JP7707413B2 - 機械的取扱装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、機械的取扱装置の分野に関し、より具体的には、保管コンテナを受け入れるフレームの移動を制限するために使用されてもよいクランプ装置に関する。

オンラインの食料雑貨店やスーパーマーケットのような、複数の製品ラインを販売しているオンライン小売ビジネスは、数万の、または、数十万もの異なる製品ラインを保管することができるシステムを必要とする。必要とされるスタックのすべてを収容するために非常に広いフロアエリアが必要とされることから、このようなケースにおける単一製品スタックの使用は、非実用的である。さらに、傷みやすいもの、あまり頻繁に注文されない物品のような、いくつかのアイテムの少量を保管することのみに望ましいことがあり、単一製品スタックを非効率的な解決策としている。

国際特許出願ＷＯ９８／０４９０７５Ａ（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ）は、その内容が参照によってここに組み込まれており、コンテナの複数製品スタックがフレーム構造体内で配置されているシステムを説明している。ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１５／１８５６２８Ａ（Ｏｃａｄｏ）は、さらなる既知の保管およびフルフィルメントシステムを説明しており、ビンまたはコンテナのスタックは、フレームワーク構造内に構成されている。ビンまたはコンテナは、フレーム構造の最上部に位置付けられている軌道上で動作可能な積荷取扱デバイスによってアクセスされる。積荷取扱デバイスは、スタックからビンまたはコンテナを持ち上げ、複数の積荷取扱デバイスは、スタックの一番下のポジションに位置付けられているビンまたはコンテナにアクセスするために協同する。このタイプのシステムが、添付の図面の図１から図４に概略的に図示される。

図１及び図２に示されるように、ビン１０として知られる積み重ね可能なコンテナは、互いの上に積み重ねられてスタック１２を形成する。スタック１２は、倉庫又は製造環境におけるグリッドフレームワーク構造１４中に配置される。図１は、フレームワーク構造１４の概略斜視図であり、図２は、フレームワーク構造１４内に配置されたビン１０のスタック１２を示す上からの図である。各ビン１０は典型的には、複数の製品アイテム（図示せず）を保持し、ビン１０内の製品アイテムは、同一であってもよく、又は用途に応じて異なる製品タイプであってもよい。

フレームワーク構造１４は、水平の部材１８、２０を支持する複数の直立部材１６を備えている。直立部材１６によって支持されている複数の水平格子構造を形成するために、平行な水平部材１８の第１のセットは、平行な水平部材２０の第２のセットに垂直に配置されている。部材１６、１８、２０は、典型的に、金属から製造されている。フレームワーク構造１４は、ビン１０のスタック１２の水平移動に対してガードし、ビン１０の垂直の移動をガイドするように、ビン１０は、フレームワーク構造１４の部材１６、１８、２０の間で積み重ねられている。

フレーム構造１４の最上レベルは、スタック１２の最上部に渡る格子パターンで構成されているレール２２を含んでいる。図３及び図４を更に参照すると、レール２２は、複数のロボット積荷取扱装置３０を支持する。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、フレーム構造１４の一番上に渡って、第１の方向（Ｘ）における積荷取扱デバイス３０の移動をガイドし、平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１のセット２２ａに対して垂直に配置され、第１の方向に対して垂直な第２の方向（Ｙ）において、積荷取扱デバイス３０の移動をガイドする。このようにして、レール２２は、水平なＸ－Ｙ平面において、２次元での横方向へのロボット積荷取扱装置３０の移動を可能にし、その結果、積荷取扱装置３０は、どのスタック１２の上方の位置へも移動されてもよい。

積荷取扱デバイス３０の一形態は、その内容が参照によって本明細書に組み込まれるノルウェー特許第３１７３６６号に更に記載されている。図３（ａ）及び３（ｂ）は、ビン１０を下ろす積荷取扱デバイス３０の概略断面図であり、図３（ｃ）は、ビン１０を持ち上げる積荷取扱デバイス３０の概略正面斜視図である。しかしながら、ここで説明するシステムと組み合わせて使用されてもよい、積荷取扱デバイスの他の形態がある。例えば、ロボット積荷取扱デバイスのさらなる形態が、ＰＣＴ特許公報番号第ＷＯ２０１５／０１９０５５（Ｏｃａｄｏ）で説明されており、参照によってここに組み込まれており、ここでは、各ロボット積荷ハンドラがフレームワーク構造の１つの格子空間のみをカバーし、したがって、積荷ハンドラのより高い密度が、および、したがって所定サイズのシステムに対してより高いスループットが可能となる。

各積荷取扱デバイス３０は、スタック１２の上で、フレーム構造１４のレール２２上で、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように配置されている車両３２を備えている。車両３２の前方にある一対の車輪３４と、車両３２の後方にある一対の車輪３４とからなる、車輪の第１のセット３４が、レール２２の第１のセット２２ａのうちの２つの隣接するレールと係合するように配置されている。同様に、車両３２の各側面の車輪３６の対からなる、車輪３６の第２のセットは、レール２２の第２のセット２２ｂの２つの隣接するレールに係合するように配置されている。車輪３４、３６の各セットを、持ち上げて、下げることができるので、車輪の第１のセット３４、又は、車輪の第２のセット３６のいずれかは、常に、レール２２ａ、２２ｂのそれぞれのセットに係合される。

