CN110065750B - 在存储网格和外部工作站之间共用共同的机器人队列的改进的存储和取回系统 - Google Patents

Abstract

存储系统的特征在于存储/取回车辆的队列和网格三维结构。所述结构以网格二维轨道布局为特征，在所述网格二维轨道布局上，所述一个或多个存储/取回车辆能够在两个方向上输送，并且多个存储列在所述轨道布局的二维区域中以间隔分布存在于所述网格轨道布局之上或之下。竖直轴存在于网格轨道布局之上或之下，并且提供车辆进入到存储列。至少一个工作站存在于轨道布局的二维区域之外，并且经由一个或多个延伸轨道由导航网格结构的相同车辆服务。

Description

在存储网格和外部工作站之间共用共同的机器人队列的改进 的存储和取回系统

技术领域

本发明总体上涉及在订单履行环境中有用的自动存储和取回系统。

背景技术

申请人的在先PCT申请WO2016/172793的全部内容在此通过引用并入本发明。该申请公开了一种货物对人存储和取回系统，所述系统采用三维存储网格结构，其中机器人存储/取回车辆队列在存储位置的三维阵列中导航，在所述存储位置中容纳相应的箱柜或其他存储单元。存储/取回车辆在布置在三维存储位置阵列上方的网格上轨道布局和布置在存储位置阵列下方地面的网格下轨道布局上二维水平行进。相同的存储/取回车辆还通过将上轨道布局和下轨道布局接合在一起的竖直直立的轴在第三竖直维度上横穿所述结构。每列存储位置与这些竖直轴中的一个相邻，由此网格中的每个存储位置可由存储/取回车辆直接存取。

持续的发展导致了系统设计的许多改进，以及其新颖的应用，其细节将从下面的公开中变得更加明显。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种存储系统，包括:

网格三维结构，包括：

网格下轨道布局，其占据二维区域，并且一个或多个存储/取回车辆可在所述二维区域上在两个方向上输送；和

多个存储列，其在所述下轨道布局的所述二维区域上以隔开的分布存在于所述网格下轨道布局上方，每列包括多个存储位置，所述多个存储位置被布置为一个在另一个之上并且被定尺寸为适于在其中放置和存储存储单元；以及

多个竖直轴，其存在于所述下轨道布局的所述二维区域上方以间隔分布存在于所述网格下轨道布局上方，每个存储列与相应的一个竖直轴相邻，通过该竖直轴所述一个或多个存储/取回车辆可进入所述存储列的存储位置，以将所述存储单元放置到所述存储列的所述存储位置或从所述存储位置移除所述存储单元；以及

至少一个工作站，其位于所述网格三维结构旁边并且位于所述下轨道布局的所述二维区域之外，所述存储列和所述竖直轴分布在所述下轨道布局二维区域之上，所述工作站通过其延伸轨道连接到所述网格化的下轨道布局，所述一个或多个存储/取回车辆通过所述延伸轨道在所述工作站和所述下轨道布局之间输送，由此，所述存储单元在所述存储位置和所述工作站之间的输送可完全由所述一个或多个存储/检索车辆执行。

根据本发明的第二方面，提供了一种存储系统，包括:

一个或多个存储/取回车辆；

一个网格三维结构，包括：

网格轨道布局，其占据二维区域，并且一个或多个存储/取回车辆可在所述二维区域上在两个方向上输送；

多个存储列，所述多个存储列存在于在所述网格轨道布局之上或之下，在所述轨道布局的所述二维区域中间隔分布，每列包括多个存储位置，所述多个存储位置被布置成一个在另一个之上并且其尺寸适于在其中放置和存储存储单元；以及

多个竖直轴，所述多个竖直轴在所述轨道布局的所述二维区域内以间隔分布存在于所述网格轨道布局之上或之下，每个存储列与竖直轴中的相应一个相邻，通过该竖直轴，所述一个或多个存储/取回车辆进入所述存储列的存储位置，以将所述存储单元放置到所述存储列的所述存储位置或从所述存储列的所述存储位置移除所述存储单元；以及

至少一个工作站，所述至少一个工作站存在于所述轨道布局的所述二维区域之外，所述存储列和所述竖直轴分布在所述轨道布局的二维区域内；

其中在所述至少一个工作站和所述网格三维结构中的所述存储位置之间的所述存储单元的输送仅由所述一个或多个存储/取回车辆执行。

根据本发明的第三方面，提供了一种存储系统，包括:

一个或多个存储/取回车辆；

一个三维结构，所述三维结构包括存储位置的三维阵列，所述三维阵列的尺寸适于在其中放置和存储存储单元；以及

至少一个工作站，从所述存储位置到所述至少一个工作站所选择的存储单元可由所述一个或多个存储/取回车辆输送；

其中，每个工作站包括外壳，所述一个或多个存储/取回车辆可通过所述外壳和所述外壳中的存取开口，当所述车辆到达所述工作站的所述存取开口时，所述存储/取回车辆中的一个上的被承载的存储单元可通过所述存取开口存取。

附图说明

现在将结合附图描述本发明的优选实施例，其中:

图1是来自申请人的前述现有PCT申请的三维网格结构的透视图，其中包含了存储单元的三维阵列，并且机器人存储/取回车辆的队列能够在三维中行进以存取每个所述存储单元。

图2是根据本发明的改进的三维网格结构的透视图。

图3是图2的三维网格结构的简化局部透视图，示出了网格结构在其角部处的一对相交外壁，两个工作站已经从所述外壁移除以显示所述外壁的细节。

图4是来自图2的三维网格工作站中的一个的从网格面向外的其外侧的分离透视图。

图5是从其内侧向内进入网格图4的工作站的分离透视图。

图6是图5的工作站的内侧的另一分离透视图。

图6A是图6的由其细节圆A标记部分的部分特写图。

图7是图4至6的工作站的示意性俯视平面图，以及工作站安装于其上的三维网格结构的下轨道布局的邻近区域。

图8示出了图2的三维网格下轨道的部段，其中一个机器人存储/取回车辆正沿着所述部段行进。

图9是图8的由其细节圆A标记部分的部分特写图。

图10是示出在三维网格下轨道上的机器人存储/取回车辆中的一个的正视图，其位于三维网格竖直轴下方的发射点处，机器人存储/取回车辆旨在通过所述竖直轴向上行进。

图11是图10机器人在下轨道发射点的透视图。

图12是图10的由其细节圆A标记部分的部分特写图。

图13是图11的由其细节圆B标记部分的部分特写图。

图14是与图12相同的机器人存储/取回车辆和下轨道交叉点的另一特写，但是机器人存储/取回车辆通过安装在下轨道下方的升降机构升高以与轴的直立框架构件上的齿条齿接合。

图15是与图13相同的机器人存储/取回车辆和下轨道交叉点的另一特写，但是机器人存储/取回车辆处于图14的升高位置。

图16和图17是图10至图13的机器人存储/取回车辆和升降机构的顶部和底部透视图，但是与下轨道和竖直轴构件隔离示出。

图18和图19是图14和图15的机器人存储/取回车辆和升降机构的顶部和底部透视图，但是与下轨道和竖直轴构件隔离示出。

图20和图21示出了机器人存储/取回车辆的一个和可在其上运输的兼容存储单元。

图22示出了分类/缓冲网格，其采用与图1和图2的存储系统相同的三维网格结构和机器人存储/取回车辆，但是具有服务于网格站的不同布局，用于预包装装运集装箱的管理。

具体实施方式

图1示出了申请人前述在先PCT申请的三维网格结构。网格上轨道布局10存在于位于接近地面的下水平面中的匹配网格下轨道布局上方的升高水平面中。在这些上轨道布局和下轨道布局之间是存储位置的三维阵列，每个存储位置将相应的存储单元保持在其中，例如以能够在其中保持任何种类的货物的开口顶部或可打开/可关闭的存储托盘、箱或手提箱的形式。存储位置以竖直列布置，其中相同占地面积的存储位置彼此对准。每个这样的存储列与通过其存储位置可存取的竖直轴相邻。

每个轨道布局特征在于在水平面的X方向上放置的一组X方向轨道和在水平面的Y方向上垂直于X方向轨道交叉的一组Y方向轨道。交叉轨道限定存储系统的水平参考网格，其中每个水平网格行被界定在相邻的一对X方向轨道之间，并且每个水平网格列被界定在邻近的一对Y方向轨道之间。一个水平网格列和一个水平网格行之间的每个交叉点表示相应存储列或相应竖直轴的位置。换句话说，每个存储列和每个轴存在于在参考网格相应直角坐标点处，所述直角坐标点位于在X方向轨道中的两个和Y方向轨道中的两个之间界定的相应区域处。在任一轨道布局中，限定在四个轨道之间的每个这样的区域在这里也被称为所述轨道布局的相应“点”。系统中每个存储位置和相关存储单元的三维寻址由给定存储位置存在于相应列内的给定竖直级完成。也就是说，每个存储位置的三维地址由三维网格中存储位置的水平网格行、水平网格列和竖直列级决定。

