CN115583452A - 模块化自主载具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将负载存储到存储机架以及从该存储机架中取回的运输设备。该运输设备包括负载搬运模块和电力模块。该负载搬运模块包括负载承载部分、负载搬运设备，该负载搬运设备具有用于朝向和远离该存储机架相对于该负载承载部分延伸和缩回的一对可延伸臂。一对支撑轮用于在该可延伸臂将该负载从该存储机架提取到该负载承载部分中时支撑该负载的重量。一对侧引导件用于将所取回的负载定位在该负载承载部分上。该负载搬运设备通过具有伸长凹槽的附接托架来附接到安装平台。另外，该电力模块包括集电靴组件，该集电靴组件可使用可移动臂和锁定机构在导电位置与非导电位置之间枢转。

Description

模块化自主载具

技术领域

本公开的示例性实施方案整体涉及存储和取回系统，并且更具体地讲，涉及存储和取回系统中使用的自主载具。

背景技术

为了订单履行而在仓库或分配中心中拾取负载可能是具有挑战性的。不同的运输系统从源拾取负载并且将其运输到目的地。运输系统可以是例如传送设备或运输设备。通常，用于存储负载的仓库或分配中心可包括存储系统，该存储系统包括可由运输设备接近的一系列存储机架，该运输设备诸如但不限于自主载具(诸如穿梭车或码垛机)或其他运输设备(诸如可沿存储机架在过道内移动的竖直升降机)。这些运输设备可用于在存储系统的存储机架中或从该存储机架存储和取回负载。通常，运输设备由多个部件构成，该多个部件可定位在运输设备的框架上和该框架的外部，其协同工作以控制运输设备的移动和由运输设备搬运的负载的移动。

发明内容

下文给出了简要发明内容，以提供对所公开的物料搬运系统的一些方面的基本理解。该发明内容不是详尽综述，并且既非旨在识别关键元件或重要元件，亦非描写此类元件的范围。其目的在于作为后文所提供的具体实施方式的序言，以简化形式给出所述特征的一些概念。

本文所述的各种示例性实施方案涉及耦接到运输设备以用于将负载存储到存储机架中以及从存储机架中取回的负载搬运模块。该负载搬运模块包括：负载承载部分；负载搬运设备，该负载搬运设备包括被配置为朝向和远离该存储机架相对于该负载承载部分延伸和缩回的一对可延伸臂。该负载搬运设备还包括：第一对引导件，该第一对引导件包括紧固到第一侧框架的第一上引导件和第一下引导件；和第二对引导件，该第二对引导件包括紧固到第二侧框架的第二上引导件和第二下引导件。该第一对引导件和该第二对引导件平行并且彼此相对地定位；其中该负载承载部分上的该负载通过该对可延伸臂定位在该第一对引导件和该第二对引导件之间。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该第一上引导件和该第一下引导件之间的第一距离与该第二上引导件和第二下引导件之间的第二距离基本上相同。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该第一对引导件和该第二对引导件与该对可延伸臂偏移地从该第一侧框架和该第二侧框架突出。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该对可延伸臂包括一个或多个悬臂式可延伸部分。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该可延伸臂中的每个可延伸臂包括一个或多个传感器以控制该对可延伸臂的延伸和缩回。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该可延伸臂中的每个可延伸臂包括至少一对可枢转指状件以在将负载提取到该负载承载部分中时夹紧该负载。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该负载承载部分包括传感器阵列，该传感器阵列以预定义距离彼此间隔开以验证该负载是否定位在该第一对引导件和该第二对引导件之间。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该可延伸臂中的每个可延伸臂包括至少一个马达以单独控制每个可延伸臂的延伸和缩回。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该对可延伸臂中的一个可延伸臂可在横向于第一可延伸臂的延伸方向的方向上线性滑动。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该负载搬运设备安装到包括一对扩展器和一对侧管的底盘。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该侧管中的每个侧管包括限定线性引导轨道的伸长切口部分。

本文所述的各种示例性实施方案涉及耦接到运输设备以用于将负载存储到存储机架中以及从存储机架中取回的负载搬运模块。该负载搬运模块包括第一安装平台和耦接到该第一安装平台的负载搬运设备。该负载搬运设备包括被配置为朝向和远离该存储机架相对于该负载承载部分延伸和缩回的一对可延伸臂。一对支撑轮紧固到该第一安装平台以在该可延伸臂将该负载从该存储机架提取到该负载搬运平台中时支撑该负载的重量。该支撑轮中的每个支撑轮定位在该第一安装平台的相对端部上，并且在线性引导轨道上沿与该第一方向正交的第二方向通过预定义间隙进行引导。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该支撑轮能够在该预定义间隙内进行可忽略的竖直移动以补偿该负载的重量。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，该负载搬运模块包括导螺杆组件以在该线性引导轨道上引导该支撑轮。

本文所述的各种示例性实施方案涉及耦接到运输设备以用于将负载存储到存储机架中以及从存储机架中取回的负载搬运模块。该负载搬运模块包括第一安装平台、负载搬运设备和附接到该负载搬运设备的侧框架的附接托架。该附接托架还包括伸长凹槽，该伸长凹槽一体地形成在该附接托架上以最初通过摩擦配合将该负载搬运设备与该第一安装平台耦接，以定位和预对准该附接托架和该第一安装平台上的紧固孔。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，其中该第一安装平台上的第一紧固孔通过摩擦配合基本上与该附接托架上的第二紧固孔重叠。

本文所述的各种示例性实施方案涉及负载搬运模块，该负载搬运模块包括具有第一组脊和凹口的第一附接托架和具有第二组脊和凹口的第二附接托架。该第一组脊和凹口与该第二组脊和凹口配合以定位和预对准该第一附接托架和该第二附接托架的紧固孔。

本文所述的各种示例性实施方案涉及电力模块。该电力模块包括附接到导轨的集电器和安装在附接到运输载具的底盘的安装托架上的集电靴组件。可移动臂附接到该集电靴组件以使该集电靴组件在导电位置和非导电位置之间枢转。在该导电位置中，该集电靴组件与该集电器接触以为该运输载具的一个或多个部件供应电流。锁定机构耦接到该可移动臂以将该集电靴组件锁定在导电位置和该非导电位置。

本文所述的各种示例性实施方案涉及电力模块，其中该锁定机构包括促进该锁定机构将该集电靴组件锁定在导电位置和该非导电位置的杠杆臂。

本文所述的各种示例性实施方案涉及电力模块，其中该杠杆臂被向下按压以锁定该可移动臂的枢转移动并且被向上拉动以解锁该可移动臂的枢转移动。

提供上述发明内容仅是为了概述一些示例性实施方案的目的，以提供对本公开一些方面的基本了解。因此，应当理解，上述实施方案仅为示例并且不应理解为以任何方式缩小本公开的范围或实质。应当理解，除了这里总结的那些，本公开的范围还涵盖了很多可能的实施方案，这些实施方案中的一些实施方案将在下面进一步描述。

附图说明

可结合附图阅读例示性实施方案的描述。应当理解，为了说明的简单和清晰，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，元件中的一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大。并入有本公开的教导的实施方案相对于本文中呈现的附图来展示和描述，在附图中：

