ITMI20070326A1 - Veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato.

Sono noti veicoli a guida automatica per il trasporto di prodotti sfusi, confezionati o palletizzati all’interno di stabilimenti o magazzini. Tali veicoli a guida automatica sono ad esempio di tipo filoguidato o di tipo giroscopico, adatti a seguire percorsi predefiniti, oppure di tipo laserguidato programmabile per seguire qualsiasi percorso.

I veicoli a guida automatica possono anche essere dotati di un gruppo di sollevamento per prodotti palletizzati ed avere pertanto la funzione di carrello elevatore, o muletto.

I carrelli elevatori rispondono all’esigenza di consentire un rapido spostamento di una gran quantità di prodotti che, oltre ad essere generalmente pesanti, sono accatastati in particolari unità dette “pallet”. Questo spostamento di prodotti avviene di solito attraverso fasi abbastanza comuni a tutti i tipi di carrelli elevatori oggi esistenti.

In particolare si procede innanzitutto ad avvicinarsi con il veicolo al pallet che si intende spostare. Una volta raggiunto questo viene “afferrato” inferiormente per mezzo di forche e infine viene sollevato e reso solidale al carrello elevatore grazie a particolari movimenti delle forche medesime. Una volta raggiunta tale configurazione il carrello è libero di muoversi e di spostarsi fino a raggiungere una posizione nella quale procedere, tramite fasi opposte a quelle che hanno caratterizzato l’afferraggio e il sollevamento del pallet, al deposito e al posizionamento dello stesso.

Dalla descrizione appena svolta si evince che un ruolo fondamentale in tale procedura di spostamento di prodotti accatastati in pallet è giocato dalle forche che infatti hanno lo scopo di afferrare, sollevare, rendere solidali al carrello e, successivamente, depositare i prodotti.

Le forche, che possono variare in numero e per le loro dimensioni, presentano un profilo a “L” il cui lato verticale corre parallelo alla sezione frontale del carrello elevatore, e può fungere da appoggio per i prodotti durante il trasporto, mentre quello orizzontale, sporgente longitudinalmente, consente di afferrare e sostenere inferiormente il pallet in modo saldo.

Solitamente a tali forche sono consentiti alcuni movimenti relativi rispetto al carrello elevatore, quali una traslazione verticale lungo delle guide verticali fissate al carrello, ed in alcuni casi anche una orizzontale, lungo delle guide orizzontali. Inoltre, può essere consentita una rotazione attorno ad un asse orizzontale, per inclinare verso il carrello i prodotti e, oltre a rendere più stabile il sistema, compensare la deformazione elastica verso il basso delle forche causata del peso dei prodotti stessi.

I sopra citati movimenti consentono di afferrare e trattenere saldamente il pallet che si vuole spostare.

Per ottenere un buon afferraggio e sollevamento le forche, di solito, sono in numero pari e, in particolare, due forche adiacenti impegnano un medesimo pallet.

Al giorno d’oggi si utilizzano anche carrelli elevatori a due o tre coppie di forche, in modo tale da consentire in un tempo breve uno spostamento di una maggiore quantità di prodotti.

Attualmente, tuttavia, i veicoli a guida automatica dotati di un gruppo di sollevamento adottano esclusivamente sistemi di forche fisse per la presa di pallet di dimensioni standard prestabilite e non consentono quindi di spostare vari formati differenti di uno o più pallet.

Infatti, solo i carrelli elevatori tradizionali movimentati da un operatore a bordo del carrello stesso possono essere predisposti con gruppi di sollevamento multipallet con forche regolabili in più posizioni.

Anche i carrelli elevatori tradizionali oggi noti, con i loro relativi gruppi di sollevamento, presentano alcuni inconvenienti.

Se il carrello elevatore tradizionale è dotato di pinza multipallet questi inconvenienti possono essere ad esempio la scarsa precisione nel posizionamento delle forche e la mancata possibilità di disporre di un interasse variabile fra tutte le forche adiacenti presenti.

Infatti, nelle pinze multipallet normalmente in commercio per carrelli elevatori tradizionali, due forche adiacenti fanno parte di due coppie distinte in cui ad una sola è normalmente consentito di disporsi con un interasse variabile a piacere all’interno di un determinato intervallo di spostamenti.

In presenza di una sola pompa per tutte le utenze, il pilotaggio di una sola coppia di forche, utilizzando un divisore di flusso per convogliare l’olio ai due soli attuatori presenti, può comportare una non simultaneità delle forche di una medesima coppia e soprattutto errori di ripetibilità nel loro posizionamento.

