨物送達(dá)智能柜前時(shí)，繼續(xù)配送員身份驗(yàn)證，若驗(yàn)證密碼錯(cuò)誤，入貨結(jié)束(入貨失敗)。S103 :若驗(yàn)證密碼正確，掃描貨物配送碼。S104 :上位機(jī)將配送碼進(jìn)行譯碼并生成相應(yīng)控制程序。S105 :下位機(jī)接收到控制程序。 S106 :小車回零(當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)傳感器觸發(fā)時(shí)小車回到零點(diǎn))。S107:執(zhí)行控制程序，控制小車的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時(shí)，小車到達(dá)指定貨位，取出貨盒。S108 :小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)到達(dá)倉門。S109:如貨盒為“滿”狀態(tài)，小車返回零點(diǎn)，并發(fā)出錯(cuò)誤提示，入貨結(jié)束(入貨失敗)。SllO :如貨盒為“空”狀態(tài)，小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)倉門出位置傳感器觸發(fā)時(shí)，倉門打開，配送員將貨物放入貨盒。Slll :如貨盒為“滿”狀態(tài)，關(guān)閉倉門(如一段時(shí)間后仍未放入貨物，倉門將一直保持打開狀態(tài)，等待放入貨物，并發(fā)出提示音)。S112 :小車將裝有貨物的貨盒放回原貨位。S113:小車返回零點(diǎn)。S114:單件入貨結(jié)束。圖15顯示了本發(fā)明的智能貨柜取貨控制流程，包括S201 :控制中心將配送信息傳送給上位機(jī)，以供取貨以及查詢。S202 :當(dāng)客戶(丙方)到達(dá)智能柜前時(shí)，讀卡機(jī)掃描取貨碼。S203 :上位機(jī)將取貨碼進(jìn)行譯碼并生成相應(yīng)控制程序。S204 :下位機(jī)接收到控制程序。S205 :小車回零(當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)傳感器觸發(fā)時(shí)小車回到零點(diǎn))。S206:執(zhí)行控制程序，控制小車的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時(shí)，小車到達(dá)指定貨位。S207 :小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)到達(dá)倉門。S208:如貨盒為“空”狀態(tài)，小車返回零點(diǎn)，并發(fā)出錯(cuò)誤提示，取貨結(jié)束(取貨失敗)。S209 :如貨盒為“滿”狀態(tài)，倉門打開，客戶將貨物取出貨盒。S210 :如貨盒為“空”狀態(tài)，關(guān)閉倉門(如一段時(shí)間后仍未取出貨物，倉門將一直保持打開狀態(tài)，等待取出貨物，并發(fā)出提示音)。S211 :小車將空貨盒放回原貨位。S212:小車返回零點(diǎn)。S213:單件取貨結(jié)束。圖16顯示了本發(fā)明的下位機(jī)控制智能小車取出貨盒的流程，包括S301 :豎直方向電機(jī)Z轉(zhuǎn)動(dòng)，水平方向電機(jī)Y轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時(shí)，到達(dá)A位置。
S302 :若所取貨物在前排貨架，電機(jī)M正轉(zhuǎn)90°，若剛才所取貨盒位于后排貨架，電機(jī)M反轉(zhuǎn)90°。S303 :橫向電機(jī)X轉(zhuǎn)動(dòng)，貨叉伸出。S304 :豎直方向電機(jī)Z正向轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)貨格位置C。S305 :電磁鐵通電，吸住貨盒。S306 :豎直方向電機(jī)Z正向轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)位置B。S307 :橫向電機(jī)X轉(zhuǎn)動(dòng)，貨叉收回。S308 :若剛才所取貨盒位于前排貨架，電機(jī)M反轉(zhuǎn)90°，若剛才所取貨盒位于后排貨架，電機(jī)M正轉(zhuǎn)90°。
S309:取出貨盒完成。圖17顯示了下位機(jī)控制智能小車放回貨盒的流程，包括S401 :豎直方向電機(jī)Z轉(zhuǎn)動(dòng)，水平方向電機(jī)Y轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位置傳感器觸發(fā)時(shí)，到達(dá)B位置。S402 :若貨盒將放于前排貨架，電機(jī)M正轉(zhuǎn)90°，若貨盒將放于后排貨架，電機(jī)M反轉(zhuǎn)90°。S403 :橫向電機(jī)X轉(zhuǎn)動(dòng)，貨叉伸出。S404 :豎直方向電機(jī)Z反向轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)貨格位置C。S405 :電磁鐵斷電，放開貨盒。S406 :豎直方向電機(jī)Z反向轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)位置A。S407 :橫向電機(jī)X轉(zhuǎn)動(dòng)，貨叉收回。S408 :若剛才貨盒放在前排貨架，電機(jī)M反轉(zhuǎn)90°，若剛才貨盒放在后排貨架，電機(jī)M正轉(zhuǎn)90°。S409:放回貨盒完成。此外，圖13所示的貨物傳感器安裝于倉門內(nèi)側(cè)安裝，貨盒上有XYZ方向各ー排小孔，通過貨物傳感器(紅外掃描裝置)確定盒內(nèi)貨品是否裝入和取出。