CN109863100A - 用于从存储系统提取单元的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了在存储系统中使用的装载处理设备(100)，其中货物被存储在框架内的可叠置的容器中。根据本发明的一个实施例的装载处理设备(100)包括容器接纳空间(120)，多个容器(106)可以被提升到该容器接纳空间中。容器接纳空间(120)被布置在与待提升的容器(106)对应的数量的运载工具模块(103)下方，容置有诸如功率元件、控制元件、驱动元件和提升元件的元件。

Description

用于从存储系统提取单元的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于从存储系统中提取单元的装置。特别地，但非排他地，本发明涉及用于对在包括叠置的单元的格架的仓库中的存储容器或箱进行处理的机器人设备。

本申请要求于2016年9月30日提交的编号为GB1616597.9的英国专利申请的优先权，该英国专利申请通过引用被并入本文。

背景技术

一些商业和工业活动需要能够对大量不同的产品进行存储和提取的系统。一种已知的用于对多个产品线中的物品进行存储和提取的系统涉及将存储箱或容器布置在多行货架上，该货架布置在通道中。每个箱或容器容纳一种产品类型的多个产品。该通道提供在多行货架之间的访问，使得在通道中往来的操作员或机器人可以提取所需的产品。然而，应当理解的是，需要提供访问产品的通道空间意味着这种系统的存储密度相对低。换句话说，与存储系统所需的整个空间量相比，实际用于存储产品的空间量相对小。

在针对存储密度提供了显著改进的替代方法中，容器叠置在彼此的顶部上并且叠垛成行布置。从上方访问容器，这不需要行之间的通道，并使得在给定空间中能够存储更多容器。

对成行叠置的容器进行处理的方法已被众所周知数十年。在诸如US2,701,065中所描述的一些这样的系统中，容器的独立式叠垛被成行布置以便减少与存储这种容器相关的存储体积，但是如果需要的话仍然提供对特定容器的访问。通过提供相对复杂的提升机构可以对给定的容器进行访问，该提升机构可用于堆叠容器并从叠垛移除给定的容器。然而，这种系统的成本在许多情况下是不切实际的，并且该系统主要在商业上用于大型运输容器的存储和处理。

使用容器的独立式叠垛并提供对特定容器进行提取和存储的机构的想法已经得到进一步发展，例如，如在EP 0 767 113B(Cimcorp)中所描述的。Cimcorp公开了一种使用呈矩形管形式的机器人装载处理器对多个叠置的容器进行移除的机构，该矩形管围绕容器的叠垛下降并且被构造成能够在叠垛的任一水平高度处抓夹容器。通过这种方式，可以一次从叠垛提升多个容器。可移动的管可用于将多个容器从一个叠垛的顶部移动到另一个叠垛的顶部，或者将容器从叠垛移动到外部位置，或者将容器从外部位置移动到叠垛。在单个叠垛中的所有容器都容纳有相同产品(称为单一产品叠垛)的情况下，这样的系统特别有用。装载处理器可用于在单一产品叠垛之间移动容器，例如将容纳有单一类型产品的多个容器添加到仓库并且从两个或更多个单一产品叠垛拣取出一个或更多个容器以形成多产品输出叠垛。这方面的一个例子是在总仓库中拣取出蔬菜箱以形成多产品订单以便递送到零售商店。

在Cimcorp中描述的系统中，管的高度必须至少与容器的最大叠垛的高度一样高，以便可以在单次操作中提取容器的最高叠垛。因此，当在诸如储仓的封闭空间中使用时，由于需要适应装载处理器的管而限制了叠垛的最大高度。此外，该系统不是很适合从多产品叠垛中选择单一容器。

销售多个产品线的在线零售企业，例如在线零售商和超市，需要能够存储数万种甚至数十万种不同产品线的系统。在这种情况下使用单一产品叠垛可能是不切实际的，因为需要非常大的占用区域来容纳所需的所有叠垛。此外，可能希望仅存储少量的一些物品，例如易腐货物或不经常订购的货物，致使单一产品叠垛成为低效的解决方案。

因此，对于一些应用，使用多产品叠垛(在该多产品叠垛中，构成每个叠垛的容器可以容纳不同的产品)是有利的，以便最大化系统的存储密度。存储的物品必须能够保持合理快速且容易地被触及，使得可以以有效的方式从存储系统中拣取出满足客户订单所需的多个不同的物品，即使所需的一些物品存储在多个其他容器下方的叠垛的较低位置处。

国际专利申请WO98/049075A(Autostore)描述了一种使容器的多产品叠垛被布置在框架结构内的系统，该专利申请的内容通过引用并入本文。附图中的图1至图4中示意性地示出了这种类型的系统。

