十字穿梭式有轨输送车及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种十字穿梭式有轨输送车及控制方法，属于自动化输送装备领域。包括车架、驱动转向装置、导向同步机构、控制装置、RFID传感器和导向轮；控制装置连接并控制驱动转向装置运行；导向轮安装在车架的底部，RFID传感器安装在车架上与控制装置电连接；导向同步机构安装在车架上且分别与驱动转向装置、导向轮啮合连接，驱动转向装置通过导向同步机构控制导向轮旋转及旋转角度。本发明专利技术可在同一平面内相互垂直轨道之间自由地转换移动方向，增强了有轨输送车的运动机动性和灵活性。本发明专利技术还提供了用于上述有轨输送车的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
十字穿梭式有轨输送车及控制方法
本专利技术涉及一种有轨输送车及控制方法,具体讲是一种可在十字交叉轨道的两个正交方向进行穿梭移动的有轨输送车及控制方法，属于自动化输送装备领域。
技术介绍
传统的仓储系统采用人工方式存取货物，叉车司机驾驶叉车驶入货架巷道内，由于巷道空间狭小，叉车难以在其中灵活行驶。为了减小叉车碰撞导轨的可能性，单条货架不允许过长。这些不足严重制约了货物的存取效率和仓库的空间利用率。自动化仓储系统中经常采用巷道堆垛机，其是一种在高层货架的狭窄巷道内来回穿梭运行、进行存取作业的起重机，可将位于巷道口的货物存入货格，或者将货格内的货物取出并运送到巷道口。巷道堆垛机的立柱高度与货架高度成正比，高层货架使得巷道堆垛机的高度过高、结构庞大笨重、行走灵活性和稳定性较差，只适合于批量大、品种少、周转箱箱体规格基本一致、周转慢的简单存储模式。另一方面，包括多排货架的高架仓库一般使用多台堆垛机或者使用转弯巷道及转弯堆垛机，于是每两排货架之间就需设置一条巷道，不仅造成存储空间的严重浪费，而且输送设备成本增加、系统协调控制复杂，工作效率较低。随着电子商务、连锁经营等商业模式的发展，货物存取逐渐向批量小、品种多、周转快的柔性仓储模式转变。现有有轨直线运行式穿梭车因其比巷道堆垛机具有更好的灵活性和适应性，在自动化仓储系统中得到了广泛运用。但现有有轨直线运行式穿梭车通常只能沿铺设的直线轨道行驶，无法转弯或在十字交叉轨道上运行。为了使直线运行式穿梭车能满足现有自动化仓储系统的运行需要，现有技术中通常采用以下两种技术方案：第一，在每一层、每一排的巷道中各使用一台穿梭车，这不仅大大增加系统的设备成本，还造成穿梭车使用率低下、闲置浪费严重；第二，综合使用巷道堆垛机和穿梭车，堆垛机的水平运动方向与穿梭车的直线运动方向相垂直，堆垛机通过水平行走、升降载物货台和伸缩货叉的组合动作对穿梭车及其货物进行搬运，以将穿梭车在垂直方向上换至不同储货层或者在水平方向上换至不同储货巷道中，这无疑加大自动化仓储系统的设备支出，大大降低了仓储效率。在其他有轨输送
，为了使有轨输送装置可以通过十字交叉轨道，现有的技术主要采用以下两种方法：第一，在十字轨道交叉位置采用轨道切换装置：2010年5月26日，中国技术专利CN201485759U，公开了一种轨道用十字道岔，包括交叉的两个固定轨道、底座，固定轨道交叉处为以交叉点为圆心的转盘，转盘上设有通过转盘圆心的活动轨道，活动轨道的长度为转盘的直径，转轴固定在转盘下方的转盘圆心点上。该技术解决了道岔输送中轨道的十字交叉问题。第二，在十字轨道交叉位置设计独特的导轨结构，使有轨输送车通过时既能导向又不发生运动干涉：2007年3月7日，中国技术专利CN2875859Y公开了一种在十字交叉轨道上运行的运输车，其在车身下设有两对主动轮，其中第一对主动轮经减速器与电机连接，第二对主动轮与第一对主动轮传动连接。同时在轨道上作如下布置：轨道呈十字交叉布置，一对轨道连续不断，另一对轨道在跨越前一对轨道时断开一定距离，且另一对轨道的踏面比前一对轨道高出一定距离。其优点在于结构简单，性能稳定。