PL243986B1 - Urządzenie do przeładunku do stosowania w systemie przechowywania - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie (100) do przeładunku do stosowania w systemie przechowywania zawierającym ramę siatki zawierającą wiele stosów pojemników, urządzenie (100) do przeładunku jest skonfigurowane do rozmieszczenia nad stosami pojemników i urządzenie (100) do przeładunku jest zdolne do podnoszenia pojemnika (106) ze stosu i przemieszczania pojemnika (106) poprzecznie w inne miejsce, przy czym urządzenie (100) do przeładunku zawiera dwa zestawy kół (116, 118) do podtrzymywania urządzenia (100) do przeładunku na szynach rozmieszczonych nad ramą siatki, nad stosami, dwa zestawy kół zawierające pierwszy zestaw kół (116) do sprzęgania z pierwszym zestawem szyn do kierowania ruchem urządzenia w pierwszym kierunku, oraz drugi zestaw kół (118) do sprzęgania z drugim zestawem szyn do kierowania ruchem urządzenia w drugim kierunku, przy czym jeden lub oba zestawy kół (116, 118) są skonfigurowane do podnoszenia i opuszczania względem drugiego zestawu kół (116, 118). Urządzenie do przeładunku zawiera przestrzeń przyjmującą pojemnik, do której pojemnik może być podnoszony, przestrzeń przyjmująca pojemnik jest rozmieszczona poniżej modułu pojazdu, w którym umieszczone są komponenty, takie jak komponenty zasilania, komponenty sterowania, komponenty napędowe i komponenty podnośnikowe, przy czym jeden lub większa liczba silników podnoszących koła lub inne urządzenia podnoszące koła są umieszczone w module pojazdu do podnoszenia i opuszczania jednego z zestawów kół (116, 118) względem innego zestawu kół (116, 118). Przedmiotem zgłoszenia jest także system przechowywania  posiadający ramę zawierającą wiele stosów pojemników (106) i jedno lub większą liczbę urządzeń (100) do przeładunku, rozmieszczonych nad stosami pojemników.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przeładunku do stosowania w systemie przechowywania wyposażonym w ramę kratową z szynami, zawierającym wiele stosów pojemników.

Pewne komercyjne i przemysłowe działania wymagają systemów, które umożliwiają gromadzenie i wydobywanie wielkiej liczby różnorakich produktów. Jeden ze znanych systemów do magazynowania i wydobywania elementów w liniach wieloproduktowych obejmuje ustawianie koszy lub pojemników na rzędach półek rozmieszczonych w alejkach. Każdy kosz lub pojemnik zawiera wiele produktów jednego typu. Alejki zapewniają dostęp do tych rzędów półek w taki sposób, że pożądany produkt może być wydobyty przez pracowników lub roboty krążące w alejkach. Należy jednak zauważyć, że potrzeba dostarczenia przestrzeni alejkowej w celu uzyskania dostępu do produktów powoduje, że gęstość przechowywania w takich systemach jest stosunkowo niska. Innymi słowy, ilość przestrzeni faktycznie używanej do przechowywania produktów jest stosunkowo mała w porównaniu z ilością przestrzeni wymaganej dla takiego systemu przechowywania jako całości.

W podejściu alternatywnym, które zapewnia znaczące polepszenie gęstości przechowywania, pojemniki są ustawiane w stosy jeden na górze drugiego i takie stosy są ustawiane w rzędach. Pojemniki są dostępne od góry, dzięki czemu nie są wymagane alejki między rzędami i możliwe jest przechowywanie większej liczby pojemników w danej przestrzeni.

Sposoby przenoszenia pojemników ustawionych w stosy w rzędach są dobrze znane od dziesięcioleci. W pewnych takich systemach, na przykład w systemach opisanych w publikacji patentowej US2701065A, wolnostojące stosy pojemników są rozmieszczone w rzędach w celu zredukowania objętości przechowywania powiązanej z przechowywaniem takich pojemników, przy czym nadal zapewniony zostaje, na wypadek gdy jest on wymagany, dostęp do konkretnego pojemnika. Dostęp do danego pojemnika jest możliwy dzięki dostarczeniu stosunkowo skomplikowanych mechanizmów podnoszenia, które mogą być użyte do ustawiania pojemników w stosy oraz do wyciągania danych pojemników ze stosów. Niemniej jednak koszt takich systemów jest na tyle wysoki, że rozwiązania takie są w wielu przypadkach niepraktyczne, i w głównej mierze są one komercyjnie stosowane dla przechowywania i przemieszczania wielkich kontenerów transportowych.

Koncepcja wykorzystywania wolnostojących stosów pojemników i dostarczania mechanizmu pobierania i przechowywania poszczególnych pojemników została rozwinięta dalej, na przykład jak opisano w EP0767113B1. Ta publikacja ujawnia mechanizm wyciągania wielu ustawionych w stosy pojemników z użyciem zrobotyzowanego urządzenia do obsługi ładunku w formie prostokątnej rury, która jest obniżana wokół stosu pojemników, i która jest skonfigurowana tak, aby była w stanie chwycić pojemnik na dowolnym poziomie w stosie. W taki sposób wiele pojemników może zostać za jednym razem podniesionych ze stosu. Ruchoma rura może być używana do przemieszczenia kilku pojemników z góry jednego stosu na górę innego stosu lub do przemieszczenia pojemników ze stosu do zewnętrznej lokalizacji i odwrotnie. Takie systemy mogą być szczególnie użyteczne w przypadkach, gdy wszystkie pojemniki w pojedynczym stosie zawierają taki sam produkt (znany jako stos jednoproduktowy). Urządzenie do przeładunku może być używane do przemieszczania pojemników między stosami jednoproduktowymi, na przykład dla dodania wielu pojemników zawierających jeden rodzaj produktów do magazynu, oraz do pobrania jednego lub większej liczby pojemników z dwóch lub większej liczby stosów jednoproduktowych dla utworzenia wyjściowego stosu wieloproduktowego. Przykładem tego rodzaju działań jest pobieranie skrzynek z warzywami w centralnym magazynie dla utworzenia wieloproduktowego zamówienia i jego dostarczenia do sklepu detalicznego. W systemie opisanym w ww. publikacji, wysokość rury musi być co najmniej taka jak wysokość najwyższego stosu pojemników, dzięki czemu najwyższy stos pojemników może zostać wydobyty w jednej operacji. Dlatego w przypadku zastosowania takiego rozwiązania w zamkniętej przestrzeni takiej jak magazyn, maksymalna wysokość stosów jest ograniczona przez konieczność pomieszczenia rzeczonej rury urządzenia do obsługi ładunku. Ponadto, system taki nie jest dobrze przystosowany do wydobycia pojedynczego pojemnika ze stosu wieloproduktowego.

