CN101641270A - 三维自动拣选模块 - Google Patents

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Abstract

单个物品或多个物品被存储在传送装置的竖直堆放架(或货架)上。传送装置的堆放架位于竖直运输机的两侧上，纸箱、搬运箱和/或货盘被装载到该竖直运输机上。竖直运输机能够以类似于升降机的方式被竖直地提升，从而在传送装置上的搬运箱可以从存储货架传送装置的各个水平面接收物品。为了加快装载过程，可以同时地和/或相继地从箱的两侧将物品装载到箱内。在一种形式下，交叉带传送装置被用于装载物品。可替换地或者附加地，机器人臂可以被用于装载物品。一个或多个传送装置驱动器可以被用于为多个传送装置提供动力，以便将物品导引到传送装置上的装载位置。

Description

三维自动拣选模块
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2007年1月25日提交的美国专利申请No.11/626,869的优先权，其全部内容被并入本文以供参考。
技术领域
[0002]本申请总体涉及材料处理系统并且更具体地但不排他地涉及三维材料处理系统以及利用该系统的技术。
背景技术
[0003]在分配中心拣选产品以便完成订单在历史上就已经是劳动最密集的过程之一。对于人工操作者而言，拣选动作是单调的。这导致了质量问题(如错误拣选)、高的雇员流动以及不一致的生产量。此外，对于人工操作者而言，一些环境可能是不舒适的或者甚至是有害的，例如被用于存储食物的商业冷库。入库和移除的周转时间也是另一个考虑因素。货物越快地被处理并且被装载到卡车、火车或其他运输机上，则分配中心可以服务更大的地理面积。例如，更快地装载和卸载卡车，则分配中心能够服务更大的服务区域，这是因为卡车可以在相同的时间内通过更大的距离。产品分配系统的另一个当前问题是产品货栈空间。当房地产的成本持续增加时，最小化货栈的占地面积成为了更应考虑的问题。
[0004]由于各种因素，大多数货栈仅利用了它们的可用竖直空间的一部分，所述因素包括到达被存储在更高水平面处的物品是存在有限范围的。已经提出了自动存取系统(经常被称为ASRS或AS/RS)形式的三维货架系统来在竖直存储货架上存储物品。然而，这些竖直系统具有一些显著的商业缺点。作为一个示例，吞吐量经常是这些竖直系统所考虑的问题，因为移动附加的竖直尺寸可能会增加取出时间。换言之，在大多数提出的系统中以快速且有效率的方式从货架取出物品是受限的。将货架内的物品移动到它们可以被取出的位置也是一个考虑因素。为了解决这个问题，货架通常是非常窄的并且经常被设计成最多存储一个或两个货盘或纸箱。因此，显著地减小了给定货架的容量，这又减小了存储空间利用率或效率。此外，这些系统的技术复杂性易于导致显著的停工期以及增大的维护费用。由于典型ASRS设备的复杂性和自动性，关于怎样处理物品以及可以利用这些系统的类型而言，这些系统倾向于是刚性的。这样的系统一般仅能够处理具有固定尺寸的货盘或纸箱，这又限制了它们的灵活性。大体而言，可以使用重力供货或动力系统从货架供给物品。重力供货系统的一个示例是被称作为“A-框架”型存储货架的系统。通常，A-框架货架存储的物品是轻的并且不像药品那样易于被压碎。虽然在有限条件下有用，不过A-框架不能被用于更大物品和/或易碎物品，例如电子设备、食品等。另一方面，动力系统可以在大体平的传送带上存储更大物品。假定传送装置是大体平的，则物品可以被隔开从而避免因彼此碰撞而导致损坏。然而，动力货架系统并不经济实用，因为堆放架内的每个传送装置均需要大量马达。传送装置马达是昂贵的，并且竖直堆放架内的每个水平面均包括多个独立传送装置，而这些独立传送装置被传送装置马达独立地控制。应该认识到，与传送装置马达相关的费用会随堆放架水平面数量的增加而增加。此外，当涉及大量马达时，至少一个马达失效的可能性增加。此外，例如对马达执行日常预防维护的辅助花费可以使得这种系统价格过高。
[0005]因此，需要在本领域内进行改进。
发明内容
[0006]本发明的一个方面涉及存储系统。该存储系统包括以相对方式放置的至少两个存储货架。每个所述存储货架均包括两个或更多个水平面，所述水平面具有一个或更多个货架传送装置，物品被存储在该货架传送装置上。竖直运输机被置于存储货架之间，并且竖直运输机包括一个或更多个机器人臂，所述机器人臂被固定于竖直运输机从而与竖直运输机一致地竖直运动。升降机被构造成使竖直运输机在水平面之间竖直地运动，从而机器人臂可以将物品从货架传送装置装载到竖直运输机上。
[0007]另一个方面涉及包括存储货架的存储系统。存储货架包括两个或更多个货架传送装置，物品被存储在所述货架传送装置上。传送装置驱动器被构造成沿存储货架运动从而为所述两个或更多个货架传送装置提供动力。
[0008]又一个方面涉及包括至少两个存储货架的存储系统。存储货架以相对方式被放置，并且每个存储货架均包括两个或更多个水平面，所述水平面具有一个或更多个货架传送装置，物品被存储在所述货架传送装置上。竖直运输机被置于存储货架之间。竖直运输机包括交叉带传送装置，该交叉带传送装置被构造成将物品从货架传送装置装载到竖直运输机上。升降机被构造成使竖直运输机在水平面之间竖直地运动。
[0009]另一个方面关注如下技术，其中竖直运输机在竖直方向沿存储货架被抬升到第一竖直位置，其中该存储货架具有带有第一货架传送装置的第一水平面。来自所述第一水平面处的所述第一货架传送装置的一个或多个第一物品被装载到所述竖直运输机上。在竖直运输机保持在第一竖直位置的同时，一个或多个第二物品从第二货架传送装置装载到所述竖直运输机上，其中所述第二货架传送装置位于不同于第一水平面的第二水平面处。
[0010]再一个方面关注如下技术，其中第一传送装置由传送装置驱动器提供动力从而将第一传送装置上的第一物品导引到第一装载位置。传送装置驱动器运动到第二传送装置。第二传送装置由传送装置驱动器提供动力从而将第二传送装置上的第二物品导引到第二装载位置。
[0011]可以从详细说明和所提供的附图中显而易见到本发明的其他形式、目标、特征、方面、益处、优点和实施例。
附图说明
[0012]图1是根据一个实施例的三维存储系统的立体图。
[0013]图2是图1系统的俯视图。
[0014]图3是图1系统的侧视图。
[0015]图4是图1系统的放大侧视图。
[0016]图5是图1系统的前端视图。
[0017]图6是图1系统中使用的竖直运输机的放大立体图。
[0018]图7是图6竖直运输机的横截面图。
[0019]图8是图6竖直运输机的俯视图。
[0020]图9是图6竖直运输机的立体图。
[0021]图10是示出图1系统中货架传送装置怎样被传送装置驱动器提供动力的第一示例的放大侧视图。
[0022]图11是示出图1系统中货架传送装置怎样被传送装置驱动器提供动力的第二示例的放大侧视图。
[0023]图12是根据另一个实施例的传送装置驱动器的立体图。
[0024]图13是示出图12传送装置驱动器和货架传送装置之间的接合的放大侧视图。
[0025]图14是根据又一实施例的传送装置驱动系统的放大图。
[0026]图15是根据再一实施例的传送装置驱动系统的放大图。
[0027]图16和图17是示出装载顺序的各阶段的图1系统的部分立体图。
[0028]图18是根据又一实施例的三维存储系统的前端视图。
[0029]图19是图18系统的俯视图。
[0030]图20是图18系统的横截面图。
[0031]图21是图18系统的放大前端视图。
[0032]图22是图18系统的立体图。
[0033]图23、图24、图25和图26是示出装载顺序的各阶段的图18系统的部分立体图。
[0034]图27是根据另一个实施例的三维存储系统的俯视图。
[0035]图28是图27系统的放大前端视图。
[0036]图29是图1系统中补给站的放大立体图。
具体实施方式
