用于在自动化仓库中进行负载搬运的伸缩式货叉的改进

技术领域

本发明总体上涉及在自动化仓库中搬运负载，诸如集装箱，并且更具体地涉及根据权利要求1的前序部分的用于在自动化仓库中搬运负载的组件，该组件包括一对平行的伸缩式货叉。

背景技术

伸缩式货叉被用于自动化搬运和工业自动化领域，并广泛用于自动化仓库，例如，通常与用于搬运负载(诸如集装箱)的堆垛起重机和卡丁车相关联。集装箱可以存放在一层、两层或三层深度的货架上。

众所周知，伸缩式货叉是由底座和一个或多个叠加的伸展元件组成的机器，该底座可以被安装在卡丁车或堆垛起重机上，该伸展元件以双向伸缩式的方式移动以移动负载。可移动伸缩式元件的数量(一个、两个、三个或四个)是根据要实现的总行程和要支撑的负载的大小来选择的。

在EP 2261168 B1中描述了一种已知类型的伸缩式货叉。这种货叉包括固定底座和多个可伸缩式地伸展的可移动滑动件。远端可移动滑动件，远端滑动件是在货叉的最大伸展位置处离底座最远的滑动件，其被成形为在其上接收并支撑负载。每个滑动件在轮子上滑动，并由链条传动装置，或可替选地由链条/齿轮混合传动装置来传动。货叉能够到达完全缩回位置和完全伸展位置，在完全缩回位置中，滑动件被堆叠并对齐在底座上方，在完全伸展位置中，滑动件纵向伸展并彼此偏移，并从底座偏移。

能够放置在集装箱侧面上的伸缩式货叉也是已知的，该伸缩式货叉在它们之间限定内部空间以接收至少一个待移动的集装箱。

这种伸缩式货叉还各自包括固定底座和多个可伸缩式地伸展的可移动滑动件。每个货叉能够到达完全缩回位置和完全伸展位置，在完全缩回位置中，滑动件与底座重叠并横向对齐，在完全伸展位置中，滑动件纵向伸展并彼此横向偏移，并与底座横向偏移。

这些货叉配备有推动装置，该推动装置被配置为将集装箱推送到货架中并将它们从货架中取出；推动装置由致动器致动，所述致动器包括例如安装在货叉的远端滑动件上的电动齿轮马达，并且布置成在突出到两个货叉之间的空间中以移动集装箱的主动位置和不干涉货叉之间的内部空间的被动位置之间移动。传感器装置通常被安装在滑动件上，并可操作地与推动装置相关联，以检测推动装置的操作位置。

WO 2021/079390 A1公开了一种用于搬运集装箱的自动化系统，包括一对垂直布置的平行伸缩式货叉，每个伸缩式货叉包括固定底座和至少一个滑动件，该滑动件在支撑滑动件的一系列轮上相对于固定底座伸缩式地滑动。货叉包括由电致动器驱动的推动装置，该电致动器可以使推动装置在水平定向或活动位置和垂直定向或非活动位置之间移动，在水平定向或活动位置中，当货叉分别伸展或缩回时，推动装置用于推送或拉动集装箱以便将集装箱放置在货架上或从货架上取出集装箱，在垂直定向或非活动位置中，推动装置不干涉集装箱。

通常，推动装置的操作位置由远程中央控制单元控制，例如，该单元还控制货叉架或堆垛起重机以及货叉滑动件的移动，该单元从与其相关联的传感器接收关于推动装置的操作位置的实时信息，并且根据相应的现场通信协议经由现场总线向货叉对的推动装置的致动器传送控制信号。

不利的是，现场通信协议对于所使用的中央控制单元或现场总线是特定的，使得在不同仓库中安装负载搬运单元需要相应推动装置的电致动器适应目的地仓库中存在的现场通信协议。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于在自动化仓库中搬运负载的组件，其包括能够克服上述现有技术的缺点的一对平行伸缩式货叉，特别是适用于以不同现场通信协议操作的仓库的组件，其能够实现远程中央控制单元与机载推动装置的电气传感器和致动器之间的通信，而与仓库采用的现场通信协议无关。

另一个目的是能够对货叉上的致动器和传感器以及推动装置进行诊断，以便在自动化仓库中实现可靠的负载搬运单元，从而便于它们的维护和部件的更换。

根据本发明，通过具有所附权利要求中限定的特性的用于在自动化仓库中搬运负载的组件，实现了将在下文中更好地理解的上述目的和其他目的和优点。

总之，本发明的自动化仓库负载搬运组件对象设置有用于推动装置的控制信号的本地通信系统，其能够通过在用于与远程中央控制单元通信的现场通信协议和本地通信协议之间转换控制信号，将由相关传感器或传感设备提供的指示推动装置的位置的信号和提供给相应的电致动器的推动装置的驱动信号与由仓库的远程中央控制单元处理的控制信号进行接口连接。

