CN114132678A - 订单履行系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种订单履行系统，包括多水平托盘存储结构、一个或多个自主移动机器人，其配置为拾取、运输和放置一个或多个托盘；一个或多个工作站，其配置为容纳拾取器，拾取器将一个或多个每个从自主移动机器人之一上的托盘运输到“投放”位置，其中自主移动机器人配置为在订单履行设备中从一个水平移动到另一个水平。

Description

订单履行系统

本申请是申请号：201780042943.2、申请日：2017年5月11日、发明 名称：订单履行系统的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月11日提交的题为“订单履行系统”的美国临时专 利申请号62/334946的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

本申请还是2016年6月2日提交的题为“存储和检索系统”的美国专利 申请号15/171802的部分继续申请，该申请要求2015年6月2日提交的题为 “订单履行系统”的美国临时专利申请号62/169615的优先权，该申请通过引 用整体并入本文。

背景技术

在供应链中例如在零售供应链中使用的订单履行系统可以履行单个产 品单元的订单，单个产品单元在此称为“每个(each)”(也称为“件”、“物品”、 “商品”或者是通常可在零售中作为购买单元等购买的任何物品)，其通常由 制造商在称为“箱子”的容器中包装和运输。出于方便的目的，这里使用的“每 个”可被认为是零售供应链中最精细的处理单元。履行每个的订单的常规操 作(通常称为“每个拾取”或“件拾取”)通常是劳动密集型的，因为它们通常 应用不是高度自动化的人对货物处理。

零售供应链中每个拾取的领域可被视为包括两个应用领域：(1)商店补 货应用，其中订单由零售商店放置，并且拾取的每个被递送到那些商店并放 置在货架上供商店中的顾客选择和购买，以及(2)直接面向消费者的应用， 其中订单由最终用户发出并且拾取的每个直接被递送给这些最终用户。在这 两个领域中，订单由一系列“订单行”组成，每个订单行指定特定产品(或“库 存单元”或简称“SKU”)和要递送的该产品的量(每个的数量)。但是，这两 个领域中的应用的操作指标存在多个重要差异。商店补货应用通常比直接面向消费者的应用订单少得多(因为商店比最终用户少得多)，但商店补货订 单的每个订单的平均订单行数远远高于典型的直接面向消费者的订单。此 外，每个订单行的平均单元数量对于商店补货订单而言远远大于直接面向消 费者的订单(因为商店正在购买单元以向许多消费者销售，而消费者为个人 使用而购买)。最重要的是，给定SKU的订单行总数(每SKU的订单行)， 相对于在给定时间段内要填充的总订单行，在商店补货领域比在直接面向消 费者的领域大得多。这是因为商店通常带有非常相似的分类并且在每个订单 中订购更多的SKU，这使得给定的SKU更有可能包含在相对较高的订单百 分比中，而消费者具有不同的品味和偏好并且订购的SKU更少，这使得给 定SKU更有可能包含在相对较低的订单百分比中。

最后两个指标—每个订单行的单元和每个SKU的订单行—是每个拾取 系统设计中的因素，两个领域之间这些指标的差异通常会导致系统设计截然 不同。因此，期望在每个拾取的两个领域中具有高成本效益和有效性，而且 提供设计灵活性，其允许基于操作指标来针对应用优化配置。

发明内容

以下发明内容仅旨在是示例性的。该发明内容不旨在限制权利要求的范 围。

根据示例性实施例，提供了一种订单履行设备，包括多水平托盘(tote) 存储结构、一个或多个自主移动机器人，其配置为拾取、运输和放置一个或 多个托盘；一个或多个工作站，配置为容纳拾取器，拾取器将一个或多个每 个从自主移动机器人上的托盘运输到“投放”位置，以及输入/输出接口，其中 材料被导入订单履行设备并且完成的订单从订单履行设备中卸下，其中自主 移动机器人还配置为通过固定垂直或固定斜坡在订单履行设备中从一个水 平移动到另一个水平。

根据另一示例性实施例，提供了一种订单履行设备，包括多水平托盘存 储结构、一个或多个自主移动机器人，配置为拾取、运输和放置一个或多个 托盘；一个或多个工作站，配置为容纳拾取器，拾取器将一个或多个每个从 自动移动机器人上的托盘运输到“投放”位置，以及输入/输出接口，其中材料 被导入订单履行设备并且完成的订单从订单履行设备中卸下，其中自主移动 机器人还配置为通过固定垂直或固定斜坡在订单履行设备中从一个水平移 动到另一个水平，并且其中自主移动机器人还配置为在水平姿态上从一个水 平移动到另一个水平。

根据另一示例性实施例，提供了一种订单履行工作站，包括托盘支撑件 和邻近托盘支撑件的倾斜位置，其中倾斜位置支撑自主移动机器人，并且其 中拾取器将一个或多个每个从自主移动机器人转移到位于托盘支撑件上的 托盘。

根据另一示例性实施例，提供了一种订单履行工作站，包括机器人支撑 件和邻近机器人支撑件的倾斜位置，其中倾斜位置支撑第一自主移动机器 人，并且其中拾取器将一个或多个每个从第一自主移动机器人转移到位于机 器人支撑件上的第二自主机器人。

根据另一示例性实施例，提供了一种订单履行工作站，包括产品支撑件； 靠近机器人支撑件的倾斜位置；机器视觉子系统；目标照明器和拾取器接口； 其中倾斜位置支撑自主移动机器人，并且其中拾取器将一个或多个每个从自 主移动机器人转移到产品支撑件，并且其中机器视觉子系统跟随拾取器的移 动，并且其中目标照明器照亮待拾取的每个和将要放置每个的位置，并且其 中拾取器接口向拾取器提供信息。

根据另一示例性实施例，提供了一种自主移动机器人，包括框架底盘； 与框架联接的托盘转移机构；联接到框架第一端的两个牵引驱动器；联接到 框架第二端的两个轮和联接到框架的脚轮；其中当自主移动机器人由平台支 撑时，两个牵引驱动器和脚轮接合共用表面，并且其中当自主移动机器人由 导轨支撑时，两个牵引驱动器和两个轮接合导轨。

根据另一示例性实施例，提供了一种自主移动机器人，包括框架底盘； 联接到框架的托盘转移机构；联接到框架的四个致动轮组件，四个致动轮组 件中的每一个具有牵引轮和链轮。

附图说明

在以下描述中结合附图解释了前述方面和其他特征，其中：

图1A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图1B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图2是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图3是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图4是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图5是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图6A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图6B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图7A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图7B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图8A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图8B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图9是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图10A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图10B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图11是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图12是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图13是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图14是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图15是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的侧视图；

图16A是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的正视图；

图16B是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的顶视图；

图17是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的局部等距视 图；

图18是根据所公开实施例的各方面的示例订单履行系统的局部等距视 图；

图19是根据所公开实施例的各方面的控制系统的示意图；

图20A是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的正视图；

图20B是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的俯视图；

图21A是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的俯视图；

图21B是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的正视图；

图22A是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的正视图；

图22B是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的俯视图；

图23A是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的等距示意图；

图23B是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的等距示意图；

图23C是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的等距示意图；

图24A是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的等距视图；

图24B是根据所公开实施例的各方面的示例工作站的等距视图；

图25A是根据所公开实施例的各方面的车辆的侧视图；

图25B是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶视图；

图25C是根据所公开实施例的各方面的车辆的端视图；

图26A是根据所公开实施例的各方面的模块的端视图；

图26B是根据所公开实施例的各方面的模块的侧视图；

图26C是根据所公开实施例的各方面的模块的顶视图；

图27A是根据所公开实施例的各方面的车辆的侧视图；

图27B是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶视图；

图27C是根据所公开实施例的各方面的车辆的端视图；

图28A是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图28B是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图28C是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图28D是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图28E是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图28F是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图和侧视图；

图29A是根据所公开实施例的各方面的车辆驱动器的俯视示意图；

图29B是根据所公开实施例的各方面的车辆驱动器的俯视示意图；

图29C是根据所公开实施例的各方面的车辆驱动器的俯视示意图；

图30A是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图30B是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图30C是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图30D是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图31A是根据所公开实施例的各方面的车辆的侧视图；

图31B是根据所公开实施例的各方面的车辆的端视图；

图31C是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图31D是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图32是根据所公开实施例的各方面的车辆驱动器的局部等距视图；

图33是根据所公开实施例的各方面的车辆驱动器的局部侧视图；

图34A是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图34B是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图35A是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图；

图35B是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部侧视图；

图36A是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图36B是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图37A是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图；

图37B是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图；

图37C是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图；

图37D是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡模块的车辆的侧视图；

图38A是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图、端视 图和俯视图；

图38B是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图、端视 图和俯视图；

图38C是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图、端视 图和俯视图；

图38D是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图、端视 图和俯视图。

图39A是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的侧视图；

图39B是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的等距视图；

图39C是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的等距视图；

图39D是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的等距视图；

图39E是根据所公开实施例的各方面的具有斜坡的车辆的等距视图；

图40A是根据所公开实施例的各方面的变速器的侧视示意图；

图40B是根据所公开实施例的各方面的变速器的侧视示意图；

图40C是根据所公开实施例的各方面的变速器的侧视示意图；

图40D是根据所公开实施例的各方面的变速器的侧视示意图；

图41A是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的侧视图；

图41B是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的等距视 图；

图42A是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图42B是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图43A是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的等距视 图；

图43B是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的等距视 图；

图44A是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的等距视 图；

图44B是根据所公开实施例的各方面的具有垂直斜坡的车辆的等距视 图；

图45A是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图45B是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的侧视图；

图45C是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的俯视图；

图45D是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的等距视图；

图46A是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图46B是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图46C是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图46D是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图47A是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图47B是根据所公开实施例的各方面的车辆的等距视图；

图48A是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图48B是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图48C是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图48D是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图48E是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图49A是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图49B是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图49C是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图49D是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图49E是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的端视图；

图50A是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的等距视图；

图50B是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的等距视图；

图50C是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的等距视图；

图50D是根据所公开实施例的各方面的正交驱动单元的等距视图；

图50E是正交驱动单元的等距视图；

图51A是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图；

图51B是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图；

图51C是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图；

图51D是根据所公开实施例的各方面的车辆的底部等距视图；

图51E是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部前部等距视图；

图51F是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部后部等距视图；

图51G是根据所公开实施例的各方面的车辆的俯视图；

图51H是根据所公开实施例的各方面的车辆的侧视图；

图51I是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部后部等距视图；

图51J是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部底部前部等距视图；

图52A是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52B是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52C是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52D是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52E是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52F是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52G是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52H是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52I是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52J是根据所公开实施例的各方面的车辆的顶部等距视图，示出了箱 子或托盘转移机构；

图52K是根据所公开实施例的各方面的箱子或托盘转移机构的一部分 的示意图。

图53A是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53B是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53C是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53D是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53E是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53F是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53G是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53H是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53I是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53J是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图53K是根据所公开实施例的各方面的车辆的局部顶部等距视图，示出 了箱子或托盘转移机构；

图54A是根据所公开实施例的各方面的工作站的等距视图；

图54B是根据所公开实施例的各方面的工作站的等距视图；

图54C是根据所公开实施例的各方面的工作站的等距视图；

图54D是根据所公开实施例的各方面的工作站的等距视图；

图54E是根据所公开实施例的各方面的工作站的等距视图；

图54F是根据所公开实施例的各方面的工作站的一部分的示意图；

图54G是根据所公开实施例的各方面的存储结构的一部分的示意图；

图55是根据所公开实施例的各方面的流程图；

图56是根据所公开实施例的各方面的流程图；

图57是根据所公开实施例的各方面的流程图；

图58是根据所公开实施例的各方面的工作站的一部分的示意图；和

图59是根据所公开实施例的各方面的工作站的一部分的示意图；和

图60A、60B、60C、60D、60E、60F和60G表示根据所公开实施例的 各方面的车辆从水平移动过渡到垂直移动的逐步进展。

图61是车辆的等距视图，其中小齿轮和反向轴承组件向外延伸，如接 合在垂直塔架中时，动力拾取位于同一反向轴承组件上；

图62是车辆底部的示意图，其中示出了步进电机和相对的螺纹导螺杆， 其向内和向外驱动轮，以及具有齿轮头的伺服电机，该齿轮头驱动用于驱动 托盘拉推机构的纵向驱动轴；

图63A是车辆的俯视图，其中轮向外延伸并且小齿轮/反向轴承向内缩 回，示出的是在车辆到达垂直塔架位置时；

图63B是车辆的俯视图，其中小齿轮/反向轴承部分地延伸到垂直塔架 通道中；

图63C是车辆的俯视图，其中小齿轮/反向轴承在垂直塔架通道中完全 延伸，其中与反向轴承正交的轴承与通道背部配合以确保车辆垂直地跟踪， 小齿轮保持与架对齐，动力拾取不会过度强行进入导体轨道；

图63D是车辆在水平导轨上方垂直驱动之后的俯视图，其中轮在 Alphabot外壳的内部缩回，以允许其垂直地穿过较高的水平导轨对；

图64是车辆的视图，其中盖被移除以示出小齿轮/反向轴承组件，其中 小齿轮/反向轴承组件由线性轨道引导，并且由步进电机向内/向外驱动，其 中示出了相对的螺纹导螺杆；

图65是接合在垂直塔架通道内的反向轴承、正交轴承和小齿轮的俯视 图，其中小齿轮/反向轴承组件上的动力拾取延伸以与通道背部中的导体轨道 配合，并且动力拾取具有轻微的弹簧顺应性，以确保它们与导体轨道保持恒 定接触，而不会过度用力；以及

图66是接合在垂直塔架通道内的反向轴承、正交轴承和小齿轮的等距 视图，其中小齿轮/反向轴承组件上的动力拾取延伸以与通道背部中的导体轨 道配合，并且示出了用于引导小齿轮/反向轴承组件的线性轨道。

具体实施方式

所公开的实施例可被描述为用于供应链的订单履行系统，例如在零售供 应链中。公开了实施例，用于履行来自零售商店的订单，用于从制造商接收 的产品的情况，或者用于履行包含在这种情况下的预估产品单元的订单，在 此称为“每个”(其他常用的同义词包括“件”、“商品”、“物品”)，或者通常是 商店或个人消费者以小于上述情况下的数量订购的任何物品。虽然该实施例 可以用于其他应用，比如在制造操作中的部件及在制品的存储和检索，但是 一个使用领域是零售供应链中的订单履行。

实施例可以具有以下主要部件子系统：

(1)多水平架结构，其保持拾取库存，通常配置为通过使用从地板到 天花板的所有可用立方体积来最大化空间利用率；

(2)移动车辆或机器人，其是根据实施例执行各种转移和运输功能的 自动车辆，包括在架结构和工作站内的存储位置之间处理产品容器(拾取库 存)的移动；

(3)工作站，人或机器人拾取器将箱子或每个直接转移到某种形式的 订单容器中，或者中间机器人，然后转移到订购容器，这取决于实施例；以 及

(4)中央控制系统，包括计算机、软件和通信部件，其管理整个系统 的操作。操作系统还可以包括一个或多个输入/输出接口，其中产品被引入系 统以补充拾取库存，并且已完成的订单从系统中卸下以最终交付给客户，尽 管该接口的细节将趋于在不同的应用上变化。

在示例性的每个拾取实施例中，每个是例如在零售供应链中最精细的处 理单元。履行每个的订单的过程(通常称为“每个拾取”或“件拾取”)可能是 所有履行过程中劳动密集程度最高的过程，尤其是使用传统的“拾取器到货 物”过程模型，其中拾取器移动到固定的产品存储地点以拾取订购的每个。 在示例性实施例中，词语“托盘”是在用于保持存储或处理的材料的容器的材 料处理领域中常用的术语，并且在下文中用于指代产品和订单容器。

为了最大化拾取器吞吐量并实现非常高或甚至完全自动化水平，所公开 的实施例实现了“货物到拾取器”过程模型，其中自动机器人车辆将每个的容 器运输到工作站，其中固定拾取器(人或机器人)从容器中拾取订购的每个。 然后可以将拾取的每个最终放入订单容器中，以最终交付给顾客，商店或消 费者。

举例来说，这里公开了两个每个拾取实施例，这是将“每个”转移到订单 容器中的“投放”过程之间的本质区别。在第一实施例(“E-1”)中，该转移过 程是典型的“直接投放”过程，其中每个从产品容器以单个移动直接转移到订 单容器中。第二实施例(“E-2”)的特征在于“间接投放”过程，其中该转移以 两个移动进行：将拾取的每一个首先放入另一个移动机器人中，该机器人用 作将运输每个的中间载体，然后将它投放到订单容器中。

E-1(直接投放)和E-2(间接投放)均可包括以下七个元件或子系统：

(1)产品托盘(以下简称“P-托盘”)，包含用于履行订单的每个的拾取 库存；

(2)订单托盘(以下简称“O-托盘”)，包含为履行订单而拾取的每个；

(3)转移和运输有效载荷的机器人车辆，通常(但不总是)托盘，以 下称为“T-机械人(bot)”(或一般称为“机械人”)；

(4)托盘存储结构(以下称为“TSS”)，其为存储的托盘(包括P-托盘 和O-托盘)以及在其中操作的机械人提供结构支撑；

(5)拾取工作站，其中人或机器人拾取器从P-托盘中拿走每个并将它 们放入O-托盘或另一个T-机械人中，这取决于实施例；以及

(6)中央控制系统(以下简称“CCS”)，包括软件、计算机和网络设备， 其管理系统内的大部分资源(包括所有各种机器人)，协调整个订单履行过 程和所有相关过程，并为系统的人工操作员和外部系统提供状态和控制接 口；

(7)输入/输出(“I/O”)接口，T-机械人在该输入/输出接口处卸下离开 系统的托盘并接收进入系统的托盘。

E-2(间接投放)还包括两个额外的元件或子系统：

(8)T-机械人，配备有每个转移组件，其接收并保持在拾取工作站拾 取的每个，然后将它们转移到目标O-托盘(此类机械人在下文中称为“每个- 机械人”或简称为“E-机械人”)；和

(9)订单加载结构(以下称为“OLS”)，其为正在加载的O-托盘以及在 其中操作的O-机械人和E-机械人提供结构支撑；

下面更详细地描述这些元件及其相应的互操作性。应当理解，与这些系 统相关的是附加的辅助设备和子系统，比如用于移除故障机器人车辆的维护 升降机、用于机器人车辆容纳和安全人员进入的安全特征、灭火系统等。

参考图1A，示出了示例性订单履行系统10的示意性俯视图。尽管将参 考附图中所示的实施例描述本实施例，但应理解本发明可以体现在许多形式 的替代实施例中。另外，可以使用任何合适尺寸、形状或类型的材料或元件。 订单履行系统10和所公开的实施例可具有所描述的特征和/或可具有如在 2014年3月14日提交的题为“Automated Systems forTransporting Payloads” 的美国专利申请号14/213187中所描述的任何合适的组合特征，该申请通过 引用整体并入本文。还参考图1B，示出了示例性订单履行系统10的侧视图。 订单履行系统10可具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动 移动机器人或车辆。托盘存储结构12示出为用于存储的托盘以及用于在其 中操作的移动机器人的结构支撑且将更详细地描述。示出了移动机器人运送 结构14，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将 架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处将存 储通道和工作站互连。拾取工作站16示出为排列在多个高度处，其中人或 机器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它们置于订单托盘或机器人中，这 取决于系统配置。中央控制系统18示出为包括软件、计算机和网络设备， 其管理系统资源，例如关于图19所述的那样。输入/输出接口20示出为带有 支柱(spur)的输送器，其中移动机器人在支柱处接收进入系统的托盘(填 充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单 托盘)。

现在参考图2，示出了示例性订单履行系统30的俯视图。订单履行系统 30使用过道和运送斜坡配置，并且可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移 和运输托盘的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构32示出为用于存储的 托盘以及用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。 示出了移动机器人运送结构34、34'，由此移动机器人以三维方式行进：水 平地在平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或 斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站36、36'示 出为排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中移走每个并将 它们置于订单托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统38 示出为包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源，例如关于图19所 述的那样。输入/输出接口40示出为带有支柱的输送器，其中移动机器人在 支柱处接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统 的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。

现在参考图3，示出了示例性订单履行系统60的俯视图。订单履行系统 60使用移动机器人塔架配置，并且可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移 和运输托盘的自主移动机器人或车辆。托盘存储结构62示出为用于存储的 托盘以及用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。 示出了移动机器人运送结构64、64'，由此移动机器人以三维方式行进：水 平地在平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或 斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站66、66'示 出为排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中移走每个并将 它们置于订单托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统68 示出为包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19 所述的那样。输入/输出接口70示出为带有支柱的输送器，其中移动机器人 在支柱处接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系 统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。系统60可以利用垂直轨道或塔架，允许系统I/O70具有其自己的平台。

