IT202000025444A1 - Robot mobile a guida autonoma - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?Robot mobile a guida autonoma?
La presente invenzione ha per oggetto un robot mobile a guida autonoma. In particolare, la presente invenzione si inserisce nel campo di applicazione della robotica industriale e della robotica logistica e pi? precisamente nel settore dei robot mobili a guida autonoma (noti anche come AMR ? Autonomous Mobile Robots) utilizzati per il prelievo (picking), la manipolazione, la pallettizzazione e la spedizione di pacchi nei magazzini di logistica.
Attualmente sono noti diversi sistemi AMR che possono navigare nell?ambiente industriale utilizzando mappe e, grazie alla tecnologia sensorizzata di cui sono dotati, possono pianificare percorsi, riconoscere ed evitare ostacoli.
Alcuni esempi di impiego vedono il loro utilizzo nelle operazioni di packaging, movimentazione di materiali o prodotti tra le differenti aree del magazzino, movimentazioni dei semilavorati e prodotti finiti tra reparti in magazzino, il trasporto dei pallet e simili.
Tra i vari sistemi AMR si sono notevolmente affermati quelli per la catalogazione e lo smistamento degli articoli di magazzino, potendo seguire due logiche operative:
- ?uomo a merce? in cui la fase di picking ? demandata all?operatore mentre il trasferimento degli articoli nelle aree di confezionamento ? gestito dal robot mobile;
- ?merci all?uomo? in cui il sistema AMR solleva un intero scaffale per spostarlo in una postazione di picking in cui l?operatore pu? agevolmente preparare ordini.
Di recente hanno trovato vasto impiego anche sistemi AMR dotati di un braccio robotico per le fasi di picking dei colli in magazzino.
Il campo di azione del suddetto braccio robotico ? strettamente legato alla posizione dello stesso sulla base mobile che ne limita l?area di lavoro. In particolare, il braccio robotico presenta una scarsa estensione legata in modo da evitare che possano crearsi sbilanciamenti.
In altre parole, le principali problematiche legate ai suddetti robot interessano le zone ?scoperte? del raggio di azione del braccio robotico stesso, vale a dire altezze o profondit? non raggiungibili con l?estensione massima del braccio robotico.
Compito tecnico della presente invenzione risulta dunque essere quello di mettere a disposizione un robot mobile a guida autonoma che sia in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.
Scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione un robot mobile a guida autonoma che presenti un?area di lavoro ampliabile.
Un ulteriore scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione un robot mobile a guida autonoma che sia in grado di movimentare il braccio robotico garantendone la stabilit? dell?intero sistema durante lo spostamento del carico.
Un ulteriore scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione un robot mobile a guida autonoma che permetta di regolare le fasi di prelievo e pallettizzazione al fine di raggiungere profondit? di prelievo delle merci normalmente non raggiungibili.
Il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un robot mobile a guida autonoma comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell?invenzione.
In particolare, il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono raggiunti da un robot mobile a guida autonoma per magazzini di logistica comprendente una piattaforma a guida autonoma configurata per muoversi all?interno di un magazzino, un manipolatore robotico dotato di un dispositivo di presa configurato per il prelievo, il trasporto ed il rilascio di merci e/o pacchi contenenti merci, ed un sistema meccatronico regolabile interposto tra la piattaforma a guida autonoma ed il manipolatore robotico. Il sistema meccatronico regolabile ? configurato per movimentare il manipolatore robotico tra una prima posizione di lavoro, in cui il manipolatore robotico ? disposto in una posizione prossimale alla piattaforma a guida autonoma, ed una seconda posizione di lavoro in cui il manipolatore robotico ? disposto in una posizione distale rispetto alla piattaforma a guida autonoma.
Vantaggiosamente, il sistema meccatronico regolabile consente di aumentare il volume di lavoro del manipolatore robotico consentendo di raggiungere altezze e profondit? normalmente non raggiungibili dal manipolatore robotico stesso.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di un robot mobile a guida autonoma.
Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: - La figura 1 ? una vista in esploso del robot mobile a guida autonoma oggetto della presente invenzione;
- La figura 2 ? una vista del robot mobile a guida autonoma oggetto della presente invenzione;
- Le figure 3A e 3B sono un dettaglio del robot mobile a guida autonoma oggetto della presente invenzione.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 ? stato complessivamente indicato un robot mobile a guida autonoma per magazzini di logistica che, per semplicit? di descrizione, verr? di seguito indicato come robot mobile 1.
