CN113460553A - 用于存储、检索和处理包括可堆叠半圆形塔的对象的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于处理对象的存储、检索和处理系统。该系统包括多个箱子、包括用于抓取和移动任何对象的末端效应器的可编程运动设备以及用于接收来自所述多个箱子的多个目的地容器，所述多个箱子包括待处理系统分配的对象，所述多个箱子设置为至少部分大致圆形的布置，所述可编程运动设备能够探到所述多个箱子内的任何对象，所述多个目的地容器设置在通常位于所述多个箱子的至少部分大致圆形的布置内的区域中。

Description

用于存储、检索和处理包括可堆叠半圆形塔的对象的系统和 方法

本申请是申请号为201880018258.0，申请日为2018年3月15日，发明名称为“用于存储、检索和处理包括可堆叠半圆形塔的对象的系统和方法”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月15日提交的美国临时专利申请系列No.62/471,656的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明通常涉及到存储和检索系统，特别涉及到与处理对象的系统一起使用的自动存储和检索系统。

背景技术

自动存储和检索系统(AS/RS)通常包括自动存储(放置)和从定义的存储位置中检索物品的计算机控制系统。传统的AS/RS通常使用包(tote)(或箱子)，这是系统的最小负载单位。在这些系统中，将包带给从包中挑选各个物品的人。当某个人从包中挑出所需数量的物品后，该包将重新导入AS/RS。

在这些传统系统中，将包带给某个人，并且该人可以从包中取出物品或者将物品添加到包中。然后将包返回到存储位置。作为示例，这种系统可以用于图书馆和仓库存储设施中。AS/RS不涉及包中物品的处理，因为当将包带给某个人时，该人会处理对象。这种工作的分离允许任何自动运输系统去做它擅长的事情——移动包——而人去做人更擅长的事——从杂乱的包中挑选物品。这也意味着当运输系统给某个人带来包时人可以站在一个地方，这增加了人们可以挑选货物的速度。

然而，在这样的传统系统上，在将包朝向每个人移动再远离每个人所需的时间和资源方面，以及在每个人都可能需要处理大量包的应用中以这种方式处理包的速度有多快的方面存在限制。因此，仍然需要一种AS/RS，其更有效和更具成本效益地存储和检索对象，还有助于处理各种各样的对象。

发明内容

根据一个实施例，本发明提供了一种用于处理对象的存储、检索和处理系统。该系统包括多个箱子(所述多个箱子包括待处理系统分配的对象，所述多个箱子设置为至少部分大致圆形的布置)、包括用于抓取和移动任何对象的末端效应器的可编程运动设备(所述可编程运动设备能够探到所述多个箱子内的任何对象)以及用于接收来自所述多个箱子的任何对象的多个目的地容器(所述多个目的地容器设置在通常位于多个箱子的至少部分大致圆形的布置内的区域中)。

根据另一个实施例，本发明提供一种用于处理对象的存储、检索和处理系统，该系统包括多个箱子的多个垂直堆叠层(多个箱子包括待处理系统分配的对象)、可编程运动设备以及用于接收来自多个箱子的多个水平的任何对象的至少一个目的地容器。多个箱子设置为至少部分大致圆形的布置。可编程运动设备包括用于抓取和移动任何对象的末端效应器，并且能够探到多个箱子的多个水平中的任何对象。至少一个目的地容器设置在通常位于多个箱子的至少部分大致圆形的布置内的区域中，并且可与可编程运动设备一起移动。

根据进一步实施例，本发明提供一种存储、检索和处理对象的方法。该方法包括以下步骤：设置包括待处理对象的多个箱子(所述多个箱子设置为至少部分圆形的布置)，在至少部分地由多个箱子的至少部分圆形的布置包围的区域内接收至少一个目的地容器，将可编程运动设备的末端效应器朝向多个箱子中的至少一个箱子移动，用末端效应器从至少一个箱子中抓取对象，通过末端效应器使对象朝向至少一个目的地容器移动，并用末端效应器将对象放置在至少一个目的地容器中。

附图说明

参考附图可以进一步理解以下说明，其中：

图1示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括至少部分圆形的布置的箱子阵列；

图2示出了包含用于图1系统的箱子的抽屉的说明性示意图；

图3示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括至少部分圆形的布置的箱子阵列以及可编程运动设备和多个目的地位置；

