JP7005633B2 - 保管システム車両 - Google Patents

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Description

本発明は、保管システムから保管ケースを取り出すための遠隔操作車両またはロボット、およびこうした車両を備える保管システムに関する。
保管システムから保管ケースを取り出すための遠隔操作車両が知られている。関連する従来技術の保管システムの詳細な説明がWO98/49075に提示されており、こうした保管システムに適した従来技術の車両の詳細が、ノルウェー特許NO317366に開示されている。こうした従来技術の保管システムは、一定の高さまで互いの上に積み重ねられた保管ケースを収容する、3次元保管グリッドを備える。
従来技術の保管システム1の一例が、図1および図2に示されている。ケースの保管グリッドは、垂直なアルミニウムのはり/プロファイル2によって構築されて、複数の保管列を形成する。垂直なアルミニウムのはり/プロファイルは上部レール3によって相互に連結され、この上部レール3の上には、複数の遠隔操作車両4またはロボットが、横方向に動くように配置される。各車両には、保管グリッドに保管されたケースを取り出し、運搬し、配置するためのリフト9と、車両に組み込まれたモータに電力を供給するための充電式バッテリとが備えられている。各車両は、通常、無線リンクを介して制御システムと通信し、また必要に応じて充電ステーションで再充電される。
車両またはロボット4は、上部レール3の上でX方向およびY方向(デカルト座標系100を参照)に動くように、またケース保管グリッド6内の保管列から保管ケース5を受け取るように構成される。従来技術の保管システム1は、専用のケースリフト装置7も含む場合があり、このケースリフト装置7は、保管システム1の最上段で車両4から保管ケース5を受け取り、受渡しステーションまたはポート8へと、保管ケース5を垂直方向下向きに運ぶように構成される。
保管システムが設置されている床の局所的な高低差は、アルミニウムのはり/プロファイル2を介して、専用支持レール3に転換されることになる。アルミニウムのはり/プロファイルの高さを注意深く調整したとしても、普通はわずかな高低差が存在することになる。このわずかな高低差があることにより、保管列を囲む支持レールの四角形のうちの少なくとも一部は、他とはわずかに高さが異なる支持レール交差部を備えることになる。
本出願人は近年、車輪ごとに電気モータを有することによって各車輪が独立して駆動される、有利な車両/ロボットを開発した。
こうした車両が、WO2016/120075A1に開示されている。車輪が独立して駆動されるので、上述したわずかな高低差があることによって、トラクションが失われると、一時的に車輪がスピンする場合がある。こうした車輪のスピンは、電子的スピン防止システムによって制御される。しかし、過度の車輪スピンおよびスピン防止システムの使用は、たとえば車輪の構成要素の耐久性を鑑みると、最適ではない。
本発明は、過度の車輪スピンおよび電子的スピン防止システムの使用を避けながら、独立して駆動される車輪を持つことの多くの利点を維持することができる車両を提供する。
本発明は、添付の特許請求の範囲によって、また以下に定義される。
第1の態様では、本発明は、下にある保管システムから保管ケースを取り出すための遠隔操作車両であって、
下にある保管システムから保管ケースを引き上げるための車両リフト装置と、
車両フレームの対向する側に配置された第1の転動セットおよび第2の転動セットを備え、使用中に、下にある保管システムの上で第1の方向に沿った、車両の動作を可能にする、第1の車両転動組立体と、
車両フレームの対向する面に配置された第1の転動セットおよび第2の転動セットを備え、使用中に、下にある保管システムの上で、第2の方向に沿った、車両の動作を可能にし、第2の方向(Y)は第1の方向(X)に対して直角である、第2の車両転動組立体と、
第1の車両転動組立体が第1の方向に沿って車両の動作を可能にする第1の位置と、第2の車両転動組立体が第2の方向に沿って車両の動作を可能にする第2の位置との間で、第1の車両転動組立体を垂直方向に動かすように構成された、転動セット変位組立体と、を備え、
