CN112969650B - 自动存储和取回系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动存储和取回系统(1)的远程操作的车辆组件(10)，该自动存储和取回系统用于在存储集装箱(106)与目标集装箱(6)之间移动产品项(5)。组件(10)包括：‑第一车辆(30)和第二车辆(30')，都包括车身(31)和连接至车身(31)的车轮装置(32)，该车轮装置被构造成使远程操作的车辆(30)沿自动存储和取回系统(1)的轨道系统(108)移动；以及集装箱提升装置(50)，被构造成承载第一目标集装箱(6)。杆系统(60)将车辆组件(10)的车辆(30、30')彼此机械地连接。拾取系统(40)连接至杆系统(60)，其中，拾取系统(40)被构造成将产品项(5)从存储集装箱(106)移动到第一目标集装箱或第二目标集装箱(6、6')中的一个。

Description

自动存储和取回系统
技术领域
本发明涉及一种用于自动存储和取回系统的远程操作的车辆组件，该自动存储和取回系统用于在存储在自动存储和取回网格中的存储集装箱之间移动产品项，该自动存储和取回网格被构造成存储存储集装箱的多个堆叠件。本发明还涉及一种用于在存储在自动存储和取回系统的自动存储和取回网格中的存储集装箱之间移动产品项的方法。本发明还涉及一种自动存储和取回系统。
背景技术
图1A和图1C公开了具有框架结构100的典型的现有技术自动存储和取回系统1。图1B和图1D公开了分别操作图1A和图1C中公开的系统1的现有技术的集装箱搬运车辆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。构件102、103通常可以由金属(例如挤压铝型材)制成。
框架结构100限定了存储网格104，该存储网格包括以行布置的存储柱105，在存储柱105中，存储集装箱106(也称为箱)被堆叠在另一个集装箱的顶部上以形成堆叠件107。
每个存储集装箱106通常可以保持多个产品项(未示出)，并且取决于应用，存储集装箱106内的产品项可以是相同的，或者可以具有不同的产品类型。
存储网格104防止堆叠件107中的存储集装箱106的水平移动，并引导存储集装箱106的竖直移动，但是在堆叠时通常不以其它方式支撑存储集装箱106。
自动存储和取回系统1包括以网格图案横跨存储设备104顶部布置的集装箱搬运车辆轨道系统108，多个集装箱搬运车辆200、300(如图1B和图1D中所示)在该轨道系统108上操作以将存储集装箱106从存储柱105中升高以及将存储集装箱106降低到存储柱105中，并且还将存储集装箱106运输到存储柱105上方。构成网格图案的网格单元122之一的水平范围在图1A和图1C中以粗线标记。
每个网格单元122具有通常在30cm至150cm的间隔内的宽度和通常在50cm至200cm的间隔内的长度。由于轨道110、111的水平范围，每个网格开口115具有通常比网格单元122的宽度和长度小2cm到10cm的宽度和长度。
轨道系统108包括：第一组平行轨道110，其布置成引导集装箱搬运车辆200、300在横跨框架结构100的顶部的第一方向X上的移动；以及第二组平行轨道111，其布置成垂直于第一组轨道110以引导集装箱搬运车辆200、300在垂直于第一方向X的第二方向Y上的移动。以这种方式，轨道系统108限定网格柱，在该网格柱上方，集装箱搬运车辆200、300可以在存储柱105上方横向移动，即，在平行于水平X-Y平面的平面中移动。
每个现有技术的集装箱搬运车辆200、300包括车身和八个车轮的车轮装置201、301，其中，第一组四个车轮实现集装箱搬运车辆200、300在X方向上的横向移动，而第二组其余的四个车轮实现集装箱搬运车辆200、300在Y方向上的横向移动。车轮装置中的一组或两组车轮可被提升和降低，使得第一组车轮和/或第二组车轮可在任何时候与相应组的轨道110、111接合。
每个现有技术的集装箱搬运车辆200、300还包括提升装置(未示出)，以用于存储集装箱106的竖直运输，例如将存储集装箱106从存储柱105中提升，以及将存储集装箱106降低到存储柱中。提升装置包括一个或多个抓持/接合装置(未示出)，其适于接合存储集装箱106，并且该抓持/接合装置可从车辆20、300降低，使得可在与第一方向X和第二方向Y正交的第三方向Z上调节抓持/接合装置相对于车辆200、300的位置。
传统上，并且出于本申请的目的，Z＝1标识网格104的最上层，即，紧接在轨道系统108下方的层，Z＝2是轨道系统108下方的第二层，Z＝3是第三层等。在图1A和图1C中公开的示例性现有技术的网格104中，Z＝8标识网格104的最下面的底层。因此，作为示例，并且使用图1A和图1D中指示的笛卡尔坐标系X、Y、Z，在图1A中标识为106'的存储集装箱可以被称为占据网格位置或单元X＝10，Y＝2，Z＝3。集装箱搬运车辆101可以被称为在Z＝0的层中行进，并且每个网格柱都可以通过其X和Y坐标来标识。
每个集装箱搬运车辆200包括用于当横跨轨道系统108运输存储集装箱106时接收和存放存储集装箱106的存储室或空间(未示出)。存储空间可以包括居中地布置在车身内的腔体，如在WO 2014/090684A1中描述的，其内容通过引用并入本文。
可替代地，集装箱搬运车辆300可以具有悬臂结构，如在NO317366中描述的，其内容也通过引用并入本文。
集装箱搬运车辆200可以具有占地区，即，在X和Y方向上的范围，其通常等于网格单元122的横向范围，即，网格单元122在X和Y方向上的范围，例如如在WO2015/193278A1中描述的，其内容通过引用并入本文。在此使用的术语“横向”可以表示“水平”。
可替代地，集装箱搬运车辆200可以具有大于网格柱105的横向范围(由网格柱限定的横向区域)的占地区，例如如在WO2014/090684A1中公开的。
