ES2269665T3 - Accionamiento flotante para vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Un vehículo que comprende: un bastidor de carga (12) dotado de ruedas de carga; una rueda de accionamiento (20); una rueda auto-orientable rígida (22) no accionada, y un conjunto (36) de conexión pivotante que acopla la rueda de accionamiento (20) y la rueda auto-orientable rígida (22) no accionada, con el bastidor de carga (12) para permitir que dicha rueda de accionamiento (20) y dicha rueda auto-orientable rígida (22) no accionada se muevan verticalmente sin cambio de la orientación angular con relación a dicho bastidor de carga (12).
Description
Accionamiento flotante para vehículo.
El presente invento se refiere, en general, a
vehículos para la manipulación de material y, más particularmente, a
un vehículo con un conjunto de accionamiento flotante en dirección
vertical.
Los vehículos automáticos guiados (AGV) se
utilizan ampliamente en la industria de manipulación de materiales
para transportar cargas. Las siglas AGV se utilizan, comúnmente,
para referirse a vehículos de diseño robusto que disponen de
cualquiera de entre varios sistemas de guiado automatizado
disponibles. Carros automáticos guiados (AGC) es una expresión
comúnmente empleada para referirse a un vehículo menos robusto,
utilizado para aplicaciones similares, pero a menos escala. Los
actuales diseños de AGC incluyen, generalmente, un bastidor con
ruedas auto-orientables basculantes situadas en las
cuatro esquinas del mismo. Otras características pueden incluir un
conjunto de rueda de accionamiento y ruedas
auto-orientables rígidas para el control direccional
del carro. En un diseño corriente, dos ruedas
auto-orientables rígidas están fijadas al bastidor y
situadas, aproximadamente, a media distancia entre las ruedas
auto-orientables basculantes en cada lado del
bastidor del carro. Los dos pares de ejes de las ruedas
auto-orientables basculantes y los ejes de las
ruedas auto-orientables rígidas, son generalmente
paralelos entre sí. La unidad de accionamiento dirigible está unida
al bastidor del carro, generalmente por medio de una placa
abisagrada y cargada mediante resortes a partir del bastidor del
carro, para garantizar que la rueda de accionamiento dirigible
mantiene una tracción adecuada con respecto a la superficie de
soporte.
Si bien esta disposición es generalmente
aceptable para su uso en superficies de soporte uniformes, las
situaciones en que el piso no se encuentra al mismo nivel ni es
plano, pueden originar pérdidas del control direccional del carro.
Más particularmente, cuando el carro encuentra una superficie
desigual, el montaje directo de las ruedas
auto-orientables basculantes y rígidas en el
bastidor del carro puede hacer que una o más de los tres juegos de
ruedas auto-orientables pierdan el contacto con la
superficie de soporte. Como las ruedas
auto-orientables rígidas se utilizan para controlar
la dirección del carro, la pérdida de contacto entre las ruedas
auto-orientables rígidas y el suelo puede provocar
la pérdida del control direccional del carro. La única rueda que se
aplica con el suelo con un contacto significativamente uniforme es
la rueda de accionamiento dirigible, abisagrada y cargada por
resorte.
El documento
US-A-5 525 884 describe, también, un
vehículo de un sistema AGV con cuatro ruedas
auto-orientables rígidas, una en cada esquina.
Además, sólo tiene una rueda directriz. El documento
CA-A-2 184 508 describe, además, un
vehículo para un sistema AGV que comprende cuatro ruedas
auto-orientables no rígidas y, también, proporciona
una rueda de accionamiento (directriz). Según la técnica anterior,
en el carro sólo hay ruedas auto-orientables no
accionadas, por lo que potencialmente sólo la rueda de accionamiento
se encuentra en contacto con la superficie durante el
funcionamiento por lo que, potencialmente, puede perderse el control
del carro durante el funcionamiento.
