ES2203878T3 - Aparato clasificador de paquetes con bandejas basculantes. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA DE ESLABONES (150) PARA CONECTAR LOS CARROS ADYACENTES (50,51) DE UN APARATO PARA EL TRANSPORTE DE OBJETOS. EL SISTEMA DE ESLABONES (150) COMPRENDE UNAS MENSULAS (152) ACOPLADAS A CADA UNO DE LOS CARROS ADYACENTES ANTEDICHOS (50,51) Y UN MIEMBRO DE ESLABON (154). EL MIEMBRO DE ESLABON (154) SE COMPONE DE UN MATERIAL FLEXIBLE Y COMPRENDE UN MIEMBRO AMORTIGUADOR (156) QUE SE EXTIENDE ENTRE LOS CARROS (50,51).

Description

Aparato clasificador de paquetes con bandejas basculantes.

Sector técnico

La presente invención se refiere a la clasificación automática de artículos tales como paquetes pequeños en grupos destinados a diferentes ubicaciones geográficas, y se refiere más particularmente a un aparato de clasificación automática que usa bandejas basculantes que reciben artículos desde transportadores de entrada y los depositan bajo control programado en depósitos o rampas de salida designados.

Técnica anterior

Los clasificadores de bandejas basculantes han estado disponibles durante muchos años. Dichos sistemas son útiles en la clasificación de paquetes pequeños para su reparto a diferentes regiones, tales como áreas de código postal. Bajo el control de un ordenador o controlador lógico programable, los paquetes se pueden identificar o codificar a medida que entran en el sistema, y a continuación se les puede realizar un seguimiento para darles salida en un rampa o depósito correspondiente al destino codificado.

Es conocida la formación de un bucle de carros conectados que se desplazan a lo largo de una pista en bucle. Un operario humano o un sistema automático carga artículos en bandejas montadas en los carros en un punto situado en el bucle, y el sistema inclina automáticamente las bandejas en varias ubicaciones de salida adyacentes a la pista para descargar los paquetes. Muchos de estos sistemas accionan los carros conectados por medio de un mecanismo de accionamiento de cadena o cinta, que tiende a resultar caro y ruidoso. Además dichos sistemas ocupan una gran cantidad de espacio, e incluyen mecanismos complejos cuya reparación es relativamente difícil.

En una empresa de reparto de paquetes, la cantidad de tiempo que un clasificador está apagado de cara a las reparaciones tiene un significativo efecto negativo en la capacidad de la empresa para cumplir los plazos de reparto. De este modo, la fiabilidad es un objetivo principal en el diseño de sistemas clasificadores. Simplificando los conjuntos mecánicos y proporcionando una sustitución sencilla de las piezas averiadas, se puede aumentar la fiabilidad y reducir el tiempo de inactividad. Además, dichas empresas deben adoptar medidas para reducir los niveles de ruido en sus instalaciones ya que las regulaciones gubernamentales referentes al ruido se hacen cada vez más estrictas; de este modo, la disminución de los niveles de ruido en sistemas de clasificación es también un objetivo principal.

El sistema de clasificación descrito en la patente de Estados Unidos Nº. 4.712.965 acciona carros conectados alrededor de una pista de doble raíl por medio de uno o más carros de accionamiento. Los carros de accionamiento contienen motores que obtienen energía para el funcionamiento a partir de contactos deslizantes. Los motores accionan rodillos que son presionados contra un tercer raíl por el peso del motor. Los carros están separados por amortiguadores, y la descarga se consigue por medio de cintas transportadoras accionadas montadas en los carros, en lugar de por medio de bandejas basculantes.

En la patente de Estados Unidos Nº. 5.054.601, que se incorpora en el presente documento a título de referencia, se describe otro sistema de carros en bucle, aunque incluye un mecanismo de bandejas basculantes. Los carros son accionados mediante motores de inducción posicionados debajo del recorrido de los carros. Un transportador y un mecanismo cargador en elevación cargan automáticamente los carros, y unos codificadores de eje supervisan la velocidad de los carros a lo largo de la pista en bucle. Unos rodillos montados en los carros interaccionan con unas levas proporcionadas a lo largo de la pista para descargar las bandejas en su destino predeterminado. Las funciones de carga y descarga se realizan bajo control del ordenador. Un mecanismo de retención mantiene las bandejas en una posición inclinada hasta que se enderezan por medio de un mecanismo de recuperación.

En aquellos sistemas de la técnica anterior que accionan una serie de carros por medio de una cadena o cinta conectada firmemente a los carros, no existe la necesidad de conectar los carros. De hecho se pueden espaciar a lo largo de la cadena para evitar la interacción. No obstante, en algunos sistemas anteriores en los que se ha tirado del tren de carros por medio de un carro locomotor o por inducción, los carros deben estar conectados. La conexión entre carros es una fuente de desgaste y ruido. Por esta razón, se debe diseñar una junta mecánica consistente en múltiples piezas metálicas o de plástico en interacción para reducir la fricción y con la posibilidad de lubricarlas. Incluso en ese caso, los problemas de desgaste y ruido asociados a cada conexión únicamente se pueden aliviar, no eliminar.

En las patentes de Estados Unidos Nº. 4.089.404; 5.018.928; y 4.982.828 se muestran también sistemas de clasificación de bandejas basculantes. Esta última patente describe un mecanismo que inclina las bandejas moviendo rodillos montados a lo largo de la pista hacia el camino de superficies de leva en los bordes de las bandejas.

Otro problema que surge en el sector de la clasificación automática es cómo manipular y clasificar artículos grandes con formas irregulares. Generalmente los sistemas anteriores indicados más arriba no pueden manipular dichos artículos irregulares.

