ES2965479T3 - Vehículo de manipulación de contenedores - Google Patents

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ES2965479T3 ES18786733T ES18786733T ES2965479T3 ES 2965479 T3 ES2965479 T3 ES 2965479T3 ES 18786733 T ES18786733 T ES 18786733T ES 18786733 T ES18786733 T ES 18786733T ES 2965479 T3 ES2965479 T3 ES 2965479T3
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Abstract

La presente invención proporciona un vehículo de manipulación de contenedores (9') para recoger contenedores de almacenamiento (6) de una rejilla tridimensional (4) de un sistema de almacenamiento subyacente (1), que comprende una carrocería de vehículo (13) y al menos un Dispositivo de elevación (18') para levantar un contenedor de almacenamiento (6) de la rejilla (4), el dispositivo de elevación (18') comprende un conjunto de accionamiento de banda de elevación (47, 47', 31) conectado a la carrocería del vehículo (13). , un bastidor de elevación horizontal (17) para conexión liberable a un contenedor de almacenamiento (6), y cuatro bandas de elevación (16a, 16b) que conectan el conjunto impulsor de la banda de elevación (47, 47', 31) al bastidor de elevación (17); el conjunto de accionamiento de banda de elevación (47, 47', 31) comprende un conjunto de eje de elevación (47, 47') que tiene un eje de elevación (22, 22') y al menos un motor (23) para girar el eje de elevación (22, 31). 22'); y el eje de elevación (22) comprende una primera sección extrema (27a) y una segunda sección extrema (27b); dos de las bandas de elevación (16a, 16b) están conectadas en cada una de las secciones extremas primera y segunda del eje de elevación; y el conjunto de eje de elevación comprende al menos un elemento aislante eléctrico (35, 54) dispuesto de manera que las bandas de elevación conectadas en la primera sección extrema estén eléctricamente aisladas de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección extrema. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo de manipulación de contenedores
Campo técnico
La presente invención se relaciona con un vehículo de manipulación de contenedores y con un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que comprende el vehículo de manipulación de contenedores.
Antecedentes y técnica anterior
Son bien conocidos los sistemas de almacenamiento que comprenden una estructura de rejilla de almacenamiento tridimensional, dentro de la cual se apilan contenedores/recipientes de almacenamiento uno encima de otro.
La figura 1 divulga una estructura de armazón de un sistema 1 automatizado de almacenamiento y recuperación típico de la técnica anterior y las figuras 2a y 2b divulgan vehículos de manipulación de contenedores conocidos de tal sistema. El sistema de almacenamiento se divulga en detalle por ejemplo en los documentos NO317366 y WO 2014/090684 A1.
La estructura de armazón comprende una pluralidad de miembros/perfiles 2 verticales y una pluralidad de miembros 3 horizontales, que están soportados por los miembros 2 verticales. Los miembros 2, 3 típicamente pueden estar hechos de metal, por ejemplo de perfiles de aluminio extrudido.
La estructura de armazón define una rejilla 4 de almacenamiento que comprende múltiples columnas 12 de rejilla dispuestas en filas. La mayoría de las columnas 12 de rejilla son columnas 5 de almacenamiento en las cuales los contenedores 6 de almacenamiento, también conocidos como contenedores, se apilan uno encima de otro para formar apilamientos 7. Cada contenedor 6 de almacenamiento (o contenedor para abreviar) típicamente puede contener una pluralidad de ítems de producto (no se muestran), y los ítems de producto dentro de un contenedor 6 de almacenamiento pueden ser idénticos, o pueden ser de diferentes tipos de productos dependiendo de la aplicación. La estructura de armazón protege contra el movimiento horizontal de los apilamientos 7 de contenedores 6 de almacenamiento, y guía el movimiento vertical de los contenedores 6, pero normalmente no soporta de otro modo los contenedores 6 de almacenamiento cuando están apilados.
Los miembros 3 horizontales superiores comprenden un sistema 8 de rieles dispuesto en un patrón de rejilla a través de la parte superior de las columnas 12 de rejilla, sobre cuyo sistema 8 de rieles se opera una pluralidad de vehículos 9 de manipulación de contenedores para elevar los contenedores 6 de almacenamiento desde y bajar contenedores 6 de almacenamiento en las columnas 5 de almacenamiento, y también para transportar los contenedores 6 de almacenamiento por encima de las columnas 5 de almacenamiento. El sistema 8 de rieles comprende un primer conjunto de rieles 10 paralelos dispuestos para guiar el movimiento de los vehículos 9 de manipulación de contenedores en una primera dirección X a través de la parte superior de la estructura 1 de marco, y un segundo conjunto de rieles 11 paralelos dispuestos perpendiculares al primer conjunto de rieles 10 para guiar el movimiento de los vehículos 9 de manipulación de contenedores en una segunda dirección Y, que es perpendicular a la primera dirección X, véase figura 3. De esta forma, el sistema 8 de rieles define un extremo superior de las columnas 5 de almacenamiento, por encima del cual los vehículos 9 de manipulación de contenedores pueden moverse lateralmente por encima de las columnas 5 de almacenamiento, es decir en un plano, que es paralelo al plano horizontal X-Y
Cada vehículo 9 de manipulación de contenedores comprende una carrocería 13 de vehículo y primer y segundo conjuntos de ruedas 14, 15 que permiten el movimiento lateral del vehículo 9 de manipulación de contenedores, es decir el movimiento en las direcciones X y Y. En la figura 2, son visibles dos ruedas en cada conjunto. El primer conjunto de ruedas 14 está dispuesto para acoplarse con dos rieles adyacentes del primer conjunto 10 de rieles, y el segundo conjunto de ruedas 15 dispuesto para acoplarse con dos rieles adyacentes del segundo conjunto 11 de rieles. Uno del conjunto de ruedas 14, 15 se puede elevar y bajar, de tal manera que el primer conjunto de ruedas 14 y/o el segundo conjunto de ruedas 15 puedan acoplarse con su respectivo conjunto de rieles 10, 11 en cualquier momento.
Cada vehículo 9 de manipulación de contenedores también comprende un dispositivo 18 de elevación (no se muestra en las figuras 1 y 2a, pero visible en la figura 2b) para transporte vertical de contenedores 6 de almacenamiento, por ejemplo elevando un contenedor 6 de almacenamiento desde y bajando un contenedor 6 de almacenamiento en una columna 5 de almacenamiento. El dispositivo 18 de elevación comprende un marco de elevación (no se muestra en la figura 2a, pero similar al que se muestra en la figura 2b etiquetado 17) que está adaptado para acoplarse a un contenedor 6 de almacenamiento, cuyo marco de elevación se puede bajar desde la carrocería 12 de vehículo de tal manera que la posición del marco de elevación con respecto a la carrocería 12 de vehículo se pueda ajustar en una tercera dirección Z, que es ortogonal a la primera dirección X y a la segunda dirección Y.
Convencionalmente, y para el propósito de esta solicitud, Z=1 identifica la capa más superior de la rejilla 4, es decir la capa inmediatamente debajo del sistema 8 de rieles (en la presente solicitud, el sistema 8 de rieles se denomina el nivel superior de la rejilla), Z=2 es la segunda capa debajo del sistema 8 de rieles, Z=3 es la tercera capa etc. En la realización divulgada en la figura 1, Z=8 identifica la capa inferior más baja de la rejilla 4. Por consiguiente, como ejemplo y usando el sistema de coordenadas cartesiano X, Y, Z indicado en la figura 1, se puede decir que el contenedor de almacenamiento identificado como 6' en la figura 1 ocupa la ubicación de rejilla o celda X=10, Y=2, Z=3. Se puede decir que los vehículos 9 de manipulación de contenedores recorren en la capa Z=0 y cada columna 12 de rejilla puede identificarse mediante sus coordenadas X y Y
Cada vehículo 9 de manipulación de contenedores comprende un compartimento o espacio de almacenamiento para recibir y guardar un contenedor 6 de almacenamiento cuando se transporta el contenedor 6 de almacenamiento a través de la rejilla 4. El espacio de almacenamiento puede comprender una cavidad 21 dispuesta centralmente dentro de la carrocería 13 de vehículo, por ejemplo como se describe en el documento WO2014/090684A1, cuyos contenidos se incorporan en este documento mediante referencia.
Alternativamente, los vehículos de manipulación de contenedores pueden tener una construcción en cantiléver, como se describe en el documento NO317366, cuyos contenidos también se incorporan en este documento mediante referencia.
