ES2836123T3 - Dispositivo robótico de mantenimiento - Google Patents

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Siddique Shaikh
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Abstract

Un dispositivo robótico de mantenimiento para operar en un sistema robótico de recogida, comprendiendo el sistema robótico de recogida dos conjuntos sustancialmente perpendiculares de raíles (22a, 22b) que forman una cuadrícula (14) y comprendiendo además uno o más dispositivos robóticos (30) de manipulación de cargas operables en el mismo, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento un cuerpo (52) montado sobre dos conjuntos de ruedas (54, 56), estando dispuesto el primer conjunto de ruedas (54) para acoplarse con al menos dos raíles del primer conjunto de raíles (22a), estando dispuesto el segundo conjunto de ruedas (56) para acoplarse con al menos dos raíles del segundo conjunto de raíles (22b), siendo el primer conjunto de ruedas (54) independientemente amovible y accionable con respecto al segundo conjunto de ruedas (56), de modo que solo un conjunto de ruedas esté acoplado con la cuadrícula (14) en cualquier momento específico, permitiendo con ello el movimiento del dispositivo robótico de mantenimiento por los raíles hasta cualquier punto de la cuadrícula (14) accionando únicamente el conjunto de ruedas acopladas con los raíles, pudiendo ser movidos cada uno del dispositivo robótico de mantenimiento y los uno o más dispositivos robóticos de manipulación de cargas, estando el movimiento del dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas y del dispositivo robótico de mantenimiento bajo el control del sistema de recogida, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un mecanismo (58) de enganche liberable, estando adaptado el mecanismo de enganche para enganchar de forma liberable el dispositivo robótico de mantenimiento a un dispositivo robótico (30) averiado de manipulación de cargas presente en la cuadrícula, estando adaptado el mecanismo (3) de enganche, además, para aislar el dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas de la cuadrícula (14), de modo que el dispositivo robótico de mantenimiento asuma el control del dispositivo (30) de manipulación de cargas y mueva el dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas hasta una posición predeterminada en la cuadrícula (14) bajo el control del sistema de recogida, y comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un sistema de medición de la tracción, comprendiendo el sistema de medición de la tracción mecanismos de accionamiento para accionar un conjunto de ruedas (54, 56) acopladas con la cuadrícula (14) mientras se detiene el acoplamiento de un conjunto diferente de ruedas (56, 54) con la cuadrícula (14), siendo controlado dicho mecanismo de accionamiento por un medio de control electrónico que comprende medios para monitorizar la rotación de todos los conjuntos de ruedas (54, 56), de modo que pueda medirse la tracción de las ruedas sobre la cuadrícula (14), comparándose dicha medida con datos predeterminados de tracción para establecer si hace falta limpiar la cuadrícula.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo robótico de mantenimiento
La presente invención versa sobre un dispositivo robótico de mantenimiento para su uso en un sistema robótico de recogida.
Algunas actividades comerciales e industriales requieren sistemas que permiten el almacenamiento y la recuperación de un gran número de productos diferentes. Un tipo conocido de sistema para el almacenamiento y la recuperación de elementos en múltiples líneas de productos implica la disposición de arcones o contenedores de almacenamiento en pilas unos encima de otros, estando dispuestas las pilas en filas. Se accede a los arcones o contenedores de almacenamiento desde arriba, eliminando la necesidad de pasillos entre las filas y permitiendo almacenar más contenedores en un espacio dado.
Se conocen bien desde hace décadas métodos de manipulación de contenedores apilados en filas. Algunos sistemas de ese tipo — como el descrito, por ejemplo, en el documento US 2.701.065, de Bertel— comprenden pilas independientes de contenedores dispuestas en filas para reducir el volumen de almacenamiento asociado con el almacenamiento de tales contenedores, pero, no obstante, seguir proporcionando acceso a un contenedor específico si se requiere. El acceso a un contenedor dado se hace posible al proporcionar mecanismos relativamente complicados de izado que pueden ser usados para apilar y retirar contenedores dados de las pilas. Sin embargo, el coste de tales sistemas es poco práctico en muchas situaciones, y principalmente se han comercializado para el almacenamiento y la manipulación de grandes contenedores de transporte marítimo.
El concepto de usar filas independientes de contenedores y de proporcionar un mecanismo para recuperar y almacenar contenedores específicos se ha desarrollado más; por ejemplo, según se describe en el documento EP 0 767 113 B, de Cimcorp. El documento EP 0767 113 B da a conocer un mecanismo para retirar múltiples contenedores apilados, usando un manipulador robótico de cargas en forma de tubo rectangular que se baja alrededor de la pila de contenedores, y que está configurado para poder agarrar un contenedor en cualquier nivel de la pila. De esta manera, pueden levantarse a la vez varios contenedores de una pila. El tubo amovible puede usarse para mover varios contenedores desde la parte superior de una pila hasta la parte superior de otra pila, o para mover contenedores desde una pila hasta una ubicación externa y viceversa. Tales sistemas pueden ser particularmente útiles cuando todos los contenedores de una sola pila contienen el mismo producto (lo que se denomina pila de un solo producto).
En el sistema descrito en el documento EP 0767 113 B, la altura del tubo tiene que ser al menos tan grande como la altura de la mayor pila de contenedores, para que la pila más alta de contenedores pueda ser extraída en una sola operación. En consecuencia, cuando se usa en un espacio cerrado, como un almacén, la altura máxima de las pilas está restringida por la necesidad de acomodar el tubo del manipulador de cargas.