图4示出了用于本发明实施例的存储、检索和处理系统的感知系统的说明性示意图；

图5示出了来自图4的感知系统的说明性示意图，示出了待处理对象的箱子内的对象的视图；

图6A和6B示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统中的抓取选择过程的说明性示意图；

图7A和7B示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统中的抓取计划过程的说明性示意图；

图8A和8B示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统中的抓取执行过程的说明性示意图；

图9示出了在本发明的一个实施例的存储、检索和处理系统中自动载体与由载体携带的目的地容器的说明性示意图；

图10示出了图9中所示的载体和目的地容器的说明性俯视示意图；

图11示出了本发明一个实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括至少部分圆形的布置的箱子阵列的多个水平；

图12示出了本发明另一个实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，其包括至少部分圆形的布置的箱子阵列的多个水平，其中至少一些水平完全是圆形的；

图13示出了本发明另一个实施例的存储、检索和处理系统的说明性平面示意图，该系统包括可由载体用于移动目的地容器的连续轨道系统；

图14示出了在用于图13的连续轨道系统的本发明一个实施例的存储、检索和处理系统中，另一自动载体和由载体携带的目的地容器的说明性示意图；

图15示出了图14的载体和目的地容器的说明性俯视示意图；

图16示出了用于图14的连续轨道系统的载体的说明性仰视示意图；

图17示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意平面图，该系统包括可由载体使用的用于移动目的地容器的不连续轨道系统；

图18示出了在用于图17的不连续轨道系统的本发明的一个实施例的存储、检索和处理系统中，另一自动载体和由载体携带的目的地容器的示意图；

图19A和19B示出了具有分别处于两个不同枢转位置中的轮子组件的载体的说明性等距示意图；

图20A和20B分别示出了沿线20A-20A和20B-20B截取的图19A和19B所示的载体的说明性侧视示意图；

图21A和21B分别示出了沿线21A-21A和21B-21B截取的图19A和19B所示的载体的说明性端视图；

图22A和22B分别示出了图19A和19B所示的载体的说明性仰视示意图；

图23A和23B示出了分别处于两个位置的用于本发明实施例的载体中的枢轴轮子组件的说明性示意图；

图24A和24B分别示出了图19A和19B所示的载体的示意性仰视图，其中轨道区段叠加在其上以用于说明；

图25A-25C示出了图18的载体在运动期间接合相邻轨道区段的不同阶段的说明性示意图；

图26示出了与轨道区段接合的图18中的载体的引导滚轴的说明性示意图；

图27示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意平面图，其包括图9中的目的地容器；

图28示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括箱子阵列多个层的多个组；

图29示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括箱子的多个阵列的塔；

图30示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括箱子的多个阵列的一排塔；以及

图31示出了本发明进一步实施例的存储、检索和处理系统的说明性示意图，该系统包括箱子的多个阵列的塔阵列。

示出的附图仅用于说明。

具体实施方式

根据一个实施例，本发明提供了一种存储、检索和处理系统，其包括多个箱子，其中每个箱子包括待系统分配的对象。将多个箱子设置为至少部分大致圆形的布置。可编程运动设备包括用于抓取和移动任何对象的末端效应器，并且可编程运动设备能够探到多个箱子内的任何对象。存储和检索系统还设置用于接收来自多个箱子的任何对象的多个目的地容器，而且多个目的地容器设置在通常位于多个箱子的至少部分大致圆形的布置内的区域中。

根据某些实施例，本发明将挑选和存储和检索操作自动化。该系统提供了一种自动存储和检索系统，它不是从存储器中挑选和移动全部包，而是能仅从存储器中挑选所需数量的各个物品。在一些实施例中，系统通过耦合到可移动平台的机器人来工作，该可移动平台能够到达箱子和抽屉，并且能够使用可编程运动设备(例如，机器人)来识别和分离那些抽屉中的各个物品，从而使其可以自动从箱子或抽屉中挑选出所需的各个物品。

在某些实施例中，系统还通过可选地携带多个目的地箱子的机器人来工作，使得那些物品随后不再需要重新分类。相反，它们由许多单独的箱子携带，使得它们可以保持分离并且不与其他检索到的物品混合。

