УСТРОЙСТВО ВЫДАЧИ ТОВАРА

Полезная модель относится к области хранения и выдачи товара автоматизированными средствами, в частности, к терминалу для выдачи товара.
Уровень техники
Известно устройство (см. WO2013045173), которое относится к аптечному сборщику, содержащему корпус с множеством оснований для полок, расположенных друг над другом, по меньшей мере одно приводящее устройство, конвейерное устройство, интерфейс связи с корпусом и универсальный модуль питания и управления. Этот универсальный модуль питания и управления содержит устройство подачи, устройство для идентификации и измерения, устройства ввода/вывода для оператора, электронный контроллер и блок питания, а также интерфейс связи с корпусом и электрический интерфейс, причем модуль питания и управления расположен рядом с корпусом таким образом, что механическое соединение создается посредством интерфейса связи с корпусом и интерфейсом связи с модулями таким образом, что упаковки лекарств в модуле питания и управления, подлежащие размещению, доставляются в определенное положение на конвейерном устройстве, которое известно электронному контроллеру.
Однако в данном решении приводящее устройство использует ременную передачу, что приводит к тому, что ремни растягиваются в ходе длительной эксплуатации, что в свою очередь приводит к неточному позиционированию вдоль вертикальной и горизонтальной осей. Особенно это заметно при перемещении вдоль вертикальной оси, т.к. на неё постоянно оказывается давление блока захвата.
Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство (см. EP2634115 A1), в котором описывается устройство для выдачи заказов, содержащее блок захвата заказа и блок перемещения блока захвата, причем блок перемещения использует ременную передачу.
Недостатком выбранного в качестве прототипа устройства является растягивание ремней в ходе длительной эксплуатации, что в свою очередь приводит к неточному позиционированию вдоль вертикальной и горизонтальной осей. Особенно это заметно при перемещении вдоль вертикальной оси, т.к. на неё постоянно оказывается давление блока захвата.
Раскрытие полезной модели
В описываемой полезной модели раскрыто устройство выдачи товара, содержащее:
-корпус с выполненными в нем отсеками;
- блок захвата, выполненный с возможностью захвата товара в отсеке и выгрузки в блоке выдачи;
- блок позиционирования, выполненный с возможностью перемещения блока захвата в заданную точку корпуса;
- блок выдачи, выполненный с возможностью приема товара от блока захвата и выдачи упомянутого товара покупателю;
- блок управления, выполненный с возможностью принимать информацию о выбранном товаре, управлять блоками захвата и позиционирования так, чтобы обеспечивать перемещение блока захвата к отсеку, содержащему выбранный товар, захват товара и перемещение его к блоку выдачи;
причем блок позиционирования использует по меньшей мере шарико-винтовую передачу для перемещения блока захвата в заданную точку корпуса,
причем блок захвата, блок позиционирования, блок выдачи, блок управления установлены в корпусе, выполнены функционально едиными.
Кроме того, в настоящей полезной модели раскрыто, что товаром являются изделия медицинского назначения; устройство выдачи выполнено с возможностью выдачи нескольких позиций товаров; блок выдачи выполнен с возможностью выдачи товара покупателю только после приема всех позиций товаров; дополнительно содержится блок приема товара; блок управления выполнен с возможностью управления блоками позиционирования и захвата так, чтобы перемещать товар из блока приема товара в отсек; блок управления выполнен с возможностью строить оптимальный маршрут движения блока захвата; блок управления выполнен с возможностью предписывать блокам позиционирования и захвата доставлять товары до промежуточной точки в корпусе и затем доставлять их из промежуточной точки в блок выдачи; блок управления выполнен с возможностью выбирать промежуточную точку, исходя из критерия наименьшего пути, проходимого блоком захвата внутри корпуса.
Основной задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является точный и надежный захват товара.
Сущность полезной модели заключается в том, что для сохранения характеристик устройства выдачи товара для перемещения устройства захвата товара по меньшей мере вдоль одной оси (предпочтительно вертикальной) используется шарико-винтовая передача.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в повышении точности и надежности захвата и выдачи товара покупателю.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематично показывает заявленное устройство.
Фиг. 2 схематично показывает дополнительный вариант заявленного устройства.
Осуществление полезной модели
Предложенное устройство представляет собой корпус с отсеками, в котором установлен блок позиционирования, который обеспечивают перемещение блока захвата в заданную точку внутри корпуса. Управление блоком позиционирования и блоком захвата осуществляется блоком управления.