El documento EP 1037828 B1 (Autostore), cuyo contenido se incorpora a la presente memoria por referencia, describe un sistema en el que se disponen pilas de contenedores en una estructura de bastidor. En las Figuras 1 a 4 de los dibujos adjuntos se ilustra esquemáticamente un sistema de este tipo. Los dispositivos robóticos de manipulación de cargas pueden ser movidos de forma controlable alrededor de la pila en un sistema de vías en la superficie más superior de la pila.
En la patente noruega número 317366 se describe adicionalmente una forma de dispositivo robótico de manipulación de cargas. Las Figuras 3(a) y 3(b) son vistas esquemáticas en perspectiva de un dispositivo de manipulación de cargas desde atrás y desde el frente, respectivamente, y la Figura 3(c) es una vista esquemática en perspectiva frontal de un dispositivo de manipulación de cargas levantando un arcón.
Se describe un desarrollo adicional de un dispositivo de manipulación de cargas en la publicación de patente PCT n° WO 2015/019055 A, en donde cada manipulador robótico de cargas solo cubre un espacio de cuadrícula, permitiendo así una mayor densidad de manipuladores de cargas y, por tanto, mayor rendimiento de un sistema de un tamaño dado. Además, el documento WO 2013/167907 (Ocado Innovation Limited) describe un sistema robótico de almacenamiento y recogida que tiene dispositivos de manipulación de cargas operables en una red de vías sobre contenedores apilados.
Se da a conocer un tipo adicional de sistema de almacenamiento en el documento US 2012/259482 (Jeschke) en el que se usan tractores autopropulsados para mover materiales de almacenamiento dispuestos en remolques.
En algunas implementaciones de tales sistemas de manipulación de arcones, puede haber un gran número de dispositivos robóticos de manipulación de cargas que discurren por una sola cuadrícula. Estos dispositivos de manipulación de cargas pueden experimentar problemas de vez en cuando y requerir reparación u otra intervención para volver al servicio útil. Además, puede haber derrames o acumulación de suciedad o polvo en la cuadrícula, que requerirá limpieza.
Una desventaja de los sistemas de la técnica anterior descritos en lo que antecede es que para rescatar un dispositivo de manipulación de cargas defectuoso o para limpiar la cuadrícula, se requiere que un usuario acceda a la cuadrícula en la pila y lleve a cabo manualmente las operaciones necesarias para reparar o retirar el dispositivo de manipulación de cargas o para limpiar la cuadrícula.
Para que estas operaciones se produzcan de forma segura, es necesario detener todos los manipuladores robóticos de cargas en la cuadrícula antes de que se permita el acceso al usuario. Cuanto mayor sea el número de manipuladores robóticos de cargas en uso y cuanto mayor sea la cuadrícula, mayor es la probabilidad de que se produzcan averías y mayor es la consecuencia de cada avería, debido al número de unidades que tienen que detenerse.
Según la invención, se proporciona un dispositivo robótico de mantenimiento para operar en un sistema robótico de recogida, como se indica en la reivindicación 1 adjunta.
De este modo, la presente invención supera los problemas de la técnica anterior y proporciona un sistema y un método de aumento de la fiabilidad y de reducción del coste general de los grandes sistemas de manipulación de arcones desplegando uno o más robots automatizados de mantenimiento.
La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que
La Figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una estructura de bastidor para alojar múltiples pilas de arcones en un sistema conocido de almacenamiento;
la Figura 2 es una vista esquemática en planta de parte de la estructura de bastidor de la Figura 1;
las Figuras 3(a) y 3(b) son vistas esquemáticas en perspectiva, desde atrás y desde el frente, respectivamente, de una forma de dispositivo robótico de manipulación de cargas para su uso con la estructura de bastidor de las Figuras 1 y 2, y la Figura 3(c) es una vista esquemática en perspectiva del dispositivo manipulador de cargas conocido en uso levantando un arcón;
la Figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de un sistema conocido de almacenamiento que comprende múltiples dispositivos manipuladores de cargas del tipo mostrado en las Figuras 3(a), 3(b) y 3(c), instalado en la estructura de bastidor de las Figuras 1 y 2; junto con un dispositivo robótico de mantenimiento según una forma de la invención;
la Figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según una realización de la presente invención;
la Figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de parte del dispositivo de mantenimiento de la Figura 5, que muestra un mecanismo de enganche y un medio de cámara situado en el referido dispositivo robótico de mantenimiento;
las Figuras 7a y 7b son vistas laterales esquemáticas del dispositivo robótico de mantenimiento de las Figuras 5 y 6 que muestran las ruedas, el sistema de accionamiento y un mecanismo de limpieza;
la Figura 8 es una vista esquemática en perspectiva del dispositivo robótico de mantenimiento de las Figuras 5 a 7, en uso, recogiendo un dispositivo de manipulación de cargas averiado;
la Figura 9 es una vista ampliada de un mecanismo de enganche adecuado para enganchar el dispositivo de manipulación de cargas averiado al dispositivo robótico de mantenimiento;
la Figura 10 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según una segunda realización de la invención, teniendo el dispositivo de mantenimiento sustancialmente forma de puente;
la Figura 11 es una vista lateral esquemática del dispositivo robótico de mantenimiento de la Figura 10 según una segunda realización de la invención, que muestra al dispositivo de mantenimiento in situ sobre un dispositivo de manipulación de cargas averiado;
la Figura 12 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según una tercera realización de la invención, teniendo el dispositivo de mantenimiento sustancialmente forma de u; la Figura 13 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según una cuarta realización de la invención, operando múltiples dispositivos de mantenimiento para acoplarse a un dispositivo de mantenimiento averiado para moverlo o retirarlo de la cuadrícula;
la Figura 14 es un dibujo esquemático en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según la cuarta realización de la invención que muestra una configuración diferente de los múltiples dispositivos de mantenimiento;
la Figura 15 es un dibujo esquemático en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según la cuarta realización de la invención que muestra una configuración adicional de los múltiples dispositivos de mantenimiento; y
la Figura 16 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo robótico de mantenimiento según una quinta realización de la invención en la que el dispositivo de mantenimiento está dotado de un asiento para permitir el transporte de un pasajero o usuario.
