WO2025191108A1 - Systeme de deplacement bidimensionnel d'un casier dans une structure modulaire de stockage - Google Patents

Systeme de deplacement bidimensionnel d'un casier dans une structure modulaire de stockage

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WO2025191108A1
WO2025191108A1 PCT/EP2025/056970 EP2025056970W WO2025191108A1 WO 2025191108 A1 WO2025191108 A1 WO 2025191108A1 EP 2025056970 W EP2025056970 W EP 2025056970W WO 2025191108 A1 WO2025191108 A1 WO 2025191108A1
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WO
WIPO (PCT)
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rack
transverse
longitudinal
teeth
pinion
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/EP2025/056970
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English (en)
Inventor
Samuel Perez
Stéphane PIERRON
Yohann HENAFF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Galam Robotics
Original Assignee
Galam Robotics
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Filing date
Publication date
Application filed by Galam Robotics filed Critical Galam Robotics
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Pending legal-status Critical Current
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0478—Storage devices mechanical for matrix-arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/06—Storage devices mechanical with means for presenting articles for removal at predetermined position or level
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0235—Containers
    • B65G2201/025—Boxes

Definitions

  • TITLE TWO-DIMENSIONAL MOVEMENT SYSTEM FOR A LOCKER IN A MODULAR STORAGE STRUCTURE
  • This presentation concerns the field of automated storage systems. More specifically, this presentation concerns drive and guidance devices for the movement of storage elements within a robotic modular structure.
  • transport technologies such as “Storage Cranes”, “Carousels”, “Robotic Fleets”, or even the implementation of autonomous and mobile robots. But these technologies do not necessarily provide a compact storage solution, adaptable to all types of spaces, including the most restricted, while maintaining a high distribution rate.
  • French patent No. 1907047 presents a compact storage and movement solution, adaptable to various storage environments, and with a high distribution rate.
  • the system described in the mentioned patent comprises a modular structure and lockers configured to be moved within the modular structure.
  • the movement of the lockers within the modular structure is enabled by a movement system comprising disengageable actuators that equip the modular structure and interact with complementary imprints present on the lockers.
  • the training device described is complex, fragile and limited in terms of acceptable load. In addition, it causes difficulties in assembly and maintenance.
  • Patent US7941243B2 proposes a system for moving a rack in a grid.
  • the rack comprises an upper grooved wall and another lower grooved wall which mesh respectively with pinions fixed to the grid and configured to move the rack in two perpendicular directions.
  • this system requires racks with very specific and complex walls and generates recurring tolerance problems due to the concomitant contact between the gears and the upper grooved wall and the gears and the other lower grooved wall regardless of the direction of movement of the rack.
  • One of the objectives of this presentation is, for example, to propose a system for moving a locker in a compact modular structure that allows rapid and reliable movement in two perpendicular directions.
  • a system for moving a locker in a modular storage structure comprising a chassis forming a plurality of adjacent modules
  • the moving system comprising: a longitudinal rack positioned on the locker and configured to move the locker in the modular structure in a first direction and a transverse rack positioned on the locker and configured to move the locker in the modular structure in a second direction, perpendicular to the first direction; and a longitudinal pinion and a transverse pinion positioned on the chassis of each module, the longitudinal pinion being configured to mesh with the longitudinal rack and the transverse pinion being configured to mesh with the transverse rack.
  • the longitudinal rack and the transverse rack respectively comprise teeth spaced apart by an interval and having a width, the width of the teeth of the longitudinal rack being less than or equal to the interval between the teeth of the transverse rack and the width of the teeth of the transverse rack being less than or equal to the interval between the teeth of the longitudinal rack.
  • This movement system thus allows a two-way movement of a locker in a modular storage structure. It presents reduced complexity and space requirements. Indeed, the system is simplified by the positioning of the two racks on the bottom of the locker. In addition, the system does away with a clutch and avoids jamming of the locker thanks to the spacing between the teeth of the racks which cross. Furthermore, the system is simplified by the implementation of so-called passive lockers which can be moved under the sole actuation of the pinions fixed on the chassis of the modular structure and therefore without motorization incorporated in each locker and without disengaging the locker.
  • the method described comprises at least one of the following characteristics, taken alone or in any combination:
  • the longitudinal pinion comprises successive teeth each spaced apart by an interval greater than the thickness of the teeth of the longitudinal rack so as to allow the teeth of the longitudinal rack to translate through the interval of the longitudinal pinion when the transverse rack meshes with the transverse pinion and the transverse pinion comprises successive teeth each spaced apart by an interval greater than the thickness of the teeth of the transverse rack, so as to allow the teeth of the transverse rack to translate through the interval of the transverse pinion when the longitudinal rack meshes with the longitudinal pinion;
  • the gap between the teeth of the longitudinal rack is greater than the width of the teeth of the transverse pinion and the gap between the teeth of the transverse rack is greater than the width of the teeth of the longitudinal pinion, so as to allow the longitudinal pinion to cross the transverse rack when it engages the longitudinal rack and the transverse pinion to cross the longitudinal rack when it engages the transverse rack;
  • the longitudinal rack and the transverse rack are positioned on the rack transversely, one in relation to the other, and cross so as to balance the loads on the rack;
  • the system comprises two separate and parallel longitudinal racks, and two separate and parallel transverse racks, each of the two longitudinal racks and the two transverse racks meshing respectively with two longitudinal pinions and two transverse pinions;
  • the system comprises ball joints for supporting the locker on the chassis, the ball joints allowing movement of the locker in the first direction and in the second direction;
  • the system comprises longitudinal rails fixed to the frame in order to guide ball joints supporting the rack in the first direction and transverse rails fixed to the frame in order to guide ball joints supporting the rack in the second direction, each longitudinal rail having an intersection with each transverse rail;
  • each longitudinal pinion is positioned on the chassis along a transverse rail and each transverse pinion is positioned on the chassis along a longitudinal rail, a single first motor rotating each longitudinal pinion positioned along the same transverse rail and a single second motor rotating each transverse pinion positioned along the same longitudinal rail;
  • each ball joint includes a guide skirt configured to hold the ball joint in one of the longitudinal rails or in one of the transverse rails;
  • each of the longitudinal rack and transverse rack comprises respectively at its two ends a guide tooth whose width is respectively greater than the width of the teeth of the longitudinal rack and of the transverse rack, the guide tooth of the longitudinal rack being configured to guide the rack in the second direction by sliding in the interval of the longitudinal pinion and the guide tooth of the transverse rack being configured to guide the rack in the first direction by sliding in the interval of the transverse pinion;
  • the width of the guide teeth of the longitudinal rack is greater than a length of the intersection in the second direction and the width of the guide teeth of the transverse rack is greater than a length of the intersection in the first direction, in order to allow guidance of the rack when one of the ball joints of the rack crosses the intersection;
  • the system comprises guide pins fixed to the rack and configured to translate in one of the longitudinal rails or in one of the transverse rails, the guide pin guiding the rack in the first direction or in the second direction when a ball joint is at one of the intersections.
  • a rack configured to be moved in a modular storage structure and comprising a longitudinal rack configured to move the rack in the modular structure in a first direction and a transverse rack configured to move the rack in the modular structure in a second direction, perpendicular to the first direction, the longitudinal rack and the transverse rack being positioned on the rack, characterized in that the longitudinal rack and the transverse rack respectively comprise teeth spaced apart by an interval and having a width, the width of the teeth of the longitudinal rack being less than or equal to the interval between the teeth of the transverse rack and the width of the teeth of the transverse rack is less than or equal to the interval between the teeth of the longitudinal rack.
  • an actuation unit for an actuation system as previously described comprising:
  • each pinion being configured to be driven in rotation around the main direction by a motor fixed to the post,
  • control device for synchronously controlling the respective motor of each of the first pinion and the second pinion.
  • a chassis of a modular storage structure comprising a plurality of actuation units as previously described, the plurality of actuation units forming a plurality of adjacent modules configured to receive a rack
  • the chassis comprising: actuation units whose main direction is oriented in a first direction, configured to engage with a transverse rack of a rack and to guide ball joints supporting the rack in the first direction, and actuation units whose main direction is oriented in a second direction, configured to engage with a longitudinal rack of a rack and to guide ball joints supporting the rack in the second direction.
  • a modular storage structure comprising a locker as previously described and a frame as previously described, the locker being configured to be moved within the modules of the frame.
  • Figure 1 illustrates a perspective view of a modular storage structure, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 2A illustrates a perspective view of a frame forming three neighboring modules of a modular storage structure and a locker in one of the three modules, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 2B illustrates a perspective view of an actuation unit forming part of a frame of a modular storage structure, according to a possible embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 illustrates a perspective view of a system for moving a locker in a modular storage structure, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 4 illustrates a perspective view of a part of the system for moving a locker in a modular storage structure, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 5 illustrates a portion of a movement system and a guide tooth of the movement system, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 6 illustrates the movement system and more particularly a support assembly, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 7 illustrates a portion of the support assembly, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 8 illustrates a view in a plane perpendicular to a first direction of the system for moving a locker in a first module, according to a possible embodiment of the present disclosure
  • Figure 9 is a flowchart of steps of a method of moving a locker in a modular structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • Modular storage structure A modular storage structure 1, as illustrated in FIG. 1, comprises a frame 10, forming a plurality of adjacent modules 11, and lockers 20 configured to be positioned in the modules 11 and to move from module 11 to module 11.
  • the frame 10 of the modular structure 1 may comprise vertical posts 12, fixed to the floor of a warehouse, and horizontal posts 13, fixed to the vertical posts 12.
  • the vertical posts 12 and the horizontal posts 13 define the plurality of modules 11 of the modular structure 1.
  • the modules 11, as illustrated in FIG. 2A, may be identical in shape and size.
  • the vertical posts 12 are positioned between them at regular intervals along a first horizontal X direction and at regular intervals along a second horizontal Y direction, perpendicular to the first horizontal X direction.
  • the horizontal posts 13 are fixed between the vertical posts 12 so as to form floors at regular intervals along a third vertical Z direction.
  • Each horizontal post is fixed between two vertical posts 12 parallel to the first horizontal X direction or to the second horizontal Y direction.
  • the frame 10 may thus have a three-dimensional matrix. By three-dimensional matrix it will be understood that the modules 11 of the modular structure 1 are identical in shape and size and may be adjacent to each other along the first X direction, the second Y direction and the third Z direction.
  • Each module 11 comprises four vertical posts 12 and four horizontal posts 13.
  • the four horizontal posts 13 are fixed to the four vertical posts 12 and define a parallelogram.
  • the four horizontal posts 13 comprise two horizontal posts 13x along the first horizontal X direction and two horizontal posts 13y along the second horizontal Y direction.
  • the module 11 is therefore delimited by the four vertical posts 12, the four horizontal posts 13 and by the four horizontal posts 13 of the neighboring module 11 above the module 11 along the third vertical Z direction.
  • the rack 20 may be a tray or a crate or a box, open or closed or partially closed.
  • the rack 20 has dimensions and a shape, in particular a rectangular parallelepiped, which allow it to be moved in each module 11.
  • the rack 20 has a bottom 21 parallel to the horizontal posts 13 of the frame 10.
  • the bottom 21 is the lower part of the rack 20 in the third direction Z.
  • the modular structure 1 can be configured so that each locker 20 can move in the chassis 10, and more precisely in the plurality of modules 11, from module 11 to module 11.
  • the modular structure 1 comprises a system 100 for moving a locker 20.
  • the system 100 for moving a locker 20 can be at least partially positioned on a part of the chassis 10.
  • the chassis 10 can therefore be formed by actuation units 130 linked together to form the modules 11 and comprising elements of the moving system 100, as illustrated in FIG. 2B.
