CN112041242B - 容器搬运车辆 - Google Patents

Abstract

用于从下方储存系统(1)的三维网格(4)拾取储存容器(6)的容器搬运车辆(9’)包括车身(13)和至少一个升降装置(18’)，其中，升降装置包括：包括升降轴(22、22’)和用于旋转升降轴(22、22’)的至少一个电机(23、76)的升降轴组件(47、47’)；以及将升降轴连接到升降框架的第一对升降带(16a)和第二对升降带(16b)，每个升降带(16a、16b)的第一端和第二端分别连接到升降轴和在升降框架上的相应的升降带连接器(32、32’)；第一对升降带(16a)从升降轴朝向带引导组件(31、53)在基本上水平的方向上延伸，带引导组件布置为将第一对升降带(16a)的方向改变为在竖直方向上延伸；其中，第二对升降带(16b)从升降轴在竖直方向上延伸。

Description

容器搬运车辆

技术领域

本发明涉及一种容器搬运车辆和包括容器搬运车辆的自动储存和取回系统。

背景技术

包括三维储存网格结构的储存系统是众所周知的，其中，储存容器/箱子彼此堆叠在顶部上。

图1公开了典型的现有技术自动储存和取回系统1的框架结构，图2a和图2b公开了这样的系统的已知容器搬运车辆。储存系统在例如NO317366和WO2014/090684A1中详细公开。

框架结构包括多个直立构件/型材2和通过直立构件2支撑的多个水平构件3。构件2、3通常可以由例如挤制铝型材的金属制成。

框架结构限定储存网格4，所述储存网格包括成行布置的多个网格列12。大部分网格列12是储存列5，其中，储存容器6(也称为容器)一个在另一个顶部地堆叠，以形成堆叠件7。每个储存容器6(或简称为容器)通常可容纳多个产品物项(未示出)，储存容器6内的产品物项可以是相同的，或者可以根据应用而为不同的产品类型。框架结构防止储存容器6的堆叠件7的水平运动，并且引导容器6的竖直运动，但是当堆叠时，通常不以其他方式支撑储存容器6。

上部水平构件3包括以网格图案布置在网格列12的顶部上的轨道系统8，在轨道系统8上，多个容器搬运车辆9被操作为从储存列5抬起储存容器6以及将储存容器6放下到所述储存列中，并且还被操作为在储存列5上方运输储存容器6。轨道系统8包括第一组平行轨道10和第二组平行轨道11，所述第一组平行轨道被布置为引导容器搬运车辆9在第一方向X上在框架结构1的顶部上的运动，所述第二组平行轨道垂直于第一组轨道10布置，以引导容器搬运车辆9在垂直于第一方向X的第二方向Y上运动，见图3。以这种方式，轨道系统8限定储存列5的上端，在所述轨道系统上方，容器搬运车辆9可以在储存列5上方横向移动，即在平行于水平的X-Y平面的平面上移动。

每个容器搬运车辆9包括车身13以及第一组车轮14和第二组车轮15，所述第一组车轮和第二组车轮使容器搬运车辆9能够横向移动、即在X和Y方向上移动。在图2a和图2b中，每组中的两个车轮是可见的。第一组车轮14布置为与第一组轨道10的两个相邻轨道接合，并且第二组车轮15布置为与第二组轨道11的两个相邻轨道接合。成组的车轮14、15中的一者可以被升高和降低，使得第一组车轮14和/或第二组车轮15可以在任何时候与它们各自的一组轨道10、11接合。

每个容器搬运车辆9还包括升降装置18(在图1和图2a中未示出，但是在图2b中可见)，用于竖直运输储存容器6，例如从储存列5抬起储存容器6以及将储存容器6放下到所述储存列中。升降装置18包括升降框架(图2a中未示出，但是与图2b中示出的标号为17的类似)，所述升降框架适合于与储存容器6接合，该升降框架可以从车身13降低，使得升降框架相对于车身13的位置可以在与第一方向X和第二方向Y正交的第三方向Z上调节。

常规上，以及出于本申请的目的，Z＝1标识网格4的最上层、即紧接在轨道系统8下方的层(在本申请中，轨道系统8被称为网格的顶部水平)，Z＝2是在轨道系统8下方的第二层，Z＝3是第三层等。在图1中所公开的实施方式中，Z＝8标识网格4的最底层。因此，作为示例，使用图1中所示的笛卡尔坐标系X、Y、Z，可以说在图1中标识为6’的储存容器占据网格位置或单元X＝10、Y＝2、Z＝3。可以说容器搬运车辆9在Z＝0层中行进，并且每个网格列12可以通过其X和Y坐标来标识。

每个容器搬运车辆9包括用于当将储存容器6在网格4上运输时接收和存放储存容器6的储存隔室或空间。储存空间可以包括布置在车身13内的中央的腔21，例如如WO2014/090684A1中所述的那样，其内容通过引用并入本文中。

替代地，容器搬运车辆可以具有悬臂结构，如NO317366中所述的那样，其内容也通过引用并入本文中。

容器搬运车辆9可具有轮迹F、即在X和Y方向上的水平外围(见图4)，其通常等于网格列12的横向范围或水平范围、即网格列12在X和Y方向上的外围/周长，例如如WO2015/193278A1中所述的那样，其内容通过引用并入本文中。替代地，容器搬运车辆9可具有大于网格列12的横向范围的轮迹、例如大约是WO2014/090684A1中公开的横向范围的两倍的轮迹。

如图3中所示，轨道系统8可以是单轨系统。优选地，如图4中所示，轨道系统8是双轨系统，因此，即使另一容器搬运车辆9与一行网格列相邻地定位在网格列12上方，也允许具有大体与网格列12的横向范围对应的轮迹F的容器搬运车辆9在X方向或Y方向中沿着该网格列行进。

在储存网格中，大部分网格列12是储存列5，即其中储存容器以堆栈形式储存的网格列。然而，网格通常具有至少一个网格列12，所述至少一个网格列不用于储存储存容器，而是包括容器搬运车辆可以落下和/或拾起储存容器的位置，从而可以将它们运输到储存容器6可以从网格外部进入或者从网格中移出或移入网格的进入站、即容器搬运站。在本领域内，这样的位置通常被称为“端口”，并且端口所在的网格列可以被称为端口列。

