CAMPO TÉCNICO

[01] A presente patente de invenção descreve um sistema e método de movimentação automatizada de cargas. Mais especificamente compreende um sistema dotado de uma unidade robotizada e um conjunto de sensores que garantem o deslocamento autônomo da unidade robotizada na área de descarga e na caixa de carga do veículo transportador, associado com uma unidade secundária de movimentação de artigos que permite armazenar produtos em uma caixa de carga por meio de um mapa de carga e um mapa de movimentação com base em dados obtidos de sensores.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[02] A logística interna de fábricas vem fazendo uso intenso de robôs para a movimentação de carga com segurança nas plantas, de forma flexível e com criação de rotas personalizadas, otimizando processos industriais.

[03] O estado da técnica descreve diversos sistemas automatizados para movimentação de cargas utilizando robôs para a movimentação e o empilhamento, sensorizados e controlados por uma unidade microprocessada que define o mapa de movimentação das unidades robotizadas na área de posicionamento da carga, podendo ditos robôs se deslocar no plano horizontal e/ou vertical.

[04] O documento CN209684850 descreve um dispositivo de carregamento e descarregamento automático de produtos que inclui uma plataforma móvel e um primeiro robô, um segundo robô e uma estação de transporte e organização, respectivamente, disposta no dispositivo móvel da plataforma. Em que, o primeiro robô é usado para carregar ou descarregar produtos, o segundo robô é usado para desempilhar ou paletizar os produtos, e o primeiro robô e o segundo robô são dispostos em intervalos, e o a estação de transporte e organização está localizada entre o primeiro robô e o segundo robô e é usada para organizar os produtos 8 e colocá-los entre o primeiro robô e o segundo robô. A primeira seção de transporte é fornecida com uma pluralidade de primeiros rolos de transporte ao longo de seu comprimento e cada um dos primeiros rolos de transporte é disposto obliquamente ao comprimento da primeira seção de transporte e a segunda seção de transporte é disposta ao longo do comprimento Uma pluralidade de segundos rolos de transporte é fornecida na direção longitudinal e cada um dos segundos rolos de transporte é perpendicular à direção longitudinal da segunda seção de transporte.

[05] O documento US20181 18476 descreve um sistema robotizado de carregamento e descarga automatizado que inclui um robô móvel que possui uma ferramenta End of Arm Tool (EoAT) exclusiva anexada a um mastro móvel. O EoAT incorpora um sistema de transporte capaz de transportar rapidamente os itens de carga em uma base quase contínua. O EoAT inclui um mecanismo de garra retrátil extensível que é configurado para prender os itens de carga. Em uma forma, o mecanismo de garra inclui uma ou mais ventosas para prender os itens de carga.

[06] O documento CN109665332 descreve um dispositivo para carregar e descarregar produtos automaticamente que compreende uma plataforma móvel, um primeiro robô, um segundo robô e uma estação de alinhamento de transporte, em que o primeiro robô, o segundo robô e a estação de alinhamento de transporte estão correspondentemente dispostos na plataforma móvel, o primeiro robô é usado para carregar ou descarregar os produtos; o segundo robô é usado para desempacotar ou paletizar os produtos; o primeiro robô está afastado do segundo robô; e a estação de alinhamento de transporte está disposta entre o primeiro robô e o segundo robô para organizar os produtos e transportar entre o primeiro robô e o segundo robô.

[07] O documento CN105923409 descreve um sistema de carga e descarga de contêiner totalmente automático que compreende uma plataforma móvel e um veículo de transferência para transportar a plataforma móvel em todas as direções, dita plataforma móvel que pode ser montada no veículo de transferência ou nivelada com o fundo do contêiner para facilitar o carregamento e descarregamento. É prevista uma esteira que transporta as mercadorias da plataforma móvel ao contêiner, pode ser dobrada quando ociosa e desdobrada no contêiner durante o trabalho. O robô é usado para pegar as mercadorias do palete e colocá-las na prateleira do transportador de forma organizada e conforme instruções prévias a embalagem da mercadoria; um sensor de posição é fornecido no corpo do carrinho autopropelido, e o sensor de posição pode detectar a distância entre o carrinho autopropelido e os obstáculos na frente e em ambos os lados do contêiner.

