BRPI0807999B1

BRPI0807999B1 - Módulo de separação automatizado tridimensional

Info

Publication number: BRPI0807999B1
Application number: BRPI0807999-4A
Authority: BR
Inventors: A. Bastian Ii William; Sobota Elizabeth
Original assignee: Bastian Material Handling, Llc.
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2018-08-07
Also published as: MX2009007967A; US8276739B2; WO2008091733A2; WO2008091733A8; JP2010516593A; CN101641270A; CA2676519A1; CA2676519C; WO2008091733A3; BRPI0807999A2; EP2125579A2; EP2125579A4; RU2009131923A; CN101641270B; US20080181753A1

Description

(54) Título: MÓDULO DE SEPARAÇÃO AUTOMATIZADO TRIDIMENSIONAL (51) Int.CI.: B65G 1/00; B65G 65/00 (30) Prioridade Unionista: 25/01/2007 US 11/626,869 (73) Titular(es): BASTIAN MATERIAL HANDLING, LLC.

(72) Inventor(es): WILLIAM A. BASTIAN II; ELIZABETH SOBOTA (85) Data do Início da Fase Nacional: 24/07/2009 “MÓDULO DE SEPARAÇÃO AUTOMATIZADO TRIDIMENSIONAL”

REFERÊNCIA CRUZADA DE PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente norte-americano No. 11/626.869, depositado em 25 de janeiro de 2007, que é incorporado neste documento como referência.

FUNDAMENTO

A presente invenção refere-se, em geral, a sistemas de movimentação de material e, mais especificamente, mas não exclusivamente, refere-se a um sistema de movimentação tridimensional de material, bem como técnicas para utilização deste sistema.

Separação de produtos em centros de distribuição para atendimento de pedido tem sido historicamente um dos processos mais intensivos de trabalho. As atividades de separação são monótonas para operadores humanos. Isto leva a questões de qualidade (tal como separações enganadas), alta rotatividade de empregado e produtividade inconsistente. Além disto, alguns ambientes podem ser desconfortáveis ou mesmo perigosos para operadores humanos, tais como em freezers comerciais, que são usados para armazenar alimento. O tempo de execução, tanto de armazenagem como de remoção, é ainda uma outra preocupação. Quanto mais rápido as mercadorias puderem ser processadas e carregadas nos caminhões, trens ou outros tipos de transporte, tanto maior a área geográfica que um centro de distribuição poderá atender. Por exemplo, quanto mais rápido um caminhão puder ser carregado e descarregado, tanto maior um território de serviço o centro de distribuição será capaz de atender, pois o caminhão poderá cobrir uma distância maior no mesmo intervalo de tempo. Outra questão atual para sistemas de distribuição de produto é o espaço de armazenagem de produto. Na medida que os custos com imóvel continuam a aumentar, minimizar a necessidade de depósito de armazenagem se torna uma grande preocupação.

A maioria dos armazéns utiliza uma fração de seu espaço vertical disponível, devido a muitos fatores, incluindo a área limitada para acessar itens armazenados em níveis mais altos. Sistemas de prateleira tridimensionais na forma de Sistemas de Armazenagem e Separação Automáticos (frequentemente referidos como ASRS ou AS/RS) têm sido propostos, que armazenam itens em prateleiras de armazenagem verticais. Entretanto, estes sistemas verticais possuem muitas desvantagens comerciais importantes. Como um exemplo, o fluxo é sempre um problema para estes sistemas verticais, pois a movimentação nesta dimensão vertical adicional pode acarretar aumento de tempo de separação. Em outras palavras, separar itens das prateleiras de uma maneira rápida e eficiente tem sido uma limitação em muitos sistemas propostos. Deslocar ou mover itens das prateleiras para uma posição onde eles podem ser recuperados também tem sido uma preocupação. Para abordar esta questão, as prateleiras são tipicamente muito estreitas e normalmente são desenhadas para armazenarem no máximo um ou mais paletes ou caixas. Assim, a capacidade para uma dada prateleira é reduzida significantemente que, por sua vez, reduz a utilização ou a eficiência de espaço de armazenagem. Além disto, a complexidade tecnológica destes sistemas tende a causar demora significante, bem como aumento de despesas com manutenção. Devido à natureza complexa e automatizada de implementações ASRS típicas, estes sistemas tendiam a serem rígidos quanto a como os itens são movimentados e os tipos que podem utilizar os sistemas. Estes sistemas tipicamente são capazes somente de movimentar paletes ou caixas com dimensões fixas, o que, por sua vez, limita sua flexibilidade. Falando de maneira genérica, os itens das prateleiras podem ser alimentados ou usando um sistema de alimentação por gravidade ou mediante motor. Um exemplo de um sistema de alimentação por gravidade é o que é designado como uma prateleira de armazenagem do tipo “estrutura-A”. Tipicamente, as prateleiras do tipo “estrutura-A” armazenam itens que são leves e que não são comprimidos facilmente, como os produtos farmacêuticos. Embora úteis em situações limitadas, as estruturas-A não podem ser usadas com itens maiores e/ou itens frágeis, tais como aparelhos eletrônicos, produto alimentício, etc. Por outro lado, os sistemas motorizados podem armazenar itens maiores geralmente em correias transportadoras planas. Considerando que os transportadores são geralmente planos, os itens podem ser espaçados separados de modo a evitar dano causado pela batida de itens entre si. Entretanto, os sistemas de prateleira motorizados não são práticos economicamente, devido ao grande número de motores requeridos para cada transportador na coluna. Os motores de transportadores são dispendiosos, e cada nível em uma coluna pode incluir transportadores independentes múltiplos que são operados individualmente pelo motor do transportador. Como é importante reconhecer, os custos associados com os motores de transportador se multiplicam na medida que o número de níveis de coluna aumenta. Além disto, com um grande número de motores envolvidos, o risco de pelo menos um dos motores falhar aumenta. Fora isto, despesas auxiliares, como a execução de manutenção preventiva de rotina nos motores, pode tornar estes sistemas economicamente inviáveis.