图1中的网格4包括两个端口列19和20。第一端口列19例如可以是专用的卸货端口列，在所述专用的卸货端口列处，容器搬运车辆9可以将待运输到进入站或转运站(未示出)的储存容器落下，第二端口列20可以是专用的拾起端口列，在所述专用的拾起端口列处，容器搬运车辆9可以拾起已从进入站或中转站运输到网格4的储存容器。

为了监视和控制自动储存和取回系统，例如，监视和控制网格4内的各个储存容器的位置、每个储存容器6的内容物以及容器搬运车辆9的运动，使得可以在容器搬运车辆9不彼此碰撞的情况下在期望的时间将期望的储存容器传送到所需的位置，自动储存和取回系统包括控制系统，所述控制系统通常是计算机化的并且包括用于追踪储存容器的数据库。

当在图1中公开的网格4中储存的储存容器6将要被使用时，容器搬运车辆9中的一个被指示从其在网格4中的位置取回目标储存容器并且将其运输到卸货端口19。该操作涉及将容器搬运车辆9移动到在储存列5上方的目标储存容器所位于的网格位置、使用容器搬运车辆的升降装置(未示出，内部布置在车辆的中央腔中，但类似于图2b的第二现有技术车辆的升降装置18)将储存容器6从储存列5取回以及将储存容器运输到卸货端口19。图2b中示出了第二现有技术车辆9，以更好地示出升降装置的总体设计。在挪威专利NO317366中描述了第二车辆9的细节。两个现有技术的车辆9的升降装置18包括一组升降带16，所述升降带在竖直方向上延伸并且靠近升降框架17的角部(也可以称为夹取装置)连接，以可释放地连接到储存容器。升降框架17具有用于可释放地连接到储存容器的容器连接元件24和引导销30。

为了升高或降低升降框架17(以及可选地连接的储存容器6)，升降带16连接到带驱动组件。在带驱动组件中，升降带16通常缠绕在布置在容器搬运车辆中的至少两个旋转的升降轴或卷轴(未示出)上/从其放开，其中，升降轴还经由皮带/链条连接到至少一个公共转子轴，从而为至少两个升降轴提供同步的旋转运动。升降轴的各种设计在例如WO2015/193278A1和WO2017/129384中描述。

为了获得所有升降带16相对于升降框架的正确长度，即，使得升降框架17在操作期间保持水平，由于升降带在使用期间趋于略微伸长，因此必须在开始时以及在各服务区间调节升降带的长度。在现有技术的升降装置中，升降带通常连接并缠绕到布置在容器搬运车辆9内的上部水平处的单独卷轴上。为了调节升降带，相应的卷轴可以与旋转轴断开，升降带通过卷轴相对于旋转轴的自由旋转来调节。当升降带具有期望的长度时，卷轴随后被紧固到旋转轴。为了实现进入到分开的卷轴，需要服务人员去除覆盖车身13的至少一些车身制造或进入车辆的狭窄的内部。

如在图2a中，具有用于容纳储存箱的中心腔的大多数现有技术的容器搬运车辆具有升降装置18，所述升降装置具有升降带驱动组件，所述升降带驱动组件包括居中地布置在车辆的上部部分中并且连接到升降电机的至少一个转子轴。除了居中布置的转子轴之外，这样的升降装置还包括辅助轴和/或滑轮的组件，升降带缠绕在所述组件上以及从所述组件放开。辅助轴和/或滑轮经由皮带/链条通过连接到居中布置的转子轴而旋转，并且布置在中心腔的角部处，以提供升降带16相对于升降框架17的所需的定位。由于升降装置的服务强度相对高、噪声大且在机器人内部占据较大体积，因此具有这样的多个可移动部件的组件不是最佳的解决方案。

在WO2017/129384A1中公开了一种具有其上缠绕有升降带的居中布置的可旋转升降轴的容器搬运车辆。

鉴于上述内容，期望的是提供一种容器搬运车辆以及包括所述容器搬运车辆的自动存储和取回系统，其中，避免或至少减少现有技术的升降装置的缺点。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种用于从下方储存系统的三维网格拾取储存容器的容器搬运车辆，所述容器搬运车辆包括车身和至少一个升降装置，其中，所述升降装置包括升降轴组件、升降框架以及第一对升降带和第二对升降带，所述升降轴组件包括升降轴和用于旋转所述升降轴的至少一个电机，所述升降框架用于可释放地连接储存容器，所述第一对升降带和所述第二对升降带将所述升降轴连接到所述升降框架，其中，

-所述升降轴包括第一端部分和第二端部分；

-每个升降带的第一端和第二端分别连接到所述升降轴和在所述升降框架上的相应的升降带连接器；

-每对升降带具有连接在所述升降轴的所述第一端部分处的第一升降带和连接在所述升降轴的所述第二端部分处的第二升降带；

-所述第一对升降带从所述升降轴朝向带引导组件在基本上水平的方向上延伸，所述带引导组件布置为将所述第一对升降带的方向改变为在竖直方向上延伸；其中，

所述第二对升降带从所述升降轴在竖直方向上延伸。

第一方面可以替代地限定为一种用于从下方储存系统的三维网格拾取储存容器的容器搬运车辆，所述容器搬运车辆包括车身和至少一个升降装置，其中，所述升降装置包括升降带驱动组件、升降框架以及第一对升降带和第二对升降带，所述升降带驱动组件包括升降轴组件和带引导组件，所述升降框架用于可释放地连接储存容器，所述升降轴组件包括升降轴和用于旋转所述升降轴的至少一个电机，所述第一对升降带和所述第二对升降带将所述升降轴连接到所述升降框架，其中，