Los vehículos 9 de manipulación de contenedores pueden tener una huella F, es decir una periferia horizontal en las direcciones X y Y (véase figura 4), que es generalmente igual a la extensión lateral u horizontal de una columna 12 de rejilla, es decir la periferia/circunferencia de una columna 12 de rejilla en las direcciones X y Y, por ejemplo como se describe en el documento WO2015/193278A1, cuyos contenidos se incorporan en este documento mediante referencia. Alternativamente, los vehículos 9 de manipulación de contenedores pueden tener una huella que es mayor que la extensión lateral de una columna 12 de rejilla, por ejemplo una huella de aproximadamente el doble de la extensión lateral como se divulga en el documento WO2014/090684A1.
El sistema 8 de rieles puede ser un sistema de vía única, como se muestra en la figura 3. Preferiblemente, el sistema 8 de rieles es un sistema de doble vía, como se muestra en la figura 4, permitiendo de este modo que un vehículo 9 de manipulación de contenedores que tiene una huella F que corresponde generalmente a la extensión lateral de una columna 12 de rejilla recorra a lo largo de una fila de columnas de rejilla ya sea en una dirección X o Y incluso si se posiciona otro vehículo 9 de manipulación de contenedores encima de una columna 12 de rejilla adyacente a esa fila.
En una rejilla de almacenamiento, la mayoría de las columnas 12 de rejilla son columnas 5 de almacenamiento, es decir columnas de rejilla donde se almacenan contenedores de almacenamiento en apilamientos. Sin embargo, una rejilla normalmente tiene al menos una columna 12 de rejilla que no se usa para almacenar contenedores de almacenamiento, sino que comprende una ubicación donde los vehículos de manipulación de contenedores pueden descargar y/o recoger contenedores de almacenamiento de tal manera que puedan ser transportados a un estación de acceso donde se puede acceder a los contenedores 6 de almacenamiento desde fuera de la rejilla o transferirlos fuera de o en la rejilla, es decir una estación de manipulación de contenedores. Dentro de la técnica, tal ubicación normalmente se denomina como un “puerto” y la columna de rejilla en la cual está ubicado el puerto puede denominarse como una columna de puerto.
La rejilla 4 en la figura 1 comprende dos columnas 19 y 20 de puerto. La primera columna 19 de puerto puede ser por ejemplo una columna de puerto de descarga dedicada donde los vehículos 9 de manipulación de contenedores pueden descargar contenedores de almacenamiento para ser transportados a un acceso o una estación de transferencia (no se muestra), y la segunda columna 20 de puerto puede ser una columna de puerto de recogida dedicada donde los vehículos 9 de manipulación de contenedores pueden recoger contenedores de almacenamiento que han sido transportados a la rejilla 4 desde un acceso o una estación de transferencia.
Para monitorizar y controlar el sistema automatizado de almacenamiento y recuperación, por ejemplo monitorizar y controlar la ubicación de respectivos contenedores de almacenamiento dentro de la rejilla 4, el contenido de cada contenedor 6 de almacenamiento y el movimiento de los vehículos 9 de manipulación de contenedores de tal manera que un contenedor de almacenamiento deseado pueda suministrarse en la ubicación deseada en el momento deseado sin que los vehículos 9 de manipulación de contenedores colisionen entre sí, el sistema automatizado de almacenamiento y recuperación comprende un sistema de control, que típicamente está computarizado y comprende una base de datos para hacer un seguimiento de los contenedores de almacenamiento.
Cuando se debe acceder a un contenedor 6 de almacenamiento almacenado en la rejilla 4 divulgada en la figura 1, se instruye a uno de los vehículos 9 de manipulación de contenedores que recupere el contenedor de almacenamiento objetivo desde su posición en la rejilla 4 y lo transporte al puerto 19 de descarga. Esta operación involucra mover el vehículo 9 de manipulación de contenedores a una ubicación de rejilla encima de la columna 5 de almacenamiento en la cual está posicionado el contenedor de almacenamiento objetivo, recuperar el contenedor 6 de almacenamiento desde la columna 5 de almacenamiento usando el dispositivo de elevación del vehículo 9 de manipulación de contenedores (no se muestra, estando dispuesto internamente en una cavidad central del vehículo, pero similar al dispositivo 18 de elevación del segundo vehículo de la técnica anterior de la figura 2b), y transportar el contenedor de almacenamiento al puerto 19 de descarga. En la figura 2b se muestra un segundo vehículo 9 de la técnica anterior para ilustrar mejor el diseño general del dispositivo elevador. Los detalles del segundo vehículo 9 se describen en la patente noruega NO317366. Los dispositivos 18 de elevación de ambos vehículos 9 de la técnica anterior comprenden un conjunto de bandas 16 de elevación que se extienden en una dirección vertical y conectadas cerca de las esquinas de un marco 17 de elevación (también puede denominarse un dispositivo de agarre) para conexión liberable a un contenedor de almacenamiento. El marco 17 de elevación presenta elementos 24 de conexión de contenedor para conectarse de manera liberable a un contenedor de almacenamiento, y pasadores 30 de guía.
Para subir o bajar el marco 17 de elevación (y opcionalmente un contenedor 6 de almacenamiento conectado), las bandas 16 de elevación están conectadas a un ensamblaje de accionamiento de banda. En el ensamblaje de accionamiento de banda, las bandas 16 de elevación comúnmente se enrollan/desenrollan en al menos dos ejes o carretes elevadores giratorios (no se muestran) dispuestos en el vehículo de manipulación de contenedores, en donde los ejes de elevación están conectados además a través de correas/cadenas a al menos un eje de rotor común que proporciona un movimiento de rotación sincronizado a los al menos dos ejes de elevación. Diversos diseños de los ejes de elevación se describen por ejemplo en los documentos WO2015/193278 A1 y PCT/EP2017/050195.
Para obtener una longitud correcta de todas las bandas 16 de elevación en relación con el marco de elevación, es decir de tal manera que el marco 17 de elevación se mantenga horizontal durante operación, la longitud de las bandas de elevación debe ajustarse tanto inicialmente, así como en diversos intervalos de servicio, dado que tienden a alargarse ligeramente durante uso. En los dispositivos de elevación de la técnica anterior, las bandas de elevación comúnmente están conectadas y enrolladas en carretes separados dispuestos en un nivel superior dentro del vehículo 9 de manipulación de contenedores. Para ajustar una banda de elevación, el carrete correspondiente se puede desconectar de un eje de rotación y la banda de elevación ajustar mediante rotación libre del carrete en relación con el eje de rotación. Subsecuentemente se sujeta el carrete al eje de rotación cuando la banda de elevación tiene la longitud deseada. Para obtener acceso a los carretes separados, comúnmente se requiere que una persona de servicio retire al menos algo de la carrocería que cubre la carrocería 13 de vehículo o ingrese al interior estrecho del vehículo.
La mayoría de los vehículos de manipulación de contenedores de la técnica anterior que tienen una cavidad central para recibir un recipiente de almacenamiento, como en la figura 2a, presentan un dispositivo 18 de elevación que tiene un ensamblaje de accionamiento de banda que comprende al menos un eje de rotor, dispuesto centralmente en una sección superior del vehículo y conectado a un motor de elevación. Además del eje de rotor dispuesto centralmente, tales dispositivos de elevación comprenden un ensamblaje de ejes secundarios y/o poleas sobre las cuales se enrollan y desenrollan las bandas de elevación. Los ejes y/o poleas secundarios giran al estar conectados al eje de rotor dispuesto centralmente a través de correas/cadenas, y están dispuestos en las esquinas de la cavidad central para proporcionar el posicionamiento requerido de las bandas 16 de elevación en relación con el marco 17 de elevación. Tener tal ensamblaje de múltiples partes móviles no es una solución óptima dado que los dispositivos de elevación son relativamente intensivos en servicio, ruidosos y ocupan un gran volumen dentro del robot.
En el documento WO2017/129384 A1 se divulga un vehículo de manipulación de contenedores que presenta un eje de elevación giratorio dispuesto centralmente, sobre el cual se enrollan las bandas de elevación. El documento WO2017/129384 A1 divulga un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
El documento EP 2466252 A1 divulga un cabrestante, que comprende un rollo de cable, configurado para bobinar y desbobinar un cable configurado para proporcionar potencia eléctrica y/o datos a un dispositivo eléctrico conectado al mismo.
El documento US 2016/0236916 A1 divulga un cabrestante de cable, en donde el cable puede transmitir potencia y/o datos.
En vista de lo anterior, es deseable proporcionar un vehículo de manipulación de contenedores, y un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que comprenda dicho vehículo de manipulación de contenedores, en donde se eviten o al menos se mitiguen las desventajas de los dispositivos de elevación de la técnica anterior.