现在参考图4，示出了示例性订单履行系统90的俯视图。订单履行系统 90可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动移动机器人或 车辆。托盘存储结构92示出为用于存储的托盘以及用于在其中操作的移动 机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移动机器人运送结构94， 由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架结构和 工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处将存储通道和 工作站互连。拾取工作站96示出为排列在多个高度处，其中人或机器人拾 取器从产品托盘中拿走每个并将它们置于订单托盘或移动机器人中，这取决 于系统配置。中央控制系统98示出为包括软件、计算机和网络设备，其管 理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。输入/输出接口100示出为带 有支柱的输送器，其中移动机器人在支柱处接收进入系统的托盘(填充产品 托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。

现在参考图5，示出了示例性订单履行系统120的俯视图。订单履行系 统120可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动移动机器 人或车辆。托盘存储结构122示出为用于存储的托盘以及用于在其中操作的 移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移动机器人运送结构 124，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架 结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处将存储 通道和工作站互连。拾取工作站126示出为排列在多个高度处，其中人或机 器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它们置于订单托盘或移动机器人中， 这取决于系统配置。中央控制系统128示出为包括软件、计算机和网络设备， 其管理系统资源，如将例如关于图19所述。输入/输出接口130示出为带有 支柱的输送器，其中移动机器人在支柱处接收进入系统的托盘(填充产品托 盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。 系统120可以利用垂直轨道或塔架，允许系统I/O 130具有其自己的平台。

现在参考图6A和6B，分别示出了示例性订单履行系统150的顶视图和 侧视图。订单履行系统150以单端双向流动系统配置示出，其中移动机器人 在过道内双向行进并且工作站配置在单端上。订单履行系统150可以具有产 品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动移动机器人或车辆。托盘存 储结构152示出为用于存储的托盘以及用于在其中操作的移动机器人的结构 支撑，并且将更详细地描述。示出了移动机器人运送结构154，由此移动机 器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架结构和工作站互连； 和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作站互连。 拾取工作站156示出为排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托 盘中移走每个并将它们置于订单托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。 中央控制系统158示出为包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源， 如将例如关于图19所述的那样。示出了输入/输出接口160，其中移动机器 人接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。系统150可以利用垂直轨道或塔架，允 许系统I/O 160具有其自己的平台。订单履行系统150还可以具有订单加载 结构162，其中订单加载结构162具有与托盘存储结构152类似的特征，除 了移动机器人可以从托盘的两侧访问托盘之外。托盘以双向164方式穿过系 统150。

现在参考图7A和7B，分别示出了示例性订单履行系统180的顶视图和 侧视图。订单履行系统150以双端双向流动系统配置示出，其中移动机器人 在过道内双向行进并且工作站配置在两端上。订单履行系统180可以具有产 品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动移动机器人或车辆。托盘存 储结构182示出为用于存储的托盘以及用于在其中操作的移动机器人的结构 支撑，并且将更详细地描述。示出了移动机器人运送结构184、184'，由此 移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架结构和工作 站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作 站互连。拾取工作站186、186'示出为排列在多个高度处，其中人或机器人 拾取器从产品托盘中移走每个并将它们置于订单托盘或移动机器人中，这取 决于系统配置。中央控制系统188示出为包括软件、计算机和网络设备，其 管理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。示出了输入/输出接口190， 其中移动机器人接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订单托盘)和卸下 离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。系统180可以利用垂直轨 道或塔架，允许系统I/O190具有其自己的平台。订单履行系统180还可以 具有订单加载结构192、192'，其中订单加载结构192、192'具有与托盘存储 结构182类似的特征，除了移动机器人可以从托盘的两侧访问托盘之外。托 盘以双向194方式穿过系统180。

现在参考图8A和8B，分别示出了示例性订单履行系统210的顶视图和 侧视图。订单履行系统210以双端单向流动系统配置示出，其中移动机器人 在过道内单向行进并且工作站配置在系统210侧上可从两端访问。订单履行 系统210可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘的自动移动机 器人或车辆。托盘存储结构212示出为用于存储的托盘以及用于在其中操作 的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移动机器人运送结 构214、214'，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上， 其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上，其在多个高度处 将存储通道和工作站互连。拾取工作站216示出为排列在多个高度处，其中 人或机器人拾取器从产品托盘中移走每个并将它们置于订单托盘或移动机 器人中，这取决于系统配置。中央控制系统218示出为包括软件、计算机和 网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。示出了输入/ 输出接口220，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订 单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。系统210 可以利用垂直轨道或塔架，允许系统I/O220具有其自己的平台。托盘以单 向224方式穿过系统210。

现在参考图9，示出了示例性订单履行系统240的俯视图。订单履行系 统240以直接放置、双端单向流动系统配置示出，其中移动机器人在过道内 单向行进并且工作站在系统240侧上配置为可从两端访问的直接放置工作 站。订单履行系统240可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托盘 的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构242示出为用于存储的托盘以及用 于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移动 机器人运送结构244、244'，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平 面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上， 其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站216示出为排列在多 个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它们置于订单 托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统248示出为包括软 件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。 示出了输入/输出接口250，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填充产品 托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。 托盘以单向252方式穿过系统240。

现在参考图10A和10B，分别示出了示例性订单履行系统270的顶视图 和侧视图。订单履行系统270以直接放置、单端双向流动系统配置示出，其 中移动机器人在过道内双向行进并且工作站在系统270端部上配置为可从一 端访问的直接放置工作站。订单履行系统270可以具有产品托盘和订单托盘， 带有转移和运输托盘的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构272示出为用 于存储的托盘以及用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细 地描述。示出了移动机器人运送结构274，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道 或斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站276示出 为排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它 们置于订单托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统278示 出为包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19 所述。示出了输入/输出接口280，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填 充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单 托盘)。托盘以双向282方式穿过系统270。

现在参考图11，示出了示例性订单履行系统300的俯视图。订单履行系 统300以直接放置、双端双向流动系统配置示出，其中移动机器人在过道内 双向行进并且工作站在系统300的两端上配置为可从两端访问的直接放置工 作站。订单履行系统300可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托 盘的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构302示出为用于存储的托盘以及 用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移 动机器人运送结构304、304'，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在 平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上， 其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站306、306'示出为排 列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它们置 于订单托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统308示出为 包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述 的那样。示出了输入/输出接口310，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填 充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单 托盘)。托盘以双向312方式穿过系统300。

现在参考图12，示出了示例性订单履行系统330的俯视图。订单履行系 统330以间接放置、单端双向流动系统配置示出，其中移动机器人在过道内 双向行进并且工作站在系统330的一端上配置为可从中间访问的间接放置工 作站。订单履行系统330可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托 盘的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构332示出为用于存储的托盘以及 用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移 动机器人运送结构334、334'，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在 平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上， 其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站336示出为排列在多 个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中拿走每个并将它们置于订单 托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统338示出为包括软 件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。 示出了输入/输出接口340，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填充产品 托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托盘)。 订单履行系统330还可以具有订单加载结构342，其中订单加载结构342具 有与托盘存储结构332类似的特征，除了移动机器人可以从托盘的两侧访问 托盘之外。托盘以双向344方式穿过系统330。

现在参考图13，示出了示例性订单履行系统360的俯视图。订单履行系 统360以间接放置、双端单向流动系统配置示出，其中移动机器人在过道内 单向行进并且工作站在系统360的一侧上配置为可从中间访问的间接放置工 作站。订单履行系统360可以具有产品托盘和订单托盘，带有转移和运输托 盘的自动移动机器人或车辆。托盘存储结构362示出为用于存储的托盘以及 用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描述。示出了移 动机器人运送结构364、364'，由此移动机器人以三维方式行进：水平地在 平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道或斜坡上， 其在多个高度处将存储通道和工作站互连。拾取工作站366示出为排列在多 个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托盘中称走每个并将它们置于订单 托盘或移动机器人中，这取决于系统配置。中央控制系统368示出为包括软 件、计算机和网络设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述。示出 了输入/输出接口370、370'，其中移动机器人接收进入系统的托盘(填充产品托盘和空订单托盘)和卸下离开系统的托盘(空产品托盘和填充订单托 盘)。订单履行系统360还可以具有订单加载结构372，其中订单加载结构 372具有与托盘存储结构362类似的特征，除了移动机器人可以从托盘的两 侧访问托盘之外。托盘以单向374方式穿过系统360。

现在参考图14，示出了示例性订单履行系统390的俯视图。订单履行系 统390以示例性箱子拾取配置示出。订单履行系统390可以具有箱子，带有 转移和运输箱子的自动移动机器人或车辆。箱子存储结构392示出为用于存 储的箱子以及用于在其中操作的移动机器人的结构支撑，并且将更详细地描 述。示出了移动机器人运送结构394、394'，由此移动机器人以三维方式行 进：水平地在平面运送平台上，其将架结构和工作站互连；和垂直地在垂直 轨道或斜坡上，其在多个高度处将存储通道和工作站互连。码垛工作站396 示出为排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从货架上拿走箱子(在通 过移动机器人放置之后)并将它们放置在货盘上，货盘随后可被打包并通过 输送器或其他方式离开。中央控制系统398示出为包括软件、计算机和网络 设备，其管理系统资源，如将例如关于图19所述的那样。示出了输入接口 400，其中移动机器人接收通过输送器进入系统的箱子，其中移动机器人可 以将一个或多个箱子运输到箱子存储结构392。

现在参照图15和16A-B，分别示出了以售货配置来配置的示例性订单 履行系统的侧视图、前视图和俯视图。还参照图17和18，分别示出了示例 性订单履行系统的部分等距视图。这里，订单履行系统可被描述为订单自动 售货机420或“OVM”或其他。订单自动售货机420示出了机器人车辆和架系 统的替代的例如缩小版本，例如其可以用于商品自动售货或任何其他合适的 应用。例如，车辆技术可以在电子商务中用于应用于“最后一英里”交付问题。 例如，“单一经营企业(Pure-play)”电子商务公司别无选择，只能将绝大多 数订单交付给客户的家，这可能代价高昂。经营自助商店和在线销售的零售 商可以为客户提供在商店位置拾取订单的选择，通常称为“点击收集”，但实 际上这种模式会给商店人员带来额外且不可预测的工作量，这可能导致客户 延长等待时间等。这里，订单自动售货机420提供自动化解决方案，其需要 非常小的占地面积(或陆地)但可以安全地保持大量订单，并且还提供方便 的按需访问和客户的交易时间短。这里，订单自动售货机420可以是基于机 器人车辆的“微仓库”，其可被称为订单自动售货机(OVM)，其与电子商务 履行中心一起操作，例如配备有基于机器人车辆的系统的电子商务履行中 心。在一方面，包含客户订单的订单托盘(“O-托盘”)可被递送到并存储在 OVM内，然后根据需要呈现给客户，其中机器人车辆执行所有所需的托盘 存储和检索功能。这里，图15-18示出了订单自动售货机420系统的实施例， 其包括单个过道422，具有两个相对的多水平存储模块424、426、在过道的 一端或者两端的机械人-塔架428、430、每个机械人塔架上的I/O接口432、 434、至少一个机器人车辆436(或T-机械人/托盘机械人)以及具有到I/O 接口432、434的有线连接和到T-机械人的无线通信的控制器438。T-机械人 使用垂直塔架来访问过道内的任何存储水平和水平机械人轨道，以访问给定 水平上的任何托盘位置。除了在塔架的一侧上用于输入/输出接口的三个连续 的托盘位置之外，托盘440也可以存储在每个机械人塔架附近，其中在交付 期间接收和移除托盘以及其中客户接收包含在托盘中的其订单。OVM只能 采用单个T-机械人操作。可替代地，可以提供多于一个，例如第二机器人车 辆(或更多个)可以是有效的，例如在交付处理期间增加吞吐量，从而最小 化卡车和驾驶员的停留时间，并且通过减少订单拾取交易次数和同时为两个 客户提供服务的能力，客户服务水平得到提高。同样，OVM可以在过道的 一端采用单个机械人-塔架操作，但是在过道的每一端配置塔架可能是有效 的，因为它提供两个I/O接口，允许向两个客户提供同时服务(或一个客户 与交货处理同时进行)。第二塔架

I/O接口包括保持单个托盘的货架442、可移动的访问面板444、以及诸 如触摸屏显示器446的人机界面(HMI)。访问面板和HMI都连接到控制器 并且由控制器控制。访问面板可选择性地在阻止所有访问的关闭位置和两个 或更多个打开位置之间移动。全开位置允许将货架上的托盘完全取下，或者 将外部托盘放到货架上；在交货交易期间使用此位置。其他打开位置为客户 提供对与该客户的单人订单相对应的托盘内容的访问权限，因为托盘通常包 含多个订单。图17示出了具有滑动开闭器(Shutter)的输出端口，而图18 示出了具有铰接盖的替代输出端口，例如具有一个或多个螺线管以锁定关闭 的盖(如前所示)。可替代地，当购物者正在取回货物时，盖也可以通过被 动磁体保持打开。此外，盖可能有阻尼器，因此它们不会猛烈关闭。在一方 面，两个I/O端口在用于不同地配置它们时也是有用的。也许左侧分为1/4， 右侧为完全访问。取决于托盘，它们可被引导到部分或完全访问侧。可替代 地，可以使用任何合适的组合。

系统的操作通常涉及两种类型的交易：托盘移除/插入交易和订单拾取交 易。在交付处理期间发生移除/插入交易，此时操作员带着新的托盘到达以将 其放置在OVM中的存储中。操作员将入站托盘带到I/O接口并与HMI交互， 使控制器将访问面板打开到全开位置，并通过系统中的T-机械人启动移除/ 插入交易。在每个移除/插入交易中，T-机械人从存储中检索出站(通常为空) 托盘，将其运输到I/O接口，并将其放在货架上，然后操作员将其移除。然 后，操作员可以将入站托盘放置到货架上，T-机械人将其运输到存储器中。 移除/插入交易将继续，直到不再有要移除或插入的出站或入站托盘为止。然 后，操作员带着已移除的出站托盘离开，这些托盘返回到履行中心且然后重 新用于包含将来的订单。

当客户到达OVM拾取订单时，他/她在I/O接口处与HMI交互以验证 他/她的身份，于是控制器启动由T-机械人执行的一个或多个订单拾取交易。 每个此类交易都以T-机器人从存储中检索包含该客户订购的物品、将托盘运 输到I/O接口并将其放置在货架上开始。当O-托盘到达货架上时，控制器操 作访问面板以在客户订购的物品正上方创建开口，然后客户从托盘中拿走物 品。一旦拿走了所有物品，控制器就关闭访问面板并指示T-机械人将托盘返 回到存储。

虽然该描述集中于向客户传送电子商务订单，但可以容易地看出，同一 系统可以一般用于实现非常大规模的产品自动售货机，其可能包含各种各样 的SKU，等于今天在小型便利店中发现的数量。在这个应用程序中，托盘将 是产品托盘而不是订单托盘，并且客户与HMI的交互将涉及包含在P-托盘 中的订购物品，而不是拾取从远程履行中心发出的订购产品；也就是说，客 户的订单在OVM现场完成。就此而言，同一个OVM可以同时执行这两个功能。

为了说明OVM的空间效率，所示的特定实施例可以是大约2米宽和6 米长和高，因此它具有12平方米的占地面积。这里，该实施例可以具有340 个托盘的最大存储容量。由于多个订单或SKU可以分别包含在每个O-托盘 或P-托盘中，并且甚至允许有效操作所需的空托盘位置，因此该OVM可以 存储500到2000个客户订单和/或SKU。

现在参考图19，示出了控制系统450的示意图。控制系统450可以具有 仓库管理系统452、可定制的界面层454、库存和性能数据储存库456、机器 人/车辆主控制器458、车辆机器人机载控制器460和工作站控制器462。可 以提供附加模块以控制附加设备，例如附加材料处理模块、机器人、安全或 其他。控制系统450还可以配置有更多或更少的模块或子模块。机器人/车辆 主控制器458可以具有比如调度优化器、调度规则、订单管理、补充管理器、 UI、机器人管理器、流量管理器、存储管理器、安全系统管理器和工作站管 理器之类的模块。工作站控制器462可以具有比如托盘或订单托盘管理器、 UI、安全系统管理器、视觉系统和照明控制器之类的模块。在替代方面，可 以提供更多或更少的模块。示例性实施例可以包括机器可读的非暂时性程序 存储设备(例如存储器456)，有形地体现可由机器执行的用于执行操作的指 令程序，该操作包括至少部分地控制订单履行系统。

所描述的订单履行系统至少部分地共享可以以任何合适的组合或子组 合单独或与其他部件和子系统组合配置的共用部件和子系统。订单履行系统 可以包括用于存储库存(或“拾取库存”)的多水平架结构，通常配置为通过 使用从地板到天花板的所有可用立方体积来最大化空间利用，用于搁置模 块，所述模块将产品保持在由过道分开的存储中，由此机器人访问产品存储 位置，并且水平地细分为多个“层”，每个层包括多个存储水平。订单履行系 统还可以包括移动机器人(“机械人”)、自由漫游的自动驾驶车辆，即完全 访问系统的所有部分，并根据实施例执行各种转移和运输功能，例如移动在 架结构和工作站内的存储位置之间的产品容器。订单履行系统还可以包括机 械人-运送结构，其中机械人以三维方式行进：水平地在平面运输平台上， 其将给定层上的架结构、工作站和I/O接口互连；和垂直地在垂直或斜交斜 坡上，其互连层(过道斜坡)或层(运送斜坡)内的存储水平。订单履行系 统还可以包括工作站，在该工作站中，人或机器人将所拾取的每个或箱子直接转移到订单容器中或中间机器人，其然后转移到订购容器，取决于实施例。 订单履行系统还可以包括输入输出接口，由此将产品引入系统以补充拾取库 存(输入)，并且从系统中排出拾取的订单以最终交付给客户(输出)。订单 履行系统还可以包括集中控制系统，其包括计算机、软件和通信部件，其管 理整个系统的操作。因此，可以提供全部或部分的所有合适组合。

在示例性订单履行系统及其子部件和系统的适当组合的上下文中，现在 将更详细地描述各种操作方案和子系统。

所描述的订单履行技术可主要用于零售供应链以填充单个物品单元 (“每个”)的订单，例如由较小的自助商店放置的订单以补充库存(例如药 物、便利或其他)；或由最终用户(直接面向消费者)放置的订单。可替代 地或组合地，所描述的订单履行技术可以应用于箱子拾取，例如填充用于由 自助零售商店放置的产品的箱子的订单以补充其库存，使用货物到码垛机处 理。

可以在“货物到拾取器”过程中填充这些订单，该过程使用自由漫游的移 动机器人，在封闭的结构化的三维环境中操作，以执行产品容器的所有移动， 包括：1)接收进入的产品容器并将其放入架结构中的存储中以补充拾取库 存，根据需要从存储中取出所述容器以填充订单，将这些容器运输到拾取工 作站，其中人或机器人拾取器移除每个，然后将容器返回存储，最后从系统 中卸下空容器以重新填充另一使用周期，2)接收进入的空订单容器，将它 们放置到位以接收待定客户交付的订购每个，必要时将填充的订单容器放入存储中，从系统中卸下所述填充的订单容器，以便交付给客户。移动机器人 可以直接对系统操作环境中的所有位置进行完全随机和自主访问，包括所有 存储位置、所有工作站以及所有接收和运输位置，具有在该环境中在所有三 个维度上移动的独立能力，即两个水平维度以及垂直维度。公开了两种替代 方案，它们之间的区别与将每个从产品容器转移到订购容器所使用的过程有 关：1)在直接放置实施例中，拾取的每个直接从产品容器转移到订单容器 中，这是该领域常用的过程模型；和2)在间接放置实施例中，拾取的每个 不是直接转移到产品容器中，而是转移到中间机器人中，然后将它们运输到 并转移到分配的订单容器中。

直接投放系统

在直接投放系统中，每个直接从产品托盘转移到订购托盘。该过程可以 最小化每个转移的数量，从而最小化给定应用所需的资本投资。与下面描述 的间接投放实施例相比，它有几个不同之处。第一个区别是工作站的特异性， 即一旦指定接收来自给定客户订单的订单行的O-托盘被分配给给定的工作 站，则只能在该特定工作站上执行填充这些订单行的每个的拾取，这可能导 致机器人在试图到达指定目的地时互相干扰。第二个区别与第一个区别和多 个工作站的使用有关，其中多个O-托盘同时处理，这延长了给O-托盘的订单完成延迟，即它在拾取工作站上花费的时间，因为它与所有其他同时的 O-托盘共享每个拾取资源。