Il robot mobile 1 trova particolare utilizzo nelle operazioni di packaging, movimentazione di materiali o prodotti tra le differenti aree del magazzino, movimentazioni dei semilavorati e prodotti finiti tra reparti in magazzino, il trasporto dei pallet e simili. In altre parole, il robot mobile 1 trova applicazione nella logistica industriale per il prelievo, il trasporto, l?impacchettamento, la pallettizzazione ed altre operazioni analoghe relative a prodotti quali semi lavorati, prodotti finiti, prodotti sfusi o impacchettati. In altre parole, il robot mobile 1 pu? essere utilizzato per il trasporto di merci e/o il loro impacchettamento.
Il robot mobile 1 comprende una piattaforma a guida autonoma 2 configurata per muoversi all?interno di un magazzino. In altre parole, il robot mobile 1 ? dotato di una base mobile formata da una piattaforma a guida autonoma (AGV) in grado di muoversi autonomamente all?interno del magazzino evitando ostacolo e selezionando i percorsi pi? veloci per raggiungere le zone dal magazzino ove realizzare le diverse operazioni sulla merce o sul pacco contenente la merce.
Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 utilizza mappe ed ? dotata di tecnologia sensorizzata con cui ? in grado di pianificare i percorsi, riconoscere ed evitare gli ostacoli.
Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 comprende un sistema di guida differenziale a quattro ruote motrici omnidirezionali 2a. In questo modo, il robot mobile 1 ? in grado di muoversi liberamente in tutte le direzioni all?interno del magazzino, senza pertanto necessitare di eseguire particolari manovre che ne allungherebbero i tempi di percorrenza tra una zona del magazzino e l?altra.
Preferibilmente, le ruote motrici omnidirezionali 2a possono essere ruote del tipo Mecanum (o Ilon).
Vantaggiosamente, il robot mobile 1 ? in grado di realizzare un ampio range di manovre quali rototraslazioni, traslazioni laterali e rotazioni pure. Il robot mobile 1 comprende inoltre un manipolatore robotico 3 dotato di un dispositivo di presa (non illustrato) configurato per il prelievo, il trasporto ed il rilascio di merci e/o di pacchi contenenti merci.
Preferibilmente, il manipolatore robotico 3 ? realizzato nella forma di un braccio meccanico a sette gradi di libert? comprendente sette link e sette giunti rotativi. Il manipolatore robotico 3 ? pertanto configurato per il prelievo di merci dagli scaffali e per le operazioni di pallettizzazione delle merci sulla base di specifici ordini di carico. Il manipolatore robotico 3 comprende un primo link 3a definente un elemento di base del manipolatore robotico 3 stesso e ne consente una rotazione attorno ad un asse di sviluppo del primo link 3a stesso. Il manipolatore robotico 3 comprende pertanto una serie di bracci meccanici definenti i diversi link tra loro collegati mediante i giunti rotativi. L?ultimo braccio del manipolatore robotico 3 ? collegato ad un ulteriore link 3b collegato al dispositivo di presa che ? direttamente coinvolto nella manipolazione dei pacchi o delle merci durante le operazioni di presa e pallettizzazione.
Il dispositivo di presa pu? essere realizzato in diverse forme realizzative che ne consentiranno vantaggiosamente il prelievo dei pacchi o delle merci sfuse come, ad esempio, una pinza o altri mezzi di aggrappaggio in funzione dello specifico magazzino e merci in esso contenute.
Il robot mobile 1 comprende inoltre un sistema meccatronico regolabile 4 interposto tra la piattaforma a guida autonoma 2 ed il manipolatore robotico 3. In altre parole, il sistema meccatronico regolabile 4 poggia su una superficie superiore 2b della piattaforma a guida autonoma 2 e definisce una superficie di appoggio per il manipolatore robotico 3.
Il sistema meccatronico regolabile 4 ? configurato per movimentare il manipolatore robotico 3 tra una prima posizione di lavoro ed una seconda posizione di lavoro.
Per prima posizione di lavoro si intende una posizione in cui il manipolatore robotico 3 ? disposto in una posizione prossimale alla piattaforma a guida autonoma 2. In altre parole, la prima posizione di lavoro ? definita da una posizione in cui il manipolatore robotico 3 ? in grado di raggiungere merci o pacchi normalmente alla sua portata.
Per seconda posizione di lavoro si intende una qualsiasi posizione in cui il manipolatore robotico 3 ? disposto in una posizione distale rispetto alla piattaforma a guida autonoma 2. In altre parole, per seconda posizione di lavoro si intende una posizione in cui il manipolatore robotico 3 ? allontanato dalla piattaforma a guida autonoma 2 ed orientato in modo da raggiungere altezze o profondit? normalmente non raggiungibili dal manipolatore robotico 3 stesso.