相应的直立框架构件12在X方向和Y方向轨道之间的每个交叉点处竖直跨越在上轨道布局和下轨道布局之间，从而与各轨道协作以限定三维网格结构的框架，用于在所述框架内容纳和组织存储单元的三维阵列。结果，三维存储阵列的每个竖直轴在其四个角具有跨越轴的整个高度的四个竖直框架构件。每个框架构件在框架构件的两侧具有沿三维网格竖直Z方向串联布置的相应组齿条齿。因此，每个轴总共有八组齿条齿，在轴的每个角上有两组齿条齿，这两组齿条齿与机器人存储/取回车辆上的八个小齿轮配合，以使其能够通过三维网格结构的轴在上轨道布局和下轨道布局之间穿过。每个机器人存储/取回车辆14都具有圆形输送轮和带齿的小齿轮，圆形输送轮用于以轨道行进模式在上和下轨道布局上输送机器人存储/取回车辆，带齿的小齿轮用于以轴横移模式使机器人存储/取回车辆通过装备有齿条的轴。每个小齿轮和相应的输送轮是组合的单个轮单元的一部分，可从车辆的外侧方向延伸，用于在任一轨道布局上以轨道进行模式使用输送轮，并可在车辆的内侧方向缩回，用于以轴横移模式使用小齿轮，所述轴横移模式将小齿轮与轴的竖直框架构件的齿条齿接合。

网格结构的框架在每个存储位置包括各自的搁板，以支撑各自的存储单元，由此任何给定的存储单元16都可以由机器人取回车辆中的一个从其存储位置移除，而不会破坏同一存储列中其上方和下方的存储单元。同样，这允许存储单元返回到阵列中任何水平面的规定位置。在三维网格底部的下网格轨道布局具有围绕其周边分布的多个工作站18，机器人取回车辆14将从存储列拉出的存储单元递送到多个工作站18。除了在此明确描述的差异之外，三维网格结构的框架、机器人存储/取回车辆、它们在上轨道布局和下轨道布局上以及通过轴的行进，以及它们在轨道行进模式和轴横移模式之间的转换与申请人前述在先PCT申请中描述的相同。

图2示出了现有三维网格结构的修改形式，其再次以上轨道布局和下轨道布局为特征，并且直立框架构件在它们之间跨越以在存储位置处承载搁架以支撑其中的存储单元，并且还承载可由机器人存储/取回车辆的小齿轮接合的齿条齿，以使其能够通过轴竖直行进。搁板可以是在存储列的除了第四轴邻近侧之外的三侧处的带凸缘面板或轨道的形式，所述第四轴邻近侧通向邻近的存取轴，机器人存储/取回车辆从所述邻近的存取轴存取所述列的存储单元，由此，所述第四开口侧能够通过与存储单元的下侧的接合将每个车辆的可伸缩的转塔臂插入和抽出到存储列中，以将存储单元拉入和推出存储列。

如申请人前述在先PCT申请中所概述的，位于外周的竖直轴的子集可以是“上轴”，其专用于机器人存储车辆在已经将存储单元递送到工作站18中的一个之后从下轨道布局向上通过其行进到上轨道布局，而其他竖直轴是“下轴”，其专用于在从三维存储阵列取回存储单元期间，或者在先前已经将存储单元递送到工作站18中的一个用于提货、再储存或其他操作之后，将存储单元返回到三维阵列期间，机器人存储车辆从上轨道布局通过其向下行进。

图2的三维网格结构不同于图1的三维网格结构，因为已在网格结构的外周边处将包覆面板20添加到直立框架构件以形成基本上封闭网格结构的所有四个侧面的外侧壁，因此，在视觉上隐藏其内部，并且其中直立框架构件12包括其顶部部段22，顶部部段22在其交叉点处的上轨道构件的轨道上直立，并且在图2所示网格结构的特定宽视图中遮蔽上轨道。轴的这些顶部段可用于安装充电站硬件，必要时机器人存储/取回车辆可通过所述硬件进行再充电。然而，上轨道布局的结构和目的以及竖直框架构件在网格结构内的轴和存储列的形式在申请人的在先PCT申请中有很好的记载，因此这里不需要详细的说明或解释。

现在转向图3至图6，注意工作站18的新颖结构以及机器人存储/取回车辆与其的新颖交互。为了便于说明，图3省略了大部分网格结构。然而，示出了下轨道布局28的一个X方向轨道24和一个Y方向轨道26，其形成下轨道布局的两个外侧，并且在网格结构的相应外角处相交。在下轨道布局的其余部分中，仅示出将这两个特定轨道升高离开地面的支撑腿30。在网格结构的直立框架构件12中，仅示出了在网格结构的这两个外侧从两个所示轨道24、26直立的构件，并且省略了这些直立框架构件12的顶部段22。在网格结构的整个周边周围，包覆面板20不完全向下延伸到下轨道28，而是以稍微升高的关系终止于其上，使得附接到下轨道布局的轨道且从下轨道布局的轨道直立的直立框架构件的底部段32保持未被封闭。这在每对邻近直立框架构件12的底部段32之间留下了开放空间34。这些开放空间34允许机器人存储/取回车辆14在其下轨道28处进入和离开三维网格结构，并因此在三维网格结构和工作站18之间转换。

如下文更详细概述的，这使得能够实现货物到人订单履行的新颖解决方案，其中能够在三维空间中行进的机器人存储/取回车辆在整个订单提货操作中提供存储单元输送的唯一手段，从网格三维空间中的任何地方初始取回存储单元，到将存储单元输送到工作站，包括将存储单元呈现给工作站处的人或机器人提货器，以及随后将存储单元返回网格中的任何三维位置，而存储单元从未从机器人存储/取回车辆卸载并由单独的输送机、转盘或其他转换机构输送。

图4至图6示出了与三维存储网格隔离的工作站18中的一个。每个工作站18以具有一对纵向轨道38a、38b的网格下轨道36为特征，纵向轨道38a、38b沿工作站18的长度延伸。下轨道还以一组横向轨道40a-40f为特征，所述一组横向轨道40a-40f将纵向轨道38在沿其规则间隔的内部彼此垂直地互连。这些轨道与三维网格结构的网格上轨道布局和下轨道布局中使用的轨道类型相同，并且纵向轨道之间的间距与横向轨道之间的间距相匹配，并且等于网格结构的上轨道布局和下轨道布局的轨道之间沿其X和Y方向采用的轨道间间距。因此，机器人存储/取回车辆可以以与三维网格上轨道布局和下轨道布局相同的方式横穿工作站的下轨道。工作站的下轨道由支撑腿30以略高于地面的关系支撑，支撑腿30在纵向轨道和横向轨道的交叉点处从下轨道向下悬垂。这些支撑腿30具有与支撑三维网格下轨道布局的那些相同的类型和高度，由此，工作站的下轨道36位于与三维网格结构的下轨道布局相同的高度处，以形成从其延伸的共面延伸轨道。

工作站的特征在于滑槽42，滑槽42安装在下轨道上，并从位于纵向轨道第一端的第一个横向轨道40a纵向首尾相连地横跨到位于纵向轨道第二相对端的最后一个横向轨道40f。滑槽的特征在于第一端壁44从第一横向轨道直立站立，第二端壁46以与第一端壁相对且平行的关系从最后横向轨道直立站立，较长的外侧壁48在纵向轨道38b的外侧末端处纵向横跨端壁之间，并且顶部覆盖面板50在端壁之间和沿着外侧壁的顶部边缘纵向延伸。覆盖面板50的下侧界定滑槽42的内部顶板，而覆盖面板的相对的顶侧限定外部工作台面50a，以供人类或机器人类工作者工作者在提货、再库存或可在工作站18执行的其他工作功能期间使用。

在两个纵向轨道38a、38b和任何邻近的一对横向轨道40a-40f之间界定的每个正方形区域被称为沿着工作站的下轨道的相应的“点”。紧邻滑槽42的第一端壁44并在滑槽第一端被限定在第一横向轨道40a和第二横向轨道40b之间的点被称为工作站的入口点S_EN，因为在这里机器人存储/取回车辆通过从网格结构的下轨道布局中与其对准的相应一对轨道骑跨在这些第一横向轨道40a和第二横向轨道40b上而进入滑槽。在滑槽的相对的第二端，紧邻位于第二最后和最后横向轨道40e、40f之间的第二端壁46的点被称为出口点Sx，因为在这里机器人存储/取回车辆离开滑槽，并通过骑离这些最后和第二最后横向轨道到网格结构的下轨道布局中与其对准的另一对相应轨道上而再进入三维网格。

