Элеваторный стеллаж
Изобретение относится к устройствам для хранения изделий в заданном порядке, а именно к стеллажам конвейерного типа с перемещением корзин по замкнутому контуру в вертикальной плоскости. Элеваторный стеллаж содержит две вертикальные стойки, закрепленные на П-образном рамном основании и соединенные горизонтальными ребрами жесткости. На стойках закреплены верхние и нижние горизонтальные планки, на концах которых на осях установлены ведомые звездочки. Под нижней планкой на подшипниках, закрепленных в вертикальных стойках, установлен ведущий вал с первой и второй ведущими звездочками, связанный механической передачей с валом ротора электродвигателя. Ведомые и ведущие звездочки огибают бесконечно замкнутые первая и вторая грузонесущие цепи, на которых закреплены проушины. В проушинах на горизонтальных осях свободно подвешены корзины. При этом первый конец каждой из осей закреплен в проушине первой цепи, а второй конец в соосной с ней проушине второй цепи. На боковых стенках корзин закреплены постоянные магниты, а на вершинах стоек закреплены магнитные датчики, выходы которых подключены к измерительным входам блока управления, снабженного модулем индикации, командной педалью и блоком ввода данных, при этом силовой выход блока управления подключен к электродвигателю. Изобретение обеспечивает автоматизацию управления положением корзин. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для хранения изделий в заданном порядке, а именно к стеллажам конвейерного типа с перемещением корзин по замкнутому контуру в вертикальной плоскости, и может применяться на складах или в магазинах для обслуживания покупателей.
Из уровня техники известен элеваторный стеллаж (SU 967890 A1, МПК B65G 17/48, опубл. 23.10.1982), который содержит раму, вертикально замкнутые тяговые цепи, протянутые вдоль направляющих, раздваивающихся на поворотных участках, и грузонесущие люльки, подвешенные на цепях рычажной системы, оси внешних шарниров которых связаны с цапфами люлек и имеют ролики, размещенные в направляющих с возможностью перемещения в них, при этом оси внешних шарниров снабжены жестко связанными с ними вертикально расположенными рычагами с роликами на концах, размещенными в направляющих.
Недостатком известного стеллажа является его низкая технологичность, связанная со сложностью конструкции шарниров, на которых установлены люльки.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан элеваторный стеллаж (SU 1497130 A1, МПК B65G 1/127, опубл. 30.07.1980). Стеллаж содержит раму, смонтированные на ней вертикально размещенные бесконечно замкнутые грузонесущие цепи, огибающие ведущие и ведомые звездочки, и полки, шарнирно соединенные с одними концами тяг, другие концы которых соединены между собой и с грузонесущими цепями. Отличает стеллаж от известных аналогов то, что вторые концы тяг, число которых равно числу полок, соединены между собой жестко и жестко прикреплены к звеньям цепей, с образованием прямолинейного двуплечего рычага.
Недостатком известного технического решения является его низкая надежность, обусловленная тем, что для крепления корзин используются тяги, которые при движении корзин в верхнем и нижнем положениях испытывают сильные нагрузки на изгиб. Кроме того стеллаж не оборудован элементами автоматического управления, позволяющими перемещать корзины как в ручном, так и в автоматическом режимах.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение функциональных возможностей элеваторного стеллажа.
Указанная задача решена тем, что элеваторный стеллаж содержит две вертикальные стойки, закрепленные на П-образном рамном основании и соединенные горизонтальными ребрами жесткости. На стойках закреплены верхние и нижние горизонтальные планки, на концах которых на осях установлены ведомые звездочки. Отличается стеллаж от аналогов тем, что под нижней планкой на подшипниках, закрепленных в вертикальных стойках, установлен ведущий вал с первой и второй ведущими звездочками, связанный механической передачей с валом ротора электродвигателя. Ведомые и ведущие звездочки огибают бесконечно замкнутые первая и вторая грузонесущие цепи, на которых закреплены проушины. В проушинах на горизонтальных осях свободно подвешены корзины. При этом первый конец каждой из осей закреплен в проушине первой цепи, а второй конец в соосной с ней проушине второй цепи. На боковых стенках корзин закреплены постоянные магниты, а на вершинах стоек закреплены магнитные датчики, выходы которых подключены к измерительным входам блока управления, снабженного модулем индикации, командной педалью и блоком ввода данных, при этом силовой выход блока управления подключен к электродвигателю.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является расширение функциональных возможностей стеллажа, заключающееся в обеспечении автоматизации управления положением корзин, за счет применения в конструкции ведущего вала, связанного механической передачей с электродвигателем, магнитных датчиков и блока управления стеллажом.
