CN113454002B - 存储系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种存储系统，其包括至少一个载具(6、36、300'、400)、水平轨道网格(108、5)、以及充电系统，该充电系统用于对载具的可充电电源(20)充电，其中，载具包括用于在轨道网格上移动载具的第一组轮(32a)和第二组轮(32b)；第一组轮(32a)沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在第一位置中第一组轮可以在第一方向(X)上移动载具，在第二位置中第一组轮和第二组轮与轨道网格接触，并且在第三位置中第二组轮可以在垂直于第一方向的第二方向(Y)上移动载具；充电系统包括：布置在载具上并连接至电源(20)的至少两个电荷接收元件(21a、21b、21c)、以及包括连接至充电电源(33)的两个电荷提供元件(23a、23b)的充电站(22)；其中，充电站包括致动器(31)，致动器操作地连接至电荷提供元件(23a、23b)并布置成在竖直方向上移动电荷提供元件(23a、23b)，使得在将载具定位在充电站上方时电荷接收元件(21a、21b)可以与电荷提供元件(23a、23b)连接。

Description

存储系统
技术领域
本发明涉及一种包括充电系统的自动存储和取回系统，以及一种该自动存储和取回系统的使用方法。
背景技术
图1A和图2B公开了一种具有框架结构100的典型现有技术自动存储和取回系统1。图1B和图2B公开了分别在图1A和图2A中公开的系统1中运行的现有技术容器处理载具200、300。
框架结构100限定了存储网格104，该存储网格104包括多个直立构件102和可选地支撑直立构件102的多个水平构件103。构件102、103通常可以由金属制成，例如挤压铝型材。
存储网格104包括多个网格柱112。大部分网格柱也称为存储柱105，在该存储柱105内，存储容器106(也称为箱柜)一个在另一个顶部堆叠以形成堆垛107。
每个存储容器106通常可以保持多个产品物品(未示出)，并且根据应用，存储容器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。
存储网格104防止堆垛107中的存储容器106水平移动，并且引导容器106竖直移动，但通常在堆叠时不以其他方式支撑存储容器106。
自动存储和取回系统1包括跨存储网格104的顶部以网格模式布置的轨道系统108(或顶部轨道网格)，在该轨道系统108上，运行多个容器处理载具200、300(如图1B和图2B中所示例的)以从存储柱105提升存储容器106、并将存储容器106降低到存储柱105中，并且还将存储容器106运输到存储柱105上方。在图1A和图2A中由粗线标记了构成网格模式的网格单元122中的一个的水平范围。
每个网格单元122具有通常在30至150cm区间内的宽度，以及通常在50至200cm区间内的长度。由于轨道110、111的水平范围，每个网格开口115的长度和宽度通常比网格单元122的宽度和长度少2至10cm。
轨道系统108包括平行的第一组轨道110和平行的第二组轨道111，第一组轨道110布置成引导容器处理载具200、300在第一方向X上跨框架结构100顶部移动，且第二组轨道111布置成垂直于第一组轨道110，以引导容器处理载具200、300在垂直于第一方向X的第二方向Y上移动。以这种方式，轨道系统108限定了网格柱112的上端，在该网格柱112的上端的上方，容器处理载具200、300可以横向移动，即，在与水平X-Y平面平行的平面中移动。通常，轨道110、111中的至少一组由双轨轨道构成，该双轨轨道允许两个容器处理载具在邻近的网格单元122上经过彼此。例如在WO 2015/193278 A1和WO 2015/140216 A1中已知并公开了双轨轨道，其内容通过引证合并于此。
每个现有技术的容器处理载具200、300包括载具主体和八个轮的轮装置201、301，其中，第一组的四个轮使得容器处理载具200、300能够在X方向上横向移动，剩余的第二组的四个轮使得容器处理载具200、300能够在Y方向上横向移动。轮装置中的一组或两组轮可以提升或下降，使得第一组轮和/或第二组轮可以在任一时刻与相应组的轨道110、111接合。
每个现有技术容器处理载具200、300还可以包括用于竖直运输存储容器106的提升设备(未示出)，例如从存储柱105举起存储容器106，以及将存储容器106下降到存储柱105中。提升设备包括一个或多个抓握/接合设备(未示出)，该一个或多个抓握/接合设备适于接合存储容器106，并且该一个或多个抓握/接合设备可以从载具201、301下降，使得可以在与第一方向X和第二方向Y正交的第三方向Z上相对于载具201、301调整抓握/接合设备的位置。
照惯例，并且出于本申请的目的，Z＝1表示网格104的最上层，即就在轨道系统108下方的一层，Z＝2表示轨道系统108下方的第二层，Z＝3表示第三层等。在图1A和图2A公开的现有技术存储网格中，Z＝8表示网格104的最下方的底层。因此，作为示例，并且使用图1A和图2B中所表示的笛卡尔坐标系X、Y、Z，可以认为在图1中表示为106'的存储容器占据了网格位置或单元X＝10、Y＝2、Z＝3。可以认为容器处理载具200、300在层Z＝0中行进，并且每个网格柱可以通过其X和Y坐标来表示。
每个容器处理载具200包括存储隔间或空间(未示出)，用于在跨存储网格104的顶部运输存储容器106时接收并贮存存储容器106。存储空间可以包括居中布置在载具主体内的腔室，例如WO 2014/090684A1中所描述的，其内容通过引证合并于此。
