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CN111712447A - 具有穿梭车的架子系统 - Google Patents

具有穿梭车的架子系统 Download PDF

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CN111712447A
CN111712447A CN201880077834.9A CN201880077834A CN111712447A CN 111712447 A CN111712447 A CN 111712447A CN 201880077834 A CN201880077834 A CN 201880077834A CN 111712447 A CN111712447 A CN 111712447A
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telescopic
storage
conveyor
shelving
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Application number
CN201880077834.9A
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沃纳·弗里森比希勒
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Fb Industrial Automation Co ltd
Original Assignee
Fb Industrial Automation Co ltd
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Abstract

本发明用于增加存储系统的灵活性和效率。这是通过用于在架子系统中运输存储的货物的穿梭车(10)来实现的。穿梭车(10)包括行走机构(12)，其具有安装在其上的车轮(14‑1，…，14‑4)，以便沿着架子系统的导轨(16‑1，16‑2)移动穿梭车；和至少一个伸缩导轨(18‑1，18‑2)，其安装在行走机构(12)上，使得其行进方向以大于零的预定角度偏离架子系统的导轨(16‑1，16‑2)的行进方向。穿梭车(10)还包括至少一个伸缩系统(20)，其具有安装在其上的伸缩轮(22‑1，…，22‑4)，以便在平面内相对于行走机构(12)沿着至少一个伸缩导轨(18‑1，18‑2)收缩和伸展伸缩系统(20)。本发明还涉及一种架子系统，其中使用了根据本发明的穿梭车。

Description

具有穿梭车的架子系统
本发明涉及一种具有穿梭车(shuttle vehicle)的架子系统(shelving system)，尤其涉及一种使用伸缩下供给技术(telescopic underfeeding technique)来存储和取出重载的具有穿梭车的架子系统。
在现有的存储系统中，地面输送车以及存储和取出设备为从存储系统的存储空间中装载和取出物品提供了基础。
然而，这种地面运输车以及存储和取出设备通常需要大量空间，并且在存储深度方面受到限制。
此外，这种地面运输车通常需要额外的空间用于机动(maneuvering)，因此它们的使用导致可用于存储的容量的减少。
因此，本发明的技术问题是增加存储系统的灵活性和效率。
根据本发明，该技术问题通过根据专利权利要求1的穿梭车来解决。
根据本发明的穿梭车可以在架子系统中移动，用于运输存储的货物。穿梭车包括行走机构(running gear)，其上安装有车轮以便沿着架子系统的导轨移动穿梭车。穿梭车还包括安装在行走机构上的至少一个伸缩导轨，使得其行进方向以大于零的预定角度、例如基本90°的角度偏离架子系统的导轨的行进方向。
此外，穿梭车包括用于各伸缩导轨的伸缩系统，该伸缩系统具有安装在其上的伸缩轮，以便在平面内相对于行走机构沿着相应的伸缩导轨收缩(retract)和伸展(extend)伸缩系统。
此外，本发明的技术问题通过根据专利权利要求12的架子系统来解决。