Конструкция элеваторного стеллажа поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан его внешний вид в изометрической проекции; на фиг. 2 показан вид сбоку стеллажа; на фиг. 3 приведена упрощенная структурная схема блока управления.
Элеваторный стеллаж устроен следующим образом.
Его основой являются две вертикальные стойки 1, закрепленные на П-образном рамном основании 2 и соединенные горизонтальными ребрами жесткости 3. На стойках закреплены верхние и нижние горизонтальные планки 4 и 5, на концах которых на осях установлены ведомые звездочки 6. Под нижней планкой на подшипниках, закрепленных в вертикальных стойках 1, установлен ведущий вал 7 с первой и второй ведущими звездочками 8, связанный механической передачей 9, например цепной или ременной, с валом ротора электродвигателя 10. Ведомые и ведущие звездочки 6 и 8 огибают бесконечно замкнутые первая и вторая грузонесущие цепи 11 и 12, на которых закреплены проушины 13. В проушинах на горизонтальных осях 14 свободно подвешены корзины 15. При этом первый конец каждой из осей 14 закреплен в проушине первой цепи 11, а второй конец в соосной с ней проушине второй цепи 12. На боковых стенках корзин закреплены постоянные магниты (на фигурах условно не показаны), а на вершинах стоек 1 закреплены магнитные датчики 16 и 17, выполненные, например, в виде датчиков Холла, выходы которых подключены к измерительным входам 18 и 19 блока управления, закрепленного на боковой поверхности одной из вертикальных стоек 1, снабженного модулем индикации 20, командной педалью 21 и блоком ввода данных 22, при этом силовой выход 23 блока управления электрически подключен к электродвигателю 10.
Блок управления может быть выполнен на основе микроконтроллера, основанного на архитектуре STM8 (STM8 // EasyElectronics.ru URL: http://we.easyelectronics.ru/blog/STM8/ (дата обращения: 21.03.2019).), содержащего микропроцессорное ядро 24, соединенное с помощью системной шины с FLASH-памятью программ 25, SRAM-памятью данных 26, восьмиканальным двенадцатиразрядным аналого-цифровым преобразователем 27, энергонезависимой электрически перепрограммируемой памятью EEPROM 28, универсальными восьмиразрядными двунаправленными портами ввода-вывода 29, 30, 31 и универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком USART 32. При этом к первому и второму каналам аналого-цифрового преобразователя 27 посредством операционных усилителей подключены измерительные входы 18 и 19 блока управления, к первому порту ввода-вывода 29 подключены модуль индикации 20, выполненный, например, на основе LCD-индикатора, и командная педаль 21, ко второму порту ввода-вывода 30 подключен блок ввода данных 22, выполненный в виде кнопочной клавиатуры, а третий порт ввода-вывода 31 подключен к силовому выходу 23, выполненному на основе транзисторных ключей.
Элеваторный стеллаж работает следующим образом.
Первоначально элеваторный стеллаж собирают, монтируя стойки 1 на П-образном рамном основании 2, и соединяют горизонтальными ребрами жесткости 3. Далее устанавливают ведущий вал 7, а на ведомые и ведущие звездочки 6 и 8 надевают бесконечно замкнутые грузонесущие цепи 11 и 12, c закрепленными на них проушинами 13. В проушины устанавливают горизонтальные оси 14 и подвешивают корзины 15. После чего выходы магнитных датчиков 16 и 17 подключают к измерительным входам 18 и 19 блока управления, а силовой выход последнего подключают к электродвигателю 10. При необходимости настройки режимов работы стеллажа, блок управления может быть дополнительно подключен к персональному компьютеру с помощью универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика USART 32 посредством двунаправленного последовательного канала связи интерфейса обмена данными RS-232. Дополнительно в составе блока управления может использоваться радиомодуль, например модели HC-12 (на фигурах условно не показан), подключаемый к приемопередатчику USART 32. В этом случае связь с персональным компьютером может осуществляться по радиоканалу.
При использовании стеллажа режимы управления им настраивают с помощью блока ввода данных 22, выбирая нужный режим с помощью навигационных кнопок, ориентируясь при этом на его описание, отображаемое LCD-индикатором. Параметры каждого из режимов хранятся в энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти EEPROM 28 и могут быть настроены оператором. Далее рассмотрим примеры использования стеллажа в ручном и автоматическом режимах.
