動的センサのシステム及び方法

関連出願の相互参照 本特許出願は、2013年3月13日出願の米国特許出願第13/801,109号の一部継続出願である、2013年11月6日出願の米国特許出願第14/073,431号の継続出願であり、その全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、コンテナの移送で使用するための動的センサシステムに関する。

商品の出荷は、荷送人、製造業者、卸売業者、及び小売業者を含む多くの関係者を伴う、複雑かつ費用の掛かるプロセスである。現在商品は、輸送のために、例えば20’、40’、45’、48’、及び53’(約6.1m、12.2m、13.7m、14.6m、及び16.2m)の様々な長さのコンテナ内に配置される。コンテナは船を介して港湾へ、又は列車を介して貨物駅へと輸送することができる。その後コンテナは、更に出荷又は流通のために、港湾又は貨物駅から牽引トレーラの車台へと移送することができる。様々なサイズのコンテナを収容するために、様々なサイズの車台が用意されている。

コンテナの車台上への移送は、現在煩雑であり時間がかかる。コンテナの移送は、空の車台を備えた牽引トレーラが到着した時に、クレーン又はサイドローダのオペレータ又は他の人員が居合わせることを必要とする。クレーンのオペレータ又は牽引トレーラのドライバが遅れた場合、牽引トレーラのドライバはコンテナを車台に積載するためにクレーンオペレータが応対できるまで待たなければならなくなる。コンテナが車台上に積載されると、コンテナは牽引トレーラによってその次の場所に移送される。次の目的地は別の港湾又は貨物駅、流通センターであるか、或いは、コンテナ内の商品が降ろされる倉庫又は小売店であり得る。いずれのケースでも、コンテナは最終的に車台から取り外されることになる。ここでも、コンテナを車台に積載するのと同様に、車台を取り外すことも煩雑で時間がかかり、クレーンオペレータ又は埠頭の人員及び牽引トレーラのドライバの両方を必要とする。

いくつかのシステムは、上記の非効率性を解決するよう試みている。例えば米国特許第7,231,065号(Peachら)は、カメラを制御し、コンテナ及び車台の施設への出し入れを処理するコンテナコード及び車台コードの光学式文字認識を実行するための方法及び装置を開示している。カメラは、トラックが施設内の特定のゲートレーン内に居た時点を特定するために使用される。カメラは、トラックがボブテールである(即ち牽引トレーラに車台又はコンテナがない)かどうか、空の車台かコンテナを有する車台かを判別するためにも使用される。後者のケースにおいて、カメラはコンテナのサイズを測定するために様々な画像を撮影する。次いで、コンテナのサイズ並びに他の情報は、トラックの施設への出し入れを処理するために使用される。しかしながらPeachらにより開示された方法及び装置は、コンテナを車台から取り外すか、又はコンテナを車台に積載するための自動化された方法を提供しておらず、ドライバが車台をゲートレーン内に位置決めする際に支援するための信号システムも提供していない。更にシステムは、コンテナのサイズを測定するためにカメラを使用し、これには費用がかかる可能性がある。

米国特許第5,142,658号(McMorranら)は、コンテナ車台位置決めシステムを開示している。このシステムでは、ドライバが積載又は荷下しレーン内の事前にプログラムされた停止ポイントに車台を位置決めするのを支援するために、光信号機及びカメラが使用される。しかしながらこのシステムは、車台上のコンテナを荷下し又は積載するためにクレーンを使用する必要がある。したがってドライバは、クレーンが空くまで待機してからでないと、牽引トレーラを次の場所まで運転できない。更に車台の位置決めのためにカメラが必要であり、これには費用がかかる可能性がある。

米国公開第2008/0219827号(Laniganら)は、インラインターミナルシステムを開示している。このシステムは、コンテナの底部隅鋳造物を係合する4つの側部ラッチシリンダを含むバッファを含む。バッファは、クレーンの支援なしに車台からコンテナを降ろすために使用可能である。しかしながらシステムは、異なるサイズのコンテナで使用可能なバッファを提供せず、ドライバが車台又はコンテナをバッファ内の適切な停止位置に位置決めするのを支援する光信号機も提供しない。

米国公開第2008/0219827号(Lanigan,Sr.等)は、バッファを含む流通システムを開示している。バッファは、収縮及び伸長位置を有する可動棚を含む。システムは、昇降制御を使用して上昇又は下降させることが可能な支持構造体を有する車台も有する。この支持構造体は、車台及びコンテナがバッファ内で位置決めされた後に、該支持構造体の上にコンテナを載せて上昇させるために使用され、それによりコンテナをバッファに移送できるようにする。更にバッファは、バッファ内で車台を整列させるのに役立つ少なくとも1つのホイールガイドを含む。本システムは、ドライバがクレーンの支援なしにコンテナを積載又は荷下しできるようにするものであるが、コンテナを上昇及び/又は下降させるための昇降構造と特別に一致する車台が必要である。したがってシステムは、標準の車台では使用できない。

これらの理由により、クレーンを使用する必要なしに様々なサイズのコンテナを標準の車台から経済的に積載及び荷下しできるシステムが、当分野における重要な改善となろう。

本発明の一実施形態では、センサシステムが開示される。このセンサシステムは、装着部材と、装着部材に隣接して配設されるアクチュエータと、アクチュエータに接続され、信号を使用して物体の動きを感知するセンサとを含む。アクチュエータは、センサが信号を読み取れない場合に、センサを第1の感知位置から第2の感知位置へと移動させる。

本発明の別の実施形態では、距離センサを有するセンサシステムを使用してコンテナをバッファへと移送する方法が開示される。この方法は、スルービームセンサ(thru beam sensor)及び距離センサを含む複数のセンサを使用して、車台によって搬送されるコンテナのバッファ内へ進入する動きを感知するステップと、距離センサからコンテナに信号を送信するステップと、距離センサによって生成された信号を使用して距離センサからコンテナまでの距離を測定するステップを含む。この方法は、距離センサが可読信号を取得できない場合に、距離センサを移動させるステップと、複数のセンサから受信したデータに基づいてコンテナの長さを測定するステップと、コンテナの長さに基づいて車台をバッファ内に位置決めするために光信号機を用いてオペレータをガイドするステップをも含む。

