ES2634141T3 - Módulo de sistema transportador omnidireccional, sistema transportador omnidireccional modular y sistema transportador omnidireccional - Google Patents
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Abstract
Módulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional que comprende al menos dos unidades transportadoras (14, 14) omnidireccionales dispuestas una al lado de la otra, en el que cada unidad transportadora tiene al menos una rueda transportadora (16) omnidireccional, y en el que las direcciones de operación de las ruedas transportadoras de las unidades transportadoras discurren en un ángulo diferente a cero una respecto a otra, caracterizado por que las unidades transportadoras comprenden un motor de accionamiento (18) individualmente asignado para accionar individualmente la al menos una rueda transportadora (16).
Description
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DESCRIPCION
Modulo de sistema transportador omnidireccional, sistema transportador omnidireccional modular y sistema transportador omnidireccional
La presente invencion se refiere a un modulo de sistema transportador omnidireccional, a sistemas transportadores omnidireccionales modulares y a sistemas transportadores omnidireccionales.
Los sistemas transportadores omnidireccionales son basicamente conocidos. Se usan cuando los objetos tienen que moverse y rotarse simultaneamente o cuando la direccion de los objetos tiene que cambiarse durante el movimiento. Los objetos, por ejemplo, paquetes, pueden transportarse de este modo en diversas direcciones y rotarse alrededor del eje central del sistema transportador. Existen diferentes sistemas transportadores que pueden transportar en varias direcciones. Estos incluyen sistemas transportadores con ruedas omnidireccionales. Un sistema de este tipo se describe en la patente US 5.396.977, por ejemplo. El sistema transportador conocido tiene varios arboles transversales y longitudinales paralelos, sobre los que se fijan varias ruedas omnidireccionales espaciadas entre sb Cada uno de los arboles se acciona mediante un respectivo motor de accionamiento. Ademas, los arboles se dividen en zonas y subzonas adecuadas para asegurar un movimiento longitudinal, transversal y de rotacion en dos zonas del sistema transportador. Sin embargo, el sistema transportador tambien puede usarse para transportar objetos, tales como paquetes, independientemente entre sf y no espedficamente en cada direccion en dos dimensiones (2D).
El documento US 5.556.246 A divulga un modulo de sistema transportador omnidireccional segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Por lo tanto, el objeto de la invencion es permitir un transporte dirigido de objetos, por ejemplo, paquetes, en cada direccion en 2D independientemente entre sf.
Segun la invencion, este objeto se logra mediante un modulo de sistema transportador omnidireccional segun la reivindicacion 1.
En este caso, se trata de un denominado modulo de sistema transportador omnidireccional accionado por energfa o activo. La rueda transportadora tambien puede denominarse rodillo transportador. Se debe indicar ademas que, dependiendo del tipo de rueda transportadora, la direccion de operacion puede discurrir ortogonal al eje de rotacion principal de la rueda transportadora, pero tambien en otro angulo.
La presente invencion tambien proporciona sistemas transportadores omnidireccionales modulares segun una de las reivindicaciones 12 a 16.
Ademas, la presente invencion tambien proporciona sistemas transportadores omnidireccionales segun las reivindicaciones 17 a 23.
Por ejemplo, las unidades transportadoras pueden montarse sobre un panel portador que tiene una forma deseada. En este caso, la modularidad no sena necesaria. Tanto los sistemas transportadores omnidireccionales modulares como los sistemas transportadores omnidireccionales pueden tener una superficie transportadora definida por las ruedas transportadoras y que tenga cualquier forma deseada, por ejemplo, plana, pero tambien curvada, por ejemplo.
En una realizacion especial del modulo de sistema transportador, se proporcionan precisamente dos unidades transportadoras omnidireccionales una junto a la otra. Esto permite un transporte dirigido independientemente entre sf en cada direccion en 2D. Dicho con mas precision, esto permite el transporte simultaneo de objetos, por ejemplo, paquetes, con trayectorias individuales. Si las direcciones de operacion de los dos ejes transportadores discurriesen paralelas entre sf, no sena posible un movimiento 2D, siendo el transporte en su lugar solamente posible en una sola direccion.
Segun una realizacion alternativa, se pueden proporcionar precisamente tres unidades transportadoras omnidireccionales una junto a la otra, y las direcciones operativas de las ruedas transportadoras de las tres unidades transportadoras pueden discurrir una respecto a otra de tal manera que no estan presentes direcciones de operacion paralelas. Esto asegura un transporte dirigido de objetos en cada direccion en 2D independientemente entre sf, ademas de una rotacion. Sin embargo, tambien pueden, por supuesto, proporcionarse mas de tres, por ejemplo, cuatro o cinco, unidades transportadoras omnidireccionales.
Las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras preferentemente no discurren ortogonalmente entre sf.
Las ruedas transportadoras se disponen favorablemente en los centros laterales de un triangulo isosceles. Sin embargo, las distancias entre las ruedas transportadoras y el punto medio y sus angulos una respecto a otra tambien pueden variar.
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En particular, en este caso puede estar previsto que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras discurran en un angulo de 0 ° respecto a los lados del triangulo, o que al menos una de las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras discurran en un angulo no igual a 0 ° respecto al correspondiente lado del triangulo. La primera alternativa simplifica las matematicas que subyacen al control/activacion. Como alternativa o de manera adicional, puede variar la distancia entre las ruedas transportadoras y el punto medio.
