一种对接立体库侧向快速装车的装车系统及装车方法与流程

本发明涉及运输装车领域，具体涉及一种对接立体库侧向快速装车的装车系统及装车方法。

背景技术：

1、随着自动化立体仓库、智能物流仓储及托盘化运输技术的发展，立体库出库端的物料输送效率不断提高，与之对应的运输装车环节亦逐渐向自动化、无人化及高节拍方向发展。尤其对于侧翼开启式厢式运输车、侧开型集装箱车以及平板运输车等能够从车辆侧部实施装载的运输装备，如何将立体库连续输出的托盘物料快速、稳定地整体装入车辆，成为影响仓储出库效率及车辆周转效率的重要环节。

2、现有侧向装车技术中，一类方案采用货叉配合多轴移动机构完成托盘物料的抓取及转移。例如，cn110697625a公开了一种快开式侧帘箱的货物装卸系统，通过x轴移动模块、y轴移动模块及z轴移动模块调节货叉的位置，并利用货叉实施货物装卸。该类方案能够实现自动化叉取，但其基本作业单元仍为货叉所承载的单次物料，需要通过货叉位置切换完成不同位置货物的逐次转运，当需要完成整车厢多托盘物料装车时，货叉机构需要重复执行对位、叉取、转移、下降及退出等动作，整体装车节拍仍受到单次叉取过程的限制。

3、另一类方案采用能够沿车辆侧向移动的货叉组件进行批量装卸。例如，cn111186795a公开了一种智能极速侧位装卸系统及装车方法，其设置物料堆码垛输送装置、货叉架组件、支撑动臂组件、驱动小车组件及导轨组件，由货叉架组件叉取物料堆码垛输送装置上的物料，并随驱动小车向车辆方向移动，以完成侧位装车。该方案能够提高侧向装卸效率，但货物的输送暂存结构和实施叉取装车的结构仍属于相互独立的功能结构，装车过程中仍依赖货叉从相应的物料输送或堆码垛位置取得物料。

4、上述现有技术在与高速立体库出库系统配套使用时仍存在以下不足。

5、首先，现有侧向装车设备大多以逐次叉取或者分批转运作为基本装车方式，车辆到位后仍需执行多个取料、转运及放料循环，难以在车辆到达装车工位之前完成整车厢托盘物料的预储。当立体库按照较高节拍连续出库时，装车设备容易成为整个出库链路的效率瓶颈，同时造成运输车辆较长时间等待。

6、其次，现有货叉式侧装系统通常需要在车辆旁侧设置物料输送、堆码或者暂存位置，再利用独立设置的货叉装置在暂存位置与车辆之间完成转移，因此物料备料功能与装车执行功能彼此分离，设备横向及纵向布置空间较大，不利于仓储空间的紧凑利用。

7、再次，现有伸缩输送设备、机械手设备以及带有升降和叉取功能的装车设备通常需要在物料承载结构下方依次布置输送机构、支承机构和行走驱动机构，导致进入车厢内部的执行结构整体厚度较大。对于车厢底面距离顶部空间较小的低矮厢式车辆或者装载空间受限的车辆，厚重的执行结构难以携带托盘物料整体深入车厢内部，从而容易出现装车机构可达范围不足以及货物难以均匀布置的问题。

8、此外，在自动备料过程中，相邻两个输送装置之间通常不可避免地存在安装间隙、输送面高度误差及输送速度差。当托盘物料由可移动的备料装置向固定或者可移动的载货装置转移时，上述差异容易使托盘在过渡区域产生跌落冲击、速度突变、偏移或者卡滞。采用普通无动力过渡板虽然能够在一定程度上填补空间间隙，但不能同时补偿输送面的高度变化和两侧输送机构的线速度差，仍会影响托盘连续输送的稳定性。

9、因此，有必要提供一种能够直接对接立体库出库端、能够在车辆到位前完成多托盘物料预储，并能够将预储的托盘物料整体侧向送入车辆的快速装车系统；同时还需要进一步降低进入车厢部分的结构厚度，并解决移动备料装置与载货装置之间存在的间隙、高度差及速度差问题，以提高整车装车效率、设备适用范围以及托盘物料过渡输送的稳定性。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种对接立体库侧向快速装车的装车系统及装车方法，能够有效解决上述现有技术存在的至少一个问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种对接立体库侧向快速装车的装车系统，包括输送机构、往复备料机构以及抽板式快装机构；

