CZ37531U1 - Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů - Google Patents

Description

Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů

Oblast techniky

Technické řešení se týká modulárního systému pro příjem, uložení a výdej předmětů. Tento systém je určen pro automatické provádění operací spojených s odesíláním a doručováním zásilek.

Dosavadní stav techniky

V současnosti menší třídící depa využívají převážně manuální třídění zásilek, kdy pomocí lidských zdrojů dochází k roztřídění zásilek pro konkrétní kurýry, kteří je následně doručí.

U tohoto plně manuálního systému je potřeba poměrně velkých prostor ve skladových halách a jsou značně náročné na využití lidských zdrojů.

Proto jsou vedle tohoto manuálního třídění již dostupná řešení, která dokážou celý proces příjmu a uložení zásilek do určité míry zautomatizovat. Jedná se většinou buď o systémy regálových zakladačů nebo nejrůznější systémy autonomních vozíků, jezdících mezi regály nebo po kolejnicích nad skladovaným zbožím. Tyto systémy až na výjimky pracují v halových skladech.

Automatické systémy umístěné v halových skladech jsou velmi nákladné na realizaci i údržbu a vedle značných prostorových nároků potřebují alespoň základní obsluhu a neobejdou se tedy bez lidských zdrojů, i když jejich potřeba je významně nižší než při manuálním třídění.

Tyto automatické systémy jsou s ohledem na vysoké pořizovací náklady vhodné zejména pro velká centrální třídící depa, která tvoří první stupeň třídění balíků na příjmu pro jednotlivé konkrétní lokality. Nejsou tím pravým řešením pro následné třídění po přepravě směrem ke koncovým zákazníkům, případně prostřednictvím kurýrů, tedy v přípravě a zajištění výdeje, kde jsou potřebné menší kapacity a velké systémy tak nejsou rentabilní.

U velkých dep bývá navíc často problém s umístěním kvůli odporu místních obyvatel s ohledem na vysokou dopravní zátěž.

Pokud jde o výdej zásilek jednotlivým koncovým adresátům, jsou v současnosti rozšířeny automatické schránky na balíky. Na trhu je celá řada systémů umožňujících ukládání balíků do boxů na bázi skříněk s magnetickým zámkem, které se automaticky po identifikaci otevírají.

Tyto systémy slouží k přímému výdeji doručených zásilek danému zákazníkovi na základě elektronické identifikace, přičemž distribuce i vyzvednutí zásilek se provádí manuálně. Jejich nespornou předností je šetření pracovního času, neboť při výdeji není třeba přítomnost obsluhy, s tím spojená časově neomezená funkce 24/7, bez ohledu na denní dobu. Automatické schránky však neslouží kurýrům k hromadnému vyzvednutí zásilek a následnému doručení. Především však tyto schránky nezabezpečují přijímací část procesu operace se zásilkami ohledně jejich adresného ukládání a na jeho základě pak výdeje zásilek. Schrány jsou automatické co do zabezpečení a otevření, nikoliv však pokud jde o operace se vloženými zásilkami.

Sofistikovanějším řešením koncové části doručovacího procesu je automatická výdejna zásilek umístěné v kontejneru (Clevron 501). Systém je určen k přímému výdeji potravin koncovým zákazníkům, přičemž se jedná o chlazenou verzi. Toto řešení i přes výhody spočívající ve snížení podílu manuální práce stále vykazuje určité nedostatky. Obsluhu zajišťuje manipulátor, který zakládá zásilky po obou stranách a přemisťuje se tedy z jedné strany na druhou. V době, kdy manipulátor umisťuje zásilku nebo ji odebírá k výdeji, nastávají značné časové ztráty, takže rychlé umístění více zásilek za sebou prakticky není možné. Určité nedostatky souvisí i s tím, že pokud

