[0001] 本申请涉及智能仓储系统技术领域，具体而言涉及一种采用内嵌式提升机的密集库及其存储解决方案。

[0002] 现有的四向车仓储系统一般会采用图3布局方式：在仓库前端接近于货车月台的位置设置入库缓存区以及出库缓存区。待入库或待出库的物资会在该缓存区域周转：入库时，人工将货物放置于入库输送线上，输送线自动向前输送，将物资输送进入提升机，提升机把货物提升至货架指定层数后，再将货物输送出提升机到达入库输送线接驳位，最后由四向穿梭车将货物搬运放置于指定仓位。出库时，四向穿梭车将待出库货物顶升搬运至出库提升机前的接驳输送线上，输送线将货物输送进入提升机，提升机将货物提升至货架一层，输送线自动向前输送把货物输送至出库口，等待人工出库。

[0003] 现有仓储系统中，提升机占地空间较大，库前区域布局的每个提升机通常会被占用6个仓位空间用于提升机的安装布置，效率越高的项目，提升机数量相应的也会更多，但是这样一来，库前因安装提升机而损失的货位就会更多。并且在现有系统中，对于提升机处出入库的物流动线相反，同一台提升机无法高效完成出入库同时作业。在项目中，通常需要布置多台提升机，让出入库分开作业来保障设备的效率，这也导致部分情况下设备数量过多，项目实施成本较高。

[0025] 为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0026] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0027] 本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

[0028] 本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于内嵌式提升机本身而言，指向提升机内部升降平台中心的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

[0029] 本申请中所述的“左、右”的含义指的是使用者提升机的货物进出方向时，使用者的左边即为左，使用者的右边即为右，而非对本申请的装置机构的特定限定。

[0030] 本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

[0031] 本申请中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对提升机时，由地面指向提升机顶部的方向即为上，反正即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

[0032] 本申请中所述的“前、后”的含义指的是使用者正对提升机时，货物由提升机到进出口的方向为前，货物由提升机到存储仓位的方向为后。

[0033] 图1为根据本申请的一种智能仓储密集库，其一般可设置为包括：

[0034] 入库缓存区1，其设置在仓储空间中接近月台出入口的位置，用于接收由月台上由货车中卸下的各类货物；

[0035] 入库口2，其设置在仓储空间中月台出入口附近，接近于入库缓存区1，所述入库区域中设置有手持终端，仓管人员通过手持终端扫描货物托盘的编码和各类货物的物资编码，绑定托盘编码和物资编码，实现入库信息的绑定然后搬运货物到入库口2触发生成入库任务；

[0036] 四向车密集库货架，其密集排列在仓储空间中，在仓储空间的中部形成仓储阵列用于存储入库点位扫描后待入库的货物；其仓储阵列内部一般可设置存储货物的地方由子道顺序串联，各子道之间由另一个方向的母通道前后贯通，从而使得四向穿梭车可以通过在母道以及相应子道上的移动而到达相应的存储仓位实现货物的存放或提取；

[0037] 内嵌式提升机3，其内嵌于四向车密集库货架中间，用于货物及四向穿梭车的上下换层；为实现与各层货架的直接对接，本申请在所述提升机的升降平台上设置有单一路径的导轨，并将所述导轨的宽度设置为与立体库中一侧轨道相平齐，由此使得该导轨的前后两侧分别与各层存储仓位中的轨道相连通；

[0038] 出库口8，其设置在仓储空间中月台出入口附近，接近于出库缓存区9，所述出库区域中设置有手持终端，用于扫描货物托盘的编码和各类货物的物资编码，更新出库物资信息。

