УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ МЕЖДУ ШТАБЕЛЕМ И СТЕЛЛАЖОМ Российский патент 2023 года по МПК B65G61/00 

Изобретение относится к устройству для перемещения транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом, содержащему приставляемый поперек направления подъема к транспортному контейнеру подъемный механизм.

В области транспортной логистики используются устройства, выполненные, в частности, в виде так называемых манипуляторов. Они обеспечивают укладку и захват отдельных транспортных контейнеров. Такие устройства включают в себя обычно подъемные механизмы, которые при захвате транспортного контейнера приближаются к нему в направлении подъема с верхней стороны, причем выполненный, например, в виде захватной системы подъемный механизм приставляется поперек направления подъема к транспортному контейнеру. Под приставлением поперек направления подъема понимается то, что рабочие поверхности подъемного механизма приставляются не стороны днища, а, в частности, к боковым стенкам транспортного контейнера, в результате чего последний может быть поднят подъемным механизмом в направлении подъема с силовым замыканием. Однако недостаток таких устройств в том, что перемещение транспортных контейнеров от штабеля к стеллажу, доступному, как правило, только со стороны вхождения, возможно лишь в ограниченной степени, поскольку, в частности, при, по меньшей мере, частично заполненных стеллажах для захватной системы или ее поворотного рычага больше нет достаточно места, чтобы поместить транспортный контейнер в соответствующее гнездо стеллажа. Наоборот, перемещение транспортного контейнера от полного стеллажа к штабелю принципиально невозможно из-за имеющихся конструктивных ограничений.

Таким образом, существует потребность в устройстве описанного выше рода, которое, несмотря на компактную конструкцию, обеспечивало бы надежное перемещение транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом независимо от степени заполнения последнего и которое подходило бы преимущественно для оснащения манипуляторов промышленных роботов.

Поставленная задача решена, согласно изобретению, за счет того, что подъемный механизм содержит направляющую для перемещения транспортного контейнера поперек направления подъема и при этом предусмотрен разъемно соединяемый с транспортным контейнером с прочностью на сдвиг толкающий механизм для перемещения транспортного контейнера по направляющей между положениями подъема и ввода в стеллаж.

Благодаря изобретению независимо от степени заполнения стеллажа обеспечивается то, что, с одной стороны, из направления подъема со штабеля берется самый верхний транспортный контейнер, затем он без опасности падения переносится к стеллажу и там с помощью толкающего механизма вдвигается поперек направления подъема, а, с другой стороны, транспортные контейнеры снимаются толкающим механизмом со стеллажа поперек направления подъема и снова из направления подъема укладываются на штабель или транспортные поддоны. При этом подъемный механизм приставляется к транспортному контейнеру так, что тот удерживается подъемным механизмом в положении подъема надежно и преимущественно с геометрическим замыканием и без силового замыкания, в результате чего транспортный контейнер остается с возможностью перемещения по направляющей также поперек направления подъема. Толкающий механизм выполнен с возможностью разъемного соединения с транспортным контейнером с прочностью на сдвиг таким образом, что транспортный контейнер, с одной стороны, фиксирован в положении подъема даже при требуемых для короткого времени манипулирования больших ускорениях промышленного робота, а, с другой стороны, для перемещения транспортного контейнера между положениями подъема и ввода в стеллаж может эффективно воспринимать введенные толкающим механизмом усилия. Следовательно, больше не требуется, чтобы устройство, в частности, тогда, когда оно содержит также многокоординатный промышленный робот, должно для перемещения транспортного контейнера на стеллаж проникать сначала во внутреннюю зону стеллажа, с тем чтобы можно было отпустить транспортный контейнер из положения подъема и поместить на стеллаж. В противоположность этому, согласно изобретению, предусмотрено, что устройство вместе с транспортным контейнером в его положении подъема может быть позиционировано на вводной стороне стеллажа на его соответствующей высоте в положении передачи, причем тогда транспортный контейнер перемещается из положения подъема вдоль направляющей в положение ввода в стеллаж и, тем самым, передается в соответствующее гнездо стеллажа. Особенно благоприятные конструктивные условия возникают, например, тогда, когда заявленная направляющая образована шиной скольжения, к которой прилегает транспортный контейнер и за счет толкающего механизма может перемещаться поперек направления подъема между положениями подъема и ввода в стеллаж. Дополнительно заявленное устройство может быть установлено с возможностью вращения относительно проходящей поперек направления подъема оси вращения, чтобы можно было перемещать транспортные контейнеры по отношению друг к другу независимо от пространственного положения штабелей и стеллажей.

