CN107615097A - 带有扫描装置的电动搁架系统 - Google Patents

Abstract

一种移动式搁架系统，包括多个搁架隔间行，其包括安装在轨道上的至少一个被驱动搁架隔间以及通过使用发射器和探测器块来探测系统内的障碍物的扫描装置。

Description

带有扫描装置的电动搁架系统

发明领域

本发明涉及移动式搁架系统，尤其涉及一种具有电磁幕帘探测器的电动搁架系统。

发明背景

移动式搁架系统是用于减少储存所需的占地面积的常用手段。典型地，一系列成行的搁架隔间被安装成彼此邻接，从而消除搁架隔间之间通道所需的空间。搁架隔间安装在轨道上，使得当需要进入特定的搁架隔间时，搁架隔间可以沿轨道移动以开放通道。

搁架隔间可以手动移动或电机驱动，电动操作是优选的，特别是对于可能太重而不能手动移动的大型系统。传统的电气系统为每行搁架隔间提供一个电机，因此需要将大量的电力传送到每一行。由于每行都可以沿着轨道移动，所以提供功率是很麻烦的，通常借助架空的受电弓来完成。由于需要多个电机和相关的驱动部件以及受电弓以传送电力和控制信号，这种系统是复杂且昂贵的。

申请人已经开发了一种改进的移动式搁架系统，其包括可释放地耦合的行以克服这个问题。该搁架系统允许可选数量的搁架隔间与被驱动的搁架隔间串联耦合，并沿着轨道一齐被驱动以开放通道用于进入期望的搁架隔间，或以关闭通道。这就避免了在每一行都需要一个驱动电机以及相关的配电基础设施，从而节省了用户的时间和精力。

然而，对于电动搁架系统而言，系统内的物体或人员存在堵塞通道的危险。例如，如果用户在开放通道中，则第二用户可能想要进入不同通道中的位置并相应地指示系统移动隔间以允许访问该位置。因为系统是电子的，所以第二用户可能不知道第一用户在系统内，并且在隔间移动时存在对第一用户造成伤害的风险。

另外，可能有物体已经从隔间隔间的搁架上掉落到用户不知道的开放通道中。因此，当用户指示系统移动隔间时，该物体可能会在移动的隔间之间被挤压而造成物体的损坏和可能造成系统损坏。

因此，用户有责任首先检查开放通道，以确保没有障碍物；然而这容易造成人为错误和疏忽。在大型搁架系统的情况下，这可能是耗时的。已知的是使用踢板和压敏垫来消除这个问题，然而这些方法可能是昂贵且不可靠的。光束技术已被用于其他应用中来进行物体检测，但由于系统本身移动的固有问题，迄今尚未成功地适用于移动式搁架应用。

本发明的目的是提供一种具有用于检测系统内物体的存在的光幕帘探测器的移动式搁架系统，或者至少为公众提供有用的替代方案。

发明概述

在第一方面，本发明包括：一种用于移动式搁架系统的扫描装置，所述扫描装置包括多个发射器和多个相对的探测器，其中电磁信号从发射器发射出并被探测器接收到，并且障碍可以通过所述电磁信号的中断而被确定。

优选地，发射器被一起组合在发射器模块中，并且探测器被一起组合在相对的探测器模块中，并且其中发射器模块中的每个发射器向相对的探测器模块中的每个探测器发送信号，从而形成探测幕帘。多个发射器模块和多个探测器模块可以链接在一起以形成延伸的探测幕帘。

优选地，依次操作发射器模块中的每个发射器，相对的探测器模块中的每个探测器被关于信号的接收进行监测，并且其中如果相对的探测器模块中的任何一个探测器没有从发射器模块中的每个发射器接收到信号，则确定在探测幕帘中存在断裂。

发射器和探测器优选地被布置成与移动式搁架系统的搁架正交，并且移动式搁架系统被抬离地面，并且电磁信号通过移动式搁架系统的下面。电磁信号可以是红外信号或可见光信号，并且可以被调制成允许将信号与环境信号区分开来。