图1示出了根据本公开的实施方案的安装有运输设备的存储和取回系统的透视图。

图2示出了根据本公开的实施方案的在图1的存储和取回系统内操作的运输设备的透视图。

图3示出了根据本公开的实施方案的图2的运输设备的底盘的透视图。

图4示出了根据本公开的实施方案的图3的底盘的透视图与支撑辊和线性引导轨道的特写视图。

图5A示出了根据本公开的实施方案的图4的具有支撑辊的底盘的前视图。

图5B示出了根据本公开的实施方案的图4的具有负载搬运设备和支撑辊的底盘的顶视图。

图6A示出了根据本公开的实施方案的其中可延伸臂处于延伸位置的图2的负载搬运模块的透视图。

图6B示出了根据本公开的实施方案的其中可延伸臂处于缩回位置的图2的负载搬运模块的透视图。

图7示出了根据本公开的实施方案的穿梭载具的截面图与用于将图6A和图6B的负载搬运模块安装到安装平台的附接机构的特写视图。

图8A示出了根据本公开的另一个实施方案的用于将图6A和图6B的负载搬运模块安装到安装平台的附接机构的截面图。

图8B示出了根据本公开的另一个实施方案的图8A的附接机构的前视图。

图9示出了根据本公开的实施方案的具有驱动模块的图2的穿梭载具的截面图。

图10示出了根据本公开的实施方案的图2的穿梭载具的截面图与穿梭载具的集成单元的特写视图。

图11A示出了根据本公开的实施方案的图10的集电靴组件的特写截面图。

图11B示出了根据本公开的实施方案的安装在导轨上的集电器的特写截面图。

图11C示出了根据本公开的实施方案的图11B的集电器和图11A的集电靴之间的接触的截面前视图。

图12A示出了根据本公开的实施方案的处于非导电位置的集电靴组件的顶视图。

图12B示出了根据本公开的实施方案的处于导电位置的集电靴组件的顶视图。

图13至图14示出了根据本公开的实施方案的具有设置在负载搬运模块上的传感器的图2的穿梭载具的截面图。

图15A至图15B示出了根据本公开的实施方案的使用另一组传感器来存储和取回负载的图2的穿梭载具的顶视图。

图16示出了根据本公开的实施方案的具有设置在负载承载部分上的传感器的图2的穿梭载具的透视图。

图17示出了根据本公开的实施方案的具有设置在负载承载部分或负载搬运模块上的传感器阵列的图2的穿梭载具的顶视图。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本发明的一些实施方案，附图中示出了本发明的一些实施方案，但未示出全部实施方案。实际上，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。除非另外指明，否则术语“或”和“任选地”在另选和结合意义上均用于本文。术语“例示性”和“示例性”是用于没有质量水平指示的示例。在全篇内容中，类似的标号指代类似的元件。

附图中示出的部件表示在本文描述的本发明的各种实施方案中可以存在或可以不存在的部件，使得实施方案可以包括比图中所示的部件更少或更多的部件，而不脱离本发明的范围。

现在转到附图，下文结合附图示出的具体实施方式旨在描述各种配置并且不旨在表示其中可实践本文所述概念的唯一配置。具体实施方式包括具体细节，以用于提供对各种概念的全面理解，其中类似的附图标记表示在整个几个视图中类似的部件。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。

如本文所用，术语“拾起”或“存储”或“放下”或“取回”可共同指代由竖直升降机和自主载具在机架存储系统中执行的各种操作。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“负载搬运站”可用于指可支撑负载并且使用一个或多个传送元件来传送负载的拾起和放下(P&D)传送机或进料/出料传送机或缓存传送机。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“导轨”或“支撑轨道”可用于指竖直升降机和自主载具被引导通过以存储和取回负载的导沟或通路。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“存储系统”、“取回系统”、“机架存储系统”、“自动化存储和取回系统”可用于指用于存储和取回一个或多个负载的具有多个存储机架的仓库或分配中心的任何部分。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“板”、“支架”、“托架”、“安装件”、“平台”可用于指用于与机械系统或电气系统的其他结构元件机械地耦接的结构元件。

如本文所用，术语“负载”可用于指物品、产品、制品、包装、袋、行李、存储容器(诸如托盘、托特包、纸箱、盒或运货板)。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“运输设备”可以是任何类型的自主引导载具(AGV)或自主移动机器人(AMR)或穿梭载具或竖直升降机。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

如本文所用，术语“合适的紧固件”可表示可将机械结构耦接在一起的本领域通常已知的任何类型的紧固件。一些常见类型的紧固件是螺母、螺栓、夹具、螺钉、垫圈、铆钉、U形销、角撑板等。此外，术语“合适的紧固件”还可表示本领域已知的任何紧固技术，诸如但不限于压配合、间隙配合、过盈配合、过渡配合或任何其他类型的工程配合。因此，任何此类术语的使用不应被理解为限制本公开的实施方案的精神和范围。

通常，存储和取回系统可设置为二维或三维存储和取回系统。此类存储和取回系统通常被称为自动化存储和取回系统(ASRS或AS/RS)。在此类自动化存储和取回系统中，由于存储和取回时间的增加，吞吐量始终是关注问题。此外，以快速且高效的方式从存储机架取回负载一直是大多数自动化存储和取回系统的约束。通常，运输设备可在限定在两个相邻存储机架之间的过道内沿竖直方向和水平方向移动以用于存储和取回负载。每个存储机架可具有预定义高度，其被配置有具有预定义深度的多个存储层以存储由运输设备拾起的负载。可在多个存储层之间以不同高度水平和竖直地移动的一个此类运输设备是穿梭载具。

在一些示例中，运输到存储层/从存储层运输的负载包含在存储容器(诸如托盘、托特包、纸箱、盒或运货板)中。根据存储机架的存储容量，机架可被称为高密度机架或超高密度机架。此类存储容器被存储在存储机架中并且使用穿梭载具来从存储机架取回以用于执行操作，例如订单履行或补充或构造混合运货板。虽然已经提出了各种配置的穿梭载具来存储和取回负载或存储容器以用于在仓库或分配中心中实现此类操作，但穿梭载具的现有已知配置具有某些缺点。在设计穿梭载具的配置以克服现有缺点时的一些考虑是：最小化存储和取回时间；在存储和取回期间通过最小化滑移、未对准和拥挤来最大化搬运负载的安全性，通过修改配置/布置以应对过载、应力、振动、脱轨和影响穿梭载具及其部件的寿命和安全性的其他外部因素来最小化穿梭载具的部件的磨损和撕裂。

通过所付努力、智慧和创新，包括在本公开的实施方案中的开发解决方案已经解决了许多上述识别的问题，本文详细描述了这些解决方案的许多示例。

本公开涉及用于将负载存储到存储机架以及从该存储机架中取回的运输设备。该运输设备包括多个部件和模块诸如负载搬运模块和电力模块。负载搬运模块包括负载承载部分、具有一对可延伸臂的负载搬运设备和一对侧引导件。该对侧引导件将负载定位和对准在负载承载部分上以防止负载的翻倒。一对支撑轮用于在该对可延伸臂将负载从存储机架提取到负载承载部分中时支撑负载的重量以防止臂上的机械应力。负载搬运设备通过具有伸长凹槽的附接托架来附接到安装平台，使得负载搬运设备和安装平台可预对准以用于快速安装。另外，电力模块包括集电靴组件，该集电靴组件可使用可移动臂和锁定机构在导电位置与非导电位置之间枢转以便于维护。

提供前述优点作为通过并入结合本公开的各种实施方案描述的技术特征来实现的可能优点的一般示例。可参考详细描述和附图更全面地理解本公开的各种附加优点、目的和特征。在以下对本公开的示例性实施方案的详细描述中，足够详细地描述可以实践本公开的具体代表性实施方案，以使得本领域技术人员能够实践公开的实施方案。例如，本文已经呈现了具体细节诸如具体方法顺序、结构、元件和连接件。然而，应当理解，不需要利用提出的具体细节实施本公开的实施方案。还应理解，可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离本公开的一般范围的情况下进行逻辑、架构、程序、机械、电气和其他改变。因此，以下详细描述不是限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。

贯穿本说明书，术语“传送机”或“传送机设备”或“传送机系统”可互换使用，并且这些术语应被视为辊传送机、皮带传送机或它们的组合的示例。

贯穿本说明书，术语“铰接”或“铰接地”或“转变”或“枢转”或“可枢转”可互换使用，并且应当被视为提供给部件以用于从一个位置移动到另一个位置的示例。

贯穿本说明书，术语“存储和取回系统”或“机架存储系统”可互换使用，并且应被视为具有存储机架的系统的示例。

贯穿本说明书，术语“穿梭件”和“穿梭载具”可在整个说明书中互换使用，并且应当被视为运输设备的示例。

通常，存储和取回系统在计算机化控制下操作，从而维持存储负载的库存。通过指定要取回的负载类型和数量来实现负载的取回。计算机确定存储区域中的可从其取回负载的位置并且调度取回。运输设备(例如，穿梭载具或竖直升降机)有时是存储和取回系统的一部分。在某个存储和取回系统中，系统内的存储机架中的水平移动由单独的穿梭载具进行，该单独的穿梭载具各自在存储机架的一个层上操作，而存储机架内的固定位置处的竖直升降机负责竖直移动。在某个存储和取回系统中，穿梭载具在沿存储机架设置的存储区域中的特定负载搬运站处拾起或投下负载。入站和出站负载被精确地定位以用于在负载搬运站中进行适当搬运。结合在存储和取回系统中使用的运输设备描述本公开的各个方面。

