SE457337B - Medelst automatik styrd lastanordning - Google Patents

Description

457 537 tör rationaliserats bort och ersatts av en elektronisk styrenhet, som medelst avgivande av signaler till de organ som ombesörjer anordningens rörelse styr hela last- ningsproceduren.

När operatören med sina ögon är borttagen från lastanord- ningens arbetsplats, uppstår problemet att lokalisera den på ett underlag liggande och på förflyttning väntande lasten. Detta problem har vid en typ av anordningar lösts genom att styrenheten har programmerats att dela upp underlaget, på vilket gods kan befinna sig, i ett antal små rutor och sedan styra armen med grípinrättningen sà, att gripinrättningen sänks ner och griper efter last i ruta efter ruta - oavsett om last föreligger i ifråga- varande underlagsruta eller ej. Denna procedur fortgår tills hela lastomràdet kammats igenom, och börjas, i det fall mer gods än gripinrättningen samtidigt kan gripa kan förväntas föreligga inom någon ruta, om från början igen. Det är uppenbart, att ehuru kostnaderna för opera- tören sparas in, görs stora tídsförluster med en sådan omständligt arbetande anordning.

Det är naturligt att ansträngningar gjorts för att för- bättra en anordning av denna typ. Dessa ansträngningar har lett fram till den typ av anordningar som motsvaras av patentkravets 1 ingress och utgör teknikens ståndpunkt på uppfinningens område, nämligen sådana anordningar som uppvisar en eller flera sensorer för avkännande av last pà underlaget. Dessa sensorer ger signaler till styrenheten som på grundval av dessa styr armens rörelse till lasten. Vid dessa anordningar används fotoceller för att lokalisera lasten. Dessa fotoceller är anordnade med sändare och mottagare på tvâ motsatta väggar som anordnats pà ömse sidor om lastomràdet. Härigenom kan en fotocell vars stråle är bruten av last informera styrenheten om detta som i sin tur styr gripinrätningen till lasten. 457 337 Denna typ av anordning arbetar något snabbare än den tidigare nämnda, men uppvisar ändock en på ett flertal punkter otillfredsställande funktion. För det första måste alltid minst två väggar ställas ut och riktas in mot varandra innan lastningen kan börja, eller man är, om sensorerna är inmonterade i fasta väggar, lást till en och samma lokal. Om lastanordningen är mobil och ska röra sig över ett större område under sökandet efter last är det näppeligen möjligt att ställa upp sådana väggar omkring hela detta, varför det torde föra till att en operatör måste anlitas i ett sådant fall. Huvud- nackdelen hos denna anordning är dock att den inte är tillräckligt snabb. Genom att en fotocell, vars stråle bryts, endast är kapabel att ge styrenheten den informa- tionen, att gods befinner sig någonstans mellan foto- cellens sändare och mottagare, måste styrenheten först styra armen med gripinrättningen till exempelvis nämnda sändare och sedan styra desamma att, tills gripinrätt- ningen stöter emot last, löpa väsentligen i nämnda stràles riktning mot väggen, där mottagaren är anordnad. Detta tar en avsevärd tid i anspråk och kan därtill vid gods som är upplagt i en speciellt riktning föra till vältande av detta och därigenom till efterföljande försvårad han- tering.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning har till syfte att långtgående reducera de ovannämnda nackdelarna hos en anordning enligt Ovan .

Detta syfte tillgodoses enligt uppfinningen genom att en lastanordning av ovan diskuterat slag förses med de i patentkravets 1 kännetecknande del angivna särdragen.