Tal como puede observarse a partir de la descripción anterior, los sistemas anteriores de clasificación son complejos tanto mecánica como eléctricamente, requieren una cantidad relativamente grande de espacio de planta para el volumen de artículos que pueden ser clasificados, requieren un mantenimiento significativo, y son ruidosos por naturaleza. En la técnica ha existido una necesidad de un sistema de clasificación de construcción sencilla, de mantenimiento y funcionamiento fáciles, que proporcione una producción elevada de artículos clasificados por espacio de planta ocupado, y que funcione con unos niveles de ruido bajos.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un aparato para transportar objetos, que comprende una pista, una pluralidad de carros montados para moverse a lo largo de la pista, un mecanismo de accionamiento que se puede hacer funcionar para hacer que los carros se muevan a lo largo de la pista, y una conexión que conecta carros adyacentes, comprendiendo la conexión un elemento sujetador fijado a cada uno de los carros adyacentes, conformado de manera que defina una oquedad, y un miembro de conexión que define un par de extremos posicionados en las oquedades, en donde el miembro de conexión comprende un material flexible. Los elementos sujetadores están posicionados preferentemente en superficies laterales de los carros, con las oquedades abiertas de manera que quedan encaradas a un carro adyacente. Además, el miembro de conexión puede incluir un miembro amortiguador que se extiende entre superficies extremas de los carros.

De este modo la presente invención proporciona un sistema de transporte del tipo que incluye carros conectados entre sí de tal manera que amortigua los carros entre ellos al mismo tiempo que permite un movimiento relativo sin una junta de múltiples piezas.

La presente invención proporciona un sistema automatizado de transporte que funciona con un nivel bajo de ruido, y que se puede reparar sustituyendo conjuntos secundarios económicos.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto al revisar la siguiente descripción de realizaciones preferidas y los dibujos y reivindicaciones adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista superior en planta, esquemática, de un sistema de clasificación.

La Fig. 2 es una vista gráfica del sistema de clasificación de la Fig. 1, con piezas eliminadas para mostrar detalles.

La Fig. 3 es una vista posterior de un carro del sistema de clasificación de la Fig. 1, que muestra también el accionador basculante y el mecanismo de accionamiento.

La Fig. 4 es una vista lateral exterior en alzado de una sección del sistema de clasificación de la Fig. 1, con piezas separadas para mostrar detalles interiores.

La Fig. 5 es una vista posterior en alzado de un carro con el accionador basculante posicionado para inclinar la bandeja.

La Fig. 6 es una vista esquemática de una superficie de leva de una bandeja en interacción con un seguidor de leva del mecanismo basculante.

La Fig. 7 es una vista esquemática de una superficie de leva de una bandeja en interacción con un seguidor de leva del mecanismo basculante en un instante subsiguiente al mostrado en la Fig. 6.

La Fig. 8 es una vista esquemática de una realización alternativa de una superficie de leva de bandeja para ser usada con carros que pueden desplazarse con movimiento inverso.

La Fig. 9 es una vista posterior en alzado de un par de carros adyacentes (superior e inferior) alineados con transportadores de entrada.

La Fig. 10 es una vista posterior en alzado de un par de carros adyacentes (superior e inferior), cuyas bandejas se han inclinado para depositar bultos sobre transportadores de salida.

La Fig. 11 es una vista superior en planta, esquemática, de carros adyacentes conectados por medio de amortiguadores flexibles según la invención.

La Fig. 12 es una vista lateral de los carros de la Fig. 11.

La Fig. 13 es una vista gráfica de un amortiguador flexible que está siendo insertado en elementos sujetadores montados en carros adyacentes.

La Fig. 14 es una vista lateral de una sección de raíl extraíble.

La Fig. 15 es una vista posterior de la fijación de la sección extraíble de la Fig. 14 a un poste.

La Fig. 16 es una vista posterior en alzado de una construcción alternativa del raíl.

La Fig. 17 es una vista esquemática lateral de una segunda realización de un sistema de clasificación que usa plataformas suspendidas.

La Fig. 18 es una vista posterior en sección del sistema de clasificación de la Fig. 17.

La Fig. 19 es una vista posterior de una plataforma suspendida que incluye rodillos motorizados para descargar artículos.

La Fig. 20 es una vista posterior de una plataforma suspendida que incluye un transportador motorizado para descargar artículos.

La Fig. 21 es un diagrama de flujo que explica genéricamente el funcionamiento del sistema de clasificación bajo el control de un controlador digital.

Descripción detallada

Haciendo referencia a continuación más detalladamente a los dibujos, en los que los mismos numerales se refieren a las mismas partes en todas las vistas, la Fig. 1 muestra un sistema automático 10 de clasificación. Haciendo referencia a las Figs. 1 y 2, el sistema 10 de clasificación incluye un monorraíl 12 y una hilera o tren de carros 14 montados para desplazarse a lo largo del monorraíl 12. En la forma preferida mostrada, el monorraíl forma un bucle cerrado, y los carros llenan el monorraíl. De este modo, los carros 14 se pueden accionar a lo largo del monorraíl en una dirección por medio de un mecanismo 16 de accionamiento, que se describirá posteriormente de forma detallada. Los carros 14 se desplazan a través de una sección 18 de entrada en la que se cargan con artículos, tales como bultos a repartir en los destinos de los consignatarios, y a continuación a través de las secciones 20 de salida. En las secciones 20 de salida, los artículos se retiran de los carros por medio de mecanismos basculantes 22 que dejan caer los artículos en una rampa de salida correspondiente al destino del artículo, según una manera que se describe posteriormente.

Otros conjuntos secundarios del sistema 10 de clasificación mostrado en la Fig. 1 incluyen un mecanismo 24 de recuperación, que prepara los carros para recibir artículos nuevos a medida que vuelven a la sección 18 de entrada, y una estación 26 de seguimiento de carros que localiza de forma fiable un carro que porta un artículo específico de manera que un controlador (no mostrado) que incluye un procesador digital puede provocar la clasificación del artículo en el destino correcto. A continuación se describirán detalladamente los conjuntos secundarios indicados y mostrados esquemáticamente hasta el momento en la Fig. 1.