参考图3，所述图右侧的工作站具有在网格结构下轨道布局的Y方向上延伸的纵向方向，使得所述工作站具有位于Y方向的纵向轨道38a、38b和位于X方向的横向轨道40a-40f。工作站下轨道的第一和第二横向轨道40a、40b形成网格结构下轨道布局的第一对X方向轨道的平行、直线延伸，最后和第二最后40e、40f横向轨道同样形成网格结构下轨道布局的第二对X方向轨道的平行、直线延伸。因此，机器人存储/取回车辆可以沿着下轨道布局的一对X方向轨道行进，穿过位于工作站所在的网格结构外侧的这些轨道端部处的两个竖直框架构件之间的未被包覆的开放空间34，并到达工作站的入口点S_EN处的第一横向轨道40a和第二横向轨道40b上。在所述入口点，机器人存储/取回车辆从X方向行进模式转换为Y方向行进模式，并且然后可以沿着工作站的纵向轨道38a，38b行进，在Y方向上延伸到工作站的出口点S_X。这里，机器人存储/取回车辆然后转换回到其X方向行进模式，以通过在这些轨道端部的直立框架构件之间的未被包覆的开放空间34，骑跨在工作站的最后和第二最后横向轨道上，回到网格结构的下轨道布局的第二对X方向轨道上。

在图3的左侧的工作站具有在网格结构的X方向上延伸的纵向方向，使得所述工作站具有位于X方向的纵向轨道38a、38b和位于Y方向的横向轨道40a-40f。工作站下轨道的第一和第二横向轨道40a、40b形成网格结构下轨道布局的第一对Y方向轨道的平行、直线延伸，最后和第二最后40e、40f横向轨道同样形成网格结构下轨道布局的第二对Y方向轨道的平行、直线延伸。因此，机器人存储/取回车辆可以沿着下轨道布局的一对Y方向轨道骑跨行进穿过位于工作站所在的网格结构的外侧处的这些轨道的端部处直立站立的两个直立框架构件之间的未被包覆的开放空间34，并到工作站的入口点S_EN处的第一横向轨道40a和第二横向轨道40a上。在所述入口点，机器人存储/取回车辆从Y方向行进模式转换为X方向行进模式，并且然后可以沿着工作站的纵向轨道38a38b行进，在X方向上延伸到工作站的出口点S_X。这里，机器人存储/取回车辆然后转换回到其Y方向行进模式，以通过在这些轨道端部的直立框架构件之间的未被包覆的开放空间34，在工作站的最后横向轨道和第二最后横向轨道上骑回到第二对X方向轨道上的网格结构的下轨道布局上。

在每个工作站的第二横向轨道40b和第二最后横向轨道40e之间的是在入口点和出口点之间的多个中间点。图示的示例具有三个中间点，但是这个数量可以变化。这些中间点中的一个，特别是在所示示例中紧邻出口点S_X的第二最后一个点，被指定为其中机器人存储/取回车辆可由人或机器人类工作者经由穿过滑槽的顶部面板50从其工作台面表面50a穿过到滑槽的内部空间中的存取开口52可存取的“存取点”。因此，当纵向行进通过滑槽的存储/取回车辆到达并停在存取点S_AC时，工作者可以与承载在所述存储/取回车辆顶部的存储单元相互作用，例如从存储单元中提货一个或多个单独的物品，作为从网格结构中取出这些物品的订单履行过程的一部分，替代地从存储/取回车辆中移除整个存储单元，作为订单履行过程的一部分，或者替代地将一个或多个单独的物品放入存储单元中作为补充网格结构的再库存过程的一部分。替代地，再库存过程可以包括将机器人存储/取回车辆(即，当前未被存储单元占据的车辆)中的空的一个引导到工作站的存取点，以通过存取开口52从工作者提货存储单元。

工作站18装备有手感测机构，以保护人类工作者在通过进入开口52与存储/取回车辆相互作用时免受潜在伤害。参考图6A，第一感测器条54和第二感测器条56在沿着存取开口的相对的周边边缘定位的位置处被固定到工作站的覆盖面板50的下侧。感测器条在两个条54、56上承载彼此相对的光束发射器和接收器，使得由发射器发射的光束被相对的接收器接收，除非光束被中断，例如通过将工作者的手插入存取开口52中。与存取开口相对侧上的发射器和接收器相反，感测器配置可以在开口的同一侧上使用发射器和接收器，在开口的相对侧上使用反射器。感测器条通过有线或无线连接与计算机控制系统通信，所述计算机控制系统与机器人存储/取回车辆队列无线通信，以控制其在整个网格结构中的输送，从而执行各种任务(提货、再库存等)。手感测器光束的连续性产生“安全”信号，而感测器光束的中断产生“停止”信号。由计算机控制系统向存储/取回车辆传输命令所述存储/取回车辆移入或移出工作站的存取点的任何移动指令，条件是从所述工作站的手感测机构检测到“安全”信号。这样，当工作者的手在滑槽内时，就不会有机器人存储/取回车辆沿着工作站的下轨道行进。

除了用于安全目的之外，手感测机构还可以用于质量保证目的，帮助确保人类在提货任务中的工作准确性。对于已知从给定存储单元需要预定数量的物品的给定订单，计算机控制系统可以计算当存储单元出现在存取点时光束中断的次数，从而表示工作者的手插入存取开口以存取存储单元并从中拉出相应物品的次数。所述系统将手插入计数与从所述存储单元已知需要的预定物品的数量进行比较，并且仅当手插入计数已经达到与所述存储单元相关联的预定物品数量时，才允许承载所述存储单元的存储/取回车辆离开工作站的存取点。

手感测机构还用作存储单元上的高度检查，以确保其中没有物品从存储单元的顶部显著向上突出，因为这样的突出物品将破坏由光束形成的光幕，并且因此防止存储/取回车辆和其上的存储单元离开存取点，直到所述突起被矫正。这有助于确保存储单元不会试图在一个或多个物品从存储网格突出并干扰网格结构的框架组件之间的可用行进空间的情况下再进入存储网格。

虽然图4至图6示出了内部纵向轨道38a作为隔离的工作站的一部分，但是应当理解，当工作站安装在网格结构处时，所述轨道与网格结构的下轨道布局共享。参考图3，在图的右侧的工作站的内部纵向轨道38a是在网格结构的下轨道布局28的相应侧处的Y方向周边轨道26的直线部段。所述工作站的外轨平行于网格结构下轨道布局的Y方向周边轨道，并且工作站的横向轨道在与下轨道布局的X方向轨道成一直线并连接到下轨道布局的X方向轨道的位置处将下轨道布局的Y方向周边轨道26连接到工作站的外纵向轨道38b。同样地，在图的左侧的工作站的内部纵向轨道38a是在网格结构的下轨道布局的相应侧处的X方向周边轨道24的直线部段。所述工作站的外轨38b平行于网格结构的下轨道布局的X方向周边轨道，并且工作站的横向轨道在与下轨道布局的Y方向轨道成一直线并连接到下轨道布局的Y方向轨道的位置处将下轨道布局的X方向周边轨道连接到工作站的外纵向轨道38b。

因此，每个工作站的下轨道是在沿着下轨道布局延伸的位置连接到三维网格结构的下轨道布局的延伸轨道，以允许机器人存储/取回车辆在三维网格和工作站之间无缝转换，工作站位于由上轨道布局和下轨道布局占据的二维覆盖区之外，并且列和轴横跨其间。在三维网格下轨道布局和工作站之间的车辆转换是从位于工作站下轨道一端的工作站入口S_EN和位于工作站下轨道相对的第二端的工作站出口S_X进行的。通过计算机化的控制系统，机器人存储/取回车辆以单向方式从专用入口到专用出口被驱动通过工作站，这允许多个车辆在工作站内排队，从而减少三维网格下轨道布局上的交通堵塞。在所示的示例中，使用单独的入口点和出口点以及在其入口点和出口点之间在每个工作站中包括一个或多个中间点增加了每个工作站的所述内部排队能力。