Genom att sensorerna är lokaliserade på lastanordningens arm och innefattar såväl sändare som mottagare av signaler med intermittent eller kontinuerlig karaktär, kan de förut nämnda väggarna helt slopas. Då sensorerna lokaliserar 457 337 last genom mâtande av avståndet till det föremål mot vilket signalerna reflekteras, kan armen svepa över under- laget på en väsentlig höjd utan risk för vältande av eventuellt ordnad last. Dessutom arbetar den uppfinnings- enliga anordningen mera rationellt och betydligt snabbare än tidigare kända anordningar. Vid anordningens funktion sveper armen från en gräns av lastområdet och in över detta. Så fort en sensor "hittar" last på det underlags- parti den avkänner i just det ögonblicket skickas en signal till styrenheten, som styr gripinrättningen att först gå till ett läge rakt över den indikerade lasten, sänkas ned, gripa och sedan transportera lasten till därför avsedd avlämningsplats. Därpå påbörjas nämnda sveprörelse på nytt från lastområdesgränsen eller even- tuellt från den gräns där last senast avkänts, och på så vis arbetar sig lastanordningen mot den motsatta lastgränsen under upptagande av all last som befinner sig på underlaget. Härigenom behöver inte armen gå nâgra onödiga omvägar vid sökandet efter last, vilket följakt- ligen medför en avsevärd tidsbesparing.

Vid ett föredraget utförande utgörs sensorerna av sändare och mottagare av ultraljud, som således fått ett helt nytt användningsområde. Övriga särdrag och fördelar hos den uppfinningsenliga anordningen framgår av efterföljande patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs en såsom exempel vald, föredragen utförandeform av den uppfinningsenliga lastanordningen under hänvisningar till bifogade ritningar, på vilka fig I är en förenklad perspektivisk vy av ett föredraget utförande av den uppfinningsenliga lastanordningen, där detaljer utelämnats, 457 337 fig 2 är en förenklad perspektivisk vy av lastanordningen enligt fig 1 i ett efter last sökande tillstànd, fig 3 är en vy som i fig 2 av lastanordningen i ett den funna lasten gripande tillstånd, och fig 4 är ett blockschema visande den uppfinningsenliga anordningens funktionsvis.

DETALJERAD BESKRIVNING Av FÖREDRAGET UTFÖRANDE I det följande används ordet kran i förenklande syfte i stället för lastanordning, vilket dock ej är avsett att ses som något för uppfinningen begränsande.

På fig 1 är en kran som uppvisar tre långsträckta armdelar 1, 2 och 3 illustrerad. Armdelarna är via lederna 4 och 5 svängbart förbundna med varandra kring axlar, som är inbördes väsentligen parallella och väsentligen vinkel- räta mot armdelarnas utsträckningsriktningar. I avsikt att höja kranens aktionshöjd är armdelen 1 vid en punkt 6 anordnad ovanpå en kub 7. Armdelens 1 fäste pá kuben är via förmedling av en icke visad vridmotor vrídbart kring en axel som är riktad väsentligen vinkelrätt mot underlaget. Denna vridrörelse àskådliggörs.genom de streckade framställningarna av den uppfinningsenliga kranen. vid ytteränden hos den yttersta armdelen 3 är en grip- inrättning 8, som uppvisar klor 9 för gripande av gods, anordnad. Kranen uppvisar dessutom medelst tryckfluidum styrda kolvcylindrar 10, ll, som ombesörjer inbördes svängningsrörelser mellan de olika armdelarna. En kolv- cylindermekanism 13 (fig 3) påverkar ställningen hos gripinrättningens klor. På och längs med armdelen 3 är sensorer 12, som består av ultraljudavkännare, anordnade.

Dessa sensorer är sà riktade av de när armdelen 3 utsträeker sig nágotsánär parallellt med markplanet sänder ut ultra- ljud mot var sitt ytavsnitt (se fig 2) av underlaget.

Dessa ytavsnitt ligger därvid väsentligen på en linje, 457 337 varandra något överlappande, utmed armdelarnas projek- tion på underlaget. Det av sensorerna utsända ultraljudet reflekteras av underlaget eller därpå befintligt gods och registreras av mottagare hos sensorerna.

En icke visad styrenhet 15, som utgörs av en lämplig dator, är placerad i anslutning till kranen och står genom elektriska ledningar i förbindelse med krafttill- förseln till kranens rörelseanordning, som utgörs av den tidigare nämnda vridmotorn och kolvcylindrarna 10, 11, till gripinrättningens kolvcylindrar 13 samt sensorerna 12. För enkelhetens skull har dessa ledningar liksom tryckfluidumledningarna till cylindrarna utelämnats i figurerna.

