自動存儲和取回系統的制作方法
【專利說明】自動存儲和取回系統
[0001]相關申請的交叉引用
本申請是2013年9月13日提交的美國臨時專利申請號61 /877，614的非臨時申請并要求其權益，該申請的公開內容被整體地通過引用結合到本文中。
技術領域
[0002]示例性實施例一般地涉及材料搬運系統，并且更特別地涉及在材料搬運系統內的項目的運輸和存儲。
【背景技術】
[0003]—般地，例如倉庫內的項目的存儲要求具有關聯覆蓋區的大型建筑物或存儲結構空間。在這些倉庫中可使用自動化運載工具或機器人來將項目放置在存儲處和將項目從存儲處移開。
[0004]具有可以高效地揀選項目以便從存儲結構移開的自動化運載工具將是有利的。具有可以訪問多個存儲層級，使得可增加存儲結構的存儲密度的自動化運載工具也將是有利的。
【附圖說明】
[0005]在結合附圖進行的以下描述中解釋了公開實施例的前述方面及其它特征，在所述附圖中:
圖1是根據公開實施例的方面的自動存儲和取回系統的示意圖；
圖2A-2E是根據公開實施例的方面的圖1的自動存儲和取回系統的一部分的示意圖；
圖3A-3C是根據公開實施例的方面的自主運輸車的部分的示意圖；
圖4是根據公開實施例的方面的自主運輸車的一部分的示意圖；
圖5A-5C是根據公開實施例的方面的自主運輸車的部分的示意圖；
圖f5D是根據公開實施例的方面的揀選面(pickface)傳遞操作的流程圖；
圖6是根據公開實施例的方面的自主運輸車的示意圖；
圖7A-7C是根據公開實施例的方面的圖1的自動存儲和取回系統的一部分的示意圖；
圖8是根據公開實施例的方面的自主運輸車的示意圖；
圖9-11、11A、12A、12B、13、13A、13B、14A和14B是根據公開實施例的方面的自主運輸車的部分的示意圖；
圖15和16是根據公開實施例的方面的揀選面傳遞操作的流程圖；以及圖17和18是根據公開實施例的方面的揀選面建立操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0006]圖1示意性地圖示出根據公開實施例的方面的存儲和取回系統。雖然將參考附圖來描述公開實施例的方面，但應理解的是可以用許多替換形式來體現公開實施例的方面。另外，可以使用任何適當尺寸、形狀或類型的元件或材料。
[0007]根據公開實施例的方面，存儲和取回系統100在例如零售配送中心或倉庫中操作以例如履行從零售店接收到的針對箱單元的訂單，諸如在2011年12月15日提交的美國專利申請號 13/326,674和2010年4月 12 日提交的題為 “Storage and Retrieval System” 的PCT專利申請PCT/US10/30669(W0 Pub.2010/118412)中描述的那些，該申請的公開內容被整體地通過引用結合到本文中。
[0008]存儲和取回系統100可包括饋入和饋出傳遞站170、160、輸入和輸出垂直升降機150A、150B(—般地稱為升降機150)、存儲結構130以及許多自主漫游器(rover)或自主運輸車110(其也可稱為機器人)。存儲結構130包括例如存儲架模塊的多個層級(其中每個層級包括相應存儲或揀選過道130A)以及用于在存儲結構130的任何存儲區與升降機150的任何擱板之間傳遞箱單元的傳遞甲板(deck)130B。存儲過道130A以及傳遞甲板130B還被配置成允許漫游器110穿過存儲過道130A和傳遞甲板130B以便將箱單元放入揀選庫存中并取回被訂購的箱單元。
[0009]漫游器110是能夠例如遍及存儲和取回系統100承載和傳遞箱單元的任何適當的自主運載工具。漫游器110被配置成將諸如上述零售商品之類的箱單元放入存儲結構130的一個或多個層級中的揀選庫存，并且然后選擇性地取回被訂購的箱單元以便將被訂購的箱單元裝運到例如商店或其它適當地點。
[0010]漫游器110和存儲和取回系統100的其它適當特征被例如一個或多個中央系統控制計算機(例如控制服務器)120通過例如任何適當網絡180控制。在一個方面，網絡180是有線網、無線網或無線和有線網的組合，其使用任何適當類型和/或數目的通信協議。在一個方面，控制服務器120包括許多基本上同時地運行的程序的集合，該程序被配置成管理存儲和取回系統100，包括(僅僅出于示例性目的)控制、調度以及監視所有活動系統部件的活動，管理存貨和揀選面，并且與倉庫管理系統2500對接。