  • the first module 111 will be called the module 11 among the plurality of modules 11 in which a considered locker 20 is positioned.
  • the plurality of modules 11 comprises, for each first module 111, at least one neighboring second module 112 and at least one neighboring third module 113.
  • the second module 112 is neighboring the first module 111 along the first horizontal X direction and the third module 113 is neighboring the first module 111 along the second horizontal Y direction.
  • the movement system 100 allows each locker 20 considered in the modular structure 1 to move in the chassis 10, from the first module 111 to the second module 112 and/or to the third module 113.
  • the movement system 100 is configured to move a locker 20 horizontally in the modular structure 1, that is to say on the same level of the chassis 10.
  • the movement system 100 may be connected to a central control unit C by wired cabling along the chassis 10.
  • the control unit C is programmed to coordinate the movements of the racks 20 according to a given algorithm and activate the movement system 100 appropriately.
  • the control unit C may further comprise a PID controller.
  • the PID controller is a control device used to regulate the movement of a rack 20 and synchronize the drive of the rack 20 from the first module 111 to the second module 112 or the third module 113.
  • the movement system 100 comprises a translation assembly 200 of the rack 20 and a support assembly 300 of the rack 20.
  • the translation assembly 200 is configured to drive the rack 20 in movement in the chassis 10.
  • the support assembly 300 is configured to support and guide the rack 20 on the chassis 10.
  • the translation assembly 200 comprises: at least one first rack 210 fixed to the rack 20 and configured to allow the movement of the rack 20 in the first direction X, at least one second rack 220 fixed to the rack 20 and configured to allow the movement of the rack 20 in the second direction Y, at least one first pinion 230 positioned on the chassis 10 in each module 11 and configured to mesh with the first rack 210 of the rack 20, at least one second pinion 240 positioned on the chassis 10 in each module 11 and configured to mesh with the second rack 220 of the rack 20,
  • the 200 travel assembly uses the rack and pinion system.
  • the rack and pinion system transmits power efficiently, reducing energy losses due to friction.
  • the transmission is direct, which means that energy is transferred more efficiently compared to a friction system, where transmission depends primarily on the frictional force between the contacting surfaces.
  • the rack and pinion system is configured to withstand high loads, making it a robust choice for applications requiring the movement of large loads.
  • the teeth of the pinions distribute the load evenly, minimizing high pressure points.
  • the rack and pinion system has a dynamic response, which means it can start, stop, and change direction more quickly and precisely than some friction systems.
  • the first rack 210 is configured to allow the movement of the locker 20 between the first module 111 and the second module 112. For this, the first rack 210 is directed in the first direction X and is called longitudinal rack 210.
  • the second rack 220 is configured to allow the movement of the locker 20 between the first module 111 and the third module 113. For this, the second rack 220 is directed in the second direction Y.
  • the second rack 220 is positioned transversely to the longitudinal rack 210, and is called transverse rack 220.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 are respectively positioned on the bottom 21 of the rack 20.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 are positioned on the rack 20 in the same horizontal plane parallel to the horizontal posts 13 of the chassis 10.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 intersect on the bottom 21 of the rack 20.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 respectively have a length adapted to the dimensions of the rack 20 in the first direction X and the second direction Y.
  • the longitudinal rack 210 comprises a plurality of successive teeth 211 each spaced apart from each other by the same first interval 212.
  • the transverse rack 220 comprises a plurality of successive teeth 221 each spaced apart from each other by the same second interval 222.
  • An interval between two successive teeth of a rack is the distance between the two successive teeth measured at the pitch line of the rack.
  • the teeth 211 of the longitudinal rack 210 have the same first width 213.
  • the teeth 221 of the transverse rack 220 have the same second width 223.
  • a tooth width of a rack is the dimension of the tooth in the direction orthogonal to the direction of the rack.
  • the teeth 211 of the longitudinal rack 210 have the same first thickness 215.
  • the teeth 221 of the transverse rack 220 have the same second thickness 225.
  • a tooth thickness of a rack is the dimension of the tooth at the pitch line of the rack.
  • the first width 213 of the teeth 211 of the longitudinal rack 210 is less than or equal to the second interval 222 between the teeth 221 of the transverse rack 220 and the second width 223 of the teeth 221 of the transverse rack 220 is less than or equal to the first interval 212 between the teeth 211 of the longitudinal rack 210.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 may have an intersection 216 free of teeth 211 of the longitudinal rack and teeth 221 of the transverse rack 220. This allows the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 to cross without preventing meshing of the longitudinal pinion 230 on the longitudinal rack 210 and of the transverse pinion 240 on the transverse rack 220. at the intersection 216 between the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220.
  • the intersection 216 between the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 does not present an obstacle to the movement of the locker 20.
  • the first interval 212 between the teeth 211 of the longitudinal rack 210 may be equal to the second interval 222 between the teeth 221 of the transverse rack 220.
  • the first width 213 of the teeth 211 of the longitudinal rack 210 may be equal to the second width 223 of the teeth 221 of the transverse rack 220.
  • the first thickness 215 of the teeth 211 of the longitudinal rack 210 may be equal to the second thickness 225 of the teeth 221 of the transverse rack 220.
  • intersection 216 between the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 can be delimited by two successive teeth 211 of the longitudinal rack 210 in the first direction X and by two successive teeth 221 of the transverse rack 220 in the second direction Y.
  • the translation assembly 200 comprises a single longitudinal rack 210 and a single transverse rack 220.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 can be positioned transversely, one with respect to the other.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 can be positioned crosswise on the rack 20 and cross each other respectively in their middle. This makes it possible to balance the loads on the rack 20.
  • the translation assembly 200 comprises two longitudinal racks 210 and two transverse racks 220, positioned transversely with respect to the longitudinal racks 210.
  • the two longitudinal racks 210 can be positioned so as to balance the forces transmitted by the longitudinal pinion 230 meshing with each of the longitudinal racks 210.
  • the two longitudinal racks 210 can be positioned symmetrically on the rack 20 with respect to the middle of the rack in the second direction Y and the two longitudinal racks 210 can be positioned symmetrically on the rack 20 with respect to the middle of the rack in the first direction X.
  • the two longitudinal racks 210 can each be spaced from the middle of the rack 20, in the second direction Y, by one-sixth or of a quarter of the total length of the rack 20 in the second direction Y.
  • the two transverse racks 220 can be positioned so as to balance the forces transmitted by the transverse pinion 240 meshing with each of the transverse racks 220.
  • the two transverse racks 220 can each be spaced from the middle of the rack 20, in the first direction direction X, of one sixth or one quarter of the total length of the rack 20 in the first direction X. This makes it possible to balance the loads on the rack 20 and to avoid any blocking of the rack 20 during movement between two modules 11.
  • the two longitudinal racks 210 are each positioned on the rack 20 so as to cross the two transverse racks 220 at a second interval 222 and the two transverse racks 220 are each positioned on the rack 20 so as to cross the two longitudinal racks 210 at a first interval 212.
  • the translation assembly 200 may comprise more than two longitudinal racks 210 and more than two transverse racks 220.
  • the first pinion 230 is configured to be rotated by a first motor 250 about the second direction Y so as to move the longitudinal rack 210 in the first direction X. Subsequently, the first pinion 230 is called longitudinal pinion 230, because it is configured to drive the longitudinal rack 210.
  • the second pinion 240 is configured to be rotated by a second motor 251 about the first direction X so as to move the transverse rack 220 in the second direction Y. Subsequently, the second pinion 240 is called transverse pinion 240, because it is configured to drive the transverse rack 220.
  • the first motor 250 and the second motor 251 are respectively positioned on the chassis 10 of the module 11 in question.
  • the longitudinal pinion 230 comprises successive teeth 231 spaced apart by the same first interval 232.
  • Each tooth 231 of the longitudinal pinion 230 has the same first width 233.
  • the transverse pinion 240 comprises successive teeth 241 spaced apart by the same second interval 242.
  • Each tooth 241 of the transverse pinion 240 has the same second width 243.
  • An interval between two successive teeth of a pinion is the dimension of the arc of the pitch circle between the two teeth.
  • a tooth width of a pinion is the dimension of the tooth in the direction of the axis of rotation of the pinion.
  • the width 233 of the teeth 231 of the longitudinal pinion 230 is less than the interval 222 between the teeth 221 of the transverse rack 220 and the width 243 of the teeth 241 of the transverse pinion 240 is less than the interval 212 between the teeth 211 of the longitudinal rack 210.
  • the first gap 232 between the teeth 231 of the longitudinal pinion 230 is greater than the first thickness 215 of the teeth 211 of the longitudinal rack 210.
  • the second gap 242 between the teeth 241 of the transverse pinion 240 is greater than the second thickness 225 of the teeth 221 of the transverse rack 220.
  • the longitudinal pinion 230 comprises, for a previously chosen module and pitch diameter, a number of teeth 231 less than the ratio of the pitch diameter to the module.
  • the first interval 232 between the teeth 231 of the longitudinal pinion 230 is greater than the interval between the teeth of a standard pinion (the number of teeth of which is strictly equal to the ratio of the pitch diameter to the chosen module).
  • the transverse pinion 240 comprises, for a previously chosen module and pitch diameter, a number of teeth 241 less than the ratio of the pitch diameter to the module.
  • the interval 242 between the teeth 241 of the transverse pinion 240 is greater than the interval between the teeth of a standard pinion (the number of teeth of which is strictly equal to the ratio of the pitch diameter to the chosen module). This makes it possible to reduce the sizing constraints of the displacement system 100.
  • the longitudinal pinion 230 and the transverse pinion 240 may respectively comprise a number of teeth 231, 241 equal to half the ratio of the primitive diameter to the module, in other words, they respectively comprise one tooth out of two compared to a standard pinion of the same primitive diameter and the same module.
  • the number of teeth 231 and the width 233 of the teeth 231 of the longitudinal pinion 230 may be respectively equal to the number of teeth 241 and the width 243 of the teeth 241 of the transverse pinion 240.
  • the translation assembly 200 may comprise two longitudinal pinions 230 for driving the longitudinal rack 210 and two transverse pinions 240 for driving the transverse rack 220.
  • the two longitudinal pinions 230 may each be distributed on one of the two horizontal posts 13y in the second horizontal direction Y.
  • the two transverse pinions 240 may each be distributed on one of the two horizontal posts 13x in the first horizontal direction X.
  • the longitudinal rack 210 may mesh with the two longitudinal pinions 230 and the transverse rack 220 may mesh with the two transverse pinions 240.
  • the translation assembly 200 may comprise a system for indexing each longitudinal pinion 230 and each transverse pinion 240.
  • the indexing system makes it possible to impose a precise orientation on each longitudinal pinion 230 and each transverse pinion 240 considered.
  • the orientation may comprise a disengaged position and an engaged position. In the engaged position, the longitudinal pinion 230, and respectively the transverse pinion 240, is capable of cooperating with the longitudinal rack 210, respectively with the transverse rack 220, to ensure the drive.
  • a single first motor 250 can be positioned on each of the horizontal posts 13y in the second direction Y and a single second motor 251 can be positioned on each of the horizontal posts 13x in the first direction X.
  • Each single first motor 250 respectively drives in rotation the longitudinal pinions 230 positioned on the horizontal post 13y in the second direction Y considered.
  • Each single second motor 251 respectively drives in rotation the transverse pinions 240 positioned on the horizontal post 13x in the first direction X considered.
  • each longitudinal pinion 230 of each longitudinal rack 210 positioned on the same horizontal post 13y in the second direction Y is driven in rotation by the same first motor 250.
  • each transverse pinion 240 of each transverse rack 220 positioned on the same horizontal posts 13x in the first direction X is driven in rotation by the same second motor 251.