Internetowe sklepy detaliczne sprzedające wiele linii produktowych, takie jak internetowe sklepy spożywcze i supermarkety, wymagają systemów, które są zdolne do przechowywania dziesiątek lub nawet setek tysięcy różnych linii produktowych. Zastosowanie jednoproduktowych stosów w takich przypadkach może być niepraktyczne, ponieważ bardzo duża powierzchnia podłogowa byłaby wymagana dla pomieszczenia wszystkich wymaganych stosów. Ponadto, pożądane może być przechowywanie jedynie małych ilości pewnych produktów, takich jak na przykład produkty nietrwałe lub produkty rzadko zamawiane, co czyni tworzenie stosów jednoproduktowych rozwiązaniem nieefektywnym.

W związku z tym, w niektórych zastosowaniach korzystne jest stosowanie stosów wieloproduktowych, w których pojemniki tworzące każdy stos mogą zawierać różne produkty, w celu zmaksymalizowania gęstości przechowywania takiego systemu. Przechowywane produkty muszą pozostawać dostępnymi w racjonalnie szybki i prosty sposób, tak aby wiele różnych produktów wymaganych dla zrealizowania zamówienia klienta mogło zostać wydobytych z takiego systemu przechowywania w efektywny sposób, nawet jeśli pewne wymagane produkty są przechowywane na niższym poziomie stosu, pod wieloma innymi pojemnikami.

W międzynarodowej publikacji WO98/049075A opisano system, w którym w strukturze ramowej rozmieszczone są wieloproduktowe stosy pojemników. Ustawialne w stosy pojemniki, znane jako kosze, są ustawione jeden na górze drugiego tworząc stosy. Stosy są rozmieszczone w strukturze ramowej siatki w obszarze magazynowym lub wytwórczym. Każdy kosz typowo zawiera wiele produktów, przy czym produkty w samym koszu mogą być identyczne lub mogą być różnymi rodzajami produktów w zależności od konkretnego zastosowania. Struktura ramowa zawiera wiele pionowych elementów, które podtrzymują poziome elementy. Pierwszy zestaw równoległych poziomych elementów jest rozmieszczony prostopadle do drugiego zestawu równoległych poziomych elementów, tworząc wiele poziomych struktur siatki podtrzymywanych przez pionowe elementy. Elementy są typowo wykonane z metalu. Kosze są ustawione w stosy między elementami struktury ramowej w taki sposób, że struktura ramowa zabezpiecza przed poziomym przemieszczaniem stosów koszy oraz zapewnia prowadzenie dla pionowego przemieszczania koszy. Górny poziom struktury ramowej zawiera szyny tworzące wzór siatki na górze stosów. Szyny podtrzymują wiele zrobotyzowanych urządzeń do przeładunku. Pierwszy zestaw równoległych szyn zapewnia prowadzenie dla przemieszczania urządzeń do przeładunku w pierwszym kierunku (X) po górnej części struktury ramowej, zaś drugi zestaw równoległych szyn, rozmieszczonych prostopadle do pierwszego zestawu szyn, zapewnia prowadzenie dla przemieszczania urządzeń do przeładunku w drugim kierunku (Y), prostopadłym do pierwszego kierunku. W ten sposób szyny umożliwiają ruch urządzeń do przeładunku poprzecznie w kierunkach na boki w dwóch wymiarach w poziomej płaszczyźnie X-Y, w taki sposób, że urządzenie do przeładunku może być przemieszczane do pozycji powyżej dowolnych stosów.

Urządzenia do przeładunku są ponadto opisane w norweskim patencie nr NO317366B1.

Każde urządzenie do przeładunku zawiera pojazd, który jest przystosowany do przemieszczania w kierunkach X i Y po szynach struktury ramowej ponad stosami. Pierwszy zestaw kół, składający się z pary kół w przedniej części pojazdu i pary kół z tyłu pojazdu, jest przystosowany do sprzęgania z dwiema przyległymi szynami pierwszego zestawu szyn. Podobnie, drugi zestaw kół, składający się z pary kół po każdej stronie pojazdu, jest przystosowany do sprzęgania z dwiema sąsiadującymi ze sobą szynami drugiego zestawu szyn. Każdy zestaw kół może być podnoszony i opuszczany w taki sposób, że albo tylko pierwszy zestaw kół albo tylko drugi zestaw kół jest w jednym czasie sprzężony z odpowiednim zestawem szyn. Gdy pierwszy zestaw kół jest sprzężony z pierwszym zestawem szyn, a drugi zestaw kół jest podniesiony nad szynami, koła mogą być napędzane za pomocą mechanizmu napędowego umieszczonego w pojeździe, aby przemieszczać urządzenie do przeładunku w kierunku X. Aby przemieścić urządzenie do przeładunku w kierunku Y, pierwszy zestaw kół jest podniesiony nad szynami, a drugi zestaw kół jest opuszczany do sprzęgania z drugim zestawem szyn. Mechanizm napędowy może być następnie użyty do napędzania drugiego zestawu kół w celu uzyskania ruchu w kierunku Y. Urządzenie do przeładunku jest wyposażone w urządzenie dźwigowe. Urządzenie dźwigowe zawiera wspornikowe ramię, które rozciąga się w kierunku w bok z górnej części pojazdu. Płyta chwytakowa jest zawieszona na tym wspornikowym ramieniu za pomocą czterech linek. Linki są połączone z mechanizmem nawijającym umieszczonym w pojeździe. Linki mogą być nawijane na lub odwijane ze wspornikowego ramienia, dzięki czemu zapewniona jest możliwość regulowania pozycji płyty chwytakowej względem pojazdu w kierunku Z. Płyta chwytakowa jest przystosowana do sprzęgania z górną częścią kosza. Płyta chwytakowa może przykładowo zawierać trzpienie, które są dopasowane do odpowiednich otworów na obrzeżu, które tworzy górną powierzchnię kosza, oraz przesuwalne zaczepy, które są sprzęgalne z rzeczonym obrzeżem dla uchwycenia kosza. Takie zaczepy są przemieszczane dla sprzężenia z koszem przez odpowiedni mechanizm napędowy umieszczony w płycie chwytakowej, który jest zasilany i kontrolowany za pomocą sygnałów przenoszonych samymi linkami lub poprzez oddzielny kabel sterujący.