有利的是，这允许在自动化仓库中对与单元的负载搬运驱动器相关联的致动器和传感器的标准化，其不再需要适应组件所针对的仓库的现场通信协议，并且因此在不同仓库中安装这种组件时具有极大的灵活性，以及组件(致动器、传感器)更换的速度和简单性。

附图说明

现在将描述根据本发明的用于在自动化仓库中搬运负载的组件的一些优选但非限制性的实施例；参考附图，其中：

图1是用于在本发明的自动化仓库对象中搬运负载的组件的一对伸缩式货叉处于完全伸展位置的透视图；

图2是安装在本发明的自动化仓库对象中的负载搬运单元的一对伸缩式货叉上的本地通信系统的框图；

图3是本地通信系统的电路图；

图4是用于检测本发明的自动化仓库对象中用于搬运负载的组件的货叉中的推动装置的位置的设备的透视图；

图5是本地通信系统的第二实施例的电路图；以及

图6是第二实施例的一对伸缩式货叉处于完全伸展位置的透视图，以及由它们搬运的负载。

具体实施方式

现在参考图1，示出了用于在本发明的自动化仓库对象中搬运负载的组件，其中示出了一对处于完全伸展位置的平行伸缩式货叉F。每个货叉包括可安装在自推进卡丁车(特别是堆垛起重机或穿梭机(shuttle))上的底座10，可相对于底座10在纵向方向上可伸缩移动的第一中间滑动件20，以及可相对于第一中间滑动件20可伸缩移动的第二端部或远端滑动件30。

在上下文中，表示相对方向和位置的术语和表达，诸如“纵向”和“横向”、“外部”、“内部”，应理解为指每个货叉的“纵向”伸展方向和两个伸缩式货叉之间的中心或中间的垂直和纵向几何平面。

在图1所示的示例性实施例中，货叉具有两个可移动的滑动件20和30。滑动件的数量对于本发明的实施方式是不受限制的。本发明适用于包括两个、三个或更多个可移动滑动件的货叉。

在图1的示例中，伸缩式货叉被示出为“垂直”布置，即以这样的方式定向，即各个货叉的端部滑动件30各自具有面向相对货叉的垂直平坦表面31。这种配置不应被认为是限制的。

每个伸缩式货叉包括推动装置，通常是两个推动装置(示出为被动位置)40a和40b，其被安装在端部滑动件30上的纵向间隔位置。

推动装置旨在以推动关系作用，用于搬运集装箱，这些集装箱将被插入自动化仓库中货架上的存储位置或从其取出。

优选地，推动装置被安装在端部滑动件30的相对纵向端，即远端和近端。

附图中所示的货叉的一般伸缩式方案被认为是众所周知的。因此，本文将仅详细描述为了实施本发明的目的而具体相关和感兴趣的那些元件。因此，为了实施未详细示出的部件和元件，可以参考任何已知类型的伸缩式货叉，例如在EP 2 261 168 B1中描述和示出的，其通过引用并入本文。

推动装置40a、40b由安装在端部滑架30上的相应电致动器41a、41b来致动，电致动器41a、41b可以使推动装置在两个相对的替代位置之间移动，一个成角度地水平定向的活动位置，其中，推动装置突出到两个伸缩式货叉之间的空间中，并且当货叉分别伸展或缩回时用于推送或拉动负载，以便推送或缩回货架上的集装箱，以及成角度地垂直定向的非活动位置(如图所示)，其中推动装置不会显著突出到两个平行货叉之间的空间中，并且因此不会干涉可能存在于两个货叉之间的空间中的集装箱。

推动装置40a、40b可操作地与相应的传感设备或传感器42a、42b相关联，以检测所述推动装置的位置。

在代表实施例的示例中，在其中一个货叉的基座10上安装有本地通信系统的主单元M，用于传送推动装置40a和40b的控制信号，包括由相应的传感设备42a、42b提供的指示所述推动装置的位置的信号S

在货叉的每个端部滑动件30上安装有本地通信系统的相应从属单元S1、S2，它们例如经由相应的布线(在未示出的实施例中)或经由相应的天线80经由无线电(无线通信)与主单元M通信耦合。

图2示出了与远程中央控制单元120通信的用100整体示出的本地通信系统的框图。通信系统使得能够在远程中央控制单元120和致动器41a、41b(在图中用141整体表示)以及安装在搬运单元的每个货叉上的传感设备42a、42b(在附图中用142整体表示)之间交换推动装置的控制信号。远程中央控制单元120例如是被编程为管理仓库中的负载的搬运的PLC模块。

