ES2909443T3 - Sistema de preparación de pedidos dotado de carros provistos de medios de trepado - Google Patents

Abstract

Sistema de preparación de pedidos que incluye : - dos montantes (1411) fijados a dos estanterías (1410) distintas; - un carro (1400) de guiado automático que presenta al menos dos ruedas (1402) de rodamiento, destinado a recoger objetos de un pedido en al menos una de dichas estanterías (1410), y medios (1404) de trepado motorizados adecuados para cooperar con dichos montantes para permitir que dicho carro (1400) se eleve a lo largo de dichos montantes, dichos medios de trepado que comprenden dos y solamente dos ruedas (1407) dentadas y/o dos y solamente dos correas dentadas con ejes sustancialmente paralelos, cada una destinada a cooperar con uno de dichos dos montantes (1411), los ejes de las ruedas (1407) dentadas y/o los ejes de las poleas que accionan dichas correas dentadas los cuales son sustancialmente ortogonales a los ejes de las ruedas (1402) de rodamiento, cada uno de dichos montantes (1411) que presenta una pluralidad de muescas que se extienden sustancialmente perpendicularmente al eje longitudinal de dicho montante (1411à, destinadas a alojar los dientes de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada que coopera con este montante (1411) y espaciadas por el valor del paso de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada, cada una de las ruedas (1407) dentadas o de las correas dentadas que está montada sobre un soporte móvil con respecto al bastidor de dicho carro (1400) entre dos posiciones : - una posición separada en la que al menos una parte de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada montada sobre dicho soporte sobresale lateralmente desalineada con dicho bastidor ; - una posición retraída, en la que la rueda (1407) dentada o la correa dentada montada sobre dicho soporte está enfrente de dicho bastidor ; caracterizado por que dichos medios (1404) de trepado comprenden medios para evitar el vuelco de dicho carro (1400) que comprenden al menos una contrarrueda (1409) destinada a rodar sobre uno de dichos montantes (1411), montada sobre uno de dichos soportes, y por que dichos soportes están montados sustancialmente en dos extremos opuestos del bastidor de dicho carro (1400), a lo largo de una diagonal.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de preparación de pedidos dotado de carros provistos de medios de trepado

1. Campo de la invención

El campo de la invención es el de la logística de almacén y en particular de la manipulación y transporte de piezas o productos.

Más específicamente, la invención se refiere a un sistema de preparación de pedidos.

La invención encuentra aplicación en la automatización de la gestión de flujos de un almacén de almacenamiento, por ejemplo en un almacén de preparación de pedidos de una cadena logística.

2. Estado de la técnica

En la cadena logística global, la gestión de los flujos y la manipulación de productos dentro de un almacén juegan un papel decisivo.

Tradicionalmente, un preparador de pedidos se desplaza dentro del almacén para recoger cada producto de un pedido desde su ubicación en un estante de una estantería.

Se puede ver que dicha organización implica que el preparador realice largos trayectos en el trascurso de una jornada laboral, lo que provoca cansancio y pérdida de tiempo cuando no se optimiza el trayecto.

Otro inconveniente es que el preparador debe conocer perfectamente la disposición del almacén para no perder tiempo.

Para limitar la fatiga debida a los desplazamientos, mejorar la gestión de la recogida (o “picking’’ en inglés), reducir el tiempo de preparación de pedidos y su coste, se ha imaginado una organización de almacenes donde los productos son transportados por máquinas hasta puestos de preparación de pedidos.

Por tanto, se ha propuesto implementar transportadores para transportar los productos desde las estanterías hasta los puestos de preparación, dentro de un almacén.

Un inconveniente de esta técnica conocida es que necesita una infraestructura pesada y cara.

Otro inconveniente de esta técnica es que es compleja y costosa de desarrollar.

Otro inconveniente es que los transportadores son voluminosos, lo que conlleva una importante pérdida de superficie útil de almacenamiento.

Del mismo modo se conoce una técnica que consiste en desplazar horizontalmente, a lo largo de una estantería, un mástil que soporta un ascensor que permite alcanzar cada nivel de la estantería, para recoger o depositar un contenedor.

Un inconveniente de esta técnica es que es necesario considerar la instalación de un mástil por estantería en el almacén.

Otro inconveniente de esta técnica conocida es que hace falta prever uno o más transportadores en el extremo de cada fila de estanterías para transportar los contenedores recogidos por los mástiles hasta la zona de preparación de pedidos.

Con un principio similar, se conoce una técnica que consiste en utilizar lanzaderas autoguiadas que se desplazan sobre vías de circulación, formadas por raíles, dispuestos en varios niveles, cada uno a la altura de un estante de una estantería. Para cambiar de nivel, las lanzaderas toman un ascensor dedicado, dispuesto en el extremo de la estantería. Cuando una lanzadera ha recogido un contenedor de un estante, desciende para depositarla en una cinta transportadora situada al pie de la estantería.

Un inconveniente de esta técnica conocida es que las lanzaderas no pueden desplazarse de una estantería a otra, lo que hace necesario prever un gran número de lanzaderas.

Otro inconveniente de esta técnica es que es necesario proporcionar vías de circulación y transportadores, lo cual es costoso.

Otro inconveniente de esta técnica es que las lanzaderas deben esperar a que se libere el ascensor para poder acceder al transportador, lo que ralentiza la preparación de los pedidos.