[0037]为了有助于理解本发明原理，现在针对附图所示实施例做出说明并且特定语言被用于描述相同特征。不过应该理解的是，并不因此限制本发明的范围。通常认为，本发明相关领域的技术人员可以想到所述实施例中的任何改型或进一步改进以及本发明原理的任意进一步应用。虽然具体示出了本发明的一个实施例，不过相关领域的技术人员可以显而易见到为了清晰的目的，与本发明无关的一些普通特征可以不被示出。
[0038]为了方便读者，首先应认识到，元件被第一次介绍时所处的附图通常由相应附图标记中最左侧的数字所指出。例如，由一百系列的附图标记(例如100、101、102、103等)所代表的部件通常第一次是参考图1被讨论的，而具有二百系列的附图标记(例如200、201、202、203等)的部件通常第一次是参考图2被讨论的。
[0039]本发明总体上涉及三维存储系统。在箱中的单个物品或多个物品被存储在传送装置的竖直堆放架(或货架)上。相比于传统A-框架存储货架，货架传送装置可以存储更大的物品或箱，因为所述物品以大体平的、不接触的方式被存储，而这种方式使损坏的可能性最小化。将要被拣选的产品或物品不像在A-框架内那样必须是可堆叠的。堆叠的传送装置位于竖直运输机的两侧，纸箱或搬运箱被装载到该竖直运输机上。该竖直运输机能够以类似于升降机的方式被竖直地提升，从而传送装置上的搬运箱可以接收来自存储货架传送装置的各个水平面的物品。为了加速装载过程，物品可以同时地和/或相继地从箱的两侧装载到箱内。
[0040]在一个实施例中，交叉带传送装置系统围绕竖直运输机，并且交叉带传送装置系统被联接到竖直运输机的升降机部分，从而交叉带传送装置系统与竖直运输机一致地竖直运动。交叉带传送装置系统包括多个分立传送带，这些传送带能够单独地或共同地传送物品。交叉带传送装置系统中的各个传送带节段能够绕竖直运输机移动或旋转。交叉带传送装置系统允许多个货架位置被同时卸载并且允许搬运箱被同时从两侧或多侧填充。机器人臂可以被联接到升降机以用于移动更大物品和/或清除系统内的阻塞。在另一个实施例中，省去了交叉带传送装置系统，并且机器人臂被用于从各个货架和搬运箱装载/卸载物品。使用这个系统，交叉带传送装置和机器人臂允许以高达4或5倍于人工操作者的速度且以近似100％的准确率来拣选或放置物品。因为省去了人工拣选者，因此显著地减少了操作费用。
[0041]为了减少所需传送装置马达的数量，货架中的各个传送装置不需要专用传送装置马达。而是，各个传送装置驱动马达被移动就位从而基于需要来致动货架传送装置。在一个实施例中，传送装置驱动马达能够沿竖直运输机的两侧纵向地滑动或以其他方式运动，从而独立地为竖直运输机当前所处的货架水平面上的货架传送装置提供动力。当竖直运输机竖直运动时，传送装置驱动马达与竖直运输机一致地竖直运动，以便给下一水平面上的传送装置提供动力。在另一实施例中，传送装置驱动马达能够独立于竖直运输机竖直地运动。在又一变型中，驱动马达不竖直运动，而是系统具有专用于给每个货架水平面上的传送装置提供动力的一个或多个驱动马达。也可以想到混合系统，在该混合系统中，选定的传送装置(例如具有更重负载的传送装置)具有专用的传送装置驱动马达，并且其他传送装置共用公共的传送装置驱动马达。
[0042]首先参考图1、图2、图3、图4和图5描述根据本发明的(许多实施例中的)一个实施例的三维存储系统100。如图所示，图1示出了系统100的立体图，并且图2示出了系统100的俯视图。图3示出了系统100的完整侧视图。图4示出了系统100的放大侧视图，并且图5示出了系统100的主视图。
[0043]参见图1，系统100包括在竖直货架102上的一系列传送装置，所述竖直货架102位于居中设置的竖直运输机或输送器104的相对侧。货架102形成通道105，竖直运输机104可以在该通道105内竖直运动。在所示实施例中，进货传送装置106和出货传送装置108位于竖直运输机104的相对端。升降机110被构造成使得竖直运输机104在货架102之间的通道105内竖直运动。系统100还包括补给站112，操作者在该补给站112内补充货架102。所述实施例中的补给站112被构造成沿地板116上的导轨114水平行进以及竖直行进，从而补充货架102。如下所述，可以以其他方式补充货架102，例如经由竖直运输机104来补充。
[0044]进货传送装置106将搬运箱、纸箱、货盘和/或其他类型的箱118供应到竖直运输机104。一旦足够数量的搬运箱118被装载，则升降机110将竖直运输机104抬升到货架102的一个或多个水平面，在这些水平面处，物品120(通常被称作库存单元(SKU))被装载到搬运箱118中。附加的衬板、薄衬纸和/或其他封装材料和纸件也可以被置于搬运箱118内。货架102上的物品或库存单元120可以包括单个产品或组在一起的产品集合，例如在盒子中的产品。一旦搬运箱118被填充有所需物品120从而满足它们的相应订单，则升降机110使得竖直运输机104朝向地板116下降，从而搬运箱118可以被卸载到出货传送装置108上。在所示实施例中，进货传送装置106和出货传送装置108位于竖直运输机104的相对端，不过这些传送装置可以按不同方式来构造。作为一个示例，进货传送装置106和出货传送装置108可以位于竖直运输机104的相同侧(图27)。在另一示例中，进货传送装置106和出货传送装置108的功能被结合到单一传送装置或传送线内，该传送装置或传送线处理从竖直运输机104装载和卸载搬运箱118。虽然图中所示的传送装置是带传送装置，不过应该认识到，也可以使用其他类型的传送装置，例如辊、桶、链和推车-轨道传送装置，这里仅列出一些示例。在所示实施例中，搬运箱118以单一线路或单列布置来定向，不过在其他实施例中，搬运箱118可以按并排或多列的取向来定向，从而增加搬运箱118的密度。
[0045]参考图1、图2和图3，每个货架102均具有一个或多个竖直水平面122，物品120被存储在所述竖直水平面122上。各水平面122可以均匀或不均匀地间隔开。在图1所示实施例中，水平面122之间的竖直间隔在更高水平面处减小。这允许更大或更笨重的物品120(可能更重)被存储成更靠近地板116，并且更小、可能更轻的物品120被存储在货架102的顶部附近。这种构造有助于节省能量，因为这样则需要更少的能量来使更重的物品120运动到较低水平面122以及从较低水平面122移动更重的物品120。此外，也提高了安全性，因为更重的物品被存储在较不危险的较低水平面122处。如图所示，每个水平面122均具有一个或更多个货架传送装置124，所述货架传送装置124可相对彼此独立地运动。虽然图中示出的货架传送装置124是带传送装置，不过可以认识到也可以使用其他类型的传送装置，例如辊传送装置等。货架传送装置124是大体平的或与地板116齐平的，不过可以想到如果需要的话货架传送装置124也可以是稍倾斜的或者显著倾斜的。
[0046]所示实施例中的货架传送装置124不是自供动力的(self-powered)。即，货架传送装置124并不是每个均具有为货架传送装置124提供动力的马达。如前所述，在其他实施例中的货架102可以具有混合系统，在该混合系统中的一些货架传送装置124是自供动力的，而其他货架传送装置124不是自供动力的。此外，可以意识到，系统102的选定特征可以被结合到所有货架传送装置124都是自供动力装置的其他设计中。然而，如前所述，具有由独立外部源提供动力的货架传送装置124会减少系统102所需的传送装置马达的数量。参考图1，应该认识到如果每个货架传送装置124均需要一个马达，则需要上百个传送装置马达。可以意识到，在图1的系统100中，传送装置马达的数量可以被减少到少于10个，或者甚至是零个(如图11所示)。传送装置马达数量的这种显著减少会减少系统的整体成本以及操作费用。例如，可以从货架102省去用于传送装置马达的昂贵的线缆和控制件。应该认识到，可以使用比这里所述或所示的马达数量更多或更少的传送装置马达。
[0047]参考图4和图5，在所示实施例中用于使竖直运输机104竖直运动的升降机110是牵引型升降机，该牵引型升降机包括安装于升降机支撑结构406的一个或多个滑轮402、配重404以及马达。滑轮402上的缆绳被附连到竖直运输机104，并且马达与配重404一起经由缆绳来移动竖直运输机104。应该认识到，可以使用其他类型的升降机。例如，其他实施例中的升降机110可以包括伺服马达、线性感应系统以及/或者液压、电磁和/或攀爬升降机，在这里仅列出一些类型。