A la vista de lo que antecede, existe la
necesidad de un diseño de AGC que mantenga de manera más efectiva el
control direccional del carro o del AGV. Más particularmente, existe
la necesidad de mantener, en todo momento, la rueda de
accionamiento dirigible y, al menos, una rueda
auto-orientable rígida, en contacto con la
superficie del suelo.
Para satisfacer estas y otras necesidades, el
presente invento se refiere a un vehículo para la manipulación de
material que comprende un bastidor de carga con ruedas de carga, una
rueda de accionamiento y una rueda auto-orientable
rígida, no accionada. Un conjunto de conexión pivotante acopla la
rueda de accionamiento y la rueda auto-orientable
rígida al bastidor de carga para permitir que la rueda de
accionamiento y la rueda auto-orientable rígida se
desplacen verticalmente sin cambio de la orientación angular con
relación al bastidor de carga, para garantizar así que la rueda de
accionamiento y la rueda auto-orientable rígida
mantengan el contacto operativo con el perfil, uniforme o desigual,
de la superficie de soporte.
El presente invento se comprenderá más
fácilmente a partir de la descripción detallada que se ofrece en lo
que sigue, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos anejos, en
los que:
la Fig. 1 es una vista en perspectiva, desde
abajo, de un AGC de acuerdo con el presente invento;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva, desde
arriba, del conjunto de accionamiento y del conjunto de acoplamiento
flotante ilustrado en la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista en perspectiva del
conjunto de accionamiento;
la Fig. 4 es una vista en perspectiva del
conjunto de conexión pivotante;
la Fig. 5 es una vista en perspectiva, lateral,
del AGC ilustrado en la Fig. 1, habiéndose retirado un tubo lateral
del bastidor de carga para mayor claridad;
la Fig. 6 es una vista en alzado lateral del
carro mostrado en la Fig. 5 con el conjunto de accionamiento en su
posición centrada;
la Fig. 7 es una vista en alzado lateral del
carro mostrado en la Fig. 5, con el conjunto de accionamiento en su
posición completamente subida y girado en sentido contrario al de
las agujas del reloj;
la Fig. 8 es una vista en alzado lateral del
carro mostrado en la Fig. 5 con el conjunto de accionamiento en su
posición totalmente bajada y girado en el sentido de las agujas del
reloj; y
la Fig. 9 es una vista en sección tomada por la
línea 9-9 de la Fig. 6.
Con referencia a las Figs. 1-5,
se ilustra y se describe un carro 10 automático, guiado, de acuerdo
con el presente invento. Debe apreciarse, en cuanto a las
aplicaciones para la unidad de accionamiento flotante en dirección
vertical de acuerdo con el presente invento, que el mismo puede
utilizarse de una diversidad de campos, además del AGC ilustrado.
Por ejemplo, el presente invento puede utilizarse con vehículos
automáticos guiados con una diversidad de configuraciones, así como
con otros vehículos para la manipulación de materiales, permitiendo
que los vehículos funcionen con mayor precisión incluso en
superficies desiguales.
El AGC 10 incluye un bastidor de carga 12
soportado, en cada una de sus esquinas, por ruedas
auto-orientables 14 que sirven como ruedas de carga.
Un conjunto de accionamiento 16 incluye un bastidor de accionamiento
18, una rueda de accionamiento 20, y un par de ruedas
auto-orientables rígidas 22. La rueda de
accionamiento 20 y las ruedas auto-orientables 22
rígidas están fijadas, cada una, para moverse con el bastidor de
carga 18. Como es usualmente sabido, la rueda de accionamiento 20
puede ser hecha girar alrededor de un eje de accionamiento 24 y de
un eje de dirección 26. Cada una de las ruedas
auto-orientables rígidas 22 solamente puede girar
alrededor de un único eje 28 orientado perpendicularmente al eje
longitudinal 30 del AGC. En consecuencia, cuando las ruedas
auto-orientables rígidas se encuentran en aplicación
con la superficie sobre la que se soporta el carro, aquéllas tienden
a mantener el control direccional del carro en su dirección
axial.