Tambien puede estar previsto que cada rueda transportadora omnidireccional consista en una unica rueda omnidireccional o en una rueda omnidireccional multiple, en particular, una rueda omnidireccional doble. Un ejemplo de una rueda omnidireccional es la Omniwheel™ fabricada por la empresa Interroll. En el caso de las ruedas omnidireccionales dobles, por ejemplo, se situan dos ruedas omnidireccionales sobre el mismo arbol de accionamiento. El numero de ruedas omnidireccionales por unidad transportadora puede depender de como este configurada la rueda omnidireccional. Una unica rueda omnidireccional puede ser suficiente, en particular, si esta tiene un numero suficiente de rodillos, dando lugar de este modo a un perfil omnidireccional, es decir, un perfil al menos esencialmente circular de toda la rueda omnidireccional. Esto puede ser suficiente, aunque exista un hueco entre los rodillos de la unica rueda omnidireccional. Sin embargo, un objeto tal como un paquete no se transportara entonces con suavidad. Un posicionamiento preciso requerina entonces probablemente la monitorizacion de la posicion, por ejemplo, mediante procesamiento de imagenes. Los rodillos de las ruedas omnidireccionales tienen de manera ventajosa la forma de un arco circular para lograr un perfil preferentemente de arco circular para toda la rueda omnidireccional. Sin embargo, los rodillos cilmdricos tambien pueden ser suficientes.
En particular, puede estar previsto que la rueda omnidireccional sea una rueda Mecanum.
En una realizacion preferida, el modulo de sistema transportador comprende un panel portador, sobre el lado inferior del cual la/s unidad/es transportadora/s omnidireccional/es se monta/n de tal manera que la rueda transportadora o las ruedas transportadoras sobresale/sobresalen hacia arriba a traves de un panel portador o un respectivo recorte en el mismo. Por ejemplo, el recorte puede ser un rebaje o agujero. Sin embargo, las unidades transportadoras tambien se pueden fijar no a un panel portador sino de alguna otra manera, por ejemplo, a perfiles que se extienden verticalmente.
El modulo de sistema transportador mejor comprende al menos un rodillo de bolas montado en el panel portador, y preferentemente varios rodillos de bolas de este tipo preferentemente distribuidos uniformemente.
El modulo de sistema transportador es mejor ajustable por empalme.
En una realizacion especial de la invencion, al menos una de las ruedas transportadoras se monta de manera elastica en sf misma.
Ademas, es concebible que al menos una de las unidades transportadoras se monte de manera elastica en sf misma.
Ademas, puede estar previsto que las dos unidades transportadoras o al menos dos de las unidades transportadoras se monten en de manera elastica en dependencia entre sf.
En los sistemas transportadores omnidireccionales modulares segun una de las reivindicaciones 12 a 16, las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras en los grupos de dos o grupos de tres de manera ventajosa no discurren ortogonalmente una respecto a otra.
En particular, en este caso puede estar previsto que al menos un modulo de sistema transportador pasivo tenga al menos un rodillo de bolas. Sin embargo, cualquier elemento omnidireccional montado de manera pasiva tambien podna usarse en lugar del rodillo de bolas.
En los sistemas transportadores omnidireccionales segun las reivindicaciones 17 y 18, las ruedas transportadoras de manera ventajosa no discurren ortogonalmente una respecto a otra.
Al menos una de las ruedas transportadoras se monta preferentemente de manera elastica en sf misma.
Tambien es concebible que al menos una de las ruedas transportadoras se monte de manera elastica en sf misma.
Las dos unidades transportadoras o al menos dos de las unidades transportadoras se montan ventajosamente de manera elastica en dependencia entre sf.
Finalmente, puede estar previsto que al menos dos de los modulos de sistema transportador esten conectados de manera elastica entre sf.
La invencion se basa en la sorprendente evidencia de que la capacidad para accionar y poner en funcionamiento por separado las unidades transportadoras omnidireccionales permite el transporte de objetos, tales como paquetes, de
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una manera dirigida en cada direccion en 2D y 3D (transaccion en la direccion longitudinal y transversal as^ como rotacion) independientemente entre st En otras palabras, los objetos, tales como paquetes, se pueden transportar simultaneamente con trayectorias individuales. Si se proporcionan al menos tres o precisamente tres unidades transportadoras omnidireccionales, los objetos se pueden rotar adicionalmente tambien, a saber, no solo alrededor de puntos fijos muy espedficos, sino (desde un punto de vista tecnico) en cualquier punto o al menos en casi cualquier punto. Ademas, la alineacion de manera adecuada de ruedas transportadoras directamente adyacentes una respecto a otra puede influir en la direccion de transporte principal, hacer mas eficaz la transmision de energfa e implementar una distribucion optima de fuerzas para la respectiva aplicacion.
Cada motor de accionamiento puede desplazarse por cualquier perfil de velocidad.
Las capacidades de accionamiento y de puesta en funcionamiento separadas permiten un accionamiento dirigido y un ahorro de energfa. Esto se debe a que se puede calcular una trayectoria por objeto (por ejemplo, un paquete), tras lo cual solo se activan aquellos motores de accionamiento necesarios para recorrer la trayectoria.
Al menos realizaciones especiales de la invencion ofrecen las siguientes ventajas (adicionales):
- La construccion modular permite la expansion de la superficie transportadora/superficie de trabajo segun se desee.
- La disposicion sencilla de elementos transportadores/elementos de rodillo hace que los sistemas transportadores resultantes sean mas economicos que los sistemas transportadores o de posicionamiento omnidireccionales convencionales.
- Son posibles movimientos en todas las direcciones. Puede tratarse de lmeas rectas, curvas o rotaciones o cualquier combinacion de las mismas.
