CN108137229A - 用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于提取存储在存储系统(100)中的目标箱的方法，其中所述存储系统包括三维存储网格、位于网格结构上的支撑轨道(13)、以及可控地布置成在支撑轨道上独立移动的多个运载车(1)，所述三维存储网格包括以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱。该方法由系统中的控制装置执行，并且包括：控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于目标箱(5)上方的箱的中间存储部；控制目标运载车拾取目标箱；以及控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上。还公开了相应的存储系统。

Description

用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法

技术领域

本发明涉及受控存储系统和方法的领域。更具体地，本发明涉及一种用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法以及包括根据该方法进行操作的控制装置的存储系统。

背景技术

在图1和2中分别示出了现有技术的存储结构和用于与存储结构一起使用的现有技术的运载车。存储结构3包括运载车或机器人1，其被布置成在专用支撑轨道13上移动并且从箱存储网格15内的存储列8接收存储箱2。存储结构3包括多个这样的运载车1和专用箱升降装置50，后者被布置为在箱存储网格15的顶部层面处接收来自运载车1的存储箱2并且将存储箱2沿竖直方向向下运输至配送站60。

当存储结构内的下部层面上的特定存储箱(表示为“目标箱”)将被提取时，控制运载车1以从箱堆叠物中拾取竖直位于目标箱上方的上部箱，并且然后控制运载车1以将该箱卸载并存储在存储网格的上部层面的选定位置上。然后，可以重复该过程直到目标箱已经成为箱的竖直堆叠物中的上部箱。然后，目标箱被运载车1提取并由运载车1运载到箱升降装置50。

这个系统和操作方法有一定的缺点。首先，箱在存储网格的上部层面顶部上的中间存储部占据区域，从而导致对意图在存储网格的上部层面顶部上尽可能自由地移动的其他运载车造成阻碍。其次，花费大量的时间来装载和卸载与中间存储部相关联的箱。这进而又导致了用于获得期望的目标箱的整个拾取时间的显着延迟。

WO-2013/167907涉及一种适用于在自动货栈环境中存储多条产品线的存储系统。第一处理装置能够在单次操作中从堆叠物中提升多个集装箱，并且第二处理装置能够提升单个集装箱并横向移动集装箱。

该系统具有一些缺点。首先，提升多个集装箱的第一处理装置使集装箱的潜在高的堆叠物存储在第一处理装置中。这导致不稳定性和倾覆风险，特别是在第一处理装置的加速/移动期间。其次，需要特殊的多箱处理装置来提升多个集装箱。多箱处理装置不同于用于保持单个集装箱的单箱处理装置。为各种目的使用专用处理装置会导致复杂的系统。

本发明的一个目的是解决或者至少基本上缓解现有技术的存储结构和方法的上述缺点。

发明内容

在独立权利要求1和6中阐述了本发明。

在一个方面中，本发明提供了一种用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法，其中所述存储系统包括三维存储网格、位于网格结构上的支撑轨道、以及可控地布置成在支撑轨道上独立移动的多个运载车，所述三维存储网格包括以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱，所述方法包括：

-控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部；

-控制目标运载车拾取所述目标箱；以及

-控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上。

在另一方面中，本发明提供了一种存储系统，其包括：三维存储网格，包括以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱；支撑轨道，位于网格结构上；以及多个运载车，可控地布置成在支撑轨道上移动，并且存储系统还包括控制装置，其中所述控制装置被配置为能够通过以下步骤提取存储在所述存储系统中的目标箱：

-控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部；

-控制目标运载车拾取所述目标箱；以及

-控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上。

在从属权利要求中阐述了有利的附加特征。

本发明提供了这样的优点，即在存储结构中的下部层面处提取期望的目标箱期间，存储网格的上部层面的顶部上的区域将不会被静止障碍物阻挡。因此，允许其他运载车在存储网格上部层面的顶部上更自由地移动。

尽管用作用于箱的中间存储部的非目标运载车也会占用存储网格顶部上的区域，但如果需要，非目标运载车可被容易地移动。

本发明的另一个优点在于，与背景技术的方法和系统相比，花费在必须中间存储的箱的装载和卸载上的时间将大大减少。因此，当在存储结构中提取期望的目标箱时，本发明增加了整体提取速度。

特别地，控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上的特征导致当在存储空间中提取期望的目标箱时显著改善的提取速度。

本发明的另一个优点在于只需要一种类型的运载车。取决于其当前的操作模式，该一种类型的运载车可以用作目标运载车或非目标运载车。

参考附图，根据作为非限制性实例给出的示例性实施方案的以下描述，本发明的这些和其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是现有技术的存储结构的透视图；