Un conjunto 36 de conexión pivotante
interconecta el conjunto de accionamiento 16 con el bastidor de
carga 12 mediante dos ejes de pivotamiento, permitiendo así que el
conjunto de accionamiento "flote" en dirección vertical con
relación al bastidor de carga. El conjunto 36 de conexión pivotante
está configurado, también, para permitir la orientación angular del
conjunto de accionamiento 16 de modo que pueda variar dentro de un
margen predeterminado con relación al bastidor de carga 12. Estos
grados de libertad vertical y angular mantienen a la unidad 20 de
rueda de accionamiento y a las ruedas
auto-orientables rígidas 22 en contacto con la
superficie sobre la que se soporta el carro, aún cuando ésta sea
desigual.
En la realización ilustrada, el conjunto 36 de
conexión pivotante incluye un primero y un segundo carriles
laterales 38 y 40 (FIg. 4) interconectados por una placa de soporte
42. Los carriles están acoplados a pivotamiento, en cada uno de sus
extremos respectivos, al bastidor de carga 12 mediante bloques 44 de
apoyo del bastidor y al bastidor de accionamiento 18 mediante
bloques 46 de apoyo de la unidad de accionamiento. Un primer eje 50
de pivotamiento conecta, a rotación, el extremo trasero de los
carriles 38 y 40 y la placa de soporte 42 a los bloques 44 de apoyo
del bastidor. De manera similar, los extremos delanteros de los
carriles 38 y 40 están acoplados a rotación a los respectivos
bloques 46 de apoyo de la unidad de accionamiento. Los ejes de
pivotamiento 50 y 52 están orientados, de preferencia, en paralelo
entre si y paralelamente al eje 28 de la rueda
auto-orientable rígida 28.
Si bien el conjunto 36 de conexión pivotante
puede adoptar diversas configuraciones, la realización ilustrada
incluye recortes 56 en la placa 42 para recibir las ruedas
auto-orientables rígidas 22. La capacidad para
flotar en dirección vertical y reorientarse angularmente del
conjunto de accionamiento, así como la configuración de triciclo de
la rueda de accionamiento y las ruedas
auto-orientables rígidas, mantienen a la rueda de
accionamiento dirigible y a, por lo menos, una rueda
auto-orientable rígida, en contacto con las
superficies de suelo desiguales. Como resultado, la integridad del
accionamiento/control direccional del AGC es superior a la de
diseños de carro previos. Una ilustración de la capacidad de
flotación y de reorientación angular del presente invento, se
ilustra en las Figs. 6-8. Específicaente, la Fig. 6
es una vista en alzado lateral del carro 10 con el conjunto de
accionamiento 16 en su posición centrada, es decir, con las
superficies de apoyo de la rueda de accionamiento 20, las ruedas
auto-orientables rígidas 22 y las ruedas
auto-orientables basculantes 14 a la misma altura.
Cuando el carro encuentra una superficie desigual, el conjunto de
accionamiento 16 puede ser hecho pivotar con relación al bastidor de
carga 12 en torno a los ejes 50 y 52, para proporcionar la flotación
en dirección vertical y la reorientación angular. Por ejemplo, el
conjunto de accionamiento 16 se ilustra en la Fig. 7 en su posición
totalmente subida y girado en sentido contrario al de las agujas del
reloj y, en la Fig. 8 en su posición completamente bajada y girado
en el sentido de las agujas del reloj. Debe apreciarse que estas
orientaciones se muestran a modo de ejemplo y que el margen de
movimiento del conjunto de accionamiento no está limitado,
necesariamente, ni a las orientaciones ni a los márgenes específicos
ilustrados y descritos en esta memoria.