然而，使用单独的入口点和出口点、在入口点和出口点之间包括一个或多个中间点以及在除入口点或出口点之外的专用点处放置存取开口是可选的特征，并且可以一起省略或以各种组合省略。例如，在一个替代实施例中，工作站的下轨道可以与从下轨道布局延伸的两个横向轨道一样简单，以限定存取开口52所在的单个点，因此，工作站的入口点、出口点和存取点都位于一个单一的轨迹点。机器人存储/取回车辆将在垂直于在下轨道布局的侧部处的周边轨道的X或Y方向上向前骑到所述单点延伸轨道上，通过存取开口接收与工作者的交互，并且然后在反向方向上离开所述工作站回到所述三维网格所述下轨道布局上。因此，延伸轨道不必像所示实施例那样沿着网格结构的下轨道布局的周边伸长，并且外壳不必是在工作站的下轨道的纵向间隔开的位置处具有间隔开的入口点和出口点的细长滑槽。

图7示意性地示出了工作站中的一个的俯视图和三维网格下轨道布局的相邻区域。与工作站的下轨道一样，在两个邻近的X方向轨道和两个邻近的下轨道布局的Y方向轨道之间表示的正方形区域被称为在其中的相应的“点”。在三维网格相应下轴下面的每个点被指定为着陆点S_LND，在所述着陆点S_LND处，机器人存储/取回车辆在已经竖直向下行进通过下轴之后落在下轨道布局上。在三维网格外周边处的相应的上轴下面的每个点被指定为发射点S_LCH，机器人存储/取回车辆从所述发射点S_LCH向上行进通过上轴到达上轨道布局。邻近工作站18的入口点S_EN的下网格中的点被称为出现点S_EM，机器人行进交通工具从其退出三维网格下轨道布局并且在其入口点处进入工作站18。邻近工作站18的出口点S_X的下网格中的点被称为再进入点S_R，机器人行进车辆从所述再进入点S_R从工作站的出口点S_X再进入三维网格。图中的箭头示出了跟随有机器人存储/取回车辆的行进路径，首先从下轨道布局的出现点向外行进到工作站的入口点中，然后，在纵向移动到出口点中并且然后在其重入点处转换回到下轨道布局之前，纵向行进通过存取点以与工作者交互。

离开点和再进入点中的一个或两个可以是多用途点，例如还用作在相应的下轴或上轴下面的着陆点或发射点，如在示出的示例中所示，其中再进入点也是着陆点。与工作站相邻的下轨道布局区域中的所有其他点位于存储单元被搁置在其中的网格相应存储列之下。这些点用作可用的停放点S_P，在所述停放点S_P中，当存在另一个机器人存储/取回车辆去往同一工作站并且其去往所述工作站的行程被分配了比停放的机器人存储/取回车辆更高的优先级时，承载相应存储单元的机器人存储/取回车辆可以在下轴底部的着陆点S_LND处着陆在下轨道布局上之后选择性地停放。由计算机控制系统选择停放所述存储/取回车辆中的一个的特定地点可以基于从所述停车存储/取回车辆到达所述网格下轨道布局的指定着陆点中的特定一个到所述工作站入口的可用最小距离行进路径。

因此，负责将任务分配给机器人存储/取回车辆并控制其通过三维网格和工作站的导航的计算机控制系统可以协调一组被占用的车辆(即其上承载相应存储单元的车辆)到达被分配的工作站，这些存储单元以不一定与任务被分配的顺序(即分配顺序)，从它们各自的存储位置取回这些存储单元的顺序(即取回顺序)、被占用车辆在较低轨道布局着陆的顺序(即着陆顺序)，或者被占用车辆最初到达邻近指定工作站的紧急点附近的顺序(即到达或接近顺序)相匹配的顺序被指定给所述工作站。

在一个说明性示例中，提货操作由计算机控制系统执行，并且包括分配第一组一个或多个车辆来取回一个或多个各自的存储单元，每个存储单元包含用于第一客户订单的不同物品，并且将所述存储单元递送到特定工作站，并且分配第二组一个或多个车辆来取回一个或多个存储单元，每个存储单元包含用于第二客户订单的不同物品，以便递送到相同工作站。由于从每辆车辆的初始位置经由存储包含适当物品的存储单元的可用取回位置到分配的工作站的行进距离不同(其中可以有多个选项，在这种情况下，可以基于从机器人存储/取回车辆的当前位置到分配的工作目的地的最短总行进路径经由不同的取回位置选项来给予优先级)，来自两组的车辆可以带着它们取回的存储单元到达下轨道，并且以混合的顺序接近分配的工作站。这里，计算机化的控制系统可以分配优先级排名，在所述优先级排名上，将两组车辆的条目定序到工作站中，并且指示较低优先级车辆将其自身停放在下轨道布局的当前未占用的停车位处。

分配的优先级排序可以至少部分基于“分组交付”的基础，使得一个订单的所有物品在另一订单的任何物品之前交付。进一步的加重可以基于“第一次着陆”或“第一次到达”的基础，其中第一辆车在下轨道布局上着陆或走近指定的工作站指示在“分组交付”顺序中两个车辆组中的哪一个优先于另一个，或者基于“订单优先级”的基础，其中订单根据大小按优先级排序(即，在较小的订单之前提货较大的订单)、或者基于装运目的地(在更多的本地目的地之前提货目的地更远的订单)、基于交付截止日期、客户类型、装运车辆可用性等。因此，取决于所选择的排序标准，第一订单的所有物品可以在第二订单的任何物品之前被递送到工作站的存取点，反之亦然，而不管系统接收这两个订单的特定顺序。替代地，需要大量的用于完全履行的存储单元的大型订单可以使其机器人存储/车辆的队列被分配给小订单的一个或多个机器人存储/取回车辆中断，以便在返回到继续提货大订单之前在工作站提货整个小订单。

通过使用存储单元排列的完全相同的网格结构，并且机器人车辆通过所述网格结构导航存储阵列，这种内部执行的顺序编排使得在订单提货操作期间能够进行复杂的排序或分类，同时避免了与现有技术相关联的空间和材料效率低下，例如空间密集型分类输送机，其中取回步骤由一组机器执行，然后在将分类的物品递送到位于存储结构远处的指定工作站之前，在不同机器或设备类型的第二阶段在下游执行分类。

虽然前述示例具体地使用专用的上轴、专用的下轴和具体地在下轨道布局上的指定的停车位，用于在存储单元取回之后选择性地停放车辆以分配较低等级的工作站，而不干扰移动通过三维网格其他未停放的车辆的流动，应当理解，三维网格中的其他位置可以用于在安排向工作站的顺序递送期间临时地停放所取回的存储单元。因此，上轨道布局的X和Y方向轨道之间的任何方形点同样可以在交付顺序编排期间用作被占用车辆的临时停放点，正如它们可以通过操作分配和来自计算机控制系统的指令用于停放等待激活的非活动车辆一样。在这种情况下，覆盖上轴和下轴的点优选地被保留为用于进入下轴的落下点和用于从上轴离开的爬出点，因此不用于临时停车目的，以便不阻碍未停车车辆通过网格的交通流。同样地，为了将这样停放的车辆的到达工作站延迟到分配给其他被占用车辆的较高优先级编排的目的，排序的递送编排可以采用在下轴和/或上轴中的任何水平处的车辆的停放，虽然同样地，可能优选的是避免由其他车辆引起的对轴行进的这种阻碍。虽然选择的实施例具有仅专用于机器人存储/取回车辆的向上交通流的特定的上轴和仅专用于向下的交通流的单独的下轴，但是应当理解，其他实施例不需要将每个轴限制到特定的交通流方向。因此，在这样的双向轴下面的下轨道布局上的点将用作发射点和着陆点两者，并且在双向轴上方的上轨道布局上的点将用作所述轴的落下点和爬出点。

虽然前述示例集中于通过将包含订单物品的存储单元递送到工作站来履行订单的提货操作，在工作站中，人类或机器人工作者可以从存储单元中移除这些物品并将其编译到装运集装箱中以递送给客户，但是工作站也可以用于再储存或订单缓冲操作，其中物品被放置在由机器人存储/取回车辆在工作站的存取点呈现的存储单元中，机器人存储/取回车辆然后从所述存储单元再进入网格，以将所述存储单元放置在三维网格中的可用存储位置中。在再库存操作中，放置在机器人存储/取回车辆承载存储单元中的物品是先前未存储在结构中类型的新库存物品，或者替换先前提货的物品的库存补充物品。

订单缓冲操作首先包括提货操作，在提货操作中，计算机控制系统将一组存储/取回车辆分配并指示给不同的取回存储单元，所述取回存储单元包含履行订单所需的特定物品集合，并将取回的物品在其各自的存储单元中运送到网格下轨道布局，并向前运送到分配给所述缓冲操作的工作站的入口。当分配的车辆组移动通过工作站时，当所述车辆到达工作站的存取点时，工作者从每辆车辆上的存储单元提取订单的一个或多个物品，并且这些提取的物品被合并在一起，以便形成订单的全部或部分履行。