如图2A中所示，轨道系统108可以是单轨道系统。可替代地，如图2B中所示，轨道系统108可以是双轨道系统，从而即使另一个集装箱搬运车辆200定位于与该行相邻的网格柱上方，也可以使具有通常与由网格柱112限定的横向区域对应的占地区202、202'的集装箱搬运车辆201沿着一行网格柱行进。单轨道系统和双轨道系统两者，或者在单轨道系统108中包括单轨道和双轨道装置的组合，都在水平面P中形成网格图案，该网格图案包括多个矩形且统一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由虚线框指示。
因此，轨道110a和110b形成成对的相邻轨道，它们限定了在X方向上延伸的平行行的网格单元；并且轨道111a和111b形成成对相邻的轨道，它们限定了在Y方向上延伸的平行行的网格单元。
如图2C中所示，每个网格单元122具有通常在30cm至150cm的间隔内的宽度Wc和通常在50cm至200cm的间隔内的长度Lc。每个网格开口115具有通常比网格单元122的宽度Wc和长度Lc小2cm至10cm的宽度Wo和长度Lo。
在X方向和Y方向上，相邻的网格单元122被布置成彼此接触，使得在它们之间没有空间。
在存储网格104中，大多数的网格柱是存储柱105，即，在其中将存储集装箱106存储在堆叠件107中的网格柱105。然而，网格104通常具有不用于存储存储集装箱106的至少一个网格柱，但其包括一个位置，在该位置处，集装箱搬运车辆200、300可以卸下和/或拾取存储集装箱106，使得可以将它们运输到第二位置(未示出)，在该第二位置中，可以从网格104的外部接近存储集装箱106，或者将存储集装箱106从网格104移出或移入网格。在该领域中，此类位置通常被称为“端口”，并且该端口所在的网格柱可以被称为“传递柱”119、120。集装箱搬运车辆的卸下和拾取端口被称为“传递柱的上端口”119、120。而传递柱的相对端被称为“传递柱的下端口”。
图1A和图1C中的存储网格104包括两个传递柱119和120。第一传递柱119可以例如包括专用的卸下端口，在该卸下端口处，集装箱搬运车辆200、300可以卸下存储集装箱106以将其运输通过传递柱119，并进一步运输至接近或转运站(未示出)，并且第二传递柱120可以包括专用的拾取端口，在该专用的拾取端口处，集装箱搬运车辆200、300可以从接近或转运站(未示出)拾取已经通过传递柱120运输的存储集装箱106。第一传递柱和第二传递柱119、120的端口中的每个可包括适用于存储集装箱106的拾取和卸下两者的端口。
第二位置通常可以是将产品项从存储集装箱106中移除或放置到存储集装箱中的拾取或储藏站。在拾取或储藏站中，通常从不从自动存储和取回系统1移除存储集装箱106，但是其一旦被接近就返回到存储网格104中。为了将存储集装箱移出或移入存储网格104，在传递柱中还设置有下端口，此类下端口例如用于将存储容器106转移到另一存储设施(例如到另一存储网格)，直接转移到运输车辆(例如火车或卡车)或生产设施。
为了监视和控制自动存储和取回系统1(例如，监视和控制相应存储集装箱106在存储网格104内的位置；每个存储集装箱106的内容物；以及集装箱搬运车辆200、300的移动，使得期望的存储集装箱106可以在期望的时间被运送到期望的位置而集装箱搬运车辆200、300彼此不碰撞)，自动存储和取回系统1包括控制系统(未示出)，该控制系统通常是计算机化的，并且通常包括用于保持跟踪存储集装箱106的数据库。
可以采用包括输送机的输送机系统在传递柱119、120的下端口和接近站之间运输存储集装箱。
如果传递柱119、120的下端口和接近站位于不同的高度，则输送机系统可以包括用于在端口和接近站之间竖直地运输存储集装箱106的提升装置。
输送机系统可以布置成在不同的网格之间转移存储集装箱，例如如在WO2014/075937A1中描述的，其内容通过引用并入本文。
此外，WO2016/198467A1(其内容通过引用并入本文)公开了具有输送带(WO2016/198467A1中的图5a和图5b)和框架安装轨道(WO2016/198467A1中的图6a和图6b)的现有技术接近系统的示例，其用于在传递柱和工作站之间运输存储集装箱，操作者可以在该工作站处接近存储集装箱。
当要接近存储在图1A中公开的网格104中的存储集装箱106时，指示集装箱搬运车辆200、300之一从目标存储集装箱106在网格104中的位置取回目标存储集装箱并将其运输至或通过传递柱119。该操作涉及将集装箱搬运车辆200、300移动到目标存储集装箱106所在的存储柱105上方的网格位置，使用集装箱搬运车辆的提升装置(未示出)从存储柱105取回存储集装箱106，并且将存储集装箱106运输到传递柱119。如果目标存储集装箱106位于堆叠件107内的深处，即，一个或多个其它存储集装箱位于目标存储集装箱106的上方，则该操作还涉及在将目标存储集装箱106从存储柱105提升之前临时移动位于上方的存储集装箱。该步骤(在本领域中有时被称为“挖掘”)可以用随后用于将目标存储集装箱106运输到传递柱的同一集装箱搬运车辆200、300来执行，或者用一个或多个其它合作的集装箱搬运车辆200、300来执行。可替代地或另外地，自动存储和取回系统1可以具有专门用于临时从存储柱105移除存储集装箱106的任务的集装箱搬运车辆200、300。一旦目标存储集装箱106已经从存储柱105移除，就可以将临时移除的存储集装箱重新定位到原始存储柱105中。然而，可以将移除的存储集装箱可替代地重新定位到其它存储柱105。
当要将存储集装箱106存储在网格104中时，指示集装箱搬运车辆200、300之一从传递柱120拾取存储集装箱106并将其运输到将要存储的存储柱105上方的网格位置。在移除位于存储柱堆107内的目标位置处或上方的任何存储集装箱之后，集装箱搬运车辆200、300将存储集装箱106定位在期望位置。然后，可以将移除的存储集装箱降低回到存储柱105中，或重新放置到其它存储柱105。