此外，在某些实施例中，该系统具有一系列应用，应用包括如今在许多配送中心(DC)中完成的为零售商店补充库存的能力。在这种破包(break-pack)过程中，商店售出的物品由配送中心补充，并且本发明的系统能够在DC中挑选出需要从商店挑选的那些物品以补充给商店。因此，与其他系统相比，该系统减少了完成此操作所需的劳动量。

参考图1，系统包括多个箱子12的组10，这些箱子12设置为至少部分大致圆形的布置。每个箱子12可以是打开的，或者可作为抽屉设置在柜子8内。参考图2，当箱子12设置为抽屉时，抽屉可由驱动机构6(例如双向电磁致动器)自动致动，以将抽屉移出和移入柜子8。每个箱子12面向大致半圆形的布置的中心。根据某些实施例，箱子最初可以填充有待处理的对象(例如，其可以是待检索并传递到目的地以完成订单的同类对象组)。箱子12可以由制造商提供，或者可以由人员填充。在进一步的实施例中，箱子可以由其他可编程运动设备填充，并且可以通过如下面进一步讨论的自动控制的载体提供给组10。

参考图3，多个箱子的组10(或层)可包括开口14，通过该开口可提供分别携带目的地箱子18的自动载体16。还提供悬挂在支撑结构22上的铰接臂20。支撑结构的下侧还包括感知系统50。铰接臂20包括末端效应器，末端效应器能够探到多个箱子12中的每一个，抓取每个箱子内的对象，以及将对象移动到任何目的地容器18。如所述，箱子12可设置为抽屉，在这种情况下，铰接臂可以编程为具有打开抽屉的功能，或者在某些实施例中，抽屉可以是如上所述的自动的，使得一个或多个需要打开的抽屉(当需要打开它们时)可以自动打开，然后在从箱子抓取对象后关闭。同样如上所述，箱子12最初可以通过由自动载体向系统提供装满的箱子12而成为满的，并且铰接臂可以用于将装满的箱子12提升到组10中。自动载体也可以设置有位置检测装置，或者可以设置在包括扫描载体上的标记从而始终知道每个载体位置的传感器的位置轨道系统上(如下面进一步讨论的)。

感知系统50安装在靠近铰接臂20基部的待处理对象的箱子上方，向下看。如果感知系统50在打开时不能充分地看透箱子12，则系统可以采用安装到支撑结构22的附加感知系统52，至少一个可以提供箱子12内任何对象的更好的视图。作为示例，如图4所示，感知系统50可以包括(在其下侧)相机72、深度传感器74和灯76。获取2D和3D(深度)的数据组合。深度传感器74可以提供可以与相机图像数据一起使用的深度信息，以确定关于视图中的各种对象的深度信息。灯76可以用于去除阴影而便于识别对象的边缘，并且可以在使用期间全部打开，或者可以根据需要的序列照明以辅助对象识别。系统使用该图像和各种算法来为箱子中的对象生成一组候选抓取位置(如下面更详细地讨论)。

图5示出了来自感知部件50的图像视图。图像视图示出了输入区域46中的箱子44，而且箱子44包含对象78、80、82、84和86。在本实施例中，对象是同类的，并打算分配给不同的破包包裹。叠加在对象78、80、82、84和86上(为了说明的目的)的是对象的预期抓取位置79、81、83和85。注意，尽管候选抓取位置79、83和85似乎是良好的抓取位置，抓取位置81却不是，因为其相关联的对象至少部分地在另一个对象下面。系统甚至可能还没有尝试识别对象84的抓取位置，因为对象84被其他对象遮挡太多。可以使用放置在实际末端效应器将用作抓取位置的位置上的机器人末端效应器的3D模型来指示候选抓取位置(如图5所示)。作为示例，如果它们靠近对象的质心，以在抓取和运输过程中提供更大的稳定性，和/或如果它们避开诸如盖子、接缝等可能无法获得良好的真空密封的对象上的位置，则抓取位置可认为是良好的。

如果检测系统不能完全感知对象，则感知系统将该对象视为两个不同的对象，并且可以提出这两个不同对象的多于一个的候选抓取。如果系统在任何一个这些不良抓取位置处执行抓取，则要么由于无法发生真空密封(例如，在右侧)的不良抓取点而将无法获取对象，要么将在距离对象的质心非常远的抓取位置(例如，在左侧)获取对象，从而在任何尝试的运输过程中引起很大的不稳定性。这些结果中的每个结果都是不合需要的。