Según se muestra en las Figuras 1 y 2, hay contenedores apilables, denominados arcones 10, unos encima de otros formando pilas 12. Las pilas 12 están dispuestas en una estructura 14 de bastidor en cuadrícula en un entorno de almacenamiento o fabricación. La Figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de la estructura 14 de bastidor, y la Figura 2 es una vista de arriba abajo que muestra una sola pila 12 de arcones 10 dispuesta dentro de la estructura 14 de bastidor. Cada arcón 10 contiene normalmente múltiples productos (no mostrados), y los productos dentro de un arcón 10 pueden ser idénticos, o pueden ser de diferentes tipos de productos, dependiendo de la aplicación.
La estructura 14 de bastidor comprende múltiples miembros verticales 16 que soportan miembros horizontales 18, 20. Hay un primer conjunto de miembros horizontales paralelos 18 dispuestos perpendicularmente a un segundo conjunto de miembros horizontales paralelos 20 para formar múltiples estructuras de cuadrícula horizontal soportadas por los miembros verticales 16. Los miembros 16, 18, 20 están normalmente fabricados de metal. Los arcones 10 están apilados entre los miembros 16, 18, 20 de la estructura 14 de bastidor, para que la estructura 14 de bastidor impida el movimiento horizontal de las pilas 12 de arcones 10, y guíe el movimiento vertical de los arcones 10.
El nivel superior de la estructura 14 de bastidor incluye raíles 22 dispuestos en un patrón de cuadrícula que cruza la parte superior de las pilas 12. Con referencia adicional a las Figuras 3 y 4, los raíles 22 soporta múltiples dispositivos robóticos 30 de manipulación de cargas. Un primer conjunto 22a de raíles paralelos 22 guía el movimiento de los dispositivos 30 de manipulación de cargas en una primera dirección (X) que cruza la parte superior de la estructura 14 de bastidor, y un segundo conjunto 22b de raíles paralelos 22, dispuesto perpendicular al primer conjunto 22a, guía el movimiento de los dispositivos 30 de manipulación de cargas en una segunda dirección (Y), perpendicular a la primera dirección. De esta manera, los raíles 22 permiten el movimiento de los dispositivos 30 de manipulación de cargas en dos dimensiones en el plano X-Y, para que un dispositivo 30 de manipulación de cargas pueda ser movido a una posición encima de cualquiera de las pilas 12.
Cada dispositivo 30 de manipulación de cargas comprende un vehículo 32 que está dispuesto para desplazarse en las direcciones X e Y sobre los raíles 22 de la estructura 14 de bastidor, encima de las pilas 12. Un primer conjunto de ruedas 34, consistente en un par de ruedas 34 en la parte frontal del vehículo 32 y un par de ruedas 34 en la parte trasera del vehículo 32, está dispuesto para acoplarse con dos raíles adyacentes del primer conjunto 22a de raíles 22. De modo similar, un segundo conjunto de ruedas 36, consistente en un par de ruedas 36 a cada lado del vehículo 32, está dispuesto para acoplarse con dos raíles adyacentes del segundo conjunto 22b de raíles 22. Cada conjunto de ruedas 34, 36 se mueve levantar y bajar, para que ya sea el primer conjunto de ruedas 34 o el segundo conjunto de ruedas 36 esté acoplado con el respectivo conjunto de raíles 22a, 22b en un momento dado cualquiera.
Cuando el primer conjunto de ruedas 34 está acoplado con el primer conjunto de raíles 22a y el segundo conjunto de ruedas 36 está elevado, separándolo de los raíles 22, las ruedas 34 pueden ser accionadas, por medio de un mecanismo de accionamiento (no mostrado) alojado en el vehículo 32, para mover el dispositivo 30 de manipulación de cargas en la dirección X. Para mover el dispositivo 30 de manipulación de cargas en la dirección Y, el primer conjunto de ruedas 34 es elevado, separándolo de los raíles 22, y el segundo conjunto de ruedas 36 baja para acoplarse con el segundo conjunto de raíles 22a. El mecanismo de accionamiento puede ser usado entonces para accionar el segundo conjunto de ruedas 36 para lograr el movimiento en la dirección Y.