Dla wyjęcia kosza z górnej części stosu urządzenie do przeładunku jest przemieszczane stosownie do wymagań w kierunkach X i Y, tak aby płyta chwytakowa była umieszczona powyżej stosu. Następnie płyta chwytakowa jest opuszczana pionowo w kierunku Z w celu sprzęgania z koszem na górnej części stosu. Płyta chwytakowa chwyta kosz i następnie zostaje wyciągnięta w kierunku w górę na linkach z przymocowanym do nich koszem. W górnej części odcinka pionowego przemieszczenia kosz zostaje umieszczony poniżej wspornikowego ramienia i jest utrzymywany powyżej poziomu szyn. Dzięki temu urządzenie do przeładunku może być przemieszczone na inną pozycję w płaszczyźnie X-Y, przenosząc wraz ze sobą kosz, w celu przetransportowania kosza do innej lokalizacji. Linki są wystarczająco długie, aby umożliwić urządzeniu do przeładunku pobieranie i umieszczanie koszy z dowolnego poziomu stosu, w z tym poziomu podłogi. Pojazd jest wystarczająco ciężki, aby zrównoważyć wagę kosza i pozostać stabilnym w czasie procesu podnoszenia. Ciężar pojazdu mogą częściowo stanowić akumulatory używane do zasilania mechanizmu napędowego kół.

Zapewniono wiele identycznych urządzeń do przeładunku w taki sposób, że każde urządzenie do przeładunku może pracować jednocześnie dla zwiększania przepustowości systemu. System obejmuje dwie specyficzne lokalizacje, znane jako porty, w których kosze mogą być przenoszone do lub z systemu. Dodatkowy system przenośnikowy jest powiązany z każdym portem, tak aby kosze transportowane do portu przez urządzenie do przeładunku mogły zostać przemieszczone do innej lokalizacji przez system przenośnikowy, na przykład do stacji realizacji zamówień. Podobnie, kosze mogą być przemieszczane przez system przenośnikowy do portu z zewnętrznej lokalizacji, na przykład do stacji napełniania koszy, i transportowane do stosu przez urządzenia do przeładunku dla uzupełnienia zapasów w systemie. Każde urządzenie do przeładunku może podnosić i przemieszczać w jednym czasie jeden kosz. Jeśli konieczne jest pobranie kosza („kosz docelowy”), który nie znajduje się na górze stosu, to leżące nad nim kosze („kosze niedocelowe”) muszą najpierw zostać przemieszczone dla zapewnienia dostępu do kosza docelowego. Każde urządzenie do przeładunku znajduje się pod kontrolą centralnego komputera. Każdy indywidualny kosz w systemie jest śledzony, dzięki czemu, jeśli jest to konieczne, możliwe jest pobranie, przetransportowanie i zastąpienie odpowiedniego kosza. Opisywany system ma wiele zalet i jest odpowiedni dla szerokiego zakresu operacji przechowywania i wydobywania. W szczególności, umożliwia on bardzo gęste przechowywanie produktów oraz bardzo ekonomiczny sposób przechowywania bardzo szerokiego asortymentu różnych produktów w koszach, przy czym jednocześnie zapewnia racjonalny ekonomicznie sposób uzyskiwania dostępu do wszystkich koszy w przypadku, gdy jest on wymagany dla przeprowadzenia operacji wydobycia.

Dla systemów o dużej objętości, w których szybkość operacji jest czynnikiem krytycznym, ważne jest zmaksymalizowanie wydajności każdego z urządzeń do przeładunku w odniesieniu do szybkości wykonania danej operacji, długości życia baterii, niezawodności, zdolności podnoszenia, stabilności i tym podobnych parametrów. Dlatego pożądanym może być dostarczenie urządzeń do przeładunku, które oferują polepszoną wydajność w jednym lub większej liczbie takich obszarów.

Pożądane może być również zwiększenie liczby stosowanych urządzeń do przeładunku w dowolnym momencie, aby umożliwić zwiększenie szybkości z jaką artykuły można wydobyć z systemu przechowywania. Na przykład w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr PCT/GB2013/051215 (opublikowanym jako WO/2013/167907), opisano system przechowywania, w którym zapewniono wiele, z każdych dwóch różnych rodzajów, urządzeń do przeładunku. Jeden rodzaj urządzenia do przeładunku jest dostosowany do podnoszenia wielu koszy ze stosu w jednej operacji, dla zapewnienia dostępu do kosza docelowego w stosie dla jednokoszowego urządzenia do przeładunku drugiego rodzaju. W takich przypadkach pożądane może być zredukowanie rozmiaru urządzeń do przenoszenia ładunku w celu zminimalizowania ilości przypadków, w których obecność innych urządzeń utrudnia optymalną ścieżkę przemieszczania dla jednego urządzenia.

Celem wynalazku było opracowanie urządzenia do przeładunku do stosowania nad stosami pojemników w systemie przechowywania, służącego do przeładunku pojemnika ze stosu wieloproduktowego i umożliwiającego wydobywanie i przemieszczanie pojemnika, zajmującego stosunkowo małą przestrzeń oraz charakteryzującego się zwiększoną stabilnością.