与已知的自动存储和取回系统1相关的问题是，拾取和卸下端口周围的区域可能会因指示要卸下或拾取存储集装箱106的集装箱搬运车辆200、300而变得拥堵。这可能严重阻碍自动存储和取回系统1的操作。在小型系统中，可以通过向网格中添加传递柱来缓解这种情况，因为这将允许将集装箱搬运车辆200、300分布在更大数量的传递柱端口之间，以便避免拥堵。然而，如果添加端口和柱，则通常必须增加输送机系统的基础结构。这需要空间，而空间可能不一定可用。此外，添加输送机系统基础结构的成本很高。
现有技术的自动存储和取回系统1的另一个问题是，传递柱119、120的分开的卸下端口和拾取端口要求集装箱搬运车辆200、300在卸下后移至存储柱105以取回新的存储集装箱106。同样，当集装箱搬运车辆200、300被发送到拾取端口120以拾取存储集装箱时，它们必须没有存储集装箱106。这导致效率低下并导致端口周围的加剧拥堵，因为集装箱搬运车辆200、300在没有存储集装箱106作为有效载荷的情况下在网格上四处移动。另外，传递柱119、120可占据网格104上的空间，该空间可用于其它目的，诸如集装箱搬运车辆200、300的移动。
例如，从WO2016/198565中已知，提供一种具有机器人装置的上述自动存储和取回系统，该机器人装置包括在其一端具有拾取机构的可移动臂，以用于在存储集装箱106之间移动产品项。机器人装置可以固定到网格，或可以固定到网格所在的建筑物的天花板。该现有技术中的机器人装置用于在位于网格的顶部水平的存储集装箱106与位于输送机系统的输送带上的存储集装箱106之间移动产品项。
而且在这里，机器人装置周围的区域可能会因指示卸下或拾取存储集装箱106的集装箱搬运车辆200、300而变得拥堵。此外，添加输送机系统基础结构的成本很高。
GB 2544648(Ocado Innovation)公开了一种具有用于拾取产品项的机器人装置的自动存储和取回系统，其中，该机器人装置固定至机器人车辆，从而形成了拾取车辆。集装箱搬运车辆邻近于该拾取车辆移动，并且拾取车辆在由集装箱搬运车辆保持的集装箱之间移动产品项。集装箱搬运车辆包括顶部开口，该顶部开口允许拾取车辆从上方接近集装箱。
上述拾取车辆有几个缺点。首先，在拾取操作期间使用了至少三个车辆-拾取车辆本身和两个集装箱搬运车辆。在实践中，假设拾取车辆将是相对固定的，而集装箱搬运车辆将用于将期望的集装箱移动到拾取车辆以及从拾取车辆移动期望的集装箱。
鉴于上述情况，期望提供一种自动存储和取回系统以及一种用于操作此类系统的方法，其解决或至少减轻了与现有技术的存储和取回系统的使用有关的前述问题中的一个或多个。
本发明的目的是提供一种自动存储和取回系统，其通过避免或至少减少网格的特定位置处的拥堵而比现有技术的系统更有效。
本发明的目的还在于减少将产品项丢失到不期望的集装箱中的风险。
发明内容
本发明涉及一种用于自动存储和取回系统的远程操作的车辆组件，该自动存储和取回系统用于在存储在自动存储和取回网格中的存储集装箱与目标集装箱之间移动产品项，该自动存储和取回网格被构造成存储存储集装箱的多个堆叠件；其中，远程操作的车辆组件包括：
-第一车辆，包括车身和连接至车身的车轮装置，该车轮装置被构造成使远程操作的车辆沿自动存储和取回系统的轨道系统移动；
-其中，第一车辆包括构造成承载第一目标集装箱的集装箱提升装置；
-拾取系统，用于移动产品项；
其特征在于：
-车辆组件还包括第二车辆，该第二车辆包括车身和连接至车身的车轮装置，该车轮装置被构造成使远程操作的车辆沿自动存储和取回系统的轨道系统移动；
-第二车辆包括构造成承载第二目标集装箱的集装箱提升装置；
-杆系统，将车辆组件的车辆彼此机械地连接；
-拾取系统连接至杆系统；
-拾取系统被构造成将产品项从存储集装箱移动到第一目标集装箱或第二目标集装箱中的一个。
第一车辆和第二车辆可均包括在其相应的车身上方连接的托架部分。杆系统可以连接至相应的车辆的托架部分。杆系统可以连接至相应的托架部分的上部部分。杆系统可以连接至相应的托架部分的顶表面。
集装箱提升装置可以连接至相应的车辆的托架部分。可替代地，集装箱提升装置可以直接连接至车身。集装箱提升装置可以连接在杆系统下方的高度处。
在一个方面，拾取系统定位在第一车辆和第二车辆之间。
在一个方面，从位于网格的拾取区域内的存储集装箱中拾取产品项，其中，该拾取区域设置在组件的占地区区域内。可替代地，拾取区域可以被限定为组件的占地区区域之外的区域。
在一个方面，每个车辆包括控制系统，该控制系统设置成与其它车辆的控制系统通信并且与自动存储和取回系统的控制系统通信。
在一个方面，该组件包括第三车辆和第四车辆，其中，杆系统机械地连接至车辆组件的所有四个车辆，其中，四个车辆一起设置成矩形构造。
在一个方面，拾取系统包括具有保持机构的第一拾取臂，其中，第一拾取臂的第一端连接至杆系统，并且第一拾取臂的第二端连接至保持机构。
在一个方面，第一拾取臂包括可枢转地连接至杆系统的第一臂部分和相对于第一臂部分可轴向移位的第二臂部分。
第一臂部分可相对于杆系统围绕第一竖直轴线枢转。第二臂部分可相对于第一臂部分沿着第二竖直轴线可轴向移位。
拾取臂可以包括三个或更多个臂部分。这些臂部分可以可枢转地彼此连接，或者它们可以可轴向移位地彼此连接。
两个或更多个臂部分可以设置为伸缩部分。在又一替代方案中，两个或更多个臂部分可以彼此可滑动地连接，其中，线性致动器用于使臂部分相对于彼此伸出或缩回。
臂部分中的一个可包括彼此平行设置的第一臂元件和第二臂元件，其中，第三臂元件将第一臂元件与第二臂元件连接。第一臂元件和第二臂元件相对于彼此轴向移位。第一臂元件和第二臂元件可以在竖直方向上定向。第三臂元件可以在相对于水平面的倾斜方向上定向。第三臂元件可以设置在水平面中。第一臂元件可以可旋转地连接至其它臂部分或连接至杆系统。第二臂元件可以连接至保持装置。当第一臂元件旋转时，第二臂元件从一个存储集装箱上方的位置移动到不同的存储集装箱上方的位置。
