CN103896185A - 托盘装货物包装和运输车辆以及方法 - Google Patents

Abstract

货物包装和运输车辆包括车辆框架，货物支承件连接到车辆框架用以支承托盘装货物。循环轨道连接到车辆框架并围绕货物支承件延伸。心轴支承着包装薄膜卷筒，并由围绕货物支承件的循环轨道导向，以用由包装薄膜卷筒中分发出来的包装薄膜包装托盘装货物。

Description

托盘装货物包装和运输车辆以及方法

技术领域

本发明总的涉及物料搬运车辆，具体来说，涉及托盘装货物包装和运输车辆以及相关的方法。

背景技术

在仓库和其它类似的设施中，独立的机构通常运输和将“伸展的”包装薄膜包装托盘装货物。尤其是，码垛车或升降车（诸如电动的或手推的自动和/或手动控制的车辆）通常运输托盘装货物。相比之下，固定定位的包装站通常包装托盘装货物。在某些情形中，当包装薄膜从被垂直可移动的心轴支承的薄膜卷筒中分发出来时，包装站便转动该托盘装货物。

一旦将货物递送到包装站，当货物在包装时，托盘装货物运输车和（对于手控车辆而言）车辆操作者都闲着等待。因此，与连续使用车辆和（对于手控车辆而言）车辆操作者的操作相比，与这些包装操作相关的处理和人力成本就相当高。在组装“部分”货物时（例如，为了有利于货物稳定和/或便于划分货物的各部分），如果托盘装货物在多个地方进行包装，那么这个问题就更大了。

解决上述问题的尝试中，某些托盘装货物运输车包括包装机构。因此，车辆可同时包装和运输托盘装货物。以前的某些货物包装和运输车包括一机械臂，其围绕设置在货物上方的枢转点转动，由此，围绕该货物形成圆形的路径。在相对端处，机械臂连接到垂直延伸的立柱，该立柱支承一可垂直移动的卷筒。当卷筒循着圆形路径并沿着立柱垂直移动时，该卷筒展开和分发薄膜以包装该托盘装货物。

遗憾的是，这些车辆通常都特别大和难于操纵。尤其是，为了在薄膜卷筒和货物之间提供足够的空间，转动臂通常相当长（例如，几英尺或以上）。这样，由转动臂限定的圆形路径就比车辆的宽度还要大。因此，这些车辆只能在相当敞开的区域内包装托盘装货物。同样地，这些车辆的货物支承件或“铲叉”也相当长（例如，比其它车辆的铲叉长75％）。这允许货物与车辆其它结构间距开，从而垂直立柱可通过其间。然而，相当长的铲叉增加了车辆的转动半径，由此，限制了车辆的可操纵性。

鉴于以上所述，希望有能解决先前设计中一个或多个缺点的托盘装货物包装和运输车辆以及方法。

发明内容

在一个方面，本发明提供货物包装和运输车辆。该车辆包括车辆框架和连接到车辆框架用于支承托盘装货物的货物支承件。循环轨道连接到车辆框架并围绕货物支承件延伸。一心轴支承包装薄膜卷筒，并由围绕货物支承件的循环轨道导向，以用从该包装薄膜卷筒中分发出来的包装薄膜来包装托盘装货物。

在另一方面，本发明提供货物包装和运输车辆。该车辆包括车辆框架和连接到车辆框架用于支承托盘装货物的货物支承件。包装系统连接到车辆框架并包括大致矩形的轨道，该轨道形成围绕货物支承件的大致矩形的循环路径。包装系统还包括由大致矩形轨道支承的载体。该载体沿着围绕货物支承件的大致矩形循环路径被导向，且载体形成直线路径。一心轴可转动地被载体支承并沿着直线路径被导向，该心轴支承包装薄膜卷筒。心轴和该包装薄膜卷筒沿着大致矩形的螺旋路径被导向，以在载体沿着大致矩形的循环路径被导向，且心轴沿着直线路径相对于载体被导向时，用由该包装薄膜卷筒中分发出来的薄膜来包装托盘装货物。

