货架操作装置 【技术领域】
本发明涉及一种货架操作器，它具有
a)一支承车，它可借助于一驱动装置在至少一条基本上水平的支承轨道上沿货架通道行驶；
b)一由支承车带动的用来安放储存货物的升降平台；
c)一升降装置，升降平台可用它相对于支承车沿垂直方向运动；
d)一稳定装置，它防止升降平台相对于支承车侧向偏移。
背景技术
这种类型的货架操作器用来将储存货物存入高层货架的空格内和从空格内重新取出。这里高层货架沿一货架通道延伸，货架操作器可在此通道内行驶。为了实现储存货物的高速流转、从而减小对于一定容量所需要的高架仓库的尺寸，总体而言升降平台可用来从一个位置行驶到另一个位置的速度应尽可能大。因为加速质量和连接升降平台与支承车的连接装置构成一易振动/摆动的系统，高的加速度通常也意味着升降平台产生大的振动的危险。
开头所述类型的已知货架操作器除了通常可在室内地面上行驶的支承车以外为了升降平台的稳定性还有一实心支柱，升降平台在其垂直运动时在该支柱上移动。为了达到导向支柱所需要的刚性，需要大的质量。这种类型的货架操作器地总重量达到25吨。显然，为了能够使这种货架操作器能够以高的加速度运行，需要巨大的驱动功率。尽管导向支柱是实心的，仍然产生明显的振动问题，尤其是由于质量大，振动系统的固有频率比较低。
【发明内容】
本发明的目的是，这样地设计开头所述类型的货架操作器，使得升降平台可迅速加速，并使振动问题最小化。
按照本发明这个目的通过以下方法实现，
e)升降装置包括至少三个牵引装置，升降平台从支承车悬挂在这些牵引装置上；
f)稳定装置包括：
fa)一稳定车，它可借助于自身的驱动装置沿至少一条以一定垂直距离平行于支承轨道分布的导轨行驶；
fb)一基本上刚性的，具有一水平长度分量的连接结构，它既铰接在升降平台上又铰接在稳定车上；
fc)一控制装置，它在升降平台改变高度位置时通过相应地开动稳定车这样地改变升降平台和稳定车之间的水平距离，使升降平台相对于支承车只能进行所希望的、特别是垂直的运动。
“牵引装置”的概念首先理解为绳索、链条、皮带等等。下面为了术语的简化作为这种类型的牵引装置的代表仅仅讨论“绳索”。
本发明的基本构想是，对于货架操作器所有加速的部件注意使其质量尽可能地小。其结果一方面是，可以减小为了加速所需要的力以及由驱动装置发出的功率。另一方面共振频率移动到一较高的频率范围内，在该范围频率时它可以较容易地控制。本发明在升降装置也在稳定装置的结构方面达到质量的节省。按照本发明升降装置包括至少三条绳索，也就是没有刚性部件，并达到可以想象的最小质量。稳定装置不使用实心的重的元件，而采用可以做得轻的连接结构，用这种结构在一定程度上使升降平台始终从侧面这样地固定，使它相对于支承车只能以希望的方式，通常是垂直地运动。连接结构固定在按本发明附加地设置的稳定车上。因为当升降平台在高度方向运动时连接结构相对于水平面占有的角度发生变化，稳定车和升降台之间的水平距离必须正比于这个倾角的余弦变化。这借助于一控制装置实现，为此给控制装置输入一反映升降平台高度位置的信号。在同时进行支承车水平运动和升降平台垂直运动时这样地控制稳定车，使得给距离变化叠加一个对应于支承车速度的水平运动速度，该距离变化用于保持升降平台相对于支承车所希望运动，特别是精确的垂直运动。
按本发明的货架操作器是一种运动学方面单值地确定的系统，其运动过程可以用计算机毫无问题地计算出来，而不出现双值解/另外的方案。
连接结构最好包括两根平行杆。这些杆只承受压力或拉力，也就是就可以做得比较细。由此又减少了在升降平台运动时需要加速的质量。
杆最好通过斜撑加强成一桁架结构。因为，连接结构基本上构成振动系统的弹性件，这种加强促使振动系统的共振频率按希望偏移到更高的数值。
为了能够用本发明的货架操作系统达到整个货架，稳定车在上面行驶的导轨可在一端伸出货架。另一种选择方案是，连接结构的“有效长度”可以缩短。通常支承车不能在水平方向在稳定车旁边开过，因为连接结构的长度必需大于支承轨道和导轨之间的垂直距离。但是如果连接结构的有效长度可缩短，那么支承车便可以沿水平方向在稳定车旁边驶过，然后在稳定车的另一侧重新承担其正常的存入和取出功能。