En una variante, y para reducir el número de vías de circulación, se ha imaginado desplazar un ascensor sobre una vía de circulación, para permitir que las lanzaderas alcancen algunos estantes por encima del nivel de la vía de circulación.

Un inconveniente de esta variante es que es aún más costosa y compleja de implementar.

Del mismo modo se ha propuesto transportar estanterías dispuestas en el almacén hasta una zona de preparación de pedidos con la ayuda de robots. Para ello, un robot se sitúa debajo de la estantería y la levanta para poder transportarla. Un inconveniente de esta técnica conocida es que el volumen de almacenamiento está limitado en altura, para evitar el vuelco de las estanterías durante el transporte.

Para aumentar el volumen almacenado en un almacén, también se ha pensado en almacenar la mercancía directamente en contenedores apilados en altura y agrupados en una zona de almacenamiento.

Los robots que circulan por la parte superior del volumen de almacenamiento se utilizan para extraer los contenedores que contienen los objetos o mercancías de un pedido. Cuando un robot tiene que recoger un contenedor que no está almacenado en el nivel superior, el robot desapila sucesivamente, uno tras otro, los contenedores situados encima de este contenedor. Durante esta operación, el robot reemplaza gradualmente cada contenedor desapilado en un alojamiento vacío en la superficie del volumen de almacenamiento.

Un inconveniente de esta técnica es que los robots manipulan una gran cantidad de contenedores cada vez para extraer un solo contenedor, lo que ralentiza la preparación del pedido.

Del mismo modo se conoce, por ejemplo, del documento US 7101139 B1, un robot equipado con dos ruedas dentadas retráctiles a cada lado de su bastidor, destinadas a engranarse en cremalleras verticales fijadas a las estanterías, lo que le permite subir entre dos estanterías para acceder a los contenedores en los que se almacenan los objetos a recoger o hasta el nivel de un vehículo automóvil que se ha de bajar de un lugar en un garaje de coches en estanterías. También se conoce del documento WO 2010/100513 A2, un robot que puede trepar por dos montantes de una misma estantería. Este robot está equipado a tal efecto con una rueda dentada en la parte delantera y una rueda dentada en la parte trasera, que engranan en una cremallera fijada a cada uno de los montantes.

El documento WO 2010/100513 A2 divulga un sistema de preparación de pedidos según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un inconveniente de esta técnica conocida de robot equipado con cuatro ruedas dentadas retráctiles es que el robot puede permanecer bloqueado durante la subida o la bajada, si la progresión en altura de una de las cuatro ruedas dentadas en las cremalleras no es perfectamente idéntica, en todo momento, al de las otras ruedas dentadas.

3. Objetivos de la invención

Por lo tanto, la invención tiene por objetivo, en particular, superar los inconvenientes del estado de la técnica mencionados anteriormente.

Más concretamente, la invención tiene por objetivo proporcionar una técnica de preparación de pedidos que limite la intervención humana y que sea sencilla de implementar.

Otro objetivo de la invención es proporcionar una técnica de preparación de pedidos que sea económica.

Otro objetivo de la invención es proponer una técnica de preparación de pedidos que sea compatible con una zona de almacenamiento densa.

Un objetivo de la invención es proporcionar una técnica de preparación de pedidos que pueda adaptarse fácilmente a los cambios en el área de almacenamiento.

Un objetivo de la invención es proponer una técnica que permita utilizar estanterías de diferentes alturas y/u orientaciones en el mismo almacén.

Otro objetivo de la invención es del mismo modo proporcionar una técnica de preparación de pedidos que permita utilizar las estanterías existentes.

Otro objetivo de la invención es proporcionar una técnica de preparación de pedidos que no tenga peligro para los operarios que trabajan en el mismo almacén.

4. Descripción de la invención

Estos objetivos, así como otros que aparecerán a continuación, se alcanzan con la ayuda de un sistema de preparación de pedidos según la reivindicación 1 que comprende dos montantes fijados a dos estanterías distintas y un carro de guiado automático que presenta al menos dos ruedas de rodamiento, destinado a recoger objetos de un pedido en al menos una de dichas estanterías y medios de trepado motorizados adecuados para cooperar con dichos montantes para permitir que dicho carro se eleve a lo largo de dichos montantes,

dichos medios de trepado que comprenden dos ruedas dentadas y/o dos correas dentadas de ejes sustancialmente paralelos, cada una destinada a cooperar con uno de dichos dos montantes, los ejes de las ruedas dentadas y/o los ejes de las poleas que accionan dichas correas dentadas que son sustancialmente ortogonales a los ejes de las ruedas de rodamiento,

cada uno de dichos montantes que presenta una pluralidad de muescas que se extienden sustancialmente perpendicularmente al eje longitudinal de dicho montante, destinadas a alojar los dientes de dicha rueda dentada o de dicha correa dentada que coopera con este montante y espaciadas por el valor del paso de dicha rueda dentada o de dicha correa dentada,

cada una de las ruedas dentadas o correas dentadas que están montadas sobre un soporte móvil con respecto al bastidor de dicho carro entre dos posiciones:

- una posición separada en la que al menos una parte de dicha rueda dentada o de dicha correa dentada montada sobre dicho soporte sobresale lateralmente desalineada con dicho bastidor;

- una posición retraída, en la que la rueda dentada o la correa dentada montada sobre dicho soporte está enfrente de dicho bastidor.