Haciendo referencia a continuación a la Fig. 3, el monorraíl 12 está sostenido por una pluralidad de postes 30 de soporte. Un puntal 32 en suspensión se extiende desde cada poste 30 y está fijado, por ejemplo, por soldadura, al monorraíl 12, para sujetar dicho monorraíl 12 en una posición separada horizontalmente con respecto a los postes 30. En la realización preferida mostrada, el monorraíl 12 consta de una extrusión de acero cuadrado sujetada por los puntales 32 en una configuración de diamante, es decir, con las esquinas opuestas de la sección transversal cuadrada alineadas verticalmente. Se pueden usar otros metales o materiales adecuadamente resistentes, y la vigueta puede ser hueca tal como se muestra o maciza. En la Fig. 16 se muestra una realización alternativa de un monorraíl 34, diseñado para proporcionar una mayor estabilidad. En esta realización, una vigueta 35 de caja rectangular está fijada a los postes 30 por medio de un puntal 38 de soporte con reborde. Unas extrusiones en forma de L o hierros 36 en ángulo están soldados a las superficies superiores e inferiores de la vigueta 35 en caja. De este modo, el monorraíl modificado 34 es una versión ampliada del monorraíl cuadrado 12.

En las Figs. 14 y 15 se muestra una sección extraíble 40 del monorraíl 12. Un par de puntales especiales 42 de suspensión están fijados a los extremos de la sección extraíble 40 y el monorraíl principal 12. Ambos puntales 42 están empernados a un puntal ranurado 43 que está fijado al poste 30. Los puntales 42 se deslizan en una ranura 44 formada en el puntal 43, y se mantienen en su posición por medio de los pernos 45 que pasan a través de unos agujeros complementarios en los puntales 42 y 43. Extrayendo el perno 45 que fija la sección extraíble al poste 30, la sección extraíble 40 se puede deslizar fuera de la ranura 44 para extraer y sustituir carros en el monorraíl 12. Este procedimiento reduce el tiempo de inactividad en la reparación de los carros, ya que un carro se puede extraer y sustituir sin ningún desensamblaje del propio carro.

Volviendo a las Figs. 2 y 3, el tren 14 de carros está formado por una pluralidad de carros 50 de nivel inferior y una pluralidad de carros 51 de nivel superior. Ambos tipos de carros 50 y 51 tienen un armazón 52 en forma de "C" alargada, que envuelve el monorraíl con el lado abierto de la "C" encarado a los postes 30 y que recibe el monorraíl 12 y los puntales 32 de soporte. El armazón 52 se puede construir con acero curvado u otro metal tal como aluminio, o se puede formar con cualquier material adecuadamente resistente. Cuatro pernos 54 de eje, mostrados en las Figs. 3 y 4, se extienden a través del armazón 52, dos ejes en cada lado del monorraíl 12. Cuatro rodillos acanalados 55 están montados giratoriamente en los ejes 54 de manera que se acoplan a los lados superior e inferior del monorraíl 12 con las esquinas del monorraíl recibidas en los canales de los rodillos. Los rodillos 55 están provistos de cojinetes de bolas (no mostrados) y preferentemente se realizan con uretano de cara a reducir el ruido, aunque se pueden construir con metal. Unos separadores 57 en cada lado de los rodillos centran los rodillos dentro del armazón 52. Los ejes y los rodillos se posicionan de manera que los rodillos encajan de forma ajustada en el monorraíl 12 de una manera que permite el giro libre de los rodillos y el desplazamiento uniforme del caro a lo largo del monorraíl 12, sin una vibración excesiva.

El tren 14 de carros 50 y 51 alterna preferentemente carros de nivel superior e inferior y llena completamente con carros el monorraíl 12 en bucle. En dicha configuración, no es necesario conectar físicamente los carros entre sí. Por el contrario, tal como se muestra en la Fig. 4, a un extremo de cada carro se puede fijar un amortiguador 58 para amortiguar su contacto con el carro adyacente. Si el monorraíl no está completamente lleno con un número par o impar de carros, el espacio adicional se puede llenar con un amortiguador grande en uno de los carros o con un carro de relleno que tenga una longitud especial. No obstante, según la invención que se describe posteriormente, los carros están fijados elásticamente entre sí. Además, se debería entender que muchas ventajas del presente sistema se pueden incorporar en un sistema de monorraíl que no sea un bucle cerrado. Además, los carros se podrían mover en direcciones reversibles, o el monorraíl podría cambiar su altura a lo largo de su recorrido o seguir una trayectoria serpenteante.

Los carros 50 de nivel inferior y los carros 51 de nivel superior incluyen muchas características estructurales comunes. En primer lugar se describirá un carro 50 de nivel inferior, y se indicarán las diferencias en el carro 51 de nivel superior. Cada carro 50 de nivel inferior incluye una bandeja o plataforma 60 basculante montada de forma pivotante en el armazón 52 para inclinarse con respecto a un eje longitudinal, es decir, un eje a lo largo del monorraíl 12. La bandeja 60 está realizada preferentemente con fibra de vidrio aunque se puede construir con metal, plástico o madera. La bandeja es preferentemente rectangular y longitudinalmente cóncava en dirección a su centro para provocar el centrado automático de los bultos a medida que se cargan sobre la bandeja.