車輪の第１のセット３４がレールの第１のセット２２ａと係合し、車輪の第２のセット３６がレール２２から離れて持ち上げられたとき、車輪３４は、積荷取扱装置３０をＸ方向に移動させるために、車両３２内に収容された駆動機構（図示せず）によって駆動されてもよい。Ｙ方向に積荷取扱デバイス３０を移動させるために、車輪の第１のセット３４は、レール２２から完全に持ち上げられて、車輪の第２のセット３６は、レールの第２のセット２２ａとの係合の中に下げられる。その後、駆動機構を使用して車輪の第２のセット３６を駆動し、Ｙ方向への移動を達成することができる。

積荷取扱デバイス３０は、持上げデバイスを装備している。持ち上げデバイス４０は、４本のケーブル３８によって積荷取扱デバイス３２の本体から吊り下げられている把持板３９を備えている。ケーブル３８は、車両３２内に収容されている（示していない）巻き線機構に接続されている。車両３２に関する把持板３９のポジションをＺ方向に調節できるように、ケーブル３８は、積荷取扱デバイス３２に、または、積荷取扱デバイス３２から巻き取られることができる。

把持板３９は、ビン１０の最上部と係合するように適合されている。例えば、把持板３９は、ビン１０の最上面を形成するリム中の（示されていない）対応する穴と結合する（示されていない）ピンと、ビン１０を把持するためにリムと係合可能な（示されていない）スライドクリップを含んでいてもよい。クリップは、グリッパプレート３９内に収容された適切な駆動機構によってビン１０と係合するように駆動され、その駆動機構は、ケーブル３８自体又は別個の制御ケーブル（図示せず）を通じて運ばれる信号によって電力供給され、制御される。

スタック１２の最上部からビン１０を取り除くために、把持板３９がスタック１２の上に位置付けられるように、積荷取扱デバイス３０を必要に応じてＸおよびＹ方向に移動させる。グリッパプレート３９は次いで、図３（ｃ）に示すように、Ｚ方向に垂直に下げられ、スタック１２の最上部のビン１０と係合する。把持板３９は、ビン１０を把持し、その後、取り付けられたビン１０とともに、ケーブル３８上に引っ張り上げられる。その垂直移動の最上部において、ビン１０は、車両本体３２の下に収容され、レール２２のレベル上に保持される。このような方法で、ビン１０を別のロケーションに輸送するために、Ｘ－Ｙ平面において異なるポジションに積荷取扱デバイス３０を移動させることができ、積荷取扱デバイス３０とともにビン１０を運ぶ。ケーブル３８は、積荷取扱デバイス３０が、フロアレベルを含むスタック１２の任意のレベルからビンを取り出し、置くことができるように十分長い。車両３２の重量は、車輪３４、３６のための駆動機構に電力供給するために使用されるバッテリから部分的に成ってもよい。

図４中に示すように、複数の同じ積荷取扱デバイス３０が設けられ、各積荷取扱デバイス３０は、システムのスループットを増加させるために、同時に動作できる。図４に図示するシステムは、ポートとして知られる特定のロケーションを含んでもよく、そこでビン１０をシステム内部又は外部に輸送することができる。各ポートには、追加のコンベヤシステム（図示せず）が関連付けられているため、積荷取扱デバイス３０によってポートに輸送されたビン１０を、コンベヤシステムによって別のロケーション、例えば、ピッキングステーション（図示せず）に輸送することができる。同様に、ビン１０は、コンベヤシステムによって外部ロケーションからポート、例えば、ビン充填ステーション（図示せず）に移動され、積荷取扱デバイス３０によってスタック１２に輸送されて、システムにおけるスタックを補充することができる。

各積荷取扱デバイス３０は、同時に１つのビン１０を持ち上げ、移動することができる。
スタック１２の最上部に位置していないビン１０ｂ（「ターゲットビン」）を取り出す必要がある場合、上にあるビン１０ａ（「非ターゲットビン」）が最初に移動されて、ターゲットビン１０ｂへのアクセスを可能にしなければならない。これは、以下で「掘り出し」として呼ばれる動作で達成される。

図４を参照すると、掘り出し動作中、積荷取扱デバイス３０のうちの１つは、ターゲットビン１０ｂを包含するスタック１２から各非ターゲットビン１０ａを順次持ち上げて、それを別のスタック１２内の空いているポジションに配置する。ターゲットビン１０ｂは次いで、積荷取扱デバイス３０によってアクセスされ、更なる輸送のためにポートに移動されることができる。

積荷取扱デバイス３０のそれぞれは、中央コンピュータの制御下にある。システム中の各個々のビン１０は追跡され、適切なビン１０を取り出し、輸送し、必要に応じて置き換えることができる。例えば、採掘作業中に、非ターゲットビン１０ａのそれぞれの場所がログ記録され、その結果、非ターゲットビン１０ａは追跡されることができる。

図１から４を参照して説明するシステムは、多くの利点を有し、広範囲の保管と取り出し動作に適している。特に、これは、製品の非常に密な保管を可能にし、ビン１０中に大規模な範囲の異なるアイテムを保管する非常に経済的な方法を提供する一方で、ピッキングのために必用とされるとき、ビン１０のすべてへの合理的で経済的なアクセスを可能にする。

一般的に、本発明は、自動フレーム積載システムを使用してコンテナを積載フレーム（loading frame）に積載する間に積載フレームを固定することができるドックまたはクランプ装置を導入する。