De este modo, uno o más dispositivos robóticos 30 de manipulación de cargas pueden moverse por la superficie superior de las pilas 12 sobre la estructura 14 de bastidor bajo el control de un sistema central de recogida (no mostrado). Cada dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas está dotado de un medio para levantar uno o más arcones o contenedores de la pila para acceder a los productos requeridos. De este modo, se puede acceder en cualquier momento dado a múltiples productos desde múltiples ubicaciones en la cuadrícula y en las pilas.
La Figura 4 muestra un sistema de almacenamiento típico según se ha descrito anteriormente, teniendo el sistema múltiples dispositivos 30 de manipulación de cargas activos sobre las pilas 12. Además, sobre la cuadrícula 14 hay situado un dispositivo robótico de mantenimiento.
Se apreciará que cualquier forma de dispositivo 30 de manipulación de cargas puede estar en uso y que el dispositivo robótico de mantenimiento puede ser debidamente adaptado para interactuar con cualquier dispositivo 30 de manipulación de cargas de ese tipo.
Ahora se describirá, con referencia a las Figuras 5 a 7, una primera forma de un segundo tipo de dispositivo robótico de mantenimiento.
Con referencia a la Figura 5, el dispositivo robótico de mantenimiento comprende un vehículo 52 que tiene unos conjuntos primero y segundo de ruedas 54, 56 que son acoplables con los conjuntos primero y segundo sets 22a, 22b de raíles 22, respectivamente.
El dispositivo robótico de mantenimiento está dotado de características adicionales a las del dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas. Como puede verse en las Figuras 5 y 6, el dispositivo está dotado de un mecanismo 58 de enganche liberable y de un medio 60 de cámara. Además, el dispositivo está dotado de medios de limpieza, como mecanismos 62 de cepillos y un sistema 64 de aspiración, montados adyacentes a cada conjunto de ruedas 54, 56.
Además, el dispositivo incluye un dispositivo 66 de pulverización capaz de descargar un detergente adecuado bajo el control del sistema central de recogida (no mostrado).
De manera similar a la operación del dispositivo 30 de manipulación de cargas, los conjuntos primero y segundo de ruedas 54, 56 del dispositivo robótico de mantenimiento pueden ser movidos verticalmente con respecto al vehículo para acoplar o desacoplar las ruedas 54, 56 con respecto al correspondiente conjunto de raíles 22a, 22b. Acoplando y accionando el debido conjunto de ruedas 54, 56, el dispositivo robótico de mantenimiento puede ser movido en las direcciones X e Y en el plano horizontal sobre la parte superior de la estructura 14 de bastidor.
En caso de fallo o avería de un dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas, el dispositivo robótico de mantenimiento es movido sobre la cuadrícula 14 hasta una ubicación adyacente al dispositivo averiado 30. Una vez esté adyacente al dispositivo averiado 30, el medio 60 de cámara del dispositivo de mantenimiento puede ser usado para ver la situación desde una posición de control (no mostrada). Si el dispositivo 30 de manipulación de cargas requiere su retirada de la cuadrícula 14, entonces el dispositivo de mantenimiento puede ser enganchado de forma liberable al dispositivo averiado 30 de manipulación de cargas, según se muestra en la Figura 8. El dispositivo de mantenimiento puede ser usado entonces para manipular el dispositivo averiado 30 hasta una ubicación en la que puede ser reparado o retirado por entero de la cuadrícula 14.
Se apreciará que no es preciso que la forma del mecanismo 58 de enganche liberable sea la mostrada en las Figuras 5 a 9, sino que puede usarse cualquier forma adecuada de mecanismo de enganche liberable. El mecanismo 58 de enganche puede conectarse a un manipulador robótico de cargas defectuoso y bien levantarlo sacándolo de la cuadrícula, o poder levantar y bajar los conjuntos de ruedas en el dispositivo defectuoso para poder empujarlo, traccionarlo o arrastrarlo hasta una ubicación deseada. El mecanismo 58 de enganche también puede incluir un dispositivo para hacer que el mecanismo de agarre de la unidad defectuosa se retire de la cuadrícula o se realice cualquier otra intervención mecánica o eléctrica con el manipulador robótico 30 de cargas.
Además, se apreciará que el dispositivo de mantenimiento puede estar dotado de medios sensores en lugar del medio 60 de cámara o adicionalmente al mismo. Por ejemplo, el dispositivo de mantenimiento puede estar dotado de sensores para permitir que un operario del sistema diagnostique de forma remota una avería en un manipulador robótico 30 de cargas defectuoso o estacionario. Esto puede incluir, sin limitación, un medio de conexión eléctrica para conectarse a una toma del manipulador robótico 30 de cargas para buscar fallos o diagnosticarlos a través de un sistema instalado de diagnóstico. Esto puede incluir, además, sensores, tales como detectores ultrasónicos, cámaras de rayos x, o sensores para acceder a funciones de telecomunicaciones dentro del dispositivo 30 de manipulación de cargas.