图2是形成如图1所示的存储结构的一部分的现有技术的机器人或运载车的截面图；

图3是示出用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法的示意性流程图。

图4是示出存储系统的示意性框图。

图5-9是示出该方法和系统的示例性操作的示意图。

具体实施方式

上面已经参照本发明的背景部分描述了图1和图2。

图3是示出用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法的示意性流程图。存储系统包括三维存储网格、网格结构上的支撑轨道以及多个运载车，所述三维存储网格包含以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱，所述多个运载车可控地布置成在支撑轨道上移动。

该方法从启动步骤300开始。

首先，执行非目标运载车控制步骤310。非目标运载车控制步骤310包括控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于目标箱上方的至少一个箱的中间存储部。

如图所示，非目标运载车控制步骤310可包括几个子步骤，以获得其控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于目标箱上方的至少一个箱的中间存储部的任务。虽然其他替代方案也是可能的，但非目标运载车控制步骤310可以例如包括以下子步骤：

-控制非目标运载车移动到目标箱上方的目标位置的第一控制子步骤320；

-控制非目标运载车在目标位置处从竖直堆叠物拾取箱的第二控制子步骤330；

-控制非目标运载车停靠在相邻位置处的第三控制子步骤340；以及

-确定目标箱是否已成为目标位置处的竖直堆叠物中的上部箱的确定步骤350，并且如果这不为真，则重复第一控制步骤320、第二控制步骤330和第三控制步骤340。

接下来，执行目标运载车控制步骤360。目标运载车控制步骤360包括控制目标运载车在目标位置拾取目标箱。

在上述过程期间，控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上。在本上下文中，“线性方式”可以意指运载车沿着与网格结构上的支撑轨道重合或平行的线定位或移动。这导致尤其有效的操作，因为它减少了从一个运载车在目标位置执行任务到下一个运载车在目标位置执行任务所需的时间。

尽管在图3中没有详细示出，但目标运载车控制步骤360可以包括以下子步骤：

控制目标运载车移动到目标位置的第一子步骤；以及

控制目标运载车从目标位置处的竖直堆叠物中拾取目标箱的第二子步骤。

该方法可以在目标运载车控制步骤360之后的终止步骤390处终止。

有利地，该方法可以包括在目标运载车控制步骤360之后并且在终止步骤390之前执行的另外的步骤，该另外的步骤包括控制至少一个非目标运载车返回并将其箱卸载到目标位置。在多个非目标运载车保持非目标箱的情况下，非目标运载车有利地被控制，以与其中非目标运载车以步骤320、330、340和350的重复顺序拾取它们各自的非目标箱的顺序相比的相反顺序返回并将它们的箱卸载到目标位置。

下面还参照图5-9提供该方法如何被实施的更详细的实例。

图4是示出存储系统的示意框图，特别地包括适用于本文公开的系统和方法的通信元件。

系统400包括存储结构430，其可以类似于上面本发明的背景部分中提到的存储结构3。

因此，存储系统400包括：三维存储网格，包含以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱；位于网格结构上的支撑轨道；以及可控地布置成在支撑轨道上移动的多个运载车。

为了使运载车可控，提供了控制装置420。为了提供运载车和控制装置之间的通信，系统可以包括通信装置410，其促进控制装置420与每个运载车之间的通信，优选为无线通信，例如数字RF通信。通信装置410通过有线或无线通信手段进一步通信地连接到控制装置420。通信装置410和控制装置420可以是分离的单元或组合成一个单元。

每个运载车被布置成在支撑轨道上移动并且从箱储存网格内的存储列中接收存储箱。例如，每个、几个或所有运载车可以是如图2所示并且在上面本发明的背景部分中提及的类型。可替换地，每个、几个或所有运载车可以是包括车身和居中地布置在车身内的腔体的类型，该腔体被布置成接收和保持存储箱。

每个运载车都设置有滚动装置，例如车轮。通常，运载车包括第一和第二组车轮，每组包括四个车轮，且第一组车轮垂直于第二组车轮布置。这样的布置可以实现运载车沿着在网格结构上以第一方向延伸的支撑轨道以及沿着在网格结构上以第二方向延伸的支撑轨道移动。支撑轨道的第一和第二方向也有利地是垂直的。运载车可以包括用于选择性地从轨道使第一组车轮或第二组车轮移位的可控机构。这种布置能实现运载车方向在第一方向和第二方向之间的可控的、快速的改变。

一组车轮中的至少一个车轮由电机，通常为电动机驱动。移位机构也可以电动致动。运载车上的电机和其他能量消耗设备通常由运载车车载的可充电电池供电。

为了使运载车可控地布置成在支撑轨道上根据需要移动，每个运载车有利地设置有局部(local)控制/处理装置，其提供对车轮的旋转和可控移位机构的详细控制。传感器也可以布置在运载车中并且连接到运载车上的控制/处理装置，并且由这种传感器提供的信号可以用在运载车上提供的局部控制中。这样的传感器可以，即，包括接近和位置传感器，例如，光学传感器。

