CN115783580B - 自动化存取系统及方法、自动化立体仓库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化存取系统及方法、自动化立体仓库，上述自动化存取系统及方法、自动化立体仓库，所述存取系统包括：立体仓库，所述立体仓库上设有多排货架，所述货架上设有多个存储位；存取机器人，所述存取机器人设置于货架上，用于在货架存储位与货架所在地面之间搬运货物；搬运机器人，所述搬运机器人在所述货架以及存取机器人下方的地面行走，用于在货架所在地面上搬运货物出入库，本发明的自动化存取系统不包含出入库输送机，解决出入库输送机的占地问题，搬运机器人不需要利用货架第一层的缓存位，解决了传统AMR方案出入库货物占据货架实际存储位的问题，不需要安装层间缓存设备，降低了货架成本，提高了灵活性，提高了取放货效率。

Description

自动化存取系统及方法、自动化立体仓库

技术领域

本申请涉及仓储物流管理技术领域，特别是涉及一种自动化存取系统及方法、自动化立体仓库。

背景技术

随着电商行业的快速发展，为满足存放货物进出量以及出入库效率最大化，现代物流业开始对储货仓库进行改进，目前常见的立体仓库有以下3中类型：

1. 料箱AMR机器人配合潜伏式AMR机器人或者出入库输送机

料箱AMR机器人自身结构问题，不论是平面移动还是货物的取放，效率都偏低，无法符合高流量作业，潜伏式AMR的配合使用则需要占用货架上的储存位，作为货物出入库时的缓存位置，这样会损失一定存储位，并且两种AMR在同一地图平面内的移动路径存在一定交互，加大了设备调度难度。如果采用输送机对接的设计，将会削弱AMR系统的灵活性，增大占地面积，同时料箱AMR机器人如果和输送机做对接完成出入库作业，设备单机的效率也会有一定的下降。

2. 料箱堆垛机配合出入库输送机

料箱堆垛机，产品结构原因，属于非轻型设备，整体结构较为笨重，单个设备自身运动限制在单一巷道内部，设备灵活性较差。所有货物的出入库只可以在巷道内的指定位置完成，同时需要配合输送机来完成出入库对接（输送机的作用是货物入库前的分流合缓存以及出库后的合流），如果需要大量的缓存位，那就需要布置大量的输送设备，货架也需要采用料箱堆垛机专用货架，现场施工周期较长以及项目投资金额也将较大。

3. 料箱穿梭车配合出入库输送机

料箱穿梭车的使用需要采用特殊设计的货架横梁作为设备穿梭车行驶用的轨道，遍布货架中每一层的每一条巷道，货架造价将会很高，轨道安装精度，平整度，直线度要求都很高，导致制造和安装难度都很高，制造成本变高，现场安装调试成本也会增加，同时现场施工时间也会很久，另外穿梭车系统的提升机也必须要等到货架系统施工完成才能进行该设备的安装，搭配货物出入库所使用的层间输送设备的强弱地接线也需要铺设额外的电气桥架到高空，安装作业繁琐，目前主流的穿梭车设备仍然存在一个很大问题就是，当车辆故障的时候必须要有人爬到货架维修层去把车辆手动拉出，所以系统维护性较差。外部出入库用的输送系统也大大增加占地面积。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升储货仓库出入库效率，并且减小占地面积的自动化存取系统及方法、自动化立体仓库。

第一方面，本申请提供了一种自动化存取系统，所述存取系统包括：

立体仓库，所述立体仓库上设有多排货架，所述货架上设有多个存储位；

存取机器人，所述存取机器人设置于货架上，用于在货架存储位与货架所在地面之间搬运货物；

搬运机器人，所述搬运机器人在所述货架以及所述存取机器人下方的地面行走，用于在货架所在地面上搬运货物出入库。

根据本申请所述的自动化存取系统，在一些实施方式中，所述存取机器人设置在货架上，所述存取机器人高于地面架空布置，使所述存取机器人的底部具有所述搬运机器人行走的空间；所述多排货架之间设有巷道，巷道的两侧或者巷道的任意一侧设置有行走轨道，所述行走轨道沿巷道延伸方向设置，也可设置在货架上；所述存取机器人沿所述行走轨道移动，在货架和巷道所在地面之间进行货物货物的运送；所述搬运机器人的高度小于货架的最底层存储位的高度，并且所述搬运机器人的高度小于所述行走轨道的高度，使所述搬运机器人在立体仓库的地面和出入库对接位置之间任意行走，进行货物货物的运送。