- El control individual de los motores de accionamiento permite el movimiento de varios objetos (por ejemplo, paquetes) simultaneamente. El movimiento puede tener lugar en cualquier trayectoria y rotacion.
- La superficie ocupada es muy pequena en comparacion con los sistemas de preparacion de capas (robots o deslizadores).
- Se ahorra energfa al encender y apagar los motores de una manera dirigida.
La invencion puede usarse basicamente en cualquier lugar en que deban posicionarse objetos libremente sobre un plano. En particular, puede usarse en aplicaciones de intralogfstica, por ejemplo para
- generar capas de paquetes para paletizadores automaticos.
- separar flujos de paquetes (aislamiento).
- transferir hacia dentro y hacia fuera paquetes con tecnologfa de transporte existente.
- clasificar paquetes, y
- rotar paquetes.
Las ventajas de una disposicion no ortogonal en comparacion con una disposicion ortogonal en un modulo de sistema transportador o sistema transportador omnidireccional son las siguientes:
Las ruedas transportadoras omnidireccionales transmiten fuerzas en la direccion de rotacion hacia un objeto que va a moverse. En todas las demas direcciones, las fuerzas son absorbidas por los rodillos que rotan libremente, por ejemplo, rodillos auxiliares, y no se transmiten al objeto. La disposicion de las ruedas transportadoras omnidireccionales permite influir en las propiedades del modulo de sistema transportador o sistema transportador. Entre otras cosas, puede modificarse la distribucion de fuerzas transmisibles, y mostrarse como un vector con direccion y magnitud. La direccion que tiene el vector con la amplitud mas alta se denomina direccion de transporte principal. Dependiendo de la disposicion de las ruedas transportadoras o unidades transportadoras, los modulos de sistema transportador o sistemas transportadores pueden construirse por tanto para transportar o posicionar objetos. Por ejemplo, si tres unidades transportadoras estan presentes en una disposicion no ortogonal, en la que las unidades transportadoras se ubican en un angulo de 120 ° una respecto a otra, puede lograrse de este modo una distribucion mas uniforme de fuerzas transmisibles, de manera que los objetos pueden moverse de manera muy eficaz en todas las direcciones. Tal disposicion es muy adecuada para tareas en las que los objetos deben moverse o girarse en todas las direcciones (posicionamiento). Como ejemplo de una tarea de este tipo, se hara referencia a los sistemas de paletizacion en los que se generan capas de paquetes para la paletizacion automatica.
En una disposicion no ortogonal a modo de ejemplo de tres ruedas transportadoras o unidades transportadoras con orientaciones de 60 °-90 °-120 °, la distribucion de fuerzas transmisibles presenta una direccion de transporte principal pronunciada que apunta en la direccion de 90 °. En el intervalo de -30 ° a +30 °, la transmision de fuerzas es tan escasa que hace que un movimiento transversal a la direccion de transporte principal sea muy ineficaz, pero todavfa posible. Tal disposicion es muy adecuada para tareas de transporte en las que un objeto se mueve principalmente en una direccion, sin que esta ultima tenga que cambiar mucho. Una lmea transportadora con transferencia hacia fuera sirve como ejemplo de una aplicacion de este tipo. En este caso, los objetos se mueven en una direccion de 90 °, y se desvfan hacia los elementos transportadores de ramificacion.
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En general, una disposicion de tres accionamientos permite una transmision de par mucho mayor sobre un objeto.
Mediante la configuracion de la disposicion de ruedas transportadoras o unidades transportadoras de cualquier manera deseada, la distribucion de fuerzas puede ajustarse de manera optima a la respectiva aplicacion. Como resultado, puede ahorrarse ene^a. Finalmente, una disposicion no ortogonal de tres o mas ruedas transportadoras o unidades transportadoras permite la implementacion de una distribucion de fuerzas simetrica.
Caractensticas y ventajas adicionales de la invencion se indican en las reivindicaciones adjuntas y en la siguiente descripcion, que exponen varias realizaciones a modo de ejemplo en detalle basadas en los dibujos esquematicos, en los que:
la Figura 1 es una vista en planta de un modulo de sistema transportador omnidireccional segun una realizacion especial de la invencion desde arriba;
la Figura 2 es una vista en planta de un modulo de sistema transportador omnidireccional segun otra realizacion especial de la invencion desde arriba;
la Figura 3 es una vista en perspectiva del modulo de sistema transportador de la Figura 2 con una inclinacion desde arriba;
la Figura 4 es una vista lateral del modulo de sistema transportador de la Figura 2;
las Figuras 5a-5d son diversas vistas del modulo de sistema transportador de la Figura 2 sin panel portador; la Figura 6 es una vista en perspectiva del modulo de sistema transportador de la Figura 1 con una inclinacion desde arriba;
la Figura 7 es una vista lateral del modulo de sistema transportador de la Figura 1;
la Figura 8 es una vista en planta de un modulo de sistema transportador omnidireccional segun otra realizacion especial de la invencion desde arriba;
la Figura 9 es una vista en perspectiva del modulo de sistema transportador de la Figura 8 con una inclinacion desde arriba;
la Figura 10 es una vista lateral del modulo de sistema transportador de la Figura 8;
la Figura 11 es la disposicion y orientacion de las ruedas transportadoras en el modulo de sistema transportador de la Figura 1;
las Figuras 12a y 12b son un modulo de sistema transportador omnidireccional segun otra realizacion especial de la invencion en una vista en planta desde arriba, junto con la correspondiente disposicion y orientacion de las ruedas transportadoras;