可替代地，如NO317366中所描述的，容器处理载具300可以具有悬臂构造，其内容也通过引证合并于此。
容器处理载具200可以具有占地面积，即在X和Y方向上的范围，其通常等于网格单元122的水平面积，即网格单元122在X和Y方向上的范围，例如在WO2015/193278A1中所描述的，其内容通过引证合并于此。
可替代地，容器处理载具200的占地面积可以大于网格单元122的水平面积，例如在WO2014/090684A1中所公开的。
现有技术的容器处理载具包括可充电电池，该可充电电池用于驱动载具并运行提升设备。在充电站(未示出)处对容器处理载具的电池进行充电。通常，载具和充电站的特征为具有插头/插销和插座接口(socket interface)。在图2的现有技术容器处理载具300中示出了用于耦接至充电站的插座的插头/插销27。现有技术容器处理载具300的电池通过将载具朝充电站移动来进行充电，使得插头/插销27插入到充电站上对应的插座中。当电池充好电时，载具从充电站移开以从插座断开插头/插销。例如在WO2015/104263 A2中已知并公开了充电系统，在该充电系统中容器处理载具的特征为具有可更换且可充电电池。
现有技术充电站/系统的一般特征为具有充电接口的使用，该充电接口的特征为具有载具上的插头/插销以及充电站上的对应的插座(反之亦然)。此类接口在连接期间需要非常高的精准度且容易受到磨损。进一步地，需要水平耦接移动的现有技术接口限制了可以采用的实际充电电流。对于电流限制的原因在于增加的电流需要相对较大的插头/插座，该相对较大的插头/插座增加了接口两部分之间的摩擦，并因此增大了连接/断开插头/插座所需的力。容器处理载具300仅可以在受轮和轨道之间的摩擦力限制的水平面上提供一定的推/拉力。因此，如果插头/插座太大，则容器处理载具将不能够与将插头/插销与插座连接/断开。
鉴于以上内容，本发明的目的在于提供一种自动存储和取回系统，以及用于运行该系统的方法，其解决了或至少缓解了一个或多个与现有技术存储和取回系统的充电系统有关的问题。
发明内容
本发明由所附权利要求以及以下内容限定：
第一方面中，本发明提供了一种存储系统，其包括至少一个载具、水平轨道网格、以及充电系统，该充电系统用于对载具的可充电电源充电，其中
-载具包括用于在轨道网格之上移动容器载具的第一组轮和第二组轮；
-第一组轮沿竖直方向为能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在第一位置中第一组轮可以在第一方向上移动载具，在第二位置中第一组轮和第二组轮与轨道网格接触，并且在第三位置中第二组轮可以在垂直于第一方向的第二方向上移动载具；
-充电系统包括至少两个电荷接收元件以及充电站，该至少两个电荷接收元件布置在载具上并连接至可充电电源，该充电站包括连接至充电电源的两个电荷提供元件；其中
充电站包括致动器，致动器能操作地连接至电荷提供元件并布置成在竖直方向上移动电荷提供元件，使得在将载具定位在充电站上方时电荷接收元件可以与电荷提供元件连接。
换句话说，能操作地连接该致动器使得在将载具定位在充电站上方时电荷提供元件可以被移动成与电荷接收元件电连接。
换句话说，第一组轮相对于载具的载具主体并相对于所述第二组轮可以在竖直方向上移位。第一组轮可以布置成使得在第一组轮从第一位置移位到第二位置或第三位置时载具主体朝轨道网格下降。换句话说，第一组轮可以布置成使得在第一组轮从第一位置移位到第二位置或第三位置时载具主体朝充电站下降。
在存储系统的一实施方式中，致动器布置成在第一位置和第二位置之间移动电荷提供元件，在该第一位置中可以连接电荷接收元件和电荷提供元件，在该第二位置中，可以将所述充电接收元件和所述充电提供元件分开，即竖直分开。
换句话说，当载具定位在充电站上方时，电荷提供元件可以在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中电荷提供元件在接触电荷提供元件，在该第二位置中电荷接收元件和电荷提供元件竖直分开。
在存储系统的一实施方式中，当载具定位在充电站上方、并且电荷提供元件在第一位置中时，电荷接收元件和电荷电提供元件连接。
在存储系统的一实施方式中，致动器布置成使得当电荷提供元件在第二位置中时，电荷提供元件的上水平面在轨道网格的上水平面处或在其下方，并且当电荷提供元件在第一位置中时，电荷提供元件的上水平面在轨道网格的上水平面上方。
换句话说，当电荷提供元件在第二位置中时，电荷提供元件的最上部在轨道网格的最上水平面(即构成轨道网格的轨道的最上水平面)处或在其下方，并且当电荷提供元件在第一位置中时，电荷提供元件的最上部在轨道网格的最上水平面上方。该特征在提供轨道网格的灵活使用方面是非常有利的，因为当电荷提供元件在第二位置时，载具可以经过充电站的上方而不受阻碍。
在存储系统的一实施方式中，当载具定位在充电站上方、并且电荷提供元件在第一位置中、且第一组轮在第二位置或第三位置中时，电荷接收元件和电荷提供元件连接。
在存储系统的一实施方式中，电荷接收元件为至少一个电力插座，并且电荷提供元件为至少两个电力插销。
该至少一个电力插座的特征可以是与每个电力插销接触。换句话说，电荷接收元件可以为单一的电力插座，该单一的电力插座的特征为具有与每个电力插销接触，或者电荷接收元件可以为至少两个独立的电力插座，其中，每个电力插座的特征为具有与电力插销中的一个接触。
在一实施方式中，存储系统包括设置在载具底部的三个电荷接收元件，该三个电荷接收元件的第一电荷接收元件居中布置在底部，且第二电荷接收元件和第三电荷接收元件布置在第一电荷接收元件的相反侧，使得根据载具布置在轨道网格上的定向，两个电荷提供元件可以连接至第一电荷接收元件并且连接至第二电荷接收元件和第三电荷接收元件中的一个。