3、所述输送机构用于将立体库出库的托盘物料输送至装车工位；

4、所述往复备料机构包括输送轨道以及沿输送轨道往复移动的备料小车，备料小车用于将装车工位的托盘物料移送至沿输送轨道分布的若干备料工位；

5、所述抽板式快装机构包括升降装置、升降支架、行走轨道、载货组件以及行走驱动件，升降支架设于输送轨道的一侧并由升降装置驱动升降；

6、所述行走轨道设于升降支架上，其延伸方向与输送轨道的延伸方向垂直且与输送轨道间隔设置；

7、所述行走轨道靠近输送轨道的一端为接料端，远离输送轨道的一端为装车端；

8、所述载货组件由行走驱动件驱动沿行走轨道往复移动，载货组件包括若干载货骨架、设于载货骨架下部的若干行走轮、转动设于载货骨架内的若干传送辊筒以及用于驱动传送辊筒转动的传送驱动件；

9、所述传送辊筒的上端边缘形成用于承载并输送托盘物料的输送接触面，其下端边缘高于行走轮与行走轨道的接触位置；

10、所述备料小车包括支架以及设于支架顶部的备料辊组，支架靠近载货组件的一侧设有衔接组件；

11、所述衔接组件包括外框架、内框架、若干衔接辊筒、第一缓冲组件、第二缓冲组件以及搭接组件；

12、所述外框架靠近支架的一端与支架转动连接，第二缓冲组件连接于外框架与支架之间并配置为使外框架在未受托盘物料推动时上翻至备料辊组的出料侧并形成初始止挡位置，以及在外框架受托盘物料推动而向下摆动时对外框架进行缓冲；

13、所述内框架设于外框架内，其靠近支架的一端与外框架转动连接、远离支架的一端形成摆动端，若干衔接辊筒转动设于内框架；

14、所述第一缓冲组件连接于摆动端与外框架之间，并配置为在内框架受托盘物料的重量下压而使摆动端朝载货骨架方向向下摆动时对摆动端的下摆过程进行缓冲；

15、所述搭接组件设于摆动端并设有可转动的取速轮，取速轮随摆动端下降而在托盘物料的重量作用下压向载货骨架上的传送辊筒，并将传送辊筒的转动传递至至少一根衔接辊筒。

16、作为进一步改进的，所述第一缓冲组件为连接内框架与外框架的可伸缩弹性缓冲件，并使内框架在未受到托盘物料下压时保持于预设初始位置；

17、所述第二缓冲组件为连接外框架与支架的可伸缩弹性缓冲件，并使外框架在未受到托盘物料推动时保持向初始止挡位置摆动的趋势；

18、所述外框架设有限位部，支架设有位于限位部摆动路径上的限位支座，所述限位部随外框架向载货组件一侧摆动而靠近限位支座，并在二者抵接时限制外框架继续向下摆动。

19、作为进一步改进的，所述内框架靠近摆动端的位置设有限位结构，外框架设有供限位结构穿入并沿其移动的弧形限位槽，所述弧形限位槽以内框架的转动轴线为中心进行延伸；

20、所述限位结构与弧形限位槽配合以限定内框架相对于外框架的摆动范围；

21、所述内框架摆动至下限位置时，所述限位结构与弧形限位槽的端部形成限位支承，且所述限位部与所述限位支座的抵接位置、所述限位结构与所述弧形限位槽的限位位置以及所述搭接组件与所述载货骨架的搭接位置共同形成所述衔接组件的多点承载结构。