[0048]图4中的竖直运输机104包括交叉带传送装置408、下运输机传送装置410、具有导轨414的支撑框架412以及一个或更多个机器人臂(或机器人)416，所述机器人臂416从导轨414悬下并被构造成沿导轨414运动。已经证明，机器人臂416提供了高的可靠性。在一个示例中，机器人臂416是工业机器人的形式，不过应该意识到可以使用其他类型的机器人。例如，在一个实施例中，机器人臂416由复合材料、铝和/或其他轻质材料制成，以便减少质量，而这又提供了更快地加速和减速。在一个具体示例中，机器人臂416是高速倒置式机器人，例如由Adept Technology，Inc供应的Adept CobraTM s800Inverted Selective Compliant Articulated/Assembly Robot Arm(SCARA)(精通眼镜蛇TM s800倒置选择性柔性铰接/组装机器人臂(SCARA))机器人臂。当然，也可以使用其他类型机器人，例如六轴重载工业机器人。可以以任意多种方式为机器人臂416提供动力，例如经由电动马达、气动致动器和/或液压致动器来提供动力。交叉带传送装置408用于将物品120从存储货架102运输到搬运箱118(或反之亦然)。交叉带传送装置408包括被链接在一起的各个支架418，这些支架418可沿支架轨道或轨420运动。在所示实施例中，支架418被链接在一起以形成连续的循环回路，不过在其他实施例中，多个支架418可以被组到一起以形成以异步形式沿轨道420同时行进的多条序列。例如，在另一实施例中，交叉带传送装置408具有位于搬运箱118的相对侧的两条支架418序列。这两条分离的序列被构造成彼此独立地运动以便加速处理。
[0049]参考图5，通过悬挂在导轨414上，机器人臂416能够在交叉带传送装置408和下运输机传送装置410之上纵向移动，而不会干涉从交叉带传送装置408装载和卸载物品120。机器人臂416可以执行大量任务。例如，机器人臂416可以被用于从货架传送装置124拣选物品120或者将物品120放置到货架传送装置124上(或者甚至从交叉带传送装置408拣选物品120或者将物品120放置到交叉带传送装置408上)。可以从图5中看出，机器人臂416可以服务货架传送装置124中的多个水平面122，而不需竖直移动竖直运输机104，而这又加速了订单执行过程。为了进一步加快装载过程，在交叉带传送装置408正在装载物品120的同时，机器人臂416可以将物品120装载到搬运箱118内。机器人臂416也可以用于处理维护事件，例如移除堵塞的物品120。此外，机器人臂416可以被用于通过从竖直运输机104卸载物品120而将物品120重新存储到货架传送装置124上。连同补充物品120一起，机器人臂416以及竖直运输机104可以被用于将物品120重新排列到其他货架102和/或传送装置124上。
[0050]在所示实施例中，机器人臂416包括轨接合部分502，机器人臂416在该轨接合部分502处接合导轨414。在图中仅示出一个单一导轨414，不过应该意识到可以使用多于一个导轨414。例如，可以使用两个(或更多个)导轨414系统，其中机器人臂416被安装在它们各自的特定导轨414上。这种构造允许机器人臂416服务货架102的全部长度，而不会显著地彼此干涉。当使用两个机器人臂416时，机器人臂416可以首要专用于服务给定侧的货架102。在另一个变型中，机器人臂416可以同时服务货架102的两侧。接合部分502包括允许机器人臂416沿导轨414运动的电源、马达、传感器、控制器等。应该意识到，导轨414可以包括为机器人臂416提供动力并且发送信号以便控制机器人臂416的接触缆线。应该认识到，机器人臂416可以以多种方式来发送和接收信号，例如借助于无线和/或有线连接。机器人臂416还具有允许机器人臂416旋转以便服务两侧货架102的旋转部分504以及具有安置端执行器508的一个或多个可动接头的臂部分506。机器人臂416的端执行器508可以抓住并保持物品120，例如借助于机械抓持和/或真空技术，这里仅列出一些。在一个实施例中，端执行器508包括具有真空指状吸盘的机械夹钳。如图所示，机器人臂416具有视觉系统510，该视觉系统510带有一个或多个相机512，所述相机512被用于定位物品120、搬运箱118、结构、其他机器人臂416等。作为一个示例，视觉系统510允许机器人臂416自动定位物品120并将物品120放置到搬运箱118内。机器人臂416也可以是手动或者半自动控制的。例如，操作者可以通过经由相机512观察机器人臂416的位置而远程控制机器人臂416的运动。视觉系统510也可以被用于避免机器人臂416的碰撞。
[0051]图6示出了竖直运输机104的放大立体图。如图所示，交叉带传送装置408的每一个支架418均装备有小的、被单独提供动力的带式支架传送装置602，该支架传送装置602被安装成大体垂直于支架418环路的行进方向。图6中的箭头604和606大体示出了支架418沿交叉带传送装置408的轨道420行进的方向。每个支架传送装置602均能够彼此独立地运转。作为一个示例，一个支架418可以被装载而另一个支架418可以被卸载或保持空闲。
[0052]在交叉带传送装置408和(在两侧的)搬运箱118之间，竖直运输机104具有引导件或滑动斜坡608，物品120在所述引导件或滑动斜坡608上从支架418滑动到搬运箱118内。在所示实施例中，斜坡608包括限定斜道的一系列孤立件610，物品120在所述斜道中滑进它们各自的搬运箱118内。在所示实施例中的孤立件610是三角(箭头)形状的，从而增强了对物品120的引导，不过可以想到在其他实施例中可以使用不同形状的孤立件610。运输机传送装置410上的搬运箱118大体对准各个斜道612和/或专用装载区域。为了在必要时确保搬运箱118被合适地置于正确位置，竖直运输机104可以包括各种传感器、止挡件、条形码读取器等。对于不需要搬运箱118的物品120，例如重的或大的物品120，运输机传送装置410的节段可以是空的(即没有搬运箱118)，从而物品120可以经由机器人臂416被直接装载到运输机传送装置410上。因此，应该意识到在其他实施例中，搬运箱、货盘、箱和其它支撑结构118可以任可选的。作为一个示例，如果仅对物品120进行整箱/整件拣选，则不需要搬运箱或纸箱118，并且整箱物品可以被直接放置到运输机传送装置410或货盘上。在另一示例中，当整箱/整件拣选时，机器人臂416可以将完整货盘堆放到运输传送装置410上(例如用于饮料工业的混合货盘货物)。在所示实施例中的运输机传送装置410是带传送装置，不过同样地可以意识到，可以使用其他类型的传送装置，例如之前提及的类型。图6中的运输机传送装置410被固定于框架412，从而升降机110能够提升运输机传送装置410上的搬运箱118。如下面选定实施例所述，当竖直运输机104被抬升时运输机传送装置410可保持在地板116上。在这个示例中，竖直运输机104的框架412具有轨，当被提升时所述轨保持搬运箱118。在又一变型中，省去了竖直运输机104，从而搬运箱118被直接装载到竖直运输机104的框架412上。
[0053]图7示出了当物品120被装载到搬运箱118内时竖直运输机104的放大的部分横截面图。当交叉带传送装置408位于搬运箱118的多于一侧(在所示示例中是搬运箱118的相对侧)时，可以从相对的货架102同时或接近同时地装载物品120。一旦从支架418卸载物品120，则通过沿方向604或606(图6)旋转交叉带传送装置，下一个支架418可以运动就位以便将下一个物品120卸载到搬运箱118内。应该意识到，这允许搬运箱118被来自给定水平面122的物品快速地填充，这允许了以快速方式执行定单。如上面所述，在过去，竖直运动易于降低订单执行的速度，不过能同时从相对的竖直运输机堆放架装载物品的能力可以缓解这种问题，从而使得竖直存储系统具有商业实用性。
