ITTO20110963A1 - Sistema modulare per la movimentazione di provette da laboratorio, o altro. - Google Patents

Description

“Sistema modulare per la movimentazione di provette da laboratorio, o altro†.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema che permette di movimentare delle provette da laboratorio, o oggetti nelle linee di produzione, da un punto di caricamento ad altri di destinazione, con punti di stazionamento temporaneo programmabili.

I sistemi attuali di movimentazione automatizzata di provette, nei laboratori moderni, o negli stabilimenti di produzione, sono basati su nastri trasportatori, o catene d’incamminamento, ma questi sono lenti nell’incamminamento, e non consentono la movimentazione verticale, e i sistemi di deviazione sono alquanto complessi, e di conseguenza, poco flessibili e di costo elevato. Il sistema modulare oggetto della presente invenzione, consente di costruire reti automatizzate per la movimentazione di materiale molto complesso, che siano flessibili, e sopratutto poco costose, vista la semplicità di costruzione, e il basso numero di componenti di un modulo.

Il sistema à ̈ costituito da moduli standard prefabbricati, che utilizzano dei profilati commerciali in alluminio, aventi un minimo di due canali, atti a contenere una cinghia dentata che corre avanti e indietro dentro questi, più un pattino in plastica autolubrificante solidale con la cinghia, munito nelle due estremità di magneti permanenti. I canali dei profilati dovranno essere aperti nella parte superiore e inferiore, in modo tale da consentire il passaggio della cinghia, e del codino in materiale amagnetico di appositi cestelli, destinati a contenere l’oggetto da trasportare. La parte terminale del codino del cestello sarà dotata di un magnete permanente, in modo da essere attratto da uno dei magneti del pattino. Questo sistema permette l’aggancio e il trascinamento del cestello, e lo sgancio con il semplice blocco di questo. Sulla parte superiore del profilato, sono previsti dei mezzi automatizzati di blocco e sblocco del cestello, nelle due estremità del modulo. Poi in posizione intermedia, uno stesso mezzo permette al cestello di passare dal magnete posteriore al magnete anteriore del pattino, al fine di arrivare alle due estremità del modulo. Sarà poi il magnete del pattino del modulo successivo ad agganciare il codino, e trascinare allo stesso modo il cestello all’estremità di quest’altro, e via di seguito.

Nelle due estremità del profilato del modulo, sono previste adeguate pulegge di traino e di rinvio. La puleggia di traino à ̈ montata preferibilmente su un motore stepper di movimentazione della cinghia, che consente di fermare il cestello in più punti programmabili, per operazioni di carico e scarico o altro. Nei laboratori di analisi all’occorrenza il motore può essere sostituito con un motoriduttore. Il modulo à ̈ inoltre dotato di sensori di presenza e di posizione, di lettori elettronici del codice delle provette o dei cestelli, di mezzi automatizzati per la rotazione del cestello, e di mezzi di trasferimento da modulo di trasporto orizzontale a modulo di trasporto verticale e viceversa.

La semplicità di funzionamento del sistema consente di poter produrre in serie i due blocchi di testa del modulo pronti all’uso, e di far preparare in officina, secondo le necessità di lunghezza, il troncone centrale del profilato, assieme al cavo di collegamento, e all’accoppiamento pattino-cinghia.

Con questo sistema di moduli, si potranno costruire, in laboratori, fabbriche o altro, delle reti di movimentazione per provette e altri materiali, che vanno da un punto di partenza, a più punti di arrivo, con fermate intermedie programmabili, e passare ai piani superiore dello stabilimento e ritorno.

Altre caratteristiche, scopi e vantaggi della presente invenzione diverranno chiari dalla descrizione dettagliata che segue, in una sua forma di realizzazione attualmente preferita, riportata a titolo illustrativo e non limitativo, e in base alle figure dei disegni allegati in cui:

la figura 1 mostra in A un disegno d’insieme di un modulo di movimentazione, in B una vista in sezione, ed, in C la sezione di un cestello destinato al trasporto di provette, ma questo può essere adattato al trasporto di più provette contemporaneamente, o a qualsiasi altro oggetto, proporzionando adeguatamente i componenti del modulo;

la figura 2 mostra in A un esempio d’impianto con moduli orizzontali e verticali, mentre in B un dispositivo di spinta del cestello visto in pianta;

la figura 3 mostra un esempio d’impianto a rete, con andata e ritorno del cestello al punto di partenza; e

la figura 4 mostra un elemento modulare, con i blocchi separati prodotti in fabbrica in A, e i componenti a misura da preparare in officina in B.