Por tanto, la invención se refiere a un sistema que permite limitar la intervención humana a la mera colocación en cajas de la mercancía solicitada, gracias a al menos un carro de guiado automáticamente que recoge los objetos pedidos de las estanterías y que transporta estos objetos a una zona de preparación de pedidos donde un operario deposita estos objetos en cajas.

Este carro está ventajosamente configurado para poder trepar, es decir subir trepando, por un montante para subir frente a una estantería o a lo largo de la misma, si el montante es un montante fijado a o integrado en la estantería.

Además, los medios de trepado permiten que el carro permanezca constantemente acoplado con el montante o montantes durante su ascenso o su descenso y que el carro se mantenga sustancialmente horizontal, lo que permite evitar una caída del contenedor o del objeto transportado por el carro.

Los dos soportes móviles también permiten que el carro se deslice entre dos montantes cuando los soportes móviles están retraídos, y luego, al separar los soportes móviles, trepar a lo largo de los montantes.

Se observará que los dos montantes están fijados ventajosamente a dos estanterías distintas, para permitir que el carro trepe a horcajadas por estas dos estanterías.

Según la invención, dichos medios de trepado comprenden medios para evitar el vuelco de dicho carro que comprenden al menos una contrarrueda destinada a rodar sobre uno de dichos montantes, montada sobre uno de dichos soportes.

Por tanto, el bastidor del carro no se inclina y permanece perfectamente horizontal, lo que evita que se atasque entre los montantes durante una subida o un descenso.

Según la invención, dichos medios de trepado comprenden dos y solamente dos ruedas dentadas y/o dos y solamente dos correas dentadas.

Por tanto, se limita el riesgo de que el carro se atasque entre los montantes.

Según un modo de realización particular de la invención, el montante es un rail con perfil en forma de C.

Según un modo de realización particular de la invención, el montante es un rail con perfil en forma de U.

Según un modo de realización particular de la invención, dichos montantes son montantes de dos estanterías distintas, de forma que permiten al carro trepar a horcajadas por estas dos estanterías.

Según un modo de realización particular de la invención, un sistema de preparación de pedidos tal como el descrito anteriormente comprende medios de fijación de dichos montantes a dichas estanterías.

En un modo de realización particular de la invención, los montantes se fijan al suelo en las proximidades de una o varias estanterías.

Preferiblemente, dicho carro presenta medios de agarre de un contenedor de almacenamiento de objetos.

El carro puede recoger o depositar de forma autónoma un contenedor en el estante de una estantería en su lugar de almacenamiento, sin intervención externa, en particular sin intervención humana.

Dichos medios de agarre pueden comprender, por ejemplo, una pala telescópica, brazos laterales telescópicos y/o una horquilla telescópica equipada con un dedo para empujar o tirar de un contenedor.

Según un modo de realización particular de la invención, al menos una de las ruedas de rodamiento y los medios de trepado motorizados son accionados por el mismo motor.

Se obtiene por tanto un sistema particularmente simple de implementar.

Según un modo de realización ventajoso de la invención, un sistema de preparación de pedidos tal como el descrito anteriormente comprende medios de frenado de los medios de trepado.

Por tanto se asegura el descenso del carro, cuando éste está averiado, y en particular cuando la batería eléctrica que alimenta los motores de los medios de trepado está descargada.

El frenado puede ser en un modo de realización particular de la invención del tipo "viscoso" y obtenido por frenado magnético, por derivación de la armadura del motor.

Según un modo de realización particular de la invención, uno de dichos montantes es un montante de una primera estantería y el otro montante es un montante de una segunda estantería paralela a dicha primera estantería, dichas primera y segunda estanterías que delimitan un pasillo de circulación de dicho carro.

Por tanto, el carro puede trepar apoyado a horcajadas sobre los montantes de dos estanterías paralelas enfrentadas, colocadas a ambos lados del pasillo de circulación.

Según la invención, dichos soportes están montados sustancialmente en dos extremos opuestos del bastidor de dicho carro, a lo largo de una diagonal.

La masa del carro, esté cargado o no, se reparte por tanto a ambos lados de una diagonal del bastidor, lo que limita el voladizo y reduce los esfuerzos ejercidos sobre las contrarruedas.

Con preferencia, se fija una cadena a cada uno de dichos montantes y dichas muescas están formadas por el espacio interior de los eslabones de dichas cadenas.

Ventajosamente, dicha cadena está montada en la parte inferior del rail con perfil en C que forma el montante. Se obtiene por tanto una escalera de escalada de estanterías, simple de implementar y particularmente fácil de mantener, porque en caso de desgaste localizado de una muesca, basta con cambiar el eslabón en cuestión. Además, es más simple y menos costoso cambiar la cadena en lugar de un montante completo cuando se reparte el desgaste. Ventajosamente, dichas ruedas dentadas o dichas correas dentadas son accionadas por motores independientes. Por tanto, las dos ruedas dentadas de los dos medios de trepado pueden girar a diferentes velocidades elegidas por la unidad de control, para mantener el carro horizontal, si existen separaciones dimensionales entre las muescas de dos montantes.

Según un modo de realización particular de la invención, dichos medios para evitar el vuelco comprenden cuatro contrarruedas por soporte, de ejes ortogonales a los ejes de las ruedas dentadas o correas dentadas, dispuestas por parejas y destinadas a rodar sobre dos caras laterales distintas de un montante.