第１の態様によれば、積載フレームをクランプするように配置されたクランプ装置が提供され、クランプ装置は、第１のアームと第２のアームと、第１のアームは、第２のアームに対して実質的に平行であるように配置され、第１の部分と第２の部分とを備える係合装置と、ここで、第１の部分は固定され、第２の部分は第１の位置から第２の位置に移動可能であるように構成され、係合装置は第１のアームと第２のアームとの間に受け入れられ、使用時に、１つ以上の近接センサが積載フレームの存在を検出したときに、係合装置の第２の部分が第１の位置から前記第２の位置に移動されるようになっている、第１のアーム及び第２のアーム内に受け入れられた積載フレームの存在を検出するように構成された前記１つ以上の近接センサとを備える。

クランプ装置は、第１のアームと第２のアームとを接続するように配置されたフレーム部材を備えてもよく、フレーム部材は、第１のアームおよび第２のアームに対して実質的に垂直である。第１の方向及び第２の方向は、フロアに接続されてもよい。係合装置は、フロアおよび／またはフレーム部材に接続されてもよい。

係合装置の第２の部分は、第１の位置から第２の位置に移動されるときに前方に移動してもよい。係合装置の第２の部分は、第１の位置から第２の位置に移動されるときに上方に移動してもよい。係合装置の第２の部分の第１の位置から第２の位置への移動は、係合装置の第２の部分を積載フレームと係合させてもよい。係合装置の第２の部分の第１の位置から第２の位置への移動は、積載フレームを前方に移動させてもよい。

クランプ装置は、１つ以上の拘束具をさらに備えてもよい。１つ以上の拘束具は、積載フレームの前方移動を制限してもよい。前記拘束具または各拘束具は、リミッタ部分を備えてもよい。拘束具のリミッタ部分は、積載フレームの垂直移動および／または回転を制限してもよい。

第１および第２のアームのそれぞれは、第１の複数の車輪を備えてもよく、第１の複数の車輪は、積載フレームがクランプ装置の中に挿入されるときに、第１および第２のアームの間で積載フレームをガイドするように配置される。第１および第２のアームのそれぞれは、第２の複数の車輪を備えてもよく、第２の複数の車輪は、積載フレームがクランプ装置の中に挿入されるときに積載フレームを支持するように配列される。

係合装置は、モータを備えてもよく、モータは、係合装置の第２の部分に結合され、係合装置を第１の位置から第２の位置に移動させるように動作可能である。モータは、係合装置の第２の部分とは別個のハウジング内に位置付けられてもよい。

第１のアーム及び第２のアームは、水平部材に接続されてもよい。さらに、第１および第２の拘束具および／または係合装置は、水平部材に接続されてもよい。水平部材は、コンテナ積載装置の一部を備えてもよい。

第２の態様によれば、保管システムが提供され、保管システムは、複数のコンテナを受け取るように構成された１つ以上の支線（spur）と、支線からコンテナを受け取るように構成されたコンテナ取扱装置と、１つ以上の積載フレームとを備え、ここで、使用時に、コンテナ取扱装置は、コンテナを積載フレームに積み込むことができるようにコンテナを予め定められた位置に移動させるように構成され、ここで、積載フレームは、上述のようにクランプ装置内に確実に受け入れられる。

保管システムは、複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように、実質的に水平な平面において、Ｘ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第１のセット及び第１のセットを横断するＹ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第２のセットと、レールの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間の設置面積内に位置するように配置されたコンテナの複数のスタックと、少なくとも１つの輸送デバイスと、少なくとも１つの輸送デバイスは、レール上のスタックの上方で、Ｘ及びＹ方向に横方向に選択的に移動するように配置され、コンテナを輸送するように配置され、少なくとも１つの輸送デバイスによって輸送されたコンテナを受け取るように配置されたピッキングステーションとを備える。

添付の図面を参照して、例のみとして、本発明の実施形態を説明し、同様の参照番号は、同じまたは対応する部分を示す。

図１は、既知のシステムによるフレームワーク構造の概略図である。 図２は、図１のフレームワーク構造内に配置されたビンのスタックを示す上からの図の概略図である。 図３ａは、ビンを配置する積荷取扱デバイスの概略斜視図である。 図３ｂは、ビンを配置する積荷取扱デバイスの概略斜視図である。 図３ｃは、ビンを持ち上げる積荷取扱デバイスの概略正面斜視図である。 図４は、フレームワーク構造上で動作する積荷取扱デバイスを示すシステムの概略図である。 図５は、物品取扱デバイスの概略図である。 図６は、さらなる物品取扱システムの概略図である。 図７は、クランプ装置内に受け入れられた積載フレームの概略図を示す。 図８は、積載フレームが存在しないクランプ装置の概略図を示す。 図９は、第１および第２の拘束具ならびに係合装置の概略図を示す。 図１０は、可動結合が第２の位置にあるときの係合装置の概略図を示す。 図１１は、可動部分がその上昇位置にあるときの積載フレームの概略図を示す。