在存储系统的一实施方式中，三个电荷接收元件沿第一方向或第二方向布置成一排。三个电荷接收元件可以为三个独立的电力插座。
在存储系统的一实施方式中，充电站布置在轨道网格的网格单元内，使得当电荷提供元件在第二位置中时，载具可以经过充电站的上方而不受阻碍。
在存储系统的一实施方式中，充电站可以包括支撑结构，该支撑结构可以布置在轨道网格的单一网格单元内，且在轨道网格的轨道的上水平面下方的水平面处。具有布置在轨道网格的单一网格单元内且在轨道网格的轨道下方的水平面处的支撑单元的优点在于，充电站可以布置在轨道网格上的任意位置，而不妨碍载具的移动。
在存储系统的一实施方式中，两个电荷提供元件提供直流电，即电荷提供元件之一为DC-，而另一个为DC+。
在存储系统的一实施方式中，可充电电源可以为电池或电容器。
在一实施方式中，存储系统可以包括具有竖直柱型材的存储网格结构，该竖直柱型材限定多个存储柱，在该存储网格结构中存储容器可以在竖直堆垛中一个存储在另一个的顶部。柱型材可以通过形成水平顶部轨道网格的顶部轨道在该它们的上端处相互连接。
在一实施方式中，存储系统包括至少一个水平传送轨道网格，该至少一个水平传送轨道布置在顶部轨道网格下方的水平面处。
在存储系统的一实施方式中，轨道网格可以为顶部轨道网格和传送轨道网格中的任一种。
在一实施方式中，存储系统轨道网格为传送轨道网格，并且该存储系统还可以称为传送系统。
在存储系统的一实施方式中，载具可以为布置成在顶部轨道网格之上移动的容器处理载具、以及布置成在传送轨道网格之上移动的容器传送载具中的任一种。
至少一个载具可以为任一种适合于存储系统的载具，诸如容器传送载具、容器处理载具或特征为具有适当的轮组件的载具。
在第二方面中，本发明提供了一种载具，其用于根据第一方面任一实施方式的存储系统，该载具包括可充电电源，用于接收电充电电流的至少两个电荷接收元件，第一组轮以及第二组轮，其中
-第一组轮和第二组轮是为了在轨道网格之上移动所述载具，并且第一组轮沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在该第一位置中第一组轮可以在第一方向上移动载具，在该第二位置中第一组轮和第二组轮与轨道网格接触，并且在该第三位置中所述第二组轮可以在垂直于第一方向的第二方向上移动载具；
-可充电电源连接至充电接收元件；并且
-电荷接收元件布置在容器载具的底部处，并且竖直地面向下方。
在载具的一实施方式中，电荷接收元件为用于接收电充电电流的三个独立的电力插座，三个独立的电力插座的第一电力插座居中布置在底部上，并且第二电力插座和第三电力插座布置在所述第一电力插座的相反侧，该三个电力插座沿第一方向或第二方向布置成排。
在一实施方式中，载具可以包括容器搬运装置或容器提升设备。
在载具的一实施方式中，可充电电源可以布置成将电力提供到至少一个载具的驱动电机。
在第三方面中，本发明提供了一种充电站，其用于根据第一方面的任一实施方式的存储系统，该充电站包括两个电力插销、致动器和支撑结构，两个电力插销连接至用于提供电充电电流的充电电源，其中，致动器可操作地连接至电力插销并布置成在上第一位置和下第二位置之间沿竖直方向移动电力插销。
充电电源可以为例如连接至本地电力网格的任一适当的电力系统，其包括用于提供充电电流的任意所需控制系统。
在充电站的一实施方式中，支撑结构包括具有开口的水平板元件，其布置成使得电力插销在上第一位置时将在开口的上边缘的上方延伸，且在下第二位置时将在边缘的下方或将在边缘的水平面处延伸。
在充电站的一实施方式中，致动器包括电动机、致动器臂组件以及竖直布置的滑动元件，电力插销连接至该滑动元件，致动器臂组件操作地连接在电动机和滑动元件之间，使得电动机的转动可以在上第一位置和下第二位置之间移动电力插销。
第四方面中，本发明提供了一种对存储系统中的载具充电的方法，该存储系统包括水平轨道网格和充电系统，该充电系统用于对载具的可充电电源充电，其中
载具包括用于在轨道网格之上移动载具的第一组轮和第二组轮；
第一组轮沿竖直方向为能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在第一位置中第一组轮可以在第一方向上移动载具，在第二位置中第一组轮和第二组轮与轨道网格接触，并且在第三位置中第二组轮可以在垂直于第一方向的第二方向上移动载具；
充电系统包括两个电荷接收元件以及充电站，该两个电荷接收元件布置在载具的底部上并连接至电源，该充电站包括连接至充电电源的两个电荷提供元件；并且
充电站包括致动器，该致动器操作地连接至电荷提供元件并布置成在竖直方向上移动电荷提供元件；其中，该方法包括以下步骤：
-在第一方向上将所述载具朝向充电站移动；
-将载具停止在电荷提供元件上方的位置中；以及
-在竖直方向上移动电荷提供元件，以便连接电荷接收元件和电荷提供元件。
在方法的一实施方式中，在竖直方向上移动电荷提供元件的步骤之前是以下步骤：
-将第一组轮从第一位置移位到第二位置，以便防止载具的水平移动。
附图说明
仅通过实施例并参考以下附图在下面详细描述本发明：
图1和图2是现有技术自动存储和取回系统的立体图，其中，图1A和图2A示出了完整的系统，且图1B和图2B示出了适合于在系统中使用的现有技术容器处理载具的实施例。
图3是在根据本发明的存储系统中使用的第一示例性存储网格的立体图。
图4是图3中的存储网格的立体侧视图。
图5是图3和图4中的存储网格的立体图，特征为具有容器处理载具以及容器传送载具。
图6是图3至图5中的存储网格的立体图，其中，存储柱储备(stock)有存储容器。