Чтобы при компактной конструкции независимо от габаритов транспортных контейнеров обеспечить их надежное перемещение между штабелем и стеллажом, предложено, что устройство содержит приемное приспособление, в которое транспортный контейнер при раскрытом подъемном механизме в направлении подъема и при приставленном подъемном механизме вводится поперек направления подъема. Именно при плотно расположенных в ряд штабелях обычно между соседними штабелями оставляется узкая щель, чтобы, при необходимости, обеспечить захват транспортного контейнера также вручную за счет того, что руки можно просунуть в щели с обеих сторон транспортного контейнера. Чтобы на этом фоне обеспечить беспрепятственный захват транспортного контейнера подъемным механизмом, рекомендуется, чтобы подъемный механизм выдавался по отношению к своей ширине за транспортный контейнер лишь настолько, чтобы могло происходить проникновение подъемного механизма в щели из направления подъема.

Одно конструктивно предпочтительное решение, заключающееся в захвате транспортного контейнера подъемным механизмом надежно и, тем не менее, с возможностью перемещения поперек направления подъема, возникает тогда, когда приставленный к транспортному контейнеру подъемный механизм образует проходящее поперек направления подъема соединение гребень-паз. Чтобы уменьшить опасность повреждений гребня из-за ненадлежащего обращения с транспортным контейнером, последний образует преимущественно на двух противоположных боковых стенках соответственно проходящие поперек направления подъема направляющие пазы, в которые входят соответствующие направляющие ребра подъемного механизма в качестве гребней, так что, с одной стороны, в направлении подъема образуется геометрическое замыкание, а, с другой стороны, поперек направления подъема обеспечивается перемещение транспортного контейнера относительно подъемного механизма за счет скольжения направляющих ребер относительно направляющих пазов. В принципе, направляющие пазы могут быть образованы также подъемным механизмом, тогда как гребни расположены на транспортном контейнере.

Особенно благоприятные условия подъема при небольшой потребности в конструктивном пространстве возникают тогда, когда подъемный механизм содержит два перемещаемых по отношению друг к другу подъемных рычага. Например, подъемные рычаги могут перемещаться по отношению друг к другу посредством перемещаемых поперек направления подъема телескопических рычагов с пневмо- или гидроприводом или посредством привода ходовым винтом. Преимущественно каждый подъемный рычаг образует с захваченным транспортным контейнером соответствующее соединение гребень-паз. При этом ширина отдельных подъемных рычагов может быть меньше наименьшего размера щели между транспортными контейнерами расположенных рядом друг с другом штабелей.

Чтобы обеспечить беспрепятственное соединение толкающего механизма с транспортным контейнером и их разъединение при одновременно особенно стабильной конструкции, предложено, что толкающий механизм содержит, по меньшей мере, один толкатель, который содержит перемещаемый между фиксирующим и открывающим положениями фиксатор для вхождения в фиксирующее отверстие транспортного контейнера. Для соединения толкающего механизма с транспортным контейнером содержащий преимущественно два рабочих элемента фиксатор в направлении вхождения входит в фиксирующее отверстие транспортного контейнера, после чего оба рабочих элемента перемещаются по отношению друг к другу поперек направления вхождения и/или разжимают фиксатор в фиксирующем отверстии с силовым замыканием. Наоборот, для отделения толкающего механизма от транспортного контейнера рабочие элементы фиксатора перемещаются обратно по отношению друг к другу. Для создания особенно благоприятных конструктивных условий фиксатор может содержать в качестве рабочих элементов две сдвигаемые или перемещаемые по отношению друг к другу половины. За счет того, что фиксатор не расположен на транспортном контейнере, возникает, кроме того, то преимущество, что уменьшается опасность повреждений отстоящего фиксатора из-за ненадлежащего обращения с транспортным контейнером.

В одном предпочтительном варианте заявленного устройства толкатель толкающего механизма установлен с возможностью перемещения между положением передачи для соединения с расположенным на стеллаже транспортным контейнером и положением подъема для захвата транспортного контейнера подъемным механизмом. Для особенно оптимальной экономии места толкатель может быть установлен с возможностью перемещения преимущественно от одной краевой зоны устройства к противоположной поперек направления подъема краевой зоне. Благодаря этим признакам устройство или место установки устройства на каком-либо поворотном рычаге при перемещении транспортного контейнера между стеллажом и подъемным механизмом нагружается лишь небольшими опрокидывающими моментами, поскольку в процессе перемещения между положениями передачи и подъема вес транспортного контейнера может восприниматься как подъемным механизмом, так и стеллажом.