Схематично предложенное устройство показано на фиг.1. Корпус 1 может иметь по существу любую форму, предпочтительно представляет собой по существу параллелепипед, внутри корпуса обеспечивается пространство для размещения отсеков (не показаны на фиг.1), отсеки могут быть сформированы в виде полок, полостей, коробов, контейнеров и т.п. в зависимости от того, какие товары необходимо хранить в устройстве.
Блок 2 позиционирования состоит из силовых приводов, направляющих и блока 3 для перемещения. Силовые приводы создают усилие, которое обеспечивает перемещение блока 3 для перемещения вдоль направляющих. Блок 3 для перемещения соединен с блоком захвата или конструктивно выполнен с ним за одно целое. Силовые приводы могут быть реализованы на базе электродвигателей, шаговых двигателей, сервоприводов или иного сходного по функциональности оборудования. Направляющие обеспечивают движение блока перемещения по заданным направлениям.
В предпочтительном варианте движение блока 3 для перемещения по осям X и Y (осям находящимся в плоскости земной поверхности, см. фиг.1) осуществляется с помощью ременной передачи, а движение по оси Z (вертикальной оси относительно плоскости земной поверхности) осуществляется с помощью шарико-винтовой передачи (ШВП).
Использование ШВП вместо ременной передачи позволяет нивелировать все минусы связанные с уменьшением точности позиционирования в течение длительной эксплуатации устройства. Так же, ШВП даёт значительно увеличение точности уже при первом использовании за счёт более точного позиционирования. Достигается расчётная повторяемость до 0,02 мм, максимальная линейная скорость до 0,5 м/с и максимальная линейная нагрузка до 239 кг.
Дополнительным плюсом использования ШВП является увеличения жесткости конструкции и увеличение массы переносимого вдоль вертикальной оси груза.
В качестве тормоза вертикальной оси используется тормоз сервопривода, приводящего в движение вал, на котором движется блок 3 при вертикальном перемещении.
В одном из вариантов осуществления для обеспечения вращения блока захвата вдоль вертикальной оси устройство оборудуется поворотным двигателем. Используемый поворотный высокомоментный двигатель имеет меньшие габариты вдоль оси вращения чем стандартные серводвигатели, используемые для таких операций. Это обеспечивает уменьшение массы и габаритов устройства, что в свою очередь позволяет уменьшить итоговую стоимость всего изделия и увеличить рабочую область портального робота.
Блок захвата может представлять собой средство выполненное с возможностью захватывать товар, например, сжимая его в противоположных сторон с предварительно заданным усилием, подхватывая его снизу, помещая в предназначенный для этого контейнер или любым другим подходящим образом.
Блок выдачи представляет собой контейнер, площадку, полость или иное средство в котором может находиться товар до того момента, пока его не заберет покупатель. Блок выдачи может быть выполнен с возможностью сигнализации наличия товара в нем, с возможностью сигнализации, что товар не был забран покупателем в течение заданного времени. Блок выдачи может быть выполнен с возможностью выдачи товаров покупателю только после того, как все выбранные покупателем товары будут помещены в него блоком захвата.
Блок управления может быть реализован на базе по меньшей мере одного из контроллера, микроконтроллера, процессора, микропроцессора, процессора обработки сигналов, специализированной микросхемы ASIC и т.п. Функциональность блока управления заключается в отправке на силовые приводы сигналов, приводящих к перемещению блока 3 в заданную точку внутри предложенного устройства. Заданная точка определяется местоположением товара, который должен быть выдан покупателю. По существу заданная точка и местоположение товара совпадают. Данные о местоположении товара должны быть предварительно загружены в блок управления, который для этих целей содержит машиночитаемый носитель данных или соединен с ним. В другом варианте осуществления блок управления сам осуществляет загрузку товаров в отсеки корпуса и запоминает местоположение всех товаров.
Блок захвата, блок позиционирования, блок выдачи, блок управления установлены в корпусе и настроены для выполнения общего функционального назначения, заключающегося в выдаче товара.
Для взаимодействия с пользователем предусмотрен интерфейс, обеспечивающий возможность указания для блока управления товара или товаров, которые пользователь желает получить.
В одном из вариантов осуществления предложенное устройство хранит и выдает изделия медицинского назначения.
В одном из вариантов осуществления предложенное устройство содержит блок приема товара, который считывает наименование товара и совместно с блоком управления, блоком позиционирования, блоком захвата обеспечивает размещение товара в заданном месте внутри корпуса и сохранение информации о местоположении товара в машиночитаемой памяти.
В одном из вариантов осуществления блок управления выполнен с возможностью строить оптимальный маршрут движения блока захвата так, чтобы минимизировать затраты времени или энергии при выдаче товара покупателю.