W takim kontekście technicznym opracowany został przedmiotowy wynalazek.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przeładunku do stosowania w systemie przechowywania wyposażonym w ramę kratową z szynami, który to system zawiera wiele stosów pojemników, przy czym urządzenie do przeładunku stanowi pojazd z modułem pojazdu, i które to urządzenie ma dwa zestawy kół prowadzących, ponad stosami pojemników, po szynach ramy kratowej, w tym pierwszy zestaw kół do sprzęgania z pierwszym zestawem szyn dla ruchu urządzenia w pierwszym kierunku, oraz drugi zestaw kół do sprzęgania z drugim zestawem szyn dla ruch urządzenia w drugim kierunku. Co najmniej jeden zestaw kół prowadzących urządzenia jest ruchomy w pionie względem drugiego zestawu kół prowadzących urządzenia. Urządzenie charakteryzuje się tym, że zawiera przestrzeń przyjmowania pojemnika w pojeździe usytuowaną poniżej modułu pojazdu, w którym to module umieszczone są komponenty takie jak komponenty zasilania, komponenty sterowania, komponenty napędowe i komponenty podnośnikowe. Ponadto w module pojazdu umieszczone są co najmniej jeden silnik lub inne urządzenia do podnoszenia i opuszczania pierwszego zestawu kół prowadzących względem drugiego zestawu kół prowadzących.

Korzystnie, oba zestawy kół prowadzących są ruchome w pionie względem siebie.

Korzystnie, zestawy kół prowadzących są rozmieszczone na obrzeżu przestrzeni przyjmowania pojemnika.

Korzystnie, moduł pojazdu może zawierać urządzenie dźwigowe do podnoszenia pojemnika do przestrzeni przyjmowania pojemnika, przy czym urządzenie dźwigowe ma co najmniej jeden silnik.

Korzystnie, urządzenie dźwigowe jest wyposażone w urządzenie chwytakowe do chwytania pojemnika od góry i jego przemieszczania w pionie.

Korzystnie, urządzenie chwytakowe jest zawieszone na linkach wyciągowych.

Korzystnie, urządzenie jest samobieżnym pojazdem zrobotyzowanym.

Urządzenie do przeładunku według wynalazku znajduje zastosowanie w systemach przechowywania zawierających ramę kratową z szynami, w których pojemniki ustawione są w stosy. Urządzenie do przeładunku zawiera moduł pojazdu w części górnej, część dolną zawierającą przestrzeń przyjmowania pojemnika, oraz komponenty podnośnikowe do podnoszenia pojemnika do przestrzeni przyjmowania pojemnika. Komponent podnośnikowy zawiera silnik wciągający, który jest umieszczony w module pojazdu, powyżej przestrzeni przyjmowania pojemnika. Część dolna zawiera zespół kół w celu ułatwienia poprzecznego przemieszczania urządzenia do przeładunku względem ramy, a moduł pojazdu zawiera również co najmniej jeden silnik do napędzania jednego lub więcej kół zespołu kół. Poprzeczne przemieszczanie urządzenia do przeładunków jest kierowane przez szyny umieszczone nad ramą systemu przechowywania. Szyny są rozmieszczone tworząc wzór kraty, umożliwiający dwuwymiarowe przemieszczanie się urządzeń do przeładunku w płaszczyźnie poziomej, w której koła sprzęgają się z szynami. Zapewniono dwa zestawy kół, przy czym jeden zestaw jest przystosowany do sprzęgania z pierwszym zestawem szyn w celu prowadzenia przemieszczenia urządzenia do przeładunku w pierwszym kierunku, a kolejny zestaw jest przeznaczony do sprzęgania z drugim zestawem szyn w celu prowadzenia przemieszczenia urządzenia do przeładunku w drugim kierunku.

Dolna część może zawierać strukturę ramową do podpierania kół zespołu kół. Struktura ramowa może być rozmieszczona wokół przestrzeni przyjmowania pojemnika. Przykładowo, przestrzeń przyjmowania pojemnika może być ograniczona z czterech stron przez strukturę ramową. Jeden lub większa liczba elementów struktury ramowej może być ruchomych w celu podnoszenia i opuszczania pierwszego zestawu kół względem drugiego zestawu kół, dzięki czemu ułatwione jest sprzęganie pierwszego zestawu kół albo drugiego zestawu kół, odpowiednio, z pierwszym albo drugim zestawem szyn lub ścieżek. Elementy ruchome struktury ramowej mogą być napędzane za pomocą silnika umieszczonego w module pojazdu urządzenia do przeładunku.

Urządzenie do przeładunku według wynalazku charakteryzuje się tym, że zajmuje mniej przestrzeni oraz ma zwiększoną stabilnością. Urządzenie do przeładunku według wynalazku, poprzez rozmieszczenie masywnych komponentów powyżej przestrzeni przyjmowania pojemnika, zajmuje zredukowaną powierzchnię postojową w porównaniu z konstrukcjami wspornikowymi znanymi ze stanu techniki, w których masywne komponenty są umieszczone w module pojazdu znajdującym się po jednej stronie przestrzeni przyjmowania pojemnika. Urządzenie do przeładunku według wynalazku może zajmować przestrzeń powyżej tylko jednego stosu pojemników w ramie, w odróżnieniu od znanych ze stanu techniki konstrukcji wspornikowych zajmujących przestrzeń nad dwoma stosami.

Dzięki zastosowaniu urządzenia według wynalazku można poprawić wydajność działania systemu przechowywania, ponieważ zredukowanie zajmowanej powierzchni pozwala na pomieszczenie większej liczby urządzeń do przenoszenia ładunku i zmniejsza prawdopodobieństwo zablokowania przez jedno urządzenie optymalnej ścieżki innego urządzenia.