Чтобы можно было использовать заявленное устройство для транспортных контейнеров разной ширины и создать предпочтительные конструктивные условия в отношении как подъемного, так и толкающего механизма, рекомендуется, чтобы толкающий механизм содержал два толкателя, установленных каждый на подъемном рычаге с возможностью перемещения поперек направления подъема. Преимущественно каждый подъемный рычаг образует вместе с толкателем и приданным ему сервоприводом единый конструктивный блок. В качестве сервопривода может быть предусмотрен, например, образованный сдвоенной шестеренчатой парой сдвоенный цепной привод, причем для кинематической связи как с цепями, так и с самим соответствующим толкателем сочленен рычаг. За счет того, что приданные каждой шестерне цепи имеют разную скорость движения, можно при соответствующем расчете сдвоенного цепного привода настроить проходящий поперек направления подъема рабочий ход толкателя. В качестве альтернативы сервопривод может образовать кулисную направляющую, причем с толкателем кинематически связан перемещаемый по ней рычаг. Для обеспечения особенно компактной конструкции может быть, в принципе, предусмотрено, что в случае соединения гребень-паз между транспортным контейнером и подъемным механизмом действующие в качестве гребня направляющие ребра подъемных рычагов одновременно образуют направляющую для толкателей для их перемещения поперек направления подъема.

Для разъемного скрепления между штабелированными друг на друге транспортными контейнерами они могут включать в себя фиксирующие устройства, которые содержат перемещаемые в направлении вхождения фиксирующие крюки для вхождения в фиксирующие выемки соседнего в штабеле транспортного контейнера. Соответствующие фиксирующие выемки могут быть выполнены, например, на двух противоположных боковых стенках транспортного контейнера или образованы расположенными на крышке контейнера направляющими телами. После срабатывания фиксирующего устройства фиксирующие крюки входят с геометрическим замыканием в фиксирующие выемки и фиксируют, тем самым, транспортные контейнеры по отношению друг к другу против направления вхождения и за счет геометрического замыкания также в поперечном направлении, в результате чего оба соседних транспортных контейнера ориентированы по отношению друг к другу во всех пространственных направлениях и закреплены друг на друге.

Чтобы на этом фоне можно было обеспечить также беспрепятственное перемещение таких транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом, предложено, что предусмотрено исполнительное устройство для фиксированного соединения. Благодаря исполнительному устройству можно разъединить образованное описанным выше фиксирующим устройством фиксированное соединение для закрепления транспортного контейнера, так что поднимаемый транспортный контейнер отпускается для перемещения. В случае двух подъемных рычагов каждому из них может быть придано соответствующее исполнительное устройство.

В этой связи конструктивно особенно благоприятные условия возникают тогда, когда исполнительное устройство содержит исполнительный толкатель, расположенный на указывающем в направлении срабатывания свободном конце цепного привода. Преимущественно соответствующий цепной привод размещен в подъемном рычаге, что обеспечивает особенно компактную конструкцию. В зависимости от выполнения разъединяемого фиксированного соединения исполнительный толкатель может образовать на своем свободном конце поверхность набегания, так что приложение усилия к содержащему, например, подпружиненный фиксирующий хомут фиксирующему устройству может происходить без проблем благодаря исполнительному толкателю.

Объект изобретения изображен в качестве примера на чертежах, на которых представлено следующее:

- фиг. 1: схематичный вид спереди трех расположенных рядом друг с другом штабелей контейнеров с приставляемым в направлении подъема заявленным устройством при раскрытом подъемном механизме;

- фиг. 2: разрез по линии II-II;

- фиг. 3: разрез по линии III-III;

- фиг. 4: соответствующий фиг. 3 вид при приставленном подъемном механизме;

- фиг. 5: частично в разрезе вид сбоку заявленного устройства с находящимся в положении подъема толкающим механизмом в первом варианте;

- фиг. 6: соответствующий фиг. 5 детальный вид с находящимся в положении передачи толкающим механизмом;

- фиг. 7: схематичный пространственный вид заявленного толкателя с фиксатором в фиксирующем положении;

- фиг. 8: соответствующий фиг. 7 вид с фиксатором в открывающем положении;

- фиг. 9: схематичный вид сбоку заявленного толкающего механизма в другом варианте.