如图1和图2所示，被称为箱10的可叠置容器被叠置在彼此顶部上以形成叠垛12。叠垛12被布置在储仓或制造环境中的格架框架结构14中。图1是框架结构14的示意性透视图，并且图2是示出了布置在框架结构14内的箱10的叠垛12的自顶向下的视图。每个箱10通常装纳多个产品物品(未示出)，并且箱10内的产品物品根据应用可以是相同的，或者可以为不同的产品类型。

框架结构14包括支撑水平构件18、20的多个直立构件16。第一组平行的水平构件18被布置成垂直于第二组平行的水平构件20，以形成由直立构件16支撑的多个水平格架结构。构件16、18、20通常由金属制成。箱10被叠置在框架结构14的构件16、18、20之间，使得框架结构14防止箱10的叠垛12水平移动，并引导箱10的竖直移动。

框架结构14的顶部层面包括轨道22，该轨道被布置在横跨叠垛12的顶部的格架图案中。另外参照图3和图4，轨道22支撑多个机器人装载处理设备30。平行的轨道22的第一组22a横跨框架结构14的顶部引导装载处理设备30沿第一方向(X)移动，平行的轨道22的第二组22b垂直于第一组22a布置，该第二组引导装载处理设备30沿垂直于第一方向的第二方向(Y)移动。通过这种方式，轨道22允许装载处理设备30在水平的X-Y平面中以两个维度侧向地移动，使得装载处理设备30可移动到叠垛12的任一叠垛上方的位置。

在编号为317366的挪威专利中对装载处理设备30进行了进一步描述，该挪威专利的内容通过引用被并入本文。图3(a)和图3(b)分别是从后部和前部观察的装载处理设备30的示意性透视图，并且图3(c)是用于使箱10升起的装载处理设备的示意性前视透视图。

每个装载处理设备30包括运载工具32，该运载工具被布置成于叠垛12上方沿X方向和Y方向在框架结构14的轨道22上行进。由运载工具32的前部的一对轮34和运载工具32的后部的一对轮34组成的第一组轮34被布置成与轨道22的第一组22a中的两个相邻轨道接合。类似地，由运载工具32的每一侧上的一对轮36组成的第二组轮36被布置成与轨道22的第二组22b中的两个相邻轨道接合。每组轮34、36可以被升起和降低，使得第一组轮34或第二组轮36在任何时候都与相应的轨道的组22a、22b接合。

当第一组轮34与第一组轨道22a接合并且第二组轮36被从轨道22升起离开时，轮34可以通过容置在运载工具32中的驱动机构(未示出)驱动，以便使装载处理设备30沿X方向移动。为了使装载处理设备30沿Y方向移动，第一组轮34从轨道22升起离开，并且第二组轮36被降低到与第二组轨道22a接合。然后，驱动机构可以用于驱动第二组轮36以实现沿Y方向的移动。

装载处理设备30被装备有起重机设备40。起重机设备40包括悬臂42，悬臂从运载工具32的顶部侧向地延伸。抓夹板44通过四根缆线46悬挂在悬臂42上。缆线46连接到容置在运载工具32内的卷绕机构(未示出)。缆线46可以卷绕到悬臂42或从悬臂脱出，使得可以沿Z方向调节抓夹板44相对于运载工具32的位置。

抓夹板44被适配成与箱10的顶部接合。例如，抓夹板44可包括销(未示出)和滑动夹具(未示出)，所述销与形成箱10的顶表面的周缘中的相应孔(未示出)匹配，所述滑动夹具可与周缘接合以夹住箱10。通过容置在抓夹板44内的合适的驱动机构来驱动夹具以与箱10接合，该驱动机构由通过缆线46自身或通过单独的控制缆线(未示出)传送的信号驱动和控制。

为了从叠垛12的顶部移除箱10，装载处理设备30根据需要沿X方向和Y方向移动，使得抓夹板44定位在叠垛12的上方。然后，抓夹板44沿Z方向竖直地下降，以与叠垛12的顶部上的箱10接合，如图3(c)所示。抓夹板44夹紧箱10，然后在附接有箱10的情况下随缆线46向上拉。在其竖直行程的顶点，箱10置于悬臂42下方并且保持在轨道22的高度上方。以这种方式，装载处理设备30可以移动到X-Y平面中的不同位置，随之载带箱10，以将箱10运输到另一个位置。缆线46的长度足以允许装载处理设备30从叠垛12的任何高度(包括最低高度)提取和放置箱。运载工具32的重量足以抗衡箱10的重量并且在提升过程中保持稳定。运载工具32的重量可以部分由用于为车轮34、36的驱动机构提供功率的电池构成。