- 1 CZ 37531 U1 je ukládání a odebírání zásilek je řešeno jediným manipulátorem, v případě dvouzónového chlazení prochází tento manipulátor dvěma odlišnými teplotními zónami, což má negativní vliv na teplotní stálost jednotlivých zón. Dílčí nevýhodu tohoto řešení představuje také skutečnost, že popsané zařízení využívá pro vyjmutí boxu magnet, a proto pracuje s boxy schopnými reagovat na magnet. Nelze tedy využít využít například standardizovaných plastových přepravek nebo jiných unifikovaných boxů.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení úložných a distribučních systémů do značné míry odstraňuje modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že systém obsahuje předávací okno tvořené jedním nebo dvěma uzavíratelnými otvory, u nichž je zvenčí umístěn identifikátor a komunikační prvek. Zevnitř pak je pod předávacím oknem umístěn váhový systém, určený k vážení ukládaných předmětů, který je od zbytku vnitřního prostoru na každé straně oddělen přepážkou opatřenou průchozím oknem. Za každou z obou přepážek je umístěn samostatně lineárně pojízdný tříosý zakládací manipulátor s dosahem na jednotlivé odnímatelné boxy zde umístěné zakládací zóny, tvořené alespoň jedním regálem. Systém je dále vybaven technickým prostorem pro řídicí a rozvodnou část, který má vstup uzavíratelný zvenčí.

Systém podle technického řešení má dále s výhodou pod předávacím oknem umístěný odkládací pult. Může zde být také vybaven krycí čelní stěnou pro uzavření předávacího okna při režimu mimo provoz. Dále může být v oblasti předávacího okna vybaven přístřeškem a zástěnou, v oblasti pod přístřeškem může být opatřen podlahou. Alternativně je opatřen také zpevněnou střechou s výdejním místem pro drony. Technický prostor systému s výhodou obsahuje chladicí zařízení propojené s boxy, jejichž úložný prostor je opatřen izolací.

Podstatnou výhodou modulárního systém pro příjem uložení a výdej předmětů podle technického řešení je skutečnost, že tento systém nepotřebuje skladové prostory v halách a funguje jako samostatná jednotka, umístěná kamkoli do vnějšího prostředí, přičemž k umístění stačí zpevněná plocha a připojení ke zdroji elektrické energie. Tím se významně snižují instalační nároky takového systému, tzv. cross-docku, ať už časové, nebo finanční.

Systém podle technického řešení je oproti výše uvedeným systémům plně autonomní a k jeho provozu tak není potřeba žádný personál. Plnění systému provádí přímo řidič svozového vozidla po přepravě do dané lokality, který zde pouze vkládá zásilky do předávacího okna.

Dosud známá řešení, zejména pak automatický sklad, vyžadují koncentraci velkého množství zásilek na jednom místě, aby bylo jejich pořízení a provoz rentabilní. Oproti tomu systémy podle technického řešení díky modularitě a poněkud menší kapacitě, přesto však dostatečné pro činnost například 5 kurýrů, mohou utvářet hustou síť. Významně se tím sníží potřebný počet kurýrů k následnému rozvozu i jejich nájezdové vzdálenosti. Závoz do systému podle technického řešení zůstává v zásadě srovnatelný se stávající praxí, jen s tím rozdílem, že velká závozová vozidla jedou postupně na více míst, přičemž jedno vozidlo plní 2 až 3 tyto systémy - cross-docky. Díky zefektivnění nájezdu kurýrů ve fázi přípravy na koncové doručení dochází k významné finanční úspoře a také k snížení podílu emisí na jednu doručenou zásilku.

Systém podle technického řešení umožňuje využití jak pro klasické zásilky nevyžadující zvláštní skladovací režim, tak i pro chlazenou nebo zónově chlazenou verzi, což u výše uvedených známých řešení přináší značnou komplikaci a díky velikosti chlazeného prostoru i výrazně vyšší provozní náklady. Navíc je systém šetrný i pokud jde o obsah zásilek, který by mohl být ovlivněn například působením magnetů, neboť prováděné operace s boxy využívají pouze mechanické síly.

- 2 CZ 37531 U1

S ohledem na malý ekosystém - jednotky vozidel denně - nemusí být systém podle technického řešení nutně umisťován do průmyslových zón, ale jeho instalace je možná v podstatě kamkoliv, snad s výjimkou historických center.

Zásadní rozdíl pro třídění zásilek pak je v tom, že díky dvěma zakládacím manipulátorům, regálům a výdejním pozicím, tvořícím dva samostatné funkční celky, vytvořený systém umožňuje násobně rychlejší plnění i výdej zásilek díky nezávislému paralelnímu chodu obou funkčních celků, což je pro využití jako cross-dock klíčové. Nabízí také násobně vyšší kapacity a může pracovat jak se zásilkami, jako jsou klasické balíky, tak i s chlazenou či částečně chlazenou verzí pro potraviny.