此外，4個(gè)圖13所示的零點(diǎn)信號(hào)傳感器分別安裝于X導(dǎo)軌后極限位置、Y導(dǎo)軌右極限位置、Z導(dǎo)軌下極限位置及C軸(即貨叉的旋轉(zhuǎn)軸)零度位置。各個(gè)電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直到各個(gè)位置零點(diǎn)信號(hào)傳感器都觸發(fā)時(shí)，各軸零點(diǎn)信號(hào)傳至下位機(jī)，小車回到零點(diǎn)。圖13所示的位置傳感器由安裝于Z滑塊、Y滑塊上光電傳感器及擋片組成(包括極限位置傳感器、零點(diǎn)信號(hào)傳感器)，分別在Y桁架、Z桁架上均布位置傳感器，其位置分別與貨盒的行號(hào)與層號(hào)對(duì)應(yīng)，當(dāng)小車從零點(diǎn)沿Y軸運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，每經(jīng)過ー個(gè)擋片時(shí)，光電傳感器感應(yīng)一次，下位機(jī)計(jì)算器加一，以確定到達(dá)位置，沿Z軸運(yùn)動(dòng)亦是如此，從而小車可以到達(dá)指定行與層取出指定貨盒。圖18顯示了本發(fā)明的智能貨柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該智能貨柜系統(tǒng)包括設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心，具有發(fā)送遠(yuǎn)端指令和接收信息的通信模塊(圖中未顯示)；分別連接所述控制中心的多個(gè)智能貨柜，如第一至第N智能貨柜，各智能貨柜通過分別與所述控制中心雙向通信，執(zhí)行有關(guān)入貨和取貨操作，并將操作結(jié)果發(fā)送給所述控制中心。
需要說明的是，多個(gè)智能貨柜的相互距離可以很遠(yuǎn)，也可以很近。例如多個(gè)智能貨柜可以作為藥品柜放置在藥房中，控制中心則是藥劑師使用的計(jì)算機(jī)?？刂浦行母鶕?jù)處方，向相應(yīng)智能貨柜發(fā)出控制指令，使其智能小車根據(jù)該控制指令取藥。同樣，多個(gè)智能貨柜也可以資料柜使用，以便控制中心通過發(fā)出指令，使智能小車取出相應(yīng)的資料，并將操作結(jié)果上報(bào)給控制中心。當(dāng)然，多個(gè)智能貨柜也可以分布到不同 地區(qū)，以便不同地區(qū)的用戶在接到相應(yīng)通知后，從智能貨柜取貨。在此情況下，本發(fā)明的智能貨柜系統(tǒng)還包括連接控制中心的上游用戶終端，如圖中所示的第一上游用戶終端、第N上游用戶終端，用于向控制中心發(fā)送包含某個(gè)用戶將到某個(gè)(比如，第一)智能貨柜入貨或取貨的信息(統(tǒng)稱為配貨信息)的遠(yuǎn)端指令，以便控制中心將該配貨信息發(fā)送給該智能貨柜(如第一智能貨柜)；連接上游用戶終端的下游用戶終端，該上游用戶終端同樣將配貨信息發(fā)送給下游用戶終端，以便該終端的用戶到達(dá)第一智能貨柜取貨或入貨。智能貨柜首先存儲(chǔ)來自控制中心的遠(yuǎn)端指令，當(dāng)某用戶根據(jù)配貨信息，輸入相應(yīng)本地指令后，智能貨柜的上位機(jī)本地指令與遠(yuǎn)端指令進(jìn)行比對(duì)后，若得到匹配的結(jié)果，則執(zhí)行相應(yīng)的入貨或者取貨操作，并將操作結(jié)果上報(bào)給控制中心。本系統(tǒng)的每個(gè)智能貨柜包括至少ー個(gè)貨架7，其上具有多個(gè)從上至下逐行分布的貨格，其每個(gè)貨格內(nèi)裝有一個(gè)貨盒12 ;平行于貨架7安置的用來進(jìn)行三維方向移動(dòng)的智能小車6 ;安裝在貨架7上或其附近的用于根據(jù)遠(yuǎn)端指令和/或本地指令生成控制指令的控制臺(tái)9 ;安裝在貨架7上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動(dòng)電源的電氣柜8 ;安裝在貨架7上的用來取貨或者上貨的物料臺(tái)10 ;其中，所述控制臺(tái)9至少具有用來輸入本地指令的輸入裝置，連接控制中心的無線通信模塊，以及連接所述輸入裝置和無線通信模塊以根據(jù)本地指令和/或遠(yuǎn)端指令生成控制指令的處理器；其中，所述電氣柜8電連接所述控制臺(tái)9，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述智能小車6到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒12移動(dòng)到所述物料臺(tái)10或者將貨盒12從物料臺(tái)10返回到貨格另ー方面，本發(fā)明提供了ー種智能貨柜系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心向智能貨柜發(fā)送遠(yuǎn)端指令；智能貨柜的上位機(jī)根據(jù)所述遠(yuǎn)端指令和/或本地指令，生成對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的控制程序；智能貨柜的下位機(jī)根據(jù)所述控制程序控制智能小車進(jìn)行三維方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒移動(dòng)到所述物料臺(tái)或者將貨盒從物料臺(tái)返回到貨格；其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出，使小車進(jìn)行所述三維方向運(yùn)動(dòng)；其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的倉門驅(qū)動(dòng)器的輸出，將貨盒推出倉門或者將貨盒進(jìn)入倉門。