所述完全或部分履行的订单被放置到与三维网格结构中的存储空间兼容尺寸的集装箱中。所述集装箱可以与存储单元的其余部分相同，例如可打开/可关闭的存储箱，或者可以是与存储单元不同类型的装运集装箱(例如，纸板装运箱，可选地密封关闭并且其上已经放置有装运标签，例如，如果合并的订单内容满足整个订单)。计算机控制器将卸载的车辆发送到同一个工作站，在所述工作站，具有合并订单内容的集装箱被放置在工作站的存取点处的所述车辆的顶部。然后，计算机控制器将所述订单承载车辆发送回三维网格结构，并指示将全部或部分履行的订单存储在三维网格结构中的可用存储位置。因此，用于存储库存物品的相同的三维存储网格也可以用于缓冲部分准备好的或完全准备好的装运，直到稍后的日期或时间，例如，装运车辆预期到达的未来提货时间，以提货完全完成交付履行的订单，或者在部分履行的订单需要当前没有库存的额外物品的情况下，在未来一个时间将补充货物库存的出货以实现订单的完成。

当到了提货或库存补充的时候，由计算机控制系统执行缓冲订单取回操作，发送机器人存储/取回车辆从其存储位置取回订单集装箱，并将订单集装箱递送到工作站之一，用于通过工作站的存取开口取回集装箱或其中包含的单个物品。

如果被缓冲的订单只是部分订单，那么先前错过的物品然后通过添加到相同的装运集装箱(如果可用作装运集装箱)或者通过合并到新的装运集装箱中来与取回的物品合并。

已经概括了本发明的新颖的工作站、其新颖的用途、以及三维网格结构本身用于工作站递送排序和顺序缓冲的新用途，现在将注意力转向三维网格结构、机器人车辆队列以及它们之间的协作操作中的其他新颖点。

图8示出了三维网格结构的下轨道布局的隔离部分，其中平行的第一和第二纵向轨道60a、60b在下轨道布局的X方向上延伸，并且平行的一组附加横向轨道62a-62f在下轨道布局的Y方向上以规则间隔与第一纵向轨道60a和第二纵向轨道60b垂直互连。如上所述，下轨道布局的相应点由两个纵向轨道和每个邻近的一对横向轨道62a-62f之间的正方形区域表示。在每个点的同一侧(在图示的示例中，在每个点的右侧)的横向轨道在横向轨道顶侧的中点处承载视觉上可检测的位置标记64。可检测的位置标记可作为单独的标贴或标签施加，或蚀刻到轨道本身的轨道中。每个机器人存储/取回车辆在机器人存储/取回车辆的一侧承载扫描器66，扫描器66与定位标记64所在的轨道点的一侧相匹配。所述扫描器包括图像捕获装置，所述图像捕获装置具有向下成角度的视场，所述向下角度的视场被定向为在所述机器人存储/取回车辆行进于所述下轨道布局时捕获所述标记的横向轨道的图像。视场的目标是使其在轨道标记顶部的框架尺寸超过可检测标记的尺寸。扫描器和位置标记相对于彼此定位，使得当机器人存储/取回车辆在两个纵向轨道和限定下轨道的给定点的两个横向轨道之间适当地居中时，横向轨道之一上的相应位置标记66将占据扫描器的视场(例如，其中心区域)的预定子区域。随着机器人存储/取回车辆到达下轨道布局的目标目的地点，扫描器从其当前视场捕获图像，并且由机器人车辆的本地计算机处理器执行的软件模块比较扫描器的较大观察框架内的位置标记的位置，以检查观看框架中的标记位置与预期标记所在的预期观看框架子区域之间的一致。因此，在子区域是观看框架的中心区域的情况下，软件检查标记是否正确地以观看框架为中心。因此，相对一致或不一致反映了机器人存储/取回车辆与下轨道布局上的目标点之间的相对对准。

如申请人的前述在先PCT申请中所述，机器人存储/取回车辆14的特征在于在机器人存储/取回车辆的两个相对侧上的一组X方向轮68，以及在机器人存储/取回车辆的另两个相对侧上的一组Y方向轮70。X方向轮68可相对于机器人存储/取回车辆的框架或底盘上升和下降，与轨道布局的X方向轨道接合和脱离接合，正如Y方向轮70可相对于机器人存储/取回车辆的框架上升和下降到与轨道布局的Y方向轨道接合好脱离接合一样。当机器人存储/取回车辆要通过Y方向轨道上的Y方向轮的驱动旋转而在Y方向上行进时，执行将X方向轮升起以脱离与Y方向轨道的接触，而当机器人存储/取回车辆要通过在X方向轨道上的X方向轮的驱动旋转而在X方向上行进时，执行将Y方向轮升起以脱离与Y方向轨道的接触。

图8示出了机器人存储/取回车辆14在下轨道布局的X方向上朝着其上的目标地点行进，并且在这样做的同时扫描Y方向轨道上的位置标记的示例。每个位置标记可包含可扫描代码，所述代码包含其在下轨道布局的二维网格地图中指定的相应地点的唯一标识，由此所述唯一标识与检测到的目标地点的位置标记的对准一起可用于确认机器人存储/取回车辆到达正确的目标地点，并实现机器人存储/取回车辆在所述地点的正确居中。这种对准确保1)机器人存储/取回车辆不会干扰其他车辆在轨道布局中沿另一方向通过相邻点的行进；以及2)如果目标目的地点是发射点，机器人存储/取回车辆打算从所述发射点通过其上方的轴向上行进，则机器人存储/取回车辆与其上方的竖直轴适当对准。

机器人存储/取回车辆相对两侧的车轮与下轨道布局的相应轨道的接合自动确保机器人存储/取回车辆在垂直于这些轨道的轨道方向上对准下轨道布局的目标点。因此，在图8所示的示例中，X方向轮与X方向轨道接合，从而自动将机器人存储/取回车辆与Y方向上的目标点对准。在机器人存储/取回车辆沿X方向到达目标点的过程中，扫描器从其观察框架捕获图像，并且机器人存储/取回车辆上的本地处理器执行的软件检查观察框架内的位置标记图像的位置，并且使用观察框架中的实际和预期位置标记位置之间的任何偏差作为反馈信号，以动态地调整到X方向轮的马达的驱动信号，从而驱动机器人存储/取回车辆在目标点上正确居中对准。当在Y方向上行进到目标点时，使用相同的对准程序来提供对Y方向轮的反馈管控控制。由于机器人存储/取回车辆从不改变轨道布局上的方向，只要扫描器被放置在每辆车辆的适当协作侧，标记被放置在哪组轨道(X方向或Y方向轨道)上的特定选择并不重要。

除了当车辆到达轨道布局上的目标点时对车辆位置的这种调整之外，车辆行进的早期动态调整可以在这种到达的上游通过扫描车辆行进到目标轴下方的目标点时经过的其他标记来进行。由计算机控制系统分配和传输到存储/取回车辆的原始行进指令基于到目标轴的实际物理距离，所述距离基于结构的已知网格尺寸。当车辆行进通过一个以上的通过点以到达目标轴下方的目标网格点时，扫描器可以在移动通过每个通过点时执行扫描，使用结果动态校正行进中的行进指令，以计算从车辆当前位置到目标点的初始分配行进距离和实际剩余行进距离之间的差异，从而更精确地协调存储/取回车辆到达目标地点的对准，以避免或减少在最终到达目标地点期间对对准进行微调的需要。

虽然图示的实施例使用位于网格三维结构中相对于下轨道布局上的可瞄准点的固定位置的静态位置标记，以及行进的存储/取回车辆上承载移动扫描器，但是通过在网格结构中具有静态定位的扫描器和在机器人存储/取回车辆上具有可探测的标记，这种布置可以被颠倒，尽管在车轮被控制的机器人存储/取回车辆上执行扫描和相关的图像处理可能是优选的。虽然前面对扫描器/标记对准确认工具的描述是参照下轨道布局进行的，以确保在机器人存储/取回车辆被提升到位于所述发射点上方的轴中之前，车辆被正确地对准在下轨道布局的目标发射点，但是在机器人存储/取回车辆下降到所述轴中之前，相同的工具也可以被用于上轨道布局，以确保车辆在相应轴上方的目标落下点处对准。

