UNIDAD DE PROPULSIÓN FLOTANTE PARA VEHÍCULO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En general , la presente invención se refiere a vehículos para manejo de materiales y, de manera más particular, a un vehículo que tiene un montaje de propulsión que flota verticalmente . En toda la industria de manejo de materiales se utilizan los vehículos guiados automáticamente (Autojnatic Guided Vehicles o AGV por sus siglas en inglés) para transportar cargas. Por lo general, el término AGV se emplea para referirse a diseños de vehículos robustos que tienen cualquier cantidad de sistemas disponibles de conducción automatizada. El término "carritos guiados automáticamente" (Automatic Guided Carts o AGC, por sus siglas en inglés) , comúnmente se emplea para referirse a un vehículo menos robusto utilizado para aplicaciones similares, pero en menor escala. Los diseños de AGC contemporáneos habitualmente incluyen un bastidor con ruedecillas conocidas como "rodajas" que giran sobre un eje (giratorias) colocadas en las cuatro esquinas del bastidor y pueden incluir un montaje de rueda motriz y rodajas fijas para un control dirigido del carro, entre otras características. En un diseño usual, se fijan dos rodajas fijas al bastidor, colocándolas poco más o menos en forma
E03/113JBW equidistante entre las rodajas giratorias, a cada lado del bastidor del carro. Los dos pares de ejes de la ruedecilla que gira sobre un eje y el eje de la ruedecilla rígida son, por lo general, paralelos entre sí. La unidad de propulsión dirigida frecuentemente se encuentra unida al bastidor del carro por medio de una placa articulada y con muelle desde el bastidor del carro, para garantizar que la rueda motriz dirigible mantenga la tracción adecuada con la superficie de soporte . Aún cuando este arreglo normalmente es apto para superficies de soporte uniformes, en situaciones donde el piso no está nivelado y tampoco es plano, podría ocasionar una pérdida del control de la dirección del carro. De manera más particular, cuando el carro se encuentra sobre superficies disparejas, el montaje directo de la rodaja giratoria y de las rodajas fijas al bastidor del carro podría ocasionar que uno o más de los tres conjuntos de rodajas se despegue de la superficie de soporte. Debido a que las rodajas fijas se utilizan para el control de la dirección del carro, la pérdida de contacto entre las rodajas fijas y el piso podría ocasionar la pérdida del control de la dirección del carro . La única rueda que tiene contacto uniforme significativo con el piso es la rueda motriz orientable articulada y con muelle.
P03/113JBW SUMARIO DE LA INVENCIÓN En vista de lo anterior, existe la necesidad de diseñar un AGC o un AGV que mantenga el control de la dirección del carro en una forma más eficaz. De manera más particular, existe la necesidad de mantener tanto la rueda motriz orientable como al menos una rodaja rígida, siempre en contacto con la superficie del piso. Con la finalidad de satisfacer ésta y otras necesidades que serán más evidentes para aquellos que dominan el campo técnico con base en esta descripción y los dibujos añadidos a continuación, la presente invención está dirigida a un vehículo para manejo de materiales que tenga un bastidor de soporte de carga con ruedas que se acoplen en forma giratoria a una superficie de soporte, así como un montaje de propulsión que tenga un bastidor de propulsión que sostiene a una rueda motriz y a una rodaja rígida. Un montaje para conectar pivotes acoplado en forma giratoria al bastidor de carga y al bastidor de propulsión permite que el bastidor de propulsión flote de manera vertical y cambie la orientación angular con respecto al bastidor de propulsión, garantizando de este modo que la rueda motriz y la rodaja rígida mantengan contacto con la superficie de soporte durante toda la operación, incluso en contornos disparej os . Un alcance adicional de la aplicación de la