  • each module comprises a single first motor 250 on each horizontal post 13x in the first direction X and a single second motor 251 on each horizontal post 13y in the second direction Y. This makes it possible to mechanically synchronize the translation of the rack 20 by the two longitudinal racks 210 or transverse racks 220 in the first direction X or the second direction Y. This also makes it possible to avoid any blocking of the rack 20 due to over-stressing or deformation of the rack 20.
  • the translation assembly 200 can also participate in guiding the rack 20, as illustrated in FIG. 5.
  • the longitudinal rack 210 and the transverse rack 220 each have two ends.
  • Each of the teeth 211 of the longitudinal rack 210 positioned closest to one of the two ends of the longitudinal rack 210 may be a longitudinal guide tooth 214.
  • Each longitudinal guide tooth 214 has a width 217 greater than the first width 213 of the teeth 211 of the longitudinal rack 210 as illustrated in FIG. 5.
  • Each of the teeth 231 of the transverse rack 220 positioned closest to one of the two ends of the transverse rack 220 may be a transverse guide tooth 224.
  • Each transverse guide tooth 224 has a width 227 greater than the second width 223 of the teeth 221 of the transverse rack 220.
  • the longitudinal guide teeth 214 of the longitudinal rack 210 are configured to guide the rack 20 in the second direction Y when the rack 20 moves in the second direction Y.
  • the longitudinal guide teeth 214 of the longitudinal rack 210 can slide respectively in the first gap 232 between two teeth 231 of a longitudinal pinion 230.
  • the transverse guide teeth 224 of the transverse rack 220 are configured to guide the rack 20 in the first direction X when the rack 20 moves in the first direction X.
  • the transverse guide teeth 224 of the transverse rack 220 can slide respectively in the second gap 242 between the teeth 241 of a transverse pinion 240.
  • each longitudinal rack 210 and each transverse rack 220 respectively comprises two longitudinal pinions 230 and two transverse pinions 240
  • the longitudinal guide teeth 214 of the same rack can each be guided by sliding along a tooth 231 of one of the two longitudinal pinions 230.
  • each of the two longitudinal guide teeth 214 of the longitudinal rack 210 passes between two teeth 231 of one of the two longitudinal pinions 230 and can even be in contact with one of the two teeth 231 in order to be guided in the second direction Y.
  • each of the two transverse guide teeth 224 of the transverse rack 220 passes between two teeth 241 of one of the two transverse pinions 240 and can even be in contact with one of the two teeth 241 in order to be guided in the first direction X.
  • the support assembly 300 may include ball joints 310 positioned on the rack 20 and rails 320 attached to the frame 10 and configured to guide the ball joints 310 on the frame 10.
  • the frame 10 comprises rails 320 for supporting the ball joints 310 of the locker 20. More precisely, the rails 320 are fixed on the four horizontal posts 13 of each module 11.
  • the rails 320 preferably have a support part 321 and a guide part 322.
  • the support part 321 is advantageously flat and is framed by the guide part 322 which projects from the support part 321 in the third direction Z.
  • each rail 320 forms a channel of which the support part 321 forms a bottom 21 and the guide part 322 edges.
  • the guide part 322 may have two parts, symmetrical to each other with respect to the support part 321 and respectively having a concave shape towards the support part 321.
  • Such rails 320 make it possible to guide each ball joint 310 in the direction considered.
  • the rails 320 comprise longitudinal rails 320x fixed on the horizontal posts 13x in the first direction X and configured to guide the ball joints 310 of the locker 20 in the first direction X when the locker 20 moves in the first direction X.
  • the rails 320 comprise transverse rails 320y fixed on the horizontal posts 13y in the second direction Y and configured to guide the ball joints 310 of the locker 20 in the second direction Y when the locker 20 moves in the second direction Y.
  • Each of the longitudinal rails 320x has an intersection 324 with each of the transverse rails 320y.
  • the intersection 324 between the longitudinal rail 320x and the transverse rail 320y does not have a guide portion 322.
  • the ball joint 310 is therefore not guided by the guide portion 322 at the intersection 324 between two rails 320.
  • the longitudinal guide teeth 214 can participate in guiding a rack 20 in the second direction. Y when the rack 20 moves in the second direction Y and the transverse guide teeth 224 of the transverse rack 220 are configured to guide the rack 20 in the first direction X when the rack 20 moves in the first direction X, when one of the ball joints crosses one of the intersections 324.
  • the intersection 324 may be of a length 325 in the first direction X less than the width 227 of the transverse guide tooth 224 and a length 326 in the second direction Y less than the width 217 of the longitudinal guide tooth 214.
  • the rack 20 preferably comprises four ball joints 310 in order to evenly distribute the load of the rack 20 and to balance the rack 20 on the chassis 10.
  • the ball joints 310 can be positioned at the four corners of the rack 20.
  • the ball joints 310 allow the rack 20 to move in several different horizontal directions without offering resistance to movement, unlike wheels which only allow one direction of movement. Indeed, the ball joints 310 are free to rotate and can therefore be driven in rotation regardless of the horizontal direction of movement of the rack 20 on the chassis 10.
  • the ball joints 310 support the rack 20 on the chassis 10 and allow the rack 20 to translate in the first direction X and in the second direction Y.
  • the ball joints 310 thus make it possible to dispense with a clutch system often necessary with a support assembly 300 comprising wheels.
  • Each ball joint 310 may comprise a skirt 311.
  • the skirt 311, as illustrated for example by FIG. 7, is configured to cooperate with the concave guide portion 322 of the rail 320 to ensure that the ball joint 310 is held in the rail 320 and therefore that the rack 20 is properly guided in the chassis 10.
  • the skirt 311 is fixed to the rack 20 and supports the ball joint 310.
  • the skirt 311 surrounds the ball joint 310 and may have a circular external edge to facilitate its insertion into the concave guide portion 322. Once in the rail 320, the skirt 311 is configured to prevent the ball joint 310 from moving in the rail 320 in a direction other than the direction of the rail 320 in question.
  • the support assembly 300 may further comprise guide pins 330.
  • the guide pins 330 are configured to slide in the guide rails 320 and to guide the rack 20 when one or more of the ball joints 310 of the rack 20 cross an intersection 324 between one of the longitudinal rails 320x and one of the transverse rails 320y.
  • the guide pins 330 thus cooperate with the longitudinal guide teeth 214 and with the teeth transverse guides 224 to the rack guide 20 when one or more of the ball joints 310 of the rack 20 cross an intersection 324 between one of the longitudinal rails 320x and one of the transverse rails 320y.
  • the guide pin 330 is therefore advantageously positioned on the rack 20, between two ball joints 310 considered to be guided by the guide part 322 of a rail 320 in a direction of movement considered when one of the two ball joints 310 considered is located at the level of one of the intersections 324.
  • the rack 20 may comprise a guide pin 330 on each side of the rack 20, i.e. four guide pins 330.
  • Each rail 320 has a passage 323, as illustrated in FIG. 8, in the guide portion 322 in order to allow the guide pin 330 to pass.
  • the passage 323 is positioned on the rail 320 so that each guide pin 330 is opposite the passage 323 when the rack 20 is positioned in the center of the module 11. This allows the guide pins 330 which do not participate in guiding the rack 20 in the direction of movement considered, not to hinder the movement in this direction by coming into contact with the guide portion 322.
  • the actuation unit 130 comprises:
  • the post extends in a main direction which can be the first horizontal direction X, or the second horizontal direction Y, depending on the actuation unit 130 considered.
  • the rail 320 is fixed along the post 13. Depending on whether the post is oriented in the first horizontal direction X, or in the second horizontal direction Y, the rail 320 is a longitudinal rail 320x or a transverse rail 320y.
  • first pinion 230 positioned on one side of the post 13 (in other words on the side of the first module 111) and a second pinion 230 positioned on another side of the post 13 (in other words on the side of the second module 112 or the third module 113).
  • first pinion 230 and the second pinion 230 are configured to be driven in rotation about the first direction X or in the second direction Y, by a motor 250, 251 fixed to the post 13.
  • a control device c for synchronously controlling the motor 250, 251 of each of the first pinion 230 and the second pinion 230.
  • the control device is connected to the central control unit C to allow coordinated movement of the rack 20 in the chassis 10.
  • the control device c of each actuating unit 130 is configured to control the respective motor 250, 251 of each of the first pinion 230 and the second pinion 230 in the event of a command received from the control unit C.
  • the control device c of each actuating unit 130 is configured to control the respective motor 250, 251 of each of the first pinion 230 and the second pinion 230 in a synchronized manner so that a rack passing through the actuating unit 130 can transit while being driven jointly by the first pinion 230 and by the second pinion 230.
  • the control device c thus allows to avoid any malfunction in the translation of the locker 20 between two adjacent modules 11 separated from each other by the actuation unit 130 considered.
  • the arrangement of a plurality of actuation units 130 between them and with vertical posts 12 allows the formation of the plurality of adjacent modules 11 configured to receive one (or more) lockers 20.
  • the frame 10 thus comprises, linked together, in addition to vertical posts 12:
  • - actuation units 130 whose main direction is oriented in the first direction X, configured to engage with a transverse rack 220 of a rack 20 and to guide ball joints 310 supporting the rack 20 in the first direction X, and
  • - actuation units 130 whose main direction is oriented in the second direction Y, configured to engage with a longitudinal rack 210 of a rack 20 and to guide ball joints 310 supporting the rack 20 in the second direction Y.
  • the actuation units 130 can be manufactured by assembling them together directly during the assembly of the modular storage structure 1. This makes it easier to design and assemble the modular structure.
  • the locker 20 can move between the first module 111 and the second module 112 or the third module 113 under the action of the movement system 100.
  • the method detailed below concerns a movement of the locker 20 from the first module 111 to the second module 112. But a movement from the first module 111 to the third module 113 is similar in principle.
  • the method is described for a rack 20 according to the embodiment in which the movement system 100 comprises two longitudinal racks 210 and two transverse racks 220 as well as two longitudinal pinions 230 for each longitudinal rack 210 and two transverse pinions 240 for each transverse rack 220.
  • the rack 20 is initially positioned in the center of the first module 111, as illustrated for example by FIG. 2.
  • the guide teeth 214 of each longitudinal rack 210 are each positioned in the interval 232 between two teeth 231 of one of the longitudinal pinions 230 and the guide teeth 224 of each transverse rack 220 are each positioned in the interval 242 between two teeth 241 of one of the transverse pinions 240.
  • the rack 20 can thus possibly be moved in the first direction X and in the second direction Y by actuation of the longitudinal pinions 230 or the transverse pinions 240.
  • the control unit C controls (step E1) the second motors 251 of the first module 111 so that the transverse pinions 240 are placed in a position for guiding the transverse guide teeth 224 of the transverse racks 220.
  • the transverse guide teeth 224 are each tangent to one of the teeth 241 of one of the transverse pinions 240.
  • each transverse guide tooth 224 of the transverse racks 220 is tangent to one of the teeth 241 of one of the transverse pinions 240 on the side of the horizontal post in the first direction X to which the transverse pinion 240 in question is fixed. This thus makes it possible to produce a slide on the rack 20 in the first direction X.
  • the control unit C then controls (step E2) the first motors 250 of the first module 111 so that the longitudinal pinions 230 mesh with the longitudinal racks 210.
  • step E2 controls the first motors 250 of the first module 111 so that the longitudinal pinions 230 mesh with the longitudinal racks 210.
  • the motor 250 actuating the longitudinal pinions 230 of the first module 111 fixed on the horizontal post 13y in the second direction Y adjacent to the second module 112 is actuated.
  • the control unit C can also control (step E3) the first motor 250 actuating the longitudinal pinions 230 of the second module 112 fixed on the horizontal posts in the second direction Y adjacent to the first module 111 in order to collaborate with the longitudinal pinions 230 of the first module 111 which are actuated, in the movement of the rack 20 then to replace them once the longitudinal racks 210 no longer mesh with the longitudinal pinions 230 of the first module 111.
