CN110072785B - 存储系统运载器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于拾取存储箱(5)的远程操作的运载器(4)，该运载器包括：第一运载器滚动组件，包括布置在运载器框架(12)的相对侧处的第一滚动组(10)和第二滚动组(11)，从而允许运载器(4)沿着第一方向(X)移动；以及第二运载器滚动组件，包括布置在运载器框架(12)的相对侧处的第一滚动组(13)和第二滚动组(14)，从而允许运载器(4)沿着第二方向(Y)移动；以及滚动组位移组件(15)，布置为使第一运载器滚动组件沿竖直方向(Z)移动，其中，所述滚动组(10，11，13，14)中的每一个至少包括由车轮连接元件(17a、17b)刚性互连的第一车轮(16a)和第二车轮(16b)，并且其中，第一运载器滚动组件和第二运载器滚动组件的第一滚动组(10)的车轮连接元件(17a)枢转连接至运载器框架(12)，使得所述第一滚动组中的每一个可以在竖直平面中倾斜。

Description

存储系统运载器

技术领域

本发明涉及用于从存储系统拾取存储箱的远程操作的运载器或机器人、以及包括此类运载器的存储系统。

背景技术

已知的是用于从存储系统拾取存储箱的远程操作的运载器。在WO 98/49075中提出了相关现有技术的存储系统的详细说明，并且在挪威专利NO317366中公开了适用于此类存储系统的现有技术的运载器的详情。此类现有技术的存储系统包括含有存储箱的三维存储格栅，这些存储箱彼此上下堆叠高达某个高度。

在图1和图2中示出了现有技术的存储系统1的实例。箱存储格栅是由形成多个存储堆的竖直的铝合金梁/型材2构成。竖直的铝合金梁/型材由顶轨道3相互连接，多个远程操作的运载器4或机器人在顶轨道上被布置为横向移动。每个运载器配备有：升降机9，用于拾取、承载和放置存储在存储格栅中的箱；以及可充电电池，以便将电力供应至整合有电机的运载器。每个运载器一般经由无线链路与控制系统通信并且必要时在充电站充电。

运载器或机器人4被构造成在顶轨道3上沿X和Y方向(参见笛卡尔坐标系100)移动，并且从箱存储格栅6内的存储堆接收存储箱5。现有技术的存储系统1还可以包括专用的箱升降装置7，后者被布置为从运载器4在存储系统1的顶层处接收存储箱5并且将存储箱5沿竖直方向向下运送至卸货站或端口8。

存储系统所放置的地板的局部高度差将通过铝合金梁/型材2平移至专用支撑轨道3。即使通过仔细地调整铝合金梁/型材的水平，通常也存在稍微的高度差。由于稍微的高度差，导致围绕存储堆的至少一些支撑轨道正方形将包括与其他具有稍微不同高度的支撑轨道交叉点。

本申请人近来开发了有利的运载器/机器人，其中，每一个车轮由每个车轮的电动机独立驱动。在WO 2016/120075 A1中公开了此类运载器。因为独立的车轮驱动，因此由于以上讨论的稍微的高度差造成的牵引力损失可能导致暂时的车轮空转。此类车轮空转受到电子防空转系统的控制。然而，鉴于例如车轮部件的耐用性，广泛的车轮空转和防空转系统的使用不是最佳的。

本发明提供了可保持独立驱动车轮的许多优势的运载器，同时避免过多的车轮空转(spin，自旋)和电子防空转(anti-spin，防自旋)系统的使用。

发明内容

本发明受到所附权利要求的限定，并且在下文中：

在第一方面中，本发明提供了用于从下方的存储系统拾取存储箱的远程操作的运载器，包括

运载器升降装置，用于从下方的存储系统升起存储箱，

第一运载器滚动组件，包括布置在运载器框架的相对侧处的第一滚动组和第二滚动组，允许运载器在使用期间在下面的存储系统上沿着第一方向移动，

第二运载器滚动组件，包括布置在运载器框架的相对侧处的第一滚动组和第二滚动组，允许运载器在使用期间在下面的存储系统上沿着第二方向移动，第二方向垂直于第一方向，以及

滚动组位移组件，布置为使第一运载器滚动组件沿竖直方向在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，第一运载器滚动组件允许运载器沿着第一方向移动，并且在第二位置中，第二运载器滚动组件允许运载器沿着第二方向移动，