直接投放系统可以具有八个元件或子系统。产品托盘(“P-托盘”)是用 于履行订单的每个的拾取库存的容器。订单托盘(“O-托盘”)是已被选择以 履行特定订单的每个的容器。自动移动机器人是转移和运输托盘的机器人 (“T-机械人”)。机械人任务通常是由两个段组成的往返交易，第一个段是从 TSS中的存储中移除托盘并运输到目的地，第二个段是将托盘从同一目的地 返回到TSS中的存储中，所以机械人几乎总是带有机载的托盘有效载荷行 进。处理P-托盘的T-机械人被称为P-机械人，而处理O-托盘的T-机械人被 称为O-机械人；给定的T-机械人可以逐个交易地切换角色，例如在一个交 易上作为P-机械人执行，然后在下一个交易上立即作为O-机械人执行。托 盘存储结构(“TSS”)为存储的托盘(包括P-托盘和O-托盘)以及在其中操 作的机械人提供结构支撑，通常配置为通过使用从地板到天花板的所有可用 的立方体积来最大化空间利用率，用于搁置模块，模块用于将托盘保持在由 过道隔开的存储中，从而使机器人能够访问托盘存储位置。机械人运送结构(“BTS”)允许机械人以三维方式行进：水平地在平面运送平台上，其将架 结构和工作站互连；和垂直地在垂直轨道上，其在多个高度处互连存储通道 和工作站。可替代地，机械人运送结构(“BTS”)可包括过道斜坡模块、运 送斜坡和运送平台。拾取工作站排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器 从P-托盘中移走每个并将它们放入O-托盘或机器人中，这取决于实施例。 中央控制系统(“CCS”)包括软件、计算机和网络设备，其管理系统资源(包 括所有各种机器人)，协调整个订单履行流程和所有相关流程，并提供状态 和控制接口至系统的人类操作员和外部系统。一个或多个输入/输出(“I/O”) 接口，T-机械人在输入/输出接口接收进入系统的托盘(填充P-托盘和空O- 托盘)并卸下离开系统的托盘(空P-托盘和填充O-托盘)。

操作过程，所有操作过程均由CCS直接或间接控制：

P-托盘流向拾取工作站，由此T-机械人从TSS中的存储中检索包含订购 的产品的P-托盘，根据特定目标订单-托盘的位置将P-托盘运输到指定的拾 取工作站，然后将P-托盘返回到TSS中的存储。通常，将P-托盘返回到TSS 中的存储，即使已经拾取了最后剩余的每个并且托盘为空。这里，基于与将 由相同的T-机械人处理的下一个托盘的紧密接近来选择每个返回的P-托盘 的存储位置。

O-托盘流向和从拾取工作站流出，由此O-机械人向工作站提供空的O- 托盘，以用客户订购的每个填充，并从工作站移除填充的O-托盘；移除填 充的O-托盘和交付空的O-托盘通常发生在同一往返交易中。通常，O-机械 人首先从TSS中的存储中移除空的O-托盘，将该托盘运输到I/O接口以进 行卸下，立即拾取填充的O-托盘并离开工作站。填充的O-托盘通常然后运 输到TSS中的存储位置，等待交付给客户，但是它们也可以直接进入I/O接 口以立即交付。存储在TSS中的每个填充的O-托盘的存储位置基于与将由 相同的T-机械人处理的下一个托盘的紧密接近来选择。

拾取和投放发生在工作站，其中P-机械人向人或机器人拾取器呈现P- 托盘，其从每个P-托盘移除一个或多个每个并将其放置在指定的O-托盘中 (下面更详细地描述)。

发生订单发货和O-托盘导入，从而T-机械人从TSS中的存储中(或者 直接从拾取工作站)移除填充的O-托盘，填充的O-托盘将从系统中卸下以 便交付给客户并将其运输到I/O接口。这里，空的O-托盘通过I/O接口导入 系统，并且通常由T-机械人运输到TSS中的存储位置，在那里它将继续等 待运输到拾取工作站，尽管如果需要的话它们可以机会性地(和更高效地) 立即直接运输到工作站。每个进入的空O-托盘的TSS中的存储位置基于与将由相同的T-机械人处理的下一个托盘的紧密接近来选择。

拾取库存补货和P-托盘回收发生，由此T-机械人在I/O接口处接收进入 的填充P-托盘并将其运输到TSS中的存储中(或者偶尔直接到拾取工作站)。 T-机械人还从TSS中的存储中移除空的P-托盘并将它们传送到I/O接口以从 系统卸下来进行再填充。存储在TSS中的每个填充的P-托盘的存储位置基 于与将由相同的T-机械人处理的下一个托盘的紧密接近来选择。

直接投放系统部件：

P-托盘和O-托盘：

P-托盘和O-托盘优选地在尺寸上相同，使得任何T-机械人都可以使用固 定宽度的托盘转移机构来处理，因此执行P-机械人和O-机械人的作用。例 如，两个托盘都可以具有600毫米的长度、400毫米的宽度和300毫米的高 度，这是一种广泛使用的标准尺寸，高度取决于应用，基于特定产品分类和 典型订单尺寸的最有效体积。P-托盘可以细分为多个隔间，每个隔间可以包 含不同的SKU，在这种情况下，托盘被称为“多SKU”P-托盘(“SKU”是“库存保持单元”的首字母缩写，意思是独特的产品)。类似地，O-托盘可以细分 为多个隔间或可以包含多个单独的运输容器，在这种情况下，托盘被称为“多 订单”O-托盘。

托盘存储结构(“TSS”)

托盘存储结构是用于保持托盘的存储系统，包括由过道分开的多个钢架 模块。架模块使用框架组件作为垂直柱，将支撑存储中的托盘的水平梁附接 到垂直柱上。面向过道梁的形状包括从梁底部开始的水平延伸，为机械人轮 提供运行表面，因此称为“机械人梁”。货架的设计取决于机械人用于转移托 盘的方法：i)如果机械人提升托盘，两个梁是所需的仅有支撑，并且托盘将 仅存储一个深(one-deep)(相邻通道之间的两个托盘)；ii)如果机械人在货 架上滑动托盘，则需要在梁之间进行托盘支撑，例如金属丝织物；与提升转移相比，机械人更便宜，但存储架更昂贵；然而，滑动转移使得双深托盘存 储成为可能(相邻通道之间有四个托盘)，与单深存储相比，这增加了存储 密度并降低了构建成本；

可以水平细分托盘存储结构以形成“层”—互连存储水平的组。层的数量 是吞吐量因子，因为层的数量越多，机械人在系统内可以运行的越多而没有 过多的拥塞。过道内的每个层细分创建单个“存储区域”，并提供楼层，从而 维护技术人员可以进入该区域以解决任何问题；在此类维护访问期间，必须 关闭单个区域以进行所有机械人活动，但系统的其余部分可以继续运行。

机械人运送结构(“BTS”)

机械人运送结构可以具有用作道路的平面结构的运送平台，由此机械人 可以在TSS过道和拾取工作站之间以两个水平维度移动。平台通常可以由钢 支撑框架上的胶合板构成。运送平台垂直位于多个高度处，特别是在每个工 作站水平。

BTS—垂直替代方案

垂直轨道(或简称“垂直”)是结构子组件，机械人可以通过它们垂直向 上或向下移动以移动到过道中的任何存储水平或移动到任何工作站水平。每 个过道的一端或两端有两个垂直，取决于过道的一端或两端是否有运送平 台。一个垂直用于向上行进，另一个用于向下行进。垂直位于过道和运送平 台之间，上垂直附接到平行平台，下垂直附接到过道。图43A和43B示出 了具有垂直斜坡1170的车辆的等距视图。这里，机器人1172可以爬上垂直 1174。这里，反向导轨具有垂直断裂，其中反向轴承可以进入。这里示出的 是用于上升斜坡的被动开关1176，其中机器人1172从左侧水平进入。在图 43B中，机器人1172正在攀爬垂直1174，其中开关1176被推开以便攀爬机 械人。在下斜坡的情况下，开关通常是打开的并且可被推动关闭以允许机械 人离开到外水平导轨上。每个垂直包括四个垂直链轨道，由标准滚子链焊接 到U形通道构成；机器人上的四个链轮齿轮1178接合这些链轨道。与每个 链轨相关的是反向导轨1180，其在齿轮轴的端部处接合轴承1182并确保机 械人上的链轮保持与链轨道正确接合。在每个入口/出口水平处都有铰链式闸 门开关1176，如果机械人进入或离开垂直，它允许轴承进入和离开反向导轨 通道，但如果机械人正在通过该水平而没有离开，则也可防止轴承离开通道。 每个垂直还包括一对水平机械人轨道1184，其位于每个高度处的相对链轨道 之间，机械人可以在该高度处进入或离开斜坡，所述轨道连接到每个存储水 平的机械人梁和每个运送平台。轨道间距(轨道之间的距离)与过道机械人梁连接点处的过道宽度相同，但是在链轨道附近加宽到略大于机械人宽度， 以允许上升或下降的机械人在轨道之间通过。机械人轨道中存在与四个链轨 道中的每一个紧邻的间隙，这允许上升或下降垂直的机械人的链轮轴穿过轨 道。上垂直可配备充电轨道，以便机械人可以在上升时为其超级电容充电。 还参照图41A和41B，分别示出了具有垂直斜坡1110的车辆的侧视图和等 距视图。这里，车辆1140以机器人的垂直攀爬配置爬上垂直1114。该实施例的不同之处在于齿轮1142垂直于行进方向。这里，齿轮1142通过“外水 平导轨”中的间隙向外延伸以爬升。可以在机器人车辆中提供电子水平仪以 检测俯仰和翻转变化，使得可以调节伺服电动机以维持机器人车辆水平变化 并消除挤压。还参照图42A和42B，示出了根据所公开实施例的各方面的车 辆的等距视图。

现在参考图47A和47B，示出了机器人车辆1260与垂直1262接合的等 距视图。图47A示出了“单轴”机械人前部，而图47B示出了“单轴”机械人后 部。还参见图48A至48E，示出了正交驱动单元联动装置1290的端视图。 参照图49A至49E，示出了正交驱动单元联动装置1320的后视图。参照图 50A至50E，示出了正交驱动单元联动装置1320的等距视图。图50A示出 了当通过齿条系统行驶时的入位(in the position)的轮、链轮。图50B示出 了当水平驱动通过垂直区域时轮出位(out the position)、链轮入位。图50C 示出了当机械人驱动到垂直链时轮出位、链轮出位、反向轴承未完全伸展。 图50D示出了当机器人车辆准备爬下或落在水平导轨上时的轮出位、链轮出 位、反向轴承出位。图50E示出了当机械人爬过水平导轨时的轮入位、链轮 出位、反向轴承出位。

现在参照图44A和44B，示出了具有垂直斜坡1200的替代实施例垂直 攀爬车辆的等距前视图。还参照图45A至45D，分别示出了正交驱动单元 1230的端视图、侧视图、俯视图和等距视图。还参照图46A至46D，示出 了正交驱动单元1230的端视图。示出了正交驱动单元联动驱动器，其中心 联动装置垂直致动。图46A示出了轮入(in)、链轮入。图46B示出了轮出 (out)、链轮入。这里，中心联动装置的端部处于相同的位置，并且联动装 置允许轮被弹簧驱动被动地骑行。图46C示出了轮出、链轮出。图46D示 出了轮入、链轮入。这里，驱动轮与机械人轮脱离，并且从电动机中心到从 动链轮中心的距离长13mm，使得皮带同时接合以驱动链轮。这里，联动装 置是水平的，在垂直链条中形成链轮的刚性接合，就像偏心锁闩一样。在该 实施例中，顶部链轮是被动的并且可以用于滚动轴上的机械人的稳定性。

BTS—被动斜坡替代方案

过道斜坡(被动轨道实施例)是将给定存储区域(一个过道的一层部分) 和该层的运送平台内的存储水平互连的结构子组件(模块)。图37A至37C 示出了具有斜坡990的示例性车辆的侧视图和俯视图，并且图37D示出了具 有斜坡模块990'的示例性车辆的侧视图。每个过道斜坡模块为机械人在运送 平台和任何互连存储水平之间移动提供了通道。行程可以是双向的或单向 的，取决于系统拓扑，即分别是单端或双端。每个斜坡模块包括四个对角线 斜坡轨道992，一个用于机械人994上的四个轮中的每一个，其由被动滚子 链焊接到U形通道构成。每个轨道上的滚子链由机器人上的四个链轮中的一 个接合。当上升或下降对角线斜坡时，四个轨道使机器人能够保持水平。每 个斜坡模块还包括一对水平机械人轨道996，其位于每个高度处的斜坡轨道 之间，机械人可以在该高度处进入或离开斜坡。机械人轨道在一侧上连接到 斜坡顶部的运送平台，在另一侧上连接到该存储区域内的每个存储水平。沿 斜坡下降的机械人可以仅从运送平台的斜坡顶部进入斜坡，并且可以在区域内的任何存储水平处离开斜坡(在任一方向上都不需要反向操纵)，如图37D 所示。上升斜坡的机械人只能从其中一个存储水平进入斜坡，并且只能在斜 坡顶部离开斜坡到达运送平台(在任一方向都不需要反向操纵)。导轨间距 (导轨之间的距离)与过道宽度相同，除了斜坡轨道附近的“斜坡区域”，其 中间距增加。在与四个斜坡轨道中的每一个紧邻的机械人轨道中存在间隙， 这允许上升或下降斜坡的机械人的链轮轴穿过轨道。

运送斜坡是互连系统内多个层的结构子组件。每个运送斜坡都为机器人 在互连的运送平台之间即层之间提供了通道。默认情况下，运送斜坡上的行 进是单向的，以便最大化吞吐量，但如果由于操作问题阻止在一个或多个运 送斜坡上行进而需要的话，则可以是双向的(在较低的吞吐量下)。基本设 计与过道斜坡相同，例如每个入口/出口高度处有四个带有机械人导轨的滚子 链斜坡轨道。配置的不同之处在于，所有机械人导轨的两端都连接到每层的 运送平台。上升或下降斜坡的机器人可以从任何层进入斜坡并在任何其他层 离开，如果下降(从顶层除外)则在进入时需要反向操纵，并且如果上升(除 了到底层)则离开。具有行程上升的运送斜坡配备了充电导轨，因此机械人 可以在上升时为其超级电容器充电。

现在参考图39A，示出了具有斜坡1050的车辆的侧视图。还参照图39B 至39E，示出了具有斜坡1050的车辆的等距视图。图39A示出了斜坡1052 和轨道1054的侧视图。机器人车辆1056可以在任何水平上进入斜坡1052 并且在任何水平上离开斜坡1052。图39A仅示出进入底层和离开顶层。图 39B示出了爬升“斜坡”1052的机器人车辆1056。在爬升模式中，它们的轮“缩 进”以允许它们在“外部水平导轨”之间上升。它们的轮链轮“外伸”以接合线性地固定在“斜坡”中的“被动滚子链”。图39C示出了机器人车辆1056爬上斜 坡1052的特写。“外部水平导轨”1054中的“断裂”1058允许“链轮轴”1060穿 过。这里，在结构中没有开关或移动部件的情况下实现了完全被动的轨道和 斜坡系统。图39D示出了处于“非斜坡区域”的机器人车辆1056。在“非斜坡 区域”中，机器人车辆1056在“内部水平导轨”上采用轮和链轮“进入”驱动， 以使机器人车辆1056尽可能地窄以减小存储空间。当机器人车辆1056在没有爬升的情况下经过“斜坡区域”时，它将其轮“伸出”以骑在“外部水平导轨” 上，其跨越机器人车辆1056的宽度并且其中轮“进入”。图39E示出了机器 人车辆1056刚刚从顶层离开斜坡。机器人车辆1060将托盘输送到与“内部 水平导轨”相邻的被动存储位置。还参见图40A至40D，示出了具有与斜坡 接合的链轮1080的轮的侧视示意图。这里，反向轴承1082与反向导轨1084 接合，而链条1086与链轮1088配合。图40A和40B示出了初始接合，其 中可以提供橡胶背衬以实现链条啮合并限制接合磨损。图40C和40D示出 了斜坡的进一步向上发展。

BTS—主动斜坡替代方案

主动斜坡还使用四个滚子链斜坡轨道，由机械人上的链轮接合。图38A 至38D示出了具有斜坡1020的车辆的侧视图、端视图和俯视图。这里，车 辆1022爬升或下降斜坡1024。该图示出了被动斜坡配置的替代方案。在这 种情况下，斜坡包括开关1026，其可以由机器人致动或者采用位于斜坡上的 电机致动。电机由本地机器人或中央物料控制系统(MCS)控制。这里，斜 坡轨道是主动的而不是被动的：在每个斜坡进入和离开点处，存在可以将多个区段中的任何一个切换到位置的机构，以控制当链轮接合那些区段时车辆 将采取的路径。与被动轨道设计相比，这种斜坡设计简化并降低了机器人的 成本，但增加了斜坡的复杂性和成本；虽然典型的应用将有利于被动轨道实 施例，但是需要很少存储但高吞吐量的应用可能有利于主动轨道。

T-机械人

T-机械人是具有近似矩形底盘和车身板的车辆机器人。举例来说，图25A、25B和25C分别示出了示例性车辆或托盘-机械人“T-机械人”660的侧 视图、俯视图和端视图。T-机械人可具有车载控制计算机系统，包括用于与 CCS沟通的无线LAN(802.11x)接口。T-机械人可以具有位置、导航、有 效载荷传输等所需的传感器。图33示出了车辆驱动器或托盘转移机构900 的局部侧视图。T-机械人可以具有托盘转移机构900，机械人通过其在TSS、工作站或I/O接口的有效载荷托架和托盘放置位置之间移动P-托盘或O-托 盘。作为托盘滑动的替代方案，机器人车辆可以设置有允许提升托盘的组件。 这里，图33示出了使用一个驱动电机来延伸和升降的伸缩式托盘的侧视图。 使用固定在前一阶段的环形皮带或电缆延长滑动平台。第一个移动阶段遵循 链条驱动，椭圆形轮廓的平行轴承提供升降，阶段完全向左或向右延伸。还 参照图34A和34B，示出了具有延伸的托盘转移机构900的示例性车辆930 的等距视图。图34A示出了用作P-机械人或O-机械人的机器人车辆，其具 有可以提升或不提升的线性滑动延伸轨道。类似地，图34B示出了用作P- 机械人或O-机械人的机器人车辆的底视图。机器人车辆底部后部上的脚轮 允许在平台上转向，例如当不在架系统或斜坡上时。这里，机器人通过将转 移机构延伸到机器人的任一侧(两侧都灵活)、与目标托盘接合且然后通过 缩回拉动车载托盘来加载车载托盘。此外，机械人通过将机构(已经与托盘 接合)延伸到任一侧以将托盘放置在目标位置、释放托盘且然后缩回机构来 卸载托盘。机械人可以在收缩/伸展之前将托盘滑过支撑表面或提升托盘，这 将消除在托盘下方的支撑表面的需要。还参照图31A和31B，分别示出了车 辆840的侧视图和端视图。还参照图31C和31D，示出了车辆840的等距视 图。图31A示出了机器人车辆840的侧视图，示出了轮842、链轮844和托 盘846。用于能量存储的电子设备和超级电容器848在左上方可见。使用带 有示出的板片(flap)850的驱动带848将托盘846推入/拉入存储器。

现在参考图32，示出了车辆驱动器870轮/链轮组件的局部等距视图。 这里，实心链轮轴872包含在包含空心驱动轴876的空心轮轴874内。轴由 IGUS聚合物衬套键合和分开以允许轴向运动。驱动轴876由凸缘轴承878 支撑并由所示的齿形带轮880驱动。链轮和轮轴的端部由独立伸出或缩回的 止推轴承支撑。延伸和缩回可以通过联动装置、带有复位弹簧的电缆或气动 致动器来驱动。每个机器人车辆具有四个致动轮组件，每个组件具有外圆柱 形运行轮，安装到可滑动地安装到致动器的空心驱动轴。在致动时，轴和轮 可在两个轮位置(缩回位置和伸出位置)之间伸缩。现在参考图30A至30D， 示出了示例性车辆810的等距视图。这些图示出了机器人轮和链轮的四种状 态：图30A示出了轮入、链轮入，图30B示出了轮出、链轮入，图30C示 出了轮入、链轮出，图30D示出了轮出、链轮入。如将关于斜坡描述，需要 所有四种状态。当通过斜坡区域而没有攀爬时，状态时轮“出”以接合“外部 水平导轨”。当进入“上斜坡”时，当接近“斜坡区域”时，状态是轮“出”，一旦 第一轮通过，第一斜坡链轮伸出“出”，一旦车辆开始爬升，轮缩回“入”以允 许机器人车辆配备在“外部水平导轨”之间。当爬升或下降斜坡时，状态是轮 “入”，链轮“出”。当离开“上斜坡”并爬上轨道上方以便离开时，状态是延伸 轮“出”，回向下斜坡到“外部水平导轨”上，回向上到“水平导轨”上，收回链 轮“入”以向前前进。当进入“下斜坡”时，当接近斜坡区域时，状态是轮“出”，一旦第一轮通过第一斜坡，链轮就延伸“出”。当机器人车辆回向上在“外部 水平导轨”上并向后爬斜坡时，轮是缩回“入”并且机器人车辆前进向下斜坡。 当离开“向下斜坡”并且当机器人车辆接近水平以离开时，轮延伸“出”以落在 “外部水平导轨”上。一旦在轨道上，链轮缩回“入”。一旦离开“斜坡区域”， 轮缩回“入”。参见图29A至29C，示出了具有与同心轴相对的平行轴的示例 性替代实施例车辆驱动器780的视图。驱动器780具有带编码器和断开器782 的驱动电机、带有链轮和轴承784的第一从动轴和带有链轮和轴承786的第 二从动轴。行走轮在水平表面上运行。