上記転動セットのそれぞれが、少なくとも、車輪連結要素によって固く相互連結された第1の車輪および第2の車輪を備え、
第1の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素および第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、上記第1の転動セットのそれぞれが垂直平面内で傾斜することができるように、車両フレームに枢動可能に連結される、遠隔操作車両を提供する。
言い換えれば、第1の転動セットの車輪連結要素を枢動可能に連結させることにより、上記車輪連結要素のそれぞれ、つまり対応する第1の転動セット、ならびにそれらの第1の車輪および第2の車輪のそれぞれは、車両フレームに対して、垂直平面内で傾斜/枢動することができる。
枢動可能に連結された車輪連結要素が上述のように垂直平面内で傾斜したとき、車輪連結要素の第1の車輪および第2の車輪は、逆の垂直方向に動く、すなわち車輪連結要素は、上記第1の転動セットのそれぞれの車輪連結要素の第1の車輪および第2の車輪が、垂直平面内で傾斜し、逆の垂直方向に動くことができるように枢動可能に連結されている。車輪連結要素は、第1の車輪および第2の車輪のそれぞれから等距離で配置されたピボット点で枢動可能に連結されることが好ましい。
車両の一実施形態では、第1の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、転動セット変位組立体を介して車両フレームに枢動可能に連結される。好ましくは、第1の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、転動セット変位組立体に枢動可能に連結される。
車両の一実施形態では、第1の車両転動組立体の第2の転動セットの車輪連結要素は、転動セット変位組立体に固く連結される。
車両の一実施形態では、第2の車両転動組立体の第2の転動セットの車輪連結要素は、車両フレームに固く連結される。
固く連結されていることにより、各第2の転動セットの車輪連結要素は、垂直平面内で傾斜/枢動することができない。
車両の一実施形態では、第1の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、第1の方向に対して平行な垂直平面内で傾斜することができる。
車両の一実施形態では、第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、第2の方向に対して平行な垂直平面内で傾斜することができる。
車両の一実施形態では、第1の車両転動組立体の第1の転動セットおよび第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素の傾斜は、傾斜制限組立体によって制限される。第1の転動組立体または第2の転動組立体を使用して車両を駆動するとき、第1の車両転動組立体または第2の車両転動組立体の車輪の最下部の接触表面が、車両フレームの最下部の高さより常に低く保たれるように、傾斜が制限されることが好ましい。
車両の一実施形態では、傾斜制限組立体は、車両を駆動させる第1の転動セットの車輪の最下部の接触表面が、車両フレームの最下部の高さを超えて傾斜することを防止するように構成される。
車両の一実施形態では、傾斜制限組立体は、第1の車両転動組立体および第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素のそれぞれに第1の制限要素を備え、転動セット変位組立体および車両フレームのそれぞれに、協働する第2の制限要素を備える。第1の制限要素と第2の制限要素は、第1の車両転動組立体または第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素が最大限に傾斜したときに相互作用する、協働する制限表面を有する。
車両の一実施形態では、第1の制限要素は穴であり、第2の制限要素は穴の中に配置されたノブであり、穴は、ノブの円周(すなわち協働する制限表面)よりも大きい円周(すなわち制限表面)を有し、したがって、ノブは穴に対して所与の距離を動くことができる。この動作は、穴の円周によって制限される。また、この穴は、その形状に応じて凹部または貫通穴と呼ばれてもよい。
