CN113844846A - 装载和卸载系统和方法 - Google Patents

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R.D.索蒂尔
J.朝
S.兰吉尔
A.卡尔豪斯
S.G.帕特尔
A.M.武奥里宁
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Abstract

提供了用于将物品装载和卸载到载具上的方法和系统。在一个实施例中，一种系统包括:装载系统，被配置为接收被配置为存储物品的储物柜；穿梭传送系统，其被配置成将所述储物柜传送到载具内的存储位置；以及摆臂系统，联接到装载系统和穿梭传送系统，摆臂系统被配置为调节装载系统相对于载具的位置。

Description

装载和卸载系统和方法
技术领域
本发明一般涉及货物装载系统，更具体地说，涉及用于在载具内装载一个或多个容器的货物装载系统。
背景技术
一些载具可用于将物品运输到不同的地点。要运输的物品在尺寸、形状和重量上可能有所不同。这些物品通常由操作员根据其尺寸、形状和重量手动装载到卡车上。在某些情况下，装载物品可能会耗费操作员大量的时间和精力。
因此，期望提供用于将物品装载到载具上的改进的方法和系统。此外，结合附图和前述技术领域和背景，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了用于将物品装载到载具上和从其卸载的方法和系统。在一个实施例中，一种系统包括:装载系统，被配置为接收被配置为存储物品的储物柜；穿梭传送系统，其被配置成将所述储物柜传送到载具内的存储位置；和摆臂系统，联接到装载系统和穿梭传送系统，该摆臂系统被配置为调节装载系统相对于载具的位置。
在各种实施例中，所述装载系统包括至少两个轨道和至少两个坡道，所述至少两个轨道被配置成接收所述储物柜的轮子或脚轮，所述至少两个坡道中的每一个被联接到所述至少两个坡道中的一个坡道。
在各种实施例中，至少两个坡道被配置成在第一位置和第二位置之间枢转。
在各种实施例中，装载系统包括联接到至少两个轨道的框架。
在各种实施例中，装载系统包括锁定系统，该锁定系统被配置成将储物柜锁定到装载系统上。
在各种实施例中，锁定系统包括多个踏板，这些多个踏板被配置成绕枢轴点枢转并与所述储物柜的锁定模块接合。
在各种实施例中，多个踏板是机械控制和电控制中的至少一种。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括解锁模块，该解锁模块被配置为从锁定系统解锁储物柜。
在各种实施例中，摆臂系统包括被配置成在零度和一百八十度之间摆动的多个机械连杆。
在各种实施例中，摆臂系统的摆动运动是电控制、液压控制和机械控制中的至少一种。
在各种实施例中，摆动运动是基于电动机和再生制动而电控制的。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括至少两个轨道，该至少两个轨道被配置成接收锁的轮子或脚轮。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括穿梭机构，该穿梭机构是链条驱动、皮带驱动和螺杆驱动中的至少一种。
在各种实施例中，穿梭机构设置在至少两个轨道之间。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括穿梭传送模块，该穿梭传送模块被构造成与储物柜的传送模块接合，以使得储物柜能够横向移动。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括沿穿梭机构间隔开的多个穿梭输送模块。
在各种实施例中，穿梭传送系统包括轮廓保持凸缘导向件，该导向件被构造成约束储物箱的横向移动和垂直移动。
在另一个实施例中，提供了一种载具。该载具包括第一系统。第一系统包括:装载系统，被配置为接收被配置为存储物品的储物柜；穿梭传送系统，其被配置成将所述储物柜传送到载具内的存储位置；以及摆臂系统，联接到装载系统和穿梭传送系统，摆臂系统被配置为调节装载系统相对于载具的位置。
在各种实施例中，载具包括第二系统，并且第二系统包括:第二装载系统，其被配置为接收被配置为存储物品的第二储物柜；第二穿梭传送系统，其被配置为将第二储物柜传送到载具内的存储位置；以及第二摆臂系统，联接到第二装载系统和第二穿梭传送系统，第二摆臂系统被配置为调节装载系统相对于载具的位置。
在各种实施例中，第一系统完全配置在载具内。
附图说明
下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
图1是具有根据各种实施例的系统的载具的侧面剖视图；
图2是配置成与根据各种实施例的系统一起使用的储物柜一部分的侧视截面图；
图3是根据各种实施例的系统的侧面透视图；
图4是根据各种实施例的系统的装载系统的透视图；
图5是根据各种实施例的装载了储物柜的装载系统的剖视图；
图6是根据各种实施例的装载系统的锁定系统的放大透视图，并且是被配置为从锁定系统卸载锁的解锁模块的放大视图；