然而，上述两种方法仅能使有轨输送装置沿一条轨道穿越另一条轨道时不发生运动干涉，并不能使其在交叉位置从一条轨道切换到另一条轨道运行，因此，也无法解决穿梭车在同一平面内相互垂直巷道间转换的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能在同一平面内相互垂直轨道之间自由转换运行的十字穿梭式有轨输送车及控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的十字穿梭式有轨输送车,包括车架、驱动转向装置、导向同步机构、控制装置、RFID传感器和沿轨道行走的导向轮；所述控制装置、驱动转向装置安装在车架上；所述控制装置连接并控制驱动转向装置运行；所述导向轮安装在车架上，所述RFID传感器安装在车架上与控制装置电连接；所述导向同步机构固定安装在车架上且分别与驱动转向装置、导向轮啮合连接，所述驱动转向装置驱动有轨输送车沿轨道运行并可通过导向同步机构控制导向轮旋转及旋转角度。本专利技术中，所述驱动转向装置包括驱动模块及与驱动模块连接的转向测量模块和离合传动模块；所述驱动模块包括垂直转轴和水平心轴，所述垂直转轴与水平心轴正交于水平心轴的轴线中点；所述水平心轴的两端分别安装驱动轮，两个驱动轮分别通过两个驱动电机驱动；所述水平心轴的轴线中点上固定安装定位传感器。本专利技术中，所述驱动轮包括同轴安装在水平心轴左端的左驱动轮和左从动轮、同轴安装在水平心轴右端的右驱动轮和右从动轮；所述左从动轮与由左驱动电机驱动的左主动轮联动、右从动轮与由右驱动电机驱动的右主动轮联动。本专利技术中，所述转向测量模块包括垂直转轴、与垂直转轴平行的测量转轴；所述垂直转轴上套装第一圆柱齿轮，所述测量转轴上套装第二圆柱齿轮,所述第一圆柱齿轮与第二圆柱齿轮间相互啮合；所述测量转轴上同轴连接角度传感器，所述角度传感器与控制装置电连接。本专利技术中，所述离合传动模块包括主离合器、从离合器、传动转轴和输出锥齿轮，所述主离合器固定安装在垂直转轴的上部，所述从离合器套装在传动转轴的下部，从离合器可沿传动转轴的轴向移动；所述从离合器与主离合器同轴安装，且可相互接触；所述输出锥齿轮套装固定在传动转轴上。本专利技术中，所述导向轮包括支撑转轴、输入锥齿轮、轮支撑架、摆动杠杆、双边翼轮和减震机构；所述输入锥齿轮套装固定在支撑转轴上与导向同步机构啮合连接；所述轮支撑架与支撑转轴固连，所述摆动杠杆与轮支撑架间通过杠杆螺栓轴向连接，所述摆动杠杆可绕杠杆螺栓的轴线相对于轮支撑架摆动；所述摆动杠杆的一端与轮支撑架间连接减震机构，摆动杠杆的另一端安装双边翼轮，所述双边翼轮由主轮及对称固连在主轮两侧的两个同轴翼轮组成，所述主轮直径大于翼轮直径。本专利技术中，所述导向同步机构由结构相同且呈相反方向安装的前轮导向同步组件和后轮导向同步组件组成，所述导向同步组件包括齿轮半轴、过渡轮轴和传动轴，所述齿轮半轴的一端套装第一锥齿轮与驱动转向装置啮合连接，另一端套装第一主动轮；所述过渡轮轴上分别套装第一从动轮和第二主动轮，所述第一从动轮与第一主动轮带连接；所述传动轴上分别套装第二从动轮、转向锥齿轮，所述第二从动轮与第二主动轮带连接，所述转向锥齿轮与导向轮的输入锥齿轮啮合连接，所述转向锥齿轮与第一锥齿轮的安装方向相同。本专利技术中，所述轨道包括多条横向轨道和纵向轨道，横向轨道和纵向轨道在同一平面内相互正交，所述横向轨道和纵向轨道上均包括两条相互平行的凹槽形地轨形成的承载轨道面，所述凹槽形地轨用于嵌入有轨输送车的双边翼轮，所述双边翼轮的轴线到凹槽形地轨的地轨槽底间的距离大于双边翼轮的主轮半径；在非十字交叉位置，横向轨道中两条凹槽形地轨的凹槽中线之间的直线距离与有轨输送车两个前或后导向轮中心之间的直线距离相等，纵向轨道中两条凹槽形地轨的凹槽中线之间的直线距离与有轨输送车同一侧的前导向轮和后导向轮中心之间的直线距离相等；在十字交叉位置，相互正交的横向轨道和纵向轨道上的四条凹槽形地轨相交处分别设有四个用于有轨输送车转向的整体固定式十字路口或分离旋转式十字路口。