las Figuras 13a a 13d son diversas vistas de un modulo de sistema transportador omnidireccional para un sistema transportador segun otra realizacion especial de la invencion;
las Figuras 14a a 14d son vistas en planta del modulo de sistema transportador de la Figura 1 con diversos vectores de velocidad para los motores de accionamiento y los movimientos respectivamente resultantes de un objeto (material transportado (paquetes));
la Figura 15 es una vista en perspectiva de un sistema transportador omnidireccional modular segun otra realizacion especial de la invencion que se monta sobre un bastidor de mesa, con paquetes; la Figura 16 es el sistema transportador de la Figura 15 en otra fase de transporte;
la Figura 17 es una vista en planta del sistema transportador mostrado en la Figura 15 con flechas de direccion de transporte;
la Figura 18 es el sistema transportador de la Figura 15 con (otras) flechas de direccion de transporte; las Figuras 19a y 19b son vistas cortadas del sistema transportador de la Figura 15 desde arriba y desde abajo; la Figura 20 es una vista lateral esquematica de un sistema transportador segun una realizacion especial de la invencion;
la Figura 21 es una vista lateral esquematica de un sistema transportador segun una realizacion especial de la invencion con ruedas transportadoras montadas de manera elastica;
la Figura 22 es una vista en seccion (planta) a lo largo de la lmea A-A de un modulo de sistema transportador con unidades transportadoras montadas de manera elastica independientemente entre sf y una vista en planta desde arriba de un sistema transportador segun una realizacion especial de la invencion;
la Figura 23 es una vista en seccion (planta) a lo largo de la lmea A-A de un modulo de sistema transportador con unidades transportadoras montadas de manera elastica independientemente entre sf y una vista en planta desde arriba de un modulo de sistema transportador segun una realizacion especial de la invencion; y la Figura 24 es una vista en seccion (planta) a lo largo de la lmea A-A de un modulo de sistema transportador con modulos de sistema transportador montados de manera elastica uno respecto a otro y una vista en planta desde arriba de un modulo de sistema transportador segun una realizacion especial de la invencion.
Las Figuras 1, 6 y 7 muestran un modulo de sistema transportador 10 omnidireccional. Comprende un panel portador 12 hexagonal y tres unidades transportadoras 14 omnidireccionales. Cada una de las tres unidades transportadoras 14 comprende una rueda transportadora 16 omnidireccional y un unico motor de accionamiento 18 asignado para accionar individualmente la respectiva rueda transportadora 16. El panel portador 12 tiene tres recortes 20 esencialmente cuadrados, y las unidades transportadoras 14 se sujetan o montan sobre el lado inferior 22 del panel portador 12 de tal manera que las ruedas transportadoras 16 sobresalen hacia arriba a traves de los recortes 20 en el panel portador 12. Como es evidente, en particular, basandose en la Figura 7, los puntos mas altos 24 de las ruedas transportadoras 16 se encuentran en un plano preferentemente horizontal. Como tambien es
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evidente a partir de la Figura 1, los recortes 20 y, por tanto, tambien las ruedas transportadoras 16, se disponen en los centros laterales de un triangulo isosceles D. Las unidades transportadoras 14 se disponen de este modo en forma de estrella con un angulo y = 120° una respecto a otra. Los ejes de rotacion H principales de las ruedas transportadoras 16 discurren con un angulo p = 90 ° respecto a los lados a, b y c del triangulo D. En otras palabras, los ejes de rotacion H principales discurren colineales a las mediatrices r, s y t. Esto a su vez significa que los motores de accionamiento 18 se disponen de tal manera que las extensiones de los ejes de motor de accionamiento (no mostrados) convergen en el punto medio M del modulo de sistema transportador 10.
Unos rodillos de bolas 26 se disponen en los huecos entre las ruedas transportadoras 16 a la altura de las ruedas transportadoras 16 o en el panel portador 12. Estos rodillos de bolas pasivos soportan objetos (no mostrados) desde abajo, por ejemplo, paquetes, que descansan sobre las ruedas transportadoras 16, y evitan que estos ultimos queden atrapados en los bordes del modulo de sistema transportador mientras se mueven.
El panel portador 12 tiene acodamientos 28 (salientes) laterales que discurren hacia abajo con orificios de perforacion 30 para el atornillado con modulos de sistema transportador adyacentes para dar lugar a un sistema transportador o a una plataforma.
En la realizacion a modo de ejemplo mostrada en este caso, cada una de las ruedas transportadoras 16 consiste en una rueda omnidireccional doble. De manera conocida, tres ruedas auxiliares (coronadas) en forma de barril (rodillos 31, de los cuales solo unos pocos estan marcados) se fijan de manera equidistante al area circunferencial para cada rueda omnidireccional de la rueda omnidireccional doble, cuyos ejes de rotacion se encuentran en un angulo recto respecto al eje de rotacion (eje de rotacion H principal) de la rueda principal, y los cuales forman un perfil en forma casi ancha. La otra rueda omnidireccional de la rueda omnidireccional doble tiene exactamente la misma configuracion, salvo por que las ruedas auxiliares (rodillos) estan desplazadas 60 ° respecto a los rodillos de la rueda omnidireccional adyacente. Sin embargo, las ruedas transportadoras 16 omnidireccionales tambien pueden tener una configuracion diferente.
