CN115258478A - 仓储单元以及仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种仓储系统。前述仓储系统基于多个货架而建且各货架分为多个层。前述仓储系统包括多个通道组、至少一升降梯、至少一个搬运车以及多个支道。多个通道组分别对应各货架的多个层进行设置并环绕多个货架。至少一升降梯设置于多个通道组中至少一通道组的设定位置。至少一个搬运车在多个通道组间以及至少一升降梯间进行移动。多个支道分别设置在多个通道组旁，且各支道与对应的通道组相连，以提供至少一个搬运车移动空间。

Description

仓储单元以及仓储系统

技术领域

本发明涉及一种自动仓储系统，且特别是有关于一种基于既有货架建置的自动仓储系统。

背景技术

现有的自动仓储系统分为立体式仓储系统以及平面式仓储系统。立体式仓储系统例如“AutoStore系统”。不同于传统的货架，AutoStore系统的仓储空间由多个用以存放货物的储货格堆积而成，且储货格与储货格之间几乎没有间隙。藉此，可以形成巨大、高密度的立体式仓储系统。一组机器人在立体式仓储系统的顶部的轨道上移动。每个机器人配有伸缩式提升装置，能将下方储货格中的料箱抓取到立体式仓储系统的顶部。然而，若机器人欲抓取最底部的料箱，则需先将其上方的所有料箱先移出。因此，立体式仓储系统虽然具有节省空间(空间利用率高)的优点，但其出货周转率远低于平面式仓储系统。

平面式仓储系统例如为电商平台亚马逊(Amazon)所采用的“kiva系统”。kiva系统使用大量的活动货架，每个活动货架由多个堆栈的小舱匣(pods)组成。机器人可进入活动货架的下方以将其顶起移动至工作站以供挑货员(pickers)进行挑货。平面式仓储系统的优点在于出货周转率高，但其缺点在于所占用的平面面积相当大(空间利用率低)。另一个缺点在于，无论是采用立体式仓储系统还是平面式仓储系统，都需要将既有的货架结构大幅度修改或弃置，以重新建置专用的货架，如前述的立体式储货格以及活动货架。因此，需要花费不小的成本在重新建置货架上。

因此，有必要提出一种解决方案，以在考虑到建置成本的前提下，还能够兼顾空间利用率以及出货周转率。

发明内容

本发明提供一种仓储单元以及仓储系统，以兼顾建置成本、空间利用率以及出货周转率。

本发明提出一种仓储系统。前述仓储系统基于多个货架而建且各货架分为多个层。前述仓储系统包括多个信道组、至少一升降梯、至少一个搬运车以及多个支道。多个通道组分别对应各货架的多个层进行设置并环绕多个货架。至少一升降梯设置于多个信道组中至少一信道组的设定位置。至少一个搬运车在多个通道组间以及至少一升降梯间进行移动。多个支道分别设置在多个通道组旁，且各支道与对应的通道组相连，以提供至少一个搬运车移动空间。

本发明提出一种仓储单元。前述仓储单元基于一个货架而建且前述货架分为多层。前述仓储单元包括多层信道以及多层支道。多层通道分别对应货架的多层进行设置且环绕货架。多层支道分别与多个层通道连接。

本发明提出一种仓储系统，包括多个前述仓储单元。仓储系统还包括至少一升降梯以及至少一搬运车。前述至少一升降梯分别设置于多个仓储单元中至少一仓储单元的设定位置，以连接对应的仓储单元的多层信道。前述至少一搬运车用以在各仓储单元的多层信道以及前述至少一升降梯进行移动。

基于上述，本发明的仓储系统是基于既有的货架而建立的。因此，可以省去重新架设专用货架的支出成本。并且，通过通道组与支道的设置，可以提高出货周转率，并同时兼顾空间利用率。

附图说明

图1示出传统的仓储系统的结构示意图。

图2示出本发明一实施例的仓储系统的立体视图。

图3示出本发明一实施例的仓储系统的俯视图。

图4示出本发明一实施例的仓储系统的俯视图。

图5示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。

图6示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。

图7示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。

图1示出传统的仓储系统的结构示意图。请见图1，传统的仓储系统包括多个货架，例如货架110_1～110_4。每个货架具有两排储货空间，并且每排储货空间又分为多层，如货架110_1的层L1～L4所示。货架上的货物可以由人工手动方式或以人工驾驶搬运车的方式来拿取。