Con riferimento ai disegni da 1 a 3, e in particolare alla figura 1 in A, vediamo l’insieme di un modulo per la movimentazione in questo caso di provette, ma esso può adattarsi per qualsiasi altro oggetto da movimentare. In figura 1, con il riferimento (1) à ̈ illustrato il profilato in alluminio che compone il modulo, con (2) la cinghia che corre avanti e indietro dentro i canali del profilato, con (3) il pattino in plastica autolubrificante (che à ̈ presente in questo caso, ma che può essere sostituito con un carrellino, nei casi di movimentazione di pezzi pesanti, e all’occorrenza con un profilato avente canali di disegno e proporzioni adeguati).

Sempre in figura 1 in A, sono illustrati con (4 e 4 b) i due magneti posti alle due estremità del pattino, con (5) un sistema di ancoraggio del pattino alla cinghia, con (6) le pulegge di rinvio e di traino della cinghia dentata, con (7) un motore stepper, o motoriduttore di movimentazione della cinghia dentata, e pertanto del pattino ancorato a questa. Con (8) à ̈ illustrato il cestello destinato a contenere la o le provette, con (9) il codino del cestello in materiale plastico che entra nel canale del profilato (1), con (10) il magnete permanente del cestello, e con (11) una provetta con il proprio codice a barre.

Poi con (12) à ̈ illustrato un motoriduttore, montato su una slitta verticale (13), movimentato da un attuatore elettrocomandato (14). Il motoriduttore mette in rotazione l’alberino (15), e, per attrazione magnetica, il cestello, quando il motoriduttore (12) à ̈ sollevato, permettendo al lettore (16) di leggere il codice della provetta o del cestello.

Con (17) à ̈ illustrato un attuatore elettrocontrollato di blocco del cestello, e con (18) un modulo di gestione computerizzato o PLC, dialogante con il server centrale di gestione dell’impianto.

Con riferimento alla figura 1 in B, à ̈ illustrata una sezione del modulo, dove con (1) à ̈ indicato il profilato, con (2) la cinghia, con (3) il pattino, con (4) un magnete del pattino, con (8) il cestello, con (9) il codino del cestello, con (10) il magnete del cestello, e con (19) un tunnel di protezione in policarbonato trasparente. In C si può notare una sezione del cestello per provette, dove con (8) à ̈ indicato il corpo del cestello, con (9) il codino in materiale plastico, che corre dentro il canale del profilato, e con (10) il magnete del cestello.

Con riferimento alla figura 2, à ̈ illustrato, in A, un esempio d’impianto modulare con modulo verticale e pertanto con (17) si nota l’attuatore elettrocomandato di blocco del cestello, per cambio magnete, con (3 b) il pattino del modulo verticale, con un braccetto fuori dal profilato, che termina con un piattello nel quale à ̈ inserito il magnete (4 c). Poi, con (20), à ̈ indicato un meccanismo elettrocomandato di spinta del cestello (8), destinato a spostare il cestello (8) dal magnete (4 c) al magnete (4). Un meccanismo analogo fa la stessa operazione in basso, e lo si può notare in B visto in pianta per facilitare la comprensione del disegno; con (22) à ̈ indicato un braccio di spinta mosso da un motoriduttore (21).

Con riferimento alla figura 3, à ̈ illustrato un esempio d’impianto modulare a rete per laboratori di analisi, dove in A à ̈ presentata una postazione di alimentazione di provette da analizzare, destinate a strumenti analizzatori da 1 a 7, e ritorno al punto R. Si può notare che, visti in pianta, i profilati (1) sono tagliati nelle estremità con due tagli a 45°, in modo da formare una rete di binari compon ibili, per il passaggio dei codini dei cestelli, e i terminali sono chiusi con appositi tappi.

Poi sono indicati con (17 b) gli attuatori elettrocomandati, agli incroci dei moduli, e nelle curve che compongono la rete, mentre con (17) sono indicati quelli nelle postazioni finali, e intermedi di cambio magnete, con (8) i cestelli, e con (16) i lettori di codice a barre posti a ogni incrocio.