如图4所示，提供了多个相同的装载处理设备30，使得每个装载处理设备30可以同时操作以增加系统的处理能力。图4所示的系统包括两个特定的位置，称为接口(port)24，在该接口处可以将箱10转移到系统中或从系统中转出。附加的输送机系统(未示出)与每个接口24相关联，使得由装载处理设备30输送到接口24的箱10可以通过输送机系统转移到另一个位置，例如转移到拣取站(未示出)。类似地，箱10可以通过输送机系统从外部位置移动到接口24，例如移动到箱填充站(未示出)，并且通过装载处理设备30输送到叠垛12以补充系统中的库存。

每个装载处理设备30可以一次提升和移动一个箱10。如果需要提取未位于叠垛12的顶部上的箱10(“目标箱”)，则必须首先移动上覆箱10(“非目标箱”)以使得能够访问目标箱10。

每个装载处理设备30受中央计算机的控制。对系统中的每个单独的箱10进行追踪，从而可以根据需要提取、运输和更换适当的箱10。

参考图1至图4描述的系统具有许多优点，并且适用于广泛的存储和提取操作。特别是，该系统允许产品的非常密集的存储，并且该系统提供了在箱10中存储大量不同物品的非常经济的方式，同时允许在需要拣取时合理经济地访问所有箱10。

对于操作速度是至关重要的高容量系统，重要的是最大化每个装载处理设备在操作速度、电池寿命、可靠性、提升能力、稳定性等方面的性能。因此，可能需要提供具有这些方面中的一个或多个方面的改进的性能的装载处理设备。

还可能希望在任何时间增加使用中的装载处理设备的数量，以允许增加从存储系统提取物品的速度。例如，申请人的编号为PCT/GB2013/051215的共同未决的国际专利申请(其内容通过引用并入本文)描述了一种存储系统，在该存储系统中，提供了多个两种不同类型的装载处理设备中的每一种。一种类型的装载处理设备被适配成在一次操作中从叠垛中提升多个箱，以使得叠垛中的目标箱能够被第二类型的单箱装载处理设备访问。在这种情况下，可能希望减小装载处理设备的尺寸，以便最大限度地减小一个设备的最佳移动路径受到其他设备的存在而受到阻碍的情况。

上文所述的类型的装载处理设备是昂贵的，本发明的目的是通过提供能够提升并载带多个容器的单个装载处理设备来减少电子设备和控制机构。

正是在这种背景下设计了本发明。

发明内容

根据本发明，提供了一种装载处理设备，该装载处理设备用于提升和移动在存储系统中叠置的容器，存储系统包括多个轨道或导轨，多个轨道或导轨被布置在容器的叠垛上方的格架图案中，格架图案包括多个格架空间，且每个叠垛仅位于单个格架空间的占用区域内，装载处理设备被构造成在叠垛上方的轨道或导轨上侧向地移动，装载处理设备包括：容器接纳空间，容器接纳空间在使用时位于轨道或导轨上方；和多个运载工具模块，所述模块包括容器提升装置，容器提升装置被布置成将与运载工具模块对应数量的容器提升到容器接纳空间中。

根据本发明，进一步提供了一种存储系统，该存储系统包括：平行的第一组轨道或导轨和平行的第二组轨道或导轨，平行的第二组轨道或导轨基本上垂直于第一组轨道或导轨延伸，以形成包括多个格架空间的格架；容器的多个叠垛，所述叠垛位于轨道或导轨的下方并且被布置成使得每个叠垛占据单个格架空间的占用区域；装载处理设备，该装载处理设备被布置成在叠垛上方在轨道上侧向地移动，装载处理设备包括：位于轨道上方的容器接纳凹部，和多个运载工具模块，运载工具模块包括提升装置，该提升装置被布置成将多个容器从多个叠垛提升到容器接纳空间中。

根据本发明，进一步提供了一种将位于存储系统中的多个相邻叠垛内的多个容器从存储系统转移到运输车上的方法，所述方法包括以下步骤：从对应数量的多个叠垛提取多个容器；将容器输送到装载处理设备中，装载处理设备包括多个运载工具模块；将容器递送到接口位置；将容器降低到容器接纳平台上；使用调节装置调节容器的间隔；和将容器装载到运输车上。

根据本发明的一个实施例的装载处理设备包括容器接纳空间，多个容器可被提升到该容器接纳空间中。容器接纳空间被布置在与待提升的容器对应的数量的运载工具模块下方，且容置有诸如功率元件、控制元件、驱动元件和/或提升元件的元件。

通过将装载处理设备的大体积元件布置在容器接纳空间上方，与图3(a)至图3(c)中所示并在编号为317366的文献中描述的悬臂设计相比，装载处理设备的占用区域减小，其中大体积元件容置在设置在容器接纳空间一侧的运载工具模块中。有利地，本发明的装载处理设备占据框架中的与运载工具模块和待提升的容器对应数量的叠垛上方的空间。