  • the actuation of the longitudinal pinions 230 of the second module 112 is carried out in a synchronized manner with the actuation of the longitudinal pinions 230 of the first module 111 by the PID controller.
  • the PID controller is configured to maintain a constant speed and minimize position deviations to allow the rack 20 to move from the first module 111 to the second module 112 without jamming.
  • the control unit C also controls (step E4) the second motors 251 of the second module 112 so that the transverse pinions 240 are placed in a position configured to allow the transverse guide teeth 224 of the transverse racks 220 to pass in the first direction X.
  • the transverse pinions 240 of the second module 112 are oriented so that the transverse guide teeth 224 of the transverse racks 220 pass respectively in the gap 242 between two of the teeth 241 of the transverse pinions 240 of the second module 112.
  • the transverse pinions 240 of the second module 112 can be actuated to place themselves in the guiding position when at least one of the ball joints 310 of the rack 20 crosses one of the intersections 324.
  • each guide pin 330 positioned in the rails 320 in the first direction X cooperates in guiding the rack 20 in the first direction X by sliding in the rails 320 in the first direction X.

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Abstract

Le présent exposé concerne un système de déplacement d'un casier dans une structure modulaire de stockage, comprenant : - une crémaillère longitudinale et une crémaillère transversale perpendiculaire à la crémaillère longitudinale; et - un pignon longitudinal et un pignon transversal positionnés sur la structure pour engrainer avec la crémaillère longitudinale et avec la crémaillère transversale. La largeur des dents de la crémaillère longitudinale est inférieure ou égale à l'intervalle entre les dents de la crémaillère transversale et la largeur des dents de la crémaillère transversale est inférieure ou égale à l'intervalle entre les dents de la crémaillère longitudinale.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SYSTEME DE DEPLACEMENT BIDIMENSIONNEL D’UN CASIER DANS UNE STRUCTURE MODULAIRE DE STOCKAGE
DOAAAINE TECHNIQUE
L'objet du présent exposé concerne le domaine des systèmes de stockage automatisé. Plus particulièrement le présent exposé concerne les dispositifs d’entrainement et de guidage pour les déplacements d'éléments de stockage au sein d'une structure modulaire robotisée.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Avec la croissance des besoins industriels et du commerce en ligne (ou « e-commerce » selon la terminologie usuelle), nécessitant une logistique flexible, fine et réactive, l'évolution et l'adoption de solutions automatisées de stockage et de récupération de marchandises deviennent décisives pour de nombreux acteurs.
Il est par exemple possible d'utiliser des technologies de transport telles que les "Transtockeurs", les "Carrousels", les "Flottes robotiques", ou encore la mise en oeuvre de robots autonomes et mobiles. Mais ces technologies ne fournissent pas nécessairement une solution de stockage compacte, adaptable à tous types d'espaces, y compris les plus restreints, tout en maintenant un débit de distribution élevé.
Le brevet d’invention français n° 1907047 présente une solution de stockage et de déplacement compacte, adaptable à divers environnements de stockage, et dont la cadence de distribution est élevée. Le système décrit dans le brevet mentionné comprend une structure modulaire et des casiers configurés pour être déplacés au sein de la structure modulaire. Le déplacement des casiers dans la structure modulaire est permis par un système de déplacement comprenant des actionneurs débrayables qui équipent la structure modulaire et interagissent avec des empreintes complémentaires présentes sur les casiers.
Mais le dispositif d’entrainement décrit est complexe, fragile et limité en termes de charge acceptable. De plus, il induit des difficultés de montage et de maintenance.
Le brevet US7941243B2 propose un système de déplacement d’un casier dans une grille. Le casier comprend une paroi rainurée supérieure et une autre paroi rainurée inférieure qui engrainent respectivement avec des pignons fixés à la grille et configurés pour déplacer le casier selon deux directions perpendiculaires. Mais ce système nécessite des casiers avec des parois très particulières et complexes et génère des problèmes de tolérance récurrents du fait du contact concomitant entre des pignons et la paroi rainurée supérieur et des pignons et l’autre paroi rainurée inférieure quelle que soit la direction de déplacement du casier.
Il existe donc un besoin de simplification et d’amélioration des systèmes de déplacement d’un casier dans une structure modulaire.
EXPOSE GENERAL
L’un des objectifs du présent exposé est par exemple de proposer un système de déplacement d’un casier dans une structure modulaire compact et permettant un déplacement rapide et fiable dans deux directions perpendiculaires.
Il est à cet effet proposé, selon un aspect du présent exposé, un système de déplacement d’un casier dans une structure modulaire de stockage comprenant un châssis formant une pluralité de modules adjacents, le système de déplacement comprenant : une crémaillère longitudinale positionnée sur le casier et configurée pour déplacer le casier dans la structure modulaire selon une première direction et une crémaillère transversale positionnée sur le casier et configurée pour déplacer le casier dans la structure modulaire selon une deuxième direction , perpendiculaire à la première direction ; et un pignon longitudinal et un pignon transversal positionnés sur le châssis de chaque module, le pignon longitudinal étant configuré pour engrainer avec la crémaillère longitudinale et le pignon transversal étant configuré pour engrainer avec la crémaillère transversale.
La crémaillère longitudinale et la crémaillère transversale comprennent respectivement des dents espacées d’un intervalle et présentant une largeur, la largeur des dents de la crémaillère longitudinale étant inférieure ou égale à l’intervalle entre les dents de la crémaillère transversale et la largeur des dents de la crémaillère transversale étant inférieure ou égale à l’intervalle entre les dents de la crémaillère longitudinale.
Ce système de déplacement permet ainsi un déplacement bidirectionnel d’un casier dans une structure modulaire de stockage. Il présente une complexité et un encombrement réduits. En effet, le système est simplifié par le positionnement des deux crémaillères sur le fond du casier. De plus, le système s’affranchi d’un débrayage et évite un blocage du casier grâce à l’espacement entre les dents des crémaillères qui se croisent. Par ailleurs, le système est simplifié par la mise en oeuvre de casiers dits passifs qui peuvent être déplacés sous l’unique actionnement des pignons fixés sur le châssis de la structure modulaire et donc sans motorisation incorporée à chaque casier et sans débrayage du casier.
Avantageusement, mais facultativement, le procédé exposé comprend l’une au moins des caractéristiques suivantes, prise seule ou dans une quelconque combinaison :
- le pignon longitudinal comprend des dents successives espacées chacune entre elles d’un intervalle supérieur à l’épaisseur des dents de la crémaillère longitudinale de manière à permettre aux dents de la crémaillère longitudinale de translater à travers l’intervalle du pignon longitudinal quand la crémaillère transversale engraine avec le pignon transversal et le pignon transversal comprend des dents successives espacées chacune entre elles d’un intervalle supérieur à l’épaisseur des dents de la crémaillère transversale, de manière à permettre aux dents de la crémaillère transversale de translater à travers l’intervalle du pignon transversal quand la crémaillère longitudinale engraine avec le pignon longitudinal ;
- l’intervalle entre les dents de la crémaillère longitudinale est supérieur à la largeur des dents du pignon transversal et l’intervalle entre les dents de la crémaillère transversale est supérieur à la largeur des dents du pignon longitudinal, de manière à permettre au pignon longitudinal de croiser la crémaillère transversale quand il engraine sur la crémaillère longitudinale et au pignon transversal de croiser la crémaillère longitudinale quand il engraine sur la crémaillère transversale ;
- la crémaillère longitudinale et la crémaillère transversale sont positionnées sur le casier transversalement, l’une par rapport à l’autre, et se croisent de manière à équilibrer les charges sur le casier ;
- le système comprend deux crémaillères longitudinales distinctes et parallèles, et deux crémaillères transversales distinctes et parallèles, chacune des deux crémaillères longitudinales et des deux crémaillères transversales engrainant respectivement avec deux pignons longitudinaux et deux pignons transversaux ;
- le système comprend des rotules pour supporter le casier sur le châssis, les rotules permettant un déplacement du casier selon la première direction et selon la deuxième direction ;
- le système comprend des rails longitudinaux fixés au châssis afin de guider des rotules supportant le casier selon la première direction et des rails transversaux fixés au châssis afin de guider des rotules supportant le casier selon la deuxième direction, chaque rail longitudinal présentant une intersection avec chaque rail transversal ; - chaque pignon longitudinal est positionné sur le châssis le long d’un rail transversal et chaque pignon transversal est positionné sur le châssis le long d’un rail longitudinal, un unique premier moteur entraînant en rotation chaque pignon longitudinal positionné le long d’un même rail transversal et un unique deuxième moteur entraînant en rotation chaque pignon transversal positionné le long d’un même rail longitudinal ;
- chaque rotule comprend une jupe de guidage configurée pour maintenir la rotule dans un des rails longitudinaux ou dans un des rails transversaux ;
- chacune des crémaillère longitudinale et crémaillère transversale comprend respectivement à ses deux extrémités une dent de guidage dont la largeur est respectivement plus importante que la largeur des dents de la crémaillère longitudinale et de la crémaillère transversale, la dent de guidage de la crémaillère longitudinale étant configurée pour guider le casier selon la deuxième direction en glissant dans l’intervalle du pignon longitudinal et la dent de guidage de la crémaillère transversale étant configurée pour guider le casier selon la première direction en glissant dans l’intervalle du pignon transversal ;
- la largeur des dents de guidage de la crémaillère longitudinale est supérieure à une longueur de l’intersection selon la deuxième direction et la largeur des dents de guidage de la crémaillère transversale est supérieure à une longueur de l’intersection selon la première direction, afin de permettre un guidage du casier quand l’une des rotules du casier traverse l’intersection ;
- le système comprend des pions de guidage fixés sur le casier et configurés pour translater dans un des rails longitudinaux ou dans un des rails transversaux, le pion de guidage guidant le casier selon la première direction ou selon la deuxième direction quand une rotule est à une des intersections.
Selon un autre aspect, il est proposé un casier configuré pour être déplacé dans une structure modulaire de stockage et comprenant une crémaillère longitudinale configurée pour déplacer le casier dans la structure modulaire selon une première direction et une crémaillère transversale configurée pour déplacer le casier dans la structure modulaire selon une deuxième direction, perpendiculaire à la première direction, la crémaillère longitudinale et la crémaillère transversale étant positionnées sur le casier, caractérisé en ce que la crémaillère longitudinale et la crémaillère transversale comprennent respectivement des dents espacées d’un intervalle et présentant une largeur, la largeur des dents de la crémaillère longitudinale étant inférieure ou égale à l’intervalle entre les dents de la crémaillère transversale et la largeur des dents de la crémaillère transversale est inférieure ou égale à l’intervalle entre les dents de la crémaillère longitudinale.
Selon un autre aspect, il est proposé une unité d’actionnement pour un système d’actionnement tel que précédemment décrit, l’unité d’actionnement comprenant :
- un poteau s’étendant le long d’une direction principale,
- un rail fixé le long du poteau et configuré pour guider des rotules supportant un casier,
- un premier pignon positionné d’un côté du poteau par rapport à la direction longitudinale et un deuxième pignon positionné d’un autre côté du poteau par rapport à la direction principale, chaque pignon étant configuré pour être entraîné en rotation autour de la direction principale par un moteur fixé au poteau,
- un dispositif de commande, pour commander en synchrone le moteur respectif de chacun du premier pignon et du deuxième pignon.