-所述升降轴包括第一端部分和第二端部分；

-每个升降带的第一端和第二端分别连接到所述升降轴和所述升降框架；

-每对升降带具有连接在所述升降轴的所述第一端部分处的第一升降带和连接在所述升降轴的所述第二端部分处的第二升降带；

-所述第一对升降带从所述升降轴朝向所述带引导组件在基本上水平的方向上延伸，所述带引导组件布置为将所述第一对升降带的方向改变为在竖直方向上延伸；其中，

所述第二对升降带从所述升降轴在竖直方向上延伸。

当在竖直方向上布置时，即，当竖直地延伸时，所述升降带彼此以与所述升降框架上的相应的带连接元件之间的水平距离对应的水平距离布置。

通过使所述第二对升降带从所述升降轴竖直延伸，由于不需要额外的升降带引导，因此所述升降装置将占据机器人内部的最少空间。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述带引导组件和所述升降轴布置为使得每个升降带在与所述升降框架上的相应的升降带连接器的水平位置对应的水平位置处在竖直方向上延伸。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述带引导组件包括用于所述第一对升降带中的每个升降带的滑轮。所述滑轮布置为使得所述第一对升降带中的每个升降带在所述升降框架上的相应的升降带连接器的正上方的位置处在竖直方向上延伸。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述第二对升降带在所述升降轴的背离所述带引导组件的一侧从所述升降轴在竖直方向上延伸。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述升降框架包括四个角部部分，连接到所述升降带中的一者的升降带连接器布置在每个角部部分处，其中，所述带引导组件和所述升降轴间隔开，使得每个升降带在与其所连接到的所述升降带连接器的水平位置对应的水平位置处在竖直方向上延伸。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述升降带连接器中的至少三个是可调节的，使得可以调节相应的角部部分的水平。替代地，使得可以调节相应的角部部分与所述升降带驱动组件之间的竖直距离。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述至少一个电机是包括定子元件和转子元件的无刷DC电机，所述升降轴连接到所述转子元件或构成所述转子元件的一部分。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述至少一个电机布置在所述升降轴的所述第一端部分与所述第二端部分之间，或者布置在所述升降轴的所述第一端部分或所述第二端部分处。这提供了不需要任何动力传递带和最少部件的升降轴组件。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述第一对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接相对于所述第二对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接交错/移位75-105度、优选地约90度。所述第一对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接相对于所述升降轴的中心线具有相同的径向位置。所述第二对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接相对于所述升降轴的中心线具有相同的径向位置。所述第一对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接的径向位置相对于所述第二对升降带的第一端与所述升降轴之间的连接的径向位置移位/交错75-105度、优选地约90度。所述升降带的第一端(即，构成所述第一对升降带和所述第二对升降带的四个升降带的第一端)与所述升降轴之间的连接相对于所述升降轴布置在不同轴向位置处。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述升降轴组件包括至少一个电绝缘元件，所述至少一个电绝缘元件布置为使得连接在所述第一端部分处的升降带与连接在所述第二端部分的升降带电绝缘，即，使得连接在所述第一端部分处的升降带可以具有与连接在所述第二端部分的升降带不同的电势。

通过使连接在所述第一端部分处的升降带与连接在所述第二端部分处的升降带电绝缘，例如，所述升降带可以用于控制所述升降框架与储存容器的可释放连接，同时使所述升降带连接到公共升降轴。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，双带卷轴布置在所述第一端部分和所述第二端部分中的每个处，每个双带卷轴连接到两个单独的升降带。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，每个双带卷轴包括第一卷轴部分和第二卷轴部分。每个卷轴部分具有用于连接到升降带的第一端的卷轴带连接器。所述第一卷轴部分连接到所述第一对升降带，所述第二卷轴部分连接到所述第二对升降带。换句话说，所述第一卷轴部分中的每个连接到所述第一对升降带的两个升降带中的一者，所述第二卷轴部分中的每个连接到所述第二对升降带的两个升降带中的一者。所述第一卷轴部分的卷轴带连接器相对于所述第二卷轴部分的卷轴带连接器交错75-105度、优选地约90度。所述第一卷轴部分的卷轴带连接器相对于所述升降轴的中心线具有相同的径向位置。所述第二卷轴部分的卷轴带连接器相对于所述升降轴的中心线具有相同的径向位置。所述第一卷轴部分的卷轴带连接器的径向位置相对于所述第二卷轴部分的卷轴带连接器的径向位置交错75-105度、优选地约90度。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述双带卷轴中的每个在与其连接的升降带中的至少一个升降带与布置在所述容器搬运车辆中的控制单元之间提供电接触，从而电信号和/或电力可以经由所述双带卷轴从所述控制单元传递到所述至少一个升降带。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，每个双带卷轴包括滑环，所述滑环用于经由与所述滑环接触的导电刷在布置在所述容器搬运车辆中的控制单元与所述升降带之间进行电信号传递。

所述双带卷轴的至少外层和所述滑环由诸如铝合金的导电材料制成。所述双带卷轴优选地制成为包括所述滑环的单个卷轴元件。然而，所述双带卷轴也可以包括两个分开的带轴和滑环，只要分开的带轴和滑环电接触即可。

在实施方式中，所述容器搬运车辆包括用于使所述车辆在所述三维网格上方或顶部上移动的车轮。

在实施方式中，所述容器搬运车辆包括：

-第一组车轮，布置在所述车身的相对的侧(或布置在所述车身的腔的相对的侧)，用于在所述网格上沿着第一方向移动所述车辆；

-第二组车轮，布置在所述车身的相对的侧，用于在所述网格上沿着第二方向移动所述车辆，所述第二方向垂直于所述第一方向；

-所述第一组车轮在第一位置与第二位置之间在竖直方向上是可移位的，其中，所述第一组车轮允许所述车辆沿着所述第一方向的运动，其中，所述第二组车轮允许所述车辆沿着所述第二方向的运动，其中，

所述车身围绕腔，并且所述至少一个升降装置连接在所述腔的顶部部分处，以将储存容器从所述网格升降以及升降到所述腔中，使得所述储存容器的底部处于在所述第二组车轮的最低水平之上的水平。

