EP4622893A1 - Lagerroboter sowie verfahren zum betrieb eines lagerroboters - Google Patents

Lagerroboter sowie verfahren zum betrieb eines lagerroboters

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Publication number
EP4622893A1
EP4622893A1 EP23810328.7A EP23810328A EP4622893A1 EP 4622893 A1 EP4622893 A1 EP 4622893A1 EP 23810328 A EP23810328 A EP 23810328A EP 4622893 A1 EP4622893 A1 EP 4622893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheels
storage robot
loading
storage
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23810328.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas PULS
Finn Buttgereit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cellgo GmbH
Original Assignee
Cellgo GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cellgo GmbH filed Critical Cellgo GmbH
Publication of EP4622893A1 publication Critical patent/EP4622893A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0492—Storage devices mechanical with cars adapted to travel in storage aisles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/065—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks non-masted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/02—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading with parallel up-and-down movement of load supporting or containing element
    • B60P1/027—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading with parallel up-and-down movement of load supporting or containing element with relative displacement of the wheel axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/063—Automatically guided
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/50—Electric vehicles; Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30—Height or ground clearance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/914—Height Control System

Definitions

  • a warehouse robot of this type is already known in the prior art. Reference is first made to the international patent application WO 2022/043507 A1. This primarily deals with a warehouse that has a track level and a storage level that is vertically spaced from it.
  • the warehouse is modularly composed of a large number of storage elements that are used both for the movement of warehouse robots and for the storage of containers.
  • the warehouse robot has two groups of wheels that can be alternately transferred between an active state and a passive state. The wheels of the first group are fixedly arranged on a housing of the warehouse robot and cannot be moved vertically relative to the housing.
  • the storage robot can be transferred between its loading position and its unloading position by means of a lifting device, whereby the loading surface can be moved vertically by means of the lifting device and thus the effective height of the storage robot can be changed.
  • US patent application 2014/0086714 A1 discloses a storage robot that has two groups of wheels.
  • the wheels of the first group are so firmly arranged on a housing that they cannot be moved vertically relative to the housing.
  • the wheels of the second group are vertically movable relative to the housing, so that by moving the movable wheels, the wheels of the two groups can be alternately transferred between a passive state and an active state.
  • the Storage robots have a lifting device by means of which an effective height of the storage robot can be changed so that it can be moved between a loading position and an unloading position.
  • the present application is therefore based on the object of providing a storage robot which is constructed more efficiently than the prior art.
  • the storage robot comprises a plurality of electric motors. These are provided in particular to drive the wheels of the storage robot in rotation so that the storage robot can be moved on a surface. Furthermore, at least some of the motors can be set up to adjust the height of at least some of the wheels, the respective wheels being movable in the vertical direction by means of the respective motors. This can be done in particular by means of a pivoting movement, as will be explained separately below and shown in the exemplary embodiment.
  • the storage robot On the upper side of the storage robot, it comprises a horizontally oriented loading surface, by means of which at least one container can be accommodated.
  • the loading surface is preferably flat in itself, whereby it is conceivable that individual elements, for example form-fitting elements, protrude vertically upwards beyond the loading surface.
  • On the underside of the storage robot it comprises a plurality of motor-driven wheels for moving the storage robot on a surface. The axes of rotation of the wheels are each oriented parallel to the loading area. This means that the storage robot can be moved in a plane that is oriented parallel to the loading area. In this way, the loading area is not tilted during movement of the storage robot over a surface, so that a container positioned on the loading area is continuously stored on a horizontal loading area.
  • the wheels of the storage robot are divided into at least two groups of wheels, typically into exactly two groups of wheels.
  • the groups of wheels differ in the orientation of the wheels assigned to them.
  • the wheels of a first group are aligned in a first direction of travel, so that the storage robot can be moved in the first direction of travel by means of a motor drive of these wheels.
  • the wheels of a second group are also aligned in a direction of travel, whereby this second direction of travel differs from the first direction of travel.
  • the second direction of travel is oriented perpendicular to the first direction of travel.
  • the orientation of the wheels is defined by the orientation of the axes of rotation of the wheels, whereby the respective direction of travel is oriented perpendicular to the axes of rotation of the respective wheels. Since the axes of rotation of the wheels are oriented parallel to the loading area, a storage robot designed in this way can be moved by means of the wheels of the two groups in a plane spanned by the axes of rotation of the wheels in two linearly independent directions, preferably in directions of travel oriented perpendicular to each other.
  • the spanned plane is oriented parallel to the loading area. If the loading area has a rectangular shape, the two compartments can, for example, be aligned in accordance with the two main axes of the rectangular loading area.
  • at least all wheels of one of the two groups, preferably all wheels of the storage robot have the same wheel diameter. In other words, preferably all wheels of the storage robot are of the same construction.
  • the wheels that are further away from the loading area are active, while the other wheels that are positioned closer to the loading area are passive.
  • the wheels in their passive state cannot be in contact with a particular ground. This does, however, apply to the wheels in their active state. In other words, the wheels in their active state determine the direction in which the warehouse robot can travel on the ground.
  • all wheels can be in their active state at the same time, i.e. the described distance between the axes of rotation of the wheels and the loading area is identical for all wheels. In this state, all wheels are in contact with the ground at the same time. This can be the case, for example, if all wheels of the storage robot are in a consistent extended position when the robot changes direction of travel or when lifting heavy containers, as explained separately below.
  • the storage robot is designed in such a way that it can be alternately transferred between a retracted unloading position and an extended loading position. These two positions differ in that an effective height of the storage robot, which is measured perpendicular to the loading surface, is greater when the storage robot is in its loading position than when it is in its unloading position.
  • the unloading position in which the effective height of the storage robot is comparatively low, the storage robot is suitable for traveling in a track level of the warehouse and moving underneath containers that are stored in a storage level of the warehouse without colliding with the containers.
  • the motors by means of which the wheels are moved between their retracted position and their two extended positions should be combined with one another in order to jointly lift the loading area - and finally the container. Accordingly, the wheels of the group that were previously in their retracted position are first moved to their first extended position. The wheels of all groups are then simultaneously in their first extended position and in contact with the ground and thus in their active state.
  • the wheels of all groups are then moved together, i.e. synchronously, by means of their respective motors into their second extended position, so that the loading area is raised and the warehouse robot is thus moved into its loading position.
  • the torques of all motors act in combination with one another, so that together they are able to lift the container. If, for example, the warehouse robot has a total of eight wheels divided into two groups, the container is lifted using the operating method described using a total of eight motors.
  • another advantage is that the warehouse robot stands stable on the ground and does not move during the transfer from the unloading position to the loading position, i.e. when taking over a respective container.
  • the warehouse has guide elements in its track plane that prevent lateral movement of the wheels, i.e. in the direction of the axis of rotation of the respective wheel.
  • the warehouse robot is effectively in a form-fit connection with the warehouse via its wheels, which prevents movement parallel to the track plane (especially in both directions of travel).
  • no separate braking of at least some of the wheels is required.
  • the axes of rotation of all wheels are arranged in a common entry plane when they are in their respective entry positions.
  • This design allows the storage robot to be constructed to be particularly flat overall, with a minimum effective height of the storage robot when all wheels of all groups are in their entry position at the same time.
  • the storage robot is typically not mobile on the ground. This may be because the wheels are not in contact with the ground. If they are, it is because the differently aligned wheels are blocking each other.
  • the wheels of one of the groups must first be moved relative to the loading area into one of the extension positions, so that only the wheels of this group that are aligned together in one direction of travel are in contact with the ground.
  • such a design of the storage robot can be advantageous in which the wheels of at least one group, preferably the wheels of all groups, are each mounted on a swivel arm.
  • the swivel arm is mounted directly or indirectly on a housing of the storage robot, forming a swivel axis.
  • the connection of the swivel arm to the housing is formed at a first end of the swivel arm, forming the swivel axis, while the respective wheel is mounted on an opposite end of the swivel arm.
  • a component axis of the swivel arm assigned to a respective wheel is parallel to the loading area when the wheel is in its retracted position and/or at an angle between 20° and 70°, preferably at an angle between 50° and 70°, more preferably at an angle of 60°, to the loading area when the wheel is in its first extended position and/or at an angle between 80° and 100°, preferably at an angle of more than 90° and 100°, to the loading area when the wheel is in its second extended position. is oriented.
  • the component axis In the case of a straight swivel arm, the component axis is the same as a longitudinal axis of the swivel arm. In the case of a curved or cranked swivel arm, the component axis runs straight from the swivel axis of the swivel arm to the axis of rotation of the wheel mounted on the swivel arm.
  • the angle between the component axis of a respective swivel arm and the loading area is more than 90°, with the swivel arm striking a stop.
  • the angle between the component axis and the loading area when striking a respective stop can be, for example, between 91° and 95°, preferably 93°.
  • the wheels of all groups are first brought into a common (first) extension position in order to transfer the storage robot from its unloading position to its loading position. All wheels are then moved synchronously into a further (second) extension position, which is further extended than the first extension position, whereby the storage robot is transferred from its unloading position to its loading position. Since all wheels are in contact with the ground, this mode of operation leads to the fact that, as explained above, a respective container is moved by means of the common torques of all motors, by means of which the wheels of all groups are moved between their retracted position and their extension positions, is lifted out of its respective storage location.
  • Fig. 4 The side view according to Figure 3, with the storage robot in its
  • Fig. 6 The isometric view of the storage robot according to Figure 5, which is in its
  • Fig. 8 A detail of two operating units of the storage robot according to Figure 1 ,
  • Fig. 9 An operating unit of the storage robot according to Figure 1.
  • FIG. 1 to 9 An embodiment shown in Figures 1 to 9 comprises a storage robot 1 according to the invention, which is suitable for storing in a storage area not shown in the figures to drive to the warehouse shown and to alternately pick up containers 3 from the respective storage locations 2 of the warehouse or to set them down at the storage locations 2.
  • the warehouse robot 1 in the example shown comprises a total of eight wheels 9, 10, by means of which the warehouse robot 1 can be moved on a surface 11.
  • the warehouse robot 1 comprises a plurality of motors 4, 5, which in the example shown are formed by electric motors.
  • the wheels 9, 10 are each arranged on an underside 8 of a housing 26 of the warehouse robot 1.
  • a loading surface 7 is formed on an upper side 6 of the housing 26 of the warehouse robot 1.
  • the loading surface 7 is flat, so that a container 3 which is stored on the loading surface 7 is oriented horizontally.
  • the wheels 9, 10 each have an axis of rotation 12 about which they can be driven in rotation by means of at least some of the motors 4, 5.
  • the wheels 9, 10 are arranged such that the axes of rotation 12, when the wheels 9, 10 are in their retracted position, are located in a common retraction plane 18 which is oriented parallel to the loading area 7.
  • the wheels 9, 10 are divided into two different groups, the wheels 9 of a first group being aligned together in such a way that the storage robot 1 can be moved in a first direction of travel 13 on the ground 11 by means of a rotary drive of these wheels 9.
  • the wheels 10 of the second group are aligned together in such a way that the storage robot 1 can be moved in a second direction of travel 14 on the ground 11 by means of a rotary drive of these wheels 10.
  • the storage robot 1 has a rectangular shape overall, with the loading area 7 in particular being rectangular.