图7是根据各种实施例的提升臂系统在相对于载具的不同装载和卸载位置的剖视图；
图8A是根据各种实施例的储物柜位置的图示；
图8B是示出根据各种实施例的用于控制提升臂系统的扭矩曲线的曲线图；
图9是根据各种实施例的装载系统的穿梭传送系统的剖视图；
图10是根据各种实施例的穿梭传送系统的穿梭输送模块的放大透视图，并且是储物柜的输送模块的放大透视图；
图11是根据各种实施例的穿梭传送系统的一端的放大剖视图；
图12是根据各种实施例的穿梭传送系统的该一端的透视图；
图13-14是示出根据各种实施例的由系统装载储物柜的方法流程图；和
图15-16是示出根据各种实施例的通过系统卸载储物柜的方法流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不打算受前面的技术领域、背景、简要概述或下面的详细描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。如本文所使用的，术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的组件。
在各种实施例中，在运输载具的内部或外部实施简单系统的组合，以共同提供一种以最少的操作员参与从运输载具自动装载和卸载货物容器的快速方法。在各种实施例中，摇臂装载系统提供货物容器的快速装载，而不需要外部提升平台机构。在各种实施例中，当装载和卸载货物容器时，锁定机构自动约束容器。在各种实施例中，穿梭系统与锁定机构连接，以确保运动被最小化并且容器被自动固定。
例如，如图1-11的示例性实施例所示，提供系统10以用于向运输载具12装载物品和从运输载具12卸载物品。可以理解，运输载具12可以是具有货物空间的任何载具或非载具运输元件，包括但不限于卡车、飞机、海运载具、火车等。在各种实施例中，系统10可以被配置成通过调节系统10相对于运输载具12的方位来而能够在各种进入点(entry point)(例如，后进入点(如图所示)、侧进入点、前进入点等)进行装载和卸载。出于示例性目的，图中所示的示例性实施例示出了在运输载具12的后部进入点的卸载和装载。
在各种实施例中，系统10可以被配置为部分在运输载具12外部，部分在运输载具12内部，完全在运输载具12外部，或者完全在运输载具12内部。出于示例性目的，图中所示的示例性实施例示出了完全位于运输载具12内部的系统10。
在各种实施例中，系统10被配置成与滚动底盘(rolling chassis)(以下称为储物柜14)接合，该滚动底盘被配置成接收和固定用于运输的物品。如图2所示，储物柜14包括由脚轮或轮子18支撑的平台16。在各种实施例中，平台16被实现为箱或笼。可以理解，平台16可以具有用于接收物品的水平表面和/或侧壁的任何构造，并且不限于本发明的箱示例。在各种实施例中，平台16包括锁(未示出)，以将物品固定在储物柜14内。
在各种实施例中，储物柜14还包括连接到平台16的一个或多个锁定模块20。例如，锁定模块20可以位于偏离平台16的中心线的位置。锁定模块20向下延伸，并包括被构造成与系统10的装载系统24(图3)接合的表面，这将在下面更详细地讨论。
在各种实施例中，储物柜14还包括连接到平台16的传送模块22。例如，传送模块22可以位于例如沿着平台16的中心线相对于锁定模块20偏离的位置。传送模块22包括构造成与系统10的穿梭传送系统28(图3)接合的表面，这将在下面更详细地讨论。
现在参考图3-10，系统10通常包括装载系统24、摆臂系统26和穿梭传送系统28。装载系统24包括平台30和框架31，框架31连接到摆臂系统26并被配置成装载和卸载诸如储物柜14这样的容器。如图4-6所示，平台30包括两个或多个轨道32、两个或多个坡道34和锁定系统36。两个或多个轨道32联接到框架31，并且被配置成基本平行，以用于接收储物柜14的脚轮或轮子18。两个或多个坡道34在枢轴点38处可枢转地连接到两个或多个轨道32。两个或多个坡道34在装载中位置(如图5所示)和装载后位置(如图6所示)之间枢转。当处于装载中位置时，坡道34允许将储物柜14装载到装载系统24上。当处于装载后位置时，坡道34有助于防止储物柜14从装载系统24上滚下。
在各种实施例中，锁定系统36被构造成当储物柜14被装载到平台30上时与储物柜14的锁定模块20接合，以将储物柜14固定就位。例如，如图5所示，锁定系统36包括一系列踏板40-44，其构造成在选择性地与锁定模块20的表面接合的位置之间枢转。在各种实施例中，踏板40-44可以是弹簧加载的(如图所示)或是电致动的，以实现枢转。
例如，第一踏板40被弹簧加载以绕枢轴点46枢转，第二踏板42被弹簧加载以绕枢轴点48枢转，第三踏板44被弹簧加载以绕枢轴点50枢转。当储物柜被固定时，锁定模块20位于第二踏板42和第三踏板44之间(如图5所示)。当储物柜14未被固定以装载到穿梭传送系统28上时，第三踏板44枢转以将锁定模块20释放离位。在各种实施例中，第三踏板44由解锁模块52激活，解锁模块52被配置为摆臂系统26或穿梭传送系统28的一部分。当储物柜14未被固定以从装载系统24卸载时，第一踏板40枢转以将锁定模块20释放离位。在各种实施例中，第一踏板40由操作者激活或是电致动，等等