在一个方面，拾取系统包括具有保持机构的第二拾取臂，其中，第二拾取臂的第一端连接至杆系统，并且第二拾取臂的第二端连接至其保持机构。
在一个方面，该组件包括用于防止产品项落入网格中的盖系统。如果在拾取操作期间产品项丢失在网格中，则存在产品项在水平移动期间或网格中的存储集装箱的竖直升高和/或降低期间阻塞集装箱运输车辆的风险。如果产品项落入存储集装箱中，则该集装箱必须被标识并由集装箱搬运车辆拾取，并且移动至拾取机器人或可替代地移动至端口以用于从集装箱中手动移除产品项。
在一个方面，盖系统包括门，该门在其关闭状态中防止产品项落入网格中，并且该门在其打开状态中允许保持机构接近存储在门下方的网格中的存储集装箱。
在一个方面，集装箱提升装置是敞顶式集装箱提升装置。
术语“敞顶式”在此是指一种能够穿过集装箱提升装置中的接近开口从上方接近集装箱的集装箱提升装置。
在一个方面，集装箱提升装置被构造成将目标集装箱提升至网格的顶部水平上方的高度。
该高度可足以使车辆在其在网格上的水平移动期间承载另外的集装箱。
在一个方面，集装箱提升装置被构造成将目标集装箱降低到网格的网格柱中。
在一个方面，集装箱提升装置被布置为固定至车身的悬臂结构，其中，集装箱提升装置包括集装箱提升框架，该集装箱提升框架具有用于与设置在悬臂结构下方的目标集装箱6连接和脱离的连接接口CI。
在一个方面，该车辆包括具有竖直板结构的托架部分，该竖直板结构设置成邻近于与车身的前表面；集装箱提升装置包括固定至竖直支撑结构的集装箱提升框架；支撑结构借助于提升机构连接至竖直板结构，该提升机构用于将集装箱提升装置和支撑结构至少部分地降低到网格的单元中。
本发明还涉及一种用于在存储在自动存储和取回系统的自动存储和取回网格中的存储集装箱与另外的集装箱之间移动产品项的方法，其中，该网格被构造成存储存储集装箱的多个堆叠件，其中，该方法包括以下步骤：
-通过借助于杆系统将第一车辆连接至第二车辆来提供车辆组件，第一车辆和第二车辆均包括车身和连接至车身的车轮装置以及集装箱提升装置；
-将拾取系统连接至杆系统，其中，拾取臂具有连接至杆系统的第一端和连接至保持机构的第二端；
-将车辆组件沿着自动存储和取回系统的轨道系统移动到预定的网格位置；
-控制拾取系统以将产品项保持位于初始集装箱位置处，
-控制拾取系统以将产品项移动到目标集装箱位置并在目标集装箱位置处释放产品项。
术语“集装箱位置”可以是存储在网格中的存储集装箱的位置，或者可以是由车辆组件承载的目标集装箱之一的位置。“集装箱位置”还可以是集装箱内的预定位置，例如，集装箱内的预定隔室、位于集装箱内的预定运输包装件等。初始网格位置可以是初始集装箱位置和目标集装箱位置两者都在拾取系统的到达范围内的位置。
本发明还涉及一种自动存储和取回系统，包括：
-自动存储和取回网格，被构造成存储存储集装箱的多个堆叠件；
-如上文限定的车辆组件。
在以上方面中，接近开口始终是敞开的。然而，在一些实施例中，有可能借助于盖子或盖临时打开和关闭接近开口。
附图说明
以下附图描绘了本发明的示例性实施例，并且被附加以促进对本发明的理解。
图1A至图1D是现有技术的自动存储和取回系统的透视图，其中，图1A和图1C示出了完整的系统，并且图1B和图1D示出了可操作现有技术的集装箱搬运车辆的系统的示例。
图2A至图2C是集装箱搬运车辆轨道系统的俯视图，其中，图2A示出了单轨道系统，图2B示出了双轨道系统2B，并且图2C示出了表示出集装箱搬运车辆网格单元的宽度和长度的双轨道系统。
图3示出了车辆的第一实施例的透视正视图。
图4示出了图3的替代实施例的透视后视图。
图5示出了具有两个车辆的车辆组件的第一实施例。
图6示出了具有四个车辆和一网格盖系统的车辆组件的第二实施例。
图7、图8和图9示出了车辆的替代实施例。
图10示出了具有两个车辆的车辆组件的替代实施例。
图11示出了具有四个车辆的车辆组件的替代实施例。
图12示出了具有网格盖系统的图11的实施例。
图13示出了具有八个车辆的车辆组件的替代实施例。
图14示出了组件的车辆之间的通信以及车辆与自动存储和取回系统的控制系统之间的通信。
图15示出了图10的第三臂部分的细节。
图16a示出了图10的车辆组件的占地区区域。
图16b示出了图10的车辆组件的拾取区域的示例。
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例。然而，应当理解，附图并非旨在将本发明限制为附图中所描绘的主题。此外，即使仅相对于系统描述了某些特征，但显而易见的是，它们对于传递工具和相关方法也是有效的，反之亦然。因此，仅关于传递车辆描述的任何特征和/或相关方法对于该系统也是有效的。
参考图1A至图1D，每个存储结构1的存储网格104构成总共143个网格柱112的框架100，其中，框架的宽度和长度分别对应于13和11个网格柱112的宽度和长度。框架100的顶层是轨道系统108，多个集装箱搬运车辆200、300在该轨道系统上操作。
存储系统1的框架100是根据上文描述的上述现有技术框架100构造的，即，多个直立构件102和由直立构件102支撑的多个水平构件103，并且进一步地，水平构件103包括分别在X方向和Y方向上横跨存储柱105的顶部布置的平行轨道110、111的集装箱搬运车辆轨道系统108。单个网格单元122的水平区域(即沿着X和Y方向)可以分别由相邻的轨道110和111之间的距离限定(也参见图2)。在图1A和图1C中，此类网格单元122在轨道系统108上由粗线标记。