本発明の他の実施形態では、コンテナをバッファに移送する際に使用するための位置決めシステムが開示される。この位置決めシステムは、バッファに隣接して配設され車台をバッファ内に位置決めするためにオペレータをガイドする光信号機と、位置決めシステムに関連付けられたプログラムロジックコントローラとを含む。この位置決めシステムは、バッファ内へ進入するコンテナの動きを感知し、データをプログラムロジックコントローラに出力する、スルービームセンサをも含む。センサシステムは、信号を用いてコンテナまでの距離を決定する距離センサを有する。この距離センサは、可読信号が取得されない場合に、第1の感知位置から第2の感知位置へと移動される。距離センサは、データをプログラムロジックコントローラに出力する。プログラムロジックコントローラは、スルービームセンサ及び距離センサから受信したデータに基づいてコンテナの長さを算出し、コンテナの長さ及び距離センサから受信したデータに基づいて、光信号機に出力信号を提供する。

光位置決めシステムの一実施形態を示す等角図である。

図1の光位置決めシステムを示す平面図である。

図1の光位置決めシステムを示す左側面図である。

図1の光位置決めシステムを示す正面図である。

図1の光位置決めシステムを示す背面図である。

図1に示された支持パッドを示す拡大図である。

図1に示された信号光を示す拡大図である。

様々なサイズのコンテナに対応する最終停止距離を示す図である。

図1の光位置決めシステムを使用してコンテナを移送する方法の一実施形態を示すフローチャートである。

図1の光位置決めシステムを使用してコンテナを移送する方法の別の実施形態を示すフローチャートである。

図1の光位置決めシステムを使用してコンテナを移送する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。

図1の光位置決めシステムを使用してコンテナを移送する方法の更に他の実施形態を示すフローチャートである。

動的レーザシステムの一実施形態を示す等角図である。

動的レーザシステムの別の実施形態を示す等角図である。

図13又は図14の動的レーザシステムを使用してコンテナをバッファに移送する方法を示すフローチャートである。

コンテナの移送に使用するための光位置決めシステム20が開示される。図1〜図8は、バッファ21に関連して使用される光位置決めシステム20の一実施形態を示し、図9〜図12は、光位置決めシステム20を使用してバッファ21へ又はバッファ21からコンテナを移送するための方法の様々な実施形態を示す。一般的に、このバッファ21は、コンテナを一時的に格納するために使用される。光位置決めシステム20は、第三者の支援なしに牽引トレーラのオペレータによって、コンテナを牽引トレーラの車台からバッファ21へと移送できるようにする。バッファ21内に格納された後、コンテナは、空の車台を備えた牽引トレーラが受け取ることができる。前述のように、光位置決めシステム20は、牽引トレーラのオペレータが、第三者を必要とすることなくバッファ21からコンテナを取り外すことを可能にする。その後コンテナを、牽引トレーラによって目的地、例えば倉庫に移送することができる。

本明細書で使用される「コンテナ」という用語は、その一般的且つ通常の意味を有し、ISOコンテナ、国内コンテナ、セミトレーラ、エンクロージャなどの、任意の種類のコンテナを含むことができる。加えて「牽引車、トラック、及び牽引トレーラ」という用語は、それらの一般に受け入れられる意味を有し、互換的に使用される。これらの車両は、コンテナを牽引、搬送、及び/又は運搬するために使用される。更に本明細書で使用される「バッファ」という用語は、一時格納用の装置又はデバイスを指す。

図1に示すように、バッファ21は第1のフレーム部材22及び第2のフレーム部材24を含む。第1のフレーム部材22及び第2のフレーム部材24は共に、チャネル25を画定する。加えて、バッファ21の一方の端部は入口26であり、他方の端部は後部フレーム28である。

第1のフレーム部材22は、第1の垂直支持体30及び第2の垂直支持体32を含む。第1と第2の垂直支持体30、32の間に、第1のリフトビーム34が配設される。一実施形態では、第1のリフトビーム34は、第1の垂直支持体30及び第2の垂直支持体32に各々装着ブラケット36A及び36Bを介して取り付けられている。装着ブラケット36A、36Bは、第1及び第2の垂直支持体30、32に移動可能に取り付けられているため、これらの垂直支持体に沿って垂直方向にスライド可能である。第1の垂直支持体30及び第2の垂直支持体32に沿った装着ブラケット36A、36Bの動きは、各々垂直アクチュエータ38A及び38Bによって制御される。一実施形態では、垂直アクチュエータ38A、38Bの各々に機械的に接続されたモータ40によって、垂直アクチュエータ38A、38Bに動力が提供される。モータ40は、電気モータ又は油圧などの他のタイプのモータとすることができる。空気モータも本発明の範囲及び趣旨に反することなく使用可能である。

第2のフレーム部材24の構造は第1のフレーム部材22と同様であり、第1の垂直支持体42及び第2の垂直支持体44を含む。垂直支持体30、32、42、44は、アンカーボルト又は同様のデバイスなどの当分野で知られた任意の方法で地面に固定することができる。第1のリフトビーム34と左右対称である第2のリフトビーム46が、第2のフレーム部材24の第1と第2の垂直支持体42、44の間に、第1のリフトビーム34にほぼ平行に配設されている。装着ブラケット48A及び48Bは、各々第1の垂直支持体42及び第2の垂直支持体44に移動可能に取り付けられている。装着ブラケット48A、48Bは、垂直アクチュエータ50A(図示せず)及び50B(図5を参照)に機械的に接続され、垂直アクチュエータ50A及び50Bにより第1及び第2の垂直支持体42、44に沿って垂直に移動可能である。一実施形態では、垂直アクチュエータ50A、50Bの各々に機械的に接続されたモータ40によって、垂直アクチュエータ50A、50Bに動力が提供される。別の実施形態では、垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50Bに動力を提供する単一のモータが使用される。垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50Bは、モータ付きスクリュー、油圧シリンダ、又は当分野で知られた任意の他の同様のデバイスとすることができる。モータ付きスクリューの場合では、モータは電気、油圧、又は空気式とすることができる。