Un secondo inconveniente riguarda l’interasse non controllabile fra tutte le forche e deriva dal fatto che nelle pinze multipallet per carrello elevatore tradizionale, solo le forche esterne sono pilotate idraulicamente mentre le altre forche sono ad esse collegate mediante un dispositivo, quale ad esempio molle a gas, che ne determina le due/tre sole configurazioni possibili.

Questi inconvenienti sono tali per cui una pinza multipallet tradizionale non è utilizzabile per una carrello elevatore senza operatore a bordo, ovvero un veicolo a guida automatica, per il quale la precisione dei movimenti delle forche e la loro ripetitività risultano fondamentali.

Inoltre, tali attrezzature tradizionali, in abbinamento ad un veicolo a guida automatica, non garantiscono un livello adeguato di prevenzione di incidenti.

Infatti, cadute o posizionamenti errati di pallet possono causare perdite economiche, come la rottura dei prodotti, ma possono anche comportare un rischio per il personale che si trova in vicinanza del carrello elevatore, essendo generalmente il materiale trasportato molto pesante.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato con funzione di carrello elevatore attrezzato con pinza multipallet in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati.

Altro scopo è quello di realizzare un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato con un’ottimale sincronizzazione delle coppie di forche e con interassi variabili relativamente fra tutte le forche.

Ancora un altro scopo è quello di poter avere un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato con un sistema di sicurezza e prevenzione di incidenti.

Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni successive.

Le caratteristiche ed i vantaggi di un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 è una vista laterale di un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato secondo la presente invenzione parzialmente sezionato;

la figura 2 è una vista schematica dall’alto del veicolo di figura 1;

la figura 3 è una sezione schematica lungo la traccia III-III di figura 1 di un particolare del gruppo di sollevamento secondo l’invenzione;

la figura 4 è una vista frontale schematica del gruppo pinza multipallet del veicolo di figura 1;

la figura 5 è una vista in sezione del gruppo pinza secondo la traccia V-V di figura 4;

la figura 6 mostra uno schema idraulico semplificato di distribuzione dell’olio alle utenze.

Con riferimento alle figure, viene mostrato, e complessivamente indicato con 10, un veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato.

Un esempio schematico di tale veicolo 10, secondo la presente invenzione è rappresentato, rispettivamente con una vista laterale e una dall’alto, nelle figure 1 e 2.

Tale veicolo 10, come i dispositivi noti e oggi utilizzati, comprende un corpo macchina 11 dotato di mezzi, quali ad esempio una motoruota 12, per la sua movimentazione.

Questo veicolo 10 si muove orizzontalmente sul piano su cui appoggia ed è in grado di avvicinarsi ai prodotti che si intende trasportare e successivamente di raggiungere la posizione in cui si intende depositare gli stessi.

Tali spostamenti possono essere comandati manualmente da un operatore non a bordo con comandi “tipo joystick”, oppure possono essere preimpostati e successivamente eseguiti in modo autonomo dal veicolo 10 tramite comunicazione con un calcolatore detto supervisore.

Il veicolo 10, sempre come i dispositivi oggi noti, comprende inoltre un gruppo di sollevamento 13 vincolato, posteriormente, al corpo macchina 11.

Questo gruppo di sollevamento 13 comprende una struttura a montante multistadio 14 verticale, dotata di una parte fissa 31 direttamente vincolata al corpo macchina 11 e di una parte mobile 32, alla quale è vincolato tramite un sistema di pulegge e catene un carrello di sollevamento 15 scorrevole verticalmente. Il gruppo di sollevamento 13 comprende, inoltre, una piastra brandeggiante 17, incernierata al carrello 15, che costituisce il telaio di un gruppo pinza 18, vincolato frontalmente ad essa.

Il gruppo pinza del veicolo 10 secondo l’invenzione è dotato di tre coppie di forche 19, una coppia interna 19’, una coppia intermedia 19’’ ed una coppia esterna 19’’’.

Ciascuna di queste tre coppie di forche 19 è disposta specularmente rispetto ad un piano di mezzeria 22 longitudinale del corpo macchina 11. Ogni forca 19 è mobile orizzontalmente rispetto alla piastra 17 sopra citata, muovendosi su guide orizzontali 20 ad essa vincolate. Secondo una realizzazione preferita, mostrata a titolo esemplificativo, ogni forca 19 è dotata di un corsoio 119 con profilo sagomato a “T” per l’accoppiamento scorrevole entro una scanalatura complementare 120 delle guide orizzontali 20.