集装箱搬运车辆轨道系统108允许集装箱搬运车辆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，示出了具有八个单元的高度的存储网格104。然而，应当理解，存储网格104原则上可以具有任何尺寸。特别地，应当理解，存储网格104可以比图1A和图1C中所公开的显著更宽和/或更长。例如，网格104可以具有大于700×700个网格单元122的水平范围。此外，网格104可以比图1A和图1C中所公开的显著更深。例如，存储网格104可以多于十二个网格单元深度。
存储集装箱车辆200、300可以是本领域中已知的任何类型，例如W02014/090684A1、NO317366或WO2015/193278A1中公开的自动集装箱搬运车辆中的任一个。
轨道系统108可以是单轨道系统，如图2A中所示。可替代地，轨道系统108可以是双轨道系统，如图2B中所示。在本说明书的背景技术和现有技术部分中公开了单轨道和双轨道系统的细节。在又一替代方案中，轨道系统108可以是双轨道系统和单轨道系统的组合。
在图1A中，自动存储和取回系统1的控制系统被示出为设置成与车辆200、300通信的盒子20。
第一实施例
现在参考图3。在此，公开了一种用于上述自动存储和取回系统1的远程操作车辆30。该车辆30是下面将详细描述的图5中所示的车辆组件10的一部分。车辆组件10的主要目的是执行拾取操作，即，从存储在网格104中的一个或多个存储集装箱106中将一种或多种相同类型的产品项移动或者将多种类型的产品项移动到目标集装箱6。因此，该车辆组件10可以被称为拾取车辆。该拾取操作通常基于拾取订单执行，在拾取订单中拾取一个或多个产品项、将其包装成运输包装件并且然后发送到通常下达拾取订单的收件人的地址。
应当注意，在本实施例中，存储集装箱106和目标集装箱6是相同类型的。
远程操作车辆30包括车身31和连接至车身31的车轮装置32。车轮装置被构造成使远程操作车辆30沿着自动存储和取回系统1的轨道系统108移动。具有其车轮装置32的车辆30被认为是现有技术，并且在此将不对其进行详细描述。
车身31包括托架部分35，该托架部分安装到车轮装置32上方的车身31的面向上的表面3la。
车辆30还包括构造成提升目标集装箱6的集装箱提升装置50。集装箱提升装置50是敞顶式集装箱提升装置50，即，其具有从上方到目标集装箱6的接近开口AO。
集装箱提升装置50包括集装箱提升框架54，该集装箱提升框架具有用于连接至目标集装箱6或从目标集装箱脱离的连接接口CI。集装箱提升装置50被构造成将目标集装箱6提升至网格104的顶部水平上方的高度H1(参见图1)，以便在车辆30的水平移动期间承载目标集装箱6。
在图5中，该高度H1表示为网格104与集装箱6'的最下部之间的竖直距离。集装箱提升装置50还被构造成将其连接接口降低到网格104的网格柱105中，以连接至目标集装箱6(例如，将用作新的目标集装箱6的空的存储集装箱106)或者用于将目标集装箱6临时存储在网格中。
集装箱提升装置50包括彼此连接的框架部分51和壳体部分52。通向目标集装箱6的接近开口AO穿过框架部分51而限定。壳体部分52连接至车身31的托架部分35。如图所示，框架部分51在此形成悬臂类型的结构，类似于现有技术的车辆200，其中，集装箱提升框架54悬置在框架部分51的下方。集装箱提升装置50的马达和其它部分位于框架部分51和/或壳体部分52的内部。这使框架部分51中的接近开口AO的横截面积基本上等于提升框架54和/或目标集装箱6的接近开口的横截面积。
现在参考图4。在此，示出了托架部分35的替代实施例，其中，托架部分35包括：下托架部分35a，其固定到车轮装置32上方的面向上的表面3la；以及上托架部分35b，其连接至集装箱提升装置50的壳体部分52。上托架部分35a和下托架部分35b通过枢转机构36分开，以允许上托架部分35b并因此允许集装箱提升装置50相对于下托架部分35a旋转。在图4中，示出了当与图3的实施例相比时，上托架部分35b已经旋转了180°。
现在参考图5。在此，远程操作的车辆组件10被示为包括第一车辆30和第二车辆30'，它们可以是图3或图4中所示的类型。
进一步示出，车辆组件10包括杆系统60，该杆系统60将车辆组件10的车辆30、30'彼此连接。在图5中，杆系统60包括连接在车辆30、30'的托架部分35之间的第一杆61。应该注意，组件10可以借助于其车轮装置32相对于网格水平地移动。
车辆组件10还包括拾取系统40，以用于将产品项5在网格中的存储集装箱106到由第一和第二车辆30、30'承载的目标集装箱6、6'中的一个之间移动。拾取系统40包括拾取臂41，该拾取臂具有连接至车身31的第一端4la和连接至拾取系统40的保持机构49的第二端41b。
拾取臂41包括彼此可枢转地连接的多个臂部分。在图5中，示出了拾取臂41包括可枢转地连接至杆61的第一臂部分42a和相对于第一臂部分42a可轴向移位的第二臂部分42b，其中，保持机构49位于第二臂部分42b的端部。在本实施例中，第一臂部分42a相对于杆61可围绕第一竖直轴线I42a枢转，第二臂部分42b相对于第一臂部分42a可沿第二竖直轴线I42b轴向移位。
现在参考图14，其中示意性地示出了具有两个车辆30、30'的组件10，其中，每个车辆30、30'包括车辆控制系统34，该车辆控制系统设置成彼此通信(由虚线箭头表示)并且与自动存储和取回系统1的控制系统20的其它部分通信。例如，为了控制组件的水平移动，必须协调两个车辆30、30'的车轮装置32，因为当在Y方向上移动组件10时，车辆必须平行移动，而在X方向上移动组件10时，车辆必须沿公共线移动。应当注意，具有保持机构的拾取臂是可商购的，并且被认为是现有技术。因此，这里将不详细描述具有保持机构的此类拾取臂的控制。