Systém podle technického řešení umožňuje také výdej jednotlivé zásilky koncovému zákazníkovi, není to však jeho primární funkcí, kterou je roztřídění a výdej více zásilek určených pro kurýra k realizaci koncového doručení. Systém přitom umožňuje dopravci založit i kurýrovi přijmout velké množství zásilek v krátkém čase z jednoho místa - předávacího okna, bez nároků na pracovní sílu, která by zajišťovala obousměrné manipulace.

Systém podle technického řešení umožňuje kromě příjmu a výdeje zásilek zajistit i jejich třídění a vážení, a to jak na vstupu, tak po přepravě.

Při využití chlazené verze je poměr kapacit ještě významně větší ve prospěch systému podle technického řešení. Navíc díky uzavřenému systému skladování je systém schopen lépe zajistit veškeré hygienické normy a sledování teplot.

Objasnění výkresů

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde značí:

obr. 1 nárys modulárního systému;

obr. 2 bokorys modulárního systému;

obr. 3 řez A-A naznačený v obr. 2 - pohled shora; a obr. 4 řez B-B naznačený v obr. 1 - boční pohled.

Příklad uskutečnění technického řešení

Jak je vidět z obr. 1 a 2 přiložených výkresů, zobrazujících výhodné provedení modulárního automatického systému pro příjem, třídění a výdej zásilek nebo jiných předmětů, tento systém je vybaven předávacím oknem 1 tvořeným zde dvěma uzavíratelnými otvory 2, u nichž je zvenčí umístěn identifikátor 3 a komunikační prvek 4. Z obr. 3 a 4 je pak patrné vnitřní uspořádání systému - pod předávacím oknem 1 je umístěn váhový systém 5 určený k vážení ukládaných předmětů, který je od zbytku vnitřního prostoru na každé straně oddělen přepážkou 7.

Každá z přepážek 7 je opatřena průchozím oknem 8 a odděluje prostor předávacího okna 1 od další - distribuční části, kde je na každé straně umístěn samostatně lineárně pojízdný tříosý zakládací manipulátor 9 s dosahem na jednotlivé odnímatelné boxy 6 zde umístěné zakládací zóny 10. Zakládací zóna 10 je tvořena regálem 11 pro uložení boxů 6. Systém je na své zadní straně vybaven technickým prostorem 12 pro řídicí a rozvodnou část, který zde má vstup 13 uzavíratelný zvenčí. Celá přední stěna s předávacím oknem 1 je odklopná pro zpřístupnění předávacího prostoru v případě potřeby.

Identifikátorem 3 je čtečka čárových kódů, která může být doplněna o dotykový displej, který pak slouží jako průvodce procesem příjmu a výdeje pro obsluhu, dále také pro potvrzení založení zásilky, což lze alternativně nahradit jednoduchým tlačítkem.

- 3 CZ 37531 U1

Zobrazený modulární systém má pod předávacím oknem 1 s automatizovaným uzavíráním umístěn odkládací pult 14 a je vybaven krycí čelní stěnou 15 pro uzavření předávacího okna 1 při režimu mimo provoz.

Systém je v oblasti předávacího okna 1 vybaven přístřeškem 16 a zástěnou 17 a pod přístřeškem 16 opatřen podlahou 18. Shora je systém opatřen střechou 20 s výdejním místem 21 pro drony.

Technický prostor 12 obsahuje chladicí zařízení 19 propojené s boxy 6, jejichž úložný prostor je opatřen izolací.

Tříosý zakládací manipulátor 9 může být vybaven vlastní kontrolní váhou, případně kamerou pro dokumentaci obsahu boxu 6.