Jedną z zalet wynalazku jest to, że ponieważ urządzenia do przeładunku zajmują zredukowaną przestrzeń powyżej stosów, to wydajność systemu składającego się z wielu urządzeń można poprawić w porównaniu z konstrukcjami urządzeń do przeładunku według stanu techniki, które zajmują dwie lub więcej przestrzenie stosu. Wzrost wydajności może wynikać z możliwości rozmieszczenia większej liczby urządzeń do przeładunku w danym systemie, z optymalizacji trasy urządzenia przy wykorzystaniu przestrzeni uzyskanej przez zmniejszone powierzchnie zajmowane przez urządzenie, lub z kombinacji tych czynników.

Urządzenie do przeładunku według wynalazku ma korzystnie środek ciężkości znajdujący się zasadniczo bezpośrednio nad urządzeniem chwytakowym, gdy urządzenie chwytakowe jest obniżone poniżej przestrzeni przyjmowania pojemnika. W urządzeniu do przeładunku według wynalazku zestawy podnoszonych i opuszczanych kół sprzęgają się z szynami systemu przechowywania, dzięki czemu urządzenie będące przedmiotem niniejszego wynalazku może się przemieszczać w różnych kierunkach nad stosami pojemników. Ponadto, urządzenie do przeładunku według wynalazku jest lżejsze od znanych ze stanu techniki urządzeń typu wspornikowego, ponieważ z uwagi na umieszczenie przestrzeni przyjmowania pojemnika poniżej modułu pojazdu nie ma konieczności stosowania ciężkich komponentów, które miałyby stanowić przeciwwagę dla podnoszonych pojemników jak miało to miejsce w urządzeniach typu wspornikowego.

Koła mogą być rozmieszczone na obrzeżu przestrzeni przyjmowania pojemnika. Koła mogą być napędzane za pomocą jednego lub większej liczby silników umieszczonych w module pojazdu. Napęd może być przenoszony z silników w module pojazdu na koła za pomocą środków przenoszenia napędu umieszczonych wokół przestrzeni przyjmowania pojemnika. Środki przenoszenia napędu mogą przykładowo zawierać odpowiedni układ kół pasowych i pasów napędowych.

Alternatywnie, koła mogą zawierać zintegrowane silniki na przykład silniki zintegrowane z piastami kół. W ten sposób każde koło jest samodzielną jednostką napędową pojemnika i nie są wymagane pasy napędowe. Takie rozwiązanie jest korzystne, ponieważ redukuje ono rozmiar urządzenia do przeładunku i ułatwia prace serwisowe.

Jeden lub oba zestawy kół są skonfigurowane do bycia podnoszonymi i obniżanymi względem innego zestawu kół. Jeden lub większa liczba silników do podnoszenia kół lub innych urządzeń do podnoszenia kół są w tym celu umieszczone w module pojazdu.

Zamiast silnika, mechanizm zastosowany do podnoszenia kół może wykorzystywać siłowniki liniowe, takie jak silniki liniowe czy siłownik hydrauliczny. Zamiast zasilania akumulatorowego, znawca dziedziny wynalazku może zastosować dowolny inny sposób zasilania przedmiotowych urządzeń do przenoszenia ładunków, na przykład zasilanie linią napowietrzną czy zasilanie z wykorzystaniem szyn, na których poruszają się przedmiotowego urządzenia.

Moduł pojazdu może mieścić w sobie wciągarkę lub urządzenie dźwigowe do podnoszenia pojemnika do przestrzeni przyjmowania pojemnika. Takie urządzenie dźwigowe może zawierać jeden lub większą liczbę silników do podnoszenia pojemnika, przy czym taki lub każdy silnik urządzenia dźwigowego może być umieszczony w module pojazdu.

Urządzenie dźwigowe może obejmować urządzenie chwytakowe skonfigurowane do chwytania pojemnika od góry. Takie urządzenie chwytakowe może być zawieszone na linkach, które mogą być spuszczane z i wciągane do pojazdu, aby pionowo przemieszczać urządzenie chwytakowe.

Urządzenie do przeładunku jest wyposażone w urządzenie podnoszące przystosowane do podnoszenia pojedynczego pojemnika ze stosu do przestrzeni przyjmowania pojemnika. Urządzenie podnoszące może zawierać parę ramion podnoszących rozmieszczonych po każdej stronie przestrzeni przyjmowania pojemnika, w którym to przypadku urządzenie podnoszące może zawierać urządzenie chwytakowe zamontowane między końcami ramion i przystosowane do chwytania pojemnika od góry.

Należy tutaj wspomnieć, że cechy opisane w odniesieniu do jednego konkretnego przykładu wykonania są wymienne z cechami opisanymi w odniesieniu do innych przykładów wykonania. Przykładowo, napędowe koła z piastami mogłyby być zastosowane w dowolnym z pozostałych przykładów wykonania i/lub akumulatory mogłyby zostać umieszczone możliwie nisko, w pobliżu przestrzeni przyjmowania pojemnika, w dowolnym z pozostałych przykładów wykonania dla polepszenia stabilności i zwiększenia przyspieszania/zwalniania. Inne warianty i modyfikacje, które nie zostały wyraźnie opisane powyżej, będą również oczywiste dla wykwalifikowanego czytelnika.

Fig. 1 (stan techniki) jest schematycznym widokiem perspektywicznym znanej struktury ramowej do umieszczania wielu stosów koszy w systemie znanym ze stanu techniki,

Fig. 2 (stan techniki) jest schematycznym widokiem z góry fragmentu znanej struktury ramowej z Fig. 1,

Fig. 3a i 3b (stan techniki) są schematycznymi widokami perspektywicznymi, odpowiednio z tyłu i z przodu, znanego urządzenia do przeładunku do zastosowania ze strukturą ramową z Fig. 1 i 2,

Fig. 3c (stan techniki) jest schematycznym widokiem perspektywicznym znanego urządzenia do przeładunku do zastosowania w podnoszeniu kosza,

Fig. 4 (stan techniki) jest schematycznym widokiem perspektywicznym znanego systemu przechowywania, zawierającego wiele urządzeń do przeładunku typu przedstawionego na Fig. 3a, 3b i 3c, zainstalowanych na strukturze ramowej z Fig. 1 i 2,

Fig. 5 jest schematycznym widokiem perspektywicznym urządzenia do przeładunku według przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku,

Fig. 6a i 6b są schematycznymi widokami perspektywicznymi urządzenia do przeładunku z Fig.