Заявленное устройство содержит приставляемый поперек направления Н подъема к транспортному контейнеру 1 подъемный механизм 2 и разъемно соединяемый с транспортным контейнером 1 с прочностью на сдвиг толкающий механизм 3. Транспортные контейнеры 1 штабелированы расположенными рядом друг с другом штабелями 4, которые, в свою очередь, уложены на поддон 5. В показанном варианте подъемный механизм 2 содержит два подъемных рычага 7, 8, перемещаемых по отношению друг к другу посредством телескопических рычагов 6 с гидроприводом. Кроме того, устройство может содержать также промышленный робот, как это обозначено поворотным рычагом, на котором установлен подъемный механизм 2.

Для захвата транспортного контейнера 1 подъемный механизм 2 приближается из направления Н подъема к самому верхнему транспортному контейнеру 1 штабеля 4 и посредством подъемных рычагов 7, 8 приставляется к транспортному контейнеру 1 поперек направления Н подъема. Чтобы, несмотря на образующиеся между расположенными рядом друг с другом штабелями 4 узкие щели, обеспечить беспрепятственный захват транспортного контейнера 1 подъемным механизмом 2, ширина отдельных подъемных рычагов 7, 8 может быть меньше наименьшей щели между двумя транспортными контейнерами 1 в расположенных рядом друг с другом штабелях 4.

Из фиг. 2-4 видно, что штабелированные друг на друге транспортные контейнеры 1 в данном случае содержат фиксирующие устройства 9 для их разъемного скрепления между собой. Фиксирующие устройства 9 содержат, например, перемещаемые в направлении вхождения фиксирующие крюки для вхождения в фиксирующие выемки нижележащего в том же штабеле 4 транспортного контейнера 1. Фиксирующие выемки могут быть образованы, как в данном случае, направляющими телами 10, расположенными соответственно на крышке транспортного контейнера 1. Чтобы обеспечить беспрепятственный захват транспортного контейнера 1 со штабеля 4, заявленное устройство может содержать исполнительное устройство 11 для разъединения образованного фиксирующим устройством 9 фиксированного соединения. Для приложения усилия к фиксирующему устройству 9 исполнительное устройство 11 содержит, например, исполнительные толкатели 12, которые расположены на указывающих в направлении срабатывания свободных концах 13, 14 цепного привода 15. Для обеспечения компактной конструкции цепной привод 15 может быть размещен в подъемном рычаге 7, 8. Как видно также на фиг. 2, толкающий механизм 3 может содержать, по меньшей мере, один толкатель 16, который для образования разъемного, защищенного от растяжения и сдвига соединения содержит фиксатор 17 для вхождения в фиксирующее отверстие 18 транспортного контейнера 1.

На фиг. 3, 4 подъемный механизм 2 содержит направляющую в виде направляющих ребер 19 и направляющих пазов 20 для перемещения транспортного контейнера 1 поперек направления Н подъема. Транспортный контейнер 1 имеет направляющие пазы 20, так что приставленное на фиг. 4 к нему подъемный механизм 2 образует с транспортным контейнером 1 проходящее поперек направления Н подъема соединение 21 гребень-паз. Это создает поперек направления Н подъема возможность перемещения транспортного контейнера 1 относительно подъемного механизма 2 за счет скольжения направляющих ребер 19 относительно направляющих пазов 20.

На фиг. 5 в положении подъема изображен захваченный подъемным механизмом 2 и позиционированный на вводной стороне стеллажа 22 транспортный контейнер 1, который разъемно соединен с толкающим механизмом 3 с прочностью на сдвиг. Толкающий механизм 3 содержит два толкателя 16, установленных соответственно на подъемном рычаге 7, 8 с возможностью перемещения поперек направления Н подъема. Толкатели 16 содержат соответственно фиксатор 17 для вхождения в фиксирующее отверстие 18 транспортного контейнера 1. Кроме того, толкающий механизм 3 содержит сервопривод 23, размещенный в подъемном рычаге 7, 8. В качестве сервопривода, как показано на фиг. 5, 6, может быть предусмотрен образованный сдвоенной шестеренчатой парой 24 сдвоенный цепной привод. Сдвоенная шестерня содержит две шестерни 25, 26 разного диаметра, так что шестерням 25 меньшего диаметра и шестерням 26 большего диаметра придана соответствующая цепь 27, 28, за счет чего цепь 27 имеет меньшую скорость движения, чем цепь 28. С цепями 27, 28 и с толкателем 16 сочленен рычаг 29. В результате за счет сервопривода 23 может происходить перемещение толкателя 16 из положения подъема на фиг. 5 в положение передачи на фиг. 6, так что транспортный контейнер 1, как показано на фиг. 5, находится в положении ввода в стеллаж. Кроме того, в частности, из фиг. 6, следует, что направляющая для транспортного контейнера 1 может образовать одновременно также направляющую для толкателей 16 для их перемещения поперек направления Н подъема.