[0011]現在參考圖2，漫游器110包括具有第一末端110E1和與第一末端110E1縱向間隔開的第二末端110E2的框架110F。框架I1F形成有效負荷床200，其被配置成以任何適當方式在有效負荷床200內支撐揀選面210。在一個方面，橫向布置的輥子(未示出)支撐揀選面并允許揀選面210在有效負荷床內在縱向方向上移動，而在其它方面，有效負荷床具有用于在有效負荷床內支撐揀選面210的(一個或多個)任何適當支撐表面，諸如本文所述的那些。在其它方面，末端執行器200E在有效負荷床200內支撐揀選面210。漫游器110包括被連接到漫游器110的一個或多個驅動部以便通過存儲和取回系統、末端執行器200E和漫游器的任何其它適當可移動部件來控制漫游器110的移動的任何適當控制器IlOC(圖1)。應注意的是如本文所使用的“揀選面”是例如彼此前后、并排或其組合方式放置的一個或多個商品箱單元。可結合公開實施例的方面的漫游器110的適當示例是在以下各項中描述的那些示例:
美國專利號8,425,173;以及2014年3月17日提交的題為“Automated Storage andRetrieval System” 的美國專利申請號 14/215，310; 2011 年 12月 12 日提交的 13/236，423(PG公開號 2012/0189409); 2011 年 12 月 15 日提交的 13/327，040(PG[0012]仍參考圖2A、2B以及也參考圖3A，漫游器110包括可移動地連接到框架IlOF以便向有效負荷床200以及從有效負荷床200傳遞揀選面210的任何適當末端執行器200E。在一個方面，末端執行器包括伸縮臂220A、220B，其被配置成跨騎揀選面210的相對側并通過例如用任何適當數目的指狀物或揀選面支撐構件250以例如其底部(例如從下面)提升并支撐每個揀選面來搬運揀選面210。如下面將描述的，在一個方面，指狀物250相對于其相應的臂220A、220B是靜態的(例如固定的)，而在其它方面(如下面將描述的)，指狀物250相對于其相應的臂220A、220B被致動(例如可移動)。每個臂具有任何適當數目的伸縮構件以提供末端執行器220E到存儲擱板的存儲空間中的任何適當延伸或到達。例如，至少伸縮構件300沿著末端執行器的延伸軸299可滑動地耦接到另一伸縮構件301用于末端執行器的每個臂220A、220B的伸縮延伸和縮回。每個臂以任何適當方式被適當地安裝到框架110F。例如，在一個方面，任何適當數目的引導件310(諸如導軌或軌道)以任何適當方式被安裝到框架110F。導軌被安裝到或鄰近于有效負荷床200的每個縱向側，使得每個引導件310相對于框架IlOF橫向地延伸。一個或多個伸縮構件300、301被可滑動地安裝到引導件310，使得一個或多個伸縮構件300、301在箭頭299的方向上橫向地延伸以便向有效負荷床200以及從有效負荷床200傳遞揀選面210。應注意的是，雖然末端執行器200E被示為僅從漫游器110的一個橫向側面延伸，但在其它方面，末端執行器200E被配置成從漫游器的任一橫向側面110S1、110S2(圖6)延伸。在一個方面，第一伸縮構件300以任何適當方式諸如例如用嚙合引導件310上的適當軌道的導輥或滑塊被可滑動地安裝到引導件310。臂220A、220B的第一伸縮構件300包括用于以基本上類似于上文關于引導件310描述的方式的方式將第二伸縮構件301可移動地安裝到第一伸縮構件300的引導件311。雖然在圖中圖示出兩個伸縮構件，但應理解的是在其它方面，任何適當數目的伸縮構件被例如彼此串聯地安裝用于以基本上類似于上文所述的方式的方式延伸和縮回。如可認識到的，每個臂220A、220B的最遠側串聯安裝伸縮構件(例如當延伸時，每個臂220A、220B具有最接近于框架IlOF的近末端和最遠離框架I1F的遠末端)(其在這種情況下是第二伸縮構件301)包括指狀物250，而在其它方面，臂的任何適當伸縮構件包括指狀物250。
[0013]伸縮構件300、301中的每一個具有任何適當橫截面，使得伸縮構件300、301中的至少一個能夠在布置于存儲擱板240上的相鄰揀選面210之間的空間SP(圖2C)中延伸。在一個方面，每個伸縮構件300、301的高度H可基本上大于伸縮構件的寬度W以加強臂220A、220B(例如以使臂延伸時的垂度最小化并允許有臂的更大有效負荷量)，這例如也促進深存儲(例如在一個或多個商品箱單元被彼此前后地放置的情況下)。雙側揀選也是可能的，因為臂220A、220B位于有效負荷床200的前部200F和后部200R處(應注意到前部和后部在這里僅僅用于示例性目的，并且在其它方面可使用任何適當空間標識符來引用有效負荷床200的縱向側面)，從而跨騎揀選面的相對側。
