CN115461283A - 自动化存储系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于负载处理装置的驱动带组件，该驱动带组件包括：驱动带；驱动轮；一个或一个以上从动轮；张紧工具，该张紧工具包括第一张紧臂和和第二张紧臂，第一张紧臂具有位于弯头上方的固定端和枢轴附接于弯头处的可转动远端，其中第一张紧臂可相对于驱动轮和从动轮水平位移，其中驱动带在第一和第二张紧臂的周围走线并且第一和第二张紧臂被设置为对驱动带施加压力以使驱动带张紧。

Description

自动化存储系统和装置

技术领域

本发明涉及自动存储系统装置。本发明更具体的涉及但不限于在存储系统上运行的负载处理装置，该存储系统具有堆叠的存储箱，堆叠位于网格结构内。

背景技术

处理成列堆叠的容器的方法几十年来是广为人知的。一些此类系统，如授予Bertel的US2,701,065专利中所描述的实施例，包括成列设置的独立堆叠以减少与存储此类容器相关的存储容量的同时还可在有需要时存取特定容器。通过提供较复杂的、可被用于将指定容器堆叠在堆叠中或从堆叠移除指定容器的吊升机构来实现对指定容器的存取。但是，此类系统的成本在很多情况下都不实用，并且它们主要被商用于存储和处理大型货运容器。

使用独立容器堆叠并提供取回和存储特定容器的机构的概念已经得到进一步发展，例如授予Cimcorp公司的EP0767113B专利。EP’113专利公开了矩形管形态的自动负载处理器来移除复数个堆叠容器的机构，该矩形管被下降至容器的堆叠周围并被配置为能够抓取堆叠中任意一层的容器。以这种方式，若干个容器可从堆叠中被一次性提起。可移动管可被用于将若干个容器从一个堆叠的顶部移动至另一个堆叠的顶部，或将容器从堆叠移动至外部地点或反之。此类系统在单个堆叠中的所有容器都包含相同产品(被称为单一产品堆叠)的情形中特别有用。

在EP’113所描述的系统中，管的高度必须与大型容器堆叠的高度至少相同，从而在单次操作中也可以抽取最高的容器堆叠。相应地，在被用在封闭空间如仓库中时，堆叠的最大高度受限于容纳负载处理器的管的需求。

EP 1037828 B1 (Autostore公司)描述了容器堆叠设置在框架结构内的系统。这种类型的系统在附图1-4中进行了示意性展示。自动负载处理装置可在堆叠最上表面上在轨道系统的堆叠周围可控地被移动。

奥卡多创新有限公司提交的第GB2520104A号英国专利申请中描述了一种负载处理装置，其中每个自动负载处理器仅覆盖一个网格空间，从而实现高密度的负载处理器，并因此在指定尺寸的系统中实现高吞吐量。

在上述已知的自动拣选系统中，自动负载处理装置在构成网格的轨道系统的堆叠的顶部周围可控地被移动。指定负载处理装置从堆叠中提起箱子，被提起的容器含有履行顾客订单所需的库存物品。容器被送至拣选站，在拣选站从箱子中人工取出所需的库存物品并将其放在配送容器中，配送容器构成顾客订单的一部分并被人工填充已在适当的时间发出。在拣选站，物品也可通过适合此类工作的工业机器人拣选，例如奥卡多创新有限公司提交的第GB2524383B号英国专利申请中所描述的那种。

如图1和图2所示，可堆叠存储容器(被称为箱子10)被堆叠在彼此顶部以构成堆叠12。堆叠12被设置在仓储或制造环境中的框架14中。图1是框架14的示意性立体图，而图2是显示了设置在框架14内的单个箱子10堆叠12的平面图。每个箱子10通常盛放复数个产品或库存物品，并且箱子10内的库存物品取决于应用场景可以是相同的产品类型，也可以是不同的产品类型。另外，箱子10可被物理分隔以容纳复数个不同的库存物品。

框架14包括支撑水平件18、20的复数个竖直件16。第一组平行水平件18被设置为垂直于第二组平行水平件20以构成由竖直件16支撑的复数个水平网格结构。构件16、18、20通常由金属制成。箱子10被堆叠在网格框架结构14的构件16、18、20之间，使得网格框架结构14防止箱子10的堆叠12出现水平移动，并引导箱子10进行垂直移动。

框架14的顶层包括设置为跨越堆叠12顶部、成网格状设置的轨道22。同时参见图3和图4，轨道22支撑复数个自动的负载处理装置30。平行轨道22的第一组22a引导负载处理装置30沿第一方向(X)跨越框架14的顶部移动，平行轨道22的第二组22b被设置为垂直于第一组22a并引导负载处理装置30沿垂直于第一方向的第二方向(Y)移动。通过这种方式，轨道22使负载处理装置30能在X-Y平面中进行二维横向移动，从而使负载处理装置30可被移入任一堆叠12上方的位置。

每个负载处理装置30包括载具32，其被设置为于堆叠12的上方在框架14的轨道22上沿X和Y方向行进。第一组轮34由位于载具32的前部的一对轮34和位于载具32的后部的一对轮34组成，其被设置为与轨道22的第一组22a的两根相邻轨道接合。类似的，第二组轮36由载具32的每一侧的一对轮36组成，其被设置为与轨道22的第二组22b的两根相邻轨道接合。每一组轮34、36都可被升高和降低，使得无论是第一组轮34还是第二组轮36都可在任意一个时间与相应的轨道组22a、22b接合。

当第一组轮34与第一组轨道22a接合并且第二组轮36从轨道22被提起时，轮34可被套在载具32中的驱动机构(未示出)驱动使负载处理装置30沿X方向移动。要使负载处理装置30沿Y方向移动，就要将第一组轮34从轨道22提起并使第二组轮36降低与第二组轨道22a接合。然后驱动机构可被用于驱动第二组轮36以实现沿Y方向移动。

通过这种方式，一个或一个以上自动负载处理装置30可在集中控制设备(utility)(未示出)的控制下如图4所示在框架14上的堆叠12的顶部表面周围移动。每个自动负载处理装置30都配有用于将一个或一个以上箱子10从堆叠12中升起以存取所需产品的提升工具38。

载具32的主体包括腔40，腔40的尺寸能够盛放箱子10。提升工具38包括绞车工具和箱子抓手组件39。提升工具将箱子10从堆叠12升起放入载具32的主体内的腔40内。处于腔40中时，箱子10被提升离开下方的轨道，使得负载处理装置可横向移动至网格上的不同地点。到达目标地点(如另一个堆叠、存储系统中的存取点或传送带)时，箱子10可从腔中降下并从抓手组件39释放。

通过这种方式，可从网格和堆叠中的多个地点一次存取多个产品。

上述说明描述了与例如百货店相关的存储系统。图4显示了典型的此类存储系统，该系统具有在堆叠12上方的网格上活动的复数个负载处理装置30。

图1和图4显示了该存储系统内的堆叠12中的箱子10。应当理解，在任意指定存储系统中可以存在大量的箱子10，并且许多不同的物品可被存储在堆叠12中的箱子10中。每个箱子10可在单个堆叠12内包含不同类别的库存物品。

在上文以及奥卡多创新有限公司提交的第GB2517264A号英国专利申请(该申请在此通过引用方式纳入本申请)所描述的一个系统中，存储系统包括可进一步包括其中含有顾客订单的配送容器DT的一系列箱子10或可进一步包括或其中含有待拣选库存物品的箱子10。这些不同的箱子10或其组合可被包含在该存储系统中并被上文所述的自动负载处理装置30存取。

应当理解，自动化或半自动化存储和取回系统不局限于专用于百货店的系统。举例而言，该技术可被用于货运、包裹处理、载具停放、室内或水培温室和耕作、模块化建筑、自存储设施、货物处理、运输调度场、生产设施、托盘处理、包裹分类、机场物流(ULD)和一般物流，而这仅仅是其中一些可能的应用场景。应当理解，不同类型的存储和取回系统会具有不同的技术要求。

申请人针对该背景设计了本发明。

发明内容

本发明的各方面已列在权利要求中。

一个目的是提供轻量化的负载处理装置。另一个目的是提供低成本的负载处理装置。又一个目的是提供模块化负载处理装置，其维护简单或经济。

再一个目的是提供主要由可循环或环保材料制成的负载处理装置。

提供了用于提升和移动堆叠在网格框架(14)结构中的存储容器(10)的负载处理装置，网格框架(14)结构包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组平行轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被一组竖直物(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点供容器(10)堆叠在竖直物之间并被竖直物沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间，该负载处理装置包括：主体和变向组件，所述主体安装在第一组轮(116)和第二组轮上，第一组轮(116)被设置为与第一组平行轨路(22b)接合，第二组轮被设置为与第二组平行轨路(22a)接合，变向组件被设置为相对于主体升高或降低第一组轮和/或降低/升高第二组轮从而使轮与平行轨路接合或分开，其中变向组件包括具有至少一个可弹性形变构件的柔性机构，该至少一个可弹性形变构件被设置为在外加力的作用下移动，致使轮升高或降低。

提供了用于提升和移动堆叠在网格框架结构中的存储容器的负载处理装置，网格框架结构包括第一组平行轨道或轨路和第二组平行轨道或轨路，第二组平行轨道或轨路在大致水平的平面内大致垂直于第一组平行轨道或轨路延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被一组竖直物支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点供容器堆叠在竖直物之间并被竖直物沿垂直方向引导穿过复数个网格空间，该负载处理装置包括：主体和变向组件，所述主体安装在第一组轮和第二组轮上，第一组轮被设置为与第一组平行轨路接合，第二组轮被设置为与第二组平行轨路接合，变向组件被设置为相对于主体升高或降低第一组轮和/或降低/升高第二组轮从而使轮与平行轨路接合或分开，其中变向组件包括联动装置(linkage-set)，所述联动装置具有设置在移动部(traveller)和固定支架(fixed brace)之间的一系列构件，其中所述移动部被设置为在外加力的作用下移动，致使轮升高或降低。

应当理解，所述一系列构件中的每一个都可以是相同的。因此，当移动部相对于固定支架移动时，每个构件将进行相似的移动。应当理解，联动装置可以看作在移动部和固定支架之间的一个构件。但是，通常这一系列构件可包括两个或两个以上构件或腿部。移动部和固定支架的每一端之间会有一个腿部来防止该构造扭曲。通常这一系列构件可包括五个构件。应当理解，可以根据变向组件的要求以及移动部和固定支架上的长度及空间使用任意数量的构件。

第一组轮和第二组轮可相对于彼此被独立驱动。当负载处理装置被驱动时，仅有一组轮与网格接合，从而仅仅通过驱动与轨路接合的那组轮就使负载处理装置沿着轨路向网格上的任意一点移动。

包括柔性机构或联动装置的变向组件的优点在于它可以可靠地接合适当的成组轮，从而在网格上和网格周围沿x和y方向有效且高效地正向和反向操控负载处理装置，以到达每个网格空间并在网格上运行的其它装置周围移动。柔性机构或联动装置对于变向组件而言的另一个优点是因为利用材料特性可使变向组件轻量化。

变向机构可连接至第一组轮和第二组轮。相应的，通过选择性运行一组轮或另一组轮，负载处理装置能够移动至网格上的任意位置。

连锁装置可为包括柔性机构的一系列可弹性形变构件，或者其中联动装置是一系列枢轴连接的刚性体构件。该一系列构件中每一个都可包括枢轴连接的两部分联动环节(linkage)。联动装置的构件之间的关节(joints)旋转受限。

通过这种方式，该一系列构件可围绕一个枢轴点、关节或铰合部(hinge)转动直至被阻止或受限，然后围绕第二枢轴点、关节或铰合部运动。应当理解，连锁环节可包括超过两个关节。有利的方面是，该一系列构件的运动可被设计为通过调整两部分连锁环节的每一部分之间的长度以及通过调整转动限制来管理实现相对于成组轮位置或负载处理装置的一些其它部分变向的功能所需的力。通过管理实现变向功能所需的力，能够管理负载处理装置的部件的磨损。反过来，这导致装置更加可靠，需要更少的维护或更少的替换部件。

上支架可相对于下支架水平放置，相应地上支架也可被称为移动部。

柔性机构可在处于中性构型(configuration)时是稳定的，并且柔性机构可在至少另一个构型时也是稳定的。类似的，联动装置可在处于中性构型和至少另一个构型时是稳定的。

通过这种方式，变向组件具有“优选的”构型或位置，如果移除形变力，联动装置或柔性机构会倾向于停靠于或移动至该“优选的”构型或位置。这使选定第一组轮、第二组轮或同时选定第一组轮和第二组轮成为可能。有利的方面是，负载处理装置可被设置为移动至默认位置。有利的方面是，该默认位置可被动地（即无需输入地）就自动将负载处理装置放入“安全”状态。

联动装置和柔性机构可在第一组轮与轨路接合或第二组轮与轨路接合时处于稳定构型中。或者，联动装置和柔性机构可在第一组轮与轨路接合并且第二组轮与轨路接合时处于稳定构型中。因此，联动装置和柔性机构可具有三种稳定构型：每组轮单独与轨路接合时的稳定构型以及第一组和第二组轮同时与轨路接合时的稳定“停靠”构型。