直接投放工作站实施例A：

现在参考图20A和20B，分别示出了示例工作站480的正视图和俯视图。 直接投放工作站480是拾取器-到-托盘多订单工作站设计，其中同时填充的 多个O-托盘482在保持架486上保持静止并且拾取器484在每次投放时移 动到目标托盘。该实施例可以比下面描述的工作站实施例B更简单，但是它 需要在拾取器的部分上更多的移动，这可能导致更低的吞吐量。

工作站子系统具有托盘保持架486。在拾取器484的每侧上有一个托盘 保持架，紧邻拾取器，后部通过O-机械人488进入。空的O-托盘通过O-机 械人放置在保持架上，保持在那里直到填满，然后由O-机械人移除。P-机械 人倾斜固定装置490示出为紧接在拾取器484前面的跟踪固定装置。这里， P-机械人492从一侧顺序地驱动到固定装置490中，停在适当位置以便拾取 器从车载P-托盘中移除指定数量的每个，然后从另一侧驱动出固定装置并离 开工作站。固定装置使机械人朝向拾取器484倾斜大约30°，以使拾取器484 更容易到达并从车载P-托盘494移除每个。倾斜固定装置和可能导入固定装 置的排队通道配备有充电轨道，以便机械人可以在每次行进到工作站时对超 级电容器充电。机器视觉子系统(“MVS”)496示出为直接安装在机械人倾 斜固定装置上方，其中具有相机组件(根据需要包括照明)，其俯视拾取位 置中的P-托盘，以及每个保持架上方相机组件俯视架上的O-托盘。相机连 接到视觉计算机，该计算机被编程为跟随拾取器手的移动并在拾取/投放交易 之前和之后分析目标托盘的内容。这里，拾取器可以戴上便于该过程的手套。 目标照明器示出为共用安装有每个相机组件作为光源，例如激光或聚光灯， 可以瞄准相机视野内任何托盘内的任何位置，其目的是帮助操作员通过照亮 要拾取的目标SKU的位置和目标O-托盘内的目标位置来精确地执行拾取/ 投放，被拾取的每个将被投放到目标O-托盘中。示出了拾取器接口，其中 工作站控制计算机能够从拾取器接收信息并向其提供信息：1)显示屏幕498， 其显示从目标P-托盘中拾取所需的剩余数量的每个，其随每个拾取/投放周 期而减少；2)拾取器佩戴的耳机500，其包括耳机扬声器，由此他/她可以 接收合成语音输入(并且可选地收听背景音乐)，和麦克风，由此他/她可以 通过其语音识别能力向计算机提供输入。工作站控制计算机(“WCC”)管理 与在工作站上拾取每个相关的所有过程和活动。这可以是作为CSS的一部分 运行的“逻辑”计算机，或者是专用于控制一个或多个工作站并通过网络(有 线或无线)与CSS通信的单独的物理计算机。当在WCC控制下运行时， WCC连接到拾取器、机器视觉子系统、目标照明器和P-机械人；当P-机械 人到达工作站队列时，CCS将该机械人的控制权传递给WCC。

工作站过程可以具有以下步骤：从已经在倾斜固定装置中的P-机械人和 在保持架上的O-托盘开始递归地重复，直到在工作站处不再有要填充的订 单行。WCC激活两个目标照明器以照亮拾取和投放位置。MVS捕获P-托盘 和目标O-托盘的“之前”图像。WCC在屏幕上显示当前订单行剩余的待获取 的数量和显示目标O-托盘的图形，并通过耳机合成相同信息的语音输入。 MVS通过俯视P-托盘的相机跟踪拾取期间拾取器手的动作，并验证拾取器 是否正在拾取正确的SKU；当手清除被拾取的每个的拾取区域时：MVS捕 获P-托盘的“之后”图像，并通过与“之前”图像比较来验证至少一个每个已从 P-托盘中移除；WCC减少要拾取的每个的数量的屏幕上的显示；如果被拾 取的每个是当前SKU交易的最终一个，则WCS命令P-机械人驱动离开倾 斜固定装置，下一个P-机械人驱动到倾斜固定装置上，以及所有其他P-机械 人在拾取队列中推进一个机械人位置；因此，当拾取器投放到O-托盘中时， P-机械人的索引就会发生，因此拾取器应该永远不必等待P-机械人的到来。 MVS通过相机俯视目标O-托盘跟踪拾取器的手在投放期间的动作，并验证 拾取器投放到正确O-托盘中的正确位置；当空手清除投放区域时，MVS捕 获P-托盘的“之后”图像，并通过与“之前”图像比较来验证至少一个每个已被 投放到O-托盘中。

直接投放工作站实施例B：

现在参考图21A和21B，分别示出了示例性托盘至拾取器多订单工作站 510的平面图和正视图。示出了托盘至拾取器多订单工作站510，其中拾取 器512保持静止并且O-托盘514是以与到达的P-托盘516的序列匹配的序 列呈现给拾取器，使得在投放位置中始终只有一个目标O-托盘。与实施例A 相比，该设计具有移动O-托盘的机构，但是在拾取器的部分上需要显著更 少的移动并且可以实现更高的拾取器吞吐量。

工作站子系统具有托盘处理子系统(“THS”)518，其将O-托盘按顺序 移动到投放位置以接收来自P-托盘的被拾取的每个，包括分段输送器520、 垂直重新定序器522和两个交叉转移524。示出了两个分段式辊式输送器通 道—“投放通道”526和“返回通道”528。投放通道位于拾取器旁边，由四段组 成，它们将托盘移向并通过拾取器。“输入段”是O-机械人放置空的O-托盘 的地方，每个新的托盘都保留在该段上，直到前进到“准备段”。“准备段”保 持下一个O-托盘，以便在完成“投放段”上的所有投放到当前O-托盘之后接 收每个。“投放段”保持拾取器在其中放置拾取的每个的目标O-托盘。“取走 段”将O-托盘从“投放段”移开；然后每个托盘立即被交叉转移-1推到输送器 的返回通道上。返回通道位于从拾取器的投放通道的另一侧上，并且由三个 逻辑段组成，它们以与投放通道相反的方向传送O-托盘。“返回段”是逻辑段， 包括两个物理输送器段，它们将O-托盘移向然后进入重新定序器段；第一 段通过托盘推动器-1从投放通道接收O-托盘，第二段作为重新定序段的缓冲区。“重新定序器段”是返回通道中的逻辑位置，其由垂直重新定序器中的 任何物理段在不同时间占用。“输出段”从重新定序器段接收输出的填充O- 托盘并保持由O-机械人拾取。垂直重新定序器是包括机动框架的组件，多 个物理输送器段子组件安装在该机动框架上；它垂直移动，以便其任何物理 输送器段可以与返回输送器通道对齐，并用作重新定序器段。示出了交叉转 移，其中有两种机构在两个输送器通道之间转移O-托盘，例如通过推他们。 交叉转移-1将托盘从投放通道的取走段移动到返回通道的返回段。交叉转移 -2将托盘从返回通道的重新排序段移动到投放通道的准备段上。P-机械人倾 斜固定装置530显示为紧接在拾取器前面的跟踪的固定装置。P-机械人532 从一侧顺序地进入固定装置，停在适当位置以便拾取器从车载P-托盘移除指 定数量的每个，然后从另一侧驶出固定装置并离开工作站。固定装置倾斜机 械人大约30°朝向拾取器，使拾取器更容易到达并从车载P-托盘移除每个。 通向固定装置的倾斜固定装置和排队通道配有充电轨道，因此机械人可以在 每次行进到工作站时为超级电容器充电。机器视觉子系统(“MVS”)534直 接安装在机械人倾斜固定装置上方是相机组件(根据需要包括照明)，俯视 处于拾取位置的P-托盘516，并安装在投放段上方的是俯视处于投放位置的 目标O-托盘的相机组件。所有相机都连接到视觉计算机，该计算机被编程 为跟随拾取器手的移动并在拾取/投放交易之前和之后分析目标托盘的内容。 目标照明器共用安装有每个相机组件作为光源，例如激光或聚光灯，可以瞄 准相机视野内任何托盘内的任何位置，其目的是帮助操作员通过照亮要拾取 的目标SKU的位置和目标O-托盘内的目标位置来精确地执行拾取/投放，被 拾取的每个将被投放到目标O-托盘中。提供了拾取器接口，其中工作站控 制计算机能够从拾取器接收信息并向其提供信息：1)显示屏幕536。

工作站过程可以具有以下步骤：从已经在倾斜固定装置中的P-机械人和 在THS上的O-托盘(包括处于投放位置的目标O-托盘)开始递归地重复， 直到在工作站处不再有要填充的订单行。WCC激活两个目标照明器以照亮 拾取和投放位置。MVS捕获P-托盘和目标O-托盘的“之前”图像。WCC在屏 幕上显示当前订单行剩余的待获取的数量并通过耳机合成相同信息的语音 输入。MVS通过俯视P-托盘的相机跟踪拾取期间的拾取器手的动作，并验 证拾取器是否正在拾取正确的SKU；当手清除被拾取的每个的拾取区域时。 MVS捕获P-托盘的“之后”图像，并通过与“之前”图像比较来验证至少一个 每个已从P-托盘中移除。WCC减少要拾取的每个的数量的屏幕上的显示。 如果这是当前SKU交易的最终一个，则WCS命令P-机械人驱动离开倾斜 固定装置，下一个P-机械人驱动到倾斜固定装置上，以及所有其他P-机械人 在拾取队列中推进一个机械人位置；因此，当拾取器投放到O-托盘中时， P-机械人的索引就会发生，因此拾取器应该永远不必等待P-机械人的到来。 MVS通过相机俯视目标O-托盘跟踪拾取器的手在投放期间的动作，并验证 拾取器投放到正确O-托盘中的正确位置；当空手清除投放区域时。MVS捕 获P-托盘的“之后”图像，并通过与“之前”图像比较来验证至少一个每个已被 投放到O-托盘中。如果这是当前目标O-托盘在该循环中的最终投放，即下 一次投放是针对不同的O-托盘，则WCC使THS执行多托盘多步移动序列。 当前目标O-托盘从投放段向前移动到取走段，同时在准备段上的O-托盘向 前移动以将其取代作为投放段上的当前目标O-托盘。交叉转移-2将O-托盘 从重新定序器段移动到准备段上，或者将输入段上的空O-托盘移动到准备 段上。交叉转移-1将先前目标O-托盘从取走段移动通过到返回段的接收部 分。返回段的缓冲部分上的O-托盘向前移动到现在为空的重新定序器段(如 果托盘已经收到它的最后每个，其移动继续到输出段上，其中它等待由O- 机械人拾取)。先前的目标O-托盘从返回段的接收部分移动到该段的缓冲部 分。垂直重新定序器根据需要垂直移动，以将其一个输送器段定位为重新排 序段，或为将下一个O-托盘放置在准备段上的段，或为如果下一个准备托 盘将是来自输入段的空O-托盘的空段。

现在参考图23A、23B和23C，分别示出了示例性工作站570、570'和 570"的等距示意图。图23A示出了示例性直接投放工作站，其中操作员572 从其前面的产品机械人574转移到与其相邻的订单托盘576中。一旦产品被 存放，订单托盘将由订购机械人存放和检索。操作员可以选择将产品直接放 入保持在订单机械人上的订单托盘中。匹配产品机械人和订单托盘/订单机械 人作为工作站需要同步调度。图23B示出了操作员572采用每个机械人578 来将产品转移到其中。该间接投放工作站允许在异步操作中产品机械人和每 个机械人的连续流动。每个机械人前往订单托盘地点并存放产品。每个机械 人可以使用他们的隔间进行三个或更多个订单托盘交付。作为每个机械人的 替代，操作员可以将产品放入每个无人机中将产品送到订单托盘。最后，每 个无人机可以自动从检索到的产品托盘中拾取并将产品直接运送到订单托 盘。图23C示出了混合的直接和间接投放工作站。这里，机器人车辆可以根 据需要灵活配置和操作工作站。在前文中，光束580示出在操作员572上方， 其指向拾取和放置位置。此外，带有机器视觉软件的高分辨率相机位于工作 站上方，以确保所有操作员转移均正确无误。

现在参考图24A，示出了示例性自动化工作站600的等距示意图。还参 考图24B，示出了示例性自动化工作站630的等距示意图。作为替代实施例， 人类工作站可以用自动产品机械人替换订单托盘(直接投放)或产品机械人 至每个机械人(间接投放)工作站。图24A示出了用于速度和可靠性的双龙 门架系统602。每个龙门架都有多个夹具，例如真空、铰接和符合，使每个 拾取各种各样的产品。可替代地，可以为每种类型配置工作站。图24B示出了6轴关节式机器人632，其可以用作所示龙门架的替代物。

输入/输出“I/O”接口

I/O接口是进入系统的托盘(填充P-托盘和空O-托盘)的进入点以及退 出托盘(空P-托盘和填充O-托盘)的离开点。T-机械人在I/O接口及其在系 统内的起始位置或目的地位置之间运输所有托盘。在一方面，这也是具有多 个双向带式输送器支柱的子系统。每个支柱连接到单个单向输入/输出输送器 线，其将系统连接到其运行的设施的其余部分；进入的托盘在这条输送器线 上流入，退出的托盘在同一输送其上以相同的流向流出。每个输送器支柱还 包括带式输送器的两个物理段。一个入站段，用于存放进入的托盘，位于离 输入/输出输送器线最远的位置(并且最靠近I/O接口的运送平台)；和一个 出站段，在将它们移动到I/O输送器线上之前暂时保留退出的托盘。示出了 多个机械人支柱，其中T-机械人在执行托盘交换交易时占据。每个机械人支 柱都是使用一对机械人轨道构建的，就像斜坡模块中使用的那样。机械人支 柱的数量比输送器支柱的数量少一个，并且机械人支柱位于相邻的输送器支 柱之间，所以每个机械人支柱的两侧上都有可访问T-机械人的输送器支柱， 并且除了外部两个外，每个输送器支柱都可以从两个机械人支柱访问。

流过I/O接口的托盘的过程可以具有以下步骤。每个进入的托盘从输入 /输出输送器线转移到空的输送器支柱上，最初到达紧邻输送器线的出站段， 然后立即转移到入站段，等待T-机械人拾取。每个到达I/O接口的T-机械人 (带有车载的退出的托盘)的T-机械人进入与输送器支柱相邻的空机械人支 柱，目标输入托盘已经在入站段上等待。T-机械人首先进入机械人支柱的远 端，经过等待的入站托盘，然后将退出的托盘卸载到输送器支柱的出站段上。 然后T-机械人立即反向移动以与目标进入的托盘对齐，将其转移到车上，离开机械人支柱并将托盘运输到其目的地位置(通常是TSS中的存储位置，但 偶尔也是拾取工作站)。将T-机械人放置在输送器支柱的出站段上的退出的 托盘在第一时间转移到输入/输出输送线器上并从系统输送出去。

间接投放系统

使用间接投放系统，将每个从产品托盘转移到O-托盘而不是机器人， 称为每个机械人(“E-机械人”)；然后，E-机械人通过T-机械人运输到订单 装载结构(“OLS”)，在那里他们将拾取的每个转移到目标O-托盘中。以这 种方式将拾取与投放分离的基本好处是消除了工作站对履行的特殊性，即任 何订单行都可以在任何工作站中拾取。一个结果是，与直接投放系统相比， P-机械人对于访问工作站的争用要少得多，因为机械人可以采取“阻力最小 的路径”，例如前往最近的工作站和/或拾取队列中P-机械人数量最少的工作 站。然而，更重要的优点是，通过将分配给给定O-托盘的多个订单行分配 给多个T-机械人以在多个工作站并行履行，可以显著减少订单完成等待时 间。那么，系统可以在几分钟内填充大订单。与直接投放相比，该实施例的 主要缺点是它需要更多的资金投入，并且包装密度不会那么高，如果必须通 过卡车向客户交付订单，这可能增加运输成本。

该系统包括与如上所述的直接投放实施例相同的元件/子系统以及另外 两个。“E-机械人”、“便携式”机器人，每个都有与O-托盘相同的外部尺寸包 装，因此它可以像O-托盘一样在拾取器工作站接收拾取的每个，在T-机械 人运输过程中保持这些每个，并将拾取的每个转移到目标O-托盘；E-机械人 依靠T-机械人和输送器进行移动。携带E-机械人的T-机械人被称为“ET-机 械人”。

间接投放系统部件：

P-托盘、O-托盘和TSS可以与上述直接投放系统相同。

订单加载结构(“OLS”)

订单加载结构是一种架结构，设计成用于保持O-托盘以便通过E-机械 人填充并促进E-机械人将每个转移到那些O-托盘中；在优选实施例中，OLS 是TSS的特殊部分。所有这些都由CCS直接或间接控制的操作过程可以如 下。P-托盘到拾取工作站的流程可能与上面的直接投放系统描述的相同。O- 托盘流向/从OLS流出并运送至客户如下。由于OLS仅用于加载O-托盘而 不是用于它们的中间存储，因此它永远填充有O-托盘，它们或是空的，等待填充，或正在被填充，除了故意留空的托盘位置用于交换托盘。填充的O-托盘通常在收到所有计划的每个后立即被移除。CSS通过使O-机械人用 O-托盘填充其至其最大计划容量来初始化OLS，留下足够数量的空托盘位 置，使得总是有空的托盘位置，合理地靠近任何目标填充的O-托盘，当移 除所述填充的O-托盘时，O-机械人可以在同一行程中放置空的O-托盘。O- 托盘仅放置在替代水平的架上，使得每个托盘正上方是E-机械人在将每个转 移到O-托盘时占据的空的空间。OLS中的任何空的O-托盘都可被分配以接 收任何指定的订单行集，因此在需要激活新的O-托盘时，CCS通常寻求通 过始终在最不繁忙的加载通道上选择O-托盘来均匀地分散工作载荷。一旦 完成活动O-托盘的填充，就会分配O-机械人以从OLS中移除O-托盘并将 其运输到I/O接口，以便立即交付给客户或进入TSS中用于中间存储。在前 往目标O-托盘的位置之前，O-机械人通常从I/O接口或从TSS拾取空的O- 托盘，并将其放置在靠近目标O-托盘的位置的OLS中，有效地空的O-托盘 替换填充的O-托盘以等待激活。如果移除的O-托盘进入TSS存储，则基于 与将由相同T-机械人处理的下一托盘的紧密接近来选择其存储位置；随后将 O-托盘运送给客户与上述直接投放系统相同。如果移除的O-托盘进入I/O接 口以立即从系统卸下并交付给客户，则用于输出的机械人支柱基于将由相同 T-机械人处理的下一入站托盘。对于在工作站拾取，P-机械人向人或机器人 拾取器提供P-托盘，人或机器人拾取器从每个P-托盘移除一个或多个每个并 放置在指定的E-机械人中(下面更详细地描述)。对于在OLS投放，T-机械 人在工作站拾取包含每个的E-机械人并前往OLS，以便E-机械人可以将每 个转移到一个或多个O-托盘中。对于每次这样的转移：a.ET-机械人进入与 目标O-托盘相邻的过道(可能位于托盘的两端)，以及高于O-托盘水平的一 个加载水平。ET-机械人前往位于目标O-托盘上方的位置，并对准以将E- 机械人居中于下方的目标O-托盘上；b.T-机械人将E-机械人延伸到架上， 使包含待转移的每个的每个处理器直接位于目标O-托盘上方；c.然后E-机 械人使每个处理器将包含的每个转移到目标O-托盘中。根据每个处理器的 实施例，这可能是不受控制的每个下降或温和的受控下降；以及d.转移完 成后，ET-机械人将E-机械人缩回到车载上并继续前进到下一个目标O-托盘 或返回工作站以接收更多的每个。拾取库存补货和P-托盘回收与上述直接投 放系统类似。

OLS可以是完全独立的结构，但是可被提供以专用于TSS中的特定过 道以用作OLS，从而避免需要额外的运送平台。OLS过道可以与正常存储过 道相同地构造，除了它们可以在长度上更短并且货架通常不那么深，优选地 在相邻过道之间仅保持一个托盘而不是如正常的托盘存储TSS的至少两个 托盘。造成这种差异的原因是让ET-机械人可以访问目标O-托盘的两侧而不 只是一侧(除了两个最外层的货架模块上的托盘)，这将显著减少潜在的阻 塞延迟。术语“加载水平”用于表示机械人可以操作的每个离散高程，而不是 “存储水平”。O-机械人将O-托盘放置在OLS中的替代水平上，例如在奇数 编号的加载水平上(从下到上编号)，并且ET-机械人在更高的替代水平上操 作，例如偶数加载水平。