如果遇到不良抓取位置，则系统可以记住相关对象的位置。通过识别良好和不良抓取位置，在2D/3D图像中的特征与良好或不良抓取位置的概念之间建立关联性。将这些数据和这些关联性用作机器学习算法的输入，系统最终可以从呈现给它的每个图像学习到抓取对象的最佳位置，以及避免抓取对象的位置。

如图6A和6B所示，感知系统也可以识别在良好抓取位置信息产生时对象的最平坦的部分。特别地，如果对象包括管状端部和平坦端部(如对象87)，则系统将识别更平坦的端部(如图6B中的88所示)。另外，系统可以选择出现UPC码的对象的区域，因为这样的代码通常打印在对象的相对平坦的部分上以便扫描条形码。

图7A和7B示出了对于对象90、92的每一个，抓取选择系统可以确定与对象90、92的所选平坦部分正交的方向。如图8A和8B所示，则机器人系统将指示末端效应器94从正交于表面的方向接近对象90、92的每一个，以更好地促进对每个对象的良好抓取的产生。通过从基本正交于对象表面的方向接近每个对象，机器人系统显著地提高了实现对对象的良好抓取的可能性(特别是当采用真空末端效应器时)。

因此，在某些实施例中，本发明提供了可以基于表面法线的确定(即，移动末端效应器使其与对象的感知表面正交(与垂直或吊架挑选相反))优化抓取，而这样的抓取点可以使用基准特征选择作为抓取点(例如在条形码上挑选，鉴于条形码几乎总是涂在对象的平坦点上)。

参考图9和10，每个自动载体可包括一组可控的全向轮子100(例如由瑞典的Mecanum AB销售的麦克纳姆轮子(Mecanum wheel))。每个轮子100通常是传统的轮子，其具有一系列附接到每个轮子的圆周上可控制的滚轴102。当轮子100在如图10中的A和B所示的方向上提供运动时，滚轴102的致动(例如，利用轮子100的有限控制致动)提供如图10中的C和D所示的方向上的运动。

参考图11和12，根据进一步实施例，该系统可以包括彼此堆叠的箱子12的组10的多个层。该系统使用支撑铰接臂20的支撑结构22，以及平台24，载体16和容器18设置在平台24上。该系统还包括升降机构96，升降机构96利用滑轮98升高或降低结构22，使得可以访问箱子的组的所有层。可移动平台24提供与平台24一起移动的地板，并且目的地容器18可设置在可移动地板上，使得当铰接臂20上下移动时可以访问它们并访问箱子的组的不同的层10。还可以提供一个或多个斜坡26以便自动载体16访问系统内部。

在将箱子12设置为可致动抽屉的某些实施例中，当平台升高到一定水平时，系统(知道需要在该水平处将访问哪个抽屉)将导致所选抽屉在平台探到每个相应的层时自动打开。系统也将知道每个载体携带哪个目的地箱子，并且将始终知道每个载体的位置。中央处理器(例如，位于支撑结构22内或物理上分离的位置)60可以与包括末端效应器的铰接臂20通信，将与每个致动器6通信以及每个自动载体16通信。如图2所示，箱子的某些层(例如，部分或全部)可以是完全圆形的(如11所示)。

根据进一步实施例，本发明提供了用于处理对象的进一步处理系统，其包括多个箱子的多个水平，多个箱子包括待处理系统分配的对象，多个箱子设置为至少部分大致圆形的布置。处理系统还包括了包括用于抓取和移动任何对象的末端效应器的可编程运动设备，并且可编程运动设备能够探到多个箱子的多个水平内的任何对象。处理系统还包括用于接收来自多个箱子的多个水平的任何对象的至少一个目的地容器，至少一个目的地容器设置在通常在多个箱子的某水平的多个箱子的至少部分大致圆形的布置的区域内。