[0054]这种快速装载搬运箱118的能力可以从图8和图9中更好地看出，图8和图9分别示出了竖直运输机104的俯视图和立体图。如图所示，竖直运输机104的支撑框架412具有一个或更多个升降机引导件801，所述引导件801围绕升降机支撑结构406被滑动地接收，从而在操作期间使竖直运输机104稳定。交叉带传送装置408具有位于运输机传送装置410的相对侧的两个移送节段802，所述移送节段802被两个环形端部节段804连结在一起，从而形成连续环路。在所示实施例中，移送节段802是大体直的且以平行方式定向，并且环形端部节段804是大体圆形的。然而，应该意识到，在其他实施例中交叉带传送装置408可以具有不同形状。
[0055]当交叉带传送装置408能够在逆时针604或顺时针方向606运动时，目标搬运箱118不需要对准或者甚至定位成靠近供应所需物品120的货架传送装置124。例如，参见图2和图8，通过在顺时针方向606(图8)简单地旋转交叉带传送装置408，来自最左上方的货架传送装置124(如图2所示并且在图8中被部位箭头806指出)的物品120可以被递送到竖直运输机104上最右方的搬运箱118(如图8中部位箭头808所指)。具体地，来自最左货架传送装置124的物品120被装载到被置于部位806处的支架418上。从位置806，这个示例中的交叉带传送装置408在顺时针方向606旋转直到带有物品120的支架418被置于部位808处，并且一旦到达部位808则物品120从支架418卸载到搬运箱118内。应该意识到，在物品装载和卸载期间不需要停止交叉带传送装置408的运动，从而这个过程是近似连续的。此外，来自相同货架传送装置124的多个物品120可以被装载到相继的支架418上，从而在交叉带传送装置408上形成物品120的实际流。应该认识到，可以以其他方式装载物品120，例如交替形式。在例行操作期间，多个货架传送装置124被卸载且同时地或接近同时地装载多个搬运箱118，从而显著地加快了装载/卸载过程。此外，物品120可以同时从搬运箱118的相对侧装载，从而进一步增加装载效率。多个物品120可以被排列在单个支架418上，从而在支架418行进时相同支架418可以服务多个搬运箱118且不需要再次装载支架418。在搬运箱118的装载期间，交叉带传送装置408可以多次改变其方向，从而以有效率的方式装载搬运箱118。
[0056]在一个实施例中，每个货架传送装置124均具有传送装置马达，从而每个货架传送装置124均是自供动力的。然而，如上所述，使每个货架传送装置124均经由分离的马达自供动力会具有一些缺点，所述缺点包括高的建造和维护费用。为了解决这些问题，在其他实施例中的系统100具有无专用传送装置马达的货架传送装置124，并且替代的是，系统100仅临时地或根据需要地给货架传送装置124提供动力。
[0057]图10示出了一个示例的放大侧视图，其中根据需要给货架传送装置提供动力。如图所示，竖直运输机104具有安装在交叉带传送装置408的支架轨道420上的一个或多个传送装置驱动器1002。可以看出，传送装置驱动器1002包括主体1004，其中传送装置驱动器1002被固定于支架轨道420或者能够沿支架轨道420水平滑动。在所示实施例中，传送装置驱动器1002被构造成沿支架轨道420水平运动。传送装置驱动器1002可以经由链传动、带传动、磁力传动等而水平运动，并且/或者传送装置驱动器1002可以包括内部驱动件从而使其水平运动。枢轴臂1006被转动地安装于主体1004并且枢轴臂1006在其端部处具有用于给货架传送装置124提供动力的驱动辊或轮1008。主体1004包括马达、活塞或其他类型致动器，例如气动、液压和/或电动致动器，其使得枢轴臂1006旋转，如箭头1010所指，从而驱动轮1008能够接合或脱离货架传送装置124。在图10中，驱动轮1008接合货架传送装置124的下侧，从而不干涉货架传送装置124上的物品120，不过传送装置驱动器1002可以在其他部位和/或以其他方式接合货架传送装置124。例如，在其他实施例中的传送装置驱动器1002包括与邻近于货架传送装置124的凹形连接件接合的凸形连接件，并且锥齿轮使得传送装置驱动辊在任一方向旋转。在一个实施例中传送装置驱动器1002的驱动轮1008是经由马达或类似物自供动力的，并且在另一实施例中，驱动轮1008被主体1004内的马达或类似物远程提供动力，例如经由驱动带或驱动轴远程提供动力。应该认识到，驱动轮1008可以以其他方式被提供动力。例如，如下面参考图11所述，驱动轮1008可以是无动力的，不过驱动轮1008可以用于将动力从交叉带传送装置408传输到货架传送装置124。
[0058]参见图10的实施例，在驱动轮1008接触货架传送装置124之前、期间或之后，驱动轮1008旋转。可以经由表面粗化、类齿轮结构、防滑面等来增强驱动轮1008和货架传送装置124之间的接合。在所示示例中，驱动轮1008如箭头1012所指在逆时针方向旋转，从而使得在货架传送装置124上的物品120前进，不过应该认识到，在其他实施例中驱动轮1008可以在不同方向旋转。此外，驱动轮1008也可以基于货架传送装置124是被装载还是被卸载而改变方向。当驱动轮1008在逆时针方向1012旋转时，货架传送装置124的辊在顺时针方向1014旋转，从而使物品120在方向1016运动到交叉带传送装置408的支架418上。一旦物品120被装载到支架418上，则驱动轮1008可以继续旋转从而将后续物品装载到相同支架418或位于货架传送装置124旁边的其他支架418上。一旦将所需物品120从货架传送装置124卸载，则传送装置驱动器1002通过在向下方向1018旋转枢轴臂1006而使得驱动轮1008与货架传送装置124分开。当竖直运输机104竖直运动时，传送装置驱动器1002使得枢轴臂1006在向下方向1018旋转到驱动轮1008不与竖直运输机104的下降或上升相干涉的位置处。应该意识到，可以以其他方式避免传送装置驱动器1002和货架传送装置124之间的干涉。例如，传送装置驱动器1002可以运动到竖直运输机104的一个端部、靠近交叉带传送装置408的两个环形端部节段804中的一个节段，或者运动到货架传送装置124之间(或货架102之间)的空闲区域。当使用不同类型的传送装置驱动器1002时，在竖直运输机104运动期间可以以其他方式避免货架传送装置124和传送装置驱动器1002之间的碰撞。
[0059]转到图11，在这个实施例中的驱动轮1008是无动力的。可以看出，传送装置驱动器1002的驱动轮1008接触支架418的传送带以及存储传送装置124。在所示实施例中，支架418的传送带602被提供动力，并且传送装置驱动器1002的驱动轮1008将这个动力从支架418传输到货架传送装置124，从而可以从货架传送装置124卸载物品120(或将物品120装载到货架传送装置124上)。在又一实施例中，交叉带传送装置124的支架418和货架传送装置124均是无动力的，不过传送装置驱动器1002的驱动轮1008被提供动力。当以图11所示方式放置传送装置驱动器1002的驱动轮1008时，支架418和货架传送装置124可以被同时提供动力。应该认识到，驱动轮1008可以被重新定位以便仅接触一个传送装置，从而货架传送装置124和支架418可以独立地运转。在这个实施例中，应该意识到，可以类似于交叉带传送装置408的传送装置马达而进一步减少驱动部件的数量。
