本发明涉及一种立体仓储(停车)方法和依照该方法建造的立体仓储(停车)系统及其 应用，尤其是大规模的自动化立体仓储(停车)系统和应用。

公知的自动化立体仓库大多是多层存放货物的巷道仓储式的高架仓库系统，由货架、巷 道式堆垛机、出入库输送机、自动控制与管理系统等设备构成，能按指令自动完成货物的存 储作业，并能对库存货物进行自动管理。

公知的立体停车系统是传统的多层停车楼或地下停车库、机械式立体停车库如升降横移 或垂直循环停车装置以及近来发展起来的智能仓储式的立体停车系统。智能仓储式自动立体 停车库因其停车容量大、空间利用率高的优势，日益受到人们的青睐，具有车辆存取简便、 存取速度快、自动化管理程度高的优点，此类系统基本为巷道仓储式类型和停车塔式(由巷 道仓储式简化而来的)及由停车塔式发展出的旋转塔式停车楼。

目前的立体停车系统存在着不同的优点和不足之处：

多层停车楼和地下停车库一般为大型多层建筑结构，车辆通过坡道自行停入车位，是传 统地面停车场向空中和地下的延续，优点是可停放各种车辆，缺点是占地面积大，空间利用 率低，存取车辆需上下楼层寻找停车位，出入库时间较长，高峰时刻易堵塞；机械式立体车 库是利用机械装置的升降、横移或旋转运动，使得在原有的停车面积上能够提供两至数倍的 停车位置，优点是装置结构简单、造价低廉，缺点是有时存取车辆时间较长，停车容量扩充 受装置结构本身的限制，运动部件较多对构件可靠性要求较高，也不适合存放大型车辆：巷 道仓储式立体车库具有停车容量大、车辆存取简便、存取速度快、自动化程度高的优点，但 由于需在两排停车位有容纳搬运机具移动的巷道，建造时至少需要三排停车位宽的面积，因 此占地面积较大，不适宜在城市中拥挤狭小的地方修建；停车塔式和旋转塔式停车楼占地面 积小，车辆存取速度快，但每个单体塔每层空间只能停放两辆或有限的几辆车辆，停车容量 有限，停车数量增大时需多塔并联，出入口及升降机利用率较低；同时，目前的自动立体停 车系统主要的停车对象是中小型车辆，不适用于大型和重型车辆停放存取。

同样目前的自动化立体仓库也存在巷道仓储方式停车系统的问题——由于需要在两排货 架间需留有巷道堆垛机移动的巷道，至少占据三分之一的面积，因此占地面积较大，同时受 堆垛机的限制，货架的高度不能太高，同时堆垛机的行程(存取时间)也不能过长，所以仓 库的规模和容量受到一定限制，同样，巷道式堆垛机对于处理大型和重型货物的存取作业有 相当大的困难和局限性。

目前大型或重型的货物储存方式多为堆存的形式，如集装箱的存储采用集装箱堆场的存 放方式，集装箱3-6层(重箱)或7-9层(空箱)叠放在一起排成行列露天存放。集装箱堆场 利用集装箱场地装卸设备如轮胎式或轨道式集装箱门式起重机(RTG和RMG)和集装箱牵引半 挂车以及集装箱叉车和正面吊、集装箱跨运车等进行集装箱堆场存取操作，这种存储方式只 能按顺序存取，对于特定位置的集装箱，有时则需要进行倒箱和移场作业，集装箱港口的装 卸工艺则为集装箱堆场为存储方式利用上述场地装卸设备配合集装箱拖车、集装箱跨运车、 集装箱叉车、正面吊等流动搬运机械传送给港口装卸设备——如岸边集装箱起重机(或登机 桥)进行集装箱装卸作业。

综上所述，目前的自动化立体仓储(停车)系统的存储方案的共同之处是货物或车辆的 存放位置即货(车)位与搬运机具的关系是货(车)位排列在巷道(搬运机具运行通道)的 两侧，由巷道堆垛机(搬运机具)沿巷道将车辆和货物运送到位并由其本身的升降装置提升 到存放该车辆和货物的货(车)位的高度再由其上横移装置将其平移到货(车)位上，巷道 要占据三分之一的面积，而这也是造成其占地面积较大的根本原因，同时巷道堆垛机也是处 理大型和重型货物或车辆的存取作业困难的原因。

为了克服现有自动化立体仓储(停车)系统上述的不足之处，本发明提供一种立体仓储 (停车)方法和采用该方法建造的立体仓储(停车)系统及设备以及其应用，该方法和系统 具有占地面积小，结构简单，存取过程简便快捷，可以容纳不同规格的货物或车型的混合存 放和停放，而且可以存放重型车辆和大型货物，存取操作可以完全自动化，单元模块化结构 可使停车或储存容量扩充无极限。

本发明的目的通过采用以下技术方案实现：一种立体仓储(停车)方法——在各存储层 中设置上下两层货(车)位，搬运机具运行的水平输送通道位于上下两层货(车)位中间， 即输送通道与货(车)位在不同水平面上——上下两层货(车)位分别位于输送通道的上方 和下方，放置在托盘上的货物(车辆)由搬运机具跨越下层货(车)位沿输送通道运送，由 搬运机具上附设的举升装置通过升降的方式在上层或下层货(车)位进行存取作业，在多个 存储层间设置垂直升降机与各个存储层的货(车)位或搬运机具进行交换传递。

依照本发明的立体仓储(停车)方法建造的立体仓(车)库——立体仓(车)库的每个仓 储(停车)层中在水平输送通道的上方和下方分别设置上下两层货(车)位，通道内设有可 跨越下层货(车)位沿水平通道移动的附设举升装置的搬运器，在多个仓储(停车)层间的 垂直通道中设升降机。

本发明的目的还可以通过采用以下技术方案来实现：

在立体仓(车)库中设有承载货物(车辆)的托盘，托盘可以是平板式、箱式或框式托 盘，托盘为特定标准规格，在托盘底部和侧面特定位置可以有特定形状的定位孔(槽)或定 位销，定位孔(槽)或定位销的形状和位置分布使托盘与本发明立体仓(车)库的其它部件 能够更紧密地相互配合，使其稳固地放置或附着在这些部件上面。