В одном из вариантов осуществления блок управления выполнен с возможностью предписывать блокам позиционирования и захвата доставлять товары до промежуточной точки в корпусе и затем доставлять их из промежуточной точки в блок выдачи. Промежуточная точка может выбираться из свободных в настоящее время или предварительно зарезервированных для временного хранения пустых отсеков, лотков, полок и т.п.). Такое решение позволяет уменьшить общий путь преодолеваемый блоком захвата, что уменьшает время сбора всех позиций заказа, уменьшает износ блоков устройства. Для реализации такой функциональность из промежуточной точки должна осуществляться доставка одновременно всех ранее доставленных туда товаров, для этой цели в устройстве предусмотрено средство для доставки множества товаров, например, в виде контейнера или лотка.
В одном из вариантов осуществления блок управления выполнен с возможностью выбирать промежуточную точку, исходя из критерия наименьшего пути, проходимого блоком захвата внутри корпуса, в некоторых вариантах осуществления промежуточных точек может быть несколько. В некоторых вариантах осуществления промежуточные точки распложены в предварительно заданных местоположениях в корпусе.
В некоторых вариантах осуществления блок управления выбирает промежуточные точки так, чтобы минимизировать перемещение по вертикальной оси, так как это перемещение требует больше энергии, чем перемещение по горизонтальным осям.
Суммарное использование всех вышеперечисленных решений позволяет увеличить ресурс устройства и увеличить рабочую область, что приводит к увеличению количества хранимых и реализуемых товаров.
На фиг.2 показан дополнительный вариант осуществления заявленного устройства, в котором на нижней и верхней стенках корпуса выполнены направляющие с силовым приводом, служащие для обеспечения перемещения средства вертикального перемещения блока захвата вдоль корпуса, сочетание направляющих с силовым приводом и средства вертикального перемещения обеспечивает возможность перемещения блока захвата в заданное местоположение в корпусе. Средство вертикального перемещения реализовано на шарико-винтовой передаче. Вся компоновка содержащая в себе все средства для перемещения и средства для захвата образует портальный робот, который может быть смонтирован с подходящий по размерам корпус.
Блок захвата выполнен с возможностью поворота вокруг своей оси для захвата товара с разных сторон от направляющих. Блок захвата может содержать 2, 3 элементов захвата выполненных с возможностью захвата товаров разных геометрических или иных параметров, а также захвата товара лежащего ближе или дальше на полке.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.
Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электро-магнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов, и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.
Упомянутые линии связи, если не указано иное, являются стандартными, известными специалистам линиями связи, материальная реализация которых не требует творческих усилий. Линией связи может быть провод, набор проводов, шина, беспроводная линия связи (радиочастотная, инфракрасная, ультразвуковая и т.д.). Протоколы связи по линиям связи известны специалистам и не упоминаются отдельно.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
В некоторых вариантах осуществления блоки предложенного устройства находятся в общем корпусе, связаны друг с другом конструктивно и функционально посредством монтажных (сборочных) операций.
Способы, раскрытые здесь, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы полезной модели. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы полезной модели.
В заявке не указано конкретное программное и аппаратное обеспечение для реализации блоков на чертежах, но специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность полезной модели не ограничена конкретной программной или аппаратной реализацией, и поэтому для осуществления полезной модели могут быть использованы любые программные и аппаратные средства известные в уровне техники. Так аппаратные средства могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах, цифровых сигнальных процессорах, устройствах цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройствах, программируемых пользователем вентильных матрицах, процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, выполненных с возможностью осуществлять описанные в данном документе функции, компьютер либо комбинации вышеозначенного.
Хотя отдельно не упомянуто, но очевидно, что, когда речь идет о хранении данных, программ и т.п., подразумевается наличие машиночитаемого носителя данных, примеры машиночитаемых носителей данных включают в себя постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, регистр, кэш-память, полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные носители, такие как внутренние жесткие диски и съемные диски, магнитооптические носители и оптические носители, такие как диски CD-ROM и цифровые универсальные диски (DVD), а также любые другие известные в уровне техники носители данных.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезную модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.
.
В приведенном выше описании примеров, термины направления (такие как "над", "верх", "ниже", "низ", "верхний", "нижний" и т.д.) используются для удобства ссылки на прилагаемые чертежи. В общем, "над", "верхний" "вверх" и аналогичные термины связаны с направлением от земной поверхности, и "ниже", "нижний", "вниз" и аналогичные термины связаны с направлением к земной поверхности
Любые числовые значения, изложенные в материалах настоящего описания или на фигурах, предназначены для включения всех значений от нижнего значения до верхнего значения приращениями в один единичный элемент, при условии что есть интервал по меньшей мере в два единичных элемента между любым нижним значением и любым верхним значением.