Secondo l’invenzione, come visibile nelle figure 4 e 5, il moto orizzontale di ogni forca 19 è comandato da un relativo attuatore 21. Sono quindi impiegati sei attuatori 21 per sei forche 19.

Inoltre secondo l’invenzione, ogni coppia di forche 19’, 19’’ e 19’’’ comprende una coppia di cremagliere contrapposte 24’, 24’’ e 24’’’; ciascuna cremagliera 24 è resa solidale alla propria rispettiva forca 19. In corrispondenza del piano di mezzeria 22 la piastra 17 reca almeno una ruota dentata 23’, 23’’ e 23’’’ che va ad ingranare con le corrispondenti coppie di cremagliere 24’, 24’’ e 24’’’, realizzando così la simultaneità di movimento delle forche 19 di ciascuna coppia.

In figura 4, le coppie di cremagliere solidali alle coppie di forche centrali 19’ e intermedie 19’’ ingranano con un rispettivo pignone 23’ e 23’’ posto in corrispondenza del piano di mezzeria 22. La coppia di cremagliere 24’’’ solidale alla coppia di forche esterna 19’’’ ingrana invece con un rotismo, comprendente cinque ruote dentate, tra cui una ruota dentata centrale 23’’’ in corrispondenza del piano di mezzeria 22.

Sul perno di ogni pignone 23’ e 23’’ e della ruota dentata centrale 23’’’ del rotismo è connesso un sensore di tipo “encoder” 25’, 25’’, 25’’’, come mostrato in figura 5, atto a misurare lo spostamento delle forche 19 della relativa coppia in funzione della posizione della coppia di cremagliere 24 ad esso collegate. In figura 4, invece, il rotismo è mostrato parzialmente spaccato e pertanto non è mostrato l’encoder 25’’’ collegato alla ruota dentata centrale 23’’’.

Secondo l’esempio mostrato in figura 4 gli attuatori 21 sono attuati in modo oleodinamico e si prevede che entrambi gli attuatori oleodinamici agenti su una relativa coppia di forche 19 siano comandati da una pompa comune ad essi esclusivamente dedicata.

Secondo quanto mostrato schematicamente in figura 6, l’utenza costituite dagli attuatori 21 collegati alle forche 19 appartenenti alla coppia esterna 19’’’, è alimentata da una pompa ad essa esclusivamente dedicata 26.

La coppia di forche interna 19’ ed intermedia 19’’, ovvero gli attuatori 21 collegati alle rispettivamente forche 19, sono alternativamente alimentati da una medesima pompa condivisa 27. L’elettronica di comando del veicolo determina l’utilizzo della pompa condivisa 27 da parte di una utenza piuttosto che dell’altra per mezzo di elettrovalvole 28 poste sul circuito di ogni utenza. In questo modo durante le operazioni di regolazione della posizione delle forche 19, in una prima fase si portano in posizione la coppia di forche esterne 19’’’ ed intermedie 19’’ grazie all’intervento contemporaneo delle rispettive pompe 26 e 27. Al termine della corsa delle forche intermedie 19’’, la pompa condivisa 27 che le comandava può successivamente asservire la coppia di forche interne 19’, finora mantenuta ferma, mentre le forche esterne 19’’’, asservite dalla pompa dedicata 26, proseguono la loro apertura fino al raggiungimento della posizione desiderata.

Secondo una realizzazione preferita, mostrata nello schema di figura 6, la pompa dedicata 26 che asserve la coppia di forche esterne 19’’’ può essere condivisa con altre utenze, quali il dispositivo oleodinamico di brandeggio della piastra 17, utilizzato quando la posizione orizzontale delle forche 19 è già stata regolata. In figura 6 questa ulteriore utenza è mostrata in linea tratteggiata perché estranea al comando degli attuatori 21 per la regolazione della posizione relativa tra le forche. Infine, una ulteriore pompa 29, anch’essa mostrata in linea tratteggiata, è dedicata al sollevamento verticale della struttura a montante 14.

Il funzionamento oleodinamico del circuito mostrato in modo schematico è di tipo noto e non descritto con maggiore dettaglio. Le pompe, di tipo ad ingranaggi, sono montate in serie e comandate da un motore 37. Con riferimento a quanto mostrato in figura 3, ed in particolare alle connessioni tra gli elementi che compongono il gruppo di sollevamento 13, si determina il movimento di sollevamento del gruppo pinza 18.