每个货(车)位设置有托盘的固定装置，托盘的固定装置可使托盘稳固地放置和附着在 上下层货(车)位上：在下层货(车)位设有一组用于放置托盘的基座，基座使置于其上的 托盘与该层的底面间保持一个间隙；在上层货(车)位两侧有支撑座和用于支撑和固定托盘 的托具及托具控制杆，托具控制杆可以控制托具通过旋转、伸缩、倾斜或滑动等方式在开锁 和闭锁的两个锁止点处定位并锁定。

在立体仓(车)库各存储层中设有可跨越下层货(车)位自行移动和定位的搬运器，搬 运器为“C”字型或“口”字型框架式结构，框架内附设一组对置的举升装置，举升装置的 两对托臂能够托举着托盘和托盘上的货物(车辆)进行上下升降，托臂可以伸缩、旋转或平 移。搬运器上设有拨动装置，拨动装置可以通过拨动托具控制杆进而控制托具分别在两个锁 止点处定位。

立体仓(车)库设有升降机，升降机可以承载着托盘和托盘上的货物(车辆)实现多层 间的垂直升降运动，升降机可以为平板式或箱式结构：

平板式升降机的底板尺寸略小于或略大于等于托盘规格，底板小于托盘规格时，底板的 宽度略小于所述的搬运器的托臂间的距离；当底板略大于等于托盘规格时，在底板相对于所 述的搬运器的托臂的位置处开有缺口使托臂可以从其中穿过；

箱式结构的升降机(包括与货车位进行直接交换传递的平板式升降机)，则在升降机上 设置移载装置，移载装置可以将托盘及其上的货物(车辆)平移到升降机旁边的货车位上； 或在升降机旁的货车位上设置移载装置将升降机上的托盘及其上的货物(车辆)平移到货车 位上。

立体仓(车)库可以设置缓存货(车)位，缓存货(车)位为位于垂直升降通道旁的货 (车)位，缓存货(车)位可以暂时存放或存放即将进行出入库存取操作的托盘及其上的货 物(车辆)，升降机和搬运器能够通过缓存货车位进行交换传递。

在立体仓(车)库的出入口处设托盘交换装置——堆板机，堆板机可以设置在出入口的 下方或者出入口的旁边：设在出入口下方的堆板机由托盘升降装置、出入口侧面的托盘夹持 装置和夹持装置下面可以伸出支撑托盘并使其在上面移动的滑动支撑装置三部分构成；设在 出入口旁边的堆板机由托盘升降装置和从托盘的侧面抓取托盘的托盘抓取装置两部分组成。

可在立体仓(车)库的各存储层的上层可以设置横向配载通道，通道内设置配载小车， 配载小车可以沿通道横向移动和定位，配载小车上设有托具及托具控制杆。

立体仓(车)库可设一个或多个出入口：出入口通常设置在升降机上或升降机通道旁边 的位置，出口和入口可以设置在相同或不同的层上，还可在多个不同的层设置多个出入口， 出入口还可设置在任何一个货(车)位上。

立体仓(车)库的货物或车辆的存取方法：

货物(车辆)停放在出入口处的托盘上，托盘和其上的货物(车辆)由升降机提升到指 定的仓储(停车)层，传送给该层的搬运器或升降通道旁的缓存货(车)位，搬运器再将其 沿水平通道运送到指定的存放位置，并由举升装置将托盘及货物(车辆)通过升降放置在指 定的上层或下层货(车)位上；反之，指定货(车)位上的货物(车辆)通过上述装置按相 反的顺序取出，具体过程如下：

第一种方法：采取升降机与搬运器直接交换方式传递，过程如下：

入库操作过程

出入口设置在升降机上，托盘和其上的货物(车辆)被直接放置在平板式升降机的底板 上，升降机承载着托盘和托盘上的货物(车辆)升降到指定的层，使该层的搬运器与升降机 对接，此时搬运器的举升装置的托臂处于升降机底板上的托盘的下方，然后托臂(或通过升 降机底板上的缺口)将托盘及其上的货物(车辆)向上提起，升至升降机搬运托盘及货物( 车辆)的位置，此时托盘及其上的货物(车辆)传递给搬运器，并且与升降机之间无阻碍， 完成由升降机向搬运器的传递过程，升降机进入等待进行下一个操作的待命状态，接下来搬 运器携带着托盘及货物(车辆)移向系统预订的存放位置，搬运器移动到指定货(车)位的 位置后，托盘及其上的货物(车辆)由搬运器进行存放操作：

向下层空货(车)位存放时，举升装置的托臂将托盘及货物(车辆)降下，使托盘放置 在下层停货(车)位的基座上，完成向下层货车位的存放操作，随后，托臂通过旋转、伸缩 或平移的方式使其处于托盘的外侧，使搬运器处于待命状态；

向上层空货(车)位存放时，首先搬运器上的拨动装置通过托具控制杆将托具置于开锁 的位置，接着托臂将托盘及货物(车辆)向上提升直到托盘高于托具，这时拨动装置再将托 具拨动到托盘下方的闭锁点锁定，然后托臂下降将托盘及货物(车辆)放置在托具上，完成 向上层货(车)位的存放操作，随后托臂可继续降至预定高度使搬运器呈待命状态；

出库操作过程

存放在指定货(车)位上的货物(车辆)通过上述相反的顺序取出。

第二种方法：通过缓存货(车)位进行交换的方式传递，过程如下：

为了更有效地利用升降机和搬运器，本发明的立体仓(车)库还可通过设置缓存货(车 )位的方式进行交换传递，升降机或搬运器将待存取的货物(车辆)传递给缓存货(车)位 后既可被释放分别开始和进入下一个操作环节，无须彼此相互等待，多个存取操作可以分别 同时独立进行，可以加快系统的存取速度，此时，出入口一般设置在垂直升降通道旁边的货 (车)位(即缓存货车位的位置)上，入库时欲存放的货物(车辆)停放在出入口处的托盘 上，托盘及其上的货物(车辆)由移载装置平移到升降机上，升降机托载着托盘和其上的货 物(车辆)提升到系统指定的储物(停车)层，移载装置再将托盘和货物(车辆)平移到该 层的缓存货车位上，然后由该层的搬运器运送到系统指定的货(车)位置上进行存放操作；