図５は、ガントリーフレーム２００と、ガントリーフレーム２００から支持されるトートハンドラ３００とを備える物品取扱いシステム１００の概略図である。物品取扱いシステムは、１つ以上の支線５００および１つ以上の積載フレーム６００をさらに備える。使用時には、トート４００または出荷用コンテナは、例えば図１から図４を参照して上述したように、ピッキングステーションにおいてアイテムで満たされる。トートがピッキングステーションで充填された後、次いで、それらは、車両に積み込まれることができるように、また、トートの内容物が顧客に配達されてもよいように、支線に経路指定されてもよい。典型的な注文は複数のトートを備え、梱包システムは、注文を備えるトート（例えば、第１の梱包環境（例えば、冷蔵製品）からの第１のセットのトートと、第２の梱包環境（例えば、周囲製品）からの第２のセットのトートとを含んでいてもよい）のそれぞれが、各注文の効率的な荷降ろしおよび配送を可能にする方法で同じ車両に積み込むことができるようにまとめられるように調整されることを理解されたい。物品取扱システム１００は、トート４００が、支線５００から自動的に受け取られ、トートハンドラ３００に積み込まれることを可能にする。次いで、トートハンドラは、ガントリーフレーム上で移動され、それ自体を積載フレーム６００のうちの１つの適切な開口と整合させ、トートが積載フレーム上に積載できるようにすることができる。積載された積載フレームは、その後、車両に積載されるか、または車両へのその後の積載のために保管されてもよい。

図６は、さらなる物品取扱システム１００の概略図であり、この場合もやはり、ガントリーフレーム２００と、ガントリーフレームから支持されたトートハンドラ３００とを備え、その結果、コンテナが、支線５００から受け取られ、次いで、積載フレーム６００内に積載されてもよい。ガントリーフレーム２００は、ベース２０４、頂部２０２、及び支持部材２０６を備える。好ましくは、ベース２０４は、矩形形状を描き、頂部２０２と同じサイズおよび形状を有し、支持部材のそれぞれは、ベースおよび上部の両方に垂直であり、その中でトートハンドラが操作されてもよい立方体状の空間を規定する。

以下の説明は、図６に示すように、ガントリーフレームが水平なフロアに設置され、「上」および「下」である移動への言及は、Ｚ軸に平行な移動を指すと理解されるべきであり、「左」および「右」に移動するトートへの言及は、Ｘ軸に平行な移動を指すと理解されるべきであると仮定する。積載フレームおよびトートホルダに関して、「正面」への言及は、ガントリーフレームに面している積載フレームの側面を指す。「後部」への言及は、ガントリーフレームから離れて面する積載フレームの側面を指す。

図７は、クランプ装置７００内に受け入れられた積載フレーム６００の概略図を示し、固定装置は、ガントリーフレームのベース２０４の長辺に接続されている。積載フレームは、ベース６１０、複数の棚６０２、および複数の支持体６０３を備える。ベースおよび複数の棚のそれぞれは、実質的に矩形の形状を有する。ベースおよび棚のそれぞれの角は丸くなっていてもよい。各棚の間、およびベースと最下段の棚との間の垂直方向の間隔は、実質的に等しい。ベースと複数の棚のそれぞれとは、実質的に水平に配置される。積載フレームは、６つの支持体６０３を備えてもよく、１つの支持体は、積載フレームの両方の長辺上の積載フレームの各角の近くに位置し、１つの支持体は、積載フレームの両方の長辺の中央の近くに位置する。複数の支持体のそれぞれは、実質的に垂直であってもよい。積載フレームは、４つの車輪６２０をさらに備えてもよく、複数の車輪は、積載フレームのベース６１０に枢動可能に接続される。好ましくは、１つの車輪が、ベースの各角部の近くに位置付けられてもよい。好ましくは、各車輪は、積載フレームのベースの長辺に位置付けられる。ベース６１０は、２つの支持ストラット６１２をさらに備えてもよく、そのそれぞれは、ベースの第１の長辺をベースの第２の長辺に接続し、積載フレームの剛性を増加させる。クランプ装置の後部には、レーザスクリーン８００が設けられている。保管コンテナがフレームに積み込まれているときにレーザスクリーンが遮られる場合、負傷の危険を防ぐために緊急停止が開始されることがある。

ベースおよび複数の棚のそれぞれは、２つの外側ガイド６０７および中央ガイド６０４を備える。外側ガイドのそれぞれは、それぞれのベース又は棚の長い縁部の実質的に全長に沿って延びる。中央ガイドは、それぞれのベースまたは棚の中央の実質的に全長に沿って伸張し、それぞれのベースまたは棚上に位置する２つの外側ガイドに実質的に平行である。各外側ガイドは、傾斜部分６０８と水平部分６０９を備えている。水平部分は、積載フレーム内に積載されるトートの一部を受け入れるように配置される。傾斜部分は、中央ガイドに向かって下方に傾斜するように配置される。各中央ガイド６０４は、２つの水平部分６０６の間に受け入れられる中央部分６０５を備える。水平部分のそれぞれは、積載フレームに積載されるトートの一部を受け入れるように配置される。中央ガイドは、それぞれのベースまたは棚を２つの部分に分割し、そのそれぞれは、トートを受け取るように寸法決定される。中央ガイドの中央部分は、それを囲む水平位置に対して実質的に平行である。トートがテーパ状である（すなわち、第１のトートが第２のトート内に積み重ねられてもよいように、トートのベースの寸法がトートの頂部の寸法より小さい）場合、中央ガイドの中央部分の幅は、ベースまたは棚上に保管された第１のトートがベースまたは棚上に保管された第２のトートと干渉しないように十分であるべきである。