La struttura a montante 14 mostrata è composta da due attuatori oleodinamici verticali 30 paralleli, in cui una parte fissa 31 presenta sul lato affacciato verso il piano di simmetria 22 una guida verticale 33 sagomata a “doppia T” ed una parte mobile 32, che è estendibile verticalmente oltre la relativa porzione fissa 31, è collegata ad una estremità superiore ad una guida verticale 33’ sagomata a “doppia T”.

Il carrello di sollevamento 15, come visibile in figura 3, presenta mezzi di accoppiamento scorrevole 34, quali dei cuscinetti rotanti, che vengono disposti proprio all’interno delle sopra citate guide verticali 33’.

Il carrello 15, grazie ai suoi cuscinetti rotanti, può quindi muoversi verticalmente rispetto alla struttura a montante 14 e tale moto è trasmesso, secondo una realizzazione preferenziale mostrata in figura 3, da pulegge 35 e catene 36 che sono vincolate ad un’estremità al carrello 15 e dall’altra estremità alle porzioni mobili 32 della struttura a montante 14.

Così facendo, sollevandosi le porzioni mobili 32, esse trascinano verticalmente anche il carrello 15. Infine, i mezzi di accoppiamento rotante 16 della piastra brandeggiante 17 rispetto al carrello 15, come mostrato in figura 3, sono due cerniere ad asse orizzontale che connettono superiormente la piastra 17 al carrello 15.

In tal modo è consentita una rotazione di brandeggio della piastra 17 al fine di meglio stabilizzare i pallets sulle forche 19 durante il loro spostamento. Secondo l’invenzione, le forche 19, per aumentare la sicurezza e la precisione in fase di utilizzo del veicolo 10, comprendono, montati sulle loro estremità in appositi alloggiamenti 41, sensori ottici 40 per la scansione ottica dello spazio di fronte alle forche 19 stesse.

Ad esempio questi sensori ottici 40 possono essere sensori ottici di tipo a fotocellula.

Con lo stesso obbiettivo, ovvero per aumentare la sicurezza e la precisione del veicolo a guida automatica 10 in fase di utilizzo, secondo l’invenzione si prevedono anche altri sensori, non mostrati, per segnalare la fine corsa del movimento orizzontale delle forche 19. Ad esempio questi ulteriori sensori possono essere dispositivi di tipo magnetico a induttanza o detector.

Aspetto principale dell’invenzione, come indicato in precedenza, è la presenza di una coppia di cremagliere 24’, 24’’ e 24’’’ accoppiata ad ogni coppia di forche 19’, 19’’ e 19’’’.

Tale accoppiamento può essere di vario tipo e infatti, come mostrato in figura 4, le cremagliere 24 possono essere direttamente connesse alle relative forche 19, oppure essere connesse ad un’estremità dell’attuatore 21 nel punto in cui è connesso alla relativa forca 19.

Risulta del tutto agevole comprendere quale sia il funzionamento del veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato oggetto del trovato.

Il veicolo a guida automatica secondo la presente invenzione consente, come i dispositivi oggi noti, di spostare prodotti accatastati in pallet da una originaria posizione ad un’altra.

In particolare però l’oggetto della presente invenzione presenta un gruppo di sollevamento multipallet perfezionato per veicoli a guida automatica. Infatti, disponendo ogni forca di un attuatore unicamente ad essa dedicato, si realizza una movimentazione più precisa delle due forche che compongono la medesima coppia.

Inoltre tale fatto, ovvero che ad ogni forca è connesso un attuatore dedicato, consente al veicolo di disporre tutte le coppie di forche secondo un interasse non fisso e prestabilito, ma variabile secondo le più generiche esigenze.

Ad esempio, questo dà la possibilità di disporre le forche 19 per la presa di uno, due o tre pallet rispettivamente accostando tutte le coppie di forche, accostando quelle centrali ed intermedie oppure posizionandole tra loro distanziate come in figura 4.

La presenza delle cremagliere connesse alle forche realizza una ottimale sincronizzazione delle stesse. Inoltre, convergendo le cremagliere in un pignone dotato di un sensore, esso identifica la posizione orizzontale in ogni istante.

Il gruppo pinza multipallet 18, secondo l’invenzione, dà la possibilità di distanziare tra loro i pallet già in presa sulle forche. Infatti, per movimentare due forche adiacenti appartenenti a due coppie distinte di forche con movimenti simultanei, vale a dire alla stessa velocità, è necessaria la presenza di pompe dedicate ad ogni movimento simultaneo e di un ulteriore vincolo meccanico costituito dalle cremagliere. Infine il veicolo a guida automatica della presente invenzione presenta molti dispositivi di sicurezza al fine di ottenere un corretto posizionamento dei pallet durante il loro prelievo e rilascio.