[0039] 上述提升机升降平台内的导轨，其路径两端分别衔接该层中布置在提升机前后两侧的存储仓位的运输轨道，由此，可直接驱动四向车沿轨道将货物搬运至升降平台实现楼层的周转。具体装配时，提升机升降平台的导轨其一般设置为直线轨道。但是，在仓储空间结构更为紧凑的情况下，也可根据仓库出入口相对密集库货架的方位关系，将该导轨设置为具有垂直于密集库轨道的转向导轨，从而方便四向车在升降平台内实现换向，在到达第一层后直接对接平行于密集库货架方向的出入口轨道，直接将货物运输出去。

[0040] 前述的单一路径，是指：提升机升降平台内的导轨在物流动线规划上设置为单一动向，其路径的首末端点分别唯一确定。四向穿梭车可根据运输需要，而在提升机升降平台内的导轨上根据需要选择任一方向进行通行。

[0041] 由此，上述的仓储系统，可在货物由密集库的入口进入时，先由入口位置的轨道引导进入提升机，再由提升机转移至相应的存储层，最后由该存储层的转移设备搬运至存储仓位；

[0042] 在货物向密集库的出口输出时，先由货物所在存储层的转移设备对接至提升机，再由提升机转移至相应的输出层，最后由输出层的轨道将货物引导至出口位置。

[0043] 同时，这样的设计使得本申请的系统在出入库作业过程中将货物保持在1层时，不需要占用提升机的效率。而传统方案下，不论货物在哪都要经过提升机。其原因在于：

[0044] 如图4所示，本申请的系统在入库作业时，若分配货位位于货架一层，则货物通过输送线到达入库四向车接驳位，此时可以通过货架一层内的四向穿梭车直接将待入库货物顶升搬运至指定库位，不需要经过内嵌式提升机。如图5所示，传统解决方案中，若分配货位位于货架一层，则货物需要先通过输送线输送进入提升机，在由提升机内部输送线输送出提升机，将货物输送至货架一层接驳输送线处，再通过货架一层内的四向穿梭车直接将待入库货物顶升搬运至指定库位。通过作业流程对比，显然本申请的系统在物资位于货架1层时，出入库作业均不需要提升机的参与。

[0045] 上述系统中，可以设置出入库口、提升机、存储层内共用一台小车，也可以在提升机内单独设置小车，也可以依靠每层各自的小车实现前述的出入路路径周转。前述系统中的入库缓存与出库缓存也均为可选设置。当吞吐量较小时，可省去该缓存区域，而直接在密集库货架的出入口位置进行货物的存取，而不会大量拥堵和排队。

[0046] 一般，当仓库吞吐量较大，或者需要对货物进行分类、拣选等操作时，优选可设置上述的出入库缓存区域。由此，在接收由货车中卸下的各类货物后仓储系统可按照以下步骤执行入库流程：

[0047] 首先人工叉车将货物从货车上搬运至入库缓存区1，接着人工通过手持终端设备扫描货物托盘的编码和各类货物的物资编码，绑定托盘编码和物资编码。再将入库缓存区完成信息绑定的货物搬运至入库口2进行入库操作；

[0048] 输送线自动向前输送，经过称重、扫码、外形检测无误后，系统自动分配货位，输送线将入库口的货物输送至密集库库内四向车接驳位4。若分配货位位于一层，系统调度密集库货架一层中的四向穿梭车5从接驳口提取货物并将货物转移至密集货架一层中的指定存储仓位进行存储。若分配货物的货位层级位于货架上层，则系统先调度密集库货架一层中的四向穿梭车从从接驳口提取货物并将货物搬运至内嵌式提升机，由内嵌式提升机将货物提升至货架指定层级后，再由该对应层级内的四向穿梭车接驳搬运至密集货架中的指定存储仓位进行存储。

[0049] 与入库流程相对应，上述的仓储系统可按照如下步骤调取四向车密集库货架中各类货物实现出库：

[0050] 首先，若待出库货物位于密集库货架上层，则系统调度密集库货架中货物存贮层级内运行的四向穿梭车从货物的存储仓位提取货物并将货物转移至内嵌式提升机，提升机将货物提升至货架一层，再由一层四向穿梭车搬运货物至出库四向车接驳位7。若待出库位于货架一层，则系统直接调度一层四向穿梭车从货物的存储仓位提取货物并将货物转移至出库四向车接驳位7；