モータ40は、プログラムロジックコントローラ(「PLC」)52に電気的に接続される。PLC52は、以下でより詳細に説明するが、垂直支持体30、32、及び42、44に沿った第1のリフトビーム34及び第2のリフトビーム46の動きを制御する。より具体的には、PLC52は、モータ40を介して垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50Bを制御し、それにより、第1のリフトビーム34の装着ブラケット36A、36B、及び第2のリフトビーム46の装着ブラケット48A、48Bを移動させる。一実施形態では、PLC52は後部フレーム28に隣接して配設される。垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50Bは、後述する図8についての説明に記載したように、コンテナを搬送する車台がその最終停止距離に到達した時に、各々装着ブラケット36A、36B、及び48A、48Bを介して第1及び第2のリフトビーム34及び46を上昇させるように、PLC52によって指示される。同様に、コンテナを受け取るために空の車台がバッファ21内に入った時に、PLC52は、各々装着ブラケット36A、36B、及び48A、48Bを介して第1及び第2のリフトビーム34及び46を下降させるように、垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50Bに指示する。

図2に最も良く示されるように、バッファ21は2つのガイドトラック54A及び54Bを含む。ガイドトラック54A、54Bは、第1のフレーム部材22と第2のフレーム部材24との間、互いにほぼ平行に配設されている。ガイドトラック54A、54Bは、車台の車輪をバッファ21内へとガイドするために提供される。ガイドトラック54A、54Bは、アンカーボルト又は同様のデバイスなどの当分野で知られた任意の様式で、地面に固定することが可能であり、第1のフレーム部材22及び第2のフレーム部材24の底板に溶接することが可能である。

図1〜図3に示されるように、4つの支持パッド56A、56B、56C、及び56Dは、互いに間隔を空けて第1のリフトビーム34に移動可能に取り付けられている。さらに、4つの支持パッド58A、58B、58C、及び58Dは、互いに間隔を空けて第2のリフトビーム46に移動可能に取り付けられている。支持パッド56A〜Dは、各々支持パッド58A〜Dに対応する。例えば支持パッド56Aは、支持パッド58Aの対向位置に配置され、支持パッド56A及び58Aは、各々第1のリフトビーム34及び第2のリフトビーム46に沿ったほぼ同じポイントに配置される(図2及び図3を参照)。更に、8つの支持パッドのうちの6つ(56A〜C及び58A〜C)は、第1及び第2のフレーム部材22及び24の各々の第1の垂直支持体30及び42にほぼ近接して配置され、残りの2つの支持パッド(56D及び58D)は、第1及び第2のフレーム部材22及び24の各々の第2の垂直支持体32及び44に近接して配置される。

支持パッド56A、56B、56C、及び56Dの各々並びに第1のリフトビーム34には、各々支持パッドアクチュエータ60A、60B、60C、60Dが取り付けられている。同様に、支持パッド58A、58B、58C、及び58Dの各々並びに第2のリフトビーム46には、各々支持パッドアクチュエータ62A、62B、62C、62Dが取り付けられている。合計8つの支持パッドが示されているが、様々なサイズのコンテナを適切に支持するのに十分なパッドが提供される限り、それぞれ任意数の支持パッド56及び58並びに対応する支持パッドアクチュエータ60及び62を含むことができる。一実施形態では、以下の表1に示されるように、20’コンテナに使用される支持パッド56、58の数は4つであり、40’〜53’コンテナに使用される支持パッド56、58の数は6つである。表1は、本実施形態では、特定サイズのコンテナを支持するために使用される具体的な支持パッドも示している。

支持パッドアクチュエータ60A〜D及び62A〜Dは、PLC52に電気的に接続されている。PLC52は、支持パッドアクチュエータ60A〜D及び62A〜Dを介して、各々支持パッド56A〜D及び58A〜Dの水平の動きを制御する。支持パッド56A〜D及び58A〜Dは、第1の位置64から第2の位置66へと移動可能である。一実施形態では、第1の位置64は図4に示すような収縮位置とすることが可能であり、第2の位置66は図5に示すような伸長位置とすることが可能である。別の実施形態では、第1の位置64は伸長位置とすることが可能であり(図5を参照)、第2の位置66は収縮位置とすることが可能である(図4を参照)。

伸長位置66にある時、支持パッド56及び58はコンテナ下面の下側に位置決めされる。コンテナが格納のためにバッファ21内に位置決めされる時、支持パッド56A〜Dは収縮位置64から伸長位置66へと移動される。コンテナが移送のために空の車台上に配置された時、支持パッド56A〜Dは、第1の位置64(伸長位置)から第2の位置66(収縮位置)へと移動される。対応する支持パッドは、別々又はまとめて移動させることができる。例えば一実施形態では、支持パッド56A及び58Aは、56B及び58B、56C及び58C、並びに56D及び58Dと共に、第1の位置64から第2の位置66へと同時に移動させることができる。しかしながら本実施形態では、支持パッドは典型的には、表1に示されるような対向するペアのグループで移動される。このように、表1に示される典型的なコンテナ長さのすべてのコンテナを、バッファ21は取り扱うことができる。

図6は、デフォルトの収縮位置での支持パッド58D及び支持パッドアクチュエータ62Dの拡大図を示す。支持パッド56A〜D、58A〜D、及び支持パッドアクチュエータ60A〜D、62A〜Dはすべて同じ構成要素を含み、支持パッドのどちらの側にアクチュエータが位置するかのみが異なる。したがって、支持パッド58D及び支持パッドアクチュエータ62Dのみに関して詳細を述べる。一実施形態では、支持パッドアクチュエータ62Dは、電動リニアアクチュエータ68及び連結アセンブリ70を備えている。連結アセンブリ70は、突起部72を介して支持パッド58Dに取り付けられている。支持パッド58Dは、下部74、第1の上部76、及び第2の上部78を備えている。一実施形態では、下部74及び第2の上部78はそれぞれスチール板を備え、第1の上部76はスリップパッド80を含む。スリップパッド80は、コンテナが牽引トレーラへ又は牽引トレーラから移送されている時に、コンテナが滑り落ちるのを防ぐために、コンテナの下面に接している。スリップパッド80は、ウレタン又は任意の同様の材料で製造可能である。支持パッド58Dはその左側、後部、及び右側が支持パッドフレーム82に隣接している。一実施形態では、支持パッドフレーム82は、この例では第2のリフトビーム46に固定して取り付けられた4本の支持棒84A、84B、84C、及び84Dを含む。支持パッドフレーム82は、また留め具88を用いて各々支持棒84A、84B、84C、及び84Dに取り付けられた、4つの可動ローラ86A、86B、86C、及び86Dも含む。支持パッド58Dの下部74は、その下面がローラ86A〜D上に置かれ、支持パッド58Dが第1の位置64から第2の位置66へ、又はその逆へと移動される時、ローラ86A〜Dと係合する。

