摘要

The alternative for goods transportation between floors

樓層貨物運輸的另一種選擇

關鍵詞/ 樓層貨物運輸、購物車、輸送帶
Keywords / Floor Goods Transportation,Shopping Cart,Conveyor

近來美國大賣場在成本與效率雙重需求下,由Robert H. Pfleger, Claire Pfleger, Michael H. Sohn, Craig S. Schmidt四個人共同設計的新型購物車輸送系統獨占鰲頭,此設計使得購物車在建築物的低樓層與高樓層間可安全且快速地移動。 這套系統利用輸送帶高低差與購物車前後輪子寬度之搭配,使購物車維持平衡狀態而不讓物品掉落,雖然購物車與客人是分道移動,但貼心的是讓這兩項移動設施相鄰在一起同步移動,此項創新設計可以快速將乘客帶進或帶出賣場。

文字設定:

前言 INTRODUCTION

大賣場雖然都有貨物電梯可以供應購物車搭乘,但電梯卻沒有辦法像手扶梯式的購物車輸送系統,能容納大量移動的購物車。

此購物車輸送系統是一個連續輸送系統,中間不間斷,這樣才能疏通大量購物車上下樓移動,此購物車本身最大設計不同處在於前輪兩輪間的距離和後輪兩輪間的距離並不相同,前後輪在上下樓的輸送系統又分別有不一樣的引導輪溝,有了這些設計才會讓購物車在上下樓的時候貨物能夠一直維持平衡狀態。

設計最大優點為:

  • 在於購物車於行進間可以讓貨物一直維持平衡狀態。
  • 改變了傳統購物車上下樓需人推行模式,減少購物車因滑動撞擊購物人員之危險性,為購物者提高安全的購物環境。

為了方便閱覽,定義兩組 type

  • A type(國外賣場購物車輸送系統)
  • B type(國內賣場購物車輸送系統)

技術介紹 TECHNOLOGY INTRODUCTION

我們先從本體結構來看整個購物車輸送帶向上與向下移動的動態位移,可看出圖一向上移動的購物車輸送系統和圖二向下移動的購物車輸送系統,運作目的是讓購物車在低樓層與高樓層來回連續位移以達到快速消耗購物車的流量。對向上移動而言,其位移模擬狀況會如圖一所敘述,購物車前輪會下陷與前輪引導軌跡結合,購物車後輪則會按後輪引導軌跡行走。反推得知,對向下移動而言,其位移模擬狀況會如圖二所敘述,購物車後輪會下陷與後輪引導軌跡結合,購物車前輪則會按後輪引導軌跡行走。向上的輸送帶與向下輸送帶之不同處在於,前後輪引導軌跡,上下顛倒,是使得整台購物車能夠保持平衡的最大關鍵。

圖一/向上位移模擬狀態的側面示意圖

圖二/向下位移模擬狀態的側面示意圖

緊接著進一步分析向上位移模擬狀態入口出口放大架構圖如圖三圖四所敘述,當購物車被推入門扇之內的安全距離為紅外線偵測器偵測到的正常範圍,才能確保購物車是準確並且安全的通過門扇,在購物車未進入紅外線偵測範圍之內,將無法啟動購物車輸送帶,只有在購物車進入紅外線正常的偵測範圍之內才會啟動購物車輸送帶,在這能源缺乏的現在社會之中,表現出節能減碳之效益。

圖三/購物車進入購物車輸送系統架構圖

圖四/購物車出購物車輸送系統架構圖

假設紅外線檢測到的一個超出的水平距離,此時紅外線將會將信號發送到控制單元(購物車輸送系統),進而關閉購物車輸送系統。

購物車是如何被拉往上面樓層呢?

購物車在通過入口門扇並且到達紅外線能偵測到的正常範圍後,購物車前端橫桿如圖十一,會與購物車輸送系統的卡榫相互結合推往上面樓層。

購物車輸送帶的動力來源為何?