这意味着，凭借本发明，可以提高存储系统的操作效率，因为装载处理设备的占用区域允许在单次操作中提升更多的容器而不是装载处理设备仅能够提升一个容器。

装载处理设备优选地包括轮组，该轮组用于支撑叠垛上方的装载处理设备。例如，装载处理设备的侧向移动可以通过设置在框架上方的轨道引导。该轨道可以被布置在格架图案中，使得装载处理设备能够在水平平面中进行二维移动。轮可以与轨道接合。可以提供两组轮，其中一组轮被布置成与第一组轨道接合以引导第二处理设备沿第一方向移动，另一组轮被布置成与第二组轨道接合以引导第二处理设备沿第二方向移动。

在本发明的一个实施例中，轮布置在容器接纳空间的周缘。轮可以由容置在运载工具模块中的一个或多个马达驱动。可以通过围绕容器接纳空间设置的驱动转移装置将驱动从运载工具模块中的马达转移到轮。例如，驱动转移装置可以包括合适的滑轮和驱动带布置。

一组或两组轮可以被构造成相对于另一组轮升高和降低。为此，一个或多个轮式提升马达或其他轮提升设备可以容置在运载工具模块中。

运载工具模块可以容置多个绞盘或起重机设备，以用于将与运载工具模块对应数量的容器提升到容器容纳空间中。起重机设备可以包括一个或多个用于使容器提升的马达，并且起重机设备或每个起重机设备的马达或每个马达可以容置在该运载工具模块中或每个运载工具模块中。

每个起重机设备可以包括抓夹设备，该抓夹设备被构造成从上方抓夹容器。抓夹设备可以悬置在可从运载工具伸出和缩回的缆线上，以使抓夹设备竖直地移动。

在另一个实施例中，装载处理设备被配备有提升设备，该提升设备被布置成将多个容器从叠垛提升到容器接纳空间中。提升设备可以包括一对提升臂，在这种情况下，提升设备或每个提升设备可以包括抓夹设备，该抓夹设备安装在臂的端部之间并且布置成从上方抓夹容器。

在另一个实施例中，提升设备或每个提升设备包括杆或缆线，杆或缆线被布置成与形成在容器的侧壁中的竖直通道接合。通道可以通过每个容器的顶部面中的孔口被接近。在这种布置中，存储系统中的竖直延伸空间不是必需的。

杆或缆线可以带有锚定机构，该锚定机构布置成可释放地与容器接合。例如，锚定机构可以包括一个或多个能侧向延伸的臂，该能侧向延伸的臂用于接合容器的表面。锚定机构可以例如通过穿过杆或缆线的管状孔延伸的线而被远程操作。

根据本发明另一实施例的装载处理设备包括：上部、包括容器接纳空间的下部，以及用于将容器提升到容器接纳空间中的多个绞盘装置。绞盘装置包括绞盘马达，绞盘马达被容置在容器接纳空间上方的上部中。下部包括轮组件，以便于装载处理设备相对于框架的侧向移动，并且上部还包括至少一个用于驱动轮组件的一个或多个轮的马达。

下部可以包括用于支撑轮组件的轮的框架结构。框架结构可以围绕容器接纳空间布置。例如，容器接纳空间可以由框架结构在四个侧面界定。框架结构的一个或多个构件可以是能移动的，以使第一组轮相对于第二组轮升高和降低，从而便于第一组轮与第一组轨道或导轨接合，或第二组轮与第二组轨道或导轨接合。框架结构的能移动构件可以由容置在装载处理设备的上部中的马达驱动。

本发明的装载处理设备优选地是自推进式机器人运载工具。

在另一方面，本发明涉及一种存储系统，该存储系统包括容纳容器的多个叠垛的框架，以及如上所述的一个或多个装载处理设备。每个装载处理设备占据与由容器的多个叠垛占据的区域相对应的多个格架空间。

在另一方面，本发明包括一种存储系统，该存储系统包括：容纳容器的多个叠垛的框架；第一处理设备，该第一处理设备能够在单次操作中从多个叠垛中提升多个容器；以及第二处理设备，该第二处理设备能够提升单个容器并侧向移动容器。第一处理设备和第二处理设备设置在框架上方并且能独立地移动以接近不同的叠垛。第二处理设备是上述类型，但占据仅与容器的一个叠垛相对应的空间。

在这方面，提供能够在单次操作中从多个叠垛提升多个容器的第一处理设备以及能够提升单个容器并侧向移动容器的第二处理设备在寻求提取和移动大量的容器时提供了最佳解决方案。在这种情况下，仅需要执行单次提升操作来提取多个目标容器，与现有技术的一次只能提升一个容器的布置相比，这大大提高了提取过程的速度和效率。

存储系统进一步可以包括一个或多个接口位置，在该接口位置处可以从存储系统移除容器和/或将容器添加到存储系统。本发明的装载处理设备能够将目标容器从多个叠垛输送到接口位置。容器可包括顶部开口的箱。容器可以被布置成在形成为叠垛时沿竖直方向彼此互锁或接合。