積載フレーム６００のそれぞれは、ベースと４つの棚とを備え、各ベースまたは棚は、トートを受け入れることができる４つの位置を備える。各棚は、ガントリーフレームに最も近い面である前面と、背面（すなわち、ガントリーフレームから最も遠い面）とを有する。各棚はまた、右側および左側を有し、右側および左側は、各棚が、右前、左前、右後、および左後の位置を備えるように、前側から決定される。積載フレームに保持された各トートは、それぞれの中央ガイドおよび外側ガイドの水平部分によって支持される。

トートは、トートハンドラ３００によって積載フレームに自動的に積載される。自動積載プロセスを支援するために、積載フレームは、クランプ装置７００内に受け入れられてもよい。図７は、クランプ装置７００内に受け入れられた積載フレーム６００の概略図を示し、図８は、積載フレームが存在しないクランプ装置７００の概略図を示す。クランプ装置は、第１及び第２のアーム７２０、第１の複数の車輪７２２、第２の複数の車輪７２４、第１のセンサ装置７２６、第２のセンサ装置７２８、第１及び第２の拘束具７３０、及び係合装置７５０を備える。第１および第２のアームのそれぞれは、物品取扱いシステムが位置付けられている施設のフロアに接続されている。第１及び第２のアームのそれぞれは、ガントリーフレームのベース２０４にも接続される。第１および第２のアームは、第１のアームが第２のアームに実質的に平行であるように構成されてもよい。第１のアーム及び第２のアームは、各アームがガントリーフレームベースに対して実質的に垂直になるようにガントリーフレームベースに接続されてもよい。係合装置は、フロアにも接続され、さらに、ガントリーフレームベースに接続されてもよい。第１及び第２の拘束具の両方は、ガントリーフレームベースに接続される。第１及び第２のアームのそれぞれは、第１の複数の車輪７２２及び第２の複数の車輪７２４のそれぞれのサブセットを備える。第１の複数の車輪７２２は、それらが受け入れられるアームの上端に、またはその近くに位置付けられ、フロアの平面に実質的に平行な平面内で回転するように配置される。第２の複数の車輪７２４は、アームの内側、すなわちクランプ装置の他方のアームに面する側に位置付けられ、フロアの平面に垂直な平面内で回転するように配置される。第１のセンサ装置７２６および第２のセンサ装置７２８は、第１および第２のアームのそれぞれの内面に位置付けられる。

図９は、第１及び第２の拘束具７３０及び係合装置７５０の概略図をより詳細に示す。第１及び第２の拘束具のそれぞれは、ガントリーフレームベースにしっかりと取り付けられた第１の面７３２を含む実質的にＬ字形の部材を含む。各拘束具は、拘束具の第１の面に対して実質的に垂直な端面７３４をさらに備える。端面７３４の領域は、ガントリーフレームベースからさらに離れて延び、第１の面７３２に実質的に平行なリミッタ部分７３６を備える。係合装置７５０は、ベース部分７５１と、可動部分７５２と、モータハウジング７５４内に収容されたモータ７５３と、可動結合７５５とを備える。可動結合は、モータ７５３に接続される。作動されるとき（以下を参照）、モータは、可動結合を第１の位置から第２の位置に移動させることができる。図９は、可動結合が第１の位置にあるときの係合装置を示す。係合装置の可動部分７５２は、ガントリーフレームベースのレベルにあるか、またはそれよりも低いことがある下降位置にあることが分かる。

図１０は、可動結合７５５が第２の位置にあるときの係合装置の概略図を示す。可動結合の移動は、係合装置の可動部分７５２を上方に、ガントリーフレームベースに向かって、上昇位置に移動させている。可動部分の上面は、可動部分が上昇位置にあるときに、ガントリーフレームベースの上面よりも上に上昇させることができる。可動部分は、下降位置と上昇位置との間で繰り返し移動されてもよいことを理解されたい。

使用時には、作業者は、クランプ装置の第１のアームと第２のアームとの間で積載フレームを手動で移動させることができる。第１の複数の車輪および第２の複数の車輪は、第１のアームと第２のアームとの間の積載フレームの移動をガイドする。積載フレームの挿入は、積載フレームがクランプ装置に挿入されるときに積載フレームのベースが第２の複数の車輪７２４によって支持されるように、フレームを地面から持ち上げる。第１の複数の車輪７２２は、挿入された積載フレームを第１のアームと第２のアームとの間で中心に置くのを助け、積載フレームがクランプ装置の前方に向かって挿入されるときに積載フレームの移動を補助する。

１つ以上の近接センサ（図示せず）は、積載フレームがクランプ装置に完全に挿入されたことを検出してもよい。１つ以上の近接センサが、ガントリーフレームベース上に位置付けられてもよい。さらに、または代替として、１つ以上の近接センサが、係合装置上に、例えば可動部分７５２の上面、可動部分の側面、ベース部分７５１の側面、アームの一方または両方の内面などに位置付けられてもよい。例えば、前記近接センサ又は各近接センサは、フレームがクランプ装置に完全に挿入されたことを検出する機械スイッチを備えてもよい。あるいは、１つ以上の近接センサは、誘導センサ、または積載フレームの挿入を検出するのに適した他の形態のセンサもしくは検出器を備えてもよい。

積載フレームがクランプ装置に完全に挿入されるとき、ベースの中央ガイドの前部は、係合装置の可動部分の上に位置付けられる。積載フレームが完全に挿入されたという信号を１つ以上の近接センサから受信することにより、モータが可動結合を第１の位置から第２の位置に移動させてもよい。これにより、係合装置の可動部分がその下降位置からその上昇位置に移動する。