本专利技术中，所述整体固定式十字路口为两条正交轨道中位于十字交叉位置的凹槽形地轨的凹槽宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字穿梭式有轨输送车，包括车架(1)，其特征在于：还包括驱动转向装置(2)、导向同步机构(3)、控制装置(5)、RFID传感器(6)和沿轨道行走的导向轮(7)；所述控制装置(5)、驱动转向装置(2)安装在车架(1)上；所述控制装置(5)连接并控制驱动转向装置(2)运行；所述导向轮(7)安装在车架(1)上，所述RFID传感器(6)安装在车架(1)上与控制装置(5)电连接；所述导向同步机构(3)固定安装在车架(1)上且分别与驱动转向装置(2)、导向轮(7)啮合连接，所述驱动转向装置(2)驱动有轨输送车(0)沿轨道(99)运行并可通过导向同步机构(3)控制导向轮(7)旋转及旋转角度。

【技术特征摘要】
1.一种十字穿梭式有轨输送车，包括车架(1)，其特征在于：还包括驱动转向装置(2)、导向同步机构(3)、控制装置(5)、RFID传感器(6)和沿轨道行走的导向轮(7)；所述控制装置(5)、驱动转向装置(2)安装在车架(1)上；所述控制装置(5)连接并控制驱动转向装置(2)运行；所述导向轮(7)安装在车架(1)上，所述RFID传感器(6)安装在车架(1)上与控制装置(5)电连接；所述导向同步机构(3)固定安装在车架(1)上且分别与驱动转向装置(2)、导向轮(7)啮合连接，所述驱动转向装置(2)驱动有轨输送车(0)沿轨道(99)运行并可通过导向同步机构(3)控制导向轮(7)旋转及旋转角度。2.根据权利要求1所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述驱动转向装置(2)包括驱动模块(8)及与驱动模块(8)连接的转向测量模块(9)和离合传动模块(10)；所述驱动模块(8)包括垂直转轴(12)和水平心轴(13)，所述垂直转轴(12)与水平心轴(13)正交于水平心轴(13)的轴线中点；所述水平心轴(13)的两端分别安装驱动轮，两个驱动轮分别通过两个驱动电机驱动；所述水平心轴(13)的轴线中点上固定安装定位传感器(29)。3.根据权利要求2所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述驱动轮包括同轴安装在水平心轴(13)左端的左驱动轮(14)和左从动轮(15)、同轴安装在水平心轴(13)右端的右驱动轮(21)和右从动轮(22)；所述左从动轮(15)与由左驱动电机(20)驱动的左主动轮(18)联动、右从动轮(22)与由右驱动电机(27)驱动的右主动轮(25)联动。4.根据权利要求3所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述转向测量模块(9)包括垂直转轴(12)、与垂直转轴(12)平行的测量转轴(36)；所述垂直转轴(12)上套装第一圆柱齿轮(33)，所述测量转轴(36)上套装第二圆柱齿轮(39),所述第一圆柱齿轮(33)与第二圆柱齿轮(39)间相互啮合；所述测量转轴(36)上同轴连接角度传感器(41)，所述角度传感器(41)与控制装置(5)电连接。5.根据权利要求4所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述离合传动模块(10)包括主离合器(35)、从离合器(46)、传动转轴(43)和输出锥齿轮(47)，所述主离合器(35)固定安装在垂直转轴(12)的上部，所述从离合器(46)套装在传动转轴(43)的下部，从离合器(46)可沿传动转轴(43)的轴向移动；所述从离合器(46)与主离合器(35)同轴安装，且可相互接触；所述输出锥齿轮(47)套装固定在传动转轴(43)上。6.