CN112262085A - 具有带锁定装置以锁定远程操作车辆的容器存取站的储存网格 - Google Patents

具有带锁定装置以锁定远程操作车辆的容器存取站的储存网格 Download PDF

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Abstract

一种自动储存和取回系统，包括基于网格的轨道结构和布置成在基于网格的轨道结构上运行的多个远程操作车辆。自动储存和取回系统包括布置在基于网格的轨道结构的区域中的锁定装置，在该区域中，允许人和/或机器人操作员与远程操作车辆或远程操作车辆承载的储存容器的内容物交互。该锁定装置布置成将远程操作车辆在与人和/或机器人操作员交互之前进行锁定以防止意外移位，并且其中，锁定装置布置成将远程操作车辆在不再需要与人和/或机器人操作员交互时进行解锁。本发明还涉及一种通过容器存取站对储存容器进行存取的方法。

Description

具有带锁定装置以锁定远程操作车辆的容器存取站的储存 网格
本发明涉及一种自动储存和取回系统(automated storage and retrievalsystem，自动化仓储系统)，其包括锁定装置，该锁定装置布置成将远程操作车辆在与人和/或机器人操作员交互之前进行锁定以防止意外移位，并且其中，锁定装置布置成将远程操作车辆在不再需要与人和/或机器人操作员交互时进行解锁。本发明还涉及一种通过容器存取站对储存容器进行存取(accessing)的方法。
背景技术
图1A和图1C公开了常用的现有技术的具有框架结构100的自动储存和取回系统1。图1B和图1D分别公开了操作在图1A和图1C中公开的系统1的现有技术的容器搬运车辆101。
框架结构100包括多个直立构件102且可选地包括支撑直立构件102的多个水平构件103。这些构件102、103通常可以由金属制成，例如挤压铝型材。
框架结构100限定储存网格104，该储存网格包括成排布置的储存列105，在储存列105中的储存容器106(也称为箱)一个堆叠在另一个的顶部上以形成堆垛107。
每个储存容器106通常可以容纳多个产品物品(未示出)，并且储存容器106内的产品物品可以是相同的或者可以是不同的产品类型，这取决于应用。
储存网格104防止堆垛107中的储存容器106水平移动，并且引导储存容器106竖直移动，但是通常在堆叠时不支撑储存容器106。自动储存和取回系统1包括以网格图案跨越储存网格104的顶部布置的轨道系统108，在该轨道系统108上，多个容器搬运车辆200、300(如图1B和图1D中举例说明的)进行操作，以从储存列105提升储存容器106和将储存容器106降低到储存列105中，并且还在储存列105上方运输储存容器106。构成网格图案的网格单元122中的一个网格单元的水平范围在图1A和图1C中用粗线标记。
每个网格单元122具有通常在30cm到150cm的区间内的宽度和通常在50cm到200cm的区间内的长度。由于轨道110、111水平延伸，每个网格开口115的宽度和长度通常比网格单元122的宽度和长度小2cm到10cm。
轨道系统108包括第一组平行轨道110和第二组平行轨道111，第一组平行轨道布置成引导容器搬运车辆200、300在第一方向X上移动穿过框架结构100的顶部，第二组平行轨道布置成垂直于第一组平行轨道110以引导容器搬运车辆200、300在垂直于第一方向X的第二方向Y上移动。这样，轨道系统108限定网格列，在该网格列上方，容器搬运车辆200、300可在储存列105上方横向移动，即在平行于水平的X-Y平面的平面中移动。
每个现有技术的容器搬运车辆200、300都包括车身和具有八个车轮的车轮装置201、301，其中，四个第一组车轮使得容器搬运车辆200、300能够在X方向上横向移动，而其余四个第二组车轮使得容器搬运车辆能够在Y方向上横向移动。该车轮装置中的一组或两组车轮可以被提升和降低，使得第一组车轮和/或第二组车轮可在任何一个时间与相应的一组轨道110、111接合。
每个现有技术的容器搬运车辆200、300还包括用于竖直运输储存容器106的提升装置(未示出)，例如使储存容器106从储存列105上升和将储存容器106降低到储存列中。提升装置包括适于接合储存容器106的一个或多个夹持/接合装置(未示出)，并且该夹持/接合装置可从车辆201、301降低，使得夹持/接合装置相对于车辆201、301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上进行调节。
传统上，也为了本申请的目的，Z＝1标识网格104的最上层，即，直接在轨道系统108下方的层，Z＝2标识轨道系统108下方的第二层，Z＝3标识第三层等。在图1A和图1C中公开的示例性现有技术网格104中，Z＝8标识网格104的最下侧的底层。因此，作为一个实例，并且使用图1A和图1D中指示的笛卡尔坐标系X、Y、Z，图1A中标识为106'的储存容器可被称为占据网格位置或单元X＝10，Y＝2，Z＝3。容器搬运车辆101可被称为在层Z＝0中行进，并且每个网格列可通过其X和Y坐标来标识。