在典型的应用中，可以采用多个处理设备，以便能够在系统内和系统周围同时提升和移动大量容器。处理设备可以是不同类型的，并且可以选择处理设备以将系统的成本和能量消耗与操作的速度和灵活性进行平衡。本发明的一个益处是，因为装载处理设备占据多个叠垛上方的空间，所以与现有技术的占据两个或更多个叠垛空间以提升单个容器的装载处理设备设计相比，可以提高多设备系统的效率。效率的提高可能源于能够在给定系统中容纳更多装载处理设备、优化设备的路线、或者这些因素的组合。

优选地，本发明的装载处理设备占据2×2的格架空间，并且能够在单次操作中提取四个容器。优选地，装载处理设备包括四个运载工具模块，所述四个运载工具模块以2×2的布置布置在装载处理设备的容器提取空间上方。优选地，每个运载工具模块包括绞盘或起重机提升设备，以用于与其上定位有装载处理设备的叠垛的顶部处的容器接合。

优选地，在容器接纳空间中承载多个容器的装载处理设备可以在通信和控制系统的控制下被输送到接口位置上方的位置。一旦在接口位置上方，绞盘或起重机提升装置可将多个容器降低到容器接纳平台上，该平台包括用于以基本上单次移动的方式将降低的容器移动到容器运输车上的装置，该容器运输车包括的一系列货架。该过程重复进行，使得容器输送车可以一次装满货架，以便准备装载到车辆上，从而继续运输。

本发明每个方面的优选和/或可选的特征可以单独使用或在本发明的其他方面适当组合使用。

附图说明

图1是用于容置已知的存储系统中的箱的多个叠垛的框架结构的示意性透视图；

图2是图1的框架结构的一部分的示意性平面图；

图3(a)和图3(b)分别是与图1和图2的框架结构一起使用的已知的装载处理设备的示意性后视透视图和示意性前视透视图，图3(c)是在使用中提升箱的已知的装载处理设备的示意性透视图；以及

图4是已知的存储系统的示意性透视图，该存储系统包括在图3(a)、图3(b)和图3(c)中所示类型的被安装在图1和图2的框架结构上的多个装载处理设备。

现在将仅通过示例的方式并参考附图的其余部分来描述本发明的实施例，在附图中，相同的附图标记用于相同的特征，并且在附图中：

图5为根据本发明的实施例的装载处理设备的示意性透视图；

图6和图7为图5的装载处理设备的示意性透视图，示出了四个运载工具模块在该装载处理设备内的布置；

图8是包括根据图5的安装在图1和图2的框架结构上的装载处理设备的存储系统的示意性透视图，该装载处理设备就位于待提取的类型的容器的四个叠垛上方；

图9和图10是存储系统以及图6和图7的装载处理设备的示意性透视图，示出了与每个运载工具模块相关联的容器提升装置，该容器提升装置与每个叠垛中的顶部容器接合；

图11和图12是图9和图10的装载处理设备和叠垛的侧视图，提升装置与容器接合；

图13是存储系统中的一种形式的接口位置的示意性透视图，示出了接纳平台和用于将被递送的容器转移到运输车上的转移机构；

图14是图13的接口位置的示意性透视图，示出了两个容器通过装载处理设备降低到容器接纳平台上；

图15和图16是装载处理设备内的运载工具模块的示意性透视图，示出了运载工具模块中的两个运载工具模块的移动，以使得容器能够被递送到位于如下位置的容器接纳平台上，在该位置，容器转移机构能够将被递送的容器再定位到运输车上；

图17和图18是根据本发明的一种形式的在接口位置上方的位置的装载处理设备的示意性透视图，示出了容器提升装置与递送到容器接纳平台上的容器断开接合；

图19是已完全与被递送的容器断开接合的装载处理设备的示意性透视图，该容器位于递送平台上；

图20和图21是由本发明的一种形式的装载处理设备递送的就位在容器接纳平台上的被递送容器的示意性透视图，被递送的容器通过转移装置转移到运输车上；以及

图22至图26是示意性透视图，示出了根据本发明的另一种形式的装载处理设备、运载工具模块和运输车装载系统，其中装载处理设备内的运载工具模块间隔保持恒定并且容器接纳平台包括两个部分，第一部分可相对于第二部分移动，使得在使用中运载工具模块将容器降低到平台上，平台的一部分移动，以便能够将被递送的容器转移到运输车上。

具体实施方式

图5示出了根据本发明的一个实施例的装载处理设备100。装载处理设备100包括配备有多个运载工具模块103的运载工具102，每个模块103包括绞盘或起重机机构104，以便从上方提升存储容器或箱106(也称为搬运箱)。起重机机构104包括绞盘缆线108和抓夹板110。抓夹板110被构造成夹住容器106的顶部以将容器从图1和图2中所示类型的存储系统中的容器106的叠垛12提起。