  • the wheels 9, 10 can be in different positions relative to a housing 26 of the storage robot 1 in their active state or their passive state.
  • the wheels 9, 10 of both groups can each be transferred between their retracted position and two different extended positions.
  • the axes of rotation 12 of all wheels 9, 10 are in a common retracted plane 8 when they are in their respective retracted positions.
  • the first extended positions of the wheels 9, 10 are similar, so that - if all wheels 9, 10 were in their first extended position - the axes of rotation 12 of all wheels 9, 10 would be arranged in a common first extended plane 19.
  • the axes of rotation 12 of the wheels 9, 10 - if they were in their second extended position - would be arranged in a common second extended plane 20.
  • the wheels 10 of one group are in their retracted position, the wheels 9 of the other group are always in their active state when they assume one of the two extended positions.
  • the retracted level 8, the first extended level 19 and the second extended level 20 are oriented parallel to each other as well as parallel to the loading area 7.
  • the two extended positions differ for all wheels 9, 10 in that the distance 16 of the axis of rotation 12 of a respective wheel 9, 10 from the loading surface 7 is smaller when the wheel 9, 10 is in its first extended position than when it is in the second extended position.
  • This is particularly clear from a comparison of Figures 3 and 4, whereby in the situation shown in Figure 3 the wheels 9 of one group are in their second extended position and in the situation shown in Figure 4 they are in their first extended position.
  • the wheels 10 of the other group are in their retracted position in both states shown.
  • the transfer of the wheels 9, 10 from their first extended position to their second extended position is, in principle, accompanied by a transfer of the storage robot 1 from its unloading position to its loading position.
  • an effective height 17 of the storage robot 1 which is measured from a lowest point of a respective wheel 9, 10 or the ground 11 perpendicular to the loading surface 7 to the loading surface 7, is greater the further the wheels 9, 10 are extended in their active state. Since the wheels 9, 10 are extended further when in their second extended position than in the first extended position, the effective height 17 of the storage robot 1 increases as the wheels 9, 10 are transferred from the first extended position to the second extended position.
  • the extension positions are selected such that the difference between the effective heights 17, depending on the extension position of the wheels 9, 10, means that the distance between the ground 11 and the underside of a container 3 stored at a storage location 2 of the warehouse is overcome when the wheels 9, 10 are transferred from the first extension position to the second extension position.
  • the loading area 7 is raised so far that the storage robot 1 initially hits the underside of the container 3 and lifts it out of its storage location as the wheels 9, 10 continue to move.
  • the container 3 is then stored on the loading area 7 so that the storage robot 1 is in its loading position.
  • the difference between the two extension positions of the wheels 9 of one group can be seen particularly well in Figures 5 and 6.
  • the movement of the swivel arm 24 about the swivel axis 25 is necessarily accompanied by a movement of the wheel 9, 10 arranged on the swivel arm 24 in a direction perpendicular to the loading area 7.
  • the operating unit 21 is suitable for moving the respective wheel 9, 10 in the direction perpendicular to the loading area 7 (by means of the lifting motor 22) and for rotating the wheel 9, 10 about its axis of rotation 12 (by means of the drive motor 23).

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Lagerroboter (1), umfassend eine Ladefläche (7), eine Mehrzahl von Rädern (9, 10) zur Bewegung des Lagerroboters (1) auf einem Untergrund (11), wobei Räder (9) einer ersten Gruppe übereinstimmend in eine erste Fahrrichtung und Räder (10) einer zweiten Gruppe übereinstimmend in eine zweite Fahrrichtung (14) ausgerichtet sind, zwischen einer Einfahrposition, einer ersten Ausfahrposition und einer zweiten Ausfahrposition bewegbar sind, wobei ein Abstand (15, 16) zwischen der Drehachse (12) eines jeweiligen Rads (9) und der Ladefläche (7) bei Vorliegen in einer der Ausfahrpositionen größer ist als in der Einfahrposition, wobei der Lagerroboter (1) mittels Bewegung von Rädern (9, 10) von der ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung überführbar ist, wobei der Lagerroboter (1) derart betreibbar ist, dass sämtliche Räder (9, 10) gleichzeitig in ihrem Aktivzustand vorliegen, sodass der Abstand (15, 16) zwischen den Drehachsen (12) der Räder (9, 10) und der Ladefläche (7) bei allen Rädern (9, 10) identisch ist.

Description

Lagerroboter sowie Verfahren zum Betrieb eines Lagerroboters
Beschreibung
[01] Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Lagerroboter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Betrieb eines Lagerroboters gemäß Anspruch 12.
[02] Der Lagerroboter ist dazu vorgesehen, autonom Lagerstellen eines Warenlagers mit Containern zu beschicken. Dies umfasst sowohl das Abstellen von Containern an bzw. in den Lagerstellen als auch das Abholen von Containern von den Lagerstellen.
Stand der Technik
[03] Ein gattungsgemäßer Lagerroboter ist im Stand der Technik bereits bekannt. Hierzu wird zunächst auf die Internationale Patentanmeldung WO 2022/043507 A1 hingewiesen. Diese befasst sich primär mit einem Warenlager, das über eine Streckenebene sowie eine vertikal davon beabstandete Lagerebene verfügt. Das Warenlager ist modular von einer Vielzahl von Lagerelementen zusammengesetzt, die sowohl zur Fortbewegung von Lagerrobotern als auch zur Lagerung von Containern dienen. Der Lagerroboter verfügt über zwei Gruppen von Rädern, die wechselweise zwischen einem Aktivzustand und einem Passivzustand überführbar sind. Hierbei sind die Räder der ersten Gruppe fest an einem Gehäuse des Lagerroboters angeordnet und nicht vertikal relativ zu dem Gehäuse bewegbar. Dies gilt lediglich für die Räder der anderen Gruppe, die dadurch im Wechsel mit den Rädern der ersten Gruppe in Kontakt mit dem Untergrund bringbar und mithin im Wechsel mit den anderen Rädern zwischen einem Aktivzustand und einem Passivzustand überführbar sind. Zudem kann der Lagerroboter mittels eines Hebemittels zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung überführt werden, wobei mittels des Hebemittels die Ladefläche vertikal bewegbar und hierdurch die effektive Höhe des Lagerroboters veränderbar sind.
[04] Als weiterer Stand der Technik wird auf die US-Patentanmeldung 2014/0086714 A1 hingewiesen. Diese offenbart ebenfalls einen Lagerroboter, der über zwei Gruppen von Rädern verfügt. Hierbei sind die Räder der ersten Gruppe derart fest an einem Gehäuse angeordnet, dass sie nicht vertikal relativ zu dem Gehäuse bewegbar sind. Im Unterschied dazu sind die Räder der zweiten Gruppe vertikal relativ zu dem Gehäuse bewegbar, sodass mittels Bewegung der bewegbaren Räder die Räder der beiden Gruppen wechselweise zwischen einem Passivzustand und einem Aktivzustand überführbar sind. Ferner verfügt der Lagerroboter über ein Hebemittel, mittels dessen eine effektive Höhe des Lagerroboters veränderbar ist, sodass dieser zwischen einer Beladestellung und einer Entladestellung überführbar ist.
[05] Bei den bekannten Lagerrobotern hat es sich als nachteilig erwiesen, dass eine Vielzahl von elektrischen Motoren notwendig ist, um die verschiedenen Bewegungen der Räder und eines jeweiligen Hebemittels vornehmen zu können. Zudem ist mit Blick auf das Hebemittel für die Dimensionierung der Motoren erforderlich, dass diese zur Aufbringung von betragsmäßig vergleichsweise großen Hebekräften ausgelegt sind, sodass auch vergleichsweise schwere Container angehoben werden können. Der hohe Platzbedarf solcher Motoren erschwert die Konstruktion des Lagerroboters insgesamt, zu dem die Bestrebung besteht, eine kompakte und insbesondere leichte Bauform zu wählen.
[06] Weitere Lagerroboter sind aus den Dokumenten DE 10 2015 001 410 A1 und CN 206088191 U bekannt.
Aufgabe
[07] Der vorliegenden Anmeldung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Lagerroboter bereitzustellen, der im Vergleich zum Stand der Technik effizienter konstruiert ist.
Lösung
[08] Die zugrunde liegende Aufgabe wird mittels eines Lagerroboters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie der Beschreibung.
[09] Der Lagerroboter umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Motoren. Diese sind insbesondere dazu vorgesehen, Räder des Lagerroboters drehanzutreiben, sodass der Lagerroboter auf einem Untergrund bewegt werden kann. Ferner kann zumindest ein Teil der Motoren dazu eingerichtet sein, eine Höhenverstellung zumindest eines Teils der Räder zu bewirken, wobei die jeweiligen Räder mittels der jeweiligen Motoren in vertikale Richtung bewegbar sind. Dies kann insbesondere im Wege einer Schwenkbewegung erfolgen, wie nachstehend gesondert erläutert wird und im Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
[10] An einer Oberseite des Lagerroboters umfasst dieser eine horizontal orientierte Ladefläche, mittels der mindestens ein Container aufgenommen werden kann. Die Ladefläche ist bevorzugt in sich eben, wobei es denkbar ist, dass einzelne Elemente, beispielsweise Formschlusselemente, vertikal nach oben über die Ladefläche hinaus vorstehen. [11] An einer Unterseite des Lagerroboters umfasst dieser eine Mehrzahl von motorisch drehantreibbaren Rädern zu Bewegung des Lagerroboters auf einem Untergrund. Die Drehachsen der Räder sind jeweils parallel zu der Ladefläche orientiert. Dies führt dazu, dass der Lagerroboter in einer Ebene bewegbar ist, die parallel zu der Ladefläche orientiert ist. Auf diese Weise wird die Ladefläche während einer Bewegung des Lagerroboters über einen Untergrund nicht geneigt, sodass ein Container, der auf der Ladefläche positioniert ist, durchgehend auf einer horizontalen Ladefläche gelagert ist.
[12] Die Räder des Lagerroboters sind in mindestens zwei Gruppen von Rädern, typischerweise in genau zwei Gruppen von Rädern, aufgeteilt. Die Gruppen von Rädern unterscheiden sich durch die Ausrichtung der ihnen jeweils zugeordneten Räder. Somit sind die Räder einer ersten Gruppe übereinstimmend in eine erste Fahrrichtung ausgerichtet, sodass der Lagerroboter mittels motorischen Antriebs dieser Räder in die erste Fahrrichtung fahrbar ist. Entsprechend sind die Räder einer zweiten Gruppe ebenfalls übereinstimmend in eine Fahrrichtung ausgerichtet, wobei diese zweite Fahrrichtung sich von der ersten Fahrrichtung unterscheidet. Typischerweise ist die zweite Fahrrichtung senkrecht zu der ersten Fahrrichtung orientiert. Die Ausrichtung der Räder ist durch die Orientierung der Drehachsen der Räder definiert, wobei die jeweilige Fahrrichtung senkrecht zu den Drehachsen der jeweiligen Räder orientiert ist. Da die Drehachsen der Räder parallel zu der Ladefläche orientiert sind, ist ein auf diese Weise ausgestalteter Lagerroboter mittels der Räder der beiden Gruppen in einer durch die Drehachsen der Räder aufgespannten Ebene in zwei voneinander linear unabhängige Fachrichtungen bewegbar, bevorzugt in senkrecht zueinander orientierte Fahrrichtungen. Die aufgespannte Ebene ist parallel zu der Ladefläche orientiert. Sofern die Ladefläche eine rechteckige Form aufweist, können beispielsweise die beiden Fachrichtungen übereinstimmend mit den beiden Hauptachsen der rechteckförmigen Ladefläche ausgerichtet sein. Bevorzugt weisen zumindest alle Räder einer der beiden Gruppen, bevorzugt sämtliche Räder des Lagerroboters, einen gleichen Raddurchmesser auf. Mit anderen Worten sind vorzugsweise alle Räder des Lagerroboters baugleich.
