CN112384453B - 拣选货品的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了从存储容器10拣选货品的系统和方法，存储容器10位于基于网格的存储系统内的堆垛12中。该系统包括可移动结构构件，其可从第一位置移动至第二位置，使得在第二位置上，操作员92能够访问至少一排存储容器10，实现从存储容器10人工拣选货品。

Description

拣选货品的系统和方法

技术领域

本发明涉及从存储和拣选系统拣选货品的系统和方法。更具体地但非排他地，本发明涉及在线上零售环境中拣选货品来履行顾客订单的系统和方法，该订单拣选系统包括货品展现系统和设备。

背景技术

一些商业和工业活动要求可以实现大量不同存货货品的存储和取回的系统。

在一种用于存储和取回多条产品线上的货品的已知类型系统中，货品位于存储箱或容器中。存储箱或容器堆叠在彼此顶部，这些堆垛成排布置。装载处理设备从上方访问存储箱或容器，将存储箱或容器从堆垛中移出。

EP 3030504B1（奥卡多创新有限公司）描述了容器堆垛布置在框架结构内的自动拣选系统，该专利的内容借引用合并于此。此类型的系统在附图图1至图5中给出了图示。自动装载处理设备可控地在轨道系统各处移动，轨道形成位于容器堆垛上方的网格。在EP3030504 B1描述的自动拣选系统中，网格包括由轨道界定的一系列网格空间，每个容器堆垛位于单个网格空间的覆盖区内。在使用中，自动装载处理器在堆垛上方的轨道上运行，可控地定位在预设容器堆垛上方。一旦就位，降低抬升机构。抓持器设备是抬升机构的部分，其与容器接合并将上述箱或容器从堆垛抬升到装载处理设备的空室中。该特定系统中，自动装载处理设备的横截面与单个网格空间的面积基本一致。另外，轨道和自动装载处理设备配置为使得两个装载处理设备可占据相邻网格空间，在运行中能沿任何方向经过彼此。

例如专利号为No.317366B1（Autostore AS）的挪威专利中描述了自动装载处理设备的其他形式，该专利的内容借引用并入本文。该专利中公开的悬臂式装载处理设备在运行中占据两个网格空间。应该理解的是，在下文参照具体实施方式详细描述的本发明背景下，任何形式或配置的装载处理设备均可用于代替上述两个示例。

这种存储系统不再需要存储和拣选区中间的过道，还使给定容积的订单履行中心能具有更高的产品或货品存储密度。

在上文所述的已知基于网格的自动拣选系统中，参考EP3030504B1（奥卡多创新有限公司），从堆垛抬升的存储箱或容器中可含有履行顾客订单所需的库存货品。一旦由装载处理设备抬升，存储箱或容器由装载处理设备递送至拣选站上方或邻近拣选站的输出口，或递送至拣选站本身。在拣选站中，可人工或自动将所需库存货品或货品从存储箱或容器移出，放入递送容器，递送容器组成顾客订单的部分，填装递送容器供适时发货。

应该理解的是，此类订单可包括复数个递送容器，所需递送容器的数量由订购的货品或产品的数量限定。相应地，可能需要将大量容器或箱子从堆垛内的存储位置移动到拣选站。

有利地，基于网格的拣选系统的模块化性质使拣选和存储系统整体能够分阶段构建，并根据需要扩展，从而在必要时分散资本支出和成本。

应该理解的是，此类基于网格的拣选系统通常是针对预设时间段内的平均工作量而设计和要求的。但一年中会有超出系统设计目标平均值的工作量峰点。系统在这些时候包括附加输出口和拣选站是有利的，但这些组件可能意味着短暂的峰值时段占用相对较大的投资，因此将其包括在初始系统规范中并不合算。

此外，基于网格的系统中拣选站的数量受限于所选建筑中可用于作为一个整体的拣选站和存储系统的覆盖区的空间。结果导致，频繁需要的货品和产品需要由自动装载处理器运输多次，由此增加了所需的装载处理器的移动，并在输出口导致更多的拥堵。