BTS和T-机械人可以与上述直接投放系统相同。

E-机械人、每个处理器和每个操纵器：

现在参照图26A、26B和26C，分别示出了示例性每个机械人“E-机械人” 模块690的端视图、侧视图和俯视图。还参照图27A、27B和27C，分别示 出了具有E-机械人模块690的示例性车辆720的侧视图、俯视图和端视图。 E-机械人可以是自主转移机构，其物理尺寸与O-托盘相同，其接收每个，在 运输过程中通过T-机械人保持它们，然后将每个转移到目标O-托盘中。E- 机械人可以具有带有相同宽度和长度的O-托盘和高度的结构框架，使得机 械人的总高度是在给定系统内可以操作的最大高度。可以提供控制机器人的 操作的控制微计算机，其具有无线网络接口，其通过该无线网络接口与CCS 通信。可以提供为机器人的操作提供动力的可再充电电池。当不使用E-机械 人时，它可以存储在OLS的一部分中，该部分提供电力以对电池再充电。 可以提供执行其所需功能所必需的传感器阵列。多个每个处理器693，每个 处理器接收并保持每个，并且在机器人的控制微计算机的控制下将每个转移到O-托盘。放置在给定的每个处理器中的所有每个可以是相同的产品并且 与单个订单行相关，但是如果需要，可以将多个每个处理器用于单个多单元 订单行。描述了每个处理器的两个实施例。

固定宽度的每个处理器：

现在参照图35A、35B、36A和36B，示出了具有固定宽度的每个处理 器963的示例性机器人车辆960的等距视图。图35A示出了用作每个机械人 的机器人车辆的俯视图。机器人车辆已经检索了每个模块962以允许其变换 为每个机械人。该每个模块962具有三个隔间，其具有致动的底部漏斗门， 其使得“每个”能够被存放到订单托盘964中。图35B示出了下面具有订单托 盘964的每个机械人的侧视图。漏斗门显示为打开以允许产品从每个机械人962存放到订单托盘964。图36A示出了订单托盘964上方的每个机械人962 的另一视图。图36B示出了具有从上方可见的漏斗门的每个机械人962。与 漏斗门相反，可以使用可伸缩的织物材料将产品降低到订单托盘中，如下所 述。固定宽度的每个处理器由多个隔间组成，其宽度不能改变以符合放入其 中的每个。每个隔间的地板可以通过致动器打开，以使所包含的每个从底部 掉落并进入目标O-托盘中，例如像飞机上的炸弹舱门。该实施例在机械上是简单的并且适用于这样的应用，其中物品尺寸的范围被充分限制，使得所 有的每个可以适合每个处理器的固定宽度，并且被处理的产品是非常不易 碎，从而使每个从大于O-托盘高度的最大高度下降不会损坏掉落的每个， 其在O-托盘内部撞击。

可调宽度的每个处理器：

现在参考图26-28，可调节宽度的每个处理器由多个柔性载荷载体692 组成，每个载荷载体692与一对操纵器组合，可以适应每个的尺寸的广泛变 化，并且可以执行每个的温和转移而几乎没有下降。载荷载体692在形式上 类似于悬挂的文件夹。它由柔性材料的矩形文件夹板(Folder Sheet)构成， 其宽度小于O-托盘的宽度，所述板的两端附接到刚性悬挂杆。每个悬挂杆 实际上由两个可分离的段组成：机库(Hangar)段694，其是E-机械人的全 宽并提供了载荷载体的悬挂装置，以及处理段696，其附接到机库段并从中 分离。“处理段”永久附接到“文件夹板”并且其宽度与“文件夹板”相同。载荷 载体的接收和承载功能是通过将两个悬挂杆放在一起并将端部放置在E-机 械人框架的相对侧上来实现的。然后，柔性文件夹板折叠以形成可放置每个 的小袋，就像将材料放入抽屉内的悬挂文件中一样。

每个操纵器：

每个操纵器698包括用于线性运动的装置，通过该装置，操纵器可以沿 着悬挂的载荷载体上方的E-机械人的长度来回移动。示出了用于抓握和处理 悬挂杆的处理段的装置。用于旋转运动的装置，比如电动滚轮，通过电缆连 接到处理装置，通过该装置，操纵器可以降低和升高载荷载体。两个操纵器 在控制微计算机的控制下协同工作，通过执行以下步骤调节每个载荷载体的 开口宽度，如图28A-28F所示：a)每个操纵器将自己定位在一个载荷载体 的悬挂杆上，并抓住处理段而不将其从悬挂段上拆下；b)一个或两个操纵 器沿着E-机械人的长度线性移动，从而移动一个或两个悬挂杆，通过朝向彼 此移动减小载荷载体开口的尺寸并通过远离彼此移动而增加开口。两个操纵 器在控制微计算机的控制下协同工作，通过执行以下步骤将每个从载荷载体 转移到O-托盘：a)每个操纵器将自己定位在一个载荷载体的悬挂杆上，抓 住处理段和将其与悬挂段分开；b)两个操纵器朝向彼此移动足以从机库段 产生间隙；c)两个操纵器激活旋转运动装置以将载荷载体降低到托盘中，直到底部正好位于托盘下方的最高物体上方；d)然后一个操纵器反转旋转 方向，而另一个操纵器继续沿相同方向旋转，并且操纵器缓慢地朝向彼此移 动。这导致文件夹板的一端向上缩回而另一端继续向下移动，文件夹中包含 的每个将沿文件夹板的材料滑动并可能在适当的位置翻滚；e)最终操纵器 将聚集在一起，文件夹板将完全垂直，并且在某些时候，所包含的每个将从 载荷载体落下并进入O-托盘中；f)此时，操纵器处理载荷载体的下端，并且现在空的载荷载体将一直缩回到操纵器。

间接投放工作站

现在参考图22A和22B，分别示出了示例性工作站540的正视图和俯视 图。可以使用任一工作站实施例，例如直接投放工作站A或B，尽管托盘至 拾取器版本B可以提供更高的拾取器吞吐量和由于“任何工作站的任何订单 行”能力而可以利用更高的P-机械人吞吐量。具有任一实施例的工作站的基 本操作与上述直接投放实施例基本相同，但是以下差异与E-机械人没有链接 到任何特定客户订单直到将每个放入载荷载体中来填充特定订单行的事实 相关。将订单行分配给E-机械人和载荷载体可以基本上是任意的，因此拾取 的每个通常将按顺序放入载荷载体中，即E-机械人542将使其每个载荷载体 544一个接一个地填充从每个到达的P-机械人直到所有载荷载体都被填满并 且E-机械人准备好546拾取并通过T-机械人运输到OLS。在每个P-机械人 到达工作站之前，CSS将指示目标E-机械人根据要放入载荷载体的每个的尺 寸将每个载荷载体开口设置为一定的宽度。在间接投放模型下的拾取操作期 间，工作站实施例B的垂直重新定序器可以基本上不活动。在到达工作站时， 空的E-机械人被放置在投放输送器线的输入段上，并简单地前进通过该线， 直到所有的载荷载体在投放段处被填充，此时它被转移到返回输送器线并且 直接通过重新定序段到达输出段，等待由T-Bot拾取。

I/O接口可以与上述直接投放系统相同。

系统拓扑

系统拓扑有多种变化可用于给定系统，主要取决于峰值吞吐量要求。从 最简单到最复杂的这些包括：

单端双向流：

工作站和机械人运送结构仅位于TSS的一端。由于T-机械人仅在一端 进出过道，因此过道内的行程根据定义是双向的。由于工作站水平的进出点 是潜在的瓶颈，所以过道的数量和工作站水平的数量是决定系统吞吐量的因 素。也就是说，系统中通道越多且工作站水平越多，该系统的吞吐量就越大。 此拓扑适用于具有中低吞吐量要求的应用。

双端双向流：

工作站和机械人运送结构位于TSS的两端，在过道内具有双向行程。通 过将过道进/出点的数量和工作站水平的数量加倍(假设它们在每一侧相等)， 此拓扑适用于具有高吞吐量的应用。它还具有提高机械人生产率的潜力，因 为通常可以通过为最靠近目标SKU位置的机械人分配优先级来优化行程时 间。这种配置为随着时间而体积增长的应用提供了自然的扩展路径。

双端单向流：

在需要极高吞吐量的应用中，该拓扑通过使所有机械人在相同方向上行 进来优化机械人运输的流量。机械人总是在TSS的一端进入过道，运行过道 的全长并从过道的另一端退出，创建支持极高吞吐率的循环流。此外，在过 道的出口端，T-机械人在运送平台上的移动可以同步，因此机械人在过道出 口处暂时分级，直到他们一组同时移动到运送平台上并创建流动到位于TSS 一侧的工作站的机械人流。机器人必须行进的距离比以前的拓扑要长，因为 每次行程的距离至少是过道长度的两倍，但这种流动模式避免了在极高吞吐量下双向行进时可能发生的大规模拥塞和死锁。

现在参考图51A-51J，示出了机械人5100。除非另有说明，否则机械人 5100可基本上类似于上述机械人。在这方面，机械人5100包括具有前端 5100A和后/背端5100B的框架，它们彼此纵向间隔开。框架5100F形成有 效载荷保持区域/床5180，用于保持例如托盘5200，基本上类似于上面描述 的并且将在下面进一步描述。框架5100F包括可移动和/或顺应或弹簧子框 架5170A、5170B，其可以任何合适的方式沿箭头5999的方向横向移动。例如，一个或多个线性致动器5175(或其他合适的驱动电机)可以安装到框架 5100F，使得一个或多个线性致动器5175的驱动杆/构件联接到每个子框架 5170A、5170B，用于将每个子框架在方向5999上横向向内朝向机械人5100 的纵向中心线CL移动。在一方面，共用驱动器可以联接到两个子框架 5170A、5170B，使得单个电机将两个子框架5170A、5170B横向向内朝向机 械人5100的纵向中心线CL移动。在一方面，共用驱动器可以是具有相对的 螺杆传动的螺杆驱动器或任何其他合适驱动器。在一方面，一个或多个横向 偏置构件5171可以设置在框架5100F和每个子框架5170A、5170B之间， 以便在方向5999上横向向外偏置每个子框架5170A、5170B。可以实现，相 应的弹簧或横向偏置构件5171(其可具有任何合适的构造)为每个子框架 5170A、5170B提供独立的横向顺应性(例如对于机械人的驱动、自由运行或导向轮的部分侧面阻碍或障碍)。

机械人5100包括安装到子框架5170A、5170B中的相应一个的水平运 行轮5110A、5110B和5121A、5121B。运行轮5110A、5110B配置为驱动轮 (并且在本文中将被称为驱动轮5110A、5110B)并且联接到相应的驱动电 机5110DA、5110DB，使得每个轮可以独立于另一个驱动轮5110A、5110B 被单独驱动。在其他方面，驱动轮5110A、5110B可以由共用驱动电机一致 地驱动。在一方面，每个驱动轮5110A、5110B通过任何合适的传动装置(比 如皮带/滑轮、链条/链轮、驱动轴等)联接到相应的驱动电机5110DA、 5110DB。例如，在一方面，每个驱动轮5110A、5110B通过链驱动器(尽管 在其它方面可以使用皮带或齿轮驱动器)联接到其相应的电机，链驱动器具 有安装到相应驱动电机5110DA、5110DB的输出轴的小齿轮5110PG。空转 齿轮5110DG连接到轮轴5110WS(如下所述)，并通过任何合适的链条 5110CN驱动地联接到小齿轮5110PG。在一方面，小齿轮5110PG小于空转 齿轮5110DG，但在其他方面，小齿轮和驱动齿轮可具有任何合适的齿轮比 (例如用于齿轮减速或倍增器)。驱动轮5110A、5110B安装到轮轴5110WS 中的相应一个，使得当轮轴5110WS被驱动时，驱动轮5110A、5110B由相 应的轮轴5110WS驱动。

自由运行轮5121A、5121B均配置为轮对，其中每个轮对包括相对于水 平机械人行进的方向5998彼此串联布置的相应轮5120A、5120B和5120C、 5120D。运行轮可以是惰轮(例如非驱动)。机械人5100还可以包括设置在 每个子框架5170A、5170B上的横向惰轮引导轮5150，使得惰轮引导轮基本 上设置在机械人5100的每个角落处。脚轮5160也可以设置在框架5100F上， 使得当自动移动机器人或机械人5100由平台支撑以水平行进时，两个驱动 轮(在此也称为牵引驱动器)和脚轮5160接合共用表面。而且，在机械人 5100被导轨接合和支撑用于水平行进的情况下，两个驱动轮5110A、5110B 和运行轮5121A、5121B接合导轨以用于将机械人5100支撑在导轨上。

在一方面，机械人5110包括升降运行驱动器，用于沿着导轨在本文所 述的多水平托盘存储结构的存储水平之间驱动机械人5110。在一方面，升降 运行驱动器包括安装到相应驱动轴5140S的驱动齿轮5140A、5140B。与小 齿轮5110PG和空转齿轮5110DG与驱动轮5110A、5110B提供的驱动比相 比，驱动齿轮5140A、5140B的尺寸相对于例如空转齿轮5110DG和/或小齿 轮5110PG确定，以提供任何合适的减速比，用于实现机械人5110的升降行 程。每个驱动轴5140S与相应的一个轮轴5110WS同轴，使得轮轴5110WS 和驱动轴5140在方向5999上可相对于彼此同轴地移动。空转齿轮5110DG 安装到相应的一个驱动轴5140S，使得当各个空转齿轮5110DG由相应的驱 动电机5110DA、5110DB驱动时，相应的驱动轴5140S与空转齿轮5110DG 一起旋转。轮轴5110WS和驱动轴5140S布置成彼此配合，使得驱动轴5140S 的旋转驱动相应轮轴5110WS的旋转(例如通过允许轴沿方向5999相对于 彼此移动的花键、正方形、六角形等的啮合)。这样，驱动轮5110A和驱动 齿轮5140A由共用驱动器5110DA驱动，而驱动轮5110B和驱动齿轮5140B 由共用驱动器5110DB驱动(例如机械人5100具有用于水平横向和升降横 向的共用驱动器)。

引导轴承/轮5140G可以安装到每个驱动轴5140S的一端(或安装到驱 动齿轮5140A、5140B)，以便独立于相应的驱动轴5140S和驱动齿轮5140A、 5140B而旋转。引导轴承5140G与每个驱动齿轮5140A、5140B同心地定位 并且具有比相应的驱动齿轮5140A、51040B更小的直径，而在其他方面， 引导轴承5140G可以具有相对于驱动齿轮5140A、51040B的任何合适的尺 寸。每个引导轴承5140G(和驱动齿轮5140A、5140B)安装到相应的轴5140S， 以便能够在接合位置和脱离位置之间相对于框架5100F在方向5999上移动， 其中当处于接合位置时，引导轴承5140G(和驱动齿轮5140A、5140B)可 以从机械人框架5100F上突出，并且当处于脱离位置时，引导轴承5140G(和 驱动齿轮5140A、5140B)可以与框架5100F凹进或齐平。引导轴承5140G 与可移动地安装到框架5100F的反向轴承/轮5130配合。例如，每个反向轴 承5130安装到相应的轴5130S，以便可以在接合位置和脱离位置之间相对 于框架5100F在方向5999上移动，其中当处于接合位置时，反向轴承5130 可以从机械人框架5100F突出，并且当处于脱离位置时，反向轴承5130可 以与框架5100F凹进或齐平。反向轴承5130独立于相应的轴5130S旋转， 并且在方向5997上与引导轴承5140G间隔开任何合适的距离GZ，使得机 械人5100从升降轨道5190悬着，如下所述。

每个轴5130S可以连接到任何合适的驱动器5130D，例如相对的螺杆驱 动器或其他线性致动器，使得轴5130S在方向5999上朝向和远离彼此延伸 和缩回。如图51I中最佳所示，轴5130S安装到升降子框架框架5170C、 5170D，其中每个子框架5170C、5170D通过共用驱动器5130D(其可以包 括相对的驱动螺杆)联接和连接到另一个子框架5170C、5170D，用于沿方 向5999移动轴5130S和反向轴承5130。从图51I中还可以看出，子框架 5170C、5170D可移动地安装在任何合适数量的引导件GRR1、GRR2上，用 于引导子框架5170C、5170D沿方向5999的移动。在一方面，子框架5170A、 5170B也安装到任何合适的引导件GRR2，用于引导子框架5170A、5170B 沿方向5999的移动。在一方面，子框架5170A、5170B也安装到任何合适的引导件GRR2上，用于引导子框架5170A、5170B沿方向5999的移动。 在一方面，轴5140S和5130S都安装到升降子框架5170C、5170D上，以便 与共用驱动器5130D一致地沿方向5999被驱动，使得反向轴承5130、驱动 齿轮5140A、5140B和引导轴承5140G一致地横向延伸远离中心线CL并且 一致地朝向中心线CL横向缩回，以接合和脱离升降轨道5190，如本文所述。

还参见图51E-51J，升降轨道5190形成两个柱或桅杆结构(这里称为塔 架5190T)，具有共用的接合平面，其中机械人与桅杆的接口表面处于共用 的平面中。升降轨道5190可以以类似于上面关于例如机械人塔架428、430 所描述的方式设置在多水平托盘存储结构内，以允许每个机械人在多水平存 储结构的不同水平之间穿过。在一方面，塔架5190T以基本上类似于上述的 方式相对于水平导轨HRR(机械人5100在其上穿过)布置(然而在这方面， 每个塔架5190T有两个升降轨道而不是所描述的四个)，使得塔架5190T的 升降轨道5190设置在机械人行进过道的相对侧上的水平导轨HRR的外侧， 以允许机械人5100在沿着水平导轨HRR穿过期间在塔架5190T的升降轨道 5190之间通过。塔架5190T中的每个升降轨道5190基本上彼此相似，但是 在手中相对，使得升降轨道5190配置为放置在机械人行进过道的相对侧上 (其由例如水平导轨HRR和沿着机械人行进过道的一侧或多侧的存储位置限定)。

每个升降轨道5190具有驱动表面5190D和引导表面5190B，引导表面 5190B与驱动表面5190D相对设置并且由升降轨道5190的厚度分开。驱动 表面包括齿条5195，齿条5195配置成与驱动齿轮5140A、5140B啮合。驱 动表面5190D还包括轴承构件5190G，轴承构件5190G配置成与引导轴承 5140G接合。在一方面，轴承构件5190G相对于齿条5195定位，使得至少 轴承构件5190G设定齿条5195和驱动齿轮5140A、5140B之间的接合深度 (例如通过从驱动表面5190D延伸经过齿条5195)。在其他方面，引导轴承 5140G相对于驱动齿轮5140A、5140B的直径的尺寸设定成使得至少引导轴 承5140G设定齿条5195和驱动齿轮5140A、5140B之间的接合深度(例如 引导轴承5140G的直径小于驱动齿轮5140A、5140B的直径)。在其他方面， 引导轴承5140G和轴承构件5190G的组合设定驱动齿轮5140A、5140B和 齿条5195之间的接合深度。引导表面5190B可以是基本上平坦的表面，其 配置成与反向轴承5130接合。

如上所述，水平运行轮5110A、5110B和5121A、5121B以及反向轴承 5130、驱动齿轮5140A、5140B(与它们各自的引导轴承5140G组合)均可 在横向延伸位置和横向缩回位置之间移动。在一方面，对于机械人5100沿 着例如水平导轨HRR穿过，水平运行轮5110A、5110B和5121A、5121B处 于横向延伸位置，而反向轴承5130、驱动齿轮5140A、5140B(与它们各自的引导轴承5140G)处于横向缩回位置，如图51A所示。在一方面，对于机 械人5100沿着例如塔架5190T穿过，水平运行轮5110A、5110B和5121A、 5121B处于横向缩回位置，而反向轴承5130、驱动齿轮5140A、51040B(与 它们各自的引导轴承5140G组合)处于横向延伸位置，如图51C和51D所 示。作为机械人5100的水平到升降穿过的示例，机械人5100可以沿着水平导轨HRR行进，其中水平运行轮5110A、5110B和5121A、5121B处于横向 延伸位置，使得反向轴承5130和驱动齿轮5140A、5140B(以及它们各自的 引导轴承5140G)与机械人横向过道的相应侧上的相应升降轨道5190对齐。 可以认识到，在机械人5100沿着水平导轨HRR穿过期间，反向轴承5130、 驱动齿轮5140A、5140B和引导轴承5140G处于横向缩回位置，以避免与沿 着水平导轨HRR的外侧面定位的升降轨道5190接触。机械人5100可包括 任何合适的传感器或测距仪，用于相对于塔架5190T的升降轨道5190定位 机械人5100。机械人5100的轴5130S、5140S在方向5998上彼此纵向间隔 开，使得当机械人5100与升降轨道5190对齐并穿过塔架5190T时，反向轴 承5130位于并基本上与升降轨道5190的引导表面5190B接合，而引导轴承 5140G(和驱动齿轮5140A、5140B)位于升降轨道5190的驱动表面5190D 侧上并且基本上与轴承构件5190G接合(并且驱动齿轮5140A、5140B与齿 条5195接合)。