本发明的一个重点在于，仓储系统是基于既有货架而建。图2示出本发明一实施例的仓储系统的立体视图。请见图2，仓储系统100由多个仓储单元100’所组成。在本实施例中，每个仓储单元100’包括既有的一个货架(如货架110_1)，且前述货架分为多个层(如层L1～L4所示)。各货架的各层的储物空间用以存放多个储物箱160。多个通道组120分别对应货架110_1的多个层而设置，以环绕货架110_1。各通道组120包括通道121～124。对货架110_1的层L1而言，通道121与122朝方向D1延伸并分别设置于层L1的第一侧与第二侧。通道123与124朝方向D2延伸并分别设置于层L1的第三侧与第四侧。其中，第一侧相对于第二侧，且第三侧相对于第四侧。货架110_1的层L2～L4的通道架构亦是如此。

请继续参见图2，相邻的两个仓储单元100’的各层通过连接桥150相互连通。详细来说，货架110_1的层L1通过连接桥150与货架110_2的层L1连接，货架110_1的层L2通过连接桥150与货架110_2的层L2连接，以此类推。升降梯130_1可设置于各货架的至少一通道的特定位置。在本实施例中，每个货架(110_1～110_4)皆配置有一台升降梯(130_1～130_4)，并且各升降梯设置于对应货架的通道123旁。然而，升降梯的数量也可少于货架的数量。在其他实施例中，可以是数个货架共享一台升降梯。多个搬运车140通过升降梯130_1与多个通道移动于各货架的各层之间。搬运车140可被调度以在一时间点执行前进、后退、转向、曲线式移动或侧向移动的动作。多个搬运车140并可通过地面的多个导引标记101往返于拣货区(未示出)与各货架间。

在本实施例中，导引标记101可以是二维码。然而本发明不以此为限，在一实施例中，导引标记101可以是激光反射板。搬运车140上的激光定位装置可发射激光束，并通过根据激光反射板的反射信号来定位当前位置。在其他实施例中，还可以通过于地面架设轨道、视觉导航、惯性导航等方式来引导搬运车140移动。可以通过人工方式或输送带模式于拣货区进行拣货。在一实施例中，搬运车140不需要下到地面才能到达拣货区。在前述实施例中，可以通过架设空中轨道的方式，使搬运车140往返于任意货架的任意层与拣货区之间。

图3示出本发明一实施例的仓储系统的俯视图。图3中各组件的说明可参照图2所示同名组件，于此不再赘述。请见图3，在本实施例中，搬运车140被控制以单一方向移动于各货架的各层的通道121、122与124上，而于通道124上则可以双向移动。进一步地，由于各货架的各层的通道121、122与124仅容许搬运车140单向通行，因此各货架的各层的通道121、122与124的宽度可设计为单一车道的宽度(单向单道)。相对地，各货架的各层的通道124可以设计为两个车道宽度(双向双道)。藉此，通过限制通道的通行方向，可以将通道宽度(与仓储系统100的占地面积相关)减到最低，以提高空间利用率。在另一实施例中，各货架的各层的通道124仍可以是一个车道的宽度(双向单道)，并使搬运车140根据中央调度系统(未示出)的调度而不至于相碰于通道124上。其中，中央调度系统通过无线网络以调度多个搬运车140。

图4示出本发明一实施例的仓储系统的俯视图。图4所示实施例延续于图3。相较于图3，图4所示实施例还设有多个支道170与多个连接桥180。请见图4，以货架110_1为例，货架110_1的第N层的通道121与通道122之间更以支道170相连通。在本实施例中，N为正整数且1≦N≦4。支道170可以设置在货架110_1于方向D1的1/2长度的地方。在其他实施例中，支道170可以任置在任意地方，例如设置在货架110_1于方向D1的2/3长度的地方。支道170可设计为单一车道宽度且容许搬运车140双向通行(双向单道)。然而本发明不以此为限，在其他实施例中，支道170也可设计为两个车道宽度(双向双道)。搬运车140可以经由支道170往来通道121与通道122之间。如此一来，出货周转率可被提升。

此外，支道170除了可以提供连通通道121与通道122的功能外，还可做为搬运车140移动时的等待区。在一操作情境中，搬运车140可移动到支道170内，以使其他搬运车140先通行。进一步地，支道170还可设置充电装置(未示出)，以提供搬运车140移入时进行充电。

请见图4，以货架110_1与110_2为例，除了连接桥150之外，货架110_1的第N层的通道122与货架110_2的第N层的通道121之间还可通过连接桥180相连接。连接桥150可设计为双向单道或双向双道。连接桥180的设置位置可根据实际需求来决定，而不限于图4所示设置位置。藉此，出货周转率可进一步被提升。并且，本发明的仓储系统不仅可以于方向D2上连接并排的多个仓储单元，更可于方向D1上并接更多的仓储单元。如图4所示，仓储系统100可进一步与具有相同结构的仓储系统200并接。