架子系统包括至少一个存储平面，其中多个存储空间、操作空间或架子空间(shelf space)以直角布置。架子系统还包括每个存储平面的至少一个穿梭通道，存储平面在架子系统的相对外侧之间延伸。穿梭通道沿着存储平面的存储空间直线延伸。此外，架子系统包括至少一个根据本发明的穿梭车，该穿梭车可以在存储系统的至少一个穿梭通道中移动，用于存储和取出存储的货物。
从属专利权利要求中指出了本发明的其他有利实施方案。
下面参照附图描述本发明的优选实施方案。
图1示出了根据本发明的穿梭车的俯视图，其具有收缩的或伸展的伸缩系统；
图2示出了根据本发明的伸缩系统的立体图；
图3示出了根据本发明的穿梭车的立体图，在运输容器的多深度存储的情况下，该穿梭车具有伸展的伸缩系统；
图4示出了根据本发明的穿梭车在根据本发明的存储系统中的使用；
图5示出了根据本发明的存储系统的俯视图；
图6示出了根据本发明的存储系统的立体图；和
图7示出了根据本发明的存储系统的立体图，其具有调试输送机架子(conveyorshelf)。
图1示出了根据本发明的穿梭系统10的俯视图，图1(A)中，该穿梭系统10具有收缩的伸缩系统12，图1(B)中，该穿梭系统10具有伸展的伸缩系统12。
如图1所示，穿梭车10用于在架子系统中运输存储的货物。穿梭车10包括行走机构12，该行走机构12具有安装在其上的车轮14-1、14-2、14-3、14-4，以便沿着架子系统的导轨16-1、16-2移动穿梭车。
如图1(A)和图1(B)所示，穿梭车10包括至少一个伸缩导轨18-1、18-2，该伸缩导轨安装在行走机构12上，使得伸缩导轨的行进方向以大于零的预定角度偏离架子系统的导轨16-1、16-2的行进方向。例如，该角度具有基本90°的值，使得导轨16-1、16-2的行进方向延伸到穿梭车10的两侧。然而，根据本发明，也可以选择更小或更大的角度值，以实现相对于架子系统的导轨的倾斜延伸方向。
如图1(A)和图1(B)所示，穿梭车10还包括伸缩系统20，该伸缩系统20具有安装在其上的伸缩轮22-1、22-2、22-3、22-4，以在平面内相对于行走机构12沿着相应的伸缩导轨或相应的导轨18-1、18-2收缩和伸展伸缩系统20。
根据本发明，伸缩系统20以单作用(single-acting)方式配置。这意味着伸缩臂形成为一体元件，且因此可以在平面内移动。这导致穿梭车的通常非常低的配置，这对增加架子系统中的效率特别重要。
此外，在本发明的范围内，穿梭车10配置为重载穿梭车。
在重载变体中，伸展的和收缩的伸缩系统20在指定的导轨上运行，该导轨设置在存储系统中，用于适应(accommodating)由于伸缩系统20的负载而作用的力。
为了移动伸缩系统20，可以在穿梭车10处提供指定的驱动器，例如链条驱动器。可选地，伸缩系统可以设置有其自身的驱动器，例如电机，通过该驱动器，灵活性增加，因为对于到架子系统中的插入深度没有限制。
根据本发明，利用行走机构12和伸缩系统20的结合，可以以任何可变性执行多深度存储。
在这方面，根据相对于架子深度的分区，可以执行多深度存储。如果伸缩系统可操作地服务的长度等于存储深度，则这产生一个深度的存储(one-depth storage)。因此，如果伸缩系统可操作地服务的长度等于两个深度的存储深度，则这产生两个深度的存储等。
如图1(A)和图1(B)所示，两个存储的货物24-1、24-2可以用于例如两个深度的存储。这里，穿梭车借助于伸缩系统20装载存储系统，或者借助于伸缩系统20移除存储容器。
在重载变体中，伸缩系统20借助于伸缩下供给技术存储和取出存储的货物。
在重载变体中，伸缩系统20的车轮22-1、22-2、22-3、22-4在架子系统的导轨中运行，以便能够适应大的负载。
在重载变体中，穿梭车10可以具有大约15t的重量，并且存储高达6m深的货物。窄和宽的产品、如板堆(chipboard stack)等可以存储数米深。在一个深度技术的情况下，例如长度最大为5.7m、宽度为2.1m、高度为0.9m、重量约为15t；在两个深度存储的情况下，例如长度为2.8m、宽度为2.1m、高度为0.9m，各重量约为4.5t至7.5t；在四个深度存储的情况下，例如两个深度的并排深度，长度为2.8m、宽度1.1m。在后一种情况下，两个包裹(package)可以并排存储，并且两个包装可以一个接一个地存储；由此，每个存储箱中有用于四件存储的货物的空间。