图7是在根据本发明的存储系统中使用的第二示例性存储网格的立体图。
图8是图6中的存储网格的立体图，特征为具有容器处理载具和容器传送载具。
图9是在根据本发明的存储系统中使用的第三示例性存储网格的立体图。
图10是在根据本发明的存储系统中使用的第三示例性存储网格的立体侧视图。
图11是根据本发明的示例性存储系统的示意性顶视图。
图12是图11中一部分存储网格的详细视图。
图13是根据本发明的示例性存储系统的立体图。
图14A和图14B为根据本发明的示例性容器传送载具的立体图。
图15是特征为具有根据本发明的示例性充电站的轨道网格的立体图。
图16和图17是图15中的充电站的立体图。
图18是布置在如图15至图17中所示的充电站上方的示例性容器传送载具的立体图。
图19是图18中的充电站和容器传送载具的立体剖视图。
图20是图18中的示例性充电站的致动器的立体图。
图21是布置在如图15至图17中所示的充电站上方的示例性容器传送载具的立体图。
图22是进入网格单元的示例性容器传送载具的立体图，该网格单元特征为具有充电站。
图23和图24是图21中的充电站和容器传送载具的剖视图。
具体实施方式
以下，将参考所附附图更加详细地讨论本发明的实施方式。然而，应当理解的是，附图并不旨在将本发明限制在附图中描绘的主题事物。此外，即使仅相对于系统描述了一些特征，但显而易见的是它们对于相关方法也是有效的，反之亦然。
图3和4中示出了根据本发明的用于自动存储和取回系统的存储网格的实施方式，且图5中示出了相同的存储网格，该存储网格特征为具有容器处理载具300和容器传送载具6。按比例降低了网格的存储柱的数量，以更好地说明存储网格的发明特征。以与图1A和图2A中所示的现有技术系统中相同的方式构造了存储网格的主要部分。也就是说，存储网格结构104包括限定了多个存储柱105的竖直柱型材102，在其中存储容器106可以在竖直堆垛107中一个存储在另一个的顶部。柱型材102通过形成水平轨道网格108(下文中称为顶部轨道网格)的顶部轨道110、111而在柱型材102的顶端相互连接，在该水平轨道网格108之上容器处理载具200、300可以在两个垂直方向上移动。
除了存储柱105之外，本发明存储系统的存储网格结构包括多个传送柱119、120，通过该多个传送柱119、120存储容器可以在顶部轨道网格108(即网格的顶部水平面)和传送区段2(或通道/走廊)之间进行传送，该传送区段2在顶部轨道网格下方的水平面处在存储网格结构内延伸。传送区段从开口延伸，该开口在网格结构104的外侧中并在多个传送柱119、120的下方。在有利的实施方式中，尤其是与大型存储网格相连，传送区段可以延伸至存储网格的大致中央位置，且甚至经过存储网格结构104的大致中央区段一直穿过存储网格，以减少存储处理载具200、300必须行进到达传送柱的距离。
传送区段2由多个水平顶棚型材3、竖直支撑型材4和一部分水平轨道网格5(下文中称为传送轨道网格)限定或构成。顶棚型材3提供水平支撑网格18。传送区段2的高度H可以由顶棚型材3的最下表面以及传送轨道网格5的相对轨道110'、111'的上表面之间的距离而限定，并且传送区段的宽度W由连接至共用顶棚型材3的两个支撑型材4的内表面之间的距离限定。多个传送柱119、120由竖直柱型材限定，该竖直柱型材从顶部轨道网格延伸至顶棚型材3。传送区段2的高度H足以允许容器传送载具6在搬运存储容器时在传送区段2内行进。
顶棚型材3、和/或支撑网格18由布置在传送区段2的外围的竖直支撑型材4支撑。
图5示出了存储容器106在容器传送载具6和容器处理载具300之间传送中的情形。
传送区段2中的传送轨道网格5包括轨道110'、111'(即传送轨道)，该轨道110'、111'与顶部轨道网格108的轨道110、111(即顶部轨道)相似，在该轨道110'、111'之上容器传送载具6可以在两个垂直方向上移动。参见图14A和图14B，适当的传送载具的实施方式，容器传送载具6特征为具有轮装置32a、32b的轮基座36以及容器载体38，该轮装置32a、32b允许载具在传送轨道网格5之上行进，该容器载体38用于容纳待传送的存储容器。公开的容器传送载具6特征为具有以深托盘形式的容器载体38，在该容器载体38中可以容纳存储容器106的下部。然而，可以设想用于适当容器载体的许多可替代方案，并且所有的适当容器载体的主要功能特征为具有能够接收下降到容器载体的顶部的存储容器、并在移动容器传送载具期间将存储容器保持在传送轨道网格5之上。进一步地，容器传送载具6的水平外周优选地使得多个相邻传送柱119、120的每个可以用于同时将存储容器106传送至相应的容器传送载具6。为了获取后一个功能，容器传送载具6的水平外周适配在由传送轨道网格5的网格单元122'之一限定的水平区域内。进一步地，参见下文，在两个垂直方向之一上延伸的传送轨道110'、111'为双轨轨道，以允许多个容器传送载具在多个相邻传送柱119、120的下方相邻地布置。
在示出的装置中，传送区段2具有宽度W，该宽度W在传送区段的纵向方向中为三个独立的传送载具路径7、7'、7”提供空间。通过具有三个独立的传送载具路径，三个传送载具6可以同时经过彼此。为了允许该特征，在传送区段的纵向方向中延伸的至少轨道111'为双轨轨道。例如在WO 2015/193278A1和WO 2015/140216A1中公开了适当的双轨轨道。双轨轨道110'、111'包括两个平行轨。换句话说，三个平行的双轨轨道可以提供两个平行的传送载具路径。相对于在传送区段的纵向方向上延伸的轨道111'沿垂直方向布置的轨道110'可以是单轨轨道或双轨轨道。具体地，当存储网格结构104包括多个相邻传送柱119、120时，传送轨道网格5中的全部轨道110'、111'为双轨轨道是有利的，因为它为将容器传送载具6移动到传送柱119、120下方的位置或从该位置移动容器传送载具6提供了最佳灵活性。传送轨道110'、111'以及容器传送载具6的轮装置32a、32b的设计允许载具在需要时变轨，即容器传送载具6可以在传送轨道网格5之上沿两个垂直方向移动。轮装置优选可以与现有技术容器处理载具200、300所描述的轮装置相类似。