图5示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。各货架的各层的储物空间用以存放多个储物箱160。为方便说明，图5仅绘示出一个储物箱160。请见图5，储物箱160的四个脚将储物箱160的底部架高并形成可供搬运车140进出的一底部空间。搬运车140具有顶升装置，以在进入储物箱160的底部空间时将储物箱160顶高以便搬运储物箱160。搬运车140的尺寸需与储物箱160的底部空间的大小相配合。在本实施例中，储物箱160的材质可以是塑料，并且其长、宽与高可以分别是60公分、41公分与30公分。搬运车140的长、宽与高可以分别是30公分、30公分与9公分。然而，本发明不以此为限。在其他实施例中，储物箱160与搬运车140也可以是其他尺寸。

图6示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。与图5不同的是，图6所示储物箱160的底部不包含四个脚。货架各层的层板上可设有脚架190_1与190_2。如图6所示，以侧视的角度来看，脚架190_1与190_2皆具有缺口，且两者的缺口相对。简单来说，以侧视的角度来看，脚架190_1与190_2分别呈现“[”形与“]”形。脚架190_1与190_2共同形成可供搬运车140移入的空间(同样可视为储物箱160的底部空间)。类似地，搬运车140具有顶升装置，以在进入脚架190_1与190_2形成的前述空间时，将储物箱160顶高以便搬运储物箱160。其中，搬运车140的尺寸需与前述空间的大小相配合。

图7示出本发明一实施例的储物空间的结构示意图。图7与图6的差异仅在于，图7的脚架190_1与190_2所承载的是栈板161，而非储物箱160。栈板161用以承载货物162。当搬运车140进入脚架190_1与190_2形成的前述空间时，搬运车140通过其顶升装置将栈板161连同货物162一起顶起，藉此搬运货物162。

在一实施例中，本发明的出货流程可包括以下步骤：由中央调度系统调度搬运车140，以经由升降梯与通道到达指定货架的指定层的指定地点(例如图5所示储物箱160的前方)；由中央调度系统调度搬运车140以在指定地点顺时针或逆时针地旋转90度，并移入例如储物箱160的底部空间；由中央调度系统调度搬运车140后退以移出例如储物箱160的底部空间并重回前述指定地点；由中央调度系统调度搬运车140顺时针或逆时针地旋转90度后前进，以经由升降梯与通道到达地面；以及搬运车140接受中央调度系统的调度，通过识别地面的导引标记以到达拣货区。搬运车140可于移动途中接受中央调度系统的调度以通过支道和/或连接桥道达其他通道。搬运车140可于移动途中接受中央调度系统的调度以进入支道以执行充电动作。

在一实施例中，本发明的入库流程可包括以下步骤：

在搬运车140将储物箱160运送至拣货区后，搬运车140根据中央调度系统指示将储物箱160运回至指定储存空间，其中此指定储存空间由中央调度系统根据仓库的当前库存状况以及出货订单状况而被动态地决定，以达到系统最优化目的；搬运车140经由地面的导引标记将储物箱160运送至位于地面层的升降梯，并经由升降梯以及通道，以将储物箱160运送至指定货架的指定层的指定地点；搬运车140于指定地点原地顺时针或逆时针旋转90度后移入指定储存空间，以将储物箱160放至指定库位；以及由搬运车140发送任务完成的通知给中央调度系统。类似地，搬运车140可于移动途中接受中央调度系统的调度以通过支道和/或连接桥道达其他通道。搬运车140可于移动途中接受中央调度系统的调度以进入支道以执行充电动作。在一实施例中，搬运车140可进一步接受中央调度系统的调度以将出货率高的货物移转至离拣货区较近的货架。

综上所述，本发明的仓储系统是基于既有的货架而建立的。因此，可以省去重新架设专用货架的支出成本。并且，通过通道组、支道以及连接桥的设置，可以提高出货周转率，并同时兼顾空间利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (25)

1.一种仓储系统，其特征在于，基于多个货架而建且所述多个货架的各货架分为多个层，所述仓储系统包括：

多个通道组，分别对应所述各货架的所述多个层进行设置并环绕所述多个货架；

至少一升降梯，设置于所述多个通道组中至少一通道组的设定位置；

至少一个搬运车，在所述多个通道组间以及所述至少一升降梯间进行移动；以及

多个支道，分别设置在所述多个通道组旁，所述多个支道的各支道与对应的通道组相连，以提供所述至少一个搬运车移动空间。

2.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述各支道连接于对应的通道组中的第一通道与第二通道之间。