[0060]在图10和图11的实施例中，传送装置驱动器1002被构造成沿支架轨道420(或其他支撑结构)滑动或运动，从而传送装置驱动器1002能够为多个货架传送装置124提供动力。在一个具体变型中，竖直运输机104具有位于竖直运输机104的相对侧的成对传送装置驱动器1002，从而每个传送装置驱动器1002专用于为一个货架102的货架传送装置124提供动力。对于此变型，一种形式的竖直运输机104在相对侧具有面向每个货架102的单个传送装置驱动器1002，并且另一种形式的竖直运输机104具有专用于为每个货架102提供动力的两个或更多个传送装置驱动器1002。在又一个变型中，传送装置驱动器1002能够绕竖直运输机104以类似于交叉带传送装置408的支架418的模式形成环路，以便传送装置驱动器1002可以更好地用于为货架102提供动力。利用这种构造，可以想到单个传送装置驱动器1002可以为整个系统100的货架传送装置124提供动力，不过一般地使用多于一个的传送装置驱动器1002来加速过程并且在一个传送装置驱动器1002失效时作为后备。当传送装置驱动器1002关联于竖直运输机104时，可以简化维护，因为易于被更严重磨损或者具有更高失效率的所有较高维护的物品位于可以被容易地降下以便维护的单件设备即竖直运输机104上。例如，当一个传送装置驱动器损坏时，可以在最小停工时间内容易地移除传送装置驱动器1002并且使用新的传送装置驱动器来替换。
[0061]通过能够随竖直运输机104竖直运动和/或沿竖直运输机104水平运动，显著地减小了用于给系统100提供动力的传送装置1002的数量。然而，沿竖直运输机104水平移动传送装置驱动器1002可以减慢交叉带传送装置408的装载，所以在另一个实施例，多个传送装置驱动器1002沿竖直运输机104的每侧长度被固定。在这个实施例中，传送装置驱动器1002的数量对应于货架102中货架传送装置124的列数。换言之，传送装置驱动器1002位于并且关联于货架102的给定水平面122的每个货架传送装置124。利用这种构造，竖直运输机104能够同时驱动货架102的单个水平面122内的所有货架传送装置124。应该意识到，即使利用这种构造，仍然能够显著地减少所需的驱动马达的数量。
[0062]图12示出了图11所示的传送装置驱动器1002的又一个变型。类似于前述实施例，图12中的传送装置驱动器1202包括主体1204和枢轴臂或接合臂1206。用于为货架传送装置124提供动力的驱动带1208绕接合臂1206行进。可以看出，驱动带1208具有增强驱动带1208和货架传送装置124之间的接合的纹理1210。参见图13，驱动带1208具有一系列肋1302，所述肋1302接合货架传送装置124内的相应槽口1304(或反之亦然)。类似于前述实施例，接合臂1206被构造成在运动时转动或缩回以不成为障碍，从而避免与货架102的碰撞。可以想到，可以使用其他类型的机构来驱动货架传送装置124。例如，传送装置驱动器1202可以包括啮合在一起以便产生凸-凹连接的分离齿轮。应该认识到，图12中的传送装置驱动器1202可以以如前述实施例所述的方式被提供动力(或无动力)。
[0063]在上述示例中，传送装置驱动器1002、1202与竖直运输机104一致地竖直运动。然而有时装载速度可能会被这种设置所妨碍。下面描述的一些实施例中，有些实施例通过允许货架传送装置124被导引(即使当竖直运输机104不位于货架102上的相同水平面122时)来解决这个问题。这些设置允许更有效地导引货架传送装置124。例如，当机器人臂416从货架传送装置124移除物品120并且相同货架传送装置124不再需要更多物品120时，传送装置驱动器1002、1202可以延迟对货架传送装置124的导引直到竖直运输机104位于不同水平面122并且/或者直到竖直运输机104下降以便将搬运箱118卸载到出货传送装置108(图2)上。作为另一个示例，机器人臂416能够放置物品120或者从不同水平面122取回物品120，因为传送装置驱动器1002、1202能够导引不同水平面处的货架传送装置124，而不必考虑竖直运输机104所处的位置。如上所述，这允许了机器人臂416从一个水平面122处的货架传送装置124卸载(或装载)物品120且同时交叉带传送装置408从不同水平面122处的货架传送装置124卸载(或装载)。
[0064]图14示出了根据一个实施例的传送装置驱动系统1400的放大图。可以看出，系统1400中的传送装置驱动器1202关联于货架102中的每个水平面122，从而传送装置驱动器1202不能竖直运动。在所示实施例中，货架102的每一水平面122均具有单个传送装置驱动器1202，不过如果需要的话则每一水平面122均可以具有多于一个的传送装置驱动器1202。传送装置驱动器1202能够沿导轨1402水平运动，如双箭头1404所指，其中所述导轨1402被固定于货架102的一个或多个升降器1406。传送装置驱动器1202可以经由链传动、带传动、磁力传动等而水平地运动，并且/或者传送装置驱动器1202可以结合内部传动从而使其水平地运动。应该意识到，传送装置驱动器1202可以以其他方式运动。在其他实施例中，(除了货架102之外的)外部结构可以被用于以竖直固定的方式固定导轨1402。通过使一个或多个传送装置驱动器1202专用于每一水平面122，不同水平面122上的货架传送装置124可以同时或以接近同时的方式被导引。即使是这种半专用设置，也仍然可以显著地减少所需传送装置驱动器1202的数量，因为传送装置驱动器1202可以通过在水平方向1404运动而服务多于一个的货架传送装置124。在一种形式中，传送装置驱动器1202可以沿货架102面向竖直运输机104的侧面定位，并且在另一形式中，传送装置驱动器1202可以被定位在货架102背向竖直运输机104的外端上，从而避免与竖直运输机104干涉。
[0065]在其他下述实施例中，传送装置驱动器1002、1202独立于竖直运输机104运转。即，传送装置驱动器1002、1202能够独立于竖直运输机104在竖直方向运动。这允许传送装置驱动器1002、1202在竖直运输机104位于特定水平面122之前、期间或之后导引传送装置124。
[0066]图15示出了根据另一实施例的传送装置驱动系统1500的放大图。在图15的传送装置驱动系统1500中，传送装置驱动器1202经由升降装置或驱动升降机1502而能够在水平方向1404以及在竖直方向1504运动。传送装置驱动器1202以如下方式被安装在导轨1402上，即传送装置驱动器1202能够以如参考图14所述相同的方式沿导轨1402水平地运动或滑动。在所示实施例中，导轨1402具有单个传送装置驱动器1202，不过在其他实施例中导轨1402可以具有多于一个的传送装置驱动器1202。可以看出，图15中的导轨1402被固定于驱动升降机1502的支撑件或引导件1506，所述支撑件或引导件在竖直方向1504引导导轨1402以及传送装置驱动器1202。一个或多个引导件1506沿货架102的一个或多个升降器1406滑动。可替换地或者附加地，除了货架102的升降器1406之外，引导件1506还可以沿其他外部结构运动。在所述实施例中，驱动升降机1502是牵引型升降机，其包括一个或多个滑轮、配重以及安装于引导件1506的马达。在滑轮上的一条或多条缆线1508被附连于引导件1506，并且马达与配重一起经由缆线1508来使得导轨1402运动。应该认识到，可以使用其他类型的升降机。例如，在其他实施例中的升降机1502可以包括液压、电磁和/或攀爬升降机，这里仅列出一些示例。在图15的系统1500中，传送装置驱动器1202可以独立于竖直运输机104而服务任意水平面122上的货架传送装置124。在所示实施例中，导轨1402是分立的直节段，不过在其他变型中，导轨1402可以是不同形状的。例如，导轨1402可以以类似于交叉带传送装置408的形式形成环路，并且这个环路式导轨1402的尺寸稍大于竖直运输机104，从而导轨1402可以独立于竖直运输机104运动而不干涉。