连接结构的“有效长度”例如可以通过这样的方法缩短，即至少一个与连接结构的一端可回转地连接的回转臂铰接在稳定车上，并可在至少一个角度位置锁紧在稳定车上。在这种结构时支承车和由它带动的升降平台以下述方法更换稳定车的侧面：即稳定车停住，松开回转臂在稳定车上的锁紧。现在支承车可以沿水平方向向稳定车运动。通过这样的方法缩短连接结构的“有效长度”，即稳定车的回转臂向下偏转。在越过一“死点”(在这个位置不管是回转臂还是连接结构都处于垂直位置)后回转臂重新靠近稳定车。如果支承车离稳定车达到足够的距离，回转臂便重新锁紧在稳定车上。现在起货架操作器便可以重新以正常的方式进行运行。
在升降平台上也可以铰接至少一个与连接结构的另一端可回转地连接回转臂，且它可在某一角度位置时锁紧在升降平台上。升降平台上的这个附加的回转臂在支承车和升降平台从稳定车的一侧更换到另一侧时给整个系统一个附加的自由度。
可以缩短连接结构“有效长度”的另一种方式方法是，它具有可相互伸缩的并在至少一个相对位置可相互锁紧的元件。
因为在支承车和升降平台换侧时稳定车不具备稳定功能，建议采用本发明的这样一种结构，在这种结构时升降平台可在其最上端的位置时锁紧在支承车上。在换侧开始之前升降平台移动到这个锁紧位置，从而用这种方法抑制升降平台的侧向振动。
附图的简要说明
下面借助于附图对本发明的一个实施例作较详细的说明；附图表示
图1以透视图表示一在高层货架前的本发明的货架操作器；
图2图1的侧视图；
图3图1中的货架操作器在高层货架旁的另一个位置；
图4图3的侧视图；
图5图1至4中的货架操作器在高层货架旁的又一个位置；
图6至8示意表示是货架操作器一部分的支承车在换侧时的运动过程。
本发明具体的实施方式
图1中以附图标记1表示一普通的高层货架，它由钢结构组成，并按已知方法具有许多货架空格2，储存货物可放在这些空格内。储物室格2的装载和货物从空格中取出由一货架操作器进行，它总体用图形标记3表示。货架操作器3包括一支承车4，它在相对的两侧具有两个由一未画出的电机驱动的支承滚轮5。分别位于支承车4一侧的支承滚轮对5在一支承轨道6内行驶，支承轨道装在高层货架1的上边缘上。在图中只画出了两条支承轨道6和两个高层架1中的各一个；第二个高层货架这样地与所示高层货架平行设置，使得支承车4的设置在图中左侧的支承滚轮5嵌入另一高层货架1的相应支承轨道内。用这种方式在两个高层货架之间形成一货架通道，货架操作器3可在此通道内运动。
货架操作器3的支承车4通过四条绳索7与一升降平台8连接。支承车4配备四个卷绳筒9，它们由未画出的电机驱动，绳索7的上端区域可卷绕在卷绳筒上。通过沿相应旋转方向操作卷绳筒9可以使升降平台8按已知方法下降或上升。
升降平台8携带储存货物10，当升降平台准确地定位在所希望的储物空格2之前时储存货物可借助于一图中未画出的已知移动装置移入储物空格2内。用相应的方法可以将位于储物空格2中的货物由该移动装置移到升降平台8上。
为了稳定升降平台8，防止侧向摆动，货架操作器3具有一稳定车11。稳定车11包括两个纵向横梁12，13，它们通过U形型材14相互连接。在两个纵向横梁12，13上分别设有两个通过未画出的电机驱动的驱动滚轮15。配设于纵向横梁13的驱动滚轮15在一导轨16内运动，此导轨平行于支承车4的支承轨道6同样固定在高层货架1上支承轨道6的下方。一相应的导轨装在图1中未画出的高层货架上。配设于稳定车11的纵向横梁12的驱动滚轮15在该导轨内运动。
货架操作器3的升降平台8通过一桁架形的连接结构与稳定车11连接，连接结构总体用附图标号17表示。连接结构17具有两根平行的杆18，它们通过与它垂直和倾斜分布的加强斜撑20相互连接。连接结构17两杆18的上端分别与回转臂21的一端铰接，其另一端铰接在升降平台8的下侧上。回转臂21可以在图2、4以及6至8中特别清楚地看到。回转臂21可以锁紧在图1和2中所示的位置上。