[13] Die Räder der beiden Gruppen sind jeweils in einen Passivzustand und einen Aktivzustand versetzbar. Der Passivzustand und der Aktivzustand unterscheiden sich durch einen senkrecht zu der Ladefläche gemessenen Abstand zwischen den Drehachsen der jeweiligen Räder und der Ladefläche. Mithin ist ein senkrecht zu der Ladefläche gemessener Abstand zwischen den Drehachsen von Rädern, die sich in ihrem Passivzustand befinden, und der Ladefläche kleiner als ein gleichartig gemessener Abstand zwischen den Drehachsen der Räder, die sich in ihrem Aktivzustand befinden, und der Ladefläche. Demzufolge befinden sich die Räder, die in ihrem Aktivzustand vorliegen, in Kontakt mit dem Untergrund, während die in ihrem Passivzustand vorliegenden Räder nicht in Kontakt mit dem Untergrund stehen. Die Unterscheidung zwischen Passivzustand und Aktivzustand ist demzufolge anhand einer Relativposition der Räder untereinander bestimmt. Somit sind die Räder, die weiter von der Ladefläche entfernt sind, aktiv, während die anderen Räder, die näher an der Ladefläche positioniert sind, passiv sind. Prinzipbedingt können die in ihrem Passivzustand vorliegenden Räder nicht in Kontakt mit einem jeweiligen Untergrund stehen. Dies gilt hingegen für die in ihrem Aktivzustand vorliegenden Räder. Mit anderen Worten sind die in ihrem Aktivzustand vorliegenden Räder maßgeblich dafür, in welche Fahrrichtung der Lagerroboter auf dem Untergrund fahrbar ist.
[14] Des Weiteren ist vorgesehen, dass sämtliche Räder gleichzeitig in ihrem Aktivzustand vorliegen können, d.h. der beschriebene Abstand zwischen den Drehachsen der Räder und der Ladefläche bei allen Rädern identisch ist. In diesem Zustand stehen alle Räder gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich alle Räder des Lagerroboters im Zuge eines Wechsels der Fahrrichtung des Roboters oder zum Anheben schwerer Container in einer übereinstimmenden Ausfahrposition befinden, wie nachstehend gesondert erläutert wird.
[15] Weiterhin ist der Lagerroboter derart ausgestaltet, dass er wechselweise zwischen einer eingefahrenen Entladestellung und einer ausgefahrenen Beladestellung überführbar ist. Diese beiden Stellungen unterscheiden sich dadurch, dass eine effektive Höhe des Lagerroboters, die senkrecht zu der Ladefläche gemessen wird, bei Vorliegen des Lagerroboters in dessen Beladestellung größer ist als bei Vorliegen in dessen Entladestellung. In der Entladestellung, in der die effektive Höhe des Lagerroboters vergleichsweise gering ist, ist der Lagerroboter dazu geeignet, in einer Streckenebene des Warenlagers zu fahren und sich dabei unterhalb von Containern, die in einer Lagerebene des Warenlagers gelagert sind, zu bewegen, ohne mit den Containern zu kollidieren. Die Lagerebene ist entsprechend vertikal oberhalb der Streckenebene angeordnet, wobei ein vertikal gemessener Abstand der Lagerebene von der Streckenebene größer ist als die effektive Höhe des Lagerroboters bei dessen Vorliegen in seiner Entladestellung. Zwecks Übernahme eines Containers aus einer Lagerstelle des Warenlagers kann der Lagerroboter unterhalb eines Containers positioniert und sodann von seiner Entladestellung in seine Beladestellung überführt werden, wobei die effektive Höhe des Lagerroboters gesteigert wird. Hierdurch stößt der Lagerroboter von unten gegen den Container und hebt diesen bei einer weiteren Steigerung der effektiven Höhe aus seinem Lagerplatz. Fortan ist der Container auf der Ladefläche des Lagerroboters gelagert, sodass der Lagerroboter ihn abtransportieren kann.
[16] Der Lagerroboter ist derart ausgebildet, dass die Räder jeweils motorisch in eine Richtung senkrecht zu der Ladefläche zwischen einer Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition bewegbar sind. Die Einfahrposition und die Ausfahrposition unterscheiden sich dadurch, dass ein senkrecht zu der Ladefläche gemessener Abstand zwischen der Drehachse eines jeweiligen Rads und der Ladefläche bei Vorliegen dieses Rads in einer Ausfahrposition größer ist als in der Einfahrposition.
[17] Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Räder mindestens einer der Gruppen, vorzugsweise sämtliche Räder, motorisch in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen, nämlich mindestens eine erste Ausfahrposition und eine zweite Ausfahrposition, bewegbar sind, in denen sich die senkrecht zu der Ladefläche gemessenen Abstände der Drehachsen dieser Räder von der Ladefläche voneinander unterscheiden. Die Räder, die in mindestens zwei verschieden Ausfahrpositionen bewegbar sind, sind demzufolge insgesamt in mindestens drei verschiedene Positionen bewegbar, nämlich die Einfahrposition und zwei unterschiedliche Ausfahrpositionen. Bevorzugt sind die Räder in genau zwei unterschiedliche Ausfahrpositionen bewegbar und in diesen Ausfahrpositionen bestimmungsgemäß betreibbar. Die Bewegung der Räder ist dabei derart umgesetzt, dass die Räder in den verschiedenen Ausfahrpositionen verbleiben können. Mithin ist im Sinne der Anmeldung nicht jede Position eines jeweiligen Rads, die im Zuge einer Bewegung dieses Rads senkrecht zu der Ladefläche des Lagerroboters „durchfahren“ bzw.
„durchschritten“ wird, eine Ausfahrposition im Sinne der vorliegenden Anmeldung. Eine solche liegt erst dann vor, wenn das jeweilige Rad bestimmungsgemäß in der jeweiligen Position verbleibt bzw. verbleiben kann und der Lagerroboter bei Vorliegen der Räder in der jeweiligen Ausfahrposition bestimmungsgemäß in der Streckenebene des Warenlagers fahren kann. In der Regel befinden sich die Räder, die in einer der Ausfahrpositionen vorliegen, in ihrem Aktivzustand. Räder, die in ihrem Passivzustand vorliegen, befinden sich typischerweise in ihrer Einfahrposition. Gleichwohl ist es denkbar, dass die Räder einer der Gruppen jeweils in ihrer zweiten, weiter ausgefahrenen Ausfahrposition und in ihrem Aktivzustand (Kontakt mit dem Untergrund) vorliegen und die Räder der anderen Gruppe jeweils in der ersten, gegenüber der zweiten Ausfahrposition weiter eingefahrenen Ausfahrposition und folglich in ihrem Passivzustand vorliegen (kein Kontakt mit dem Untergrund).
[18] Die Bewegung der Räder, die (zusätzlich zu der Einfahrposition) in zwei verschiedene Ausfahrpositionen bewegbar sind, hat zur Folge, dass der Lagerroboter mittels dieser Bewegung zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung überführbar ist. Mithin ist der Lagerroboter mittels Bewegung der Räder von der ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung überführbar, wobei im Zuge der Veränderung der Ausfahrposition die effektive Höhe des Lagerroboters von einem ersten Höhenniveau auf ein zweites Höhenniveau vergrößert wird. Entsprechend ist der Abstand zwischen den Drehachsen der Räder und der Ladefläche bei Vorliegen der Räder in der zweiten Ausfahrposition größer als bei Vorliegen in der ersten Ausfahrposition. Bevorzugt sind die Drehachsen der Räder des Lagerroboters unabhängig von ihrer Position (Einfahrposition, Ausfahrpositionen) durchgehend horizontal orientiert, das heißt parallel zu der Ladefläche des Lagerroboters. Die Orientierung der Drehachsen der Räder wird demzufolge vorzugsweise durch eine Veränderung der Position der Räder relativ zur Ladefläche nicht verändert.
[19] Der erfindungsgemäße Lagerroboter hat viele Vorteile. Ihm liegt der Gedanke zugrunde, dass die Überführung zwischen der Beladestellung und der Entladestellung sowie das wechselweise Versetzen der Räder in ihren Aktivzustand bzw. ihren Passivzustand mittels derselben elektrischen Motoren erfolgen kann. Somit können die Räder mindestens einer Gruppe, vorzugsweise die Räder aller Gruppen, mittels eines elektrischen Motors ausgehend von der Einfahrposition in eine erste Ausfahrposition bewegt werden, in der diese Räder in ihrem Aktivzustand vorliegen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Räder der anderen Gruppe(n) in ihrer Einfahrposition vorliegen. Die erste Ausfahrposition ist derart gewählt, dass die effektive Höhe des Lagerroboters kleiner ist als ein vertikaler Abstand der Lagerebene des jeweiligen Warenlagers von der Streckenebene des Warenlagers. Der Lagerroboter befindet sich entsprechend in seiner Entladestellung, in der seine effektive Höhe von einem solchen Betrag ist, dass der Lagerroboter sich in dem Warenlager in der Streckenebene bewegen kann, ohne mit Containern zu kollidieren, die in der oberhalb der Streckenebene befindlichen Lagerebene gelagert sind. Mit anderen Worten kann der Lagerroboter in der Entladestellung unter den Containern her fahren.
[20] Mittels der Überführung der jeweiligen Räder von der ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition nimmt der Abstand der Ladefläche von den Drehachsen der Räder zu. Mit anderen Worten werden die Räder weiter ausgefahren. Da die Räder sich bereits Kontakt mit dem Untergrund befinden, kann diese Zunahme des Abstands zwischen Drehachsen und Ladefläche nur dadurch realisiert werden, dass die Ladefläche angehoben wird. Hierdurch wird die Überführung des Lagerroboters in seine Beladestellung realisiert, wobei sich die effektive Höhe des Lagerroboters vergrößert. Für den Betrieb eines jeweiligen Warenlagers kann dies dazu genutzt werden, die effektive Höhe des Lagerroboters auf einen Betrag zu vergrößern, der den Abstand der Lagerebene von der Streckenebene des Warenlagers übersteigt, sodass der Container mittels des Lagerroboters aus seinem jeweiligen Lagerplatz herausgehoben wird. Der Lagerroboter ist fortan mit dem Container beladen, der auf der Ladefläche des Lagerroboters gelagert ist. Der Lagerroboter kann sodann mitsamt dem darauf gelagerten Container entlang einer Fahrstrecke des Warenlagers fahren, wobei prinzipbedingt der Lagerroboter auf eine Fahrstrecke beschränkt ist, entlang der keine Container gelagert sind.