В ручном режиме управление электродвигателем 10 полностью контролируется с помощью командной педали 21. Микропроцессорное ядро 24 в соответствии с управляющей программой, хранящейся во FLASH-памяти программ 25, выполняет опрос первого порта ввода-вывода 29, к которому подключена командная педаль 21. При фиксации однократного нажатия на нее микроконтроллером на силовой выход 23 через третий порт ввода-вывода 31 подается управляющий сигнал, коммутирующий электродвигатель 10 с электрической сетью. Вращаясь, электродвигатель 10 передает вращение с вала ротора через механическую передачу 9 на ведущий вал 7, который в свою очередь приводит в движение грузонесущие цепи 11 и 12 с корзинами 15. Движение корзин происходит непрерывно до повторного нажатия на командную педаль 21, после которого микроконтроллер подает на силовой выход 23 через третий порт ввода-вывода 31 управляющий сигнал, отключающий электродвигатель 10.
В автоматическом режиме во время движения корзин микропроцессорное ядро 24 в соответствии с управляющей программой, хранящейся во FLASH-памяти программ 25, дополнительно к опросу командной педали 21 выполняет опрос магнитных датчиков 16 и 17 с помощью аналого-цифрового преобразователя 27. Каждое прохождение постоянных магнитов, закрепленных на стенках корзин 15, вызывает срабатывание магнитных датчиков 16 и 17. При этом блоком управления выполняется ряд автоматических операций, предусмотренных логикой управляющей программы и настройками режима ее работы. Например, после достижения очередной корзины вершин стоек 1 может выполняться автоматическое выключение электродвигателя 10. Может также вестись счет корзин и отключение электродвигателя после прохождения через вершины стоек 1 заданного количества корзин. Движение корзин может останавливаться также и с помощью нажатия на командную педаль 21, также как и при ручном режиме работы.
Таким образом, раскрытое в настоящей заявке изобретение, является удобным устройством, позволяющим автоматизировать процессы, связанные с хранением и сортировкой товаров на производственных складах или в магазинах, облегчая при этом труд работников и повышая качество обслуживания клиентов.
1. Элеваторный стеллаж, содержащий две вертикальные стойки, закрепленные на П-образном рамном основании и соединенные горизонтальными ребрами жесткости; на стойках закреплены верхние и нижние горизонтальные планки, на концах которых на осях установлены ведомые звездочки, отличающийся тем, что под нижней планкой на подшипниках, закрепленных в вертикальных стойках, установлен ведущий вал с первой и второй ведущими звездочками, связанный механической передачей с валом ротора электродвигателя; ведомые и ведущие звездочки огибают бесконечно замкнутые первая и вторая грузонесущие цепи, на которых закреплены проушины; в проушинах на горизонтальных осях свободно подвешены корзины, при этом первый конец каждой из осей закреплен в проушине первой цепи, а второй конец в соосной с ней проушине второй цепи; на боковых стенках корзин закреплены постоянные магниты, а на вершинах стоек закреплены магнитные датчики, выходы которых подключены к измерительным входам блока управления, снабженного модулем индикации, командной педалью и блоком ввода данных, при этом силовой выход блока управления подключен к электродвигателю.
2. Элеваторный стеллаж по п.1, отличающийся тем, что блок управления выполнен на основе микроконтроллера, основанного на архитектуре STM8, содержащего микропроцессорное ядро, соединенное с помощью системной шины с FLASH-памятью программ, SRAM-памятью данных, восьмиканальным двенадцатиразрядным аналого-цифровым преобразователем, энергонезависимой электрически перепрограммируемой памятью EEPROM, универсальными восьмиразрядными двунаправленными портами ввода-вывода и универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком USART.
3. Элеваторный стеллаж по п.2, отличающийся тем, что к первому и второму каналам аналого-цифрового преобразователя посредством операционных усилителей подключены измерительные входы блока управления, к первому порту ввода-вывода подключены модуль индикации и командная педаль, ко второму порту ввода-вывода подключен блок ввода данных, а третий порт ввода-вывода подключен к силовому выходу.
4. Элеваторный стеллаж по п.3, отличающийся тем, что измерительные входы блока управления подключены к первому и второму каналам аналого-цифрового преобразователя посредством операционных усилителей.
5. Элеваторный стеллаж по п.3, отличающийся тем, что модуль индикации выполнен на основе LCD-индикатора.
6. Элеваторный стеллаж по п.3, отличающийся тем, что блок ввода данных выполнен в виде кнопочной клавиатуры.
7. Элеваторный стеллаж по п.3, отличающийся тем, что силовой выход выполнен на основе транзисторных ключей.
8. Элеваторный стеллаж по п.1, отличающийся тем, что механическая передача выполнена цепной.
9. Элеваторный стеллаж по п.1, отличающийся тем, что механическая передача выполнена ременной.
10. Элеваторный стеллаж по п.1, отличающийся тем, что магнитные датчики выполнены в виде датчиков Холла.