Consequentemente, existe uma necessidade de aperfeiçoamento neste campo.

SUMÁRIO

Um aspecto da presente invenção refere-se a um sistema de armazenagem. O sistema de armazenagem inclui pelo menos duas prateleiras de armazenagem dispostas de uma maneira oposta. Cada uma das prateleiras de armazenagem inclui dois ou mais níveis que possuem uma ou mais esteiras transportadoras de prateleira, sobre os quais os itens são armazenados. Um condutor vertical é disposto entre as prateleiras de armazenagem, e o condutor vertical inclui um ou mais braços robóticos que ficam presos ao condutor vertical para deslocarem-se verticalmente em sincronia com o condutor vertical. Um elevador é configurado para mover o condutor vertical verticalmente entre os níveis, de modo que os braços robóticos possam carregar os itens das esteiras transportadoras de prateleira no condutor vertical.

Outro aspecto refere-se a um sistema de armazenagem que inclui uma prateleira de armazenagem. A prateleira de armazenagem inclui duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira, sobre as quais os itens são armazenados. Um acionador de esteira transportadora é configurado para deslocar-se ao longo da prateleira de armazenagem e alimentar duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira.

Ainda um outro aspecto refere-se a um sistema de armazenagem que inclui pelo menos duas prateleiras de armazenagem. As prateleiras de armazenagem são dispostas em uma maneira oposta, e as prateleiras de armazenagem incluem cada uma dois ou mais níveis que possuem uma ou mais esteiras transportadoras de prateleira, sobre as quais itens são armazenados. Um condutor vertical é disposto entre as prateleiras de armazenagem. O condutor vertical inclui uma correia transportadora cruzada configurada para carregar os itens desde as esteira transportadora de prateleira até o condutor vertical. Um elevador é configurado para deslocar o condutor vertical entre os níveis.

Um outro aspecto refere-se a uma técnica em que o condutor vertical é elevado em uma direção vertical até uma primeira posição vertical ao longo de uma prateleira de armazenagem que possui um primeiro nível com uma primeira esteira transportadora de prateleira. Um ou mais primeiros itens da primeira esteira transportadora de prateleira localizada no primeiro nível são carregados no condutor vertical. Um ou mais segundos itens são carregados no condutor vertical a partir de uma esteira transportadora de prateleira que fica localizada em um segundo nível que é diferente do primeiro nível, embora o condutor vertical permaneça na primeira posição vertical.

Ainda um outro aspecto refere-se a uma técnica em que uma primeira esteira transportadora é conduzida com um acionador de esteira transportadora para indexar um primeiro item na primeira esteira transportadora até uma primeira posição de carregamento. O acionador de esteira transportadora é deslocado para uma segunda esteira transportadora. A segunda esteira transportadora é conduzida com um acionador de esteira transportadora para indexar um segundo item na segunda esteira transportadora até uma segunda posição de carregamento.

Outras formas, objetos, características, aspectos, benefícios, vantagens e modalidades da presente invenção se tornarão aparentes a partir de uma descrição detalhada e desenhos apresentados neste documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fig. 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de armazenagem tridimensional de acordo com uma forma de realização.

A fig. 2 é uma vista em planta de topo do sistema da fig. 1.

A fig. 3 é uma vista lateral do sistema da fig. 1.

A fig. 4 é uma vista lateral ampliada do sistema da fig. 1.

A fig. 5 é uma vista frontal do sistema da fig. 1.

A fig. 6 é uma vista em perspectiva ampliada de um condutor vertical usado no sistema da fig. 1.

A fig. 7 é uma vista em seção transversal do condutor vertical da fig. 6.

A fig. 8 é uma vista em planta e de topo do condutor vertical da fig. 6.

A fig. 9 é uma vista em perspectiva do condutor vertical da fig. 6.

A fig. 10 é uma vista lateral ampliada de um primeiro exemplo de como as esteiras transportadoras de prateleira podem ser conduzidas por um acionador de esteira transportadora ilustrado no sistema da fig. 1.