[0067]应该意识到，竖直运输机104可以以众多且变化的序列被装载。例如，参考图1，在从货架传送装置124装载(或卸载)物品120期间，竖直运输机104可以开始在货架102的底部装载并且向上运动。在这个示例中，物品120可以以几乎即时的方式被装载或卸载。通过以这种方式装载，更重的物品120被装载到搬运箱118的底部内，从而减少了挤压更轻物品120的可能性。作为另一示例，竖直运输机104可以最初被抬升到货架102的顶部水平面122或者需要卸载物品120的最高水平面122。之后随着从各水平面122装载物品120，竖直运输机104下降。应该认识到，以这种方式装载物品120减少了能量消耗，因为当使用物品120装载时传送装置升降机110不需要抬升竖直运输机104。为了节省能量并且加速装载或卸载过程，在策略上使得具有更大需求的物品120置于容易获取的位置。例如，具有更大需求的物品120可以位于货架102的较低水平面122；而具有较小需求的物品120可以位于更高水平面122。此外，具有更大需求的物品120可以被集中在位于给定水平面122内的中心处的货架传送装置124上，从而减少在具有更大需求的物品120与竖直运输机104上的搬运箱118之间的平均行进距离。可替换地或附加地，具有更大需求的物品120可以越过多个货架传送装置124被等距或不等距地分配到单个水平面122(或多个水平面122)上，从而最小化装载搬运箱118期间的行进距离。
[0068]图16和图17是示出了装载物品120的一个序列的系统100的部分立体图。为了便于观察，在图16和图17中已经去除了交叉带传送装置408的支架418的一个节段和一个货架102。参考图16，传送装置驱动器1202运转所需货架传送装置124，从而需要被装载的物品120(被附图标记1602标出)被装载到交叉带传送装置408的支架418上。在图17中可看到，随着竖直运输机104在向下方向1704运动，交叉带传送装置408在顺时针方向1702(朝向图17中的右侧)旋转。一旦到达目标搬运箱118，则致动支架418以便将物品1602卸载到适当搬运箱118内。可以以类似方式装载其他物品120。
[0069]首先参考图18、图19和图20描述根据又一实施例的三维存储系统1800，所述三幅图分别示出了系统1800的端视、俯视和横截面视图。可以从图中看出，图18的系统1800共用了大部分与之前参考图1所描述的系统100一样的特征。例如，图18-20中的系统1800包括具有在各水平面122上的货架传送装置124的货架102、进货传送装置106、出货传送装置108、升降机110以及一个或多个机器人臂416。为了简要和清楚，不再在此具体描述这些以及其他共同特征，不过仍参考前述讨论。
[0070]图1的系统100和图18的系统1800之间的一个可见区别在于图18的系统1800中省去了交叉带传送装置408。经由机器人臂416装载并卸载所有物品120。如上所述，机器人臂416可以服务多个水平面122而不需要经由升降机110竖直移动机器人臂。也可以使用相同机器人臂416来服务相对的货架102，而这又增强了系统1800的灵活性。类似于交叉带传送装置408，两个或更多个物品120可以同时或接近同时地被装载到相同搬运箱118内。
[0071]图18的系统1800中的另一个区别特征在于当搬运箱118被提升到空中时，运输机传送装置410在地面上保持静止。图21示出了三维存储系统1800的放大端视图。从图20和图21中可以看出，系统1800具有带有一对支撑轨2004的竖直运输机或输送器2002，其中所述一对支撑轨2004分隔开以接合搬运箱118的侧面或唇缘，从而运输机2002能够将搬运箱118从运输机传送装置410抬起。在将搬运箱118装载到运输机传送装置410上时，运输机2002被降低到轨2004不干涉搬运箱118的位置处。一旦装载了适当数量的搬运箱118，则竖直运输机2002被抬升，从而使轨2004接合搬运箱118，这又将搬运箱118从运输机传送装置410提升。图22示出了当竖直运输机2002从运输机传送装置410被提升时系统1800的立体图。应该认识到，通过使得运输机传送装置410保持在地面上而减小了竖直运输机2002的总重量。这又减小了能量消耗并且有助于使用更便宜的升降机系统。此外，由于提升更轻的重量，升降机110可以通常以更高速度运转。一旦实现搬运箱118的所有订单，则降低竖直运输机2002直到搬运箱118位于运输机传送装置410上。之后运输机传送装置410将搬运箱118卸载到出货传送装置108上。在另一实施例中，例如用于更大产品或容器拣选时，可以类似于搬运箱118那样使用货盘。
[0072]在所述实施例中，机器人臂416悬挂于单个导轨414，不过可以想到竖直运输机2002可以具有多个导轨，而不同的机器人臂416在所述多个导轨上运动从而避免机器人臂416之间的碰撞。如前所述，使得机器人臂416位于悬挂位置允许机器人臂416服务多个水平面且同时竖直运输机2002保持竖直静止。此外，这样的悬挂构造有益于机器人臂416从多个搬运箱装载或卸载物品120。在一个具体变型中，两个独立的机器人臂或输送器416各从竖直运输机2002的一侧悬臂地伸出。每个机器人臂416能够沿货架102之间的通道独立地上下运动。执行避免碰撞的算法从而避免两个机器人臂416之间的碰撞。在这个示例中，一个机器人臂416从右侧货架102拣选，并且另一个机器人臂416从左侧货架102拣选。这种平行拣选技术增强了给定竖直水平面122处的拣选吞吐量。
[0073]图20和图22中所示的三维存储系统1800包括允许传送装置驱动器1202在水平方向1404以及竖直方向1504运动从而给各个货架传送装置124提供动力的图15的传送装置驱动系统1500。在所述实施例中，系统1800具有能够彼此独立地运动的两个传送装置驱动器1202，不过同样地，应该认识到在其他实施例中可以使用更多或更少的传送装置驱动器1202。
[0074]在通常情况的示例中，一批10到20个订单(搬运箱、纸箱或货盘)被引入到竖直运输机2002上以便运作。纸箱118被自动扫描并且被置于竖直运输机2002上的具体“放置”区域内以便固定纸箱118的XY坐标。一旦被装载，则竖直运输机2002抬升到具有要被拣选的一个或多个产品或物品120的第一存储水平面122。根据存储水平面122的竖直高度，机器人臂416可以在存储水平面122的一定竖直带区内拣选，这允许运输机2002具有不太频繁的竖直运动。如上所述，可独立放置的传送装置驱动器或电源1202被构造成通过机械、气动、液压、电和/或其他连接来为每个安装于货架的单独传送装置124提供动力。在所述实施例中，传送装置驱动器1202机械地为货架传送装置124提供动力。传送装置1202可以以多种方式机械地接合货架传送装置124。例如，在传送装置驱动器1202上的凸形连接件可以接合靠近货架传送装置124的驱动辊的凹形连接件。在这个示例中，锥齿轮在任一方向使驱动辊旋转。在又一示例中，传送装置驱动器1202上的驱动辊被置于与货架传送装置124的驱动辊直接接触。在一个实施例中的传送装置驱动器1202领先于机器人臂416到达下一个拣选部位并且机械地接合货架传送装置124以便导引产品，不过在其他实施例中，这个次序可以是不同的。每个传送装置驱动器1202均可以具有光传感器从而能够进行有效地成功拣选并且导引货架传送装置124上的物品。
[0075]在拣选期间，机器人臂416可以从特殊存储部位拣出单独物品120。如上所述，机器人臂416的端执行器508可以包括机械抓取和真空技术的结合。机器人端执行器508可以同时从存储部位拣选多于一个的产品或物品120，并且之后基于每个订单的数量需求将单独产品120放置到搬运箱或纸箱118内。在货架传送装置124上大体上以物品120之间的微小间隙(1”至2”)单个地导引物品120，不过在其他实施例中在物品120之间可以不存在间隙或存在更大的间隙。端执行器508具有视觉控制器510从而辅助放置机器人臂416以便拣选。例如，被存储在货架102内的物品120可以在搬运箱或纸箱内，并且机器人视觉系统510能够从搬运箱或纸箱中选出单个物品120。基于要拣选的物品的物理光谱，不同的机器人拣选单元可以具有不同的机器人端执行器508的设计。如果需要的话，在监管工作站的系统监管员可以看到视觉系统(视频馈送)510。如果存在错误情况或者机器人臂416难以拣选物品120，则系统监管员可以半自动地控制端执行器来拣选物品120或者校正错误情况。