此外，按照根据本发明的穿梭技术，根据行业(industry)，动态架子存储和调试(commissioning)应用可用于高达15t的重型产品，伸缩件(telescope)20用于下供给、升降和取出或存储。较短的包裹可以一个接一个地存储。关于深度，访问(access)是可变的，以便存储和取出所需的深度。例如，如果只需要三个包裹中的第三个包裹，则包裹1和2可以再次存储在相对侧上。
此外，在根据本发明的穿梭技术中，由于多个穿梭车，因此效率高于传统的存取车(storage and retrieval vehicle)，因为借助于并行操作可以获得更高的效率。如下面更详细描述的，架子系统的每个水平可以使用多个穿梭车，其可以借助于穿梭输送机在架子系统的各个层之间垂直传送。输送机可以布置在架子系统的一侧或两侧上。使用输送机，可以在具有或没有额外负载的情况下传送穿梭车。可选地，也可以仅传送产品；那么架子系统的前侧上的用于穿梭器(shuttles)的输送机和另一侧上或沿着架子的仅用于产品的输送机将是一种实现的可能性。
图2示出了根据本发明的伸缩系统20的立体图。
如图2所示，伸缩系统20包括基座承载元件26，车轮22-1、22-2、…借助于车轮悬架28-1、28-2安装在基座承载元件26上。此外，伸缩系统20包括安装在基座承载元件26上的装载区30。优选地，车轮悬架28-1、28-2、…配置为使得车轮22-1、22-2、…可以沿着伸缩系统20的运动方向倾斜。
如图2所示，伸缩系统20还包括升降系统，借助于该升降系统，装载区30以高度可调的方式安装在基座承载系统26上。升降系统由安装在基座承载元件26上和装载区30上的多个横撑(cross strut)以及另外的用于相对于基座承载元件26定位装载区30的多个升降柱36来形成。升降系统的操作模式可以机械地、电气地和/或液压地配置。
此外，升降系统的配置不限于横撑。线性升降元件、偏心升降元件或曲柄驱动件(crank drive)也是可选的。
图3示出了当伸缩系统20伸展时，具有两个深度存储的根据本发明的穿梭车10的立体图。
如图3所示，存储的货物可以承载在具有预定长度、高度和宽度的负载承载器(load carrier)24-1、24-2中。在这方面，在一个深度存储的情况下，伸缩系统20的装载区30的长度是负载承载器的长度或宽度的倍数，尤其是负载承载器24-1、24-2的长度或宽度的一倍。
如图3所示，在重载变体中，伸缩系统20的伸缩轮22-1、22-2、…可以搁置(rest)在存储系统的相应伸缩导轨中。
根据本发明，借助于处于升高状态的穿梭车10的伸缩系统20，来执行存储和取出。此后，容器24-1、24-2在架子系统的操作空间上下降，并且在下降之后，伸缩系统20再次收缩。
如图3所示，穿梭车10设置有单作用的伸缩系统20，该伸缩系统20可以在右侧或左侧上伸展。在这方面，单作用装置在一个平面内伸展，以达到最小的结构高度。此外，根据本发明的穿梭车10包括分配给行走机构12的车轮40-1、40-2、40-3、40-4的驱动电机38-1、38-2、38-3、38-4。此外，提供了在升降系统的电配置的情况下用于升降驱动器的驱动电机、和用于伸缩系统20的驱动电机。
可选地，根据存储的货物和带有链条、齿形带等的重量，输送机技术可以由几条输送机带构成，例如四条输送机带。
此外，穿梭车10可以配备有双带式输送机技术，然后，为此也提供了驱动电机。优选地，设置成沿着至少一个伸缩系统20的装载区30的各纵向侧设置双带式输送机技术的两条输送机带。更优选地，按照大于零的预定距离，双带式输送机技术的运行表面也相对于伸缩系统20的装载区30的表面间隔开。例如，该距离可以具有5mm到5cm的值。
对于输送机技术，另一种选择是使用链式输送机、齿形带或输送机带。
如图3所示，借助于伸缩系统20与具有小结构高度(small construction height)的升降驱动器的组合，可以将任何数量的存储的货物以单作用方式存储在角形架子中，限制仅由伸缩系统20的长度给出。