Con riferimento alla figura 4, si notano in (A) i componenti che possono essere prodotti in serie in fabbrica. E sono i due blocchi di testa già cablati del modulo, il dispositivo di rotazione del cestello, e i cestelli. Mentre in (B) sono indicati i componenti da tagliare e assemblare nell’officina del montatore, secondo le necessità di lunghezza del modulo: essi sono il troncone centrale in profilato d’alluminio, il cavo di collegamento, e la cinghia da tagliare a misura e accoppiare al pattino.

La presente formula di costruzione del sistema modulare di movimentazione à ̈ stata descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione attualmente preferita, ma si comprenderà che in pratica, potranno essere apportate varianti e modifiche, secondo scelte ingegneristiche successive, o adattamenti a necessità di richieste, senza uscire dall’ambito di protezione della presente privata industriale.

Con riferimento ai disegni da 1 a 3, vediamo adesso il funzionamento dei vari moduli: con il disegno 1 in A, si nota come il cestello (8) à ̈ portato dal punto PA al punto AR in un modulo orizzontale. In posizione di attesa il pattino (3) à ̈ posto sotto il punto AT in prossimità di PA, dove il cestello (8 a) à ̈ tenuto bloccato dagli attuatori (17 b) non raffigurati e visti in figura 3; si à ̈ visto come il motore (7), tramite la cinghia (2), muove lungo il binario in profilato (1) il cestello. Pertanto, per portare il cestello (8), al punto AR, il motore (7) controllato dal modulo di gestione (18), porterà il pattino (3) sotto al cestello (8 a), sollevandolo di pochi millimetri per eliminare gli artriti. Il magnete (4) s’incollerà al magnete (10) del codino che diventa solidale con il pattino, poi il motore (7) sarà azionato in senso inverso, fino al fine corsa del punto AR. Il cestello si troverà nel punto di trasferimento TR di fronte all’attuatore di blocco (17), che sarà azionato dall’unità di gestione (18); quindi, il pattino (3) sarà tirato indietro staccando il magnete (4) dal (10) per portare il magnete (4 b) sotto il magnete (10), l’attuatore (17) sarà rilasciato e il pattino (3) porterà il cestello (8) a fine corsa sotto il punto AR.

A questo punto, il cestello sarà bloccato dagli attuatori (18 b) dell’incrocio successivo, e il pattino (3) sarà riportato nel punto AT da dove era partito. Se questo à ̈ mosso da un motore stepper, controllato da un modulo di gestione elettronico (PLC), si potranno programmare delle fermate lungo il percorso da PA ad AR, per operazioni di ogni genere.

Sarà ora descritto come avviene la lettura del codice della provetta o del cestello. Ogni volta che il sensore di presenza rileva un cestello ad un incrocio, il modulo di gestione (18), dopo aver riportato il pattino (3) al punto AT, rilascia il blocco del cestello, e aziona l’attuatore (14) che solleva il motoriduttore (12) facendolo scorrere sulla guida (13). L’alberino in ferro (15) s’incollerà al magnete (10) del cestello, quindi il motoriduttore (12) sarà messo in rotazione per pochi giri, permettendo al lettore (16) di leggere il codice; a lettura avvenuta, il motoriduttore sarà fermato, e riportato nella posizione primaria, mentre il cestello (8) sarà bloccato nuovamente. Il server centrale deciderà in base al codice, quale modulo azionare per inviare il cestello nella direzione desiderata. Per necessità di lavorazioni nelle linee di produzione, il cestello (8) potrà essere ruotato a piacere, aggiungendo un encoder, o sostituendo il motore del motoriduttore (12) con un motore stepper.

Con riferimento alla figura 2 A, si veda un esempio di movimentazione, in una linea orizzontale e verticale, dove si noti che il pattino (3 b) si differenzia dal pattino (3) per un braccetto, che sporge quanto basta dal canale del profilato (1), con il magnete (4 c) inserito in un piatto di appoggio; quindi, si veda un attuatore di spinta (20) che porta il cestello (8) dal magnete (4 c) al magnete (4) del modulo orizzontale. La stessa cosa avviene nella parte bassa del modulo verticale, con un attuatore diverso che lascia libero il passaggio del cestello sul binario, e che si può vedere in B visto in pianta; questo attuatore spinge il cestello (8) dal magnete (4) al magnete (4 c) del pattino (3 b) in basso. Nei moduli verticali di ritorno, gli attuatori sono posti in modo da consentire il movimento inverso. Mentre il funzionamento del modulo verticale à ̈ uguale a quello orizzontale, solo che la corsa da un’estremità all’altra del modulo non ha fermata di trasferimento di magnete.