Resumen de la invención
La presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas y a continuación:
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un vehículo de manipulación de contenedores para recoger contenedores de almacenamiento desde una rejilla tridimensional de un sistema de almacenamiento subyacente, que comprende una carrocería de vehículo y al menos un dispositivo de elevación para elevar un contenedor de almacenamiento desde la rejilla.
el dispositivo de elevación comprende un ensamblaje de accionamiento de banda de elevación conectado a la carrocería de vehículo, un marco de elevación horizontal para conexión liberable a un contenedor de almacenamiento, y cuatro bandas de elevación que conectan el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación al marco de elevación;
el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación comprende un ensamblaje de eje de elevación que tiene un eje de elevación y al menos un motor para girar el eje de elevación; y
- el eje de elevación comprende una primera sección de extremo y una segunda sección de extremo;
- dos de las bandas de elevación están conectadas en cada una de la primera y segunda secciones de extremo del eje de elevación; y
el ensamblaje de eje de elevación comprende al menos un elemento aislante eléctrico dispuesto de tal manera que las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo estén eléctricamente aisladas de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo, es decir de tal manera que las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo puedan tener un potencial eléctrico diferente al de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo.
Al aislar eléctricamente las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo, las bandas de elevación pueden usarse por ejemplo para controlar la conexión liberable del marco de elevación a un contenedor de almacenamiento, mientras que al mismo tiempo tener las bandas de elevación conectadas a un eje de elevación común.
El al menos un elemento aislante eléctrico está hecho en un material aislante eléctrico, tal como un polímero o material compuesto adecuado.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación comprende al menos un ensamblaje de guía de banda dispuesto para cambiar la dirección de una banda de elevación desde una dirección sustancialmente horizontal a una dirección vertical.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, se dispone un carrete de doble banda en cada una de la primera sección de extremo y la segunda sección de extremo, cada carrete de doble banda está conectado a dos bandas de elevación separadas.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, cada uno de los carretes de doble banda proporciona contacto eléctrico entre al menos una de las bandas de elevación conectadas a los mismos y una unidad de control dispuesta en el vehículo de manipulación de contenedores, de tal manera que las señales eléctricas y/o potencia pueden transferirse desde la unidad de control a través del carrete de doble banda a la al menos una banda de elevación.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, cada carrete de doble banda comprende un anillo colector para transferencia de señales eléctricas entre una unidad de control dispuesta en el vehículo de manipulación de contenedores y las bandas de elevación a través de una escobilla conductora en contacto con el anillo colector.
Al menos una capa exterior del carrete de doble banda y el anillo colector está hecha en un material eléctricamente conductor, tal como una aleación de aluminio. El carrete de doble banda está hecho preferiblemente como un elemento de carrete único que comprende el anillo colector. Sin embargo, el carrete de doble banda también puede comprender dos carretes de banda separados y un anillo colector siempre que los carretes de banda separados y el anillo colector estén en contacto eléctrico.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, los carretes de doble banda están aislados eléctricamente entre sí mediante el elemento aislante eléctrico, es decir al menos las partes de cada carrete de doble banda en contacto con las bandas de elevación conectadas al mismo están aisladas eléctricamente entre sí.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el elemento aislante eléctrico está dispuesto entre al menos una de las secciones de extremo y el carrete de doble banda correspondiente (es decir entre al menos una de las secciones de extremo y el carrete de doble banda dispuesto en dicha sección de extremo), o dispuesto entre las secciones de extremo.
En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende dos de los elementos aislantes eléctricos, en donde cada uno de los carretes de doble banda está aislado eléctricamente de la sección de extremo, en la cual está dispuesto, mediante uno de los elementos aislantes eléctricos.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, los elementos aislantes eléctricos proporcionan una capa aislante eléctrica entre cada uno de los carretes de banda y la sección de extremo correspondiente. Cada carrete de doble banda también puede definirse como que comprende la capa aislante eléctrica, formando la capa una circunferencia o sección interior del carrete, es decir cada carrete de doble banda comprende una sección interior de un material aislante eléctrico.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el elemento aislante eléctrico es un elemento de eje intermedio del eje de elevación.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, cada carrete de doble banda comprende una primera y una segunda sección de carrete. Presentando cada sección de carrete un conector de banda de carrete para conexión a un primer extremo de una banda de elevación. Los conectores de banda de carrete de las primeras secciones de carrete están escalonados/desplazados en 0-180 grados en relación con los conectores de banda de carrete de las segundas secciones de carrete. Preferiblemente, los conectores de banda de carrete de las primeras secciones de carrete están escalonados/desplazados dentro del rango de -15 a 15 grados, 75 a 105 grados o 165 195 grados. El desplazamiento de los conectores de banda de carrete depende del posicionamiento del ensamblaje de guía de banda y del ensamblaje de eje de elevación. Los conectores de banda de carrete de las primeras secciones de carrete tienen la misma posición radial en relación con una línea central del eje de elevación. Los conectores de banda de carrete de las segundas secciones de carrete tienen la misma posición radial en relación con una línea central del eje de elevación. La posición radial de los conectores de banda de carrete de las primeras secciones de carrete está escalonada/desplazada 0-180 grados, preferiblemente dentro del rango de -15 a 15 grados, 75 a 105 grados o 165-195 grados, en relación con la posición radial de los conectores de banda de carrete de las segundas secciones de carrete.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el al menos un motor está conectado al final de la primera sección de extremo o de la segunda sección de extremo.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el al menos un motor es un motor de DC sin escobillas que tiene un elemento de estátor y un elemento de rotor, el elemento de rotor está conectado a, o constituye una parte del eje de elevación, de tal manera que el eje de elevación y el elemento de rotor tienen una línea central común.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el elemento de estátor está conectado rígidamente a la carrocería de vehículo a través de un soporte de motor y el eje de elevación está conectado de manera giratoria a la carrocería de vehículo mediante elementos de cojinete de bolas dispuestos en cada una de la primera y segunda secciones de extremo. El soporte de motor preferiblemente es una parte de un alojamiento de estátor o de un elemento de conexión de estátor.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el al menos un motor de DC sin escobillas está dispuesto entre la primera sección de extremo y la segunda sección de extremo. Tener el motor de BLDC dispuesto entre las secciones de extremo, es decir entre los carretes de doble banda, proporciona un ensamblaje de eje de elevación muy compacto, en donde la longitud total del ensamblaje de eje de elevación se minimiza en relación con la distancia/longitud requerida entre las bandas de elevación.
En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende un primer y un segundo motor de DC sin escobillas, en donde los respectivos elementos de rotor están conectados a, o constituyen una parte del eje de elevación, de tal manera que el eje de elevación y los elementos de rotor tienen una línea central común.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, el marco de elevación comprende cuatro secciones de esquina, elementos de agarre para conexión liberable a un contenedor de almacenamiento, un conector de banda de elevación dispuesto en cada una de las secciones de esquina y un módulo de control para controlar los elementos de agarre, en donde el módulo de control está en contacto eléctrico con una de las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo y una de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, al menos tres de los conectores de banda de elevación son ajustables, de tal manera que la distancia vertical entre las respectivas secciones de esquina y el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación (o el nivel de las respectivas secciones de esquina) se puede ajustar.
En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende ruedas para mover el vehículo sobre o por encima de la rejilla tridimensional.
En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende un primer conjunto de ruedas dispuestas en lados opuestos de la carrocería de vehículo (o en lados opuestos de una cavidad de la carrocería de vehículo), para mover el vehículo a lo largo de una primera dirección en la rejilla;
un segundo conjunto de ruedas dispuestas en lados opuestos de la carrocería de vehículo, para mover el vehículo a lo largo de una segunda dirección en la rejilla, siendo la segunda dirección perpendicular a la primera dirección; y
el primer conjunto de ruedas desplazable en una dirección vertical entre una primera posición, en donde el primer conjunto de ruedas permite movimiento del vehículo a lo largo de la primera dirección, y una segunda posición, en donde el segundo conjunto de ruedas permite movimiento del vehículo a lo largo de la segunda dirección.
En una realización del vehículo de manipulación de contenedores, la carrocería de vehículo rodea una cavidad para alojar al menos un contenedor de almacenamiento y el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación del al menos un dispositivo de elevación está dispuesto en un nivel superior de la cavidad. En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende al menos dos dispositivos de elevación. Los al menos dos dispositivos de elevación pueden estar adyacentes.
En una realización, el vehículo de manipulación de contenedores comprende cuatro dispositivos de elevación.
En una realización, la cavidad es para alojar al menos dos contenedores de almacenamiento adyacentes y al menos dos dispositivos de elevación adyacentes.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que comprende una rejilla tridimensional y al menos un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con el primer aspecto, en donde la rejilla comprende múltiples columnas de almacenamiento, en las cuales se pueden almacenar contenedores de almacenamiento uno encima de otro en apilamientos verticales, y una columna de puerto para recibir y transportar un contenedor de almacenamiento a una estación de acceso; y el vehículo de manipulación de contenedores se opera sobre rieles en un nivel superior de la rejilla para recuperar contenedores de almacenamiento desde, y almacenar contenedores de almacenamiento en, las columnas de almacenamiento, y para transportar los contenedores de almacenamiento horizontalmente a través de la rejilla.