En las Omniwheels™, los ejes de rotacion de los rodillos forman un angulo de 90 ° respecto al eje de rotacion principal, y son paralelos a la direccion de rotacion principal. Como consecuencia, las fuerzas se transmiten en la direccion de rotacion. Los rodillos absorben las fuerzas residuales. Esto significa que la direccion de operacion de la rueda es la misma que la direccion de rotacion de la rueda. Por el contrario, los rodillos no se fijan con un angulo de 90 ° respecto a la direccion de rotacion principal en las ruedas Mecanum, sino mas bien (habitualmente) con un angulo de 45 °. Como consecuencia, la direccion de operacion de la rueda no es igual a la direccion de rotacion principal.
Cada una de las unidades transportadoras 14 se fija en o a un portador 32 abierto hacia arriba, esencialmente en forma de C, con acodamientos 34 dirigidos hacia fuera en la parte superior en ambos lados con orificios de perforacion, que se sujeta al lado inferior 20 del panel portador 12 por medio de tornillos (no mostrados). Sin embargo, la sujecion tambien puede tener lugar de manera diferente.
Las Figuras 2 y 4 muestran una realizacion especial de una unidad transportadora 14 con panel transportador 12 para un modulo de sistema transportador, y las Figuras 5a a 5d muestran la misma unidad transportadora 14 sin panel portador. Por ejemplo, el modulo de sistema transportador 10 mostrado en las Figuras 1,6 y 7 puede consistir en tres unidades transportadoras 14 con panel portador 12. Constituye la unidad mas pequena, por asf decir.
Al igual que la realizacion mostrada en las Figuras 1, 6 y 7, la unidad transportadora 14 omnidireccional comprende una rueda transportadora 16 omnidireccional y un unico motor de accionamiento 18 asignado para el accionamiento individual de la rueda transportadora 16. Ademas, comprende un panel portador 12 esencialmente pentagonal con un recorte 20 esencialmente cuadrado. La unidad transportadora 14 se sujeta o monta al lado inferior 22 del panel portador 12 de tal manera que la rueda transportadora 16 sobresale hacia arriba a traves del recorte 20 en el panel portador 12.
Unos rebajes 38 esencialmente semicirculares para el alojamiento de rodillos de bolas (no mostrados) se forman en los bordes del panel portador 12. Sin embargo, dependiendo de la posicion del panel portador, tambien pueden ser de 1/2, 1/3 o 1/4 de drculo.
Ademas, el panel portador 12 tiene acodamientos 28 (salientes) que discurren hacia abajo (vease la Figura 6) con orificios de perforacion 30 para el atornillado con modulos de sistema transportador adyacentes para dar lugar al modulo de sistema transportador 10 segun la figura 1 o a un sistema transportador o a una plataforma.
Al igual que en la realizacion a modo de ejemplo representada en las Figuras 1, 6 y 7, la rueda transportadora 16 consiste en una rueda omnidireccional doble.
La unidad transportadora 14 se fija en o a un portador 32 abierto hacia arriba, esencialmente en forma de C, con acodamientos 34 dirigidos hacia afuera en la parte superior en ambos lados con orificios de perforacion 36, que se sujeta al lado inferior 20 del panel portador 12 por medio de tornillos (no mostrados). Sin embargo, tambien se puede
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realizar la sujecion de una manera diferente.
Las Figuras 8 a 10 muestran otra realizacion especial de un modulo de sistema transportador 200 omnidireccional segun la presente invencion. Esta ultima difiere esencialmente de la realizacion representada en las Figuras 1, 6 y 7 en el tipo de ruedas transportadoras 16 y, como consecuencia, tambien en como se disenan los recortes 20. Las ruedas transportadoras 16 implican una rueda omnidireccional especial, espedficamente una rueda Mecanum.
La Figura 11 muestra la disposicion y orientacion uniformes de las ruedas transportadoras 16 para la realizacion a modo de ejemplo representada en las Figuras 1, 6 y 7. Los ejes de rotacion H principales de las ruedas transportadoras 16 discurren colineales a los radios R, de manera que los vectores de velocidad v siempre discurren tangencialmente a la «disposicion circular». Esta configuracion simplifica las matematicas que subyacen al controlador.
La Figura 12b muestra lo que se representa correspondientemente en la Figura 12a para otra realizacion (con disposicion y orientacion no uniformes de las ruedas transportadoras). Dos de los ejes de rotacion H principales de las ruedas transportadoras 14 no discurren colineales a los radios R. Por consiguiente, los correspondientes
vectores de velocidad V tampoco discurren tangencialmente a la «disposicion circulars Como alternativa o de manera adicional, los radios pueden variar en tamano. Entonces existe no solo una disposicion circular, sino mas bien varias disposiciones circulares concentricas.
Las figuras 13a a 13d muestran otra realizacion especial de un modulo de sistema transportador 270 omnidireccional para un sistema transportador. Esta ultima difiere de las realizaciones representadas anteriormente en que no tiene motores de accionamiento. Como resultado, no esta accionada por energfa ni es activa, sino mas bien pasiva. Por lo demas, corresponde esencialmente a la realizacion mostrada en las Figuras 2 a 5d. Un modulo de sistema transportador pasivo de este tipo se proporciona ante todo y principalmente para regiones externas/bordes externos de un sistema transportador omnidireccional plano o una plataforma. Esto garantiza que el sistema transportador tenga bordes rectos y que los objetos, tales como paquetes, esten siempre soportados.
Las Figuras 14a a 14d son para demostrar, para el modulo de sistema transportador 10 de la Figura 1, como la combinacion de diversos vectores de velocidad V (diferentes direcciones y/o magnitudes) de los motores de
accionamiento pueden dar lugar a diferentes direcciones de transporte 1 para un objeto. Como consecuencia, pueden generarse secuencias de movimiento muy completas. Estas ultimas abarcan movimientos rectos, curvados o de rotacion.