[0051] 接着，输送线自动向前输送，将四向车接驳位7的货物输送至出库口8，等待人工出库。人工将出库口8的货物搬运至出库缓存区9，货车达到后再调度人工叉车将出库缓存区9的货物搬运至货车中，完成出库。

[0052] 参考图2所示，上述方案中所采用的内嵌式提升机3具体可按照如下方式设置在货架内部，并通过固定框架13限制其仅占据一个仓位空间。所述提升机在货架中上下往复运动。所述提升机包括升降平台、驱动组件、导向组件，货架顶端固定有采用型材焊接而成的顶架34。所述升降平台与驱动组件连接，所述导向组件竖直设置在货架内部的架体上，升降平台被驱动组件驱动，沿着导向组件在货架中上下往复运动。

[0053] 所述固定框架13包含四根竖直设置的立柱单元131，相邻两立柱单元131所形成的各平面相互之间保持垂直，以形成一个瘦高长方体的升降平台活动空间。所述立柱单元131的三个安装面预留有若干连接孔，连接孔呈阵列排布，用于灵活安装所需部件。所述货架不同面上间隔设置有若干牛腿横梁132和T轨支撑架133。具体的，所述牛腿横梁132和T轨支撑架133横向设置在相邻的两个立柱单元所在面上，所述牛腿横梁132和所述T轨支撑架133均通过连接孔与立柱单元131固定。为确保所述固定框架13的结构稳定，还可将其与密集库中各层存储仓位的支撑货架连接，构成整体，使整个单仓位内嵌式提升机强度大幅增强。

[0054] 所述升降平台包括升降平台框架本体和设置在升降平台框架本体内部的平台工作导轨和放货架。所述升降平台框架可将其本体设置为由前、后型材和左、右型材合围组成，左、右型材设置在前、后型材之上形成方形结构，两者之间可保持一定高度差以方便安装传感、导向等各种部件。

[0055] 所述该升降平台上设置有工作导轨用来为四向车提供换层，所述导轨上侧可设置货架用来放置托盘货物。

[0056] 所述驱动组件包括安装在上述升降平台边缘的电机和齿轮，所述电机输出端连接齿轮，齿轮与框架中竖直布置的齿条324啮合，通过齿轮的啮合带动整个升降平台沿齿条方向上下往复运动。

[0057] 所述驱动组件一般可设置在升降平台框架本体的底面上方，其一端设置在框架左、右型材任一侧的下方，另一端设置在与底部框架左、右型材同侧的平台工作导轨下方。

[0058] 现有技术中，也有电机下置式升降平台和双伺服电机上置式升降平台。但是前者变频式电机尺寸较大，大量占用底部空间；后者双伺服电机上置于升降平台上方，同样尺寸的货物，该升降平台尺寸需加大加宽，需要占据额外的空间。而本申请所采用的前后方向和左右方向上框架的高低布局方式，则可以很好地解除底部空间和升降平台加大加宽的限制，通过将相关结构部件设置在平台底部或贴近其边缘，因而能够方便进行驱动传递，从而，实际具有良好的实用性和推广价值。

[0059] 为保证升降平台运行稳定，本申请一般优选将所述导向组件件设置为包括T型导轨和抵接在T型导轨侧壁上的导向轮结构。所述T型导轨上竖直设置所述齿条。所述T型导轨和齿条均可采用单元化设计，从而方便项目根据实际所需的仓储高度自由增减单元；同侧的T型导轨相互平行设置。配合于T型导轨，所述导向轮设置在升降平台框架本体上，导向轮可通过抵靠在T型导轨上，辅助为升降平台组件的上下运动提供导向。