Vid kolvcylindern 10 är en icke visad avkännare 16 anord- nad, vilken registrerar trycket som behövs i fluidumled- ningen till denna cylinder för att kompensera de av armens egentyngd alstrade hävstàngskrafterna med avseende pá leden 4. Denna avkännare levererar via en elektrisk ledning informationer om nämnda tryck till styrenheten.

Nu ska den uppfinningsenliga kranens funktion förklaras under hänvisning till figurerna 2 och 3, samtidigt som figur 4 kan hållas till hands för att följa de för kranens styrning olika signalernas väg.

När kranen börjar sökandet efter gods kommer den kanhända från ett avlastningsställe. Styrenheten styr först vrid- motorn, så att kranen kommer i utkanten av det omrâde där gods kan förväntas föreligga på underlaget, och sedan de olika kolv-cylindrarna så att, om kranens armdelar 1, 2, 3 tidigare var "ihopvecklade", kranen intar läget enligt figur 2, med armdelen 3 utsträckande sig väsent- ligen parallellt med underlaget. Nu kopplas sensorerna 12 in via en signal från styrenheten, och de börjar sända ut och mottaga reflekterat ultraljud. Vid ett utförande är fem sensorer anordnade på armdelen 3 och intilliggande sensorer har en inriktning som differerar ca 110. Om 457 337 armdelen 3 i läget enligt fig 2 är belägen ca 5 meter över underlaget och varje sensor känner av en yta med ca 1 meters diameter bildas så ett sammanhängande avkänt område, där ytorna som två intilliggande sensorer avkänner överlappar varandra något. Dessa ytor är visade med streckade linjer i figur 2. Styrenheten ger nu en signal till vridmotorn om att fortsätta vridningen av kranens arm in över underlaget som ska sökas av. Under denna vridning mäter sensorerna 12 hela tiden avståndet till underlaget, och mätresultaten leds till styrenheten.

När plötsligt en av de avkända ytorna med sin yttersta kant kommer in över ett med gods 14 täckt underlagsparti indikerar den ifrågavarande sensorn ett kortare avstånd till underlaget än tidigare, vilket rapporteras till styrenheten, som efter ett tidsintervall, vars längd beror pà armens vridhastighet och det avkända godsets avstånd från kranens vridningscentrum, exempelvis 0,3 sekunder, skickar en signal till vridmotorn, som stannar.

Nu ska armen med sin utsträckning ligga väsentligen rakt över det påvisade godset. I fig 2 kommer den mittersta sensorn 12' att först indikera godset 14 på underlaget.

Nu skickar styrenheten signaler till krafttillförseln till kolvcylindrarna som påverkar armdelarnas rörelse, dessa rör sig så att gripinrättningen 8 kommer rakt över ytan på vilken gods funnits, varpå styrenheten via signaler fortsätter att styra nämnda krafttillförsel, så att grip- inrättningen i öppet läge sänks ned mot godset. Styrenheten är anordnad att i det fall två intilliggande sensorer känner av gods inom nämnda tidsintervall styra armen så att gripinrättningen sänks ner mittemellan de tvâ till dessa sensorer hörande avkända ytorna. När grip- inrättningen stöter mot gods, och armens tyngd börjar vila på detta gods, avlastas och minskas trycket hos kolvcylindern 10. Avkännaren som registrerar trycket i fluidumledningen till denna cylinder skickar en signal till styrenheten när trycket understiger ett visst värde, 457 537 vilket motsvaras av att gripinrättningen vilar på godset- Denna information får styrenheten att via krafttillförseln till gripinrättningen styra denna sà, att den med klorna 9 griper tag om godset (se fig 3). Sedan styr styrenheten kranens rörelseanordning så, att gripinrättningen med det greppade godset transporteras till avlämningsplatsen för godset, exempelvis en skrotpress. Därefter upprepas den beskrivna cykeln tills allt gods förts till avläm- ningsplatsen.