现在具体参考附图和其中描绘的例示性实施方案，图1公开了根据本公开的实施方案的安装有运输设备102的存储和取回系统100的透视图。存储和取回系统100包括一个或多个运输设备102。一个或多个运输设备102可包括穿梭载具103或竖直升降机104。存储和取回系统100包括用于存储一个或多个负载101的一个或多个存储机架105。一个或多个存储机架105可以堆叠布置进行布置，从而形成多个存储层107。存储机架105的多个堆叠布置可邻近彼此定位，其中在每个堆叠布置之间限定空间，该空间表示一个或多个运输设备102可通过其往返以迎合每个存储层107的过道106。例如，穿梭载具103可通过限定在存储机架105的每个堆叠布置之间的过道行进到定位在多个存储层107处的存储机架105。在图1的分解截面视图中示出了穿梭载具103通过其行进以迎合存储层107的过道106的一个此类示例。过道106可包括邻近存储机架105定位以引导穿梭载具103的导轨。根据一个实施方案，存储机架105的堆叠布置可以网格结构的形式定位以在每个堆叠布置中形成空隙，使得一个或多个运输设备102可竖直地通过该空隙往返以迎合每个存储层107。在图1中示出了一个此类堆叠布置，其中存储机架105定位成一个存储机架在另一个存储机架的顶部上并且安装到多个竖直延伸的束结构109。根据一个实施方案，定位在每个存储层107处的每个存储机架105可包括在存储机架105的整个长度上以相等间距顺序地设置的多个存储部分110。存储部分110被设置用于存储负载101。在一些示例中，每个存储部分110的尺寸可相同或基本上相同或不同。一个或多个运输设备102可往返于每个存储部分110以存储或取回负载101。根据一个实施方案，基于存储部分110的当前占用率和/或存储部分110的尺寸来选择用于存储由运输设备102运输的负载101的存储部分110。在图1中示出了用于存储负载101的具有多个存储部分110的一个此类存储机架105。

根据一个实施方案，每个存储层107处的每个存储机架105可包括负载101通过其进入存储机架105的入口部分和通过其离开存储机架105的出口部分。在一些示例中，入口部分和出口部分可在相同位置或不同位置处邻近存储机架105定位。根据实施方案，入口部分和出口部分可包括负载搬运站111。如图1所示，此类负载搬运站111可设置在每个存储层107处。在一些示例中，负载搬运站111可以是传送机。在一些示例中，负载搬运站111可用作缓存传送机以暂时存储负载101，该负载由一个或多个运输设备102在负载搬运站111处放下以用于存储或取回。例如，穿梭载具103可从存储机架105的存储部分110拾起负载并且在负载搬运站111处放下负载101，或者穿梭载具103可执行从负载搬运站111拾起负载101并且在存储部分110处放下负载101的相反操作。以此方式，负载101可在负载搬运站111处缓存，直到穿梭载具103拾起负载101。根据一个实施方案，竖直升降机104可邻近负载搬运站111定位以从负载搬运站111接收负载101或将负载101供应到负载搬运站111。例如，竖直升降机104可从进料传送机拾起负载并且在负载搬运站111处投下负载101，或者竖直升降机104可执行从负载搬运站111拾起负载101并且在出料传送机处放下负载的相反操作。以此方式，负载101可在负载搬运站111处缓存，直到负载由竖直升降机104拾起或供应到竖直升降机104。在图1中示出了被配置为行进到定位在多个存储层107处的负载搬运站111的一个此类竖直升降机104。竖直升降机104安装到邻近存储机架105安装的竖直升降机结构112。根据一个实施方案，每个存储层107可包括一个或多个运输设备102以拾取和放下负载101。在一些示例中，对于每个存储机架105的每个存储层107可使用一个穿梭载具103。在一些示例中，对于每个存储机架105的每个存储层107可使用一个或多个穿梭载具103，一个穿梭件103用于存储负载101并且其他穿梭件103用于取回负载101，并且/或者一个穿梭件103用于服务第一组存储部分并且其他穿梭件103用于服务每个存储机架105上的第二组存储部分，以用于存储和取回负载101。根据一个实施方案，多个存储层107可由一个或多个运输设备102服务以拾取和放下负载101。例如，穿梭载具103可在过道和/或专用导轨中的空隙内沿水平方向和竖直方向移动以到达多个存储层107以用于存储和取回负载101。如图1所示，对于每个存储机架105有一个穿梭件103用于从沿存储机架105的长度分布的多个存储部分110存储和取回负载101。在描述的其余部分中详细解释了一个此类穿梭载具103及其部件。尽管结合图1描述了存储和取回系统100的特定结构布置，但本领域技术人员显而易见的是，存储和取回系统的任何另选结构布置可与在后续描述性实施方案中描述的穿梭载具103一起采用。

现在具体参考附图和其中描绘的例示性实施方案，图2公开了根据本公开的实施方案的在图1的存储和取回系统内操作的运输设备103的透视图。例如，运输设备103是用于从图1的存储和取回系统存储和取回负载101的穿梭件103。根据一个实施方案，穿梭件103包括负载搬运模块202、驱动模块204和集成单元206。集成单元206包括电力模块208、通信模块210和控制模块212。这些模块202、204和单元206中的每一者包括用于执行针对每个模块202、204和单元206限定的一个或多个操作和功能的一个或多个部件。如图2所示，电力模块208、通信模块210和控制模块212的一个或多个部件一致地附接到集成单元206。除了这些模块202、204和单元206之外，穿梭件103还可包括附加部件，诸如但不限于驱动轮213、引导轮214、传感器215、擦拭器216、LED 217和盖218。这些附加部件以及模块202、204和单元206的部件协同工作以操作穿梭件103以执行负载101的存储和取回。根据一个实施方案，负载搬运模块202、驱动模块204和集成单元206安装到如图3所示的穿梭件103的底盘301。模块202、204和单元206中的每一者可包括对应的安装平台或安装托架或安装板，模块202、204和单元206连同附加部件通过该安装平台或安装托架或安装板来安装到底盘301。在一些示例中，模块202、204或单元206或附加部件使用合适的紧固件来安装。应当理解，基于部件的操作特性及其执行的功能将穿梭载具103的几个部件分类到模块202、204或单元206中。此类分类是出于易于解释的目的并且不旨在限制本公开的范围。下文描述了由这些模块202、204或单元206执行的功能，其不是由这些模块202、204或单元206执行的功能的明确公开，而仅是说明性实施方案并且不是限制性的。提供功能概述的此类描述不应被视为限制本公开的范围。

负载搬运模块202-用于支撑、稳定和固定负载101；以及将负载101转移到存储机架105中和转移到该存储机架外。结合图2、图3、图4、图5A和图5B、图6A和图6B、图7、图8A和图8B详细描述了使得负载搬运模块202能够执行此类功能的一个或多个部件。

驱动模块204-该模块用于沿正向方向和反向方向驱动穿梭载具103，制动穿梭载具103的移动、穿梭载具103的加速或减速、驱动负载搬运模块202的一个或多个部件以将负载101转移到存储机架105中和该存储机架外。结合图4、图6A和图6B、图9详细描述了执行此类功能的一个或多个部件。

电力模块208-该模块用于向负载搬运模块202、驱动模块204、控制模块212的一个或多个部件和附加部件213-218供应电力以执行其专用功能。结合图10、图11A至图11C以及图12A和图12B详细描述了电力模块208的一个或多个部件。