En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un método de operación de elementos de agarre en un marco de elevación de un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 15, el marco de elevación conectado a una primera y segunda sección de extremo de un único eje de elevación a través de al menos dos bandas de elevación, estando la primera y segunda secciones de extremo aisladas eléctricamente entre sí (o alternativamente, estando la primera y segunda sección de extremo dispuestas de tal manera que las al menos dos bandas de elevación estén aisladas eléctricamente entre sí), comprendiendo el método la etapa de:
- pasar potencia y/o señales a través de las dos bandas de elevación para accionar y/o controlar los elementos de agarre.
En la presente invención el término “ensamblaje de accionamiento de banda de elevación” pretende significar cualquier ensamblaje de al menos un eje de elevación y cualquier combinación de carretes, poleas y/o motores adecuados para el enrollamiento y posicionamiento horizontal de bandas de elevación, preferiblemente cuatro bandas de elevación, de tal manera que un marco de elevación dispuesto debajo del ensamblaje de banda de elevación se pueda subir/bajar en dirección vertical mientras se mantiene en un plano horizontal.
Breve descripción de los dibujos
Ciertas realizaciones de la presente invención se describirán ahora en detalle solo a modo de ejemplo y con referencia a los siguientes dibujos:
La figura 1 es una vista lateral en perspectiva de un sistema de almacenamiento y recuperación de la técnica anterior. Las figuras 2a y 2b representan dos vehículos de manipulación de contenedores diferentes de la técnica anterior. Las figuras 3 y 4 son vistas esquemáticas laterales superiores de dos tipos de sistemas de rieles para usar en el sistema de almacenamiento en la figura 1.
La figura 5 es una vista lateral en perspectiva de una realización de ejemplo de un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la invención.
La figura 6a es una vista lateral del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 5.
La figura 6b es una vista superior del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 5.
La figura 7a es una vista lateral en sección de una porción del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 5.
La figura 7b es una vista ampliada de detalles mostrados en la figura 7a.
La figura 8 es una vista lateral en perspectiva de un marco de elevación del vehículo de manipulación de contenedores en las figuras 5-7.
Las figuras 9a-9c son vistas en perspectiva, superior y en sección transversal de un conector de banda ajustable del marco de elevación en la figura 8.
La figura 10 es una vista en despiece del dispositivo de elevación del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 5.
La figura 11 es una vista lateral en perspectiva del dispositivo de elevación del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 5.
La figura 12 es una vista lateral del ensamblaje de eje de elevación del dispositivo de elevación en la figura 10 y 11. La figura 13 es una vista en sección transversal del ensamblaje de eje de elevación en la figura 12.
La figura 14 es una vista lateral de un ensamblaje de eje de elevación alternativo para uso en el dispositivo de elevación en la figura 10 y 11.
La figura 15 es una vista en sección transversal del ensamblaje de eje de elevación en la figura 14.
La figura 16 es una vista en perspectiva desde abajo del ensamblaje de eje de elevación en las figuras 14 y 15. La figura 17 es una vista en perspectiva desde arriba del ensamblaje de eje de elevación en las figuras 14-16.
La figura 18 es una vista en despiece del ensamblaje de eje de elevación en las figuras 14-17.
La figura 19 es una vista en perspectiva desde abajo de un marco de dispositivo de elevación que comprende el ensamblaje de eje de elevación en las figuras 14-17.
La figura 20 es una vista lateral en perspectiva del marco de dispositivo de elevación en la figura 19 que comprende bandas de elevación y un marco de elevación.
La figura 21 es una vista lateral en perspectiva del marco de elevación mostrado en la figura 20 con una cubierta superior omitida.
La figura 22 muestra dos vistas laterales en perspectiva de un conector de banda de elevación ajustable del marco de elevación en la figura 21.
La figura 23 es una vista lateral de un vehículo de manipulación de contenedores que comprende un marco de elevación y dispositivo de elevación como se muestra en la figura 20.
La figura 24 muestra una vista lateral y una vista en sección transversal de un vehículo de manipulación de contenedores de ejemplo de acuerdo con la invención.
La figura 25 es una vista en sección transversal en perspectiva del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 24.
La figura 26 es una vista ampliada de detalle A mostrado en la figura 24.
La figura 27 es una vista lateral en perspectiva de aún una realización de ejemplo de un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la invención.
La figura 28 es una vista en perspectiva desde abajo del vehículo de manipulación de contenedores en la figura 27. Descripción detallada de la invención
A continuación, se discutirán con más detalle realizaciones de la invención a modo de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos anexos. Debe entenderse, sin embargo, que los dibujos no están previstos para limitar la invención a la materia objeto representada en los dibujos.
Como se mencionó anteriormente, una desventaja de los dispositivos 18 de elevación de la técnica anterior es el requisito de un ensamblaje de accionamiento de banda de elevación que presente una pluralidad de ejes y/o poleas secundarios, sobre los cuales se enrollan y desenrollan las bandas 16 de elevación, para proporcionar el posicionamiento requerido de las bandas de elevación en relación con el marco de elevación. Además, para girar los ejes y/o poleas secundarios se conectan a un eje de rotor a través de correas/cadenas.
En las figuras 5, 6a y 6b se muestra una realización de ejemplo de un vehículo 9' de manipulación de contenedores de acuerdo con la invención. La principal característica diferencial del vehículo 9' en vista de los vehículos 9 de la técnica anterior, es el dispositivo 18' de elevación inventivo.
Como se describe para los vehículos 9 de la técnica anterior, el vehículo 9' de manipulación de contenedores es adecuado para recoger contenedores 6 de almacenamiento desde una rejilla 4 tridimensional de un sistema 1 de almacenamiento subyacente, véase figura 1. El vehículo 9' presenta un primer conjunto de ruedas 14 dispuestas en lados opuestos de la carrocería 13 de vehículo, para mover el vehículo 9' a lo largo de una primera dirección X en la rejilla 4, y un segundo conjunto de ruedas 15 dispuestas en lados opuestos de la carrocería 13 de vehículo, para mover el vehículo 9' a lo largo de una segunda dirección Y en la rejilla 4, siendo la segunda dirección Y perpendicular a la primera dirección X. Mediante uso de un ensamblaje 51 de desplazamiento de ruedas, el primer conjunto de ruedas puede desplazarse en una dirección vertical Z entre una primera posición, en donde el primer conjunto de ruedas 14 permite movimiento del vehículo 9' a lo largo de la primera dirección X, y una segunda posición, en donde el segundo conjunto de ruedas 15 permite movimiento del vehículo 9' a lo largo de la segunda dirección Y
La carrocería 13 de vehículo rodea una cavidad 21 dimensionada para alojar un contenedor 6 de almacenamiento adecuado para un sistema de almacenamiento como se describió anteriormente. Un dispositivo 18' de elevación está conectado en una sección superior de la cavidad 21. El dispositivo de elevación está dispuesto para elevar/bajar un contenedor 6 de almacenamiento desde/hacia la rejilla 4. Cuando el contenedor de almacenamiento se aloja dentro de la cavidad 21, la parte inferior del contenedor de almacenamiento está a un nivel por encima del nivel más bajo del segundo conjunto de ruedas 15.
Como se muestra en las figuras 5 y 10, el dispositivo 18' de elevación comprende un ensamblaje 47 de eje de elevación horizontal que comprende un eje 22 de elevación y dos motores 23a, 23b eléctricos para girar el eje 22 de elevación, un marco 17 de elevación para conexión liberable a un contenedor 6 de almacenamiento, y un primer y segundo par de bandas 16a,16b de elevación. Las bandas 16a,16b de elevación conectan el eje 22 de elevación al marco 17 de elevación.
El eje 22 de elevación comprende una primera sección 27a de extremo y una segunda sección 27b de extremo interconectadas a través de un elemento 35 de eje intermedio.
Cada banda 16a,16b de elevación tiene un primer extremo y un segundo extremo conectados al eje 22 de elevación y al marco 17 de elevación, respectivamente. Cada par de bandas 16a,16b de elevación tiene una primera banda de elevación conectada a la primera sección 27a de extremo del eje de elevación y una segunda banda de elevación conectada a la segunda sección 27b de extremo del eje de elevación. El primer par de bandas 16a de elevación se extiende en una dirección sustancialmente horizontal desde el eje 22 de elevación hacia un par de poleas 31 (es decir un ensamblaje de guía de banda). Las poleas 31 están dispuestas para cambiar la dirección del primer par de bandas 16a de elevación para extenderse en dirección vertical. El segundo par de bandas 16b de elevación se extiende en una dirección vertical directamente desde el eje 22 de elevación.