其中，所述滚动组中的每一个至少包括由车轮连接元件刚性互连的第一车轮和第二车轮，并且

其中，第一运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件和第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件枢转连接至运载器框架，使得所述第一滚动组中的每一个可以在竖直平面中倾斜。

换言之，通过使第一滚动组的车轮连接元件枢转连接，所述车轮连接元件中的每一个，并且因此对应的第一滚动组及其相应的第一和第二车轮可以在竖直平面中相对于运载器框架倾斜/枢转。

当枢转连接的车轮连接元件在竖直平面中倾斜时，如上所述，车轮连接元件的第一和第二车轮将沿相对的竖直方向移动，即，车轮连接元件枢转连接为使得所述第一滚动组中的每一个的车轮连接元件的第一和第二车轮可以在竖直平面中倾斜，并且可以沿与竖直方向相对的方向上移动。车轮连接元件优选地在与相应的第一和第二车轮等距离布置的枢轴点处枢转连接。

在运载器的一个实施方式中，第一运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件经由滚动组位移组件枢转连接至运载器框架。优选地，第一运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件枢转连接至滚动组位移组件。

在运载器的一个实施方式中，第一运载器滚动组件的第二滚动组的车轮连接元件刚性连接至滚动组位移组件。

在运载器的一个实施方式中，第二运载器滚动组件的第二滚动组的车轮连接元件刚性连接至运载器框架。

通过刚性连接，第二滚动组的车轮连接元件不能够在竖直平面中倾斜/枢转。

在运载器的一个实施方式中，第一运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件可以在平行于第一方向的竖直平面中倾斜。

在运载器的一个实施方式中，第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件可以在平行于第二方向的竖直平面中倾斜。

在运载器的一个实施方式中，第一运载器滚动组件的第一滚动组和第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件的倾斜受到倾斜限制组件的限制。当第一或第二滚动组件用于驱动运载器时，倾斜优选地被限制为使得第一或第二运载器滚动组件的车轮的最下方的接触表面始终保持在运动工具框架的最下部的水平以下。

在运载器的一个实施方式中，倾斜限制组件被布置为防止驱动运载器的第一滚动组的车轮的最下方的接触表面在运载器框架的最下部的水平以上倾斜。

在运载器的一个实施方式中，倾斜限制组件包括第一和第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件中的每一个上的第一限制元件、以及滚动组位移组件和运载器框架中的每一个上的配合的第二限制元件。当第一或第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件处于最大倾斜时，第一和第二限制元件具有互相作用的配合的限制表面。

在运载器的一个实施方式中，第一限制元件是孔并且第二限制元件是布置在孔中的旋钮，该孔具有的周缘(即，限制表面)大于旋钮的周缘(即，配合的限制表面)，使得该旋钮可以相对于孔移动给定距离。该移动受到孔的周缘的限制。该孔还可以根据它的形状被称为凹槽或通孔。

在运载器的一个实施方式中，第一运载器滚动组件和第二运载器滚动组件的第一滚动组的车轮连接元件分别在第一枢轴点和第二枢轴点处枢转连接，第一和第二枢轴点与相应的滚动组的第一和第二车轮的中心轴线是等距离的。

在运载器的一个实施方式中，每个车轮由电机独立驱动，优选地，每个车轮由分离的电动机驱动。

在第二方面中，本发明提供了包括根据本发明的第一方面的运载器的存储系统，该存储系统包括箱存储结构，该箱存储结构具有用于容纳竖直层叠的存储箱的多个存储堆以及顶轨道的水平格栅，在该轨道之上运载器可以在存储堆以上沿两个垂直方向移动。

在本申请中，术语“车轮连接元件”旨在包含能够保证特定的滚动组的第一和第二车轮保持在相对于彼此的固定位置中的任何类型的元件、零件或组件。在一些实施方式中，车轮连接元件例如可以是框架、滚动组位移组件等的主要部分。进一步地，特定的运载器的第一和第二滚动组的车轮连接元件可以是相似的或不同的。