通信模块210-该模块用于负载搬运模块202、电力模块208、驱动模块204和控制模块212的一个或多个部件之间的通过缆线或天线或其他通信装置进行的有线或无线通信。此外，通信模块210还可包括I/O模块接口和显示接口。结合图10详细描述了通信模块210的一个或多个部件。

控制模块212-该模块用于控制驱动模块204、负载搬运模块202、电力模块208和通信模块210的一个或多个部件。控制模块212可被认为是穿梭载具103的大脑，其具有软件逻辑以控制安装在穿梭载具103中的所有部件和模块。结合图10详细描述了控制模块212的一个或多个部件。

其他附加部件213-218-一个或多个传感器可用于提供反馈并且触发负载搬运模块202、电力模块208、通信模块210和控制模块212的一个或多个部件的操作。结合图13至图17详细描述了在穿梭载具103中使用的一个或多个传感器。驱动轮213和引导轮214可形成用于在导轨1101中引导穿梭载具103的驱动模块204的一部分。擦拭器216在驱动轮213和引导轮214前面使用以在穿梭载具103运动时移除任何障碍物。盖218用于保护一个或多个部件，包括负载搬运模块202、电力模块208、通信模块210和控制模块212的一个或多个部件的缆线/接线。将结合示出附加部件的对应附图详细描述其他附加部件。

具体返回参考图2，负载搬运模块可定位在集成单元206与驱动模块204之间。例如，负载搬运模块可安装到如图3所示的底盘301的中心部分302，而集成单元206和驱动模块204可安装在负载搬运模块202的任一侧上，从而占用如图3所示的底盘301的侧面部分304。例如，一对扩展器308可限定底盘301的中心部分302和侧面部分304。该对扩展器308可使用合适的紧固件来耦接到一对侧管306。例如，该对扩展器308和该对侧管306可形成限定中心部分302和侧面部分304的底盘301。

根据一个实施方案，负载搬运模块202包括负载承载部分220以支撑转移到存储机架105中和转移到该存储机架外的负载101。例如，负载承载部分220可以是传送机、滑块盘、一系列条带皮带和其他支撑或传送结构。在如图1所示的例示性实施方案中，负载承载部分220是一对滑块盘221。该对滑块盘221可使用如图4所示的一对安装板401来附接到底盘301。根据一个实施方案，该对安装板401的第一端部固定地附接到第一安装托架310(图3中示出)，并且该对安装板401的第二端部固定地附接到该对扩展器308中的一个扩展器。就这一点而言，负载承载部分220可定位在该对扩展器308之间，具体地在第一安装托架310和扩展器308中的一个扩展器之间。

根据一个实施方案，该对滑块盘221可使用该对安装板401来可滑动地附接到底盘301。例如，该对安装板401可包括配合凹槽622(即，纵向延伸的凹槽622或横向延伸的凹槽622)和合适的紧固件以使得该对滑块盘221能够在“X”和“Y”方向轴线两者中进行滑动移动。也可采用如本领域已知的用于将该对滑块盘221可滑动地紧固在底盘301上的另选布置。根据一个实施方案，该对安装板401和第一安装托架310可定位在底盘301的介于该对扩展器308和该对侧管306之间的中心部分302上，如图4所示。具体返回参考图2，一对滑块板222可使用合适的紧固件来附接到该对滑块盘221。该对滑块板222可形成负载承载部分220的一部分。该对滑块板222可附接到该对滑块盘221的端部，从而从底盘301的该对侧管306悬伸。例如，该对滑块板222可被认为是该对滑块盘221的延伸部。此类悬伸的延伸部可被设置为用于在穿梭载具103将负载101转移到存储机架105中和转移到该存储机架外时桥接或覆盖穿梭载具103与存储机架105之间的任何间隙的选项。

根据一个实施方案，穿梭载具103包括四个轮213、211，每个轮具有对应的引导轮214。如图2所示，穿梭载具103包括两个驱动轮213和两个惰轮211，其各自具有对应引导轮214。两个驱动轮213可连同驱动模块204一起定位，并且两个惰轮211可连同集成单元206一起定位。两个驱动轮213和两个惰轮211使用合适的紧固件来附接到底盘301。根据一个实施方案，驱动轮213和惰轮211的旋转轴线可垂直于引导轮214的旋转轴线。根据一个实施方案，驱动轮213促进穿梭载具103在安装在图1的机架存储系统100中的对应导轨1101(图11A至图11C中示出)上的运动。根据一个实施方案，驱动轮213由图9中描述的驱动模块204驱动。根据一个实施方案，引导轮214在导轨1101的一部分上进行引导，并且驱动轮213在导轨1101的另一部分上进行引导，如图11B所示。导轨1101的部分彼此垂直。在一些示例中，引导轮214被设置为补偿导轨1101中的任何构造误差，诸如平行误差或直线误差，其导致穿梭载具103在导轨1101上行进时产生振动或抖动。根据一个实施方案，引导轮214、驱动轮213和惰轮211使用如图11A清楚所示的第一附接板1102来附接到底盘301。例如，第一附接板1102可以是从底盘301延伸的螺栓连接的凸缘板。

根据一个实施方案，擦拭器216也附接到第一附接板1102，引导轮214附接到该第一附接板，如图11A清楚所示。擦拭器216可定位在每个引导轮214的前面，其中在引导轮214与擦拭器之间存在间隙。在一些示例中，当螺栓连接到第一附接板1102时，擦拭器216可部分地或基本上覆盖引导轮214。例如，擦拭器216可包括刷毛或能够在穿梭载具103在导轨1101上移动时清除导轨1101上的障碍物(诸如污垢、灰尘、颗粒、细颗粒)的任何柔性材料。根据一个实施方案，使用一对盖218来包封驱动模块204、负载搬运模块202和集成单元206的部件。第一盖218a用于完全包封驱动模块204的部件并且部分地包封负载搬运模块202的一个或多个部件。第二盖218b用于完全包封集成单元206的部件并且部分地包封负载搬运模块202的一个或多个部件。在一些示例中，盖218可具有增强塑料材料，其保护部件免受任何外部干扰，从而在操作穿梭件103时确保安全性，使部件的磨损和撕裂最小化。

根据一个实施方案，负载搬运模块202包括负载搬运设备224。负载搬运设备224包括一对可延伸臂226，该对可延伸臂被配置为朝向和远离存储机架105相对于负载承载部分220延伸和缩回。根据一个实施方案，可延伸臂226中的每个可延伸臂包括至少一对可枢转指状件228，该对可枢转指状件进行操作以在将负载101提取到负载承载部分220中时夹紧负载101。在一些示例中，该对可枢转指状件228使用螺线管(诸如但不限于线性螺线管、旋转螺线管或振荡螺线管)来进行操作。在一些示例中，该对可枢转指状件228使用电动马达来进行操作。根据一个实施方案，该对可延伸臂226中的第一可延伸臂226a可相对于第二可延伸臂226b移动。例如，第一可延伸臂226a可固定地附接到底盘301，并且第二可延伸臂226b可以可移动地附接到底盘301。第一可延伸臂226a使用第一安装平台402(图4中示出)来可移动地附接到底盘301。在一些示例中，第二可延伸臂226b在第一安装托架310与扩展器308之间的区域中固定地附接到底盘301。在一些示例中，第二可延伸臂226b固定地附接到扩展器308。根据一个实施方案，驱动模块204可使用第二安装平台312(图3和图4中示出)来固定地安装到底盘301。该对扩展器308、第一安装托架310、第一安装平台402和第二安装平台312可彼此相距预定距离地按顺序布置。根据一个实施方案，第一安装平台402被配置为朝向和远离第二安装平台312在底盘301上滑动。换句话说，第一可延伸臂226a可朝向和远离第二可延伸臂226b在底盘301上滑动。