[08] O documento JP2001306148 descreve um veículo guiado equipado com um robô de transferência com meios de reconhecimento de orientação com três ou mais graus de liberdade, um meio de reconhecimento para reconhecer a posição e direção do veículo guiado automaticamente e um meio de controle para controlar a posição e o azimute e para determinar a quantidade de correção pela obtenção de um erro dos dados de ensino do estado do robô com base na posição obtida e na orientação do veículo guiado automaticamente. [09] O documento JP2019094207 descreve um robô que pode carregar cargas com precisão na caçamba de um caminhão. Um robô consiste em um corpo, um par de dispositivos de rastreamento bidirecional, um mecanismo de levantamento, um sensor de distância a laser e um controlador. O robô levanta uma carga em um estágio de espera, no qual as cargas são colocadas, e a entrega em um espaço vazio predeterminado de uma caixa de carga de um caminhão. Neste momento da entrega, o controlador levanta o suporte de carga em uma direção de profundidade controlando os dispositivos de rastreador de acordo com a informação de distância na direção de profundidade da caixa de carga para uma parede interna da caixa de carga ou um suporte de carga já entregue detectado pelo sensor de distância a laser e também move o suporte de carga em uma direção de largura, controlando os dispositivos de rastreador de acordo com a informação de distância na direção de largura da caixa de carga para uma das paredes laterais ou um já entregue suporte de carga detectado pelo sensor de distância a laser.

[010] O documento JP2019059618 descreve um robô para transporte de carga que inclui: um corpo; um par de dispositivos rastreadores; um elevador que é fornecido no corpo e levanta uma carga; um sensor de distância a laser que é fornecido no corpo e um controlador que calcula a posição do robô em relação à carga 100 com base na informação de distância do sensor de distância a laser e realiza o rastreamento e posicionamento do robô em relação à carga.

[011] O documento CN206955007 descreve um sistema de consolidação de carga utilizando robô que coleta uma mercadoria em um armazém com base em uma fatura e a dispõe em uma área de coleta de carga, onde o robô inclui uma unidade de navegação de posicionamento autônoma para navegar e posicionar o robô, permitindo a consolidação da carga.

[012] O documento JPH0395025 descreve um dispositivo de transferência utilizando um robô para transferir as cargas entregues para a outra posição de acordo com os dados de disposição e um comando de transferência. Um armazém armazena cargas em paletes em várias prateleiras. O dispositivo de controle de robô recebe, a partir de um dispositivo de controle geral, a entrada de um sinal de transferência formado a partir dos dados de disposição das cargas nos estágios mais altos dos caminhões e a quantidade das cargas a serem transferidas. O dispositivo de controle de robô, então, opera as coordenadas centrais e coordenadas de altura das respectivas cargas de estágio mais alto nos caminhões a partir dos dados de disposição de carga do sinal e sinais de detecção de altura e envia-as para um robô. O robô pega as cargas pela quantidade das cargas indicadas no sinal e as transfere para as esteiras. Ao terminar, o robô o dispositivo de controle emite sinais de finalização de coleta, respectivamente, para o dispositivo de controle.

[013] E m que pese o estado da técnica descrever sistemas utilizando robôs para a movimentação de cargas, a integração dos dispositivos ainda é incipiente quando se trata de movimentação de cargas em baús de carga de diversos modelos de veículos, geralmente estando centrada na movimentação da unidade robótica através de sensoriamento e GPS orientada através de um roteiro definido por uma unidade de processamento dentro de uma área conhecida.

[014] No entanto, em ambientes de carga de veículos (convencionalmente denominadas docas), as condições de carga e descarga são bastante diversificadas, tendo em vista os inúmeros modelos de veículos. Assim, para a movimentação e operação da unidade robotizada, deve ser prevista uma infraestrutura que permita a mobilidade de forma autônoma, assim como dispositivos de transferência de carga que sejam orientados a partir de dados recebidos de sensores, tornando a atividade totalmente liberada de intervenção humana desde a saída dos artigos da fábrica até o embarque e empilhamento na caixa de carga do veículo transportador. [015] Dessa forma, é objeto da presente patente de invenção um sistema automatizado para movimentação de cargas entre uma unidade de armazenamento e a caixa de carga do veículo transportador que compreende uma unidade de controle que recebe dados de sensores instalados na área de posicionamento do veículo, gerando um mapa de distribuição da carga na caixa de carga e acionando os dispositivos de movimentação e a unidade robotizada para a disposição da carga e o empilhamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[016] A figura 1 apresenta a representação esquemática da instalação de movimentação de carga.