5, przy czym Fig. 6a i 6b są przekrojami częściowymi urządzenia do przenoszenia ładunków, a Fig. 6c jest schematycznym przekrojem częściowym przedstawiającym jedną z możliwych architektur systemowych takiego urządzenia,

Fig. 7 jest porównawczym schematycznym widokiem perspektywicznym systemu przechowywania zawierającego wiele znanych urządzeń do przeładunku, oznaczonych numerem 30, typu przedstawionego na Fig. 3a, 3b i 3c, oraz wielu urządzeń do przeładunku według wynalazku typu przedstawionego na Fig. 5, zainstalowanych na znanej strukturze ramowej z Fig. 1 i 2,

Fig. 8, 9 i 10 są schematycznymi widokami z boku, widokami perspektywicznymi i widokami z góry urządzenia przeładunku według przykładu wykonania wynalazku z pominiętą obudową zewnętrzną,

Fig. 11 jest schematycznym widokiem perspektywicznym pojemnika oraz urządzenia do przeładunku z Fig. 8-10 z pominiętą obudową zewnętrzną,

Fig. 12 jest widokiem bocznym urządzenia do przeładunku z Fig. 8-11,

Fig. 13 jest schematycznym widokiem perspektywicznym koła odpowiedniego do zastosowania w urządzeniu do przeładunku z Fig. 8-12,

Fig. 14 jest schematycznym widokiem perspektywicznym części urządzenia do przeładunku według innego przykładu wykonania wynalazku,

Fig. 15 i 16 są schematycznymi widokami perspektywicznymi i bocznymi wewnętrznych komponentów urządzenia do przeładunku z Fig. 14, zaś

Fig. 17 jest widokiem perspektywicznym urządzenia do przeładunku według kolejnego przykładu wykonania wynalazku.

Przykład 1

Urządzenie 100 do przeładunku zawiera pojazd 102 wyposażony w urządzenie dźwigowe 104 do podnoszenia od góry pojemnika 106. Urządzenie dźwigowe 104 zawiera linki wciągające 108 i urządzenie chwytakowe 110 w postaci płyty chwytakowej. Płyta chwytakowa 110 jest skonfigurowana do chwytania górnej części pojemnika 106, celem podniesienia go ze stosu pojemników 106 w systemie przechowywania.

Pojazd 102 zawiera w części górnej moduł 112 i część dolną 114.

Moduł 112 pojazdu 102 mieści w sobie wszystkie istotne masywne komponenty urządzenia do przeładunku. Moduł 112 pojazdu 102 mieści w sobie akumulator i powiązane urządzenia elektroniczne, sterujące i komunikacyjne, silniki do napędzania kół 116, 118, silniki do napędzania urządzenia dźwigowego 104 oraz inne czujniki i systemy.

Moduł 112 pojazdu 102 mieści trzy główne silniki: silnik napędowy Z 150 stosowany do podnoszenia i opuszczania linek 108 urządzenia dźwigowego 104, które są nawijane na szpule 109 zamontowane na wałach napędowych umieszczonych po przeciwległych stronach pojazdu 102, silnik napędowy X 152 napędzający pierwszy zestaw kół 116, silnik napędowy Y 154 napędzający drugi zestaw kół 118, oraz dodatkowo silnik 188 podnoszenia i opuszczania pierwszego zestawu kół 116. Moduł 112 pojazdu mieści w sobie również akumulator 156 do zasilania silników oraz niezbędne standardowe komponenty elektroniczne. Część dolna 114 jest wyposażona w dwa zestawy kół 116, 118, które poruszają się po szynach umieszczonych na górze ramy systemu przechowywania. Jedno koło każdego zestawu 116, 118 jest napędzane, aby umożliwić przemieszczanie pojazdu 102 w kierunkach

X i Y odpowiednio wzdłuż szyn. Jak zostanie to wyjaśnione poniżej, jeden zestaw kół 116, 118 ma możliwość przemieszczania pionowo w celu podniesienia zespołu kół ponad odpowiednie szyny, umożliwiając tym samym pojazdowi 102 przemieszczanie w pożądanym kierunku.

Napęd jest przenoszony z silników napędowych X 152 i Y 154 do odpowiednich zestawów kół 116, 118 za pomocą mechanizmów napędu pasowego. Silnik napędowy X 152 napędza koło pasowe 160 połączone z krótkim wałem napędowym 162, który rozciąga się w poprzek korpusu pojazdu. Napęd jest przenoszony z krótkiego wału napędowego 162 na każde koło w pierwszym zestawie kół 116 przez pas napędowy X 164. Silnik napędowy Y 154 napędza koło pasowe 170 połączone z długim wałem napędowym 172, który rozciąga się poprzez korpus pojazdu w kierunku prostopadłym względem krótkiego wału napędowego 162. Napęd jest przenoszony z długiego wału napędowego 172 na każde koło w drugim zestawie kół 118 przez pas napędowy Y 174.