El margen de flotación en dirección vertical y
de movimiento de pivotamiento permitidos por el conjunto 36 de
conexión pivotante, se limita, de preferencia, mediante topes de
pivotamiento posicionados y configurados apropiadamente. En la
realización ilustrada, el margen de flotación en dirección vertical
está limitado a 2,54 cm (1 pulgada), flotando 1,27 cm (media
pulgada) por encima y por debajo de la posición centrada
representada en la Fig. 6. Además, un mecanismo de carga está
posicionado, de preferencia, operativamente, entre el bastidor de
carga y el bastidor de accionamiento, para aplicar una carga
elástica hacia abajo sobre el conjunto 16 de accionamiento en
triciclo. Esta carga adicional mejora la tracción de la rueda de
accionamiento 20 y la aplicación de las ruedas
auto-orientables rígidas 22 con la superficie de
soporte. Finalmente, también es deseable incluir uno o más topes de
rotación para impedir la rotación excesiva del bastidor de
accionamiento 18. Como se ilustra con la mayor claridad en la Fig.
22, la rueda de accionamiento 20 y sus interruptores de límite y
órganos de accionamiento 59 asociados, están posicionados
generalmente en el extremo delantero del bastidor 18. Una fuente de
potencia, tal como el par de baterías 58 ilustradas, está prevista
en el compartimiento central y el compartimiento trasero acomoda la
electrónica de control para el carro. En esta configuración, la
carga del bastidor de accionamiento 18 tiende a hacer girar el
conjunto de accionamiento en sentido contrario al de las agujas del
reloj alrededor del eje 52, como se indica mediante la flecha 54.
Los topes de rotación se utilizan para limitar esta rotación.
Pueden utilizarse numerosas configuraciones de
topes de rotación y de pivotamiento, tales como ménsulas, pernos y
similares, a fin de limitar la flotación en dirección vertical y la
rotación del conjunto de accionamiento, y para mantener la tracción
del accionamiento pueden servir una variedad de resortes u otros
mecanismos de carga. Por ejemplo, la realización ilustrada incluye
conjuntos 60 de tope que están posicionados cerca de los bloques 46
de apoyo de la unidad de accionamiento (Figs. 5-9) y
que sirven como topes de pivotamiento y mecanismo de carga para el
conjunto de accionamiento 16. Cada conjunto 60 de tope incluye una
ménsula elástica 62 fijada al bastidor de carga 12 y un resorte
helicoidal 64 dispuesto alrededor de un perno 65. El resorte 64 está
comprimido entre la ménsula 62 y la placa 42 pivotante para ejercer
una carga hacia abajo sobre la placa. Una arandela 66 de tope
inferior está separada, normalmente, en una distancia predeterminada
de la ménsula 62 por un tubo separador 68. Así, el conjunto de
accionamiento 16 puede ser hecho pivotar hacia abajo desde su
posición centrada (Fig. 6) hasta que la arandela sea desplazada en
la distancia predeterminada y apoye contra la ménsula 62 (Fig. 8).
El tope de pivotamiento hacia arriba es proporcionado por una
pestaña de tope 70 (Figs. 5 y 9) que está fijada al bastidor de
accionamiento 18 y que incluye una patilla 72 posicionada para
apoyar contra el bastidor de carga 12 o la ménsula 62, cuando el
conjunto de accionamiento 16 se encuentra en su posición
completamente subida (Fig. 7).
Finalmente, un conjunto 76 de tope de rotación
está posicionado cerca del extremo delantero del conjunto de
accionamiento 16. El tope de rotación (Fig. 5) incluye una ménsula
de rotación 78 que tiene una ranura 80 dentro de la cual está
dispuesta para moverse una espiga de tope 82. La ménsula 78 y la
espiga 82 están fijadas, cada una, a uno de entre el bastidor de
accionamiento 18 y el bastidor de carga 12, de manera que el
movimiento relativo del bastidor sea limitado por el apoyo
ménsula/espiga. A pesar de la anterior descripción de los conjuntos
de tope 60, el resorte 64 y el conjunto de tope 76, puede apreciarse
que pueden utilizarse una variedad de mecanismos equivalentes,
conocidos en la técnica, para proporcionar las funciones de tope y
de carga sin apartarse del alcance del invento.