A fig. 11 é um vista lateral ampliada de um segundo exemplo de como as esteiras transportadoras de prateleira podem ser conduzidos por um acionador de esteira transportadora ilustrado no sistema da fig. 1.

A fig. 12 é uma vista em perspectiva de um acionador de esteira transportadora de acordo com outra forma de realização.

A fig. 13 é uma vista lateral ampliada que mostra o engate entre o acionador de esteira transportadora da fig. 12 e uma esteira transportadora de prateleira.

A fig. 14 é uma vista ampliada de um sistema de acionamento de esteira transportadora de acordo com uma forma de realização adicional.

A fig. 15 é uma vista ampliada de um sistema de acionamento de esteira transportadora de acordo ainda com uma outra forma de realização adicional.

A fig. 16 e 17 são vistas em perspectivas e parciais do sistema da fig. 1, que ilustram vários estágios de uma seqüência de carregamento.

A fig. 18 é uma vista frontal de um sistema de armazenagem tridimensional de acordo com uma forma de realização adicional.

A fig. 19 é uma vista em planta de topo do sistema da fig. 18.

A fig. 20 é uma vista em seção transversal do sistema da fig. 18.

A fig. 21 é uma vista frontal e ampliada do sistema da fig. 18.

A fig. 22 é uma vista em perspectiva do sistema da fig. 18.

As figs. 23, 24, 25 e 26 são vista em perspectiva e parciais do sistema da fig. 18, que ilustram vários estágios de uma seqüência de carregamento.

A fig. 27 é uma vista em planta de topo de um sistema de armazenagem tridimensional de acordo com outra forma de realização.

A fig. 28 é uma vista frontal ampliada do sistema da fig. 27.

A fig. 29 é uma vista em perspectiva ampliada de uma estação de realimentação do sistema da fig. 1.

DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO SELECIONADAS

Com o objetivo de promover um entendimento dos princípios da invenção, será feita agora referência às formas de realização ilustradas nos desenhos, e será usada uma linguagem específica para descrever as mesmas. Ficará entendido, no entanto, que não se pretende limitar o escopo da invenção por meio das mesmas. Quaisquer alterações e modificações adicionais nas formas de realização descritas, e quaisquer outras aplicações dos princípios da invenção, conforme descrito neste documento, são contempladas, como ocorrería normalmente para uma pessoa versada na arte a qual a invenção se refere. Uma forma de realização da invenção é mostrada em grande detalhe, embora ficará aparente para aqueles que são versados na arte relevante que algumas características comuns que não são relevantes para a presente invenção talvez não sejam mostradas, para fins de um melhor entendimento.

Para conveniência do leitor, deve ser observado inicialmente que o desenho em que um elemento é introduzido primeiro é tipicamente indicado pelo dígito(s) mais de esquerda no número de referência correspondente. Por exemplo, um componente indicado com um número de referência série cem (por exemplo, 100, 101, 102,103, etc.) será tratado normalmente primeiro em referência à fig. 1, e um componente com um número de referência série duzentos (por exemplo, 200, 201, 202, 203, etc.) será normalmente tratado primeiro com referência à fig. 2.

A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema de armazenagem tridimensional. Itens individuais ou itens múltiplos em um recipiente são armazenados em colunas (ou prateleiras) de esteiras transportadoras. Em comparação com as prateleiras de armazenagem de estrutura-A tradicionais, a esteira transportadora de prateleira pode armazenar itens maiores ou recipientes, pois os itens são armazenados de uma maneira plana e protegidos de toque, o que minimiza danos. Produtos ou itens a serem separados não precisam ser estaleirados como em uma estrutura-A. As colunas de esteiras transportadoras são localizadas em ambos os lados de um condutor vertical em que caixas ou recipientes são carregados. O condutor vertical pode ser elevado verticalmente de um modo similar a um elevador, de forma que os recipientes sobre o transportador podem receber itens desde vários níveis das esteiras transportadoras de prateleira de armazenagem. Para acelerar o processo de carregamento, os itens podem ser carregados nos recipientes simultaneamente por ambos os lados do recipiente e/ou sequencialmente.

Em uma forma de realização, um sistema de correia transportadora cruzada circunda o condutor vertical, e o sistema de correia transportadora cruzada é acoplado à porção de elevador do condutor vertical, de modo que o sistema de correia transportadora cruzada se desloca verticalmente em sincronia com o condutor vertical. O sistema de correia transportadora cruzada inclui um número de correias transportadoras discretas que podem transportar individualmente ou coletivamente itens. As seções de correia transportadora individuais do sistema correia transportadora cruzada podem deslocar-se ou girar em torno do condutor vertical. O sistema de correia transportadora cruzada permite que posições de prateleira múltiplas sejam descarregadas simultaneamente, bem como permite que os recipientes sejam preenchidos simultaneamente a partir de dois ou mais lados. Braços robóticos podem ser acoplados ao elevador para deslocar itens maiores e/ou retirar interferências no sistema. Em outra forma de realização, o sistema de correia transportadora cruzada é eliminado, e os braços robóticos são usados para carregar/descarregar itens a partir de várias prateleiras e recipientes. Com este sistema, o sistema de correia transportadora cruzada e os braços robóticos permitem que os itens sejam separados ou colocados em um nível que fica acima de 4 ou 5 vezes aquele de um operador humano com uma precisão próxima a 100%. Os custos operacionais são reduzidos significativamente graças à eliminação de separadores humanos.