存放在指定货(车)位上的货物(车辆)按相反的顺序取出。

在上述基础上，为了加快出入库速度，本发明的立体仓(车)库采取在出入口处设置堆 板机，通过改变出入口处托盘的状况转换出入库操作模式，避免送取空托盘的动作过程，使 升降机和搬运器及整个系统随时处于可随时进行入出库作业的状态：空的货车位上无托盘， 随时准备接受载有货物(车辆)的托盘，堆板机内存有叠放在一起的托盘，在出入口上有托 盘，准备接受欲储存的货物(车辆)，当货物(车辆)停放在出入口处的托盘上后，系统开 始进行入库作业，托盘联同货物(车辆)被移走，堆板机随即在出入口处补入新的托盘准备 下一次入库操作，当需要出库时，堆板机快速转换系统存取操作模式——即在搬运器或升降 机将载有货物(车辆)的托盘放置到出入口处之前，堆板机从出入口处收回托盘，在连续出 库操作使堆板机内存满托盘时，按堆板机的容量，叠放在一起的托盘被一同存储到货(车) 位上：而当堆板机内储存的托盘用完后，系统再将叠放在一起的托盘存入堆板机。

本发明的目的还可以通过采用以下技术方案来实现：

本发明的立体仓(车)库的特例——集装箱立体仓储系统，由集装箱起重机替代立体仓 (车)库中的升降机将集装箱在多个储存层升降；将升降通道旁处的仓位设置为移载小车， 移载小车能够平移至集装箱起重机下方，集装箱起重机可向移载小车吊放集装箱，上下层仓 位的移载小车上分别设置相应的基座和托具及托具控制杆。

集装箱起重机可以采用多箱吊具，同时采用相对应的移载小车。

设置集装箱传送装置与港口装卸区的集装箱装卸设备——岸边集装箱装卸桥或登机桥对 接，集装箱传送装置可以是传送带(链)或辊道，集装箱可放置在其上进行双向传送，在集 装箱传送装置的端部设置集装箱定位装置，定位装置可由挡块和推杆等组成，使集装箱在其 上能够保持固定的位置和间隔，在海港一侧的集装箱定位装置中设有拆/装集装箱转锁销的 机械手装置。定位装置上还设置集装箱箱型和位置传感系统。

集装箱立体仓储系统还可设置集装箱作业区：作业区由拆/装箱区、修箱区及装卸区组 成，装卸区可由集卡通道及铁路组成，设有桥式集装箱吊车在集装箱作业区吊装集装箱。

本发明还提供了立体仓储系统的应用——集装箱装卸作业方法(工艺)：采用本发明的 集装箱立体仓储系统取代目前使用集装箱堆场的集装箱堆放形式；取消了传统的集装箱场地 装卸设备如轮胎式或轨道式集装箱门式起重机(RTG和RMG)和集装箱牵引半挂车以及集装箱 叉车和正面吊、集装箱跨运车等；集装箱立体仓储系统能随时存取任意一只集装箱，消除了 过去的倒箱和移场作业，缩短集装箱收箱的截止时间，提高运输时效和集装箱装卸效率及船 舶配载的准确率；采用集装箱传输装置直接与港口装卸设备如岸边集装箱起重机或(空港) 集装箱登机桥连接，取代现有的集装箱拖车、集装箱跨运车、集装箱叉车、正面吊等港口流 动搬运机械；采用集装箱定位装置，减少集装箱吊具对箱的难度和时间，而更可采用集装箱 多箱吊具(四箱、六箱、八箱甚至十二箱吊具)增加单次起吊装卸的集装箱数量，大大提高 装卸速度，缩短在港时间，提高港口吞吐量；取消了现有工艺中广泛使用的内燃装卸机械， 使用干净清洁的电能，污染小、噪音低，有很好的环境保护效益。

本发明还提供了一种仓储(停车)管理控制系统，控制管理立体仓(车)库的运行，系 统由以下信息管理系统、物流管理系统、自动存取控制系统和状态监控系统组成：

信息管理系统，负责数据(货物或车辆的数量、位置、体积、重量、形态和货主信息、 时间等)采集、接收、处理和交换，通过网络(有线、无线，内部、外部)进行传递；

物流管理系统，根据客户的需求和上述信息管理系统的信息，收发货时间、数量、目的 地，进行配送调度，计费和单证管理，趋势预测；

自动存取控制系统，控制运行执行单元进行出入库操作；

状态监控系统，现场及远程监控、本地和异地故障分析和诊断、安监系统。

本发明的有益效果是：本发明提供的立体仓储(停车)系统方案，取消了传统立体仓储 方式中的水平巷道，具有占地面积小，尤其适合于在狭长的面积上建造；存取速度快、效率 高；自动化程度高，智能存取，操作简捷，可实现无人化管理；系统结构简单，可靠性高， 维护简便，系统维护及运营成本低；可以任意建造在地上、地下或半地下，或附属在建筑物 的侧面或上层和下层，主体建筑的空间可做商业及其他用途；可实现各种不同车型或不同货 物混合存放，甚至车辆和货物的混合存放；模块化结构，可以多个不同规格的系统单元并列 组合，容量扩充无极限；封闭式库区环境，无人化作业，可以设置自动安保系统，安全及防 盗性好；采用缓存技术可以加快存储速度，多个存取操作可分别同时独立进行，提高了各组 件的利用率，减少了存取操作时间，提高出入库速度；设置托盘循环交换装置堆板机，解决 了空托盘的存取回放的问题，提高了系统存取效率；多出入口设置同时存取，可以减少清库 时间，尤其对于会展中心、影剧场、运动场馆、机场、车站和交通枢纽等有大量进发式停车 需求的停车场所；结构可以是钢结构或钢筋混凝土结构；结构模块可工厂化预制，建造速度 快；可以用于建造移动式或临时停车(仓)库。