根据本申请所述的自动化存取系统，在一种实施方式中，所述存取机器人包括：

第一行走机构，用于带动所述存取机器人沿行走轨道移动；

货物取放机构，用于通过伸缩组件的伸缩从货架上取放货物；

第一升降机构，与所述货物取放机构连接，用于带动所述货物取放机构升降；

货物吊装机构，与所述货物取放机构在所述巷道延伸方向上相邻设置，用于在所述货物取放机构与巷道所在的地面之间进行货物的运送；

所述货物吊装机构与第二升降机构连接，由所述第二升降机构带动所述货物吊装机构升降。

根据本申请所述的自动化存取系统，在一种实施方式中，所述货物吊装机构的底部具有第一容纳舱，所述第一容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第一容纳舱并取放货物，以及将货物固定在所述第一容纳舱内；所述货物取放组件能够沿着巷道的延伸方向伸出至所述货物取放机构的上方，在所述第一容纳舱和所述货物取放机构之间转运货物。

根据本申请所述的自动化存取系统，在一些实施方式中，所述搬运机器人本体的底部设置有第二行走机构，所述第二行走机构用于带动所述搬运机器人本体在地面上移动；所述搬运机器人本体中形成有用于容纳货物的第二容纳舱，所述第二容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第二容纳舱并从地面取放货物，以及将货物固定在所述第二容纳舱内。

第二方面，本申请还提供了一种自动化存取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取出入库任务列表；

根据所述出入库任务列表，搬运机器人将待入库的货物搬运至立体仓库的地面上，将立体仓库的地面上待出库的货物搬运出库；存取机器人在立体仓库的巷道内往复移动，将立体仓库地面上的待入库货物搬运至货架的存储位上，将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上。

在本申请的一个实施例中，所述获取出入库任务列表包括，所述任务列表中只有入库任务，或者所述任务列表中只有出库任务，或者任务列表中既有入库任务又有出库任务。

在本申请的一个实施例中，若所述任务列表中只有入库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道进行入库作业。

在本申请的一个实施例中，若所述任务列表中包括出库任务，则根据待出库货物所在巷道及位置，按S型路径依次划分作业组，每个所述作业组中待出库货物数量等于或小于所述搬运机器人的最大载货数量。

在本申请的一个实施例中，若所述任务列表中只有出库任务，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行各个作业组的出库作业任务；

若任务列表中既有入库任务又有出库任务，则所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库，出立体仓库时搬运待出库货物出库。

在本申请的一个实施例中，所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若没有空货位，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下所搬运货物的至少一个，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务。

在本申请的一个实施例中，所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若有空货位，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。

在本申请的一个实施例中，所述执行至少一个作业组的出库作业任务时，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，则所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。

在本申请的一个实施例中，所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，包括，比较所述搬运机器人要执行的出库作业组中任务数量与当前搬运的待入库数量，若当前搬运的待入库数量大于要执行的出库作业组中任务数量，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下目标数量的待入库货物，所述目标数量等于当前搬运的待入库数量减去要执行的出库作业组中任务数量。

在本申请的一个实施例中，所述存取机器人将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上时，所述存取机器人搬运的待出库货物在地面上形成至少一个待出库集合，所述待出库集合中货物的数量等于或者小于所述搬运机器人的最大载货数量，所述待出库集合中货物之间的排布与所述搬运机器人的货位相匹配。

在本申请的一个实施例中，若所述任务列表中既有入库任务又有出库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则寻找目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道中的地面上寻找能够容纳所携带的所有待入库货物的位置放下所有待入库货物，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，或者，按照行驶路径最近原则执行至少一个待出库集合。

第三方面，本发明实施例还提供了一种自动化立体仓库，包括第一方面的自动化存取系统。

上述自动化存取系统及方法、自动化立体仓库，不包含出入库输送机，解决出入库输送机的占地问题，搬运机器人不需要利用货架第一层的缓存位，解决了传统AMR方案出入库货物占据货架实际存储位的问题，不需要安装层间缓存设备，降低了货架成本，提高了灵活性，提高了取放货效率。

附图说明

图1为一个实施例中自动化存取系统的结构示意图；

图2为一个实施例中自动化存取方法的应用环境图；

图3为一个实施例中自动化存取方法的流程示意图；

图4为一个实施例中自动化存取方法的流程示意图；

图5为一个实施例中自动化存取方法的流程示意图；

图6为一个实施例中自动化存取方法的流程示意图；

图7为一个实施例中自动化存取方法的流程示意图；

图8为一个实施例中根据待出库货物所在巷道及位置，按S型路径依次划分作业组的示意图；

图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本实施例公开了一种自动化存取系统，如图1所示，所述存取系统包括：立体仓库，所述立体仓库上设有多排货架10，所述货架上设有多个存储位；存取机器人20，所述存取机器人20设置于货架10上，用于在货架10的存储位与巷道地面之间搬运货物；搬运机器人40，所述搬运机器人40在所述货架以及伸缩存取机器人20下方的地面上行走，用于在货架10所在地面上搬运货物出入库。