Otro beneficio del uso de la unidad de
accionamiento flotante es que el bastidor de carga 12 y el bastidor
de accionamiento 18 están cargados independientemente. Así, la carga
útil soportada por el bastidor de carga 12 y las ruedas
auto-orientables basculantes 14 puede hacerse variar
basándose en los objetivos funcionales, mientras que la carga sobre
la unidad de accionamiento depende, principalmente, del peso de la
unidad de accionamiento y de cualquier carga proporcionada por el
resorte helicoidal 62. Asimismo, incluyendo a bordo la fuente de
potencia, el control y los componentes mecánicos necesarios para
conseguir un movimiento autónomo, el conjunto de accionamiento
puede desconectarse del bastidor de carga 12 y el conjunto 36 de
conexión pivotante si se desea utilizar el conjunto de accionamiento
como vehículo autónomo. Las posibles aplicaciones para tal uso
autónomo incluirían su empleo como pequeño dispositivo de remolque o
como carro ligero cuando las limitaciones de espacio impidan el
movimiento efectivo del bastidor de carga 12 de mayor tamaño.
Claims (18)
1. Un vehículo que comprende:
un bastidor de carga (12) dotado de ruedas de
carga;
una rueda de accionamiento (20);
una rueda auto-orientable rígida
(22) no accionada, y
un conjunto (36) de conexión pivotante que
acopla la rueda de accionamiento (20) y la rueda
auto-orientable rígida (22) no accionada, con el
bastidor de carga (12) para permitir que dicha rueda de
accionamiento (20) y dicha rueda auto-orientable
rígida (22) no accionada se muevan verticalmente sin cambio de la
orientación angular con relación a dicho bastidor de carga (12).
2. El vehículo de la reivindicación 1, que
incluye además un bastidor de accionamiento (18), en el que dicha
rueda auto-orientable rígida (22) puede ser hecha
girar alrededor de un único eje (28), en el que dicha rueda de
accionamiento (20) y dicha rueda auto-orientable
rígida (22) no accionada están montadas en dicho bastidor de
accionamiento (18), y en el que dicho conjunto (36) de conexión
pivotante acopla dicho bastidor de accionamiento (18) a dicho
bastidor de carga (12) y permite que el bastidor de accionamiento
(18), la rueda de accionamiento (20) y la rueda
auto-orientable rígida (22) no accionada, se muevan
en dirección vertical con relación a dicho bastidor de carga
(12).
3. El vehículo de la reivindicación 2, en el que
dicho conjunto (36) de conexión pivotante acopla el conjunto de
accionamiento (18) con el bastidor de carga (12) y permite que el
bastidor de accionamiento (18) se mueva en dirección vertical y
angularmente con relación a dicho bastidor de carga (12), estando
acoplado el citado conjunto (36) de conexión pivotante a dicho
bastidor de carga (12) en un primer eje (50) y a dicho bastidor de
accionamiento (18) en un segundo eje (52) separado de dicho primer
eje (50).
4. El vehículo de la reivindicación 3, en el que
dicha rueda de accionamiento (20) puede ser hecha girar en torno a
un eje de accionamiento (24) y un eje de dirección (26), mientras
que la rueda auto-orientable rígida (22) no
accionada solamente puede ser hecha girar alrededor de un único eje
(28).
5. El vehículo de las reivindicaciones 3 o 4, en
el que dicho conjunto (36) de conexión pivotante incluye un par de
carriles pivotantes (38, 40), cada uno de los cuales tiene un primer
extremo acoplado a pivotamiento a dicho bastidor de carga (12) y un
segundo extremo acoplado a pivotamiento a dicho bastidor de
accionamiento (18).