Además, el dispositivo de mantenimiento puede comprender un medio de reinicio, además de los sensores presentados anteriormente, o en lugar de los mismos, para permitir que el dispositivo de mantenimiento reinicie el dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas. El medio de reinicio puede comprender medios mecánicos, tales como un dispositivo manipulador operado de forma remota, o puede comprender un medio eléctrico de reinicio operable de forma remota. Además, el manipulador mecánico puede ser operable de forma remota para empujar el dispositivo 30 de manipulación de cargas en el supuesto caso de que el diagnóstico sugiera que el dispositivo 30 de manipulación de cargas simplemente está temporalmente atascado en una porción de la cuadrícula. Alternativamente, el dispositivo mecánico puede actuar en conjunción con el dispositivo de mantenimiento para empujar el dispositivo de manipulación de cargas hasta una porción alternativa de la cuadrícula o sacarlo completamente de la cuadrícula.
En otro uso del dispositivo robótico de mantenimiento, el dispositivo se usa para desplazarlo sobre la cuadrícula 14 para establecer el estado de la cuadrícula 14. Por ejemplo, con el tiempo puede acumularse en la cuadrícula 14 derrames y suciedad. El dispositivo de mantenimiento puede estar dotado de un sistema de medición de la tracción por el que, por ejemplo, una o más ruedas 56 son accionadas mientras una o más ruedas 54 están frenadas, para establecer si hay un derrame y, por ende, pérdida de tracción para los manipuladores robóticos 30 de cargas en la cuadrícula 14. El dispositivo de mantenimiento puede ser desplegado, entonces, en la cuadrícula 14 y el medio 60 de cámara usado para ver de forma remota el estado de la cuadrícula 14. Entonces, para limpiar la cuadrícula 14 pueden usarse según sea apropiado los mecanismos 62 de cepillos, el detergente pulverizado 66 y el sistema 64 de aspiración.
El derrame de productos tales como aceite sobre la cuadrícula, que vuelve la cuadrícula resbaladiza, puede ser detectado por manipuladores robóticos de cargas ordinarios usando detección de deslizamiento en las ruedas. Es entonces importante abordar el asunto de inmediato para evitar que el aceite se esparza por grandes porciones de la cuadrícula. El método propuesto usaría varios aspectos del mantenimiento robótico 50 para abordar el asunto. En uso, se detendría cualquier dispositivo robótico que experimentara deslizamiento. También se detendrían otros dispositivos robóticos dentro de un radio predeterminado del derrame potencial. El sistema de control de recogida puede ser usado para bloquear todas las áreas potencialmente afectadas de la cuadrícula en soporte lógico, de modo que ningún otro dispositivo robótico 30 pueda acceder al área afectada. Uno o más dispositivos robóticos de mantenimiento pueden desplegarse entonces inicialmente para limpiar el área alrededor de los dispositivos robóticos ahora estacionarios. El mecanismo de accionamiento del dispositivo de mantenimiento desplegado puede ser usado entonces para medir la tracción, para garantizar que el derrame haya sido debidamente eliminado. El dispositivo robótico de mantenimiento puede ser usado entonces para recoger y retirar el dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas afectado a un área de mantenimiento, para que las ruedas puedan ser limpiadas. Pueden desplegarse dispositivos robóticos de mantenimiento adicionales para acabar de limpiar el área afectada hasta que haya una tracción suficiente en todas las partes de la cuadrícula.
Además, el dispositivo robótico de mantenimiento puede estar dotado de un medio para evaluar el estado mecánico de las vías y de la cuadrícula. Por ejemplo, el dispositivo de mantenimiento puede usar medios 60 de sensores o de cámara descritos anteriormente para evaluar el estado de la cuadrícula, además de evaluar el estado de los dispositivos robóticos 30 de manipulación de cargas o por separado de esta evaluación. Por ejemplo, el dispositivo robótico de mantenimiento puede ser desplegado en la cuadrícula durante una fase de mantenimiento para garantizar la estabilidad y la integridad de las vías y de la cuadrícula.
Se apreciará que el dispositivo de mantenimiento puede comprender la totalidad, una o cualquier combinación de las características descritas anteriormente y que no es esencial para la invención que el dispositivo de mantenimiento incluya todas las características y todos los sensores descritos. Las Figuras 10 y 11 muestran una segunda realización de la invención. Se hará referencia con los mismos números de referencia a las características similares a lo descrito con referencia a la primera realización.
La Figura 10 muestra una forma alternativa de dispositivo robótico 150 de mantenimiento. El dispositivo robótico 150 de mantenimiento comprende un vehículo 152 con forma sustancialmente de puente. Con referencia a las Figuras 10 y 11, el dispositivo robótico 150 de mantenimiento comprende un vehículo 152 que tiene conjuntos primero y segundo de ruedas 154, 156 que son acoplables con los conjuntos primero y segundo 22a, 22b de raíles 22, respectivamente. El vehículo 152 con forma de puente está dimensionado para poder colocarse a horcajadas sobre un dispositivo 30 de manipulación de cargas. El dispositivo 150 de mantenimiento está dotado de un mecanismo liberable 158 de enganche o de gancho desplegable desde la parte inferior de la porción de puente.
En uso, los conjuntos primero y segundo de ruedas 154, 156 del dispositivo robótico 150 de mantenimiento pueden ser movidos verticalmente con respecto al vehículo 152 para acoplar las ruedas 154, 156 con el correspondiente conjunto de raíles 22a, 22b o desacoplarlas del mismo. Al acoplar y accionar el debido conjunto de ruedas 154, 156, el dispositivo robótico 150 de mantenimiento puede ser movido en las direcciones X e Y en el plano horizontal en la parte superior de la estructura 14 de bastidor.