En las Figuras 15 a 18 se muestra un sistema transportador 300 omnidireccional modular constituido por modulos de sistema transportadores activos 10 y pasivos 270, de los que solo unos pocos estan marcados. Los modulos de sistema transportador mencionados anteriormente se ensamblan en un bastidor de mesa 39 en un sistema transportador 300 plano o una plataforma. La superficie o plataforma no tiene que ser plana, sino que tambien puede estar doblada hacia arriba o hacia abajo, por ejemplo. Como es evidente a partir de las Figuras 15 y 16, las unidades transportadoras omnidireccionales pueden mover y girar individualmente cajas y paquetes 40, sin influir en los paquetes adyacentes. En la Figura 16, los paquetes ya estan dispuestos en una capa paletizable.
La Figura 17 a modo de ejemplo ilustra como puede moverse un paquete 40 por medio del sistema transportador 300, es decir, a lo largo de una lmea recta en la direccion longitudinal, diagonalmente, a lo largo de una curva mientras rota, a lo largo de una lmea recta en la direccion transversal, y sin rotar.
La Figura 18 muestra como se usa el sistema transportador 300 para generar una capa de paquetes, por ejemplo, para fines de paletizacion. Los paquetes 40 pueden moverse y rotarse simultaneamente, espedficamente de manera independiente entre sf
Ademas, las Figuras 19a y 19b muestran un corte ampliado del sistema transportador 300 visto desde arriba y desde abajo.
En el sentido de la presente invencion, un sistema transportador comprende al menos dos modulos de sistema transportador, en el que cada modulo de sistema transportador tiene al menos dos unidades transportadoras. En condiciones marginales ideales, la superficie inferior de un material transportado es absolutamente plana, y los puntos mas altos de las ruedas transportadoras omnidireccionales de las unidades transportadas individuales se encuentran de manera precisa en un plano (plano de transporte), de manera que todas las ruedas transportadoras ubicadas bajo un material transportado estan realmente en contacto con el material transportado.
En realidad, estas condiciones no se presentan a menudo. La superficie inferior del material transportado no siempre es absolutamente plana, y los puntos mas altos de las ruedas transportadoras de las unidades transportadas individuales no se encuentran de manera precisa en un plano, por ejemplo debido a tolerancias mecanicas y de produccion. Esto se representa esquematicamente en la Figura 20. Esta figura muestra un sistema transportador
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400 con ruedas transportadoras 401 a 410. Un paquete 420 esta ubicado sobre el sistema transportador 400. Desde un punto de vista geometrico, las tres ruedas transportadoras 403, 406 y 408 mas altas que no se encuentran en lmea son suficientes para formar un plano transportador. En tal caso, todas las demas ruedas transportadoras no tendnan ningun contacto con el paquete 420 y, por tanto, no podnan usarse para transportar el paquete 420. En el peor caso, estas tres ruedas transportadoras 403, 406 y 408 estanan incluso paralelas entre sf, de manera que ya no sena posible un movimiento omnidireccional.
El problema mencionado anteriormente puede solucionarse asegurando el contacto entre cada una o al menos casi cada una de las ruedas transportadoras ubicadas bajo el respectivo paquete 420 y el paquete 420. Esto se muestra en la Figura 21. En tal caso, todas las ruedas transportadoras 403 a 409 estan en contacto con el paquete 420, pero tambien lo estan las ruedas transportadoras 401 y 402 previas y despues tambien la rueda transportadora 410 subsiguiente. Esto puede realizarse montando componentes del sistema transportador de manera elastica, e implementarse tal como se describe a continuacion, por ejemplo:
1. Se montan ruedas transportadoras individuales de manera elastica (no mostrada). Por ejemplo, esto puede realizarse de dos maneras. En primer lugar, pueden usarse ruedas transportadoras fabricadas de material blando. Si una carga, por ejemplo, el paquete 420, se encuentra sobre tal rueda transportadora, la rueda transportadora se deforma ligeramente, de manera que el punto mas alto de la rueda transportadora desciende un poco. Esta solucion solo permite equilibrar irregularidades predominantemente muy pequenas. Una alternativa a modo de ejemplo sena una conexion montada por resorte entre una rueda transportadora y un respectivo arbol de accionamiento. Por ejemplo, esto puede realizarse mediante un acoplamiento de elastomero (no mostrado).
2. Las unidades transportadoras pueden montarse de manera elastica independientemente entre sf La Figura 22 presenta un ejemplo de esto. En esta realizacion mostrada en la Figura 22, las unidades transportadoras 421 de un modulo de sistema transportador 422 se montan con resortes 424 sobre el lado inferior del panel portador 426. Este tipo de montaje elastico permite ajustar la altura de las unidades transportadoras 421 individuales al respectivo material transportado, usando solo el montaje elastico de la unidad transportadora que se encuentra bajo el material transportado. Las demas unidades transportadoras no se ven afectadas en el proceso.
3. Las unidades transportadoras 421 se montan de manera elastica independientemente entre sf (vease la Figura 23). Todas las unidades transportadoras 421 se montan de manera ngida en una placa intermedia 428. Esta placa intermedia 428 se monta ahora mediante resortes 430 sobre el lado inferior del panel portador 432. Cuando un material transportado esta apoyado sobre una de las ruedas transportadoras 434 omnidireccionales, su peso coloca una carga sobre el montaje elastico. Puesto que todas las unidades transportadoras 421 estan conectadas mecanicamente, todas ellas se ven afectadas.