每个运载车还包括这样的可控机构，其能实现运载车从存储网格处的一位置拾取(或装载)箱，和/或将箱卸下(或卸载)到存储网格处的一位置。

运载车上的控制/处理装置提供，即，对车轮的速度和滚动方向以及装载/卸载机构的局部控制。这可以通过配置包含在运载车的控制/处理装置中的存储器中的合适的软件来实现，从而能实现控制/处理装置控制，即，运载车的(一个或多个)车轮的旋转方向、速度和加速度。

运载车上的控制/处理装置还可被配置成接收来自远程控制装置的指令或请求，该指令或请求处于比对方向、速度等的详细控制更高的概念级别上。例如，可以使运载车上的控制/处理装置能够接收这样的请求，即，将运载车移动到存储网格上的特定位置，或者在存储网格上的特定位置从网格拾取箱，以及控制运载车相应地移动并行动。

进一步参照图4，存储系统400还包括控制装置420，其可以是计算机装置，包括，即，处理装置和存储器，该存储器包括配置成在处理装置上执行的计算机程序。

控制装置420被配置为经由通信装置410向每个运载车发送指令或请求。控制装置420在相关联的存储器中保持关于每个运载车的位置、装载状态等的信息。因此，如上所述，控制装置420能够在更高的概念级别上向各个运载车发送指令或请求。

控制装置420可被配置为识别“目标运载车”，即，意图保持存储网格中将被提取到的特定箱(表示为“目标箱”)的运载车。为此，控制装置420例如可被配置为选择当前未被占用的运载车并且确定该运载车是“目标运载车”。

控制装置420还可被配置为识别至少“非目标运载车”，即意图用作用于必须被移除以获得存储网格中的目标箱的箱的中间存储部的运载车。为此，控制装置420可被配置为选择当前未被占用的运载车并且确定该运载车是“非目标运载车”。控制装置420还可被配置为控制非目标运载车和目标运载车以将它们自己放置在一组位置中，其中它们准备好执行提取目标箱的操作。具体地，控制装置420可被配置为控制非目标运载车和目标运载车，以便以线性方式将它们自身彼此邻近地放置在支撑轨道上，并且以这样的方式使非目标运载车竖直位于目标箱的上方。

可替换地，识别“目标运载车”和“非目标运载车”的过程可被分配给运载车中的控制/处理装置，因为每个运载车保持表示运载车当前是否正忙(即服务不可用)或未被占用(即服务可用)的状态信息。

通过这些或类似的条款，控制装置420被配置为通过：控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于目标箱上方的至少一个箱的中间存储部；控制目标运载车拾取目标箱；以及控制至少一个非目标运载车和目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在支撑轨道上来提取存储在存储系统400中的目标箱。

在存储系统400的特定方面中，控制装置420被配置为控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于目标箱上方的至少一个箱的中间存储部。更具体地，控制装置420可被配置成控制非目标运载车移动到目标箱上方的目标位置；控制非目标运载车从目标位置处的竖直堆叠物中拾取箱；控制非目标运载车到达相邻位置；以及重复上述控制步骤直到目标箱已成为目标位置处的竖直堆叠物中的上部箱。

有利地，在这方面中，控制装置还可被配置为通过以下步骤来控制目标运载车拾取目标箱：控制目标运载车移动到目标位置；以及控制目标运载车从目标位置处的竖直堆叠物中拾取目标箱。

在以上方面中的任何一个中，控制装置420可进一步被配置为控制非目标运载车返回并将它们的箱卸载到目标位置。

在这种情况下，控制装置还可以被进一步配置为控制非目标运载车返回并将它们的箱以相反的顺序卸载到目标位置。

控制装置420可包括存储器，该存储器保持和更新代表有关存储系统的各种信息的数据。这种信息可包括存储在存储结构中的存储箱的当前位置和标识，以及在网格结构上的支撑轨道上移动或静止设置的运载车的当前位置和标识。

图5-9是示出该方法和系统的示例性操作的示意图。

图5示出了其中在存储网格结构的顶部上有多个运载车(示出了四个)可用的初始状况。运载车被布置成在存储网格结构的顶部上的支撑轨道上移动。在三维存储网格结构中，多个箱(示出了十个)以竖直堆叠物形式堆叠。在这些箱中，由数字“5”表示的箱被确定为目标箱。