Preferibilmente, il sistema meccatronico regolabile 4 comprende mezzi di traslazione per il manipolatore robotico 3. In altre parole, il sistema meccatronico regolabile 4 ? dotato di mezzi per il sollevamento e l?abbassamento del manipolatore robotico 3 nonch? mezzi per la sua traslazione rispetto alla piattaforma a guida autonoma 2.
Preferibilmente, il sistema meccatronico regolabile 4 comprende mezzi per l?inclinazione e la rotazione del manipolatore robotico 3. In altre parole, il sistema meccatronico regolabile 4 ? dotato di mezzi idonei a consentire al manipolatore robotico 3 di assumere ulteriori configurazioni rispetto a quelle normalmente assumibili dallo stesso in modo da raggiungere profondit? normalmente non raggiungibili o differenti punti di presa delle merci o pacchi.
Preferibilmente, e come rappresentato nelle figure allegate, il sistema meccatronico regolabile 4 comprende una base di appoggio 4a fissata sulla superficie superiore 2b della piattaforma a guida autonoma 2, un braccio telescopico 4b comprendente un primo estremo 4c incernierato sulla base di appoggio ed un secondo estremo 4d mobile rispetto al primo estremo 4c, ed un supporto di appoggio 4e collegato o collegabile al secondo estremo 4c e su cui ? fissato o fissabile l?elemento di base del manipolatore robotico 3.
Preferibilmente, il robot mobile 1 ed in particolare il braccio telescopico 4b del sistema meccatronico regolabile 4 comprende un attuatore cilindrico 5 configurato per alzare o abbassare il manipolatore robotico 3 mediante una rotazione del braccio telescopico 4b stesso attorno al primo estremo 4c incernierato alla base di appoggio 4a. In altre parole, l?attuatore cilindrico 5 ? configurato per compiere un movimento lineare adatto a mettere in rotazione il braccio telescopico 4b in modo da alzare o abbassare il manipolatore robotico 3 in base alle esigenze.
Preferibilmente, il braccio telescopico 4b comprende una pluralit? di elementi estraibili dal primo estremo 4c e configurati per aumentare una distanza tra il primo estremo 4c ed il secondo estremo 4d. In altre parole, gli elementi estraibili sono interposti tra il primo estremo 4c ed il secondo estremo 4d configurati per aumentare una distanza tra il primo estremo 4c ed il secondo estremo 4d al fine di movimentare il manipolatore robotico 3 andando ad aumentarne o ridurre una distanza dalla piattaforma a guida autonoma 2 e definire la seconda posizione di lavoro pi? idonea per il prelievo (o altra operazione) ottimale della merce o del pacco contenente la merce.
Preferibilmente, il supporto di appoggio 4e ? collegato o collegabile al secondo estremo 4d mediante un giunto 6 (preferibilmente del tipo rotativo) configurato per inclinare e ruotare l?elemento di base del manipolatore robotico 3. Come, ad esempio, rappresentato nelle figure 3A e 3B, il giunto 6 consente una rotazione intorno ad un asse di sviluppo del secondo estremo 4d (figura 3A) e/o una inclinazione rispetto all?asse di sviluppo del secondo estremo 4d.
Vantaggiosamente, il sistema meccatronico regolabile 4 consente di ottenere la risoluzione di condizioni limite non espletabili degli attuali manipolatori robotici 3. In particolare, il sistema meccatronico regolabile 4 secondo le forme di realizzazioni sopra descritte permette il sollevamento/abbassamento del manipolatore robotico 3, la traslazione dello stesso lungo l?asse orizzontale del sistema meccatronico regolabile 4 (identificabile come il braccio telescopico 4b) e l?inclinazione della base del manipolatore robotico 3 al fine di raggiungere le profondit? e le altezze degli scaffali del magazzino normalmente non raggiungibili.
Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 comprende un contrappeso configurato per mantenere un centro di massa del robot mobile 1 all?interno della piattaforma a guida autonoma 2 stessa quando il manipolatore robotico 3 ? sia nella prima posizione di lavoro o in una qualsiasi delle possibili seconde posizioni di lavoro e sia che il dispositivo di presa sia libero o stia trattenendo un pacco contenente merci.
Vantaggiosamente, tale contrappeso ? in grado di stabilizzare l?intera struttura durante le operazioni di estrazione del manipolatore robotico 3 ed ? quindi in grado di riposizionare il centro di massa in modo che la sua proiezione sia sempre contenuta all?interno della piattaforma a guida autonoma 2.