El ensamblaje de accionamiento de banda de elevación del vehículo 9' de manipulación de contenedores actualmente divulgado, o dispositivo 18' de elevación, requiere un mínimo de partes separadas, es decir el ensamblaje 47 de eje de elevación y el par de poleas 31, para lograr su función.
Cuando se extienden en la dirección vertical, las bandas 16a,16b de elevación están dispuestas a una distancia horizontal entre sí que corresponde a la distancia horizontal entre elementos 32 de conexión de banda de elevación correspondientes en el marco 17 de elevación.
Al disponer el ensamblaje 47 de eje de elevación de tal manera que el segundo par de bandas 16b de elevación se extienda verticalmente desde el eje de elevación hacia los elementos 32 de conexión de banda correspondientes en el marco 17 de elevación, el dispositivo 18' de elevación ocupará un mínimo de espacio dentro del robot. En otras palabras, la posición y/o dirección requerida del segundo par de bandas 16b de elevación se obtiene sin un ensamblaje de guía de banda adicional. Además, al usar un mínimo de partes giratorias (es decir solo el eje 22 de elevación y las poleas 31) y sin engranajes, dientes de rueda y/o cadenas (comúnmente usadas en dispositivos de elevación de la técnica anterior para transferir movimiento de rotación desde por ejemplo un motor a diversos ensamblajes de eje), el dispositivo 18' de elevación es significativamente más silencioso que los dispositivos de elevación de la técnica anterior. Esto último es particularmente importante en un sistema de almacenamiento que comprende múltiples vehículos de manipulación de contenedores.
Aunque el ensamblaje de guía de banda divulgado comprende un par de poleas 31, alternativamente se puede reemplazar por cualquier medio adecuado para cambiar la dirección del primer par de bandas de elevación desde una dirección sustancialmente horizontal a la dirección vertical, tal como un eje de rotación. En el vehículo 9' de manipulación de contenedores, cada una de las poleas 31 está conectada por separado a la carrocería 13 de vehículo. Sin embargo, dependiendo del diseño específico y requisitos de espacio, alternativamente pueden disponerse teniendo un eje 53 común que se extiende entre lados opuestos de la carrocería 13 de vehículo, véase figura 19.
Como se muestra en la figura 16, las ruedas 61 guía cargadas por resorte están dispuestas para asegurar el correcto recorrido y posicionamiento de las bandas de elevación cuando se enrollan/desenrollan en los carretes 48 de doble banda y cuando pasan sobre las poleas 31 del ensamblaje de guía de banda.
En la realización de ejemplo, el segundo par de bandas 16b de elevación se extiende en la dirección vertical desde el eje 22 de elevación en el lado del eje de elevación que mira lejos del ensamblaje 31 de guía de banda. De esta manera, la posición horizontal requerida del segundo par de bandas 16b de elevación que se extienden verticalmente, en relación con los correspondientes elementos de conexión de bandas del marco 17 de elevación, se obtiene mientras que se mantiene el dispositivo de elevación (y por consiguiente el vehículo de manipulación de contenedores) tan compacto como sea posible. En otras palabras, la extensión horizontal del dispositivo de elevación no excede significativamente la periferia horizontal del marco de elevación, lo cual sería el caso si el segundo par de bandas 16b de elevación se extendiera en la dirección vertical desde el eje 22 de elevación en el lado del eje de elevación que mira al ensamblaje 31 de guía de banda.
Para proporcionar un enrollamiento seguro de las bandas de elevación en el eje 22 de elevación, se dispone un carrete 48 de doble banda, véase figuras 12 y 13, en cada una de las secciones 27a,27b de extremo. El carrete 48 de doble banda comprende una primera sección 48a de carrete y una segunda sección 48b de carrete. Cada sección de carrete presenta un conector 75a,75b de banda de carrete para conectar dos bandas de elevación separadas, en este caso una banda de elevación desde cada uno del primer y segundo par de bandas 16a,16b de elevación. En el dispositivo 18' de elevación (así como en el dispositivo 18'' de elevación descrito a continuación) los dos pares de bandas 16a, 16b de elevación se extienden desde el ensamblaje 47 de eje de elevación en dos direcciones diferentes, es decir el primer par de bandas 16a de elevación se extiende en una dirección sustancialmente horizontal, mientras que el segundo par de bandas 16b de elevación se extienden en una dirección vertical. Para obtener una distancia de recorrido idéntica de todas las bandas de elevación cuando se gira el eje de elevación, es importante que todas las bandas de elevación tengan la misma longitud enrolladas en los carretes de doble banda en todo momento. El espesor de las bandas de elevación usualmente es aproximadamente 0.15 mm y la longitud de recorrido de una banda de elevación por rotación del eje de elevación (o carrete de doble banda) es dependiente del número de capas de banda de elevación enrolladas en el carrete de doble banda. En las realizaciones divulgadas, esto se obtiene teniendo los dos conectores 75a,75b de banda de carrete de cada carrete 48 de doble banda escalonados en el rango de 75 a 105 grados, preferiblemente aproximadamente 90 grados. En otras palabras, los dos conectores 75a,75b de banda de carrete están dispuestos en su sección de carrete correspondiente en una posición desplazada/escalonada en aproximadamente 90 grados en relación entre sí y con la línea central del eje de elevación. Además, los carretes 48 de doble banda están dispuestos de tal manera que los conectores 75a de banda de carrete que conectan el primer par de bandas de elevación tengan la misma posición radial (es decir no escalonados en relación entre sí), y los conectores 75b de banda de carrete que conectan el segundo par de bandas de elevación tengan la misma posición radial. Hay que anotar que el desplazamiento/escalonamiento de los conectores 75a,75b de banda de carrete es dependiente del posicionamiento del ensamblaje de guía de banda en relación con el ensamblaje de eje de elevación.
Hay que anotar, que en una realización alternativa en donde todas las cuatro bandas de elevación se extienden en dirección horizontal desde los carretes de doble banda, el desplazamiento puede estar en el rango de -15 a 15 grados, preferiblemente aproximadamente 0 grados, o en el rango de 165 a 195 grados, preferiblemente aproximadamente 180 grados, dependiendo del ensamblaje de guía de banda. Es decir, si todas las cuatro bandas de elevación se extienden en la misma dirección horizontal, los conectores de banda de carrete no están escalonados, es decir todos los conectores de banda de carrete tienen la misma posición radial. Si dos de las cuatro bandas de elevación, es decir una banda de elevación desde cada uno de los carretes de doble banda, se extienden en una dirección horizontal opuesta de las otras dos bandas de elevación, los conectores de banda de carrete están escalonados en aproximadamente 180 grados. Con referencia a las figuras 5-6, la última realización requeriría un conjunto adicional de poleas 31 dispuestas en el lado opuesto del eje de elevación.
La precisión requerida del grado de escalonamiento/desplazamiento depende del espesor de las bandas de elevación y de la longitud máxima de elevación del dispositivo de elevación (es decir la distancia máxima entre el marco de elevación y el ensamblaje de accionamiento de banda de elevación).
Como se discutió anteriormente, para obtener una longitud correcta de todas las bandas 16 de elevación en relación con el marco de elevación, es decir de tal manera que el marco 17 de elevación se mantenga horizontal durante la operación, la longitud de las bandas de elevación debe ajustarse tanto inicialmente, así como en diversos intervalos de servicio dado que tienden a alargarse ligeramente durante uso. En los dispositivos de elevación de la técnica anterior, las bandas de elevación comúnmente están conectadas y enrolladas en carretes separados dispuestos en un nivel superior dentro del vehículo 9 de manipulación de contenedores. Para ajustar una banda de elevación, el carrete correspondiente se puede desconectar de un eje de rotación y la banda de elevación se puede ajustar mediante rotación libre del carrete en relación con el eje de rotación. Subsecuentemente se sujeta el carrete al eje de rotación cuando la banda de elevación tiene la longitud deseada. Para obtener acceso a los carretes separados, comúnmente se requiere que una persona de servicio retire al menos algo de la carrocería que cubre la carrocería 13 de vehículo o ingrese al interior estrecho de la cavidad 21. También se puede adaptar una variante de la solución de la técnica anterior descrita para la realización de ejemplo, por ejemplo reemplazando cada carrete de doble banda con dos carretes de banda separados que pueden liberarse individualmente para permitir rotación libre en relación con el eje 22 de elevación cuando se deben ajustar las bandas. Sin embargo, se prefiere una solución más efectiva y novedosa como se describe a continuación.
En la realización de ejemplo, el ajuste de banda de elevación se obtiene usando un marco 17 de elevación que presenta conectores 32 de banda de elevación ajustables (o elementos de conexión de banda), véanse figuras 7-9. El marco de elevación comprende cuatro secciones 36 de esquina, un lado 37 superior y un lado 38 inferior. En el lado 38 inferior del marco 17 de elevación están dispuestos cuatro elementos 24 de agarre para interacción con un contenedor de almacenamiento. En cada sección 36 de esquina están dispuestos un pasador 30 de guía vertical y un conector 32 de banda de elevación ajustable verticalmente.