Selon un autre aspect, il est proposé un châssis d’une structure modulaire de stockage, comprenant une pluralité d’unités d’actionnement telles que précédemment décrites, la pluralité d’unités d’actionnement formant une pluralité de modules adjacents configurés pour recevoir un casier, le châssis comprenant : des unités d’actionnement dont la direction principale est orientée selon une première direction, configurées pour engrainer avec une crémaillère transversale d’un casier et pour guider des rotules supportant le casier selon la première direction, et des unités d’actionnement dont la direction principale est orientée selon une deuxième direction, configurées pour engrainer avec une crémaillère longitudinale d’un casier et pour guider des rotules supportant le casier selon la deuxième direction.
Selon un autre aspect, il est proposé une structure modulaire de stockage comprenant un casier tel que précédemment décrit et un châssis tel que précédemment décrit, le casier étant configuré pour être déplacé dans les modules du châssis.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 illustre une vue en perspective d’une structure modulaire de stockage, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 2A illustre une vue en perspective d’un châssis formant trois modules voisins d’une structure modulaire de stockage et d’un casier dans l’un des trois modules, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 2B illustre une vue en perspective d’une unité d’actionnement formant une partie d’un châssis d’une structure modulaire de stockage, selon un mode de réalisation possible du présent exposé
La figure 3 illustre une vue en perspective d’un système de déplacement d’un casier dans une structure modulaire de stockage, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 4 illustre une vue en perspective d’une partie du système de déplacement d’un casier dans une structure modulaire de stockage, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 5 illustre une partie d’un système de déplacement et une dent de guidage du système de déplacement, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 6 illustre le système de déplacement et plus particulièrement un ensemble de support, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 7 illustre une partie de l’ensemble de support, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 8 illustre une vue dans un plan perpendiculaire à une première direction du système de déplacement d’un casier dans un premier module, selon un mode de réalisation possible du présent exposé ;
La figure 9 est un organigramme d’étapes d’un procédé de déplacement d’un casier dans une structure modulaire selon un mode de mise en oeuvre du présent exposé.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE
Structure modulaire de stockage Une structure modulaire 1 de stockage, comme illustré par la figure 1 , comprend un châssis 10, formant une pluralité de modules 11 adjacents, et des casiers 20 configurés pour être positionnés dans les modules 11 et pour se déplacer de module 11 en module 11 .
Le châssis 10 de la structure modulaire 1 peut comprendre des poteaux verticaux 12, fixés au sol d’un entrepôt, et des poteaux horizontaux 13, fixés au poteaux verticaux 12. Les poteaux verticaux 12 et les poteaux horizontaux 13 définissent la pluralité de modules 11 de la structure modulaire 1.
Les modules 11 , comme illustré par la figure 2A, peuvent être identiques selon leur forme et leur taille. Les poteaux verticaux 12 sont positionnés entre eux à intervalle régulier selon une première direction X horizontale et à intervalle régulier selon une deuxième direction Y horizontale, perpendiculaire à la première direction X horizontale. Les poteaux horizontaux 13 sont fixés entre les poteaux verticaux 12 de manière à former des étages à intervalle régulier selon une troisième direction Z verticale. Chaque poteau horizontal est fixé entre deux poteaux verticaux 12 parallèlement à la première direction X horizontale ou à la deuxième direction Y horizontale. Le châssis 10 peut ainsi présenter une matrice tridimensionnelle. Par matrice tridimensionnelle on comprendra que les modules 11 de la structure modulaire 1 sont identiques selon leur forme et leur taille et peuvent être adjacents les uns aux autres selon la première direction X, la deuxième direction Y et la troisième direction Z.
Chaque module 11 comprend quatre poteaux verticaux 12 et quatre poteaux horizontaux 13. Les quatre poteaux horizontaux 13 sont fixés aux quatre poteaux verticaux 12 et définissent un parallélogramme. Les quatre poteaux horizontaux 13 comprennent deux poteaux horizontaux 13x selon la première direction X horizontale et deux poteaux horizontaux 13y selon la deuxième direction Y horizontale. Le module 11 est donc délimité par les quatre poteaux verticaux 12, les quatre poteaux horizontaux 13 et par les quatre poteaux horizontaux 13 du module 11 voisin supérieur au module 11 selon la troisième direction Z verticale.
Le casier 20 peut être un plateau ou bien une caisse ou bien une boite, ouverte ou fermée ou partiellement fermée. Le casier 20 comprend des dimensions et une forme, notamment parallélépipédique rectangle, qui lui permettent d'être déplacé dans chaque module 11. Le casier 20 comprend un fond 21 parallèle au poteaux horizontaux 13 du châssis 10. Le fond 21 est la partie inférieure du casier 20 selon la troisième direction Z. La structure modulaire 1 peut être configurée pour que chaque casier 20 puisse se déplacer dans le châssis 10, et plus précisément dans la pluralité de modules 11, de module 11 en module 11 . La structure modulaire 1 comprend un système de déplacement 100 d’un casier 20. Le système de déplacement 100 d’un casier 20 peut être au moins partiellement positionné sur une partie du châssis 10. Le châssis 10 peut donc être formé par des unités d’actionnement 130 liées entre elles pour former les modules 11 et comprenant des éléments du système de déplacement 100, comme illustré par la figure 2B.
Système de déplacement
Par la suite on appellera premier module 111 le module 11 parmi la pluralité de modules 11 dans lequel un casier 20 considéré est positionné. La pluralité de modules 11 comprend, pour chaque premier module 111 au moins un deuxième module 112 voisin et au moins un troisième module 113 voisin. Le deuxième module 112 est voisin du premier module 111 selon la première direction X horizontale et le troisième module 113 est voisin du premier module 111 selon la deuxième direction Y horizontale.
Le système de déplacement 100 permet à chaque casier 20 considéré de la structure modulaire 1 de se déplacer dans le châssis 10, du premier module 111 au deuxième module 112 et/ou au troisième module 113. En d’autres termes, le système de déplacement 100 est configuré pour déplacer un casier 20 horizontalement dans la structure modulaire 1 , c’est-à-dire sur un même étage du châssis 10.
Le système de déplacement 100 peut être connecté à une unité de commande C centrale par un câblage filaire le long du châssis 10. L’unité de commande C est programmée pour coordonner les déplacements des casiers 20 selon un algorithme donné et activer le système de déplacement 100 de manière adéquate. L’unité de commande C peut en outre comprendre un contrôleur PID. Le contrôleur PID est un dispositif de contrôle utilisé pour réguler le déplacement d’un casier 20 et synchroniser l’entrainement du casier 20 depuis le premier module 111 vers le deuxième module 112 ou le troisième module 113.
Le système de déplacement 100, comme illustré par la figure 3, comprend un ensemble de translation 200 du casier 20 et un ensemble de support 300 du casier 20. L’ensemble de translation 200 est configuré pour entrainer en mouvement le casier 20 dans le châssis 10. L’ensemble de support 300 est configuré pour supporter et guider le casier 20 sur le châssis 10.
Ensemble de translation L’ensemble de translation 200 comprend : au moins une première crémaillère 210 fixée sur le casier 20 et configurée pour permettre le déplacement du casier 20 selon la première direction X, au moins une deuxième crémaillère 220 fixée sur le casier 20 et configurée pour permettre le déplacement du casier 20 selon la deuxième direction Y, au moins un premier pignon 230 positionné sur le châssis 10 dans chaque module 11 et configuré pour engrainer avec la première crémaillère 210 du casier 20, au moins un deuxième pignon 240 positionné sur le châssis 10 dans chaque module 11 et configuré pour engrainer avec la deuxième crémaillère 220 du casier 20,
L’ensemble de translation 200 utilise ainsi le système pignon-crémaillère. Le système pignon-crémaillère transmet la puissance de manière efficace, en réduisant les pertes d'énergie liées à la friction. La transmission est directe, ce qui signifie que l'énergie est transférée de manière plus efficace par rapport à un système de friction, où la transmission dépend principalement de la force de friction entre les surfaces en contact. Le système pignon crémaillère est configuré pour supporter des charges élevées, ce qui en fait un choix robuste pour des applications nécessitant le déplacement de charges importantes. Les dents des pignons répartissent la charge de manière uniforme, minimisant les points de forte pression. De plus, le système pignon-crémaillère présente une réponse dynamique, ce qui signifie qu'il peut démarrer, s'arrêter et changer de direction, plus rapidement et de manière plus précise que certains systèmes de friction.
Crémaillères
La première crémaillère 210 est configurée pour permettre le déplacement du casier 20 entre le premier module 111 et le deuxième module 112. Pour cela, la première crémaillère 210 est dirigée selon la première direction X et est appelée crémaillère longitudinale 210.
La deuxième crémaillère 220 est configurée pour permettre le déplacement du casier 20 entre le premier module 111 et le troisième module 113. Pour cela, la deuxième crémaillère 220 est dirigée selon la deuxième direction Y. La deuxième crémaillère 220, est positionnée transversalement à la crémaillère longitudinale 210, et est appelée crémaillère transversale 220.
La crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 sont respectivement positionnées sur le fond 21 du casier 20. De plus, la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 sont positionnées sur le casier 20 dans un même plan horizontal parallèle aux poteaux horizontaux 13 du châssis 10. Ainsi, la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 se croisent sur le fond 21 du casier 20. La crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 présentent respectivement une longueur adaptée aux dimensions du casier 20 selon la première direction X et la deuxième direction Y.
Comme illustré par la figure 4, la crémaillère longitudinale 210 comprend une pluralité de dents 211 successives espacées chacune entre elles d’un même premier intervalle 212. La crémaillère transversale 220 comprend une pluralité de dents 221 successives espacées chacune entre elles d’un même deuxième intervalle 222. Un intervalle entre deux dents successives d’une crémaillère est la distance entre les deux dents successives mesurée à la ligne primitive de la crémaillère.
Les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 présentent une même première largeur 213. Les dents 221 de la crémaillère transversale 220 présentent une même deuxième largeur 223. Une largeur de dent d’une crémaillère est la dimension de la dent dans la direction orthogonale à la direction de la crémaillère.
Les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 présentent une même première épaisseur 215. Les dents 221 de la crémaillère transversale 220 présentent une même deuxième épaisseur 225. Une épaisseur de dent d’une crémaillère est la dimension la dent à la ligne primitive de la crémaillère.
La première largeur 213 des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 est inférieure ou égale au deuxième intervalle 222 entre les dents 221 de la crémaillère transversale 220 et la deuxième largeur 223 des dents 221 de la crémaillère transversale 220 est inférieure ou égale au premier intervalle 212 entre les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210. Ainsi, la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 peuvent présenter une intersection 216 vierge de dents 211 de la crémaillère longitudinale et de dents 221 de la crémaillère transversale 220. Ceci permet à la crémaillère longitudinale 210 et à la crémaillère transversale 220 de se croiser sans empêcher un engrainement du pignon longitudinal 230 sur la crémaillère longitudinale 210 et du pignon transversal 240 sur la crémaillère transversale 220 à l’intersection 216 entre la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220.
Ainsi, l’intersection 216 entre la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 ne présente pas d’obstacle au déplacement du casier 20. Le premier intervalle 212 entre les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 peut être égale au deuxième intervalle 222 entre les dents 221 de la crémaillère transversale 220. La première largeur 213 des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 peut être égale à la deuxième largeur 223 des dents 221 de la crémaillère transversale 220. La première épaisseur 215 des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 peut être égale à la deuxième épaisseur 225 des dents 221 de la crémaillère transversale 220. Ainsi, le montage de l’ensemble de translation 200 est facilité et les déplacements du casier 20 sont simplifiés.
L’intersection 216 entre la crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 peut être délimitée par deux dents 211 successives de la crémaillère longitudinale 210 selon la première direction X et par deux dents 221 successives de la crémaillère transversale 220 selon la deuxième direction Y.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble de translation 200 comprend une seule crémaillère longitudinale 210 et une seule crémaillère transversale 220. La crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 peuvent être positionnées transversalement, l’une par rapport à l’autre. La crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 peuvent être positionnées en croix sur le casier 20 et se croiser respectivement en leur milieu. Ceci permet d’équilibrer les charges sur le casier 20.