Un par de soportes 62 de pivotamiento se extiende hacia abajo desde la parte inferior de la bandeja basculante 60 y están fijados mediante unas clavijas 65 de pivotamiento a un par correspondiente de soportes 63 de pivotamiento que se extienden hacia arriba desde la parte superior del armazón 52. La posición de la bandeja basculante 60 está controlada por un mecanismo 57 de retención, que incluye un receptáculo 68 de retención que se proyecta en sentido descendente desde el centro de la bandeja basculante 60 entre los soportes 62 de pivotamiento. Una cavidad 62 de abertura en sentido descendente en el receptáculo 68 de retención recibe un tubo cuadrado 70 tensado con resorte que porta un seguidor 72 de leva que es movible en oposición a la presión del resorte 70. Tal como se muestra mejor en la Fig. 3, una leva 74 de alineación de bandejas está montada en la parte superior del armazón 52 de carro debajo del mecanismo 67 de retención. La leva 74 de alineación está conformada de manera que tiene un rebaje central 76, un rebaje externo 77 separado con respecto al rebaje central por una protuberancia 78, y un rebaje interno 79 separado con respecto al rebaje central por una protuberancia 80.

Los lados de cada bandeja basculante 60 están doblados hacia abajo para definir un par de superficies 85 de leva de inclinación de bandejas a lo largo de los bordes laterales longitudinales. En las Figs. 6 y 7 se muestra el perfil de las superficies 85 de leva. Las superficies de leva están en pendiente hacia abajo alejándose del extremo anterior de la bandeja 60 (definido con respecto a la dirección de desplazamiento del carro) hacia un punto bajo en el extremo posterior de la bandeja. Cuando los mecanismos 22 de inclinación de bandejas ejercen la suficiente fuerza sobre los bordes laterales de la bandeja 60 a través de las superficies 85 de leva, la fuerza del resorte 70 se supera y el seguidor 72 cruza una de las protuberancias 78 u 80. A continuación la fuerza del resorte 70 provoca que la bandeja continúe inclinándose hasta que el seguidor 72 descansa en el centro bien del rebaje interno 79 o bien del rebaje externo 77 dependiendo de la manera en la que se ha inclinado la bandeja.

Tal como se muestra en la Fig. 8, si el sistema de clasificación de monorraíl tiene un mecanismo de accionamiento de dirección reversible, la superficie de leva de inclinación de bandejas presentará un perfil 87. Tal como se muestra, las superficies de leva están en pendiente con respecto a ambos extremos anterior y posterior de la bandeja 60 en sentido descendente hacia un punto bajo en el centro de la bandeja.

Cada carro 51 de nivel superior incluye una bandeja basculante 90 de nivel superior que está elevada por encima del armazón 52 por un poste 92 de elevación de la bandeja. La altura de las bandejas superiores 90 se puede variar, aunque preferentemente es de dieciocho pulgadas o mayor. Una vigueta transversal 93 fijada al poste 92 de elevación se extiende en una dirección longitudinal y porta el soporte 63 de pivotamiento y la leva 74 de alineación de bandejas, que tienen la misma estructura que la proporcionada para un carro 50 de nivel inferior. Las bandejas 90 de nivel superior incluyen también unas superficies 85 de leva para la inclinación y un mecanismo 67 de retención idéntico al proporcionado para carros de nivel inferior.

En la realización preferida, las bandejas basculantes 90 de nivel superior se extienden longitudinalmente sobre unas bandejas adyacentes 60 de nivel inferior. Además, las bandejas 60 de nivel inferior de cada carro en posiciones alternadas se extienden longitudinalmente sobre carros adyacentes, debajo de las bandejas 90 de nivel superior. La configuración preferida de carros adyacentes y de las bandejas de nivel superior e inferior se puede observar en las Figs. 2 y 4. Esta configuración presenta ventajas importantes ya que se puede portar una densidad mayor de artículos o bultos por unidad de longitud de monorraíl, reduciendo la superficie del espacio de planta requerido para alojar el sistema de clasificación de monorraíl para una cierta velocidad deseada de manipulación de artículos. Además, si el monorraíl debe realizar giros ajustados, los carros individualmente pueden ser cortos, por ejemplo, aproximadamente, una longitud de un pie, mientras que las bandejas pueden ser casi el doble de la longitud de los carros. Preferentemente, entre bandejas adyacentes se deja una holgura, de forma aproximada cuatro pulgadas, para permitir postes de soporte y ángulos en los giros.

En las Figs. 2 y 3 se muestra mejor el mecanismo 16 de accionamiento. Proporciona una forma sencilla y fiable de mover los carros alrededor del monorraíl sin cadenas, cintas o engranajes complejos tal como se usan en los mecanismos de clasificación anteriores. Un rodillo 102 de accionamiento, preferentemente un neumático inflado con un diámetro de aproximadamente dos pies, está montado giratoriamente en un árbol (no mostrado) que pasa a través de un soporte 103 de árbol debajo de los armazones 52 de carro. El soporte 103 de árbol está conectado de forma pivotante a uno de los postes 30 con respecto a unas clavijas horizontales 105 de pivotamiento alineadas con un eje de pivotamiento paralelo al monorraíl 12. En este caso el soporte 103 de árbol se extiende más allá del poste 30 hacia un reductor 107 de velocidad asociado a un motor eléctrico 108 para accionar el árbol.

De este modo se observará que la conexión de accionamiento entre el mecanismo 16 de accionamiento y el tren 14 de carros 50 y 51 es simplemente el contacto de fricción entre la superficie externa del neumático 102 y las superficies inferiores de los carros. Como el motor pesado 108 está montado en voladizo en el extremo del soporte 103 de árbol en oposición al neumático 102, el peso del motor 108 impulsa el neumático 102 contra el armazón 52 de carro. La periferia externa del neumático 102 consiste preferentemente en un material elastomérico de alta fricción o un material de banda de rodadura de neumáticos.

El mecanismo 16 de accionamiento se puede montar en cualquier ubicación alrededor del bucle del monorraíl, y se pueden usar varios conjuntos idénticos con un bucle de monorraíl para proporcionar una redundancia y para igualar las fuerzas de propulsión. Tal como se muestra en la Fig. 4, cuando gira, el neumático se acopla a un carro después de otro e impulsa el tren completo 14 de carros hacia delante a una velocidad adecuada, que puede ser aproximadamente 300 fpm. Para proporcionar una capacidad reversible para el tren 14 de carros, únicamente es necesario proporcionar un motor reversible.