应该理解的是，上述已知存储和拣选系统都在计算机实用程序的控制下运行，计算机实用程序控制存储箱或容器以及递送容器的移动和位置、存货的移动和位置、系统中任意给定时间点所需的操作员的位置和数量。此外，在基于网格的系统中，计算机实用程序控制装载处理设备的移动和位置，还可以控制装载处理设备与订单拣选系统之间的通信。

发明内容

本发明提供了一种从存储库拣选货品的系统，系统包括基于网格的存储系统，存储系统包括一系列存储容器，存储容器包括待存储货品，存储容器位于框架结构内的堆垛中，存储系统还包括用于将至少一排存储容器从剩余的存储系统分开的可移动结构工具，货品拣选器可访问至少一排分开的存储容器，使得货品拣选器可从存储容器拣选货品。

本发明还提供了一种从基于网格的存储系统人工拣选货品的方法，存储系统包括一系列存储容器，存储容器包括待存储货品，存储容器位于框架结构内的堆垛中，该方法包括以下步骤：在邻近存储系统边缘的第一位置设置可移动结构工具；将结构工具从第一位置移动到第二位置，在第二位置上，至少一排存储容器暴露在存储系统边缘；将至少一件货品从暴露出来的容器拣选至递送容器。

有利地，本发明提供了对容器的直接访问，从而可以手动或自动的将货品从存储容器或递送容器放入或取出。另外，全部容器，不论是递送或存储容器，均可向存储系统输入或从存储系统移出，且无需附加自动化。

以这种方式，本发明克服了现有技术的问题，提供了暂时提高给定系统的可能工作量的系统和方法，而无需增加输出口和拣选站的数量。

附图说明

现参考附加示意图描述本发明，其中：

图1是一个框架结构的示意性立体图，该框架结构在一种已知形式的存储系统中安置复数个容器堆垛；

图2为图1中框架结构的部分示意性平面图；

图3(a)和3(b)分别是一种形式的已知自动装载处理设备从后部和前部看的示意性立体图，该自动装载处理设备与图1和图2的框架结构共同使用，图3(c)是正在使用已知的装载处理设备抬升箱或容器的立体截面示意图 ；

图4是已知存储系统的示意性立体图，该存储系统包括复数个图3(a)、3(b)和图3(c)所示类型的装载处理设备，装载处理设备安装于图1和图2中的框架结构；

图5是图1至图4中已知系统的示意性立体图，图5进一步显示了一个输出口，装载处理设备通过该输出口将存储容器降低至拣选站，在拣选站中，待拣选货品被从存储容器移出，并被拣选至递送容器；

图6a、6b、6c、6d和6e是本发明第一实施方式的示意性立体图，其中存储系统包括可移动结构工具，可移动结构工具包括壁部分、框架部分和支撑件，可移动结构工具起到将至少一排存储容器从剩余存储系统安全分开的作用；以及

图7a、7b和7c是本发明第二实施方式的示意性立体图，其中可移动结构工具包括可移动的壁，该壁可以在存储系统的部分上可滑动地移动，以将至少一排存储容器暴露给操作员，供货品拣选。

具体实施方式

在下文说明中，‘存储箱或容器10’将用于意指在线上零售环境或其他环境中用于存储库存货品的容器、箱或提包，而‘递送容器DT’将用于意指在线上零售环境或其他环境中用于向其填装以履行订单的容器、箱或提包。应该理解的是，该术语在本文中的使用是为了便于参考和解释。但应注意，存储箱10和递送容器DT可能具有相同的形状和配置。另外，递送容器DT可能存储在存储系统或其任何部分内的箱10内。容器的种类由箱、容器或提包的功能界定，而不是由实际尺寸、形状或配置的变化界定。

现参考图1至图4中的存储系统描述本发明的一种形式。在如图1所示的系统中，可堆叠的存储箱10堆叠在彼此顶部组成堆垛12。堆垛12以框架结构14布置在仓储或制造环境中。图1为框架结构14的示意性立体图。每个存储箱10一般安放复数个产品或库存货品28，箱10内的库存货品可能是相同的，或者可能具有不同产品类型，依存储和拣选系统的用途而定。另外，可将存储箱10物理再分，以容纳复数个不同的库存货品28。