На фиг. 7, 8 изображены подробные виды толкателя 16. При вхождении фиксатора 17 толкателя в фиксирующее отверстие 18 транспортного контейнера 1 фиксатор 17 для создания разъемного, защищенного от растяжения и сдвига соединения может быть перемещен в фиксирующее положение на фиг. 7. При этом фиксатор 17 содержит, например, две половины 30, которые перемещаются по отношению друг к другу поперек направления ввода и охватывают сзади фиксирующее отверстие 18 с геометрическим замыканием и/или разжимают фиксатор 17 в фиксирующем отверстии 18 с силовым замыканием. При этом рабочий ход инициируется, например, гидроцилиндром 31. На фиг. 8 изображены сомкнутые половины 30 фиксатора 17, так что последний находится в открывающем положении и может быть извлечен из фиксирующего отверстия 18.

На фиг. 9 изображен другой вариант сервопривода 23. При этом он может содержать кулису 32, которая имеет вертикально проходящую 33 и горизонтально проходящую дугообразную 34 кулисные направляющие. Толкатель 16 через сочлененный с ним рычаг 35 кинематически связан с установленным в кулисе 32 на вертикальной направляющей приводным блоком 36 для рычага 35. Дополнительно рычаг 35 содержит направляющую цапфу (не показана), которая входит в дугообразную кулисную направляющую 34. Когда рычаг 35 приводится приводным блоком 36 во вращательное движение, приводной блок перемещается по вертикальной кулисной направляющей 33, а содержащий направляющую цапфу участок рычага – по дугообразной кулисной направляющей 34. Следовательно, также толкатель 16 перемещается поперек направления Н подъема.

Изобретение относится к устройству для перемещения транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом. Устройство для перемещения транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом содержит подъемный и толкающий механизмы. Подъемный механизм выполнен с возможностью приставления к транспортному контейнеру поперек направления подъема и содержит направляющую для перемещения транспортного контейнера поперек направления подъема. Толкающий механизм выполнен с возможностью разъемного соединения с транспортным контейнером с прочностью на сдвиг для перемещения транспортного контейнера по направляющей между положениями подъема и ввода в стеллаж. Приставленный к транспортному контейнеру подъемный механизм образует проходящее поперек направления подъема соединение гребень-паз. Достигается повышение надежности при перемещении транспортных контейнеров между штабелем и стеллажом. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для перемещения транспортных контейнеров (1) между штабелем (4) и стеллажом (22), содержащее выполненный с возможностью приставления к транспортному контейнеру (1) поперек направления (Н) подъема подъемный механизм (2), причем подъемный механизм (2) содержит направляющую для перемещения транспортного контейнера (1) поперек направления (Н) подъема, при этом предусмотрен выполненный с возможностью разъемного соединения с транспортным контейнером (1) с прочностью на сдвиг толкающий механизм (3) для перемещения транспортного контейнера (1) по направляющей (19) между положениями подъема и ввода в стеллаж, отличающееся тем, что приставленный к транспортному контейнеру (1) подъемный механизм (2) образует проходящее поперек направления (Н) подъема соединение (21) гребень-паз.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит приемное приспособление, в которое транспортный контейнер (1) при раскрытом подъемном механизме (2) в направлении (Н) подъема и при приставленном подъемном механизме (2) выполнен с возможностью ввода поперек направления (Н) подъема.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подъемный механизм (2) содержит два выполненных с возможностью перемещения по отношению друг к другу подъемных рычага (7, 8).

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что толкающий механизм (3) содержит по меньшей мере один толкатель (16), который содержит выполненный с возможностью перемещения между фиксирующим и открывающим положениями фиксатор (17) для вхождения в фиксирующее отверстие (18) транспортного контейнера (1).

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что толкатель (16) толкающего механизма (3) выполнен с возможностью перемещения между положением передачи для соединения с расположенным на стеллаже (22) транспортным контейнером (1) и положением подъема для захвата транспортного контейнера (1) подъемным механизмом (3).

6. Устройство по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что толкающий механизм (3) содержит два толкателя (16), установленных с возможностью перемещения соответственно на подъемном рычаге (7, 8) поперек направления (Н) подъема.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что оно содержит исполнительное устройство (11) для фиксированного соединения при закреплении транспортного контейнера (1).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что исполнительное устройство (11) содержит исполнительный толкатель (12), расположенный на указывающем в направлении срабатывания свободном конце (13, 14) цепного привода (15).