P03/113JBW presente invención será más evidente a partir de la siguiente descripción detallada, las reivindicaciones y los dibujos. Sin embargo, deberá quedar comprendido que la descripción detallada y los ejemplos específicos, al mismo tiempo que indican las modalidades preferidas de la invención, están dados a manera de ilustración solamente, debido a que los diversos cambios y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención, serán evidentes para aquellos que dominan el campo técnico .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se comprenderá mejor y más completamente a partir de la descripción detallada proporcionada más adelante, las reivindicaciones y los dibujos que la acompañan, en los que: la Figura 1 es una vista en perspectiva de la parte inferior de un AGC según la presente invención; la Figura 2 es una vista en perspectiva superior del montaje de propulsión y del montaje de acoplamiento flotante ilustrados en la Figura 1; la Figura 3 es una vista en perspectiva del montaje de propulsión; la Figura 4 es una vista en perspectiva del montaje para conectar pivotes; la Figura 5 es una vista lateral en perspectiva
P03/113JBW del AGC mostrado en la Figura 1 en la que se quitó el tubo lateral del bastidor de carga para tener mayor claridad; la Figura 6 es una vista lateral elevada del carro mostrado en la Figura 5 con el montaje de propulsión en su posición centrada; la Figura 7 es una vista lateral elevada del carro mostrado en la Figura 5 con el montaje de propulsión en su posición completamente hacia arriba y girado en sentido . contrario a las agujas del reloj; la Figura 8 es una vista lateral elevada del carro mostrado en la Figura 5 con el montaje de propulsión en su posición completamente hacia abajo y girado en sentido a las agujas del reloj; y la Figura 9 es un vista de una sección tomada a lo largo de la línea 9-9 mostrada en la Figura 6.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Se ilustra y describe un carro guiado automáticamente 10 según la presente invención con referencia a las Figuras 1-5. Se deberá poder apreciar que las funciones de la unidad de propulsión con flotación vertical según la presente invención se pueden emplear en una variedad de aplicaciones más allá del AGC ilustrado. Por ejemplo, la presente invención se puede aplicar a vehículos guiados automáticamente con una diversidad de
P03/113JBW configuraciones/ así como a otro tipo de vehículos para manejo de materiales, permitiendo que los vehículos funcionen con una mayor precisión en superficies con contorno disparejo. El AGC 10 incluye un bastidor de carga 12 soportado en cada una de las esquinas por rodajas giratorias 14. El montaje de propulsión 16 incluye un bastidor de propulsión 18, una rueda motriz 20 y un par de rodajas fijas 22. La rueda motriz 20 y las rodajas fijas 22 están arregladas para moverse con el bastidor de propulsión 18. Tal como se conoce de manera convencional, la rueda motriz 20 puede girar sobre un eje de propulsión 24 y un eje de dirección 26. Cada una de las rodajas fijas 22 pueden girar únicamente sobre un eje individual 28 orientado en forma perpendicular al eje longitudinal 30 del AGC. Por lo tanto, cuando las rodajas fijas se encuentran acopladas a la superficie de soporte del carro, éstas tienden a mantener el control de la dirección del carro en su dirección axial . Un montaje para conectar pivotes 36 se interconecta al montaje de propulsión 16 con el bastidor de carga 12 por medio de dos ejes de rotación del pivote, permitiendo de este modo que el montaje de propulsión flote en forma vertical con respecto al bastidor de carga. El montaje para conectar pivotes 36 también está configurado
P03/113JBW de manera que permita que la orientación angular del montaje de propulsión 16 varíe dentro de un rango predeterminado con respecto al bastidor de carga 12. Estos grados de libertad vertical y angular mantienen a la unidad de motriz 20 y a las rodajas fijas 22 en contacto con la superficie de soporte del carro, incluso cuando la superficie de soporte tenga un contorno disparejo. En la modalidad ilustrada, el montaje para conectar pivotes 36 incluye un primer y un segundo rieles laterales 38 y 40 (Figura 4) interconectados por medio de una placa de apoyo 42. Los rieles están acoplados, a manera de pivote, en cada uno de sus extremos respectivos al bastidor de carga 12 por medio de dispositivos de contacto con el bastidor 44 y al bastidor de propulsión 18 por medio de dispositivos de contacto con la unidad de propulsión 46. Un primer eje de rotación del pivote 50 conecta de manera que puedan girar, el extremo posterior de los rieles 38 y 40 y la placa de apoyo 42 a los dispositivos de contacto con el bastidor 44. De manera similar, los extremos delanteros de los rieles 38 y 40 se acoplan en forma giratoria a los dispositivos de contacto con la unidad de propulsión 46 respectivos. Los ejes de pivote 50 y 52 de preferencia están orientados en forma paralela entre sí y en forma paralela al eje de la rodaja rígida 28.