根据权利要求5所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述导向轮(7)包括支撑转轴(49)、输入锥齿轮(51)、轮支撑架(52)、摆动杠杆(53)、双边翼轮(56)和减震机构；所述输入锥齿轮(51)套装固定在支撑转轴(49)上与导向同步机构(3)啮合连接；所述轮支撑架(52)与支撑转轴(49)固连，所述摆动杠杆(53)与轮支撑架(52)间通过杠杆螺栓(54)轴向连接，所述摆动杠杆(53)可绕杠杆螺栓(54)的轴线相对于轮支撑架(52)摆动；所述摆动杠杆(53)的一端与轮支撑架(52)间连接减震机构，摆动杠杆(53)的另一端安装双边翼轮(56)，所述双边翼轮(56)由主轮及对称固连在主轮两侧的两个同轴翼轮组成，所述主轮直径大于翼轮直径。7.根据权利要求6所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述导向同步机构(7)由结构相同且呈相反方向安装的前轮导向同步组件和后轮导向同步组件组成，所述导向同步组件包括齿轮半轴(63，64)、过渡轮轴(65，66)和传动轴(67，68)，所述齿轮半轴(63，64)的一端套装第一锥齿轮(71，75)与驱动转向装置(2)啮合连接，另一端套装第一主动轮(72，76)；所述过渡轮轴(65，66)上分别套装第一从动轮(79，84)和第二主动轮(80，85)，所述第一从动轮(79，84)与第一主动轮(72，76)带连接；所述传动轴(67，68)上分别套装第二从动轮(89，95)、转向锥齿轮(91，92，97，98)，所述第二从动轮(89，95)与第二主动轮(80，85)带连接，所述转向锥齿轮(91，92，97，98)与导向轮(7)的输入锥齿轮(51)啮合连接，所述转向锥齿轮(91，92，97，98)与第一锥齿轮(71，75)的安装方向相同。8.根据权利要求7所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述轨道(99)包括多条横向轨道(99A)和纵向轨道(99B)，横向轨道(99A)和纵向轨道(99B)在同一平面内相互正交，所述横向轨道(99A)和纵向轨道(99B)上均包括两条相互平行的凹槽形地轨(100)形成的承载轨道面(103)，所述凹槽形地轨(100)用于嵌入有轨输送车(0)的双边翼轮(56)，所述双边翼轮(56)的轴线到凹槽形地轨(100)的地轨槽底(101)间的距离大于双边翼轮(56)的主轮半径；在非十字交叉位置，横向轨道(99A)中两条凹槽形地轨(100)的凹槽中线之间的直线距离与有轨输送车(0)两个前或后导向轮(7)中心之间的直线距离相等，纵向轨道(99B)中两条凹槽形地轨(100)的凹槽中线之间的直线距离与有轨输送车(0)同一侧的前导向轮(7)和后导向轮(7)中心之间的直线距离相等；在十字交叉位置，相互正交的横向轨道(99A)和纵向轨道(99B)上的四条凹槽形地轨(100)相交处分别设有四个用于有轨输送车(0)转向的整体固定式十字路口(104)或分离旋转式十字路口(106)。9.根据权利要求8所述的十字穿梭式有轨输送车，其特征在于：所述整体固定式十字路口(104)为两条正交轨道(99)中位于十字交叉位置的凹槽形地轨(100)的凹槽宽度沿45°角方向逐渐变大、承载轨道面(103)逐渐消失而汇聚成一线、组成以十字交叉中心为中心、边长大于双边翼轮(56)中主轮直径的正方形路口槽底(105)；所述凹槽形地轨(100)的地轨槽底(101)到路口槽底(105)之间的高度逐渐升高直至路口槽底(105)到双边翼轮(56)轴线间的距离等于/小于双边翼轮(56)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：武星，楼佩煌，钱晓明，唐敦兵，沈伟良，王龙军，张浩，杨天旭，陈峰雷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32