现在具体参考图3，模块、集成单元206和穿梭载具103的相关联部件固定地或可移动地安装在形成底盘301的该对扩展器308或该对侧管306上。该对扩展器308和该对侧管306可使用合适的紧固件来彼此附接，其中该对扩展器308垂直于该对侧管306。该对扩展器308和该对侧管306可具有中空管状横截面。该中空管状横截面可包括从中空管状横截面切断的多个伸长切口部分。如先前所讨论，一个此类切口部分可用于使第一可延伸臂226a在底盘301上滑动。根据一个实施方案，切口部分限定用于使第一可延伸臂226a滑动的线性引导轨道404。根据一个实施方案，第一可延伸臂226a可使用如图4所示的驱动机构405在线性引导轨道404中滑动。例如，第一可延伸臂226a使用第一安装平台402来附接到底盘301，该第一安装平台可使用驱动机构405在该对侧管306上的线性引导轨道404中滑动。例如，驱动机构405是导螺杆组件405。导螺杆组件405可包括导螺杆轴406、导螺杆螺母(未示出)、推力轴承(未示出)、耦接器(未示出)和驱动马达408。导螺杆组件405定位在该对扩展器308之间。导螺杆轴406在第一安装托架310与该对扩展器308中的一个扩展器之间延伸。导螺杆轴406的浮动端部409包括使用合适的紧固件来安装到第一安装托架310的驱动马达408。驱动马达408可使用耦接器和其他合适的紧固件来耦接到导螺杆轴406。导螺杆轴406的固定端部410使用合适的紧固件来固定地安装到一个扩展器。浮动端部409和固定端部410包括轴承以可旋转地支撑导螺杆轴406。另外，导螺杆组件405可包括计数器以对导螺杆轴406在驱动马达408的影响下旋转时的转数进行计数。

在操作中，驱动马达的旋转致使导螺杆轴406转动，这使导螺杆螺母沿导螺杆轴406的长度推进。如图4所示，导螺杆轴406定位在该对安装板401之间的垂直于第一安装托架310和该对扩展器308的区域中。应当理解，用于将旋转运动转换成线性运动的任何合适的螺钉可取代导螺杆轴406。根据一个实施方案，第一安装平台402可通过使用导螺杆安装件407和合适的紧固件来安置在导螺杆螺母上。在操作中，驱动马达的旋转致使导螺杆轴406转动，这使导螺杆螺母连同第一安装平台402沿导螺杆轴406的长度推进。在一些示例中，第一安装平台402可在驱动马达408沿第一方向旋转时朝向第一安装托架310滑动，并且在驱动马达408沿与第一方向相反的第二方向旋转时远离第一安装托架310滑动。根据一个实施方案，第一安装平台402的端部可设置有线性引导板411和衬套412。第一安装平台402通过使用线性引导板411和衬套412从一个位置线性地滑动到另一个位置。线性滑动运动通过导螺杆的旋转运动来实现。例如，线性引导板411和衬套412在设置的伸长切口部分或设置在该对侧管306上的线性引导轨道404内线性地移动，如图4所示。

如前所讨论，附接到第一安装平台402的第一可延伸臂226a使用线性引导板411、衬套412和导螺杆组件405来与第一安装平台402线性滑动。就这一点而言，可通过使用第一安装平台402使第一可延伸臂226a朝向和远离第二可延伸臂226b线性滑动来调整(即增加或减小)第一可延伸臂226a与第二可延伸臂226b之间的距离。根据一个实施方案，第一可延伸臂226a可在横向于第一可延伸臂226a的延伸方向的方向上线性滑动。本领域技术人员应理解，除了第一可延伸臂226a之外或代替该第一可延伸臂，也可以将此类线性可移动构造设置到第二可延伸臂226b。根据一个实施方案，第一可延伸臂226a与第二可延伸臂226b之间的距离可基于要由穿梭载具103搬运并且装载到负载承载部分220上的负载101的尺寸来调整。在图4中示出了第一安装平台402的特写截面图，其中示出了用作线性引导板411的线性引导轨道404的伸长切口部分和衬套412。另外，截面图清楚地示出了经由导螺杆安装件407安装到导螺杆轴406的第一安装平台402。

如图4的剖视图所示，第一安装平台402包括附接到第一安装平台402的底部的第二附接板413，第一安装平台402的每个端部上一个第二附接板。例如，第二附接板413可以是在与第一安装平台402的行进方向相反的方向上从第一安装平台402延伸的螺栓连接的凸缘板。根据一个实施方案，第二附接板413可一体地形成在第一安装平台402上。根据一个实施方案，一对支撑轮415紧固到第一安装平台402。例如，该对支撑轮415可设置在螺栓连接的凸缘板上。该对支撑轮415可使用合适的紧固件来附接到螺栓连接的凸缘板。该对支撑轮415可以是非机动轮。该对支撑轮415可在伸长切口部分或该对侧管306上的线性引导轨道404内进行引导，线性引导板411和衬套412在导螺杆组件405的影响下在该伸长切口部分或线性引导轨道内进行引导。

根据一个实施方案，该对支撑轮415定位在第一安装平台402的相对端部上以支撑负载101的重量，而该对可延伸臂226将负载101从存储机架105提取到负载承载部分220中。根据一个实施方案，该对支撑轮415沿第二方向(指示为图5B中的轴线“X”)在线性引导轨道404上通过预定义间隙502进行引导，该第二方向与该对可延伸臂226的延伸部的第一方向(指示为图5B中的轴线“Y”)正交。例如，该对可延伸臂226可在第一方向上延伸以将负载101拾取或放到存储机架105中，并且支撑轮415沿第二方向在线性引导轨道404上进行引导，该第二方向与可延伸臂226的第一移动方向正交。

图5A示出了根据本公开的实施方案的图4的具有支撑轮的底盘301的前视图。具有该对支撑轮415的第一安装平台402在线性引导轨道404上进行引导。如图5A所示，该对支撑轮415在线性引导轨道404内设置有预定义间隙502。图5B示出了根据本公开的实施方案的图4的具有负载搬运设备224和支撑辊415的底盘301的顶视图。负载搬运设备224的该对可延伸臂226被示为相对于负载承载部分220处于延伸位置。处于延伸位置的该对可延伸臂226能够取回负载101。根据一个实施方案，该对支撑轮415能够在预定义间隙502内(即，在支撑轮415与线性引导轨道404之间)进行可忽略的竖直移动以补偿由该对可延伸臂226取回的负载101的重量。以此方式，由于该对支撑轮415提供了附加支撑，因此负载101的重量在该对可延伸臂226上引起的应力被释放。就这一点而言，第一安装平台402能够在线性引导轨道404内进行线性移动以调整该对可延伸臂226之间的距离，并且能够在线性引导轨道404内进行可忽略的竖直移动以补偿该对可延伸臂226上的应力。

图6A和图6B公开了负载搬运设备224的透视图，其中该对可延伸臂226分别处于延伸位置和缩回位置。根据一个实施方案，负载搬运设备224还包括一对侧框架602、604、两对引导件603、605、607、609和控制机构610。两对引导件603、605、607、609附接到该对侧框架602、604。第一对引导件603、605包括紧固到第一侧框架602的第一上引导件603和第一下引导件605。第二对引导件607、609包括紧固到第二侧框架604的第二上引导件607和第二下引导件609。第一对引导件603、605和第二对引导件607、609平行并且彼此相对地定位。在一些示例中，第一上引导件603和第一下引导件605之间的第一距离与第二上引导件607和第二下引导件609之间的第二距离基本上相同。在操作中，该对可延伸臂226在从存储机架105取回负载101时将负载101定位或对准在第一对引导件603、605和第二对引导件607、609之间。从存储机架105取回的负载101定位在第一对引导件603、605和第二对引导件607、609之间的负载承载部分220上。以此方式，负载101在两对引导件603、605、607、609之间定位或对准，使得当穿梭件103在机架存储系统100内行进时，负载101不经受任何振动或抖动或意外掉落。