存储系统的框架结构14包括支撑水平构件18、20的复数个直立构件16。第一组平行水平构件18设为与第二组平行水平构件20垂直，以形成直立构件16支撑的复数个水平网格结构。构件16、18、20一般由金属制成。存储箱10堆叠在框架结构14的构件16、18、20之间，使得框架结构14防止存储箱10的堆垛12进行水平移动，并引导存储箱10的垂直移动。

框架结构14的顶层包括轨路22，轨路22设于遍及堆垛12顶部的网格图案。另外参考图2和图5，轨路22支撑复数个自动装载处理设备30。第一组22a平行轨路22引导装载处理设备30沿第一方向（X）在框架结构14顶部上移动，与第一组22a垂直设置的第二组22b平行轨路22引导装载处理设备30在第二方向（Y）上移动，第二方向（Y）垂直于第一方向（X）。以这种方式，轨路22允许装载处理设备30在X-Y平面内进行二维移动，使得装载处理设备30可以移动到任意堆垛12上方的位置。

每个装载处理设备30包括车辆32，车辆32设为在堆垛12之上、在框架结构14的轨路22上沿X和Y方向行进。第一组轮子34由车辆32前面的一对轮子34和车辆32后面的一对轮子34组成，第一组轮子34设置为与第一组22a轨路22的两条相邻轨路接合。相似地，第二组轮子36由在车辆32两侧的两对轮子36组成，第二组轮子36设为与第二组22b轨路22的两条相邻轨路接合。每组轮子34、36可以抬升或下降，使得第一组轮子34或第二组轮子36随时与各自的轨路组22a、22b接合。

第一组轮子34与第一组轨路22a接合以及第二组轮子36从轨路22抬走时，能够通过安置在车辆32内的驱动机构（未示出）驱动轮子34，来沿X方向移动装载处理设备30。为了沿Y方向移动装载处理设备30，将第一组轮子34从轨路22抬走，将第二组轮子36下降至与第二组轨路22a接合。然后能够使用驱动机构驱动第二组轮子36，以实现Y方向上的移动。

以这种方式，如图4所示，一个或多个自动装载处理设备30能够在中央控制实用程序（未示出）的控制下，在框架结构14上的堆垛12的上表面各处移动。每个自动装载处理设备30均设有将一个或多个箱10从堆垛12抬升以访问所需产品的抬升工具38。

车辆32的主体包括空室40，空室40的大小设为能安放存储箱10。抬升工具38优选包括绞车工具和存储箱10抓持器组件39。抬升工具38将存储箱10从堆垛12抬升到车辆32主体的空室40内。

以这种方式，在基于网格的存储系统上使用复数个自动装载处理设备30使得能够随时从网格和堆垛12的多个位置访问多件产品。

从图5可以看出，存储系统还包括至少一个输出口80。输出口80充当装载处理设备30降低箱或容器10的落货点，箱或容器10之前从容器10的堆垛12抬升，承载在装载处理设备的主体内，目的地是拣选站82。

在使用中，装载处理设备30从堆垛12抬升含有履行顾客订单所需的库存货品或货品28的存储箱或容器10。一旦由装载处理设备30抬升，存储箱或容器10在装载处理设备30的主体内运输，由装载处理设备30递送至拣选站82上方或邻近拣选站82的输出口80，或者递送至拣选站82本身。

操作员92从承载和存放的存储箱或容器10中拣选需要的库存货品28，并将其放入位于拣选站82中的递送容器DT。

在图5所示的示例中，应该理解的是，存储系统上的落货点在拣选站82上方，但这仅是拣选站82可能使用配置的一个示例。在拣选站82，可人工或自动将所需库存货品或货品28从存储箱或容器10移出，放入递送容器DT，递送容器DT组成顾客订单的部分，填装递送容器DT供适时发货。应该理解的是，可能有从复数个存储箱或容器10拣选数件库存货品28到递送容器DT的要求，这时在所需库存货品28已经由所需装载处理设备30递送至与特定拣选站82关联的输出口80之前，递送容器DT可以保持在拣选站82中。