車両の一実施形態では、第1の車両転動組立体および第2の車両転動組立体の第1の転動セットの車輪連結要素は、それぞれ第1のピボット点および第2のピボット点で枢動可能に連結され、第1のピボット点および第2のピボット点は、各転動セットの第1の車輪および第2の車輪の中心軸から等距離のところにある。
車両の一実施形態では、各車輪はモータによって独立して駆動され、好ましくは、各車輪は個別の電気モータによって駆動される。
第2の態様では、本発明は、本発明の第1の態様による車両を備える保管システムであって、保管システムは、垂直に積み重ねた保管ケースを収容するための複数の保管列と、保管列の上であって、車両が上部を2つの直角な方向に動くことができる上部レールの水平グリッドと、を有するケース保管構造を備える、保管システムを提供する。
本出願では、用語「車輪連結要素」は、特定の転動セットの第1の車輪と第2の車輪が互いに対して固定的な位置に保持されることが確実にできる、任意のタイプの要素、部品、または組立体を包含することを意図している。いくつかの実施形態では、車輪連結要素は、たとえば、フレーム、転動セット変位組立体、またはこれらと同様のものの一体部品であってもよい。さらに、特定の車両の第1の転動セットおよび第2の転動セットの車輪連結要素は、同様のものでもよく、互いに異なっていてもよい。
以下の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
本発明による車両に適した従来技術の保管システムの斜視図である。 グリッド構造の詳細を示す、従来技術の保管システムの斜視図である。 本発明による車両の斜視図である。 図3の車両の側面図である。 図3の車両の側面図である。 図3の車両の側面図である。 枢動可能な転動セットをより詳細に示す、図5の拡大図である。 枢動可能な転動セットの側面図である。 枢動制限組立体の側面図である。 枢動制限組立体の断面図である。 図3の車両の平面図である。 車輪ごとのモータ組立体を特徴とする転動セットの詳細を示す図である。 車輪ごとのモータ組立体を特徴とする転動セットの詳細を示す図である。 車輪ごとのモータ組立体を特徴とする転動セットの詳細を示す図である。
本発明の車両を説明するために使用される、上部、下部、横、垂直、X方向、Y方向、Z方向などのあらゆる相対的な用語は、上記の従来技術の保管システム(図1)を基準系として用いて解釈されるものとする。説明を明瞭にするために、適当な場合には、X方向、Y方向およびZ方向は、デカルト座標によって示す。
図2には、図1に示したものと類似した保管システム1の一部が示してある。しかし、図2の保管システムでは、遠隔操作車両が異なっている。図1では、車両4は、ケース保管グリッドの上部で様々な隣接位置に配置されている。この5つの位置のうちの4つでは、車両4は、グリッドの保管列の真上に配置されている。車両4は、X-Y平面に沿った最大断面積が、対応する(下にある)保管列の断面積以下の面積を占有するような寸法にされる。したがって、2台以上の車両4が、グリッドの隣接した列の上で同時に動作することができる。
本発明による遠隔操作車両の一実施形態が、図3~図11に示してある。車両4は、下にある保管システム1(または保管グリッド6)から保管ケース5を取り出すためのものである。保管ケースを昇降させるために使用される車両リフト装置9の一部が、図1に示してある。車両は、第1の方向Xに沿った、すなわち方向Xに延在するレール3に沿った車両の動作を可能にするように構成された第1の車両転動組立体(10、11)と、車両の方向Yへの動作を可能にするように構成された第2の車両転動組立体(13、14)と、を特徴とする。第1の車両転動組立体および第2の転動組立体のそれぞれは、車両フレーム12(または車両本体)の対向する側に配置された、第1の転動セット10、13および第2の転動セット11、14を備える。各転動セット(10、11、13、14)は、車輪連結要素17a、17bによって固く相互連結された、第1の車輪16aおよび第2の車輪16bを備える。車輪連結要素は、カバープレート22(図12を参照)によって部分的に覆われている。