根据一个实施方案，第一对引导件603、605和第二对引导件607、609与该对可延伸臂226偏移611地从第一侧框架602和第二侧框架604突出。在一些示例中，可提供偏移611，使得当负载101定位在第一对引导件603、605和第二对引导件607、609之间时，该对可延伸臂226不与负载101接触。在一些示例中，偏移611可由从侧框架602、604向外延伸的螺栓连接的凸缘托架627创建。在一些示例中，偏移611可创建负载101和成对的引导件603、605、607、609之间的空间以促进该对可延伸臂226将后续负载101取回到负载承载部分220中，而不会对定位在负载承载部分220上的先前取回的负载101引起任何非预期移动。在操作中，当穿梭载具103发起移动以使该对可延伸臂226延伸以便从存储机架105取回负载101时，设置在每个臂中的该对可枢转指状件228可处于被动位置。当穿梭载具103发起移动以使该对可延伸臂226与负载101缩回时，设置在每个臂226a、226b中的该对可枢转指状件228可从被动位置枢转到主动位置以在从存储机架105取回负载时夹紧负载101。类似地，当穿梭载具103发起移动以将负载101推入存储机架105中时，设置在每个臂226a、226b中的该对可枢转指状件228可处于主动位置以在臂226a、226b朝向存储机架105移动期间夹紧负载101。该对可枢转指状件228在存储期间从负载承载部分220推动负载101，并且在处于主动位置的取回期间朝向负载承载部分220拉动负载101。

根据一个实施方案，控制机构610被配置为使该对可延伸臂226延伸到存储机架105中以及缩回到存储机架外。控制机构610包括一对马达612。第一马达612a用于使第一可延伸臂226a延伸和缩回，并且第二马达612b用于使第二可延伸臂226b延伸和缩回。提供第一马达612a和第二马达612b以单独控制每个可延伸臂226a、226b的移动。第一马达612a和第二马达612b分别附接到第一侧框架602和第二侧框架604。控制机构610还包括在可延伸臂226a、226b中的每一者上的定时皮带610a、从动滑轮(未示出)和驱动滑轮610b的布置，如图6A和图6B所示。在一些示例中，定时皮带610a可包括多个带齿部分。本领域技术人员应理解，定时皮带610a、驱动滑轮610b和从动滑轮连同马达612a、612b的协同操作发起每个可延伸臂226a、226b的移动。根据一个实施方案，该对可延伸臂226可包括以悬臂方式设置在负载搬运设备224中的多个可延伸部分。换句话说，可延伸部分可滑动地彼此连接以形成该对可延伸臂226。在操作中，悬臂式可延伸部分完全或部分地延伸以存储和取回负载101。此类悬臂式可延伸部分使用滑动机构来彼此可滑动地连接。

如图6A和图6B所示，滑动机构可包括缆线(未示出)、缆线滑轮614和具有滚柱轴承的线性滑动装置615。可延伸部分中的每个可延伸部分使用缆线和缆线滑轮614来彼此连接。可延伸部分中的每个可延伸部分上的具有滚柱轴承的线性滑动装置615促进可延伸部分之间的滑动移动。例如，包括该对可枢转指状件228的可延伸部分可使用定时皮带610a、驱动滑轮610b和从动滑轮的布置来延伸，并且后续可延伸部分可通过重力使用缆线、缆线滑轮614和具有滚柱轴承的线性滑动装置615的布置来操作。此类布置安装在该对侧框架602、604的内表面616上。应当注意，每个悬臂式可延伸部分可以可移除地安装到侧框架602、604以用于促进单独可延伸部分的替换或修复。在一些示例中，悬臂式可延伸部分和侧框架602、604可以是一体式构造。根据一个实施方案，张紧紧固件619可设置在该对侧框架602、604上以调整定时皮带610a和缆线的张力。例如，张紧紧固件619可以是针对该对侧框架602、604的外表面617可接近的螺母和螺栓布置。

现在具体参考图7的例示性实施方案，该图示出了根据本公开的实施方案的穿梭载具103的截面图与用于将图6A和图6B的负载搬运模块202安装到安装平台的附接机构的特写视图。负载搬运设备224使用包括一对附接托架620的附接机构来安装在第一安装平台402上。附接托架620使用合适的紧固件来紧固在负载搬运设备224的该对侧框架602、604上。在另选实施方案中，侧框架和附接托架620可以是一体式构造。根据一个实施方案，每个侧框架602、604可包括至少一个附接托架620 620。在另选实施方案中，可提供两个附接托架620，其各自在侧框架602、604的相对端部上以与第一安装平台402附接。根据一个实施方案，附接托架620 620中的每一者包括凹槽622。凹槽622可以是伸长U形凹槽622。凹槽622可设置在与第一安装平台402配合的附接托架的端部上。换句话说，附接托架620的配合端部可包括至少一个凹槽622。凹槽622可一体地形成在附接托架620上。例如，凹槽622可被形成为附接托架620的底部部分623上的切口。在一些示例中，附接托架620可具有朝向顶部部分625逐渐地渐缩的宽底部部分623。例如，附接托架620可具有带伸长U形凹槽622的L形。

根据一个实施方案，凹槽622促进负载搬运设备224与第一安装平台402的初始耦接。例如，第一安装平台402的一部分通过摩擦配合或压配合或过盈配合插入凹槽622中以将附接托架620与第一安装平台402暂时夹紧。根据一个实施方案，负载搬运设备224与第一安装平台402的初始耦接是将紧固孔701定位和预对准在附接托架620和第一安装平台402上。然后使用通过紧固孔701插入的合适的紧固件将附接托架620和第一安装平台402紧固在一起。例如，在通过凹槽622提供摩擦配合之后，第一安装平台402上的第一紧固孔701a可基本上与附接托架620上的第二紧固孔702a重叠。就这一点而言，负载搬运设备224可轻松地与第一安装平台402紧固，因为附接托架620定位和预对准负载搬运设备224与第一安装平台402，这本来将需要手动劳动以精确地定位和对准附接托架620的紧固孔701与第一安装平台402的紧固孔701。由于附接托架620和第一安装平台402使用摩擦配合来耦接在一起，因此可避免需要附加紧固件以刚性地耦接附接托架620和第一安装平台402。因此，具有凹槽622的附接托架620促进负载搬运设备224与第一安装平台402的精确附接，从而减小手动劳动和多个紧固件。

图8A示出了根据本公开的另一个实施方案的用于将图6A和图6B的负载搬运模块202安装到第一安装平台402的附接机构的截面图，并且图8B示出了根据本公开的另一个实施方案的图8A的附接机构的前视图。在图8A和图8B中公开的例示性实施方案中，负载搬运设备224包括具有以第一组脊802和凹口804形式的带齿部分的第一附接托架801a，并且第一安装平台402包括具有以第二组脊803和凹口805形式的带齿部分的第二附接件801b托架620。第一组脊802和凹口804与第二组脊803和凹口805配合，使得以最小努力定位和预对准第一附接托架801a和第二附接托架801b上的紧固孔701，从而促进容易地将负载搬运设备224与第一安装平台402紧固。

现在具体参考图9，其示出了穿梭载具103的驱动模块204。驱动模块204包括驱动马达902、驱动轴904、驱动滑轮和从动滑轮(未示出)、齿轮箱906和一对驱动轮213。根据一个实施方案，该对驱动轮213连接到驱动轴904并且使用合适的紧固件(例如，轴台轴承908)来与底盘301的该对侧管306紧固。驱动轴904由驱动马达902、驱动滑轮和从动滑轮驱动，使得该对驱动轮213在正向方向和反向方向上旋转。驱动马达902可以是任何合适的马达，例如直流电动马达。可提供齿轮箱906以调整该对驱动轮213的旋转速度以便控制穿梭载具103的加速和减速速率。在一些示例中，驱动模块204可包括制动单元以立即停止穿梭件103的移动。驱动模块204从集成单元206中的电力模块208接收电力。根据一个实施方案，可提供一对驱动马达，每个驱动轮213上一个驱动马达以单独地控制驱动轮213。

现在具体参考图10，其示出了穿梭载具103的集成单元206。根据一个实施方案，集成单元206使用第二安装托架1002来附接到底盘301。电力模块208、通信模块210和控制模块212附接到第二安装托架1002，该第二安装托架然后使用合适的紧固件与底盘301紧固。换句话说，模块被集成和预构建在第二安装托架1002上并且附接到底盘301，从而最小化安装时间。集成单元206内的模块的各种部件在下文与其相关联的功能一起列出，其不是由这些模块执行的功能的明确公开但仅是例示性实施方案而不是限制性的。功能的此类描述不应被视为限制本公开的范围。