図１１は、可動部分がその上昇位置にあるときの積載フレームの概略図を示す。可動部分の移動により、可動部分は、積載フレームのベースの中央ガイドと接触する。積載フレームは、ガントリーフレームベースに向かって移動される。第１の拘束具および第２の拘束具の端面は、ガントリーフレームに向かうローディングフレームのベースの移動を制限する。係合装置の可動部分は、積載フレーム内へのトートの積載が、ガントリーフレームから離れる積載フレームの有意な移動につながらないように、定位置に係止されることができる。第１の拘束具および第２の拘束具のリミッタ部分は、積載フレームの中へのトートの移動によって生じ得る、積載フレームの任意の回転を低減させるであろう。

積載フレームが積載され、積載フレームが配送車両に積載される準備ができると、またはその後の積載のために保管場所に移動されると、制御信号がモータに送信されて積載フレームを解放してもよい。あるいは、この制御信号は、スイッチまたはボタンなどの物理的制御を作動させるように操作者に促してもよい。制御信号と物理的作用との組み合わせは、積載フレームの解放を引き起こし得る。積載フレームの解放は、係合装置の可動部分をその上昇位置からその下降位置に移動させる。これにより、積載フレームがガントリーフレームから離れるように移動する。係合装置の可動部分がその下降位置に戻ると、もはや積載フレームと接触しておらず、積載フレームは、車両に積み込むためにクランプ装置から取り外されてもよく、または車両に積み込む前に保管場所に移動されてもよい。

積載フレームは、物品取扱いシステムによって自動的に積載されるが、積載フレームをクランプ装置に挿入し、クランプ装置から取り外すために手作業が必要であることを理解されたい。トートが挿入されているときに作業者が積載フレームの容積内に存在する手足を有する場合、これは負傷につながる可能性がある。

第１のセンサ装置７２６及び第２のセンサ装置７２８は、フレームドッキングエリアへの人又は手足の侵入を防止する一方で、緊急停止を引き起こすことなくフレームがこのエリアに出入りすることを可能にするように配置される。第１のセンサ装置７２６及び第２のセンサ装置７２８は、挿入されたフレームの金属構造を検出し、例えば手足の侵入を検出しないので、誘導センサを備えてもよい。空間的に分離された第１のセンサ装置７２６および第２のセンサ装置７２８の使用は、任意の金属アイテム、例えば、安全ショー内の補強がフレームとして検出されることを不注意に検出することを防止するはずである。

フレームがクランプ装置に挿入されるとき、第２の誘導センサ装置７２８は、入ってくるアイテムをフレームとして認識し、制御された緊急停止が行われないようにレーザセンサ８００を弱める（mute）。第２のセンサ装置７２８とレーザスクリーン８００との間の距離は、人がセンサ間に入ることができないように十分に近い。フレームがクランプ装置にさらに挿入されると、フレームは第１の誘導センサ装置７２６によって検出される。レーザセンサ８００は、弱められたままであり、緊急停止を開始することなく、フレームがクランプ装置に完全に挿入されることを可能にする。このとき、クランプ装置内のフレームの物理的存在は、人がフレームドッキング又はガントリエリアに入ることができないことを確実にする。フレームが完全に挿入されると、ロック機構が自動的に作動する。ロック機構が係合されると、レーザセンサ８００は、短いタイムアウトの後に再び強められ（unmuted）、フレームの積載が開始されてもよい。この状態のシステムは、トートが積み込まれている間に、フレームエリアへの手足の侵入を検出する。侵入があれば、システムの緊急停止を引き起こす。

積載が完了すると、オペレータが押すためのボタンが作動される。このボタンを押すと、フレームがロック解除され、センサ８００が弱められて、オペレータが積載されたフレームを取り出すことができる。第１及び第２の誘導センサ装置７２６、７２８の両方が、フレームがクランプ装置から取り外されたことを示すと、センサ８００が再び作動される。この構成は、空のフレームドック又はガントリエリアに人又は手足が侵入することを防止する。

レーザセンサの同様の配置が、積載フレームの側面から積載フレームの中への侵入を検出するために提供されてもよく、または図６に示されるように、物理的スクリーンまたは他の機器が、アクセスを防止するために積載フレームの側面に位置付けられてもよい。安全な動作を支援するために、クランプ装置は、積載フレームがクランプ装置に完全に挿入された（したがって、移動されるべきではない）こと、または積載フレームの積載が完了し、積載フレームがクランプ装置から取り外される準備ができていることを示すために、可聴および／または可視信号を提供してもよい。

修正例および変形
多くの修正および変形が、本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施形態に対して行うことができる。係合装置は異なる形態または形状をとってもよいことを理解されたい。図８に示される係合装置は、図７の積載フレームと係合するように設計され、積載フレームの設計の変更が、係合装置の設計の変更につながるかもしれないことを理解されたい。代替として、係合装置は、積載フレームを把持し、次いで、それをクランプ装置の前部に向かって移動させるように作動されてもよい、ジョーまたは万力状要素を備えてもよい。他の形態の係合装置が考えられてもよい。積載フレームは、係合装置の相補的特徴によって係合されてもよい特徴を備えてもよい。