在还有的另一方面，本发明提供包装托盘装货物的方法。该方法包括使用具有包装系统的物料搬运车辆来接合托盘装货物。该包装系统具有心轴，其用于沿着围绕托盘装货物的包装路径导向包装薄膜卷筒。使用物料搬运车辆朝向接收部位运输该托盘装货物。在运输托盘装货物时，确定该物料搬运车辆的运动参数。该心轴位移以沿着包装路径导向该包装薄膜卷筒，如果运动参数在预定范围之内，则在运输托盘装货物的同时用由该包装薄膜卷筒中分发出来的薄膜来包装托盘装货物，如果运动参数不在运动范围之内，则心轴被阻止沿着包装路径导向该包装薄膜卷筒以及在运输托盘装货物时包装托盘装货物。

从以下的描述中将会显现出本发明的优点。在该描述中将参照附图，附图形成说明书的一部分，借助于图示，在附图中显示了本发明的优选实施例。然而，如此的实施例不一定代表本发明的全部范围，因此，为了诠释本发明的范围，要参照附后的权利要求书。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明，附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是根据本发明的托盘装货物包装和运输车辆的侧视图；

图2是图1的托盘装货物包装和运输车辆的俯视图；

图3是图1车辆的包装系统的循环轨道的仰视图；

图4是沿图2中线4-4截取的车辆包装系统的剖视图；

图5是沿图2中线5-5截取的包装系统的载体和滑架的侧视图；

图6是图1车辆的电子部件的简化图；以及

图7是控制根据本发明的托盘装货物包装和运输车辆的方法的流程图。

具体实施方式

现参照附图，具体参照图1和2，在一个方面，本发明提供自动的和/或手控的托盘装货物包装和运输车辆20。该车辆20一般地包括车体或框架22，其连接到一个或多个托盘装货物支承件或“铲叉”24。车辆框架22还支承托盘装货物包装系统26，该系统一般地设置在货物支承件24的上方。当车辆20将货物10运输到接收部位（诸如运输车辆、集装箱、临时储存结构等）时，该包装系统26用从卷筒12中分发出来的包装薄膜包装该托盘装货物10。因此，车辆20减少或消除了与先前托盘装货物运输车辆和包装系统相关的空闲时间。此外，包装系统26的结构有利地做成允许包装作业在有限的区域内进行并提高车辆的可操纵性。上述车辆部件、它们的优点和它们与托盘装货物10的互相作用将在下文中详细地描述。

参照图1、2和6，车辆框架22容纳和支承各种车辆部件和子系统。具体来说，框架22容纳电源28（诸如可充电的电池或类似装置），电源在众多其它部件中尤其将电力提供给车辆驱动结构30。该驱动结构30包括第一原动力32（诸如电动机或类似装置），其转动一个或多个驱动轮34，以沿着地面推进该车辆20。驱动结构30还包括第二原动力35（另一电动机或类似装置），其枢转驱动轮34以驾驭该车辆20。

车辆框架22还容纳电子控制器36（诸如可编程的逻辑控制器等），其可操作地连接到车辆20的各种部件并控制这些部件。如果车辆是自动的或手控的话，则控制器36以不同方式运作。例如，如果车辆20是自动的，那么，控制器36可接收无线指令，来控制驱动结构30和包装系统26。如此的指令可通过管理系统14（图6）发送，该管理系统协调和监控车辆20的车队运行。如果车辆20是手控的，则控制器36可接收来自车辆框架22所支承的按钮和开关和/或操作者的控制手柄38的指令信号。

控制器36接收来自由车辆框架22支承的一个或多个传感器40、42（诸如位置传感器、速度传感器、加速度传感器、负载传感器、车辆近程式传感器等）的信号。控制器36可根据从传感器40、42接收到的信号，阻止包装系统26的运行，这将在下文中进一步详细描述。控制器36还接收来自由包装系统26支承的一个或多个传感器44的信号。这些传感器44便于确定托盘装货物10的特征。例如，传感器44可以是确定托盘装货物10尺寸和在铲叉24上货物位置的光学传感器。传感器44可另外起作近程式传感器的功能，用以探测朝向车辆20和/或托盘装货物10的其它物体的存在和趋近。控制器36、传感器40、42和包装系统26的操作在下面结合图7作详细描述。