Selon un autre mode de réalisation, comme par exemple illustré par la figure 3, l’ensemble de translation 200 comprend deux crémaillères longitudinales 210 et deux crémaillères transversales 220, positionnées transversalement par rapport aux crémaillères longitudinales 210. Les deux crémaillères longitudinales 210 peuvent être positionnées de manière à équilibrer les efforts transmis par le pignon longitudinal 230 engrainant avec chacune des crémaillères longitudinales 210. Pour cela, les deux crémaillères longitudinales 210 peuvent être positionnées symétriquement sur le casier 20 par rapport au milieu du casier selon la deuxième direction Y et les deux crémaillères longitudinales 210 peuvent être positionnées peuvent être positionnées symétriquement sur le casier 20 par rapport à la au milieu du casier selon la première direction X. Par exemple, les deux crémaillères longitudinales 210 peuvent chacune être écartées du milieu du casier 20, selon la deuxième direction Y, d’un sixième ou d’un quart de la longueur totale du casier 20 selon la deuxième direction Y. Et, les deux crémaillères transversales 220 peuvent être positionnées de manière à équilibrer les efforts transmis par le pignon transversal 240 engrainant avec chacune des crémaillères transversales 220. Par exemple, les deux crémaillères transversales 220 peuvent chacune être écartées du milieu du casier 20, selon la première direction X, d’un sixième ou d’un quart de la longueur totale du casier 20 selon la première direction X. Ceci permet d’équilibrer les charges sur le casier 20 et d’éviter tout blocage du casier 20 au cours du déplacement entre deux modules 11. De plus, les deux crémaillères longitudinales 210 sont chacune positionnées sur le casier 20 de manière à croiser les deux crémaillères transversales 220 au niveau d’un deuxième intervalle 222 et les deux crémaillères transversales 220 sont chacune positionnées sur le casier 20 de manière à croiser les deux crémaillères longitudinales 210 au niveau d’un premier intervalle 212.
Selon un autre mode de réalisation, l’ensemble de translation 200 peut comprendre plus de deux crémaillères longitudinales 210 et plus de deux crémaillères transversales 220.
Pignons
Comme illustré par la figure 3, le premier pignon 230 est configuré pour être entraîné en rotation par un premier moteur 250 autour de la deuxième direction Y de manière à déplacer la crémaillère longitudinale 210 selon la première direction X. Par la suite, le premier pignon 230 est appelé pignon longitudinal 230, car il est configuré pour entrainer la crémaillère longitudinale 210. Le deuxième pignon 240 est configuré pour être mis en rotation par un deuxième moteur 251 autour de la première direction X de manière à déplacer la crémaillère transversale 220 selon la deuxième direction Y. Par la suite, le deuxième pignon 240 est appelé pignon transversal 240, car il est configuré pour entrainer la crémaillère transversale 220. Le premier moteur 250 et le deuxième moteur 251 sont respectivement positionnés sur le châssis 10 du module 11 considéré.
Comme illustré par la figure 4, le pignon longitudinal 230 comprend des dents 231 successives espacées entre elles d’un même premier intervalle 232. Chaque dent 231 du pignon longitudinal 230 présente une même première largeur 233. Le pignon transversal 240 comprend des dents 241 successives espacées entre elles d’un même deuxième intervalle 242. Chaque dent 241 du pignon transversal 240 présente une même deuxième largeur 243. Un intervalle entre deux dents successives d’un pignon est la dimension de l’arc du cercle primitif entre les deux dents. Une largeur de dent d’un pignon est la dimension de la dent dans la direction de l’axe de rotation du pignon.
La largeur 233 des dents 231 du pignon longitudinal 230 est inférieure à l’intervalle 222 entre les dents 221 de la crémaillère transversale 220 et la largeur 243 des dents 241 du pignon transversal 240 est inférieure à l’intervalle 212 entre les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210. Ceci permet : aux dents 231 du pignon longitudinal 230 de croiser la crémaillère transversale 220 sans être bloqué par les dents 221 de la crémaillère transversale 220 quand le pignon longitudinal 230 engraine avec la crémaillère longitudinale 210, et aux dents 241 du pignon transversal 240 de croiser la crémaillère longitudinale 210 sans être bloqué par les dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 quand le pignon transversal 240 engraine avec la crémaillère transversale 220.
Le premier intervalle 232 entre les dents 231 du pignon longitudinal 230 est supérieur à la première épaisseur 215 des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210. Le deuxième intervalle 242 entre les dents 241 du pignon transversal 240 est supérieur à la deuxième épaisseur 225 des dents 221 de la crémaillère transversale 220. Ceci permet : aux dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 de translater, selon la deuxième direction Y, à travers le premier intervalle 232 entre deux dents 231 du pignon longitudinal 230, quand la crémaillère transversale 220 engraine avec le pignon transversal 240 et que la casier 20 translate selon la deuxième direction Y, et aux dents 221 de la crémaillère transversale 220 de translater, selon la première direction X, à travers le deuxième intervalle 242 entre deux dents 241 du pignon transversal 240 quand la crémaillère longitudinale 210 engraine avec le pignon longitudinal 230 et que le casier 20 translate selon la première direction X.
Le pignon longitudinal 230 comprend, pour un module et un diamètre primitif préalablement choisis, un nombre de dents 231 inférieur au rapport du diamètre primitif par le module. Ainsi, le premier intervalle 232 entre les dents 231 du pignon longitudinal 230 est plus important que l’intervalle entre les dents d’un pignon standard (dont le nombre de dents est strictement égale au rapport du diamètre primitif par le module choisi). Le pignon transversal 240 comprend, pour un module et un diamètre primitif préalablement choisis, un nombre de dents 241 inférieur au rapport du diamètre primitif par le module. Ainsi, l’intervalle 242 entre les dents 241 du pignon transversal 240 est plus important que l’intervalle entre les dents d’un pignon standard (dont le nombre de dents est strictement égale au rapport du diamètre primitif par le module choisi). Ceci permet de réduire les contraintes de dimensionnement du système de déplacement 100.
Le pignon longitudinal 230 et le pignon transversal 240 peuvent comprendre respectivement un nombre de dents 231 ,241 égale à la moitié du rapport du diamètre primitif par le module, autrement dit, ils comprennent respectivement une dent sur deux par rapport à un pignon standard de même diamètre primitif et de même module. Le nombre de dents 231 et la largeur 233 des dents 231 du pignon longitudinal 230 peuvent être respectivement égaux au nombre de dents 241 et à la largeur 243 des dents 241 du pignon transversal 240. Ainsi le montage de l’ensemble de translation 200 est facilité et les déplacements du casier 20 sont simplifiés.
L’ensemble de translation 200 peut comprendre deux pignons longitudinaux 230 pour entrainer la crémaillère longitudinale 210 et deux pignons transversaux 240 pour entrainer la crémaillère transversale 220. Les deux pignons longitudinaux 230 peuvent être chacun répartis sur l’un des deux poteaux horizontaux 13y selon la deuxième direction Y horizontale. Les deux pignons transversaux 240 peuvent être chacun répartis sur l’un des deux poteaux horizontaux 13x selon la première direction X horizontale. Ainsi, quand le casier 20 est positionné au centre d’un module, la crémaillère longitudinale 210 peut engrainer avec les deux pignons longitudinaux 230 et la crémaillère transversale 220 peut engrainer avec les deux pignons transversaux 240.
L’ensemble de translation 200 peut comprendre un système d’indexation de chaque pignon longitudinal 230 et de chaque pignon transversal 240. Le système d’indexation permet d'imposer une orientation précise à chaque pignon longitudinal 230 et à chaque pignon transversal 240 considéré. L’orientation peut comprendre une position débrayée et une position embrayée. Dans la position embrayée le pignon longitudinal 230, et respectivement le pignon transversal 240, est apte à coopérer avec la crémaillère longitudinale 210, respectivement avec la crémaillère transversale 220, pour assurer l’entrainement.
Dans le mode de réalisation dans lequel l’ensemble de translation 200 comprend deux crémaillères longitudinales 210 et deux crémaillères transversales 220, un unique premier moteur 250 peut être positionné sur chacun des poteaux horizontaux 13y selon la deuxième direction Y et un unique deuxième moteur 251 peut être positionné sur chacun des poteaux horizontaux 13x selon la première direction X. Chaque unique premier moteur 250 entraine respectivement en rotation les pignons longitudinaux 230 positionnés sur le poteau horizontal 13y selon la deuxième direction Y considérée. Chaque unique deuxième moteur 251 entraine respectivement en rotation les pignons transversaux 240 positionnés sur le poteau horizontal 13x selon la première direction X considérée. Autrement dit, chaque pignon longitudinal 230 de chaque crémaillère longitudinale 210 positionnés sur le même poteau horizontal 13y selon la deuxième direction Y est entraîné en rotation par le même premier moteur 250. Et, chaque pignon transversal 240 de chaque crémaillère transversale 220, positionnés sur le même poteaux horizontaux 13x selon la première direction X est entraîné en rotation par le même deuxième moteur 251 . En d’autres termes, chaque module comprend un seul premier moteur 250 sur chaque poteau horizontal 13x selon la première direction X et un seul deuxième moteur 251 sur chaque poteau horizontal 13y selon la deuxième direction Y. Ceci permet de synchroniser mécaniquement la translation du casier 20 par les deux crémaillères longitudinales 210 ou crémaillères transversales 220 selon la première direction X ou la deuxième direction Y. Ceci permet également d’éviter tout blocage du casier 20 du fait de sur contraintes ou de déformations du casier 20.
L’ensemble de translation 200 peut également participer à un guidage du casier 20, comme illustré par la figure 5. La crémaillère longitudinale 210 et la crémaillère transversale 220 présentent chacune deux extrémités. Chacune des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 positionnée la plus proche de l’une des deux extrémités de la crémaillère longitudinale 210 peut être une dent de guidage longitudinale 214. Chaque dent de guidage longitudinale 214 présente une largeur 217 plus importante que la première largeur 213 des dents 211 de la crémaillère longitudinale 210 comme illustré par la figure 5. Chacune des dents 231 de la crémaillère transversale 220 positionnée la plus proche de l’une des deux extrémités de la crémaillère transversale 220 peut être une dent de guidage transversale 224. Chaque dent de guidage transversale 224 présente une largeur 227 plus importante que la deuxième largeur 223 des dents 221 de la crémaillère transversale 220.
Les dents de guidage longitudinales 214 de la crémaillère longitudinale 210 sont configurées pour guider le casier 20 selon la deuxième direction Y lorsque le casier 20 se déplace selon la deuxième direction Y. Pour cela, les dents de guidage longitudinales 214 de la crémaillère longitudinale 210 peuvent glisser respectivement dans le premier intervalle 232 entre deux dents 231 d’un pignon longitudinal 230. Et, les dents de guidage transversales 224 de la crémaillère transversale 220 sont configurées pour guider le casier 20 selon la première direction X quand le casier 20 se déplace selon la première direction X. Pour cela, les dents de guidage transversales 224 de la crémaillère transversale 220 peuvent glisser respectivement dans le deuxième intervalle 242 entre les dents 241 d’un pignon transversal 240.