A fim de reduzir o número de motores de esteira transportadora necessários, as esteiras transportadoras individuais nas prateleiras não possuem motores de esteira transportadora exclusivos. Ao contrário, os motores de acionamento individuais de esteira transportadora são deslocados em posição para acionar as esteiras transportadoras de prateleira sobre uma base conforme necessário. Em uma forma de realização, os motores de acionamento da esteira transportadora podem deslizar-se ou, de outro modo, deslocar-se longitudinalmente ao longo de ambos os lados do condutor vertical para alimentarem individualmente as esteiras transportadoras de prateleira no nível de prateleira em que o condutor vertical está localizado no momento. Na medida em que o condutor vertical se desloca verticalmente, os motores de acionamento da esteira transportadora deslocam-se verticalmente em sincronia com o condutor vertical, a fim de alimentar os transportadores no próximo nível. Em outra forma de realização, os motores de acionamento da esteira transportadora podem deslocar-se verticalmente independentes do condutor vertical. Ainda em outra variação, os motores de acionamento não se deslocam verticalmente, mas, ao contrário, o sistema possui um ou mais motores de acionamento que são exclusivos para alimentarem as esteiras transportadoras em cada nível de prateleira. Um sistema híbrido também é contemplado, em que as esteiras transportadoras selecionadas, tais como aquelas contendo cargas mais pesadas, possuem motores de acionamento de esteira transportadora exclusivos, e outras esteiras transportadoras dividem um motor de acionamento de esteira transportadora comum.

Um sistema de armazenagem tridimensional 100 de acordo com uma forma de realização (entre muitas) da presente invenção será descrito inicialmente com referência às figs. 1, 2,3,4 e 5. Como pode ser observado, a fig. 1 ilustra uma vista em perspectiva do sistema 100, e a fig. 2 mostra uma vista em planta de topo do sistema 100. A fig. 3 mostra uma vista lateral completa do sistema 100. A fig. 4 ilustra uma vista lateral ampliada do sistema

100, e a fig. 5 descreve um vista frontal do sistema 100.

Observando a fig. 1, o sistema 100 inclui uma série de esteiras transportadoras de prateleiras verticais 102 posicionadas em lados opostos de um condutor ou carregador vertical localizado centralmente 104. As prateleiras 102 formam um corredor de passagem 105 em que o condutor vertical 104 pode deslocar-se verticalmente. Na forma de realização ilustrada, esteiras transportadoras de entrada 106 e de saída 108 são posicionadas em extremidades opostas do condutor vertical 104. Um elevador 110 é configurado para mover verticalmente o condutor vertical 104 no corredor de passagem 105 entre as prateleiras 102. O sistema 100 inclui adicionalmente uma estação de realimentação 112, em que um operador realimenta as prateleiras 102. A estação de realimentação 112 na forma de realização ilustrada é configurada para correr horizontalmente ao longo de um trilho-guia 114 sobre um piso 116, bem como verticalmente, de forma a realimentar as prateleiras 102. Como será explicado abaixo, as prateleiras 102 podem ser realimentadas de outras maneiras, tais como por meio do condutor vertical 104.

A esteira transportadora de chegada 106 abastece de recipientes, caixas, paletes, e/ou outros tipos de recipientes 118 o condutor vertical 104. Uma vez que um número suficiente de recipientes 118 são carregados, o elevador 110 eleva o condutor vertical 104 para um ou mais níveis das prateleiras 102, onde os itens 120, que são chamados comumente de unidades de manutenção de estoque (SKUs), são carregados nos recipientes 118. Materiais adicionais, folha deslizante e/ou outros materiais de embalagem e papéis também podem ser colocados dentro do recipiente 118. Os itens ou SKUs 120 sobre as prateleiras 102 podem incluir produtos individuais ou um conjunto de produtos agrupados juntos, tais como em uma caixa. Uma vez que os recipientes 118 são preenchidos com os itens necessários 120 para completar seus respectivos pedidos, o elevador 110 abaixa o condutor vertical 104 em direção ao piso 116, de tal modo que os recipientes 118 podem ser descarregados na esteira transportadora de saída 108. Na forma de realização ilustrada, as esteiras transportadoras de entrada 106 e de saída 108 ficam localizadas em lados opostos do condutor vertical 104, mas estas esteiras transportadoras podem ser configuradas de diversas formas. Como um exemplo, as esteiras transportadoras de entrada 106 e de saída 108 podem ficar localizadas no mesmo lado do condutor vertical 104 (fig. 27). Em outro exemplo, as funções das esteiras transportadoras de entrada 106 e de saída 108 são combinadas em uma esteira transportadora simples ou ramificação de esteira transportadora que gerencia tanto o carregamento quando o descarregamento dos recipientes 118 do condutor vertical 104. Embora as esteiras transportadoras ilustradas nos desenhos sejam correias transportadoras, devese reconhecer que outros tipos de esteiras transportadoras podem ser usados, tipo rolete, cesta, por corrente e esteiras transportadoras lagarta, citar apenas alguns exemplos. Na forma de realização ilustrada, os recipientes 118 são orientados em uma configuração de linha simples ou coluna, mas em outras formas de realização, os recipientes 118 podem ser orientados em uma orientação lado a lado ou coluna múltipla, de modo a aumentar a densidade dos recipientes 118.