当与升降轨道5190对齐时，反向轴承5130、驱动齿轮5140A、51040B (以及引导轴承5140G)随例如驱动器5130D横向延伸，使得反向轴承5130 基本上与升降轨道5190的引导表面5190B接合，并且引导轴承5140G和驱 动齿轮5140A、5140B基本上与齿轮架5195的相应一个轴承构件5190G接 合。为了有利于在驱动齿轮的横向延伸上初始啮合驱动齿轮5140A、5140B 与相应的齿条5195，驱动齿轮5140A、5140B上的一个或多个齿和/或齿条 上的一个或多个齿(每个存储水平上的驱动齿轮和齿条之间的初始啮合区 域)可以是倾斜/倒角的，以允许例如驱动齿轮5140A、5140B在齿条齿之间 滑动而基本上没有驱动齿轮5140A、5140B的齿和齿条5195的齿之间的结 合。驱动齿轮5140A、5140B和相应的齿条5195的对准也可以通过存储结 构的一个或多个引导表面来促进，例如水平导轨HRR的滑动表面，升降轨 道5190的引导表面5190B和/或引导轴承5190G。在一方面，齿条5195和 驱动齿轮5140A、5140B的硬度使得驱动齿轮5140A、5140B是升降运行驱 动器的磨损元件并且是可更换的(例如驱动齿轮的硬度比齿条的硬度更软)。

在一方面，驱动器5110DA、5110DB被致动以驱动驱动齿轮5140A、 5140B，使得机械人5100沿着塔架5190T在方向5997上穿过，使得水平运 行轮5110A、5110B和5121A、5121B从水平导轨HRR上抬起。水平运行轮 移动到横向缩回位置，采用例如线性致动器5175，其中水平运行轮5110A、 5110B和5121A、5121B的横向缩回位置使得机械人5100能够沿方向5997在水平导轨HRR之间通过。水平导轨HRR包括间隙G1、G2，它们相对于 升降轨道5190定位并且尺寸确定成使得反向轴承5130和驱动齿轮5140A、5140B(以及相应的引导轴承5140G)以及它们各自的轴/机械人轴5140S、 5130S穿过相应的间隙G1、G2以允许机械人5100沿着塔架5190T穿过。 每个间隙G1、G2的尺寸可以设定成使得驱动轮5110A、5110B能够在机械 人5100穿过水平导轨HRR时经过间隙G1、G2。轮联接中的每个轮5120A、 5120B、5120C、5120D可以彼此纵向间隔开，使得当一个轮经过间隙G1、 G2时，轮联接5121A、5121B中的另一个轮沿着水平导轨HRR行驶，维持 机械人5100在间隙G1、G2上的连续不变的稳定性(参见例如图51C)。

如从图51E-51J可以看出，塔架5190T的升降轨道5190设置成与机械 人5100接合，使得塔架5190T和机械人5100之间的共用接合平面由机械人 5100和塔架5190T(如上所述)之间的联接限定在机械人5100的一端(例 如前端5100A)，使得机械人5100从塔架5190T悬着，使得机械人5100与 塔架5190T之间的接合(例如机械人5100与塔架5190T联接)不是过度约 束。在其他方面，塔架5190T和机械人5100之间的联接可以布置成使得联 接在机械人5100的一个横向侧面上。在其他方面，塔架5190T和机械人5100 之间的联接可以在机械人5100的后端5100B。

作为机械人5100的升降到水平穿过的示例，机械人5100可以沿着塔架 5190T行进，其中反向轴承5130、引导轴承5140G和驱动齿轮5140A、5140B 横向延伸以接合塔架5190T的升降轨道5190。水平运行轮5110A、5110B和 5121A、5121B可以处于横向缩回位置。机械人5100可以沿着塔架5190T 行进，因此在多水平存储结构的预定水平上基本上将机械人5100与水平导 轨HRR对齐。机械人5100可包括任何合适的传感器或测距仪，用于相对于预定水平导轨HRR沿着塔架5190T定位机械人5100。水平运行轮5110A、 5110B和5121A、5121B可以延伸到横向延伸位置，其中当延伸时，水平运 行轮5110A、5110B和5121A、5121B与相应的水平导轨HRR垂直对齐并且 位于其上方(或基本在其之上)。可以致动驱动器5110DA、5110DB以降低 机械人5100，使得水平运行轮5110A、5110B和5121A、5121B与水平导轨 HRR基本接触。反向轴承5130、引导轴承5140G和驱动齿轮5140A、5140B 横向缩回以脱离塔架并允许机械人5100沿水平导轨HRR移动。

现在参考图51E、51F、51I和51J，机械人5100包括托盘转移系统，其 包括一个或多个鳍状物(也称为卡子或鳍状肢)5230A、5230B、5240A、5240B， 它们位于有效载荷区域5180的纵向隔开的侧壁5180S1、5180S2附近，并且 其接合托盘5300的相对侧(如本文所述)，用于将托盘5300转移到机械人 5100和从机械人5100转移。如本文将描述的，鳍状物5230A、5230B、5240A、 5240B将托盘推动到机械人的有效载荷区域5180和从其拉出托盘。在一方面，托盘转移系统是双侧卡扣，其配置成接合机械人5100的相对横向侧上 的托盘。例如在一方面，一个或多个鳍状物5230A、5230B安装到再循环双 向横越器(traverser)5230T(图51F)，其中再循环双向横越器5230T安装 到框架5100F(如图51J所示)和侧壁5180S2中的一个或多个上，使得鳍状 物5230A、5230B在侧壁5180S2的上方和横向外侧延伸，而在其他方面， 鳍状肢可以是可致动构件(例如在缩回和展开位置之间，其中当处于展开位 置时，指状物接合托盘)，其安装到一个或多个刚性线性滑动件，所述刚性 线性滑动件横向延伸以将托盘转移到机械人5100和从机械人5100转移托 盘。再循环双向横越器5230T可以是基本上连续的环横向构件，其包括基本 上设置在框架5100F的相对横向侧面的第一链轮5230G1和第二链轮 5230G2。第一和第二链轮5230G1、5230G2通过诸如链条5231的横向构件 联接在一起，其中鳍状物5230A、5230B安装到链条5231，使得当链条5231 旋转时，鳍状物5230A、5230B与链条5231一致地旋转。鳍状物5230A、 5230B定位在链条5231上，以便彼此相对(例如鳍状物5230A，5230B围 绕链条5231等距间隔)。应当理解，虽然关于托盘转移系统的部件描述了链 条和链轮，但是在其他方面，可以使用任何合适的驱动构件，比如皮带和皮 带轮、齿轮系等。

再循环双向横越器5230T通过任何合适的传动装置联接到托盘转移驱 动电机5200。例如在一方面，第一和第二链轮5230G1、5230G2中的一个联 接到从动链轮5222，其中从动链轮5222和第一和第二链轮5230G1、5230G2 中的一个位于共用轴上以便旋转一致。驱动链轮5223安装在框架上，并通 过例如链条5221联接到从动链轮5222。在一方面，驱动链轮5223安装在驱 动轴5220上，驱动轴5220以任何合适的方式联接到驱动电机5200并由之驱动，使得驱动电机5200实现鳍状物5230A、5230B的再循环双向运动。

一个或多个鳍状物5240A、5240B也安装到再循环双向横越器5240T(图 51F)，其中再循环双向横越器5240T安装到框架5100F(如图51F所示)和 侧壁5180S1中的一个或多个上，使得鳍状物5240A、5240B在侧壁5180S1 的上方和横向外侧延伸。再循环双向横越器5240T是基本上连续的环横向构 件，其基本上类似于再循环双向横越器5240T，并且包括基本上设置在框架 5100F的相对横向侧的第一链轮5240G1和第二链轮5240G2。第一和第二链轮5240G1、5240G2通过链条5241联接在一起，其中鳍状物5240A、5240B 安装到链条5241，使得当链条5241旋转时，鳍状物5240A、5240B与链条 5241一致地旋转。鳍状物5240A、5240B定位在链条5241上以便彼此相对 (例如鳍状物5240A、5240B围绕链条5241等距间隔)。

再循环双向横越器5240T通过任何合适的传动装置联接到托盘转移驱 动电机5200(例如横越器5230T、5240T由共用电机驱动)。例如在一方面， 第一和第二链轮5240G1、5240G2中的一个联接到从动链轮5210(图51I)， 其中从动链轮5210和第一和第二链轮5240G1、5240G2中的一个位于共用 轴上以便一致旋转。驱动链轮5212安装在框架上，并通过例如链条5211联 接到从动链轮5210。在一方面，驱动链轮5212通过驱动轴连接到框架，其 中链轮5203(图51J)也安装在驱动轴上(例如链轮5212、5203位于共用 轴上以便一致旋转)。驱动链轮5201安装到驱动轴5220并通过链条5202联 接到链轮5203，使得驱动电机5200实现鳍状物5240A、5240B的再循环双 向运动。在其他方面，链轮5212可以直接联接到驱动轴5220。

如上所述，共用驱动器5200驱动再循环双向横越器5230T、5240T，然 而在其他方面，每个再循环双向横越器5230T、5240T可具有相应的驱动器 (例如由单独的驱动器驱动)，其中任何合适的传动装置将每个再循环双向 横越器5230T、5240T连接到相应的驱动器。在一方面，鳍状物5230A、5240A 可以定位在它们各自的链条5231、5241上，使得鳍状物5230A横向定位在 与鳍状物5240A基本相同的位置(例如使得鳍状物5230A、5240A基本上同时接合并脱离托盘)。同样地，鳍状物5230B、5240B可以定位在它们各自 的链条5231、5241上，使得鳍状物5230B横向地定位在与鳍状物5240B基 本相同的位置(例如使得鳍状物5230B、5240B基本上同时接合和脱离托盘)。 在一方面，一对鳍状物5230A、5240A可以是推动构件，其配置成将托盘从 机械人5100推到托盘保持位置，而另一对鳍状物5230B、5240B可以是拉 动构件，其配置成将托盘从托盘保持位置拉到机械人5100上。

在一方面，还参见图52A，鳍状物5230A、5240A(例如推动构件)可 以具有与鳍状物5230B、5240B(例如拉动构件)不同的构造。例如，推动 鳍状物5230A、5240A可以具有的长度L1小于拉动鳍状物5230B、5240B 的长度L2，而在其他方面，鳍状物5230A、5240A、5230B、5240B可以具 有基本相同的构造。推动鳍状物5230A、5240A的长度L1可以是任何合适 的长度，使得鳍状物5230A、5240A配置成将托盘推离机械人5100，而不会 在托盘5300上产生任何升力(或方向5997上的力)。拉动鳍状物5230B、 5240B的长度L2可以是任何合适的长度，使得鳍状物5230B、5240B限定 凸轮或斜面，该凸轮或斜面接合托盘5300的相应的捕获表面或构件5300C1、 530C2、5300C3、5300C4，其中鳍状物5230B、5240B与相应捕获表面5300C1、5300C2、5300C3、5300C4的接合在具有升力FL分量和拉力Fp分量的方向 上产生接触力F(参见图52K)。在一方面，升力分量FL将托盘5300凸出 到机械人5100的有效载荷区域5180中，使得托盘5300被提升到位于托盘 保持位置5350和机械人5100的有效载荷区域5180之间的任何偏移或边缘 (例如托盘保持区域或机械人的)上，而在其他方面，托盘5300可具有倒圆或倒角边缘，以便于托盘5300在托盘保持位置5350和有效载荷区域5180 的任何边缘或偏移处或它们之间通过。

参照图52A-52J，将提供在托盘保持位置5350和机械人5100之间的托 盘5300转移的示例性操作。在一方面，机械人5100横穿水平导轨HRR到 预定的托盘保持位置5350(图55，方框5801)。机械人5100可包括任何合 适的传感器或测距仪，以便于机械人5100相对于托盘保持位置5350的位置 确定。当托盘5300与有效载荷区域5180基本对齐时，鳍状物5230B、5240B (和鳍状物5230A、5240A)沿着方向5399旋转，使得鳍状物在相应的捕获 表面5300C1、530C2的下方和后方延伸，以将托盘5300凸出到机械人5100 的有效载荷区域5180中，如上面参考图52K所述(图55，方框5803)。鳍 状物5230B、5240B继续沿方向5399移动，以便在方向5999A上从托盘保 持位置5350横向拉动托盘到机械人5100的有效载荷区域5180，直到托盘 5300位于有效载荷区域5180内的预定加载位置，如图52D所示(图55，方 框5804)。在一方面，机械人5100包括用于感测托盘5300相对于有效载荷 区域5180的位置的任何合适的传感器，用于在托盘5300到达有效载荷区域 5180内的预定位置时停止再循环双向横越器5230T、5240T的移动。为了将 托盘5300从机械人转移到托盘保持位置5350，从机械人5100的同一侧将托 盘转移到机械人5100上，鳍状物5230B、5240B(和鳍状物5230A、5240A) 沿方向5398移动，以便鳍状物5230B、5240B接触托盘5300的相应捕获表 面5300C3、5300C4(图55，方框5806)。鳍状物5230B、5240B继续沿方 向5398移动，使得鳍状物5230B、5240B沿方向5999B横向推动托盘5300， 直到鳍状物5230B、5240B脱离托盘5300的相应捕获表面5300C3、5300C4， 使得托盘5300部分地从机械人5100推出(图55，方框5808)。鳍状物5230A、 5230A(和鳍状物5230B、5240B)继续沿方向5398移动，使得鳍状物5230A、 5240A接合相应的捕获表面5300C1、530C2，其中鳍状物5230A、5240A在 方向5398上的进一步移动将托盘5300沿方向5999B横向推出机械人5100， 其中当鳍状物5230A、5240A在鳍状物5230A、5240A沿方向5398移动时 脱离相应的捕获表面5300C1、5300C2时，托盘5300最终定位在托盘保持 位置5350中(图55，方框5811)。鳍状物5230A、5230B、5240A、5240B 沿方向5399或方向5398移动到鳍状物5230A、5230B、5240A、5240B的起 始位置或原始位置，如图52J所示，其中起始位置可沿着机械人5100的中 心线CL或者在沿着鳍状物5230A、5230B、5240A、5240B的行进路径的任 何其他合适位置(图55，方框5812)。

如果将托盘5300推离机械人5100的相对横向侧面而不是将托盘5300 从其推到机械人5100上的横向侧面，参见图52D，鳍状物5230B、5240B(其 与相应的捕获表面5300C1、530C2接合)沿方向5399移动，以沿着方向5999A 部分地将托盘5300推离机械人，直到鳍状物5230B、5240B脱离相应的捕 获表面5300C1、5300C2(图55，方框5814)。鳍状物5230A、5240A(连同 鳍状物5230B、5240B)继续沿方向5399移动，使得鳍状物5230A、5240A 接合相应的捕获表面5300C1、5300C2，以将托盘5300沿方向5999A推动， 直到鳍状物5230A、5240A脱离相应的捕获表面5300C1、5300C2以最终将 托盘5300定位在托盘保持位置(图55，方框5816)，其方式基本上类似于 上述方式，并且鳍状物5230A、5240A、5230B、5240B返回到起始位置(图 55，方框5812)。

在另一方面，机械人5100包括托盘转移系统，其包括安装到再循环双 向横越器5400T(其基本上类似于上述的再循环双向横越器5230T、5240T) 的一个或多个鳍状物(也称为卡子或鳍状肢)5400，然而在这方面，再循环 双向横越器5400T配置成接合托盘5300的一侧(例如比如底侧5300B或前 侧/面5300F)。在这方面，再循环双向横越器5400T包括框架5400TF，框架 5400TF可移动地安装到机械人5100的框架5100F(比如通过线性轴承或滑 动件)，以便沿方向5999横向移动。例如，线性驱动器5410(比如螺线管或 其他线性致动器)可以安装到框架5100F并通过任何合适的传动装置连接到 框架5400TF，使得框架5400TF沿方向5999移动，如下所述。线性驱动器 5410是双向驱动器(例如当机械人5100从机械人5100的两个横向侧面加载 和卸载托盘时)，而在其他方面，线性驱动器5410是单向驱动器(例如当机 械人5100从机械人5100的单个横向侧面加载和卸载托盘时)。再循环双向 横越器5400T还包括设置在框架5400TF的相对端上的链轮5407、5408和安 装在链轮5407、5408之间的框架5400TF上的链轮5405。链轮5405、5407、 5408通过链条5406彼此联接，并且一个或多个鳍状物5400安装在链条上， 以便以与上述类似的方式与链条一致地移动。链轮5405、5407、5408和链 条5406可以布置在共用平面中，该平面基本上平行于机械人横向表面的平面(比如机器人行进的平台或导轨)。链轮5405安装在具有链轮5404的共 用轴上，其中共用轴由框架5400TF支撑。驱动器5401(也安装到框架 5400TF)具有安装到驱动器5401的输出的链轮5403，其中链轮5403通过 链条5402联接到链轮5404，使得驱动器5401的致动引起一个或多个鳍状物 5400在一个或多个方向5991、5992上的移动。

现在参照图53A-53K，将描述包括再循环双向横越器5400T的托盘转移 系统的示例性操作。以类似于上述的方式，机械人5100沿着水平导轨HRR 定位，使得托盘5300与机械人5100的有效载荷区域5180对准，其中再循 环双向横越器5400T处于中立或起始位置(例如基本上沿着机械人5100的 中心线CL居中)。鳍状物5400由驱动器5401沿方向5991、5992之一驱动， 使得鳍状物5400横向朝向托盘5300延伸以被拾取(例如转移到机械人5100)(图56，方框5900)。线性驱动器5410被致动以便沿方向5999B驱动再循 环双向横越器5400T，使得鳍状物5400横向延伸经过位于例如位于托盘保 持位置5350A的托盘5300的底部上的捕获表面5300C5(图56，方框5902)。 沿着方向5991驱动鳍状物以接合捕获表面5300C5(使得鳍状物和捕获表面 之间的接触方向基本平行于托盘进入有效载荷区域的横向方向)并将托盘 5300拉入有效载荷区域5180中(图56，方框5904)，且线性驱动器5410 也被致动以使再循环双向横越器5400T沿方向5999A移动，这也将托盘5300 拉入有效载荷区域5180(图56，方框5906)。

在一方面，拾取托盘5300并将其放置在机械人5100的共用横向侧面。 在这方面，再循环双向横越器5400T通过线性驱动器5410在方向5999B上 移动，使得鳍状物5400与捕获表面5300C5间隔开，如图53G所示(图56， 方框5908)。鳍状物5400沿方向5991移动，使得鳍状物朝向捕获表面5300C5 (但从其纵向偏离)横向延伸(图56，方框5910)，并且线性驱动器5410 使再循环双向横越器5400T沿方向5999A移动以放置鳍状物5400在捕获表 面5300C5的横向外侧(图56，方框5912)。鳍状物5400沿方向5992移动 以接合捕获表面5300C5(使得鳍状物和捕获表面之间的接触方向基本上与 托盘离开有效载荷区域的横向方向平行)并且将托盘5300推出有效载荷区 域5180到托盘保持位置5300A，如图53J所示(图56，方框5914)。线性 驱动器5410使再循环双向横越器5400T沿方向5999B移动，以进一步将托 盘5300推入托盘保持位置5350A，以最终将托盘5300定位在托盘保持位置 5350A中，如图53K所示(图56，方框5916)。再循环双向横越器5400T 沿方向5999A移动，使得再循环双向横越器5400T设置在有效载荷区域5180 内，例如在中立位置，使得机械人5100可以穿过存储系统以拾取/放置其他 托盘5300。

在一方面，从机械人5100的相对横向侧面拾取托盘5300和将托盘5300 放置至此。再次参见图53F，如上所述，托盘5300从托盘保持位置5350A 被拉入有效载荷区域5180。鳍状物5400沿方向5992移动，使得鳍状物5400 以基本类似于图53H所示的方式朝向(但纵向偏离)捕获表面5300C6(其 位于托盘5300的底部上并且在托盘5300的与捕获表面5300C5相对的一侧 上)横向延伸(图56，方框5918)。在一方面，再循环双向横越器5400T可 以在方向5999A上移动，以在鳍状物5400和捕获表面5300C6之间提供间 隙，以允许鳍状物5400旋转经过捕获表面5300C6。线性驱动器5410使再 循环双向横越器5400T沿方向5999B移动，使得鳍状物5400以基本类似于 图53J所示的方式设置在捕获表面5300C6的横向外侧(图56，方框5920)。 鳍状物沿方向5991移动以接合捕获表面5300C6(使得鳍状物和捕获表面之 间的接触方向基本平行于托盘离开有效载荷区域的横向方向)并沿方向 5999A将托盘推向托盘保持位置5350B(图56，方框5922)。线性驱动器5410 使循环双向横越器5400T沿方向5999A移动，以进一步沿方向5999A推动 托盘，最后以基本上类似于图53K所示的方式将托盘5300定位在托盘保持 位置5350B内(图56，方框5924)。再循环双向横越器5400T在方向5999B 上移动，使得再循环双向横越器5400T设置在有效载荷区域5180内，比如 在中立位置，使得机械人5100可以穿过存储系统以拾取/放置其他托盘5300。