本发明提供的集装箱立体仓储系统具有占地面积小、存储容量大、存取速度快，可实现 集装箱配载自动化和科学准确性，彻底消除集装箱堆场的翻垛、倒垛和移场作业；本发明提 供的集装箱港口装卸作业方法(工艺)，可减少集装箱码头的占地面积，实现港口装卸作业 的自动化和无人化，减轻装卸工作的劳动强度，降低生产成本，极大地提高集装箱装卸作业 效率、缩短装卸时间和集装箱船在港时间，提高港口的吞吐量；通过集装箱传输装置与港口 装卸设备直接连接，消除了造成港区集装箱运输通道堵赛的隐患；取消了集装箱堆场内广泛 使用的的集装箱场地吊和集装箱牵引半挂车、集装箱叉车和正面吊以及集装箱跨运车等港口 内燃装卸机械，使用干净清洁的电能，污染小、噪音低，有很好的环境保护效益；同时，使 用电能，营运成本较低：使用设备种类少，故障率低，维护成本较低。本发明的集装箱立体 仓储系统能集储、疏、运功能于一体，成为物流中心和多式联运的枢纽，实现仓储管理和物 流管理的集中化和自动化，经济效率显著。

本发明的自动立体仓储(停车)系统方案的实施将产生显著的经济效益和社会效益。

本发明附图画面说明如下：

附图1是立体仓储(停车)系统方案的结构示意图。

附图2是自动化立体车库的三视图和搬运器的三视图

附图3是自动化立体车库在上下层车位的存储过程示意

附图4是位于出入口侧面的堆板机的操作过程示意

附图5是另一类型位于出入口下方的堆板机的操作过程示意

附图6是本发明的自动化立体仓库的剖面图

附图7是本发明的自动化立体仓库的俯视图

附图8是本发明的自动化立体仓库的侧视图

附图9是集装箱立体仓储系统的上层仓位的示意图

附图10是集装箱立体仓储系统的下层仓位的示意图

附图11是集装箱立体仓储系统采用的搬运器的三视图

附图12是集装箱立体仓储系统的集装箱在下层仓位存储过程示意

附图13是集装箱立体仓储系统的集装箱在上层仓位存储过程示意

附图14为集装箱立体仓储系统的示意图

附图15为集装箱立体仓储系统的仓位平面布局示意图

附图16为采用集装箱立体仓储系统的港口布局示意图

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

附图1是立体仓储(停车)系统方案的结构原理图

图中：用于装载货物或车辆的托盘1、下层货(车)位放置托盘的基座2、上层货(车) 位放置托盘的支撑座3、运送装载货物或车辆的托盘的搬运器5、搬运器举升装置的托臂6、 提升货物或车辆的升降机7。

如图1所示立体仓(车)库由五个仓储(停车)层组成，每个仓储(停车)层中在水平 输送通道的上方和下方分别设置存放货物(车辆)的上下两层货(车)位，两层货(车)位 间的水平通道内设有可以跨越下层货(车)位沿水平通道移动的搬运器5，在仓储(停车) 层间的垂直通道中设有升降机7。升降机7可以将装载货物或车辆的托盘在几个仓储(停车) 层间升降，通过升降机与各仓储(停车)层中的搬运器5或垂直通道旁的货(车)位进行交 换传递，搬运器5就如同相对置的两台同步运行的叉车托举着装载货物或车辆的托盘1，把它 们传送到指定的位置，货物或车辆再由搬运器的举升装置的托臂6通过升降的方式分别在上 下两层货(车)位上进行存取操作。

实施例一：自动化立体停车库

附图2是实施例一自动化立体停车库的三视图及所用的搬运器5的三视图

附图3是自动化立体车库在上下层车位的存储过程示意

附图4是位于出入口侧面的堆板机的操作过程示意

附图5是另一类型位于出入口下方的堆板机的操作过程示意

图中：托盘(载车板)1、下层车位放置托盘的基座2、上层车位的支撑座3、放置托盘 的托具4、搬运器5、搬运器举升装置的托臂6、提升车辆用的升降机7、升降机上的移载装置 8，堆板机9，堆板机9的托盘升降装置17、托盘抓取装置18或21、托盘夹持装置19和滑动支 撑装置20。

如附图2所示的自动化立体停车库由单排的三个停车层(地下一层和地上两层)，总共 六层停车位组成，每个停车层由上下两层停车位和两层停车位之间的水平通道组成，图中地 面层的高度大于其余两层可停放大型车辆，在下层停车位设有放置托盘的基座2，上层停车 位的两侧有支撑座3和在支撑座上用于支撑托盘的托具4及托具控制杆(图中未标示)，托具 4由托具控制杆控制通过旋转、伸缩、倾斜或滑动等方式在开锁和闭锁的两个锁止点处定位 并锁定，每个停车层设有一部搬运器5，搬运器5由行走装置和举升装置及托具拨动装置(图 中未标示)组成，搬运器5可以在通道内自行移动和定位，搬运器的行走和定位装置有很多 的成熟的现有技术，这里就不再累述，行走装置的轨道可以设置在停车层的底部或中部水平 通道处，在车库两端的垂直升降通道各设一部升降机7，升降机上设有移载装置8，在立体停 车库的地面层升降通道两旁的位置共设置四个出入口，在出入口处的底部和侧面分别设置了 四部堆板机9，搬运器5为“口”字型框架式结构，框架内设一对举升装置(图中未标示)， 举升装置的两对托臂6可以托举着托盘和托盘上的车辆上下升降，托臂6能够进行伸缩。

首先从附图3介绍在实施例一的自动化立体车库中由搬运器在上下层车位上的分别存取 车辆的过程：

搬运器的举升装置如同两个对置的叉车，由托臂6托举着托盘1和托盘上的车辆跨越下层 货(车)位沿输送通道运送，见附图3之①；

向下层停车位存储车辆：

搬运器到达预定的位置并确认下层停车位空置后，托臂6将托举着的托盘和托盘上的车 辆向下降，直至把托盘及其上的车辆放置在基座2上，见附图3之②、③；

托臂6分别向外收缩进框架内，见附图3之④，即完成本次存储操作，随后，搬运器处于 待命状态，准备接受下一步的操作指令；当搬运器收到下一操作指令后，搬运器向操作指定 的存储位置移动；

收缩的托臂6可以穿过放在基座2上的托盘的外侧升降，见附图3之⑤；

向上层停车位存储车辆：

搬运器到达预定的位置并确认上层停车位空置后，搬运器5的拨动装置(图中未标示) 控制支撑座3上的托具控制杆(图中未标示)将托具4收入两侧的支撑座内，然后托臂6将托 举着的托盘和托盘上的车辆向上举起，直至托盘的底部升到托具4之上，见附图3之⑥