图5还示出了非目标运载车(图5中最右侧的运载车)已被控制移动到目标箱上方的目标位置。

图6示出了位于目标箱上方的非目标运载车(图6中最右侧的运载车)已被控制拾取箱(由数字“1”表示)。

图7示出了保持由数字“1”表示的箱的非目标运载车已被控制停靠在存储网格上的相邻位置处。控制步骤已重复了三次。因此，另外3个非目标运载车已被控制移动到目标箱上方的目标位置、被控制从目标位置处的竖直堆叠物中拾取箱、并且被控制停靠在相邻位置处。在图7所示的状况中，目标箱(表示为“5”)已成为目标位置处的竖直堆叠物中的上部箱。因此，控制步骤的重复终止。

图8示出了目标运载车(图8中最左侧的运载车)已被控制移动到目标位置并被控制拾取目标箱(表示为“5”)。因此，目标运载车已经提取目标箱并且可以将目标箱运送到另一个位置，例如箱提升装置，该箱提升装置可使得目标箱被运输至配送站。

图9示出了非目标运载车已经返回并将它们的箱卸载到目标位置。由于非目标运载车以相反顺序返回并卸载它们的箱到目标位置，因此结果是非目标箱以其初始顺序出现在网格结构中。只有目标箱(标记为“5”)缺失。

如可从图6、图7、图8和图9中的任一个注意到的，所有非目标运载车和目标运载车在提取目标箱的过程期间的任何时间都以线性方式彼此相邻地布置在支撑轨道上。这导致尤其有效的操作，因为它减少了从一个运载车在目标位置执行任务到下一个运载车在目标位置执行任务所需的时间。

在以上详细描述中，已经参照所示示例性实施方案描述了该方法和系统的各个方面。示例性实施方案的各种修改和变化以及方法和系统的其他实施方案被认为是在权利要求中限定的本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种用于提取存储在存储系统中的目标箱的方法，

其中，所述存储系统包括

三维存储网格，包括以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱，

支撑轨道，位于所述网格结构上，以及

多个运载车，可控地布置成在所述支撑轨道上独立地移动，

所述方法包括：

-控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部；

-控制目标运载车拾取所述目标箱，以及

-控制所述至少一个非目标运载车和所述目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在所述支撑轨道上，其中控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部的步骤进一步包括：

-控制一非目标运载车移动到所述目标箱上方的目标位置；

-控制该非目标运载车在所述目标位置处从所述竖直堆叠物中拾取箱；

-控制该非目标运载车停靠在相邻位置处；以及

-重复以上控制步骤直到所述目标箱已成为所述目标位置处的所述竖直堆叠物中的上部箱。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述目标运载车拾取所述目标箱的步骤包括：

-控制所述目标运载车移动到所述目标位置；以及

-控制所述目标运载车在所述目标位置处从所述竖直堆叠物中拾取所述目标箱。

3.根据权利要求1-2中的一项所述的方法，所述方法还包括

控制所述至少一个非目标运载车返回并将其箱卸载至所述目标位置。

4.根据权利要求1-3中的一项所述的方法，其中

每个非目标运载车被布置成操作为用于单个箱的中间存储部。

5.一种存储系统，包括

-三维存储网格，包括以竖直堆叠物形式堆叠的多个箱；

-支撑轨道，位于所述网格结构上；以及

-多个运载车，可控地布置成在所述支撑轨道上移动，并且所述存储系统还包括控制装置，

其中，所述控制装置被配置为能够通过以下步骤来提取存储在所述存储系统中的目标箱：

-控制至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部；

-控制目标运载车拾取所述目标箱；以及

-控制所述至少一个非目标运载车和所述目标运载车以线性方式彼此相邻地定位在所述支撑轨道上，其中所述控制装置被配置为通过以下步骤控制所述至少一个非目标运载车以操作为用于竖直位于所述目标箱上方的箱的中间存储部：

-控制一非目标运载车移动到所述目标箱上方的目标位置；

-控制该非目标运载车在所述目标位置处从所述竖直堆叠物中拾取箱；

-控制该非目标运载车停靠在相邻位置处；以及

-重复以上控制步骤直到所述目标箱已成为所述目标位置处的所述竖直堆叠物中的上部箱。

6.根据权利要求5所述的存储系统，其中，所述控制装置被配置为通过以下步骤控制所述目标运载车拾取所述目标箱：

-控制所述目标运载车移动到所述目标位置；以及

-控制所述目标运载车在所述目标位置处从所述竖直堆叠物中拾取所述目标箱。

7.根据权利要求5-6中的一项所述的存储系统，

其中所述控制装置进一步被配置为

-控制所述至少一个非目标运载车返回并将其箱卸载至所述目标位置。

8.根据权利要求5-7中的一项所述的存储系统，其中

每个非目标运载车被布置成操作为用于单个箱的中间存储部。