保持机构49被构造成可释放地保持产品项5，并且可以使用许多已知的保持原理中的一种，诸如通过使用由气泵提供的吸力，由电磁体提供的磁力，通过使用由电动伺服马达操作的爪的夹紧力等。可以使用这些保持原理中的两种或更多种的组合。另外，拾取系统40可以包括用于识别产品项5的对象识别设备48(图5中所示)，以便控制拾取臂和保持机构49相对于产品项5的定位，以便保持它。对象识别设备48还可以在产品项5的释放期间使用，例如在产品项5被释放到设置在目标集装箱6内部的运输包装件(未示出)的情况下。该运输包装件可以是纸板箱、刚性或半刚性的袋子、信封等。可以单独标记运输包装件，以便拾取系统40将产品项5释放到设置在目标集装箱6中的多个运输包装件中的一个特定运输包装件中。
应当注意，应该基于存储在自动存储和取回系统1中的产品项的特性，诸如尺寸、重量、形状、颜色、包装材料等，来选择对象识别设备48和保持机构49。
现在将描述拾取操作。首先，应当注意，要从其拾取产品项5的存储集装箱106必须定位在网格104中的一高度处，该高度在组件10的拾取系统40的到达范围内。这通常是通过使用集装箱搬运车辆200、300将存储集装箱106彼此堆叠到期望的高度并且然后将要从其拾取产品项5的存储集装箱106定位在堆叠件的顶部上来执行的。位于设置在第一水平和第二水平(图1中表示为水平z0和z1)的存储集装箱106中的产品项5通常在拾取系统40的到达范围内。
要拾取的产品项5的位置可以被称为初始集装箱位置P0，在图5中表示为存储集装箱106的位置。目标集装箱位置P1是由第一车辆30承载的目标集装箱6的位置。
最初，车辆组件10被移动到预定的网格位置GP1。在该示例中，初始网格位置GP1是存储集装箱106在拾取系统40的到达范围内的位置，如图5中所示。
然后，借助于拾取臂41基于来自对象识别设备48的数据将保持机构49相对于产品项5定位在存储集装箱106中，并且随后激活保持机构49以保持产品项5。然后，致动拾取臂41以将产品项5从存储集装箱106中提升并提升到目标集装箱6中，在该目标集装箱中，保持机构49被停用以释放产品项5。
由于图5中的组件10具有两个目标集装箱6、6'，所以可以减少组件的移动，因为可以从一个存储集装箱106中拾取相同类型的产品项5并将其放入两个目标集装箱中，而无需使组件10相对于网格移动-仅拾取系统40移动。当完成对一个目标集装箱的拾取操作时，组件可以将目标集装箱留在网格中，并利用新的目标集装箱开始新的拾取操作。其它集装箱搬运车辆可以将目标集装箱运输到其最终目的地，并且还可以在需要时向拾取组件供应新的目标集装箱。
第二实施例
现在参考图6。在此示出了组件10包括以矩形构造设置的图3中所示类型的四个车辆30、30'、30”'、30””，其中，每个车辆形成矩形的角部。在此，未示出目标集装箱。
杆系统60包括连接第一车辆30和第二车辆30'的第一杆61、连接第三车辆30”和第四车辆30”'的第二杆62，以及将第一杆61和第二杆62彼此连接的第三杆63。
组件10包括与上述类型类似的一个公共拾取系统40。
这里，第一和第三车辆30的框架部分51被设置成彼此邻近或彼此接触，以便防止在产品项5意外地从保持机构释放的情况下产品项5落入网格中。如果发生这种情况，产品项将落入由车辆30、30”保持的两个目标集装箱之一。第二和第四车辆的框架部分51以类似的方式布置。
组件10还包括用于防止产品项落入网格104中的盖系统70。该盖系统包括连接在车辆之间的盖部分71、72，其中，在产品项意外地从保持机构释放的情况下，盖部分71和72防止产品项意外地落入网格104中。
盖系统70还包括门75，该门在其关闭状态中防止产品项落入网格104中，并且在其打开状态中允许保持机构49接近存储在门75下方的网格104中的存储集装箱106。
第四实施例
现在参考图7、图8和图9，示出了用于车辆组件10的车辆30的替代实施例。
在该实施例中，托架部分35包括固定到车身31的顶表面TS的刚性塔结构。托架部分35具有竖直板结构37，该竖直板结构设置成邻近于车身31的前表面FS或与车身的前表面对准。
在该实施例中，类似于上述实施例，集装箱提升装置50包括集装箱提升框架54，其连接接口C1固定到集装箱提升框架54的下端。集装箱提升框架54在此也相对于托架部分35轴向地上下可移位。然而，在此，集装箱提升框架54未悬置在提升框架51下方；集装箱提升框架54在此固定到竖直延伸的支撑结构56。集装箱提升装置54和支撑结构56形成刚性结构，该刚性结构适于至少部分地降低到网格104的单元中，以便拾取或放开目标集装箱6。支撑结构56借助于提升机构57连接至竖直板结构37，其中，提升机构57的一个部分固定到板结构37，并且提升机构57的另一部分固定到支撑结构56的面向板结构57的一侧。提升机构57可以是电动伺服马达、线性马达等。
图8和图9示出了目标集装箱6如何相对于网格升高和降低。
在图10中，示出了包括两个车辆30、30'的车辆组件10。车辆组件10包括具有连接在托架部分35之间的杆61的杆系统60。附加杆元件6la连接在托架部分35之间。
拾取系统40的拾取臂41在此包括相对于杆61可沿第一水平轴线I42a轴向移位的第一臂部分42a，相对于第一臂部分42a可沿第二竖直轴线I42b轴向移位的第二臂部分42b，以及围绕第三竖直轴线I42c可枢转地连接至第二臂部分42b的第三臂部分42c。
现在参考图15，其中详细地示出了图10的第三臂部分42c。在此，第三臂部分42c包括彼此平行定向的第一臂元件42c1和第二臂元件42c2，其中，第三臂元件42c3将第一臂元件42c1与第二臂元件42c2连接。第一臂元件位于第二臂元件上方。第一臂元件和第二臂元件在竖直方向上定向。第三臂元件42c3水平地定向。从上面的描述显而易见的是，第一臂元件41c1可枢转地连接至第二臂部分42b。保持装置49连接至第二臂元件的下端。当第一臂元件旋转时，如图15中的虚线箭头所示并且利用图15中的虚线的第二臂元件和第三臂元件，第二臂元件从一个存储集装箱106上方的位置移动到不同的存储集装箱106上方的位置。