接着搬运器的拨动装置控制托具4伸出并锁定，见附图3之⑦

随后搬运器的托臂6将托举着的托盘及其上的车辆向下放置在托具4之上，见附图3之⑧

搬运器的托臂6继续下降，见附图3之⑨，随后待命，准备接受下一步的操作指令；

搬运器接到下一个操作指令后，托臂6或可以继续下降并移向下一步操作的位置，见附 图3之⑩。

搬运器从停车位上提取车辆与上述的存储操作过程相反：

从下层停车位提取车辆：搬运器5到达指定的存车位置并确认后，收缩的托臂6穿过放在 基座2上的托盘1的外侧降至托盘1的底部，随后托臂6伸出，接着托举起托盘1和托盘上的车 辆向上升起，直至升到搬运器运送车辆位置上，然后搬运器向升降机的方向移动；

从上层停车位提取车辆：搬运器到达指定的存车位置后，托臂6向上升，直至将托盘1和 托盘上的车辆托起到托具4之上，然后搬运器5的拨动装置将托具4收入两侧的支撑座内并锁 定，接着托臂6将托举着的托盘和托盘上的车辆下降到搬运器运送车辆位置上，然后搬运器 向升降机的方向移动。

为了有效地提高车辆的存取速度，本实施例一的立体停车库升降机和搬运器通过设置在 垂直升降通道旁的缓存车位进行交换传递，升降机通过移载装置与缓存车位进行交换传递， 缓存车位暂时存放或存放即将进行出入库存取操作的托盘及其上的车辆，本实施例车辆的出 入口采用直通式设计，设置在垂直升降通道两旁(即缓存车位的位置上)，入库时欲存放的 车辆停放在出入口处的托盘上，托盘及其上的车辆通过移载装置8平移到升降机7上，然后升 降机托载着托盘和其上的车辆提升至系统指定的停车层，移载装置8再将托盘和车辆平移到 该层的缓存车位上，接下来由搬运器运送到系统指定的车位上进行存放操作，出库时存放在 指定车位上的车辆按相反的顺序取出。在此模式下升降机或搬运器将待存取的车辆传递给缓 存车位后既可被释放分别开始和进入下一个操作环节，无须彼此相互等待，升降机和搬运器 能够进行双向存取操作，存取操作可以交叉流水作业，多个存取操作能够分别同时多管道独 立进行，可以大大加快系统的车辆存取速度，减少停车库清库时间。

为了进一步加快出入库速度，避免送取空托盘(载车板)的动作过程，本实施例的立体 停车库在出入口处设置堆板机，通过堆板机改变出入口处托盘的状况快速转换入、出库操作 模式，使升降机和搬运器及整个停车系统随时处于可随时进行入、出库作业的状态：空的车 位上无托盘，随时准备接受载有车辆的托盘，堆板机内存有叠放在一起的托盘，在出入口上 有托盘，准备接受欲存的车辆；当车辆停放在出入口处的托盘上后，系统即开始进行入库作 业，托盘联同其上的车辆被移走存储后，堆板机随即在出入口处补入新的托盘准备下一次入 库操作；当需要出库时，堆板机可以快速转换系统存取操作模式——即在搬运器或升降机将 载有车辆的托盘放置到出入口处之前，堆板机从出入口处收回托盘，使其转换成出库状态， 在连续进行出库操作使堆板机内存满托盘时，按照堆板机的容量，叠放在一起的托盘被一同 存储到空的停车位上；而当堆板机内储存的托盘用完后，系统再将叠放在一起的托盘装入堆 板机。

堆板机可以设置在出入口的下方或者出入口的旁边，下面结合附图4和附图5介绍在实施 例1的自动化立体车库中的两种堆板机的工作方式：

设在出入口旁边的堆板机是由托盘升降装置和从托盘的侧面抓取托盘的托盘抓取装置两 部分组成，托盘升降装置可以设置在托盘的底部或侧面，示意见附图4，托盘升降装置17和 托盘抓取装置18或21；设在出入口下方的堆板机由托盘升降装置及出入口侧面的托盘夹持装 置和夹持装置下面用以支撑托盘并使其在上面移动的可伸缩的滑动支撑装置三部分构成，托 盘升降装置可以设置在托盘的底部或侧面，示意见附图5，托盘升降装置17，托盘夹持装置 19和滑动支撑装置20。

堆板机9的工作过程：

附图4为设置在出入口侧面的堆板机操作过程的示意图

在等待入库时，堆板机的托盘升降装置17之上存有叠放在一起的托盘，立体车库的出入 口处有空的托盘准备停放入库车辆，见附图4之①，入库车辆停入出入口处的托盘上，见附 图4之②，随后放置车辆的托盘被移入车库存储(此时出入口处于待出库的状态)，见附图 4之③，为使立体车库处于入库准备的状态，堆板机的托盘抓取装置18或21将升降装置17上 的托盘移向出入口处，见附图4之④和附图4之⑤(俯视图)，等待下一个入库车辆，见附图 4之⑥；转换立体车库存/取操作模式——当接到车辆出库指令时，堆板机的托盘抓取装置 18或托盘抓取装置21从出入口处回收托盘，将托盘移回升降装置17上，见附图4之⑦，等待 接收载有出库车辆的托盘，见附图4之⑧和附图4之⑨(俯视图)：

附图5为设置在出入口底部的堆板机操作过程的示意图

堆板机内装有叠放在一起的空托盘，堆板机将叠放在托盘升降装置17上的托盘升降至最 上方的托盘与出入口持平，接着托盘夹持装置19将最上方的托盘夹持住，见附图5之①，然 后托盘升降装置17把其余的托盘降下，留出可供滑动支撑装置20的伸缩的空间，见附图5之 ②，随后滑动支撑装置20伸出支撑住上方的托盘，准备接受即将入库车辆，见附图5之③， 入库车辆停入出入口处的托盘上，见附图5之④，托盘夹持装置19松开夹持的放置车辆的托 盘，托盘和车辆被移入车库存储(此时出入口处于待出库的状态)，见附图5之⑤，随后伸 出的滑动支撑装置20收回，见附图5之⑥，接下来托盘升降装置17上升使最上方的托盘与出 入口持平，重复上述附图5之②-④的操作步骤，再一次使出入口处于待入库状态，等待下一 次车辆入库；转换立体车库存/取操作模式——当出入口处于待入库状态时，出入口的托盘 被托盘夹持装置19夹持着，当接到车辆出库指令后，堆板机收回伸出的滑动支撑装置20，见 附图5之⑦，托盘升降装置17上升使上方的托盘与出入口的托盘相接，见附图5之⑧，托盘夹 持装置19松开，接着托盘升降装置17上带动托盘下降，见附图5之⑨，随后滑动支撑装置20 伸出，使出入口处于待出库的状态，准备接受即将入库车辆，见附图5之⑩。