变向组件可包括每组轮至少一个联动装置或柔性机构。联动装置或柔性机构可被机械连接，以在构型之间协调移动。机械连接可以为连接两个或两个以上联动装置的带，任选地其中所述带环绕(circumnavigate)负载处理装置的主体。或者，该机械连接可以为链。因此，可以确保每组轮被协调调度。这可以防止负载处理装置主体倾斜并因此在变向操作中辅助保持负载处理装置被包围在单个空间的允许范围(tolerance)内。相应地，这降低了因为其它负载处理装置在相邻轨路上操作而导致的碰撞风险。应当理解，可以使用任意数量的连锁装置或柔顺机构来使变向组件以需要的动作进行如本发明所述的操作。应当理解，负载处理装置的第一对相反侧面应当一起运行，而垂直的第二对相反侧面应当与第一对侧面相反地运行。因此，第二对侧面上的联动装置或柔性机构可以相对于第一对侧面上的柔性机构是反向的。

至少一个弹性形变构件可以为铰链，而柔性机构可包括通过铰链与上支架和下支架相连的一系列主干部分。铰链可包括分枝部分或弹簧部分。应当理解，可以使用具有所需特性的任何其它类型的铰链来实现所需的柔性机构动作。

因此，柔性机构被设置为优先在形态的特定点弯曲(bend)或弯屈(flex)。反过来，这促进了柔性机构的特定机械动作或动态机械动作。铰链可被设计为具有比主干薄的部分。

如上文所述，柔性铰链可被另一种类型的铰链替代。举例而言，柔性机构的“活动”铰链可被设置为复制相似动作的枢轴连接刚性构件所替代。枢轴连接可为铰链。枢轴连接刚性构件可为联动装置。

每个联动装置或柔性机构可包括具有第一种类型的铰链的至少一个主干部分和具有第二种类型的铰链的至少一个主干部分。

通过这种方式可以实现联动装置或柔性机构的复杂动作。第一种类型的铰链可展示一种类型的动作，而第二种类型的铰链可展示与之不同的第二种动作。使用具有不同动作特性的一系列柱或主干的联动装置或柔性机构可展示动作特性的组合。

在使用中，举例而言，当上支架或移动部沿相对于下支架的第一方向移动时，具有第一种类型的铰链的主干部分可以x方向稳定构型与上下支架接合，和/或当上支架或移动部沿相对于下支架的第二方向移动时，具有第二种类型的铰链的主干部分可以y方向稳定构型与上下支架接合。

变向机构可被单个电机驱动。

通过这种方式，可使用单个电机来改变负载处理装置的移动方向。应当理解，电机可被替换为其它启动工具，如螺线管、液压工具、气动工具、伺服工具、固态启动工具等。有利的方面是，其可以降低总体成本以及负载处理装置的重量。

变向机构可被超过一个电机驱动。变向机构的每个单独柔性机构都可由电机驱动。

通过这种方式，负载处理装置可具有一些冗余，从而使负载处理装置即使出现部分故障也可继续运行，并因此防止网格上的负载处理装置的全部无法被操控。

有利的方面是，提供更加强劲的变向机构。有利的方面是，其降低单个负载处理装置以及整个存储和取回系统的停工时间。

联动装置或柔性机构可由塑料、聚合物塑料、热固性塑料、热塑性塑料、金属、铝、铝合金、铁、铁合金、钢、钢合金、镁、镁合金、钛、钛合金、锌、锌合金、纤维增强复合物、碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、天然纤维、植物纤维、塑料纤维、纸、纸板、橡胶、环氧树脂或尼龙制成。

联动装置或柔性机构可通过3D打印获得。通过这种方式，可实现更加传统的生产形态无法实现的形态。有利的方面是，联动装置或柔性机构可按需打印或在需要该部件的地点附近的3D打印设备打印，从而减少将部件运送至所需地点的物流成本。应当理解，本发明所提及的3D打印更笼统地被称为增材制造，涉及一层一层地添加材料。

联动装置或柔性机构可被大幅拓扑优化。通过这种方式，联动装置或柔性机构可被优化以减少所使用的材料的总量。或者，联动装置或柔性机构可被优化以保持在某些应力极限内以确保联动装置或柔性机构在运行温度范围内运行时处于疲劳极限以下。

应当理解，一组轮可相对于负载处理装置的骨架或主体固定，而另一组轮则相对于负载处理装置的主体被升高或降低。或者，应当理解，两组轮均不相对于负载处理装置的主体固定，并且第一和第二组轮被设置为相对于负载处理装置的主体沿相反的垂直方向一致移动。

因此，应当理解，变向机构可附接或连接至第一组轮和第二组轮，或者变向机构可仅仅附接至一组轮。

根据本发明的另一个具体实施方式，提供了改变负载处理装置行进方向的方法，该方法包括以下步骤：沿第一方向F₁将力施加到变向组件的移动部上，致使联动装置或柔性机构移动至x方向稳定构型，或沿第二方向F₂将力施加到变向组件的移动部上，致使联动装置或柔性机构移动至y方向稳定构型，或移除施加到变向组件的移动部上的力，致使联动装置或柔性机构移动至中性构型或不具有弹性存储能量的停靠构型(at restconfiguration).

因此，柔性机构可在稳定状态构型之间移动。

该方法可进一步包括以下步骤：接收来自集中控制设备的信号；基于接收到的信号控制变向组件以(a)使第一组轮与轨路接合；(b)使第二组轮与轨路接合；或(c)使第一和第二组轮与轨路接合以停放负载处理装置；以及任选地当第一或第二组轮与轨路接合时，正向或反向驱动该组轮以操控负载处理装置至集中控制设备所确定的网格上的位置。

因此，变向组件可被集中控制设备所控制并被用于接合集中控制设备所确定的成组轮。一旦(单一)成组轮已接合，集中控制设备就可驱动轮以操控负载处理装置。或者，负载处理装置可通过使两组轮同时接合以进行“停放”。

负载处理装置可进一步包括用于感应网格上位置的工具。负载处理装置可进一步包括用于提升存储容器的工具。负载处理装置可进一步包括用于运输已提升的存储容器至网格上某一位置的工具。负载处理装置可进一步包括用于识别各类存储容器的工具。负载处理装置还可进一步包括用于识别某种存储容器的工具。负载处理装置可自主移动，无需集中控制设备继续指引。负载处理装置可在存储系统的控制下远程操控。负载处理装置可进一步包括用于将信号发送至集中控制用具(utility)的工具并可在集中控制用具的控制下移动。负载处理装置可进一步包括用于为变向组件供电的工具。负载处理装置可进一步包括驱动组件。负载处理装置可具有带驱动轮。负载处理装置可进一步包括识别工具。

提供了用于改变负载处理装置的成组轮与轨路接合的方法，其中负载处理装置在包括轨路的网格框架(14)结构上运行。该方法包括以下步骤：沿第一方向F₁将力施加到变向组件的移动部上，致使联动装置或柔性机构移动至x方向稳定构型，或沿第二方向F₂将力施加到变向组件的移动部上，致使联动装置或柔性机构移动至y方向稳定构型，或移除施加到变向组件的移动部上的力，致使联动装置或柔性机构移动至中性构型。

该方法进一步包括以下步骤：接收来自集中控制设备的信号；基于接收到的信号控制变向组件以(a)使第一组轮与第一组平行轨路接合；(b)使第二组轮与第二组平行轨路接合；或(c)使第一和第二组轮与第一和第二组平行轨路接合以停放负载处理装置。

其中，当第一或第二组轮与轨路接合时，该方法进一步包括以下步骤：正向或反向驱动该组轮以操控负载处理装置至集中控制设备所确定的网格上的位置。

提供了用于负载处理装置的模块化组件的成套部件。该成套部件包括至少一个变向组件联动装置或柔性机构。

该成套部件可进一步包括：至少两个变向组件联动装置或柔性机构以及传送带；至少一个变向电机；和/或用于将变向组件连接至第一组轮和第二组轮的连接件。

该成套部件的至少一个部件可由3D打印而成。

该成套部件可进一步包括成组轮、驱动组件、抓手组件、提升组件、通信系统和/或感应工具中至少一个。

提供了基于网格的存储和取回系统，该系统包括网格框架(14)结构、网格框架结构上的至少一个负载处理装置以及用于控制所述至少一个负载处理装置的集中控制用具，网格框架(14)结构包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被一组竖直件(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点，供容器(10)堆叠在竖直件之间并被竖直件沿垂直方向引导穿过复数个网格空间。

至少一个负载处理装置可进一步包括通信工具；并且该存储系统的集中控制用具包括用于与至少一个负载处理装置上的通信工具通信的通信工具。

集中控制用具远程监控至少一个负载处理装置的情况。

如果检测到负载处理装置出现故障或失灵，可指示负载处理装置利用无故障和未失灵工具移动至维护区域或网格边缘。

集中控制用具可与在网格上运行的至少一个负载处理装置通信以指示负载处理装置移动至网格上的具体地点。

另外，可指示负载处理装置从堆叠提升容器并将该容器移动至网格上的另一个地点，和/或进一步指示负载处理装置将容器降低放入网格下方的堆叠位置。

提供用于提升和移动堆叠在网格框架(14)结构中的存储容器(10)的负载处理装置，该网格框架(14)结构上包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被成组竖直件(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点，供容器(10)堆叠在竖直件之间并被竖直件沿垂直方向引导穿过复数个网格空间，该负载处理装置包括：安装在第一组轮(116)和第二组轮(118)上的主体，第一组轮(116)被设置为与第一组平行轨路(22b)接合，第二组轮(118)被设置为与第二组平行轨路(22a)接合，其中第一和第二组轮(116、118)包括具有辐条的轮，辐条将轮辋连接至轮毂，并且其中所述轮至少可部分弹性形变。

轮辋和轮毂可由相对于所述辐条的材料具有刚性的材料制成。轮的辐条可被设置成网。轮的辐条网的一部分可被压缩。

轮可包括两层或更多层，其中具有径向辐条的第一类型层可与具有弯曲辐条的至少一个第二类型层层叠。这样，轮可包括轮组件。弯曲辐条可包括沿顺时针方向弯曲的第一组以及沿逆时针方向弯曲的第二组。第一类型层可被夹在两个第二类型层之间。

有利的方面是，轮被设计为轻量化、提供一些避震、为负载处理装置提供一些悬挂并减少轮胎磨损。该设置的另一个优势在于外层可弯出平面。这使得轮可以容忍例如轨路的未对齐部分以及轨路宽度在过渡部分变窄。弯出平面使轮在类似于形变较差的轮可能会试图将自己提升出轨路并脱轨的情形下挤压并短暂变窄。

轮可以显示特性的组合，其中每一层的特性都对轮的整体特性做出贡献。每一层可被设计为优化特定特性，并且轮或层叠或复合布置之后显示出这些层所具现的所有特性。

通过这种方式，轮显示了其特性，即有利地提供特定方向性刚度和强度同时仍能够吸收它们在轨路上移动而产生的一些振动。具体而言，辐条网的设计可使扭转刚度保持在特定范围内并因此防止负载处理装置移动中的不准确性。

通过这种方式，轮能够与轨路产生良好的牵引并减少轮滑移。这使得负载处理装置可被更加准确地在网格上进行位置控制，因为驱动移动导致负载处理装置的移动更加一致并可预测。

第二类型层的轮辋可包括用于容纳O形环的凹槽。

O形环在轮和轨路之间提供接触点。因此，第二类型层可具有轨路-轮接口的O形环。O形环通常由橡胶制成。这可为轮提供一定量的悬挂。O形环容易获得并可方便替换。应当理解，任何合适的材料和布置都可被用于提供牵引力，该牵引力在轮和轨路之间。举例而言，橡胶条可被附接至轮辋上。

轮的轮辋可包括用于容纳额外O形环的额外凹槽。举例而言，轮可包括用于容纳O形环的两个、三个或更多个凹槽。

能选择为轮在轮的宽度或深度上提供额外的O形环提供增加轮和轨路之间接触橡胶的机会。应当理解，轮可能在别的方面必须做修改以容纳用作额外O形环在轮辋周围所需的额外空间的空间。举例而言，可能需要提供不同的或改进的驱动布置。

额外的O形环及其所提供的成正比的额外接触区域更好地提供了能够在负载较重的情况下提供足够的抓地力(grip)的轮。通过这种方式，轮可与负载处理装置一起使用承载更大的负荷。反过来，这也例如提升了存储和取回系统的效率。

第一类型层可以为滑轮(pulley)并且其直径可小于第二类型层的直径，从而创造了可容纳驱动带的通道。第一类型层的轮辋可包括用于与驱动带配合的轮齿。

通过这种方式，第一类型层可被设置为不与轨路接触或连接，而是成为传动系的一部分。虽然第一类型层不与轨路接触或连接并因此不支撑负载处理装置，但是第一类型层可为轮提供轴驱动并支撑第二类型层。这样，组件的第一类型层可以是轮毂的一部分，而第二类型层安装在该轮毂上以进行轨路-轮接触。