[21] Im Unterschied zum Stand der Technik ist mithin ein separates Hebemittel zur Anhebung der Ladefläche, das beispielsweise mittels separater elektrischer Motoren angetrieben werden muss, nicht erforderlich. Stattdessen werden die Motoren, die für die Bewegung der Räder senkrecht zu der Ladefläche (zwischen Einfahrposition und den Ausfahrpositionen) ohnehin erforderlich sind, um die Räder der beiden Gruppen wechselweise in Kontakt mit dem Untergrund zu bringen (das heißt wechselweise zwischen ihrem Aktivzustand und ihrem Passivzustand zu überführen) und dadurch den Lagerroboter in die jeweiligen Fahrrichtungen fahren zu können, in einer Doppelfunktion ferner dazu genutzt, die effektive Höhe des Lagerroboters zu verändern und mithin zwischen seiner Entladestellung und seiner Beladestellung zu wechseln. Bevorzugt wirkt hierbei jedes Rad mit einem eigenen Motor zusammen, der zur Umsetzung der beschriebenen vertikalen Bewegung des jeweils zugeordneten Rads eingerichtet ist.
[22] Bevorzugt können alle Räder des Lagerroboters zusätzlich zu der Einfahrposition in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen, vorzugsweise genau zwei verschiedene Ausfahrpositionen, bewegbar sein. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Überführung des Lagerroboters von seiner Entladestellung in seine Beladestellung gemeinsam mittels sämtlicher Räder bzw. den Motoren, die mit den Rädern Zusammenwirken, bewerkstelligt werden kann. Sofern - was bevorzugt ist - für die Bewegung der Räder zwischen der Einfahrposition und den Ausfahrpositionen für jedes Rad ein jeweils eigener Motor vorgesehen ist, können mittels der Kombination sämtlicher Räder die Drehmomente, die mittels der Motoren bereitgestellt werden können, kombiniert werden, sodass eine daraus resultierende Hebekraft, die der Lagerroboter insgesamt aufbringen kann, um einen Container aus seinem Lagerplatz zu heben, betragsmäßig größer ausfällt, als wenn nur die Räder einer Gruppe für die Überführung des Lagerroboters in seine Beladestellung genutzt würden. Hierdurch können auch Container angehoben werden, die eine vergleichsweise große Masse aufweisen, wobei gleichwohl die Motoren im Einzelnen mit einer vergleichsweise geringen Leistung - und mithin mit einem vergleichsweise geringen Bauvolumen - ausgeführt werden können. [23] Für den Betrieb des Lagerroboters bedeutet dies, dass er zunächst unterhalb eines Containers positioniert wird. Hierzu befinden sich die Räder einer der Gruppen in ihrem Aktivzustand und die Räder der anderen Gruppe(n) in ihrem Passivzustand. Da sich der Lagerroboter in seiner Entladestellung befindet, in der er unterhalb der Container fahren kann, liegen die Räder, die in ihrem Aktivzustand vorliegen, in ihrer ersten Ausfahrposition vor. Die Räder der anderen Gruppe befinden sich derweil in ihrer Einfahrposition. Nunmehr ist gewünscht, den oberhalb des Lagerroboters befindlichen Container aus dessen Lagerplatz zu heben. Da dieser eine vergleichsweise große Masse aufweist, sollen die Motoren, mittels derer die Räder zwischen ihrer Einfahrposition und ihren beiden Ausfahrposition bewegt werden, miteinander kombiniert werden, um gemeinsam die Ladefläche - und schließlich den Container - anzuheben. Entsprechend werden zunächst die Räder der Gruppe, die sich bisher in ihrer Einfahrposition befunden haben, in ihre erste Ausfahrposition überführt. Daraufhin befinden sich die Räder aller Gruppen gleichzeitig in ihrer ersten Ausfahrposition und in Kontakt mit dem Untergrund und mithin in ihrem Aktivzustand.
[24] Daraufhin werden die Räder aller Gruppen gemeinsam, das heißt synchron, mittels ihrer jeweiligen Motoren in ihre zweite Ausfahrposition bewegt, sodass die Ladefläche angehoben und damit der Lagerroboter in seine Beladestellung überführt werden. Dabei wirken die Drehmomente aller Motoren in Kombination miteinander, sodass sie gemeinsam in der Lage sind, den Container anzuheben. Sofern der Lagerroboter beispielsweise insgesamt acht Räder aufgeteilt auf zwei Gruppen aufweist, wird das Anheben des Containers unter Anwendung der beschriebenen Betriebsweise mittels insgesamt acht Motoren vorgenommen. Neben dem Vorteil der Kombination der Drehmomente aller Motoren besteht ein weiterer Vorteil darin, dass der Lagerroboter im Zuge der Überführung von der Entladestellung in die Beladestellung, das heißt der Übernahme eines jeweiligen Containers, stabil auf dem Untergrund steht und sich nicht bewegt. Dies liegt darin begründet, dass die Räder der verschiedenen Gruppen gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund stehen und sich daher gegenseitig an einer Drehbewegung hindern. Dieser Effekt kann im Übrigen durch die Ausgestaltung der Streckenebene des Warenlagers unterstütz werden. Bevorzugt verfügt das Warenlager in seiner Streckenebene über Führungselemente, die eine seitliche Bewegung der Räder, das heißt in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rads, verhindern. Wenn alle Räder in Kontakt mit dem Untergrund stehen (Aktivzustand) und mittels derartigen Führungselementen in der Streckenebene geführt sind, befindet sich der Lagerroboter über seine Räder effektiv in einem Formschluss mit dem Warenlager, der eine Bewegung parallel zur Streckenebene (insbesondere in die beiden Fahrrichtungen) unterbindet. Für die Stabilisierung der Position des Lagerroboters im Zuge der Übernahme eines Containers bedarf es keiner gesonderten Bremsung zumindest eines Teils der Räder.
[25] Nachdem der Container auf die Ladefläche übernommen wurde, werden nur die Räder einer Gruppe in ihrem Aktivzustand und ihrer zweiten Ausfahrposition belassen, während alle übrigen Räder wieder „eingefahren“, das heißt in ihren Passivzustand versetzt werden. Die Überführung der Räder in ihren Passivzustand kann sowohl in einer Bewegung zurück in die Einfahrposition als auch in die erste Ausfahrposition bestehen. In jedem Fall befinden sich fortan nur die Räder einer Gruppe in ihrem Aktivzustand und mithin in Kontakt mit dem Untergrund, sodass der Roboter mittels Drehantriebs dieser Räder auf dem Untergrund in eine Fahrrichtung fahrbar ist.
[26] Die Ausgestaltung, bei der alle Räder des Lagerroboters in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen, vorzugsweise genau zwei verschiedene Ausfahrpositionen, bewegbar sind, hat des Weiteren den Vorteil, dass ein Wechsel der Fahrrichtung des Lagerroboters möglich ist, ohne dass die effektive Höhe des Lagerroboters geändert wird. Dies wird nachstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gesondert erläutert.
[27] Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Drehachsen aller Räder bei Vorliegen in ihrer jeweiligen Einfahrposition in einer gemeinsamen Einfahrebene angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung kann der Lagerroboter insgesamt besonders flach konstruiert werden, wobei eine minimale effektive Höhe des Lagerroboters vorliegt, wenn sich sämtliche Räder aller Gruppen zeitgleich in ihrer Einfahrposition befinden. Für den Fall, dass die Drehachsen aller Räder gemeinsam in der Einfahrebene angeordnet sind, ist der Lagerroboter typischerweise nicht auf dem Untergrund fahrbar. Dies kann daran liegen, dass die Räder nicht in Kontakt mit dem Untergrund stehen. Sofern sie dies doch tun, liegt es daran, dass sich die unterschiedlich ausgerichteten Räder gegenseitig blockieren. Um die Fahrtüchtigkeit des Lagerroboters herzustellen, bedarf es zunächst der Bewegung der Räder einer der Gruppen relativ zu der Ladefläche in eine der Ausfahrpositionen, sodass nur noch die Räder dieser Gruppe in Kontakt mit dem Untergrund stehen, die gemeinsam in eine Fahrrichtung ausgerichtet sind.
[28] Die Anordnung der Räder aller Gruppen derart, dass sie bei Vorliegen in ihrer Einfahrposition in einer gemeinsamen Einfahrebene angeordnet sind, hat zudem den Vorteil, dass der Lagerroboter insgesamt von möglichst vielen gleichen Teilen bzw. Baugruppen gebildet sein kann. Insbesondere kann jedes Rad gemeinsam mit einem zugehörigen Motor zu einer Betriebseinheit verbunden sein, wie nachstehend gesondert dargelegt ist. [29] Analog zu der vorstehenden Erläuterung kann es weiterhin besonders vorteilhaft sein, wenn die Drehachsen aller Räder bei Vorliegen der Räder jeweils in ihrer ersten Ausfahrposition in einer gemeinsamen ersten Ausfahrebene angeordnet sind. Sofern sämtliche Räder in zwei verschiedene Ausfahrpositionen bewegbar sind, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Drehachsen aller Räder bei Vorliegen jeweils in ihrer zweiten Ausfahrposition in einer gemeinsamen zweiten Ausfahrebene angeordnet sind. Gemäß vorstehender Erläuterung ist der Abstand zwischen der ersten Ausfahrebene und der Ladefläche kleiner als der Abstand zwischen der zweiten Ausfahrebene und der Ladefläche.
[30] In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Rad, vorzugsweise mindestens ein Rad je Gruppe, weiter vorzugsweise sämtliche Räder des Lagerroboters, jeweils Teil einer Betriebseinheit. Eine solche Betriebseinheit umfasst zusätzlich zu dem jeweiligen Rad einen Hubmotor zur Bewegung des Rads zwischen seiner Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition und einen Fahrmotor zum Drehantrieb des Rads um dessen Drehachse. Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass die Funktionen „Vortrieb“ und „Höhenverstellung“ des Lagerroboters an den jeweiligen Rädern mittels verschiedener Motoren abgebildet sind, die für den jeweiligen Zweck gezielt ausgelegt und dimensioniert werden können. Somit ist es insbesondere für die Aufgabe der Höhenverstellung, insbesondere die Überführung des Lagerroboters zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung, erforderlich, dass Hebekräfte von bestimmtem Betrag aufgebracht werden können, um auch schwerere Container aus ihrem jeweiligen Lagerplatz heben zu können. Der Hubmotor kann gezielt für diese Aufgabe ausgelegt werden. Für den Drehantrieb der Räder sind wiederum andere Anforderungen zu stellen. Hierbei liegt der Fokus darauf, den Roboter im Betrieb zügig beschleunigen und mit einer bestimmten Geschwindigkeit entlang einer jeweiligen Fahrstrecke bewegen zu können. Hierfür ist es bevorzugt, wenn der Fahrmotor mit einem Getriebe zusammenwirkt, das ebenfalls Teil der Betriebseinheit sein kann. Der Fahrmotor kann bei dieser Ausgestaltung gezielt auf das Getriebe abgestimmt werden, sodass ein optimaler Fährbetrieb des Lagerroboters erreicht werden kann.