图6a、6b、6c、6d和6e显示了根据本发明一种形式的订单拣选系统的第一实施方式。

如图6a所示，根据本发明一种形式的存储系统包括上文参考图1至图5所述的存储系统的结构。从图6a可以看出，该系统包括复数个装载处理设备30，复数个装载处理设备30可按上文参考图1至图5所述的方式在存储系统上运行。

根据下文更详细描述的本发明一种形式，图6a、6b、6c、6d和6e的存储和拣选系统包括操作员92能以可选择的方式访问的至少一排存储箱或容器10。以这种方式就能够直接访问位于存储系统边缘的箱或容器10中的库存货品28。由于可访问至少一排容器或箱10，所以当上述更常规的拣选站82均在使用中且需要更高的工作量时（如黑色星期五或圣诞节），采用受控方式将存储系统的边缘部分配置为充当临时拣选站也是可能的。

如图6a和6b所示，操作员92所在的存储系统中的高度对应容器或箱10的顶层和装载处理设备30可在其上运行的轨道或轨路22的顶层。根据本发明一个方面的存储系统还设有可移动的屏障系统，可移动的屏障系统使操作员92能够安全地访问位于存储系统顶层的至少一排的容器或箱10中的库存货品28，同时防止装载处理设备30穿过操作员92可访问的区域。

图6a显示了操作员92能以受控方式访问的存储系统的两个区域90、90’。现将详细描述其中一个区域的运行。应该理解的是，操作员92可以采用类似方式和与所述部件类似的部件可控地访问图6a、6b、6c、6d和6e所示的另一个区域。

如图6b所示，可移动的屏障系统100、100’包括壁部分102、102’，框架部分104、104’和支撑部分106、106’。框架部分104、104’可包括轨道或轨路22的一部分，该部分轨道或轨路22是装载处理设备30可在其上运行的网格状轨道和轨路22网络的组成部分。

图6a显示了第一位置上的屏障系统100、100’，在该位置上，装载处理设备30能在计算机控制实用程序（未示出）的控制下可控地在轨道和轨路22的整个网络上移动。装载处理设备30可根据需要和计算机控制实用程序的指令自由从任意堆垛12抬升箱或容器10以及将箱或容器10存放到任意堆垛12中。

在使用中，当操作员92需要访问邻近存储系统边缘的排中的存储箱或容器10中的库存货品28时，将框架部分104从其可充当自动装载处理设备30的轨道或轨路22的第一位置移动到第二位置，框架部分104在第二位置充当防止访问一排或多排暴露出来的存储容器或箱10的屏障。

框架部分104可绕存储系统的立柱上的点枢转，按图6b中箭头所示方向移动。应该理解的是，任意合适的机构可用于将框架部分104从第一位置枢转至第二位置。另外，应该理解的是，该移动并不一定要是枢转移动，可设想将框架部分从第一位置移动到第二位置的任意合适方式。还应理解，框架部分并不一定要包括轨路或轨道22的一部分，也可由可位于轨路或轨道22网络附近但不妨碍装载处理设备30在存储系统上的移动的任意其他工具组成。

如图6c所示，当移动到第二位置时，框架部分104紧靠支撑件106，支撑件106为框架部分104提供刚度，以保护操作员92不受正在存储系统的剩余轨路或轨道22上运行的装载处理设备30的伤害。应该理解的是，框架部分104能通过紧固工具或定位工具（未示出）可释放地附接至支撑件106，这种可释放的紧固工具为框架部分104提供进一步的结构完整性。另外，这种可释放的紧固件可包括联锁装置，来确保在联锁装置紧固到适当位置之前，屏障系统不会进行进一步移动。