係合装置は、クランプ装置の前部に位置付けられることが好ましいが、クランプ装置内の他の場所、例えば、係合装置が積載フレームのベース６１０の後部と係合することができるようにクランプ装置の後部に向かって位置付けられてもよいことを理解されたい。あるいは、係合装置は、積載フレームベースの支持ストラット６１２のうちの１つと係合するように、クランプ装置内に設けられてもよい。代替的に、複数の係合装置が設けられてもよい。

図９および図１０は、モータが、係合装置とは別個のモータハウジング内に収容されていることを示す。モータは、係合装置内に一体化されてもよいことを理解されたい。係合装置からのモータの分離は、積載フレームの挿入および／または除去からのモータへの任意の機械的衝撃を低減させるはずである。モータと係合手段との間の結合の性質は、上述され、図８及び図９に示されるものとは異なる形態をとってもよい。

本発明の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示されている。それは、網羅的であること、または本発明を開示されたとおりの形態に限定することを意図したものではない。

一態様によれば、本発明は、自動フレーム積載システムによって積載フレームにコンテナが積み込まれているときに、積載フレームを受け入れるように構成されたクランプ装置、すなわちドックを提供する。クランプ装置は、第１のアームと第２のアームとを備え、係合装置が２つのアームの間に受け入れられる。係合装置は、挿入された積載フレームと係合するように作動されてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 積載フレームをクランプするように配置されたクランプ装置であって、
第１のアームと第２のアームと、前記第１のアームは、前記第２のアームに対して実質的に平行であるように配置され、
第１の部分及び第２の部分を含む係合装置と、ここで、前記第１の部分は固定され、前記第２の部分は第１の位置から第２の位置に移動可能であるように構成され、前記係合装置は前記第１のアームと前記第２のアームとの間に受け入れられ、
使用時に、１つ以上の近接センサが積載フレームの存在を検出したときに、前記係合装置の前記第２の部分が前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるようになっている、前記第１のアーム及び前記第２のアーム内に受け入れられた積載フレームの存在を検出するように構成された前記１つ以上の近接センサとを備える、クランプ装置。
［２］ 前記クランプ装置は、前記第１のアームと前記第２のアームとを接続するように配置されたフレーム部材を備え、前記フレーム部材は、前記第１のアームおよび前記第２のアームに対して実質的に垂直である、［１］に記載のクランプ装置。
［３］ 前記第１のアーム及び前記第２のアームは、フロアに接続されている、［１］又は［２］に記載のクランプ装置。
［４］ 前記係合装置は、フロアに接続される、［１］から［３］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［５］ 前記係合装置は、フレーム部材に接続されている、［２］から［４］のいずれか１項に記載のクランプ装置。
［６］ 前記係合装置の前記第２の部分は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるときに前方に移動する、［１］から［５］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［７］ 前記係合装置の前記第２の部分は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるときに上方に移動する、［１］から［６］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［８］ 前記係合装置の前記第２の部分の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記係合装置の前記第２の部分を前記積載フレームと係合させる、［１］から［７］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［９］ 前記係合装置の前記第２の部分の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記積載フレームを前方に移動させる、［８］に記載のクランプ装置。
［１０］ 前記クランプ装置は、１つ以上の拘束具をさらに備える、［１］から［９］のいずれか１項に記載のクランプ装置。
［１１］ 前記１つ以上の拘束具は、前記積載フレームの前方移動を制限する、［９］に従属する場合の［１０］に記載のクランプ装置。
［１２］ 前記拘束具または各拘束具はリミッタ部分を備える、［１０］または［１１］に記載のクランプ装置。
［１３］ 前記１つ以上の拘束具の前記リミッタ部分は、前記積載フレームの垂直移動または回転を制限する、［１１］に従属する場合の［１２］に記載のクランプ装置。
［１４］ 前記第１及び第２のアームのそれぞれは、第１の複数の車輪を備え、前記第１の複数の車輪は、前記積載フレームが前記クランプ装置に挿入されるときに、前記第１及び第２のアームの間で前記積載フレームをガイドするように配置される、［１］から［１３］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［１５］ 前記第１及び第２のアームのそれぞれは、第２の複数の車輪を備え、前記第２の複数の車輪は、積載フレームが前記クランプ装置に挿入されるときに前記積載フレームを支持するように配置される、［１］から［１４］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［１６］ 前記係合装置はモータを備え、前記モータは、前記係合装置の前記第２の部分に結合され、前記係合装置を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させるように動作可能である、［１］から［１５］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［１７］ 前記モータは、前記係合装置の前記第２の部分とは別のハウジング内に位置付けられている、［１６］に記載のクランプ装置。
［１８］ 前記第１のアーム及び前記第２のアームは、水平部材に接続される、［１］から［１７］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［１９］ 第１及び第２の拘束具及び／又は前記係合装置は、水平部材に接続される、［１］から［１８］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［２０］ 水平部材は、コンテナ積載装置の一部を備える、［１］から［１９］のいずれか一項に記載のクランプ装置。
［２１］ 保管システムであって、
複数のコンテナを受け入れるように構成された１つ以上の支線と、
支線からコンテナを受け取るように構成されたコンテナ取扱装置と、
１つ以上の積載フレームとを備え、ここで、前記コンテナを積載フレームに積載することができるように、使用時に前記コンテナを予め定められた位置に移動させるように構成され、ここで、前記積載フレームは、［１］から［２０］のいずれか一項に記載のクランプ装置内に確実に受け入れられる、保管システム。
［２２］ 保管システムは、複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように、実質的に水平な平面において、Ｘ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第１のセット及び第１のセットを横断するＹ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第２のセットと、
前記レールの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間の設置面積内に位置するように配置されたコンテナの複数のスタックと、
少なくとも１つの輸送デバイスと、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、前記レール上の前記スタックの上方で、前記Ｘ及びＹ方向に横方向に選択的に移動するように配置され、コンテナを輸送するように配置され、
前記少なくとも１つの輸送デバイスによって輸送されたコンテナを受け取るように配置されたピッキングステーションとを備える、［２１］に記載の保管システム。