In altre parole, il robot mobile 1 ? in grado di stabilizzare e bilanciare la distribuzione sia del centro di massa del robot mobile 1 che del carico sorretto dal manipolatore robotico 3.
Vantaggiosamente, la presente invenzione ? in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.
Vantaggiosamente, l?invenzione consentir? movimentazioni di sollevamento/abbassamento del manipolatore robotico 3 lungo un asse verticale del robot mobile 1 cos? come movimentazioni lungo l?asse orizzontale dello stesso nonch? rotazioni ed inclinazioni della base del manipolatore robotico 3 garantendo inoltre una stabilit? dell?intero robot mobile 1 durante lo spostamento del carico.
Vantaggiosamente, l?invenzione permette una regolazione delle fasi di prelievo e pallettizzazione all?interno del magazzino di logistica, permettendo di raggiungere profondit? di prelievo delle merci altrimenti non raggiungibili.
Vantaggiosamente, l?invenzione permette di regolare l?area di lavoro del manipolatore robotico 3 in base alle necessit? e garantendo una elevata stabilit? durante tutte le varie operazioni.
Claims (10)
1. Robot mobile (1) a guida autonoma per magazzini di logistica comprendente:
- una piattaforma a guida autonoma (2) configurata per muoversi all?interno di un magazzino;
- un manipolatore robotico (3) dotato di un dispositivo di presa configurato per il prelievo, il trasporto ed il rilascio di merci e/o pacchi contenenti merci; ed
- un sistema meccatronico regolabile (4) interposto tra detta piattaforma a guida autonoma (2) e detto manipolatore robotico (3) e configurato per movimentare detto manipolatore robotico (3) tra una prima posizione di lavoro, in cui detto manipolatore robotico (3) ? disposto in una posizione prossimale a detta piattaforma a guida autonoma (2), ed una seconda posizione di lavoro in cui detto manipolatore robotico (3) ? disposto in una posizione distale rispetto a detta piattaforma a guida autonoma (2).
2. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema meccatronico regolabile (4) comprende mezzi di traslazione del manipolatore robotico (3).
3. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto sistema meccatronico regolabile (4) comprende mezzi per l?inclinazione e la rotazione del manipolatore robotico (3).
4. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema meccatronico regolabile (4) comprende:
- una base di appoggio (4a) fissata su una superficie superiore (2b) della piattaforma a guida autonoma (2);
- un braccio telescopico (4b), comprendente un primo estremo (4c) incernierato su detta base di appoggio (4a) ed un secondo estremo (4d) mobile rispetto a detto primo estremo (4c); ed
- un supporto di appoggio (4e) collegato o collegabile a detto secondo estremo (4d) e su cui ? fissato o fissabile un elemento di base di detto manipolatore robotico (3).
5. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo la rivendicazione 4, in cui detto braccio telescopico (4b) comprende un attuatore cilindrico (5) configurato per alzare o abbassare detto manipolatore robotico (3) mediante una rotazione del braccio telescopico (4b) stesso attorno al primo estremo (4c) incernierato alla base di appoggio (4a).
6. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto braccio telescopico (4b) comprende una pluralit? di elementi estraibili da detto primo estremo (4c) e configurati per aumentare una distanza tra detto primo estremo (4c) e detto secondo estremo (4d).
7. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo una o pi? delle rivendicazioni 4-6, in cui detto supporto di appoggio (4e) ? collegato o collegabile a detto secondo estremo (4d) mediante un giunto (6) configurato per inclinare e ruotare l?elemento di base di detto manipolatore robotico (3).
8. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detta piattaforma a guida autonoma (2) comprende un contrappeso configurato per mantenere un centro di massa del robot mobile (1) stesso all?interno della piattaforma a guida autonoma (2) quando il manipolatore robotico (3) ? sia in detta prima posizione di lavoro o in detta seconda posizione di lavoro, sia che il dispositivo di presa sia libero o stia trattenendo un pacco contenente merci.
9. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detta piattaforma a guida autonoma (2) comprende un sistema di guida differenziale a quattro ruote motrici omnidirezionali (2a), preferibilmente dette ruote motrici omnidirezionali (2a) essendo ruote del tipo Mecanum.
10. Robot mobile (1) a guida autonoma secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto manipolatore robotico (3) ? realizzato nella forma di un braccio meccanico a sette gradi di libert? comprendente sette link e sette giunti rotativi.
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| IT102020000025444A IT202000025444A1 (it) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Robot mobile a guida autonoma |
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| IT (1) | IT202000025444A1 (it) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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