Napędzane za pomocą pasa koła 116, 118 są zamontowane w najniższym obszarze dolnej części 114 pojazdu 102. Zastosowanie pasów napędowych 164, 174 do przenoszenia napędu z silników na koła umożliwia zamontowanie silników 152, 154 w module 112 pojazdu. Jeden z zestawów kół 116 lub 118 może być podnoszony i opuszczany względem drugiego zestawu kół. W tym przykładzie wykonania zastosowano opcję, w której pierwszy zestaw kół 116 można podnieść ponad szyny lub opuścić na szyny za pomocą mechanizmu pozycjonowania kół. Koła 118 drugiego zestawu są zamontowane na stałych elementach T- kształtnych 190 rozmieszczonych na każdym końcu dolnej części 114 pojazdu 102. Dla znawcy jest oczywiste, że koła 116 i 118 mogą być zamienione funkcjami, np. koła 116 mogą być zamontowane na stałych elementach, zaś koła 118 mogą być podnoszone i opuszczane. Podobnie można zastosować wszystkie koła jako podnoszone i opuszczane względem siebie. Każde koło 116 jest zamontowane na ramieniu 180, na którego zewnętrznym końcu jest zamocowane przegubowo. Wewnętrzny koniec każdego ramienia 180 jest zamocowany do dolnego końca odpowiedniego łącznika 182. Górne końce obydwu łączników 182 są zamocowane do dolnego końca wspólnego łącznika 184. Z kolei górny koniec wspólnego łącznika 184 jest połączony z ramieniem dźwigniowym 186, które jest poruszane przez silnik 188. Przez operowanie silnikiem 188 tak, aby ciągnął wspólny łącznik 184 w górę, pierwszy zestaw kół 116 może być podniesiony tak, aby tylko drugi zestaw kół 118 był sprzężony z szynami, umożliwiając przemieszczanie pojazdu 102 w kierunku Y. Przez operowanie silnikiem 188 tak, aby pchał wspólny łącznik 184 w dół, pierwszy zestaw kół 116 jest przemieszczany w dół do stanu sprzężenia z szynami i podniesienia urządzenia pojazdu tak, aby drugi zestaw kół 118 został podniesiony ponad szyny. Pojazd 102 może dzięki temu poruszać się w kierunku X.

Koła 116, 118 są rozmieszczone wokół obrzeża przestrzeni 120, w części dolnej 114. Przestrzeń 120 ma rozmiar odpowiedni do pomieszczenia pojemnika 106, gdy jest podnoszony przez urządzenie dźwigowe 104. Koła 116, 118, powiązane elementy nośne, łączniki i pasy napędowe 164, 174 są rozmieszczone wokół krawędzi przestrzeni 120 tak, że moduł 112 pojazdu 102 jest solidnie podparty. Po umieszczeniu w przestrzeni 120, pojemnik 106 jest podnoszony ponad szyny poniżej w taki sposób, że pojazd 102 może przemieszczać się poprzecznie do innej lokalizacji. Po osiągnięciu lokalizacji docelowej, na przykład innego stosu, punktu dostępu w systemie przechowywania lub pasa przenośnikowego, pojemnik 106 może zostać opuszczony z przestrzeni 120 i uwolniony z płyty chwytakowej 110.

W ten sposób powierzchnia zajmowana przez pojazd 102 jest większa od rozmiaru pojemnika 106 tylko na tyle, aby pomieścić koła 116, 118 po każdej stronie przestrzeni 120. Innymi słowy, pojazd 102 zajmuje zasadniczo pojedynczą przestrzeń kraty w systemie przechowywania. W ten sposób pojazd 102 zajmuje zatem minimalną możliwą ilość przestrzeni w płaszczyźnie X-Y, a zajmowana przez niego powierzchnia wynosi w przybliżeniu połowę powierzchni zajmowanej przez znane ze stanu techniki konstrukcje wspornikowe.

Należy stwierdzić, że urządzenia ze stanu techniki chociaż są niższe, to zajmują powierzchnię dwóch stosów w porównaniu do wyższych, ale o mniejszej zajmowanej powierzchni urządzeń 100 według przedmiotowego wynalazku.

Urządzenia 100 do przeładunku według przedmiotowego wynalazku zapewniają lepszą stabilność, większą zdolność przeładunku i zredukowaną wagę w porównaniu do urządzeń do przeładunku typu wspornikowego ze stanu techniki, ponieważ w wynalazku ładunek pojemników jest zawieszony między parami kół z każdej strony pojazdu. Natomiast urządzenia ze stanu techniki muszą mieć relatywnie ciężki moduł pojazdu, aby zrównoważyć ładunek w konfiguracji wspornikowej.

Przykład 2

Urządzenie według wynalazku jest analogiczne jak w przykładzie 1, przy czym urządzenie dźwigowe 104 zastąpiono wciągarką, pojemnik 106 zastąpiono koszem magazynowym, a oba zestawy kół 116, 118 są przemieszczane pionowo w celu podniesienia zespołu kół ponad odpowiednie szyny, umożliwiając tym samym pojazdowi 102 przemieszczanie w pożądanym kierunku.

Przykład 3

Urządzenie według wynalazku jest analogiczne jak w przykładzie 1 albo 2, przy czym wszystkie koła 116 i 118 zastąpiono kołami 200 zamocowanymi w strukturze ramowej 210 urządzenia do przeładunku. Każde koło 200 ma ząbkowany centralny kanał 202, który stanowi koło pasowe dla współpracującego z nim pasa napędowego 164, 174. Kanał 202 jest ograniczony przez dwie gumowe opony 204, które opierają się na zastosowanych szynach.

Koło 200 jest zamocowane na ramieniu 180 za pomocą osi, która rozciąga się poprzez osiowy otwór 206 w kole 200. Konstrukcja takiego koła jest kompaktowa i zrównoważona, aby zminimalizować zużycie, a opony 204 służą do utrzymywania pasa napędowego 164, 174 w odpowiednim wyrównaniu podczas stosowania.

Koła 200 są rozmieszczone po czterech stronach wnęki. W tym przypadku struktura ramowa 210 zawiera dwa równoległe panele, które mieszczą między sobą koła 200, przy czym zastosowano pas napędowy 212 dla przenoszenia napędu na koła 200 z silnika umieszczonego w module 112 pojazdu.

Koła 200 w tym przykładzie wykonania mogą być podnoszone i opuszczane poprzez przemieszczanie struktury ramowej 210 względem modułu 112 pojazdu. Struktura ramowa 210 jest zamocowana do korpusu 230 modułu 112 pojazdu za pomocą szyn 232. Szyny 232 są przymocowane do korpusu 230 w orientacji pionowej, a struktura ramowa 210 jest przesuwnie zamocowana do szyn 232.

Struktura ramowa 210 jest utrzymywana za pomocą pary łączników 240, które rozciągają się między panelami. Dolne końce łączników 240 są zamocowane do odpowiednich wałów 242, które łączą szczeliny pomiędzy panelami. Górne końce łączników 240 są w sposób obrotowy zamocowane do gwintowanych trzpieni 246, które są zamocowane na gwintowanym poziomym wale napędowym 244. Trzpienie 246 są przesuwnie zamocowane do poziomych szyn 248.