Com referência às figs. 1,2 e 3, cada prateleira 102 possui um ou mais níveis verticais 122, sobre os quais os itens 120 são armazenados. Os vários níveis 122 podem ser espaçados regularmente ou espaçados irregularmente. Na forma de realização descrita na fig. 1, o espaçamento vertical entre os níveis 122 decresce nos níveis mais altos. Isto permite que os itens maiores ou volumosos 120, que são supostamente mais pesados, sejam armazenados mais próximos ao piso 116, e os menores, supostamente itens mais leves 120, sejam armazenados próximos do topo das prateleiras 102. Esta configuração ajuda a conservar energia, porque menos energia é requerida para deslocar os itens mais pesados 120 e a partir dos níveis inferiores 122. Fora isto, a segurança é melhorada, porque os itens mais pesados são armazenados nos níveis inferiores menos perigosos 122. Como pode ser visto, cada nível 122 possui um ou mais esteiras transportadoras de prateleira 124 que são deslocáveis independentemente uma em relação a outra. Embora as esteiras transportadoras de prateleira 124 ilustradas nos desenhos sejam correias transportadoras, deve-se reconhecer que outros tipos de esteiras transportadoras podem ser usados, como por exemplo, esteiras transportadoras de rolete, etc. As esteiras transportadoras de prateleira são geralmente planas ou no nível do solo 116, mas é contemplado que as esteiras transportadoras de prateleira 124 possam ser ligeiramente ou significantemente inclinadas, se assim desejado.

As esteiras transportadoras de prateleira 124 na forma de realização descrita não são auto-alimentadas. Ou seja, as esteiras transportadoras de prateleira 124 não possuem cada uma um motor que alimenta a esteira transportadora 124. Como observado antes, as prateleiras 102 em outras formas de realização podem ter um sistema híbrido, em que algumas das esteiras transportadoras de prateleira 124 são auto-alimentadas, enquanto outras não. Além disto, como será observado, as características selecionadas do sistema 102 podem ser incorporadas em outros desenhos, em que todas as esteiras transportadoras de prateleira 124 sejam auto-alimentadas. No entanto, como mencionado antes, sendo as esteiras transportadoras de prateleira 124 alimentadas por uma fonte externa independente, isto reduz o número de motores de esteira transportadora requerido para o sistema 102. Observando a fig. 1, é importante reconhecer que centenas de motores de esteiras transportadoras seriam necessários se cada esteira transportadora 124 precisasse de um motor. Como se reconhecerá, o número de motores de esteiras transportadoras pode ser menor do que dez, ou mesmo zero (como é descrito na fig. 11), no sistema 100 da fig. 1. Esta redução significante no número de motores de esteiras transportadoras reduz o custo geral do sistema bem como a despesa operacional. Por exemplo, fiação e controles dispendiosos para os motores de esteira transportadora podem ser eliminados das prateleiras 102. É importante observar que mais ou menos motores de esteiras transportadoras podem ser usados do que o número de motores descritos ou ilustrados neste documento.

Observando as figs. 4 e 5, o elevador 110 para deslocamento vertical do condutor vertical 104 na forma de realização descrita é um elevador tipo de tração, que inclui um ou mais polias 402, contrapesos 404, e motores montados a uma estrutura de suporte de elevador 406. Cabos sobre as polias 402 são afixados ao condutor vertical 104, e os motores junto com os contrapesos 404 deslocam o condutor vertical 104 por meio dos cabos. Devese reconhecer que outros tipos de elevadores podem ser usados. Por exemplo, o elevador 110 em outras formas de realização pode incluir servomotores, sistemas de indução lineares, e/ou hidráulicos, eletromagnéticos e/ou elevadores de escalada, para citar apenas alguns tipos.