附图说明

参考以下附图详细描述了本发明：

图1是适用于根据本发明的运载器的现有技术的存储系统的立体图。

图2是示出了格栅构造的细节的现有技术的存储系统的立体图。

图3是根据本发明的运载器的立体图。

图4至图6是图3中的运载器的侧视图。

图7是图5的对应于图6中的A-A位置的放大图，更详细地示出了可枢转的滚动组。

图8是可枢转的滚动组的侧视图。

图9是枢转限制组件的对应于图8中的B位置的侧视放大图。

图10是枢转限制组件的对应于图8中的C-C位置的截面图。

图11是图3中的运载器的顶视图。

图12至图14示出了以每个车轮的电机组件为特征的滚动组的详情。

具体实施方式

用于描述本发明的运载器的全部相对术语，诸如向上、向下、横向的、竖直的、X方向、Y方向、Z方向等，应使用上述现有技术的存储系统(图1)被解释为参考系统。为了清楚起见，X、Y和Z方向以笛卡尔坐标适当示出。

图2示出了与图1中示出的存储系统相似的存储系统1的一部分。然而，在图2的存储系统中，远程操作的运载器是不同的。在图1中，运载器4被布置在箱存储格栅顶上的各种相邻的位置中。在五个位置的四个中，运载器4被直接布置在格栅的存储堆上。运载器4形成的尺寸使得沿着X-Y平面的最大横截面积占用不多于对应的(下面的)存储堆的横截面积。因此，可以在格栅的相邻堆以上同时操作两个或更多个运载器4。

图3至图11中示出了根据本发明的远程操作的运载器的实施方式。运载器4用于从下面的存储系统1(或存储格栅6)拾取存储箱5。在图1中示出了用于升起和降低存储箱的运载器升降装置9的一部分。运载器具有使第一运载器滚动组件(10，11)布置为允许运载器沿着第一方向X，即沿着在方向X上延伸的轨道3运动，并且使第二运载器滚动组件(13，14)布置为允许运载器沿方向Y运动的特征。第一运载器滚动组件和第二滚动组件中的每一个包括布置在运载器框架12(或运载器本体)的相对侧处的第一滚动组10、13和第二滚动组11、14。每个滚动组(10，11，13，14)包括由车轮连接元件17a、17b刚性互连的第一车轮16a和第二车轮16b。参见图12，车轮连接元件由盖板22局部覆盖。

第一运载器滚动组件的第一滚动组10的车轮连接元件17a枢转连接至滚动组位移组件15，同时第二运载器滚动组件的第一滚动组13枢转连接至运载器框架12。通过使车轮连接元件枢转连接，所述第一滚动组中的每一个可以在竖直平面中倾斜。第一运载器滚动组件的第一滚动组10可以在平行于方向X的竖直平面中倾斜，同时第二运载器滚动组件的第一滚动组13可以在平行于方向Y的竖直平面中倾斜，即，第一和第二运载器滚动组件的第一滚动组可以在相应的垂直的竖直平面中倾斜。

在图3至图11的实施方式中，第一滚动组10、13的枢转连接包括轴28、滑动轴承29和倾斜限制组件19、20。第一运载器滚动组件的第一滚动组10的倾斜限制组件在附图中是不可见的，因为它被布置在运载器本体的拐角轮廓30的后面。参考图4和图5，轴的中心线被布置在对应的枢轴点18a或18b处。第一滚动组的倾斜(或者枢转移动)(由于车轮连接元件17a的倾斜的结果)受到包括旋钮20(即，第二限制元件)以及用于容纳旋钮的圆孔19(即，第一限制元件)的倾斜限制组件19、20的限制。在用于第一运载器滚动组件的第一滚动组10的倾斜限制组件中，旋钮20被固定至滚动组位移组件15，同时在第二运载器滚动组件的第一滚动组13中，旋钮被固定至运载器框架12。圆孔19具有的周缘大于旋钮20的配合的周缘，使得旋钮的运动受到孔的周缘的限制。旋钮和孔的配合的周缘被布置为防止连接元件倾斜太远，即，保证车轮的最下方的接触表面21在使用中始终保持在运载器框架的最下部以下。图8中示出了合适的最大倾斜的非限制性实例，其中，第二运载器滚动组件的第一滚动组13的车轮能够从中间水平(即，对应的刚性连接至第二滚动组14的车轮的水平)倾斜约0.68mm，即，每个车轮可以相对于运载器框架移动约1.4mm。