Wał napędowy 244 jest napędzany przez silnik 250 za pomocą pasa napędowego. Gdy wał napędowy 244 jest obracany w pierwszym kierunku, górne końce łączników 240 odsuwają się, aby popchnąć strukturę ramową 210 w dół i tym samym opuścić koła 200 na szynę. Gdy wał napędowy 2 44 obraca się w drugim, przeciwnym kierunku, górne końce łączników 240 są przemieszczane w kierunkach do siebie, aby pociągnąć strukturę ramową 210 do góry, podnosząc koła 200.

Struktura ramowa 210 z dwoma kołami 200 jest zapewniona po obu stronach pojazdu.

Obie struktury ramowe 210 są podnoszone i opuszczane przez wspólny silnik, tak że cztery koła 200 mogą być podnoszone i opuszczane razem i w tym samym czasie, aby kontrolować sprzęganie tego pierwszego zestawu kół 200 z szynami rozciągającymi się przez ramę w pierwszym kierunku. Pojazd zawiera drugi zestaw kół przystosowanych do sprzęgania z szynami rozciągającymi się przez ramę w drugim prostopadłym kierunku, gdy pierwszy zestaw kół jest podniesiony.

Należy tutaj nadmienić, że możliwe jest wiele różnych wariantów i modyfikacji. Przykładowo obydwa zestawy kół mogą być napędzane przez jeden silnik, z odpowiednim układem przeniesienia w celu kierowania mocy do odpowiedniego zestawu kół. W innych przykładach wykonania jeden lub większa liczba kół może zawierać zintegrowany silnik lub silnik umieszczony w sąsiedztwie koła.

Przykład 4

Kolejnym przykładem wykonania wynalazku jest urządzenie 252 do przeładunku. Urządzenie 252 ma zewnętrzną obudowę 254 o prostopadłościennym kształcie, do której zamocowanych jest wiele kół 256 w pobliżu dolnej krawędzi 258 obudowy 254. Koła 256 są napędowymi kołami z piastami, przy czym każde koło 256 ma silnik zintegrowany z piastą 260 koła 256. Silniki służą do bezpośredniego napędzania odpowiednich kół 256, dzięki czemu urządzenie według tego przykładu wykonania nie wymaga zastosowania pasów napędowych łączących koła z silnikami napędowymi.

W tym przykładzie wykonania silniki są zasilane akumulatorami zlokalizowanymi w ścianach bocznych 262 dolnej części 264 obudowy 254, w pobliżu przestrzeni przyjmowania pojemnika 266 urządzenia 252. Takie możliwie niskie umieszczenie baterii ma korzystny efekt obniżenia środka ciężkości urządzenia 252, dzięki czemu zwiększa się jego stabilność oraz zapewnione jest większe przyspieszanie i zwalnianie. Poza tym urządzenie 252 jest analogiczne do wcześniejszych przykładów realizacji przedmiotowego wynalazku i zawiera analogiczne mechanizmy do podnoszenia i opuszczania kół 256, oraz analogiczne urządzenie podnoszące dla podnoszenia pojemnika do przestrzeni przyjmowania pojemnika 266. Akumulatory umieszczone w ściankach bocznych 262 są również używane do zasilania tych komponentów.

Przykład 5

Urządzenie według wynalazku jest analogiczne jak w przykładach 1 albo 2 albo 3 albo 4, przy czym zastosowano cztery linki podnoszące, z każdą linką umieszczoną w pobliżu każdego z narożników urządzenia. Wszystkie linki są zwijane i rozwijane z zastosowaniem jednego silnika, ale jeśli byłoby to pożądane to możliwe jest zastosowanie więcej niż jednego silnika.

Claims (7)

1. Urządzenie do przeładunku do stosowania w systemie przechowywania wyposażonym w ramę kratową z szynami, który to system zawiera wiele stosów pojemników, przy czym urządzenie do przeładunku stanowi pojazd z modułem pojazdu, i które to urządzenie ma dwa zestawy kół prowadzących, ponad stosami pojemników, po szynach ramy kratowej, w tym pierwszy zestaw kół do sprzęgania z pierwszym zestawem szyn dla ruchu urządzenia w pierwszym kierunku, oraz drugi zestaw kół do sprzęgania z drugim zestawem szyn dla ruch urządzenia w drugim kierunku, przy czym co najmniej jeden zestaw kół prowadzących urządzenia jest ruchomy w pionie względem drugiego zestawu kół prowadzących urządzenia, znamienne tym, że zawiera przestrzeń (120) przyjmowania pojemnika (106) w pojeździe (102) usytuowaną poniżej modułu (112) pojazdu (102), w którym to module (112) umieszczone są komponenty takie jak komponenty zasilania, komponenty sterowania, komponenty napędowe i komponenty podnośnikowe, przy czym w module (112) pojazdu (102) umieszczone są co najmniej jeden silnik (188) lub inne urządzenia do podnoszenia i opuszczania pierwszego zestawu kół prowadzących (116, 118) względem drugiego zestawu kół prowadzących (116, 118).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oba zestawy kół prowadzących (116, 118) są ruchome w pionie względem siebie.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zestawy kół prowadzących (116, 118) są rozmieszczone na obrzeżu przestrzeni (120) przyjmowania pojemnika (106).

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że moduł (112) pojazdu (102) zawiera urządzenie dźwigowe (104) do podnoszenia pojemnika (106) do przestrzeni (120), przy czym urządzenie dźwigowe (104) ma co najmniej jeden silnik (150).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że urządzenie dźwigowe (104) jest wyposażone w urządzenie chwytakowe (110) do chwytania pojemnika (106) od góry i jego przemieszczania w pionie.

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że urządzenie chwytakowe (110) jest zawieszone na linkach wyciągowych (108).

7. Urządzenie według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że jest samobieżnym pojazdem zrobotyzowanym.