一旦框架部分104位于第二位置，其充当进入存储系统的屏障，且已经激活了任意联锁装置，可如图6d所示，降低壁部分102，以将存储容器或箱10的排暴露给操作员92。应该理解的是，虽然图6d所示的实施方式图示了向下方向降低的壁部分，但可设想任意合适的积载机构，只要允许访问一排排暴露出来的箱或容器10即可。

虽然将壁部分102显示为实心结构，但应该理解，可使用任意合适形式的可展开屏障。例如，可使用六角手风琴型结构或滚轴型屏障。此外，壁部分102或可展开屏障可设有合适的联锁型的安全系统。

如图6d所示，一旦展开框架部分104，且壁部分102位于第二位置，操作员92就能够访问存储容器或箱10。以这种方式，操作员92能从存储容器或箱10移出库存货品28。操作员92可移出所需货品28，使用选择的基本已知的推车拣选系统，将其直接拣选到安装在合适的框架或推车94上的递送容器DT中。虽然不如上文参考图1至图5所述的拣选系统精密，但直接从存储系统拣选货品的能力能用少量附加支出临时提高给定存储系统的工作量。

如图6d进一步所示，操作员92仅可访问存储系统的一个部分。由于壁部分102’、框架部分104’和支撑件106’在第一位置，所以操作员92仍然无法访问存储系统中可供边缘拣选的第二区域。应注意，在该位置上，自动装载处理设备30仍然可访问存储系统的第二区域，使得能够根据需要补充存储位置。另外，当不需要针对边缘拣选的第二区域时，存储和拣选系统可根据参考图1至图5所述的方式利用存储位置。

图6e显示了上述系统，但操作员92可访问存储系统的第二区域进行库存货品的人工边缘拣选，而第一区域已经被上述可移动的屏障系统隔断，以防止操作员92访问存储系统并允许自动装载处理设备30根据需要补充存储位置。

在如图7a、7b和7c所示的本发明第二实施方式中，可移动的壁部分102、102’由壁110、110’、110’’的末端段支撑。壁部分102、102’从操作员92无法访问存储容器或箱10的第一位置移动到操作员92可访问至少一排存储容器或箱10的第二位置。在第二实施方式中，壁部分102、102’可滑动地移动，其由末端段110、110’、110’’支撑，形成操作员92和存储系统中间的屏障，同时暴露预设数量个包括容器或箱10的存储位置。

壁110、110’、110’’的末端段包括接合和支撑壁部分102、102’的接合工具。另外，末端壁110、110’、110’’可包括发动机工具，用于驱动壁部分102、102’从第一位置到第二位置的移动。图7a显示了第二位置上的第一壁部分102和第一位置上的第二壁部分102’，操作员92在第一位置上被阻止访问存储位置。

图7b显示均在第二位置上的壁部分102、102’，借此让操作员92能够沿存储系统的一整侧访问存储位置并直接从存储箱或容器10拣选库存货品。

图7c显示了第二位置上的第二壁部分102’和第一位置上的第一壁部分102，操作员92在第一位置上被阻止访问存储位置。从图7c可以看出，自动装载处理设备30可访问第一存储区域来根据需要补充存储位置。

应该理解，在两种上述实施方式中，包括存储箱或容器的暴露出来的存储位置可能是倾斜的，来为操作员92改进拣选位置。或者，第一排存储位置的位置可低于第二排暴露出来的存储箱或容器10，也为操作员92提供改进的拣选位置。

在所有上述实施方式中，壁部分102、102’可包括实心或硬性结构，或者可包括滚轴或六角手风琴屏障工具。

另外，可移动的部分可在轨路、滑块、滚转工具、轮子或任意合适的轨道结构上移动，或通过任意其他合适方法移动。壁部分可在计算机控制实用程序（未示出）的控制下人工或自动移动。可移动的部分的移动可采用在适当时与蜗杆传动接合的致动器、液压装置或发动机来执行。应该理解的是，这些仅为示例，可采用任意合适的机构。

应该理解的是，所有上述机构仅作示例，可采用能够实现上述目的的任意合适机构。

在图6和图7示出的存储系统中，一侧可转化临时人工边缘拣选区。但应理解，这种临时边缘拣选位置可仅限于系统一侧的一部分，或者存储系统任意侧的复数部分，且不一定是附图所示的尺寸。