根据本发明存储系统的需要(即存储网格的大小、存储容器的流通量等)传送载具路径7、7'、7”的一个或多个布置在可选数量的传送柱119、120下方。布置传送区段上方且并未指定为传送柱的网格柱112可以用作存储柱105'(参见图6和图12)。这通过在相应网格柱102的下端处添加止动件元件16(例如紧固至相关柱型材的托架)来实现(布置在传送区段2上方的存储柱105'中的止动件元件在附图中未示出)。止动件元件16设计成支撑被下降到相应网格柱112中的存储容器106，并设计成防止该存储容器106进入传送区段2下方。以此方式，由于传送区段2从存储网格结构104损失了最小的潜在存储空间。止动件元件16还可以用于在与传送区段2相邻的一排存储柱105'下方提供操作员通道17。以此方式，例如在阻止载具退出传送区段的失效的情况下，操作员或服务人员可以进入容器传送载具6。
传送轨道网格5延伸出存储网格结构104，并根据传送轨道网格5的设计和范围，容器传送载具6可以用于在多个独立的存储网格结构之间传送存储容器，将容器从存储网格传送至拾取/储备站，传送至专用储备区，传送至用于递送部件的装配线等。
图7和图8示出了根据本发明的用于自动存储和取回系统的存储网格104的第二实施方式。在此实施方式中，鉴于以上讨论的实施方式的区别特征在于传送区段2沿存储网格104的外侧区段12布置，或与该外侧区段相邻布置。
图9和图10示出了根据本发明的用于自动存储和取回系统的存储网格104的第三实施方式。鉴于以上讨论的实施方式，第三实施方式的主要区别特征在于支撑网格18的构造允许容器传送载具经过传送区段的纵向侧离开/进入传送区段。
在任一给定存储系统中的传送区段2的优选布置和大小、以及传送柱119、120的定位将取决于存储网格结构104的大小，存储系统1的预期用途，存储系统可以布置在其中的可用空间，所述空间的形状/布局等。与转移区段2在存储网格结构内的具体定位无关，鉴于现有技术存储系统，如本说明书通篇所公开的，根据本发明的存储系统将提供许多优点。
图11和图12中示出了本发明存储系统1的示例性布局的示意性概况。示例性布局说明了本发明存储系统的许多优势中的一些。
图11中的存储系统包括三个独立的存储网格结构104、104'、104”。第一存储网格结构104和第三存储网格结构104”的每个特征为具有延伸通过整个相应存储网格结构的传送区段2、2”，即，传送区段从存储网格的外侧中的第一开口11延伸至相对外侧12'中的第二开口13。以此方式，已经经过多个传送柱119、120中的任一个接收或递送了存储容器106的容器传送载具6可以根据到选定目的地的哪条路径是最有效的来离开传送区段2的第一开口11和第二开口13。
参见图9，传送区段2、2'、2”的每一个的特征为具有三个传送载具路径7、7'、7”。第一载具路径7布置在多个相邻传送柱119、120下方，存储容器106可以通过第一载具路径7在顶部轨道网格108和容器传送载具6之间传送。第二载具路径7'和第三载具路径7”布置在多个存储柱105'下方，并且主要由容器传送载具6使用，以在传送区段内行进至传送柱119、120或从传送柱119、120行进。第二存储网格104'中的传送区段2'并未一直延伸穿过存储网格，且容器传送载具6将始终经过第一开口进入和离开传送区段。
传送网格5将第一存储网格104的传送柱119、120、与第二和第三存储网格104'、104”的传送柱119、120、与轨道环/回路14(例如该轨道环/回路14可以布置在拾取/储备站处，参见图13)、与多用传送网格区域15、以及将存储容器转移所需的任何其他目的地相互连接。该多用传送网格区域15例如可以用于将大量的新物品储备到存储网格，作为用于传送搬运包括高需求物品的存储容器的传送载具的临时停泊处，和/或作为用于存储容器进入存储网格的装载区域。
在图11中的示例性布局中，多用传送网格区域15包括用于对容器传送载具6的电池充电的两个充电站22。用于容器传送载具6和容器处理载具200、300的充电站类型将取决于所使用的具体充电系统。通过参考图15至图24在下文描述了适于容器传送载具6的本发明充电系统，以及具有悬臂构造的现有技术容器处理载具300的描述。
使用传送网格5的区域或区段来容纳搬运包括高需求物品的存储容器106的容器传送载具6(即传送网格的停泊区段)，提供了高效取回物品的方法，该方法具有非常高的拾取率，即其具有非常高的流通量。在现有技术系统中，如此高流通量的物品需要在存储柱105和拾取/储备站之间或多或少连续地前后传送这些物品存储在其中的特定存储容器。在本发明存储系统中，具有特别高流通量的物品可以永久地(或者至少中间地)存储在布置在传送载具6上的存储容器中。以此方式，高流通量的物品可以在非常短的时间内进入，可以进一步最小化传送柱处的拥挤并且可以避免容器处理载具200、300的不必要使用。
图12中的示意性概况示出了图11中的第一存储网格104的细节，但还可以说明包括单一存储网格104的存储系统的可替代的布局。