控制模块212包括中央控制器。例如，中央控制器可以是具有内置处理器和母板的嵌入式PC。处理器可以是范围从Intel

到

Core^TMi7再到

Xeon的单核。Intel

处理器是中档控制器，可通过快速循环时间和处理功率轻松处理所有机器逻辑和数据采集过程。紧凑嵌入式PC可容易地连同其他部件一起配合在第二安装托架1002内而没有与PC的形状因子相关的任何问题。此类嵌入式PC的示例可以是来自倍福(Beckhoff)的工业PC。

通信模块210包括Wi-Fi模块、I/O链路模块和配电箱。例如，Wi-Fi模块可以是工业级无线3合1AP/网桥/客户端，其具有高性能Wi-Fi连接性以递送安全且可靠的无线网络连接。此类Wi-Fi模块的示例可以是MOXA无线客户端。例如，I/O链路模块使得能够连接多达八个I/O链路设备，例如IO链路箱模块、致动器、传感器或它们的组合。I/O链路模块作为8通道输入模块、24V DC操作，其根据需要与连接的I/O链路设备通信，对其进行参数化，并且如有必要则改变其操作模式。此类I/O链路模块的示例可以是来自倍福的EP6228和EP6224模型链路模块。就这一点而言，穿梭载具103上的一个或多个传感器可连接到I/O链路模块，该I/O链路模块然后使用EtherCAT通信来连接到中央控制器。任选地，通信模块210可包括EtherCAT箱，其在一个设备中组合四个数字输入和四个数字输出。这些数字输入和输出可以是M8或M12套接字连接。

电力模块208包括配电箱、电源转换器和UPS(不间断电源)。配电箱将若干缆线束成连接到中央控制器的一个主缆线。状态指示器提供大量信号的概述。将电力和逻辑分配到诸如传感器、马达和LED的部件。此类嵌入式PC的示例可以是Phoenix配电箱。电源转换器可以是高效DC/DC转换器，其可做出比仅调整电压更多的工作。其可在电压波动的情况下促进系统可靠性并且增加耐久性，从而提供12V、24V或48V的经调节DC电压。此类电源转换器的示例是脉冲电源转换器。在电源故障的情况下，UPS通过自动切换到电池操作并且防止机器停机时间来充当备用电源。此类UPS的示例来自穆尔电子(MURR Elektronik)。

根据一个实施方案，来自集成单元206的电线或缆线被布线通过拖链缆线载体1004。拖链缆线载体1004使用第三安装托架1006来安装到底盘301。根据一个实施方案，电力模块208还包括集电器1102和集电靴组件1104，该集电靴组件包括可移动臂1106和锁定机构1108。现在具体参考图11A至图11C所示的例示性实施方案，包括可移动臂1106和锁定机构1108的集电靴组件1104安装在第二安装托架1002的一个端部上。在一些示例中，集电靴组件1104定位在第二安装托架1002中，使得集电靴组件1104邻近通过其引导穿梭载具103的导轨1101。在图11B和图11C中示出了附接到导轨1101的集电器1102的特写视图。集电器1102可使用安装夹1110来安装到导轨1101。根据一个实施方案，集电靴组件1104包括集电靴1112、集电器臂1114、集电器弹簧1116、集电器托架1118和绝缘保持器1120。根据一个实施方案，集电器1102通过集电靴组件1104向穿梭载具103的部件供应电力。集电靴1112可附接到绝缘保持器1120，该绝缘保持器继而附接到“U”形托架1121。“U”形托架1121使用与其他合适的紧固件组合的U形接头来紧固到集电器臂1114。集电器弹簧1116定位在“U”形托架1121和集电器臂1114之间。根据一个实施方案，当集电靴组件1104从导电位置移动到非导电位置时，集电器弹簧1116被压缩和解压，反之亦然。在一些示例中，集电器弹簧1116提供集电靴1112与集电器1102的连续按压接触。在导电位置中，集电靴1112可与集电器1102接触，并且在非导电位置中，集电靴1112可不与集电器1102接触。从集电器1102到穿梭载具103的电流供应经由集电靴1112转移通过穿梭载具103的各种部件。例如，电源转换器可将所需的电力分布到各种部件。电流可以是交流电并且具体地在40V到220V之间的范围内或在40V与110V之间的范围内。也有可能使用直流电。例如，集电靴1112可以是石墨浸渍铜触靴。根据一个实施方案，可在集电靴组件1104中采用一对集电器臂1114，每个集电器臂具有一对集电靴1112。

根据一个实施方案，集电器臂1114附接到集电器托架1118，该集电器托架继而通过第三附接板1201来附接到可移动臂1106。例如，第三附接板1201可以是从可移动臂1106延伸的螺栓连接的凸缘板。根据一个实施方案，可移动臂1106的一个端部耦接到集电器托架1118的一个端部，而可移动臂1106的另一端部铰接地耦接到锁定机构1108。就这一点而言，可移动臂1106使集电靴组件1104围绕枢转点相对于锁定机构1108在导电位置与非导电位置之间枢转。根据一个实施方案，当在导电位置与非导电位置之间枢转时，集电靴组件1104移动经过设置在该对侧管306上的凹陷部1111(图11A中示出)。就这一点而言，凹陷部1111设置在该对侧管306中，使得集电靴组件1104的部件可完全容纳或部分容纳在底盘301内。在一些示例中，当集电靴组件1104枢转到导电位置时，集电靴组件1104的除集电靴1112之外的部件可容纳在设置在底盘301上的凹陷部内。集电靴1112可从底盘301突出以建立与集电器1102的接触，如图11C所示。

根据一个实施方案，锁定机构1108可将集电靴组件1104锁定在导电位置和非导电位置。根据一个实施方案，锁定机构1108包括杠杆臂1109，该杠杆臂能够被向上拉动和向下推动以将集电靴组件1104锁定在导电位置和非导电位置。例如，杠杆臂1109可锁定和解锁可移动臂1106绕枢转点的枢转移动。在一些示例中，锁定机构1108可包括弹簧加载闩锁、凸轮操作闩锁、分度柱塞销、锁定扦、螺栓粘结剂夹具和本领域已知的用于锁定可移动臂1106的枢转移动的其他机构。此类锁定机构1108可耦接到杠杆臂1109以使得在集电靴组件1104处于导电位置或非导电位置时实现可移动臂1106的锁定和解锁。如图12A和图12B所示，集电靴组件1104可枢转到导电位置和非导电位置。例如，当集电靴组件1104处于导电位置时，杠杆臂1109可被向上拉动以释放可移动臂1106和锁定机构1108之间的连接。因此，可移动臂1106可被释放以相对于枢转点枢转移动，如图12A所示。以此方式，集电靴组件1104可从导电位置枢转到非导电位置。在一些示例中，杠杆臂1109可被向下推动以将可移动臂1106锁定在非导电位置，使得可对部件执行维护活动而不会由于枢转移动引起任何回弹。类似地，当集电靴组件1104将要转变回导电位置时，杠杆臂1109可被向上拉动以释放可移动臂1106和锁定机构1108之间的连接。因此，可移动臂1106可被释放以相对于枢转点枢转移动，从而促进集电靴组件1104枢转回到导电位置，如图12B所示。因此，集电靴组件1104可通过可移动臂1106的枢转移动而转变到导电位置和非导电位置，该可移动臂通过操作杠杆臂1109来锁定和解锁。这种布置可被设置为在任何维护或修复的情况下接近集电靴组件1104的部件。根据一个实施方案，可手动操作杠杆臂1109。在另选实施方案中，可自动触发杠杆臂1109的移动，使得集电靴1112和集电器1102之间的连接可在紧急情况下断开以关闭或制动穿梭载具103。