现在参考图54A和54G，示出了订单履行工作站5500。虽然图54A中 示出了一个工作站5500，但应该理解，存储和结构5563(其基本上类似于 这里描述的存储结构)可以具有任何合适数量的工作站5500。例如，图54G 示出了工作站5500的示例性配置，其中至少三个工作站5500设置在每个存 储水平上，而在其他方面，任何合适数量的工作站可以设置在每个存储水平 上。用于不同水平的工作站5500可以彼此垂直偏移，比如一个堆叠在另一 个之上或者以交错排列堆叠。在一方面，每个工作站5500可通信地连接到 两个运送平台5550A、5550B，而在其他方面，每个工作站5500可通信地连 接到任何合适数量的运送平台。在一方面，每个运送平台5550A、5550B可 以对应于相应的存储水平，而在其他方面，运送平台5550A、5550B可以对 应于共用的存储水平(例如存在与每个存储/拾取水平相关的一个以上运送平 台)。在另一方面，可以存在塔架(基本上类似于升降轨道5190)，其位于或 以其他方式连接到(或设置在)运送平台(或过道)内，其可通信地连接不 同存储水平的一个或多个运送平台5550A，5550B(或过道)，以与另一塔架 形成行进环路，使得机械人5100可以在堆叠的运送平台5550A、5550B(或 过道)之间穿过到存储结构的任何期望/预定水平。工作站5500配置为容纳 拾取器5520，拾取器5520将一个或多个每个从一个机械人5100上的托盘(例 如P-托盘)运输到另一个机械人5100的托盘(例如O-托盘)中的“投放”位 置。工作站5500可以排列在多个高度处，其中人或机器人拾取器从产品托 盘(P-托盘)中移除每个并将它们放入托盘(O-托盘)或移动机器人中，这 取决于系统配置并且以与上述基本类似的方式。在一方面，工作站5500包 括输送通道或过道5501、5502、5503、5504、升降塔架5190T和设置在拾 取站5530处的拾取器平台5510。工作站5500设置在每个运送平台水平处， 使得在每个运送平台上的机械人5100都可以进入工作站5500。在图54A所 示的示例性方面，示出了两个运送平台水平5550A、5550B连接到共用工作 站5500，然而在其他方面，可以将任何合适数量的运送平台水平连接到共用 工作站5500。

输送通道5501、5502、5503、5504中的每一个具有与相应的运送平台 5550A、5550B连通的相应入口和/或出口5500E。从图54A中可以看出，输 送通道5501、5504具有与运送平台5550B连通的入口/出口5500E，而输送 通道5502、5503具有与运送平台5550A连通的入口/出口5500E。输送通道 5501-5504包括导轨WRR，导轨WRR基本上类似于上面关于提供进入托盘 存放/保持位置的过道所述的导轨HRR。从图54A中还可以看出，升降塔架 5190TWA-5190TWD以基本上类似于上面关于升降塔架5190T所述的方式将 输送通道堆叠彼此连接。升降塔架5190TWA-5190TWD基本上类似于上述的 升降塔架5190T。作为示例，升降塔架5190TWA、5190TWB连接输送通道 5503、5504，使得机械人5100可以在输送通道5503、5504之间穿过。升降 塔架5190TWC、5190TWD连接输送通道5501、5502，使得机械人5100可 以在输送通道5501、5502之间穿过。

在一方面，输送通道5501-5504和塔架5190TWQ-5190TWD中的一个或 多个可以相对于运送平台5550A、5550B和操作员平台5510成角度(例如 倾斜或歪斜)，使得当通过相应的P-机械人和O-机械人将P-托盘和O-托盘 呈现给拾取器5520时，使P-托盘和O-托盘成角度，使得拾取器5520可以 查看和访问P-托盘和O-托盘，以从靠近拾取站5530的塔架5190TWQ、 5190TWC限定的拾取/放置位置拾取和放置每个。在其他方面，输送通道 5501-5504和塔架5190TWQ-5190TWD可以与拾取站5530和/或运送平台 5550A、5550B具有任何空间关系，用于以任何合适的空间取向将托盘呈现 给拾取器5520。

在一方面，输送通道5501-5504、升降塔架5190TWA-5190TWD和拾取 站5530具有对称结构，其具有独立的产品机械人(P-机械人)和订单机械 人(O-机械人)路径和位置。在这方面，可以存在横向对称(在方向5599 上)，使得存在左/右对称布置。例如，左/右对称布置可以使得携带P-托盘的 P-机械人布置在工作站5500的右侧上，而携带O-托盘的O-机械人布置在工 作站5500的左侧上。在其他方面，P-机械人和P-托盘可以在工作站5500的 左侧上，而O-机械人和O-托盘在工作站5500的右侧上。

在一方面，存在用于P-机械人和O-机械人的专用机械人流动入口和出 口输送通道。例如，机械人到拾取站5530的流动可以使得机械人从下部输 送通道行进到上部输送通道，或者在其他方面，从上部输送通道到下部输送 通道。例如，在机械人从下部输送通道行进到上部输送通道的情况下，携带 待拾取的每个的P-机械人进入一个或多个下部/底部输送通道5501，使塔架5190TWC穿过一个或多个上部输送通道5502，从而可以拾取每个，其中P- 机械人通过使用一个或多个上部输送通道5502离开工作站。类似地，例如 携带每个将被放置到的O-托盘的O-机械人进入一个或多个下部/底部输送通 道5504，将塔架5190TWA穿过一个或多个上部输送通道5503，从而可以放 置每个，其中O-机械人通过使用一个或多个上部输送通道5503离开工作站。 在其他方面，机械人到工作站的入口可以定时，使得机械人可以进入和离开 上部输送通道5502、5503和下部输送通道5501、5504，其中塔架5190TWA-5190TWD用于将机械人路过彼此，例如当机械人进入和离开共用 输送通道5501-5504时。在如上所述的示例中，携带P-托盘的P-机械人的流 动和携带O-托盘的O-机械人的流动通常都沿共用方向，例如都沿从下部输 送通道到上部输送通道的箭头5598的方向或者都沿从上部输送通道到下部 输送通道的箭头5597的方向。然而，在其他方面，一个或多个P-机械人和 O-机械人的流动可以沿从上部输送通道到下部输送通道的箭头5597的方向。例如，P-机械人和P-托盘的流动可以沿方向5598，而O-机械人和O-托 盘的流动可以沿方向5597，反之亦然。

在一方面，工作站5500的每一侧(例如产品侧和订单侧)具有专用的 流动方向升降塔架。例如，工作站5500的产品侧上的升降塔架5190TWC可 以专用于机械人的向上流动，而工作站5500的产品侧上的升降塔架 5190TWD可以专用于机械人的向下流动，反之亦然。类似地，工作站5500 的订单侧上的升降塔架5190TWA可以专用于机械人的向上流动，而工作站 5500的订单侧上的升降塔架5190TWB可以专用于机械人的向下流动，反之 亦然。在工作站5500的相应订单或产品侧上的每个塔架5190TWA-5190TWD 的机械人的专用流动例如以与上述基本类似的方式沿一个或多个方向5597、 5598在工作站5500的相应订单侧和产品侧上的输送通道5501-5504的水平 之间产生升降流动回路。如上所述，虽然在工作站的每一侧上仅示出了一个 在另一个上方堆叠的两个输送通道，但在其他方面(如图54F所示)，工作 站的每一侧可具有任何合适数量的一个在另一个上方堆叠的输送通道，例如 多于或少于两个输送通道。如果在工作站5500的产品侧和/或订单侧上提供 一个在另一个上方堆叠的两个以上的输送通道，塔架5190TWA-5190TWD可 以具有允许机械人从设置在输送通道堆叠的最上面和最下面的输送通道 5502、5501之间的中间输送通道IL进入/离开塔架的中间入口和出口。

如上所述，与拾取站5530相邻的塔架5190TWA、5190TWC限定机械 人的拾取/放置位置(例如P-托盘和O-托盘)。例如，拾取位置可以由塔架 5190TWA、5190TWC限定，以便基本上在沿着塔架的允许机械人在塔架 5190TWA、5190TWC和相应的最上面输送通道5502、5503之间过渡的位置 处位于塔架5190TWA、5190TWC的顶部。如上所述，塔架5190TWA、 5190TWC可以相对于拾取站5530成角度，用于以任何合适的空间取向将P- 托盘和O-托盘呈现给拾取器5520。在一方面，与塔架5190TWA、5190TWC 中的相应一个形成升降环的其他塔架5190TWB、5190TWD(例如从拾取器 5520沿着塔架5190TWA、5190TWC的相对侧上的输送通道5501-5504布置， 其限定拾取/放置位置)可以与塔架5190TWA、5190TWC以相同的角度成角度，或者以相对于拾取站5530的任何合适的不同角度成角度。在一方面， 塔架5190TWB、5190TWD可以是基本直立的(例如垂直)。在一方面，如 上所述，输送通道5501-5504也可以相对于拾取站成角度，以便在运送平台 5550A、5550B(和/或中间平台IL)与操作员平台5510之间形成斜坡，其 中斜坡允许塔架5190TWA-5190TWD中的一个或多个与相应的输送通道 5501-5504之间的基本正交对准，以便于约束和重复接合机械人5100从塔架 5190TWA-5190TWD到输送通道5501-5504的过渡，反之亦然。在一方面， 塔架歪斜/角度建立或限定斜坡间距。

在一方面，工作站5500包括任何合适的机器视觉子系统(“MVS”)5560， 其可以基本上类似于上面描述的。例如，MVS5560可以包括任何合适的视 觉指示器(例如显示器和/或光源)、任何合适的听觉指示器、任何合适的运 动传感器/相机、任何合适的光束传感器/光幕(例如打破光束/幕帘传感器)、 手套跟踪系统或任何其他合适的装置，用于指示拾取位置，指示放置位置， 指示要拾取/放置的数量，跟踪拾取器5520的手的运动，验证拾取和/或验证 放置。在一方面，提供控制器5500C用于控制本文所述的工作站5500的各 方面，其中控制器5500C驻留在工作站5500，中央控制系统CCS(如上所 述)，机械人5100控制器或其组合。控制器5500C与机器视觉系统5560通 信以实现如本文所述的拾取和放置每个。

在一方面，控制器5500C配置为识别并验证有效拾取，其中控制器5500C 向P-机械人发出已经从P-机械人实现拾取的确认。配置P-机械人(例如P- 机械人控制器被编程)，使得当P-机械人接收到从控制器5500C发出的拾取 确认时，P-机械人自动从拾取站5530移动。在一方面，可以对P-机械人控 制器进行编程，使得在接收到拾取确认时，P-机械人穿过到相应的输送通道 5502的出口，或者在其他方面，P-机械人进入塔架，比如塔架5190TWD，以返回进入输送通道5501，用于重新进入拾取队列。

在一方面，控制器550C配置为识别并验证控制器5500C向O-机械人发 出确认已经对O-机械人实施了放置的有效放置。配置O-机械人(例如O-机 械人控制器被编程)，使得当O-机械人接收到从控制器5500C发出的放置确 认时，O-机械人自动从拾取站5530移动。在一方面，O-机械人控制器可被 编程为使得在接收到放置确认时O-机械人穿过到相应的输送通道5503的出 口，或在其他方面，O-机械人进入塔架，比如塔架5190TWB，以返回进入 输送通道5504，用于重新进入放置队列。在一方面，O-机械人可以重新进 入放置队列，直到控制器5500C向O-机械人发出订单完成命令，此时O-机 械人离开拾取站5530到达运送平台。

在一方面，参考图58和59，通过工作站5500的每个机械人流动(例如 P-机械人和O-机械人)具有预定的动作周期和起搏(pacing)/时间测量以实 现拾取/放置事件(其中拾取/放置事件是例如从由P-机械人携带的P-托盘移 除每个和/或将每个放置到由O-机械人携带的O-托盘中)，具有反馈回路(在 图58和59中示意性地示出)，辅助拾取器起搏以保持拾取器、P-机械人和 O-机械人的活动之间的同步。在一方面，P-机械人的动作周期和起搏基本上 类似于O-机械人的动作周期和起搏。在一方面，用于相应动作周期的每个 拾取/放置事件(例如机械人沿箭头5598的方向向上流动)包括三个运动动 作集，其定义相应的工作站事件，其中相应的工作站事件包括将P-机械人(或 O-机械人)定位在拾取(或放置)位置，提供指令用于从拾取站5530拾取 和放置每个以及P-机械人或O-机械人的离开(或离开工作站5500以穿过到 塔架用于重新进入相应的P-机械人或O-机械人队列)。在其他方面，动作集 中可以存在多于或少于三个运动(分别对于拾取/放置工作站事件的拾取器、 O-机械人和P-机械人)，其中动作集中的运动的数量可以取决于通过工作站 的机械人流动。

三个运动动作集中的每个动作可以具有预定的时间测量(例如从开始/ 初始到结束/完成每个动作大约1秒，在其他方面，时间测量可以大于或小于 大约1秒)，具有相对于三个运动动作集的每个动作的时间测量且因此相对 于组合集的总时间测量的预定比例。在一方面，P-机械人和O-机械人的动作 是匹配或同步的，但是被部分时间测量所抵消(如图59所示，相对于P-机 械人和O-机械人测量的动作PB1-PB3和OB1-OB3)，例如，O-机械人的动 作可以从P-机械人的动作沿着起搏量表偏移一半的时间测量或任何其他合 适的部分时间测量偏移，如下所述。拾取器5520的每只手也与拾取器5520 的另一只手协调或同步，以实现从P-机械人中以具有P-机械人运动的相应测 量拾取每个和以具有O-机械人运动的相应测量将每个放置到O-机械人中， 也将在下面描述。

在一方面，拾取器5520对每个的每个相应的拾取和放置的动作(参见 图59中的拾取器测量的动作P1-P3)控制相应的P-机械人动作PB1-PB3和/ 或相应的O-机械人动作OB1-OB3，如上所述，其中控制器5500C向P-机械 人和O-机械人发出拾取和放置确认以用于启动后续机械人动作，例如P-机 械人和O-机械人从拾取站5530离开。在一方面，拾取器拾取/放置事件还具 有匹配或同步的三个运动动作集(在其他方面，动作集中可能存在多于或少于三个运动)，其与上述的工作站事件动作集一致地发生，以及反馈回路， 其有助于拾取器维持下面描述的起搏。例如在一方面，拾取器5520三个运 动动作集包括从由位于拾取站5530的拾取位置处的P-机械人所携带的P-托 盘中拾取每个，将每个从拾取器的右手转移到拾取器的左手(或反之亦然) 并将每个放置到由位于拾取站5530的拾取位置处的O-机械人所携带的O- 托盘中。拾取器三个运动动作集中的每个动作沿着每个相应机械人的起搏量 表且彼此地在匹配测量内执行，如下面将更详细描述。

例如，还参考图54A-54D，每个拾取/放置事件以拾取位置中的P-机械 人A开始(参见图54A、54B和58)，其中拾取器的右手在由P-机械人A携 带的P-托盘内，其中拾取器的右手从由P-机械人A携带的P-托盘中拾取每 个(图57，方框5700)。当P-机械人A位于拾取位置时，P-机械人B处于 P-机械人A下方的塔架5190TWC内的“准备位置”(参见图54A和58)。在拾取器的左侧，两个订单机器人O-机械人A、O-机械人B正在索引，其中 来自先前订单行的O-机械人A沿着输送通道5503离开工作站5500(或者在 其他方面从塔架5190TWB向下重新进入O-机械人队列)，并且用于当前订 单行的O-机械人B沿塔架5190TWA从准备位置上升到放置位置(参见图 54B、54C和58；图57，方框5702)。拾取器的右手从由携带拾取的每个的P-机械人A携带的P-托盘中移除(参见拾取器测量的动作PI)，使得当拾取 器的右手位于拾取点和转移中点之间的大约一半时(例如在P-机械人拾取位 置和O-机械人放置位置之间的大约中间空间中的点)，控制器5500C向P- 机械人A发出有效的拾取确认，并且P-机械人A加速远离拾取位置并离开 工作站5500(参见P-机械人测量的动作PB1)到例如上部运送平台5550A， 或者在其他方面进入塔架5190TWD以重新进入P-机械人队列(图57，方框 5704)，同时控制器命令O-机械人B移动到放置位置中(O-机械人测量的动 作OBI)。在转移中点处，拾取的每个从拾取器的右手转移到拾取器的左手， 其中左手继续将拾取的每个移动到放置位置并且右手返回到拾取位置(图 57，方框5705)。当P-机械人A离开拾取器时(同时将拾取的每个从拾取器 的右手运输和转移到拾取器的左手以放置每个)，P-机械人B从准备位置移 动或索引到拾取位置(P-机械人测量的动作PB2)，到达拾取位置，例如大 约当拾取器的手在转移中点和返回到托盘时的拾取点之间的大约一半时(图 57，方框5707)。同时，在转移拾取的每个时，P-机械人C从下部运送平台 5550B进入工作站5500并移动到工作站的前部以进入P-机械人队列(图57， 方框5709)。

拾取器5520将拾取的每个放置到由O-机械人B携带的O-托盘(图57， 方框5711)并且P-机械人B到达拾取位置(P-机械人测量的动作PB2)。拾 取器5520从由O-机械人B携带的O-托盘(参见拾取器测量的动作P2)移 除拾取器的左手，使得当拾取器的左手在放置点和转移中点之间的大约一半 时，控制器5500C向O-机械人B发出有效的放置确认，并且O-机械人B加 速远离拾取位置(参见O-机械人测量的动作OB2)并从工作站5500离开到 例如上部运送平台5550A，或者在其他方面进入塔架5190TWB以重新进入 O-机械人队列(图57，方框5713)。当O-机械人B离开拾取器时(同时拾 取器的左手移动到转移中点并且拾取器的右手移动到拾取位置)，拾取器从 P-机械人B拾取每个(拾取器测量的动作P3)，这触发P-机械人B离开工作 站(P-机械人测量的动作PB3)，如上所述，以及O-机械人C到达放置位置 (O-机械人测量的动作OB3)，其中O-机械人C从准备位置移动或索引到放 置位置，到达放置位置，例如大约当拾取器的左手在转移中点和放置位置之 间的大约一半时(图57，方块5715)。同时在拾取器的左手移动的同时，O- 机械人D从下部运送平台5550B进入工作站5500并移动到工作站的前部以 进入O-机械人队列(图57，方框5717)。

在上述拾取/放置事件中，工作站5500利用双同步系统，该双同步系统 包括例如感觉同步系统5805(例如起搏系统5802)和视觉同步系统(例如 拾光系统5810)。其可以是中央控制系统CCS(如上所述)的一部分或以其 他方式连接到中央控制系统CCS或者任何合适的控制器比如控制器5500C。 组合地，起搏系统5800和拾光系统5810定义了如图所示的拾取器反馈回路。 感觉同步系统5805包括用于拾取器5520的感觉刺激输入，比如听觉刺激、 触觉刺激等，其在上述的拾取器和机械人运动的时间测量中提供节拍(例如 对应于或设置事件测量并且与节拍具有预定关系，例如上面提到的1秒事件 时间)，其中节拍设定运动的起搏并提供帮助拾取器进行起搏的反馈回路信 号。例如，所述感觉刺激可以包括在期望频率下具有精确且明显的节拍的音 乐。感觉同步系统5805在控制器5500C中定义反馈回路5820，用于订单输 出和机械人流动，其中机械人从拾取站的离开由如上所述的拾取器5520的 有效拾取/放置动作5830P1-P3控制。视觉同步系统5810(其包括拾取/放置 位置指示器，比如上述的拾光、放光)将拾取器5520引导到用于每个的拾 取和放置位置，并且补充拾取器和机械人运动的起搏，从而可以实现订单输 出。

图60A、60B、60C、60D、60E、60F和60E表示根据所公开实施例的 各方面的车辆从水平移动过渡到垂直移动的逐步进展。具体地，示出了机械 人5100形式的车辆，除非另有说明，否则如本文其他地方所示，可基本上 类似于本公开中描述的机械人。

在图60A至60C中，机械人5100在页面上从右向左水平行进。在图60D 至60E，驱动齿轮5140B(未示出，但在相对侧驱动齿轮5140A上)和引导 轴承横向延伸远离机械人5100的主体以与升降轨道5190接合。每个升降轨 道5190具有驱动表面5190D和引导表面5190B，其与驱动表面5190D相对 设置并且由升降轨道5190的厚度分开，并且驱动表面包括齿条5195，如本 文其他地方所述和所示。

在图60F至60G中，机械人5100沿升降轨道5190垂直向上行进。

根据所公开实施例的一个或多个方面，垂直横向和驱动设备包括：

两个桅杆，相对于水平导轨布置在存储和检索系统的自动车辆横向过道 内，两个桅杆中的每一个相对地布置在自动车辆横向过道的相对侧上，每个 桅杆包括：

一侧，具有齿条和空转轴承接合和引导表面，其中空转轴承接合和引导 表面配置成将自动车辆的驱动器相对于齿条定位，使得齿条接合驱动器以实 现自动车辆沿着相应桅杆的横穿，和