现在参考图16a。在此，占地区(即在x和y方向上的范围)表示为占地区FA，该占地区在y方向上为两个单元长(y1，y1)并且在x方向上为四个项目单元宽(x1，x2，x3，x4)，即，总共八个单元。应当注意，车辆30下方和目标集装箱6下方的单元是该占地区FA的一部分。
在图16b中，拾取区域PA被定义为车辆与存储集装箱之间的区域，即，在y方向上两个单元长(y1，y1)和在x方向上两个单元宽(x2，x3)。
第五实施例
现在参考图11。在此，车辆组件10包括以矩形构造的四个车辆30、30'、30”、30”'，类似于图6。
杆系统60包括连接第一车辆30和第二车辆30'的第一杆61、连接第三车辆30'和第四车辆30”'的第二杆62、将第一车辆30和第三车辆30”彼此连接的第三杆63，以及将第二车辆30'和第四车辆30”'彼此连接的第四杆64。第一杆和第二杆彼此平行，并且第三杆和第四杆彼此平行。
拾取系统40类似于图10的拾取系统40。然而，这里，第一臂部分42a相对于第五杆65可轴向移位，该第五杆本身相对于第一杆61和第二杆62可轴向移位。
在图11中，示出了组件10包括盖系统70，如以上关于图6所述。
第六实施例
现在参考图13。在此，车辆组件包括八个车辆30和具有三个拾取臂41、41'、41”的拾取系统40。
根据上述实施例，当同时对多个目标集装箱执行拾取时，可以并行执行多个拾取订单。当完成向一个目标集装箱的拾取订单时，该集装箱提升装置50可以将目标集装箱留在网格中，并为新产品订单取回新的空目标集装箱。其它集装箱搬运车辆将目标集装箱运输到其最终目的地，并且在需要时也可以向拾取车辆供应新的目标集装箱。
替代实施例
在前面的描述中，已经参考说明性实施例描述了根据本发明的传递车辆以及自动存储和取回系统的各个方面。为了说明的目的，阐述了具体的数字、系统和构造，以提供对系统及其工作的透彻理解。然而，该描述并非旨在以限制性的意义来解释。对于所公开的主题所属领域的技术人员显而易见的，说明性实施例以及系统的其它实施例的各种修改和变化被认为处于本发明的范围内。
参考标记：
1 存储和取回系统
5 产品项
6 目标集装箱
10 车辆组件
20 控制系统
30 第一车辆
30' 第二车辆
30” 第三车辆
30”' 第四车辆
31 车身
31a 面向上的表面
32 车轮装置
34 车辆控制系统
35 托架部分
35a 下托架部分
35b 上托架部分
36 枢转机构
37 竖直板结构
40 拾取系统
41 拾取臂
41a 第一端
41b 第二端
41c1 第一臂元件
42a 第一臂部分
42b 第二臂部分
42c 第三臂部分
42c1 第一臂元件
42c2 第二臂元件
42c3 第三臂元件
48 对象识别设备
49 保持机构
50 集装箱提升装置
50 敞顶式集装箱提升装置
51 框架部分
52 壳体部分
54 提升框架
56 支撑结构
57 板结构
60 杆系统
61 第一杆
61a 附加杆元件
62 第二杆
63 第三杆
64 第四杆
65 第五杆
70 盖系统
71 盖部分
72 盖部分
75 门
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 存储网格/三维网格
105 存储柱
106 存储集装箱
107 堆叠件
108 轨道系统/集装箱搬运车辆轨道系统
110 在第一方向X上的第一组平行轨道
110a 第一组的第一相邻轨道
110b 第一组的第二相邻轨道
111 在第二方向Y上的第二组平行轨道
111a 第二组的第一相邻轨道
111b 第二组的第二相邻轨道
115 网格开口/集装箱搬运车辆网格开口
119 传递柱
120 传递柱
122 网格单元/集装箱运输车辆网格单元
140 传递系统
150 传递端口
200 第一集装箱搬运车辆
201 车轮装置
300 第二集装箱搬运车辆
301 车轮装置
X 第一方向
Y 第二方向
P 轨道系统的水平面
Wo 集装箱搬运车辆网格开口的宽度
Wc 集装箱搬运车辆网格单元的宽度
Lo 集装箱搬运车辆网格开口的长度
Lc 集装箱搬运车辆网格单元的长度
AO 接近开口
CI 连接接口
FA 占地区
FS 前表面
GP1 预定的网格位置
GP1 初始网格位置
PA 拾取区域
TS 顶表面
H1 高度
P0 初始集装箱位置
P1 目标集装箱位置

Claims (16)

1.一种用于自动存储和取回系统(1)的远程操作的车辆组件(10)，所述自动存储和取回系统用于在存储在自动存储和取回网格(104)中的存储集装箱(106)与目标集装箱(6)之间移动产品项(5)，所述自动存储和取回网格被构造成存储所述存储集装箱(106)的多个堆叠件(107)；其中，所述远程操作的车辆组件(10)包括：
-第一车辆(30)，包括车身(31)和连接至该车身(31)的车轮装置(32)，该车轮装置被构造成使远程操作的所述车辆(30)沿所述自动存储和取回系统(1)的轨道系统(108)移动；
-其中，所述第一车辆(30)包括构造成承载第一目标集装箱(6)的集装箱提升装置(50)；
-拾取系统(40)，用于移动所述产品项(5)；
其特征在于：
-所述车辆组件(10)还包括第二车辆(30')，所述第二车辆包括车身(31)和连接至该车身(31)的车轮装置(32)，该车轮装置被构造成使远程操作的所述车辆(30)沿所述自动存储和取回系统(1)的轨道系统(108)移动；
-所述第二车辆(30')包括构造成承载第二目标集装箱(6')的集装箱提升装置(50)；
-杆系统(60)，将所述车辆组件(10)的所述车辆(30、30’)彼此机械地连接；
-所述拾取系统(40)连接至所述杆系统(60)；
-所述拾取系统(40)被构造成将所述产品项(5)从所述存储集装箱(106)移动到所述第一目标集装箱或所述第二目标集装箱(6、6')中的一个。