Styrenheten stoppar nedsänkandet av gripinrättningen på en förutbestämd höjd över underlaget, i det fall rela- tivt lite gods föreligger där, så att inte underlaget förstörs av gripinrättningen. I en utförandeform av upp- finningen är avkännare 17, som genom att de avkänner trycket i fluidumledníngen till kolv-cylindermekanismen 13 som tillser klornas 9 gripande om och hållande av godset, anordnade i gripinrättningen att sända signaler som är beroende av det gripna godsets tyngd till styr- enheten, som beroende pà nämnda signalers karaktär styr gripinrättningen, antingen till en rörelse till avlämníngs- stället eller en uppgàng till läget enligt fig 2 för fortsatt sökande efter last. Naturligtvis måste det därpå följande nedsänkandet av gripinrättningen ske med stängd sådan och denna styras att öppna först när'den stöter emot gods. De sistnämnda avkännarna gör således den upp- finníngsenliga kranen än effektivare, då den aldrig går med halvtom gripinrättning till avlämningsstället.

Det är möjligt att anordna ytterligare sensorer, som kopplas in av styrenheten under nedsänkandet av grípin- rättningen mot godset, i avsikt att finlokalísera godset och via signaler till styrenhet få den senare att fin- korrigera gripinrättningens rörelse. Sådana extra sensorer kan exempelvis vara anordnade på själva gripinrättningen. 457 337 Uppfinningen är inte pà något sätt begränsad till det ovan angivna, utan en rad modífikationsmöjligheter av den uppfinningsenliga lastanordningen torde vara uppen- bara för en fackman på området utan avvikande fràn upp- finningstanken.

Exempelvis kan armdelarna vara i princip hur mànga som helst eller endast en till antalet, som är förskjutbar i en balk, och/eller kanhända teleskopiskt längdvariabel.

Armdelen med sensorerna kan vid sökandet efter gods vara starkt vinklad i förhållande till underlaget, med därav följande inriktning av sensorerna. Lastanordningen kan vara anordnad på en antingen fritt rörligt vagn eller en pà spàr löpande dito, varvid translationsrörelsen av vagnen kan ersätta den av vridmotorn ástadkomna vrid- rörelsen. Gripinrättningen kan ha godtycklig form. Om last lagts upp i en viss riktning på underlaget, kan styrenheten vara anordnad att styra gripinrättningens inriktning efter detta, varvid gripinrättningen kan uppvisa griporgan som griper lasten endast från två motsatta håll, eller fràn godtyckligt antal håll. Exempel pà last som måste gripas från två håll är allehanda rör och rullar.

Antalet sensorer pà armdelarna kan vara mycket stort i avsikt att uppná hög noggrannhet vid lokaliserande av lasten, eller färre sensorer än ovan kan.anordnas.

De kan dessutom vara lokaliserade på olika armdelar.

Om tre sensorer indikerar last inom det ovannämnda tids- intervallet kan styrenheten vara avsedd att styra grip- inrättningen till ytan avkänd av den mellersta sensorn osv. Företrädesvis är styrenheten så programmerad att den inte stoppar vridmotorn vid sökandet efter gods om en sensor mäter en minskning av avståndet till underlaget som motsvaras av en mycket liten kvantitet gods. 45? 337 10 Ehuru sensorerna i det här framställda utförandet sänder ut och mottager signaler i form av ultraljud, kan mycket väl sensorer som arbetar (både sänder och mottager) med andra typer av signaler användas. Den uppfinningsenliga lastanordningen är inte låst till de ovan nämnda använd- ningsområdena utan den kan genom lämpliga modifikationer användas i alla de fall där föremål föreligger på från fall till fall olika platser på en yta, och dessa föremål ska förflyttas till en närbelägen plats.