Haciendo referencia a continuación a la Fig. 9, la sección 18 de entrada incluye un transportador inferior 112 de entrada y un transportador superior 113 de entrada. Los transportadores 112 y 113 son conjuntos transportadores cortos de regulación que se pueden hacer funcionar intermitentemente bajo el control del controlador de ordenador. Un par de raíles 115 de estabilización, uno en cada lado del monorraíl 12, se extienden justo por debajo de cada bandeja basculante 60 y 90. Los raíles 115 están sostenidos por unos miembros (no mostrados) que se extienden hacia arriba desde el suelo o desde los postes 30. Los transportadores 112 y 113 se extienden hasta una posición adyacente al lado externo de las bandejas basculantes, de manera que los bultos 114 se pueden distribuir sobre las bandejas. Los raíles 115 de estabilización evitan que las bandejas se inclinen como resultado del impacto y el peso de los bultos 114. Seguidamente, el mecanismo 67 de retención es suficiente para mantener horizontal la bandeja hasta que dicha bandeja se incline para descargar un bulto. Si se desea, en lugar de los raíles 115 se pueden usar rodillos o ruedas posicionados debajo de las bandejas para estabilizar las bandejas durante la carga.

La estación 26 de seguimiento de los carros está situada inmediatamente después, según la dirección de avance, de la sección 18 de entrada. Tal como se muestra en la Fig. 2, un transmisor y detector 118 de fotocélula de intercambio de señales están posicionados transversalmente con respecto al camino de los carros. La fotocélula 118 detecta el paso de cada carro y proporciona una señal adecuada para el controlador. Un codificador 120 de eje incluye una rueda que se acopla a la parte inferior de los armazones 52 de carro y proporciona una señal de salida correspondiente a la distancia recorrida por los carros a lo largo del monorraíl. A continuación se describirá detalladamente el papel de estos componentes en el seguimiento de carros cargados hacia los deslizaderos de salida adecuados.

En las Figs. 3 y 5 se muestran detalles de los mecanismos 22 de inclinación de bandejas. Cada mecanismo 22 consta de un conjunto seguidor de leva de dos posiciones que se puede montar para acoplarse a una de las superficies 85 de leva bien de las bandejas inferiores 60 o bien de las bandejas superiores 90. Tal como se muestra en la Fig. 3, un seguidor 125 de leva de inclinación inferior está montado giratoriamente en un árbol 16 que está conectado rígidamente a un brazo vertical 128. El brazo 128 está suspendido sobre el monorraíl 12 en un pivote 129. Un solenoide 130 tiene un émbolo extensible conectado de forma pivotante por la referencia 132 al brazo 128. Normalmente un resorte 133 tira del brazo 128 y el seguidor 125 de leva hacia la posición de retroceso mostrada en la Fig. 3, mientras que el funcionamiento del solenoide 130 hace girar el seguidor 125 de leva hacia una posición operativa tal como se muestra en la Fig. 5, en el camino de las superficies 85 de leva. Como alternativa, sería posible usar un solenoide convencional del tipo que es estable en ambas posiciones, eliminando la necesidad del resorte 133.

Haciendo referencia a la Fig. 2, un mecanismo 22 de inclinación de bandejas posicionado en el camino de la bandeja inferior 60 se muestra junto a dicho mecanismo suspendido a cierta altura en el camino de las bandejas superiores 90. Este último mecanismo incluye un brazo corto 136 en suspensión y un seguidor 135 de leva. Ya sea posicionados para inclinar bandejas superiores o inferiores, los mecanismos 22 están construidos y funcionan de una forma similar. Las Figs. 6 y 7 muestran la acción del seguidor 125 de leva sobre la superficie 85 de leva cuando la bandeja 60 se mueve hacia la derecha. El lado de la bandeja que se acopla al seguidor 125 de leva se eleva por la presión del seguidor 125 de leva sobre la superficie 85 de leva. Tal como se ha indicado anteriormente, esta acción inclina la bandeja hasta que el seguidor 72 del mecanismo 67 de retención abandona el rebaje central 76 de la leva 74 de alineación de bandejas.

En las Figs. 2 y 10 se pueden observar detalles de las secciones 20 de salida. Unos deslizaderos inferiores 140 de salida y unos deslizaderos superiores 141 de salida están posicionados a lo largo de ambos lados del monorraíl 12 y están alineados para recibir bultos que se deslizan fuera de las bandejas 60 y 90, respectivamente, cuando dichas bandejas se han inclinado por medio de uno de los mecanismos basculantes 22. Un mecanismo basculante 22 está asociado a cada deslizadero 140 y 141 de salida. Si un bulto 114 está destinado a un deslizadero 141 de salida de dentro del monorraíl 12, a la superficie 85 de leva fuera del monorraíl 12 se le acoplará un seguidor 135 de leva justo antes de que el carro que sujeta el bulto alcance el deslizadero de salida. El seguidor 135 de leva provocará que el mecanismo 67 de retención salte al rebaje externo 77 de la leva de alineación de bandejas, y la bandeja 90 se inclinará hacia el interior del monorraíl, hacia la posición mostrada en la Fig. 10. La bandeja se inclina con un ángulo suficiente (preferentemente de forma aproximada 15º) de manera que el bulto 114 se deslice fuera de la bandeja sobre el deslizadero 141 de salida bajo la fuerza de la gravedad. Si el bulto está destinado a uno de los deslizaderos de salida fuera del monorraíl, la bandeja se inclina de manera que el mecanismo de retención se mueve hacia el rebaje interno 79 de la leva 74, inclinando la bandeja fuera de la alineación con un deslizadero 140 de salida, tal como se muestra en relación con la bandeja inferior 60 mostrada en la Fig. 10.