[31] Ferner ist die Zusammenfassung eines jeweiligen Rads mit dem Hubmotor und dem Fahrmotor im Hinblick auf eine zügige Wartung besonders vorteilhaft. Sollte es im Betrieb eines Lagerroboters zu einem mechanischen Defekt kommen, ist es wesentlich, einen solchen Effekt zügig beheben zu können, um die Ausfallzeit eines jeweiligen Lagerroboters zu minimieren. In der Praxis kann daraufhin die Betriebseinheit, die mutmaßlich defekt ist, zügig und einfach als Ganzes getauscht werden, sodass der Lagerroboter nach einer geringen Ausfallzeit wieder in den Betrieb gehen kann. Die Antriebseinheit kann daraufhin separat geprüft und gegebenenfalls repariert werden, ohne dass der Lagerroboter hierfür stillstehen muss.
[32] Weiterhin kann eine solche Ausgestaltung des Lagerroboters vorteilhaft sein, bei der die Räder mindestens einer Gruppe, vorzugsweise die Räder sämtlicher Gruppen, jeweils an einem Schwenkarm gelagert sind. Der Schwenkarm ist unter Ausbildung einer Schwenkachse mittelbar oder unmittelbar an einem Gehäuse des Lagerroboters gelagert. Beispielsweise ist die Anbindung des Schwenkarms an das Gehäuse unter Ausbildung der Schwenkachse an einem ersten Ende des Schwenkarms ausgebildet, während das jeweilige Rad an einem gegenüberliegenden Ende des Schwenkarms an selbigem gelagert ist. Der Schwenkarm kann beispielsweise mit einem Motor, insbesondere mit einem dedizierten Hubmotor, Zusammenwirken, mittels dessen der Schwenkarm um die Schwenkachse relativ zu dem Gehäuse verschwenkbar ist, sodass sich das an dem Schwenkarm gelagerte Rad auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse bewegt. Die Orientierung des Schwenkarms ist dabei derart vorgesehen, dass die Verschwenkung des Schwenkarms um die Schwenkachse zu einer Bewegung des Rads zumindest anteilig in eine Richtung senkrecht zu der Ladefläche des Lagerroboters erfolgt. Auf diese Weise kann das Rad mittels Verschwenkung des Schwenkarms senkrecht zu der Ladefläche bewegt und entsprechend von seinem Aktivzustand in seinen Passivzustand überführt bzw. zwischen seiner Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition, vorzugsweise mehreren Ausfahrpositionen, bewegt werden. Der Schwenkarm kann beispielsweise in sich gerade oder gekrümmt ausgebildet sein.
[33] Sofern der Fahrroboter mit beschriebenen Schwenkarmen ausgestattet ist, kann es des Weiteren vorteilhaft sein, wenn eine Bauteilachse des einem jeweiligen Rad zugeordneten Schwenkarms bei Vorliegen des Rads in seiner Einfahrposition parallel zu der Ladefläche und/oder bei Vorliegen des jeweiligen Rads in dessen erste Ausfahrposition unter einem Winkel zwischen 20° und 70°, vorzugsweise unter einem Winkel zwischen 50° und 70°, weiter vorzugsweis unter einem Winkel von 60°, zu der Ladefläche und/oder bei Vorliegen des Rads in dessen zweite Ausfahrposition unter einem Winkel zwischen 80° und 100°, vorzugsweise unter einem Winkel von mehr als 90° und 100°, zu der Ladefläche orientiert ist. Bei einem in sich geraden Schwenkarm ist die Bauteilachse gleichbedeutend mit einer Längsachse des Schwenkarms. Bein einem gekrümmten oder gekröpften Schwenkarm verläuft die Bauteilachse in sich gerade von der Schwenkachse des Schwenkarms bis zu der Drehachse des an dem Schwenkarm gelagerten Rads.
[34] Die Orientierung des Schwenkarms parallel zu der Ladefläche bei Vorliegen des zugehörigen Rads in dessen Einfahrposition hat den Vorteil, dass die effektive Höhe des Lagerroboters auf ein Minimum reduzierbar ist. Umgekehrt ist die effektive Höhe des Lagerroboters maximal, wenn der Schwenkarm ausgehend von einer horizontalen, das heißt parallel zu der Ladefläche orientierten Stellung um zumindest im Wesentlichen 90° nach unten ausgelenkt wird, wobei die Bauteilachse des Schwenkarms senkrecht zu der Ladefläche orientiert sein kann. Für den Betrieb des Lagerroboters bei Vorliegen der Räder einer Gruppe in der zweiten Ausfahrposition ist es dabei nicht notwendigerweise vorteilhaft, den Schwenkarmen in eine solche Stellung, das heißt senkrecht zu der Ladefläche, zu orientieren, da dies eine instabile Stellung ist, in der der Schwenkarm unter Einwirkung einer Belastung sowohl in die eine als auch in die andere Richtung schwenken kann. Um die Krafteinwirkung auf den Schwenkarm eindeutig zu gestalten, ist es entsprechend bevorzugt, wenn der Winkel zwischen der Bauteilachse des Schwenkarms und der Ladefläche bei Vorliegen des zugehörigen Rads in dessen zweite Ausfahrposition größer 90° oder kleiner 90° ist. Um gleichwohl in der zweiten Ausfahrposition eine möglichst große effektive Höhe des Lagerroboters zu erreichen, ist der genannte Bereich zwischen 80° und 100° betreffend den genannten Winkel vorteilhaft.
[35] Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen der Bauteilachse eines jeweiligen Schwenkarms und der Ladefläche mehr als 90°, wobei der Schwenkarm an einem Anschlag anschlägt. Dies hat den Vorteil, dass die Schwenkarme bei Vorliegen der jeweiligen Räder in deren zweiter Ausfahrposition eigenstabil an dem Anschlag gelagert sind. Die Position der Schwenkarme kann dementsprechend auch ohne Bestromung der jeweils zugeordneten Hubmotoren stabil bleiben. Der Winkel zwischen der Bauteilachse und der Ladefläche kann beim Anliegen an einem jeweiligen Anschlag beispielsweise zwischen 91° und 95° liegen, vorzugsweise 93° betragen.
[36] Sofern der Lagerroboter an den Rädern mit jeweils einem beschriebenen Schwenkarm ausgestattet ist, kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn ein dem jeweiligen Schwenkarm zugeordnete Hubmotor mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse gelagert ist, sodass mittels des Hubmotors der Schwenkarm motorisch um die Schwenkachse relativ zu dem Gehäuse verschwenkbar ist. Der Fahrmotor ist bei dieser Ausgestaltung bevorzugt an dem Schwenkarm gelagert, sodass er bei Überführung des Rads zwischen dessen Einfahrposition und mindestens eine Ausfahrposition auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse bewegbar ist. Mit anderen Worten ist der Fahrmotor dem Rad zugeordnet, das ebenfalls an dem Schwenkarm gelagert und in der beschriebenen Weise auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse bewegbar ist. Bei dieser Ausgestaltung können besonders einfach die vorstehend beschriebenen Betriebseinheit gebildet sein, die jeweils einen Hubmotor, einen Schwenkarm, einen Fahrmotor, gegebenenfalls ein mit dem Fahrmotor zusammenwirkendes Getriebe sowie ein Rad umfassen.
[37] In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.
[38] Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: Zunächst fährt der Lagerroboter mittels eines motorischen Drehantriebs der Räder einer der Gruppen über einen Untergrund und hält an einer mit einem Container beladenen Lagerstelle unterhalb des Containers an. Hierbei liegt der Lagerroboter in seiner Entladestellung vor, in der seine effektive Höhe einen vertikalen Abstand zwischen dem Container und dem Untergrund (bzw. einer Lagerebene und einer Streckenebene des jeweiligen Warenlagers) unterschreitet. Auf diese Weise kann der Lagerroboter unter den Container fahren, ohne mit dem Container zu kollidieren. Die drehangetriebenen Räder befinden sich in ihrem Aktivzustand und befinden sich entsprechend in Kontakt mit dem Untergrund. Die Räder der anderen Gruppe befinden sich in ihrem Passivzustand.
[39] Sodann werden die Räder zumindest einer der Gruppen motorisch in eine Ausfahrposition bewegt, bei deren Vorliegen die effektive Höhe des Lagerroboters den vorstehend beschriebenen Abstand zwischen dem Container und dem Untergrund übersteigt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Lagerroboter von seiner Entladestellung in seine Beladestellung überführt wird, wobei infolge des Anhebens der Ladefläche der Container aus seinem Lagerplatz abgehoben wird. Folglich ist der Container fortan auf der Ladefläche des Lagerroboters gelagert. Die Überführung der Räder der jeweiligen Gruppe kann insbesondere ausgehend von einer ersten Ausfahrposition in eine zweite Ausfahrposition erfolgen, wobei der Lagerroboter bei Vorliegen der Räder in der ersten Ausfahrposition in seiner Entladestellung und bei Vorliegen der Räder in ihrer zweiten Ausfahrposition in seiner Beladestellung vorliegt. [40] Nach der Übernahme des Containers auf die Ladefläche fährt der Lagerroboter mittels motorischen Drehantriebs der Räder einer der Gruppen mitsamt dem auf der Ladefläche gelagerten Container über den Untergrund.
[41] Das erfindungsgemäße Verfahren ist mittels des erfindungsgemäßen Lagerroboters besonders einfach durchführbar. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile sind vorstehend bereits beschrieben. Insbesondere kann das Anheben eines jeweiligen Containers mittels derselben Motoren erfolgen, mittels derer die Räder der verschiedenen Gruppen jeweils zwischen ihrer Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition überführbar sind. Die Ausbildung eines gesonderten Hebemittels zur Anhebung der Ladefläche, wie es im Stand der Technik bekannt ist, kann entfallen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Räder sämtlicher Gruppen bzw. sämtliche Räder des Lagerroboters zusätzlich zu der Einfahrposition in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen, vorzugsweise genau zwei verschiedene Ausfahrpositionen, überführbar sind.
[42] Gemäß der Erfindung werden zum Wechsel der Fahrrichtung des Lagerroboters die Räder der Gruppe, deren Räder sich bislang in ihrem Passivzustand befinden, motorisch in eine Ausfahrposition bewegt, in der die Räder dieser Gruppe übereinstimmend mit den Rädern einer der Gruppen, deren Räder sich bislang in ihrem Aktivzustand befunden haben, gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund stehen. Beispielsweise umfasst der Lagerroboter zwei Gruppen von Rädern, eine Gruppe für die Fahrt in eine erste Fahrrichtung und eine zweite Gruppe für die Fahrt in eine von der ersten Fahrrichtung verschiedene zweite Fahrrichtung, wobei beispielsweise die zweite Fahrrichtung senkrecht zur ersten Fahrrichtung orientiert sein kann. Sofern der Lagerroboter lediglich zwei verschiedene Gruppen von Rädern umfasst, was zu bevorzugen ist, stehen demzufolge nunmehr sämtliche Räder des Lagerroboters gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund. Mit anderen Worten sind die senkrecht zu der Ladefläche gemessenen Abstände der Drehachsen sämtlicher Räder von der Ladefläche in diesem Zustand identisch. Folglich liegen in diesem Zustand sämtliche Räder des Lagerroboters in ihrem Aktivzustand vor. Sodann werden die Räder der Gruppe(n), die sich bereits zuvor in ihrem Aktivzustand befunden haben, in Richtung ihrer Einfahrposition, vorzugsweise in ihre Einfahrposition, bewegt und somit in ihren Passivzustand überführt. Fortan liegen folglich nur noch diejenigen Räder in ihrem Aktivzustand vor, die zuvor in ihre jeweilige Ausfahrposition bewegt wurden. Da diese Räder einer gemeinsamen Gruppe angehören und mithin in eine gemeinsame Fahrrichtung ausgerichtet sind, kann der Fahrroboter sodann mittels Drehantriebs dieser Räder auf dem Untergrund fahren. Diese Fahrrichtung unterscheidet sich von der Fahrrichtung, in die der Lagerroboter bewegbar war bzw. bewegt wurde, als sich die Räder der anderen Gruppe in ihrem Aktivzustand befunden haben und sich jetzt in ihrem Passivzustand befinden.