De esta manera, el dispositivo 150 de mantenimiento puede ser desplegado en la cuadrícula 14 y conducido hasta un punto en el que se sitúa a horcajadas sobre un dispositivo averiado 30 de manipulación de cargas, de modo que pueda usarse el mecanismo 158 de enganche o de gancho para levantar el dispositivo averiado 30 de la cuadrícula 14. A continuación, puede usarse el sistema de control de recogida para mover el dispositivo 150 de mantenimiento hasta una posición en la cuadrícula 14 en la que el dispositivo averiado 30 de manipulación de cargas puede ser retirado según sea necesario. Se apreciará que, aunque no se muestre en los dibujos, el dispositivo de mantenimiento de la segunda realización también puede tener las características descritas con referencia a la primera realización, incluyendo, sin limitación, los mecanismos 62 de cepillos, los sistemas 64 de aspiración, los sistemas 66 de pulverización, los sistemas de medición de la tracción y el medio 60 de cámara, operativos todos de manera similar a la descrita anteriormente.
La Figura 12 muestra una tercera realización de la invención. Se hará referencia con los mismos números de referencia a las características similares a lo descrito con referencia a las realizaciones primera y segunda de la invención.
Con referencia a la Figura 12, el dispositivo robótico 250 de mantenimiento comprende un vehículo 252 que tiene conjuntos primero y segundo de ruedas 254, 256 que son acoplables, respectivamente, con los conjuntos primero y segundo 22a, 22b de raíles 22, de la cuadrícula 14. El vehículo 252 en forma de u está dimensionado para poder rodear un dispositivo 30 de manipulación de cargas. El dispositivo 250 de mantenimiento está dotado de un mecanismo liberable 258 de enganche o de gancho desplegable desde la parte inferior de la porción en forma de u.
En uso, los conjuntos primero y segundo de ruedas 254, 256 del dispositivo robótico 250 de mantenimiento pueden ser movidos verticalmente con respecto al vehículo 252 para acoplar las ruedas 254, 256 con el correspondiente conjunto de raíles 22a, 22b o desacoplarlas del mismo. Al acoplar y accionar el debido conjunto de ruedas 254, 256, el dispositivo robótico 250 de mantenimiento puede ser movido en las direcciones X e Y en el plano horizontal en la parte superior de la cuadrícula 14.
De esta manera, el dispositivo 250 de mantenimiento puede ser desplegado en la cuadrícula 14 y conducido hasta un punto en el que rodea un dispositivo averiado 30 de manipulación de cargas, de modo que pueda usarse el mecanismo 158 de enganche o de gancho para traccionar, empujar o manipular de otro modo el dispositivo averiado 30. A continuación, puede usarse el sistema de control de recogida para mover el dispositivo 250 de mantenimiento hasta una posición en la cuadrícula 14 en la que el dispositivo averiado 30 de manipulación de cargas puede ser retirado según sea necesario. Se apreciará que, aunque no se muestre en los dibujos, el dispositivo de mantenimiento de la tercera realización también puede tener las características descritas con referencia a las realizaciones primera y segunda, incluyendo, sin limitación, los mecanismos 62 de cepillos, los sistemas 64 de aspiración, los sistemas 66 de pulverización, los sistemas de medición de la tracción y el medio 60 de cámara, operativos todos de manera similar a la descrita anteriormente.
Se apreciará que no es preciso que el dispositivo de enganche adopte la forma de un gancho, sino que puede usarse cualquier medio de enganche adecuado. Por ejemplo el medio de enganche puede ser magnético o electromagnético. Además, el medio de enganche puede estar situado en cualquier punto del dispositivo de mantenimiento; de hecho, pueden emplearse múltiples mecanismos de enganche en todos los laterales del dispositivo de mantenimiento, de modo que se pueda aproximar a un dispositivo de manipulación de cargas y que este pueda ser enganchado desde cualquier dirección en la cuadrícula.
Además, el mecanismo de enganche del dispositivo de mantenimiento puede interactuar con el dispositivo de manipulación de cargas de cualquier modo adecuado para retirar el dispositivo de manipulación de cargas de la cuadrícula. Puede haber una comunicación electrónica o una interacción mecánica entre el dispositivo de mantenimiento y el dispositivo de manipulación de cargas de cualquier forma para retirar el dispositivo de manipulación de cargas de la cuadrícula.
Las Figuras 13 a 15 muestran una realización adicional del dispositivo robótico de mantenimiento. Se hará referencia con los mismos números a las características similares a lo descrito con referencia a las realizaciones anteriores de la invención.
En la Figura 13, se muestra un par de dispositivos robóticos 450 de mantenimiento conectados por un miembro adecuado 452. El miembro 452 permite que los dispositivos robóticos 450 de mantenimiento separados actúen como una sola unidad. El miembro 452 está dotado, además, con medios 454, 456 de conexión, enganche y elevación.