回到图3，摆臂系统26包括装载系统24和穿梭传送系统28之间的机械连接，允许臂从零度摆动到180度。在各种实施例中，四连杆系统可以连接到装载系统24的框架31和穿梭传送系统28的平台。例如，至少两个连杆机构可以在一端连接到框架31的任一侧，并且可以在另一端连接到穿梭传送系统28。可以理解的是，在各种实施例中可以实施其他联动配置。
如图7所示，摆动运动允许从不同高度快速储存、卸载和装载。例如，卸载/装载可以发生在高于运输载具12的装载接驳高度，如54所示。在另一个例子中，卸载/装载可以发生在与运输载具12相同高度或稍低于运输载具12的接驳高度，如56所示。在另一个例子中，卸载/装载可以发生在58处的地面高度。存储可以发生在对应于穿梭传送系统28的高度，如59所示。
在各种实施例中，机械联动装置的摆动运动可以是电控的、液压控制的、机械控制的或其任意组合，以确保储物柜14中物品的尺寸和重量的适当速度和加速度。当连杆由例如马达(未示出)电致动时，再生制动可用于调节速度。例如，一旦装载平台通过图8A所示的位置B(从位置C装载或从位置A卸载)，装载平台将需要自由下落并加速。可以基于图8B的曲线图中示出的扭矩曲线60、62来控制马达，以在时间64期间实现再生制动，该时间64从显示为66的点B开始，以减缓装载系统24自由落到地面上或运输载具12中。在这种情况下，再生制动将对装载系统24起到阻尼作用。可以理解，在各种实施例中可以实现用于调节摆动运动的速度和加速度的其他装置。
再次参考图3，穿梭传送系统28与摆臂系统26和装载系统24连接，以自动脱开锁定模块20，并允许储物柜14沿着运输载具12内的轨道系统68穿梭和存储。例如，如图9-11所示，轨道系统68包括两个或多个轨道70和穿梭机构72。两个或多个轨道70被构造成基本上平行，用于接收储物柜14的脚轮或轮子18，并且被构造成当处于装载后位置时基本上与装载系统24的轨道32对齐。穿梭机构72设置在装载系统的轨道32之间和穿梭传送系统的轨道70之间，并且可以是链条驱动的、皮带驱动的、螺杆驱动的等等，以控制储物柜沿着轨道32和70的运动(例如，向前和向后)。可以理解的是，轨道32和70内的穿梭机构72的构造允许在运输载具12内并排地为多个系统10提供足够的空间。
在各种实施例中，穿梭机构72包括穿梭传送模块74，穿梭传送模块74与储物柜14的传送模块22接合，以确保储物柜14在整个前后运动中被保持。如图9所示，穿梭传送模块74沿着穿梭机构72间隔开，以允许存储独特的储物柜尺寸。如图10所示，穿梭传送模块74定位成向传送模块22提供间隙，并使装载系统24(图3)摆动到位。
在各种实施例中，穿梭传送系统28包括轮廓保持凸缘导向件76，该导向件76构造成限制储物箱14的横向和垂直运动。凸缘导向件76与储物柜14的凸缘轨道相接。通过将保持凸缘导向件76与穿梭传送模块74的前/后控制相结合，穿梭系统自动地限制用于运输的储物柜14，避免了在运输载具12中对储物柜14的额外捆扎的需要。
现在参考图13-16并继续参考图1-12，流程图示出了将储物柜14装载到运输载具12和从运输载具12卸载储物柜14的方法100、200。可以理解，方法100、200的一个或多个步骤可以被添加或移除，而不改变方法100、200的精神。在各种实施例中，所示的方法100、200包括用于传达系统10的状态的传感器反馈。在各种实施例中，该方法的一个或多个步骤可以由控制系统自动化，和/或由操作员执行。
图13-14示出了将储物柜14装载到运输载具12上的示例性方法100。在102，操作员打开运输载具12的门，从而在104启动系统10。在106，传感器报告门是打开的并且是畅通。在108，机械系统被解锁(例如，通过物理方式或软件方式)，并且在110，传感器检测系统解锁。在112，装载系统24被降低到装载水平。在114，传感器报告装载系统24的水平。当在114处装载系统24没有达到期望的水平时，在116，装载系统24继续下降。当在114处装载系统24达到期望高度时，在118，停止下降。
此后，在120，坡道34降低到装载位置。在122，传感器检测到坡道34下降。在124，装载系统24可选地被锁定不能移动，并且在126，操作者将储物柜14装载到装载系统24上。在128，装载系统24接合储物柜14的锁定模块20。在130，传感器报告锁定模块20的接合状态。当在130处锁定模块20没有接合时，在132，摆臂系统26被阻止移动。当在128处锁定模块20接合时，在133，该方法继续。
从133开始，摆臂系统26被允许移动，并且在134发送通知以指示状态。一旦准备好移动，则在136，坡道34被提升。在138，传感器检测到坡道34升高，并且在140，装载系统24解锁以允许移动。