另参见图6和图7，运载工具102包括上部112和下部114。

下部114装配有两组轮116、118，这两组轮在设置在存储系统的框架的顶部处的轨道上行驶。每组轮116、118中的至少一个轮被驱动以使得运载工具102能够沿着轨道分别在X方向和Y方向上移动。如下文将说明的，一组或两组轮116、118可以竖直移动，以将每组轮提升离开相应的轨道，从而允许运载工具102沿希望的方向移动。

轮116、118围绕腔或凹部120的周缘布置在下部114中，该腔或凹部120被称为容器接纳凹部。凹部120的尺寸被设置成当箱或每个箱106在由起重机机构104提升时容纳该箱，如图11和图12所示。当在凹部120中时，箱106被提升离开下方的轨道，如此使得运载工具102可以侧向地移动到不同的位置。在到达目标位置时，例如到达另一个叠垛12、存储系统或输送带中的访问点，箱106可以从凹部120下降并从抓夹板110释放。

运载工具102的上部112容置装载处理设备的所有重要且大体积的元件，如图6和图7所示。上部112容置电池和相关的电子设备、控制器和通信设备、用于驱动轮116、118的马达、用于驱动起重机机构104的马达、以及其他传感器和系统。

通过这种方式，运载工具102的占用区域大于容纳在凹部120中的箱106的尺寸的程度仅足以容纳凹部120的两侧的轮116、118。换句话说，运载工具102占据存储系统中的仅等同于装载数量设备100被所容纳的运载工具的数量的多个格架空间。

与现有技术的悬臂式装载处理设备30相比，本发明的装载处理设备100还可以提供提高的稳定性、增加的装载处理能力和减轻的重量，因为在本发明中，容器的载荷在运载工具的每一侧悬置在多对轮之间。相反，现有技术的设备30必须具有相对重的运载工具模块以抵消悬臂结构中的载荷。

图5至图21示出了本发明的一个实施例。运载工具102的上部112容置四个运载工具模块103，每个模块103具有三个主马达：用于升高和降低绞盘缆线108的Z驱动马达150，绞盘缆线缠绕在卷轴上，该卷轴安装在位于运载工具102的相对侧的驱动轴上；X驱动马达，X驱动马达对第一组驱动轮116进行驱动，和Y驱动马达，Y驱动马达对第二组驱动轮118进行驱动。运载工具的上部112还容置有电池156以向马达提供功率，以及容置有控制器、传感器和参考图6和图7描述的其他元件。

通过带驱动机构将驱动从X驱动马达和Y驱动马达转移到相应的轮组116、118。X驱动马达或多个X驱动马达驱动连接到短驱动轴的滑轮，该短驱动轴延伸穿过运载工具本体。通过X驱动带将驱动从短驱动轴转移到第一组轮116中的每个轮。Y驱动马达驱动连接到长驱动轴的滑轮170，该长驱动轴沿垂直于短驱动轴的方向延伸穿过运载工具本体。通过Y驱动带将驱动从长驱动轴转移到第二组轮118中的每个轮。

带驱动轮116、118安装在运载工具102的下部114的底部。将驱动从马达转移到轮的驱动带的使用使得马达能够安装在运载工具102的上部112中。

在仅作为示例的该实施例中，第一组轮116可以借助于轮定位机构提升离开轨道或者降低到轨道上。一种形式的机构可以按照如下方式进行操作：轮116安装在臂上，该臂可枢转地安装在轮的外端部。每个臂的内端部连接到相应的连杆的下端部。两个连杆的上端部连接到共同的连杆的下端部。而共同的连杆的上端部连接到杆臂，杆臂通过马达移动。通过操作马达来向上拉动共同的连杆，第一组轮116可被提升，使得第二组轮118单独与轨道接合，这使得运载工具102能够沿Y方向移动。通过操作马达以向下推动共同的连杆，第一组轮116向下移动以与轨道接合并提升运载工具，使得第二组轮118被提升离开轨道。于是运载工具102可以沿X方向移动。

第二组轮118可以被安装到固定T形件，该固定T形件被设置在运载工具102的下部114的两端处。

应当理解，轮不需要围绕腔或凹部的周缘布置。实际上，可以提供轮的多个组，以便利用限定出容器或箱10的叠垛的占用区域的导轨或轨道。

图8、图9和图12示出了装载处理设备100，其中箱106被提升到凹部120中。图11示出了装载处理设备100，其中箱106位于设备100下方，并且一个抓夹板110即将与一个目标箱接合。轮116、118和相关的支撑件、连杆和驱动带围绕凹部120的边缘布置，使得运载工具102的上部112被牢固地支撑。