Como se muestra en las figuras 9a-9c, cada conector 32 de banda de elevación comprende un soporte 39 y un distribuidor 40 de conector de banda. El soporte 39 está conectado rígidamente en el lado superior del marco 17 de elevación. El distribuidor 40 de conector de banda comprende una pinza 41 de banda de elevación (es decir un ensamblaje de sujeción de banda) y está conectado de manera ajustable al soporte 39, de tal manera que el distribuidor 40 de conector de banda se puede ajustar en una dirección vertical en relación con el soporte 39. El distribuidor 40 de conector de banda está conectado al soporte 39 a través de un perno 42 de ajuste (es decir un elemento de ajuste) dispuesto de tal manera que la rotación (es decir accionamiento) del perno de ajuste moverá el distribuidor 40 de conector de banda en una dirección vertical en relación con el soporte 39. El soporte presenta un rebaje/recorte 43 vertical y el distribuidor 40 de conector de banda comprende una extensión 44 dispuesta en el rebaje vertical. El rebaje comprende dos orificios 45 lisos verticalmente opuestos y la extensión presenta un orificio 46 roscado dispuesto en línea con los orificios 45 lisos. Al tener el perno 42 de ajuste dispuesto en los orificios lisos y en el orificio roscado, la rotación del perno 42 de ajuste moverá el distribuidor 40 de conector de banda en una dirección vertical en relación con el soporte. De este modo, la distancia entre el marco 17 de elevación y la carrocería 13 de vehículo se puede ajustar de tal manera que el marco de elevación sea horizontal. La característica de ser capaz de ajustar las bandas de elevación en el marco de elevación es altamente ventajosa, dado que no es requerido un acceso interno a la carrocería del vehículo de manipulación de contenedores. Además, el ensamblaje de eje de elevación se simplifica ya que los carretes 48 de doble banda sobre los cuales se enrollan las bandas de elevación no tienen que estar conectados de manera liberable al eje 22 de elevación. Esto último también implica que el ensamblaje de elevación, y cualquier otro sistema presente en un nivel superior dentro del vehículo de manipulación de contenedores, pueda construirse de una manera que no tenga que tener en consideración un acceso requerido a los carretes. Hay que anotar que la solución de tener conectores de banda de elevación ajustables en el marco de elevación sería altamente ventajosa también en los vehículos de manipulación de contenedores de la técnica anterior.
Las bandas de elevación metálicas pueden rasgarse si se someten a cargas desequilibradas y altas. Para minimizar el riesgo de cargas desequilibradas y desgarro, el conector de banda de elevación comprende un punto de pivote P que permite algún movimiento del conector de banda de elevación en el plano vertical de la banda de elevación conectada, es decir el punto de pivote tiene un eje central perpendicular al plano vertical de la banda de elevación. En el conector 32 de banda de elevación, el punto de pivote P se obtiene mediante una conexión 67 de pivote entre la pinza 41 de banda de elevación y el resto del distribuidor 40 de conector de banda.
Mediante uso del presente marco 17 de elevación, así como del marco 17' de elevación mostrado en las figuras 20 23, las bandas de elevación se pueden ajustar de una manera fácil y eficiente en tiempo. Cuando se requiere un ajuste (es decir el marco de elevación se inclina ligeramente en relación con el plano horizontal; una situación que puede provocar que el marco de elevación se atasque dentro de una columna 12 de almacenamiento, véase figura 1), se pueden realizar las siguientes etapas:
- disponer el vehículo de manipulación de contenedores en una ubicación adecuada, por ejemplo en una columna de rejilla vacía en la periferia de la rejilla 4 de almacenamiento;
- bajar el marco de elevación fuera de la cavidad del vehículo de manipulación de contenedores, de tal manera que una persona de servicio tenga acceso al marco de elevación; y
- ajustar las bandas de elevación mediante movimiento del distribuidor de conector de banda del respectivo conector 32 de banda de elevación, de tal manera que el marco de elevación esté en el plano horizontal. En el conector de banda de elevación específico divulgado en las figuras 7-9, esta etapa implicará rotación de los respectivos pernos de ajuste (es decir los elementos de ajuste).
En algunos casos, cuando se baja fuera de la cavidad, el marco de elevación se baja hasta una estructura base sobre la cual se soporta el marco en la posición horizontal deseada. Cuando el marco de elevación se mantiene horizontal, las bandas de elevación que se han alargado/estirado durante uso ya no están tensas, es decir las bandas de elevación alargadas/estiradas tienen algo de holgura en relación con las otras bandas de elevación. El ajuste de banda de elevación se realiza entonces fácilmente tensando simplemente las bandas de elevación flojas mediante uso del respectivo conector 32 de banda de elevación ajustable.
En la realización de ejemplo, así como en algunos vehículos de manipulación de contenedores de la técnica anterior, las bandas de elevación están hechas de metal (comúnmente una aleación de acero) y se usan para conducir señales y potencia eléctrica a los módulos 29 de conmutación de extremo y un módulo 69 de control dispuesto en el marco 17 de elevación. Los módulos 29 de conmutación de extremo comprenden pasadores 68 cargados por resorte (véase figura 21) para detectar cuando el marco de elevación está en contacto con un contenedor 6 de almacenamiento y cuando el marco de elevación se eleva a su nivel más superior dentro de la cavidad. Para evitar cortocircuito en la señal/potencia eléctrica que pasa a través de las bandas de elevación, al menos partes del soporte 39 están hechas de un material no conductor, tal como un plástico o material compuesto adecuado, de tal manera que las bandas de elevación (es decir una banda de elevación desde cada uno de los carretes 48 de doble banda) están solo en contacto eléctrico (a través de cables 71) con el marco 17 de elevación en el módulo 69 de control. De este modo, al menos partes de la pinza 41 de banda de elevación están hechas en un material eléctricamente conductor, por ejemplo cualquier metal adecuado. En realizaciones alternativas, las bandas de elevación pueden usarse por ejemplo solo para transferencia de potencia, mientras que señales a los módulos 29 de conmutación de extremo y al módulo 69 de control se transfieren de manera inalámbrica o a través de un cable separado.
Cada módulo 29 de conmutación de extremo está conectado eléctricamente (cables 72), a través del módulo de control a dos pinzas 41 de banda de elevación (o distribuidores de conector de banda) que tienen un potencial diferente, de tal manera que las señales/potencia eléctrica pueden recibirse desde, o enviarse a, una unidad de control principal (no se muestra, pero similar a la unidad 58 de control principal en la figura 16) dentro del vehículo de manipulación de contenedores.
El módulo 69 de control también está conectado a y controla motores 70 de agarre que accionan los elementos 24 de agarre.
Para transferir señales/potencia eléctrica desde la unidad de control principal, cada carrete 48 de doble banda presenta un anillo 49 colector para transferencia de señales eléctricas entre la unidad de control principal y las bandas de elevación a través de una escobilla 50 conductora en contacto con el anillo 49 colector, véase figura 13. Los carretes de doble banda están hechos en un material eléctricamente conductor, tal como un metal adecuado. Aunque se muestra como un carrete único, cada carrete de doble banda puede comprender carretes distintos, uno para cada banda de elevación, en tanto que los dos carretes distintos estén en contacto eléctrico entre sí y con el anillo colector.
Con propósitos ilustrativos, el dispositivo 18' de elevación (es decir el ensamblaje 47 de eje de elevación, el marco 17 de elevación y los dos pares de bandas de elevación) se muestra en una vista en despiece en la figura 10 y en una vista en perspectiva aislada de la carrocería 13 de vehículo en la figura 11.
En el ensamblaje 47 de eje de elevación, los dos motores 23a, 23b eléctricos son motores eléctricos de DC sin escobillas (BLDC), comprendiendo cada uno un estátor 33, un elemento 55 de conexión de estátor y un elemento 34 de rotor, véanse figuras 12 y 13. Para transferir movimiento giratorio desde los elementos 34a,34b de rotor de los motores eléctricos al eje 22 de elevación (es decir el eje formado por la primera sección 27a de extremo, la segunda sección 27b de extremo y el elemento 35 de eje intermedio), los elementos 34a,34b de rotor están interconectados a través del elemento 35 de eje intermedio y cada elemento de rotor está conectado a una sección 27a,27b de extremo respectiva. Los elementos de rotor, las secciones de extremo y el elemento de eje intermedio tienen una línea C central común. Para permitir el enrollamiento de todas las bandas de elevación (es decir ambos pares de bandas 16a, 16b de elevación) en un único eje 22 de elevación, mientras que al mismo tiempo se pueden usar las bandas de elevación como conductores para señales/potencia eléctrica, como se describió anteriormente, los carretes 48 de doble banda (o las secciones 27a,27b de extremo) deben estar eléctricamente aislados entre sí. De esta manera, las bandas de elevación conectadas al carrete 48 de doble banda en la primera sección 27a de extremo pueden tener un potencial eléctrico diferencial en relación con las bandas de elevación conectadas al carrete 48 de doble banda en la segunda sección 27b de extremo. En el ensamblaje 47 de eje de elevación, esto se logra haciendo que el elemento 35 de eje intermedio esté hecho en un material eléctricamente aislante (es decir proporcionando un elemento aislante eléctrico), tal como un material plástico/compuesto adecuado.