Claims (22)

1. 積載フレームをクランプするように配置されたクランプ装置であって、
   第１のアームと第２のアームと、前記第１のアームは、前記第２のアームに対して実質的に平行であるように配置され、
   第１の部分及び第２の部分を含む係合装置と、ここで、前記第１の部分は固定され、前記第２の部分は第１の位置から第２の位置に移動可能であるように構成され、前記係合装置は前記第１のアームと前記第２のアームとの間に受け入れられ、
   使用時に、１つ以上の近接センサが積載フレームの存在を検出したときに、前記係合装置の前記第２の部分が前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるようになっている、前記第１のアーム及び前記第２のアーム内に受け入れられた積載フレームの存在を検出するように構成された前記１つ以上の近接センサとを備える、クランプ装置。
2. 前記クランプ装置は、前記第１のアームと前記第２のアームとを接続するように配置されたフレーム部材を備え、前記フレーム部材は、前記第１のアームおよび前記第２のアームに対して実質的に垂直である、請求項１に記載のクランプ装置。
3. 前記第１のアーム及び前記第２のアームは、フロアに接続されている、請求項１に記載のクランプ装置。
4. 前記係合装置は、フロアに接続される、請求項１に記載のクランプ装置。
5. 前記係合装置は、フレーム部材に接続されている、請求項２に記載のクランプ装置。
6. 前記係合装置の前記第２の部分は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるときに前方に移動する、請求項１に記載のクランプ装置。
7. 前記係合装置の前記第２の部分は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるときに上方に移動する、請求項１に記載のクランプ装置。
8. 前記係合装置の前記第２の部分の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記係合装置の前記第２の部分を前記積載フレームと係合させる、請求項１に記載のクランプ装置。
9. 前記係合装置の前記第２の部分の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記積載フレームを前方に移動させる、請求項８に記載のクランプ装置。
10. 前記クランプ装置は、１つ以上の拘束具をさらに備える、請求項９に記載のクランプ装置。
11. 前記１つ以上の拘束具は、前記積載フレームの前方移動を制限する、請求項１０に記載のクランプ装置。
12. 前記拘束具または各拘束具はリミッタ部分を備える、請求項１１に記載のクランプ装置。
13. 前記１つ以上の拘束具の前記リミッタ部分は、前記積載フレームの垂直移動または回転を制限する、請求項１２に記載のクランプ装置。
14. 前記第１及び第２のアームのそれぞれは、第１の複数の車輪を備え、前記第１の複数の車輪は、前記積載フレームが前記クランプ装置に挿入されるときに、前記第１及び第２のアームの間で前記積載フレームをガイドするように配置される、請求項１に記載のクランプ装置。
15. 前記第１及び第２のアームのそれぞれは、第２の複数の車輪を備え、前記第２の複数の車輪は、積載フレームが前記クランプ装置に挿入されるときに前記積載フレームを支持するように配置される、請求項１に記載のクランプ装置。
16. 前記係合装置はモータを備え、前記モータは、前記係合装置の前記第２の部分に結合され、前記係合装置を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させるように動作可能である、請求項１に記載のクランプ装置。
17. 前記モータは、前記係合装置の前記第２の部分とは別のハウジング内に位置付けられている、請求項１６に記載のクランプ装置。
18. 前記第１のアーム及び前記第２のアームは、水平部材に接続される、請求項１に記載のクランプ装置。
19. 第１及び第２の拘束具及び／又は前記係合装置は、水平部材に接続される、請求項１に記載のクランプ装置。
20. 水平部材は、コンテナ積載装置の一部を備える、請求項１に記載のクランプ装置。
21. 保管システムであって、
    複数のコンテナを受け入れるように構成された１つ以上の支線と、
    支線からコンテナを受け取るように構成されたコンテナ取扱装置と、
    １つ以上の積載フレームとを備え、ここで、前記コンテナを積載フレームに積載することができるように、使用時に前記コンテナを予め定められた位置に移動させるように構成され、ここで、前記積載フレームは、請求項１から２０のいずれか一項に記載のクランプ装置内に確実に受け入れられる、保管システム。
22. 保管システムは、複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように、実質的に水平な平面において、Ｘ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第１のセット及び第１のセットを横断するＹ方向に伸張する平行なレール又はトラックの第２のセットと、
    前記レール又はトラックの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間の設置面積内に位置するように配置されたコンテナの複数のスタックと、
    少なくとも１つの輸送デバイスと、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、前記レール又はトラック上の前記スタックの上方で、前記Ｘ及びＹ方向に横方向に選択的に移動するように配置され、コンテナを輸送するように配置され、
    前記少なくとも１つの輸送デバイスによって輸送されたコンテナを受け取るように配置されたピッキングステーションとを備える、請求項２１に記載の保管システム。

Images