适合用作装载处理设备100的轮116、118中的一个的轮可包括带齿的中央通道，该带齿的中央通道形成用于与驱动带配合的滑轮。该通道由两个橡胶轮胎界定出，这些橡胶轮胎在使用中承载在轨道上。轮可以通过从轮中的轴向孔延伸穿过的轴(未示出)安装到臂上。这种轮设计紧凑而平衡，可最大限度地减少磨损，且轮胎在使用时用于使驱动带保持对齐。

图13是存储系统中的一种形式的接口位置的示意性透视图，示出了容器接纳平台198和用于将被递送的容器转移到运输车202上的转移机构200。

图14是图13的接口位置的示意性透视图，示出了两个容器106通过装载处理设备100的运载工具模块103降低到容器接纳平台198上。如图14所示，容器接纳凹部120中的容器106的间隔与容器运输车202的容器接纳货架的间隔不匹配。

图15和图16是装载处理设备100内的运载工具模块103的示意性透视图，示出了运载工具模块103中的两个运载工具模块的移动，以使得容器106能够被递送到在如下位置的容器接纳平台198上，在该位置，容器转移机构200能够将被递送的容器106再定位到输送车202上。

图17和图18是根据本发明的一种形式的在接口位置上方的位置的装载处理设备100的示意性透视图，示出了容器提升装置110与递送到容器接纳平台198上的容器106断开接合。

图19是与被递送的容器106完全断开接合的装载处理设备100的示意性透视图，容器106位于递送平台198上。

图20和图21是在由本发明的一种形式的装载处理设备100递送的就位在容器接纳平台198上的被递送的容器106的示意性透视图，被递送的容器106通过转移装置转移到运输车202上。

在使用中，运载工具模块103中的两个运载工具模块将前两个容器106降低到容器接纳平台198的一个部分上。一旦前两个容器106降低到平台上，相对的两个运载工具模块103从装载处理设备的本体内移动到容器接纳平台198上的第二部分上方的位置。运载工具模块103将容器提升装置上的两个容器106降低到平台198的第二部分上。一旦所有四个容器106都处于容器接纳平台198上的正确位置，抓夹件110被卷回到装载处理设备100中，运载工具模块重新定位并且装载处理设备100可在通信和控制系统的控制下自由移动到不同的位置。

容器平台198上的四个容器106通过合适的转移装置200转移到运输车202上。转移装置可包括推板机构、传送机构或用于将容器106移动到运输车202上的任何其他合适形式的转移机构。

应当理解，在本发明的上述实施例中，装载处理设备被适配成提取呈2×2布置的四个容器106，但是可以使用容器106和运载工具模块103的任何其他布置，例如可以设想1×2、1×3、2×3和3×3或更多。在设想不同数量的容器106的情况下，容器接纳平台还将需要适配于接纳对应数量的容器106。

应当理解，在这些不同的容器-运载工具模块布置中，特别有利的是，轮不围绕腔或凹部的周缘布置。实际上，可能需要提供多组轮以便利用限定容器或箱10的叠垛的占用区域的轨道或轨道。

图22至图26是示意性透视图，示出了根据本发明的另一种形式的装载处理设备100、运载工具模块103和运输车202装载系统200，其中装载处理设备100内的运载工具模块103间隔保持不变，且容器接纳平台198包括两个部分。平台198的第一部分可相对于平台198的第二部分移动，使得在使用中固定位置的运载工具模块103借助于容器提升设备和抓夹件110机构将容器106降低到平台198的该两个部分上。平台198的一个部分移动，以使得被递送的容器106能够被转移到运输车202上。

应当理解，装载处理设备100和容器接纳平台198起作用以调节容器106的间距或间隔，以使容器叠垛12间距与运输车容器间距110之间不匹配。但是，应当理解，可以使用类似的方法和装置来弥补该过程或系统中在其他位点处的间隔或间距的不匹配。

应当理解，许多不同的变化和修改是可能的。例如，两组轮可以由单个马达提供动力，以利用合适的转移结构将动力引导到适当的轮组。用于提升轮的机构可以使用线性致动器，例如线性马达或液压缸，而不是马达。

用于将容器提升到容器接纳空间中的机构可以采用任何合适的形式。为了最大的稳定性和装载能力，希望提供四根提升缆线，其中一根缆线设置在设备的每个角的附近，但是如果需要可以使用不同的布置，例如使用更少的缆线。便利地，使用单个马达对所有缆线进行卷绕和解卷绕，但是如果需要可以使用多于一个的马达。

应当理解，各个提升机构可以被构造成提升较大的容器，所述较大的容器与整数个容器具有相等的占用区域。

以上未明确描述的其他变化和修改对于技术人员来说也是显而易见的。

Claims (17)