图10至图15示出了在三维网格结构的下轨道布局的发射点S_LCH处的机器人存储/取回车辆中的一个。出于说明的目的，省略了大部分网格，只留下限定所述特定发射点的下轨道布局的四个轨道(其中一个X方向轨道标记为60，一个Y方向轨道标记为62)，四个支撑腿30在发射点角部处的它们之间的交叉点处支撑轨道，四个直立框架构件12中的两个从发射点的四个角部直立，以限定发射点上方的相应竖直上轴的四个角部。省略了另外两个竖直框架构件，以提供机器人存储/取回车辆的改善的可视性，从而展示其与新颖的升降机构72的相互作用，所述升降机构72用于将存储/取回车辆提升到上部的上轴中。

升降机构72位于发射点的矩形覆盖区内与下轨道布局的支撑腿30相同的地面上。与图16至19中的下轨道布局隔离地示出，升降机构72的特征在于具有四个竖直直立的角部支腿74的基部框架，所述角腿74通过水平横撑76相互连接，以及在角部支腿74的顶端安装在基部框架顶部的上面板78。升降平台80位于基架的上面板78上方，并由合适的致动器以可升高/可降低的方式可移动地承载在其上，在图示的示例中，所述致动器是电动线性致动器81，其电动机82安装到基架的上面板的下侧，致动器的输出杆84通过上面板中的中心开口向上延伸以连接到升降平台的下侧。因此，线性致动器的延伸将升降平台从上面板向上升高，并且线性致动器的缩回将升降平台向下降低至接触或靠近基部框架的上面板。一组四个线性杆导向器86固定在升降平台的下侧靠近其角部处，并向下穿过基部框架上面板中的一组衬套或轴承，用于在线性致动器的伸展和缩回过程中穿过上面板向上和向下滑动。因此，杆导向器有助于稳定升降平台，以保持其水平方向。

基部框架的高度小于下轨道布局，使得基部框架的上面板78位于下轨道布局的轨道顶部下方的高度，并且例如稍微低于这些轨道的底部，使得当升降平台位于邻近基部框架的上面板的降低位置时，它不会突出到下轨道布局的轨道上方。在升降平台的跟随位置，机器人存储/取回车辆因此可以在发射点上沿任一轨道方向自由行进。安装支架88在其两侧或更多侧从升降机构的基部框架的上面板向外延伸，并固定到下轨道布局的轨道上，例如在其下侧，从而将升降平台的位置固定在与网格轨道布局成适当的正方形关系的位置上，并固定在发射点的正方形区域内的适当居中位置上。

升降机构通过与计算机系统的有线或无线连接与计算机控制系统通信。当沿着下轨道布局行进的机器人存储/取回车辆到达机器人存储/取回车辆将要行进通过的上轴下方的目标发射点，并且使用上述位置标记和协作扫描器与上轴精确对准时，负责与计算机控制系统通信的机器人存储/取回车辆的无线收发器向所述系统发送机器人存储/取回车辆已确认到达目标发射点的信号。响应于此，计算机控制系统向升降机构发送激活信号，响应于此，其致动器80在延伸方向上被激活，以将升降平台80升降至与机器人存储/取回车辆的框架或底盘的下侧接触，刚好在下轨道布局的轨道上方。随着机器人存储/取回车辆的重量现在由升降机构承担，而不是由机器人存储/取回车辆的输送轮在下轨道布局的轨道上行进来承担，机器人存储/取回车辆的输送轮在内侧方向被向内拉动，以将机器人存储/取回车辆的占地面积减小到能够进入轴的减小的尺寸，使得小齿轮能够与位于上轴角部处的竖直框架构件上的齿条齿接合，从而能够使存储/取回车辆从其中攀爬。在图10至图15中，仅示出了两个所示竖直框架构件之一的底部段32的一组下齿条齿90，但是应当理解，这种齿条齿设置在上轴的四个竖直框架构件的所有八个面向内的侧面上，并且横跨轴的基本上整个高度以接近上轨道布局。

在车轮缩回之后或缩回期间，执行升降机构致动器的进一步延伸，以将机器人存储/取回车辆升降到升起位置，在所述升起位置，机器人存储/取回车辆的小齿轮的齿与网格结构的竖直框架构件上的最低齿条齿接合或紧邻，在所述点处，机器人存储/取回车辆的小齿轮的激活启动机器人存储/取回车辆通过网格结构的上轴向上攀爬。升降机构由主电源供电，因此降低了存储/取回车辆的车辆承载电源在从下轨道布局向上轨道布局行进时消耗的总能量负载，因为存储/取回车辆的车辆承载电源不用于将机器人升降到与齿条齿接合的位置。

为了在升降过程中保持机器人存储/取回车辆与上轴对准，升降平台和车辆底盘的下侧可以具有以相互匹配的模式布置的可匹配的凸形和凹形特征，以便当车辆正确地位于轨道的发射点的中心时，自动地相互对准，由此升降平台的升降使其上的凸形/凹形特征与车辆底盘下侧的匹配的凹形/凸形特征匹配。

配合的特征防止车辆底盘在其升高时在升降平台上到处滑动。在一个实施例中，四个阳螺纹接头从升降平台的顶侧靠近其外角处向上突出，以与车辆底盘下侧的四个配合凹槽配合。

图20示出了机器人存储/取回车辆14和存储单元92中的一个，存储单元92可容纳在机器人存储/取回车辆上，从而在三维网格结构和工作站内运输。在图示的实施例中，较小的单个物品可以插入和移出的存储单元是开口托盘，尽管如上文其他地方所述，可替代地可以使用可打开/可关闭的盒子、箱柜或托箱。在其他实施例中，存储单元可以是单个物品的包装，而不是用于在其中存储多个物品的集装箱。在网格尺寸和工作站规模较大的其他实施例中，存储单元可以是货盘，在货盘上接收一个或多个物品，无论是一个相对较大的单个物品还是多个物品。在多个货盘化物品的示例中，物品可以分布在放置或堆叠在货盘上的多个集装箱(例如，盒子、托盘、箱柜或托箱)中，每个这样的集装箱中存储一个或多个物品。

如申请人的前述在先PCT申请中所公开的，机器人存储/取回车辆14具有上支撑平台94，存储单元92可容纳在所述上支撑平台94上以由机器人存储/取回车辆14承载，并且所述上支撑平台94可具有由固定的外甲板表面98围绕的可旋转转台96。如申请人的前述在先PCT申请中所公开的，转台可以再次具有可延伸/可缩回的臂(未示出)，所述臂与转台的可旋转功能一起允许在机器人存储/取回车辆的所有四个侧面将存储单元拉至支撑平台上，并将存储单元推离支撑平台，使得每个车辆可以存取三维网格结构中任何轴的任何侧面上的存储单元。在当前示出的实施例中，为了说明简单，转台和甲板表面以简化形式示出，而没有细节。

转台和周围的甲板表面共同限定了方形着陆区域，当存储单元被装载在机器人存储/取回车辆14上时，存储单元位于所述区域的顶部。所述着陆区域在尺寸和形状上与三维网格结构中的每个存储单元的下侧相等或相似，如图21所示，其中存储单元的就座位置占据整个着陆区域。为了确保存储单元被完全接收并正确对准机器人存储/取回车辆的着陆区域，上支撑平台94具有一组负载状态感测器100，所述组负载状态感测器100位于其外周边附近，沿着所述周边处于间隔开的位置。在图示的示例中，载荷感测器是凹入着陆区域的上表面的光学感测器，并且以四个的数量提供，每个定位在着陆区域的四个外角中相应的一个附近。作为装载例程的一部分，使用可伸展/可缩回臂的缩回将存储单元从三维网格中的存储位置拉到机器人存储/取回车辆上，然后车辆上的本地处理器检查四个负载状态感测器的状态，以检测感测器上方存储单元下侧的存在。因此，来自所有四个负载状态感测器的正检测信号确认存储单元存在于着陆区域的所有四个角处，从而确认存储单元完全被接收在着陆区域上并且与其正确成直角对准。

一个实施例使用反射光学感测器进行负载状态检测，其中当存储单元存在于感测器上方时，由感测器的光束发射器发射的光能从存储单元的下侧反射回到感测器的光学接收器，因此成功地确定所述存在。飞行时间计算(即，光学脉冲的发射与反射光脉冲的检测之间的时间差)可以用于区分落在机器人存储/取回车辆的着陆区域上的存储箱的下侧的反射与进一步远离的另一表面的反射。应当理解，可以使用除光学感测器之外的感测器类型，例如包括通过与存储单元的下侧接触而机械致动的限位开关，或者通过在存储单元的下侧发射可检测磁场的协作磁性元件的存在而致动的磁性感测器。然而，光学感测器可以是优选的，以避免移动部件或需要存储单元的磁集成或其他专门配置。