第1の車両転動組立体の第1の転動セット10の車輪連結要素17aは、転動セット変位組立体15に枢動可能に連結され、一方、第2の車両転動組立体の第1の転動セット13は、車両フレーム12に枢動可能に連結される。車輪連結要素を枢動可能に連結させることにより、上記第1の転動セットのそれぞれは、垂直平面内で傾斜することができる。第1の車両転動組立体の第1の転動セット10は方向Xに平行な垂直平面内で傾斜することができ、一方、第2の車両転動組立体の第1の転動セット13は方向Yに平行な垂直平面内で傾斜することができ、すなわち、第1の車両転動組立体の第1の転動セットおよび第2の車両転動組立体の第1の転動セットは、それぞれに直角な垂直平面で傾斜することができる。
図3~図11の実施形態では、第1の転動セット10、13の枢動可能な連結部は、シャフト28、スリーブ軸受29、および傾斜制限組立体19、20を備える。第1の車両転動組立体の第1の転動セット10の傾斜制限組立体は、車両本体のコーナープロファイル30の後ろに配置されるので、図中には見えていない。シャフトの中心線は、対応するピボット点18aまたは18bに配置される(図4および図5を参照)。(車輪連結要素17aが傾斜した結果としての)第1の転動セットの傾斜(または枢動)は、ノブ20(すなわち第2の制限要素)およびノブを収容するための丸穴19(すなわち第1の制限要素)を備えた、傾斜制限組立体19、20によって制限される。第1の車両転動組立体の第1の転動セット10の傾斜制限組立体では、ノブ20は転動セット変位組立体15に固定され、一方、第2の車両転動組立体の第1の転動セット13では、ノブは車両フレーム12に固定される。丸穴19はノブ20の協働円周よりも大きい円周を有し、したがって、ノブの動作は穴の円周によって制限される。ノブと穴の各協働円周は、連結要素が傾斜しすぎるのを防ぐように構成され、すなわち、使用に際して、車輪の最下部の接触表面21が車両フレームの最下部より常に低く保たれることが確実になる。適当な最大傾斜の非限定的な例が図8に示してあり、第2の車両転動組立体の第1の転動セット13の車輪は、中立な高さ(すなわち、固く連結された対応する第2の転動セット14の車輪の高さ)から約0.68mm傾斜することができ、すなわち各車輪は、車両フレームに対して約1.4mm動くことができる。
転動セット変位組立体15は、使用中に、第1の車両転動組立体が第1の方向Xに沿って車両4の動作を可能にする第1の位置と、第2の車両転動組立体が第2の方向Yに沿って車両4の動作を可能にする第2の位置との間で、第1の車両転動組立体を垂直方向Zに動かすように構成される。言い換えれば、第1の位置では、第1の車両転動組立体10、11の車輪16a、16bは、第2の転動組立体の車輪よりも低い位置に配置され、それにより、第1の転動組立体の車輪(すなわち最下部の接触表面21(図7を参照))が、第1の方向Xに延在する上部レール3と接触する。第2の位置では、第1の車両転動組立体10、11の車輪16a、16bは、第2の転動組立体の車輪よりも高い位置に配置され、それにより、第2の転動組立体の車輪が、第2の方向Yに延在する上部レール3と接触する。
傾斜可能/枢動可能な第1の転動セットによって車両全体が常時傾斜することを防止するために、第1の車両転動組立体および第2の車両転動組立体の第2の転動セット11、14の車輪連結要素17bは、転動セット変位組立体および車両フレームにそれぞれ固く連結される。つまり、第1の車両転動組立体および第2の車両転動組立体の第2の転動セットの車輪連結要素17bは、傾斜/枢動することができない。この特定の実施形態では、第2の転動セットの車輪連結要素は、第1の転動セットの車輪連結要素に類似している。しかし、第2の転動セットの車輪連結要素は枢動可能に連結される必要がないので、上記車輪連結要素は、たとえば車両フレームまたは転動セット変位組立体の一体部品または固く連結された部品を構成することもできる。
この特定の実施形態では、第2の転動セット11、14の車輪連結要素17bは、第1の転動セット10、13の傾斜可能な車輪連結要素17aに使用される傾斜制限組立体に類似した剛性組立体によって固く連結される。しかし、この剛性組立体では、ノブと対応する丸穴との各協働円周は、ノブが穴に対して動くことができないような寸法にされ、すなわち、各円周は穴にノブを挿入することは可能にするが、穴に対してノブを動かすことはできない。