在实施方式中，所述容器搬运车辆包括至少两个升降装置。所述至少两个升降装置可以是相邻的。

在实施方式中，所述容器搬运车辆包括四个升降装置。

在实施方式中，所述腔用于容纳至少两个相邻的储存容器和至少两个相邻的升降装置。

在所述容器搬运车辆的实施方式中，所述腔包括第一竖直侧部部分和第二竖直侧部部分，所述竖直侧部部分平行并且布置在所述腔的相对的侧上，其中，所述升降轴邻近并平行于所述第一竖直侧部部分布置，所述第一对升降带从所述升降轴在基本上水平的方向上朝向所述第二竖直侧部部分延伸。在包括用于容纳单个储存容器的腔的容器搬运车辆中，所述带引导组件优选地布置为靠近所述第二竖直侧部部分，使得所述第一对升降带靠近所述第二竖直侧部部分在竖直方向上延伸。

在第二方面中，本发明提供了一种储存系统，所述储存系统包括三维网格和至少一个根据前述方面中的任一项所述的容器搬运车辆，其中，所述网格包括多个储存列，在所述储存列中，储存容器可以以竖直堆叠的形式一个在另一个顶部地储存，并且所述容器搬运车辆在位于所述网格的顶部水平的轨道上操作，以用于从所述储存列取回储存容器以及将储存容器储存在所述储存列中，并且用于跨越所述网格水平地运输所述储存容器。

在第三方面中，本发明提供一种相对于具有升降装置的容器搬运车辆升高或降低储存容器的方法，所述升降装置包括升降轴和用于旋转所述升降轴的至少一个电机、用于可释放地连接所述储存容器的升降框架以及将所述升降轴连接到所述升降框架的第一对升降带和第二对升降带，所述方法包括以下步骤：

-将所述第一对升降带缠绕在所述升降轴上或从所述升降轴放开所述第一对升降带，所述第一对升降带从所述升降轴在基本上水平的方向上延伸；同时，

-将所述第二对升降带缠绕在所述升降轴上或从所述升降轴放开所述第二对升降带，所述第二对升降带从所述升降轴在竖直方向上延伸，

使得连接到所述升降框架的储存容器相对于所述容器搬运车辆升高或降低。

在实施方式中，所述方法包括将所述第一对升降带从基本上水平的方向引导到竖直方向的步骤。

在本发明中，术语“升降带驱动组件”意指至少一个升降轴的任何组件以及适合于缠绕和水平定位升降带(优选地，四个升降带)的卷轴、滑轮和/或电机的任何组合，使得布置在升降带组件下方的升降框架可以在保持在水平面中的同时在竖直方向上升高/降低。

附图说明

现在将仅通过示例的方式并参考以下附图详细描述本发明的特定实施方式：

图1是现有技术的储存和取回系统的透视侧视图。

图2a和图2b描绘两个不同的现有技术的容器搬运车辆。

图3和图4是用于图1的储存系统中的两个类型的轨道系统的俯视侧部示意图。

图5是根据本发明的容器搬运车辆的示例性实施方式的透视侧视图。

图6a是图5中的容器搬运车辆的侧视图。

图6b是图5中的容器搬运车辆的俯视图。

图7a是图5中的容器搬运车辆的一部分的截面侧视图。

图7b是图7a中所示的细节的放大图。

图8是图5至图7中的容器搬运车辆的升降框架的透视侧视图。

图9a至图9c是图8中的升降框架的可调节带连接器的透视图、俯视图和截面图。

图10是图5中的容器搬运车辆的升降装置的分解图。

图11是图5中的容器搬运车辆的升降装置的透视侧视图。

图12是图10和图11中的升降装置的升降轴组件的侧视图。

图13是图12中的升降轴组件的截面图。

图14是用于图10和图11中的升降装置中的替代的升降轴组件的侧视图。

图15是图14中的升降轴组件的截面图。

图16是图14和图15中的升降轴组件的从下方看的透视图。

图17是图14至图16中的升降轴组件的从上方看的透视图。

图18是图14至图17中的升降轴组件的分解图。

图19是包括图14至图17中的升降轴组件的升降装置框架的从下方的透视图。

图20是包括升降带和升降框架的图19中的升降装置框架的透视侧视图。

图21是省略顶盖的图20中所示的升降框架的透视侧视图。

图22示出图21中的升降框架的可调节升降带连接器的两个透视侧视图。

图23是包括图20中所示的升降框架和升降装置的容器搬运车辆的侧视图。

图24示出根据本发明的示例性容器搬运车辆的侧视图和截面图。

图25是图24中的容器搬运车辆的透视截面图。

图26是图24所示的细节A的放大图。

图27是根据本发明的容器搬运车辆的另一示例性实施方式的透视侧视图。

图28是图27中的容器搬运车辆的从下方看的透视图。

具体实施方式

在下文中，将仅通过示例的方式并参考附图来更详细地讨论本发明的实施方式。然而，应当理解，附图并非意在将本发明限制为附图中描绘的主题。

如上所述，现有技术的升降装置18的缺点是需要具有升降带16缠绕在其上或从其放出的多个辅助轴和/或滑轮的升降带驱动组件，以提供升降带相对于升降框架的所需的定位。此外，为了旋转辅助轴和/或滑轮，它们经由皮带/链条连接到转子轴。

在图5、图6a和图6b中示出根据本发明的容器搬运车辆9’的示例性实施方式。相对于现有技术的车辆9，车辆9’的主要区别特征是本发明的升降装置18’。

如针对现有技术的车辆9所述，容器搬运车辆9’适合于从下面的储存系统1的三维网格4中拾取储存容器6，见图1。车辆9’具有布置在车身13的相对的侧处的用于在网格4上沿着第一方向X移动车辆9’的第一组车轮14以及布置在车身13的相对的侧处的用于在网格4上沿着第二方向Y移动车辆9’的第二组车轮15，第二方向Y垂直于第一方向X。车轮通过适合的车轮驱动器(未示出)驱动。适合的车轮驱动器的示例在上面公开的现有技术中是公知的。通过使用车轮位移组件51，第一组车轮可以在第一位置与第二位置之间在竖直方向Z上移位，其中，第一组车轮14允许车辆9’沿着第一方向X的运动，其中，第二组车轮15允许车辆9’沿着第二方向Y的运动。