本发明的穿梭车10还包括控制器。优选地，借助于用于无线通信、例如无线局域网(WLAN)的接口，将与移动过程和装载过程相关的数据供应给控制器，该数据由架子系统的外部控制系统提供。
例如，对于穿梭车10的电力消耗装置的能量供应，可以结合电容器中间存储技术(capacitor intermediate storage technique)来提供能量存储。可选地，能量可以借助于沿着穿梭车10的行进通道的导电轨来供应。
根据本发明，穿梭车10可以包括可变数量的伸缩系统20，这些伸缩系统20可以彼此独立地操作。
图4示出了根据本发明的穿梭车在根据本发明的存储系统中的用途。
更清楚地，图4示出了根据本发明的穿梭系统10相对于架子系统的存储箱32的定位。
如图4所示，穿梭车10接近存储箱32，使得穿梭车10的导轨18-1、18-2与存储箱32的指定导轨交替定向。一旦达到这个定向，穿梭车10就停止，伸缩系统20可以驱动进入存储箱32。在这方面，多深度存储、在图4中为两个深度存储，仅受伸缩系统20的长度限制。此外，重载变体可以在本发明的范围内实现，因为负载和由此产生的力可以通过存储箱32的轨道直接引入到存储系统中，而没有额外的力作用在穿梭车10上。
图5示出了根据本发明的架子系统的俯视图，该架子系统与根据本发明的至少一个穿梭车10一起操作。
如图5所示，架子系统40包括至少一个存储平面，其中多个存储箱以直角布置。
如图5所示，架子系统40包括每个存储平面的至少一个穿梭通道42-1、42-2，存储平面在架子系统40的相对外侧之间直线延伸，该至少一个穿梭通道42-1、42-2沿着各存储平面的存储箱延伸。
此外，如按照图1至图3所述的，根据本发明的架子系统40包括至少一个穿梭车10。穿梭车10可以在存储系统40的至少一个穿梭通道42-1、42-2中移动，以便借助于根据本发明的伸缩技术来存储和取出存储的货物。
此外，根据本发明，存储箱在其底部上设有伸缩导轨，使得在重载情况下，当穿梭车10的伸缩系统20伸展时，伸缩轮22-1、22-2、22-3、22-4搁置在这些伸缩导轨上。此外，可以在各穿梭通道中设置导电轨，以便给穿梭车10供应能量。
如图5所示，至少一个输送机或升降系统44-1、44-2、44-3、44-4设置在架子系统40的外侧上，以便在相对于架子系统40的各个存储平面的高度方向上、在不同存储水平之间传送穿梭车10和/或存储的货物。
如图5所示，输送机系统44-1、44-2、44-3、44-4可操作地服务架子系统40的前部区域46。在这方面，供应和卸载输送机技术48布置在升降系统的对面。供应和卸载可以在多个平面中执行，因此多次供应和卸载可以在一侧上、在相对侧上或在多侧上进行。
如图5所示，输送机架子50可以沿着架子系统40布置，输送机架子50可以在其上侧上借助于穿梭车10进行填充，并且在输送机架子50的底部上，可以通过穿梭车10取出存储的货物。
图6示出了根据本发明的架子系统的立体图。
如图6所示，输送机系统44-1、44-2、44-3、44-4各自设置在穿梭通道的端部处。利用输送机系统44-1、44-2、44-3、44-4，穿梭车10可以在架子系统40的平面之间运送或者运送到前部区域46。根据本发明，也可以使用产品输送机和穿梭输送机的组合。由于输送机带可以沿着架子系统40的纵向侧装载，因此实现了这样的优点，即还可以将标准化货物与人员调试空间相结合。
此外，根据本发明，包括存储的货物的穿梭车10可以通过输送机系统44-1、44-2、44-3、44-4来传送。在架子系统40的每个平面，可以使用多个穿梭车10。产品和穿梭车传送的组合也是可能的。
关于图6所示的架子系统40，标准化程序如下：
穿梭输送机或升降系统将穿梭车10带入到前部区域46中。在那里，穿梭车10容纳待存储的产品。升降系统44-2、44-4将具有产品的穿梭车10带入到逻辑上(logistically)正确的平面中，在此穿梭车10驶入该平面，然后将待存储的产品存储在为其设置的存储箱中。取出期间，可以按相反的顺序应用该程序。
通过提供多个升降系统，可以确保路径优化的和同样冗余(redundant)的程序。