图13示出了(在平面图中)根据本发明进一步实施例的系统，该系统包括箱子112的组110的多个堆108(类似于图1、2、11和12的箱子12的组10)。在箱子的组的堆108之间，可致动载体126可在其上运行的运行轨道120和用于扫描载体126的底部上的识别标记以维持/确认每个载体在轨道上的位置的多个扫描仪122。相反，轨道可以包括122处的标记，而载体上的传感器可以在它们移动通过轨道上的标记时检测标记。轨道120也可以包括开/关运行(on/off run)124，以便载体访问堆108。

根据一个实施例，例如，轨道可由涂料设置为具有特定反射特性，并且载体126底部上的传感器可编程为遵循涂漆轨道。其他传感器可以使载体改变方向(例如，当遇到传感器或标记122时)。载体还能在没有轨道的情况下运行(例如，在没有轨道的情况下到达和离开堆108)，但是轨道的使用可以减少计算开销。

作为示例，图14示出了包括四个用于照亮每个照明源下方轨道的照明源32、34、36、38的这样的载体126。图15示出了载体126的俯视图，俯视图示出了每个照明源32、34、36、38的位置。图16示出了载体126的下侧，其示出了四对照明传感器62、64、66、68。当载体126移动通过轨道区段(例如，在传感器对62、66下面的轨道区段)时，系统监视每对下侧传感器(例如，对62中的每一个和对66中的每一个)中接收的光量以确定每对中的每一个接收的照明量是否大致相同。如果一对中的一个接收到更多的照明，则系统可以假设载体已经偏离路线。具有两个这样的用于涂漆轨道线的对(例如，62、66)，为系统提供了进一步的稳健性。另外，传感器(或标记)132、134、136、138可以设置在每个载体126的下侧，用于与轨道上的任何标记(或传感器)122通信。这可能有助于在确认载体的位置和/或向载体提供转向指令方面提供进一步的安全性。

图17(再次在平面图中)示出了根据本发明进一步实施例的系统150，其包括不连续轨道系统152，其在箱子158的组156的一个或多个堆154之间延伸，类似于上面讨论的那些。不连续轨道系统152包括多个轨道区段212，其可以是大致正方形的形状，并且载体230可以在两个相互正交的方向中的每个方向上沿轨道区段212运行，如下面更详细地讨论。轨道区段可以进入堆154，可以运行到这种堆的平台上，或者可能停止在堆外部，需要载体230在没有堆内轨道的辅助下行进。轨道区段212也可以包括在每个轨道区段内部的传感器或标记160，其与每个载体230的下侧上的标记或传感器276通信(如下面更详细地讨论并且在图22A、22B和24A、24B中示出)。

图18示出了载体230以及目的地容器18。载体230可以在两个相互正交的方向中的任一个方向上沿着轨道区段212(来自图17)双向移动。这通过使四个驱动轮子组件可选地枢转90度来实现。多个这些载体230可以同时用在不连续轨道系统150上，与多个堆154接合。

因此，根据某些实施例，本发明提供了多个可移动载体，其可包括旋转安装的轮子，该轮子旋转90度以使每个可移动载体向前和向后移动，或者从一侧移动到另一侧。当放置在网格上时，可以致动这种可移动载体以移动到网格上的所有点。作为示例，图19A和19B示出了包括轮子232、234、236和238(图23A和23B中所示)的可移动载体230。每个轮子安装在马达233、235、237、239上(如图23B中最佳所示)，并且轮子和马达单元可枢转地安装到载体230(如下面更详细地讨论的)。在图19A中将轮子组件(每个包括轮子、其马达和轨道引导件240)示出为处于一个位置，并且在图19B中示出为处于第二枢转位置。图20A示出了沿着图19A的线20A-20A截取的载体30的端视图，图20B示出了沿着图19B的线20B-20B截取的载体30的端视图。类似地，图21A示出了沿着图19A的线21A-21A截取的载体30的侧视图，图21B示出了沿着图19B的线21B-21B截取的载体30的侧视图。

每个载体230还包括一对用于保持箱子的相对的横栏242、244，以及升高的中心部分246和台243、245(箱子可以放置在其上)。还提供一对独立致动的桨叶248、250。每个桨叶248、250可以向上旋转(如图20A中的B所示)以将箱子保持在载体上，或者可以向下旋转以允许箱子移动到载体上或从载体上移开。桨叶248、250在图19A-21B中示出为向下旋转。