从上文可以看出，本发明旨在提供对存储系统的存储部分的访问，实现对系统内容器执行附加进程。例如，访问存储系统边缘的能力使得操作员能直接人工将库存货品放入存储容器或使用合适形式的自动放置工具直接将库存货品放入存储容器。这使得当自动输入不可用或无法向系统输入足够库存时，能向系统输入附加库存。此外，可将空递送容器DT输入到存储容器10中来形成嵌套容器，递送容器DT包括等待向其放入或拣选库存货品的袋子或其他插入物。

另外，访问存储系统边缘的能力，实现了访问嵌套在存储容器10中的递送容器DT并将其从存储容器10移出。以这种方式，当递送容器输出自动化出现故障，或甚至需要短时间内发出更多包括顾客订单的递送容器DT时，可从存储系统移出递送容器DT。

此外，上述系统可用于例如作为线上食品杂货零售运营的组成部分的存储和拣选系统。但应该理解的是，该系统不限于此类用途。例如，该系统可用于日用百货线上零售运营或人工访问存储位置可针对给定系统规模改善工作量的任意其他运营。另外，该系统可用于邮寄包裹分类设施，例如用于将包裹集中到单个箱子，供下一步运输至单个目的地。

Claims (13)

1.一种从存储库拣选货品的系统，所述系统包括基于网格的存储系统，所述存储系统包括：

至少一个可在轨路或轨道（22）上运行的装载处理设备（30），所述轨路或轨道（22）布置在框架结构的基本水平的构件上；

包括待存储货品（28）的一系列存储容器（10），所述存储容器（10）位于所述框架结构的基本水平的构件之下，并在堆垛（12）中布置在彼此的顶部，所述堆垛（12）在所述框架结构（14）中成排布置；

其中，所述存储系统还包括用于将至少一排所述存储容器（10）从所述存储系统的其他排分开的可移动结构工具，使得货品拣选器能够安全地访问所述至少一排所述存储容器（10），同时防止所述至少一个装载处理设备（30）穿过所述货品拣选器可访问的区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可移动结构工具包括可移动壁部分（102、102’），所述壁部分可从所述货品拣选器无法访问所述存储容器（10）的第一位置移动到第二位置，使得位于所述存储系统边缘的货品拣选器可访问至少一排存储容器（10）。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可移动结构工具还包括可从第一位置移动到第二位置的框架部分（104、104’），所述框架部分（104、104’）在所述第二位置上充当屏障，以防止访问所述至少一排存储容器（10）上方的所述装载处理设备（30）或每个装载处理设备（30）。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括支撑件（106、106’），所述支撑件与所述框架部分（104、104’）接合，所述框架部分（104、104’）和所述支撑件（106、106’）可释放地附接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述可释放的附接机构包括联锁机构。

6.根据任意一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述可移动结构工具通过发动机或液压装置或致动器从第一位置移动至第二位置。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述可移动结构工具包括实心壁结构或卷闸或六角手风琴结构。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述可移动结构工具还包括联锁机构。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述轨路或轨道（22）形成网格空间网络，所述存储容器（10）的堆垛占据单个网格空间的覆盖区。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述装载处理设备仅占据单个网格空间。

11.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述存储和拣选系统是线上食品杂货零售运营的组成部分。

12.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述存储和拣选系统是邮寄包裹分类设施的组成部分。

13.一种从权利要求1-12中任一项所述的系统中的基于网格的存储系统人工拣选货品的方法，所述存储系统包括一系列存储容器（10），所述存储容器（10）包括待存储货品（28），所述存储容器（10）位于框架结构（14）内的堆垛（12）中，所述方法包括以下步骤：在邻近所述存储系统边缘的第一位置设置可移动结构工具；将所述结构工具从第一位置移动到第二位置，在所述第二位置上，至少一排存储容器（10）暴露在所述存储系统的所述边缘；将至少一件货品从暴露出来的存储容器（10）拣选至递送容器（DT）。

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