購物車輸送帶動力來源,是由驅動電動機連接傳動皮帶去驅動輪軸再由輪軸帶動輸送帶,如圖四所示。

購物車在輸送帶上方位移之時候,為了不讓輸送帶下垂,當然也做了以下設計,如圖三圖四所示,輸送帶有多個支撐軸托,防止它使輸送帶下垂。

圖五/購物車的行進側面

將輸送帶局部放大來看如圖六,可以清楚看出輸送帶上佈滿了間隔大約4英寸的卡榫延伸整個平面輸送帶,相對卡榫必須使用較為耐用的橡膠材料,才能延長期壽命。

圖六/購物車和傳送帶之間的連接

輸送帶的購物車引導軌跡如圖七所示,卡榫上方由一對保護蓋板保護著,並且與底板緊緊固定。

圖七/向上移動的購物車輸送機行進模式

圖八/購物車向下移動輸送架構

圖九/購物車行進輸送機狀態

大家可能會好奇保護底板的作用?

其實保護蓋板主要功能在於防止物品或兒童掉落於購物車引導軌跡裡面,以防止發生危險。從圖十可以看出下樓狀態,前輪行走在較高的引導軌跡上,後輪則是行走在較低的引導軌跡上。

圖十/向下移動購物車輸送機狀態

此項巧妙的設計將前輪定位在較高的引導軌跡與後輪定位在較低的引導軌跡,才能使購物車保持一個穩定的水平方向,防止貨物從購物車內溢出。

我們將購物車前方卡榫放大分析,如圖十一所敘述,可以看到底部有一橫桿,此橫桿,就是能使購物車相互連接的關鍵,此關鍵也改變了現在傳統購物車在高低樓層位移的想法。

圖十一/購物車輸送機使用的購物車前端的橫桿配置

圖十二/購物車與輸送機連接完整圖示

比較與分析 COMPARISON AND ANALYSIS

當大家看完購物車的介紹與輸送帶設計原理之後,大家會更有聯想空間,也較能發掘 A type 之方法,接下來將會以實際現場照片說明國內外購物車輸送帶之不同。

圖十三十四可以看出美國所設計之人車分道購物車可以防止人員推至頂端後無力氣推動購物車之用途,如此便利之設計真是貼心。

圖十三/ A type 照片

圖十四/ B type 照片

由之前技術介紹,圖一圖二所敘述 A type 傾斜角度為30度,反觀 B type (如圖十五)所敘述,我們可以利用三角函數算出其角度大約為26度。

圖十五/ B type 傾斜角度

圖十六 / A type 購物車實體結構

結論 CONCLUSION

從比較與分析,可以發掘美國所使用的 A type 其效率比 B type 系統高出15%,這微小差距,便可改變傳統購物車輸送帶架構想法,在現今講求效率的社會,如國內效法並修改了此項設計之概念,將創造台灣經濟之發達。

A type & B type 所能傳送的效率分析比較?

表一 / A type & B type 效率比較

\地區

 區分

B type

A type

優點

  • 購物車與人員同在輸送帶一機 多用
  • 減少維修人員負擔
  • 改變了傳統購物車上下樓需人推行模式
  • 減少購物車因滑動撞擊購物人員之危險性
  • 為購物者提高安全的購物環境

開孔樓地板面積比較小

購物車移動效率較高

在於購物車於行進間可以讓貨物一直維持平衡狀態

缺點

購物車上下樓需人推行耗力又危險

開孔樓地板面積比較大

購物車移動效率較低

 

購物車在上下樓之間貨物無法維持平衡狀態,貨物容易倒塌

購物車輸送帶與人員輸送帶分離無法一機多用,會增加維修人員損壞維修時候的負擔

設計原理中提及往低樓層位移之時候將前輪定位在較高的引導軌跡與後輪定位在較低的引導軌跡,往高樓層則是相反將前輪定位在較低的引導軌跡與後輪定位在較高的引導軌跡才能使購物車一直保持一個穩定的水平方向,防止貨物從購物車內溢出。此設計是 B type 還未有的設計,如果能運用在FAB晶圓片輸送帶上,在位移高低落差中,也許可以增加其晶片運送過程中的穩定度。

參考文獻

  1. Robert H. Pfleger, Michael H. Sohn, Craig S. Schmidt,Inclined shopping cart conveyor system, US Patent number: 6490979.

留言(0)

Further Reading延伸閱讀