22、作为进一步改进的，所述搭接组件包括连接于摆动端的搭接主体以及活动设于搭接主体的取速轮，搭接主体位于衔接辊筒与载货骨架之间；

23、所述搭接主体朝向衔接辊筒的一侧设有第一让位槽，朝向载货骨架的一侧设有第二让位槽；

24、所述取速轮通过弹性件活动安装于搭接主体，并在弹性件作用下具有朝第二让位槽移动的趋势；

25、所述取速轮随摆动端下降而与对应的传送辊筒接触，并在托盘物料的重量作用下由传送辊筒压向对应的衔接辊筒，以使取速轮同时与传送辊筒和衔接辊筒滚动压接；

26、若干所述衔接辊筒相互传动连接，以使传送辊筒的转动经取速轮传递至至少一根衔接辊筒后带动其余衔接辊筒同步转动。

27、作为进一步改进的，所述载货骨架呈框架状且内部设有分隔杆件，分隔杆件将载货骨架分隔形成两个输送区；

28、每一所述输送区内均设有若干传送辊筒，传送辊筒之间通过传动结构同步传动连接；

29、所述载货骨架位于相邻传送辊筒之间设有加强件，加强件的上端低于输送接触面并容置于载货骨架的厚度范围内；

30、所述传送驱动件至少部分容置于载货骨架的厚度范围内，并与对应输送区内的传送辊筒传动连接。

31、作为进一步改进的，所述行走轨道包括若干相互平行的工字钢轨道，若干行走轮沿载货骨架的移动方向间隔设置并滚动支承于工字钢轨道；

32、所述行走驱动件包括安装于载货骨架的行走电机、与行走电机传动连接的行走齿轮以及沿工字钢轨道延伸方向设置的行走齿条，行走齿轮与行走齿条啮合；

33、所述载货骨架沿其宽度方向间隔设有至少两组行走驱动件，各组行走驱动件同步驱动载货骨架沿行走轨道移动。

34、作为进一步改进的，所述载货骨架沿托盘物料的输送方向依次包括第一节平直备料骨架、第二节平直骨架以及第三节斜坡骨架；

35、所述第一节平直备料骨架和第二节平直骨架形成平直输送面，第三节斜坡骨架形成相对于平直输送面倾斜设置的导向输送面。

36、作为进一步改进的，所述升降装置包括相对设置的两组升降组件，升降支架包括两个相互平行的支架单元；

37、每一所述支架单元均包括承压梁以及位于承压梁两端的搭接梁，承压梁低于搭接梁设置并通过连接梁与搭接梁连接；

38、所述搭接梁与升降组件的升降端连接，行走轨道跨设于两个支架单元的承压梁上，以使承压梁形成低于升降端的下沉式承载结构。

39、作为进一步改进的，所述载货组件朝向装车端的一侧设有距离检测装置，距离检测装置用于检测待装车辆的端面距离和/或车厢高度变化；

40、所述装车系统还包括分别与距离检测装置、升降装置、行走驱动件以及传送驱动件连接的控制器，控制器用于根据检测结果控制载货组件的高度以及朝车辆方向的伸入距离；

41、所述控制器还用于在载货组件退出车厢时控制传送辊筒朝与退出方向相反的方向输送托盘物料，并使托盘物料相对于载货组件的输送速度与载货组件相对于车厢的退出速度相匹配。

42、本发明还提供一种应用所述的对接立体库侧向快速装车的装车系统的装车方法，包括：

43、s1、将立体库出库的托盘物料输送至装车工位，通过沿输送轨道往复移动的备料小车将托盘物料依次移送至载货组件的不同备料位置，以在车辆装车前完成托盘物料的预储备料；

44、s2、在托盘物料由备料小车向载货组件移送时，托盘物料推动处于初始止挡位置的衔接组件朝载货组件一侧缓冲摆动，并在移动至衔接组件后利用自身重量使衔接组件的摆动端缓冲下降而与载货组件搭接，同时使取速轮压接载货组件上的传送辊筒，以将传送辊筒的转动传递至至少一根衔接辊筒，使托盘物料经衔接组件输送至载货组件；

45、s3、待车辆到达装车位置后，根据车厢位置和/或车厢高度调整载货组件的装车高度，并确定载货组件向车厢内的伸入距离；

46、s4、驱动承载有预储托盘物料的载货组件从车辆侧部整体伸入车厢，并使载货组件到达预定装车位置；

47、s5、驱动载货组件上的传送辊筒朝车厢内部方向输送托盘物料，同时驱动载货组件朝车厢外部方向回撤，使托盘物料相对于载货组件的输送速度与载货组件相对于车厢的回撤速度相匹配，以使载货组件逐渐从托盘物料下方抽离并将托盘物料留置于车厢内；