如图6所示，本发明的另一优点在于，直接基于架子系统40和/或架子系统40处的单独布置将存储功能与调试功能相结合。因此，在工业4.0系统解决方案的环境中，满足了关于存储、缓冲、调试以及借助于WLAN进行上级通信(superordinate communication)的最佳解决方案的不断增长的需求。根据本发明的穿梭技术的特征在于较低的能量消耗和对产品非常温和的解决方案。
任选地，具有和不具有链式输送机的穿梭车10的配置也是可能的，借助于该配置，可以将存储的货物运输到装载区上。
在前部区域46的区域中，穿梭车10在被升降机运送到正确的高度位置之后，可以将一侧上的存储的货物递送到输送机技术48，并且从输送机技术48拾取另一侧上的存储的货物。在这方面，递送和拾取是借助于伸缩技术执行的，或者，如果需要，也可以借助于布置在穿梭车10处的链式输送机执行。输送机技术连接可以配置在多层中或在一侧上。架子的两个前侧上的连接、或者在用于向穿梭车10传送的操作空间的位置处沿着架子系统40的连接也是可能的。
根据本发明，如果需要非常高的效率，则可以将一个或多个升降系统设置在架子系统40的一侧上，以用于传送存储的货物。在这种情况下，穿梭车10在各个平面内仅将存储的货物运输到限定的传送站，优选在穿梭通道42-1、42-2的端部处。
然后，利用供应和卸载输送机技术48，借助于配置成用于存储的货物的输送机的升降系统，将容器、产品等从那里带入到前部区域46中。
在本发明的范围内，在重载变体和小负载变体中，穿梭车10在水平方向上从一个穿梭通道到另一穿梭通道的传送也是可能的。
图7示出了根据本发明的存储系统的立体图，该存储系统具有调试输送机架子。
如图7所示，根据本发明，一个或多个调试输送机架子可以与架子系统40结合。这导致整个系统的特别有利的存储和材料处理控制(material handling control)。此外，根据效率要求，可以可变地确定在架子系统范围内使用的穿梭车10的数量。
如果调试输送机架子或输送机架子沿着架子系统40布置，以用于调试或用于递送和配送存储的货物，这些存储的货物由穿梭车10在上侧上、即移动路径的一侧上填充。在底部上，产品可以从容器或捆(bundle)中移除或直接移除。可以通过相对于穿梭通道下降的输送机架子路线将空的负载承载器带回。在底端上，存储的货物在这种情况下依次由穿梭车10借助于伸缩下供给技术取出。因此，存储的货物也可以从一个架子系统运输到另一个架子系统，任选地也借助于驱动的输送机技术。如果到穿梭车10的接口是借助于驱动输送机技术配置的，则可以在穿梭车10处使用双带式输送机技术，以用于取出。
为了调试，输送机架子设置有显示系统，例如“按光拣选(pick-by-light)”或“按声音拣选(pick-by-voice)”。此外，借助于机器人的全自动调试也是可能的。
总之，本发明允许使用非常低的、单作用的下供给伸缩，该下供给伸缩与架子系统40结合允许多深度存储。因此，在填充和移除期间，输送机架子可以借助于伸缩系统20主动操作。因此，本发明通过伸缩系统20实现了多深度存储，该伸缩系统20可以通过穿梭车10处的升降系统来升高和降低。

Claims (17)

1.一种用于在架子系统中运输存储的货物的穿梭车(10)，所述穿梭车包括：
行走机构(12)，其具有安装在其上的车轮(14-1，…，14-4)，以便沿着所述架子系统的导轨(16-1，16-2)移动所述穿梭车；
至少一个伸缩导轨(18-1，18-2)，其安装在所述行走机构(12)上，使得其行进方向以大于零的预定角度偏离所述架子系统的所述导轨(16-1，16-2)的行进方向；
至少一个伸缩系统(20)，其具有安装在其上的伸缩轮(22-1，…，22-4)，以便在平面内相对于所述行走机构(12)沿着至少一个伸缩导轨(18-1，18-2)收缩和伸展所述伸缩系统(20)。
2.根据权利要求1所述的穿梭车，其特征在于，所述至少一个伸缩系统(20)包括：
基座承载元件(26)，所述车轮(22-1，…，22-4)借助于车轮悬架(28-1，28-2，28-3)安装在所述基座承载元件上；和
装载区(30)，其安装在所述基座承载元件(26)上。