A medida que los carros se aproximan a la sección 18 de entrada, la mayoría o todas las bandejas 50 y 90 se habrán inclinado por medio de los mecanismos 22 de inclinación de bandejas. Para preparar las bandejas para la recepción de bultos nuevos, el mecanismo 24 de recuperación de bandejas, mostrado esquemáticamente en la Fig. 2, se posiciona antes, según la dirección de avance, de la sección 18 de entrada. Cuatro rodillos fijos 145 de recuperación de bandejas están montados en unos brazos fijos 147 de soporte para posicionar los rodillos 145 en el camino de las superficies 85 de leva de las bandejas 60 y 90 en la totalidad de las cuatro orientaciones inclinadas posibles de las bandejas. Los rodillos 145 actúan como seguidores de leva según la forma mostrada en las Figs. 6 y 7, y provocan que los mecanismos de retención vuelvan al rebaje central 76 de la leva 74 de alineación de bandejas. Esto se produce antes de que las bandejas pasen sobre los raíles 115 de estabilización descritos anteriormente. Como alternativa, en lugar de los rodillos 145 se pueden usar unas rampas fijas para la función de recuperación de bandejas.

En las Figs. 11 a 13 se muestra una conexión 150 para conectar carros adyacentes. Un elemento sujetador 152 con forma aproximada de Z está fijado al lado interno de cada armazón 52 de carro por ambos extremos del carro. Los elementos sujetadores están montados de manera que definen una oquedad que se abre hacia el siguiente carro adyacente, y están alineados de modo que dichas aberturas están encaradas mutuamente. Un amortiguador elastomérico 154 está conformado de manera que define dos extremos abultados 155 y una protrusión central 156 de amortiguador que se extiende hacia fuera entre los extremos 155. Tal como se muestra en la Fig. 13, el amortiguador 154 está insertado de forma deslizable debajo de los elementos sujetadores 152 de dos carros adyacentes, de manera que los extremos abultados 155 son recibidos en las oquedades encaradas definidas por los elementos sujetadores 152. Al mismo tiempo, la protrusión 156 se inserta entre los extremos de los armazones 52 de carro para proporcionar un acolchamiento del amortiguador entre los carros.

En la Fig. 2 se muestra un ejemplo del posicionamiento de una conexión 150. Como el miembro 154 de amortiguador se forma a partir de caucho o algún otro material flexible, y está posicionado alrededor del interior del tren 114 de carros, las conexiones 150 pueden flexionarse a medida que los carros pasan alrededor de las curvas del monorraíl 12. Esto posibilita que los carros se conecten y se amortigüen mutuamente sin la necesidad de juntas mecánicas, articulaciones o similares.

Segunda realización

En las Figs. 17 a 20, que representan un sistema automático suspendido 160 de clasificación, se muestra una realización alternativa. En contraposición al poste 30 de soporte de la primera realización, unos postes 162 que se extienden hacia abajo suspenden el monorraíl 12 de un techo u otra estructura de soporte en elevación. Tal como se muestra en la Fig. 18, el mecanismo de accionamiento alternativo incluye un neumático 165 de accionamiento montado en un soporte 166 de árbol que está conectado de forma pivotante por un pivote 168 asociado a un poste 162 en suspensión. No obstante, el neumático 165 de accionamiento descansa sobre la superficie superior de los armazones 52 de carro, y un motor 70 de accionamiento está fijado al soporte 166 de árbol de accionamiento en el lado del neumático 165 de accionamiento opuesto al poste 162. De este modo, el peso del motor 170 presiona el neumático 165 de accionamiento hacia abajo contra los armazones 52 del carro.

El propósito del sistema suspendido 150 de clasificación es portar artículos grandes o irregulares sobre conjuntos suspendidos 175 de bandejas que cuelgan por debajo de los armazones 52 de los carros. Cada carro tiene un armazón básico 52 y un sistema de rodillos 55 que rodean y se acoplan al monorraíl 12 de la misma manera que la descrita anteriormente en relación con la primera realización. Cada conjunto suspendido 175 de bandejas incluye un par de brazos 177 en suspensión que tienen forma de L tal como se muestra en la Fig. 18. Los brazos 177 en suspensión para un conjunto 175 de bandejas se pueden fijar a los armazones 52 de carro que están separados por uno o más carros de relleno, para proporcionar una superficie de transporte que sea más larga que una bandeja capaz de ser sostenida por un único carro.

En la variante mostrada en la Fig. 18, una plataforma 178 es sostenida por un par de brazos 177 en suspensión. El miembro vertical de los brazos en suspensión está fijado a la esquina inferior interna del armazón 52 del carro por medio de una articulación 181 de fiador de resorte. La articulación 181 presenta una construcción convencional que mantiene su posición hasta que se hace girar una distancia corta hacia arriba, después de lo cual se suelta para girar hacia abajo pasando por su posición inicial de sujeción. En esta realización, el mecanismo de inclinación de bandejas incluye un rodillo 182 que se puede mover entre una posición de retroceso y una posición de extensión en el camino de las plataformas 178, mediante un mecanismo similar al correspondiente usado para hacer funcionar el seguidor 125 de leva en la primera realización. Como alternativa, el rodillo 182 podría ser movible desde una posición de retroceso directamente debajo del camino de los carros. La plataforma 178 puede estar provista de un borde anterior biselado 179 para el acoplamiento inicial por parte del rodillo 182. El rodillo 182 está posicionado de manera que eleva la plataforma 178 una distancia corta para desacoplar la articulación 181 de fiador de resorte cuando la plataforma "sube" por el rodillo. Después de que la plataforma 178 supere el rodillo 182, el peso de la plataforma y un artículo 184 sobre la plataforma mueve la plataforma hacia abajo hacia una posición mostrada en líneas de trazos en la Fig. 18. Esta posición inferior está en alineación con una rampa 140 de salida que guía el artículo 184 hacia su destino.