48、s6、完成托盘物料留置后驱动载货组件退出车厢并复位。

49、因此，本发明提供以下的效果和/或优点：

50、现有侧向装车设备多采用逐托盘叉取、分批转运或者车辆到位后再逐步备料的方式，装车过程中需要反复执行取料、转移、伸入及退出动作，难以匹配立体库连续高速出库的作业节拍。对此，本发明通过输送机构、往复备料机构以及抽板式快装机构的配合，使立体库出库的托盘物料能够在车辆到位前预先分配并储备于载货组件；车辆到位后，再驱动载货组件整体从车辆侧部伸入车厢，并通过传送辊筒送料与载货组件反向回撤的协同作用，使载货组件逐渐从托盘物料下方抽离并将托盘物料留置于车厢内。由此可减少车辆到位后的重复取料及往返装车动作，实现预储备料与整厢快速装车的衔接，提高装车效率并缩短车辆等待时间。

51、现有侧装方案通常需要分别设置物料暂存设备和叉取、转运设备，设备布置空间较大，同时进入车厢的输送及行走机构往往上下叠置，整体厚度较大。对此，本发明使载货组件同时承担托盘物料的预储、输送及整体进出车厢功能，并在载货骨架内设置传送辊筒、在其下部设置行走轮，使传送辊筒形成上层输送结构、行走轮形成下层行走结构；同时将加强件和传送驱动件至少部分容置于载货骨架的厚度范围内，并配合下沉式升降支架降低整体安装高度。通过上述结构，可减少独立暂存及二次转运设备的设置，并在保证承载、输送和行走功能的同时降低装车执行部分的整体厚度，提高对低矮车厢及受限装车空间的适应能力。

52、现有相邻输送装置之间容易因安装间隙、输送面高度差而产生托盘物料跌落、冲击或卡滞。对此，本发明在备料小车与载货组件之间设置衔接组件，第二缓冲组件使外框架在无托盘物料时保持于初始止挡位置，并在托盘物料推动外框架向载货组件一侧摆动时对其进行缓冲；托盘物料进一步移动至衔接辊筒后，其自身重量使内框架的摆动端继续向载货骨架方向下降，第一缓冲组件对该下降过程进行缓冲。通过外框架一级摆动与内框架二级下降的配合，可使衔接组件由止挡状态逐步转换为搭接输送状态，在跨越备料小车与载货组件之间间隙的同时柔性适应一定范围内的高度差，从而减小托盘物料在衔接区域产生的高度跳变和冲击。

53、现有过渡结构即使能够补偿间隙和高度差，相邻输送机构之间仍可能因独立驱动而产生速度差。对此，本发明使搭接组件上的取速轮随摆动端下降，并在托盘物料自身重量作用下压向载货骨架上的传送辊筒，将传送辊筒的转动传递至至少一根衔接辊筒；进一步通过取速轮与传送辊筒、衔接辊筒之间的滚动压接以及若干衔接辊筒之间的同步传动，使衔接辊筒的运行状态直接跟随载货组件上的传送辊筒。由此可降低衔接区域两侧的输送速度差，结合前述两级摆动缓冲结构，同时改善过渡区域的间隙、高度差及速度差问题，提高托盘物料连续转移的稳定性。

54、现有整体伸入式装车机构在承载多个托盘物料长距离运动时，还容易出现偏斜、卡轨以及车辆适配性不足的问题。对此，本发明通过多个行走轮在工字钢轨道上的多点支承以及至少两组行走驱动件的同步驱动，提高载货组件整体伸入和退出车厢时的行走稳定性；同时利用距离检测装置检测车辆端面距离和/或车厢高度变化，并由控制器调节载货组件的高度及伸入距离，在卸料过程中进一步使托盘物料相对于载货组件的输送速度与载货组件相对于车厢的回撤速度相匹配。由此可提高不同车辆工况下的自动对位能力，并减小载货组件回撤过程中对托盘物料位置的带动，使托盘物料较稳定、规整地留置于车厢内。

55、综上，本发明通过预储备料、整体侧向伸入和抽板式卸料提高整车装车效率；通过上层输送、下层行走及下沉式支承结构降低装车执行部分的整体厚度；通过两级摆动缓冲及机械取速结构同时适应衔接区域的间隙、高度差和速度差；并通过多点支承、同步驱动及自动检测控制提高装车过程的稳定性和车辆适应性，从而实现对接立体库的连续、快速且稳定的侧向装车。