O condutor vertical 104 da fig. 4 inclui uma correia transportadora cruzada 408, uma esteira transportadora inferior 410, uma estrutura de suporte 412 com um trilho-guia 414, e um ou mais braços robóticos (ou robôs) 416 pendentes desde o trilho-guia 414 que estão configurados para deslocarem-se ao longo do trilho-guia 414. Os braços robóticos 416 comprovaram apresentar alta confiabilidade. Em um exemplo, o braço robótico 416 possui a forma de um robô industrial, mas deve-se reconhecer que outros tipos de robôs podem ser usados. Por exemplo, o braço robótico 416 em uma forma de realização é feito de um material compósito, alumínio e/ou outros materiais leves, a fim de reduzir massa, e que, por sua vez, provê aceleração e desaceleração mais rápidas. Em um exemplo particular, o braço robótico 416 é um robô invertido de alta velocidade, tal como um Braço Robótico para Montagem com Flexibilidade Seletiva Invertida Cobra ™ s800 Adept (SCARA) fabricado pela Adept Technology, Inc. Claro que outros tipos de robôs podem ser usados, tal como os robôs industriais de serviço pesado de seis eixos. O braço robótico 416 pode ser alimentado de diversas formas, tais como por meio de motores elétricos, atuadores pneumáticos e/ou atuadores hidráulicos. A correia transportadora cruzada 408 é usada para transferir os itens 120 das prateleiras de armazenagem 102 para os recipientes 118 (ou vice-versa). A correia transportadora cruzada 408 inclui vagões individuais 418 ligados juntos, que são móveis ao longo de uma pista de vagão ou trilho 420. Na forma de realização ilustrada, os vagões 418 são ligados juntos para formar um ciclo contínuo e sem fim, mas em outras formas de realização, um número de vagões 418 pode ser agrupado juntos, para formar vários trens que correm simultaneamente ao longo do trilho 420 de uma maneira não sincronizada. Por exemplo, a correia transportadora cruzada 408 em outra forma de realização possui dois trens de vagões 418 localizados em lados opostos dos recipientes 118. Os dois trens separados são configurados para se deslocarem independentemente um do outro, a fim de aumentar o processamento.

Observando a fig. 5, pendendo sobre o trilho-guia 414, os braços robóticos 416 são capazes de se deslocarem longitudinalmente acima da correia transportadora cruzada 408 e da esteira transportadora inferior 410 sem interferir com o carregamento e o descarregamento de itens 120 a partir da correia transportadora cruzada 408. Os braços robóticos 416 podem realizar numerosas tarefas. Por exemplo, os braços robóticos 416 podem ser usados para separar itens 120 de ou colocar itens 120 nas esteiras transportadoras de prateleira 124 (ou mesmo sobre a correia transportadora cruzada 408). Como pode ser visto na fig. 5, o braço robótico 416 pode atender a níveis múltiplos 122 das esteiras transportadoras de prateleira 124 sem a necessidade de deslocamento vertical do condutor vertical 104, que, por sua vez, pode acelerar o processo de conclusão do pedido. Para acelerar ainda mais o processo de carregamento, o braço robótico 416 pode carregar itens 120 nos recipientes 118, ao mesmo tempo em que a correia transportadora cruzada 408 está carregando itens 120. Os braços robóticos 416 também podem ser usados para lidar com questões de manutenção, como a remoção de itens comprimidos 120. Fora isto, os braços robóticos 416 podem ser usados para rearmazenar itens 120 nas esteiras transportadoras de prateleira 124 descarregando itens 120 do condutor vertical 104. Junto com os itens de realimentação 120, os braços robóticos 416 assim como o condutor vertical 104 podem ser usados para recombinar itens 120 em outras prateleiras 102 e/ou esteiras transportadoras 124.

Na forma de realização ilustrada, o braço robótico 416 inclui uma porção de engate de trilho 502, onde o braço robótico 416 engata o trilho-guia 414. Somente um trilho-guia simples 414 é mostrado nos desenhos, mas é importante considerar que mais de um trilhoguia 414 pode ser usado. Por exemplo, dois (ou mais) sistemas 414 de trilho-guia podem ser usados, em que os braços robóticos 416 são montados sobre seus próprios trilhos-guia 414 especificados. Esta configuração permite que os braços robóticos 416 atendam a toda extensão das prateleiras 102 sem interferirem significantemente um com o outro. Quando dois braços robóticos 416 são usados, os braços robóticos 416 podem ser exclusivos, principalmente para atender às prateleiras 102 em um determinado lado. Em outra variação, os braços robóticos 416 podem atender a ambas prateleiras 102 ao mesmo tempo. A porção de engate 502 inclui uma fonte de energia, motor, sensores, controladores e afins, que permitem que o braço robótico 416 se desloque ao longo do trilho-guia 414. É importante considerar que o trilho-guia 414 pode incluir fios de contato que fornecem energia para o braço robótico 416, bem como transmitem sinais para controlar o braço robótico 416. É importante considerar que o braço robótico 416 pode enviar e receber sinais de diversas formas. Tais como por meio de uma conexão sem fio e/ou com fio. O braço robótico 416 possui ainda uma porção de rotação 504 que permite que o braço robótico 416 gire para atender a ambas as prateleiras 102, e uma porção de braço 506, que possui uma ou mais juntas móveis que posiciona um manipulador terminal 508. O manipulador terminal 508 do braço robótico 416 pode agarrar e reter os itens 120, tal como por meio de preensão mecânica e/ou tecnologias a vácuo, para citar alguns. Em uma forma de realização, o manipulador terminal 508 inclui garras mecânicas com ventosas de sucção em dedo a vácuo. Como mostrado, o braço robótico 416 possui um sistema de visão 510 com um ou mais câmeras 512 que são usadas para posicionar itens 120, recipientes 118, estruturas, outros braços robóticos 416, e afins. Como exemplo, o sistema de visão 510 permite que o braço robótico 416 posicione automaticamente e deposite itens 120 nos recipientes 118. O braço robótico 416 também pode ser controlado manualmente ou semi-automaticamente. Por exemplo, um operador pode controlar remotamente o movimento do braço robótico 416 visualizando a posição do braço robótico 416 através de câmeras 512. O sistema de visão 510 também pode ser usado para evitar colisão dos braços robóticos 416.