通过这种方式，第一类型层可被驱动带驱动。驱动带与第一类型层或滑轮有隙啮合(mesh with)并可被用于驱动第二类型层或负载处理装置的轮以提供可操控性。在凹槽或通道中的驱动带的布置确保驱动带维持在正确位置以和轮齿有隙啮合。轮由驱动带滑轮驱动可意味着轮本身的设计有着更大的设计自由。每个层组合起来的特性以及第一类型层的滑轮/轮毂提供的直接驱动可以例如更好地以高位置精确度对轮进行驱动同时还能抵抗轨路中的阶跃变化。通过这种方式，轮可以使负载处理装置被驱动至具有复数个网格空间的网格框架上的具体地点。

轮辋侧面可与轮的平面成角度。

轮的最外表面可以成角度。通过这种方式，轮就不太可能在沿着轨路移动时脱轨。如果轮因例如网格空间之间的过渡部分的轨路上的隆起而弹起，轮辋面或侧面的角度可将车轮引导回原位并与轨路接触。

轮毂可包括轴承，其用于将轮可转动的安装至负载处理装置主体上的轴。

轮可由塑料、聚合物塑料、热固性塑料、热塑性塑料、金属、铝、铝合金、铁、铁合金、钢、钢合金、镁、镁合金、钛、钛合金、锌、锌合金、纤维增强复合物、碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、天然纤维、植物纤维、塑料纤维、纸、纸板、橡胶、环氧树脂或尼龙制成。

具体而言，辐条的材料是聚氨酯或尼龙，轮毂和轮辋的材料是尼龙，而O形环的材料是橡胶。

轮可通过3D打印获得。轮可被大幅拓扑优化。

通过这种方式，可以设计轮具有具体的特性。通过这种方式，轮可在需要该部件的地点或该地点附近打印，并避免复杂的供应链。

提供用于负载处理装置的驱动带组件，该驱动带组件包括：驱动带；驱动轮；一个或一个以上从动轮；张紧工具，该张紧工具包括第一张紧臂和第二张紧臂，第一张紧工具具有弯头(elbow)上方的固定端和枢轴附接至弯头的可转动远端，其中第一张紧臂可相对于驱动轮和从动轮水平位移，驱动带围绕第一和第二张紧臂走线(route)，并且第一和第二张紧臂被设置为对驱动带施加压力从而张紧驱动带。

驱动带组件，其中从动轮可相对于驱动轮在升高和降低构型之间沿垂直方向移动；并且其中张紧工具可具有分别与从动轮升高和降低构型对应的构型，并且张紧工具可在这些构型之间移动。

提供用于在网格框架存储结构上运行的负载处理装置，包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组平行轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被一组竖直物(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点供容器(10)堆叠在竖直物之间并被竖直物沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间，该负载处理装置包括主体，所述主体安装在第一组轮(116)和第二组轮上，第一组轮(116)被设置为与第一组平行轨路(22b)接合，第二组轮被设置为与第二组平行轨路(22a)接合，其中第一组轮(116)和第二组轮(118)被相应的驱动带驱动，其中第一组轮(116)和第二组轮(118)是从动轮。

负载处理装置可包括四个驱动带组件，所述四个驱动带组件被设置在负载处理装置的各个侧面以驱动相应的从动轮。

负载处理装置可进一步包括变向组件，变向组件被设置为相对于驱动轮升高或降低第一组轮和/或降低或升高第二组轮以使轮与平行轨路接合或断开，其中驱动带组件的张紧工具被设置为随着从动轮在升高、降低和停放构型之间移动使驱动带预张紧。

通过这种方式，驱动带组件可被张紧工具预张紧从而确保驱动带、驱动轮和从动轮之间的接合。应当理解，随着轮在降低和升高位置之间移动，如果没有张紧工具，那么驱动带的路径长度会发生变化并有可能变得松弛和滑动。驱动带以及更具体的张紧工具被设置为对带路径的长度变化进行补偿从而使驱动带的路径长度保持大致相同并确保带根据需要被张紧从而与驱动轮和从动轮保持进行驱动所需的接触。当从动轮处于升高位置时，围绕张紧工具的路径长度随着带在第一张紧臂的弯头上走线而增加驱动带的路径长度以对移动部座(traveller mount)和轮之间的垂直距离的减少进行补偿。有利的方面是，张紧工具大致防止驱动带变得松弛。有利的方面是，张紧工具可确保驱动带在被驱动时处于张紧状态，从而避免从动滑轮上的带滑动。如果不进行预张紧，那么驱动带可能会滑动而不与从动轮和驱动轮接合，或者由于与驱动轮的不良接合而受到磨损。

应当理解，驱动带的路径长度随着变向组件运行而发生变化可能不是线性的。路径长度的变化将取决于变向组件的几何形状。

预张紧是指张紧工具在被驱动以确保带不会相对于滑轮滑动前对驱动带施加的张紧量。在运行过程中，当带正在被驱动时，驱动带处于高张紧状态以将来自驱动滑轮的力传输至从动轮。带移动的速度是系统中电机和负荷的函数。

应当理解，驱动工具可为替代驱动带的链式驱动。在一些布置中，驱动带可以没有齿。

驱动带组件，其中从动轮和张紧工具在构型之间的移动可以以机械方式协调。

驱动带组件可进一步包括被设置为相对于驱动轮升高或降低从动轮的变向组件，其中驱动带组件的张紧工具被设置为随着从动轮在升高、降低和停放构型之间移动预张紧驱动带。

驱动带组件，其中张紧工具可机械连接至变向机构。

张紧工具可被设置为随从动轮移动。通过这种方式，前提是系统运转正常并且取决于轮的位置，驱动带总是被张紧工具张紧。

驱动带组件，其中从动轮在垂直方向的移动以及张紧工具的移动可通过同一致动器启动。

驱动带组件，其中可施加至驱动带的张紧力根据第一张紧臂和/或第二张紧臂的位置发生变化。

驱动带组件，其中变向需要峰值力可能与张紧需要峰值力的时间不同。

用于使从动轮垂直移动的变向电机也可被用于移动张紧工具。有利的方面是，张紧工具无需额外电机。

应当理解，启动变向机构所需的力和启动张紧工具所需的力随着时间会有所不同。由于张紧工具的几何设计，张紧工具需要峰值力的时间会比变向组件需要峰值力的时间稍微提前或延后。通过这种方式，张紧工具对致动电机施加额外负荷被控制为发生在变向组件对致动电机施加高负荷的瞬时时间之外，因此所需的电机尺寸不会因为张紧工具而增加。

应当理解，变向组件可由于从动轮和驱动轮之间垂直距离的变化对驱动带进行张紧。在一些情况下，轮座和“中环”或上支架/移动部座之间的距离可以暂时比当轮处于驱动位置时的长。应当理解，带在这种“隆起(bump)”上时会需要被拉伸，并且需要更大的电机以使其通过该“隆起”。有可能带会断裂。应当理解，张紧工具可仅仅通过在“隆起”后对带进行张紧来对此进行补偿。因此，这可能会避免带的磨损并防止因顺着涉及复杂且相互作用的变向以及带张紧布置的带路径前进而对电机造成的负担(strain)。

驱动带组件可进一步包括用于监控带张紧的感应工具并任选地可进一步包括用于调节带张紧的工具。

驱动带组件可进一步包括用于确定驱动带故障或失灵的感应工具。

通过这种方式，可监控驱动带的情况和驱动带的张紧。如果带被稍微拉伸，那么可通过调节带调节工具来使驱动带的路径长度增加相似的量。这使得“停靠状态”的张紧以及带路径或路线得到调整，而无需通过将带从负载处理装置上移除来进行替换或调整。另外，这允许对带进行微调。当负载处理装置在存储系统网格上运行时，可在驱动动作之间进行调整。当然，如果带显著拉伸，那可能会需要在维护区对负载处理装置进行维护时替换它。另外，感应工具也能够检测驱动带或驱动系统何时出现失灵。在运行时，由于负载处理装置通常每侧都会具有驱动带组件和张紧工具，因此即使一侧的带出现失灵，负载处理装置仍能通过其它组的从动轮被充分操作以返回网格的边缘或维护区以进行维修，而不是困在网格上并需要关闭至少部分网格来进行回收。

提供了用于提升和移动堆叠在网格框架(14)结构中的存储容器(10)的负载处理装置。该负载处理装置包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组平行轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被一组竖直物(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点供容器(10)堆叠在竖直物之间并被竖直物沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间，该负载处理装置包括：主体和抓手组件，所述主体安装在第一组轮(116)和第二组轮(118)上，第一组轮(116)被设置为与第一组平行轨路(22b)接合，第二组轮(118)被设置为与第二组平行轨路(22a)接合，抓手组件用于锁住(latching)存储容器(10)，其中抓手组件包括可在锁定构型和释放构型之间移动的可形变弯屈机构。

抓手组件可以自锁。

负载处理装置可抓住存储容器并提升存储容器。抓手组件在至少两个构型中是稳定的，并且至少在锁定构型中自锁。抓手在材料的疲劳极限以下运行并可在位置之间重复移动。通过这种方式，负载处理装置能够牢固可靠地抓住存储容器以提升和移动存储容器。

双稳定弯屈件可包括：致动器；具有钩接端的两个或两个以上抓手臂；以及一定数量的铰链布置，该一定数量的铰链布置对应于抓手臂的数量，其中每个铰链布置都是可形变的并将相应的抓手臂连接至致动器。铰链布置包括支点以及连接至支点各端的第一和第二可形变部。支点大致为三角形。处于锁定构型中时，支点与抓手臂接合并且柔性机构处于开放或宽状态；处于释放构型中时，铰链的第一和第二部弯屈并且柔性机构处于关闭或窄状态。

抓手臂的钩接端使抓手可锁住存储容器的配合部分，而支点意味着抓手不失灵弯屈件就无法移动通过稳定锁定位置。因此，抓手组件自身的构型确保了抓手可靠地固定至存储容器以提升和移动存储容器。

铰链布置可连接至抓手臂但与钩接端间隔开，并且支点可在第一和第二铰链布置之间的线上方延伸，或者支点在第一和第二铰链布置之间的线下方延伸。抓手组件可包括两个或两个以上弯屈机构。抓手组件可包括四个弯屈机构。

应当理解，具体布置将取决于抓手组件的预期用途，而预期范围不局限于本发明所公开的具体实施例。

负载处理装置可进一步包括用于提升存储容器的工具，其中用于提升存储容器的工具包括抓板并且抓手组件安装在抓板上。用于提升存储容器的工具可释放地安装在负载处理装置的骨架或主体上。提升带可附接至抓手臂。

弯屈机构可通过3D打印获得。

提供了使用负载处理装置的抓手组件的方法，其中当弯屈件被插入容器的配合凹陷时，弯屈件与容器接合并移动进入锁定构型。

当柔性机构处于锁定构型中并且致动力被施加至抓手组件上时，柔性机构可从锁定构型移动至释放构型。

提供用于负载处理装置的模块化组件的成套部件。该成套部件包括至少一个抓手组件弯屈件(flexure)。

通过以下说明其它变形和优点将变得显而易见。

附图说明

本发明将结合附图进行说明，其中：

图1是用于套住存储系统中的复数个箱子堆叠的框架结构的立体示意图；

图2是图1所示的框架结构一部分的俯视示意图；

图3(a)和3(b)是从用于与图1和图2的框架结构一起使用的自动负载处理装置的一种形态的后方和前方观察的立体示意图，而图3(c)是正在提升箱子的已知负载处理器装置的立体示意图；

图4是包括安装在图1和图2的框架结构上的如图3(a)、3(b)和3(c)所示类型的复数个负载处理器装置的已知存储系统的立体示意图；

图5是负载处理装置的示意图；

图6a-c是作为根据本发明的一个形态的变向组件的一部分、用于接合负载处理装置的第一和第二组轮的柔性机构联动装置的示意图；

图7a-c是显示了负载处理装置的立体图，其显示了柔性机构和轮处于与图6中的位置相似的位置；

图8a-c例举了用作变向组件一部分、处于中性或停靠构型、具有各种弯屈铰链布置的柔性机构的实施例；

图9a-b例举了用在变向组件中、处于第一和第二稳定构型的柔性机构；

图10a和图10b分别是具有用在负载处理装置上的辐条的轮的平面图和立体图；

图11a和图11b分别是用在负载处理装置上的轮的第一类型层的平面图和立体图；

图12a和图12b分别是用在负载处理装置上的轮的第二类型层的平面图和立体图；

图13a和图13b显示了用在负载处理装置上的轮的第二类型层的一部分的示意性力图；

图14显示了轮底盘；

图15显示了与成组轮一起使用的驱动组件；

图16显示了提升组件；

图17显示了另一种布置的提升组件；

图18a-c是 (a)处于锁定构型中、(b)正从锁定构型移动至释放构型以及(c)处于释放构型中的抓手组件的示意图；

图19a-b显示了处于(a)处于锁定构型中和(b)正处于释放构型中的抓手组件的示意性图例；

图20a-b例举了具有和没有已提升容器的负载处理装置；

图21是具有张紧工具的驱动组件的平面图；

图22是图21所示的驱动组件的立体图；

图23a-c是驱动组件和张紧工具的平面图，其中图23(a)中轮处于和轨路接合的位置，图23(b)中轮处于中性位置或停靠状态，图23(c)中轮升高或与轨路断开；

图24a-c是驱动组件和张紧装置的平面图，其例举了张紧工具和轮在停靠在表面上的负载处理装置上的相对位置，在图23(a)中y方向的轮降低至与表面接合的位置并且x方向的轮升高并与轨路断开，在图23(b)中轮处于中性位置或停靠状态，x方向和y方向的轮均与轨路接合，而在图23(c)中x方向的轮降低而y方向的轮升高；