图13公开了具有大致如图12所示的布局的本发明存储系统的实施方式。该存储系统特征为具有两个拾取/储备站8，其中每个布置成使得容器传送载具6在传送轨道网格5上移动时，可以穿过布置在拾取/储备站中的容器进入开口9的下面。换句话说，拾取/储备站8布置成使得容器传送载具6可以通过如图11和图12中所示的轨道环14穿过拾取/储备站。因此，包含待拾取的物品的存储容器106(或物品待储备至其中的存储容器)首先通过布置在顶部轨道网格108上的容器处理载具200、300而被取回，下降至定位传送区段2内侧的容器传送载具6，该传送区段2在适当传送柱119、120下方，并通过容器传送载具6而运输到拾取/储备站8，其中，传送载具在容器进入开口9下面的位置处停止，以允许操作员拾取物品。
图11和图12中示出的存储系统1的特征为具有布置在相同水平面处的三个横向分开的存储网格结构104、104'、104”。然而还设想的是根据本发明的存储系统可以包括在竖直方向上分开的存储网格结构，例如堆叠在彼此的顶部上。当在竖直方向上分开时，存储系统的传送轨道网格例如可以包括容器传送载具升降机，该容器传送载具升降机用于在传送轨道网格的独立的水平面之间升降容器传送载具，使得容器传送载具可以进入传送网格的全部区域。
在本发明公开的实施方式中，传送区段2包括特征为具有三个平行载具路径7、7'、7”的一部分传送轨道网格5，该三个平行载具路径7、7'、7”允许三个传送载具6同时经过彼此。然而，本发明存储系统的许多优点也可以通过使用包括至少一个载具路径的传送区段2来获得，前提是轨道布置在至少一个传送柱119、120的下方。
在本发明公开的实施方式中，传送轨道网格5的传送轨道110'、111'为与顶部轨道网格的轨道110、111相同的双轨轨道。该特征在成本方面是有利的，因为用在构造存储网格结构104中的不同部件的数量被最小化。进一步地，其允许使用具有轮装置的传送载具6，该轮装置与容器处理载具200、300中所用的轮装置相类似，这一特征显着简化了整个系统成本。然而，本发明存储系统和存储网格结构的主要优点，例如高度灵活并有效地将存储容器传送到存储网格中、或传送出存储网格，以及避免单一故障点中断存储系统运行，也可以通过本发明的实施方式来获得，其中，传送轨道网格5的传送轨道与顶部轨道网格108的轨道不同。避免单一故障点的重要特征在于容器传送载具可以经过彼此，并在布置在传送区段中的至少部分传送轨道网格上沿两个垂直方向移动。该特征允许容器传送载具绕过例如会以其他方式导致存储系统运行中断的不起作用的容器传送载具。多个传送柱的存在可以进一步最小化单一故障点中断存储系统运行的任何风险。
注意的是，顶部轨道网格108的网格单元122(参见图1A和图2A中的现有技术系统和相关现有技术描述)的尺寸优选与传送轨道网格5的网格单元122'(参见图10)相似或与其一致。具有相似尺寸的网格单元允许最佳地使用本发明的存储系统，例如通过允许同时使用相邻的传送柱。
尽管在传送轨道网格5的至少一个方向中使用双轨轨道110'、111'通过允许容器传送载具6在相邻网格单元122'处经过彼此而提供了例如关于空间效率的几个优点，但是有利的存储系统还可以通过具有仅包括单轨轨道的传送网格来获得。与双轨轨道相比，单轨轨道的使用将会需要稍微更大的传送网格以允许容器传送载具6经过彼此，因为这样的网格将不会允许容器传送载具6在相邻网格单元122'上经过彼此。例如，图3和图5中公开的传送网格5的双轨传送轨道110'、111'可以由单轨轨道代替。在那种情况下，例如通过使得容器传送载具中的一个在载具路径7上行进、而另一个在载具路径7”上行进，两个容器传送载具6仍将能够在传送网格5之上经过彼此。
图15至图24中公开了特征为具有本发明的充电系统的存储系统。适合于充电系统的容器传送载具6、容器处理载具200、300和轮基座26通常可以称为载具。载具共同点在于它们的特征为具有第一组轮32a和第二组轮32b，其用于在轨道网格5、108之上移动容器载具或轮基座。第一组轮32a沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在第一位置中第一组轮可以在第一方向X上移动载具，在第二位置中第一组轮和第二组轮与轨道网格接触，并且在第三位置中第二组轮可以在垂直于第一方向的第二方向Y上移动载具。充电系统可以用于与任何适当轨道网格结合，诸如图1至图13中的存储系统中公开的传送轨道网格5和顶部轨道网格108中的任一种。
本发明充电系统的充电站22在图15至图17中示出。在该实施方式中，充电站22布置在传送轨道网格5的网格单元122'(参见图10)内。充电系统可以具有任何数量的充电站22，这取决于例如存储系统的大小和容器载具的数量。每个充电站的特征为具有支撑结构29、致动器31和通过电线34连接至充电电源33(参见图18)的两个电力插销23a、23b(即电荷提供元件)。支撑结构包括具有开口30的水平板元件28，该开口30的特征为具有上边缘37(参见图16)。充电站的特征为具有定位传感器24以在充电之前检测在充电站之上载具是否在正确的位置中。
通过具有布置在单一网格单元内的充电站，即使在载具处于充电时，布置在轨道网格上的其他载具也可以在与充电站相邻的网格单元或轨道处通过充电站。
参见图18至图20的详细视图，致动器31包括电动机39、曲柄臂25a(即第一致动器臂)和竖直布置的滑动元件，该曲柄臂25a耦接至电动机的旋转轴并可枢转地连接至推/拉臂25b(即第二驱动臂，该第二驱动臂与第一驱动臂结合提供了致动器臂组件)，电力插销23a、23b连接至该竖直布置的滑动元件。曲柄臂25a和推/拉臂25b可操作地连接在电动机和滑动元件之间，使得电机的旋转可以在上第一位置和下第二位置之间移动电力插销，在上第一位置中电力插销将在开口30的上边缘37之上延伸(参见图17)，在下第二位置中电力插销的上端在边缘37下方或在边缘37的水平面处(参见图16)。电力插销可以通过电线连接器35连接至充电电源33。