每个容器搬运车辆200包括储存隔室或空间(未示出)以用于在将储存容器106运输跨越轨道系统108时接收和装载储存容器106。该储存空间可以包括在车身内居中布置的空腔，例如在WO 2014/090684A1中描述的，其内容通过引用结合于此。
可替代地，容器搬运车辆300可以具有悬臂结构，例如在NO317366中描述的，其内容也通过引用结合于此。
容器搬运车辆200的覆盖区域(即在X和Y方向上的范围)可以大体上等于网格单元122的横向范围(即网格单元122在X和Y方向上的范围)，例如在WO 2015/193278A1中描述的，其内容通过引用结合于此。本文使用的术语“横向的”可以表示“水平的”。
可替代地，容器搬运车辆200可以具有大于网格列105的横向范围(由网格列限定的横向区域)的覆盖区域，例如在WO2014/090684A1中公开的。
轨道系统108可以是单轨道系统，如图2A所示。可替代地，轨道系统108可以是双轨道系统，如图2B所示，从而允许具有大致对应于由网格列112限定的横向区域的覆盖区域的容器搬运车辆201沿着一排网格列行进，即使另一容器搬运车辆200也位于与该排相邻的网格列上方。单轨道系统和双轨道系统两者或者在单轨道系统108中包括单轨和双轨布置的组合在水平面P中形成网格图案，该网格图案包括多个矩形且均匀的网格位置或网格单元122，其中每个网格单元122包括由第一轨道110的一对轨道110a、110b和第二组轨道111的一对轨道111a、111b界定的网格开口115。在图2B中，网格单元122由虚线框表示。
因此，轨道110a和110b形成限定在X方向上延伸的平行的网格单元排的成对轨道，轨道111a和111b形成限定在Y方向上延伸的平行的网格单元排的成对轨道。
如图2C所示，每个网格单元122具有通常在30cm到150cm的区间内的宽度WC，以及通常在50cm到200cm的区间内的长度LC。每个网格开口115的宽度WO和长度LO通常比网格单元122的宽度WC和长度LC小2cm到10cm。
在X和Y方向上，相邻的网格单元布置成彼此接触，使得它们之间没有空间。
在储存网格104中，大多数网格列是储存列105，即，其中储存容器106以堆垛107的形式储存的网格列105。然而，网格104通常具有至少一个这样的网格列，该网格列不用于储存储存容器106，而是包括容器搬运车辆200、300能够卸载和/或拾取储存容器106的位置，使得可将这些储存容器运输到第二位置(未示出)，在该第二位置，可从网格104的外部存取储存容器106或者将储存容器转移出或转移到网格104中。在本领域内，这种位置通常被称为“端口”，并且该端口所在的网格列可以被称为“输送列”119、120。容器搬运车辆的卸载和拾取端口被称为“输送列119、120的上端口”。而输送列的相对端被称为“输送列的下端口”。
图1A和图1C中的储存网格104包括两个输送列119和120。第一输送列119例如可以包括专用的卸载端口，在该卸载端口处，容器搬运车辆200、300可卸载要通过输送列119运输的储存容器106，并且进一步运输到存取站或转移站，并且第二输送列120可以包括专用的拾取端口，在该拾取端口处，容器搬运车辆200、300可拾取已经从存取站或转移站通过输送列120运输的储存容器106。第一输送列和第二输送列的每个端口可以包括适于储存容器的拾取和卸载二者的端口。
当要存取储存在图1A中公开的网格104中的储存容器106时，指示这些容器搬运车辆200、300中的一个从目标储存容器在网格104中的位置取回该目标储存容器106，并将其运输到输送列119或通过该输送列运输。此操作包括将容器搬运车辆200、300移动到目标储存容器106所位于的储存列105上方的网格位置，使用容器搬运车辆的提升装置(未示出)从储存列105取回储存容器106，并且将储存容器106运输到输送列119。
如果目标储存容器106位于堆垛107内的深处，即，一个或多个其他储存容器定位在目标储存容器106上方，则该操作还包括在从储存列105提升目标储存容器106之前临时移动定位于目标储存容器之上的储存容器。在本领域内这个有时被称为“挖掘”的步骤可以利用随后用于将目标储存容器106运输到输送列的相同的容器搬运车辆200、300或者利用一个或多个其他协作的容器搬运车辆200、300来执行。可替代地或附加地，自动储存和取回系统1可以具有专门用于从储存列105临时移除储存容器106的任务的容器搬运车辆200、300。一旦目标储存容器106已经从储存列105移除，临时移除的储存容器就可重新定位到原始储存列105中。然而，移除的储存容器可以可替代地被重新安置到其他储存列105。
当储存容器106将被储存在网格104中时，指示这些容器搬运车辆200、300中的一个从输送列120拾取储存容器106，并且将该储存容器运输到其所储存在的储存列105上方的网格位置。在已经移除了位于储存列堆垛107内的目标位置处或目标位置上方的任何储存容器之后，容器搬运车辆200、300将储存容器106定位在期望位置。然后，可以将移除的储存容器降低回到储存列105中，或者重新定位到其他储存列105。