图25例举了负载处理装置的平面图，其显示了驱动电机布置；

图26a和图26b分别是用在负载处理装置上的具有辐条的轮的俯视平面图和立体图，图26c是包括作为轮胎的复数个O形环的轮的侧视图；

图27a和图27b显示了晶格层类型的轮的一部分的示意性力图；

图28a显示了适于配合图26中例举的类型的轮的轮毂电机的平面图，而图28b显示了该轮毂电机的侧视图；

图29a和图29b分别是与装配至图28所例举的类型的轮毂电机的图26所例举的类型的轮的平面图和侧视图；

图30是作为根据本发明的一个形态的变向组件一部分的刚性体联动装置的平面图；

图31a-d显示了图30所示类型的刚性体联动装置的单个两部分联动环节的解构部分；

图32是图30所示的刚性体联动装置的立体图；

图33a-c显示了图30-32的刚性体联动装置，其中第一组轮已接合(图33c)，轮处于停放位置(图33a)以及第二组轮已接合(图33b)；

图34是轮座和联动环节的侧视图；

图35是轮座和联动环节的等轴测图；

图36a-b显示了驱动带的张紧对用于变向功能的轮高度的曲线图；

图37是轮的分解图，其显示了每个组成部分；

图38a显示了组装好的轮的平面图，图38b显示了沿着线X-X截取的轮的截面图；

图39显示了轮的弹簧层，其中39a是平面图，而39b是立体图；

图40是轮的滑轮层的平面图；

图41显示了轮接触盘，其中图41a是平面图，图41b是立体图。

具体实施方式

在本文件中，“包括”及其衍生词是为了表示包容性，而非排除性。举例而言，“x包括y”是为了包括以下可能性：x包括且仅包括一个y、包括多个y或包括一个或一个以上的y及一个或一个以上其它要素。如果需要表示排除性，将会使用“x由y组成”这样的语言，这意味着x仅包括y而不包括任何其它要素。

在本文件中，“沿n方向的移动”(及相关用辞)，n为x、y和z之一，是为了表示大致沿着或平行于n轴的移动，无论是哪个方向(即朝向n轴的正端或朝向n轴的负端)。

在本文件中，“连接”及其衍生词是为了包括直接和间接连接的可能性。举例而言，“x连接至y”是为了包括x无需任何中介部件就直接连接至y的可能性以及x通过一个或一个以上中介部件间接连接至y的可能性。需要表示直接连接时，会使用“直接连接的”、“直接连接”或类似用词。类似的，诸如“支撑”、“安装”等词及其衍生词也是为了包括直接和间接连接的可能性。

在本文件中，诸如“负载处理装置”、“载具”和“机器人”之类的一些词可互换使用。类似的，负载处理装置的“主体”、“框架”和“骨架”之间、存储框架的“轨道”和“轨路”之间、存储系统的“箱子”、“容器”或“提袋(tote)”之间可互换使用。“DT”或“配送提袋”是含有已完成或已部分完成的订单的提袋。“ST”或“存储提袋”是含有正存储在存储和取回系统中的物品或配送提袋的提袋。

如通常所认为的那样，柔性机构通过机构主体的弹性形变将输入的力和位移转化为输出的力和位移。柔性机构的形变和位移，即移动，由机构的材料性质、形状和几何学特性确定。当柔性机构被施加了力而发生形变时，弹性能存储在柔性机构中。当力被移除时，柔性机构将通常通过释放存储的弹性能回到其原有形状或构型。存储的弹性能可被存储在材料本身，或者弹性能由于机构的形状或几何学特性可被存储在机构中。

用于柔性机构的材料的选择对于确保柔性机构按预期移动是重要的。举例而言，橡胶材料因为弹性能可能作为热能散失而会给机构系统带来损失，而刚性材料因为没有裂纹就无法弯曲所以可能不合适。

制造方法可能也会影响柔性机构的移动和性质。举例而言，可使用3D打印技术来制造复杂的形状和几何学性质。

通常情况下，当力没有施加到柔性机构上并且也没有存储的弹性能时，柔性机构被描述为处于“停靠”状态或中性位置。

柔性机构常常包括通过回转(即弯曲)关节连接在一起的刚性件连锁环节。

在一些形态中，柔性机构可以是“分布式”的。可通过从允许的建筑体积(allowable build volume)中选择性地移除材料并结合诸如有限元素法(Finite ElementMethod)之类可确定在负载下指定体积发生形变的方式的建模方法来设计分布式柔性机构。每一次从允许的建筑体积中移除材料所导致的输入负载和输出挠度和负载之间的映射是可以预测的，可以对指定形状对当前任务的合适性进行评估。可通过拓扑优化算法来迭代测试许多形状。所得的形状具有额外的优势，其通常没有明显的弯屈铰链但是将形变散布在整个形状上，这降低了负载条件下材料中的表面应力并减轻了该部分的疲劳度。

或者，若干个部件可一起作用构成柔性机构。

各种柔性机构都可用作本发明所述的负载处理装置的一部分。

柔性机构拓扑结构可高度模仿包括弯曲枢轴的刚性体连锁环节。相应地，刚性体连锁环节可替代本发明所述的一个或一个以上柔性机构。

有利的方面是，柔性机构可被用于提供该机构无需外部输入就会返回的“默认”位置。默认位置可被设计为“安全”位置。有利的方面是，这可以设计成作为安全特征的装置。举例而言，当系统或部分系统失控时，在该系统中运行的装置可返回它们的默认-安全位置，直至控制和运行恢复。这可以是例如将负载处理装置放入“停放”构型，从而使其无法移动，直至问题解决。

通过下面的说明柔性机构的其它用途 和优点将变得显而易见。

如通常所理解的那样，拓扑结构与对象的几何尺寸及形状性质有关。

对象可被设计为满足负载的机械要求并确保组件或机构的每个部件都可根据需要自由移动。

人工智能AI(或在某些情况下，机器学习ML)计算技术可被用于利用特定材料满足结构和机械点及动态负载要求，同时要实现特定的第二目标，如降低总体重量、保持在一定应力界限内、提供特定的材料热力性质等。因此，在设计特定功能后，可利用AI对部件进行“拓扑优化”处理来创建以其它方式设计往往不常见的形状。举例而言，可为AI提供指示，如“实施功能Z时永远不要弯曲关节1超过X，应力不要超过Y”。

负载处理装置的各种部件可适于进行拓扑优化处理。示例性部件包括但不限于角架、变相组件的部件、轮、主体等。

通过下面的说明拓扑优化的其它用途和优点将变得显而易见。

本发明所公开的负载处理装置和相关方法是为了结合现有技术在上文所述的存储和取回系统上运行的。存储和取回系统可被修改以容纳本发明所述的负载处理装置。另外，在存储和取回系统的网格上运行的负载处理装置是为了与网格上运行的其它装置一起或同时运行的。在网格上运行的装置可以全部是相同类型的，或者两种以上的装置可同时在网格上运行。

本发明所述的负载处理装置是为了轻量化并且制造相对便宜。另外，通过下文说明将会明白，本发明所述的负载处理装置大致是模块化的，维护简单和/或便宜，因为可以轻松地组装和替换部件。可能的情况下，部件由可再循环或环保材料制成。

负载处理装置100包括骨架102、主体或框架，其支撑、承载或套住负载处理装置的其它部件，如电池和相关电子器件、控制器和通信装置、用于驱动轮的电机、用于驱动提升组件的电机以及其它感应器和系统。骨架102包括凹陷，其尺寸适于在被提升组件提升时容纳容器或箱子。负载处理装置的骨架结构辅助确保部件易于存取。

如上文所注，关于其它负载处理装置，每个负载处理装置都被设置为在容器或箱子堆叠12的上方、在框架14的轨道22上沿x和y方向行进。

参见图5-7和20，每个负载处理装置装配有两组轮116、118，其在上文所述类型的存储系统的框架顶部的轨道上运行。每组轮116、118的至少一个轮被驱动以使载具102沿着轨道分别沿x和y方向移动。轮116、118被设置在负载处理装置骨架外周的周围。一组轮116可垂直移动以提升该组轮116离开相应的轨道，而其它组的轮仍与轨道保持接触，从而使负载处理装置可进行变向，下文将对次进行说明。在一些情况下，两组轮116、118都可同时与各自的轨道接触。

使所述或每组轮沿垂直或z方向相对于彼此及负载处理装置的骨架102发生位移的部件位于负载处理装置的主体或骨架102、102内。

如图5-7所示，第一和第二组轮116、118可通过变向组件的方式被升高离开轨道或被降低至轨道上。变向组件包括位于负载处理装置骨架102相反面上的柔性机构110或联动装置。

每个变向柔性机构110都可沿第一和第二方向形变。图6例举了柔性机构110相对于载具骨架102的三个位置以及其下方的轮116、118相对于载具骨架102的位置，以及每个位置中的轨道。图7是负载处理装置的立体图，其显示了位于与图6所示位置相似位置的柔性机构110和轮。

当没有力输入时，柔性机构110处于“停靠”状态或中性位置，即柔性机构110没有发生弹性形变，而两组轮116、118平齐并且停靠在表面上。在该布置中，负载处理装置无法沿x或y方向移动，并且负载处理装置处于停放状态，如图6a和7a所示。柔性机构110的弹性形变与保持每个轮并可沿垂直(或z)方向移动以升高或降低轮的臂相关。

当第一输入力F₁被提供时，柔性机构110的主体沿第一方向形变。机构主体的位移转变为沿垂直方向运行以降低第一组轮116并升高第二组轮118。第一组轮116的轮向下移动以和轨道接合并支撑载具，而第二组轮118的轮向上移动以离开轨道，如图6c和7c所示。这样，可沿x方向驱动载具100。

当第二输入力F₂沿着与第一输入力相反的方向被提供时，柔性机构110的主体沿第二方向形变。机构主体的位移转变为沿垂直方向运行以升高第一组轮116并降低第二组轮118，从而使负载处理装置被第二组轮118支撑并可沿着y方向被驱动，如图6b和7b所示。

柔性机构110通过传输连锁环节连接至第一、第二组轮116、118。因此，通过这种方式，柔性机构110提供了用于改变负载处理装置100行进工作方向的手段。

应当理解，图6a-c所例举的柔性机构110包括附接至轨道或支架的一系列柱或主干部分。柱或主干部分111通过在水平力施加至轨道或支架时优先弯曲的相对窄的部分附接至轨道或支架112。因此，窄的部分可被视为铰链113。

更详细地考虑用于变向的柔性机构110的形状并结合图8a-c作为示例，柔性机构110包括通过一系列上下铰链附接至上下支架112a、b的一定数量的柱或主干部分111。图8a例举了每个主干都附接有分枝型弯屈铰链120的柔性机构110。图8b例举了每个主干都附接有曲折(zig-zag)弹簧型弯屈铰链121的柔性机构110。曲折弹簧铰链的主干111额外具有系绳(tether)123来使主干111适当地保持在上下支架112之间。

如图9所示，弯屈铰链可以有两种类型：分枝型和弹簧型。在分枝型中，主干部分111在每一端通过细挠性分枝120附接至支架112，薄挠性分枝120从主干111的相反侧面上的点并在主干111的每一端隔开一小段距离延伸至支架112；在弹簧型中，主干部分111在每一端通过细曲折弹簧121附接至支架112，细曲折弹簧121从主干111的端部延伸至支架112。已经从每个主干部分111移除了一些材料来创建桁架结构以减少柔性机构110的总重量。

应当理解，本发明所提供的实施例仅仅是实现柔性机构110的所需特性的一些方式。其它布置是可以预期的并可利用机器学习或AI技术确定其它布置以满足要求。另外，可使用机器学习来优化设计的拓扑结构从而减少变向柔性机构110的重量。

当柔性机构110安装至负载处理装置骨架102或被其支撑时，应当理解下支架112b保持在一对轮116或118之间的固定位置。同时，当力施加在上支架112a时，柔性机构的弹性形变导致上支架112a相对于下支架112b水平位移。相应地，上支架112a可被描述或称为移动部112a。

在接下来的段落中，提及变向组件、x方向和y方向是关于第一组轮116和第二组轮118是否会与轨路接合以允许x或y方向的行进的。应当理解，相对于负载处理装置100的x和y方向会取决于所提及的是哪个面。关于力F₁或F₂所施加的方向或者所导致的弹性形变发生的方向是处于同一方向的正向或反向。

当柔性机构110沿第一或x方向(图9a)形变时，弹簧型弯屈铰链121压缩并且主干111的端部通过压缩弹簧121与上下支架112接合，而分枝型弯屈铰链120处于从它们相应的主干111相对伸展开去的位置。通过这种方式，上下支架112之间的负载被弹簧型主干111支撑。主干部分111与上下支架112的接合意味着上支架(移动部)112a相对于固定的下支架112b的沿第一或x方向的最大位移受到限制。