轮基座36用于说明本发明的充电系统的功能。然而，充电系统可以适用于任何类型的载具(例如容器载具6、200、300)，其特征为具有如上所述的第一组轮32a和第二组轮32b。
参见图18和图19，轮基座的特征为具有两个独立的电力插座21a、21b，该两个独立的电力插座21a、21b(即电荷接收元件)通过一组电线(未示出)而布置在底部19并连接至可充电电池20(即可充电电源)。可充电电池20用于驱动轮基座36的任一选定的电动机，例如轮电机。每个电力插座21a、21b的特征为具有与对应插头互补的接触，且面向向下的方向。在本实施方式中，将电力插座21a、21b设计为独立插座，但在其他实施方式中可以形成统一的电力插座，该统一的电力插座对于每个电力插销具有独立接触(即提供两个电荷接收元件的单一电力插座)。可以通过对于本领域的技术人员已知的任何适当的控制系统来控制充电，例如类似现有技术充电站/系统中使用的任何控制系统。优选地，控制系统将确保电荷提供元件基于可充电电池的情况供应所需电流。该情况可以基于电压、温度、电荷状态、放电深度、健康状态和电流中的至少一种。在进一步的实施方式中，控制系统的特征可以是布置在轮基座上并连接至电源的第一信号传送元件，并且充电站的特征为包括连接至充电电源的第二信号传送元件。第一和第二信号传送元件可以布置成在连接电力插座和插销时进行连接。在一实施方式中，第一信号传送元件可以是插座，且第二信号传送元件可以是插销，该插销可操作地连接至致动器，使得在连接电力插座和插销时连接信号传送元件。可替代地，可充电电池20和充电站之间所需的信号传输可以有利地通过任何适当的无线传送来执行。
图21至图24示出了根据本发明的充电系统的第二实施方式。第二实施方式的轮基座36的主要区别特征在于第三独立电力插座21c的存在和第一电力插座21b的居中定位，该第三独立电力插座21c布置在轮基座36的底部处。附加的电力插座21c的存在确保即使轮基座36定位在轨道网格5、108之上时相对于充电站旋转了180度，轮基座36也可以通过充电站进行充电。该特征在轮基座36是具有悬臂区段的容器处理载具的一部分时尤其有利，例如类似图2B中所示的现有技术载具300的容器载具。居中布置的电力插销23b在充电期间将一直与电力插座21b接触，而另一电力插销23a将根据轮基座布置在轨道网格上的方向与其他两个电力插座21a、21c中的一个接触。
在图22中，示出了通过在第一方向上移动轮基座而使轮基座36进入网格单元122'，该网格单元122'的特征为具有充电站22。当在第一方向上移动时，第一组轮21a在第一位置中。
当轮基座36在充电站22上方的位置处时，参见图23，电力插座21a-21c与电力插销23a-23b间隔开。根据轮基座36在传送轨道网格之上的方向，电力插座中的两个，居中布置的第一电力插座21b和其他两个电力插座21a、21c中的一个直接布置在电力插销23a、23b的上方。最初，第二组轮32b并未与传送轨道网格5接触。在该实施方式中，居中布置的电力插座21b可以设计成接收DC-电流而其他两个电力插座设计成接收DC+电流。
在可以开始对可充电电池20充电之前，第一组轮32a从第一位置竖直移动至第二位置，在该第二位置中，第一组轮32a和第二组轮32b与轨道网格5接触。通过使得两组轮23a、23b与传送轨道网格5接触，固定了轮基座36相对于充电站22的定位。轨道网格并非总是完全水平的，并且通过使得第一组轮在第二位置中，防止了轮基座的任何意外的横向移动。随后操作致动器31使得电力插销23a、23b向上竖直移动并与轮基座36的电力插座21a、21b接触。
本发明的充电系统允许比现有技术水平布置的插头/插座连接更高的充电容量，因为，可以增加电力插座和电力插销的接触面积，而没有引入涉及由于增加了摩擦而产生电力插销和电力插座的耦接/去耦接的问题。
当与容器传送载具6连接使用时，充电站可以有利地布置成使得传送载具定位在传送柱119、120下方时而进行充电，参见图6(充电站未示出)。换句话说，充电站可以布置在网格单元中，该网格单元直接布置在传送柱的下方。以此方式，可以更有效地利用传送载具，因为它们可以在操作期间充电。
公开的轮基座36以及特征为具有轮基座的任何容器载具包括作为可充电电源的可充电电池。然而，在其他实施方式中，设想可充电电源可以为通过电流可以充电的任何适当电源，包括电容器及类似物。
在公开的实施方式中，电力插销布置在充电站上，且电力插座布置在容器载具上。该特定布置的优点在于由于其面向下的布置，防止了碎屑或灰尘进入电力插座。然而，在进一步的实施方式中，能够设想相反的布置方式。
在公开的实施方式中，轮基座的特征为具有两个或三个电力插座21a-21c，且充电站22的特征为具有两个对应的电力插销23a、23b。然而，在其他实施方式中，充电系统接口的特征可以是任何适当数量的电力插座和配合使用的电力插销。

Claims (9)

1.一种存储系统，包括：至少一个载具(6、36、300'、400)、水平轨道网格(108、5)、以及充电系统，所述充电系统用于对所述载具的可充电电源(20)充电，其中，
-所述载具包括用于在所述轨道网格之上移动所述载具的第一组轮(32a)和第二组轮(32b)；
-所述第一组轮(32a)沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在所述第一位置中所述第一组轮能在第一方向(X)上移动所述载具，在所述第二位置中所述第一组轮和所述第二组轮与所述轨道网格接触，并且在所述第三位置中所述第二组轮能在垂直于所述第一方向的第二方向(Y)上移动所述载具；