[0076]一旦物品120被机器人臂416拣选，则物品120被输送并且被放置到终点“订单”箱118(例如搬运箱、纸箱、货盘等)内。机器人臂416能够将物品120以特殊物理构造置于箱118内从而最有效地“填满”搬运箱或纸箱或者“堆码”货盘。传送装置驱动器1202导引处在存储部位的货架传送装置124，物品120在该存储部位刚被拣选从而下一个单个物品120运动到货架传送装置124的“拣选”位置。传送装置驱动器1202和/或货架102上的光传感器可以确认物品定位。在当前竖直水平面122处重复拣选过程直到已经为订单批次完成了在机器人臂416的竖直范围或带区内的所有拣选为止。之后竖直运输机2002抬升到货架102需要拣选的下一竖直带区。之后重复拣选过程。当完成所有拣选时，竖直运输机2002随后下降到原位置(一路下降)，并且释放订单到下一机器人拣选模块或区。之后新的订单批次被导入竖直运输机2002内并且重复完整的拣选循环。
[0077]图23、图24、图25和图26示出了怎样使用所述系统1800从货架102装载物品120并且将物品120装载到搬运箱118内的具体示例。转向图23，在这个示例中的机器人臂416从货架传送装置124(被附图标记2302标出)卸载第一物品120，并且在图23中，机器人臂416处于将所述第一物品放置到接收搬运箱118(被附图标记2304标出)内的过程中。而且，在所示实施例中，系统1800具有两个传送装置驱动器1202，即第一传送装置驱动器2306和第二传送装置驱动器2308。一旦从货架传送装置2302卸载第一物品120，则第一传送装置驱动器2306向上行进到空货架送装置2302以便导引下一物品120就位，如图24所示。同时，机器人臂416将物品120卸载到接收搬运箱2304内。应该认识到，机器人臂416可以确保物品120被安全地放置到搬运箱2304内从而避免由其他装载技术(例如使物品120掉落)造成的任何损坏。当独立地移动第一传送装置驱动器2306时，图24中的第二传送装置驱动器2308开始移动需要被导引的下一个或第二货架传送装置124(被附图标记2402标出)，甚至是在移除物品120之前开始移动。参见图25，第二传送装置驱动器2308继续行进到第二货架传送装置2402同时机器人臂416将物品120从第二货架传送装置2402移除。在取回物品120之后，机器人臂416沿导轨414行进到下一个搬运箱118(在图26中被附图标记2602标出)。机器人臂416将物品120堆放到搬运箱2602内，并且同时第二传送装置驱动器2308导引第二货架传送装置2402，以便可得到下一个物品120。过程持续直到完成必要订单。应该意识到，上述讨论仅是示出怎样使用系统1800将物品120装载到搬运箱118内的一个示例。物品120也可以以其他方式被装载或卸载。
[0078]图27示出了根据又一实施例的三维存储系统2700的俯视图。图27中的系统2700除了其进货传送装置2702和出货传送装置2704位于货架102的相同侧以外以与上述相同的方式来构造。这个具体传送装置设计可以在大量情况下被使用。例如，当考虑空间问题并且/或者呈串列式构造的传送装置不理想或不实用时，图27的系统2700中的传送装置设计可以被使用。如图28所示，为了防止传送装置之间的干涉，进货传送装置2702和出货传送装置2704彼此竖直隔开。如图所示，进货传送装置2702位于出货传送装置2704之下、靠近货架102的入口。在这个示例中，运输机传送装置410可以被抬升从而将搬运箱418卸载到出货传送装置2704上。不过，应该意识到在其他实施例中传送装置可以被定向成不同方向。
[0079]在上述系统中，可以以多种方式将物品120补充到货架102上，例如借助于人工操作者手动地、自动地或者二者的某些组合。返回图1，补给站112可以被用于手动地补给货架102上的物品120。可以以多种方式进行补给，例如使用先进先出(First In First Out，FIFO)技术或后进先出(Last In First Out，LIFO)技术。图29提供了首先在图1中示出的补给站112的放大图。虽然已经结合图1的系统100说明了补给站112，不过应该认识到补给站112可以被结合到其他系统中，例如图18和27所示系统中。
[0080]将参考图29描述利用补给站112的手动先进先出补给序列的示例。应该认识到带有补给站的这个技术可以适用于其他系统。在这个示例中，一批次12-20个补给纸箱2902(通过特定SKU)被置于补给站112内的架子2904上。从图29中可以看出，补给站112位于货架102的外侧。在补给期间，补给站112自动地(或手动地)运动到每个处理部位。补给操作者2906从指定纸箱中取出单个物品120并将物品放置到(补给站112内的)补给引导带传送装置2908上。使用灯向操作者示出在引导带2908上的物品120的所需间隔或间隙。在这个示例中，被安装于补给站112的传送装置驱动器1202接合每个货架传送装置124从而将补给物品120导引到货架传送装置124上。通过在补给站112上设置传送装置驱动器1202，拣选过程可以与补给过程并行地进行(除了正被补给的特殊传送装置航道之外)。可以想到的是，在其他变型中，用于导引传送装置以便拣选过程的相同传送装置驱动器1202也可以用于补给循环。当引导传送带2908被补给站112内的物品120填满时，补给操作者2906按压前进按钮，引导带2908前进从而将物品120堆放到货架传送装置124上。在相同存储部位重复该过程，直到货架传送装置124被物品120填满或者基于适当的补给库存算法已完成为止。补给站112随后运动到下一个补给“处理”部位，并且重复过程。当所有补给物品120已经被处理时，补给站112返回原位置以便丢弃任意空的波纹纸箱并且之后再存储具有需要被处理的物品120的新补给纸箱。之后重复完整的补给循环。应该认识到在其他实施例中的补给站112可以是自动的以便省去对于人工操作者的需要。
[0081]现在将参考图18-20描述使用后进先出序列的自动补给技术。使用这个技术，物品120的补给纸箱118可以与要被拣选的订单批次混合。换言之，补给过程可以与拣选过程交替。通常，在竖直运输机2002的每次竖直运动后，机器人臂416顺序地从补给纸箱118拣选出单个物品120并且将物品放置到货架传送装置124上。一旦完成所有补给，则机器人臂416进行要被执行的订单的拣选循环。这个补给技术允许使用相同的机器人来拣选和补给并且该补给技术是完全自动的。
[0082]使用上述系统，可以在接近100％拣选准确性的情况下实现高达4至5倍于人工操作者拣选速率的拣选(或补给)。由于省去了人工拣选者，所以可以减少操作成本。不同于现有技术系统，在不损坏的前提下可以处理易碎产品，因为机器人416能够将物品120放置到搬运箱或纸箱118内而不是倾倒物品。此外，人工操作者不会经受例如冷藏室、冷冻室等的不良环境。上述自动系统也能够具有一致吞吐量从而使上游和下游操作同步化，并且其可以维持一周七天、一天24小时的大拣选吞吐量。这个系统还能够拣选各种测量单元的单个物品，例如单个单元(有时被称作“每个”)、内包装和/或整箱。类似地，存储货架(或矩阵)102的尺寸可以适用于各种测量单元，例如单个单元、内包装、整箱等。
[0083]虽然已经在附图和上述说明中详细示出并描述了本发明，不过其应被认为在特征上是示例性的和非限制性的，应该理解仅示出并描述了优选实施例，并且需要保护的是落入所附权利要求所限定的发明的精神内的所有改变、等价物和改进。通过参考的方式在此包括这个说明书中所引用的所有出版物、专利和专利申请，如同已经具体并分别地指出每个单个的出版物、专利或专利申请均以参考的形式被并入本文并且在此列出其全部内容。

Claims (36)

1.一种存储系统，包括：
以相对方式放置的至少两个存储货架，每个所述存储货架均包括具有一个或更多个货架传送装置的两个或更多个水平面，其中物品被存储在所述货架传送装置上；
置于所述存储货架之间的竖直运输机，所述竖直运输机包括一个或更多个机器人臂，所述机器人臂被固定于所述竖直运输机以便与所述竖直运输机一致地竖直运动；以及