在第二方面，本发明包括：一种包括上述任何特征的移动式搁架系统，其中，如果探测到障碍物，则停止系统的移动，直到障碍物被移除。

应该注意的是，上面提到的任何一个方面都可以包括上面提到的任何其他方面的任何特征，并且可以适当地包括下面描述的任何实施例的任何特征。

附图说明

本发明的优选特征、实施例和变型可从下面的详细描述中推断出，下面的详细描述为本领域技术人员提供执行本发明的足够信息。该详细描述不被视为以任何方式限制本发明的前述概述的范围。该详细描述将参考如下的多个附图。

图1示出了具有第一开放通道的根据本发明的移动式搁架系统的透视图；

图2示出了无开放通道的处于静止状态的图1中的移动式搁架系统。

图3示出了具有第二开放通道的图1中的移动式搁架系统。

图4A示出了具有朝向探测器的光发射器的地面扫描系统的图1中的移动式搁架系统的俯视平面图。

图4B示出了具有从发射器传出的脉冲串和障碍物的图1中的移动式搁架系统的俯视平面图。

图5A示出了图1中的移动式搁架系统的俯视平面图，其具有从所有发射器到所有探测器的未被阻碍的信号。

图5B示出了图1中的移动式搁架系统的俯视平面图，其具有障碍物和已经被阻止从发射器行进到探测器的信号。

图6示出了图1中的移动式搁架系统的俯视平面图，其中具有包含多个发射器块和探测器块的地面扫描系统。

图7A示出了探测器块的示意图。

图7B示出了发射器块的示意图。

部件列表

附图包括以下附图标记：

10 移动式搁架隔间系统

20 固定的搁架行

21，22 搁架隔间

25 控制面板

30 第一可移动式搁架行

31-34 搁架隔间

35 进入按钮

37 通道

40 第二可移动式搁架行

41-44 搁架隔间

45 进入按钮

47 通道

50 驱动搁架行

53、54 搁架隔间

55 进入按钮

60 驱动模块

61 地面扫描系统

62 发射器

64 探测器

66 脉冲串

68 障碍物

70 光脉冲

72 发射器块

74 探测器块

75 微处理器

80 左手闩锁模块

90 右手闩锁模块

101、102 轨道

发明的详细描述

本发明的下面的详细描述参照了随附的附图。只要可能，将在整个附图和以下描述中使用相同的附图标记来指代相同和相似的部分。为了清楚或说明的目的，附图中示出的特定部分的尺寸可能已经被修改和/或夸大。

本发明提供了一种用于移动式搁架系统的地面扫描系统，该移动式搁架系统包括多个搁架隔间行，所述搁架隔间行包括安装在轨道上的至少一个被驱动搁架隔间。相邻的搁架隔间可释放地彼此耦合，从而允许可选数量的搁架隔间与被驱动的搁架隔间串联连接，并沿着轨道一齐被驱动以开放通道用于进入期望的搁架隔间，或以关闭通道。这避免了在每一行都需要有一个驱动电机以及相关的配电基础设施。地面扫描系统探测通道中可能存在的人员或物品，且如果检测到的话，则将阻止系统的操作，以确保安全。

图1中示出了结合本发明的移动式搁架隔间系统的透视图。该系统包括跨越在轨道之间的一系列搁架隔间，诸如轨道101和102之间的隔间31。相邻的隔间，从一边到另一边且背靠背连接起来以形成行。所示的系统具有包括隔间21和22的第一固定(即，非移动)行20、包括隔间31、32、33和34的第一可移动行30、包括隔间41、42、43和44的第二移动行40以及包括隔间53和54的驱动行50。这种装置是示范性的，本发明还包括包含更多或更少的行以及更多或更少的相邻隔间的其它布置。地面扫描系统在该图中是不可见的，但位于外部行(即隔间21、22和53、54)之下。

要接近特定的搁架隔间中的内容，相邻的行必须分开以形成通道。在图1中，行30和40被分开以形成通道37，以提供通向任何隔间31、32、43或44的通路。类似地，通道可以在行20和30以及行40和50之间形成。

为了允许和控制各行的推进，系统包括装配到固定行20的控制面板25；装配到驱动行50上的驱动模块60；装配到与可能需要通道的地方相邻的行上的一系列进入按钮35、45和55；还有左手闩锁模块和右手闩锁模块以允许相邻的行可释放地彼此耦合。只能在靠近通道的行上看到闩锁模块，其在图1中是在行30上的左手闩锁模块80和在行40上的右手闩锁模块90。控制面板可以装配到任何所需的行上。