Por tanto, el carro no puede inclinarse hacia un lado o hacia el otro de la línea diagonal que conecta dichos dos extremos opuestos del bastidor.

Ventajosamente, dichos medios de trepado comprenden al menos una rueda de apoyo, de eje paralelo al eje de dichas ruedas dentadas o de dichas correas dentadas, destinada a rodar sobre la cara que mira hacia el exterior de la estantería de uno de dichos montantes.

Por tanto, la posición lateral del carro entre las dos estanterías se mantiene constante, lo que evita que los dientes de las ruedas dentadas o los dientes de las correas rocen a través de la cadena en la parte inferior del rail con perfil en C y limita la aparición de un desgaste prematuro.

5. Lista de figuras

Otras características y ventajas de la invención aparecerán más claramente de la lectura de la siguiente descripción de dos modos de realización de la invención, dados a título de simples ejemplos ilustrativos y no limitativos, y de los dibujos adjuntos, entre los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática, en perspectiva, de un almacén equipado con un ejemplo de sistema de preparación de pedidos;

- la figura 2 es una representación esquemática, en perspectiva, de un carro de guiado automático utilizado en el almacén ilustrado con referencia a la figura 1;

- la figura 3 es una vista en detalle de los medios de trepado del carro mostrado con referencia a la figura 2;

- la figura 4 es una vista en sección de un perfil utilizado como montante de las estanterías ilustradas con referencia a la figura 1;

- las figuras 5A a 5D ilustran las etapas sucesivas efectuadas por el carro presentado con referencia a la figura 2, para trepar por dos montantes;

- la figura 6 es una vista en detalle de la figura 5C centrada en los medios de trepado del carro;

- la figura 7 es una vista esquemática en detalle de otro ejemplo de un sistema de preparación de pedidos;

- la figura 8 es una vista esquemática en detalle de una variante de implementación de los medios de trepado del sistema de preparación de pedidos ilustrado en la figura 2;

- la figura 9 es una representación esquemática en perspectiva de otro ejemplo de sistema de preparación de pedidos;

- la figura 10 es una vista superior del carro mostrado con referencia a la figura 9, escalando una estantería;

- la figura 11 es una vista en perspectiva del carro presentado con referencia a la figura 9 que comienza un desplazamiento en el nivel de una estantería;

- la figura 12 es una vista en perspectiva de otro ejemplo de sistema de preparación de pedidos en el que un carro trepa entre dos estanterías;

- la figura 13 es una vista en perspectiva de otra variante de implementación de los medios de trepado del sistema de preparación de pedidos ilustrado con referencia a la figura 2;

- la figura 14 es una vista inferior de un modo de realización de un sistema de preparación de pedidos según la invención en el que un carro trepa apoyado en dos estanterías paralelas;

- la figura 15 es una vista lateral del carro mostrado con referencia a la figura 14.

6. Descripción detallada de la invención

6.1. Ejemplo de sistema de preparación de pedidos

Se ha ilustrado en la figura 10 un almacén equipado con estanterías 1000 idénticas dispuestas en paralelo. El espacio entre dos estanterías 1000 forma un vano 1001 que sirve como pasillo de circulación en el suelo para los robots 90. El armazón de cada estantería 1000 comprende montantes 1002 dispuestos en la cabeza de los vanos y largueros 1003 horizontales integrales entre cada montante 1002. Estos largueros 1003 corresponden a los estantes o niveles 1004 de almacenaje o almacenamiento de los contenedores 102.

En la figura 9, se ha representado esquemáticamente uno de los carros 90 autoguiados, cuyo bastidor 901 está montado sobre cuatro ruedas 900 y está equipado con dos módulos 91 de trepado y una plataforma 92 para el transporte de los contenedores 102. Este robot 90 está equipado con una pala telescópica, no representada, para la manipulación de los contenedores 102 transportados en la plataforma 92.

Los módulos 91 de trepado están formados cada uno por un soporte móvil que lleva una rueda 902dentada, un rodillo 903 de guiado y una contrarrueda 904. Estos soportes son móviles lateralmente con respecto al bastidor 901 y pueden separarse hacia un lado del robot para escalar los montantes 1002, o retraerse, cuando el robot 90 rueda sobre el suelo o sobre los largueros 1003 de una estantería 1000. Cuando cada soporte móvil está en la posición separada, la rueda 902 dentada, el rodillo 903 de guiado y la contrarrueda 904 sobresalen lateralmente desalineados con el bastidor para poder cooperar con los montantes 1002 de dos estanterías. Además, en posición retraída, los soportes móviles permiten al robot 90 atravesar la entrada al pasillo formado por los dos montantes 1002. Además, observamos que los ejes de las dos ruedas 902 dentadas son sustancialmente ortogonales a los ejes de las ruedas 900 motrices de rodamiento.

Como puede verse en la figura 10, el robot 90 puede trepar a horcajadas sobre dos estanterías 1000 dispuestas enfrentadas a cada lado del vano 1001 con la ayuda de los montantes 1002 presentes en el extremo del vano 1001. En este modo de realización particular de la invención, los montantes 1002 son perfiles en forma de U cuyo fondo perforado sirve de escalera 1005 para las ruedas 902 dentadas del robot 90. Además, el robot 90 está retenido por el rodillo y la contrarrueda de cada soporte, apoyándose sobre los montantes 1002.