参照图1和2，货物支承件24正如其名字所暗示的那样，其在车辆20行驶时支承着托盘装货物10。货物支承件24一般地是细长的部件，它们沿水平方向间距开。每个货物支承件24包括用以支承托盘装货物10的上表面46。与上表面46相对，每个货物支承件24可转动地安装一个或多个非驱动轮48。该货物支承件24通过提升机构（诸如液压致动器或类似装置；图中未示出）垂直地位移（例如，接合托盘装货物10或脱开接合），该提升机构可操作地连接到控制器36。

现转到图1-5，包装系统26在车辆20朝向接收位置运输货物10的同时包装托盘装货物10。包装系统26包括支承立柱52，其从车辆框架22垂直地延伸。该支承立柱52对包装系统26的其它部件起作支承结构的作用，这些部件靠近支承立柱52的上端为悬臂。因此，支承立柱52可由多个高强度支架形成（包括钢材或类似材料；图中未示出）。通过连接到货物支承件24上的提升机构或其它提升机构（诸如其它的液压致动器或类似装置；图中未示出），支承立柱52和包装系统26的其它部件可独立于货物支承件24直地位移。

在其上端处，支承立柱52连接到循环轨道54，该循环轨道部分地形成围绕货物支承件24和托盘装货物10的包装路径。该循环轨道54具有从上观看（即，如图2所示）的大致矩形形状。如文中所使用的，术语“大致矩形”及其变型包括传统的矩形（即，具有平行侧边和尖角的矩形）、带有倒圆角的矩形（如图中所示），和/或具有其中相对侧边基本上平行（即，平行度在±5度之内）的四边的形状。有利地是，与上述的车辆相比，大致矩形的轨道54允许车辆20在相当有限的区域内作业，诸如狭窄的过道内。

具体地参照图3和4，该循环轨道54还包括多个壁，它们各可由相对高强度的材料（诸如钢材或类似材料）形成。诸壁包括顶壁56和从顶壁56的边缘向下延伸出来的侧壁58和60。下壁62和64分别从侧壁58和60向内延伸。间距开的内壁66和68分别从下壁62和64的边缘向上延伸。壁56-68一起形成内部通道70，该内部通道70部分地接纳可平移的载体72，该载体围绕托盘装货物10沿着轨道54移动。

载体72包括各种部件，这些部件便于围绕托盘装货物10移动卷筒12。尤其是，载体72包括装在轨道54内部通道70内的驱动机构74。该驱动机构74包括外壳76，外壳76可包括各种材料，诸如钢材或类似材料。外壳76支承外部的电触头78和80。电触头78和80分别接合另外的围绕内部通道70延伸的电触头82和84。因此，电触头78-84向安装在外壳76内的原动力86（诸如电动机或类似装置）提供电力。原动力86驱动轮子88和90，轮子分别由轨道54的下壁62和64支承。这样，驱动机构74沿着轨道54的内部通道70所限定的包装路径的循环和水平布置的部分移动。

驱动机构74连接到轨道54的内壁66和68之间的载体外壳92。该载体外壳92一般地沿垂直方向延伸并包括壁94，壁94可由各种材料（诸如金属、塑料或类似材料）形成。载体外壳92还安装驱动机构96，当载体72围绕托盘装货物10移动时，驱动机构96沿垂直方向移动卷筒12。驱动机构96包括原动力98（诸如另一电动机或类似装置），其从上部驱动机构74接受电力。原动力98驱动上部链轮100，该上部链轮100又驱动链条102。链条102还由靠近载体外壳92底部设置的下部链轮104导向。链条102固定地连接到支承支架106。该支承支架106延伸通过形成在载体外壳92内的垂直延伸的槽108并连接到薄膜分发滑架110。即，载体72形成垂直延伸的直线路径，滑架110和卷筒12沿着该直线路径相对于载体72移动。