El ensamblaje 47 de eje de elevación comprende un elemento 52 de cojinete de bolas en cada una de las secciones 27a,27b de extremo para conexión giratoria de las secciones de extremo a la carrocería 13 del vehículo de manipulación de contenedores. El elemento 55 de conexión de estátor de cada estátor 33a,33b comprende un soporte 28 de motor para conexión rígida con la carrocería 13 del vehículo de manipulación de contenedores y un cojinete 60 de bolas para conexión giratoria con el eje de elevación. De esta manera, el eje 22 de elevación es giratorio en relación con la carrocería 13, mientras que los estátores se mantienen estacionarios. Para evitar cortocircuito a través de la carrocería 13 de vehículo, los elementos 52 de cojinete de bolas tienen un alojamiento de plástico que aísla las respectivas secciones de extremo de la carrocería 13 de vehículo. De manera similar, los elementos 55 de conexión de estátor están aislados de las secciones 27a,27b de extremo mediante los alojamientos 74 de plástico de los elementos 73 de cojinete de bolas para evitar cortocircuito a través de los soportes 28 de motor.
Una realización alternativa de un ensamblaje 47' de eje de elevación se muestra en las figuras 14-18.
Una característica diferenciadora del ensamblaje 47' de eje de elevación alternativo, en vista del ensamblaje 47 de eje de elevación descrito anteriormente, es la construcción del eje 22' de elevación como un único elemento, es decir el eje 22' de elevación puede denominarse un eje de elevación unitario. En el ensamblaje 47 de eje de elevación, el elemento 35 de eje intermedio, que interconecta la primera sección 27a de extremo y la segunda sección 27b de extremo, es capaz de aislar eléctricamente las dos secciones de extremo, y por consiguiente los dos carretes 48 de doble banda, al estar hecho en una material aislante eléctricamente. Para obtener la misma característica de aislar eléctricamente los carretes 48 de doble banda, el ensamblaje 47' de elevación alternativo presenta un elemento 54 en forma de manguito hecho de material eléctricamente aislante (es decir un elemento aislante eléctrico) dispuesto entre cada una de la primera sección 27a de extremo y la segunda sección 27b de extremo y los correspondientes carretes 48 de doble banda (alternativamente, cada carrete 48 de doble banda puede definirse como que comprende una sección/elemento 54 interior en un material eléctricamente aislante). Un efecto ventajoso de aislar cada carrete de doble banda de su respectiva sección de extremo es que no es requerido que el ensamblaje 47' de eje de elevación esté aislado eléctricamente de la carrocería 13 de vehículo en sus puntos de contacto, por ejemplo cojinetes 52 de bolas que tienen un alojamiento de plástico, véase anteriormente.
Los motores 23 del ensamblaje 47' de eje de elevación presenta dos estátores 33a,33b, dos elementos 34a,34b de rotor y un elemento 55 de conexión de estátor que son comunes para ambos estátores 33a,33b. El elemento 55 de conexión de estátor comprende un soporte 28 de motor para conexión rígida con la carrocería 13 del vehículo de manipulación de contenedores y cojinetes 60 de bolas para conexión giratoria con el eje 22' de elevación. En un extremo del ensamblaje 47' de eje de elevación está dispuesta una rueda 57 de freno de elevación. Para accionar la rueda de freno, un brazo 59 accionador de freno cooperante está comúnmente conectado a la carrocería 13 de vehículo. Aunque no se muestra, el ensamblaje 47' de eje de elevación está conectado de manera giratoria a la carrocería de vehículo mediante cojinetes de bolas similares a los descritos anteriormente.
En las figuras 19 y 20 se muestra un dispositivo 18'' de elevación basado en el ensamblaje 47' de eje de elevación alternativo. En esta realización específica, el dispositivo 18'' de elevación está dispuesto en un marco 56. El marco 56 constituye una parte superior de la carrocería 13 de vehículo de un vehículo 9' de manipulación de contenedores ensamblado, véase figura 23.
El marco 17' de elevación del dispositivo 18' de elevación tiene la mayoría de sus características en común con el marco de elevación divulgado en las figuras 7-9, pero comprende un tipo alternativo de conectores 32' de banda de elevación ajustables, véanse figuras 21 y 22. Cada uno de los conectores 32' de banda de elevación ajustables, véanse figuras 21 y 22, comprende un soporte 39' y un distribuidor 63,64 de conector de banda. Un punto de pivote P se obtiene teniendo el soporte 39' dispuesto de manera pivotante en un lado superior del marco 17' de elevación a través de una conexión 66 de pivote a un bloque 62 de conexión (o elemento de soporte intermedio). El propósito del punto de pivote P se describe anteriormente en relación con el conector 32 de banda de elevación en las figuras 7-9. El distribuidor de conector de banda comprende un carrete 63 de banda de elevación y un perno 64 de bloqueo (es decir un elemento de ajuste). El carrete de banda de elevación presenta una interfaz 65 de conexión para una banda de elevación (es decir un ensamblaje de sujeción de banda) y está conectado de manera giratoria al soporte 39'. La conexión giratoria del carrete de banda de elevación se controla mediante el perno 64 de bloqueo. Cuando se aprieta el perno 64 de bloqueo se evita que el carrete 63 de banda de elevación gire, y cuando se afloja el perno de bloqueo, se permite rotación del carrete de banda de elevación. Al girar el carrete de banda de elevación, la banda de elevación conectada al mismo se puede enrollar/desenrollar de tal manera que se pueda ajustar la distancia entre el marco de elevación y la carrocería de vehículo. Una ventaja de los conectores 32' de banda de elevación es que aumenta el rango de ajuste vertical. Para evitar cortocircuito, al menos partes de los conectores de banda de elevación, tales como el soporte 39' o el bloque 62 de conexión, están hechas en un material no conductor, tal como un plástico o material compuesto adecuado.
En la figura 23 se muestra un vehículo de manipulación de contenedores que presenta un marco 56 y dispositivo 18' de elevación.
Hay que anotar que en otras realizaciones, los ensamblajes 47,47' de eje de elevación pueden comprender solo un motor o más de dos motores. Esto dependerá del torque requerido del eje 22,22' de elevación así como del torque y tamaño de los motores de BLDC actuales. Por ejemplo, si el motor 23a conectado a la primera sección 27a de extremo del ensamblaje 47 de eje de elevación fuera capaz de proporcionar suficiente torque por sí solo, el otro motor 23b podría ser reemplazado por un elemento que simplemente conectara la segunda sección 27b de extremo y el elemento 35 de eje intermedio. Diversas soluciones alternativas serían obvias para la persona experta con base en las enseñanzas de la presente divulgación. Una característica común de todos los ensamblajes 47,47' de eje de elevación divulgados es que el al menos un motor 23a,23b está dispuesto entre la primera y segunda sección de extremo del eje 22,22' de elevación para asegurar un ensamblaje de eje de elevación compacto.
Se conocen diversos tipos de motores de DC sin escobillas, incluyendo motores sincrónicos de imán permanente (que usan imanes permanentes) y motores de reluctancia conmutada (que no usan ningún imán permanente).
Los principios de trabajo del motor de DC sin escobillas sincrónico de imán permanente son bien conocidos por la persona experta, por ejemplo como se describe en https://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor, y típicamente usa uno o más imanes permanentes en el rotor y electroimanes en el alojamiento de motor para el estátor. Un controlador de motor convierte DC a AC. Este diseño es mecánicamente más simple que el de los motores con escobillas debido a que elimina la complicación de transferir potencia desde el exterior del motor al rotor giratorio.