当柔性机构110沿第二或y方向(图9b)形变时，分枝型弯屈铰链120弯曲并且变得与主干111相对平行，具有分枝型弯屈铰链120的主干111的端部与上下支架112接合，而弹簧型弯屈铰链120相对主干拉伸且弯曲。通过这种方式，上下支架112之间的负载被分枝型主干111支撑。主干部分111与上下支架112的接合意味着上支架(移动部)112a相对于固定的下支架112b的沿第二或y方向的最大位移受到限制。

上支架或移动部112a在负载处理装置100上相对于下支架112b的位置可参见图7。

由于图9所示的柔性机构110的几何学特性，柔性机构110在允许的位移极限处的x和y驱动方向上是稳定或停止的。柔性机构110在没有施加形变力以及柔性机构110处于停靠或中性构型并且大致没有存储弹性能的时候也是稳定的。另外，在稳定的x和y驱动方向上，可通过柔性机构的主干或柱111承载垂直负载。

应当理解，柔性机构可被具有用于支撑负载的主干或柱构件并具有与上文所述的柔性机构相同的动作的固定销枢轴点刚性体连锁机构所替代。相应地，上述类型的柔性机构可被认为是联动装置的一种类型。有利的方面是，并不通过枢轴点的连接关节运送垂直负载，而是由连接构件承载负载。

应当理解，变向机构可包括一种或一种以上类型的柔性机构的组合和/或固定销枢轴点连接机构。图30-33显示了作为变向组件的具有与上述柔性机构110相似功能性动作的一部分的刚性体联动装置300的实施例，其用于接合负载处理装置的第一和第二组轮。

联动装置300包括一系列枢轴链接的两部分联动环节，如图30和32所示。就单个两部分联动环节而言，主要联动环节构件(主干部分)311在一端枢轴在膝部关节316处附接至移动部或上支架312a，而相反端铰链在踝部关节314附接至次要联动环节构件(分枝部分)313。次要联动环节313的相反端枢轴在趾部铰链315附接至固定或下支架312b。因此，每个单一两部分联动环节在移动部312a和固定支架212b之间延伸。为了制作联动装置300，一系列相似的两部分联动环节被平行设置于移动部支架312a和固定支架312b之间以组成联动装置300，如图30和32所示。

膝部关节216、踝部关节314和趾部关节315的转动或角运动将会如下文所述受到限制。在膝部关节314处，主要联动环节311具有插在次要联动环节313的两个转向节(kunckle)之间的单一转向节。图31a-d显示了单一两部分联动环节的解构图，其中图31a和31b显示了主要联动环节311，而图31c和31d显示了次要联动环节313。

如图31c所示，次要联动环节313在膝部环节314和趾部铰链315之间具有z-x平面表面中的阶部318、321。阶部318、321具有位于第一部分318和第二部分321之间的转折点(inflection point)。当主要联动环节311在枢轴314附接至次要联动环节313时，主要联动环节311的转向节的面317与阶部表面318、321相接并能够在阶部表面第一部分318和第二部分321之间转动。

类似地，当主要联动环节319的下表面与次要联动环节320的上表面相接时，两部分联动环节的移动受到限制。

现在将结合图33a-c对两部分联动环节作为联动装置300设置在移动部312a和固定支架312b之间时的移动进行说明。

图33a显示了处于中性或停放位置的联动装置，其中第一组轮116和第二组轮118会与轨路接合(如缩略图所示)，而负载处理装置100无法沿x方向或y方向行进。在该位置，未对移动部312a施加力F，而主要联动环节311的下表面319停靠在次要联动环节313的上表面320上。

在图33b中，已对移动部312a施加了正向力F(即图示的从左向右)。施加正向力F致使主要联动环节311围绕膝部关节316顺时针转动以及围绕踝部关节314逆时针转动。围绕踝部关节314的转动受限于与面318相接的面317。通过将移动部312a进一步向右移动，次要联动环节313通过围绕趾部铰链315沿顺时针方向转动提升离开固定支架312b。这样，移动部312a相对于固定支架312b发生了正向方向的水平位移。通过移动部312a的正向位移，第一组轮116被升高而第二组轮118被降低以接合轨路(如缩略图所示)，负载处理装置100将能够沿y方向行进。

在图33c中，已对移动部312a施加了反向力F(即图示的从右向左)。施加反向力F致使主要联动环节311围绕膝部关节316逆时针转动而围绕踝部关节314顺时针转动。围绕踝部关节314的转动受限于与表面321相接的面317，而两部分联动环节的后跟部被推入固定支架312b中。这样，移动部312a相对于固定支架312b发生了反向方向的水平位移。通过移动部312b的反向位移，第一组轮116被降低以接合轨路而第二组轮118被升高(如缩略图所示)，负载处理装置100将能够沿x方向行进。

应当理解，在x方向行进位置和y方向行进位置之间，联动装置移动经过中性或停放位置。

柔性机构或联动装置110、300的输出通过下文结合图34和35进一步论述的底盘330被传输至轮116、118，底盘330将柔性机构的水平移动转化为轮的垂直移动。

在一些布置中，上支架或移动部112a可附接至杆布置（rod arrangement），该杆布置通过滑动轴承沿着负载处理装置100的面在负载处理装置100的各个水平边缘之间延伸。反之，杆布置可附接至弯角件(corner piece)的第一和第二端，弯角件围绕各自的边缘枢轴转动。弯角件可围绕弯角延伸至垂直于第一面的第二面，使得联动环节围绕整个负载处理装置100延伸。在使用中，弯角件的枢轴转动可将垂直或z方向的移动传输至轮座。顺时针方向的枢轴转动可使轮座在面上向上移动以升高面上的轮，并降低垂直于第一面的面上的轮，反之亦然。

柔性机构110、300和弯角件之间的联动环节可被视为分布式柔性机构并适于进行AI设计。另外，弯角件是适于进行拓扑优化的装置一部分的一个示例。

如图5和图7所示，第一对柔性机构110、300被放置在负载处理装置的骨架102内的相反面上，用于控制第一组轮116的位置，并且第二对柔性机构110被放置于负载处理装置的骨架102内正交的相反面上，用于控制第二组轮118的位置。这样，负载处理装置的每个面都包括柔性机构110。所述成对的柔性机构110、300通过大致环绕负载处理装置骨架102并且机械耦接至柔性机构110、300的上支架或移动部112a、312a的传送带108耦接，这样就可以确保成组轮116、118可例如通过弯角件被一致移动使x和/或y方向的成组轮与存储系统网格的轨道接合。通过这种方式，变向组件可通过单一电机运行。在负载处理装置的一些实施例中，变向电机可被设置于垂直弯角件中或其附近以避免占用骨架内的空间并提升可存取性。在变向组件的一些实施例中，传送带108可经过在x和y方向接合位置之间移动时用于监控转动速率的一个或一个以上空转滑轮以即时检测带108的失灵。如果带108或变向组件的另一部分将要失灵，该信息能被反馈至集中控制设备进行处理以防止机器人碰撞。

联动环节构件可由例如碳纤维杆支撑。传送带108可为例如用玻璃纤维、钢纤维或碳纤维增强的锯齿状聚氨酯带。

图34和35更详细地显示了变向联动装置100、300的布置如何附接至轮116、118并设置在负载处理装置100的各个侧面上。图34显示了轮座或轮底盘和联动环节330的侧视图，而图35显示了显示负载处理装置各侧的轮底盘和联动环节330的等距视图。应当理解，图34和35比图14更加详细地显示了轮底盘和联动环节或轮座330。

联动装置300被设置在负载处理装置的各个侧面上并通过轮底盘330连接至负载处理装置100的轮116、118。如上文所述，变向联动装置的上支架或移动部312a被垂直(z方向)固定，同时下支架312b能够响应于上支架312a的水平移动而垂直移动。下支架312b被固定至轮底盘300，这样变向联动装置300就能够升高和降低相应的轮116、118。底盘330的垂直移动受到位于负载处理装置弯角处的骨架构件331的引导。

应当理解，联动装置300相对于图30-33的图示反过来或镜像设置。如图35所示，用于x方向轮116的联动装置300是用于y方向轮118的联动装置300的镜像。

通过这种方式，当轮116、118被驱动时，联动装置300将处于图33c所示的位置，而主要联动环节311大致垂直。有利的方面是，在该位置，联动装置300和负载处理装置通过联动装置所承载的重量通过联动环节构件311、311而不是通过枢轴314、315、316定向。

下文将阐明，随着联动装置300在轮上方位置、停放位置和轮下方位置之间移动，轮116、118和负载处理装置的主体102之间的距离发生改变。轮高度的变化可对驱动带271施加额外的张紧力，或者高度变化可使驱动带271变得松弛(驱动带布置将在下文详述)。可选择两部分联动环节的几何学特性以更好地限制或避免额外张紧力施加到驱动带271上。

图36a和36b比较了驱动带中由单一构件连接环节(图36a)变向动作以及由具有与上文所述的几何学特性相似的几何学特性的两部分连接环节(图36b)所导致的张紧力。在图表中，驱动带上的力显示在x轴上，而轮高度显示在y轴上。在两张图中，使用单一构件联动环节绘制了x方向的曲线和y方向的曲线。在+/- 1处，一组轮116或118被升高，而另一组轮118或116分别与轨路接合。

在图36a中，当曲线相交时，在基准线(zero line)上，两组轮都与轨路接合，即停放位置。如图所示，曲线顺着正弦路径下降到基准线以下。基准线和最小值之间的差异代表了在变向动作过程中施加在驱动带上的最大额外力。最大额外力的值取决于单一构件联动环节或柔性机构的长度。如图36b所示，通过采用两部分联动环节，曲线跟随了一条复杂的复合路径。该路径取决于第一联动环节构件311和第二联动环节构件313之间的相对长度，以及枢轴点314、315上的转动限制。该路径在第一枢轴点转动时跟随第一路径1，并且在到达转动极限时，该路径将弯折并根据围绕第二枢轴点的转动跟随第二路径2。在停放位置，轮被稍微升高。然后路径继续重新加入正弦路径并跟随单一构件的移动。该复合路径可被设置以防止在进行变向时落入基准线以下，从而防止对驱动带施加额外的张紧力。

应当理解，可为每个变向柔性机构110、300或变向柔性机构组使用额外的电机。这样的布置可为变向组件提供冗余、为运行变向组件提供额外扭矩或不再需要完全围绕负载处理装置骨架102的传送带108。

应当理解，在使用超过一个电机时，它们可被独立操作。但是，为了高效地变向，这些电机被协调以同步运行来同时升高和降低每一组轮。

应当理解，变向组件布置的变形可导致相似的特性并处于本发明的预期范围内。

柔性机构110、300可通过套在装置骨架102内的电机或螺线管或蜗轮或导螺杆机构或任意合适的工具分别在第一和第二方向提供输入力F₁和F₂来运行。

如上文所注，每个负载处理装置配有两组轮116、118，其在上文所述类型的存储系统的框架的顶部提供的轨道上运行。第一组轮116或第二组轮118被驱动以使载具102沿着轨道分别沿x和发、y方向移动。轮116、118被设置在负载处理装置的骨架102的外周周围。

图10-13例举了用在本发明所述的负载处理装置上的第一和第二组轮116、118中的轮150。

轮150具有夹层构造，每一层都赋予轮不同的优化特性。在轮毂和轮辋之间，辐条被设置成网155。

中间层、内层或第一类型层151(图11)具有一定数量的径向辐条156，其将轮毂连接至轮辋。中间层辐条的设计是为了优化压缩强度。轮辋具有复数个齿轮齿157，用于与驱动带配合。第一类型层151可由刚性承重材料(如环氧树脂)制成。这样，第一类型层151是传动系的一部分。

外层或第二类型层152(图12)装配至中间层151的每个面并具有比中间层151稍大的直径以在其间创建通道153，中间层151的齿轮齿157位于通道153的底部。这样，当驱动带被容纳于通道153中时，它将会保持在原位以和中间层151的齿轮齿接合。

外层152的辐条弯曲并被设置为构成网眼158。第一组辐条159a沿顺时针方向被弯曲，而第二组辐条159b沿逆时针方向被弯曲，与第一组辐条重叠。这两组辐条在相交处连结或熔接。内辐条布置是为了优化扭转刚度。外层辐条布置是为了最大化扭转刚度的同时允许径向挠曲。在一些实施例中，内层和外层的辐条布置可以是相同形状。总体上，内层会由比外层刚性更好的材料制成，并通过厚壳或轮辋来减少径向挠曲。

图13显示了图12所示类型的轮外层152的辐条159的一部分。另外，图13注明了轮在使用中的力的方向。在图13a中，为简便起见，单个顺时针弯曲的辐条159a和单个逆时针弯曲的辐条159b被显示为从轮毂160延伸至轮辋161。当转动力如轮的圆周周围的箭头所表示的那样施加至轮时，该力按注明的方向沿着辐条159传输。在图13b中，为简便起见，辐条网眼158的径向部分被显示为包括位于若干个顺时针弯曲的辐条159a和对应数量的逆时针弯曲的辐条159b的节点之间的分区(segments)162。当压缩力按轮底部的向下箭头所注明的那样施加在第二类型层152上时，相反的转动力在网眼分区的每个节点传输。