车身13围绕腔21，腔的尺寸形成为容纳适合于如上所述的储存系统的储存容器6。升降装置18’连接在腔21的顶部处。升降装置布置为从网格4升高储存容器/向网格4降低储存容器6。当储存容器容纳在腔21内时，储存容器的底部位于在第二组车轮15的最低水平之上的水平。

如图5和图10中所示，升降装置18’包括水平升降轴组件47、用于可释放地连接到储存容器6的升降框架17以及第一对升降带16a和第二对升降带16b，所述水平升降轴组件包括升降轴22和用于旋转升降轴22的两个电动机23a、23b。升降带16a、16b将升降轴22连接到升降框架17。

升降轴22包括经由中间轴元件35互连的第一端部分27a和第二端部分27b。

每个升降带16a、16b具有分别连接到升降轴22和升降框架17的第一端和第二端。每对升降带16a、16b具有连接在升降轴的第一端部分27a处的第一升降带和连接在升降轴的第二端部分27b处的第二升降带。第一对升降带16a从升降轴22朝向一对滑轮31(即，带引导组件)在大体上水平的方向上延伸。滑轮31布置为将第一对升降带16a的方向改变为在竖直方向上延伸。第二对升降带16b直接从升降轴22在竖直方向上延伸。

当前公开的容器搬运车辆9’的升降带驱动组件或升降装置18’需要最少的分开部分、即升降轴组件47和一对滑轮31，以实现其功能。

当在竖直方向上延伸时，升降带16a、16b彼此以与在升降框架17上的相应升降带连接元件32之间的水平距离相对应的水平距离布置。

通过将升降轴组件47布置为使得第二对升降带16b从升降轴竖直地朝向升降框架17上的相应带连接元件32延伸，升降装置18’将最少地占据机器人内部的空间。换句话说，第二对升降带16b的所需位置和/或方向在不需要额外的带引导组件的情况下获得。此外，通过使用最少的旋转部分(即，仅升降轴22和滑轮31)并且不使用齿轮、链轮和/或链条(通常在现有技术的升降装置中使用，以将旋转运动从例如电动机传递到各个轴组件)，升降装置18’明显比现有技术的升降装置更安静。后者在包括多个容器搬运车辆的储存系统中特别重要。

尽管所公开的带引导组件包括一对滑轮31，但是其可以替代地通过用于将第一对升降带的方向从大体上水平的方向改变为竖直方向的任何适合的装置来代替，诸如通过旋转轴来代替。在容器搬运车辆9’中，滑轮31中的每个分开地连接到车身13。然而，根据具体的设计和空间要求，它们也可以替代地布置为具有在车身13的相对的侧之间延伸的公共轴53，见图19。

如图16中所示，弹簧加载的引导轮61被布置为当缠绕在双带卷轴48上/从双带卷轴48上放开时以及当经过带引导组件的滑轮31上时确保升降带的正确行进和定位。

在示例性实施方式中，第二对升降带16b在升降轴的背离带引导组件31的一侧在竖直方向上从升降轴22延伸。以这种方式，获得竖直延伸的第二对升降带16b相对于升降框架17的相应带连接元件所需的水平位置，同时保持升降装置(以及因此的容器搬运车辆)尽可能紧凑。换句话说，升降装置的水平范围不会明显超过升降框架的水平外周，如果第二对升降带16b在升降轴的面对带引导组件31的一侧在竖直方向上从升降轴22延伸，则情况会如此。

为了将升降带牢固地缠绕到升降轴22上，见图12和图13，双带卷轴48布置在端部部分27a、27b中的每个处。双带卷轴48包括第一卷轴部分48a和第二卷轴部分48b。每个卷轴部分具有卷轴带连接器75a、75b，以用于连接两个单独的升降带，在这种情况下，是来自第一对升降带和第二对升降带16a、16b中的每个的升降带。在升降装置18’(以及下面描述的升降装置18”)中，两对升降带16a、16b从升降轴组件47在两个不同的方向上延伸，即，第一对升降带16a在大体上水平的方向上延伸，而第二对升降带16b在竖直方向上延伸。为了在旋转升降轴时获得所有升降带的相同的行进距离，重要的是，所有升降带缠绕到双带卷轴上的长度始终相同。升降带的厚度通常为约0.15mm，并且升降轴(或双带卷轴)每旋转一圈升降带的行进长度取决于升降带的缠绕到双带卷轴上的层数。在公开的实施方式中，这通过使每个双带卷轴48的两个卷轴带连接器75a、75b交错约90度来实现(取决于升降带的长度和厚度，交错可以在75度-105度的范围内)。换句话说，两个卷轴带连接器75a、75b在相对于彼此以及升降轴的中心线错开/交错约90度的位置处布置在它们相应的卷轴部分上。此外，双带卷轴48布置为使得连接第一对升降带的带连接器75a具有相同的径向位置(即，相对于彼此不交错)并且连接第二对升降带的带连接器75b具有相同的径向位置。

如上面所讨论的，为了获得所有升降带16相对于升降框架的正确长度，即，使得升降框架17在操作期间保持水平，由于升降带在使用期间趋于略微伸长，因此升降带的长度必须在开始时以及在各服务区间处被调节。在现有技术的升降装置中，升降带通常连接并缠绕在布置在容器搬运车辆9内的较高水平处的单独的卷轴上。为了调节升降带，相应的卷轴可以从旋转轴断开，升降带通过卷轴相对于旋转轴的自由旋转来调节。当升降带具有期望的长度时，卷轴随后被紧固到旋转轴。为了实现进入到分开的卷轴，通常需要服务人员去除覆盖车身13的至少一些车身制造或进入腔21的狭窄的内部。所描述的现有技术解决方案的变型也可以适用于示例性实施方式，例如通过利用两个单独的卷轴代替每个双带卷轴，当带将要被调节时，所述两个单独的卷轴可以单独被释放，以允许相对于升降轴22自由旋转。然而，如下所述的更有效和新颖的解决方案是优选的。

在示例性实施方式中，通过使用具有可调节的升降带连接器32(或带连接元件)的升降框架17来获得升降带的调节，见图7a、图7b、图8、图9a、图9b和图9c。升降框架包括四个角部部分36、顶部侧37和底部侧38。在升降框架17的底部侧38上布置有用于与储存容器相互作用的四个夹持器元件24。竖直引导销30和竖直可调节的升降带连接器32布置在每个角部部分36处。