傾斜可能な第1の転動セット10、13を有する効果は、背景技術の項で論じたようにアルミニウムはり/プロファイル2のうちの一部に高低差があるときでも、第1の車両転動組立体または第2の車両転動組立体のすべての車輪が上部レールに接触することである。
さらに、第1の転動セットおよび第2の転動セットは、当業者には明らかないくつかの方法でそれぞれ枢動式にまたは固く連結することができるということは、本明細書に基づけば、当業者には容易に認識されるということに留意されたい。
図3~図11に示した車両4では、第1の車両転動組立体および第2の車両転動組立体の車輪16a、16bは、電気モータによってすべて独立して駆動される。図12~図14に示すように、各車輪は、個別の専用のモータによって駆動されることが好ましい。
第1の車両転動組立体の片側、すなわち第1の転動セット10が、図12に斜視側面図で示してある。本発明のこの特定の実施形態では、転動セット10は、外側リム/縁部23が車両のコーナーの近くに位置した2つの車輪16a、16bを、X方向に沿って備える。カバープレート22が、2つの車輪16a、16bの間に配置されている。
車輪16aのうちの1つのさらなる詳細が、外側および内側をそれぞれ示した図13Aおよび図13Bに提示されている。車両の残りの車輪も、同じ技術的特徴を有する。図13Bでは、光学式ロータリー直交エンコーダタイプのロータリーエンコーダ25が、外側リム23の内側半径方向表面の中に配置されている。磁気エンコーダ、リニアエンコーダ、電圧に基づくアナログエンコーダなどの、他のタイプのエンコーダが使用されてもよい。図13Bでは1組の永久磁石24として示されたロータ24が、ロータリーエンコーダ25によって形成された円周の内側、すなわち車輪16aの回転軸に近いほうに配置されている。
対応するステータ26は、ヨーク26bの周りに巻かれた電気巻線26aの形態で、図14Aに見られる。しかし、ステータ26およびロータ24は、それぞれステータ磁石、およびロータヨーク/巻線で構成されてもよいことが、当業者には理解されよう。
また、図14Bおよび図14Cは、加速度測定手段27が、たとえば圧電センサを使用することによって各車輪16a、16bのステータ26と信号通信で接続された構成を示す。図14Aは、X方向に沿って見た第1の転動組立体10の一部の断面図であり、外側リム23によって囲まれているステータ26を示す。
駆動手段24、26が車両4の車輪16a、16bの近く、またはその中に配置されるという事実は、車両内の空間を自由にすることに寄与し、それによってコンパクトな設計が可能になる。
各車輪が専用のモータによって独立して駆動されるという特徴は、非常に有利であると考えられる。しかし、第1の転動セットを枢動可能に連結させるという本発明の特徴も、枢動可能な連結により、すべての車輪が保管システムの上部レールと常に接触することが確実になるので、2つ以上の車輪に共通な少なくとも1つのモータによって転動セットの車輪が駆動される車両にとって有利である。
車両4のあらゆる動作は、無線通信手段および遠隔制御ユニットによって制御される。これには、車両の動作の制御、車両リフト装置7の制御、車両位置の測定、車両速度の測定、および車両加速度の測定のうちの1つまたは複数が含まれる。
これまでの説明では、例示的な実施形態を参照して、本発明による車両4および保管システムの様々な態様を説明してきた。説明の目的で、システムおよびその働きの完全な理解を可能にするために、システムおよび構成について記載された。しかし、この説明は限定的な意味で解釈されることを意図していない。開示した主題に関係する当業者には明らかな、システムの例示的な実施形態ならびに他の実施形態の様々な修正形態および変更形態は、本発明の範囲に含まれるとみなされる。

Claims (8)

  1. 下にある保管システム(1)から保管ケース(5)を取り出すための遠隔操作車両(4)であって、
    前記下にある保管システム(1)から前記保管ケース(5)を引き上げるための車両リフト装置(9)と、
    車両フレーム(12)の対向する側に配置された第1の転動セット(10)および第2の転動セット(11)を備え、使用中に、前記下にある保管システム(1)の上で第1の方向(X)に沿った、前記車両(4)の動作を可能にする、第1の車両転動組立体と、
