ES2557481T3 - Método y aparato para clasificar artículos - Google Patents

Abstract

Un aparato (10) para clasificar una pluralidad de artículos, que comprende: una pluralidad de destinos;~ una pluralidad de vehículos de distribución (220) para distribuir los artículos a las ubicaciones de clasificación, donde cada vehículo comprende un motor a bordo (255) para accionar el vehículo; una estación de carga (310) para cargar artículos en los vehículos de distribución; un sistema de vía (110) para guiar los vehículos de distribución a los destinos de clasificación, caracterizado por que el aparato comprende: una pluralidad de primeras secciones de rail (135, 140) que se extienden en una primera dirección en el que la primera dirección es generalmente horizontal; una pluralidad de segundas secciones de rail (130) que se extienden en una segunda dirección, generalmente ortogonal a la primera dirección, en el que la segunda dirección es generalmente vertical; una pluralidad de intersecciones (170) donde una de las primeras secciones cruza con una de las segundas secciones, en el que las intersecciones proporcionan una trayectoria continua entre una trayectoria de recorrido en la primera dirección a lo largo de una de las primeras secciones de rail con respecto a una trayectoria de recorrido en la segunda dirección a lo largo de una de las segundas secciones de secciones rail; y un medio para dirigir los vehículos de distribución (180, 350), en el que el medio puede manipularse para dirigir por separado cada vehículo de distribución a uno de los destinos de clasificación; en el que los vehículos de distribución comprenden medios (222, 224) para acoplar el sistema de vía con el fin de mantener la orientación del vehículo con respecto al horizonte según el vehículo se mueve entre una de las primeras secciones de rail y una de las segundas secciones de rail.

Description

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180 gira entre una primera posición y una segunda posición. En la primera posición, la compuerta 180 está cerrada de manera que el anillo externo recto 184 de la compuerta se alinee con la ramificación externa recta 176 de la intersección. En la segunda posición, la compuerta se abre de manera que el anillo interno curvado 182 de la compuerta se alinee con la ramificación curvada 172 de la intersección.

Por consiguiente, en la posición cerrada, la compuerta se gira hacia abajo de manera que el anillo externo 184 de la compuerta se alinee con la superficie de tracción 156. En esta posición, la compuerta bloquea el giro hacia abajo del carro en la porción curvada, de manera que el carro continúe recto a través de la intersección. Por el contrario, como se ilustra en la figura 10, cuando la compuerta se gira hacia la posición abierta, la compuerta bloquea la marcha 10 recta del carro a través de la intersección. En su lugar, el anillo interno curvado 182 de la compuerta se alinea con la superficie curvada de la ramificación interna 172 y el carro gira a través de la intersección. En otras palabras, cuando la compuerta se cierra, un carro pasa a través de la intersección a lo largo de cualquiera del rail superior 130 o el rail inferior, dependiendo de la ubicación de la intersección. Cuando la compuerta se abre, la compuerta dirige el carro de cualquiera de un rail vertical a un rail horizontal, o de un rail horizontal a un rail vertical, dependiendo de la

15 ubicación de la intersección.

Como puede observarse en la figura 11, el extremo de la compuerta alejado del punto de giro de la compuerta se acampana hacia fuera, de manera que el anillo interno curvado corresponda al perfil curvo de la ramificación interna cuando la compuerta se abre. Como resultado, la compuerta tiene una configuración generalmente en forma de L. 20 Para alojar el extremo acampanado de la compuerta 180, la superficie de tracción 156 de la ramificación interna tiene una muesca o porción rebajada. Cuando la compuerta se cierra, la muesca proporciona espacio de manera que el anillo externo 184 de la compuerta quede plano, paralelo con la superficie de tracción de la ramificación externa 176. Además, en el ejemplo mostrado en la figura 11, la compuerta se sitúa a lo largo del rail superior 135 de la vía 110. Cuando la compuerta se cierra, el rebaje en la ramificación interna de la intersección 170 permite que

25 la compuerta quede plana, de manera que se alinee con la superficie de tracción del rail superior.