[0060] 所述每一条导轨上的导向轮均可包括两个导向轮。其中，第一导向轮设置在所述框架的左、右型材的上表面；所述第二导向轮设置在所述底部框架的左、右型材的外侧表面上，两者呈高低错落设置；所述第一导向轮与T型导轨的正面抵靠，所述第二导向轮的分别与T型导轨的齿条安装面的对立面抵靠。所述T型导轨331、第一导向轮和第二导向轮在货架中均呈交叉对角式成对设置。

[0061] 所述T型导轨的331底端与地面固定，顶端可设置与所述顶架34固定，从而大大提高升降平台上下运行的安全性和稳定性。

[0062] 本申请所采用的内嵌式提升机还可通过上述齿轮齿条啮合驱动的方式取消传统升降设备的配重组件。由于设备本身可由4组齿轮齿条分散驱动，因此可去掉配重，使得整体升降设备安全简单且进一步减少对提升机两侧仓位的挤占，真正实现密集存储。

[0063] 上述系统还可以根据项目设备配置数量及效率需求，调整出入库流程策略。为保证效率最优。也可按照如下所述的上下架方法搬运货物执行出入库作业。

[0064] 其中，入库过程中：

[0065] 若分配货物的货位层级位于货架上层，则系统先调度密集库货架一层中的四向穿梭车5从四向车接驳位4提取货物并将货物搬运至内嵌式提升机3。如货架一层没有空闲四向穿梭车则先调度上层空闲的四向车经内嵌式提升机3到达货架一层再从四向车接驳位4提取货物并将货物搬运至内嵌式提升机3。四向车和货物一同换层至分配货位的指定层级后，由当前四向穿梭车将货物搬运出内嵌式提升机并将货物转移至密集货架中的指定存储仓位进行存储。

[0066] 出库过程中：

[0067] 若待出库货物位于密集库货架上层，则系统调度密集库货架中货物存贮层级内运行的四向穿梭车5从货物的存储仓位提取货物并将货物转移至内嵌式提升机3。若该层级内无空闲四向车，则先调度其他层级内空闲的四向穿梭车经内嵌式提升机到达该层级后再由该四向穿梭车提取货物并将货物转移至内嵌式提升机3。提升机将货物连同四向车一同提升至货架一层，由当前四向穿梭车搬运货物至出库四向车接驳位7。

[0068] 在具体应用中，若项目效率需求较高或要求单台提升机设备同时具备出入库作业能力时，通常还可参照图4方式进一步在内嵌式提升机3的前后两端分别设置缓存位。如图4所示，在内嵌式提升机3一侧设置内嵌式提升机前部缓存位12，用于缓存需要搬运进入提升机进行换层的货物。在另一侧设置内嵌式提升机后部缓存位11，用于缓存从提升机出来等待四向车接驳的货物。在同一层级内，出库货物和入库货物的缓存位分别位于提升机两侧，出入库作业时，两种作业互不干扰。此时内嵌式提升机3始终保持内部有一台四向穿梭车5用于货物在提升机与接驳位11/12之间的接驳。在这种解决方案下，系统按照如下所述的上下架方法搬运货物执行出入库作业。

[0069] 其中，入库过程中：

[0070] 若分配货物的货位层级位于货架上层，则系统先调度密集库货架一层中的四向穿梭车5从四向车接驳位4提取货物并将货物搬运至内嵌式提升机前部缓存位12。内嵌式提升机3到达货架一层后，由提升机内部的四向车接驳货物由前部缓存位12进入内嵌式提升机3。提升机带货换层至分配货位的指定层级后，由提升机内部的四向车将货物接驳至内嵌式提升机后部缓存位11，等待该层级内四向穿梭车。当前层级四向穿梭车到位后将货物转移至密集货架中的指定存储仓位进行存储。