Para iniciar un ascenso, el robot 90 alinea los módulos 91 de trepado y más particularmente las ruedas 902 dentadas con las escaleras 1005 de los montantes 1002. A continuación, el robot 90 separa los módulos 91 de trepado para que las ruedas 902 dentadas engranen con las escaleras 1005. Luego sube por las escaleras 1005 hasta el nivel 1004 donde se almacena el contenedor 102 que se tiene que transportar.

Como ilustra la figura 11, llegado al nivel 1004, el robot 90 despliega sus ruedas 900 a los lados para que se apoyen sobre dos largueros 1003 enfrentados a ambos lados del pasillo 1001. A continuación, el robot 90 retrae los dos módulos 91 de trepado para liberarse de los montantes 1002. El robot 90 puede por tanto desplazarse longitudinalmente sobre los largueros 1003 que soportan y sirven de guía o camino de rodadura para el robot 90. Cuando el robot 90 ha llegado al lugar de almacenamiento del contenedor 102 requerido, se alinea, recoge el contenedor 102 de una u otra de las dos estanterías 1000, con la ayuda de la pala telescópica.

Una vez en posesión del contenedor 102 a transportar, el robot 90 se incorpora al extremo de la estantería, para volver a descender al suelo con la ayuda de los dos módulos 91 de trepado agarrados a los montantes 1002.

6.2. Ejemplo de modo de realización según la invención

Según otro ejemplo de modo de realización de la invención ilustrado en la figura 14, un robot 1400 representado en la vista inferior es transportado por cuatro ruedas 1401 locas y tirado por dos ruedas 1402 motrices accionadas por motores 1403. Por tanto, sobre un suelo sustancialmente plano y horizontal, el carro 1400 autoguiado puede seguir trayectorias rectilíneas, curvas y girar sobre sí mismo según el control de rotación de los motores. Se desplaza en el almacén, en particular en pasillos delimitados por dos estanterías 1410 sensiblemente paralelas.

Para escalar las estanterías 1410, el bastidor del robot 1400 está equipado, en una diagonal del bastidor, respectivamente en su extremo trasero derecho y en su extremo delantero izquierdo, con un módulo 1404 de trepado retráctil adecuado para cooperar con un montante 1411 de dos estanterías 1410 que delimitan el pasillo en el que se encuentra el robot 1400. Cada módulo 1404 de trepado comprende una base 1405 que soporta un motor 1406 que acciona una rueda 1407 dentada, una rueda 1408 de apoyo lateral y cuatro contrarruedas 1409.

Como se puede ver en la figura 15, que es una vista en detalle en perspectiva del módulo 1404 de trepado retráctil en la posición separada, la rueda 1407 dentada coopera con los eslabones de una cadena 1500 de rodillos sostenida en la parte inferior de un rail 1501 con perfil en C fijado al montante 1411 de las estanterías 1410.

Cada motor 1406 está controlado de forma independiente por un módulo de control de posición de los ejes de los motores (no representado en las figuras 14 y 15), para garantizar que el robot 1400 permanezca horizontal y la carga no se caiga. Por tanto, el módulo de control adapta la velocidad de cada motor 1406 para compensar la separación entre los rodillos de las cadenas fijadas en cada montante, cuya longitud puede variar durante su fabricación, teniendo en cuenta las tolerancias de fabricación.

En efecto, conviene tener en cuenta que, en montantes de 10 a 12 m, equipados con cadenas del mismo tipo, la separación de posición entre los rodillos extremos de las dos cadenas puede alcanzar los 20 mm.

En la figura 15 del mismo modo se puede ver que el robot 1400 comprende un sistema de traslación del módulo 1404 de trepado entre una posición separada y una posición retraída. Este sistema de traslación comprende dos poleas 1502 y una correa 1503 dentada fijada a la base 1405. Para sacar y meter el módulo 1404 de trepado, la polea 1502 motriz, accionada por un motor (no representado en la figura 15), acciona la correa 1503 dentada que controla la traslación del módulo 1404 de trepado.

La rueda 1408 de apoyo lateral sirve de tope para el contacto con el montante 1411 durante la salida del módulo 1404 de trepado. Esta rueda garantiza por tanto la posición relativa de la rueda 1407 dentada con respecto a la cadena 1500 y al fondo del perfil 1501 en C y así evita que los dientes de la rueda 1407 dentada rocen contra el fondo del perfil 1501.

Es por tanto el sentido de giro del motor paso a paso el que permite desplazar el módulo 1404 de trepado entre la posición retraída para los desplazamientos en el suelo y la posición separada para trepar por las estanterías.

6.3. Otro ejemplo de un sistema de preparación de pedidos

En la figura 1, se ilustra un almacén 1 destinado al almacenamiento de productos con vistas a su expedición. Este almacén está dividido entre un área 10 de almacenamiento y una zona 11 de preparación de pedidos.

En la zona 11 de preparación están dispuestos los puestos 12 de preparación de pedidos en los que los operarios 13 preparan los paquetes 14 con los productos de un pedido.

El área 10 de almacenamiento está organizada en estanterías 100 con estantes en varios niveles 101, estantes en los que se almacenan contenedores 102 que contienen los productos o artículos almacenados.