滑架110包括上部支架112和下部支架114（诸如钢支架或类似构件），用以支承便于从卷筒12中分发薄膜的各种部件。下部支架114安装支承卷筒12的可转动的心轴116。支架112和114还安装导向辊子118、120和122，它们啮合从卷筒12分发出来的薄膜。薄膜在引导朝向托盘装货物10之前也被导向通过基于张力薄膜“割刀”124。

因此，驱动机构74和96同时通电，以沿着从上方观看的矩形循环路径（即，在水平平面内），以及沿相对于载体72的直线路径（即，在垂直平面内），移动滑架110和卷筒12。通过同时沿着该两个路径移动，滑架110和卷筒12沿着包装路径移动，该包装路径具有大致矩形的“螺旋形”形状。如此的形状类似于圆形的螺旋形状，但当沿着其螺旋形轴线观看（即，从上方观看）时，呈现为大致矩形而不是圆形。

驱动机构74和96也可在车辆驱动机构30通电时（即，在车辆20行驶时）通电。然而，本发明还提供响应于车辆20的运动参数来控制包装系统26操作的方法，运动参数诸如是转向角的变化率。现转到图7，如此的方法开始于过程方块200，其使用车辆20来接合和提升托盘装货物10。接下来，在过程方块202处，将来自卷筒12的包装薄膜的端头连接到托盘装货物10（例如，用手工方法将薄膜粘结到托盘装货物10或类似物体上）。在过程方块204处，车辆20朝向接收部位运输货物10。然而，如果车辆20静止不动的话（例如，在货物10仅运输短距离的情形中），则也可执行其后的动作。

在过程方块206处，控制器36接收要求包装的信号（来自车队管理系统14，来自操作者控制手柄38，或类似的装置）。在过程方块208处，控制器36启动拖盘包装计数器（诸如由控制器36维持的电子计数器）并检查传感器40、42和44的运行。控制器36然后通过在决策方块210处分析运动参数来确定车辆运动是否稳定。运动参数例如可以是车辆转向角的变化率，其根据从转向角传感器42（诸如联接到转向电动机35上的霍尔效应传感器，或类似传感器）中接收到的信号来予以确定。如果运动参数在预定范围之外（例如，不同于0弧度/秒±0.2弧度/秒），则方法就返回到过程方块208，以避免货物在包装时移位。如果运动参数在预定范围之内，那么，方法就继续到过程方块212。

在过程方块212处，控制器36接受有关车辆运动和托盘装货物10特征的信息。尤其是，控制器36确定卷筒12上的薄膜量（通过光学传感器、载荷传感器或类似传感器）、车辆的加速度（通过加速度传感器40或类似传感器），以及托盘装货物的尺寸（通过光学传感器44或类似传感器）。在决策方块214处，控制器36确定上述特征是否在执行包装操作的可接受范围之内。具体来说，控制器36确定卷筒12是否具有足够的薄膜来包装货物10，车辆20是否以可接受的方式加速，近程式传感器44是否没有探测到邻近的或趋近的物体，以及货物10是否已按大小布置在货物支承件24上，以在包装操作过程中使包装系统26不会撞击到货物10上。如果这些特征中的任何特征在可接受范围之外，则方法就前进到过程方块216。在过程方块216处，控制器36提供识别出在可接受范围之外的特征的故障码。控制器36还阻止包装系统26的操作（即，控制器36不对包装驱动机构74和96通电）。然而，车辆20可继续朝向接收部位运输货物10。相比之下，如果上述特征全都在可接受范围之内，则方法就前进到过程方块218。在过程方块218处，控制器36对驱动机构74和96通电，以用卷筒12所分发出来的薄膜来包装货物10。