容器存取站通常可以是拾取站或存放站，在拾取站或存放站，产品物品从储存容器106移除或将产品物品定位在储存容器中。在拾取站或存放站中，储存容器106通常不会从自动储存和取回系统1移除，而是在存取后返回到储存网格104中。为了将储存容器转移出储存网格104或转移到储存网格中，在输送列中还设置有一些下端口，这种下端口例如用于将储存容器106转移到另一储存设施(例如，转移到另一储存网格)、直接转移到运输车辆(例如，火车或卡车)或转移到生产设施。
在容器存取站处的拾取和存放操作可以由人操作员执行。尽管已经采取措施来降低人操作员可能伤害他自己/她自己的风险，但是仍然需要改进。另外，随着机器人操作员(例如机械臂)在这些领域中变得更加普遍，还期望在任何可能的地方避免对那些装置的损坏。
因此，本发明的目的是提供一种自动储存和取回系统，该自动储存和取回系统在避免或至少减少对人操作员和/或机器人操作员的伤害方面比现有技术系统更有效。
本发明的又一目的是提供一种区域，在该区域，可在安全的情况下有效且容易地处理储存容器和容纳在储存容器中的物品。
发明内容
本发明涉及一种自动储存和取回系统，该系统包括基于网格的轨道结构和布置成在基于网格的轨道结构上运行的多个远程操作车辆。
自动储存和取回系统包括布置在基于网格的轨道结构的区域中的锁定装置，在该区域中，允许人和/或机器人操作员与远程操作车辆或远程操作车辆承载的储存容器的内容物交互(interact，相互作用)。
锁定装置布置成在与人和/或机器人操作员交互之前(例如，在允许存取远程操作车辆或储存容器的内容物时)锁定该远程操作车辆以防止意外移位。锁定装置还布置成在不再需要与人和/或机器人操作员交互时(例如，当不再可以存取远程操作车辆或储存容器的内容物时)解锁该远程操作车辆。
基于网格的轨道结构可以包括布置在水平面(P、P1)中并在第一方向(X)上延伸的至少第一组平行轨道，以及布置在水平面(P、P1)中并在与第一方向(X)正交的第二方向(Y)上延伸的至少第二组平行轨道，第一组轨道和第二组轨道一起限定网格单元的网格。
当车辆处于网格上的存在与人的交互和/或与机器人操作员的交互的可能性的点处时，特别是例如作为防止人的手或手指或者机器人操作员的机械手或抓取装置被困住的健康且安全的类型的解决方案的存取点处，意外移位可能例如由于来自在网格上移动的另一车辆的撞击而发生。因此，本发明涉及当存在人交互(或机器人操作员交互)的可能性时锁定车辆以防意外移位。
锁定装置可以适用于存在一些人交互(或人/机器人操作员交互)的任何地方，并且其中，锁定装置将不会干扰储存或产生一些其他问题。锁定装置可以适用于例如与储存网格连接的服务区域中或者适于由机器人操作员或人操作员处理(handling，搬运)容纳在储存容器中的物品的容器存取站处。
锁定装置是车辆锁定装置，该车辆锁定装置布置成将远程操作车辆锁定(在限制其位移的意义上)到网格系统的网格单元。
锁定装置可以适于安装在车辆外部，即安装在网格结构上、轨道系统上或安装在外部结构上，诸如存取站的柜子上。
锁定装置可以包括锁定元件，该锁定元件布置成防止车辆在X方向或Y方向中的至少任何一个方向上移动。因此，锁定元件可以限制车辆，从而防止车辆移动。
锁定元件可以是以下各项中的至少任何一者：磁体、弹簧加载装置、夹持器、升降器、屏障或用于与车辆交互的交互装置。
例如，锁定装置可以包括邻近车辆的一侧或多侧移动的阻挡构件。这种解决方案可以对想要通过相邻网格单元的车辆产生阻碍，因为阻挡构件将占据相邻单元中的空间，因此可能仅适用于不需要通过的能力。
可替代的锁定装置可以包括(此列表是非穷举的)：例如，可从导轨伸出以干扰车轮从而将车辆锁定就位的销、从站的顶部内表面下垂以与容器的侧部或角部接合的螺栓、可以上升或降低以将车辆保持就位的诸如壁的可伸缩屏障、从存取站的一侧伸出到车辆的一侧中的一个或多个孔中的一个或多个销、磁性夹具或者将车辆向上提升离开轨道或使车辆倾斜以使得其不再自由滚动的装置。
锁定装置可以包括用于使锁定元件移动的致动器。该致动器可以包括马达。致动器可以包括电子致动器、气动致动器或液压致动器，并且可以在锁定元件中产生旋转位移、线性位移或旋转位移和线性位移的组合。
锁定元件可以是布置在基于网格的轨道结构上的锁定螺栓，以用于与远程操作车辆交互，使得远程操作车辆锁定到基于网格的轨道结构。
锁定装置可以包括支撑件，该支撑件将锁定元件保持在基于网格的轨道结构的网格单元内就位。
锁定装置可以包括面板结构，该面板结构适于安装在网格的网格单元内。锁定元件可以能够穿过设置在面板结构上的开口移动。
面板结构可以包括附接有锁定装置的支撑件，该支撑件(尺寸和形状)构造为附接到基于网格的轨道结构的轨道。
致动器和锁定螺栓可以安装在面板结构的下侧上，并且其中，锁定螺栓在被激活时可以从面板结构的顶部表面伸出并且进入设置在远程操作车辆中的开口中。锁定装置的锁定螺栓可以布置成使得锁定螺栓延伸到车辆开口中，以将车辆保持在网格单元上的锁定位置中。
用于使锁定螺栓移动的致动器可以包括可移动臂。该可移动臂在被激活时可以将锁定螺栓从打开位置(未被提升)提升到锁定位置(被提升)，使得锁定螺栓延伸到设置在远程操作车辆中的开口中。
基于网格的轨道结构可以是输送轨道系统，并且远程操作车辆可以是在输送轨道系统上运行的输送车辆。