    前記車両フレーム(12)の対向する面に配置された第1の転動セット(13)および第2の転動セット(14)を備え、使用中に、前記下にある保管システム(1)の上で、第2の方向(Y)に沿った、前記車両(4)の動作を可能にし、直角な第2の方向(Y)は前記第1の方向(X)に対して直角である、第2の車両転動組立体と、
    前記第1の車両転動組立体が前記第1の方向(X)に沿って前記車両(4)の動作を可能にする第1の位置と、前記第2の車両転動組立体が前記第2の方向(Y)に沿って前記車両(4)の動作を可能にする第2の位置との間で、前記第1の車両転動組立体を垂直方向(Z)に動かすように構成された、転動セット変位組立体(15)と、を備え、
    前記転動セット(10、11、13、14)のそれぞれが、少なくとも、車輪連結要素(17a、17b)によって固く相互連結された第1の車輪(16a)および第2の車輪(16b)を備え、
    前記第1の車両転動組立体の前記第2の転動セットの前記車輪連結要素(17b)が、前記転動セット変位組立体に固く連結され、前記第2の車両転動組立体の前記第2の転動セットの前記車輪連結要素(17b)が、前記車両フレームに固く連結され、
    前記第1の車両転動組立体の前記第1の転動セット(10)の前記車輪連結要素が、前記第1の方向(X)に対して平行な垂直平面内で傾斜することができ、且つ前記第2の車両転動組立体の前記第1の転動セット(13)の前記車輪連結要素が、前記第2の方向(Y)に対して平行な垂直平面内で傾斜することができるように、前記第1の車両転動組立体の前記第1の転動セット(10)の前記車輪連結要素(17a)は、前記転動セット変位組立体(15)を介して、前記車両フレーム(12)に枢動可能に連結され、前記第2の車両転動組立体の前記第1の転動セット(13)の前記車輪連結要素(17a)は、前記車両フレーム(12)に枢動可能に連結される、遠隔操作車両(4)。
  2. 前記第1の車両転動組立体および前記第2の車両転動組立体の前記第1の転動セットの前記車輪連結要素の傾斜が、傾斜制限組立体(19、20)によって制限される、請求項1に記載の車両。
  3. 前記傾斜制限組立体は、前記車両を駆動させる前記第1の転動セットの前記車輪の最下部の接触表面(21)が、前記車両フレームの最下部の高さを超えて傾斜することを防止するように構成される、請求項2に記載の車両。
  4. 前記傾斜制限組立体が、前記第1の車両転動組立体および前記第2の車両転動組立体の前記第1の転動セットの前記車輪連結要素のそれぞれに第1の制限要素(19)を備え、前記転動セット変位組立体および前記車両フレームのそれぞれに、協働する第2の制限要素(20)を備える、請求項2又は3に記載の車両。
  5. 前記第1の制限要素が穴(19)であり、前記第2の制限要素がノブ(20)であり、前記穴は、前記ノブの円周よりも大きい円周を有し、したがって、前記ノブが、前記穴に対して所与の距離を動くことができる、請求項4に記載の車両。
  6. 前記第1の車両転動組立体および前記第2の車両転動組立体の前記第1の転動セットの前記車輪連結要素が、それぞれ第1のピボット点(18a)および第2のピボット点(18b)で枢動可能に連結され、前記第1のピボット点および前記第2のピボット点が、前記各転動セット(10、13)の前記第1の車輪および前記第2の車輪(16a、16b)の中心軸から等距離のところにある、請求項1から5のいずれか1項に記載の車両。
  7. 各車輪(16a、16b)が、モータによって独立して駆動され、好ましくは、各車輪が個別の電気モータによって駆動される、請求項1から6のいずれか1項に記載の車両。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の車両(4)を備える保管システム(1)であって、前記保管システム(1)は、垂直に積み重ねた保管ケース(5)を収容するための複数の保管列と、前記保管列の上であって、前記車両が上部を2つの直角な方向に動くことができる上部レール(3)の水平グリッドと、を有するケース保管構造を備える、保管システム(1)。
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