盡管上文對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，包括 設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心，具有發(fā)送遠(yuǎn)端指令和接收信息的通信模塊； 分別連接所述控制中心的多個(gè)智能貨柜，各智能貨柜通過分別與所述控制中心雙向通信，執(zhí)行有關(guān)入貨和取貨操作，并將操作結(jié)果發(fā)送給所述控制中心，其每個(gè)智能貨柜包括至少ー個(gè)貨架(7)，其上具有多個(gè)從上至下逐行分布的貨格，其每個(gè)貨格內(nèi)裝有ー個(gè)貨盒(12)； 平行于貨架(7)安置的用來進(jìn)行三維方向移動(dòng)的智能小車(6)； 安裝在貨架(7)上或其附近的用于根據(jù)遠(yuǎn)端指令和/或本地指令生成控制指令的控制臺(tái)(9)； 安裝在貨架(7)上或其附近的用來為智能小車提供驅(qū)動(dòng)電源的電氣柜(8)； 安裝在貨架(7)上的用來取貨或者上貨的物料臺(tái)(10)； 其中，所述控制臺(tái)(9)至少具有用來輸入本地指令的輸入裝置，連接控制中心的無線通信模塊，以及連接所述輸入裝置和無線通信模塊以根據(jù)本地指令和/或遠(yuǎn)端指令生成控制指令的處理器； 其中，所述電氣柜(8)電連接所述控制臺(tái)(9)，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述智能小車(6)到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒(12)移動(dòng)到所述物料臺(tái)(10)或者將貨盒(12)從物料臺(tái)(10)返回到貨格。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能貨柜，其特征在于，所述處理器是上位機(jī)，所述控制指令是由上位機(jī)生成的用來對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)程序，并且所述上位機(jī)連接安裝在控制臺(tái)(9)或電氣柜⑶內(nèi)的下位機(jī)； 其中，所述電氣柜⑶內(nèi)裝有 連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器； 連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器； 連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器； 連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器；以及 連接下位機(jī)的用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的倉門驅(qū)動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述智能小車包括 機(jī)座⑴； 安裝在機(jī)座(I)上的Y軸桁架(21)； 安裝在Y軸桁架(21)上的Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2); 固定設(shè)置在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)上的Z軸桁架(31)，其在Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)的帶動(dòng)下在Y軸桁架(21)上左右移動(dòng)； 安裝在Z軸桁架(31)上的Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)； 與Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)連接的X軸運(yùn)動(dòng)單元(4)，其在Z軸桁架(31)上上下移動(dòng)； 安裝在X軸運(yùn)動(dòng)単元(4)上用于提取貨物的貨叉機(jī)構(gòu)(5)，該貨叉機(jī)構(gòu)在X軸運(yùn)動(dòng)単元(4)上做前后移動(dòng)并繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 其中，所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)、Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)和X軸運(yùn)動(dòng)単元(4)均和設(shè)于智能小車外部的控制系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)包括 固裝在Y軸桁架(21)上的Y軸導(dǎo)軌(22)； 底端面與Y軸導(dǎo)軌(22)滑動(dòng)連接的Y軸滑塊(24)，其頂端面與所述Z軸桁架(31)固定連接； 固裝在Y軸桁架(21)上的Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)，其驅(qū)動(dòng)Y軸滑塊(24)及Z軸桁架(31)在Y軸導(dǎo)軌(22)上左右移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述Z軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3) 包括 固裝在Z軸桁架(31)上的Z軸導(dǎo)軌(32)； 底端面與Z軸導(dǎo)軌(32)滑動(dòng)連接的Z軸滑塊(34)，其頂端面與X軸運(yùn)動(dòng)単元(4)固定連接； 