Una flota de carros 103 de guiado automático ("Automatic Guided Vehicle" en inglés) asegura el transporte de los contenedores 102 entre el área 10 de almacenamiento y los puestos 12 de preparación de pedidos.

Cada robot 103 recibe las informaciones de ubicación del contenedor 102 que contiene el artículo que se va a buscar, para completar un pedido procesado por uno de los operarios 13. El robot 103 va al lugar donde se almacena el contenedor 102 y lo extrae del nivel 101 de la estantería 100 especificado por las informaciones de ubicación recibidas. A continuación, el robot 103 transporta el contenedor 102 al puesto 12 de preparación de pedidos. El operario 13 sólo tiene que recoger la cantidad de artículos pedidos y empaquetarlos. A continuación, el robot 103 devuelve el contenedor 102 a su lugar en el área 10 de almacenamiento.

Para rodar por el suelo, como se ilustra en la figura 2, el robot 103 está equipado con dos ruedas 200 motrices delanteras, motorizadas independientemente, y una rueda loca en la parte trasera (no representada en la figura 2). Esta rueda loca asegura la estabilidad y el isostatismo en el suelo del robot 103.

En variantes de este ejemplo particular, el robot puede desplazarse sobre dos ruedas y patines o estar equipado con varias ruedas locas.

Debido a la motorización independiente de las ruedas 200, el robot presenta un radio de giro muy reducido que permite efectuar un giro de 90 grados en una superficie reducida para alinearse con una estantería.

Se observará que los robots 103 son compactos y ligeros. Su masa es de hecho inferior a 30 kilogramos.

En la figura 2 se puede observar que el bastidor del robot 103 está equipado con dos ruedas 202 dentadas o piñones de escalada, dos rodillos 203 de guiado lateral y un dispositivo 204 antivuelco, que permiten al robot trepar por la estantería 100.

En este ejemplo particular, los ejes de las dos ruedas 202 dentadas son sustancialmente paralelos a los ejes de las ruedas 200 motrices de rodamiento y los ejes de los rodillos 203 de guiado son ortogonales a los de las ruedas 202 dentadas.

Ventajosamente, los motores que accionan independientemente las dos ruedas 200 motrices aseguran la motricidad del robot cuando trepa accionando cada uno una rueda 202 dentada.

En la vista en detalle, figura 3, se puede observar que el dispositivo 204 antivuelco comprende, sustancialmente a la derecha de las dos ruedas 202 dentadas, dos brazos 300 sustancialmente verticales, que soportan en sus extremos distales un árbol 301 fijado a las levas 302. En el extremo de cada una de las levas 302 está montada una contrarrueda 303 de giro libre. Del mismo modo se observa que el eje de las contrarruedas 303 es paralelo al eje de las ruedas 202 motrices.

Finalmente, el robot 103 comprende una pala 205 telescópica para manipular, es decir asegurar el agarre del contenedor 102. Esta pala 205 telescópica se representa esquemáticamente en la figura 2 en posición de transporte. Por tanto el robot 103 es capaz de recoger o depositar los contenedores 102, sea cual sea el nivel 101 del estante de la estantería 100.

Como ilustra la figura 6 que es una vista en detalle de la figura 5C, la estantería 100 comprende dos montantes 600 verticales que sirven como pista para el robot 103 durante la escalada. Los montantes 600 se obtienen a partir de un rail con perfil en "C", una de cuyas caras 601 incluye muescas 602, o perforaciones, que forman una escalera 603. Las muescas 602 espaciadas regularmente por el valor del paso de las ruedas 202 dentadas se extienden sustancialmente perpendicularmente al eje longitudinal de los montantes 600.

Como se puede ver en la figura 4, la cual es una vista en sección de un rail perfilado utilizado como montante de estanterías, el perfil 400 de los montantes 600 es un perfil en C, que presenta una ranura 401 entre dos alas 402 en la cara opuesta a la escalera 603. Esta ranura 401 permite que la rueda 202 dentada alcance el fondo del perfil 400 y engrane en las muescas 602. La rueda 202 dentada y la escalera 603 cooperan por tanto a modo de un mecanismo de cremallera y piñón.

En la figura 4, del mismo modo se puede ver que las alas 402 plegadas del perfil 400 forman dos superficies 403 de sujeción, a ambos lados de la ranura 204. Estas superficies 403 de sujeción, enfrentadas a la escalera 603, están destinadas a servir de apoyo y de superficies de rodadura de las contrarruedas 303, para absorber los esfuerzos correspondientes al peso del robot 103 y de su carga, que están en voladizo, y para evitar que el robot vuelque en el trascurso de la escalada.

Para permitir el paso de las contrarruedas 303, el perfil del montante 600 está ahuecado en su parte inferior, como se puede ver en la figura 6.

En las figuras 5A a 5D, se han representado las etapas que permiten que el robot 103 se acerque a la estantería 100, trepe a esta última para llegar a un contenedor 102 almacenado en el segundo nivel 101.

El robot 103 programado para tomar el contenedor 102 del segundo nivel 101 se sitúa en primer lugar frente a la estantería 100 alineándose sobre los montantes 600 como se muestra en la figura 5A. El robot 103 avanza a continuación hasta que los dientes de las ruedas 202 dentadas se introducen en las muescas 602 de las escaleras 603 de los montantes 600, como ilustra la figura 5B.