输送轨道系统可以包括布置在水平面(P1)中并在第一方向(X)上延伸的至少第一组平行轨道以及布置在水平面(P1)中并在与第一方向(X)正交的第二方向(Y)上延伸的至少第二组平行轨道，第一组轨道和第二组轨道一起限定输送网格单元的输送网格。
输送车辆可以包括机动车身和设置在机动车身上方的容器载体，该容器载体用于承载多个储存容器中的储存容器，并且其中，输送车辆可以能够在输送轨道系统的输送网格上移动。输送车辆可以布置成从储存和取回网格的输送列接收储存容器并将储存容器输送到容器存取站，在该容器存取站处，储存在储存容器中的物品可以由人/或机器人操作员存取。在已经存取储存容器之后，输送车辆可以将储存容器返回到该输送列或另一输送列，以将储存容器转移到储存和取回网格中的储存位置。
输送系统通过增加从储存网格的输送列的输送能力来提供高效的储存和取回系统。即，当储存容器通过输送列输送时，输送车辆通过输送列的输送端口接收储存容器，并且立即将储存容器从输送列运走，使得输送列立即准备好下一次提升或降低操作。这通过防止储存容器在储存和取回网格的输送列处的堵塞而提供了高效的系统。
容器存取站可以是基于网格的轨道结构的区域，在该区域，允许人和/或机器人操作员与远程操作车辆或远程操作车辆所承载的储存容器的内容物交互。
该区域可以是适于由机器人操作员或人操作员处理容纳在储存容器中的物品的存取点。
输送网格可以提供在存取点处用于远程操作输送车辆的一个或多个输送网格单元以及与存取点处的一个或多个输送网格单元相邻的多个输送网格单元，使得存在经由多个输送网格单元的用于远程操作输送车辆到存取点和/或离开存取点的多于一条路径。
输送网格单元的这种布置虽然在用于对车辆进行路线选择的选项方面提供了益处，但是这意味着在存取站处停放的车辆更可能被在相邻网格单元上操纵的车辆撞到。这是因为与传统的传送器装置相比，存在更多的移动可能性。此外，车辆之间的任何接触都更可能伤害或损坏人/机器人操作员，这是因为与在辊或传送器上移动的储存容器相比，承载储存容器的移动车辆的重量导致在接触点处传送额外的动量。
存取点可以布置在容器存取站中，并且其中，输送网格可以延伸到容器存取站或延伸进入容器存取站内。
容器存取站可以包括柜子，该柜子包括壁和支撑在壁上的顶盖，其中，在存取点处由输送车辆承载的储存容器中所容纳的物品可通过顶盖中的存取开口获取。
容器存取站可以包括可展开盖，以用于限制通过存取开口的存取。可展开盖可以是可伸缩盖。该盖可以布置成仅在满足预定条件时(例如，在对容器的存取授权的情况下)才打开，从而可以在容器处于第二层时允许通过存取开口对容器进行存取。可伸缩盖可以由自动打开/关闭盖的马达操作，或者可伸缩盖可以在锁已被激活之后由人和/或机器人操作员手动操作。
盖可以是透明的，并且可以允许从容器存取站的外部观察容器的内容物。
该系统可以包括一个或多个传感器，这些传感器布置成检测处于正确位置的输送车辆，以在不损坏远程操作车辆的情况下激活锁定装置(使锁定螺栓升高)。
传感器可以是磁传感器、光传感器、压力传感器等。
该系统还可以包括控制系统，以执行远程操作车辆的操作、车辆的锁定和可伸缩盖的打开。因此，锁定装置可以与可伸缩盖同步，使得盖仅在输送车辆通过车辆锁定装置而处于锁定位置时才可打开。
第一传感器可以布置成记录远程操作车辆在网格单元上的位置，使得锁定装置可以被激活。
第二传感器可以布置成记录锁定元件的位置(锁定位置或非锁定位置)以及远程操作车辆是否已经被适当锁定。
第三传感器可以布置成记录可伸缩盖的位置。
控制系统可以布置成读取来自传感器的信号并且提供打开和锁定可伸缩盖的操作命令。
例如，第一传感器可以记录远程操作车辆处于网格单元和/或面板结构上的预定位置。控制系统向马达发送信号，该马达操作提升臂使得锁定螺栓被提升到锁定位置并与远程操作车辆交互，从而将车辆锁定到网格结构。当锁定螺栓处于锁定位置并且远程操作车辆已经被适当锁定时，第二传感器可以向控制系统发送信号。于是控制系统向马达发送信号以操作可伸缩盖，使得盖可以打开。当可伸缩盖处于允许通过存取开口存取的打开位置时，第三传感器可以向控制系统发送信号。当储存在储存容器中的物品已经被存取并且储存容器准备好返回到储存网格时，人和/或机器人操作员可以发送信号(例如通过按下按钮或开关)。控制面板随后可以使盖关闭，从而不再可以存取，并且控制系统可以通过经由提升臂和马达来操作锁定螺栓而再次解锁车辆。
本发明还可以被看作提供一种降低对人操作员和/或机器人操作员的伤害或损坏的风险的方法，这些人操作员和/或机器人操作员被允许与在自动储存和取回系统中的远程操作车辆或远程操作车辆承载的储存容器的内容物交互，该自动储存和取回系统包括基于网格的轨道结构和布置成在基于网格的轨道结构上运行的多个远程操作车辆，该方法包括提供锁定装置，该锁定装置布置成在远程操作车辆与人和/或机器人操作员交互(例如，在已经允许对远程操作车辆存取储存容器的所有内容物时)之前锁定远程操作车辆以防止意外移位，并且在不再需要远程操作车辆与人和/或机器人操作员交互时(例如，在不再可以存取远程操作车辆或储存容器的内容物时)解锁远程操作车辆。
本发明还涉及一种通过输送系统的容器存取站存取储存容器的方法。
该输送系统包括：