固裝在Z軸桁架(31)上的Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33)，其驅(qū)動(dòng)Z軸滑塊(34)及X軸運(yùn)動(dòng)單元(4)在Z軸導(dǎo)軌(32)上上下移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述X軸運(yùn)動(dòng)単元(4)包括 與Z軸滑塊(34)固定連接并在其帶動(dòng)下在Z軸導(dǎo)軌(32)上上下移動(dòng)的滑臺(tái)支架(41)； 分別固設(shè)在滑臺(tái)支架(41)上的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與X軸滑臺(tái)(43)； 底端面與X軸滑臺(tái)(43)滑動(dòng)連接的X軸滑塊(51)，其與X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接并在其帶動(dòng)下可在X軸滑臺(tái)(43)上前后滑動(dòng)； 其中，所述貨叉機(jī)構(gòu)(5)與X軸滑塊(51)連接并在X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在X軸滑臺(tái)(43)上前后滑動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23) 包括 固定安裝在所述機(jī)座(I)上的第一伺服電機(jī)(231)； 設(shè)置在機(jī)座(I)上的主動(dòng)齒形輪(232)與從動(dòng)齒形輪(233)，其中主動(dòng)齒形輪(232)與第一伺服電機(jī)(231)的輸出軸連接； 與主動(dòng)齒形輪(232)和從動(dòng)齒形輪(233)相輪嚙合的齒形帶(234)； 將齒形帶(234)安置在Y軸桁架(21)上的齒形帶固定裝置(235)，其與Z軸桁架(31)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33) 包括 固裝在Z軸桁架(31)上的第二伺服電機(jī)(331)； 與第二伺服電機(jī)(331)輸出軸連接的鋼絲繩繞筒(332)； 套裝在鋼絲繩繞筒(332)上的鋼絲繩(333)，其與所述滑臺(tái)支架(41)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能貨柜系統(tǒng)，其特征在于，所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括 固裝在滑臺(tái)支架(41)上的第三伺服電機(jī)(421)； 與第三伺服電機(jī)(421)輸出軸連接的滾珠絲杠，且滾珠絲杠與所述X軸滑塊(51)連接。
10.ー種智能貨柜系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心向智能貨柜發(fā)送遠(yuǎn)端指令； 智能貨柜的上位機(jī)根據(jù)所述遠(yuǎn)端指令和/或本地指令，生成對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制的控制程序； 智能貨柜的下位機(jī)根據(jù)所述控制程序控制智能小車進(jìn)行三維方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)貨架上的任ー個(gè)貨格，以便將貨格上的貨盒移動(dòng)到所述物料臺(tái)或者將貨盒從物料臺(tái)返回到貨格； 其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)智能小車第三伺服電機(jī)的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第一伺服電機(jī)的Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第二伺服電機(jī)的Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出、用來驅(qū)動(dòng)智能小車第四伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出，使小車進(jìn)行所述三維方向運(yùn)動(dòng)； 其中，下位機(jī)通過控制用來驅(qū)動(dòng)物料臺(tái)的倉門電機(jī)的倉門驅(qū)動(dòng)器的輸出，將貨盒推出倉門或者將貨盒進(jìn)入倉門。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能貨柜系統(tǒng)及控制方法，所述系統(tǒng)包括設(shè)置在遠(yuǎn)端的控制中心，具有發(fā)送遠(yuǎn)端指令和接收信息的通信模塊；分別連接所述控制中心的多個(gè)智能貨柜，各智能貨柜通過分別與所述控制中心雙向通信，執(zhí)行有關(guān)入貨和取貨操作，并將操作結(jié)果發(fā)送給所述控制中心，其每個(gè)智能貨柜包括至少一個(gè)貨架，其上具有多個(gè)從上至下逐行分布的貨格，其每個(gè)貨格內(nèi)裝有一個(gè)貨盒；平行于貨架安置的用來進(jìn)行三維方向移動(dòng)的智能小車；根據(jù)遠(yuǎn)端指令和/或本地指令生成控制指令的控制臺(tái)；為智能小車提供驅(qū)動(dòng)電源的電氣柜；用來取貨或者上貨的物料臺(tái)；控制臺(tái)至少具有用來輸入本地指令的輸入裝置，連接控制中心的無線通信模塊，以及連接所述輸入裝置和無線通信模塊的處理器。
文檔編號(hào)B65G1/137GK102689760SQ20121018054
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者時(shí)桂強(qiáng) 申請(qǐng)人:時(shí)桂強(qiáng)