En la Fig. 19 se muestra otra variante del conjunto suspendido de bandejas. En este caso, unos brazos 185 en suspensión están fijados rígidamente a la superficie interna de los armazones 52 de carro, y la plataforma 178 está provista de unos rodillos motorizados convencionales 186 para proporcionar un lecho transportador. Los rodillos motorizados 186 se energizan cuando la plataforma 178 está alineada con el deslizadero correcto 140 de salida para transportar el artículo 184 fuera de la plataforma 178 sobre la rampa 140. Esta energización se consigue proporcionando un par de contactos 190 de fricción en cada uno de los brazos 185 en suspensión, la plataforma 178 o el armazón 52 del carro. Los contactos 190 están conectados por cables (no mostrados) con los rodillos motorizados 186. Un par de contactos complementarios 192 de alimentación está montado en la estructura de soporte (no mostrada) en el camino de los contactos 190 de fricción. Un conjunto de los contactos 192 de alimentación puede estar asociado a cada rampa 140 de salida. El controlador de ordenador proporciona selectivamente energía al conjunto correcto de contactos cuando se aproxima una plataforma 178 que porta un artículo destinado a la rampa 140 de salida. Como alternativa, los contactos de alimentación se pueden montar de manera que sean movibles hacia el camino de los contactos de fricción cuando una plataforma específica 178 se aproxime al deslizadero 140 de salida sobre el que se va a descargar el artículo sobre la plataforma. Para mover los contactos 192 de alimentación se podría usar un sistema de accionamiento de solenoide del tipo mostrado en relación con los mecanismos basculantes 22 de la primera realización. Típicamente, para los rodillos motorizados 186 se requiere una fuente de alimentación de 12 ó 14 voltios.

En la Fig. 20 se muestra una tercera variante del conjunto suspendido de bandejas, en la que el lecho 186 de rodillos motorizados de la Fig. 19 se ha sustituido por una cinta transportadora motorizada 195 que tiene unos rodillos de accionamiento en cada extremo. El funcionamiento del lecho transportador para descargar artículos desde una plataforma 178 se puede conseguir usando contactos 190 y 192 tal como se ha descrito anteriormente.

Extendiendo el conjunto suspendido 175 de bandejas por debajo de tres o más carros, se puede alargar lo suficiente como para portar artículos grandes, voluminosos e irregulares. Por ejemplo, la bandeja puede tener una longitud de entre tres y cuatro pies y una anchura de 18 pulgadas. La longitud depende del número y el tamaño de los carros de relleno posicionados entre los carros que sostienen los brazos en suspensión. El conjunto suspendido 175 de bandejas resulta también más práctico para portar cargas pesadas ya que dichas cargas son más fáciles de colgar que de sostener en una plataforma desde debajo.

Funcionamiento

El sistema automático 10 ó 160 de clasificación se puede hacer funcionar bajo el control de un controlador digital, que puede ser un controlador lógico programable (PLC) o un microprocesador corriente de los que se encuentran en un ordenador personal. Los métodos para programar dichos controladores de manera que se haga funcionar un sistema de clasificación del tipo descrito en el presente documento son convencionales y conocidos para los expertos en la técnica. En la Fig. 21 se muestra un diagrama de flujo de la lógica general a programar en el controlador.

El número de carros y un código de identificación para cada carro se introducen en la memoria del controlador, junto con la identificación del carro que está alineado inicialmente con cada transportador de entrada cuando se inicia el movimiento del tren de carros. Después de que el tren 14 de carros arranque, se mueve continuamente a lo largo del monorraíl 12. Un operario coloca los paquetes 114 de uno en uno sobre uno de los transportadores 112 ó 113 de entrada. A continuación el operario lee la etiqueta situada sobre cada paquete e introduce el código postal de destino en la memoria del controlador, tal como se indica en el Bloque 1 del diagrama de flujo, usando bien un teclado o bien un dispositivo de entrada por reconocimiento de voz. A medida que el tren 14 de carros se mueve alrededor del monorraíl 12, el eje codificador 120 realiza una señal correspondiente a su recuento al controlador, que a continuación puede determinar en cualquier momento determinado la ubicación de los carros.

En el Bloque 2, el código postal introducido en el Bloque 1 se almacena en una lista secuencial. En el Bloque 3, el controlador calcula el número de impulsos del codificador que se producirán entre la ubicación de la fotocélula 18 y la rampa 140 ó 141 de salida de destino que está asociado al código postal introducido. En el Bloque 4, el controlador comprueba su memoria para determinar si el estado de la siguiente bandeja que se aproxima al transportador de entrada es "vacía" o "llena". Si la siguiente bandeja no está vacía, el controlador retiene el funcionamiento del transportador de entrada hasta que disponga de una oportunidad para comprobar la siguiente bandeja. Si la bandeja que se aproxima está vacía, en el Bloque 6 se envía una señal para hacer funcionar el transportador de entrada de manera que se cargue la bandeja. Los transportadores de entrada están configurados de manera que funcionan de forma rápida e intermitente según las órdenes del controlador, que da inicio al funcionamiento del transportador de entrada poco antes del momento en el que el carro que se mueve continuamente llega a alinearse con el transportador de entrada. Cuando el bulto 114 se coloca sobre la bandeja basculante 60 ó 90, la forma cóncava de la bandeja ayuda a centrar el bulto en una posición estable.