注意，当载体改变方向时，载体230(以及载体上的箱子)的定向不会改变。同样，箱子可以设置在载体的顶侧上，并且可以由侧面上的箱子横栏242、244以及可致动的桨叶248、250容纳。如下面将进一步详细讨论的，每个桨叶248、250均可以旋转180度以将箱子推到架子上或从架子上推下，或者(如果二者都被致动)在运输期间将箱子保持在载体上。因此，每个桨叶可以与载体的移动一致以控制箱子相对于载体230的运动。作为示例，当桨叶翻转到向上位置时，它可以用于在载体向架子或支架移动时将箱子推到架子或者支架上。每个载体还可以包括一个或多个紧急停止开关252(供人在紧急情况下使用以停止载体的移动)，以及手柄254(以使人能够在需要时升高载体)。

图22A示出了具有轮子的载体230的仰视图，其中轮子处于如图19A所示的位置，图22B示出了具有轮子的载体230的仰视图，其中轮子处于如图19B所示的位置。图22A和22B示出了所有的轮子232、234、236和238，而马达233、235、237和238中的每一个也都在图22B中示出。包括轮子、引导滚轴和轮子马达的所有轮子组件可见于图22A和图22B，各自作为一个单元枢转。参考图23A和23B，在一个实施例中，每对轮子组件均可通过公共枢轴马达256枢转，公共枢轴马达256通过连杆258耦合到轮子组件。图23A示出了位于如图23A所示位置的一对轮子组件，图23B示出了处于如图19B所示位置的一对轮子组件。轮子组件设计成当载体直接位于轨道区段上方时能够使轮子绕着轨道区段的拐角枢转。图24A和24B示出了类似于图22A和22B的下侧视图的视图，但是轨道区段212叠加在图上来示出轮子的位置与轨道区段的关系。注意，轮子围绕轨道区段的每个拐角枢转。因此，当载体以轨道区段为中心时，轮子可以枢转，使得载体可以在与先前方向正交的方向上移动，而不需要载体本身转动。因此，当载体围绕轨道区段阵列移动时，载体的定向保持恒定。

下面进一步讨论载体230沿着轨道区段阵列的移动(关于图25A-25C)。简而言之，当载体离开一个轨道区段时，它向相邻的轨道区段行进，并且如果完全不对准，则将自己重新对准。引导滚轴和轨道的重新对准可以起如下作用。当两组轮子(232、234和236、238)可以设计成仅在线性方向上移动载体230时，可能会发生一些变化。尽管轨道212间隔地定位，但当载体离开一个轨道并朝向另一个轨道212移动时(如B所示)，轨道212彼此足够靠近，其偏离路线的潜在变化将足够小以使得下一个相邻的轨道的圆形拐角将载体推回路线。作为示例，图25A示出了当载体沿B所示的方向移动时，离开轨道并开始接近下一轨道212的载体230。如图25B所示，如果载体230的对准关闭(可能来自轮子的变化或者轮子的安装、轨道区段的放置或任何其他变量)，下一个相邻轨道212的圆形拐角260之一将由即将到来的引导轮子240接合，而圆形拐角260将使载体230在垂直于方向B的方向(如C所示)上稍微移动，以校正载体230的移动方向。如果不对准程度太大，则载体可以反转方向并尝试再次对准，或者可以停止移动并恢复。如果载体确实停止移动，则将其他载体的移动方向编程为避开停止载体的区域，直到其移除。如果一个区域随着时间的推移导致了多个载体停止，则可以检查和/或替换该区域中的轨道的对准。

图25C示出了在方向F上移动以由轨道212适当地重新对准的载体230。图26示出了在H所示的方向上移动以使载体沿方向F移动的轮子234的近视图，并且还示出了引导滚轴240在如I所示的方向上紧靠轨道212滚动。引导滚轴240不接触地面(如轮子234一样)，而是仅通过212推动引导滚轴240紧靠轨道来引导载体230的方向。在进一步的实施例中，偏置装置(如弹簧、弹性件或气动装置)可用于推动引导滚轴紧靠轨道，并且在进一步的实施例中，轨道在边缘处呈现更贴近三角形的形状以进一步便于载体的接收。然而，如果需要太多的校正，则系统可能无法高效地运行。