接下来，控制器36确定包装操作在决策方块220处是否已经完成。这可用光学传感器44，通过识别滑架110已经横穿过了载体外壳92的长度等来实现。如果包装操作尚未完成，则方法返回到过程方块212。如果包装操作已完成，则方法前进到过程方块222并对驱动机构74和96断电。控制器36还更新包装计数器，该更新的计数可发送到车队管理系统14。在过程方块224处，方法作出结论，将托盘装货物10递送到接收部位。

车辆20和方法可以未在上面明确描述过的其它各种方式进行修改。例如，驱动机构30、74和96可被省略，并用便于手工移位车辆20和包装系统26的部件来替代。作为另一实例，转向电动机35可被省略，控制手柄38可直接转向车辆20。作为还有的另一实例，载体72和滑架110可采取不同的形式或包括不同的部件。滑架110例如可包括附加的部件，用于将标签和标记贴到包装好的托盘装货物上。

从以上所述中，应该明白到根据本发明的托盘装货物包装和运输车辆以及相关的方法提供了优于先前设计的诸多优点。尤其是，循环轨道54限定了相对于车辆20总体尺寸的相对紧凑的包装路径。因此，与先前设计不同，车辆20可在有限的区域内包装托盘装货物。同样地，铲叉24相对较短，因为在车辆框架22和货物10之间需要小的空间以允许载体72通过其间。因此，车辆20较之于先前的设计相当灵活可操纵。

特别是，本发明并不意图局限于文中所包含的实施例和说明，而是本发明包括含有各实施例的各个部分和不同实施例元件的各种组合的那些实施例的修改形式，它们限定在附后权利要求书的范围之内。

Claims (21)

1.一种货物包装和运输车辆，该车辆包括：

车辆框架；

货物支承件，所述货物支承件连接到所述车辆框架用于支承托盘装货物；

循环轨道，所述循环轨道连接到所述车辆框架并围绕所述货物支承件延伸；以及

心轴，所述心轴支承包装薄膜卷筒，并由围绕所述货物支承件的所述循环轨道导向，以用由包装薄膜卷筒中分发出来的包装薄膜来包装托盘装货物。

2.如权利要求1所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括由所述循环轨道支承并围绕所述货物支承件被导向的载体，所述载体能移动地支承所述心轴和所述包装薄膜卷筒。

3.如权利要求2所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述循环轨道形成循环的路径，所述载体围绕所述货物支承件沿着该循环路径被导向，所述载体形成直线路径，所述心轴和包装薄膜卷筒能够沿着该直线路径移动，所述循环轨道设置在水平平面内，所述直线路径设置在基本上垂直于所述水平平面的垂直平面内，以使所述心轴和所述包装薄膜卷筒围绕所述货物支承件在螺旋形路径内被导向，以包装所述托盘装货物。

4.如权利要求3所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述循环路径是大致矩形的循环路径。

5.如权利要求2所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括用于沿着所述循环路径驱动所述载体的第一驱动机构。

6.如权利要求5所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括用于沿着所述直线路径驱动所述心轴的第二驱动机构。

7.如权利要求6所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括：

用于驱动所述车辆的、由所述车辆框架支承的第三驱动机构；以及

控制器，所述控制器可操作地连接到所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述第三驱动机构，并协调它们的操作。

8.如权利要求1所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括控制器，所述控制器构造成分析车辆运动参数并操作地控制所述心轴沿所述循环轨道的运动，如果所述车辆运动参数在预定范围之内，则在车辆运输着所述托盘装货物的同时，所述控制器使所述心轴位移，以沿着所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒，并用所述包装薄膜卷筒分发出来的薄膜包装所述托盘装货物，而如果所述车辆运动参数不在预定范围之内，则在运输所述托盘装货物同时，阻止所述心轴沿所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒以及包装所述托盘装货物。

9.如权利要求8所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述车辆运动参数是所述物料搬运车辆的转向角的变化率。