实施例一的自动化立体车库的操作过程可以由计算机停车管理控制系统自动控制完成， 系统由以下信息管理系统、收费管理系统、自动存取控制系统和状态监控系统组成：

信息管理系统：负责车辆数据采集(车辆的类型、停车时间等)，检测车辆是否超限， 通过网络(有线、无线，内部、外部)传递给停车管理控制系统：

收费管理系统：根据客户的车辆的类型，停车时间，不同的结算方式等，进行计费和单 证管理；

自动存取控制系统：控制立体车库的升降机和搬运器及堆板机等执行单元进行出入库操 作；

状态监控系统：现场及远程监控、本地和异地故障分析和诊断、安监系统。

实施例二：自动化立体仓库：

附图6是本发明的自动化立体仓库的剖面图

附图7是本发明的自动化立体仓库的俯视图

附图8是本发明的自动化立体仓库的侧视图

图中：承载货物的托盘1、下层货位放置托盘的基座2、上层货位的支撑座3、上层货位 放置托盘的托具4、搬运器5、搬运器举升装置的托臂6、升降机7、升降机的移载装置8和搬 运器的横向移动通道16。

本实施例如附图6、7、8所示的自动化立体仓库由五排十九列的五个存储层，总共十层 的货位组成，最多可存储940个货物单元，在立体仓库中央的垂直升降通道内设置一部设有 移载装置8的升降机7，两个出入口分别设在升降通道的两侧，每个存储层靠近升降通道两旁 的上下层货位位置为四个缓存货位，缓存货位旁分别设置一条横向通道16，每个存储层设置 两部搬运器(或多部搬运器，视规模和存取速度要求)，搬运器5可以沿每排货位和横向通 道16移动，在上下层货位上放置货物的托盘由搬运器进行存取，(搬运器存取作业的方式同 实施例一)。自动化立体仓库可通过将常用的和即将出库的货物用预测命中的方式提前存储 在缓存货位加快出库速度，利用缓存货位可以安排多步流水线存取作业，自动化立体仓库的 运行由仓储管理系统控制。

仓储管理系统由信息管理系统、物流管理系统、自动存取控制系统和状态监控系统等几 个子系统组成：

信息管理系统：负责数据(库存货物的数量、位置、体积、重量、形态和货主信息、时 间等)采集、接收和交换，通过网络(有线、无线，内部、外部)进行传递；

物流管理系统：根据客户需求和信息管理系统的内部仓储信息，收发货时间、数量、目 的地，进行配送调度，计费和单证管理，趋势预测；

自动存取控制系统：控制出入库执行单元进行出入库操作；

状态监控系统：现场及远程监控、本地和异地故障分析和诊断、安监系统。

自动立体仓储(停车)系统的建造

本发明的自动立体仓储(停车)系统可以作为独立建筑结构修建在地下、半地下、地面 和地上，也可作为附属结构分别修建在建筑物的下层和上层或侧面。例如，自动立体停车库 作为独立建筑设置在街道、机场、车站、酒店和购物中心；自动立体仓储(停车)系统也可 分别设在一个商场的地下和楼顶，中间地上层分为商场的主体建筑；又例如自动立体停车库 可以设置在汽车展示销售中心的主体结构的上层；工厂的半成品仓库可以设置在制造车间的 上层。自动立体(仓储)系统可以构成物流中心的主体结构。

实施例三：集装箱立体仓储系统：

附图9是集装箱立体仓储系统的上层仓位的示意图

附图10是集装箱立体仓储系统的下层仓位的示意图

附图11是集装箱立体仓储系统采用的搬运器的三视图

附图12是集装箱立体仓储系统的集装箱在下层仓位存储过程示意

附图13是集装箱立体仓储系统的集装箱在上层仓位存储过程示意

附图14为集装箱立体仓储系统的示意图

附图15为集装箱立体仓储系统的仓位平面布局示意图

附图16为采用集装箱立体仓储系统的港口布局示意图

集装箱立体仓储系统，该系统是本发明的立体仓(车)库无托盘的特例，由集装箱起重 机10替代本发明的立体仓(车)库中的升降机7将集装箱在多个储存层升降；将垂直升降通 道旁处的仓位设置为移载小车11，移载小车11能够平移至集装箱起重机10的下方，集装箱起 重机10可向移载小车11吊放集装箱，上下层仓位的移载小车11上分别设置相应的基座2和托 具4及托具控制杆。

如附图14和附图15所示，本实施例三在集装箱立体仓储系统的垂直升降通道内设置的集 装箱起重机10，集装箱起重机10采用双40英尺集装箱吊具，可每次起吊四只20英尺或两只 40-50英尺集装箱或其组合，出入口设在集装箱起重机10的下方，每个存储层中升降通道两 旁的上下层仓位的位置各设置两部共八部移载小车11，每次可以由单独一侧或靠近升降通道 内侧的两部移载小车11作为缓存仓位向集装箱起重机10供给或接受待存取的集装箱，在各个 存储层由升降通道分开的仓位的两端中平均每三排仓位分别设置两部搬运器，还设置两条供 搬运器5在各排仓位间转移的横向通道16，搬运器5可以通过横向通道在这些相邻的几排仓位 间移动并在各上下层仓位上进行集装箱存取操作，在横向通道16的上层设置了配载小车14， 配载小车14可以沿横向通道16内移动和定位，其上设有托具及托具控制杆，搬运器5可与配 载小车14进行集装箱存取交换。