控制模块25提供小键盘、显示器和扬声器以与系统管理员交互，显示状态消息并允许系统重置等。控制模块还与进入按钮、驱动电机和地面扫描系统接口对接，控制系统的运行。特别是，如果地面扫描系统检测到障碍物的存在，则系统的操作停止。

闩锁模块80和90提供机电装置以便将相邻的行可释放地彼此耦合，使得它们可以一齐被驱动或不被驱动，以及提供电触点以在各种系统元件之间提供低电压信号和功率总线。

驱动模块60向行50和联接到其的任何其他行提供动力。驱动模块可以采取多种形式，其中优选的实施例包括驱动链轮的齿轮电机，该链轮继而啮合轨道101内的链条。电机通常装配有电流监视器和旋转编码器以便于控制系统，该控制系统可以独立于负载地调整运动曲线以优化系统的行程时间，同时保持安全操作并且允许驱动行50的位置被确定。

进入按钮35、45和55为按压按钮以启动相邻通道的开放的用户提供简单的界面。这些按钮包括小电路板，用于向控制模块25发送开关闭合信号，并在来自控制模块的命令下点亮按钮中的灯。待机状态下，按钮点亮稳定的绿色。系统在搬运(transit)过程中，按钮变为红色，并充当紧急停止按钮。在由用户或控制面板发起紧急停止的情况下，按钮将闪烁红色，直到系统重置。按钮也可闪烁橙色以指示已经探测到障碍物。

系统在图2中以典型的默认静止状态显示，其中所有的行被压在一起从而消除了所有通道。选择默认的静止状态是为了最大限度地减少对任何特定搁架隔间的进入时间，因为系统只需开放所需的通道，而不必首先关闭不需要的通道，然后开放所需的通道。可选地，可以选择代替以在静止状态下开放特定的通道。这样的通道将根据相对访问频率进行选择，并可通过控制面板进行设置。在另一个实施例中，系统监测对每个通道的进入，并将默认开放通道设置到最经常访问的通道。

图3示出了具有第二通道47的系统，其中该第二通道47是开放的以提供通往任何一个搁架隔间41、42、53或54的通路。

光学幕帘探测器用于探测可能干扰搁架隔间21、22的移动的通道37、47内的物体的存在。通常使用可见光；也可以使用电磁光谱的红外部分或其他部分，每个都有其自身的优点。如果处理红外线，系统也可以帮助探测可能由于火灾而产生的热量。然而为了简洁起见，下面的讨论将限于在可见光谱中发射的LED。通过位于如图4A所示的系统的相对端处的具有LED发光器62和光电探测器64的地面扫描系统61来实现探测。发射器和探测器与搁架正交排列。为了方便，多个发射器62和支持电路被一起封装到发射器模块72中。发射器模块可以以菊花链链接在一起以形成任何所需长度的系统。类似地，多个探测器64与支持电路一起被封装到探测器模块74中。

为了给光幕帘提供间隙，搁架隔间被抬离地面。这也允许系统隐藏在隔间下面。有利地，该系统正交于搁架隔间运行，从而允许单个系统扫描多个搁架隔间的下面。发射器62和探测器64沿着外部搁架行20和50的基部以几厘米和十厘米之间的任何位置的间隔设置，并朝向彼此向内指向。外部行的基部和轨道101和102之间的位置确保在发射器和探测器之间不存在障碍物。每个发射器按顺序被激活并且向系统10的相对端发送编码脉冲串66以被所有对应的探测器64接收。脉冲串66能够在发射器光和其他环境和/或瞬态光变化之间进行区分。

如果系统内存在障碍物68，则其阻止脉冲串到达至少一个探测器，如图4B所示。通过单独启动每个发射器并对每个探测器进行单独监测，创建多个探测路径，从而产生覆盖大面积的光幕帘，同时允许幕帘中的小的断裂被探测到。探测器模块74中的每个探测器64必须接收来自相对的发射器模块72中的每个发射器62的脉冲，以使光幕帘被认为是未受损的。