系统100包括主单元M，主单元M安装在组件的货叉的底座上，连接到现场总线FB，用于推动装置的控制信号与远程中央控制单元120的双向有线、串行、点对点通信。主单元M经由预定的现场通信协议(例如Fidbus、工业以太网、Profinet，…)与中央控制单元120通信，并且被布置为在所述现场通信协议和本地通信协议之间转换控制信号，用于控制信号与从属单元S1、S2以及经由从属单元S1和S2、致动器41a、41b和传感设备42a、42b的通信。

图2示意性地示出了主单元M与从属单元S1、S2的无线电连接，从属单元S1和S2安装在货叉的端部滑动件上，并分别连线到电致动器41a和41b以及传感设备或传感器42a、42b。每个致动器能够接收来自远程中央控制单元120的驱动信号S

在图中所示的有利实施例中，主单元M和从属单元S1、S2之间的连接经由无线技术进行，并且图中示出了用于在主单元M和从属单元S1、S2上传输电磁信号的天线80。

在当前优选的实施例中，本地通信协议例如是IO-Link通信协议。IO-Link协议是由IEC 61131-9标准定义的点对点通信协议，在组件标准化和诊断功能方面具有优势。在图2所示的实施例中，主单元和从属单元之间的连接可以使用IO Link Wireless来实现，IO-Link Wireless是IO-Link技术在物理层上的扩展，用于定义协议兼容设备之间的无线通信。

图2示出了从负载搬运组件到主单元M和从属单元S1和S2的有线PW电源连接。有利地，每个从属单元S1、S2被连接到承载所述从属单元的伸缩式地伸展的滑动件的传动带，以便从传动带接收沿着传动带的至少一个导电芯输送的电源，该传动带被布置成根据已知技术来致动滑动件的伸缩式伸展和缩回运动。

主单元和从属单元的电源也被携带到它们各自的发射机天线。被带到从属单元的功率从它们传送到与它们相连的致动器和传感器。

现在参考图3，示出了包括图2中所述组件的本地通信系统的特定实施例的电路图。特别地，在这种情况下，从属单元S1和S2具有8个通道，用于有线连接到推动介质的电致动器和位置传感器。

对于每个从属单元S1、S2，其中两个通道专用于有线连接到图4所述的类型的两个微型开关，用于传输相关推动装置的相应位置信号S

在可能的不同实施例中，电致动器可以是单稳态螺线管，其需要到从属单元的单个专用连接以传输相应的激励信号S

图4示出了用于推动装置的位置传感设备的可能实施例。在图4的当前优选实施例中，传感设备是能够在对应于推动装置的活动位置的第一操作位置和对应于推动装置的非活动位置的第二操作位置之间切换的微型开关。

常开型微型开关在图中作为整体显示为210，并显示为其静止配置。它包括一对弹性箔接触元件220a、220b，当相关联的推动装置40a处于非活动位置时，其处于打开位置。仅在图中部分示出的推动装置40a包括凸轮机构230，该凸轮机构230整体地耦合到其旋转轴240，当根据推动装置的致动而按照图中箭头的方向朝着活动位置旋转时，该凸轮机构230引起微型开关210的元件220a、220b之间的接触。因此，在本实施例中，指示推动装置的位置的信号S

图5示出了本地通信系统的第二实施例的电路图，其应用于包括一对伸缩式货叉的负载搬运组件，每个伸缩式货叉包括设置有多个独立负载的五个推动装置(表示为40a、40b、40c、40d和40e)的端部滑动件，其安装在滑动件上纵向间隔开的位置，以便能够在单个货叉搬运操作中最多移动四个负载。这种组件如图6所示，其中L显示了在一对货叉F内的接收空间中对齐并同时移动的负载。

在图5中，与图3中所示的元件或部件相同或功能等同的元件或部件已经用与先前图的描述中已使用的那些元件或部件相同的附图标记表示，并且将不再提及。推动装置40a-40e的电气致动器对应地被表示为41a-41e，并且与推动装置40a-40e相关联的传感设备对应地被表示为42a-42e。

图5所示的实施例与图3在从属单元的数量上有很大不同，每个货叉有两个，分别表示为S1’、S1”和S2’、S2”，这与增加对电气连接器的需求有关，该电气连接器用于有线连接到五个推动装置的电气致动器和传感设备。

显然，在不损害本发明的原理的情况下，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，实施例和实现细节可以与通过非限制性示例所描述和示出的内容大不相同。