En la descripción anterior, las compuertas permiten que uno de los carros continúe en la mima dirección (por ejemplo, en horizontal) o gire en una dirección (por ejemplo, en vertical). Sin embargo, en algunas aplicaciones, el sistema puede incluir más de dos raíles horizontales que cruzan las columnas verticales. En tal configuración, puede 30 ser deseable incluir un rail diferente que permita que los carros giren en más de una dirección. Por ejemplo, si un carro se está desplazando hacia abajo de una columna, la compuerta puede permitir que el carro gire ya sea a la izquierda o a la derecha desciendo un rail horizontal, o se desplace recto a lo largo de la columna vertical. Adicionalmente, en algunas aplicaciones puede ser deseable permitir que los carros se desplacen hacia arriba, mientras que en el sistema que se ha descrito anteriormente, los carros únicamente se desplazan hacia abajo a

35 través de la estación de clasificación. Si los carros se desplazan también hacia arriba en la estación de clasificación, entonces las compuertas deben configurarse para alojar y guiar los carros cuando los carros se desplazan hacia arriba a través de una intersección.

Las compuertas 180 se controlan por señales recibidas del controlador central 350. Específicamente, cada

40 compuerta está conectada a un accionador 186 que desplaza la compuerta de la posición abierta a la posición cerrada y de regreso. Puede haber cualquiera de una diversidad de elementos controlables operables para desplazar la compuerta. En el presente caso, el accionador 186 es un solenoide que tiene un pistón desplazable linealmente.

45 En la descripción anterior, la estación de clasificación 100 se describe por una pluralidad de bandejas de salida 190. Sin embargo, cabe apreciarse que el sistema puede incluir una diversidad de tipos de destinos, no simplemente bandejas de salida. Por ejemplo, en ciertas aplicaciones puede ser deseable clasificar artículos para un área de almacenamiento, tal como un área en una repisa. Como alternativa, el destino puede ser un dispositivo de salida que transporte artículos a otros lugares. De acuerdo a un ejemplo de un dispositivo de salida, el sistema puede incluir

50 uno o más transportadores de salida que transporten envíos lejos del sistema de clasificación hacia un sistema de manipulación o procesamiento de materiales diferente. Por ejemplo, un transportador de salida designado A puede transportar envíos a un centro de procesamiento designado A. Por lo tanto, si un envío se va a distribuir al centro de procesamiento A, el carro se desplazará a lo largo de la vía hacia el transportador de salida A. Una vez que el carro alcance el transportador de salida A, el carro también se detendrá y transferirá el envío al transportador de salida A.

55 El transportador de salida A transportará entonces el envío al centro de procesamiento A. Además, deberá entenderse que el sistema puede configurarse para que incluya una pluralidad de dispositivos de salida, tales como transportadores de salida.

En algunas realizaciones, el sistema puede incluir una pluralidad de transportadores de salida además de las

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carro 200 se acoplan a las tiras conductoras para recargar los ultracondensadores 240. Específicamente, el elemento de desviación de los cepillos 245 desvía los cepillos hacia fuera, hacia los contactos de carga. La electricidad que fluye a través del contacto de carga 245 es una fuente de alto amperaje de baja tensión que permite que los ultracondensadores se recarguen en unos cuantos segundos o menos. Además, puesto que el suministro de

5 energía proporcionado por los ultracondensadores dura únicamente unos cuantos minutos, el carro se recarga cada vez que se desplaza a través de la columna de carga.

Adicionalmente, puede ser deseable incorporar un rail de carga de arranque similar a los raíles de carga que se han descrito anteriormente, pero dispuestos a lo largo del rail de retorno o los raíles en la columna adyacentes a la 10 columna de carga, dependiendo de dónde se almacenen los carros cuando se apaguen. Puesto que los carros usan ultracondensadores, es posible que los ultracondensadores se descarguen mientras el sistema está apagado. Por lo tanto, tras el arranque, los carros no tendrán ninguna carga y no podrán moverse a la columna de carga para cargar los ultracondensadores. Por consiguiente, el sistema puede incluir un rail de carga de arranque dispuesto a lo largo de un rail con el que los carros entran en contacto cuando los carros se almacenan durante la interrupción. Si lo

15 carros se almacenan en la columna de carga y la columna adyacente durante la interrupción, entonces el rail de arranque se dispone en la columna adyacente a la columna de carga. Como alternativa, si los carros se almacenan en el rail de retorno y la columna de carga durante la interrupción, entonces el rail de arranque se dispone a lo largo del rail de retorno. De esta manera, cuando el sistema se arranca, se suministra corriente de carga a los carros a través del rail de carga de arranque del rail de carga en la columna de carga.