2.根据权利要求1所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述拾取系统定位在所述第一车辆和所述第二车辆(30、30')之间。
3.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，每个车辆(30、30')包括车辆控制系统(34)，所述控制系统设置成与其它车辆的车辆控制系统(34)通信并与所述自动存储和取回系统(1)的控制系统(20)通信。
4.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述车辆组件(10)包括第三车辆(30”)和第四车辆(30”')，其中，所述杆系统(60)机械地连接至所述车辆组件(10)的所有四个车辆(30、30'、30”、30”')，其中，所述四个车辆一起设置成矩形构造。
5.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述拾取系统(40)包括具有保持机构(49)的第一拾取臂(41)，其中，所述第一拾取臂(41)的第一端(41a)连接至所述杆系统(60)，并且所述第一拾取臂(41)的第二端(4lb)连接至所述保持机构(49)。
6.根据权利要求5所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述第一拾取臂(41)包括能枢转地连接至所述杆系统(60)的第一臂部分(42a)和相对于所述第一臂部分(42a)能轴向移位的第二臂部分(42b)。
7.根据权利要求5所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述拾取系统(40)包括具有保持机构(49)的第二拾取臂(41')，其中，所述第二拾取臂(41')的第一端(4la)连接至所述杆系统(60)，并且所述第二拾取臂(41')的第二端(4lb)连接至其保持机构(49)。
8.根据权利要求5所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述车辆组件(10)包括用于防止所述产品项落入所述网格(104)中的盖系统(70)。
9.根据权利要求8所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述盖系统(70)包括门(75)，所述门在其关闭状态中防止所述产品项落入所述网格(104)中，并且所述门在其打开状态中允许所述保持机构(49)接近存储在所述门(75)下方的所述网格(104)中的存储集装箱(106)。
10.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述集装箱提升装置(50)是敞顶式集装箱提升装置(50)。
11.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述集装箱提升装置(50)被构造成将所述目标集装箱(6)提升至所述网格(104)的顶部水平上方的高度(H1)。
12.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述集装箱提升装置(50)被构造成将所述目标集装箱(6)降低到所述网格(104)的网格柱(105)中。
13.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中，所述集装箱提升装置(50)被布置为固定至所述车身(31)的悬臂结构(51)，其中，所述集装箱提升装置(50)包括集装箱提升框架(54)，所述集装箱提升框架具有用于与设置在所述悬臂结构下方的所述目标集装箱(6)连接和脱离的连接接口CI。
14.根据权利要求1或2所述的远程操作的车辆组件(10)，其中：
-所述车辆(30)包括具有竖直板结构(37)的托架部分(35)，所述竖直板结构设置成邻近于所述车身(31)的前表面(FS)；
-所述集装箱提升装置(50)包括固定至竖直支撑结构(56)的集装箱提升框架(54)；
-所述支撑结构(56)借助于提升机构(57)连接至所述竖直板结构(37)，所述提升机构用于将所述集装箱提升装置(50)和所述支撑结构(56)至少部分地降低到所述网格(104)的单元中。
15.用于在存储在自动存储和取回系统(1)的自动存储和取回网格(104)中的存储集装箱(106)与另外的集装箱(6)之间移动产品项(5)的方法，其中，所述网格(104)被构造成存储所述存储集装箱(106)的多个堆叠件(107)，其中，所述方法包括以下步骤：
-通过借助于杆系统(60)将第一车辆(30)连接至第二车辆(30')来提供车辆组件(10)，所述第一车辆和所述第二车辆(30、30')均包括车身(31)和连接至所述车身(31)的车轮装置以及集装箱提升装置(50)；
-将拾取系统(40)连接至所述杆系统(60)，其中，所述拾取系统(40)包括保持机构(49)和拾取臂(41)，其中，所述拾取臂(41)具有连接至所述杆系统(60)的第一端(41a)和连接至所述保持机构(49)的第二端(41b)；
-将所述车辆组件(10)沿着所述自动存储和取回系统(1)的轨道系统(108)移动到预定的网格位置(GP1)；
-控制所述拾取系统(40)以将所述产品项(5)保持位于初始集装箱位置(P0)处，
-控制所述拾取系统(40)以将所述产品项(5)移动到目标集装箱位置(P1)并在所述目标集装箱位置(P1)处释放所述产品项(5)。
16.一种自动存储和取回系统(1)，包括：
-自动存储和取回网格(104)，被构造成存储存储集装箱(106)的多个堆叠件(107)；
-根据权利要求1至14中任一项所述的车辆组件(10)。
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