如上所述，用于在订单履行中心存储库存物品的三维网格结构也可以用于在同一库存存储网格结构内缓冲全部或部分完成的订单。图22示出了可以补充图2所示类型的库存存储网格单独的三维分类/缓冲网格。例如，货盘进入的供应库存可以被去货盘并被引入到图2的库存存储网格中，然后从所述库存存储网格按订单提货并将其包装到装运集装箱中，然后将其引入图22的分类/缓冲网格结构200中。分类/缓冲网格结构200的特征在于与库存存储网格相同的三维框架，因此具有匹配的上轨道布局和下轨道布局，以及其间的竖直框架构件阵列，用于在两个轨道布局之间界定存储列和竖直轴，以使得机器人存储/取回车辆队列能够水平地穿过每个轨道布局，并且竖直地横穿两个轨道布局之间的轴，以在其间搁置的存储位置存取。然而，分类/缓冲网格200中的存储位置包含先前打包的包含从库存存储网格中挑选的订单的装运集装箱。机器人队列再次经由中央计算机控制系统(例如由库存存储网格共享的相同的计算机控制系统)无线地控制。

在图22所示的示例中，分类/缓冲网格200的上轨道布局由多个与其协同操作安装的输入站202提供服务，目的是将进入的装运集装箱204装载到上轨道布局上的机器人存储/取回车辆上。每个输入站可以包括输送机206，一系列进入的装运集装箱可以在输送机206上排队以用于引入到分类/缓冲网格200中，其中每个输送机的出口端在其外周处以等于或稍微超过机器人存储/取回车辆14的高度的升高的距离升高到分类/缓冲网格200的上轨道布局上方。这样，当在上轨道布局上行进时，每个入口输送机206的出口位于机器人存储/取回车辆的着陆区域所占据的上水平参考平面处或上方。因此，入口输送机可以将进入的装运集装箱滑动或降落到位于提货点的机器人存储/取回车辆之一的着陆区域上，所述提货点与入口输送机的出口端在上轨道布局的外周对准。

可以在上轨道布局的任何一个或多个周边侧设置一个或多个输入站，尽管如图所示，输入站可以都位于上轨道布局的共用侧，所述公共侧最靠近包装好的装运集装箱从其到达的现场库存储存格网，或者最靠近一个或多个中间包装站，在所述中间包装站，在库存储存格网格工作站处合并的订单物品在被转发到分类/缓冲格网200之前随后被包装。然而，应当理解，这两个网格不需要位于共享设施中。

分类/缓冲网格200的下轨道布局由多个与其协同操作安装的输出站208提供服务，用于从下轨道布局上的机器人存储/取回车辆卸载输出装运集装箱210。每个输出站可以包括输送机212，一系列输出的装运集装箱可以在输送机212上排列以用于转移到设施的进一步下游位置，例如当装运集装箱可用时装运集装箱将装载到装运车辆上的最终包装区域或装载台。每个输出输送机212的入口端位于或略低于下水平面，当机器人存储/取回车辆在下轨道布局上行进时，机器人存储/取回车辆的着陆区域位于所述下水平面中。这样，在位于下轨道布局的外周的与输送机入口端对准的落点处的机器人存储/取回车辆可以将装运集装箱从所述机器人存储/取回车辆滑动或落在输出输送机的入口端上。可以在上轨道布局的任何一个或多个周边侧提供一个或多个输出站。图示的示例的特征在于在下轨道布局的至少两个相对侧上的输出站，例如分别供给一对可选地位于分类/缓冲网格200的相对侧上的装载隔间或包装区域。

每个存入的装运集装箱可以由计算机控制系统分配给所述提货任务的机器人存储/取回车辆从一个输入站提货，然后经由可从其进入所述存储位置的相应轴被运送到分类/缓冲网格200中的可用(即当前未被占用)存储位置，并留在所述存储位置以供以后取回。替代地，考虑到在装载台或包装区域对装运集装箱的紧急需求或可用性，计算机控制系统可以命令机器人存储/取回车辆将装运集装箱直接递送到输出站之一，而不是命令指定的机器人存储/取回车辆去存储进入的装运集装箱。

在为所提货的装运集装箱在这些存储和直接输出选项之间进行选择时，计算机控制系统可以参考与所述装运集装箱相关联的订单相对于其组成装运集装箱已经被输入分类/缓冲网格200的其他订单的订单优先级排序。附加地或可替代地，如果所提货的装运集装箱仅仅是较大总订单的一部分，那么是否存储装运集装箱或将其直接递送到输出站的确定至少部分地基于满足较大总订单剩余部分的其他装运集装箱是否也存在于或即将预期出现在分类/缓冲网格200处。如果整个订单存在或即将存在，并且没有任何其他优先级更高的订单，则当前提货的集装箱可以被直接送到计算机控制系统分配订单的适当输出站。如果已经存在于分类/缓冲网格200中，则从分类/缓冲网格200中的相应存储位置取回相同顺序的其他组成集装箱，并将其递送到相同的指定输出站，或者如果所述其他组成集装箱当前在输入站处或者在输入站处是迫切期望的，则被指定用于即将提货和直接递送到所述输出站。

用于组合两个三维网格有意应用的一个特定示例是基于过道或类似的基于位置的成套操作，例如，根据指定特定商品的特定的过道部分或零售商商店布局的其他可识别的子区域，从库存存储网格中分组挑选指定给零售商的不同零售商品。不同的组被包装到不同的装运集装箱中，然后当每个这样挑选的物品组被挑选和包装时，被单独馈送到分类/缓冲网格中用于临时存储(即缓冲)。在不同的时间离开库存储存网格、其连接的工作站或位于发明人储存网格更下游的后续包装站，装运集装箱在交错的时间点到达分类/缓冲网格，一个或多个最初接收的装运集装箱可能比随后接收的所述装运集装箱的剩余部分更早到达，因此至少直到剩余的装运集装箱被分类/缓冲网格接收或即将接近分类/缓冲网格时，较早接收的包装被临时储存(即缓冲)在分类/缓冲网格中。此时，从分类/缓冲网格200中的它们各自的存储位置取回先前缓冲的初始接收的装运集装箱，并且通过机器人存储/取回车辆中的一个或多个将先前缓冲的初始接收的装运集装箱递送到共用输出站，用于合并(例如，货盘化)到准备装运到零售商的已完成订单中。

然而，这仅仅是分类/缓冲网格200的有用性的一个非限制性示例，其使用并不具体限于与库存存储解决方案一起使用，库存存储解决方案具体使用本发明和申请人的前述在先PCT申请中采用的三维网格结构。此外，零售商基于过道的套装只是一个示例，同样具有基于过道的或具有不同可识别子区域的类似规划的组织布局的非零售客户也可以从套装交付中受益。这可能包括制造商对进入的原材料的有组织存储或来自外部供应商的预制组件的有组织存储，其中配套的运输集装箱用于此类现场制造商存储，原材料或预制组件由此分配到一个或多个工厂的制造站。当制造站本身是不同的可识别的子区域时，也可以使用成套方法，成套材料或部件根据这些站的供应需求被指定用于这些子区域，无论这些站是一条生产线中的不同阶段，还是两条不同生产线的全部或部分装配站。

在另一示例中，这样的制造设施可以在现场具有图2所示的库存存储网格，用于配套具有或不具有下游分类/缓冲网格200的原材料和/或部件，以在同一设施处将配套填充的存储单元馈送到制造站。

由于如上所述，可以对本发明进行各种修改，并且可以对本发明进行许多明显不同的实施例，因此包含在所附说明书中的所有内容都应被解释为仅仅是说明性的，而不是限制性的。

Claims (11)

1.一种存储系统，其包括：

网格三维结构，包括：

在所述网格三维结构的最下层中，网格下轨道布局，其占据二维区域，并且一个或多个存储/取回车辆能够在所述二维区域上在两个方向上输送；和

多个存储列，位于网格下轨道布局上方，在所述网格下轨道布局的二维区域上间隔分布，每个列包括多个存储位置，这些存储位置一个接一个地布置，并且其尺寸适于在其中放置和存储存储单元；和

多个竖直轴，其存在于所述网格下轨道布局的所述二维区域上方以间隔分布存在于所述网格下轨道布局上方，每个存储列与相应的一个竖直轴相邻，通过该竖直轴所述一个或多个存储/取回车辆可进入所述存储列的存储位置，以将所述存储单元放置到所述存储列的所述存储位置或从所述存储位置移除所述存储单元；以及