[43] Der besondere Vorteil dieser Art des Wechsels der Fahrrichtung besteht darin, dass der Lagerroboter sich im Zuge dessen nicht bewegen kann und somit seine Position zu jedem Zeitpunkt genau bekannt ist. Dies liegt darin begründet, dass sich bei dem Übergang von der einen Fahrrichtung in die andere Fahrrichtung die Räder unterschiedlicher Gruppen, vorzugsweise sämtliche Räder des Lagerroboters, gemeinsam in Kontakt mit dem Untergrund, das heißt ihrem Aktivzustand, befinden. Hierdurch blockieren sich die Räder beim Fahrrichtungswechsel gegenseitig, ggf. in Zusammenwirkung mit Führungselementen des Warenlagers, wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Anheben von Containern bereits erläutert wurde. Des Weiteren ist es von besonderem Vorteil, dass die Ladefläche mitsamt einem ggf. darauf gelagerten Container im Zuge des Wechsels der Fahrrichtung auf demselben Höhenniveau verbleibt und folglich nicht in vertikale Richtung bewegt wird. Auf diese Weise wird das Verrichten mechanischer Arbeit im Zuge des Wechsels der Fahrrichtung vermieden, was die Energieeffizienz des Lagerroboters begünstigt.
[44] Sofern der Wechsel der Fahrrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise vorgenommen wird, kann es weiterhin von besonderem Vorteil sein, wenn der Wechsel der Fahrrichtung je nach Bedarf sowohl bei Vorliegen des Lagerroboters in dessen Entladestellung als auch bei Vorliegen in dessen Beladestellung auf dieselbe Weise durchgeführt wird. Einzig unterscheiden sich hierbei die Ausfahrpositionen. Insbesondere können nämlich die Räder im Zuge des Wechsels der Fahrrichtung jeweils in der ersten Ausfahrposition (Entladestellung des Lagerroboters) oder in der demgegenüber weiter ausgefahrenen zweiten Ausfahrposition (Beladestellung des Lagerroboters) vorliegen. Ersteres wird in der Regel gewählt, wenn der Lagerroboter beim Wechsel der Fahrrichtung unbeladen ist, zweiteres wird in der Regel gewählt, wenn der Lagerroboter beim Wechsel der Fahrrichtung beladen ist.
[45] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Räder sämtlicher Gruppen zwecks Überführung des Lagerroboters von dessen Entladestellung in dessen Beladestellung zunächst in eine gemeinsame (erste) Ausfahrposition gebracht. Sodann werden alle Räder synchron in eine weitere, gegenüber der ersten Ausfahrposition weiter ausgefahrene (zweite) Ausfahrposition bewegt, wodurch der Lagerroboter von seiner Entladestellung in seine Beladestellung überführt wird. Da hierbei sämtliche Räder in Kontakt mit dem Untergrund stehen, führt diese Betriebsweise dazu, dass gemäß vorstehender Erläuterung ein jeweiliger Container mittels der gemeinsamen Drehmomente sämtlicher Motoren, mittels derer die Räder aller Gruppen zwischen ihrer Einfahrposition und ihren Ausfahrpositionen überführbar sind, aus seinem jeweiligen Lagerplatz gehoben wird. Hierbei werden die Drehmomente der Motoren miteinander kombiniert, sodass jeder einzelne Motor vergleichsweise gering belastet und mithin klein dimensioniert werden kann. Trotz dieser Dimensionierung ist eine bewirkte Hebekraft in Summe ausreichend, um auch einen Container größerer Masse aus dessen Lagerplatz zu heben. Nach der Übernahme eines jeweiligen Containers aus seinem Lagerplatz werden die Räder der Gruppen wieder eingefahren, die im unmittelbaren Anschluss an die Übernahme des Containers nicht für den Vortrieb des Lagerroboters vorgesehen sind (Überführung in Passivzustand). Mit anderen Worten werden nur diejenigen Räder in ihrer zweiten Ausfahrposition - und mithin ihrem Aktivzustand und in Kontakt mit dem Untergrund - belassen, die in die Fahrrichtung ausgerichtet sind, in die der Lagerroboter unmittelbar nach der Übernahme des Containers fahren soll.
Ausführungsbeispiele
[46] Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : Eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Lagerroboters, der in seiner
Beladestellung vorliegt,
Fig. 2: Eine isometrische Ansicht auf den Lagerroboter gemäß Figur 1, der in seiner Beladestellung vorliegt,
Fig. 3: Eine schematische Seitenansicht des Lagerroboters gemäß Figur 1, der in seiner Beladestellung vorliegt,
Fig. 4: Die Seitenansicht gemäß Figur 3, wobei der Lagerroboter in seiner
Entladestellung vorliegt,
Fig. 5: Eine isometrische Ansicht des Lagerroboters gemäß Figur 1 , der in seiner
Entladestellung vorliegt,
Fig. 6: Die isometrische Ansicht des Lagerroboters gemäß Figur 5, der in seiner
Beladestellung vorliegt,
Fig. 7: Eine Ansicht auf eine Unterseite des Lagerroboters gemäß Figur 1,
Fig. 8: Ein Detail zweier Betriebseinheiten des Lagerroboters gemäß Figur 1 ,
Fig. 9: Eine Betriebseinheit des Lagerroboters gemäß Figur 1.
[47] Ein Ausführungsbeispiel, das in den Figuren 1 bis 9 dargestellt ist, umfasst einen erfindungsgemäßen Lagerroboter 1, der dazu geeignet ist, in einem in den Figuren nicht dargestellten Warenlager zu fahren und Container 3 wechselweise von jeweiligen Lagerstellen 2 des Warenlagers zu übernehmen oder an den Lagerstellen 2 abzusetzen. Der Lagerroboter 1 umfasst in dem gezeigten Beispiel insgesamt acht Räder 9, 10, mittels derer der Lagerroboter 1 auf einem Untergrund 11 fahrbar ist. Zur Bewegung der Räder 9, 10 umfasst der Lagerroboter 1 eine Vielzahl von Motoren 4, 5, die in dem gezeigten Beispiel von Elektromotoren gebildet sind. Die Räder 9, 10 sind jeweils an einer Unterseite 8 eines Gehäuses 26 des Lagerroboters 1 angeordnet. Umgekehrt ist an einer Oberseite 6 des Gehäuses 26 des Lagerroboters 1 eine Ladefläche 7 ausgebildet. Die Ladefläche 7 ist in sich eben, sodass ein Container 3, der auf der Ladefläche 7 gelagert ist, horizontal orientiert ist.
[48] Die Räder 9, 10 weisen jeweils eine Drehachse 12 auf, um die sie mittels zumindest eines Teils der Motoren 4, 5 drehantreibbar sind. Die Räder 9, 10 sind in dem gezeigten Beispiel derart angeordnet, dass die Drehachsen 12 bei Vorliegen der Räder 9, 10 jeweils in ihrer Einfahrposition in einer gemeinsamen Einfahrebene 18 liegen, die parallel zu der Ladefläche 7 orientiert ist.
[49] Die Räder 9, 10 sind in dem gezeigten Beispiel in zwei verschiedene Gruppen aufgeteilt, wobei die Räder 9 einer ersten Gruppe gemeinsam derart ausgerichtet sind, dass der Lagerroboter 1 mittels eines Drehantriebs dieser Räder 9 in eine erste Fahrrichtung 13 auf dem Untergrund 11 fahrbar ist. Umgekehrt sind die Räder 10 der zweiten Gruppe gemeinsam derart ausgerichtet, dass der Lagerroboter 1 mittels eines Drehantriebs dieser Räder 10 in eine zweite Fahrrichtung 14 auf dem Untergrund 11 fahrbar ist. Der Lagerroboter 1 weist in dem gezeigten Beispiel insgesamt eine rechteckige Form auf, wobei insbesondere die Ladefläche 7 rechteckförmig ausgebildet ist. Die beiden Gruppen von Räder 9, 10 sind in dem gezeigten Beispiel derart ausgerichtet, dass die erste Fahrrichtung 13 parallel zu einer ersten Hauptachse des Lagerroboters 1 und die zweite Fahrrichtung 14 senkrecht zu der ersten Fahrrichtung 13 sowie parallel zu einer zweiten Hauptachse des Lagerroboters 1 orientiert sind. Die beiden Fachrichtungen 13, 14 spannen gemeinsam eine Ebene auf, die parallel zu der Ladefläche 7 orientiert ist. Die Ausrichtung der ersten Hauptachse des Lagerroboters 1 entspricht einer Längsseite der rechteckförmigen Ladefläche 7, während die zweite, senkrecht zu der ersten Hauptachse orientierte zweite Hauptachse des Lagerroboters 1 parallel zu einer Schmalseite der rechteckförmigen Ladefläche 7 orientiert ist. Dies ergibt sich besonders gut anhand von Figur 2.
[50] Die Räder 9, 10 liegen während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Lagerroboters 1 wechselweise in einem Aktivzustand oder in einem Passivzustand vor. Welche Räder 9, 10 in welchem Zustand vorliegen, hängt von einer Relativposition der Räder 9, 10 untereinander ab. Somit sind die Räder 10 der einen Gruppe, deren Drehachsen 12 in einem senkrecht zu der Ladefläche 7 gemessenen Abstand 15 von der Ladefläche 7 angeordnet sind, dann in ihrem Passivzustand, wenn die Räder 9 der anderen Gruppe in einem gleichermaßen senkrecht zu der Ladefläche 7 gemessenen Abstand 16 von der Ladefläche 7 angeordnet sind und der Abstand 16 der Räder 9 größer ist als der Abstand 15 der Räder 10. Die Räder 9 der einen Gruppe liegen entsprechend in ihrem Aktivzustand vor. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Räder 9 in unmittelbarem Kontakt mit dem Untergrund 11 stehen, sodass der Lagerroboter 1 mittels eines Drehantriebs dieser Räder 9 auf dem Untergrund 11 fahrbar ist. Die in ihrem Passivzustand vorliegenden Räder 10 haben hingegen keinen Kontakt mit dem Untergrund 11. Dies ergibt sich besonders gut anhand der Figuren 3 und 4.