[0071] 出库过程中：

[0072] 若待出库货物位于密集库货架上层，则系统调度密集库货架中货物存贮层级内运行的四向穿梭车5从货物的存储仓位提取货物并将货物转移至内嵌式提升机前部缓存位12。内嵌式提升机3到位后，由提升机内部的四向车将待出库货物由缓存位搬运至提升机内，提升机带货换层至货架一层，再由提升机内部的四向车将货物接驳至内嵌式提升机后部缓存位11，等待一层四向穿梭车。一层四向穿梭车到位后，搬运货物至出库四向车接驳位
7，经输送线输送及人工搬运完成出库作业流程。

[0073] 由于上述过程中，提升机前部缓存位12、提升机后部缓存位11与提升机升降平台之间往复运行的转移设备，其行进路线单一，因此，还可将其直接设置为两向车，或任意能够沿轨道运行的独立小车，其均能够实现出入口到提升机前部缓存位12、提升机到提升机后部缓存位11的货物运输。

[0074] 上述的内嵌式提升机四向车密集存储解决方案，在本次设计中采用内嵌式提升机代替传外置式提升机作业，并同时利用WCS系统实现系统的多设备协同调度，利用WMS系统实现对货物出入库存储状态及存放位置的管理更新。

[0075] 上述系统中，利用内嵌式提升机组合四向穿梭车等设备，提供了一种全新内嵌式提升机四向车密集存储解决方案。上述解决方案，可充分利用厂房现有场地，增加仓库存储密度，降低人工安装工作强度，减少项目建设成本。同时利用全新方案布局模式，保障了同一台提升机同时出入库作业时物流动向单一，有效解决了传统方案效率瓶颈的问题。

[0076] 下面将上述内嵌式提升机四向车密集存储解决方案和目前现有解决方案进行对比。

[0077] 在相同区域范围内，做现有解决方案，方案在出入库端头区域预留额外的出入库缓存区域，如图3所示。方案中，库房整体占地面积均与图1所示的内嵌式提升机四向车密集存储解决方案占地面积一致。四向车密集库区域高度按4层货架计算，方案对比见下表：

[0078] 表1‑内嵌式提升机四向车密集存储解决方案与现有方案对比

[0079]     现有方案 托盘高位存储上存下缓及搬运解决方案2
1 仓库面积(m) 1900 1900
2
2 仓储面积(m) 1660 1660
3 面积利用率(％) 87.3 87.3
4 货位数量(托) 3120 3160
5 仓容利用率(％) 40.6 41.2

[0080] 如上表所述，在区域面积相同的条件下做四向车密集存储，仓储区域面积占比本申请与目前现有解决方案基本一致，仓储货位数量本申请比目前现有解决方案多40个，仓库仓容利用率本申请比现有解决方案提升0.8％。因此，从两种方案的存储数量对比，该申请方案明显优于目前现有方案。

[0081] 此外，在同一提升设备同时处理出入库作业时，本申请具有明显优势。

[0082] 如图5所示为现有解决方案提升机布局。入库时，人工将货物放置于输送线上由输送线将待入库货物输送进入提升机，接着提升机将货物提升至指定层级后再由对应层级的四向车将货物转移至密集货架中的指定存储仓位进行存储。出库时，系统调度密集库货架中货物存贮层级内运行的四向穿梭车从货物的存储仓位提取货物并将货物转移至提升机。提升机将货物提升至货架一层后，输送线自动向前输送，将待出库货物输送到出库口，等待人工出库。

[0083] 对于现有解决方案，同一台提升机处理出入库作业任务时，由于输送线路只有一条且提升机和货架对接的缓存点位只有一个。因此，如果系统正处于入库作业动作时，输送线和提升机都会被任务占据，此时无法执行出库任务。只有当前入库作业任务完成，接驳点位22被释放出来后，才能执行出库作业任务，并且在此期间人工不能放置入库货物到输送线上触发入库动作，否则货物出库路径会与入库路径动线重叠，导致路径锁死，无法作业。