P03/113JBW Mientras que el montaje para conectar pivotes 36 puede tener una diversidad de configuraciones, la modalidad ilustrada incluye recortes 56 en la placa 42 con la finalidad de recibir a las rodajas fijas 22. La capacidad de flotar verticalmente y de reorientación angular del montaje de propulsión, asi como la configuración de triciclo de la rueda motriz y de las rodajas fijas, mantienen a la rueda motriz dirigible y por lo menos a una rodaja rígida, en contacto con la superficie de pisos que tengan contorno disparejo. Como resultado, la integridad del control de propulsión/dirección del AGC es superior a la de los diseños de carros anteriores. Se proporciona una ilustración de la capacidad de flotación y reorientación angular de la presente invención en las Figuras 6-8. De manera especifica, la Figura 6 es un vista lateral elevada del carro 10 con el montaje de propulsión 16 en su posición centrada, por ejemplo, con los puntos de contacto con el suelo de la rueda motriz 20, de las rodajas fijas 22 y de las rodajas giratorias 14, a la misma elevación. Cuando el carro encuentra una superficie dispareja, el montaje de propulsión 16 puede pivotar con respecto al bastidor de carga 12 sobre los ejes 50 y 52, con la finalidad de que flote en forma vertical y de proporcionar reorientación angular. Por ejemplo, el montaje de propulsión 16 que se encuentra ilustrado en la Figura 7 está en su posición
E03/113JBW completamente hacia arriba y girado en sentido contrario a las manecillas del reloj y en la Figura 8 se encuentra en su posición completamente hacia abajo y girado en sentido a las manecillas del reloj . Se deberá poder apreciar que estas orientaciones solamente tienen carácter ilustrativo a manera de ejemplo y que el intervalo de movimiento del montaje de propulsión no está necesariamente limitado a las orientaciones o rangos específicos, ilustrados y descritos en la presente invención. El rango de flotación vertical y de movimiento de pivoteo permitido por el montaje para conectar pivotes 36 de preferencia está limitado por topes de pivote adecuadamente configurados y colocados. En la modalidad ilustrada, el rango de flotación vertical está limitado a una pulgada, de manera que se proporciona media pulgada de flotación hacia arriba y media pulgada de flotación hacia abajo de la posición central mostrada en la Figura 6. Además, de preferencia se coloca de manera operativa, un mecanismo de desviación entre el bastidor de carga y el bastidor de propulsión para aplicar un muelleo descendente sobre el montaje de propulsión 16 del triciclo. Esta carga adicional mejora la tracción de la rueda motriz 20 y de las rodajas fijas 22 con la superficie de soporte. Por último, también es deseable que se incluyan uno o más topes de rotación para evitar una sobrerrotación del bastidor de
P03/113JBW propulsión 18. Tal y como se ilustra más claramente en la Figura 2, la rueda motriz 20 y sus interruptores y actuadores asociados 59, por lo general están colocados en el extremo anterior del bastidor 18. Una fuente de energía, como por ejemplo el par de baterías 58 ilustradas, se encuentra alojada en un compartimiento central así como el control electrónico de carro se encuentra alojado en un compartimiento posterior. En esta configuración, la carga sobre el bastidor de propulsión 18 tiende a rotar el montaje de propulsión en una dirección en sentido contrario a las manecillas del reloj sobre el eje 52, tal como lo indica la flecha 54; los topes de rotación se utilizan para limitar esta rotación. Aquellos que dominan el campo técnico podrán apreciar que se pueden emplear una diversidad de configuraciones de topes de pivote y de rotación, como soportes, pernos y similares, para limitar la flotación vertical y la rotación del montaje de propulsión, y que una variedad de resortes u otros mecanismos de desviación pueden servir para mantener la tracción de la unidad de propulsión. Por ejemplo, la modalidad ilustrada incluye montajes de topes 60 que se encuentran colocados cerca de los dispositivos de contacto con la unidad de propulsión 46 (Figuras 5-9) y que sirven para detener el pivote y como mecanismo de desviación para el montaje de propulsión 16.