[51] Aus den genannten Figuren ergibt sich des Weiteren, dass die Räder 9, 10 in verschiedenen Positionen relativ zu einem Gehäuse 26 des Lagerroboters 1 in ihrem Aktivzustand bzw. ihrem Passivzustand vorliegen können. In dem gezeigten Beispiel sind die Räder 9, 10 beider Gruppen jeweils zwischen ihrer Einfahrposition und zwei verschiedenen Ausfahrpositionen überführbar. Wie bereits dargelegt, befinden sich die Drehachsen 12 sämtlicher Räder 9, 10 bei deren jeweiligem Vorliegen in ihrer Einfahrposition in einer gemeinsamen Einfahrebene 8. In der gleichen Weise sind die ersten Ausfahrpositionen der Räder 9, 10 gleichartig, sodass - würden sämtliche Räder 9, 10 jeweils in ihrer ersten Ausfahrposition vorliegen - die Drehachsen 12 sämtlicher Räder 9, 10 in einer gemeinsamen ersten Ausfahrebene 19 angeordnet wären. Ferner wären die Drehachsen 12 der Räder 9, 10 - würden diese jeweils in ihrer zweiten Ausfahrposition vorliegen - in einer gemeinsamen zweiten Ausfahrebene 20 angeordnet. Wenn die Räder 10 der einen Gruppe in ihrer Einfahrposition vorliegen, befinden sich die Räder 9 der anderen Gruppe immer dann in ihrem Aktivzustand, wenn sie eine der beiden Ausfahrpositionen einnehmen. Die Einfahrebene 8, die erste Ausfahrebene 19 und die zweite Ausfahrebene 20 sind sowohl parallel zueinander als auch parallel zu der Ladefläche 7 orientiert.
[52] Die beiden Ausfahrpositionen unterscheiden sich bei allen Räder 9, 10 dadurch, dass der Abstand 16 der Drehachse 12 eines jeweiligen Rads 9, 10 von der Ladefläche 7 bei Vorliegen des Rads 9, 10 in dessen erstens Ausfahrposition kleiner ist als bei Vorliegen in der zweiten Ausfahrposition. Dies ergibt sich besonders gut anhand einer Gegenüberstellung der Figuren 3 und 4, wobei in der in Figur 3 dargestellten Situation die Räder 9 der einen Gruppe in ihrer zweiten Ausfahrposition und bei der in Figur 4 dargestellten Situation in ihrer ersten Ausfahrposition vorliegen. Die Räder 10 der anderen Gruppe liegen in beiden dargestellten Zuständen in ihrer Einfahrposition vor [53] Die Überführung der Räder 9, 10 von ihrer ersten Ausfahrposition in ihre zweite Ausfahrposition geht in dem gezeigten Beispiel prinzipbedingt mit einer Überführung des Lagerroboters 1 von seiner Entladestellung in seine Beladestellung einher. Somit ergibt sich ebenfalls anhand der Figuren 3 und 4, dass eine effektive Höhe 17 des Lagerroboters 1, die von einer untersten Stelle eines jeweiligen Rads 9, 10 bzw. dem Untergrund 11 senkrecht zu der Ladefläche 7 bis zu der Ladefläche 7 gemessen wird, umso größer ist, desto weiter die in ihrem Aktivzustand vorliegenden Räder 9, 10 ausgefahren sind. Da die Räder 9, 10 bei Vorliegen in ihrer zweiten Ausfahrposition weiter ausgefahren sind als in der ersten Ausfahrposition, nimmt die effektive Höhe 17 des Lagerroboters 1 im Zuge der Überführung der Räder 9, 10 von der ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition zu. Die Ausfahrpositionen sind dabei derart gewählt, dass die Differenz zwischen den effektiven Höhen 17 je nach Ausfahrposition der Räder 9, 10 dazu führt, dass der Abstand zwischen dem Untergrund 11 und einer Unterseite eines an einer Lagerstelle 2 des Warenlagers gelagerten Containers 3 im Zuge der Überführung der Räder 9, 10 von der ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition überwunden wird. Mit anderen Worten wird die Ladefläche 7 so weit angehoben, dass der Lagerroboter 1 zunächst gegen die Unterseite des Containers 3 stößt und diesen bei weiterer Bewegung der Räder 9, 10 aus seinem Lagerplatz heraus hebt. Der Container 3 ist daraufhin auf der Ladefläche 7 gelagert, sodass sich der Lagerroboter 1 in seiner Beladestellung befindet. Der Unterschied zwischen den beiden Ausfahrpositionen der Räder 9 der einen Gruppe ist im Übrigen besonders gut anhand der Figuren 5 und 6 erkennbar.
[54] Nach alldem ist der Lagerroboter 1 derart konstruiert, dass die Motoren 4, mittels derer die Räder 9, 10 zwischen ihrer Einfahrposition und den beiden Ausfahrpositionen überführbar sind, ebenfalls dafür zuständig sind, dass ein jeweiliger Container 3 aus seinem Lagerplatz übernommen wird. Die Motoren 4 wirken entsprechend in einer Doppelfunktion, nämlich sowohl zur Bestimmung der Fahrrichtung des Lagerroboters 1 (Wechsel der Räder 9, 10 zwischen ihrem Aktivzustand und ihrem Passivzustand) und zu Überführung des Lagerroboters 1 zwischen dessen Entladestellung und Beladestellung.
[55] Für das Anheben eines Containers 3 ist es besonders vorteilhaft, wenn sämtliche Räder 9, 10 des Lagerroboters 1 derart bewegt werden, dass sie synchron in ihre jeweilige zweite Ausfahrposition überführt werden. Zu diesem Zweck wird der Lagerroboter 1 zunächst unterhalb eines Containers 3 positioniert, woraufhin die Räder 10 der einen Gruppe übereinstimmend mit den Räder 9 der anderen Gruppe in Kontakt mit dem Untergrund 11 gebracht werden. Da sich der Lagerroboter 1 noch in seiner Entladestellung befindet, liegen die Räder 9, 10 beider Gruppen entsprechend jeweils in ihrer ersten Ausfahrposition vor, in der die Drehachsen 12 sämtlicher Räder 9, 10 in einer gemeinsamen Ausfahrebene 19 angeordnet sind. Das Anheben des Containers 3 erfolgt nunmehr mittels einer synchronen Überführung sämtlicher Räder 9, 10 in deren zweite Ausfahrposition, wobei die Drehmomente sämtlicher Motoren 4, die jeweils für die Bewegung eines der Räder 9, 10 verantwortlich sind, kombiniert Zusammenwirken. Entsprechend werden die Räder 9, 10 synchron in ihre zweite Ausfahrposition und mit ihnen der Lagerroboter 1 in seine Beladestellung überführt. Eine von dem Lagerroboter 1 insgesamt aufgebrachte Hebekraft, mittels der der Container 3 aus seinem Lagerplatz gehoben wird, wird folglich kombiniert von sämtlichen Motoren 4 bereitgestellt. Nach der Übernahme des Containers 3 werden die Räder 9, 10 derjenigen Gruppe, die für die unmittelbare Weiterfahrt des Lagerroboters 1 nicht benötigt wird, wieder in ihre Einfahrposition bewegt.
[56] Für einen Wechsel der Fahrrichtung des Lagerroboters 1 können die Räder 9, 10 beider Gruppen ebenfalls gemeinsam in die erste oder zweite Ausfahrposition gebracht werden (je nachdem, ob der Lagerroboter 1 einen Container 3 geladen hat oder nicht). Hierbei liegen zunächst die Räder 9, 10 einer ersten Gruppe in ihrem Aktivzustand vor, während die Räder 9, 10 der zweiten Gruppe in ihrem Passivzustand vorliegen. Die Räder 9, 10 der zweiten Gruppe werden sodann in dieselbe Ausfahrposition bewegt, in der sie die Räder der ersten (noch aktiven) Gruppe bereits befinden. Daraufhin befinden sich alle Räder 9, 10 in Kontakt mit dem Untergrund 11 und liegen demzufolge alle in ihrem Aktivzustand vor. Sodann werden die Räder 9, 10 der ersten Gruppe eingefahren, bevorzugt bis in ihre Einfahrposition, sodass sie in ihrem Passivzustand vorliegen. Daraufhin sind nur noch die Räder 9, 10 der zweiten Gruppe in ihrem Aktivzustand. Der Wechsel der Fahrrichtung ist damit vollzogen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass sich während des genannten Prozesses die effektive Höhe 17 des Lagerroboters 1 nicht ändert, das heißt die Ladefläche 7 durchweg auf ihrem jeweiligen Höhnniveau verbleibt.
[57] In besonders bevorzugter Weise ist jedes der Räder 9, 10 des gezeigten Lagerroboters 1 Teil einer Betriebseinheit 21. Die Betriebseinheiten 21 ergeben sich besonders gut anhand der Figuren 7 bis 9. Jede Betriebseinheit 21 umfasst ein jeweiliges Rad 9, 10, einem von einem Motor 4 gebildeten Hubmotor 22, einen von einem Motor 5 gebildeten Fahrmotor 23, ein dem Fahrmotor 23 zugeordnetes Getriebe 28 sowie einen Schwenkarm 24. Der Hubmotor 22 ist mittels Lagern 27 verdrehtest an dem Gehäuse 26 des Lagerroboters 1 montiert. Er wirkt in Drehmoment übertragender Weise mit dem Schwenkarm 24 zusammen, der mittels eines Betriebs des Hubmotors 22 um eine Schwenkachse 25 relativ zu dem Gehäuse 26 verschwenkbar ist. Der Fahrmotor 23 ist gemeinsam mit dem nachgeschalteten Getriebe 28 an einem dem Gehäuse 26 abgewandten Ende des Schwenkarms 24 angeordnet, sodass im Zuge einer Verschwenkung des Schwenkarms 24 um die Schwenkachse 25 der Fahrmotor 23 und das Getriebe 28 auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse 24 bewegt werden. Ebenfalls ist das jeweilige Rad 9, 10 an dem dem Gehäuse 26 abgewandten Ende des Schwenkarms 24 angeordnet.
[58] Die Bewegung des Schwenkarms 24 um die Schwenkachse 25 geht zwingend anteilig mit einer Bewegung des an dem Schwenkarm 24 angeordneten Rads 9, 10 in eine Richtung senkrecht zu der Ladefläche 7 einher. Dies ergibt sich besonders gut anhand der Figuren 3 und 4 mit dem dort schematisch dargestellten Schwenkarm 24, der um die Schwenkachse 25 relativ zu dem Gehäuse 26 verschwenkbar ist. Folglich ist die Betriebseinheit 21 dazu geeignet, zum einen das jeweilig zugehörige Rad 9, 10 in die Richtung senkrecht zu der Ladefläche 7 zu bewegen (mittels des Hubmotors 22) und zum anderen das Rad 9, 10 um seine Drehachse 12 drehanzutreiben (mittels des Fahrmotors 23). Die Betriebseinheit 21 ist dabei derart konzipiert, dass die Schwenkachse 25 des Schwenkarms 24 parallel zu der Drehachse 12 des jeweiligen Rads 9, 10 orientiert ist. Auf diese Weise kann die Betriebseinheit 21 besonders kompakt gebaut werden, wodurch Bauraum gespart wird.