Con riferimento alla figura 3, si nota un esempio di rete di distribuzione di provette che partono dal modulo A di alimentazione, dove il cestello (8) e bloccato dall’attuatore (17), poi vediamo che il cestello (8) può girare, cambiando modulo per arrivare al primo incrocio dove viene letto il codice; sarà poi il server centrale a decidere quale modulo attivare per mandare il cestello verso la prima destinazione. Supponendo che essa sia la posizione 1, si nota che l’attuatore (17) à ̈ posto prima della fine del modulo, in modo tale da lasciare spazio di parcheggio per più cestelli. Terminate le operazioni da 1 a 7, i cestelli saranno instradati sulla linea di ritorno, dove quelli vuoti saranno parcheggiati sul modulo R. E’ chiaro che mentre un cestello si trova in una postazione, altri potranno transitare per raggiungere altre postazioni, impiegando sempre le vie più corte.

La presente invenzione à ̈ stata descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione attualmente preferita, ma si comprenderà che in pratica, potranno essere apportate varianti e modifiche, senza uscire dall’ambito di protezione della presente privata industriale, come indicato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Modulo per la movimentazione di oggetti, in particolare provette da laboratorio, caratterizzato dal fatto che detti oggetti sono contenuti in almeno un cestello (8) dotato di almeno un primo magnete permanente (10) e di almeno un codino di trasporto (9), e dal fatto che detto modulo comprende almeno un profilato (1), avente almeno due canali, in cui scorre detto codino (9) di detto cestello (8), ciascuno di detti canali essendo atto a contenere una cinghia dentata (2) che corre avanti e indietro dentro detti canali, ed almeno un pattino (3) solidale con detta cinghia (2), detto pattino (3) essendo munito alle sue due estremità di almeno un secondo e un terzo magnete permanente (4, 4b), detti secondo e terzo magnete permanente (4, 4b) essendo atti a attrarre operativamente per la movimentazione detto primo magnete permanente (10) di cui à ̈ dotato detto almeno un cestello (8).
2. 2. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre, sulla parte superiore del profilato (1), mezzi automatizzati di blocco e sblocco del cestello (8) nelle due estremità del profilato (1).
3. 3. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre, in posizione intermedia sul profilato (1), almeno un mezzo atto a permettere al cestello (8) di passare dal secondo magnete (4) al terzo magnete (4b) del pattino (3), e viceversa, al fine di arrivare alle due estremità del profilato
4. 4. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre, alle due estremità del profilato (1) del modulo, pulegge di traino e di rinvio (6) di detta cinghia dentata (2).
5. 5. Modulo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta puleggia di traino (6) à ̈ montata su un motore stepper (7) di movimentazione di detta cinghia (2), consentendo di fermare il cestello (8) in più punti programmabili, per operazioni di carico e scarico o altro.
6. 6. Modulo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ad ogni incrocio costituito da più moduli posti in cascata, à ̈ montato un motoriduttore (12), montato su una slitta (13) e movimentato verticalmente da un attuatore elettrocomandato (14), detto motoriduttore (12) quando à ̈ sollevato mettendo in rotazione un alberino (15) e, per attrazione magnetica, detto cestello (8), che permette ad un lettore (16) di leggere un codice posto sul detto cestello (8), o su un oggetto contenuto in detto cestello (8).
7. 7. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere inoltre dotato di sensori di presenza e di posizione, di lettori elettronici di un codice degli oggetti contenuti nei cestelli (8), di mezzi automatizzati per la rotazione dei cestelli (8), e di mezzi di trasferimento da modulo di trasporto orizzontale a modulo di trasporto verticale e viceversa.
8. 8. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto profilato (1) Ã ̈ fatto di alluminio.
9. 9. Modulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto pattino (3) Ã ̈ fatto di plastica autolubrificante.
10. 10. Sistema modulare per la movimentazione di oggetti, in particolare provette da laboratorio, caratterizzato dal fatto di essere costituito da una pluralità di moduli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, posti in cascata, ed accoppiati tra loro in modo da ricevere ciascuno di detti cestelli (8) che passano da un modulo al successivo tramite accoppiamento e disaccoppiamento operativo di detto codino (9) da ciascuno di detti secondi e terzi magneti permanenti (4, 4b).