1.一种装载处理设备100，所述装载处理设备用于提升和移动在存储系统中叠置的容器106，所述存储系统包括多个轨道或导轨，所述多个轨道或导轨被布置在容器106的叠垛12上方的格架图案中，所述格架图案包括多个格架空间，且每个叠垛12仅位于单个格架空间的占用区域内，所述装载处理设备100被构造成在所述叠垛12上方的所述导轨或轨道上侧向地移动，所述装载处理设备100包括容器接纳空间120，所述容器接纳空间在使用时定位在所述轨道或导轨上方，所述装载处理设备进一步包括多个运载工具模块103，所述模块103包括容器提升装置110，所述容器提升装置被布置成将与运载工具模块103对应的数量的容器106提升到所述容器接纳空间120中。

2.根据权利要求1所述的装载处理设备100，其中，所述运载工具模块103在所述容器接纳空间120上方是能移动的，所述模块103相对于所述叠垛12的占用区域移动，使得所述运载工具模块103的移动能够将容器106从具有不同占用区域的位置进行提取和存放，以及能够将所述容器提取和存放到具有不同占用区域的位置。

3.根据权利要求1或2所述的装载处理设备100，其中，运载工具包括上部112和下部114，所述上部112容置诸如功率元件、控制元件、驱动元件和/或升降元件的元件，所述下部114包括容器接纳凹部120，其中，所述下部114直接布置在所述上部112的下方。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装载处理设备100，其中，所述设备100进一步包括基本上包围所述容器接纳凹部120的外部壳体。

5.根据权利要求4所述的装载处理设备100，其中，所述壳体的形状基本上为立方体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装载处理设备，其中，所述装载处理设备100被构造成沿着第一组轨道或导轨在第一方向上移动和沿着第二组轨道或导轨在第二方向上移动，其中，所述第二方向基本上垂直于所述第二方向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装载处理设备100，其中，所述装载处理设备包括轮组件，所述轮组件包括第一组轮和第二组轮，所述第一组轮用于与所述第一组轨道或导轨接合，所述第二组轮用于与所述第二组轨道或导轨接合，以引导所述设备100沿第二方向移动。

8.根据权利要求7所述的装载处理设备100，所述装载处理设备进一步包括用于选择性地将所述第一组轮与所述第一组轨道或导轨接合和断开接合的装置，和用于选择性地将所述第二组轮与所述第二组轨道或导轨接合和断开接合的装置。

9.一种存储系统，所述存储系统包括：平行的第一组轨道或导轨和平行的第二组轨道或导轨，所述平行的第二组轨道或导轨基本上垂直于所述第一组轨道或导轨延伸，以形成包括多个格架空间的格架；容器106的多个叠垛12，所述多个叠垛位于所述轨道或导轨的下方并且被布置成使得每个叠垛12占据单个格架空间的占用区域；根据前述权利要求中任一项所述的装载处理设备，所述装载处理设备被布置成在所述叠垛12上方在所述轨道上侧向地移动，所述装载处理设备100包括：位于所述轨道上方的容器接纳凹部120，和多个运载工具模块，所述运载工具模块包括提升装置，所述提升装置被布置成将多个容器106从多个叠垛12提升到容器接纳空间中。

10.根据权利要求9所述的存储系统，其中，所述装载处理设备100进一步包括多个运载工具模块103，运载工具模块103的数量对应于待通过所述装载处理设备100以单个动作提升或降低的容器106的数量。

11.根据权利要求9所述的存储系统，所述存储系统进一步包括接口位置，所述接口位置包括容器接纳装置198，所述容器接纳装置包括平台装置198和转移装置200，所述平台装置198和所述转移装置一起被适配成接纳多个设备递送的容器106并且将所述容器106转移到运输装置202。

12.根据权利要求11所述的存储系统，其中，所述转移装置包括推板或提升机构。

13.根据权利要求11或12所述的存储系统，其中，所述平台装置198包括至少一个能移动部分，使得所述容器接纳平台198被适配成补偿运输车202和所述叠垛12的占用区域间距的差。

14.一种将位于存储系统中的多个相邻叠垛内的多个容器106从所述存储系统转移到运输车202上的方法，所述方法包括以下步骤：

a.从对应数量的多个叠垛12提取多个容器106；

b.将所述容器106输送到根据前述权利要求中任一项所述的装载处理设备中，所述装载处理设备包括多个运载工具模块103；

c.将所述容器106递送到接口位置；

d.将所述容器106降低到容器接纳平台198上；

e.使用调节装置调节所述容器106的间隔；和

f.将所述容器装载到所述运输车202上。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述装载处理设备100中调节所述容器106的间隔。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述容器接纳平台198处调节所述容器106的间隔。

17.一种存储系统和装载处理设备，所述存储系统和所述装载处理设备是参照附图中的图5至图26所述的存储系统和装载处理设备。