在图5A中示出了在一对相对的发射器72和探测器74模块之间形成的所有光路径70。从该图中可以看出，发射器模块72中的每个发射器62向探测器模块61中的每个探测器64发送光脉冲70，这些脉冲70的纵横交错形成覆盖其间的所有空间的综合光幕帘。在这个例子中，每个发射器模块有5个发射器，以及在探测器模块有5个探测器。实际上，每个模块8个发射器/探测器是优选的，以最大化部件电子器件的效率。

如在图5B的示例中那样，当障碍物68处于光幕内时，其阻止若干光束70到达相应的探测器64。

如图6所示，通过连接多个发射器模块72和多个探测器模块74可以构成延伸的光幕帘，每个发射器模块72和探测器模块74各自包含相等数量的发射器62和探测器64。这允许根据模块连接的行宽来改变幕帘的宽度。模块末端的连接器提供操作所需的电信号和控制信号。普通的微处理器单元75控制探测过程。对于延伸的光幕帘，仅监测相对的发射器和探测器模块之间的光路径。

发射器模块72的部件优选地包括功率调节块、8位移位寄存器、与门和用于LED发射器62的LED缓冲器/驱动器。在扫描开始时，复位信号生效，且脉冲信号设置为“低”，以防止任何信号输出到LED上。一个“高”电平被时控输入(clocked into)移位寄存器，使得输出被使能。脉冲信号然后用签名波形进行调制，并且由于与门，只在被使能的LED上输出。在生成脉冲波形时，探测器模块74检查接收到的签名波形以确定哪些探测器64正在接收脉冲70。

一旦波形完成，一个“低”电平被时控输入移位寄存器，使输出1被禁止，而输出2被使能。对于输出2，再次产生脉冲波形，再次检测探测器。类似地，对于其余6个输出，关闭“低”电平，并且对输出3至8重复脉冲和探测过程。

一旦块已经完成扫描，如果有更多的模块处理数据输出信号，则会将“高”电平传播到下一个模块，并且在第一个输出被使能之后该过程再次继续另外8个输出。一个“低”电平总是被时控输入第一个移位寄存器，以确保只有一个“高”电平传播通过所有模块。因此，任何时候只有一个LED工作，从而避免任何串扰问题。

探测器模块74的部件优选包括功率调节块、8位移位寄存器、作为探测器64的光电晶体管和信号调节滤波器。光电晶体管接收来自LED和其他环境光源的入射光。为了提取脉冲信号，必须对光电晶体管输出进行滤波和处理。这包括初始的低通滤波器，以消除环境光照水平和50到120Hz的闪烁(从50Hz和60Hz的照明)。结果被放大，且窄带滤波器只允许那些靠近脉冲频率的频率通过。经滤波的信号与原始脉冲相乘并积分以与非脉冲信号区分。

最终输出被传递通过阈值探测器以恢复脉冲。在每个发射器扫描开始时，移位寄存器被复位。在脉冲串持续时间结束时，载荷信号生效以锁存输入到移位寄存器。锁存的数据然后移出寄存器并返回到处理器75以确定哪些探测器64接收到脉冲。对于相对的发射器块72中的每个发射器62重复这一步以建立扫描模式。

一旦所有块72、74的完整扫描已经完成，处理器75将具有用于每个发射器62的探测器输入结果，从而允许确定障碍物的存在。

因此，系统10的典型操作场景将是系统如图2所示在静止位置开始。想要进入搁架隔间32的人接近系统并按下按钮45以启动进入。控制模块25接收按钮按压并作为响应信号，使闩锁模块90脱离闩锁模块80；所有其他闩锁模块保持接合。

发射器62然后被激活，向探测器64发送脉冲串66。如果没有障碍物并且所有的探测器64都接收到脉冲串66，则驱动模块60被发信号通知向右移动，并且这样做使得行50和耦合的行40移动。当驱动模块感测到其已经移动足够时则其停止，在这个时候通道37已经被开放，并且使用者可以进入搁架隔间32。地面扫描系统被监测，且一旦指示通道已经空出超过两分钟，则驱动模块被发信号通知向左移动以关闭通道。然而，如果用户需要，可以通过主控制面板25禁用该功能。