如图9a至图9c中所示，每个升降带连接器32包括支架39和带连接器毂40。支架39牢固地连接在升降框架17的顶部侧。带连接器毂40包括升降带夹具41(即，带紧固组件)并且可调节地连接到支架39，使得带连接器毂40可相对于支架39在竖直方向上调节。带连接器毂40经由调节螺栓42(即，调节元件)连接到支架39，所述调节螺栓布置为使得调节螺栓的旋转(即，致动)将使带连接器毂40相对于支架39在竖直方向上移动。支架具有竖直凹部/切口43并且带连接器毂40包括布置在竖直凹部中的延伸部44。凹部包括两个竖直相对的光滑孔45，并且延伸部具有与光滑孔45成直线布置的螺纹孔46。通过将调节螺栓42布置在光滑孔和螺纹孔中，调节螺栓42的旋转将使带连接器毂40相对于支架在竖直方向上移动。因此，可以调节升降框架17与车身13之间的距离，使得升降框架是水平的。由于不需要内部进入容器搬运车辆的车身，因此能够在升降框架处调节升降带的特征是非常有利的。此外，因为其上缠绕有升降带的双带卷轴48不必可释放地连接到升降轴22，所以升降轴组件被简化。升降轴还需要升降组件以及存在于容器搬运车辆内的上部水平处的任何其他系统可以以不必考虑需要进入卷轴的方式来构造。注意的是，在升降框架上具有可调节的升降带连接器的解决方案在现有技术的容器搬运车辆中也将是非常有利的。

如果承受不平衡且高的载荷，金属升降带可能会撕裂。为了使不平衡载荷和撕裂的风险最小化，升降带连接器包括枢轴点P，所述枢轴点允许升降带连接器在所连接的升降带的竖直平面中的一些运动，即，枢轴点的中心轴线垂直于升降带的竖直平面。在升降带连接器32中，枢轴点P通过升降带夹具41与带连接器毂40的其余部分之间的枢轴连接67获得。

通过使用本发明的升降框架17以及图20至图23中所示的升降框架17’，升降带可以以简单且省时的方式调节。当需要进行调节时(即，升降框架相对于水平面稍微倾斜；可能导致升降框架卡在储存列12内的情况，见图1)，可以执行以下步骤：

-将容器搬运车辆布置在适合的位置处，例如在储存网格4的外围的空的网格列处；

-使升降框架从容器搬运车辆的腔中下降，从而服务人员可以接近升降框架；

-通过相应的升降带连接器32的带连接器毂的运动来调节升降带，使得升降框架处于水平面内。在图7a、图7b、图8、图9a、图9b和图9c中公开的特定的升降带连接器中，该步骤将使得相应的调节螺栓(即，调节元件)旋转。

在某些情况下，当从腔中下降时，升降框架被下降到基础结构，框架在期望的水平位置支撑在所述基础结构上。当升降框架保持水平时，在使用期间已伸长/拉伸的升降带不再张紧，即，伸长/拉伸的升降带相对于其他升降带具有一些松弛。然后，通过使用相应的可调节升降带连接器32简单地张紧松弛的升降带而容易地进行升降带调节。

在示例性实施方式中，以及在一些现有技术的容器搬运车辆中，升降带由金属(通常是钢合金)制成，并且用于将信号和电力传导至布置在升降框架17上的端部开关模块29和控制模块69。端部开关模块29包括弹簧加载销68(见图21)，所述弹簧加载销用于检测升降框架何时与储存容器6接触以及升降框架何时升高到其在腔内的最上部水平。为了避免通过升降带的信号/电力短路，支架39的至少部分由诸如适合的塑料或复合材料的非导电材料制成，使得升降带(即，来自双带卷轴48中的每个的升降带)仅在控制模块69处(经由线71)与升降框架17电接触。因此，升降带夹具41的至少部分由例如任何适合的金属的导电材料制成。

每个端部开关模块29经由控制模块电连接(线72)到具有不同电势的两个升降带夹具41(或带连接器毂)，使得信号/电力可以从容器搬运车辆内的主控制单元(未示出，但类似于图16中的主控制单元58)接收或发送到容器搬运车辆内的所述主控制单元。

控制模块69还连接到驱动夹持器元件24的夹持器电机70并且控制所述夹持器电机。

为了传输来自主控制单元的信号和/或电力，每个双带卷轴48具有滑环49，所述滑环用于经由与滑环49接触的导电刷50在主控制单元与升降带之间进行电信号传输，见图13。双带卷轴由诸如适合的金属的导电材料制成。尽管示出为单个卷轴，但是每个双带卷轴可以包括不同的卷轴，针对每个升降带一个卷轴，只要两个不同的卷轴彼此电接触并且与滑环电接触即可。

为了说明的目的，在图10中以分解图且在图11中以与车身13分离的透视图示出升降装置18’(即，升降轴组件47、升降框架17和两对升降带)。

在升降轴组件47中，两个电动机23a、23b是无刷DC(BLDC)电动机，每个电动机包括定子33、定子连接元件55和转子元件34，见图12和图13。为了从电动机的转子元件34a、34b向升降轴22(即，由第一端部分27a、第二端部分27b和中间轴元件35制成的轴)传递旋转运动，转子元件34a、34b经由中间轴元件35互连，并且每个转子元件连接到相应的端部分27a、27b。转子元件、端部分和中间轴元件具有共同的中心线C。为了允许所有升降带(即，两对升降带16a、16b)缠绕到单个升降轴22上，同时为了能够将升降带用作信号/电力的导体，如上所述，双带卷轴48(或端部分27a、27b)必须彼此电绝缘。以这种方式，在第一端部分27a处连接到双带卷轴48的升降带可以相对于在第二端部分27b处连接到双带卷轴48的升降带具有微分电势(differential electric potential)。在升降轴组件47中，这通过使中间轴元件35由诸如适合的塑料/复合材料的电绝缘材料(即，提供电绝缘元件)制成来实现。