-输送轨道系统，包括布置在水平面(P1)中并在第一方向(X)上延伸的至少第一组平行轨道，以及布置在水平面(P1)中并在与第一方向(X)正交的第二方向(Y)上延伸的至少第二组平行轨道，第一组轨道和第二组轨道一起限定输送网格单元的输送网格；
-远程操作输送车辆，包括机动车身和容器载体，该容器载体设置在机动车身上方以用于承载多个储存容器中的储存容器，并且其中，输送车辆可在输送轨道系统的输送网格上移动；以及
-存取点(access point，接入点)，包括存取开口，人和/或机器人可以通过该存取开口存取在输送车辆上运送到存取点的储存容器的内容物，
存取点包括用于关闭和打开存取开口的可伸缩盖；
车辆锁定装置布置成将输送车辆锁定在存取点处；以及传感器，用于记录输送车辆的位置；
该方法包括：
-操作承载储存容器的输送车辆，而使该输送车辆到达在存取点处的输送网格单元；
-当传感器发送输送车辆就位的信号时，通过锁定装置将输送车辆锁定在存取点处；
-当输送车辆由锁定装置锁定时，打开可伸缩盖；
-通过存取开口对储存容器进行存取；
-通过使可伸缩盖移动来关闭存取开口；
-在关闭可伸缩盖后解锁输送车辆。
附图说明
以实例方式所附的以下附图仅为了帮助理解本发明。
图1A至图1D是现有技术自动储存和取回系统的立体图，其中图1A和图1C示出了完整的系统，且图1B和图1D示出了系统可操作的现有技术容器搬运车辆的实例。
图2A至图2C是网格单元的俯视图，该网格单元包括布置成引导远程从操作车辆的运动的一组平行轨道。
图3A至图3C示出了布置成用于在储存网格和容器存取站之间运输储存容器的不同形式的远程操作输送车辆。
图4A至图4B是用于在储存网格和容器存取站之间运输储存容器的其他自动储存和取回网格及输送系统的立体图。
图5A至图5B示出了根据本发明的一个实施方式的包括柜子的容器存取站，其中图5B示出了柜子的内部。
图6A至图6B示出了一种锁定装置，该锁定装置包括锁定螺栓、提升臂和用于移动提升臂和锁定螺栓的马达。
在图7A至图7B中，图7A示出了具有锁定螺栓的面板结构，而图7B示出了位于面板结构上方的远程操作车辆。
图8A至图8B示出了包括远程操作车辆、锁定装置和基于网格的结构的一种系统的剖视图，以及容器存取站的仰视图，其中输送车辆位于邻近锁定装置的网格单元上。
图9A至图9B示出了容器存取站、输送车辆和锁定装置的内部。
图10A至图10B示出了容器存取站，其中图10B示出了可伸缩盖。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更详细地讨论本发明的实施方式。然而，应理解，附图并非旨在将本发明限制于附图中所描绘的主题。此外，即使仅针对该系统描述了一些特征，但是显然这些特征对于输送车辆和相关方法也是有效的，反之亦然。因此，仅针对输送车辆和/或相关方法描述的任何特征对于该系统也是有效的。
参考图1A至图1D，每个储存结构1的储存网格104构成总共143个网格列112的框架100，其中框架的宽度和长度分别对应于13个和11个网格列112的宽度和长度。框架100的顶层是轨道系统108，在该轨道系统上操作多个容器搬运车辆200、300。
储存系统1的框架100根据上述现有技术的框架100来构造，即由多个直立构件102和由直立构件102支撑的多个水平构件103来构造，并且进一步地，水平构件103包括分别在X方向和Y方向上的平行的多个轨道110、111的轨道系统108，这些轨道横跨储存列105的顶部布置。单个网格单元122的水平区域，即沿着X和Y方向的区域，可以分别由相邻的轨道110和111之间的距离限定(也见图2B和图2C)。在图1A和图1C中，在轨道系统108上用粗线标记出了这种网格单元122。
轨道系统108允许容器搬运车辆200、300在不同的网格位置之间水平移动，其中每个网格位置与网格单元122相关联。
在图1A和图1C中，储存网格104示出为具有八个单元的高度。然而，应理解，储存网格104原则上可以是任何尺寸。特别地，应理解，储存网格104可以比图1A和图1C中所公开的宽得多和/或长得多。例如，网格104可以具有大于700×700个网格单元122的水平范围。而且，网格104可以比图1A和图1C中所公开的深得多。例如，储存网格104可以比十二个网格单元深。
储存容器车200、300可以是本领域已知的任何类型，例如在WO2014/090684A1、在NO317366或在WO2015/193278A1中公开的自动容器搬运车辆中的任何一种。
轨道系统108可以是单轨道系统，如图2A所示。可替代地，轨道系统108可以是双轨道系统，如图2B所示。轨道系统108还可以是单轨道和双轨道的组合。本说明书在背景技术和现有技术的部分中公开了单轨道和双轨道系统的细节。
图3A至图3C示出了远程操作输送车辆30的一个实施方式，在下文中称为输送车辆30。
输送车辆30构造为用于在自动储存和取回网格104(见图4A和图B)与存取开口63之间运输储存容器106(图3C中未示出)，自动储存和取回网格构造为储存容器106的多个堆垛107，下文中称为储存网格104，存取开口设置在容器存取站60中以用于由机器人操作员和人操作员中的至少一个来处理储存容器106。