第1のフレーム部材22の第1の垂直支持体30に隣接するバッファ21の入口26近くに、光位置決めシステム20の光信号機90がある(図1、図2、及び図7を参照)。光信号機90はライトポスト92に取り付けられ、PLC52に電気的に接続されている。光信号機90は、バッファ21内の車台の位置の可視信号を提供することによって、バッファ21内に進入する牽引トレーラのオペレータをガイドする。図4、図5、及び図7に最も良く示されるように、光信号機90はライトバー94を備えている。ライトバー94は複数列のライト96A、B、・・・Nを含む。一実施形態では、ライトバー94に隣接して、光カラーリングシステムを説明するテキストを含むディスプレイ(図示せず)を提供することができる。一実施形態では、LED光が使用される。しかしながら、白熱電球などの、当分野で知られた任意のタイプの照明デバイスが使用可能である。ライトバー94は、第1のライトセット98、第2のライトセット100、及び第3のライトセット102からなる。第1のライトセット98は緑色LEDからなる。第2のライトセット100黄色LEDからなり、第3のライトセット102は赤色LEDからなる。第2のライトセット100は、ライトサブセット104A、B、・・・Nを更に含む。ライトサブセット104A、B、・・・Nは、それぞれ少なくとも1列の黄色LEDからなる。緑色、黄色、及び赤色のLEDを使用することは、これらの指定された色が一般に、すべての車両オペレータによってそれぞれ「進め」又は「速度維持」、「減速」又は「速度落とせ」、及び「止まれ」を意味するものと理解されるため、好ましい。

ライトポスト92の頂部には警告灯106が配設されている。一実施形態では、警告灯106は点滅赤色灯を発する。警告灯106は任意のサイズであってよいが、牽引トレーラのオペレータが牽引トレーラのサイドミラー及び/又はバックミラーで容易に視認できるように十分な大きさであることが必要である。加えて、ライトポスト92の下部、ライトバー94の下方に、緊急停止ボタン107が配設されている。緊急停止ボタン107は、オペレータが任意の時点で光位置決めシステム20を即時に停止するために押すことができる。

光位置決めシステム20は、車台センサ108及びスルービームセンサ110も含む。車台センサ108及びスルービームセンサ110も、バッファ21の入口26近くに配置される。車台センサ108は、バッファ21内へ進入する物体、即ち車台の動きを感知する。同様に、スルービームセンサ110は、バッファ21内へ進入する物体、即ちコンテナの動きを感知し、コンテナの長さLを測定するために使用される。

車台センサ108は超音波センサとすることができる。スルービームセンサ110は分離した受信部及び発信部からなる。一実施形態では、スルービームセンサ受信部112がライトポスト92に取り付けられている。図7に最も良く示されるように、スルービームセンサ受信部は、ライトバー94の背後のライトポスト92に取り付けられている。実質的にライトポスト92の対向位置であって、第2のフレーム部材24の第1の垂直支持体42に隣接した位置には、発信部ポスト116が配設されている。この発信部ポスト116には、スルービームセンサ発信部120が取り付けられている。スルービーム受信部112及びスルービームセンサ発信部120は合わせてスルービームセンサ110を形成し、スルービームセンサ110がバッファ21に進入する任意の長さのコンテナを感知できるように、各々ライトポスト92及び発信部ポスト116の所定の高さに配置される。更にスルービームセンサ110は、スルービームレーザ又は光電気センサ、或いは他の発信部及び受信部デバイスでもよい。

図1、図4、及び図5に示されるように、光位置決めシステム20の後部フレーム28は、クロスバー部材122及び後部支持部材124を含む。後部フレーム28からある距離に、距離センサポスト126が配置されている。距離センサポスト126には、コンテナ距離センサ128並びに車台距離センサ130A及び130Bが取り付けられている。距離センサポスト126は、第1のフレーム部材22と第2のフレーム部材24との間のほぼ中央地点に配設されるように示されている。中央位置が好ましいが、距離センサポスト126は、コンテナ距離センサ128又は車台距離センサ130A、130Bからコンテナ又は車台までの視界が妨げられない位置であれば、第1及び第2のフレーム部材22及び24の間の任意の位置に配設することができる。

コンテナ距離センサ128は、コンテナ距離センサ128からコンテナまでの距離を測定する。車台距離センサ130Aは、車台距離センサ130Aから長さ20’の車台までの距離を測定するために使用される。車台距離センサ130Bは、車台距離センサ130Bから長さ40’、45’、48’、又は53’の車台までの距離を測定するために使用される。すべての距離センサ128及び130A、130Bは、PLC52への入力として電気的に接続されている。

コンテナ距離センサ128及び車台距離センサ130A、130Bは、単一のユニットからなり、発信部及び受信部の両方を含む。例えば一実施形態では、コンテナ距離センサ128及び車台距離センサ130A、130Bは、商標SICK^TMの下で市販されているDTシリーズ距離センサなどのレーザシステムを備えることができる。コンテナ距離センサ及び車台距離センサは、他の好適な比例距離感知デバイス(proportional distance sensing device)とすることもできる。使用時、光位置決めシステム20のコンテナ距離センサ128及び車台距離センサ130A、130Bは、発信されたビームが物体(例えばコンテナ又は車台)に反射し、距離センサの受信部に戻るまでにかかる時間を測定する。この時間測定値は、距離センサから物体までの距離に比例する距離測定信号に変換される。その後、この距離測定信号はPLC52に送信される。