Los dispositivos robóticos 450 de mantenimiento conectados son maniobrados de forma remota para situarlos en una posición tal que ocupen espacios de la cuadrícula adyacentes a un dispositivo 30 de manipulación de cargas que ha dejado de funcionar. Desde esta posición el medio 454 de enganche puede ser bajado o ajustado para conectarse con un punto 456 cooperativo de enganche en el dispositivo robótico 30 de manipulación de cargas. Una vez conectados, el medio 456 de elevación es accionado para levantar el dispositivo 30 de manipulación de cargas que ha dejado de funcionar, sacándolo de la cuadrícula y de las vías. Una vez elevados y sacados, los dispositivos robóticos 450 de mantenimiento conectados pueden recibir una instrucción de forma remota para que se muevan a una posición fuera de la cuadrícula para permitir la recuperación del dispositivo robótico de manipulación de cargas.
Las Figuras 14 y 15 muestran configuraciones alternativas para los dispositivos robóticos 450 de mantenimiento conectados y posiciones alternativas del miembro 452 y de los medios 454, 456 de conexión, enganche y elevación.
Se apreciará que, en esta realización de la invención, es posible aproximarse a los dispositivos robóticos de manipulación de cargas y elevarlos desde cualquier parte de la cuadrícula, incluyendo los mismísimos bordes o esquinas o las estructuras adyacentes de soporte, ya que el dispositivo robótico 450 de mantenimiento se conecta con el dispositivo 30 de manipulación de cargas en un acoplamiento montado en la parte superior.
Se apreciará que las configuraciones mostradas en las Figuras 13 a 15 son simplemente una selección de varias configuraciones posibles y que la invención de la cuarta realización no está limitada simplemente a estas configuraciones. El mecanismo de conexión, enganche y elevación puede ser un solo mecanismo o tres mecanismos diferentes. Los mecanismos de conexión y enganche pueden comprender medios mecánicos, magnéticos o electromagnéticos o cualquier otro medio adecuado. El medio de elevación puede comprender un medio 458 de cabrestante o cualquier otro medio adecuado de elevación.
La Figura 16 muestra una quinta realización de la invención. Se hará referencia con los mismos números de referencia a las características similares a lo descrito con referencia a las realizaciones primera, segunda y tercera de la invención.
Con referencia a la Figura 16, el dispositivo 350 de mantenimiento comprende un vehículo 350 sustancialmente planario que tiene conjuntos primero y segundo de ruedas 354 que son acoplables con los conjuntos primero y segundo 22a, 22b de raíles 22, de la cuadrícula 14 respectivamente. El vehículo planario 350 está dotado de un medio 353 de asiento para poder transportar a un usuario. El dispositivo 350 de mantenimiento puede ser controlado de forma robótica por el sistema de control de recogida, pero también puede ser conducido manualmente por el usuario (no mostrado).
En uso, los conjuntos primero y segundo de ruedas 354 del dispositivo 350 de mantenimiento pueden ser movidos verticalmente con respecto al vehículo para acoplar las ruedas 354 con el correspondiente conjunto de raíles 22a, 22b o desacoplarlas del mismo. Al acoplar y accionar el debido conjunto de ruedas 354, el dispositivo 350 de mantenimiento puede ser movido en las direcciones X e Y en el plano horizontal en la parte superior de la cuadrícula De esta manera, el dispositivo 350 de mantenimiento puede ser desplegado en la cuadrícula 14 y conducido hasta un punto predeterminado en la cuadrícula en el que se requiere inspección o mantenimiento.
Se apreciará que, aunque no se muestre en los dibujos, el dispositivo 350 de mantenimiento de la quinta realización también puede tener las características descritas con referencia a las realizaciones primera, segunda, tercera y cuarta, incluyendo, sin limitación, los mecanismos 62 de cepillos, los sistemas 64 de aspiración, los sistemas 66 de pulverización, los sistemas de medición de la tracción y el medio 60 de cámara, operativos todos de manera similar a la descrita anteriormente.
De esta manera, la integridad de un gran sistema de recogida controlado robóticamente puede ser mantenida y limpiada sin requerir la detención de todo el sistema para recuperar dispositivos averiados de manipulación de cargas o limpiar derrames en la cuadrícula. En sistemas de tamaño significativo esto puede representar una disminución sustancial en el tiempo de inactividad del sistema.
Además, es posible adaptar el dispositivo robótico de mantenimiento descrito en la totalidad o en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para transportar equipos como barreras (no mostradas). Los medios mecánicos de manipulación operables de forma remota pueden colocar barreras alrededor de una porción de la cuadrícula; por ejemplo, por razones de seguridad, en el supuesto caso de que fuera necesario que un operario esté presente en la cuadrícula.
Se apreciará que los dispositivos robóticos de mantenimiento descritos anteriormente pueden contener una o la totalidad de las características descritas. Por ejemplo, un dispositivo de mantenimiento puede ser capaz de elevar un dispositivo averiado de manipulación de cargas sacándolo de la cuadrícula y de retirarlo a una ubicación de mantenimiento en la cuadrícula, a la vez que también comprende un medio de monitorización de la tracción y dispositivos de limpieza. Además, también se puede dotar a un dispositivo de mantenimiento con asiento de medios para traccionar un dispositivo averiado de manipulación de cargas y sacarlo de la cuadrícula.
Además, el dispositivo robótico de mantenimiento puede comprender una porción de transporte de carga, similar al dispositivo de manipulación de cargas, estando adaptada la porción de transporte de carga para transportar equipo de mantenimiento y limpieza, como el descrito anteriormente. Además, la porción de transporte de carga puede ser intercambiable, de modo que un dispositivo de mantenimiento pueda llevar a cabo diferentes funciones, dependiendo de la porción de transporte de carga proporcionada en cualquier momento concreto.