20 Como se ha analizado previamente, cada carro 200 incluye un retén 230 para sujetar los artículos sobre el carro durante el transporte. El retén debe abrirse en la estación de carga para permitir que un artículo se cargue en el carro. Por consiguiente, como se muestra en la figura 6, un accionador 316 se sitúa a lo largo de la columna. El accionador 316 se proyecta hacia adentro, hacia los carros ya que los carros se transportan hacia arriba de la

25 columna de carga. Según el carro se transporta hacia arriba en la columna de carga 300, el accionador de sujeción 310 entra en contacto con el operador de sujeción o lengüeta 236. La interacción entre el accionador 316 y la lengüeta 236 hace que el retén se abra, de manera que los artículos puedan cargarse en el carro. Según el carro se mueve hacia arriba más allá del accionador 316, la lengüeta 236 en el carro desacopla el accionador, liberando así el retén, sujetando hacia abajo o reteniendo así el envío postal contra la superficie superior del vehículo.

30 En la descripción anterior, la estación de carga se ha descrito como una columna en la que un artículo se carga en el carro y después el carro se desplaza hacia arriba hacia el rail superior horizontal 135. Sin embargo, en algunas aplicaciones puede ser deseable configurar la estación de carga de manera que los artículos se carguen en los carros en o cerca de la parte superior de la columna vertical. En tal aplicación, la carga en los carros se reducirá

35 puesto que el carro no tendrá que levantar el artículo cargado en el carro. Para cargar los artículos en los carros en la parte superior del transportador, puede añadirse al sistema un transportador vertical. Por ejemplo, un transportador en ángulo hacia arriba puede transportar los artículos hacia arriba a la parte superior de la columna para cargar los artículos en los carros. Como alternativa, puede usarse una o más de una diversidad de configuraciones de transportador para transportar los artículos hacia la parte superior de la columna de carga para

40 cargar los artículos en los carros.

Funcionamiento

El sistema 10 funciona como se indica a continuación. Un artículo se procesa en la estación de entrada 50 para

45 identificar una característica del envío que sea indicativa de dónde deberá clasificarse el envío. Por ejemplo, el artículo puede ser un envío postal que se va a clasificar según un departamento, número de casilla o receptor. Si los envíos postales se clasifican por departamento, el envío puede procesarse para identificar un indicador del departamento (tal como un número de casilla) o el envío puede procesarse para identificar al receptor. El controlador central mantiene una base de datos que correlaciona diversos datos para identificar la bandeja de destino. Por

50 ejemplo, la base de datos puede correlacionar los nombres del receptor con el departamento apropiado si el correo se clasifica de acuerdo al departamento. En otras realizaciones, el envío puede ser una parte que tiene un código de producto y la base de datos puede correlacionar el código de producto con la ubicación de la clasificación.

Como se ha analizado previamente, la estación de entrada puede procesar los artículos automática o manualmente.

55 En un modo manual, el operador introduce manualmente la información con respecto a un envío y después deja el envío en un transportador. El sistema etiqueta electrónicamente el envío con información de clasificación y el transportador transporta el envío hacia la estación de carga. Como alternativa, el sistema de entrada es un sistema automatizado, el envío se escanea automáticamente para identificar las características de clasificación relevantes. Por ejemplo, la estación de entrada puede usar un dispositivo explorador, tal como un escáner de código de barras

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para leer el código Postnet en un envío, o la estación de entrada puede incluir un dispositivo de formación de imágenes, tal como una cámara de escaneado lineal de alta velocidad junto con un motor OCR para leer información sobre el envío.

5 Para prepararse para recibir un artículo, el carro 200 se mueve a lo largo de la vía hacia la estación de carga 310 en la columna de carga 300. A medida que el carro se aproxima a la estación de carga, el operador 236 para sujetador 230 que se acopla al accionador 316, el cual hace girar el sujetador hacia arriba para preparar el carro para recibir un articulo, como se ilustra en la figura 6. Cuando el carro 200 se mueve hacia la posición en la estación de carga 310, el detector inicial detecta la presencia del carro y envía una señal al procesador central 350 indicando que el

10 carro está colocado en la estación de carga. En la siguiente descripción, el artículo que se clasifica se describe como un envío postal. Cabe apreciarse que tal artículo es una aplicación ejemplar del sistema. Como se ha descrito anteriormente, el sistema puede configurarse para clasificar una diversidad de artículos en una diversidad de aplicaciones de manipulación de materiales.