因此，本发明的系统为自动载体的二元转向提供，仅允许网格中双向列和行行进。一个枢轴马达可通过枢转轮子模块的连杆用于每对轮子。在其他实施例中，一个枢轴马达和连杆可用于所有四个轮子，或者每个轮子可具有独立的枢轴致动器。该系统允许轮子通过围绕方形轨道区段的圆形拐角枢转而遵循方形轨道区段。该系统不需要遵循差分驱动线/轨迹，并且在所有操作中保持载体的定向固定。

如图27所示(也在平面图中)，堆的每个组160，而不是如上所述的容纳箱子，可以包含用于存储和分配的可致动载体366。一些载体366仍将移动分配箱子18(如上所述)，而其他载体366将包含与图11-3和11-13的箱子或抽屉12类似的对象的存储器162。可控载体366可包括如上所述的具有或不具有轨道遵循技术的全向轮子，或用于遵循不连续轨道的枢轴轮子组件和滚轴。利用该系统，也可以通过使用可致动载体来实现对每个塔内对象的存储器的维护。实际上，存储器162中的对象的补充可以与从同一组160中的对象的检索同时完成，从而提供高度动态和流动的系统。

通常，添加更多水平(和更多箱子)会增加对象(SKU)容量，而添加更多塔(和铰接臂)会增加吞吐量。参考图28，系统(示出了两个系统)可以包括代替每个塔内多个箱子的单个自动载体28，其作为单元在不同塔之间移动，并且当系统访问各层上的箱子内的对象时，单个自动载体28可以在可移动平台24的地板上升高和降低。单个自动载体28可包括如上面关于包括滚轴102的轮子100所讨论的多向轮子，或者载体24可如滑动转向操作并通过沿相反方向致动相对的轮子而转动。根据进一步的实施例，一个或多个传送器可用于在塔架之间移动箱子(和载体)，其中作为示例，载体可以在传送器上和不在传送器上驱动。

如参考图29-31进一步示出的，可以在工作空间内提供任何数量的这种塔系统308-320，将对象箱子处理到目的地箱子18中，该目的地箱子可以设置在可移动载体336(如上面关于先前所讨论的载体所讨论，例如，是否使用上面讨论的轨道)中。可移动载体336以及铰接臂20和自动抽屉都与中央计算机系统60通信，或者在支撑结构22内通信，这引导所有这些部件的移动。同样，作为示例，可控制载体366可以包括具有或不具有轨道遵循技术的全向轮子，或者用于遵循不连续轨道的枢轴轮子组件和滚轴，如上讨论。在进一步的实施例中，每个塔可以与其他塔以及整体控制系统60通信，整体控制系统60知道在每个塔中提供哪些待分类的对象的箱子。对于很少选择的对象，作为示例，系统可以使用一个塔的一个箱子，并将任何目的地箱子引导到需要很少选择的对象的那个塔。在进一步的实施例中，控制系统60可以控制所有设备和可移动载体，并且所有设备和可移动载体都可以用无线通信彼此通信。

本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上面公开的实施例进行许多修改和变化。

Claims (20)

1.一种存储塔，包括：

多个水平的抽屉，用于存储对象，每个抽屉具有自动打开和关闭抽屉的驱动机构；

铰接臂，包括末端效应器，所述末端效应器配置为从多个水平的抽屉中获取对象；和

可移动平台，配置为将铰接臂升高或降低到多个水平的抽屉中的任何水平，

其中至少一个抽屉的驱动机构配置为响应于可移动平台到达至少一个抽屉的相应水平而自动打开至少一个抽屉。

2.根据权利要求1所述的存储塔，其中所述驱动机构配置为在铰接臂的末端效应器从至少一个抽屉中获取一个或多个对象后自动关闭至少一个抽屉。

3.根据权利要求1所述的存储塔，其中所述存储塔包括开口，载有容器的自动载体通过所述开口移动到可移动平台上，并且其中所述可移动平台配置为将自动载体和铰接臂升高或降低到多个水平的抽屉中的任何水平。