3.根据权利要求1或2所述的穿梭车，其特征在于，所述至少一个伸缩系统(20)包括升降系统，以便将所述装载区(30)以高度可调节的方式安装在所述基座承载系统(26)上。
4.根据权利要求3所述的穿梭车，其特征在于，所述升降系统包括：多个剪切横撑(34)，其安装在所述基座承载元件(26)上和所述装载区(30)上；以及多个升降柱，其用于相对于所述基座承载元件(26)定位所述装载区(30)。
5.根据权利要求3或4所述的穿梭车，其特征在于，所述升降系统是机械、电动和/或液压升降系统。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的穿梭车，其特征在于，存储的货物能够被承载在具有预定长度、高度和宽度的负载承载器中，并且所述至少一个伸缩系统(20)的所述装载区(30)的长度是所述负载承载器的长度和/或宽度的整数倍。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的穿梭车，其特征在于，所述穿梭车包括用于所述穿梭车的至少一个驱动器(38-1，…，38-4)和用于所述升降系统的至少一个驱动器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的穿梭车，其特征在于，所述穿梭车包括用于伸展所述伸缩系统(20)的至少一个驱动电机，所述驱动电机安装在所述穿梭车(10)或所述伸缩系统(20)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的穿梭车，其特征在于，所述穿梭车包括控制器，所述控制器具有用于无线通信的接口，以便与外部控制系统执行数据通信。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的穿梭车，其特征在于，所述穿梭车包括能量存储器或滑动触点。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的梭车，其特征在于，沿着所述至少一个伸缩系统(20)的所述装载区(30)的各纵向侧设置有双带式输送机技术的输送机带，所述双带式输送机技术的运行表面相对于所述伸缩系统(20)的所述装载区(30)的表面按照大于零的预定距离间隔开。
12.一种架子系统，其包括：
至少一个存储平面，其中多个存储空间以直角布置；
每个存储平面的至少一个穿梭通道，所述存储平面在所述架子系统的相对外侧之间直线延伸，所述至少一个穿梭通道沿着所述存储平面的存储空间延伸；和
根据权利要求1至11中任一项所述的穿梭车，所述穿梭车能够在所述存储系统的至少一个穿梭通道中移动，以用于存储和取出存储的货物。
13.根据权利要求12所述的架子系统，其特征在于，为至少一个存储空间设置底侧伸缩导轨，使得当所述穿梭车(10)的所述伸缩系统(20)伸展时，所述伸缩系统(20)的伸缩轮(22-1，…，22-4)搁置在所述伸缩导轨上。
14.根据权利要求12或13所述的架子系统，其特征在于，沿着各穿梭通道设置有导电轨，以便向所述穿梭车(10)提供能量。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的架子系统，其特征在于，所述架子系统包括在所述架子系统(40)的外侧上的至少一个输送机系统，以便在高度方向上的不同存储水平之间传送所述穿梭车(20)和/或存储的货物。
16.根据权利要求15所述的架子系统，其特征在于，所述升降系统(44-2，44-4)可操作地服务于所述架子系统(40)的前部区域(46)，其中所述前部区域(46)具有与所述输送机系统(44-2，44-4)相对布置的供应和卸载输送机技术(48)。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的架子系统，其特征在于，输送机架子(50)沿着所述架子系统布置，所述输送机架子(50)能够借助于所述穿梭车(10)在其上侧上填充，并且在所述输送机架子(50)的底部上，存储的货物能够通过所述穿梭车(10)取出。
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