15 Una vez que el carro se sitúa en la estación de carga, la estación de entrada transporta un envío postal al carro. Puesto que el envío postal se está transportando en el carro 200, el mecanismo de carga 210 sobre el carro carga el envío postal sobre el carro. Específicamente, la estación de entrada transporta el envío postal en el contacto con las bandas transportadoras 210 sobre el carro. Las bandas transportadoras 212 giran hacia el lado posterior del carro, conduciendo de este modo el envío postal hacia atrás sobre el carro.

20 El funcionamiento de las bandas transportadoras se controla por los sensores de carga 260, 262. El detector de carga delantero detecta el borde delantero del envío postal cuando el envío postal se carga en el carro. Una vez que el detector de carga delantero 260 detecta el borde trasero del envío postal, un controlador a bordo del carro determina que el envío postal está cargado en el carro y detiene el motor del transportador. Adicionalmente, el

25 controlador a bordo puede controlar el funcionamiento del transportador en respuesta a las señales recibidas del detector posterior 262. Específicamente, si el detector trasero posterior 262 detecta el borde delantero del envío postal, entonces el borde delantero del envío postal está adyacente al borde posterior del carro. Para asegurar que el envío postal no cuelgue del borde posterior del carro, el controlador puede detener el transportador una vez que el detector posterior detecta el borde delantero del envío postal. Sin embargo, si el detector posterior detecta el borde

30 delantero del envío postal antes de que el detector delantero detecte el borde trasero del envío postal, el controlador puede determinar que existe un problema con el envío postal (es decir, que es demasiado largo o se suministraron dos envíos postales superpuestos en el carro. En tal caso, el carro puede comunicar un mensaje de error con el controlador central, que puede declarar un error y proporcionar un indicador al operador de que el carro en la estación de carga requiere atención. Como alternativa, puede colocarse una bandeja de rechazo 325 detrás de la

35 estación de carga de manera que los envíos postales sobre el carro en la estación de carga puedan expulsarse a la bandeja de rechazo 325. De esta manera, si existe una carga errónea de un envío postal en el carro, el envío postal puede simplemente expulsarse a la bandeja de rechazo, y posteriormente el envío postal puede cargarse en el carro.

40 Después de que una pieza de correo se carga en el carro, el carro se aleja de la estación de carga. Específicamente, una vez que el controlador a bordo detecta que un envío postal se carga apropiadamente en el carro, el controlador a bordo envía una señal para arrancar el motor de accionamiento 250. El motor de accionamiento 250 hace girar los ejes, que a su vez hacen girar los engranes 222 en las ruedas 220. Los engranes 222 se engranan con la superficie de tracción 156 de los raíles verticales 305 en la columna de carga para conducir

45 el carro hacia arriba. Específicamente, los engranes y las superficies de accionamiento se engranan y funcionan como un mecanismo de cremallera y piñón, trasladando el movimiento rotacional de las ruedas al motor lineal a lo largo de la vía 110.

Puesto que los carros se mueven hacia arriba de la columna de carga desde la estación de carga, el destino del

50 carro no necesita determinarse hasta después de que el carro alcance la primera compuerta a lo largo del rail superior 135. Por ejemplo, si se usa un sistema automatizado en la estación de entrada para explorar y determinar la característica usada para clasificar los envíos postales, puede tomar algún tiempo de procesamiento determinar la característica relevante. El tiempo que lleva transportar el envío postal sobre el carro y después transportar el carro hacia arriba de la columna de carga será típicamente tiempo suficiente para determinar la característica relevante

55 para el envío postal. Sin embargo, si la característica no se determina en el tiempo que el carro alcanza el rail superior, el carro puede dirigirse hacia abajo de la segunda columna, que es la columna siguiente a la columna de carga. El carro se desplaza hacia abajo de la segunda columna al rail inferior 140, y después regresa a la columna de carga. El carro puede detenerse en la segunda columna para proporcionar tiempo adicional para determinar la característica. Sin embargo, después de esperar durante un periodo predeterminado el sistema puede declarar que

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el detector de proximidad de un carro detecta un carro dentro de una distancia predefinida delante del carro, el controlador a bordo para el carro trasero puede controlar el carro haciendo disminuir la velocidad o deteniendo el carro trasero. De forma análoga, si un carro detecta un carro dentro de una distancia predeterminada detrás del carro, el carro delantero puede acelerar a menos que el carro delantero detecte un carro delante de éste dentro de la

5 distancia predefinida. De esta manera, los carros pueden controlar la velocidad de los carros independientemente en base a la retroalimentación de los sensores de proximidad.