此后，在142，摆臂系统26被启动以向上移动。在144，传感器报告储物柜14是否已经到达顶部装载位置。当在144处储物柜14没有到达顶部装载位置时，在146，摆臂系统26保持上升。当在144处储物柜14到达顶部装载位置时，在148，装载系统停止，在150，机械锁脱离(例如，平台接触上端止动件)。在152，传感器报告储物柜14是否准备好穿梭。当在154处穿梭传送系统28不处于自动模式时，在155，操作者启动向穿梭传送系统28上的输送。当在154处穿梭传送系统28处于自动模式时，在156，穿梭传送系统28将储物柜14拉到运输载具12上，并在158处将储物柜14传送到下一个可用的穿梭输送模块74。在160，传感器指示出传送模块22的位置。一旦储物柜14就位，则在162，穿梭传送系统28停止(位置＝最大负载)。在164，操作员锁定机械系统，并在166关闭系统10。在168，操作员关闭运输载具12的门。
在图15-16中，流程图示出了用于从运输载具12卸载储物柜14的示例性方法200。在202，操作员打开运输载具12的门。在204，该系统被激活。在206，传感器读取门是打开的并且是畅通的。在208，操作员解锁机械系统。在210，传感器检测机械解锁。在212，准备好穿梭传感器。如果在214处系统没有被设置为自动模式，则在216，操作者开始转移。如果在214处系统被设置为自动模式，则在218，穿梭传送系统28拉动储物柜14。在220，储物柜14被转移到下一个可用的锁定模块20。在222处，传感器指示出位置。在224，穿梭传送系统28停止就位(位置＝平台)。在226，装载系统24下降到地面。在228，传感器检测平台是否到达地面。如果在228处平台没有到达地面，则在230，继续下降。一旦在228处平台到达地面，则在232，该方法继续。
从232开始，在234，平台停止。在236，装载坡道34被降低到卸载位置。在238，传感器检测下降的坡道34。在240，装载系统24被锁定不能移动。在242，储物柜14从装载系统24解锁。如果在244处传感器指示储物柜14仍然被锁定，则在246，发送通知指示储物柜14不能移动。如果在244处传感器指示储物柜14被解锁，则在248发送通知，指示储物柜14准备好移动。在250，储物柜14从装载系统24中移除。可选地，操作者可以选择将新的储物柜装载到装载系统上，以装载到载具中(方法100)，或者如果不再需要，将装载系统返回到载具中。在252，关闭系统10，并且在254，操作者关闭运输载具12的门。
虽然在前面的详细描述中已经给出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其合法等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
应当理解，在不脱离所附权利要求及其合法等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于将物品装载到载具上和从其卸载的系统，包括:
装载系统，被配置为接收被配置为存储物品的储物柜；
穿梭传送系统，其被配置成将所述储物柜传送到载具内的存储位置；和
摆臂系统，联接到装载系统和穿梭传送系统，该摆臂系统被配置为调节装载系统相对于载具的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装载系统包括至少两个轨道和至少两个坡道，所述至少两个轨道被配置成接收所述储物柜的轮子或脚轮，所述至少两个轨道中的每一个被联接到所述至少两个坡道中的一个坡道。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少两个坡道被配置成在第一位置和第二位置之间枢转。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述装载系统包括联接到所述至少两个轨道的框架。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述装载系统包括锁定系统，所述锁定系统被配置为将所述储物柜锁定到所述装载系统上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述锁定系统包括多个踏板，所述多个踏板被配置成绕枢转点枢转并与所述储物柜的锁定模块接合。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述多个踏板是机械控制和电控制中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述穿梭传送系统包括解锁模块，所述解锁模块被配置为从所述锁定系统解锁所述储物柜。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述穿梭传送系统包括至少两个轨道，所述轨道被配置为接收所述储物柜的轮子或脚轮。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述穿梭传送系统包括穿梭机构，所述穿梭机构是链条驱动、皮带驱动和螺杆驱动中的至少一种。
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