至少一个工作站，其位于所述网格三维结构旁边并且位于所述网格下轨道布局的所述二维区域之外，所述存储列和所述竖直轴分布在所述网格下轨道布局二维区域之上，所述工作站通过其延伸轨道连接到所述网格下轨道布局，所述一个或多个存储/取回车辆通过所述延伸轨道在所述工作站和所述网格下轨道布局之间输送，由此，所述存储单元在所述存储位置和所述工作站之间的输送能够完全由所述一个或多个存储/取回车辆执行；

其中，所述延伸轨道在所述网格三维结构的最下层中的所述网格下轨道布局中被连接到所述网格三维结构上，所述延伸轨道穿过所述工作站，并且在其中包括多个离散点，每个所述离散点的尺寸使其分别可被所述存储/取回车辆中的一个单独占用；所述工作站包括位于延伸轨道上方的工作台面；所述多个离散点包括存取点，存取开口在所述存取点顶部穿透所述工作台面，当停放在所述存取点处时，所述存储/取回车辆之一的被承载的存储单元可通过所述存取开口存取；以及至少一个完全被所述工作台面覆盖的附加点。

2.如权利要求1所述的存储系统，所述延伸轨道是所述工作站内唯一可乘坐的轨道，并且仅在其最下层的网格下轨道布局处与网格三维结构相连。

3.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述延伸轨道在所述延伸轨道的两个相对端处连接到所述网格三维结构的所述网格下轨道布局，由此每个存储/取回车辆能够在从所述延伸轨道的一端处的所述网格三维结构出现的方向上穿过所述延伸轨道并且在所述延伸轨道的另一端再进入所述网格三维结构，并且，所述存储系统还包括至少一个被配置为能够发射信号的处理器，指示其中一辆存储/取回车辆在所述延伸轨道的第一端进入工作站，之后，通过所述离散点朝着延伸轨道的第二端顺序前进，在通过所述离散点的所述顺序前进期间，所述存储/取回车辆能够临时停在所述存取点处，然后离开工作站并在延伸轨道的第二端重新进入网格三维结构中。

4.如权利要求1所述的存储系统，其中所述延伸轨道在其连接到网格下轨道布局的内侧以外的所有侧面上完全封闭。

5.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述延伸轨道从位于或邻近所述延伸轨道的一端的入口穿过所述工作站到达位于或邻近所述延伸轨道的相对端的出口；所述存储系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为生成信号，指示所述存储/取回车辆之一在所述入口进入所述工作站，此后通过所述离散点向出口顺序前进，在通过所述离散点的所述顺序前进期间，所述存储/取回车辆能够临时停放在所述存取点处，然后退出所述工作站，并在所述出口处重新进入所述网格三维结构中。

6.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述至少一个工作站包括多个工作站，每个工作站通过相应的延伸轨道连接到所述网格下轨道布局。

7.如权利要求1所述的存储系统，包括至少一个处理器，所述处理器被配置为组织一组存储单元从所述网格三维结构到所述工作站的顺序递送，包括:

(a)产生信号以指示多个存储/取回车辆从相应的存储位置取回存储单元；以及

(b)从多个存储/取回车辆中，识别出比第二存储/取回车辆具有更高排序优先级的第一存储/取回车辆；

(c)命令所述第一存储/取回车辆前进并停在延伸轨道上的所述存取点；

(d)命令所述第二存储/取回车辆前进并暂时停在位于所述存取点附近的离散点之一附近；

(e)在所述第一存储/取回车辆离开所述存取点时，命令所述第二存储/取回车辆前进并停在所述存取点处。

8.一种存储系统，其包括：

多个存储/取回车辆；

一个网格三维结构，包括：

网格下轨道布局，其占据二维区域，并且所述存储/取回车辆可在所述二维区域上在两个方向上输送；

多个存储列，所述多个存储列存在于在所述网格下轨道布局之上或之下，在所述网格下轨道布局的所述二维区域中间隔分布，每列包括多个存储位置，所述多个存储位置被布置成一个在另一个之上并且其尺寸适于在其中放置和存储存储单元；以及它

多个竖直轴，所述多个竖直轴在所述轨道布局的所述二维区域内以间隔分布存在于所述网格下轨道布局之上或之下，每个存储列与竖直轴中的一个相邻，通过该竖直轴所述存储/取回车辆进入所述存储列的存储位置以将所述存储单元放置到所述存储列的所述存储位置或从所述存储列的所述存储位置移除所述存储单元；以及

至少一个工作站，所述至少一个工作站存在于所述轨道布局的所述二维区域之外，所述存储列和所述竖直轴分布在所述网格下轨道布局的二维区域内；

其中：

在所述至少一个工作站和所述网格三维结构中的所述存储位置之间的所述存储单元的输送仅由所述存储/取回车辆执行；

所述工作站通过其延伸轨道连接到所述网格下轨道布局，通过所述延伸轨道，所述存储/取回车辆可在所述工作站和所述网格下轨道布局之间输送；

所述延伸轨道包括位于工作站内的多个离散点，每个离散点的尺寸使其分别可被所述存储/取回车辆中的一个单独占用，并且包括存取点和一个或多个附加点；

所述工作站，至少在除所述延伸轨道连接到网格下轨道布局的工作站的内侧之外的所有侧面上，在所述一个或多个附加点的每一个处完全封闭；

所述工作站在所述存取点处具有存取开口，所述存取开口穿透到所述工作站中，以使得当停放在所述存取点时能够存取到所述存储/取回车辆之一的被承载的存储单元；

以及

该存储系统还包括至少一个处理器，所述处理器被配置为组织从网格三维结构到工作站的存取点顺序传送一组存储单元，包括：

(a)产生信号以指示多个存储/取回车辆从相应的存储位置取回存储单元；

(b)从多个存储/取回车辆中，识别出比第二存储/取回车辆具有更高排序优先级的第一存储/取回车辆；

(c)命令所述第一存储/取回车辆前进并停在延伸轨道上的所述存取点；

(d)命令所述第二存储/取回车辆前进并停在位于所述存取点附近的离散点之一的附近；

(e)在所述第一存储/取回车辆离开所述存取点时，命令所述第二存储/取回车辆前进并停在所述存取点处。

9.一种存储系统，其包括：

多个存储/取回车辆；

一个三维结构，所述三维结构包括存储位置的三维阵列，所述三维阵列的尺寸适于在其中放置和存储存储单元，所述存储/取回车辆被配置为在所述三维结构内导航，将所述存储单元放置到存储位置以及从所述存储位置取回所述存储单元；以及

至少一个工作站，从所述存储位置到所述至少一个工作站所取回存储单元可由所述存储/取回车辆输送；

其中，每个工作站包括外壳，所述存储/取回车辆可通过所述外壳在包括多个离散点的轨道上传送，所述离散点位于所述外壳内，并且每个所述离散点的尺寸均被确定为分别由所述存储/取回车辆中的一个单独占用，所述多个离散点，包括存取点和一个或多个附加点，其中只有所述存取点在所述外壳中装备有存取开口，当所述存储/取回车辆停放在所述存取点时，在所述存储/取回车辆中的一个被承载单元通过所述存取开口是可存取的，而所述一个或多个附加点都是完全封闭的，至少在工作站的除所述轨道连接到三维结构的内侧之外的所有侧面是完全封闭的；并且

其中，该存储系统还包括至少一个处理器，所述处理器被配置为组织从三维结构到工作站的存取点顺序传送一组存储单元，包括：

(a)产生信号以指示多个存储/取回车辆从相应的存储位置取回存储单元；

(b)从多个存储/取回车辆中，识别出比第二存储/取回车辆具有更高排序优先级的第一存储/取回车辆；

(c)命令所述第一存储/取回车辆前进并停在所述存取点；

(d)命令所述第二存储/取回车辆前进并停在位于所述存取点附近的离散点之一的附近；

(e)在所述第一存储/取回车辆离开所述存取点时，命令所述第二存储/取回车辆前进并停在所述存取点处。

10.如权利要求9所述的存储系统，其中，所述一个或多个附加点包括入口点和出口点，所述存取点位于入口点和出口点之间，以及所述至少一个处理器被配置成：

在指挥第一存储/取回车辆和第二存储/取回车辆的每一个期间内：

在入口点命令其进入工作站；

此后命令通过所述离散点向出口点顺序前进；

在所述顺序前进期间，命令在所述存取点临时停车；以及

此后命令从工作站退出，并通过所述出口点重新进入三维结构中。

11.如权利要求9所述的存储系统，其中所述存取开口位于存取点的上方，并且所述工作站包括完全覆盖所述一个或多个附加点但被存取开口穿透的工作台面。

Images