升降轴组件47包括在端部分27a、27b中的每个上的滚珠轴承元件52，所述滚珠轴承元件用于将端部分可旋转地连接到容器搬运车辆的车身13。每个定子33a、33b的定子连接元件55包括用于刚性连接到容器搬运车辆的车身13的电机支架28和用于旋转连接到升降轴的滚珠轴承60。以这种方式，升降轴22相对于车身13是可旋转的，而定子保持静止。为了避免经由车身13的短路，滚珠轴承元件52具有将相应的端部分与车身13绝缘的塑料壳体。类似地，定子连接元件55通过滚珠轴承元件73的塑料壳体74与端部分27a、27b绝缘，以避免经由电机支架28短路。

升降轴组件47’的替代实施方式在图14至图18中示出。

相对于上面描述的升降轴组件47，替代的升降轴组件47’的区别特征在于升降轴22’的构造为单个元件，即，升降轴22’可以称为整体升降轴。在升降轴组件47中，将第一端部分27a和第二端部分27b互连的中间轴元件35通过由电绝缘材料制成而能够使两个端部分以及由此的两个双带卷轴48电绝缘。为了获得使双带卷轴48电绝缘的相同特征，替代的升降组件47’具有套筒形元件54，所述套筒形元件由电绝缘材料(即，电绝缘元件)制成，并且布置在第一端部分27a和第二端部分27b中的每个与相应的双带卷轴48之间(替代地，每个双带卷轴48可被限定为包括电绝缘材料中的内部部分/元件54)。使每个双带卷轴与其相应的端部分绝缘的有利效果是：不需要使升降轴组件47’在其例如滚珠轴承52(见上文)的接触点处与车身13电绝缘。

升降轴组件47’的电机23具有两个定子33a、33b、两个转子元件34a、34b以及两个定子33a、33b共用的定子连接元件55。定子连接元件55包括用于牢固地连接到容器搬运车辆的车身13的电机支架28以及用于旋转连接到升降轴22’的滚珠轴承60。升降制动轮57布置在升降轴组件47’的一端处。为了致动制动轮，配合的制动致动器臂59通常连接到车身13。

在图19和图20中示出基于替代的升降轴组件47’的升降装置18”。在该特定实施方式中，升降装置18”布置在框架56中。框架56构成组装的容器搬运车辆9’的车身13的上部部分，见图23。

升降装置18”的升降框架17’具有与图7a、图7b、图8、图9a、图9b和图9c中公开的升降框架相同的其大部分特征，但是包括替代类型的可调节的升降带连接器32’，见图21和图22。见图21和图22，可调节的升降带连接器32’中的每个包括支架39’和带连接器毂63、64。枢轴点P通过使支架39’经由到连接块62(或中间支架元件)的枢轴连接66可枢转地布置在升降框架17’的上侧来获得。枢轴点P的用途在上面结合图7a、图7b、图8、图9a、图9b和图9c中的升降带连接器32被描述。带连接器毂包括升降带卷轴63和锁定螺栓64(即，调节元件)。升降带卷轴具有用于升降带的连接接口65(即，带紧固组件)，并且可旋转地连接到支架39’。升降带卷轴的旋转连接通过锁定螺栓64控制。当锁定螺栓64拧紧时，阻止升降带卷轴63旋转，并且当锁定螺栓松开时，允许升降带卷轴的旋转。通过旋转升降带卷轴，可以缠绕/放开与其连接的升降带，从而可以调节升降框架与车身之间的距离。升降带连接器32’的优点是增大了竖直调节范围。为了避免短路，升降带连接器的至少部分(诸如支架39’或连接块62)由诸如适合的塑料或复合材料的非导电材料制成。

在图23中示出具有框架56和升降装置18’的容器搬运车辆。

注意的是，在其他实施方式中，升降轴组件47、47’可包括仅一个电机或多于两个电机。这将取决于升降轴22、22’所需的扭矩以及当前BLDC电机的扭矩和尺寸。例如，如果连接到升降轴组件47的第一端部分27a的电机23a能够单独提供足够的扭矩，则另一电机23b可以由简单地连接第二端部分27b和中间轴元件35的元件代替。基于本公开的教导，各种替代解决方案对于技术人员将是显而易见的。所有公开的升降轴组件47、47’的共同特征在于：至少一个电机23a、23b布置在升降轴22、22’的第一端部分与第二端部分之间，以确保紧凑的升降轴组件。

已知各种类型的无刷DC电机，包括永磁同步电机(使用永磁体)和开关磁阻电机(不使用任何永磁体)。

永磁同步无刷DC电机的工作原理是技术人员公知的，如在https://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor中所述的，并且通常在转子中使用一个或多个永磁体以及对于定子使用电机壳体上的电磁体。电机控制器将DC转换为AC。这种设计在机械上比有刷电机简单，这是因为其消除了将电力从电机外部传递到旋转转子的复杂性。

在图24至图26中示出根据本发明的另一示例性容器搬运车辆9”。车辆具有类似于上面公开的升降装置18’、18”的升降装置(即，升降轴组件47”、两对升降带16a、16b、升降框架17’和带引导组件)。该实施方式的主要区别特征在于：升降轴组件47”不包括布置在升降轴22’上的两个双带卷轴48之间的电机。代替地，电机76连接在端部分27b的端部处，见图24(A-A截面)。带引导组件未被示出，但是包括如图19中所示的布置在公共轴53上的两个滑轮31。通过具有车身设计来提供用于电机76的空间，所述车身设计除了包括布置有升降框架的主要部分之外还包括侧部分。该主要部分具有与图5中的容器搬运车辆9’的轮迹相似的轮迹。该解决方案的优点在于：如果需要，其允许更大且更强的电机。此外，电机76可以是任何适合类型的电动机。两个双带卷轴48的电绝缘如针对图15中的实施方式所公开的那样获得。升降带连接到在升降框架17上的与图21和图22中公开的连接器相似的可调节升降带连接器32’。

在图27至图28中示出根据本发明的另一示例性容器搬运车辆9”’。车辆具有升降装置(即，升降轴组件47”’、两对升降带16a、16b、升降框架(未示出)以及与上面公开的升降装置18’、18”相似的带引导组件)。相对于图24至图26中的容器搬运车辆，该实施方式的主要区别特征在于：升降轴组件47”’的电机76’布置在升降轴22’上的两个双带卷轴48之间。为了允许在腔中为储存容器留出空间，电机布置在基本上水平的方向上。