外层152的轮辋161比中间层或内层151的轮辋更深。轮辋的外表面相对于轮的平面成角度，每一侧都构成“V”字的一半，提供了较平滑的表面。这有助于确保轮保持在存储系统网格的轨路或轨道内并在网格空间之间平滑运行。外层152可由尼龙材料制成，以使外层152可弯屈并由于较低的摩擦系数使得轮辋沿着轨路或轨道平滑地滑动或滚动。外层152的柔性为轮150提供了一定程度的避震和悬挂。辐条网眼158可被视为柔性机构。这样，外层可被称为弹簧分区。

在外层的圆周边缘提供了凹槽163，用于容纳O形环164。O形环164可由较柔性的材料(如橡胶)制成，以在轮150和轨路之间提供牵引或抓地以及吸收网格空间之间的轨路上的碰撞。O形环164可被认为是轮150的轮胎。外层152的柔性可减少O形环的磨损。

除了不同的几何学特性之外，中间层和外层可通过使用不同的材料赋予不同的特性。举例而言，弯曲辐条可由与径向辐条相比柔软较好的材料制成，从而在O形环所赋予的任何悬挂之外赋予轮一些悬挂。另外，轮辋和轮毂可由刚性较好的材料制成以为维持轮的形状提供支持。

轮毂160通过轮的每一层装配并在中心处具有用于将轮150旋转安装至负载处理装置骨架102的轴的轴承。这使得轮150如果在使用中磨损或损坏可以被轻易地替换。

成对的轮150可如图14所示通过轮底盘165耦接至骨架102。底盘165在第一和第二轮150之间延伸并包括第一和第二轴座166并有助于维持第一和第二轮150之间的相对位置。通过这种方式，整个底盘布置165随着变向组件被操作而沿着垂直z方向移动。或者，第一和第二轮150可相对于底盘布置165例如沿着底盘中的狭槽移动，使得底盘相对于负载处理装置的骨架主体102固定。

成组的轮116、118进一步包括负载处理装置的驱动组件一部分，以使负载处理装置能在网格上移动。每一组轮116、118都设置有驱动带组件170。

驱动带组件170包括如图15所示的驱动带171滑轮齿轮布置，其用于与负载处理装置100的一侧上的成对轮116、118的锯齿状边缘接合。锯齿状驱动带171与两个轮150都接合。驱动带171由安装在负载处理装置骨架102上的分轮(slave wheel)172以及两个张紧轮布置173引导。张紧轮布置173通过弹簧(未示出)可移动地安装至负载处理装置骨架102，并且是为了将驱动带171保持在紧张状态以及维持驱动带171与轮150的接合。提供了安装至负载处理装置骨架102的驱动轮174。

驱动轮由与(在图15中未示出的)电机轴相连的滑轮和齿轮布置175驱动。

负载处理装置100为每一对轮150提供了驱动组件170。相反侧上的成对轮包括成组轮116、118。负载处理装置相反侧上的驱动轮174共享同一根电机轴，使得每一对轮150在相同的时间以相同的速度被驱动。因此，仅需要一个电机就可以沿第一x方向向前和向后驱动负载处理装置100，并且仅需要一个电机就可以沿第二y方向向前和向后驱动负载处理装置100。这种布置可更好地降低负载处理装置空间方面的成本并减少所需部件的数量。第一组轮116和第二组轮118可在负载处理装置的控制下可选择地被驱动。

在图15的布置中，应当理解，当成组轮116、118移出原位以和网格轨路接合时，驱动带可能会因为驱动带组件170的上部和轮之间的距离随着轮被降低和升高而发生变化从而变得松弛。相应地，基于所选定的变向组件，可能会需要额外的张紧机构。举例而言，与变向组件相连的机械联动环节上的空转滑轮可被用于使名义驱动带长度在变向机构运动的全过程中保持恒定。

图21-24例举了另一种不同的驱动带组件270。与驱动带组件170类似，为每组车轮116、118或负载处理装置100的表面提供驱动带组件270。驱动带组件270的上部安装至负载处理装置骨架102的上部。驱动带组件270的下部围绕安装在底盘165或负载处理装置骨架102下部上的轮116或118延伸。

与图15所例举的布置类似，驱动带组件270包括驱动带271滑轮齿轮布置，其用于与负载处理装置100的一侧上的成对轮116、118的锯齿状边缘接合。锯齿状驱动带271与通常是上述轮胎类型150的两个轮116或118都接合。驱动带271由安装在负载处理装置骨架102上部的分轮272引导。驱动带组件270进一步包括张紧工具。该张紧工具也可被称为预张紧工具。

应当理解，当变向机构110升高轮116或118时，带路径长度变短，这是因为装置骨架的上部在安装了变向机构110的情况下与轮116或118之间的垂直距离因为轮116或118在轮下方位置和轮上方位置之间的垂直运动而减少。如果驱动带没有以别的方式张紧或预张紧，那么它就会变得松弛，并可能会有与驱动轮175、275和从动轮116或118失去接触的风险。此类失去接触的情形会使负载处理装置的驱动带组件170、270失能。另外，松开的驱动带171、271可能会缠住正在相邻轨路上运行的装置。

张紧工具的上部安装在也装有变向机构110的装置骨架102的上部，并与变向机构110耦接。

张紧工具的第一臂273从变向机构110的一端延伸，在中点具有弯头，在远端具有引导轮。第一臂273能够在各位置之间围绕中点弯头处的枢轴点转动。第二臂274在第一臂273相反端的变向机构110旁边的枢轴点可转动地安装至装置骨架102。第二臂274在远端具有引导轮。

张紧工具的其他部件安装在底盘165或骨架102的下部上。固定安装的分轮276引导驱动带271从轮116出发并围绕滑轮277。滑轮277可沿着箭头注明的方向移动以调节和/或测定驱动带271的路径长度。应当理解，可以使用额外的分轮276。

通常使用固定的带长度，并且通过额外的滑轮来调整带的路径长度以微调路径长度从而大致与固定带长度匹配。应当理解，带可在张紧力的作用下拉伸，并且这成为该驱动带组件的几何学设计的一个要素。

如显示了张紧工具的立体图的图22所示，驱动带布线(threaded)穿过第一和第二张紧臂273、274。第一臂273和第二臂274的转动部分如图23c所示被偏压向轮上方位置。臂273、274可被任何合适的工具偏压，如简单弹簧布置。在中性或停放位置时，变向机构110被大致置于其移动范围的中心处。在中性位置时，臂273与固定至变向机构的端部的轴略微成角度。第二臂274处于停靠状态，与骨架主体102的上部向下略微呈角度。驱动带271被设置为移动通过第一臂273远端的引导轮，且受到来自该引导轮的定向力减少，并且驱动带271被设置为移动通过第二臂274远端的引导轮，且受到来自该引导轮的定向力减少。在中性位置时，驱动带271与驱动轮274和从动轮116接合，但是没有相对拉紧，也没有相对松弛，即驱动带271没有被预张紧。

如关于y方向轮118的图23a、24a和关于x方向轮116的图24c所示，当轮116、118处于降低或下方位置以随着变向机构110的控制与表面或轨路接合时，变向机构110被横移以被放置地更靠近第二臂274。处于该位置时，第一臂273的远端在弯头处围绕枢轴点以和中性位置相比相反的方向被转动。驱动带271被设置为移动穿过第一臂273远端的引导轮，并且该引导轮被拉向驱动带271以对驱动带施加力。驱动带271被设置为移动通过第二臂274远端的引导轮，且受到来自该引导轮的定向力减少。结果，在接合或轮下方位置时，张紧工具通过第一臂273施加了一些张紧力在驱动带271上从而使驱动带271相对拉紧或预张紧。有利的方面是，张紧工具有助于确保驱动带271在轮116或118处于下方位置以接合表面或轨路时与驱动轮275及从动轮116或118保持接合状态。

如关于y方向轮118的图23c、24c和关于x方向轮116的图24a所示，当轮116、118处于升高位置从而使他们与表面或轨路断开时，变向机构110被横移以被放放置地远离第二臂274。处于该位置时，第一臂273的远端以和中性位置相比以更大的角度沿同一方向被转动。驱动带倚着(against)第一臂273的中点弯头处的另一个引导轮和第一臂273远端的引导轮设置。带在轮升高位置在第一臂273上方的布置增加了驱动带271在张紧工具第一侧上的路径长度。由于无论张紧工具在什么位置驱动带271都因第一侧上的路径变长而保持大致相同的长度，并且由于第一侧的皮带路径延长，所以驱动带271在张紧工具第二侧上向第二端274的远端拉动相等的量以缩短带路径，并且因此第二部通过转动在垂直方向对得更齐。有利的方面是，张紧工具对骨架102上部和轮底盘165之间垂直距离的减少进行补偿以使带被拉的足够紧，而不会变得太松弛以至于与驱动轮275或从动轮116或118断开。

有利的方面是，由于张紧工具直接连接至变向机构110，张紧工具与变向机构110一致运行。

相应地，由于变向机构100分别升高和降低成组轮116、118，张紧驱动带271无需额外的控制或单独的激活功能。

考虑到张紧工具在使用中处于轮118处于上方到轮118处于下方的过渡过程中(即从图24c经由图24b到图24a)，首先，弯头关节被向下弯曲并且带271在第一和第二侧被偏压工具向内拉动。偏压工具施加了较小的力，刚好足以阻止带271变松弛并确保带齿与各种滑轮有隙啮合(图24c)。

在过渡过程中，负荷从第一组轮116转移至第二组轮118。大约在整个过渡的中途，变向电机全力工作或以其峰值负荷工作从而实现变向操作所需的轮变化。此时，带271较为松弛。张紧工具为变向电机增加了额外工作，以相对于偏压工具转动第一臂273的弯头关节。随着第二组轮118开始承载装置负荷，弯头被拉直使得臂273的轴远端和第一臂273的固定端大致对齐，远端的引导滑轮直接拉施加较大的预张紧力拉动带271(图24b)。

最后，当负荷已经被转移至第二组轮118时，弯头被偏压工具拉向已转过的位置以防止带271变松弛(图24a)。

应当理解，弯头在第一臂273上的定位允许张紧工具转为控制带271预张紧工具需要最大力的点。

通过将变向机构110对力的要求与张紧工具对力的要求分开，可能能更好地减少所需电机的尺寸。

张紧工具可以其它方式调整和被偏压向轮下方位置或停放位置，而不是轮上方位置。应当理解，可以采用其它的张紧工具。

张紧工具是为了在轮被放置为将与表面接合或断开时或在轮处于中性位置或接合位置与断开位置之间的过渡时将驱动带271拉紧并保持驱动带271与轮150、116的接合。

已知的是，对于要起作用的带驱动组件而言，理想的情况是驱动带和驱动轮之间应当有六个齿处于接触中。这可以通过包括额外的轮以提供巨型驱动组件来确保。

在驱动布置270的运行过程中，驱动带271由驱动轮275驱动。驱动带271前往驱动轮275上的路径由巨型驱动轮278协助。巨型驱动轮278与驱动轮275相邻放置并定向驱动带271，使得与没有巨型驱动轮出现时相比数量更多的齿接合在驱动轮275和驱动带271之间。通常情况下，驱动带271的约6个以上齿在使用巨型驱动轮278时与驱动轮275接合。

已知的是，在齿轮齿驱动布置中，齿隙(backlash)是一种运动误差，其发生在驱动方向从前向后变化或从后向前变化时。它存在的原因是从动带(driven belt)上的驱动齿的传动面(training face)和其后方的齿的领行面(leading face)总是存在小的缝隙的而该缝隙必须在力可以被沿着新的方向转移前闭合。齿隙的量取决于缝隙的尺寸。在理想的驱动带/轮齿轮布置中，驱动带的齿和轮的齿之间是不会存在缝隙的。但是，这将要求完美制造以及整个系统统一的尺寸特性。在使用了驱动带的情况下，可能会因为带的拉伸导致额外的齿隙。至少一些发生在前后方向变化过程中的齿隙可通过轮辐条设计来补偿。相应地，应当理解应该选择合适的材料。举例而言，驱动带171可由聚氨酯、钢绞线增强的橡胶、纤维增强的橡胶等。图25例举了负载处理装置的俯视图，其显示了适于驱动驱动组件170或270的驱动电机布置。第一驱动电机290通过第一齿轮布置291耦接于第一驱动轴292。该驱动轴沿y方向延伸穿过负载处理装置的宽度直至驱动组件170或270，以沿x方向驱动轮116。电机290被设置朝向驱动轴292的一端。因此，驱动轴292到第一侧的长度小于驱动轴292到对面侧(facing side)的长度。已知的是，扭转刚度随着长度增加而降低。相应地，假设驱动轴292的两侧均由相同材料制成，那么长度较短的驱动轴与长度较长的驱动轴相比具有成比例缩小的直径以确保每侧之间的扭转刚度相匹配。在另一个布置中，驱动轴的两侧可由不同的材料制成以匹配扭转刚度。举例而言，长度较短的可由铝杆制成，而长度较长的可由具有相似直径的碳纤维杆制成。通过这种方式，负载处理装置的两个对面侧被同一电机290驱动并接收相同的扭力。