连接结构17的杆18的下端以类似的方法与回转臂22的一端铰接，其另一端分别铰接在稳定车11的相配的纵向横梁12、13的大致中心区域内。这些回转臂也特别是可以在图2、4和6至8中可以看到。回转臂22可以锁紧在稳定车11的纵向横梁12、13上的在图1和2中所示的位置上，以及相对于它旋转180°的位置上。
支承车3沿支承轨道6的水平位置可以通过一合适的位置测量系统测出。用相应的方法通过一合适的位置测量系统监测稳定车11的水平位置，最后一高度测量系统提供关于升降平台8瞬时垂直位置的信息。支承车4以及稳定车11的两个位置测量系统和升降平台8的高度测量系统的输出信号输送给一控制装置。
上述货架操作器3工作(方式)如下：
图1中表示升降平台8在货架操作器1的左上区域内的位置上。现在假设，升降平台8应该从这个位置垂直下降。所希望的目标位置通过给控制装置的一个相应控制信号预先规定。现在控制装置使支承车4的卷绳筒9这样地运动，使得升降平台8下降。同时控制装置向稳定车11发出向图1中右方运动的指令。这时此运动这样进行，使升降平台8可以作所希望的垂直行驶，亦即使稳定车11离支承车以及由此离升降平台8的水平距离正比于连接结构17相对于水平面的倾角的余弦变化。也就是说如果升降平台8位于导轨16的高度上并且连接结构17水平布置的话，稳定车11和升降平台8之间的距离达到最大值，并等于连接结构17的长度。
连接结构17在升降平台8所述的垂直运动时可靠地防止所有振动，这是因为沿侧向作用的力通过连接结构17传递到稳定车11上，并由稳定车传递到两个高层货架1上。
如果升降平台8应该在保持其高度位置的情况下从图1所示的位置向右运动，那么将相应的控制信号输入控制装置。现在控制装置使支承车4的平移运动与稳定车11的平移运动同步并以相同的速度进行，也就是说在沿水平方向的整个行驶过程中支承车4、连接结构17和稳定车11之间的相对几何位置关系保持不变。
当然通常升降平台8的水平运动和垂直运动是叠加的，这可通过控制系统毫无问题地实现。
为了能够在高层货架的整个长度工作而又不必使稳定车11移出高层货架1的一个末端，支承车4可以换到稳定车11的另一侧。它是如何进行的，将在后面详细说明，支承车4位于稳定车11另一侧的这种位置在图3以及5和6中示出。在图3中升降平台8位于高层货架1的右端区域内，略微在一半高度的下方，而在图5中升降平台8在同一个水平位置上升到接近高层货架1的上边缘。
为了使支承车4能够换到稳定车11的另一侧，例如为了从图1中所示的位置到达图5中所示的位置，按以下方法进行：
首先升降平台8完全向上朝支承车4行驶并锁紧在支承车上，使它不再能在绳索7上自由晃动。然后松开升降平台8的回转臂21和稳定车11的回转臂22。现在起支承车4向静止不动的稳定车11运动。这个运动可以通过这样的方法实现，即稳定车11的回转臂22向下回转，如图6中所示。图7表示连接结构位于垂直位置的状态。在图7中连接结构覆盖了同样处于垂直位置的回转臂22，这时升降平台8的回转臂21略微转出其正常位置。当支承车4在仍然静止的稳定车11旁继续行驶时连接结构17现在是逆时针相对于铅垂线回转；同时配设于升降平台8的回转臂21的转角变大。如果支承车4沿这个方向继续其运动，那么回转臂22重新向稳定车11回转，直至它最后重新取得水平方位，在这个位置回转臂22相对于在图6中的起始位置回转了180°。在这个位置重新将它锁紧。用相应的方式升降平台8的回转臂21同样转回到其水平位置，在这个位置它相对于其在图6中的起始位置进行了180°的回转运动，并锁紧在这个位置上。
现在起货架操作器3可以在稳定车11的另一侧以上述方法工作。为此重新松开升降平台8在支承车4上的锁紧。
在一种图中未画出的实施例中稳定车和/或升降平台没有回转臂。为了使支承车4仍然能够越过稳定车11换侧，连接结构可通过一伸缩结构缩短。通常连接结构的伸缩环节/件是锁紧的。然后以同样的方式进行货架操作器这种实施例的运作，如上面借助于图1至5所述。为了支承车的换侧松开连接结构的伸缩环节。也就是说连接结构在支承车接近静止不动的稳定车时可以缩短，直至它在其垂直方位时达到最短长度。在越过“死点”后连接结构的伸缩环节重新相互移开，并在达到其正常工作长度时锁紧。然后货架操作器可以重新进行正常工作。