滚动组位移组件15被布置为使第一运载器滚动组件在第一位置与第二位置之间沿竖直方向Z移动，在第一位置中，第一运载器滚动组件允许运载器4在使用期间沿着第一方向X移动，并且在第二位置中，第二运载器滚动组件允许运载器4沿着第二方向Y移动。换言之，在第一位置中，第一运载器滚动组件10、11的车轮16a、16b被布置在第二滚动组件的车轮以下的水平处，使得第一滚动组件的车轮(即，参考图7，最下方的接触表面21)与沿第一方向X延伸的顶轨道3接触。在第二位置中，第一运载器滚动组件10、11的车轮16a、16b被布置在第二滚动组件的车轮以上的水平处，使得第二滚动组件的车轮与沿第二方向Y延伸的顶轨道3接触。

为了防止可倾斜的/枢转的第一滚动组导致整个运载器永久倾斜，第一运载器滚动组件和第二运载器滚动组件的第二滚动组11、14的车轮连接元件17b分别刚性连接至滚动组位移组件和运载器框架。即，第一运载器滚动组件和第二运载器滚动组件的第二滚动组的车轮连接元件17b不能够倾斜/枢转。在这个特定的实施方式中，第二滚动组的车轮连接元件与第一滚动组的车轮连接元件相似。然而，因为第二滚动组的车轮连接元件不需要枢转连接，因此所述车轮连接元件还可以组成例如运载器框架或滚动组位移组件的完整的或刚性连接的一部分。

在这个具体实施方式中，第二滚动组11、14的车轮连接元件17b由与用于第一滚动组10、13的能倾斜的车轮连接元件17a的倾斜限制组件相似的刚性组件刚性连接。然而，在刚性组件中，旋钮的配合的周缘和对应的圆孔具有的尺寸使得旋钮相对于孔不可移动，即，周缘允许旋钮插入孔中，但是相对于该孔不移动。

使第一滚动组10、13能倾斜的效果在于即使当一些铝合金梁/型材2具有如在背景部分中所讨论的高度差时第一或第二运载器滚动组件的所有车轮也与顶轨道接触。

进一步地，应注意，基于本说明书，技术人员将容易认识到第一滚动组和第二滚动组可以以对技术人员显而易见的多种方式分别枢转或刚性连接。

在图3至图11中示出的运载器4中，第一和第二运载器滚动组件的车轮16a、16b全部由电动机独立驱动。优选地，如图12至图14所示，每个车轮由分离的专用电机驱动。

在图12中以透视侧视图示出了第一运载器滚动组件的一侧，即，第一滚动组10。在本发明的这个具体实施方式中，滚动组10包括位于靠近运载器的沿着X方向的转角的具有外轮缘/边缘23的两个车轮16a、16b。盖板22被布置在两个车轮16a、16b之间。

在图13的A和B中分别提供了示出车轮16a中的一个的外侧和内侧的更多详情。运载器的其余车轮具有相同的技术特征。在图13的B中，光学旋转正交编码器类型的旋转编码器25已被布置在外轮缘23的内径表面内。可以使用其他类型的编码器，诸如，磁性编码器、线性编码器、基于电压的模拟编码器等。在图13的B中示出为一组永磁体24的转子24被布置在由旋转编码器25建立的周缘内部，即，更靠近车轮16a的旋转轴线。

在图14的A中看到以围绕磁轭26b缠绕的电气绕组26a的形式的对应的定子26。然而，技术人员将理解，定子26和转子24分别可以利用定子磁体和转子磁轭/绕组构造。

图14的B和C还示出了用于测量加速度27的装置例如通过使用压电传感器与每个车轮16a、16b的定子26信号通信连接的布置。图14的A是沿着X方向看到的第一滚动组件10的一部分的横截面，示出了定子26由外轮缘23围绕。

驱动装置24、26被布置为靠近或在运载器4的车轮16a、16b内的事实有助于释放运载器内的空间，从而允许紧凑设计。

使每个车轮由专用电机独立驱动的性质被认为是非常有利的。然而，使第一滚动组枢转连接的发明特征还有利于运载器，其中，滚动组的车轮由两个或更多个车轮共用的至少一个电机驱动，因为枢转连接保证所有车轮始终与存储系统的顶轨道接触。

运载器4的全部操作通过无线通信装置和遥控单元进行控制。这包括运载器移动的一个或多个控制、运载器升降装置7的控制、运载器位置的测量、运载器速率的测量以及运载器加速度的测量。

在前述描述中，已经参考示例性实施方式描述了根据本发明的运载器4和存储系统的各个方面。为了说明的目的，阐述了系统和构造以便提供对该系统及其工作的详细理解。然而，该描述不旨在以限制性意义进行解释。对所公开的主题所属的本领域中的技术人员显而易见的是，示例性实施方式的各种修改和变化以及系统的其他实施方式被认为在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于从下方的存储系统（1）拾取存储箱（5）的远程操作的运载器（4），所述运载器包括：