Dans le mode de réalisation selon lequel chaque crémaillère longitudinale 210 et chaque crémaillère transversale 220 comprend respectivement deux pignons longitudinaux 230 et deux pignons transversaux 240, les dents de guidage longitudinales 214 d’une même crémaillère peuvent chacune être guidées en glissant le long d’une dent 231 d’un des deux pignons longitudinaux 230. Autrement dit, chacune des deux dents de guidage longitudinales 214 de la crémaillère longitudinale 210 passe entre deux dents 231 de l’un des deux pignons longitudinaux 230 et peut même être en contact avec l’une des deux dents 231 afin d’être guidé selon la deuxième direction Y. Et, chacune des deux dents de guidage transversales 224 de la crémaillère transversale 220 passe entre deux dents 241 de l’un des deux pignons transversaux 240 et peut même être en contact avec l’une des deux dents 241 afin d’être guidé selon la première direction X.
Ensemble de support
Comme illustré par la figure 6, l’ensemble de support 300 peut comprendre des rotules 310 positionnées sur le casier 20 et des rails 320 fixés au châssis 10 et configurés pour guider les rotules 310 sur le châssis 10.
Rails
Le châssis 10 comprend des rails 320 pour supporter les rotules 310 du casier 20. Plus précisément, les rails 320 sont fixés sur les quatre poteaux horizontaux 13 de chaque module 11.
Les rails 320 présentent préférentiellement une partie de support 321 et une partie de guidage 322. La partie de support 321 est avantageusement plane et est encadrée par la partie de guidage 322 qui fait saillie depuis la partie de support 321 selon la troisième direction Z. En d’autres termes, chaque rail 320 forme un canal dont la partie de support 321 forme un fond 21 et la partie de guidage 322 des rebords. La partie de guidage 322 peut présenter deux parties, symétriques entre elles par rapport à la partie de support 321 et présentant respectivement une forme concave vers la partie de support 321 . De tels rails 320 permettent de guider chaque rotule 310 selon la direction considérée.
Les rails 320 comprennent des rails longitudinaux 320x fixés sur les poteaux horizontaux 13x selon la première direction X et configurés pour guider les rotules 310 du casier 20 selon la première direction X quand le casier 20 se déplace selon le première direction X. Et, les rails 320 comprennent des rails transversaux 320y fixés sur les poteaux horizontaux 13y selon la deuxième direction Y et configurés pour guider les rotules 310 du casier 20 selon la deuxième direction Y quand le casier 20 se déplace selon le deuxième direction Y.
Chacun des rails longitudinaux 320x présente une intersection 324 avec chacun des rails transversaux 320y. L’intersection 324 entre le rail longitudinal 320x et le rail transversal 320y ne présentent pas de partie de guidage 322. La rotule 310 n’est donc pas guidée par la partie de guidage 322 à l’intersection 324 entre deux rails 320. Les dents de guidage longitudinales 214 peuvent participer au guidage d’un casier 20 selon la deuxième direction Y lorsque le casier 20 se déplace selon la deuxième direction Y et les dents de guidage transversales 224 de la crémaillère transversale 220 sont configurées pour guider le casier 20 selon la première direction X quand le casier 20 se déplace selon la première direction X, lorsqu’une des rotules traverse l’une des intersections 324. L’intersection 324 peut être d’une longueur 325 selon la première direction X inférieure à largeur 227 de la dent de guidage transversale 224 et une longueur 326 selon la deuxième direction Y inférieure à largeur 217 de la dent de guidage longitudinale 214.
Rotules
Le casier 20 comprend préférentiellement quatre rotules 310 afin de répartir uniformément la charge du casier 20 et d’équilibrer le casier 20 sur le châssis 10. Les rotules 310 peuvent être positionnées aux quatre angles du casier 20. Les rotules 310 permettent au casier 20 de se déplacer selon plusieurs directions horizontales différentes sans opposer de résistance au déplacement, contrairement à des roues qui ne permettent qu’une seule direction de déplacement. En effet les rotules 310 sont libres en rotation et peuvent donc faire office être entraînée en rotation quelle que soit la direction horizontale de déplacement du casier 20 sur le châssis 10. Ainsi, les rotules 310 supportent le casier 20 sur le châssis 10 et permettent au casier 20 de translater selon la première direction X et selon la deuxième direction Y. Les rotules 310 permettent ainsi de s’affranchir d’un système de débrayage souvent nécessaire avec un ensemble de support 300 comprenant des roues.
Chaque rotule 310 peut comprendre une jupe 311. La jupe 311 , comme illustré par exemple par la figure 7, est configurée pour coopérer avec la partie de guidage 322 concave du rail 320 pour assurer un maintien de la rotule 310 dans le rail 320 et donc un bon guidage du casier 20 dans le châssis 10. La jupe 311 est fixée au casier 20 et supporte la rotule 310. La jupe 311 entoure la rotule 310 et peut présenter un bord externe circulaire afin de faciliter son insertion dans la partie de guidage 322 concave. Une fois dans le rail 320, la jupe 311 est configurée pour empêcher la rotule 310 de se déplacer dans le rail 320 selon une autre direction que la direction du rail 320 considéré.
Pion de guidage
L’ensemble de support 300 peut en outre comprendre des pions de guidage 330. Les pions de guidage 330 sont configurés pour glisser dans les rails 320 de guidages et pour guider le casier 20 lorsqu’une ou plusieurs des rotules 310 du casier 20 traversent une intersection 324 entre un des rails longitudinaux 320x et un des rails transversaux 320y. Les pions de guidage 330 coopèrent ainsi avec les dents de guidage longitudinales 214 et avec les dents de guidage transversales 224 au guidage casier 20 lorsqu’une ou plusieurs des rotules 310 du casier 20 traversent une intersection 324 entre un des rails longitudinaux 320x et un des rails transversaux 320y.
Le pion de guidage 330 est donc avantageusement positionné sur le casier 20, entre deux rotules 310 considérées pour être guidé par la partie de guidage 322 d’un rail 320 selon une direction de déplacement considérée quand l’une des deux rotules 310 considérées se situe au niveau d’une des intersection 324.
Le casier 20 peut comprendre un pion de guidage 330 sur chaque côté du casier 20 soit quatre pions de guidage 330.
Chaque rail 320 présente un passage 323, comme illustré par la figure 8, dans la partie de guidage 322 afin de laisser passer le pion de guidage 330. Le passage 323 est positionné sur le rail 320 de sorte que chaque pion de guidage 330 est en face du passage 323 quand le casier 20 est positionné au centre du module 11 . Ceci permet aux pions de guidage 330 qui ne participent pas au guidage du casier 20 selon la direction de déplacement considérée, de ne pas entraver le déplacement selon cette direction en butant sur la partie de guidage 322.
Unité d’actionnement
L’unité d’actionnement 130 comprend :
- le poteau horizontal 13 formant le châssis 10. Le poteau s’étend selon une direction principale qui peut être la première direction horizontale X, ou bien la deuxième direction horizontale Y, selon l’unité d’actionnement 130 considérée.
- un rail 320 du système de déplacement 100. Le rail 320 est fixé le long du poteau 13. Selon que le poteau est orienté selon la première direction horizontale X, ou bien selon la deuxième direction horizontale Y, le rail 320 est un rail longitudinal 320x ou bien un rail transversal 320y.
- un premier pignon 230 positionné d’un côté du poteau 13 (autrement dit du côté du premier module 111 ) et un deuxième pignon 230 positionné d’un autre côté du poteau 13 (autrement dit du côté du deuxième module 112 ou du troisième module 113). Selon que le poteau est orienté selon la première direction horizontale X, ou bien selon la deuxième direction horizontale Y, le premier pignon 230 et le deuxième pignon 230 sont configurés pour être entraînés en rotation autour de la première direction X ou selon la deuxième direction Y, par un moteur 250,251 fixé au poteau 13. - un dispositif de commande c, pour commander en synchrone le moteur 250,251 de chacun du premier pignon 230 et du deuxième pignon 230. Le dispositif de commande est relié à l’unité de commande C centrale pour permettre un déplacement coordonné du casier 20 dans le châssis 10. Le dispositif de commande c de chaque unité d’actionnement 130 est configurée pour commander le moteur 250,251 respectif de chacun du premier pignon 230 et du deuxième pignon 230 en cas de commande reçue de l’unité de commande C. Le dispositif de commande c de chaque unité d’actionnement 130 est configurée pour commander le moteur 250,251 respectif de chacun du premier pignon 230 et du deuxième pignon 230 de façon synchronisée pour qu’un casier passant par l’unité d’actionnement 130 puisse transiter en étant entraîné conjointement par le premier pignon 230 et par le deuxième pignon 230. Le dispositif de commande c permet ainsi d’éviter tout disfonctionnement dans la translation du casier 20 entre deux modules 11 adjacents séparés entre eux par l’unité d’actionnement 130 considérées.
L’agencement d’une pluralité d’unités d’actionnement 130 entre elles et avec des poteaux verticaux 12 permet la formation de la pluralité de modules 11 adjacents configurés pour recevoir un (ou plusieurs) casier 20. Le châssis 10 comprend ainsi, liés entre eux, outre des poteaux verticaux 12 :
- des unités d’actionnement 130 dont la direction principale est orientée selon la première direction X, configurées pour engrainer avec une crémaillère transversale 220 d’un casier 20 et pour guider des rotules 310 supportant le casier 20 selon la première direction X, et
- des unités d’actionnement 130 dont la direction principale est orientée selon la deuxième direction Y, configurées pour engrainer avec une crémaillère longitudinale 210 d’un casier 20 et pour guider des rotules 310 supportant le casier 20 selon la deuxième direction Y.
Les unités d’actionnement 130 peuvent être fabriquées en assemblées entre elles directement lors du montage de la structure modulaire 1 de stockage. Ceci permet de faciliter la conception et le montage de la structure modulaire.
Procédé de déplacement du casier entre deux modules voisins
Le casier 20 peut se déplacer entre le premier module 111 et le deuxième module 112 ou le troisième module 113 sous l’action du système de déplacement 100. Le procédé détaillé ci-après concerne un déplacement du casier 20 depuis le premier module 111 vers le deuxième module 112. Mais un déplacement du premier module 111 vers le troisième module 113 est similaire dans le principe. Le procédé, dont les principales étapes sont schématisées par un organigramme dans la figure 9, est décrit pour un casier 20 selon le mode de réalisation dans lequel le système de déplacement 100 comprend deux crémaillères longitudinales 210 et deux crémaillère transversales 220 ainsi que deux pignons longitudinaux 230 pour chaque crémaillère longitudinale 210 et deux pignons transversaux 240 pour chaque crémaillère transversale 220. Mais un déplacement d’un casier 20 avec un nombre de crémaillères longitudinales 210 et un nombre de crémaillères transversales 220 différents ainsi qu’avec un nombre de pignons longitudinaux 230 pour chaque crémaillère longitudinale 210 et de pignons transversaux 240 pour chaque crémaillère transversale 220 différents est également similaire dans le principe.
Le casier 20 est initialement positionné au centre du premier module 111 , comme illustré par exemple par la figure 2. Les dents de guidage 214 de chaque crémaillère longitudinale 210 sont chacune positionnées dans l’intervalle 232 entre deux dents 231 d’un des pignons longitudinaux 230 et les dents de guidage 224 de chaque crémaillère transversale 220 sont chacune positionnées dans l’intervalle 242 entre deux dents 241 d’un des pignons transversaux 240. Le casier 20 peut ainsi éventuellement être déplacé selon la première direction X et selon la deuxième direction Y par un actionnement des pignons longitudinaux 230 ou des pignons transversaux 240.
L’unité de commande C commande (étape E1 ) les deuxièmes moteurs 251 du premier module 111 afin que les pignons transversaux 240 se mettent dans une position de guidage des dents de guidage transversales 224 des crémaillères transversales 220. Dans la position de guidage, comme illustré par la figure 8, les dents de guidage transversales 224 sont chacune tangentes à une des dents 241 d’un des pignons transversaux 240. Avantageusement, chaque dent de guidage transversal 224 des crémaillères transversales 220 est tangente à une des dents 241 d’un des pignons transversaux 240 du côté du poteaux horizontale selon première direction X auquel le pignon transversal 240 considéré est fixé. Ceci permet ainsi de réaliser une glissière sur le casier 20 selon la première direction X.