Aunque el sistema puede usar un sistema distribuido para el control de tráfico, en el presente caso, el sistema usa un sistema centralizado para el control de tráfico. Específicamente, el controlador central 350 rastrea la posición de

10 cada carro 200 y proporciona señales de control de tráfico a cada carro basándose en la posición de cada carro con relación a los carros adyacentes y basándose en la ruta para cada carro.

En el presente caso, el controlador central 350 funciona como el controlador de tráfico, comunicándose continuamente con los carros a medida que los carros se desplazan a lo largo de la vía 110. Para cada carro, el

15 controlador central determina la distancia que cada carro puede recorrer, y comunica esta información a los carros. Por ejemplo, si el carro B está siguiente al carro A a lo largo de la vía, y el carro A está en el punto A, el carro B puede desplazarse de manera segura a un punto justo antes del punto A sin chocar con el carro A. A medida que el carro A avanza a un punto posterior B a lo largo de la vía, el carro B puede desplazarse de manera segura a un punto justo antes del punto B sin chocar con el carro A.

20 Los carros se comunican continuamente con el controlador central para proporcionar información indicativa de sus posiciones, de manera que el controlador central pueda actualizar continuamente las distancias de seguridad para cada carro a medida que los carros avanzan alrededor de la vía.

25 Aunque el análisis anterior se limita a determinar zonas seguras basándose en las posiciones de los diversos carros en la vía, la determinación de zonas seguras se basa en otros factores que afectan al tráfico. Por ejemplo, cuando se calcula la distancia se seguridad para un carro, el controlador central considera la distancia entre el carro y la siguiente compuerta, así como la distancia hasta la bandeja de destino para el carro.

30 Como puede observarse a partir de lo anterior, el aumento de la frecuencia de comunicación entre los carros y el controlador central aumenta la eficiencia del flujo de tráfico a lo largo de la vía. Por consiguiente, en el presente caso, el control de tráfico está diseñado para comunicarse con un carro una vez cada 2,54 cm (cada pulgada) que el carro se desplaza a lo largo de la vía. Por lo tanto, si un carro recorre 63,5 centímetros (25 pulgadas) por segundo, el controlador central se comunica con el carro cada 40 ms. Además, es deseable hacer que los carros recorran

35 hasta 127 centímetros/segundo (50 pulgadas/). Por lo tanto, es deseable configurar las comunicaciones para permitir que los carros se comuniquen con el controlador central cada 20 ms.

Además de las variables anteriores usadas para calcular distancias seguras, se usa información con respecto al perfil de la vía delante de cada carro para calcular distancias seguras. Por ejemplo, el controlador central determina

40 si la trayectoria delante de un carro es un movimiento lateral, un movimiento ascendente (es decir, un movimiento en vertical hacia arriba) o un movimiento descendente (es decir, un movimiento en vertical hacia abajo).

Uno de los problemas con el control de tráfico se refiere al cruce en las intersecciones 170. El problema surge cuando un carro necesita pasar sobre la vía de retorno 140. Si dos carros llegan a la intersección lo suficientemente

45 cerca como para chocar, uno de los carros ha de tener prioridad y el otro carro ha de esperar o ir más lento para permitir que el primer carro cruce.

Un primer método para controlar el cruce de tráfico se basa en determinar el siguiente espacio suficientemente grande para que un carro tenga tiempo para pasar a través de una intersección sin chocar con otro carro. En otras

50 palabras, si un primer carro se aproxima a una intersección y se determina que el espacio entre el primer carro y el segundo carro no es suficiente para que el primer carro cruce, el primer carro espera en la intersección hasta que hay un espacio suficientemente grande para permitir que el primer carro cruce.

El segundo método para controlar el cruce de tráfico se basa en determinar qué carro está más cerca del detector

55 inicial en la estación de carga 310. El carro con la distancia más corta con respecto al detector inicial obtiene prioridad en la intersección.

Otro factor que el controlador de tráfico considera cuando calcula distancias seguras se refiere a la posición de los carros en columnas adyacentes. En el presente caso, la mayor parte de las columnas adyacentes comparten un rail

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Claims (1)

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