4.根据权利要求3所述的存储塔，其中所述铰接臂的末端效应器从至少一个抽屉中获取对象并将所述对象放入设置在自动载体上的容器中。

5.根据权利要求1所述的存储塔，其中所述多个水平的抽屉中的一个或多个以圆形布置设置，并且可移动平台在抽屉的圆形布置的中心区域内升高和降低。

6.根据权利要求1所述的存储塔，还包括：

不连续轨道系统，包括用于引导自动载体进出存储塔的方形轨道区段阵列，其中不连续轨道系统的一部分包括设置在存储塔的可移动平台上的一个或多个方形轨道区段，用于引导自动载体上下可移动平台。

7.一种存储系统，包括：

存储塔，包括：用于存储对象的多个水平的抽屉、包括末端效应器的铰接臂、以及可移动平台，所述末端效应器配置为从多个水平的抽屉中获取对象，所述可移动平台配置为将铰接臂升高或降低到多个水平的抽屉中的任何水平；

自动载体，配置为移动到存储塔的可移动平台上并从铰接臂的末端效应器接收对象；和

不连续轨道系统，包括用于引导自动载体进出存储塔的方形轨道区段阵列，其中不连续轨道系统的一部分包括设置在存储塔的可移动平台上的一个或多个方形轨道区段，用于引导自动载体上下移动平台。

8.根据权利要求7所述的存储系统，其中所述自动载体包括至少两个轮子组件，所述轮子组件枢转地安装在载体上，使得当轮子组件处于第一位置时，自动载体沿第一方向移动，当轮子组件处于第二位置时，自动载体沿与第一方向正交的第二方向移动。

9.根据权利要求7所述的存储系统，其中所述多个水平的抽屉中的一个或多个以圆形布置设置，并且可移动平台在抽屉的圆形布置的中心区域内升高和降低。

10.根据权利要求7所述的存储系统，其中多个水平的抽屉中的每个抽屉都包括用于自动打开和关闭抽屉的驱动机构。

11.根据权利要求10所述的存储系统，其中多个水平的抽屉中的每个抽屉的驱动机构配置为响应于可移动平台到达至少一个抽屉的相应水平而自动打开至少一个抽屉。

12.根据权利要求11所述的存储系统，其中驱动机构配置为在铰接臂的末端效应器从至少一个抽屉中获取一个或多个对象后自动关闭至少一个抽屉。

13.根据权利要求11所述的存储系统，其中所述铰接臂的末端效应器从至少一个抽屉中获取对象并将所述对象放入容器中，所述容器在自动载体上被携带到可移动平台上。

14.根据权利要求7所述的存储系统，其中所述存储塔包括开口，自动载体通过所述开口移动到可移动平台上，并且其中所述可移动平台配置为将自动载体和铰接臂升高或降低到多个水平的抽屉中的任何水平。

15.一种从存储中检索对象的方法，包括：

将自动载体通过储存塔的入口移动到储存塔的可移动平台上，其中所述储存塔包括用于存储对象的多个水平的抽屉并且所述可移动平台支撑铰接臂；

将可移动平台升高到存储塔的多个水平的抽屉中的目标水平；

响应于可移动平台到达目标水平，在目标水平处自动打开至少一个抽屉；

使用铰接臂的末端效应器在存储塔的目标水平处从至少一个抽屉中获取对象；

使用末端效应器将对象放入由自动载体携带到可移动平台上的容器中；

将可移动平台降低至存储塔的出口；和

通过存储容器的出口将自动载体从可移动平台上移开。

16.根据权利要求15所述的方法，其中使用与至少一个抽屉相关联的驱动机构自动打开至少一个抽屉。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括响应于铰接臂的末端效应器从至少一个抽屉中获取对象而使用驱动机构自动关闭至少一个抽屉。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：

沿着不连续轨道系统移动自动载体进出存储塔，其中所述不连续轨道系统包括用于引导自动载体进出存储塔的方形轨道区段阵列，并且其中不连续轨道区段还包括布置在可移动平台上以引导自动载体到可移动平台上的一个或多个方形轨道区段。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述自动载体包括至少两个轮子组件，所述轮子组件枢转地安装到载体上，使得当轮子组件处于第一位置时，自动载体沿第一方向上移动，当轮子组件处于第二位置时，自动载体沿与第一方向正交的第二方向移动。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个水平的抽屉中的一个或多个以圆形布置设置，并且可移动平台在抽屉的圆形布置的中心区域内升高和降低。

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