Al ordenar el funcionamiento del transportador de entrada, el controlador cambia también el estado de la bandeja específica a "llena" en la memoria y asocia el siguiente código postal en la lista secuencial a la bandeja específica (Bloque 7). Si se desea, entre el transportador de entrada y los carros se puede colocar una fotocélula u otro sensor para determinar si en realidad se ha entregado un bulto a la bandeja bajo la acción del transportador de entrada. Cuando el carro ya cargado continúa moviéndose, su paso es detectado por la fotocélula 118, que está situada justo después, según la dirección de avance, del transportador de entrada, tal como se indica en el Bloque 8 del diagrama de flujo. La fotocélula proporciona una señal correspondiente al recuento del codificador en el momento en el que el carro pasa por el controlador, en donde se almacena el recuento. En el Bloque 9, el número de impulsos calculado anteriormente entre la fotocélula y el deslizadero de salida de destino se suma al recuento actual del codificador para proporcionar el recuento que se alcanzará cuando sea necesario descargar el paquete. Este valor se almacena en asociación con la bandeja específica.

Para controlar cualquier deriva de los carros a medida que se desplazan alrededor del monorraíl 12, a lo largo del camino del monorraíl se pueden colocar uno o más fotocélulas de detección adicionales 121. En el Bloque 10, se comprueba la señal de salida de una fotocélula adicional para determinar si el carro en cuestión pasa por la fotocélula adicional precisamente en el recuento del codificador correspondiente a la posición en la que se debería encontrar el carro. Si existe una variación con respecto al recuento previsto, el recuento de descarga almacenado y asociado al carro se actualiza para reflejar el cambio. Si la falta de correspondencia es mayor que un umbral predeterminado, el carro se puede reencaminar hacia una rampa de salida no clasificada de cara a volver a clasificarlo.

En el Bloque 11, al recibir el recuento de descarga del eje codificador, el controlador envía una señal para hacer funcionar el mecanismo basculante 22 asociado a la rampa de salida asignada en el código postal de destino. La inclinación se inicia poco antes de completar la alineación de la bandeja 60 ó 90 con el deslizadero de salida, 140 ó 141, de manera que al bulto 114 se le comunica un movimiento en el momento correcto para que el bulto se deslice fuera de la bandeja sobre el deslizadero de salida. Se puede inclinar simultáneamente cualquier número de bandejas dependiendo de cuándo alcanzan la ubicación del recuento de descarga. En este momento, tal como se indica en el Bloque 12, los valores asociados al bulto clasificado se pueden borrar en el registro de memoria asociado a la bandeja y el estado de la bandeja se cambia a "vacía".

Tal como se ha indicado anteriormente, las bandejas permanecen inclinadas hasta que dichas bandejas pasan a través de los mecanismos 24 de recuperación de bandejas, que devuelven las bandejas a su posición horizontal sin la intervención del controlador. El proceso descrito genéricamente en la Fig. 21 se repite cuando la bandeja vuelve a la sección 18 de entrada.

Es posible hacer funcionar el sistema con múltiples transportadores de entrada, presentando cada uno de los transportadores de entrada un detector 118 de fotocélula asociado al mismo para señalizar la ubicación de un carro que acaba de recibir un bulto desde el transportador de entrada. Esto permite determinar el recuento de descarga correspondiente al carro. Sería posible modificar la dispositivo programada para provocar que los transportadores de entrada posicionados antes que otros transportadores de entrada, según la dirección de avance, omitiesen carros vacíos de una manera coordinada de forma que se permitiera que todos los transportadores de entrada continuaran cargando sus bultos. Evidentemente, los transportadores superior e inferior 113 y 112 de entrada se pueden hacer funcionar de forma prácticamente simultánea.

A partir de la descripción anterior, se observará que un sistema automático de clasificación que constituya una realización de la presente invención proporciona una producción elevada de bultos a clasificar, usando un sistema cuya construcción es sencilla, de mantenimiento y funcionamiento fáciles, y que ocupa una cantidad de espacio relativamente pequeña. Además, el sistema funciona con unos niveles de ruido bajos. En particular, la eficacia del sistema se mejora al usar un sistema de bandejas de múltiples niveles asociado a carros que se desplazan a lo largo de una pista. El mecanismo novedoso de accionamiento mueve los carros de una manera fiable sin la necesidad de accionamientos complejos de cinta o cadena.

Aunque la presente invención en sus diversos aspectos se ha descrito detalladamente en relación con realizaciones preferidas de la misma, se debería entender que en el aparato y los procedimientos dados a conocer se pueden realizar variaciones, modificaciones y mejoras sin desviarse con respecto al espíritu y el ámbito de la presente invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

1. Un aparato para transportar objetos, presentando dicho aparato una pista (12), una pluralidad de carros (50, 51) montados para moverse a lo largo de dicha pista, y un mecanismo (16) de accionamiento que se puede hacer funcionar para hacer que dichos carros (50, 51) se muevan a lo largo de dicha pista (12), caracterizado por:

un enganche (150) que engancha carros adyacentes, comprendiendo dicho enganche (150):

un elemento sujetador (152) fijado a cada uno de dichos carros adyacentes (50, 51), conformado de manera que define una oquedad; y

un miembro (154) de conexión que define un par de extremos posicionados en dichas oquedades, en el que dicho miembro (154) de conexión comprende un material flexible.

2. El aparato según la reivindicación 1, caracterizado además porque dichos elementos sujetadores (152) están posicionados en superficies laterales de dichos carros (50, 51), y dicho miembro (154) de enganche incluye un miembro amortiguador (156) que se extiende entre superficies extremas de dichos carros (50, 51).

3. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado además porque dichas oquedades incluyen una abertura encarada a un carro adyacente, y los extremos (155) de dicho miembro (154) de enganche son más grandes que dichas aberturas de la oquedad.

4. El aparato según cualquier reivindicación precedente, caracterizado además porque la pista (12) tiene por lo menos una curva, y el enganche (150) funciona tanto para enganchar como para amortiguar carros adyacentes (50, 51) y para permitir la flexión cuando dichos carros (50, 51) se mueven alrededor de dicha curva.

5. El aparato según cualquier reivindicación precedente caracterizado además porque cada uno de dichos elementos sujetadores (152) incluye una abertura a lo largo de un lado, y dicho miembro (154) de enganche está adaptado para deslizarse hacia dichas aberturas.