E03/X13JBW Cada montaje de tope 60 incluye un soporte de resorte 62 fijado al bastidor de carga 12 y un muelle helicoidal 64 colocado sobre un perno 65. El muelle helicoidal 64 queda comprimido entre el soporte de resorte 62 y la placa pivote 42 para poner en acción una desviación descendente sobre la placa. Normalmente, una arandela de tope descendente 66 se encuentra espaciada a una distancia predeterminada del soporte de resorte 62 por medio de un tubo espaciador 68 y de esta manera, el montaje de propulsión 16 puede pivotear hacia abajo desde su posición centrada (Figura 6) hasta que la arandela cambia la posición de la distancia predeterminada, terminando en el soporte de resorte 62 (Figura 8) . El tope de pivote ascendente está proporcionado por una pestaña bloqueadora 70 (Figuras 5 y 9) que está unida al bastidor de propulsión 18 y que incluye una pata 72 colocada para terminar en el bastidor de carga 12 o en el soporte de resorte 62 cuando el montaje de propulsión 16 se encuentra en su posición completamente hacia arriba (Figura 7) . Por último, en la modalidad ilustrada, un montaje de tope de rotación 76 está colocado cerca del extremo delantero del montaje de propulsión 16. El tope de rotación (Figura 5) incluye un soporte de rotación 78 que tiene una ranura 80 dentro de la que se coloca un pasador de bloqueo 82 para movimiento. El soporte de rotación 78 y el pasador
P03/113JBW de bloqueo 82, cada uno, están fijos al bastidor de propulsión 18 y al bastidor de carga 12 de tal forma que el movimiento relativo del bastidor está limitado por el apoyo lateral del soporte/pasador. No obstante la descripción anterior de los montajes de topes 60, el muelle helicoidal 64 y el montaje de tope 76, aquellos que dominan el campo técnico podrán apreciar que se pueden emplear una diversidad de mecanismos equivalentes conocidos en el campo técnico con el fin de proporcionar las funciones de tope y de desviación, sin apartarse del alcance de la invención definida por las reivindicaciones anexas. Un beneficio adicional del uso de la unidad de propulsión flotante es que el bastidor de carga 12 y el bastidor de propulsión 18 se cargan de manera independiente. Por lo tanto, la carga útil soportada por el bastidor de carga 12 y por las rodajas giratorias 14 puede variar con base en las metas de operación, mientras que la carga de la unidad de propulsión depende principalmente del peso de la unidad de propulsión y cualquier desviación proporcionada por el muelle helicoidal 62. También, el montaje de propulsión se puede desconectar del bastidor de carga 12 y del montaje para conectar pivotes 36 si se incluyen los componentes de energía, control y mecánicos en el tablero, necesarios para un movimiento autónomo, en caso de que se desee utilizar el montaje de propulsión como un
E03/113JBW vehículo autónomo. Algunas aplicaciones posibles para esta clase de uso autónomo pueden incluir el uso como un pequeño dispositivo de remolque o carro ligero en donde las restricciones de espacio impiden el movimiento efectivo del bastidor de carga 12 más grande. ¦ El análisis anterior revela y describe una modalidad ilustrativa de la presente invención. Aquellos que dominan el campo técnico podrán reconocer fácilmente, a partir de este análisis y de los dibujos y reivindicaciones que lo acompañan, que se pueden realizar varios cambios, modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del espíritu verdadero y del alcance objetivo de la invención, tal y como se describe en las siguientes reivindicaciones .
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