A continuación, las contrarruedas 303 del dispositivo 204 antivuelco se introducen en el perfil 400 como se puede ver en la figura 5C y en la vista en detalle de la figura 6. Para ello, el árbol 301 realiza un giro 304, que permite insertar las levas 302 en las ranuras 401 y acoplar las contrarruedas 303 en un volumen 404 interior de los montantes 600. Finalmente, el giro de las ruedas 202 dentadas permite al robot 103 trepar por los montantes 600 de la estantería 100, mientras que las contrarruedas 303 ruedan sobre las superficies 403 de sujeción de los montantes 600, lo que permite mantener el equilibrio del robot 103 y evitar su vuelco.

Durante este ascenso, el robot 103 es guiado lateralmente en el montante 600 por los rodillos 203 de guiado lateral. Cuando el robot llega frente al segundo nivel 101 (véase la figura 5D), el robot 103, con la ayuda de la pala 205 telescópica representada esquemáticamente, coge el contenedor 102 y lo devuelve directamente al nivel del bastidor 201, en posición de transporte.

Al bajar de la estantería 100, el robot 103 cuando alcanza el suelo libera el dispositivo 204 antivuelco de los montantes 600 para poder separarse, y luego rueda hacia la zona de preparación de pedidos.

Según una variante, parcialmente ilustrada en la figura 8, el robot está equipado con dos orugas 801 para trepar por los montantes 800, que engranan sobre una cremallera 802 formada por una fina chapa estampada alojada en cada uno de los montantes. Se observará que la huella de la cremallera 802 está adaptada para cooperar con la oruga 801, lo que permite reducir el ruido generado durante la escalada.

En esta figura 8 del mismo modo se puede observar que la oruga 801 está formada por una correa dentada accionada por una primera polea y tensada por una segunda polea loca.

Según una variante, cada oruga 801 coopera con muescas que forman una escalera en un montante de una estantería. Según otra variante, con referencia a la figura 13, el robot 1300 está equipado con dos ruedas 1301 motrices dispuestas en un extremo del bastidor 1302 y dos contrarruedas 1303 desmontables en este mismo extremo.

En el suelo, las ruedas 1301 motrices permiten el desplazamiento del robot 1300. Estas mismas ruedas 1301 permiten al robot trepar por los montantes 1305 de las estanterías.

Durante un ascenso, estas ruedas 1301 motrices están en contacto con una cara 1304 delantera de los perfiles que constituyen los montantes 1305, mientras que las contrarruedas 1303 se pliegan sobre una cara 1306 trasera de los montantes 1305.

Ventajosamente, la banda de rodadura de estas ruedas 1301 es antideslizante o tiene tacos.

El peso del robot 1300 que está en voladizo con respecto a las ruedas 1301 motrices crea un contrafuerte que produce la fuerza de fricción que permite la escalada del montante. Se observará que ventajosamente, la fuerza de fricción aumenta con el peso del robot 1300 y de su carga en el contenedor 102.

6.4. Otro ejemplo de un sistema de preparación de pedidos

De acuerdo con otro ejemplo de modo de realización, el robot está equipado con dos tambores 700 motorizados, cada uno montado en un lado del bastidor del robot. Como se puede ver en la figura 7, cada tambor 700 está formado por dos discos 701 mantenidos fijados por varillas 702 de conexión. Para la escalada, el montante 703 es un perfil en U equipado con una correa 704 cuyo primer extremo está fijado a la parte superior del montante 703 y que presenta un gancho 705 fijado en su segundo extremo.

Para trepar por el montante, el robot engancha una varilla 702 del tambor al gancho 705 iniciando la rotación del motor que impulsa la rotación del tambor 700. A continuación, el robot sube a lo largo de la estantería enrollando la correa 704 alrededor del tambor 700, como un cabrestante. Para volver a descender, es suficiente con desenrollar la correa 704 alrededor del tambor.

Durante un desplazamiento vertical, los discos 701 del tambor 700 son guiados lateralmente por los lados 706 del montante 703.

6.5. Otro ejemplo de sistema de preparación de pedidos

En otro ejemplo de modo de realización ilustrado en la figura 12, un robot 1200 está equipado en los cuatro extremos de un bastidor 1201 con dos pares de ruedas 1202 dentadas retráctiles, cada una montada sobre un eje móvil. Como puede verse en la figura 12, el robot 1200 puede trepar entre dos estanterías 1203 dispuestas paralelamente y enfrentadas a ambos lados de un pasillo 1204, sobre los cuales se fijan montantes 1205 idénticos a los presentados con referencia a las figuras 4 y 6, que están enfrentados.

Para escalar las estanterías 1203, el robot 1200, después de haberse alineado sobre los montantes 1205, despliega las cuatro ruedas 1202 dentadas accionando los ejes móviles, lo que permite que las ruedas 1202 dentadas engranen con las escaleras de los cuatro montantes 1205. El giro de las ruedas 1202 dentadas permite desplazar verticalmente el robot 1200, que puede trepar o descender a lo largo de los montantes.

Se observará que, en este modo de realización particular, el peso del robot 1200 se reparte sobre los cuatro montantes 1205.