类似地，垂直设置的第二驱动电机290’通过第二齿轮布置291’耦接于第二驱动轴292’。该驱动轴沿x方向延伸穿过负载处理装置的宽度，以驱动驱动组件170或270沿y方向驱动轮116。

有利的方面是，驱动电机布置仅需要两个电机来沿着x和y方向正向和反向驱动负载处理装置。

在另一个布置中，驱动组件可包括四个驱动电机，一个驱动电机驱动一个驱动组件170或270。

有利的方面是，负载处理装置的控制被简化，因为需要有限数量的动作和组件来操纵负载处理装置，因此动作协调的量也降低了。在该布置中，负载处理装置上的8个轮150中的每一个都是从动轮150。

在更大的轻量化装置中，负载处理装置的弯角可以具有多功能并具有用于安装和整合负载处理装置组件的许多部件的空间。驱动电机可被安装在船形部(boat)的顶部部分或弯角上。

有利的方面是，该安装位置需要较少的固定装置。有利的方面是该布置允许用较短的线缆将电力和数据传送至致动器。有利的方面是，在该布置中，负载处理装置的许多复杂部件被置于方便存取的地点，从而减少了维护时间和人力成本。

图26-29例举了用作本发明所述的负载处理装置上的第一和第二组轮116、118的另一种轮设计250。轮250是为了适于与轮毂电机一起使用。如图所示，轮毂260具有较大的直径，用于容纳轮毂电机。因此，轮毂260和轮辋之间的距离缩短了，并且辐条259被局限为轮毂260和轮辋之间的细条。

轮毂260的边沿较宽并包括一定数量的附接点251，用于将轮250固定至轮毂电机。

辐条259被设置为构成桁架布置。辐条259可以是直的或弯曲的，顺时针或逆时针交替布置。在一些布置中，辐条259可被设置为两个重叠并且朝向相反的部分螺旋分区。辐条布置是为了最大化扭转刚度的同时还允许径向挠曲。

图27显示了图26所示类型的轮外层152的辐条159布置的一部分。另外，图27注明了轮在使用中的力的方向。为简便起见，与图13类似，仅显示了辐条259的一小部分。参见图27a，当转动力如轮的圆周围绕的箭头所表示的那样施加至轮时，该力按注明的方向沿着辐条159传输。参见图27b，当压缩力如轮底部的向下箭头所注明的那样施加时，相反的转动力通过辐条259与轮毂边沿相接的每个节点传输。

在轮250的圆周边缘提供了一系列凹槽263，用于容纳对应数量的O形环264。O形环164可由较柔性的材料(如橡胶)制成，以在轮250和轨路之间提供牵引和抓地以及吸收网格空间之间的轨路上的碰撞。O形环264可被认为是轮250的轮胎。轮250的柔性可减少O形环264在使用中的磨损。

轮250可由单层制成，或者轮250可与轮150类似地具有夹层构造。

如图26所示，考虑到轮250在O形环263轮胎和轮外平面之间处于径向方向上，细夹层265在轮250的轮胎或主体与外边缘平面之间提供了缝隙。该缝隙允许轮250形变或挤入(squashed)更窄的轨路中。

结合图26和27说明的类型的轮250适于被轮毂电机驱动。相应地，这种类型的轮在使用中具有直接驱动布置，而不是本发明其它部分所描述的带驱动布置。

图28例举了适于与轮250一起使用的轮毂电机280，并且图29例举了安装有轮250的轮毂电机280。轮毂电机280包括电机281，轮座282和用于将轮毂电机280安装在载具上的安装盘283。

图37-41例举了用作本发明所述的负载处理装置上的第一和第二组轮116、118的另一种轮设计250。

图37显示了轮350的分解图，其展示了各个组成部件。大致从中心开始，轮350包括滑轮351。弹簧分区或弹簧层352安装至滑轮351的各个面，O形环364则装配至弹簧分区352的边沿。第一和第二扭矩限制盘或接触盘354然后通过滑轮351的中心轮毂及弹簧分区352被装配在一起。第一和第二轴承355被装配进接触盘354中。最后，前盖盘356被装配在轴承355上并通过螺杆或螺栓357连入后盖盘(未示出)中。图38a显示了组装好的轮350的平面图，并且图38b显示了沿图38a的X-X线截取的轮350的截面图。如截面图所示，通道353位于O形环364之间。如本发明所述，通道353可容纳与滑轮351的齿接合以驱动轮350的驱动带。如上文所述，O形环364与轨路或表面接合以支撑它们所附接的负载处理装置。

图39更详细的显示了轮350的弹簧层352，分为平面图39a和立体图39b。与上文所述的轮150、250类似，辐条359沿顺时针和逆时针方向被弯曲以构成用于在轮毂和轮辋之间转移力的网或网眼。弹簧层352将由弹性材料制成，从而使弹簧层352能弯曲或形变。弹簧层352的内侧圆周包括缺口360，其位于接触盘354的凹槽358中。另外，朝向辐条分区的外侧边缘，弹簧层352包括一定数量的规律间隔的凹槽361，用于与滑轮351的前后面上的类似间隔突起362装配在一起，参见图37和40。应当理解，凹槽和缺口或延长对(protraction pairs)确保了轮组装好时适当对齐并可由例如技术员手工快速组装。

图40显示了滑轮层351的平面图及其更多细节，其中轮齿在圆周周围；突起362略处于圆周内侧并在面周围规律间隔；缺口363位于接触盘354的凹槽358中(与缺口360类似)。

最后，图41显示了接触盘354，图41a是其平面图，图41b是其立体图。应当理解，接触盘354限制了弹簧层向外延伸分区352。另外，接触盘354协助防止辐条缠住附近的物体。

参见图38a，应当理解，接触盘354的直径略小于辐条分区的直径。通过这种方式，轮350的轮辋可被允许向内挠曲，例如，以对轨路的变窄或不齐进行补偿。

应当理解，缺口360、363和凹槽358，以及凹槽361和突起362协助轮350各层适当对齐并确保施加至滑轮352的圆周轮齿的驱动力被转移到弹簧层352以驱动负载处理装置。

应当理解，虽然已经结合图10-15和21-25对轮的某些特征进行了说明、结合图26-29对其它特征进行了说明并结合图37-41对进一步特征进行了说明，发明人仍预见到了源自任意附图和相关说明的特征组合。举例而言，带驱动的轮可包括复数个O形环轮胎，或者轮毂电机驱动的轮可具有分层构造。

在图示和文字说明的轮150、250和350的变形中，应当理解，轮可以不是轴对称的，即例如该轮仅在支撑或滑轮层的一侧包括弹簧层。

如上文所注，负载处理装置通常包括用于容纳容器的空间或骨架空隙。该腔体的尺寸足以使容器适配在空隙内，以使负载处理装置能移动穿过存储框架顶部的网格，而不会导致容器的下侧碰到网格或存储框架的另一部分。当负载处理装置已经到达其预期目的地时，容器提升机构控制提升带将抓手组件及对应的容器降低出负载处理装置并进入预期位置。

预期位置可以是容器堆叠或存储框架的出口点，或者如果负载处理装置已经移动收集了容器以存储在存储框架中，预期位置也可以是存储框架的入口点。

Ocado公司的GB2001012.0专利描述了各种提升组件，其均以引用方式纳入本发明。

图16和17显示了负载处理装置100的用于升高和降低容器10的提升组件180、190的图片。提升组件180、190包括齿轮182、192和电机181、191。

共同轴183、193延伸穿过齿轮182、192至第一和第二吊升卷筒184、194，提升带185卷绕在第一和第二吊升卷筒184、194周围。提升带的第一端附接至吊升卷筒184、194，而提升带的第二端附接至抓手盘。分轮186被用于引导提升带185至与提升带185端部附接的抓手盘和/或调整提升带185的张紧程度。抓手盘被用于锁住之后可被提升组件180、190升高和降低的负荷。

在图16所示的组件180的情况下，第一和第二提升带185以其他方式卷绕在卷筒184周围。这样，当第一和第二卷筒184被电机181转动以降低抓手盘时，两根带185在同一时间以相同速度展开。反过来，提升带185在同一时间以相同速度围在或卷在吊升卷筒184的周围，从而提升被抓手盘支撑的重量或有效载荷。

在图17所示的组件190的情况下，第一和第二提升带185各自卷绕在轴193各端的卷筒194周围。

对于组件180、190而言，在轴183、193的各端，带185分别从卷筒184、194的顶部和底部展开以平衡施加至至组件的力。

应当理解，对于指定长度的提升带185，卷筒184的直径必须大于各个卷筒194。相应地，齿轮182比齿轮192大，并且电机181生成的所需扭力也大于电机191生成的所需扭力。

提升组件180具有需要较少部件的优点。提升组件190具有卷筒194、齿轮192和电机191更小的优点。在两种情况下，提升组件在负载处理装置100的主体内所需的空间都减少了。

例举的提升布置具有各种优点，包括：相对于包含更多电机的布置可以节省成本和负载处理装置主体内的空间；由于均是由同一电机181、191所驱动的，卷轴或卷筒184、194的卷绕和展开速率无需同步，这使得它们无需额外的齿轮布置、控制或其它介入就可以相同的速率卷绕和展开；仅需要一个控制单元就可以控制吊升卷筒184、194的升高和降低。

如下文将进一步论述的，附接至提升带185远端的抓手盘具有安装在其上、用于锁住存储容器的一个或一个以上抓手组件。

提升组件的部件可被直接或间接地安装在框架上，该框架可释放地安装在负载处理装置上。举例而言，提升组件可被安装在放在安装在负载处理装置骨架上的支架中的横梁或杆上。支架可通过3D打印获得并对重量进行优化。这样，提升组件被用于提升容器进入负载处理装置的骨架空隙中。应当理解，反过来使用的提升装置被用于将来自负载处理装置的容器降低至网格下方的堆叠中的位置。

配置提升组件以获得在负载处理装置上的可释放安装性更好地意味着提升组件可通过另一个提升装置被简便地移除和替换(例如，如果前一个组件需要保养或维修)，这使得对应的负载处理装置能较快地回到工作状态。

通信线缆卷盘也可被安装在提升组件上，用于将来自控制单元的控制指令发送至抓手组件。通信线缆可传输感应器数据至控制单元，例如，以确保抓手盘锁住容器。通信线缆也可以通过抓手盘被升高和降低。

在另一个布置中，提升组件和控制设备之间的通信可以是无线方式的。提升组件或TGA(托盘抓取组件)可以是半自动化的。

在提升组件升高或降低抓手组件和任意已接合容器之前，变向机构优选地确保负载处理装置的第一组轮116和第二组轮118均已和相应轨路接合。这可以随着提升组件升高和降低提供额外的稳定性，并且还可以有助于确保通过正与轨路接触的另一组轮来抵消会导致负载处理装置沿着轨路移动的轮中或更多是轮本身的任何故障。这可以避免在抓手组件处于降低构型而负载处理装置仍试图移动对存储框架造成的损坏。

抓手盘包括至少一个抓手组件，该至少一个抓手组件被设置为与存储容器上表面中的凹陷或孔洞对齐使得抓手组件可锁住存储容器。更常见的情况是抓手盘会包括两个或两个以上抓手组件。通常，抓手盘会包括设置在与容器的匹配凹陷相对应位置的四个抓手组件。

图18-19例举了用于用在本发明所述的负载处理装置上的自锁定抓手组件。该抓手组件包括可在锁定和释放双稳定构型之间移动的弯屈机构210。弯屈机构210包括致动器211、具有钩接端213的两个抓手臂212和将抓手臂212连接至致动器211的两个弯屈铰链布置。每个弯屈铰链布置包括三角形基石构造214、位于致动器和基石构造之间的第一可形变分区215以及位于基石构造和抓手臂212之间的第二可形变分区216。可形变分区215、216与弯屈机构210的其它分区相比是较薄的分区。通过这种方式，当适当的力施加至弯屈机构210时，可形变分区优先弯曲或弯屈。

参见图18，在锁定构型(图18a)中，基石构造214与相应的抓手臂212接合或抵接。在锁定构型中，弯屈机构210是开放或宽的，并且抓手臂神展开。弯屈机构210可如图18a中的实心箭头所注明的那样将向下的力施加在致动器上被移动进入锁定构型。致动器211相对于抓手臂212处于向下的位置。

弯屈机构210可如图18b中所注明的那样将向上的力或拉力施加在致动器211上被移动进入解锁或释放构型。当施加了此类力时，第一和第二铰链215、216弯曲或弯屈，将基石构造214从与抓手臂的接合中释放出来。第一铰链215弯曲使得基石构造相对于致动器向下枢转。第二铰链216弯曲使得基石构造214相对于抓手臂212向上枢转。这样，致动器移动211至相对于抓手臂212的向上位置，如图18c的实心箭头所注明的那样将抓手臂的钩接端213拉到一起，进入窄或闭合布置。

图19a和图19b例举了具有弯屈机构220的抓手的另一种布置，相似的特征用相同的标记来注明。在图18中，基石构造214连接至抓手臂212，与臂的钩接端213间隔开。基石构造214在第一和第二铰链215、216之间的线的下方延伸。在图19a和19b所示的另一种布置中，基石构造217大致在钩接端213连接至抓手臂212。基石构造217在第一铰链218和第二铰链219之间的线的上方延伸。