升降机，其被构造成使得所述竖直运输机在所述水平面之间竖直运动从而所述机器人臂能够将所述物品从所述货架传送装置装载到所述竖直运输机上。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述竖直运输机具有一个或更多个导轨，其中所述机器人臂悬挂在所述导轨上；以及
所述机器人臂被构造成沿所述导轨运动从而沿所述竖直运输机的长度装载物品。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括：
其中所述货架传送装置是无动力的；以及
传送装置驱动器，其被构造成运动以为所述货架传送装置中的两个或更多个提供动力。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成沿所述水平面中的一个水平面水平地运动。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成在所述水平面之间竖直运动从而导引不同水平面上的货架传送装置，以便在所述竖直运输机保持竖直静止的同时所述机器人臂能够从所述不同水平面上的货架传送装置装载所述物品。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述传送装置驱动器被固定于所述竖直运输机。
7.根据权利要求3所述的系统，其中所述传送装置驱动器被固定于所述货架中的一个。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述货架中的所述水平面之间的竖直间隔在更高水平面处减小。
9.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述竖直运输机包括交叉带传送装置，所述交叉带传送装置被构造成将所述物品从所述货架传送装置装载到所述竖直运输机上；以及
所述交叉带传送装置被固定于所述竖直运输机以便与所述竖直运输机一致地竖直运动。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括运输机传送装置，其被构造成从所述竖直运输机卸载所述物品。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述运输机传送装置被固定于所述竖直运输机以便与所述竖直运输机一致地竖直运动。
12.根据权利要求10所述的系统，其中：
所述竖直运输机包括两条或更多条轨，所述轨彼此间隔开以便保持在其中装载有所述物品的一个或更多个箱；以及
所述竖直运输机被构造成在装载期间从所述运输机传送装置提升所述箱。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括：
进货传送装置，其被构造成将箱装载到所述竖直运输机上；以及
出货传送装置，其被构造成从所述竖直运输机卸载所述箱。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述进货传送装置和所述出货传送装置被置于所述竖直运输机的相同端处。
15.根据权利要求1所述的系统，还包括补给站，其被构造成沿所述货架中的至少一个货架竖直地且水平地运动以便将物品补给到所述货架传送装置上。
16.一种存储系统，包括：
存储货架，其包括两个或更多个货架传送装置，其中物品被存储在所述货架传送装置上；以及
传送装置驱动器，其被构造成沿所述存储货架运动从而为所述货架传送装置中的两个或更多个提供动力。
17.根据权利要求16所述的系统，还包括：
沿所述存储货架放置的竖直运输机，其被构造成接收来自所述货架传送装置的所述物品；以及
升降机，其被构造成使得所述竖直运输机竖直运动。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述竖直运输机包括用于将所述物品从所述存储货架装载到所述竖直运输机上的一个或更多个机器人臂。
19.根据权利要求17所述的系统，还包括：
交叉带传送装置，其被构造成将所述物品从所述货架传送装置装载到所述竖直运输机上；以及
所述传送装置驱动器被构造成将动力从所述交叉带传送装置传输到所述货架传送装置。
20.根据权利要求17所述的系统，其中所述传送装置驱动器被固定于所述竖直运输机。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成沿所述竖直运输机水平运动。
22.根据权利要求16所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成沿所述存储货架水平运动。
23.根据权利要求22所述的系统，还包括：
相对于所述货架竖直固定的导轨；以及
所述传送装置驱动器被构造成沿所述导轨运动。
24.根据权利要求22所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成沿所述存储货架竖直运动。
25.根据权利要求16所述的系统，其中所述传送装置驱动器被构造成沿所述存储货架竖直运动。
26.根据权利要求25所述的系统，还包括：
导轨，所述传送装置驱动器被固定于该导轨；以及
驱动升降机，其被构造成使所述导轨沿所述存储货架竖直运动。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述传送装置驱动器包括：
驱动带，其被构造成摩擦地接合所述两个或更多个货架传送装置；以及
驱动马达，其被构造成驱动所述驱动带以便为所述两个或更多个货架传送装置提供动力。
28.根据权利要求16所述的系统，还包括用于为所述货架传送装置中的两个或更多个货架传送装置提供动力的器件，其中用于提供动力的所述器件包括所述传送装置驱动器。
29.一种存储系统，包括：
以相对方式放置的至少两个存储货架，每个所述存储货架均包括具有一个或更多个货架传送装置的两个或更多个水平面，其中物品被存储在所述货架传送装置上；
置于所述存储货架之间的竖直运输机，所述竖直运输机包括交叉带传送装置，该交叉带传送装置被构造成将所述物品从所述货架传送装置装载到所述竖直运输机上；以及
升降机，其被构造成使得所述竖直运输机在所述水平面之间竖直运动。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述交叉带传送装置被固定于所述竖直运输机从而与所述竖直运输机一致地竖直运动。
31.根据权利要求29所述的系统，其中所述交叉带传送装置环绕于所述竖直运输机从而同时从所述至少两个存储货架装载所述物品。
32.一种方法，包括：
在竖直方向沿存储货架将竖直运输机抬升到第一竖直位置，其中该存储货架具有带有第一货架传送装置的第一水平面；以及
使用固定于所述竖直运输机的机器人臂将来自所述第一水平面处的所述第一货架传送装置的一个或更多个第一物品装载到所述竖直运输机上；以及
在所述竖直运输机保持在所述第一竖直位置处的同时，使用所述机器人臂将一个或更多个第二物品从第二货架传送装置装载到所述竖直运输机上，其中所述第二货架传送装置位于不同于第一水平面的第二水平面处。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括：
使用交叉带传送装置将一个或更多个第三物品从所述第一水平面处的第三货架传送装置装载到所述竖直运输机上。
34.根据权利要求32所述的方法，还包括：
使用传送装置驱动器为所述第一货架传送装置提供动力；
将所述传送装置驱动器移动到所述第二或第三货架传送装置；以及
使用所述传送装置驱动为所述第二或第三货架传送装置提供动力。
35.根据权利要求32所述的方法，还包括：
在所述第一和第二货架传送装置之间重新安排所述第一和第二物品。
36.一种方法，包括：
使用传送装置驱动器为第一传送装置提供动力从而将所述第一传送装置上的第一物品导引到第一装载位置；
将所述传送装置驱动器移动到第二传送装置；以及
使用所述传送装置驱动器为所述第二传送装置提供动力从而将所述第二传送装置上的第二物品导引到第二装载位置。
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