现在具体参考图13至图16，其公开了穿梭载具103中使用的一个或多个传感器。在一些示例中，一个或多个传感器提供反馈或触发或监视或控制各种模块的部件以执行一个或多个功能。在一些示例中，一个或多个传感器还可被配置为提供对其环境和外部物体的感知。在一些示例中，一个或多个传感器可提供指导信息、负载101存在信息或用于在穿梭载具103的操作中使用的任何其他合适信息。例如，一个或多个传感器可以是激光传感器、红外传感器、光学扫描传感器、超声传感器、接近传感器、光眼传感器中的一者或它们的组合。这些传感器可被设置为束线传感器或幕式传感器。这些传感器可具有对射类型、回射类型或漫射类型。例如，一个或多个传感器可包括相机。结合这些图13至图17讨论的一个或多个传感器仅是可能与穿梭载具103结合使用的几个传感器的示例，因此不必被认为是限制本公开的范围。根据一个实施方案，一个或多个传感器可定位在负载承载部分220、底盘301和负载搬运模块202上，具体地在负载搬运设备224上。结合图13至图15描述了定位在负载搬运设备224上的传感器的功能。

图13示出了根据本公开的实施方案的具有设置在负载搬运模块202上的传感器的图2的穿梭载具103的截面图。第一对传感器215和第二对传感器215设置在负载搬运设备224上。图13示出了其中第一对传感器215放置在负载搬运设备224的相对端部上的截面图。第一对传感器215被示为使用螺栓连接的凸缘板来附接到负载搬运设备224的该对侧框架602、604中的一个侧框架。根据一个实施方案，第三对传感器1302附接到负载搬运设备224。图13示出了其中第三对传感器1302中的一个传感器被示为附接到负载搬运设备224的该对侧框架602、604中的一个侧框架的截面图。在一些示例中，第一对传感器215可检测存储机架105上的负载101的存在。在一些示例中，第一对传感器215可测量布置在存储机架105中的负载101的行之间存在的间隙1401，如图14所示。可执行间隙测量以验证负载101的行之间是否存在足够的间隙1401以使负载搬运设备224的该对可延伸臂226延伸和缩回。在一些示例中，间隙1401的宽度可基本上等于该对可延伸臂226的宽度或基本上等于每个臂中的该对可枢转指状件228的长度。可验证此类间隙1401，使得该对可延伸臂226可轻易地延伸和缩回而不会意外地与存储机架105上的其他负载101的行碰撞。例如，可仅在接收来自第一对传感器215的反馈之后发起该对可延伸臂226的延伸。在一些示例中，当第一可延伸臂226a使用导螺杆组件405相对于第二可延伸臂226b移动时，可提供第三对传感器1302以测量该对可延伸臂226之间的距离。

图15A示出了根据本公开的实施方案的使用另一组传感器来存储和取回负载101的图2的穿梭载具103的顶视图，并且图15B示出了根据本公开的实施方案的使用图15A的传感器来存储和取回负载101的图2的穿梭载具103的顶视图。第四对传感器(由光束1501象征性地描绘)设置在包括该对可枢转指状件228的该对可延伸臂226上。第四对传感器可邻近可延伸臂226的可枢转指状件228附接。在一些示例中，第四对传感器可提供与要由穿梭载具103取回的负载101的长度相关的信息。在一些示例中，第四对传感器可检测负载101的前边缘和后边缘以发起该对可枢转指状件228的可枢转移动。例如，第四对传感器可以是光电对射型光束传感器。如图15A至图15B所示，当该对可延伸臂226延伸以拾取负载101时，第四对传感器之间的光束被负载101截止或阻挡。光束继续处于阻挡状态或截止状态，直到该对可延伸臂226行进经过负载101的后边缘并且在此之后，光束不间断直到其检测到另一个负载101。当光束在后边缘之后不间断时，发起该对可枢转指状件228的可枢转移动以使得负载101可由该对可延伸臂226和该对可枢转指状件228取回。在一些示例中，测量其中第四对传感器处于截止状态的持续时间以确定负载101的长度。

如图16所示，第五对传感器1602设置在负载搬运设备224上。第五对传感器1602定位在穿梭载具103的负载承载部分220上。例如，第五对传感器1602可检测导轨1101上的轨狭槽1601以便确定穿梭件103在导轨1101上行进时在机架存储系统100中的位置。例如，第五对传感器1602可用于定位每个存储机架105上的存储部分110并且将穿梭载具103定位成与存储部分110对准。类似地，图17示出了根据本公开的实施方案的具有设置在负载承载部分220或负载搬运模块202上的传感器阵列(由光束1702象征性地描绘)的图2的穿梭载具103的顶视图。传感器阵列可定位在负载搬运设备224或负载承载部分220上以用于检测负载承载部分220上的负载101的存在，确定负载101的长度，以及验证负载101的位置和对准。在一些示例中，传感器阵列可彼此间隔开并且被定位成相对于彼此相距50mm的预定距离以形成光束幕以便检测负载101。在一些示例中，可确定负载101的长度以验证取回的负载101是否与旨在由穿梭载具103取回的负载101相同。在一些示例中，位置和对准由传感器阵列的终端传感器验证，该终端传感器可用于验证负载101是否被对准和定位在成对引导件603、605、607、609之间的负载承载部分220内，或者从负载承载部分220或在负载承载部分220的边缘处悬伸以避免负载101从负载承载部分220翻倒。

在并入本文以供参考的美国专利号10,611,568的图6和图7中公开了用于控制穿梭载具103的分布式控制架构和控制逻辑。

结合本文中所公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，上文已经大体上根据其功能描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。将此类功能实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是此类具体实施决策不应被解释为导致偏离本发明的范围。

已经出于说明和描述的目的呈现了实施方案的前述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上述教导内容，可进行明显的修改或改变。选择和描述实施方案是为了最佳说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域普通技术人员能够在各种实施方案中并且以适合于预期的特定用途的各种修改最好地利用本发明。尽管仅详细解释了本发明的有限数量的实施方案，但应当理解，本发明的范围不限于前面的描述中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。另外，在描述实施方案时，为了清楚起见，使用了特定术语。应当理解，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。

Claims (10)

1.一种耦接到运输设备以用于将负载存储到存储机架中和从所述存储机架中取回的负载搬运模块，所述负载搬运模块包括：

负载承载部分；

负载搬运设备，所述负载搬运设备包括被配置为朝向和远离所述存储机架相对于所述负载承载部分延伸和缩回的一对可延伸臂，其中所述负载搬运设备还包括：

第一对引导件，所述第一对引导件包括紧固到第一侧框架的第一上引导件和第一下引导件；和

第二对引导件，所述第二对引导件包括紧固到第二侧框架的第二上引导件和第二下引导件，其中所述第一对引导件和所述第二对引导件平行并且彼此相对地定位；其中所述负载承载部分上的所述负载通过所述一对可延伸臂定位在所述第一对引导件和所述第二对引导件之间。

2.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述第一上引导件和所述第一下引导件之间的第一距离与所述第二上引导件和第二下引导件之间的第二距离基本上相同。

3.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述第一对引导件和所述第二对引导件与所述一对可延伸臂偏移地从所述第一侧框架和所述第二侧框架突出。

4.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述一对可延伸臂包括一个或多个悬臂式可延伸部分。

5.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述可延伸臂中的每个可延伸臂包括一个或多个传感器以控制所述一对可延伸臂的延伸和缩回。

6.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述可延伸臂中的每个可延伸臂包括至少一对可枢转指状件以在将负载提取到所述负载承载部分中时夹紧所述负载。

7.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述负载承载部分包括传感器阵列，所述传感器阵列以预定义距离彼此间隔开以验证所述负载是否定位在所述第一对引导件和所述第二对引导件之间。

8.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述可延伸臂中的每个可延伸臂包括至少一个马达以单独控制每个可延伸臂的延伸和缩回。

9.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述一对可延伸臂中的一个可延伸臂可在横向于第一可延伸臂的延伸方向的方向上线性滑动。

10.根据权利要求1所述的负载搬运模块，其中所述负载搬运设备安装到包括一对扩展器和一对侧管的底盘，并且其中所述侧管中的每个侧管包括限定线性引导轨道的伸长切口部分。

通过摩擦配合基本上与所述附接托架上的第二紧固孔重叠。

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