10.如权利要求1所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述车辆还包括：

近程式传感器，所述近程式传感器构造成探测靠近所述车辆的物体存在；

控制器，所述控制器操作来控制所述心轴沿着所述循环轨道的运动，并可操作地连接到所述近程式传感器，如果所述近程式传感器探测到所述车辆附近物体的存在，则所述控制器阻止所述心轴沿所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒和包装所述托盘装货物，而如果所述近程式传感器没有探测到所述车辆附近物体的存在，则所述控制器使所述心轴位移而沿所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒和用由所述包装薄膜卷筒分发出来的薄膜包装所述托盘装货物。

11.一种货物包装和运输车辆，包括：

车辆框架；

货物支承件，所述货物支承件连接到所述车辆框架用于支承托盘装货物；

包装系统，所述包装系统连接到所述车辆框架并包括：

大致矩形的轨道，所述大致矩形的轨道形成围绕所述货物支承件的大致矩形的循环路径；

载体，所述载体由所述大致矩形的轨道支承，沿着围绕所述货物支承件的所述大致矩形的循环路径被导向，所述载体形成直线路径；

心轴，所述心轴可转动地由所述载体支承，并沿着所述直线路径被导向，所述心轴支承包装薄膜卷筒；

其中，所述心轴和所述包装薄膜卷筒沿着大致矩形的螺旋形路径被导向，以随着所述载体沿着所述大致矩形的循环路径被导向以及所述心轴沿着所述直线路径相对于所述载体被导向，用由包装薄膜卷筒中分发出来的薄膜包装托盘装货物。

12.如权利要求11所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述大致矩形的循环路径设置在水平平面内，所述直线路径设置在基本上垂直于所述水平平面的垂直平面内。

13.如权利要求11所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述包装系统还包括载体驱动机构，用以沿着所述大致矩形的循环路径驱动所述载体。

14.如权利要求11所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，所述包装系统还包括心轴驱动机构，用以沿着所述直线路径驱动所述心轴。

15.如权利要求11所述的货物包装和运输车辆，其特征在于，还包括控制器，所述控制器构造成分析车辆运动参数并操作地控制所述心轴和所述载体的运动，如果所述车辆运动参数在预定范围之内，则在车辆运输着所述托盘装货物的同时，所述控制器使所述载体和所述心轴位移，以沿着所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒，并用由所述包装薄膜卷筒分发出来的薄膜包装所述托盘装货物，而如果所述车辆运动参数不在预定范围之内，则在运输所述托盘装货物的同时，阻止所述载体和所述心轴沿所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒以及包装所述托盘装货物。

16.一种包装托盘装货物的方法，该方法包括以下步骤：

使用具有包装系统的物料搬运车辆来接合所述托盘装货物，所述包装系统具有心轴，所述心轴沿着围绕所述托盘装货物的包装路径导向包装薄膜卷筒；

使用所述物料搬运车辆朝向接收部位运输所述托盘装货物；

在运输所述托盘装货物的同时，确定所述物料搬运车辆的运动参数；以及

使所述心轴位移以沿着所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒，如果所述运动参数在预定范围之内，则在运输所述托盘装货物的同时，用由所述包装薄膜卷筒中分发出来的薄膜来包装所述托盘装货物，如果所述运动参数不在所述预定范围之内，则在运输所述托盘装货物的同时，所述心轴被阻止沿着所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒以及包装所述托盘装货物。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在运输所述托盘装货物的同时，接收所述物料搬运车辆处的包装要求信号；以及确定所述运动参数的步骤，该步骤包括响应于接收到所述包装要求信号来确定所述运动信号。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述运动参数是所述物料搬运车辆的转向参数。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述转向参数是所述物料搬运车的转向角的变化率。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述包装系统包括形成循环路径的轨道和沿着所述循环路径由所述轨道导向的载体，所述载体沿着直线路径相对于所述载体导向所述心轴，其中，使所述心轴位移以沿着所述包装路径导向所述包装薄膜卷筒的步骤包括：沿着所述循环路径导向所述载体，以及沿着所述直线路径相对于所述载体导向所述心轴。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述循环路径是大致矩形的循环路径。

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