モータ40、垂直アクチュエータ38A、38B、及び50A、50B、PLC52、支持パッドアクチュエータ60A〜D、62A〜D、光信号機90、ライトバー94、様々なライト98、100、102、及び106、並びに複数のセンサ108、110、128、及び130を含む光位置決めシステム20の電気的構成要素に、標準の送電網を介して、又はスタンドアロン型エンジン駆動発電機を用いて、電力を提供することができる。前記の構成要素を電源に接続するために、第1のリフトビーム34及び第2のリフトビーム46の外側部分に沿って電線132を走らせることができる。

また、光位置決めシステム20を使用してコンテナを移送するための方法が開示される。図9に示すように、コンテナを移送する方法の一実施形態は、コンテナを載せた車台をバッファ内にバックさせるステップ200と、コンテナの後端を感知するステップ202と、コンテナの前端を感知するステップ204と、コンテナの長さを算出するステップ206と、コンテナの最終停止距離を算出するステップ208と、PLC内に最終停止距離を記憶するステップ210と、コンテナの長手方向位置を感知するステップ212と、最終停止距離とコンテナの位置との関係に基づいてライトバーを作動させるステップ214と、最終停止距離に達していることをライトバー上に示すステップ216と、を含む。

図10に示されるように、コンテナを移送する方法の別の実施形態は、車台によって搬送されるコンテナのバッファ内へ進入する動きを複数のセンサを使用して感知するステップ230と、複数のセンサから受け取ったデータに基づいてコンテナの長さを算出するステップ232と、コンテナの長さに基づいて車台をバッファ内に位置決めするために光信号機を用いてオペレータをガイドするステップ234と、バッファに関連付けられた複数の支持パッドをコンテナの下側に伸長させるステップ236と、支持パッドを上昇させてコンテナを支持するステップ238と、車台をバッファから引き出すステップ240と、を含む。

図11は、格納されたコンテナを取り出すために空の車台を格納バッファ内にバックさせるステップ250と、車台の長手方向位置を感知するステップ252と、以前に記憶された最終停止距離を読み出すステップ254と、以前に記憶された最終停止距離と車台の位置との関係に基づいてライトバーを作動させるステップ256と、車台が最終停止距離に達していることをライトバー上に示すステップ258と、を含む、コンテナを移送する方法の他の実施形態を開示している。

コンテナを移送する方法の更に他の実施形態が図12に示されており、バッファに関連付けられた複数の支持パッド上でコンテナが位置決めされるバッファを提供するステップ270と、バッファ内へ進入する車台の動きを複数のセンサを使用して感知するステップ272と、コンテナの長さを含むコンテナに関する記憶されたデータを読み出すステップ274と、コンテナの下に車台を位置決めするために、記憶されたデータ及び複数のセンサから受け取ったデータに基づいて特定の色で点灯させる光信号機を用いてオペレータをガイドするステップ276と、複数の支持パッドを下降させ、コンテナを車台の上に載置するステップ278と、複数の支持パッドをコンテナの下から収縮位置へと移動させるステップ280と、コンテナを搬送する車台をバッファから引き出すステップ282と、からなる。

動作時、コンテナ134を車台136からバッファ21へ移送しようとする時、牽引トレーラのオペレータはバッファ21に入る前にコンテナ134の車台136への固定を解除するので、結果としてコンテナ134はバッファ21によって車台136から自由に取り外すことができる。車台136は低速(即ち、5mph(約8km/h)未満)でバッファ21内へ進入するので、コンテナ134が車台136上で不適切な位置にずれたり車台から落下したりするリスクは少ない。コンテナ134の固定を解除すると、オペレータは牽引トレーラをバッファ21内にバックさせ始める。車台の車輪は入口26付近のガイドトラック54A及び54Bに係合する。ガイドトラック54A、54Bは車台136をバッファ21内へと比較的直線的にガイドし、それによって車台136が不適切な角度でバッファ21内へ進入するのを防ぐ。

車台センサ108がベイに入る物体(例えば車台)を感知すると、コンテナ距離センサ128が作動し、コンテナ距離センサ128からコンテナまでの距離の測定を含むデータ信号がPLC52に送信される。コンテナ134の後端がスルービームセンサ110のスルービームレーザを遮断すると、コンテナ距離センサ128からのデータ信号はPLC52で中断される。コンテナ134の前端がポイントA(図8を参照)でスルービームセンサ110を通過すると、コンテナ距離センサ128からコンテナ134までの距離測定はPLC52で再開される。

各特定の長さLのコンテナは、対応する最終停止距離138Bを有する。各コンテナ長さLの最終停止距離138Bは、使用前にPLC52内に記憶されている。例えば図8に示されるように、20’コンテナの最終停止距離138Bは414.4インチ(約1052.6センチメートル)であり、40’コンテナの最終停止距離138Bは174.5インチ(約443.2センチメートル)であり、45’コンテナの最終停止距離138Bは126インチ(約320.0センチメートル)であり、48’コンテナの最終停止距離138Bは90インチ(約228.6センチメートル)であり、53’コンテナの最終停止距離138Bは30インチ(約76.2センチメートル)である。

図8には、スルービームセンサ110のスルービームレーザが再透過するポイントも示されている。スルービームセンサ110のスルービームレーザは、すべての異なるコンテナ長さLについて、ポイントAで再透過する。ポイントAにあるとき、各コンテナ134はコンテナ距離センサ128から特定の距離138Aにある。例えば実施形態では、ポイントAで、20’コンテナはコンテナ距離センサ128から455.5インチ(約1157.0センチメートル)の距離であり、40’コンテナはコンテナ距離センサ128から214インチ(約543.6センチメートル)の距離であり、45’コンテナはコンテナ距離センサ128から154インチ(約391.2センチメートル)の距離であり、48’コンテナはコンテナ距離センサ128から118インチ(約299.7センチメートル)の距離であり、53’コンテナはコンテナ距離センサ128から58インチ(約147.3センチメートル)の距離である。これらの距離138Aは使用前にPLC52に記憶されている。したがって、ポイントAでのスルービームセンサ110のスルービームレーザの再透過によってコンテナ距離センサ128が作動すると、コンテナがポイントAにある時にコンテナ距離センサ128からコンテナ134までの測定された距離を用いてPLC52のプログラムロジックはコンテナの長さLを算出し、これがPLC52内に記録及び記憶される。その後、光位置決めシステム20はPLC52を介し、コンテナ長さ測定値並びに対応する最終停止距離138Bを使用して、車台136のオペレータをバッファ21内へとガイドする。