相对侧，其具有反向导轨，配置成接合自动车辆反向轮，使得至少反向 导轨和空转轴承接合和引导表面实现从两个桅杆悬着自动车辆。

根据所公开实施例的一个或多个方面，两个桅杆中的每一个包括水平导 轨穿过的间隙，水平导轨定位成接合自动车辆的水平横向轮。

根据所公开实施例的一个或多个方面，拾取和放置工作站包括：

操作站，其设置在拾取位置和放置位置附近；

与操作员站的操作员通信的感觉同步系统；以及

与操作员站处的操作员通信的视觉同步系统，其中感觉同步系统和视觉 同步系统定义包括起搏中的反馈回路的起搏系统，其中反馈回路关联操作运 动和与拾取和放置位置接合的机械人的运动之间的拾取事件。

总之，在一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内行进的移 动机器人，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架 的垂直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔 开，和至少一对轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸， 所述移动机器人包括：多个水平牵引驱动器，配置成围绕水平平台在至少两 个非平行方向上驱动移动机器人，并在垂直存储架的水平上沿着一对水平导 轨驱动移动机器人；多个垂直牵引驱动器，配置成沿着成对轨道驱动移动机器人；以及电机，用于向多个水平牵引驱动器和多个垂直牵引器提供扭矩。

在另一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内行进的移动机 器人，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂 直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和 至少一对轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述移 动机器人包括：第一多个轮，用于接合水平平台，以使移动机器人围绕水平 平台在至少两个非平行方向上移动；第二多个轮，用于在垂直存储架的水平 上接合一对水平导轨，以使移动机器人沿着所述一对水平导轨移动；以及多个驱动齿轮，用于接合成对轨道，以使移动机器人在垂直存储架的多个水平 之间沿着成对轨道移动。

在另一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内行进的移动机 器人，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂 直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和 至少一对轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述移 动机器人包括：电机；多个水平牵引驱动器，配置成被驱动旋转以在垂直存 储架的水平上沿着一对间隔开的水平导轨推进移动机器人；多个垂直牵引驱 动器，配置成被驱动旋转以沿着成对轨道推进移动机器人，所述多个垂直牵引驱动器还配置成在延伸位置和缩回位置之间移动，在延伸位置，所述多个 垂直牵引驱动器在成对轨道内接合以使得移动机器人能够垂直移动，在缩回 位置，所述多个垂直牵引驱动器不会妨碍移动机器人沿着所述一对水平导轨 行进经过成对轨道。

在另一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内行进的移动机 器人，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂 直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和 至少一对垂直轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所 述移动机器人包括：电机；第一轴，配置成由电机驱动；一对轮，在移动机 器人的相对侧上并且配置成与第一轴一起旋转，所述一对轮配置成在垂直存 储架的水平上沿着一对间隔开的水平导轨推进移动机器人；第二轴，配置成由电机驱动；一对驱动齿轮，在移动机器人的相对侧上并且配置成与第二轴 一起旋转，所述一对驱动齿轮配置成沿着成对垂直轨道推进移动机器人；其 中，所述第二轴与第一轴同轴并且配置成相对于第一轴平移，以使一对驱动 齿轮在延伸位置和缩回位置之间移动，在延伸位置，一对驱动齿轮接合在成 对垂直轨道内以使得移动机器人能够垂直移动，在缩回位置，一对驱动齿轮 不会妨碍移动机器人沿着所述一对水平导轨行进经过成对垂直轨道。

在另一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内运输物品的系 统，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂直 存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和至 少一对垂直轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述 移动机器人包括：在运输过程中支撑物品的支撑装置；水平驱动装置，用于 围绕水平平台在至少两个非平行方向上驱动支撑装置，并用于在垂直存储架 的水平上沿着一对水平导轨驱动支撑装置；垂直驱动装置，用于沿着成对轨道驱动支撑装置；以及扭矩产生装置，用于向水平驱动装置和垂直驱动装置 提供扭矩。

在另一实施例中，本技术涉及一种用于在订单履行中心内运输物品的系 统，包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂直 存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和至 少一对垂直轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述 移动机器人包括：在运输过程中支撑物品的支撑装置；水平驱动装置，用于 在垂直存储架的水平上沿着一对水平导轨驱动支撑装置；垂直驱动装置，用 于沿着成对轨道驱动支撑装置；缩回装置，用于使所述垂直驱动装置在延伸位置和缩回位置之间移动，在延伸位置，所述垂直驱动装置在成对轨道内接 合以使得支撑装置能够垂直移动，在缩回位置，所述垂直驱动装置不会妨碍 支撑装置沿着所述一对水平导轨行进经过成对轨道。

以下实施例A-L示出了用于将容器转移到存储架和从存储架转移容器 的机械人的实施例。

实施例A

一种移动机器人，用于在订单履行中心内行进以将容器转移到存储架和 从存储架转移容器，该容器包括第一端、与第一端相对的第二端以及在第一 端和第二端之间延伸的第一和第二相对侧，第一侧包括靠近第一端的第一捕 获表面和靠近第二端的第二捕获表面，移动机器人包括：

第一鳍状物，安装成在第一和第二相反方向上相对于移动机器人的侧面 循环；

第二鳍状物，安装成在第一和第二相反方向上相对于移动机器人的侧面 循环；

其中第一鳍状物和第二鳍状物配置成使得第一鳍状物接合第一捕获表 面，并且在第一鳍状物沿第一方向在第一运动范围内循环时将容器从移动机 器人移动到存储架；并且

其中第一鳍状物和第二鳍状物配置成使得第二鳍状物接合第二捕获表 面，并且在第二鳍状物沿第一方向在第二运动范围内循环时将容器从移动机 器人转移到存储架。

实施例B

如实施例A所述的移动机器人，其中第二鳍状物在第一运动范围期间从 第二捕获表面脱离。

实施例C

如实施例B所述的移动机器人，其中第一鳍状物在第二运动范围期间从 第一捕获表面脱离。

实施例D

如实施例A所述的移动机器人，其中第一鳍状物比第二鳍状物更长。

实施例E

如实施例A所述的移动机器人，其中第一和第二鳍状物安装在支撑在第 一和第二链轮上的闭环链条上。

实施例F

如实施例E所述的移动机器人，其中第一鳍状物安装在链条上并通过与 第一捕获表面接合来移动容器，直到第一鳍状物围绕第一链轮旋转并且在第 一运动范围内清除第一捕获表面。

实施例G

如实施例F所述的移动机器人，其中第二鳍状物安装在链条上并通过与 第二捕获表面接合来移动容器，直到第二鳍状物围绕第一链轮旋转并且在第 二运动范围内清除第二捕获表面。

实施例H

如实施例A所述的移动机器人，其中第一鳍状物和第二鳍状物配置成使 得第一鳍状物接合第二捕获表面，并且当循环横越器(circulating traverser) 沿第二方向在第三运动范围上循环时将容器从存储架移动到移动机器人上。

实施例I

一种移动机器人，用于在订单履行中心内行进以将容器转移到移动机器 人的相对侧上的第一和第二存储架和从第一和第二存储架转移容器，该容器 包括第一端、与第一端相对的第二端以及在第一端和第二端之间延伸的第一 和第二相对侧，第一侧包括靠近第一端的第一捕获表面和靠近第二端的第二 捕获表面，移动机器人包括：

循环支撑件，安装在移动机器人上并且配置为在第一和第二相反方向上 循环；

第一鳍状物，安装在循环支撑件上；

第二鳍状物，安装在循环支撑件上，第一和第二鳍状物安装在循环支撑 件上于彼此径向相对的位置；

其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍状物配置成使得第一鳍状物接合 第一捕获表面，并且在循环支撑件沿第一方向在第一运动范围上循环时将容 器从移动机器人移动到第一存储架；并且

其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍状物配置成使得第二鳍状物接合 第二捕获表面，并且在循环支撑件沿第一方向在第二运动范围上循环时将容 器从移动机器人转移到第一存储架。

实施例J

如实施例I所述的移动机器人，其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍 状物配置成使得第一鳍状物接合第二捕获表面，并且在循环支撑件沿第二方 向在第三运动范围上循环时将容器从移动机器人移动到第二存储架；并且

其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍状物配置成使得第二鳍状物接合 第一捕获表面，并且在循环支撑件沿第二方向在第四运动范围上循环时完成 将容器从移动机器人转移到第二存储架。

实施例K

如实施例I所述的移动机器人，其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍 状物配置成使得第一鳍状物接合第二捕获表面，并且在循环支撑件沿第二方 向在第五运动范围上循环时将容器从第一存储架移动到移动机器人上。

实施例L

如实施例K所述的移动机器人，其中循环支撑件、第一鳍状物和第二鳍 状物配置成使得第一鳍状物接合第一捕获表面，并且在循环支撑件沿第一方 向在第六运动范围上循环时将容器从第二存储架移动到移动机器人上。

以下实施例M-JJ示出了用于通过移动到工作站和从工作站移动的机械 人在工作站处在产品容器和订单容器之间转移物品的系统的实施例。

实施例M

一种用于在订单履行中心中的产品容器和订单容器之间转移物品的系 统，包括：

工作站，包括接收产品容器的产品侧拾取位置和接收订单容器的订单侧 放置位置，物品从产品侧拾取位置处的产品容器转移到订单侧放置位置处的 订单容器来履行订单，转移位置包括产品侧拾取位置和订单侧放置位置中的 至少一个；以及

移动机器人，用于将产品和订单容器中的至少一个运送到转移位置和从 转移位置运送容器，移动机器人包括第一组驱动器，其配置成沿着多个水平 中的水平朝向转移位置移动移动机器人，且移动机器人包括第二组驱动器， 其配置为在多个水平之间朝向转移位置移动移动机器人。

实施例N

如实施例M所述的系统，其中第一组驱动器配置为沿着所述水平朝向 产品侧拾取位置和订单侧放置位置移动移动机器人，并且第二组驱动器配置 为在多个水平之间朝向产品侧拾取位置和订单侧放置位置移动移动机器人。

实施例O

如实施例M所述的系统，其中当移动机器人的第二移动机器人在多个 水平之间移动时，移动机器人的第一移动机器人沿着所述水平朝向转移位置 移动。

实施例P

如实施例M所述的系统，其中所述水平包括第一水平，所述系统还包 括多个水平中的第二水平，第一组驱动器还配置为沿着第二水平远离转移位 置移动移动机器人。

实施例Q

如实施例P所述的系统，其中移动机器人的第一移动机器人沿着第一水 平朝向转移位置移动，而移动机器人的第二移动机器人沿着第二水平远离转 移位置移动。

实施例R

如实施例M所述的系统，多个水平包括第一和第二水平转移部分，第 二组驱动器配置为在朝向转移位置的第一方向上沿着第一水平转移部分在 水平之间移动移动机器人，且第二组驱动器配置为在远离转移位置的与第一 方向相反的第二方向上沿着第二水平转移部分在水平之间移动移动机器人。

实施例S

如实施例R所述的系统，移动机器人的移动机器人沿着水平朝向转移位 置移动，然后沿着第一水平转移部分在水平之间移动以定位在转移位置。

实施例T

如实施例S所述的系统，其中所述水平仪包括第一水平，移动机器人在 定位在转移位置之后沿着多个水平的第二水平移动远离转移位置。

实施例U

如实施例S所述的系统，移动机器人在定位在转移位置之后沿着第二水 平转移部分在远离转移位置的水平之间移动。

实施例V

一种用于在订单履行中心中的产品容器和订单容器之间转移物品的系 统，包括：

工作站，包括接收产品容器的产品侧拾取位置和接收订单容器的订单侧 放置位置，物品从产品侧拾取位置处的产品容器转移到订单侧放置位置处的 订单容器来履行订单，转移位置包括产品侧拾取位置和订单侧放置位置中的 至少一个；

移动机器人，用于将产品和订单容器中的至少一个运送到转移位置和从 转移位置运送容器；以及

支撑结构，用于支撑移动机器人，该支撑结构包括：

多个水平，其中第一移动机器人沿着多个水平中的第一水平朝向转移位 置移动，并且第二移动机器人沿着多个水平中的第二水平远离转移位置移 动，和

通过多个水平的一个或多个水平转移部分，其中第一移动机器人沿着一 个或多个水平转移部分中的第一水平转移部分在朝向转移位置的水平之间 移动。

实施例W

如实施例V所述的系统，其中产品侧拾取位置和订单侧放置位置中的每 一个连接到多个水平和一个或多个水平转移部分，使得移动机器人朝向和远 离产品侧拾取位置移动同时移动机器人朝向和远离订单侧放置位置移动。

实施例X

如实施例V所述的系统，其中第一和第二移动机器人包括水平牵引驱动 器，用于沿第一和第二水平朝向和远离转移位置移动第一和第二机器人。

实施例Y

如实施例V所述的系统，其中第一和第二移动机器人包括垂直牵引驱动 器，用于沿着第一水平转移部分在朝向转移位置的水平之间移动第一移动机 器人。

实施例Z

如实施例V所述的系统，其中第一移动机器人沿着第一水平移动到工作 站处的结束位置，然后沿着第一水平转移部分在水平之间移动以定位在转移 位置。

实施例AA

如实施例Z所述的系统，其中第一移动机器人沿第一水平转移部分向上 移动以定位在转移位置。

实施例BB

如实施例Z所述的系统，其中当第一机器人从第一水平转移部分到达转 移位置时，第二移动机器人沿着第二水平移动远离转移位置。

实施例CC

如实施例BB所述的系统，一个或多个水平转移部分包括第二水平转移 部分，其中第二移动机器人在沿着第二水平移动远离转移位置之后沿着第二 水平转移部分移动远离转移位置。

实施例DD

如实施例V所述的系统，其中第一移动机器人沿第一水平转移部分移动 到第一水平，然后沿第一水平移动到转移位置。

实施例EE

如实施例DD所述的系统，一个或多个水平转移部分包括第二水平转移 部分，其中当第一机器人到达水平上的转移位置时，第二移动机器人沿着第 二水平转移部分在水平之间移动远离转移位置。

实施例FF

如实施例EE所述的系统，其中第二移动机器人在沿着第二水平转移部 分移动远离转移位置之后沿第二水平移动远离转移位置。

实施例GG

一种用于在订单履行中心中的产品容器和订单容器之间转移物品的系 统，包括：

工作站，包括接收产品容器的产品侧拾取位置和接收订单容器的订单侧 放置位置，物品从产品侧拾取位置处的产品容器转移到订单侧放置位置处的 订单容器来履行订单，转移位置包括产品侧拾取位置和订单侧放置位置中的 至少一个；

支撑结构，用于支撑移动机器人，该支撑结构包括：

多个水平，和

水平转移部分；以及

移动机器人，用于将产品和订单容器中的至少一个运送到转移位置和从 转移位置运送容器，移动机器人的第一移动机器人包括：

水平驱动器，用于沿着多个水平中的第一水平朝向转移位置移动第一移 动机器人，并且用于沿着多个水平中的第二水平移动第一移动机器人远离转 移位置，和

垂直驱动器，用于将第一移动机器人向上移动到转移位置。

实施例HH

如实施例GG所述的系统，其中转移位置是订单侧放置位置，移动机器 人的第二移动机器人包括：

水平驱动器，用于沿着第一水平朝向产品侧拾取位置移动第二移动机器 人，并且用于沿着第二水平移动第二移动机器人远离产品侧拾取位置，和

垂直驱动器，用于将第二移动机器人向上移动到产品侧拾取位置。

实施例II

如实施例HH所述的系统，其中在将产品从第二机器人上的产品容器转 移到第一机器人上的订单容器之后，当第二机器人离开产品侧拾取位置时， 第一机器人保持在订单侧放置位置。

实施例JJ

如实施例HH所述的系统，其中在将产品从第二机器人上的产品容器转 移到第一机器人上的订单容器之后，当第一机器人离开订单侧放置位置时， 第二机器人保持在产品侧拾取位置。

应该理解，前面的描述仅是说明性的。本领域技术人员可以设计出各种 替换和修改。例如，各种从属权利要求中记载的特征可以以任何合适的组合 彼此组合。另外，来自上述不同实施例的特征可以选择性地组合成新的实施 例。因此，该描述旨在涵盖所有这些替代、修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于在自动存储和检索系统内行进的移动机器人，自动存储和检索系统包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和至少一对轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述移动机器人包括：

多个水平牵引驱动器，配置成围绕水平平台在至少两个非平行方向上驱动移动机器人，并在垂直存储架的水平上沿着一对水平导轨驱动移动机器人；以及

多个垂直牵引驱动器，配置成沿着成对轨道驱动移动机器人，所述多个垂直牵引驱动器包括至少一个带齿的轮，其配置成在缩回位置和延伸位置之间移动，所述带齿的轮配置成当处于延伸位置时接合成对轨道中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，所述多个水平牵引驱动器包括在移动机器人的相对侧上的一对驱动轮，用于围绕水平平台驱动移动机器人并用于沿着成对水平导轨驱动移动机器人。

3.根据权利要求2所述的移动机器人，所述多个垂直牵引驱动器包括在移动机器人的相对侧上的一对驱动齿轮，用于沿着成对轨道驱动移动机器人，所述一对驱动齿轮包括至少一个带齿的轮。

4.根据权利要求3所述的移动机器人，其中，所述一对驱动轮和所述一对驱动齿轮彼此同轴。

5.根据权利要求3所述的移动机器人，其中，电机驱动连接到所述一对轮的轮的轴，并且电机驱动连接到所述一对驱动齿轮的驱动齿轮的轴。

6.根据权利要求1所述的移动机器人，还包括用于向所述多个水平牵引驱动器和多个垂直牵引驱动器提供扭矩的电机。

7.一种用于在自动存储和检索系统内行进的移动机器人，自动存储和检索系统包括水平平台和一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂直存储架包括多个水平导轨，其在垂直存储架的相应水平上彼此间隔开，和至少一对轨道，其彼此间隔开并在垂直存储架的多个水平之间延伸，所述移动机器人包括：

第一多个轮，用于接合水平平台，以使移动机器人围绕水平平台在至少两个非平行方向上移动；

第二多个轮，用于在垂直存储架的水平上接合一对水平导轨，以使移动机器人沿着所述一对水平导轨移动；以及

多个驱动齿轮，安装成在轴上旋转并且配置成相对于所述轴在缩回位置和延伸位置之间移动，所述多个驱动齿轮配置成当处于延伸位置时在成对轨道上与齿条接合，以使移动机器人在垂直存储架的多个水平之间沿着成对轨道移动。

8.根据权利要求7所述的移动机器人，其中，第一组轮对于第一和第二多个轮是共用的。

9.根据权利要求8所述的移动机器人，其中，所述多个驱动齿轮与所述第一组轮同轴，并且其中，所述多个驱动齿轮配置成相对于所述轴轴向移动以移动成与所述齿条接合。

10.根据权利要求7所述的移动机器人，其中，所述第一多个轮包括第一组同轴间隔开的从动轮以及与所述第一组同轴轮的轴线间隔开的第二组至少一个轮。

11.根据权利要求10所述的移动机器人，其中，所述第二多个轮包括所述第一组同轴间隔开的轮以及与所述第一组同轴轮的轴线间隔开的第三组至少两个轮。

12.根据权利要求11所述的移动机器人，其中，所述第三组至少两个轮包括位于移动机器人的第一侧上的第一对轮和位于移动机器人的第二相对侧上的第二对轮。

13.根据权利要求11所述的移动机器人，其中，当所述移动机器人围绕所述水平平台行进时，所述第三组至少两个轮保持空转。

14.根据权利要求11所述的移动机器人，其中，当所述移动机器人沿着所述一对水平导轨行进时，所述第二组轮中的至少一个轮保持空转。

15.根据权利要求7所述的移动机器人，还包括用于驱动所述第一多个轮中的至少一个轮和所述多个驱动齿轮中的至少一个驱动齿轮的驱动电机。

16.根据权利要求7所述的移动机器人，其中，所述一对驱动齿轮是倾斜的，以便于轴向移动成与所述一对垂直导轨上的齿条接合。

17.一种自动存储和检索系统，包括：

水平平台；

靠近水平平台的一个或多个垂直存储架，所述一个或多个存储架的垂直存储架包括至少一对轨道，其彼此间隔开并且在垂直存储架的多个水平之间延伸；

靠近水平平台的工作站，配置成允许拾取器将物品转移到工作站处的容器和从工作站处的容器转移物品；

移动机器人，包括：

多个水平牵引驱动器，配置成围绕水平平台在至少两个非平行方向上驱动移动机器人，以使移动机器人进出工作站以便将容器转移到工作站和从工作站转移容器，以及多个垂直牵引驱动器，配置成沿着成对轨道驱动移动机器人；

其中，所述工作站包括轨道，所述轨道配置成允许移动机器人从第一水平移动到第二水平，第二水平在与第一水平不同的高度处，拾取器在所述第一水平或第二水平将物品转移到工作站处的容器和从工作站处的容器转移物品。

18.根据权利要求17所述的自动存储和检索系统，其中，所述移动机器人的垂直牵引驱动器接合所述工作站中的轨道，以使移动机器人在所述第一和第二水平之间移动。

19.根据权利要求17所述的自动存储和检索系统，其中，所述工作站的轨道包括在所述第一和第二水平之间横穿的倾斜斜坡。

20.根据权利要求17所述的自动存储和检索系统，其中，所述斜坡使移动机器人和容器在所述第二水平朝向所述拾取器倾斜。

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