[0014]現在參考圖3A，每個臂220A、200B的最遠側伸縮構件(其在這方面是第二伸縮構件301)包括表面301S，使得指狀物250從表面301S朝著有效負荷床200的中心線CL延伸。如可認識到的，每個臂的指狀物250彼此相對以便在揀選面下面延伸。如還可認識到的，指狀物250具有任何適當長度L，使得伸縮構件300、301中的至少一個和指狀物能夠在揀選面210之間的空間SP(圖2C)中延伸。在這方面，指狀物250相對于最遠側伸縮構件是固定的(例如，指狀物不能進行相對于第二伸縮構件的移動)。然而，在其它方面，如在圖3B和3C中可以看到的，指狀物250 ’、250 ’ ’例如可相對于最遠側伸縮構件301 ’移動。例如，在一個方面，指狀物250’被可旋轉地安裝到最遠側伸縮構件301’，使得其可在縮回與延伸位置之間移動。在縮回位置，指狀物250 ’例如與表面310S基本上平行，而在延伸位置，指狀物250 ’例如基本上垂直于表面301S(或者相對于表面301S以任何其它適當角度布置)以便在一個或多個揀選面210下面延伸。在這方面，指狀物250 ’每個可繞著相應旋轉軸363旋轉，該旋轉軸基本上垂直于末端執行器200E的延伸和縮回方向299(圖2A)延伸。在另一方面，指狀物250’ ’例如可繞著旋轉軸364旋轉，旋轉軸364與末端執行器200E的延伸和縮回方向299基本上平行。例如，如在圖3B中可以看到的，指狀物250’’可在縮回與延伸位置之間移動。在縮回位置，指狀物250’’被折疊到表面301S中或者鄰近于表面301S，從而與表面301S基本上平行。在延伸位置，指狀物250 ’ ’展開，從而基本上垂直于表面301S以便在一個或多個揀選面210下面延伸。在其它方面，指狀物可以任何適當方式相對于最遠側伸縮構件移動，從而在縮回和延伸位置之間移動。
[0015]現在參考圖2C和2D，指狀物250的相對布置例如使得當使臂220A、220B延伸到存儲擱板140中時，指狀物位于存儲擱板140的支撐表面140S之間。例如，在一個方面，存儲擱板140包括間隔開的支撐表面140S，其在基本上垂直于(例如橫向于)末端執行器200E的延伸和縮回方向299的方向297(圖2A)上延伸。例如，支撐表面140S之間的節距Pl (圖2A)例如基本上類似于指狀物250之間的節距P2(圖3A)，使得在被插入到存儲擱板140中時，指狀物250在橫向于末端執行器200E的延伸軸299的方向上與擱板結構(例如支撐表面140S)交錯，而在其它方面，指狀物之間的間距是允許指狀物通過支撐表面之間的開口的任何適當間距。
[0016]再次地參考圖2A，漫游器110具有包括任何適當數目的驅動的驅動部260。例如，驅動部260包括一個或多個末端執行器驅動26(^、2608、260(:，其被配置成使末端執行器沿著軸299以延伸/縮回方式移動，使臂220A、220B中的一個或多個移動而使得臂在箭頭297的方向朝向和離開有效負荷床中心線CL 一起和分開移動(還參見圖5A)，使臂移動而使得臂220A、220B相對于有效負荷床中心線CL而在箭頭297的方向上作為單元一起移動(例如用于揀選面210相對于有效負荷床200和/或存儲區的對齊)并在基本上垂直于末端執行器200E的延伸和縮回軸(例如方向)299的方向298上使臂提升/降低。在一個方面，每個傳遞臂220A、220B的往返移動在與有效負荷床/區的揀選面支撐平面基本上平行的平面中以實現所述至少一個揀選面獨立于所述至少一個揀選面的尺寸的全有效負荷區對齊(例如，有效負荷在有效負荷床內的任何地方和在可被臂220A、220B訪問的存儲擱板區內的任何地方的對齊)。還參考圖4，在一個方面，末端執行器延伸/縮回驅動260A(例如，其使臂220A、220B在箭頭299的方向上移動)包括用于使漫游器110的每個臂220A、220B延伸和縮回的任何適當皮帶傳動400。每個伸縮構件300、301(還參見圖3A)包括任何適當的皮帶和滑輪布置400P1、400P2、400P3、400B1、400B2，其被配置成使相應伸縮構件300、301串聯地延伸(例如，伸縮構件300、301中的一個在延伸的第一階段中延伸預定距離/伸出長度，并且然后伸縮構件中的另一個在延伸的第二階段延伸預定距離/伸出長度，使得伸縮構件30