优选地，如果没有障碍物，则系统10将进入“搬运”模式，并且控制面板25将发出低的“搬运”铃声，而扫描系统61将继续监测地面并且如果检测到障碍物则触发。所有按钮将变成红色，并在需要时充当紧急停止按钮。如果按下任何按钮，则系统将进入“停止”模式，且所有按钮将闪烁红色并显示报错消息。然后用户必须通过主控制面板25重置系统。

当目标通道完全开放时，控制面板25将发出“就绪”的铃声，而所有的按钮将变成绿色，指示系统可以安全地进入。

如果存在障碍物并且至少一个探测器64未能接收到脉冲串66，则提醒用户使其能够在按序继续之前去除障碍物。

优选地，一旦检测到障碍物，则系统10将启动“障碍物模式”，当发出报错铃声时，按钮将闪烁并且将显示报错消息。用户仍然能够通过按压并保持相关的进入按钮来以低速操作系统10以开放或关闭任何通道。在障碍物模式下运行时，电机电流监测仍然可以防止严重的挤压或过载。

不同于光幕帘中经常使用的激光二极管，发射器62优选为不需要准直的标准高亮度LED。这样产生的光源生产成本低廉，操作简单，寿命长且可靠。该系统的优点在于扫描系统61是没有移动部分(例如扫描镜)，也不需要提高可靠性和降低复杂度的光学透镜。没有特别的对齐要求，且因此安装是一个简单和成本有效的过程。

本发明符合存储设备制造商协会(SEMA)和欧洲制造业联盟(FEM)对办公家具的要求。所有电子产品都符合消费电子(CE)要求和所有相关的澳大利亚电磁兼容性(EMC)设计和安全标准。

读者现在将认识到本发明提供了具有用于确定系统内的障碍物的扫描装置的电驱动搁架系统。

在不偏离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行进一步的提高和改进。尽管本发明已经被示出和描述为被认为是最实用和最优选的实施例，但是应该认识到，在本发明的范围和精神内可以进行偏离，本发明不限于这里公开的细节而是要被赋予权利要求的全部范围，以包含任何和所有的等同设备和装置。在整个说明书中对现有技术的任何讨论决不应该被认为是承认这样的现有技术是广泛已知的或者形成了本领域的公知常识的一部分。

在本说明书和权利要求书(如果有的话)中，词语“包括(comprising)”及其派生词包括“包括(comprises)”和“包括(comprise)”包括所述整体中的每一个，但不排除包含一个或更多个其他整体。

Claims (12)

1.一种用于移动式搁架系统的扫描装置，所述扫描装置包括多个发射器和多个相对的探测器，其中电磁信号从所述发射器发射并被所述探测器接收，并且障碍物能够通过所述电磁信号的中断来被确定。

2.根据权利要求1所述的扫描装置，其中，发射器被一起组合在发射器模块中，并且探测器被一起组合在相对的探测器模块中，并且其中，发射器模块中的每个发射器向相对的探测器模块中的每个探测器发送信号，从而形成探测幕帘。

3.根据权利要求2所述的扫描装置，其中，多个发射器模块和多个探测器模块被链接在一起以形成延伸的探测幕帘。

4.根据权利要求2所述的扫描装置，其中，每个发射器被依次操作。

5.根据权利要求4所述的扫描装置，其中，当发射器模块中的每个发射器被操作时，相对的探测器模块中的每个探测器被关于信号的接收进行监测，并且其中，如果所述相对的探测器模块中的任何一个探测器接收不到来自所述发射器模块中的每个发射器的信号，则确定在探测幕帘中存在断裂。

6.根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置，其中，所述发射器和探测器被设置为与所述移动式搁架系统的搁架正交。

7.根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置，其中，所述移动式搁架系统被抬离地面，并且所述电磁信号通过所述移动式搁架系统的下方。

8.根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置，其中，所述电磁信号是红外信号。

9.根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置，其中，所述电磁信号是可见光信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置，其中，所述电磁信号被调制成允许将所述信号与环境信号区分开来。

11.一种移动式搁架系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的扫描装置。

12.根据权利要求11所述的移动式搁架系统，其中，如果检测到障碍物，则停止所述系统的运动，直到所述障碍物被移除。