Claims (7)

457 337 11 Patentkrav

1. Medelst automatik styrd anordning för ihopsamling av inom ett visst område förekommande, oordnat gods, exempelvis skrot, pappersavfall och -balar, och förflytt- ning därav till en eller flera förutbestämda punkter eller orter, innefattande en långsträckt arm (1, 2, 3) med en eller flera inbördes, exempelvis svängbart, för- bundna delar, på vilken arm en gripinrättning (8) är anordnad, varvid åtminstone en sensor (12) är anordnad att avkänna om på ett underlagsparti något gods föreligger, samt varvid en styrenhet (15) är anordnad att på grundval av informationer som den mottager från nämnda sensorer (12) styra armens rörelse till godset, varvid sensorerna (12) är anordnade på anordningens arm (1, 2, 3), varvid styrenheten (15) är anordnad att styra armen så att den, på företrädesvis väsentlig höjd över godset, rör sig över underlaget för att medelst sensorerna (12) lokalisera godset, samt varvid sensorerna (12) uppvisar såväl sändare som mottagare av signaler med intermittent eller konti- nuerlig karaktär, vilka är avsedda att reflekteras av godset eller underlaget, för att mäta avståndet till underlaget och på så vis lokalisera godset, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrenheten (15) är avsedd att styra armens rörelse vid sökandet efter gods så, att armens delar (1, 2, 3) har en fast inbördes ställning och hela armen utför en svepande rörelse över området som ska avsökas, och att sensorerna (12) är sà lokaliserade på armen, att de tillsammans avkänner ett väsentligen sammanhängande, i armens utsträckningsriktning löpande, företrädesvis minst hela armens räckvidd mot- svarande underlagspartí.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att sensorerna (12) är anordnade pà samma armdel (3), att styrenheten (15) är avsedd att styra armens 457 337 12 svepningsrörelser så, att denna armdel (3) hålls riktad väsentligen parallellt med underlaget, och att sensorerna (12) är så riktade att den yta en sensor är anordnad att avkänna på vardera sidan i armens utsträckningsrikt- ning överlappas något av de ytor som intilliggande sen- sorer är avsedda att avkänna.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrenheten (15) är anordnad att styra arm- delen (3) med sensorerna (12) så, att den förs relativt långt över underlaget vid sökandet efter gods, och att sensorerna (12) är relativt tätt anordnade på armdelen (3).

4. Anordning enligt något av kraven 1 till 3, varvid styrenheten (15) är avsedd att efter det att den mottagit information från en sensor (12, 12') om förekomsten av gods på underlaget, bringa armen att föra sin gripinrätt- ning (8) över det underlagsparti ifrågavarande sensor känt av och sänka gripinrättningen lodrätt nedåt tills den vilar på godset, k ä n n e t e c k n a d därav, att en avkännare (16) är anordnad, att genom avkännande av den kraft som en armen hållande kraftenhet (10) måste tillföras, indíkera när gripinrättningen (8) vilar pà godset, för att sända en signal till styrenheten som är avsedd att därigenom styra gripinrättningen till att gripa tag om godset.

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att gripinrättningen (8) är försedd med lasttyngdsavkännare (17) som är anord- nade att till styrenheten sända signaler vars karaktär är beroende av den av gripinrättningen gripna lastens tyngd, och att styrenheten på grundval av signalernas karaktär är avsedd att styra armen med gripinrättningen till antingen en rörelse till ett avlastningsställe eller en uppgång av inrättningen (8) till ett läge för genom svepande fortsatt sökande efter gods. f-f :r 4: 13'

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrenheten är anordnad att styra armen så att denna fortsätter sin sveprörelse, efter det att en sensor (12, 12') har upptäckt gods pà underlaget, under ett visst tidsintervall, vars längd beror pá svephastigheten och det indikerade godsets av- stånd från armens fasta punkt (6), för att armens utsträck- ning ska komma rakt över det pàvisade godset.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrenheten är anordnad att, í det fall en ytterligare, intilliggande sensor känner av gods inom nämnda tidsíntervall, styra armen sá, att grípinrättningen (8) sänks ned mittemellan de tvá till dessa sensorer hörande avkända ytorna.