所述输送车辆30包括：车身31、连接到车身31的至少一个滚动装置32a、32b、用于在水平面(P)中驱动滚动装置32a、32b的至少一个滚动装置马达，以及连接到滚动装置马达的电源(未示出)。电源应当向滚动装置马达(未示出)提供足够的电力，以在从储存网格104例如到存取站60的设定路线上推进滚动装置32a、32b。
输送车辆30还可以包括安装在车身31上方的容器载体35。该容器载体35应构造为将储存容器106接收在例如容器载体35上或容器载体内，从而防止储存容器106相对于输送车辆30在水平面(P1)中滑动。
容器载体35可以包括从下方支撑储存容器106的容器支撑装置。
在图3A至图3B中，所公开的容器载体35呈具有底部/基部和侧壁的储存容器接收隔室的形式。在此示例性构造中示出了隔室的容积，使得其可以接收并容纳储存容器的整个水平范围和储存容器的竖直范围的至少一部分。
在图3A至图3B中公开的容器载体35的特定构造允许输送车辆30运输具有不同高度的储存容器106。
应注意，容器载体35内的隔室的尺寸可以容易地适于在一次操作中接收和支撑多个储存容器106。
图3C示出了远程操作输送车辆30的另一示例性构造。在此构造中，容器载体35包括基板、布置在基板上的传送器和从基板向上突出的两个侧壁。滚动装置32和车身31与上述滚动装置32和车身31相同或相似。
尤其是，传送器可以由多个平行定向的辊36构成，这些辊具有垂直于两个侧壁的共同纵向方向。这样，辊36允许一个或多个储存容器106在由侧壁引导的同时移入或移出容器载体35。传送器可以连接到传送器马达，从而允许一个或多个辊旋转。
图4A至图4B中示出了自动储存和取回系统的立体图。该系统包括储存网格104和输送系统140，该输送系统包括输送轨道系统50以及在输送轨道系统50上运行的多个输送车辆30。
储存网格104可以与如上所述的现有技术储存网格104相同或相似，即，储存网格104包括轨道系统108、储存容器106的多个堆垛107、用于提升和移动堆叠在堆垛107中的储存容器106的多个容器搬运车辆300以及构造为从容器搬运车辆300接收储存容器106的输送列119、120。
输送系统140包括如上所述的一个或多个输送车辆30，即，输送车辆30构造为接收和支撑储存容器106，以用于在一个或多个输送列119、120和位于储存网格104外部的一个或多个容器搬运站60之间运输。容器搬运站60可以位于适于处理容器的任何预定位置。
输送系统140还可以包括位于该一个或多个输送列119、120的输送端口150下方的输送轨道系统50。
输送系统140布置成使得：由容器搬运车辆或升降机通过输送列119、120输送的储存容器106可以由输送端口150下方的输送车辆30有效地接收，并且在输送轨道50上被运走至容器存取站60，从而避免储存容器106在输送列119、120处的堵塞。
如图4A至图4B所示，输送轨道系统50可以与用于容器搬运车辆200、300的轨道系统108以相同或相似的方式构造。输送轨道系统50至少从一个或多个输送列119、120的输送端口150延伸到至少一个容器存取站60，使得可以将每个储存容器106运输到容器存取站60中，在容器存取站可以存取容纳在储存容器106中的物品。
容器存取站60可以包括柜子61，该柜子包括壁和支撑在壁上的顶盖，如图5A至图5B所示。通过柜子61的顶盖中的存取开口63可获得由输送车辆30承载并运输到容器存取站60的储存容器106中容纳的物品。
柜子61布置成邻接储存网格104，其中输送轨道系统50从输送端口150下方延伸到容器存取站60的存取点65。
容器存取站60包括存取开口63，人和/或机器人操作员可以通过该存取开口存取容器106的内容物。
如图10B所示，容器存取站60可以包括可展开盖78，以用于限制通过存取开口63的存取。可展开盖78可以是可伸缩盖78。该盖可以布置成仅在满足预定条件的情况下(例如，对容器的存取授权的情况下)才打开，从而可以在容器106处于第二层时允许通过存取开口63对容器106进行存取。盖78可以是透明的，并且可以允许从容器存取站60的外部观察容器106的内容物。
图6A至图7B示出了从下方(图6A至图6B)和从上方(图7A至图7B)观察的示例性锁定装置70的立体图。
锁定装置70可以包括连接到锁定螺栓72的锁定元件71。该锁定元件71可以包括传感器80以检测锁定螺栓72何时完全展开。传感器可以是磁传感器，在图6A中示出为处于完全展开位置，而在图6B中示出为处于非展开位置。锁定元件71和锁定螺栓72可以是呈联动装置形式的致动器73的一部分，该联动装置包括与锁定螺栓72和锁定元件71用连杆联接的可移动臂79。该可移动臂79可以连接到马达74的轴，使得通过联动装置的运动将轴的旋转转换成锁定螺栓72的线性移位。其他布置方式也是可能的，例如，锁定螺栓72可以包括螺纹，并且锁定螺栓的旋转可以使得其端部相对于面板结构75移位。
在此实施方式中，致动器73的机构布置成安装在面板结构75的下方。在此实例中，锁定装置70通过螺栓安装到面板结构75的下侧。
马达74的致动导致锁定螺栓72的一个端部穿过面板结构75中的开口76上升，使得在完全展开状态下，锁定螺栓在面板结构75上方伸出(见图6A和图7A)。锁定螺栓72可以布置成在轨道的顶部表面上方伸出1cm或更多，例如1.5cm、2cm、2.5cm，使得该锁定螺栓与输送车辆30的一部分接合。