[017] A figura 2A apresenta vista em perspectiva da unidade robotizada e a figura 2B apresenta o carro móvel da unidade robotizada deslocado horizontalmente através de um trilho.

[018] A figura 3 apresenta o fluxograma das etapas do método de movimentação automatizada de cargas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[019] O sistema automatizado para movimentação de cargas, objeto da presente invenção, compreende um conjunto de sensores (S1 ) instalados na área de carga de um veículo (100), ditos sensores (S1 ) que identificam o local de posicionamento do veículo (100), o dimensional e a altura do solo da caixa de carga do veículo (100), sendo os dados enviados para uma unidade de controle microprocessada onde um algoritmo define um mapa de carga (MC) para urn determinado veículo e um mapa de movimentação (MV) com base em coordenadas cartesianas que garantem a movimentação autônoma de uma unidade robotizada (10) e de uma unidade secundária de movimentação de cargas (20) a ser posicionada no interior da caixa de carga de um veículo transportador (100).

[020] Na unidade de controle (UC), o mapa de carga (MC) e o mapa de movimentação (MV) são associados com o inventário de artigos (la) para ser gerado um Plano de carga (PC) de um dado veículo transportador (100).

[021] O inventário de artigos (la) é obtido a partir da leitura de identificadores visuais presentes no artigo ou em sua embalagem (A) associado com atributos do artigo (A), tal como peso, medidas, volume, entre outros.

[022] Com base no conjunto de sensores (S1 ) dispostos na área de carga, é acionada uma plataforma de movimentação vertical (30) movimentada por cilindros hidráulicos ou sistema de fusos, dita plataforma (30) posicionada nivelada com o piso da caixa de carga do veículo (100) para permitir o deslocamento da unidade robotizada (10) para o interior da unidade de carga.

[023] Os artigos (A) são movimentados por uma unidade de movimentação primária (01 ) onde um conjunto de sensores (S2) realiza a separação, leitura do código, medição, descarte (em caso de necessidade) e posicionamento adequado do artigo para o carregamento, em conformidade com o Plano de Carga (PC). [024] Para a movimentação dos artigos para a unidade de carga do veículo transportador (100) é prevista uma unidade de movimentação secundária (20) que recebe os artigos da unidade de movimentação primária (01) e posiciona ditos artigos na unidade de carga do veículo transportador (100) para ser movimentada pela unidade robotizada (10).

[025] A unidade de movimentação secundária (20) compreende uma base fixa posicionada na proximidade da área de posicionamento do veículo, dita base fixa que apresenta uma estrutura telescópica (21) com superfície provida de uma esteira acionada por uma unidade motora a partir de comando da unidade de controle. A estrutura telescópica (21) avança no interior da caixa de carga do veículo transportador (100) até a proximidade da porção dianteira com extensão definida a partir dos dados obtidos pelos sensores (S1) posicionados na região de carga do veículo e de acordo com o Mapa de Movimentação (MV).

[026] Os artigos movimentados primeiramente pela unidade de movimentação primária (10) e em seguida pela unidade de movimentação secundária (20) são posicionados em locais específicos da caixa de carga do veículo transportador (100) pela unidade robotizada (10) posicionada sobre um carro móvel (11) orientado pela unidade de controle (UC) a partir do mapa de movimentação (MV) e auxiliado por sensores (Sc) instalados no dito carro móvel (11). Para a movimentação vertical, no carro móvel (11) é disposto um mecanismo pantográfico (12) que permite acessar distintas alturas na unidade de carga.

[027] A unidade robotizada (10) apresenta um braço articulado (13) que manipula os artigos para o carregamento e empilhamento orientado pela unidade de controle (UC) a partir das orientações do Mapa de carga (MC). Um sensor (Sc1 ) na unidade robotizada (10) identifica o artigo posicionado sobre a esteira (21 ) da unidade de movimentação secundária (20) e, com base no plano de carga (PC), identifica a posição de armazenamento e promove o deslocamento da unidade robotizada (10).