Tento modulární systém pracuje tak, že předávacím oknem 1, které je obousměrné, je po načtení identifikátorem 3 vkládán předmět jedním z uzavíratelných otvorů 2 a komunikační prvek 4 předává data o předmětu načtená identifikátorem 3 do systému. Jednoznačná identifikace provází předmět po celou dobu pobytu v modulárním systému. Postup přes váhový systém 5 přiřadí k těmto datům údaj o hmotnosti předmětu, načež je box 6 s uloženým předmětem skrze průchozí okno 8 v průchozí přepážce 7 uchopen tříosým zakládacím manipulátorem 9 , který box 6 horizontálním pojezdem ve směru osy x kolmé k rovině předávacího okna 1 přesune na úroveň určené volné pozice v regálu 11 a následným vzestupným vertikálním pohybem ve směru osy y dopraví box 6 s předmětem do výše odpovídající určené volné pozici v regálu 11. Následuje pohyb boxu 6 směrem dovnitř regálu 11 ve směru osy z a dále krátký sestupný vertikální pohyb proti směru osy y, přičemž je box 6 s předmětem uložen do určené volné pozice v regálu 11. Systém zaznamená informaci o provedené operaci.

Při výdeji předmětu postupuje tříosý zakládací manipulátor 9 analogicky - provede výše popsané operace v opačném sledu a směru, tedy od vyjmutí boxu 6 z jeho pozice v regálu 11 až do jeho umístění do předávacího okna 1. Iniciace výdejních operací je přitom provedena komunikačním prvkem 4 v kombinaci s adresným signálem z identifikátoru 3.

Zásadní výhodou pro rychlost zakládání jsou dvě paralelní pozice v předávacím okně 1 - tvořené dvěma uzavíratelnými otvory 2: zatímco do jednoho se vkládá a přebírá předmět - balík/zásilka, z druhého vydává druhý z obou manipulátorů 9 předmět uložený v boxu 6 a následně je tak připraven prázdný box 6 pro příjem dalšího předmětu. Po vzájemně nezávislém provedení obou probíhajících kroků si obě pozice vymění úlohy. Tak je dosaženo značné časové úspory a mimořádné pohotovosti systému podle technického řešení pro rychlý příjem i výdej ukládaných předmětů. Zároveň je díky výše zmíněné koncepci systému zajištěno stabilní zónové chlazení, kdy se izolované prostory zakládacích zón 10 oddělené přepážkami 7 snadno chladí na různé teploty.

Průmyslová využitelnost

Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle technického řešení je přednostně využitelný při automatickém provádění operací spojených s odesíláním a doručováním zásilek. Jeho využití je však možné při adresném ukládání předmětů do boxů a jejich zpětném výdeji, například ve skladech a podobně. Díky zajištění stabilního chladicího režimu včetně zónového chlazení lze systém využít i v logistice potravinářského průmyslu.

Claims (7)

1. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů, zejména zásilek určených kurýrům, s možností třídění, vážení a/nebo zajištění zvláštního režimu, například chlazení, vyznačující se tím, že obsahuje předávací okno (1) tvořené jedním nebo dvěma uzavíratelnými otvory (2), u nichž je zvenčí umístěn identifikátor (3) a komunikační prvek (4), zevnitř pak je pod předávacím oknem (1) umístěn váhový systém (5) určený k vážení ukládaných předmětů před uložením do boxů (6), přičemž váhový systém (5) je od zbytku vnitřního prostoru na každé straně oddělen přepážkou (7) opatřenou průchozím oknem (8), kde za každou z obou přepážek (7) je umístěn samostatně lineárně pojízdný tříosý zakládací manipulátor (9) s dosahem na jednotlivé odnímatelné boxy (6) zde umístěné zakládací zóny (10), tvořené alespoň jedním regálem (11) pro boxy (6), a systém je dále vybaven technickým prostorem (12) pro řídicí a rozvodnou část, který má vstup (13) uzavíratelný zvenčí.

2. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 1, vyznačující se tím, že pod předávacím oknem (1) je umístěn odkládací pult (14).

3. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 1, vyznačující se tím, že je vybaven krycí čelní stěnou (15) pro uzavření předávacího okna (1) při režimu mimo provoz.

4. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 1, vyznačující se tím, že je v oblasti předávacího okna (1) vybaven přístřeškem (16) a zástěnou (17).

5. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 4, vyznačující se tím, že je v oblasti pod přístřeškem (16) opatřen podlahou (18).

6. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 1, vyznačující se tím, že technický prostor (12) obsahuje chladicí zařízení (19) propojené s boxy (6), jejichž úložný prostor je opatřen izolací.

7. Modulární plně automatický systém pro příjem, uložení a výdej předmětů podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřen střechou (20) s výdejním místem (21) pro drony.