锁定螺栓72的尺寸和形状构造为适配于输送车辆30的开口77中。锁定螺栓72可以是柱形的，并且适配于输送车辆30的圆形开口77中，如图所示，但是其他构造也是可能的。在此实例中，开口77设置在输送车辆30的下侧(见图8B)，例如，在车身31的底面面板中。
如图8A所示，锁定螺栓72可以被展开成从面板结构75伸出到输送车辆30中的开口77中，从而锁定输送车辆30以防止意外移位，例如，在该输送车辆被沿着相邻输送网格单元52移动的输送车辆30撞到的情况下。
因此，锁定装置70布置成能够在输送车辆与人操作员和/或机器人操作员的任何交互之前锁定输送车辆30以防止意外移位。在所示的具有容器存取站60的布置中，这可以是在允许由容器存取站60存取输送车辆30或由输送车辆30承载的储存容器106的内容物之前。在不再需要输送车辆与人和/或机器人操作员交互时，锁定装置70可以解锁输送车辆30。这可以是当因为容器存取站60的存取开口63已经关闭而不再可以存取输送车辆30或储存容器106的内容物时。
如图7A至图7B所示，面板结构75可以设置有其他传感器80，以检测输送车辆30何时处于面板结构75上方的位置。传感器80可以是磁传感器或光传感器。这样，一旦输送车辆30就位，就可以自动展开锁定螺栓72。传感器80还确保不会例如由于当锁定螺栓72展开时输送网格单元52上的未对准而对输送车辆30造成损坏。
在容器存取站60中，布置在存取点65下方的输送网格单元52对于储存目的来说不是必需的。因此，提供安装在支撑件上的锁定装置70不是问题，该支撑件例如是延伸跨过输送网格单元52的面板结构75或梁(未示出)。
如图10A至图10B所示，容器存取站60可以包括例如并排布置的多个存取点65。
如图6A至图6B所示，面板结构75的尺寸适于装配在由输送网格51的轨道限定的开口内。面板结构75可以包括安装特征，该安装特征允许面板结构75例如通过使用螺栓而被改装到现有输送网格51的轨道上。这样，现有的自动储存和取回系统可以升级，以在输送车辆与人和/或机器人操作员交互之前将输送车辆30在存取点65处锁定就位。
锁定装置70也可以用在服务区域中，以在由人或机器人操作员维修时将远程操作车辆30、200、300锁定就位。锁定装置70也可以用在自动储存和取回系统的其他部分中，例如，在车辆进行充电或更换电池的位置。
参考标号
30 输送车辆
31 车身
32 滚动装置
32a 第一组车轮
32b 第二组车轮
35 容器载体
36 传送器的辊
50 输送轨道系统
51 输送网格
52 输送网格单元
60 容器存取站
61 柜子
63 打开的柜子顶盖/存取开口
65 存取点
70 锁定装置
71 锁定元件
72 锁定螺栓
73 致动器
74 马达
75 面板结构
76 打开的面板结构
77 打开的车身
78 可展开盖
79 可移动臂
80 传感器
P1 输送轨道系统的水平面
100 框架结构
102 框架结构的直立构件
103 框架结构的水平构件
104 储存网格/三维网格
105 储存列
106 储存容器
107 堆垛
108 轨道系统
110 第一方向(X)上的第一组平行轨道
111 第二方向(Y)上的第二组平行轨道
115 网格开口
119 输送列
120 输送列
122 网格单元
140 输送系统
150 输送端口
200 第一容器搬运车辆
201 车轮装置
300 第二容器搬运车辆
301 车轮装置
X 第一方向
Y 第二方向
P 轨道系统的水平面

Claims (14)

1.一种自动储存和取回系统，包括基于网格的轨道结构和布置成在所述基于网格的轨道结构(50、108)上运行的多个远程操作车辆(30、200、300)，
所述自动储存和取回系统包括布置在所述基于网格的轨道结构的区域中的锁定装置(70)，在所述区域中，允许人和/或机器人操作员与所述远程操作车辆(30、200、300)或所述远程操作车辆(30、200、300)承载的储存容器(106)的内容物交互，
所述锁定装置(70)布置成将所述远程操作车辆(30、200、300)在与所述人和/或机器人操作员交互之前进行锁定以防止意外移位，并且其中，所述锁定装置(70)布置成将所述远程操作车辆(30、200、300)在不再需要与所述人和/或机器人操作员交互时进行解锁。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述锁定装置(70)包括锁定元件(71)，该锁定元件例如是磁体、弹簧加载装置、夹持器、升降器、屏障或用于与所述车辆交互的交互装置。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述锁定装置(70)包括用于使所述锁定元件(71)移动的致动器(73)。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述致动器(73)包括马达(74)。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述锁定元件(71)是布置成用于与所述远程操作车辆(30)交互的锁定螺栓(72)。