[028] A caixa de carga do veículo transportador (100) é preenchida da porção dianteira para a traseira, com o recuo da unidade de movimentação telescópica (21 ) e da unidade robotizada (10). Conforme o plano de carga (PC), a unidade robotizada (10) deposita o artigo no local correto dentro da unidade de carga até fechar uma parede completa de artigos. Depois disso a estrutura telescópica (21 ) da unidade de movimentação secundária (20) e a unidade robotizada (10) se deslocam para trás para iniciar o armazenamento de artigos na próxima parede e assim sucessivamente. Ao completar a última parede de artigos dentro da caixa de carga, a unidade robotizada (10) fica posicionada completamente sobre a plataforma elevatória (30) na entrada da caixa de carga, onde um sensor identifica o posicionamento da unidade robotizada (10) e desloca descendente até ficar nivelada com a garagem para a movimentação da unidade robotizada (10) até a posição de estacionamento.

[029] Para o acesso ao desnível da caixa de carga posicionado alinhado com a quinta roda, a unidade robotizada (10) apresenta um trilho (14) que permite que o braço articulado (13) se movimente no plano horizontal para alcançar posições maiores que o comprimento do dito braço (13), apresentando um mecanismo de apoio de rodas com altura ajustável, com um eito por dois cilindros primeiro cilindro hidráulico que desloca o trilho com a unidade robotizada para a frente e um segundo cilindro hidráulico que desloca a roda de apoio para cima e para baixo para ajustar com as alturas do degrau.

[030] O método de movimentação de cargas compreende uma etapa de preparação que inclui o posicionamento do veículo transportador (100) na área de carga através de sensoriamento (S 1 ) , sendo os dados dos dimensionais da caixa de carga enviados para uma unidade de controle (UC) onde um algoritmo define um mapa de carga (MC) e um mapa de coordenadas cartesianas para a movimentação (MV) da unidade robotizada (10), da unidade secundária de movimentação de cargas (20) e da plataforma de movimentação vertical (30).

[031] Pelo menos um sensor identifica a altura da caixa de carga do veículo transportador (100) e os dados são enviados à unidade de controle (UC) onde são processados pelo algoritmo e gerado comando para o nivelamento da plataforma de movimentação vertical (30) com a área de carga. Em seguida, é acionada a unidade robotizada (10) para deslocamento autônomo, a fim de ser posicionada sobre a plataforma de movimentação vertical (30) para ser deslocado verticalmente. Efetivado o nivelamento da referida plataforma (30), a unidade robotizada (10) se desloca para a caixa de carga do veículo (100) e, por meio dos sensores (Sc), verifica existência de degrau no interior da unidade de carga. Em caso positivo, é realizado o avanço do trilho (14), posicionando a unidade robotizada (10) na posição de trabalho para o início da operação de carga a partir da porção dianteira do veículo (100). Em seguida, é posicionada a esteira (21 ) da unidade de movimentação secundária (20) no interior da caixa de carga.

[032] Os artigos (A) passam a ser movimentados pela unidade de movimentação primária (01 ) onde um conjunto de sensores (S2) realiza a separação, leitura do código, medição, descarte (em caso de necessidade), encaminhando os artigos (A) para a unidade de movimentação secundária (20) em conformidade com o Plano de Carga (PC).

[033] A unidade robotizada (10) é posicionada para a retirada do artigo (A) da esteira (21 ) posicionada no interior da caixa de carga. Um sensor (Sc1 ) na unidade robotizada (10) identifica o artigo posicionado sobre a esteira (21 ) da unidade de movimentação secundária (20) e, com base no plano de carga (PC), identifica a posição de armazenamento e promove o deslocamento da unidade robotizada (10).

[034] Quando o carregamento da porção dianteira do veículo (100) é finalizado, o trilho (14) da unidade robotizada é recuado, seguindo dita unidade robotizada (10) a movimentar os artigos da esteira (21 ) até a finalização do carregamento da caixa de carga quando a Unidade de Controle (UC) recua a esteira telescópica (21 ) da unidade de movimentação secundária (20) e a unidade robotizada (20) é deslocada para a plataforma de movimentação vertical (30) para retornar à posição de parada.