PLC52がコンテナ距離センサ128から受け取ったデータは、特定セットのLEDを点灯させるように光信号機90に指示するために使用される。より具体的には、コンテナ134が最初にバッファ21に進入した時に、光信号機90はPLC52によって作動され、ライトバー94上で第1のライトセット98(即ち緑色LED)を点灯させる。コンテナ長さL及び最終停止距離138Bが算出されると、ライトバー94の照明は第2のライトセット100(即ち黄色LED)へと進行する。コンテナ距離センサ128は、コンテナ134がポイントA、即ちスルービームセンサ110のスルービームレーザが再透過するポイントから、バッファ21内のより奥の位置(即ち、後部フレーム28により近いポイント)へと移動している間、距離測定値に関するデータの送信を続行する。したがってPLC52は、コンテナ距離センサ128からの続行される入力に基づいて、第2のライトセット100のライトサブセット104A、B、・・・Nを点灯させるように光信号機90に指示する。ライトサブセット104A、B、・・・Nは、ライトバー94上で進行的に点灯する(図7を参照)。この照明の進行は、コンテナがその最終停止距離138Bに達するまで続行される。コンテナ距離センサ128から取得された測定値に基づいて最終停止距離138Bに達したと判断すると、PLC52は、第3のライトセット102(例えば赤色LED)を点灯させるように光信号機90に指示する。ライトバー94上の第3のライトセット102は、一定した赤色光を発する。オペレータが車台をバッファ21内へとバックさせ続けて最終停止距離138Bを超えた場合、赤色LED102がフラッシュし、それによって車台が進み過ぎたことをオペレータに伝える。ライトバー94に沿って異なるライトセット及びサブセットを点灯させることにより、光位置決めシステム20の光信号機90は、コンテナをバッファ21内に位置決めするために牽引トレーラのオペレータをガイドする。

最終停止距離138Bに達し、車台136によって搬送されるコンテナ134が最早移動していない場合、PLC52は、デフォルトの収縮位置(第1の位置)64から伸長位置(第2の位置)66へと移動するように、特定の支持パッド56及び58に指示する。表1に示されるように、一実施形態では例えば20’コンテナがバッファ21内にある場合、支持パッド56A、56C、及び58A、58Cは、収縮位置64から伸長位置66へと移動することになる。適切に選択された支持パッド56及び58が伸長位置66に達すると、PLC52は、いずれの車台又は車台/コンテナの組み合わせよりも低いデフォルトの開始位置から、コンテナのサイズに適した事前にプログラムされた高さまで、それぞれ第1及び第2のリフトビーム34及び46を上昇させるようにモータ40に指示する。更に、第1及び第2のリフトビーム34及び46は、車台136よりも上の高さまで、コンテナ134を上昇させ、それにより車台136をバッファ21から容易に引き出せるようにするとともに、また、車台136がバッファ21から外へ移動する時に車台136がコンテナ134の下側と接触するのを防ぐ。コンテナ134が車台136から持ち上げられると、空の車台136はオペレータによってバッファ21から引き出される。

図11及び図12に示されるように、コンテナ134をバッファ21から空の車台へ移送しようとする時、光位置決めシステム20はほぼ同様に動作する。車台136の車輪は、牽引トレーラがオペレータによってバッファ21内にバックされる間、ガイドトラック54に係合する。前述のように、バッファ21へ以前に移送されたコンテナ134の長さLは、PLC52に記録され記憶されている。記憶されたコンテナ長さL及び対応する最終停止距離138Bは、コンテナ134を受け取るように牽引トレーラのオペレータをバッファ21内へとガイドするために必要なデータを、光位置決めシステム20に提供する。

空の車台136が入口26を通過すると、光信号機90及び車台センサ108が作動される。この構成ではコンテナ長さLが既に分かっているため、スルービームセンサ110は使用されない。また、コンテナ距離センサ128も使用されない。代わりに、車台距離センサ130A及び車台距離センサ130Bのうちの一方を使用して、バッファ21内へ進入する車台136の動きに関するデータをPLC52に提供し、次にこのPLC52が光信号機90に信号を提供する。前述のように、車台距離センサ130Aは長さ20’を有するコンテナに使用され、車台距離センサ130Bは長さ40’、45’、48’、又は53’を有するコンテナに使用される。20’車台は一般に、40’〜53’コンテナ用の車台よりも地面から高いため、2つの車台距離センサ130A及び130Bが必要である。PLC52は、記憶されたコンテナ長さLに基づいて車台距離センサ130A又は車台距離センサ130Bのいずれかに作動するように指示する。コンテナ134がバッファ21に移送される時と同様に、コンテナ134を受け取るために車台136がバッファ21内に位置決めされる時、光信号機90はオペレータをガイドする。車台136の現在の位置から最終停止距離138Bまでの測定された距離に基づいて、PLC52は、車台136からバッファ21へのコンテナ134の移送に関して上記で説明したのと同様に、それぞれ第1、第2、又は第3のライトセット98、100、102、及びライトサブセット104A、B、・・・Nを点灯させるように、光信号機90に指示する。

最終停止距離138Bに達した時、PLC52は、車台136の邪魔にならない十分な低さのデフォルト高さまで、第1及び第2のリフトビーム34及び46を下降させるようにそれぞれのモータ40に指示する。モータ40は、コンテナ134が車台136上に下降させ、デフォルトの開始位置に達するまで第1及び第2のリフトビーム34及び46をそれぞれ下降させ続ける。第1及び第2のリフトビーム34及び46それぞれのデフォルトの開始位置に達すると、PLC52は、予め伸長している支持パッド56及び58に、伸長位置66から収縮位置64へ移動するように指示する。支持パッド56及び58が収縮された後、オペレータは、コンテナを搬送する車台をバッファ21から引き出すことができる。オペレータは、車台136及びコンテナ134をバッファ21から引き出した後、移送のためにコンテナ134を車台136に固定しなければならない。