结合特定的升降带驱动组件47-47”’、31和特定类型的具有间隔开以容纳单个储存容器的腔的容器搬运车辆9’、9”公开了升降轴组件47-47”’和升降框架17、17’。然而，升降轴组件47-47”’和升降框架17、17’二者可以在任何类型的升降带驱动组件或容器搬运车辆中有利地单独使用或以任何组合使用。

Claims (12)

1.一种容器搬运车辆（9’），用于从下方储存系统（1）的三维网格（4）拾取储存容器（6），所述容器搬运车辆包括车身（13）和至少一个升降装置（18’），

其中，所述升降装置包括升降轴组件（47、47’）、升降框架（17、17’）以及第一对升降带（16a）和第二对升降带（16b），所述升降轴组件包括升降轴（22、22’）和用于旋转所述升降轴（22、22’）的至少一个电机（23、76、76’），所述升降框架用于能释放地连接储存容器（6），所述第一对升降带和所述第二对升降带将所述升降轴连接到所述升降框架，其中，

- 所述升降轴（22、22’）包括第一端部分（27a）和第二端部分（27b）；

- 每个升降带（16a、16b）的第一端和第二端分别连接到所述升降轴和位于所述升降框架上的相应的升降带连接器（32、32’）；

- 每对升降带（16a、16b）具有连接在所述升降轴的所述第一端部分处的第一升降带和连接在所述升降轴的所述第二端部分处的第二升降带；

- 所述第一对升降带（16a）从所述升降轴朝向带引导组件（31、53）在基本上水平的方向上延伸，所述带引导组件布置为将所述第一对升降带（16a）的方向改变为在竖直方向上延伸；其中，

所述第二对升降带（16b）在所述升降轴的背离所述带引导组件（31、53）的一侧从所述升降轴（22、22’）在竖直方向上延伸，并且所述第一对升降带（16a）的第一端与所述升降轴之间的连接相对于所述第二对升降带（16b）的第一端与所述升降轴之间的连接交错75-105度，使得所述第一对升降带（16a）和所述第二对升降带（16b）缠绕到所述升降轴上的长度始终相同，以便在旋转所述升降轴时获得所有升降带的相同的行进距离。

2.根据权利要求1所述的容器搬运车辆，其中，所述第一对升降带（16a）的第一端与所述升降轴之间的连接相对于所述第二对升降带（16b）的第一端与所述升降轴之间的连接交错约90度。

3.根据权利要求1所述的容器搬运车辆，其中，所述带引导组件（31、53）和所述升降轴（22、22’）布置为使得每个升降带在水平位置处在竖直方向上延伸，所述水平位置与所述升降框架上的相应的升降带连接器（32、32’）的水平位置对应。

4.根据权利要求1所述的容器搬运车辆，其中，所述带引导组件包括用于所述第一对升降带（16a）中的每个升降带的滑轮（31）。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的容器搬运车辆，其中，所述升降框架（17、17’）包括四个角部部分（36），连接到所述升降带中的一个升降带的升降带连接器（32、32’）布置在每个角部部分处，其中，所述带引导组件（31、53）和所述升降轴（22、22’）间隔开，使得每个升降带在与所述升降带所连接到的所述升降带连接器（32、32’）的水平位置对应的水平位置处在竖直方向上延伸。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的容器搬运车辆，其中，所述至少一个电机是包括定子元件（33）和转子元件（34）的无刷DC电机，并且所述升降轴（22、22’）连接到所述转子元件或构成所述转子元件的一部分。

7.根据权利要求6所述的容器搬运车辆，其中，所述至少一个电机布置在所述升降轴的所述第一端部分与所述第二端部分之间。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的容器搬运车辆，其中，所述升降带连接器（32、32’）中的至少三个是可调节的，使得能够调节相应的角部部分（36）的高度。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的容器搬运车辆，所述容器搬运车辆包括：

- 第一组车轮（14），布置在所述车身（13）的相对的侧处，用于在所述网格（4）上沿着第一方向（X）移动所述车辆（9’）；

- 第二组车轮（15），布置在所述车身（13）的相对的侧处，用于在所述网格（4）上沿着第二方向（Y）移动所述车辆（9’），所述第二方向（Y）垂直于所述第一方向（X）；

- 所述第一组车轮在第一位置与第二位置之间在竖直方向（Z）上是可移位的，其中，所述第一组车轮允许所述车辆（9’）沿着所述第一方向（X）的运动，其中，所述第二组车轮允许所述车辆（9’）沿着所述第二方向（Y）的运动，其中，

所述车身（13）围绕腔（21），并且所述至少一个升降装置（18’）连接在所述腔的顶部部分处，以从所述网格（4）提升所述储存容器（6）并提升到所述腔中，使得所述储存容器的底部处于在所述第二组车轮（15）的最低高度之上的高度。

10.根据权利要求9所述的容器搬运车辆，其中，所述腔（21）包括第一竖直侧部部分（25a）和第二竖直侧部部分（25b），所述竖直侧部部分平行并且布置在所述腔的相对的侧上，并且其中，所述升降轴（22）布置成邻近并平行于所述第一竖直侧部部分，所述第一对升降带（16a）在基本上水平的方向上从所述升降轴朝向所述第二竖直侧部部分延伸。

11.根据权利要求1至4中的任一项所述的容器搬运车辆，所述容器搬运车辆包括至少两个相邻的升降装置（18’）。

12.一种储存系统，所述储存系统包括三维网格（4）和至少一个根据权利要求1至11中的任一项所述的容器搬运车辆，其中，所述网格包括多个储存列（5），在所述储存列中，储存容器（6）能够以竖直堆叠（7）的形式一个在另一个顶部地储存，并且所述容器搬运车辆在位于所述网格的顶部高度的轨道（10、11）上操作，以用于从所述储存列取回所述储存容器（6）以及将所述储存容器储存在所述储存列中，并且用于运输所述储存容器。