6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述基于网格的轨道结构是输送轨道系统(50)，并且所述远程操作车辆是在所述输送轨道系统(50)上运行的输送车辆(30)，
并且其中，所述输送轨道系统(50)包括布置在水平面(P1)中并在第一方向(X)上延伸的至少第一组平行轨道，以及布置在所述水平面(P1)中并在与所述第一方向(X)正交的第二方向(Y)上延伸的至少第二组平行轨道，所述第一组平行轨道和所述第二组平行轨道一起限定输送网格单元(52)的输送网格(51)，
并且其中，所述输送车辆(30)包括机动车身(31)和设置在所述机动车身上方的容器载体(35)，所述容器载体用于承载所述储存容器(106)中的一个储存容器(106)，
并且其中，所述输送车辆(30)能在所述输送轨道系统(50)的所述输送网格(51)上移动。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述区域是适于由机器人操作员或人操作员处理容纳在储存容器(106)中的物品的存取点(65)，所述输送网格(51)提供在所述存取点(65)处用于远程操作输送车辆(30)的一个或多个输送网格单元(52)以及与所述存取点(65)的所述一个或多个输送网格单元(52)相邻的多个输送网格单元(52)，使得存在经由所述多个输送网格单元(52)的用于所述远程操作输送车辆(30)到达所述存取点(65)和/或离开所述存取点的多于一条路径。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述锁定装置(70)包括支撑件，该支撑件将所述锁定元件(71)在输送网格单元(52)内保持就位。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述存取点(65)布置在容器存取站(60)中，并且其中，所述输送网格(51)延伸到容器存取站(60)或延伸进入该容器存取站内。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述容器存取站(60)包括柜子(63)，所述柜子包括多个壁和支撑在这些壁上的顶盖，其中，在所述存取点(65)处由所述输送车辆(30)承载的所述储存容器(106)中所容纳的物品能通过所述顶盖中的存取开口(63)获取。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述容器存取站60能够包括可展开盖(78)，以用于限制通过所述存取开口(63)的存取。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述可展开盖是可伸缩盖(78)，该可伸缩盖布置成仅在已经锁定所述输送车辆(30)的情况下才打开，从而允许通过所述存取开口(63)对所述容器(106)进行存取。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，一个或多个传感器(80)布置成检测处于锁定位置的输送车辆，并且一个或多个传感器(80)布置成记录所述可伸缩盖(78)的位置。
14.一种通过输送系统(140)的容器存取站(60)对储存容器(106)进行存取的方法，其中，所述输送系统包括：
-输送轨道系统(50)，包括布置在水平面(P1)中并在第一方向(X)上延伸的至少第一组平行轨道，以及布置在所述水平面(P1)中并在与所述第一方向(X)正交的第二方向(Y)上延伸的至少第二组平行轨道，所述第一组平行轨道和所述第二组平行轨道一起限定输送网格单元(52)的输送网格(51)；
-远程操作输送车辆(30)，包括机动车身(31)和容器载体(35)，所述容器载体设置在所述机动车身上方以用于承载所述储存容器(106)中的一个储存容器(106)，并且其中，所述输送车辆(30)能在所述输送轨道系统(50)的所述输送网格(51)上移动；以及
-存取点(65)，包括存取开口(63)，人和/或机器人能够通过所述存取开口接近被运送到所述存取点(65)的在所述输送车辆(30)上的储存容器(106)的内容物；
所述存取点(65)包括用于关闭和打开所述存取开口(63)的可伸缩盖(78)；
车辆锁定装置(70)布置成将所述输送车辆(30)锁定在所述存取点(65)处；以及传感器(80)用于记录所述输送车辆(30)的位置；
所述方法包括：
-操作承载所述储存容器(106)的所述输送车辆(30)，而使所述输送车辆到达在所述存取点(65)处的所述输送网格单元(52)；
-当所述传感器(80)发送所述输送车辆(30)就位的信号时，通过所述锁定装置(70)将所述输送车辆(30)锁定在所述存取点(65)处；
-当所述输送车辆(30)由所述锁定装置(70)锁定时，打开所述可伸缩盖(78)；
-通过所述存取开口(63)对所述储存容器(106)进行存取；
-通过使所述可伸缩盖(78)移动来关闭所述存取开口(63)；
-在关闭所述可伸缩盖(78)后解锁所述输送车辆(30)。
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