También se apreciará que los dispositivos robóticos 30 de manipulación de cargas pueden tener la forma en voladizo mostrada en las Figuras 1 a 4, que ocupan dos espacios de cuadrícula o, alternativamente, los dispositivos robóticos 30 de manipulación de cargas pueden tener la forma mostrada en las Figuras 13 a 15, en las que ocupan solo un único espacio de cuadrícula.
También son posibles, sin apartarse del alcance de la invención, definida en las reivindicaciones adjuntas, muchas variaciones y modificaciones que no están descritas explícitamente en lo que antecede.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo robótico de mantenimiento para operar en un sistema robótico de recogida, comprendiendo el sistema robótico de recogida dos conjuntos sustancialmente perpendiculares de raíles (22a, 22b) que forman una cuadrícula (14) y
comprendiendo además uno o más dispositivos robóticos (30) de manipulación de cargas operables en el mismo, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento un cuerpo (52) montado sobre dos conjuntos de ruedas (54, 56), estando dispuesto el primer conjunto de ruedas (54) para acoplarse con al menos dos raíles del primer conjunto de raíles (22a), estando dispuesto el segundo conjunto de ruedas (56) para acoplarse con al menos dos raíles del segundo conjunto de raíles (22b), siendo el primer conjunto de ruedas (54) independientemente amovible y accionable con respecto al segundo conjunto de ruedas (56), de modo que solo un conjunto de ruedas esté acoplado con la cuadrícula (14) en cualquier momento específico, permitiendo con ello el movimiento del dispositivo robótico de mantenimiento por los raíles hasta cualquier punto de la cuadrícula (14) accionando únicamente el conjunto de ruedas acopladas con los raíles,
pudiendo ser movidos cada uno del dispositivo robótico de mantenimiento y los uno o más dispositivos robóticos de manipulación de cargas, estando el movimiento del dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas y del dispositivo robótico de mantenimiento bajo el control del sistema de recogida,
comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un mecanismo (58) de enganche liberable, estando adaptado el mecanismo de enganche para enganchar de forma liberable el dispositivo robótico de mantenimiento a un dispositivo robótico (30) averiado de manipulación de cargas presente en la cuadrícula,
estando adaptado el mecanismo (3) de enganche, además, para aislar el dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas de la cuadrícula (14), de modo que el dispositivo robótico de mantenimiento asuma el control del dispositivo (30) de manipulación de cargas y mueva el dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas hasta una posición predeterminada en la cuadrícula (14) bajo el control del sistema de recogida, y
comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un sistema de medición de la tracción, comprendiendo el sistema de medición de la tracción mecanismos de accionamiento para accionar un conjunto de ruedas (54, 56) acopladas con la cuadrícula (14) mientras se detiene el acoplamiento de un conjunto diferente de ruedas (56, 54) con la cuadrícula (14), siendo controlado dicho mecanismo de accionamiento por un medio de control electrónico que comprende medios para monitorizar la rotación de todos los conjuntos de ruedas (54, 56), de modo que pueda medirse la tracción de las ruedas sobre la cuadrícula (14), comparándose dicha medida con datos predeterminados de tracción para establecer si hace falta limpiar la cuadrícula.
2. Un dispositivo robótico de mantenimiento según la reivindicación 1 en el que el mecanismo (3) de enganche comprende un medio para levantar el dispositivo (30) de manipulación de cargas sacándolo de los raíles (22) y retirar dicho dispositivo (30) de manipulación de cargas a una posición predeterminada en la cuadrícula (14).
3. Un dispositivo robótico de mantenimiento según la reivindicación 1 en el que el mecanismo (3) de enganche comprende un medio para conectar de forma liberable el dispositivo robótico de mantenimiento al dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un medio para liberar ambos conjuntos de ruedas del dispositivo robótico (30) de manipulación de cargas de los raíles (22) del sistema de recogida, de modo que el dispositivo robótico de mantenimiento pueda empujar o traccionar el dispositivo (30) de manipulación de cargas a una posición predeterminada en la cuadrícula (14).
4. Un dispositivo robótico de mantenimiento según cualquier reivindicación precedente, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un mecanismo (7) de limpieza.
5. Un dispositivo robótico de mantenimiento según la reivindicación 6 en el que el mecanismo (7) de limpieza comprende una aspiradora (64) y/o varios cepillos (62) y/o un dispositivo (66) de pulverización adaptado para resolver derrames sobre la cuadrícula (14).
6. Un dispositivo robótico de mantenimiento según cualquier reivindicación precedente que, además, comprende un medio de cámara (60) que, con ello, proporciona un sistema de visión, de modo que un usuario pueda observar de forma remota el estado de los dispositivos robóticos (30) de manipulación de cargas o la cuadrícula (14).
7. Un dispositivo robótico de mantenimiento según cualquier reivindicación precedente, comprendiendo el dispositivo robótico de mantenimiento, además, un medio (353) de asiento adecuado para un usuario, de modo que el dispositivo robótico de mantenimiento pueda ser usado en casos en los que puede ser necesaria una intervención manual en la cuadrícula (14).
8. Un sistema robótico de recogida que comprende al menos un dispositivo robótico de mantenimiento según cualquier reivindicación precedente.
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