4. Los modulos de sistema transportador se montan despues de manera elastica uno respecto a otro (vease la Figura 24). En esta realizacion, los modulos de sistema transportador 422 no estan conectados de manera ngida entre sf, sino mas bien por medio de una conexion elastica 436, de las cuales solo unas pocas estan marcadas. De esta manera, la altura de todo el modulo de sistema transportador 422 puede ajustarse al contorno del material transportado.
5. Por ejemplo, la constante de resorte de un modulo de sistema transportador puede seleccionarse de tal manera que, si se excede la maxima carga que actua sobre una rueda transportadora, desciende la rueda transportadora bajo la superficie del modulo de sistema transportador. En la practica, podna lograrse lo siguiente:
Un paquete tiene un peso relativamente bajo, pero una superficie relativamente grande (base del paquete). Esto da como resultado una presion superficial ligera. Por el contrario, el peso global en un ser humano se distribuye a superficies mas pequenas (las plantas de los pies). Se obtiene una presion superficial alta. La constante de resorte del modulo de sistema transportador puede seleccionarse de tal manera que, si un paquete se encuentra sobre una mesa o plataforma, las ruedas transportadoras permanezcan por encima de la superficie del modulo de sistema transportador. Si un humano caminara sobre la mesa o plataforma, estas se presionanan bajo la superficie del modulo de sistema transportador. De esta manera, un ser humano podna caminar sobre la plataforma o mesa mientras se transportan los paquetes simultaneamente. Se podnan usar los sensores correspondientes para detectar si se ha presionado una rueda transportadora bajo la superficie del modulo de sistema transportador. En tal caso, la rueda transportadora se desactivana. Todas las ruedas transportadoras que todavfa sobresalieran de la superficie del modulo de sistema transportador podnan seguir usandose para fines de transporte.
Tambien es concebible un descenso activo de las ruedas transportadoras, por ejemplo, individualmente o en grupos o en su totalidad. El descenso activo pretende lograr un efecto similar al del montaje elastico. En este caso, los resortes pasivos son reemplazados por cilindros o husillos activos, por ejemplo, que descienden las ruedas transportadoras bajo la superficie de un modulo de sistema transportador o modulos de sistema transportador. Al igual que con el montaje elastico, el descenso se puede realizar de diversas maneras. El descenso de una unica unidad transportadora, el descenso simultaneo de todas las unidades transportadoras de un modulo de sistema transportador o el descenso de todos los modulos de sistema transportador en un sistema transportador. En las realizaciones mostradas en las Figuras 22 y 23, por ejemplo, el descenso activo podna lograrse mediante el reemplazo de los resortes 424 y 430 por actuadores lineales, por ejemplo, solenoides, husillos o cilindros, o mediante la combinacion de los resortes 424 y 430 con tales actuadores lineales.
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Aunque no se haya mencionado en toda la descripcion de las figuras, el sistema transportador omnidireccional tambien tiene un dispositivo de control (no mostrado), que esta conectado con los motores de accionamiento para poner en funcionamiento de manera individual estos ultimos.
Lista de referencias
10 Modulo de sistema transportador 12 Panel portador 14 Unidades transportadoras 16 Ruedas transportadoras 18 Motores de accionamiento 20 Recortes 22 Lado inferior 24 Puntos mas altos 26 Rodillos de bolas 28 Acodamientos
30 Orificios de perforacion
31 Rodillos
32 Portadores 34 Acodamientos
36 Orificios de perforacion
38 Rebajes semicirculares
39 Bastidor de mesa
40 Paquetes
200 Modulo de sistema transportador 260 Modulo de sistema transportador 270 Modulo de sistema transportador 300 Sistema transportador 400 Sistema transportador 401-410 Ruedas transportadoras
420 Paquete
421 Unidades transportadoras
422 Modulos de sistema transportador
423 Ruedas transportadoras
424 Resortes
426 Panel portador 428 Placa intermedia 430 Resortes 432 Panel portador 434 Ruedas transportadoras 436 Conexion elastica a,b,c Lados de un triangulo D Triangulo isosceles s,t,r Mediatriz H Eje de rotacion principal M Punto medio R Radios y Angulo
V Vectores de velocidad 1' Direcciones de transporte
Claims (23)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Modulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional que comprende al menos dos unidades transportadoras (14, 14) omnidireccionales dispuestas una al lado de la otra, en el que cada unidad transportadora tiene al menos una rueda transportadora (16) omnidireccional, y en el que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las unidades transportadoras discurren en un angulo diferente a cero una respecto a otra, caracterizado por que las unidades transportadoras comprenden un motor de accionamiento (18) individualmente asignado para accionar individualmente la al menos una rueda transportadora (16).
- 2. Modulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional segun la reivindicacion 1, caracterizado por que estan previstas precisamente tres unidades transportadoras (14, 14, 14) omnidireccionales una al lado de la otra y las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las tres unidades transportadoras discurren una respecto a otra de tal manera que no estan presentes direcciones de operacion paralelas.
- 3. Modulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras no discurren ortogonalmente una respecto a otra.
- 4. Modulo de sistema transportador (10, 200) omnidireccional segun la reivindicacion 3, caracterizado por que las ruedas transportadoras (16, 16, 16) estan dispuestas en los centros de los lados de un triangulo equilatero (D).
- 5. Modulo de sistema transportador (10, 200) omnidireccional segun la reivindicacion 4, caracterizado por que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras discurren en un angulo de 90 ° en relacion con los lados del triangulo o al menos una de las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras discurre en un angulo distinto a 0 ° en relacion con el lado asociado del triangulo.