-所述充电系统包括：第一电荷接收元件(21b)、第二电荷接收元件(21a)和第三电荷接收元件(21c)，布置在所述载具的底部上并连接至所述可充电电源(20)；以及充电站(22)，包括连接至充电电源(33)的两个电荷提供元件(23a、23b)；其中，
所述充电站包括致动器(31)，所述致动器操作地连接至所述电荷提供元件(23a、23b)并布置成在竖直方向上移动所述电荷提供元件(23a、23b)，使得在将所述载具定位在所述充电站上方时所述电荷接收元件中的两个能与所述电荷提供元件(23a、23b)连接，并且
所述第一电荷接收元件(21b)居中布置在所述底部，且所述第二电荷接收元件(21a)和所述第三电荷接收元件(21c)布置在所述第一电荷接收元件的相反侧，使得根据所述载具布置在所述轨道网格上的定向，两个所述电荷提供元件(23a、23b)能连接至所述第一电荷接收元件并连接至所述第二电荷接收元件和所述第三电荷接收元件中的一个。
2.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述致动器(31)布置成在第一个位置和第二个位置之间移动所述电荷提供元件(23a、23b)，在该第一个位置中所述电荷接收元件中的两个和所述电荷提供元件(23a、23b)能连接，在该第二个位置中所述电荷接收元件和所述电荷提供元件(23a、23b)相分离。
3.根据权利要求2所述的存储系统，其中，当所述载具定位在所述充电站上方、并且所述电荷提供元件(23a、23b)在所述第一个位置中时，所述电荷接收元件中的两个和所述电荷提供元件(23a、23b)连接。
4.根据权利要求2或3所述的存储系统，其中，所述致动器(31)布置成使得当所述电荷提供元件(23a、23b)在所述第二个位置中时，所述电荷提供元件(23a、23b)的上水平面在所述轨道网格的上水平面处或在所述轨道网格的上水平面下方，并且当所述电荷提供元件(23a、23b)在所述第一个位置中时，所述电荷提供元件(23a、23b)的上水平面在所述轨道网格的上水平面上方。
5.根据权利要求2或3所述的存储系统，其中，当所述载具定位在所述充电站上方、并且所述电荷提供元件(23a、23b)在所述第一个位置中且所述第一组轮在所述第一位置或所述第二位置中时，所述电荷接收元件中的两个和所述电荷提供元件(23a、23b)连接。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的存储系统，其中，所述电荷接收元件为至少一个电力插座，并且所述电荷提供元件为电力插销。
7.根据权利要求1所述的存储系统，其中，所述第一电荷接收元件(21b)、所述第二电荷接收元件(21a)和所述第三电荷接收元件沿所述第一方向或所述第二方向布置成一排。
8.一种载具(6、36、300'、400)，用于根据权利要求1至7中任一项所述的存储系统，所述载具包括可充电电源，用于接收充电电流的至少两个电荷接收元件(21a、21b、21c)、第一组轮(32a)以及第二组轮(32b)，其中
-所述第一组轮(32a)和所述第二组轮(32b)是用于在轨道网格上移动所述载具，并且所述第一组轮(32a)沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在该第一位置中所述第一组轮能在第一方向(X)上移动所述载具，在该第二位置中所述第一组轮和所述第二组轮与所述轨道网格接触，并且在该第三位置中所述第二组轮可以在垂直于所述第一方向的第二方向(Y)上移动所述载具；
-所述可充电电源连接至所述电荷接收元件(21a、21b、21c)；并且
-所述电荷接收元件(21a、21b、21c)布置在所述载具的底部(19)处，并且竖直地面向下方，
其中，所述电荷接收元件为用于接收充电电流的三个独立的电力插座，其中第一电力插座居中布置在所述底部(19)上，并且第二电力插座和第三电力插座布置在所述第一电力插座的相反侧，所述第一电力插座、所述第二电力插座和所述第三电力插座沿所述第一方向或所述第二方向布置成排。
9.一种对存储系统中的载具(6、36、300'、400)充电的方法，所述存储系统包括水平轨道网格(108、5)和充电系统，所述充电系统用于对所述载具的可充电电源(20)充电，其中，所述载具包括用于在所述轨道网格上移动所述载具的第一组轮(32a)和第二组轮(32b)；
所述第一组轮(32a)沿竖直方向能在第一位置、第二位置和第三位置之间移位，在该第一位置中所述第一组轮能在第一方向(X)上移动所述载具，在该第二位置中所述第一组轮和所述第二组轮与所述轨道网格接触，并且在该第三位置中所述第二组轮能在垂直于所述第一方向的第二方向(Y)上移动所述载具；
所述充电系统包括两个电荷接收元件(21a、21b)以及充电站(22)，这两个电荷接收元件(21a、21b)布置在所述载具的底部(19)上并连接至所述可充电电源(20)，所述充电站包括连接至充电电源(33)的两个电荷提供元件(23a、23b)；并且
所述充电站包括致动器(31)，所述致动器操作地连接至所述电荷提供元件(23a、23b)并布置成在竖直方向上移动所述电荷提供元件(23a、23b)；其中，所述方法包括以下步骤：
-在所述第一方向(X)上将所述载具朝向所述充电站(22)移动；
-将所述载具停止在所述电荷提供元件(23a、23b)上方的位置中；
-将所述第一组轮(32a)从所述第一位置移位到所述第二位置，使得防止所述载具的水平移动；以及
-在竖直方向上移动所述电荷提供元件(23a、23b)，使得连接所述电荷接收元件(21a、21b)和所述电荷提供元件(23a、23b)。
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