[0084] 因此，在现有解决方案中，通常会将出库作业与入库作业分时段进行，来保证作业的连续性和高效性。在系统连续入库时，现有解决方案的输送设备可以持续沿一个方向运动，人工也可以不间断的向入库口搬运入库货物，进行入库作业，以此来保证效率最大化。但是在实际作业中，通常需要出库作业与入库作业同时段进行。在现有解决方案中，会分别布置出库提升机与入库提升机，让单一设备只负责一种作业任务，这种方式虽然能保证作业效率，但是也造成了设备数量增加，项目成本上升。多数情况下，提升机的效率是冗余的，这也造成了效率的浪费。

[0085] 如图4所示为本申请内嵌式提升机四向车密集存储解决方案中内嵌式提升机布局的示意图。在布局上内嵌式提升机布置于货架内部，不直接与外部出入库口连接，通过四向车接驳的方式，实现出入库口与内嵌式提升机的货物交换。在同一台内嵌式提升机同时处理出入库作业时，进入提升机的货物将从内嵌式提升机前部缓存位进入，离开提升机的货物均从内嵌式提升机后部缓存位离开。

[0086] 因此不论是进行出库作业还是进行入库作业，内嵌式提升机处水平面内的物流动线，都是从内嵌式提升机前部缓存位向内嵌式提升机后部缓存位流动，这就保证了在同一水平面内，出库作业与入库作业可以同时进行，不受影响。

[0087] 并且货物在内嵌式提升机与出入库口之间移动时，均由四向穿梭车搬运完成。这与现有解决方案的输送线模式不同，输送线的路径相对固定、单一，硬件实施之后，出入库模式无法改变。而四向车柔性更高、灵活性更强，在内嵌式提升机与出入库口之间有多条路径的选择，这也保证了同一台设备同时完成出入库作业的效率。因此上述内嵌式提升机四向车密集存储解决方案在项目实施中，可以根据项目需求，以最少的设备数量高效完成出入库作业。

[0088] 综上，本申请将内嵌式提升机放置于四向车密集库货架内部，包括升降平台组件、驱动组件和导向组件，所述升降平台组件与驱动组件连接，所述导向组件竖直设置在货架内部的架体上，升降平台组件被驱动组件驱动，沿着导向件在货架中上下往复运动。该提升机利用托盘四向穿梭车及根据需要选配的设备，从而实现托盘货物的自动出入库功能。其内嵌提升机结构简单紧凑，仅占据单个仓位位置，空间占用小，仓储利用率高，能充分利用厂房存储空间且安装简单，进而能够有效提升存储货位数量并大幅降低生产、安装成本；其布局方式及物流动线设计能实现同一台提升机同时高效完成的出入库混合作业。由此，通过本申请中密集库存储系统的布局方案，利用升降平台组件作为提升输送的框架，免去了复杂且笨重的框架生产和安装，可以实现自动化仓库空间利用率的提高，并且有效提升仓储系统出入库效率的同时降低自动化仓库建设成本及施工周期。

[0089] 本申请将内嵌式提升机布局在四向车密集库货架内部，内嵌式提升机出入口均设有缓存位。入库作业时，四向穿梭车可将货物搬运至提升机入库口的缓存位，所述内嵌式提升机到位后，由提升机内的四向车将货物由缓存位搬运到提升机内部。内嵌式提升机将四向穿梭车和货物提升到指定层级后，货物由内嵌提升机内部的四向车搬运至内升机出口的缓存位，最后再由对应层级内的四向穿梭车完成入库搬运作业任务。出库作业时，由四向穿梭车搬运出库货物到内嵌式提升机入口缓存位，内嵌式提升机到位后由提升机内四向穿梭车搬运货物进入提升机，内嵌式提升机提升货物到货架一层，由一层四向穿梭车完成出库任务。在同一层级内，同一台提升机的两处缓存位设计保证了出入库物流动线的一致性，突破了单台设备同时出入库作业的效率瓶颈。

[0090] 以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。