Bezugszeichenliste
1 Lagerroboter
2 Lagerstelle
3 Container
4 Motor
5 Motor
6 Oberseite
7 Ladefläche
8 Unterseite
9 Rad
10 Rad
11 Untergrund
12 Drehachse
13 Fahrrichtung
14 Fahrrichtung
15 Abstand
16 Abstand
17 Höhe
18 Einfahrebene
19 Ausfahrebene
20 Ausfahrebene
21 Betriebseinheit
22 Hubmotor
23 Fahrmotor
24 Schwenkarm
25 Schwenkachse
26 Gehäuse
27 Lager 28 Getriebe

Claims

Ansprüche
1. Lagerroboter (1) zur autonomen Beschickung von Lagerstellen (2) eines Warenlagers mit Containern (3), umfassend eine Mehrzahl von elektrischen Motoren (4, 5), eine einer Oberseite (6) des Lagerroboters (1) zugeordnete, horizontal orientierte Ladefläche (7) zur Aufnahme eines Containers (3), eine Mehrzahl von einer Unterseite (8) des Lagerroboters (1) zugeordneten, motorisch drehantreibbaren Rädern (9, 10) zur Bewegung des Lagerroboters (1) auf einem Untergrund (11), wobei Drehachsen (12) der Räder (9, 10) jeweils parallel zu der Ladefläche (7) orientiert sind, wobei Räder (9) einer ersten Gruppe von Rädern (9, 10) übereinstimmend in eine erste Fahrrichtung (13) ausgerichtet sind, sodass der Lagerroboter (1) mittels motorischen Antriebs dieser Räder (9) in die erste Fahrrichtung (13) auf dem Untergrund (11) fahrbar ist, wobei Räder (10) einer zweiten Gruppe von Rädern (9, 10) übereinstimmend in eine von der ersten Fahrrichtung (13) verschiedene zweite Fahrrichtung (14) ausgerichtet sind, sodass der Lagerroboter (1) mittels motorischen Antriebs dieser Räder (10) in die zweite Fahrrichtung (14) auf dem Untergrund (7) fahrbar ist, wobei die Räder (9, 10) beider Gruppen in einen Passivzustand und einen Aktivzustand versetzbar sind, wobei ein senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessener Abstand (15) zwischen den Drehachsen (12) von Rädern (9, 10), die in ihrem Passivzustand vorliegen, und der Ladefläche (7) kleiner ist als ein gleichartig gemessener Abstand (16) zwischen den Drehachsen (12) von Rädern (9, 10), die in ihrem Aktivzustand vorliegen, und der Ladefläche (7), wobei der Lagerroboter (1) wechselweise zwischen einer eingefahrenen Entladestellung und einer ausgefahrenen Beladestellung überführbar ist, wobei eine senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessene effektive Höhe (17) des Lagerroboters (1) bei Vorliegen in dessen Beladestellung größer ist als bei Vorliegen in dessen Entladestellung, wobei die Räder (9, 10) jeweils motorisch in eine Richtung senkrecht zu der Ladefläche (7) zwischen einer Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition bewegbar sind, wobei ein senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessener Abstand (15, 16) zwischen der Drehachse (12) eines jeweiligen Rads (9, 10) und der Ladefläche (7) bei Vorliegen dieses Rads (9, 10) in einer Ausfahrposition größer ist als in der Einfahrposition, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (9, 10) mindestens einer der Gruppen motorisch in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen bewegbar sind, in denen sich die senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessenen Abstände (15, 16) der Drehachsen (12) dieser Räder (9, 10) von der Ladefläche (7) voneinander unterscheiden, wobei der Lagerroboter (1) mittels Bewegung dieser Räder (9, 10) von einer ersten Ausfahrposition in die zweite Ausfahrposition zwischen seiner Beladestellung und seiner Entladestellung überführbar ist, wobei der Lagerroboter (1) derart betreibbar ist, dass sämtliche Räder (9, 10) gleichzeitig in ihrem Aktivzustand vorliegen, sodass der Abstand (15, 16) zwischen den Drehachsen (12) der Räder (9, 10) und der Ladefläche (7) bei allen Rädern (9, 10) identisch ist.
2. Lagerroboter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (9, 10) aller Gruppen von Rädern (9, 10) in mindestens zwei verschiedene Ausfahrpositionen, vorzugsweise genau zwei verschiedene Ausfahrpositionen, bewegbar sind.
3. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (12) aller Räder (9, 10) bei Vorliegen in ihrer Einfahrposition in einer gemeinsamen Einfahrebene (18) angeordnet sind.
4. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (12) aller Räder (9, 10) bei Vorliegen in ihrer ersten Ausfahrposition in einer gemeinsamen ersten Ausfahrebene (19) angeordnet sind.
5. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (12) aller Räder (9, 10) bei Vorliegen in ihrer zweiten Ausfahrposition in einer gemeinsamen zweiten Ausfahrebene (20) angeordnet sind. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen der Räder (9, 10) einer Gruppe in ihrer ersten Ausfahrposition diese Räder (9, 10) in ihrem Aktivzustand und der Lagerroboter (1) in seiner Entladestellung vorliegen. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen der Räder (9, 10) einer Gruppe in ihrer zweiten Ausfahrposition diese Räder (9, 10) in ihrem Aktivzustand und der Lagerroboter (1) in seiner Beladestellung vorliegen. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rad (9, 10), vorzugsweise mindestens ein Rad (9, 10) je Gruppen, weiter vorzugsweise sämtliche Räder (9, 10), jeweils Teil einer Betriebseinheit (21) ist bzw. sind, wobei eine jeweilige Betriebseinheit (21) zusätzlich zu dem jeweiligen Rad (9, 10) einen Hubmotor (22) zur Bewegung des Rads (9, 10) zwischen einer Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition und einen Fahrmotor (23) zum Drehantrieb des Rads (9, 10) um dessen Drehachse (12) umfasst. Lagerroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (9, 10) mindestens einer Gruppe, vorzugsweise die Räder (9, 10) beider Gruppen, jeweils an einem Schwenkarm (24) gelagert sind, wobei die Schwenkarme (24) jeweils unter Ausbildung einer Schwenkachse (25) mittelbar oder unmittelbar an einem Gehäuse (26) des Lagerroboters (1) gelagert sind. Lagerroboter (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bauteilachse (28) des Schwenkarms (24) eines jeweiligen Rads (9, 10) bei Vorliegen in seiner Einfahrposition parallel zu der Ladefläche (7) und/oder bei Vorliegen des zugehörigen Rads (9, 10) in dessen erster Ausfahrposition unter einem Winkel zwischen 20° und 70° zu der Ladefläche (7) und/oder bei Vorliegen des zugehörigen Rads (9, 10) in dessen zweiter Ausfahrposition unter einem Winkel zwischen 80° und 100° zu der Ladefläche (7) orientiert ist.
11. Lagerroboter (1) nach Anspruch 8 in Kombination mit einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubmotor (22) mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse (26) gelagert ist, wobei mittels des Hubmotors (22) der Schwenkarm (24) motorisch um die Schwenkachse (25) relativ zu dem Gehäuse (26) verschwenkbar ist, wobei der Fahrmotor (23) an dem Schwenkarm (24) gelagert ist, sodass er bei Überführung des Rads (9, 10) zwischen dessen Einfahrposition und mindestens einer Ausfahrposition auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse (25) bewegbar ist.
12. Verfahren zum Betrieb eines Lagerroboters (1), der Lagerroboter (1) umfassend eine Mehrzahl von elektrischen Motoren (4, 5), eine einer Oberseite (6) des Lagerroboters (1) zugeordnete, horizontal orientierte Ladefläche (7) zur Aufnahme eines Containers (3), eine Mehrzahl von einer Unterseite (8) des Lagerroboters (1) zugeordneten, motorisch drehantreibbaren Rädern (9, 10) zur Bewegung des Lagerroboters (1) auf einem Untergrund (11), wobei Drehachsen (12) der Räder (9, 10) jeweils parallel zu der Ladefläche (7) orientiert sind, wobei Räder (9) einer ersten Gruppe von Rädern (9, 10) übereinstimmend in eine erste Fahrrichtung (13) ausgerichtet sind, sodass der Lagerroboter (1) mittels motorischen Antriebs dieser Räder (9) in die erste Fahrrichtung (13) auf dem Untergrund (11) fahrbar ist, wobei Räder (10) einer zweiten Gruppe von Rädern (9, 10) übereinstimmend in eine von der ersten Fahrrichtung (13) verschiedene zweite Fahrrichtung (14) ausgerichtet sind, sodass der Lagerroboter (1) mittels motorischen Antriebs dieser Räder (10) in die zweite Fahrrichtung (14) auf dem Untergrund (7) fahrbar ist, wobei die Räder (9, 10) beider Gruppen in einen Passivzustand und einen Aktivzustand versetzbar sind, wobei ein senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessener Abstand (15) zwischen den Drehachsen (12) von Rädern (9, 10), die in ihrem Passivzustand vorliegen, und der Ladefläche (7) kleiner ist als ein gleichartig gemessener Abstand (16) zwischen den Drehachsen (12) von Rädern (9, 10), die in ihrem Aktivzustand vorliegen, und der Ladefläche (7), wobei der Lagerroboter (1) wechselweise zwischen einer eingefahrenen Entladestellung und einer ausgefahrenen Beladestellung überführbar ist, wobei eine senkrecht zu der Ladefläche (7) gemessene effektive Höhe (17) des Lagerroboters (1) bei Vorliegen in dessen Beladestellung größer ist als bei Vorliegen in dessen Entladestellung, das Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Der Lagerroboter (1) fährt vorliegend in der Entladestellung mittels motorischen Antriebs der Räder (9, 10) einer der Gruppen über einen Untergrund (11) und hält an einer mit einem Container (3) beladenen Lagerstelle (2) unter dem Container (3) an; b) Nach dem Anhalten des Lagerroboters (1) unterhalb des Containers (3) werden zumindest die Räder (9, 10) einer Gruppe derart motorisch in eine Ausfahrposition bewegt, dass der Lagerroboter (1) von seiner Entladestellung in seine Beladestellung überführt wird und hierbei den Container (3) aus der Lagerstelle (2) derart übernimmt, dass der Container (3) fortan auf der Ladefläche (7) des Lagerroboters (1) gelagert ist; c) Der Lagerroboter (1) fährt nach der Übernahme des Containers (3) mittels motorischen Antriebs der Räder (9, 10) einer der Gruppen mitsamt dem auf der Ladefläche (7) gelagerten Container (3) über den Untergrund (11); d) Zum Wechsel der Fahrrichtung (13, 14) werden die Räder (9, 10) der Gruppe, deren Räder (9, 10) sich bislang in ihrem Passivzustand befinden, motorisch in eine Ausfahrposition bewegt, in der die Räder (9, 10) beider Gruppen gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund (11) stehen, wobei sodann die Räder (9, 10) der anderen Gruppe, deren Räder (9, 10) sich bislang in ihrem Aktivzustand befunden haben, in Richtung ihrer Einfahrposition bewegt und somit in ihren Passivzustand überführt werden. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechsel der Fahrrichtung (13, 14) die Räder (9, 10) der Gruppe, deren Räder (9, 10) sich bislang in ihrem Aktivzustand befunden haben, in ihre Einfahrposition bewegt und somit in ihren Passivzustand überführt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Fahrrichtung (13, 14) sowohl bei Vorliegen des Lagerroboters (1) in dessen Entladestellung als auch bei Vorliegen in dessen Beladestellung durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (9, 10) beider Gruppen zwecks Überführung des Lagerroboters (1) in dessen Beladestellung gleichzeitig in eine gemeinsame Ausfahrposition werden, wobei sämtliche Räder (9, 10) gleichzeitig in Kontakt mit dem Untergrund (11) sind.
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