A fig. 6 ilustra uma vista em perspectiva e ampliada do condutor vertical 104. Como pode ser observado, cada vagão 418 da correia transportadora cruzada 408 é equipado com uma esteira transportadora de vagão de correia alimentada individualmente 602 que é montada geralmente perpendicular à direção de percurso para o ciclo de vagões 418. As setas 604 e 606 da fig. 6 mostram, em geral, estas direções que os vagões 418 percorrem ao longo do trilho 420 da correia transportadora cruzada 408. Cada esteira transportadora de vagão 602 é capaz de operar independentemente um do outro. Como um exemplo, um vagão 418 pode ser carregado enquanto outro vagão 418 pode ser descarregado ou permanecer parado.

Entre a correia transportadora cruzada 408 e os recipientes 118 (em ambos os lados), o condutor vertical 104 possui um guia ou rampa de deslizamento 608, em que os itens 120 desde os vagões 418 deslizam para dentro dos recipientes 118. Na forma de realização ilustrada, a rampa 608 inclui um serie de compensações 610 que definem canais de escoamento em que os itens 120 deslizam para dentro de seus respectivos recipientes 118. As compensações 610 na forma de realização descrita são triangulares (seta) formadas de modo a aumentar a orientação dos itens 120, mas contempla-se que as compensações 610 podem ser formadas diferentemente em outras formas de realização. Os recipientes 118 sobre a esteira transportadora 410 são geralmente alinhados em canais de escoamento individuais 612 e/ou áreas de carregamento designadas. Para garantir que os recipientes 118 sejam posicionados apropriadamente no local correto, se necessário, o condutor vertical 104 pode incluir vários sensores, interruptores, leitores de código de barra, etc. Para os itens 120 que não requerem um recipiente 118, tais como itens pesados ou grandes 120, seções da esteira transportadora 410 podem ficar vazias (ou seja, sem um recipiente 118), de tal forma que os itens 120 podem ser carregados diretamente na esteira transportadora 410 por meio do braço robótico 416. Em vista disto, deve-se considerar que os recipientes, paletes, contêineres e outras estruturas de suporte 118 podem ser opcionais em outras formas de reali-

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de armazenagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos duas prateleiras de armazenagem dispostas de uma maneira oposta, cada uma das prateleiras de armazenagem incluindo dois ou mais níveis que têm uma ou 5 mais esteiras transportadoras de prateleira sobre as quais itens são armazenados;

um condutor vertical disposto entre as prateleiras de armazenagem, o condutor vertical incluindo um ou mais braços robóticos presos ao condutor vertical para se moverem verticalmente em sincronia com o condutor vertical; e um elevador configurado para mover o condutor vertical verticalmente entre os ní10 veis de modo que os braços robóticos sejam capazes de carregar os itens das esteiras transportadoras de prateleira no condutor vertical.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:

o condutor vertical possui um ou mais trilhos-guia sobre os quais os braços robótico pendem; e

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que:

as esteiras transportadoras de prateleira não são alimentadas; e 20 o sistema compreendendo adicionalmente um acionador de esteira transportadora configurado para se mover para alimentar duas ou mais das esteiras transportadoras de prateleira.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover horizontalmente ao longo

25 de um dos níveis.

5 um motor de acionamento configurado para acionar a correia de transmissão para alimentar as duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente meio de alimentação das duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira, em que o meio de alimentação inclui o acionador de esteira transpor10 tadora.

29. Sistema de armazenagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos duas prateleiras de armazenagem dispostas de uma maneira oposta, cada uma das prateleiras de armazenagem incluindo dois ou mais níveis que possuem uma ou mais esteiras transportadoras de prateleira sobre as quais itens são armazenados;

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover verticalmente entre os níveis para indexar esteiras transportadoras de prateleira em diferentes níveis de modo que os braços robóticos sejam capazes de carregar os itens provenientes das esteiras transporta30 doras de prateleira em diferentes níveis enquanto o condutor vertical permanece verticalmente estacionário.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é preso no condutor vertical.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o 35 acionador de esteira transportadora é preso em uma das prateleiras.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaçamento vertical entre os níveis nas prateleiras diminui em níveis mais altos.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o condutor vertical inclui uma correia transportadora cruzada configurada para carregar os itens das esteiras transportadoras de prateleira para o condutor vertical; e a correia transportadora cruzada é presa no condutor vertical para se mover verticalmente em sincronia com o condutor vertical.