6.6. Otras características opcionales y ventajas de la invención

En variantes de los modos de realización de la invención detalladas anteriormente, del mismo modo se puede prever: - equipar a un carro de guiado automático con dos ruedas motrices centradas en el mismo, mientras que dos ruedas locas están dispuestas en la periferia y aseguran la estabilidad del carro. Esta geometría de los trenes rodantes se acopla luego a un sistema de volante que permite garantizar el isostatismo y repartir el peso del robot y su carga, sobre las cuatro ruedas, independientemente de las imperfecciones del suelo;

- un dispositivo de frenado en el robot para las fases de ascenso y descenso;

- un descenso automático del robot en caso de anomalía, por ejemplo en caso de pérdida de energía eléctrica. En esta situación, se guarda la herramienta de agarre, se sueltan los frenos y se limita la velocidad de descenso al suelo ejerciendo un campo magnético sobre el o los motores de los medios de trepado, para crear un freno viscoso;

- una ubicación en altura, por reconocimiento de los estantes que soportan los contenedores, por reconocimiento de los contenedores por ejemplo con la ayuda de un chip RFID (del acrónimo inglés Radio Frequency Identification), o incluso por las muescas o dientes que forman las escaleras de escalada;

- horquillas o una pala telescópica en el robot para subir, trasladar y bajar el contenedor, en el que el desplazamiento vertical del robot permite subir y bajar el contenedor necesario para recogerlo o depositarlo;

- brazos laterales telescópicos en el robot que permiten empujar y/o tirar de los contenedores, haciéndolos deslizar en su estante;

- un brazo que empuja y/o tira de un contenedor desde el frente, haciéndolo deslizar sobre su estante;

- un dedo en el extremo de una horquilla telescópica que permite empujar o tirar de un contenedor;

- equipar el carro con una báscula de pesado de contenedores que permita hacer el control continuo del inventario del contenedor;

- montantes de escalada instalados en las inmediaciones de las estanterías, que permiten al robot subir y descender a lo largo de las estanterías, estos montantes que pueden fijarse al suelo o a una estantería

- una cadena que reemplaza las escaleras con muescas de los montantes.

Los ejemplos de sistema de preparación de pedidos descritos anteriormente se pueden utilizar en diferentes tipos de entornos industriales, y por ejemplo en un centro logístico de preparación de pedidos o dentro de una cadena logística que suministra repuestos o componentes de una cadena de producción.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de preparación de pedidos que incluye :

- dos montantes (1411) fijados a dos estanterías (1410) distintas;

- un carro (1400) de guiado automático que presenta al menos dos ruedas (1402) de rodamiento, destinado a recoger objetos de un pedido en al menos una de dichas estanterías (1410), y medios (1404) de trepado motorizados adecuados para cooperar con dichos montantes para permitir que dicho carro (1400) se eleve a lo largo de dichos montantes,

dichos medios de trepado que comprenden dos y solamente dos ruedas (1407) dentadas y/o dos y solamente dos correas dentadas con ejes sustancialmente paralelos, cada una destinada a cooperar con uno de dichos dos montantes (1411), los ejes de las ruedas (1407) dentadas y/o los ejes de las poleas que accionan dichas correas dentadas los cuales son sustancialmente ortogonales a los ejes de las ruedas (1402) de rodamiento,

cada uno de dichos montantes (1411) que presenta una pluralidad de muescas que se extienden sustancialmente perpendicularmente al eje longitudinal de dicho montante (1411a, destinadas a alojar los dientes de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada que coopera con este montante (1411) y espaciadas por el valor del paso de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada,

cada una de las ruedas (1407) dentadas o de las correas dentadas que está montada sobre un soporte móvil con respecto al bastidor de dicho carro (1400) entre dos posiciones :

- una posición separada en la que al menos una parte de dicha rueda (1407) dentada o de dicha correa dentada montada sobre dicho soporte sobresale lateralmente desalineada con dicho bastidor ;

- una posición retraída, en la que la rueda (1407) dentada o la correa dentada montada sobre dicho soporte está enfrente de dicho bastidor ;

caracterizado por que dichos medios (1404) de trepado comprenden medios para evitar el vuelco de dicho carro (1400) que comprenden al menos una contrarrueda (1409) destinada a rodar sobre uno de dichos montantes (1411), montada sobre uno de dichos soportes,

y por que dichos soportes están montados sustancialmente en dos extremos opuestos del bastidor de dicho carro (1400), a lo largo de una diagonal.

2. Sistema de preparación de pedidos según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos montantes (1411) son railes con perfil en C (1501).

3. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que dichos montantes (1411) son montantes de dicha estantería (1410).

4. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que comprende medios de fijación de dichos montantes (1411) cada uno a una de dichas estanterías (1410).

5. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicho carro (1400) presenta medios de agarre de un contenedor (102) de almacenamiento de objetos.

6. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que al menos una de dichas ruedas (1402) de rodamiento y dichos medios (1404) de trepado motorizados son accionados por el mismo motor.

7. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que comprende medios de frenado para dichos medios (1404) de trepado.

8. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que uno de dichos montantes (1411) es un montante de una primera estantería (1410) y el otro montante (1411) es un montante de una segunda estantería (1410) paralela a dicha primera estantería (1410), dicha primera y segunda estanterías (1410) que delimitan un pasillo de circulación de dicho carro (1400).

9. Sistema de preparación de pedidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que una cadena (1500) está fijada a cada uno de dichos montantes (1411) y por que dichas muescas están formadas por el espacio interior de los eslabones de dichas cadenas (1500).