图19a显示了处于锁定构型的弯屈机构220，基石构造217与相应的抓手臂212接合。在图19b中，弯屈机构229处于释放构型中。在这种情况下，致动器211相对于抓手臂212处于向下位置，第一和第二铰链218、219与图18的第一和第二铰链215、216相比沿相反的方向弯屈。这样，可通过对致动器211施加向上的力使弯屈机构220移动进入锁定构型，并且可通过对致动器211施加向下的力或推力使弯屈机构220移动进入解锁或释放构型。

如上文所述，抓手组件是用于锁住存储容器10，使得存储容器可被提升。抓手组件被设置为与存储容器10兼容。通常，存储容器10在上表面的容器边缘周围具有凹陷。

在使用中，处于窄或弯屈构型中时，弯屈机构210被插入凹陷中。一旦插入，就可以如图18a中的实心箭头所注明的那样对致动器211施加向下的力。这将弯屈机构210放入锁定构型，并且弯屈机构210是宽的。之后就无法将弯屈机构210从容器凹陷中取出。抓手臂的钩接端113与容器10的上表面的下侧接合。因此，提升力可被施加至抓手臂212以提升容器。

应当理解，弯屈机构220可通过对致动器211施加相反的力与容器10一起使用。

在使用中，作为负载处理装置的一部分，抓手组件210、220被安装在抓手盘上。提升带185附接至抓手臂212。致动器211可通过例如螺线管电机或电磁体操作。

在与负载处理装置一起使用时，抓手210、220被用在容器10的每个弯角处以将提升组件200锁至容器10。然后操作提升组件200将容器10提升进入负载处理装置100的骨架空隙中，使得容器10可被负载处理装置运送。图20a例举了不含容器的负载处理装置，图20b(和图5)例举了具有已升入空隙中的容器的负载处理装置。

应当理解，抓手组件210、220可具有超过两个抓手臂以及设置在致动器周围的对应数量的弯屈铰链布置。在一些布置中，额外的抓手臂可使与存储容器的附接更加牢固。

该布置允许单一电机来致使抓手盘被升高和降低，虽然从上文可以很明显的看出更加优选的是两个电机以为系统提供一些冗余，从而提供具有容错性的负载处理装置。

如上文所注，负载处理装置的一些部分可被直接更换或交换。相应地，该负载处理装置可被视为具有模块化组件。

负载处理装置的主体可被是视为骨架主体、骨架、框架。有利的方面是，这使得每个模块可以被更加简便的更换，原因是可直接或间接地存取每个模块。模块可以是自包含的，即具有一定数量的连接部分的单一单元，或者模块可包括多个部分。

模块可包括：变向组件、轮或成组轮、驱动组件、提升组件、抓手组件、供电工具、通信工具、控制工具、感应工具或感应器包。

特别有利的是，这可以允许负载处理装置的骨架内或由其支撑的部件可被更频繁地更换；举例而言，这可以使负载处理装置的可充电电池被简便地从骨架中取出并被替换为另一个可充电电池。

为了进行自动操作，负载处理装置具有自己的供电工具。供电工具的形态可以为可充电或可更换电池。

电池可位于负载处理装置的骨架内。举例而言，如果骨架包括空心杆结构，那么电池就可以插入杆中。

Ocado公司的WO2019170805专利申请描述了各种控制和感应器布置，其以引用方式纳入本发明。

负载处理装置被机载(on-board)控制设备控制。

控制设备可包括如收发单元或发送器与接收器单元的通信工具，用于从系统的集中控制设备发送和接收指令。负载处理装置能够基于来自集中控制设备的指令或任务大致自动动作。

机载控制设备能够根据从集中控制设备接收到的指令控制和操作变向机构、驱动组件和提升组件。机载控制设备进一步包括来自各种感应器和摄像头的输入以向控制设备提供关于负载处理装置的状况以及负载处理装置周围环境的反馈。

基于负载处理装置的状况和周围环境，机载控制设备操作变向组件、驱动组件和提升组件以进行任务。

需要负载处理装置状况的准确信息来确定负载处理装置可运行的速度以及任务何时完成和负载处理装置能否完成后续任务。

需要准确定位每个负载处理装置以允许以更快的速度和/或加速驱动负载处理装置同时让位置错误减到最少，以减少网格系统上的负载处理装置之间的间隔，从而提高系统效率。

可以使用超过一种类型的感应器来确定负载处理装置的状况和环境，从而确认接收到的信息是否正确。超过一个的同一类型感应器可被安装在负载处理装置的不同位置。

通过这种方式，每个感应器检测负载处理装置运行环境的不同部分。多个感应器是有利的，原因是它们在装置上提供冗余，如果一个感应器未能从环境获取适当信息，那么其它感应器中的一个就可能会更加成功。

另外，如果一个感应器处于无法获取环境的位置(如在轨道交叉处)，那么另一个感应器可能会能够更加成功地获取环境。此外，通过多个感应器可获取别的测定数据，如通过比较来自一个感应器的位置测定数据和安装在运送装置的相反面上的感应器的同一位置测定数据来确定感应器之间的角度以确定转动朝向。

这样，虽然本发明所述的负载处理装置的一个优点是去除冗余，但是应当理解，为了在更大的系统中运行，负载处理装置上的一些冗余可能因某些原因是有必要的，例如为了感应网格上的位置。

负载处理装置可包括许多不同类型的感应器，例如摄像头、超声探测器、X光摄像头、滚距轮 (trundle)、或航位推算(dead reckoning)轮布置、用于读取网格上提供的标记的陀螺扫描仪、条形码扫描仪或二维码扫描仪；用于识别系统中所存储的物品的RFID读取器。

可与本发明所述的负载处理装置一起使用的一种类型的感应器是位于骨架中的低成本俯视摄像头。此类摄像头可被用于检测轨路交叉并确定网格位置。

可提供感应器用于评估负载处理装置内的通信功能、测定轮和网格轨路之间的牵引力、测定行进的距离、测定行进速度、确定负载处理装置在网格上的网格位置、准确定位单个网格空间中的负载处理装置。

应当理解，负载处理装置可包括上文所述的特征中的全部、一个或任意组合，对于本发明而言并不一定要在工作装置中包括上述所有的感应器和特征。

可以预期的是，前述章节中所描述的任一个或一个以上变形可以相同的负载处理装置的具体实施方式来实施。

本文所述的发明是以示例方式结合了用于百货店取回系统的负载处理装置来说明的。应当理解，本发明所述的存储系统和装置不局限于本发明所存储和管理的物品类型。

另外，应当理解，本发明的一些具体实施方式可以结合人工处理设备而不是负载处理装置来使用。

上文没有明确提及的许多变形和改进也是可能的，不会背离本说明书和权利要求书的范围。

示例性实施的各方面总结如下：

负载处理装置，其中至少一个可弹性形变构件是弯屈铰链，并且柔性机构包括通过弯屈铰链附接至上支架和下支架的一系列主干部分。

负载处理装置，其中弯屈铰链包括分枝部分，或者其中弯屈铰链包括弹簧部分。

负载处理装置，其中每个柔性机构包括具有第一类型的弯屈铰链的至少一个主干部分和具有第二类型的弯屈铰链的至少一个主干部分。

基于网格的存储和取回系统，该系统包括网格框架(14)结构、运行在网格框架结构上的至少一个负载处理装置以及用于控制所述至少一个负载处理装置的集中控制用具，网格框架(14)结构包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于第一组轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中网格被成组竖直件(16)支撑以在网格下方构成复数个垂直存储地点，供容器(10)堆叠在竖直件之间并被竖直件沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间。

一种系统，其中所述至少一个负载处理装置进一步包括通信工具；并且存储系统的集中控制设备包括用于与所述至少一个负载处理装置上的通信工具通信的通信工具。

一种系统，其中所述集中控制设备远程监控所述至少一个负载处理装置的状况。

一种系统，其中如果检测到负载处理装置出现故障或失灵，指示负载处理装置利用无故障或未失灵工具移动至维护区域或网格边缘。

一种系统，其中所述集中控制用具与网格上运行的所述至少一个负载处理装置通信以指示该负载处理装置移动至网格上的具体地点。

一种系统，进一步指示负载处理装置从堆叠提升容器并将该容器移动至网格上的另一地点，和/或进一步指示该负载处理装置将容器降低至网格下方的堆叠位置。

一种轮，其中所述轮的轮辋包括用于容纳O形环的一个或一个以上凹槽。

一种轮，其中所述轮辋包括容纳O形环的三个以上凹槽。

一种轮，其中所述轮进一步包括额外层，所述额外层在所述轮的主体深处和外平面之间提供间隙。通过这种方式，所述轮可被“挤”成更窄的形态以通过轨路上的更窄分区或未对齐分区。

一种轮，其中所述轮是从动轮。

一种轮，其中所述轮适于容纳轮毂电机。

预张紧用于负载处理装置的驱动带组件的驱动带的方法，包括以下步骤：

张紧工具，其中第二臂是可转动安装的。

张紧工具，其中驱动带通过第一张紧臂和第二张紧臂走线。

Claims (15)

1.用于负载处理装置的驱动带组件，所述驱动带组件包括：

驱动带；

驱动轮；

一个或一个以上从动轮；

张紧工具，所述张紧工具包括：

第一张紧臂，所述第一张紧臂具有位于弯头上方的固定端和枢轴附接于所述弯头处的可转动远端，其中所述第一张紧臂可相对于所述驱动轮和所述从动轮水平位移；和第二张紧臂，

其中所述驱动带在所述第一和第二张紧臂的周围走线并且所述第一和第二张紧臂被设置为对所述驱动带施加压力以张紧所述驱动带。

2.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述从动轮可在升高和降低构型之间沿垂直方向相对于所述驱动轮移动；并且其中所述张紧工具具有与从动轮升高和降低构型分别对应的构型，并且所述张紧工具可在所述对应的构型之间移动。

3.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述从动轮和所述张紧工具在构型之间的移动是以机械方式协调的。

4.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述驱动带组件进一步包括变向组件，所述变向组件被设置为相对于所述驱动轮升高或降低所述从动轮，其中所述驱动带组件的所述张紧工具被设置为随着所述从动轮在升高、降低和停放构型之间移动而使所述驱动带预张紧。

5.根据权利要求4所述的驱动带组件，其中所述张紧工具以机械方式连接至所述变向机构。

6.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述从动轮沿垂直方向的移动和所述张紧工具的移动通过同一致动器启动。

7.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中施加至所述驱动带根据第一张紧臂和/或第二张紧臂的位置发生变化。

8.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中变向需要峰值力的时间与张紧需要峰值力的时间不同。

9.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述驱动带组件进一步包括用于监控带张紧的感应工具，并任选地进一步包括用于调节带张紧的工具。

10.根据前述任一权利要求所述的驱动带组件，其中所述驱动带组件进一步包括用于确定所述驱动带故障或失灵的 感应工具。

11.用于在网格框架存储结构上运行的负载处理装置，所述网格框架存储结构包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，所述第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于所述第一组平行轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中所述网格被一组竖直物(16)支撑以在所述网格下方构成复数个垂直存储地点供容器(10)堆叠在所述竖直物之间并被所述竖直物沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间，

所述负载处理装置包括主体，所述主体安装在第一组轮(116)和第二组轮上，所述第一组轮(116)被设置为与所述第一组平行轨路(22b)接合，所述第二组轮被设置为与所述第二组平行轨路(22a)接合，其中所述第一组轮(116)和第二组轮(118)由相应的根据权利要求1-10中任一项所述的驱动带组件驱动，其中所述第一组轮(116)和第二组轮(118)是从动轮。

12.根据权利要求11所述的负载处理装置，所述负载处理装置包括四个驱动带组件，所述四个驱动带组件被设置在所述负载处理装置的各个侧面上，用于驱动相应的从动轮。

13.根据权利要求11或12所述的负载处理装置，所述负载处理装置进一步包括变向组件，所述变向组件被设置为相对于所述驱动轮升高或降低所述第一组轮和/或降低或升高所述第二组轮，从而使所述轮与所述平行轨路接合或断开，其中所述驱动带组件的所述张紧工具被设置为随着所述从动轮在升高、降低和停放构型之间移动而使所述驱动带预张紧。

14.用于负载处理装置的模块化组件的成套部件，包括根据权利要求1-13中任一项所述的至少一个驱动带组件。

15.基于网格的存储和取回系统，所述系统包括网格框架(14)结构，所述网格框架(14)结构包括第一组平行轨道或轨路(22b)和第二组平行轨道或轨路(22a)，所述第二组平行轨道或轨路(22a)在大致水平的平面内大致垂直于所述第一组轨道或轨路(22b)延伸以构成包括复数个网格空间的网格图形，其中所述网格被一组竖直件(16)支撑以在所述网格下方构成复数个垂直存储地点，供容器(10)堆叠在所述竖直件之间并被竖直件沿垂直方向引导穿过所述复数个网格空间；

运行在所述网格框架结构上的根据权利要求1-14中任一项所述的至少一个负载处理装置；和

用于控制所述至少一个负载处理装置的集中控制用具。

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