10 alimentar a segunda ou terceira esteira transportadora de prateleira com o acionador de esteira transportadora.

35. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

rearranjar os primeiro e segundo itens entre as primeira e segunda esteiras trans15 portadoras de prateleira.

36. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

alimentar uma primeira esteira transportadora com um acionador de esteira transportadora para indexar um primeiro item em uma primeira esteira transportadora até uma primeira posição de carregamento;

10 uma correia transportadora cruzada configurada para carregar os itens das esteiras transportadoras de prateleira até o condutor vertical; e o acionador de esteira transportadora sendo configurado para transmitir alimentação da correia transportadora cruzada até a esteira transportadora de prateleira.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma esteira transportadora de condutor configurada para descarregar os itens provenientes do condutor vertical.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a esteira transportadora de condutor é presa no condutor vertical para se mover verticalmente em sincronia com o condutor vertical.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que:

o condutor vertical inclui dois ou mais trilhos que são distanciados para reter um ou mais recipientes nos quais os itens são carregados; e o condutor vertical sendo configurado para elevar os recipientes provenientes da esteira transportadora de condutor durante carregamento.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

uma esteira transportadora de entrada configurada para carregar recipientes no condutor vertical; e uma esteira transportadora de saída configurada para descarregar os recipientes do condutor vertical.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a esteira transportadora de entrada e a esteira transportadora de saída são dispostas na mesma extremidade do condutor vertical.

15 um condutor vertical disposto entre as prateleiras de armazenagem, o condutor vertical incluindo uma correia transportadora cruzada configurada para carregar os itens das esteiras transportadoras de prateleira até o condutor vertical; e um elevador configurado para mover o condutor vertical verticalmente entre os níveis.

20 30. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que a correia transportadora cruzada é presa no condutor vertical para se mover verticalmente em sincronia com o condutor vertical.

31. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que a correia transportadora cruzada é girada em torno do condutor vertical para carregar os

25 itens das pelo menos duas prateleiras de armazenagem simultaneamente.

32. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

elevar um condutor vertical em uma direção vertical para uma primeira posição vertical ao longo de uma prateleira de armazenagem que possui um primeiro nível com uma primeira esteira transportadora de prateleira; e

30 carregar um ou mais primeiros itens provenientes da primeira esteira transportadora de prateleira no primeiro nível no condutor vertical com um braço robótico preso no condutor vertical; e carregar um ou mais segundos itens com o braço robótico no condutor vertical a partir de uma segunda esteira transportadora de prateleira que está localizada em um se35 gundo nível que é diferente do primeiro nível, enquanto o condutor vertical permanece na primeira posição vertical.

33. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

carregar no condutor vertical um ou mais terceiros itens de uma terceira esteira transportadora de prateleira no primeiro nível com uma correia transportadora cruzada.

34. Método, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que 5 compreende adicionalmente:

alimentar a primeira esteira transportadora de prateleira com um acionador de esteira transportadora;

mover o acionador de esteira transportadora para a segunda ou terceira esteira transportadora de prateleira; e

15 que o acionador de esteira transportadora é preso no condutor vertical.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover horizontalmente ao longo do condutor vertical.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de 20 que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover horizontalmente ao longo da prateleira de armazenagem.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

um trilho-guia fixado verticalmente em relação à prateleira; e 25 o acionador de esteira transportadora sendo configurado para se mover ao longo do trilho-guia.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover verticalmente ao longo da prateleira de armazenagem.

30 25. Sistema de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora é configurado para se mover verticalmente ao longo da prateleira de armazenagem.

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

35 um trilho-guia ao qual o acionador de esteira transportadora é preso;

um elevador de transmissão configurado para mover verticalmente o trilho-guia ao longo da prateleira de armazenagem.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionador de esteira transportadora inclui:

uma correia de transmissão configurada para engatar por atrito as duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira; e

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma estação de reabastecimento configurada para se mover verticalmente e horizontalmente ao longo de pelo menos uma das prateleiras para reabastecimento de itens nas esteiras transportadoras de prateleira.

15 os braços robóticos sendo configurados para se moverem ao longo dos trilhos-guia para carregamento de itens ao longo da extensão do condutor vertical.

16. Sistema de armazenagem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma prateleira de armazenagem incluindo duas ou mais esteiras transportadoras de prateleira sobre as quais itens são armazenados; e um acionador de esteira transportadora configurado para se mover ao longo da prateleira de armazenagem para alimentar duas ou mais das esteiras transportadoras de prateleira.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

um condutor vertical disposto ao longo da prateleira de armazenagem configurado para receber os itens provenientes das esteiras transportadoras de prateleira; e um elevador configurado para mover o condutor vertical verticalmente.

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18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o condutor vertical inclui um ou mais braços robóticos para carregamento dos itens das prateleiras de armazenagem até o condutor vertical.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:

20 mover o acionador de esteira transportadora até uma segunda esteira transportadora; e alimentar a segunda esteira transportadora com o acionador de esteira transportadora para indexar um segundo item na esteira transportadora até uma segunda posição de carregamento.

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