3.根据权利要求1所述的仓储系统，还包括多个连接桥，其中所述多个连接桥的各连接桥连接位于同层的两个通道组，且前述两个通道组分别对应所述多个货架中的两个货架设置。

4.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述多个通道组的各通道组具有相连的第一通道、第二通道、第三通道以及第四通道，其中所述第一通道与所述第二通道沿第一方向延伸，所述第三通道与所述第四通道沿第二方向延伸。

5.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一升降梯的数量为多个，且分别对应所述多个通道组设置。

6.根据权利要求4所述的仓储系统，其特征在于，其中所述各通道组的所述第一通道、所述第二通道以及所述第四通道提供所述至少一个搬运车单向地移动，且所述各通道组的所述第三通道与对应的所述支道提供所述至少一个搬运车双向地移动。

7.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，还包括至少一充电装置，分别设置于所述多个支道中至少一支道上，以提供所述至少一个搬运车移入时进行充电动作。

8.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一个搬运车被控制以在一个时间点执行前进、倒退、转向、曲线式移动或侧向移动。

9.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一个搬运车中的每一个包括顶升装置，用于在移动至所述各货架上的储物箱的底部空间时，通过所述顶升装置顶起所述储物箱并进行搬运。

10.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一个搬运车中的每一个包括顶升装置，用于在移动至所述各货架上的栈板的下方空间时，通过所述顶升装置顶起所述栈板以搬运所述栈板。

11.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，还包括铺设于地面的多个导引标记，所述至少一个搬运车根据所述多个导引标记往返于拣货区以及所述多个货架之间。

12.根据权利要求1所述的仓储系统，其特征在于，还包括：

中央调度系统，用以通过无线网络控制所述至少一个搬运车的移动状态以及动作路径。

13.一种仓储单元，其特征在于，基于一个货架而建且所述一个货架分为多层，所述仓储单元包括：

多层通道，分别对应所述一个货架的所述多层进行设置且环绕所述一个货架；以及

多层支道，分别与所述多层通道连接。

14.根据权利要求13所述的仓储单元，其特征在于，其中所述多层通道的各层通道包括分别位于所述一个货架的第一侧与第二侧的第一通道与第二通道，以及位于所述一个货架的第三侧与第四侧的第三通道与第四通道，其中所述第一侧相对于所述第二侧，所述第三侧相对于所述第四侧，并且所述多层支道的各层支道设置于对应的层的所述第一通道与所述第二通道之间以连通所述第一通道与所述第二通道。

15.根据权利要求13所述的仓储单元，其特征在于，还包括至少一充电装置，分别设置于所述多层支道中的至少一层支道上。

16.一种仓储系统，其特征在于，包括多个根据权利要求13所述的仓储单元，所述仓储系统还包括：

至少一升降梯，分别设置于所述多个仓储单元中至少一仓储单元的设定位置，以连接对应的仓储单元的所述多层通道；以及

至少一搬运车，用以在仓储单元的各仓储单元的所述多层通道以及所述至少一升降梯进行移动。

17.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，还包括：

多个连接桥，用以连接所述多个仓储单元。

18.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，其中所述各仓储单元的所述多层通道的各层通道包括分别位于对应的货架的第一侧与第二侧的第一通道与第二通道，以及位于对应的货架第三侧与第四侧的第三通道与第四通道，其中所述第一侧相对于所述第二侧，所述第三侧相对于所述第四侧，且所述多层支道的各支道设置于对应的所述层的所述第一通道与所述第二通道之间以连通所述第一通道与所述第二通道。

19.根据权利要求18所述的仓储系统，其特征在于，其中所述各仓储单元的所述多层通道的各层通道的所述第一通道、所述第二通道以及所述第四通道提供所述至少一搬运车单向地移动，且所述各仓储单元的所述各层通道的所述第三通道以及对应的所述层支道提供所述至少一搬运车双向地移动。

20.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，还包括至少一充电装置，分别设置于所述多层支道中的至少一层支道上，以在所述至少一搬运车移入时进行充电动作。

21.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一搬运车被控制以在一个时间点执行前进、倒退、转向、曲线式移动或侧向移动。

22.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一个搬运车中的每一个包括顶升装置，用于在所述至少一个搬运车移动至各所述货架上的储物箱的底部空间时，通过所述顶升装置顶起所述储物箱并进行搬运。

23.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，其中所述至少一搬运车中的每一个包括顶升装置，用于在所述至少一搬运车移动至所述货架上的栈板的下方空间时，通过所述顶升装置顶起所述栈板以搬运所述栈板。

24.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，还包括铺设于地面的多个导引标记，其中所述至少一搬运车根据所述多个导引标记往返于拣货区以及所述货架之间。

25.根据权利要求16所述的仓储系统，其特征在于，还包括：

中央调度系统，用以通过无线网络控制所述至少一搬运车的移动状态以及动作路径。

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