如附图14和附图16所示，本实施例三的集装箱立体仓储系统设置集装箱作业区：作业区 可由拆/装箱区(图中未标示)、修箱区(图中未标示)及装卸区组成，装卸区可由集卡通 道及铁路组成，设有桥式集装箱吊车15在作业区吊装集装箱，本实施例三的集装箱立体仓储 系统还设置集装箱传输装置12与港口装卸区的集装箱装卸设备——岸边集装箱装卸桥对接， 集装箱传输装置12可以是传送带(链)或辊道，集装箱可放置在其上进行双向传送。在集装 箱传输装置12的端部设置集装箱定位装置13，定位装置13可由挡块和推杆等组成，使集装箱 在其上能够保持固定的位置和间隔，在定位装置上设置集装箱箱型和位置传感系统将集装箱 信息传递给控制系统，在集装箱定位装置13中还可设置拆/装集装箱转锁销的机械手装置( 图中未标示)。

如附图10所示，集装箱立体仓储系统的下层仓位是一组用于放置集装箱的基座2，基座 的宽度为搬运器5的托臂6之间的距离。不同规格(如单只20英尺、30-50英尺或两只20英尺 等)集装箱可以按如图所示的方式放置在基座上。

如附图9所示，集装箱立体仓储系统的上层仓位是由横跨仓位两端的支撑座3和在支撑座 内可收缩的托具4以及托具控制杆(图中未标示)组成，托具4从中间分为两部分4a和4b，可 由托具控制杆分别进行控制。

附图11是集装箱立体仓储系统采用的搬运器的三视图，搬运器5由行走装置和举升装置 及托具拨动装置(图中未标示)组成，搬运器的举升装置的托臂6为一对连通式的托臂，两 只托臂可以分别向外侧旋转或平移。

下面结合附图12介绍集装箱立体仓储系统的集装箱在上层仓位存储过程：

搬运器5由托臂6托举集装箱跨越下层仓位进行搬运，见附图12之①，搬运器到达预定的 位置并确认上层仓位空置后，搬运器5的拨动装置(图中未标示)通过支撑座3上的托具控制 杆(图中未标示)确认托具4收入两侧的支撑座内并锁定，然后托臂6将托举着的集装箱向上 举起，直至集装箱的底部升到托具4之上，见附图12之②、③和⑦(俯视)，接着搬运器的 拨动装置控制托具4伸出并锁定，见附图12之④和⑧(俯视)，随后托臂6将托举着的集装箱 向下放置在托具4之上，见附图12之⑤，托臂6继续下降，见附图12之⑥，随后待命，准备接 受下一步的操作指令；

搬运器提取集装箱的过程与上述的存储操作过程相反：

搬运器接到提取集装箱的操作指令后，移到存放该集装箱的位置，搬运器5的托臂6向上 升起将放置在上层仓位的集装箱托起，接着搬运器的拨动装置控制托具4向支撑座内收回并 锁定，随后托臂6将托举着的集装箱向下降至搬运器运送集装箱的状态，然后将该集装箱向 升降机方向运送。

搬运器与横向通道16上方的配载小车14的存取操作与集装箱在上层仓位存储过程相同。

下面结合附图13介绍集装箱立体仓储系统的集装箱在下层仓位存储过程：

搬运器5由托臂6托举集装箱跨越下层仓位进行搬运，搬运器到达预定的位置并确认下层 仓位空置后，见附图13之①，托臂6将托举着的集装箱向下降，将集装箱放置在基座2上后， 继续下降，见附图13之②、③，随后托臂6分别向外旋转90°，见附图13之④，使托臂6置于 集装箱的外侧，见附图13之⑤，接下来托臂6穿过放在基座2上的集装箱的外侧上升，见附图 13之⑥、⑦，然后托臂6分别向内旋转90°，完成本次存储操作，搬运器待命，准备接受下 一步的操作指令；

搬运器下层仓位提取集装箱的过程与上述的存储操作过程相反：

搬运器接到提取集装箱的操作指令，到达指定的存放该集装箱的位置并确认后，托臂6 先分别向外旋转90°沿着放在基座2上的集装箱的外侧降至该集装箱的底部，随后托臂6分别 向内旋转90°使其置于该集装箱的下方，接着托举起该集装箱向上升起，直至升到搬运器的 运送位置上，然后搬运器向升降机的方向移动。

在本实施例的集装箱立体仓储系统中，搬运器5也可以采取可调距的托臂，托臂6通过分 别向外侧平移后沿着集装箱的外侧进行上下升降。

20英尺集装箱的提取和调配：

两只相同的20英尺集装箱可以放置在同一个仓位上按上述步骤共同存取，放置在上层仓 位的两只的20英尺集装箱可以分别单独进行提取：搬运器接到提取其中一只集装箱的操作指 令，到达指定的存放该集装箱的位置并确认后，搬运器的托臂6托举着放置在托具4之上两只 集装箱向上举起，接着搬运器5的拨动装置单独控制一侧的托具4a伸出并锁定(欲提取的集 装箱一侧的托具b不伸出)，随后搬运器的托臂6将托举着的集装箱向下，不提取的集装箱被 重新放置在托具4a之上，搬运器的托臂6携带着欲提取的集装箱继续下降至搬运器的运送位 置，随后搬运器移向升降机的方向；

单独的20英尺集装箱的存储按上述相反的步骤进行；

当单独的20英尺集装箱需要从仓位的一侧调整到另一侧时，可以借助移载小车14，搬运 器5先将该集装箱存放在移载小车14上，移载小车14带着该集装箱横向移动到仓位的另一侧 的位置，再传递回搬运器，然后搬运器再将其存入预定的位置。

放置在下层仓位的20英尺集装箱可以转存至上层仓位后在按上述方法进行调配。

如附图16所示，在集装箱装卸港口中，集装箱立体仓储系统设置集装箱作业区：作业区 可由拆/装箱区、修箱区及集装箱装卸区组成，装卸区可由集卡通道及铁路组成，作业区设 置桥式集装箱吊车15在作业区吊装集装箱。集装箱传送装置12与港口装卸区的集装箱装卸设 备——岸边集装箱装卸桥对接，集装箱传送装置12可以是传送带(链)或辊道，集装箱可放 置在其上进行双向传送，在集装箱传送装置12的端部设置集装箱定位装置13，定位装置13可 由挡块和推杆(图中未标示)等组成，使集装箱在其上能够保持固定的位置和间隔，在海港 一侧的岸边集装箱装卸桥下的集装箱定位装置13中设置拆/装集装箱转锁销的机械手装置( 图中未标示)，集装箱立体仓储系统还设置集装箱箱型(如AEI或集装箱图像识别系统等) 和位置传感系统将相关的信息传递给控制系统。