- 6. Modulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada rueda transportadora (16) omnidireccional consiste en una unica rueda omnidireccional o una rueda omnidireccional multiple, en particular, una rueda omnidireccional doble, en particular, en el que la rueda omnidireccional es una rueda Mecanum.
- 7. Modulo de sistema transportador (10, 200, 260) omnidireccional segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un panel portador (12) de metal, sobre el lado inferior (22) del cual se montan las unidades transportadoras (14) omnidireccionales de tal manera que la rueda transportadora (16) o las ruedas transportadoras (16) sobresale/sobresalen hacia arriba a traves de un o un respectivo recorte en el panel portador de metal, en particular, en el que comprende al menos un rodillo de bolas (26) montado en el panel portador (12) de metal y preferentemente una pluralidad de tales rodillos de bolas, distribuidos preferentemente de manera uniforme.
- 8. Modulo de sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es conectable.
- 9. Modulo de sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos una de las ruedas transportadoras (401-410) se monta de manera elastica en sf misma.
- 10. Modulo de sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que al menos una (421) de las unidades transportadoras se monta de manera elastica en sf misma.
- 11. Modulo de sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la segunda unidad transportadora o al menos dos (421, 421) de las unidades transportadoras se montan de manera elastica en dependencia entre sf.
- 12. Sistema transportador omnidireccional modular que comprende multiples modulos de sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 1 a 11 dispuestos uno al lado del otro, y que tambien comprende un dispositivo de control, que se conecta a los motores de accionamiento para la activacion individual de los mismos.
- 13. Sistema transportador omnidireccional modular que comprende multiples modulos de sistema transportador omnidireccional dispuestos uno al lado del otro, en el que cada modulo de sistema transportador comprende una unidad transportadora (14) omnidireccional compuesta por al menos una rueda transportadora (16) omnidireccional y por un motor de accionamiento (18) individualmente asignado para el accionamiento individual de la al menos una rueda transportadora (16), y los modulos de sistema transportador estan dispuestos en grupos de dos de tal manera que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las dos respectivas unidades transportadoras discurren en un angulo distinto a cero una respecto a otra, y que tambien comprende un dispositivo de control, que se conecta a los motores de accionamiento para la activacion individual de los mismos.
- 14. Sistema transportador omnidireccional modular que comprende multiples modulos de sistema transportador omnidireccional dispuestos uno al lado del otro, en el que cada modulo de sistema transportador comprende una51015202530354045unidad transportadora (14) omnidireccional compuesta por al menos una rueda transportadora (16) omnidireccional y por un motor de accionamiento (18) individualmente asignado para el accionamiento individual de la al menos una rueda transportadora (16), y los modulos de sistema transportador estan dispuestos en grupos de tres de tal manera que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las tres respectivas unidades transportadoras discurren una respecto a otra de tal manera que no estan presentes direcciones de operacion paralelas, y que tambien comprende un dispositivo de control, que se conecta a los motores de accionamiento para la activacion individual de los mismos.
- 15. Sistema transportador omnidireccional modular segun la reivindicacion 13 o 14, caracterizado por que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de los grupos de dos o tres no discurren ortogonalmente una respecto a otra.
- 16. Sistema transportador (300) omnidireccional modular segun una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por que comprende al menos un modulo de sistema transportador (270) omnidireccional pasivo, que tiene al menos una rueda transportadora (16) omnidireccional no accionada por un motor de accionamiento, en particular, en el que el al menos un modulo de sistema transportador (270) pasivo tiene al menos un rodillo de bolas (26).
- 17. Sistema transportador omnidireccional que comprende multiples unidades transportadoras omnidireccionales dispuestas una al lado de la otra, en el que cada una de las unidades transportadoras comprende al menos una rueda transportadora omnidireccional y al menos un motor de accionamiento individualmente asignado, en el que las unidades transportadoras estan dispuestas en grupos de dos de tal manera que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las dos respectivas unidades transportadoras discurren en un angulo distinto a cero una respecto a otra, y que tambien comprende un dispositivo de control, que se conecta a los motores de accionamiento para la activacion individual de los mismos.
- 18. Sistema transportador omnidireccional que comprende multiples unidades transportadoras omnidireccionales dispuestas una al lado de la otra, en el que cada una de las unidades transportadoras comprende al menos una rueda transportadora omnidireccional y al menos un motor de accionamiento individualmente asignado, en el que las unidades transportadoras estan dispuestas en grupos de tres de tal manera que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras de las tres respectivas unidades transportadoras discurren una respecto a otra de tal manera que no estan presentes direcciones de operacion paralelas, y que tambien comprende un dispositivo de control, que se conecta a los motores de accionamiento para la activacion individual de los mismos.
- 19. Sistema transportador omnidireccional segun la reivindicacion 17 o 18, caracterizado por que las direcciones de operacion de las ruedas transportadoras no discurren ortogonalmente una respecto a otra.
- 20. Sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado por que al menos una de las ruedas transportadoras se monta de manera elastica en sf misma.
- 21. Sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado por que al menos una de las unidades transportadoras se monta de manera elastica en sf misma.
- 22. Sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado por que al menos las dos unidades transportadoras o al menos dos de las unidades transportadoras se montan de manera elastica en dependencia entre sf.
- 23. Sistema transportador omnidireccional segun una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado por que al menos (422, 422, 422) tres de los modulos de sistema transportador estan conectados de manera elastica entre sf.
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