上記の光位置決めシステム20は、天井クレーンと共に使用することもできる。本実施形態では、天井クレーンはコンテナをバッファ21上に載置する。第1及び第2のリフトビーム34及び46は上昇位置にあり、コンテナの長さに基づいて決定された適切な支持パッド56A〜D及び58A〜Dは伸長位置にあり、コンテナを受け取る。天井クレーン上のガイダンスシステムがコンテナをリフトビーム34及び46上の正しい位置に位置決めするので、コンテナを前述のように空の車台上に適切に下降させることができる。

車台及びコンテナの表面は製造業者によって均一でないため、前述のコンテナ及び車台距離センサ130A、130Bなどの固定距離センサは、PLC52に送信するための可読又は正確な信号を必ずしも取得できない可能性がある。例えば車台又はコンテナの表面は、車台又はコンテナ上の様々な位置に配置された異なる色、反射ラベル、ラッチ、ステッカー、標識など距離センサ信号を遮るものを有する場合がある。固定距離センサによって生成される信号がたとえ可読であっても、車台及びコンテナ表面のこうした不均一性によって、固定距離センサがコンテナ又は車台の正確な距離データを取得できなくなる可能性もある。

これらの問題に対処するために、光位置決めシステム20の別の実施形態では、動的センサシステム300が提供される。図13に示されるように、動的センサシステム300は、装着部材302と、距離センサ312と、距離センサ312が接続される距離センサアクチュエータ304とを含む。距離センサアクチュエータ304は装着部材302上に又は隣接して配設可能であり、モータ306に電気的に接続され、これによって駆動される。モータ306は装着部材302上に又は隣接して配設可能であり、サーボ型モータ又は他の好適な電子制御モータとすることができる。モータ306は任意選択で、モータ306をユーザ、太陽、雨、風、及び他の外部要素から保護するためのモータカバー308を含む。装着部材302上にモータ制御ボックス310を配設することもできる。モータ制御ボックス310は、アクチュエータ304に動力を与えるモータ306をPLC52に接続するために必要な電子機器を提供し、データ又は命令信号をPLC52との間で送受信できるようにする。CANバスを用いてモータ306を直接制御する、他の制御配置構成も使用可能である。

距離センサアクチュエータ304は、距離センサ312を装着部材302に沿って様々な高さへ垂直に上昇及び下降させる。本実施形態では、単一の距離センサ312が、コンテナ、20フィート車台、又は40〜53フィートの長さを有する車台までの距離を測定する。距離センサ312は発信部分及び受信部分(図示せず)の両方を含むため、信号を送受信することができる。距離センサ312はレーザシステムなどとすることができる。距離センサ312は、受信した信号をPLC52に提供する。その後PLC52は、距離センサ312によって受信された信号を使用して、別々の信号を光信号機90に送信する。図面には示されていないが、距離センサ312は水平、斜め、又は円形方向に移動できることが企図される。距離センサ312は、ユーザ並びに風、太陽、及び雨などの外部要素によって生じる損傷から距離センサ312を保護するために、センサカバー314を含むことができる。

コンテナ高さセンサ316、20フィート車台高さセンサ318A、及び40〜50フィート車台高さセンサ318Bも、装着部材302上に又は隣接して配設することができる。コンテナ高さセンサ316は、地面からおよそ70インチ(約177.8センチメートル)に配置される。20フィート車台高さセンサ318Aは、地面からおよそ54インチ(約137.2センチメートル)に配置され、40〜50フィート車台高さセンサ319Bは、地面からおよそ48インチ(約121.9センチメートル)に配置される。コンテナ高さセンサ316、20フィート車台高さセンサ318A、及び40〜50フィート車台高さセンサ318Bは、近接スイッチ又は他の同様のデバイスとすることができる。

コンテナ高さセンサ316並びに車台高さセンサ318A及び318BはPLC52によって作動され、距離センサ312が特定センサの場所又は高さに達した旨の信号をPLC52に発信するために使用される。例えばコンテナ高さセンサ316は、距離センサ312がデフォルトの感知高さであるコンテナ高さセンサ316の高さに達した時に、PLC52への信号を生成する。その時点でPLC52は、距離センサ312の動きを停止するように、距離センサアクチュエータ304に信号を発信する。同様に、距離センサ312が20又は40〜53フィート車台高さセンサ318A及び318Bに達した時、車台高さセンサ318A又は318BはPLC52に信号を送信する。次いでPLC52は、距離センサ312の動きを停止するように、距離センサアクチュエータ304に指示することができる。

動作時、車台136上のコンテナ134がバッファ21に進入した時、スルービームセンサ110のスルービームレーザが再透過し、距離センサ312がコンテナ134までの距離測定を開始する。距離センサ312は信号を送信し、可読信号を取得するためにおよそ0.1秒間デフォルトの感知高さでコンテナに当てる。可読信号が取得された場合、データはPLC52に送信され、上記と同様にコンテナ長さL及び最終停止距離138Bを算出する。次いでこの情報は、光信号機90により、オペレータをガイドするために使用される。

距離センサ312が何らかの理由で可読信号を受信しない場合、距離センサ312はセンサアクチュエータ304を介して、デフォルト又は第1の位置322Aから、第1の位置よりおよそ0.20インチ(約0.5センチメートル)下の第2の位置322Bまで下降される。距離センサ312は再度信号を送信し、これがおよそ0.1秒間コンテナに当たり、可読信号が取得されない場合、距離センサ312はセンサアクチュエータ304によって第2の位置よりおよそ0.20インチ下の第3の位置322Cまで移動される。距離センサ312は信号の送信を続行し、これが各位置でコンテナに当たり、可読距離測定値が取得されるまで0.20インチずつ下降されることになる。しかしながら、可読信号が取得されず、距離センサが40〜53フィート車台高さセンサ318Bに達した場合、エラーメッセージが生成され、PLC52に送信される。この時点で光信号機90は作業を停止し、オペレータは手順を再度やり直すか、又は車台136及びコンテナ134をバッファ21内に手動でバックさせることができる。