L’unité de commande C commande (étape E2) ensuite les premiers moteurs 250 du premier module 111 afin que les pignons longitudinaux 230 engrainent avec les crémaillères longitudinales 210. Avantageusement, seul le moteur 250 actionnant les pignons longitudinaux 230 du premier module 111 fixés sur le poteau horizontal 13y selon la deuxième direction Y voisin du deuxième module 112 est actionné. L’unité de commande C peut également commander (étape E3) le premier moteur 250 actionnant les pignons longitudinaux 230 du deuxième module 112 fixés sur le poteaux horizontale selon la deuxième direction Y voisin du premier module 111 afin de collaborer avec les pignons longitudinaux 230 du premier module 111 qui sont actionnés, au déplacement du casier 20 puis de les remplacer une fois que les crémaillères longitudinales 210 n’engraineront plus avec les pignons longitudinaux 230 du premier module 111. L’actionnement des pignons longitudinaux 230 du deuxième module 112 est réalisé de manière synchronisée avec l’actionnement des pignons longitudinaux 230 du premier module 111 par le contrôleur PID. Le contrôleur PID est configuré pour maintenir une vitesse constante et minimiser les écarts de position pour permettre au casier 20 de passer du premier module 111 au deuxième module 112 sans blocage.
L’unité de commande C commande (étape E4) également les deuxièmes moteurs 251 du deuxième module 112 afin que les pignons transversaux 240 se mettent dans une position configurée pour laisser passer les dents de guidage transversales 224 des crémaillères transversales 220 selon la première direction X. Autrement dit, les pignons transversaux 240 du deuxième module 112 sont orientés de sorte que les dents de guidage transversales 224 des crémaillères transversales 220 passent respectivement dans l’intervalle 242 entre deux des dents 241 des pignons transversaux 240 du deuxième module 112. Ainsi, le déplacement du casier 20 selon la première direction X n’est pas empêché ou gêné par les crémaillères transversales 220 et les pignons transversaux 240, configurés pour le déplacement selon la deuxième direction Y. Les pignons transversaux 240 du deuxième module 112 peuvent être actionnés pour se mettre dans la position de guidage lorsque au moins une des rotules 310 du casier 20 traverse une des intersections 324.
Au cours du déplacement du casier 20 entre le premier module 111 et le deuxième module 112, les rotules 310 du casier 20 se déplacent dans les rails 320 selon la première direction X du premier module 111 puis du deuxième module 112. Au cours du déplacement, chaque pion de guidage 330 positionné dans les rails 320 selon la première direction X coopèrent au guidage du casier 20 selon la première direction X en glissant dans les rails 320 selon la première direction X.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de déplacement (100) d’un casier (20) dans une structure modulaire (1 ) de stockage comprenant un châssis (10) formant une pluralité de modules (11 ) adjacents, le système de déplacement (100) comprenant : une crémaillère longitudinale (210) positionnée sur le casier (20) et configurée pour déplacer le casier (20) dans la structure modulaire (1 ) selon une première direction (X) et une crémaillère transversale (220) positionnée sur le casier (20) et configurée pour déplacer le casier (20) dans la structure modulaire (1 ) selon une deuxième direction (Y) , perpendiculaire à la première direction (X) ; et un pignon longitudinal (230) et un pignon transversal (240) positionnés sur le châssis (10) de chaque module (11 ), le pignon longitudinal (230) étant configuré pour engrainer avec la crémaillère longitudinale (210) et le pignon transversal (240) étant configuré pour engrainer avec la crémaillère transversale (220) ; caractérisé en ce que la crémaillère longitudinale (210) et la crémaillère transversale (220) comprennent respectivement des dents (211 ,221 ) espacées d’un intervalle (212,222) et présentant une largeur (213,223), la largeur (213) des dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210) étant inférieure ou égale à l’intervalle (222) entre les dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) et la largeur (223) des dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) étant inférieure ou égale à l’intervalle (212) entre les dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210).
2. Système de déplacement (100) selon la revendication 1 , dans lequel le pignon longitudinal (230) comprend des dents (231 ) successives espacées chacune entre elles d’un intervalle (232) supérieur à l’épaisseur des dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210) de manière à permettre aux dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210) de translater à travers l’intervalle (232) du pignon longitudinal (230) quand la crémaillère transversale (220) engraine avec le pignon transversal (240) et le pignon transversal (240) comprend des dents (241 ) successives espacées chacune entre elles d’un intervalle (242) supérieur à l’épaisseur des dents (221 ) de la crémaillère transversale (220), de manière à permettre aux dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) de translater à travers l’intervalle (242) du pignon transversal (240) quand la crémaillère longitudinale (210) engraine avec le pignon longitudinal (230).
3. Système de déplacement (100) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l’intervalle (212) entre les dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210) est supérieur à la largeur (243) des dents (241 ) du pignon transversal (240) et l’intervalle (222) entre les dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) est supérieur à la largeur (233) des dents (231 ) du pignon longitudinal (230), de manière à permettre au pignon longitudinal (230) de croiser la crémaillère transversale (220) quand il engraine sur la crémaillère longitudinale (210) et au pignon transversal (240) de croiser la crémaillère longitudinale (210) quand il engraine sur la crémaillère transversale (220).
4. Système de déplacement (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la crémaillère longitudinale (210) et la crémaillère transversale (220) sont positionnées sur le casier (20) transversalement, l’une par rapport à l’autre, et se croisent de manière à équilibrer les charges sur le casier (20).
5. Système de déplacement (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant deux crémaillères longitudinales (210) distinctes et parallèles, et deux crémaillères transversales (220) distinctes et parallèles, chacune des deux crémaillères longitudinales (210) et des deux crémaillères transversales (220) engrainant respectivement avec deux pignons longitudinaux (230) et deux pignons transversaux (240).
6. Système de déplacement (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des rotules (310) pour supporter le casier (20) sur le châssis (10), les rotules (310) permettant un déplacement du casier (20) selon la première direction (X) et selon la deuxième direction (Y).
7. Système de déplacement (100) l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant des rails longitudinaux (320x) fixés au châssis (10) afin de guider des rotules (310) supportant le casier (20) selon la première direction (X) et des rails transversaux (320y) fixés au châssis (10) afin de guider des rotules (310) supportant le casier (20) selon la deuxième direction (Y), chaque rail longitudinal (320x) présentant une intersection (324) avec chaque rail transversal (320y).
8. Système de déplacement (100) selon la revendication 7, dans lequel chaque pignon longitudinal (230) est positionné sur le châssis (10) le long d’un rail transversal (320y) et chaque pignon transversal (240) est positionné sur le châssis (10) le long d’un rail longitudinal (320x), un unique premier moteur (250) entraînant en rotation chaque pignon longitudinal (230) positionné le long d’un même rail transversale (320y) et un unique deuxième moteur (251 ) entraînant en rotation chaque pignon transversal (240) positionné le long d’un même rail longitudinal (320x).
9. Système de déplacement (100) selon les revendications 6 et 7, dans lequel chaque rotule (310) comprend une jupe (311 ) de guidage configurée pour maintenir la rotule (310) dans un des rails longitudinaux (320x) ou dans un des rails transversaux (320y).
10. Système de déplacement (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel chacune des crémaillère longitudinale (210) et crémaillère transversale (220) comprend respectivement à ses deux extrémités une dent de guidage (214,224) dont la largeur (217,227) est respectivement plus importante que la largeur (213,223) des dents (211 ,221 ) de la crémaillère longitudinale (210) et de la crémaillère transversale (220), la dent de guidage (214) de la crémaillère longitudinale (210) étant configurée pour guider le casier (20) selon la deuxième direction (Y) en glissant dans l’intervalle (232) du pignon longitudinal (230) et la dent de guidage (224) de la crémaillère transversale (220) étant configurée pour guider le casier (20) selon la première direction (X) en glissant dans l’intervalle (242) du pignon transversal (240).
11. Système de déplacement (100) selon les revendications 7 et 10, dans lequel la largeur (217) des dents de guidage (214) de la crémaillère longitudinale (210) est supérieure à une longueur (326) de l’intersection (324) selon la deuxième direction (Y) et la largeur (227) des dents de guidage (224) de la crémaillère transversale (220) est supérieure à une longueur (325) de l’intersection (324) selon la première direction (X), afin de permettre un guidage du casier (20) quand l’une des rotules (310) du casier (20) traverse l’intersection (324).
12. Système de déplacement (100) selon la revendication 7, comprenant des pions de guidage (330) fixés sur le casier (20) et configurés pour translater dans un des rails longitudinaux (320x) ou dans un des rails transversaux (320y), le pion de guidage (330) guidant le casier (20) selon la première direction (X) ou selon la deuxième direction (Y) quand une rotule (310) est à une des intersections (324).
13. Casier (20) configuré pour être déplacé dans une structure modulaire (1 ) de stockage et comprenant une crémaillère longitudinale (210) configurée pour déplacer le casier (20) dans la structure modulaire (1 ) selon une première direction (X) et une crémaillère transversale (220) configurée pour déplacer le casier (20) dans la structure modulaire (1 ) selon une deuxième direction (Y), perpendiculaire à la première direction (X), la crémaillère longitudinale (210) et la crémaillère transversale (220) étant positionnées sur le casier (20), caractérisé en ce que la crémaillère longitudinale (210) et la crémaillère transversale (220) comprennent respectivement des dents (211 ,221 ) espacées d’un intervalle (212,222) et présentant une largeur (213,223), la largeur (213) des dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210) étant inférieure ou égale à l’intervalle (222) entre les dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) et la largeur (223) des dents (221 ) de la crémaillère transversale (220) est inférieure ou égale à l’intervalle (212) entre les dents (211 ) de la crémaillère longitudinale (210).
14. Unité d’actionnement (130) pour un système d’actionnement (100) selon la revendication 1 , l’unité d’actionnement (130) comprenant :
- un poteau (13) s’étendant le long d’une direction principale (X,Y),
- un rail (320) fixé le long du poteau (13) et configuré pour guider des rotules (310) supportant un casier (20),
- un premier pignon (230) positionné d’un côté du poteau (13) par rapport à la direction longitudinale (X,Y) et un deuxième pignon (230) positionné d’un autre côté du poteau (13) par rapport à la direction principale (X,Y), chaque pignon étant configuré pour être entraîné en rotation autour de la direction principale (X,Y) par un moteur (250,251 ) fixé au poteau (13),
- un dispositif de commande (c), pour commander en synchrone le moteur (250,251 ) respectif de chacun du premier pignon (230) et du deuxième pignon (230).
15. Châssis (10) d’une structure modulaire (1 ) de stockage, comprenant une pluralité d’unités d’actionnement (130) selon la revendication 14, la pluralité d’unités d’actionnement (130) formant une pluralité de modules (11 ) adjacents configurés pour recevoir un casier (20), le châssis (10) comprenant : des unités d’actionnement (130) dont la direction principale est orientée selon une première direction (X), configurées pour engrainer avec une crémaillère transversale (220) d’un casier (20) et pour guider des rotules (310) supportant le casier (20) selon la première direction (X), et des unités d’actionnement (130) dont la direction principale est orientée selon une deuxième direction (Y), configurées pour engrainer avec une crémaillère longitudinale (210) d’un casier (20) et pour guider des rotules (310) supportant le casier (20) selon la deuxième direction (Y).
16. Structure modulaire (1 ) de stockage comprenant un casier (20) selon la revendication 13 et un châssis (10) selon la revendication 15, le casier (20) étant configuré pour être déplacé dans les modules (11 ) du châssis (10) sous l’action d’une unité de commande (C).
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