6. El vehículo de la reivindicación 3, en el que
dicho conjunto de accionamiento (16) incluye una segunda rueda
auto-orientable rígida (22) no accionada, que puede
ser hecha girar sólo alrededor de un único eje (28) y montada en
dicho bastidor de accionamiento (18), estando posicionadas dicha
rueda de accionamiento (20) y dichas ruedas
auto-orientables rígidas (22) no accionadas de modo
que formen un triángulo.
7. El vehículo de la reivindicación 6, en el que
el primer extremo del conjunto (36) de conexión pivotante está
acoplado al bastidor de accionamiento (18) en un bloque de apoyo
(46), en el que el triángulo está orientado de forma que el punto
definido por la rueda de accionamiento (20) esté posicionado por
delante del bloque de apoyo (46).
8. El vehículo de la reivindicación 3, en el que
dicha rueda de accionamiento (20) puede ser hecha girar alrededor
de un primer eje (24) para proporcionar una fuerza de accionamiento
y puede ser hecha girar alrededor de un segundo eje (26) para
proporcionar dirección.
9. El vehículo de la reivindicación 8, en el que
dicho segundo eje (26) puede ser movido verticalmente con relación a
dcho bastidor de carga (12), y en el que dicho conjunto (36) de
conexión pivotante permite que dicho bastidor de accionamiento (18)
gire con relación a dicho bastidor de carga (12) alrededor de dicho
segundo eje (26).
10. El vehículo de la reivindicación 3, en el
que dicho conjunto de accionamiento (16) incluye, además, una
fuente de potencia y un controlador a bordo de dicho bastidor de
accionamiento (18), estando dicho controlador acoplado en relación
de comunicación con dicha rueda de accionamiento (20) de modo que
dicho conjunto de accionamiento (16) pueda ser hecho funcionar como
un vehículo autónomo.
11. El vehículo de la reivindicación 3, que
incluye además un mecanismo de carga para empujar al bastidor de
accionamiento (18) hacia abajo con relación al bastidor de carga
(12).
12. El vehículo de la reivindicación 11, en el
que dicho mecanismo de carga es un resorte helicoidal (64).
13. El vehículo de la reivindicación 3, que
incluye demás un conjunto de tope (60) fijado al bastidor de carga
(12) para limitar el movimiento en dirección vertical del bastidor
de accionamiento (18) con relación al bastidor de carga (12).
14. El vehículo de la reivindicación 13, en el
que dicho conjunto (36) de conexión pivotante incluye, además, un
segundo conjunto de tope (60) para limitar la rotación del bastidor
de accionamiento (18) con relación al bastidor de carga (12).
15. El vehículo de la reivindicación 3, en el
que dicha rueda auto-orientable rígida (22) no
accionada puede ser hecha girar sólo alrededor de un único eje de
rotación (28).
16. El vehículo de la reivindicación 2, en el
que dicho conjunto (36) de conexión pivotante acopla dicho bastidor
de accionamiento (18) a dicho bastidor de carga (12) y permite que
el bastidor de accionamiento (18) se mueva en dirección vertical y
gire con relación a dicho bastidor de carga (12).
17. El vehículo de la reivindicación 1, que
incluye además un bastidor de accionamiento (18) en el que dicha
rueda de accionamiento (20) y dicha reda
auto-orientable rígida (22) no accionada, están
montadas en dicho bastidor de accionamiento (18), y en el que dicho
conjunto (36) de conexión pivotante está acoplado a dicho bastidor
de carga (12) en un primer eje de pivotamiento (50) y a dicho
bastidor de accionamiento (18) en un segundo eje de pivotamiento
(52) separado de dicho primer eje de pivotamiento (50).
18. El vehículo de la reivindicación 5, en el
que el conjunto (36) de conexión pivotante incluye, además, una
placa (42) que se extiende entre los carriles pivotantes (38, 40),
estando dicha placa (42) posicionada por debajo del bastidor de
accionamiento (18) e incluyendo un recorte, encontrándose dicha
rueda auto-orientable rígida (22) no accionada
posicionada dentro del citado recorte para realizar un movimiento en
dirección vertical.
Applications Claiming Priority (2)
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