可読信号が取得されたと仮定すると、車台136及びコンテナ134はバッファ21内への進入を続行する。コンテナ134がその最終停止距離138Bにあると距離センサ312が確認すると、光信号機90はライトバー94上の赤色ライトセットを点灯させる。次いでコンテナ134は、前述のように、支持パッド56、58及びリフトビーム34、46により車台136から持ち上げられる。

コンテナ134が、支持パッド56、58及びリフトビーム34、46によってその適切な移送高さまで上昇された時、空の車台が引き出される。次いで距離センサアクチュエータ304は、PLC52に記憶されたコンテナ長さL情報に基づいて、距離センサ312を適切な車台感知高さまで自動的に下降させる。車台高さセンサ318A、318Bは、適切な車台感知高さに達した旨の信号をPLC52に発信するために使用される。例えば20フィートコンテナがバッファ内にある場合、20フィート車台高さセンサ318Aは作動され、距離センサ312が車台感知高さに達した時点でPLC52に通知する。

PLC52によって以前に確認されたコンテナ134の既知の長さLに基づいて、入力位置コマンドが距離センサアクチュエータ304に提供され、これにより距離センサ312を適切な高さに位置決めし、格納されたコンテナを取り出すためにバッファ21内にバックしてくる空の20フィート車台又は40〜53フィート車台に対して信号を生成することができる。ここでも、何らかの理由で距離センサ312が車台136の可読距離測定値を生成しない場合、格納されたコンテナを取り出すためにバッファ21内にバックされている間に、距離センサアクチュエータ304は、可読距離測定値が取得されるまでおよそ0.20インチずつ距離センサ312を自動的に下降させる。距離センサ312が地点Bに達し、可読信号が取得されない場合、光信号機90は作業を停止し、オペレータは手順を再度やり直すか、又は車台136及びコンテナ134をバッファ21内に手動でバックさせることができる。

図14は、動的センサシステム300の別の実施形態を示す。本実施形態では、動的センサシステム300はフィルタシステム400を含む。フィルタシステム400は、コンテナ134又は車台136上に反射材料が存在することで、距離センサ312への信号が多過ぎる時に使用される。

フィルタシステム400は、フィルタアクチュエータ402、アーム部材404、フィルタ位置決め機構406、及びフィルタ408を含む。フィルタ408は、LAMIN−x(商標)フィルムなどのフィルム又はレンズ、或いは他の好適な光学フィルタ材料とすることができる。フィルタアクチュエータ402は装着部材302及びアーム部材404に接続され、アーム部材404を垂直方向に移動させることができる。アーム部材404は一方の端部でフィルタアクチュエータ402に接続され、装着部材302から水平に突出している。アーム部材404は第2の端部を介してフィルタ位置決め機構406に接続されている。フィルタ位置決め機構406は延長部材410を含む。フィルタ位置決め機構406は、PLC52と通信するため、及びフィルタ408を格納位置412から係合位置414へと移動させるために必要な、電子機器(図示せず)も含む。

フィルタ408のデフォルト位置は格納位置412である。格納位置412では、フィルタ408は距離センサ312から離れて位置決めされるため、フィルタが距離センサ312の信号416を妨げることはない。格納位置は、垂直又は直立位置とすることができる。フィルタ408が使用される時、フィルタ位置決め機構406は延長部材410を介して、フィルタ408を格納位置412から係合位置414へと移動させる。係合位置414では、距離センサの信号416がフィルタ408を通過するように、フィルタ408は距離センサ312の前に配置される。

使用時、距離センサ312は信号送信を開始し、これが開始高さでコンテナ又は車台の指定されたターゲットに当たる。距離センサ312の開始高さは、前述のように、コンテナ134を搬送する車台136がバッファ21に入ってくるのか、格納されたコンテナを取り出すために空の車台がバッファ21に入ってくるのかに応じて、コンテナ感知高さ、20フィート車台感知高さ、又は40〜53フィート車台感知高さとすることができる。開始高さで距離センサ312によって可読信号が受信されない場合、距離センサ312の信号416がフィルタ408を通過するように、フィルタ408はフィルタ位置決め機構406によって係合位置414へと移動される。可読距離測定値が取得される場合、データはPLC52に送信され、コンテナ長さL及び最終停止距離138Bを算出する。次いでこの情報は、光信号機90によってオペレータをガイドするために使用される。

しかしながら可読信号が取得されない場合、距離センサ312、及び係合位置414にあるフィルタ408は、それぞれ距離センサアクチュエータ304及びフィルタアクチュエータ402によって、開始高さよりおよそ0.2インチ下の高さまで下降される。距離センサ312は係合されたフィルタを介して再度信号を送信し、これがコンテナ又は車台に当たり、可読信号が取得されない場合、距離センサ312及びフィルタ408はおよそ0.2インチずつ再度下降される。これは、前述のように可読信号が取得されるか又はエラーメッセージが生成されるまで続行される。

他の実施形態では、距離センサを有するセンサシステムを使用してコンテナを移送する方法が図15に示されている。この方法は少なくとも、車台によって搬送されるコンテナのバッファ内へ進入する動きを、スルービームセンサ及び距離センサを含む複数のセンサを使用して感知するステップ500と、距離センサからコンテナへ信号を送信するステップ502と、距離センサによって生成された信号を使用して、距離センサからコンテナまでの距離を測定するステップ504と、からなる。この方法は、距離センサが可読信号を取得できない場合に距離センサを移動させるステップ506と、複数のセンサから受信したデータに基づいてコンテナの長さを算出するステップ508と、コンテナの長さに基づいて車台をバッファ内に位置決めするために光信号機を用いてオペレータをガイドするステップ510をも含む。この方法は、距離センサが可読信号を取得できない場合に距離センサに関連付けられたフィルタを格納位置から係合位置まで移動させるステップを更に含むことができる。

当業者であれば、前述の説明に鑑みて本発明に対する多数の修正を行うことは自明である。したがって本説明は単に例示的であるものと解釈されるべきであり、当業者が本発明を作成及び使用すること、並びに同様に実施する最良のモードを教示することを可能にする目的で提示されている。添付の特許請求の範囲内にあるすべての修正に対する占有権が留保される。