运载器升降装置（9），用于从下方的所述存储系统（1）升起所述存储箱（5），

第一运载器滚动组件，包括布置在运载器框架（12）的相对侧处的第一滚动组（10）和第二滚动组（11），允许所述运载器（4）在使用期间在下方的所述存储系统（1）上沿着第一方向（X）移动，以及

第二运载器滚动组件，包括布置在所述运载器框架（12）的相对侧处的第一滚动组（13）和第二滚动组（14），允许所述运载器（4）在使用期间在下方的所述存储系统（1）上沿着第二方向（Y）移动，所述第二方向垂直于所述第一方向（X），和

滚动组位移组件（15），布置为使所述第一运载器滚动组件沿竖直方向（Z）在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一运载器滚动组件允许所述运载器（4）沿着所述第一方向（X）移动，并且在所述第二位置中，所述第二运载器滚动组件允许所述运载器（4）沿着所述第二方向（Y）移动，

其中，所述第一运载器滚动组件的第一滚动组（10）和第二滚动组（11）和所述第二运载器滚动组件的第一滚动组（13）和第二滚动组（14）这些滚动组（10，11，13，14）中的每个至少包括由车轮连接元件（17a、17b）刚性互连的第一车轮（16a）和第二车轮（16b），并且

其中，所述第一运载器滚动组件的所述第二滚动组的所述车轮连接元件（17b）刚性连接至所述滚动组位移组件，并且所述第二运载器滚动组件的所述第二滚动组的所述车轮连接元件（17b）刚性连接至所述运载器框架，并且

其中，所述第一运载器滚动组件的所述第一滚动组（10）的所述车轮连接元件（17a）经由所述滚动组位移组件（15）而枢转连接至所述运载器框架（12），并且所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组（13）的所述车轮连接元件（17a）枢转连接至所述运载器框架（12），使得所述第一运载器滚动组件的所述第一滚动组（10）的所述车轮连接元件能在平行于所述第一方向（X）的竖直平面中倾斜，且所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组（13）的所述车轮连接元件能在平行于所述第二方向（Y）的竖直平面中倾斜。

2.根据权利要求1所述的运载器，其中，所述第一运载器滚动组件和所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组的所述车轮连接元件的倾斜受到倾斜限制组件（19，20）的限制。

3.根据权利要求2所述的运载器，其中，所述倾斜限制组件（19，20）被布置为保证驱动所述运载器的所述第一滚动组的车轮的最下方的接触表面（21）始终保持在所述运载器框架的最下部以下。

4.根据权利要求2所述的运载器，其中，所述倾斜限制组件包括所述第一运载器滚动组件和所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组的所述车轮连接元件中的每一个上的第一限制元件（19）、以及所述滚动组位移组件和所述运载器框架中的每一个上的与所述第一限制元件（19）配合的第二限制元件（20）。

5.根据权利要求4所述的运载器，其中，所述第一限制元件是孔（19）并且所述第二限制元件是旋钮（20），所述孔具有的周缘大于所述旋钮的周缘，使得所述旋钮能相对于所述孔移动给定距离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的运载器，其中，所述第一运载器滚动组件和所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组的所述车轮连接元件分别在第一枢轴点（18a）和第二枢轴点（18b）处枢转连接，所述第一枢轴点与所述第一运载器滚动组件的所述第一滚动组（10）的所述第一车轮（16a）和所述第二车轮（16b）的中心轴线是等距离的，所述第二枢轴点与所述第二运载器滚动组件的所述第一滚动组（13）的所述第一车轮（16a）和所述第二车轮（16b）的中心轴线是等距离的。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的运载器，其中，每个所述第一车轮（16a）和每个所述第二车轮（16b）由电机独立地驱动。

8.根据权利要求7所述的运载器，其中，每个所述第一车轮（16a）和每个所述第二车轮（16b）由分离的电动机驱动。

9.一种存储系统（1），包括根据前述权利要求中任一项所述的运载器（4），所述存储系统包括箱存储结构，所述箱存储结构具有用于容纳竖直层叠的存储箱（5）的多个存储堆以及顶轨道（3）的水平格栅，在所述顶轨道上所述运载器能在所述存储堆之上在两个垂直方向上移动。

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