Inoltre, grazie ai vari sensori ottici e/o magnetici disposti sulle forche si raggiunge un ottimale livello di sicurezza.

Si è così visto che un veicolo con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato per veicoli a guida automatica secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.

Il veicolo a guida automatica con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato della presente invenzione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le loro dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Veicolo a guida automatica (10) con gruppo di sollevamento multipallet perfezionato comprendente un corpo macchina (11) dotato di mezzi per la sua movimentazione (12) e un gruppo di sollevamento (13) vincolato a detto corpo macchina (11), in cui detto gruppo di sollevamento (13) comprende una struttura a montante multistadio (14) dotata di una parte fissa (31) direttamente vincolata a detto corpo macchina (11) e di una parte mobile (32), un carrello di sollevamento (15) vincolato in modo verticalmente scorrevole a detta parte mobile (32), una piastra brandeggiante (17), incernierata a detto carrello (15), che costituisce il telaio di un gruppo pinza (18), vincolato frontalmente a detta piastra (17), caratterizzato dal fatto che detto gruppo pinza (18) comprende tre coppie (19’, 19’’, 19’’’) di forche (19), ognuna disposta specularmente rispetto ad un piano di mezzeria longitudinale (22) di detto corpo macchina (11) e mobili lungo guide orizzontali (20) vincolate a detta piastra (17), e dal fatto che detto gruppo pinza (18) comprende per ogni coppia (19’, 19’’, 19’’’) di forche (19) due attuatori (21) per il comando indipendente di ognuna di dette forche (19), una coppia (24’, 24’’, 24’’’) di cremagliere contrapposte (24) solidali alle rispettive forche (19) ed almeno una ruota dentata (23’, 23’’, 23’’’) che impegna detta coppia di cremagliere (24’, 24’’, 24’’’) corrispondente.
2. 2. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore (25’, 25’’, 25’’’) associato a detta almeno una ruota dentata (23’, 23’’, 23’’’) per rilevare la pozione di detta coppia (19’, 19’’, 19’’’) di forche (19).
3. 3. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti attuatori (21) sono attuatori oleodinamici vincolati ad una estremità a detta piastra (17) e ad una estremità opposta a dette forche (19).
4. 4. Veicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che entrambi gli attuatori oleodinamici (21) agenti su una coppia di dette forche (19) sono comandati da una pompa comune (26, 27).
5. 5. Veicolo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che una pompa dedicata (26) alimenta gli attuatori (21) di detta coppia esterna (19’’’) di forche (19) ed una pompa condivisa (27) alimenta alternativamente gli attuatori di dette coppia di forche interna (19’) ed intermedia (19’’) in cui elettrovalvole (28) poste sul circuito di ogni utenza comandano l’alimentazione a dette utenze.
6. 6. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette forche (19) comprendono alle loro estremità alloggiamenti (41) per sensori ottici (40) per la scansione ottica dello spazio di fronte a dette forche (19).
7. 7. Veicolo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti sensori ottici (40) sono sensori ottici di tipo a fotocellula.
8. 8. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette cremagliere (24) sono direttamente connesse a dette forche (19).
9. 9. Veicolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette cremagliere (24) sono connesse a dette estremità di detti attuatori oleodinamici (21) connesse a dette forche (19).
10. 10. Veicolo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti sensori (25’, 25’’, 25’’’) sono encoder per misurare lo spostamento di dette forche (19).
11. 11. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura a montante (14) comprende due attuatori idraulici verticali paralleli (30), in cui detta parte fissa (31) comprende un cilindro idraulico associato ad una guida verticale (33) sagomata a “doppia T” e detta parte mobile (32), che è estendibile verticalmente oltre detta parte fissa (31), è collegata all’estremità superiore ad una guida verticale (33’) sagomata a “doppia T”.
12. 12. Veicolo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto carrello (15) comprende mezzi di accoppiamento scorrevole (34) rispetto a detta struttura a montante (14) composti da cuscinetti rotanti all’interno di dette guide verticali (33’) associate a detta parte mobile (32).
13. 13. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura a montante (14) comprende pulegge (35) e catene (36) vincolate ad un’estremità a detto carrello (15) e dall’altra estremità a dette porzioni mobili (32) per la trasmissione del moto verticale di detto carrello (15) rispetto a detta struttura a montante (14).
14. 14. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura a montante (14) comprende due cerniere (16) ad asse orizzontale che uniscono superiormente detta piastra (17) e detto carrello (15) per consentire una rotazione di brandeggio a detta piastra (17).