集装箱出入库方式：

在本实施例三的集装箱立体仓储系统中，如附图14和16所示，集装箱入库时，由集装箱 桥式起重机15从集装箱作业区的集装箱拖车或火车放置到出入口处的移载小车11上，移载小 车11平移到垂直升降通道内的集装箱起重机10下方，(或集装箱被集装箱传输装置12传送至 入口处的集装箱定位装置13上)，再由集装箱起重机10提升到指定的储存层之上，随后该储 存层的(上层或下层的)移载小车11(单侧的或两内侧的)平移到集装箱起重机10之下，集 装箱起重机10将吊起的集装箱放置在移载小车11上，移载小车11移回原位，集装箱被暂时存 放在作为缓存仓位的移载小车11上，然后由搬运器5将它们存储在指定的仓位上。

集装箱出库时，如附图15所示，在某一出库的出入口，对于存储位置在其相邻几排仓位 上的集装箱由位于该区域的搬运器5根据出库计划提取存入该出入口的缓存仓位的移载小车 11，而与此出入口相隔较远存储的集装箱则由其附近的搬运器5提取后，交由横向通道16上 方的配载小车14，接着由配载小车传送至该出入口所在区域的搬运器，就这样，通过配载小 车14将指定的集装箱从一个存储单元调配到指定的另一单元，然后再存入该出入口的缓存仓 位(亦可由远方的搬运器直接存入)，随后由集装箱起重机10吊放到入口处的集装箱定位装 置13上，再由集装箱传输装置12传送至集装箱港口或集装箱作业区，或由集装箱起重机10吊 放到入口处的移载小车11上，再由集装箱桥式起重机15装卸到集装箱作业区的集装箱拖车或 火车上，完成完成集装箱的出库作业。参见附图14和16。

在本实施例三的集装箱立体仓储系统由集装箱仓储管理系统控制，仓储管理系统由信息 管理系统、集装箱管理系统、自动存取控制系统和状态监控系统等几个子系统组成：

信息管理系统：负责数据(集装箱的数量、位置、体积、重量、形态和货主信息、时间 等)采集、接收和交换，通过网络(有线、无线，内部、外部)进行传递；

集装箱管理系统：根据客户需求和信息管理系统的内部仓储信息，收发箱时间、数量、 目的地，进行配送调度，计费和单证管理，编制船舶配载图；

自动存取控制系统：控制出入库执行单元进行出入库操作，利用缓存仓位安排集装箱装 卸序列；

状态监控系统：现场及远程监控、本地和异地故障分析和诊断、安监系统。

港口集装箱装卸作业方法(工艺)

通过应用本发明实施例三的集装箱立体仓储系统——本发明还提供了一种新的港口集装 箱装卸作业方法(工艺)：采用集装箱立体仓储系统取代目前使用集装箱堆场的集装箱堆放 存储形式；取消了传统的集装箱场地装卸设备如轮胎式或轨道式集装箱门式起重机(RTG和 RMG)和集装箱牵引半挂车以及集装箱叉车和正面吊、集装箱跨运车等；能随时存取任意位 置的任意一只集装箱，消除了过去的倒箱和移场作业，缩短集装箱收箱的截止时间，提高运 输时效和集装箱装卸效率及船舶配载的准确率；采用集装箱传输装置直接与港口装卸设备如 岸边集装箱起重机或(空港)集装箱登机桥连接，取代现有的集装箱拖车、集装箱跨运车、 集装箱铲车、正面吊等港口流动搬运机械；采用集装箱定位装置，减少集装箱吊具对箱的难 度和时间，而更可采用集装箱多箱吊具(四箱、六箱、八箱甚至十二箱吊具)增加单次起吊 装卸的集装箱数量，大大提高装卸速度，缩短在港时间，提高港口吞吐量；取消了现有工艺 中广泛使用的内燃装卸机械，使用干净清洁的电能，污染小、噪音低，有很好的环境保护效 益。

其它具体实施方式：

物流中心自动立体仓储及停车系统：立体仓库和立体停车库可以分别设置在物流中心的 地下和地上，主体结构的地面部分可以作为装卸区、分拣和拆/装箱区以及办公管理区。

消防或紧急救援中心自动立体停车库：停放在停车库的位于地面首层的停车位的消防车 或救援救护车辆作为紧急出动车辆可以直接出发，其它停车层的消防车辆随后迅速补充到首 层车位随时待命，停车库的每个停车位都可设置消防或救援物品的补给设施随时对车辆进行 补给。

车站、机场进出口港、家居建材商城及购物中心等自动立体停车及仓储系统：在上述公 共场所需要客人上下交通工具并需装运行李物品的地方，可设置自动扶梯式停车带，车辆从 停车库自动提出或随后自动进入停车库，方便乘客上下车和装卸行李物品；商场的停车库和 仓库可以分别设置在商场的侧旁、地下和楼顶。

在机场、车站及酒店等出租车等候区设立自动立体停车系统：在上述需出租车排队等候 的场所，自动立体停车系统根据出租车排队等候的顺序自动提取车辆，并设立出租车司机休 息区，可以免除出租司机不断起动和移动车辆的麻烦以及露天风吹日晒等候的辛苦，同时减 少对环境的污染。

公共交通枢纽站和公交车始发站自动立体停车系统：停车库可以建在地下或地上，实现 人车分流，根据不同车次的发车顺序自动提取车辆，按时正点发车，同时停车库内可设立车 辆维修区以满足车辆维修和日常维护、清洁保养的需要。

铁路集装箱货运站：可以在铁路站线旁建造本发明的集装箱立体仓储系统，实现在列车 到发线进行集装箱装卸作业，缩短列车在站停留时间，可以开行客车化集装箱班列，同时减 少站场面积。

为了适应当前集装箱船舶大型化的发展趋势，可以在离岸的深水水域建造岛型的半潜式 集装箱转运平台，在其上建造本发明提供的集装箱立体仓储系统和集装箱装卸设备，作为进 行集装箱中转服务的集装箱枢纽港。