Un vehículo 9'' de manipulación de contenedores de ejemplo adicional de acuerdo con la invención se muestra en las figuras 24-26. El vehículo presenta un dispositivo de elevación (es decir un ensamblaje 47'' de eje de elevación, dos pares de bandas 16a,16b de elevación, un marco 17' de elevación y un ensamblaje de guía de banda) similar a los dispositivos 18',18'' de elevación divulgados anteriormente. La principal característica diferenciadora de esta realización es que el ensamblaje 47'' de eje de elevación no comprende un motor dispuesto entre los dos carretes 48 de doble banda en el eje 22' de elevación. En cambio, se conecta un motor 76 al extremo de la sección 27b de extremo, véase figura 24 (sección A-A). El ensamblaje de guía de banda no se muestra, pero comprende dos poleas 31 dispuestas en un eje 53 común como se muestra en la figura 19. Se proporciona espacio para el motor 76 al tener un diseño de carrocería de vehículo que comprende una sección lateral además de la sección principal en la cual está dispuesto el marco de elevación. La sección principal tiene una huella similar a la huella del vehículo 9' de manipulación de contenedores en la figura 5. Una ventaja de esta solución es que permite un motor más grande y más fuerte si es necesario. Además, el motor 76 puede ser cualquier tipo adecuado de motor eléctrico. El aislamiento eléctrico de los dos carretes 48 de doble banda se obtiene como se divulga para la realización en la figura 15. Las bandas de elevación están conectadas a conectores 32' de banda de elevación ajustables en el marco 17 de elevación, similares a los conectores divulgados en las figuras 21 y 22.
Todavía un vehículo 9''' de manipulación de contenedores de ejemplo de acuerdo con la invención se muestra en las figuras 27-28. El vehículo presenta un dispositivo de elevación (es decir un ensamblaje 47''' de eje de elevación, dos pares de bandas 16a,16b de elevación, un marco de elevación (no se muestra) y un ensamblaje de guía de banda similar a los dispositivos 18',18'' de elevación divulgados anteriormente. La principal característica diferenciadora de esta realización en vista del vehículo de manipulación de contenedores en las figuras 24-26 es que el motor 76' del ensamblaje 47''' de eje de elevación está dispuesto entre los dos carretes 48 de doble banda en el eje 22' de elevación. Para permitir espacio para un contenedor de almacenamiento en la cavidad, el motor está dispuesto en una dirección sustancialmente horizontal por encima de la cavidad.
Los ensamblajes 47-47''' de eje de elevación y los marcos 17,17' de elevación se divulgan en conexión con un ensamblaje 47-47'",31 de accionamiento de banda de elevación específico y tipo de vehículo 9',9'' de manipulación de contenedores que tiene una cavidad espaciada para recibir un único contenedor de almacenamiento. Sin embargo, tanto los ensamblajes 47-47'"de eje de elevación como los marcos 17,17' de elevación pueden usarse ventajosamente por separado o en cualquier combinación en cualquier tipo de ensamblaje de accionamiento de banda de elevación o vehículo de manipulación de contenedores.
Los ensamblajes 47,47',47'' de eje de elevación y los marcos 17,17' de elevación se divulgan en relación con un ensamblaje 47,47',47'',31 de accionamiento de banda de elevación específico y tipo de vehículo 9',9'' de manipulación de contenedores que tiene una cavidad espaciada para recibir un único contenedor de almacenamiento. Sin embargo, tanto los ensamblajes 47,47',47'' de eje de elevación como los marcos 17,17' de elevación pueden usarse ventajosamente por separado o en cualquier combinación en cualquier tipo de ensamblaje de accionamiento de banda de elevación o vehículo de manipulación de contenedores.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un vehículo (9') de manipulación de contenedores para recoger contenedores (6) de almacenamiento desde una rejilla (4) tridimensional de un sistema (1) de almacenamiento subyacente, que comprende una carrocería (13) de vehículo y al menos un dispositivo (18') de elevación para elevar un contenedor (6) de almacenamiento desde la rejilla (4),
el dispositivo (18') de elevación comprende un ensamblaje (47,47',31) de accionamiento de banda de elevación conectado a la carrocería (13) de vehículo, un marco (17) de elevación horizontal para conexión liberable a un contenedor (6) de almacenamiento, y cuatro bandas (16a, 16b) de elevación que conectan el ensamblaje (47,47',31) de accionamiento de banda de elevación al marco (17) de elevación;
el ensamblaje (47,47',31) de accionamiento de banda de elevación comprende un ensamblaje (47,47') de eje de elevación que tiene un eje (22,22') de elevación y al menos un motor (23) para girar el eje (22,22') de elevación; y
- el eje (22) de elevación comprende una primera sección (27a) de extremo y una segunda sección (27b) de extremo; y
- dos de las bandas (16a, 16b) de elevación están conectadas en cada una de la primera y segunda secciones de extremo del eje de elevación;
caracterizado porque el ensamblaje de eje de elevación comprende al menos un elemento (35,54) aislante eléctrico dispuesto de tal manera que las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo estén eléctricamente aisladas de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo.
2. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un carrete (48) de doble banda está dispuesto en cada una de la primera sección (27a) de extremo y la segunda sección (27b) de extremo, cada carrete (48) de doble banda está conectado a dos bandas de elevación separadas.
3. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 2, en donde cada uno de los carretes (48) de doble banda proporciona contacto eléctrico entre al menos una de las bandas de elevación conectadas a los mismos y una unidad (58) de control dispuesta en el vehículo de manipulación de contenedores, de tal manera que se pueden transferir señales eléctricas y/o potencia desde la unidad (58) de control a través del carrete (48) de doble banda a la al menos una banda de elevación.
4. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde cada carrete (48) de doble banda comprende un anillo (49) colector para transferencia de señal eléctrica y/o potencia entre un sistema (58) de control y las bandas de elevación a través de una escobilla (50) conductora en contacto con el anillo (49) colector.
5. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en donde los carretes (48) de doble banda están aislados eléctricamente entre sí mediante el elemento (35,54) aislante eléctrico.
6. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en donde el elemento (35,54) aislante eléctrico está dispuesto entre al menos una de las secciones (27a,27b) de extremo y el correspondiente carrete (48) de doble banda, o está dispuesto entre las secciones (27a,27b) de extremo.
7. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-6, que comprende dos de los elementos (54) aislantes eléctricos, en donde cada uno de los carretes (48) de doble banda está eléctricamente aislado de la sección (27a,27b) de extremo en la cual está dispuesto mediante uno de los elementos (54) aislantes eléctricos.
8. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 7, en donde los elementos (54) aislantes eléctricos proporcionan una capa aislante eléctrica entre cada uno de los carretes (48) de doble banda y la correspondiente sección (27a,27b) de extremo.
9. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el al menos un motor (23) es un motor de DC sin escobillas que tiene un elemento (33) de estátor y un elemento (34) de rotor, el elemento de rotor está conectado a, o constituye una parte del eje (22,22') de elevación, de tal manera que el eje de elevación y el elemento de rotor tienen una línea (C) central común.
10. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el elemento (33) de estátor está conectado rígidamente a la carrocería (13) de vehículo a través de un soporte (28) de motor y el eje (22,22') de elevación está conectado de manera giratoria a la carrocería (13) de vehículo mediante elementos (52) de cojinete de bolas dispuestos en la primera y segunda secciones (27a,27b) de extremo.
11. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en donde el al menos un motor (23) de DC sin escobillas está dispuesto entre la primera sección (27a) de extremo y la segunda sección (27b) de extremo.
12. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-11, que comprende un primer y un segundo motor (23a,23b) de DC sin escobillas, en donde los respectivos elementos (34a,34b) de rotor están conectados a, o constituyen una parte del eje (22,22') de elevación, de tal manera que el eje de elevación y los elementos de rotor tengan una línea (C) central común.
13. Un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el marco (17,17') de elevación comprende cuatro secciones (36) de esquina, elementos (24) de agarre para conexión liberable a un contenedor (6) de almacenamiento, un conector (32,32') de banda de elevación dispuesto en cada una de las secciones de esquina y un módulo (69) de control para controlar los elementos (24) de agarre, en donde el módulo (69) de control está en contacto eléctrico con una de las bandas de elevación conectadas en la primera sección de extremo y una de las bandas de elevación conectadas en la segunda sección de extremo.
14. Un sistema (1) automatizado de almacenamiento y recuperación que comprende una rejilla (4) tridimensional y al menos un vehículo (9') de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde
la rejilla (4) comprende múltiples columnas (5) de almacenamiento, en las cuales contenedores (6) de almacenamiento pueden almacenarse uno encima de otro en apilamientos (7) verticales; y el vehículo (9') de manipulación de contenedores se opera sobre rieles (10,11) en un nivel superior de la rejilla (4) para recuperar contenedores (6) de almacenamiento desde, y almacenar contenedores (6) de almacenamiento en, las columnas (5) de almacenamiento, y para transportar los contenedores (6) de almacenamiento horizontalmente a través de la rejilla (4).
15. Un método de operación de elementos de agarre en un marco (17,17') de elevación de un vehículo de manipulación de contenedores de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, comprendiendo el método la etapa de:
- pasar potencia y/o señales a través de las dos bandas de elevación para accionar y/o controlar los elementos de agarre.
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