根据本申请所述的存取系统，在一些实施方式中，所述存取机器人20设置在货架上，所述存取机器人20高于地面架空布置，使所述存取机器人20的底部具有所述搬运机器人40行走的空间；所述多排货架之间设有巷道30，巷道的两侧或者巷道的任意一侧设置有行走轨道50，所述行走轨道沿巷道延伸方向设置，在一些实施方式中，所述行走轨道59也可设置在所述货架10上；所述存取机器人20沿所述行走轨道移动，在货架10的存储位和巷道30所在地面之间进行货物的运送；所述搬运机器人40的高度小于货架10的最底层存储位的高度，并且所述搬运机器人40的高度小于所述行走轨道50的高度，使所述搬运机器人40在巷道30所在地面和出入库对接位置之间任意行走，进行货物的运送。

在一些实施方式中，所述存取机器人20的主体结构可包括预装结构的设备框架，行走轨道，以及位于框架顶部的导轨等。在一些实施方式中，所述存取机器人20包含第一行走机构，货物取放机构，垂直升降机构，货物吊装机构和定位机构，供电系统例如可采用锂电池集成在该机器人内部，也可以采用滑触线（集电轨）集成在设备框架上，让所述存取机器人20可以在巷道内实现货架上任意层或者任意高度的货物取放货作业。

具体而言，所述存取机器人20包括：

第一行走机构23，所述第一行走机构23用于带动所述货架存取机器人20沿所述行走轨道50移动；

货物取放机构21，所述货物取放机构21用于通过伸缩组件的伸缩从货架10的存储位上取放货物；所述货物取放机构21与第一升降机构连接，第一升降机构例如为固定连接至所述货物取放机构21的同步带，同步带连接同步带轮并由电机驱动，实现所述货物取放机构21的升降移动，带动所述货物取放机构21在货架10的不同存储层间取放货物；

货物吊装机构22，所述货物吊装机构22与所述货物取放机构21在所述巷道延伸方向上相邻设置，用于在所述货物取放机构21与巷道所在的地面之间进行货物的运送，所述货物吊装机构22与第二升降机构连接，由所述第二升降机构带动所述货物吊装机构22升降，所述第二升降机构例如为固定连接至所述货物吊装机构22的同步带，所述同步带连接同步带轮并由电机驱动，实现所述货物吊装机构22的升降移动，带动所述货物吊装机构22在货架10所在的地面和货物取放机构21之间取放货物。

在一些实施方式中，所述第一行走机构23为电机驱动的行走轮，所述行走轮在主体框架某一特定位置上布置的轨道上移动，带动所述存取机器人20在货架10的巷道30内行走。主驱动行走轮被设置在最底部，框架的最顶部还可设置辅助行走轮，辅助行走轮不和电机连接，所有行走轮都在轨道内运行。

在一些实施方式中，所述货物取放机构21的伸缩组件集成了伸缩式抓取结构及导向结构，可以在垂直于巷道30的延伸方向对货架10上不同存储位的货物实现取放货动作，当需要从货架10取货时，通过第一升降机构带动所述货物取放机构21的载货台和货架10中存储位的货物对齐，位于载货台两侧的伸缩组件（例如伸缩叉）结合伸缩叉前端的勾取装置（例如拨杆）伸缩取货；为确保货物落在载货台的正中间，也可在载货台的侧边设置辅助导向条。在一些实施方式中，所述货物取放机构21的伸缩叉可实现单深度及双深度货位的货物存取，另外也可在伸缩叉的侧边任意位置布置勾取结构，用于不同尺寸货物的推放及勾取。

在一些实施方式中，所述货物吊装机构22的底部具有第一容纳舱，所述第一容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第一容纳舱并取放货物，以及将货物固定在所述第一容纳舱内；所述货物取放组件能够沿着巷道的延伸方向伸出至所述货物取放机构21的上方，在所述第一容纳舱和所述货物取放机构21之间转运货物。

在一些实施方式中，所述货物吊装机构22的货物取放组件还可包括夹抱杆，所述夹抱杆从所述货物取放机构21的正上方将货物搬离所述货物取放机构21的载货台，所述夹抱杆安装在一套可垂直升降的伸缩平台上，所述夹抱杆的开合动作通过电机驱动螺杆，螺杆和夹抱杆通过螺纹连接实现夹抱杆的开与合。

在一些实施方式中，在所述货物吊装机构22的夹抱杆抓取到所述货物取放机构21的载货台上的货物后，所述伸缩平台垂直抬升，使货物脱离所述货物取放机构21，所述货物取放组件复位，然后所述第二升降机构带动所述货物吊装机构22中的货物升降，向地面方向运动，到达最底端后，所述夹抱杆打开，将货物平稳放置在地面位置，由所述搬运机器人40搬运出库。同样地，所述货物吊装机构22也可以将地面上的货物转运至所述货物取放机构21上，并由所述货物取放机构21转运至货架10的不同存储位入库，从而货物的出入库可以同时进行，搬运效率更高。

在一些实施方式中，所述存取机器人20还包括供电系统，为所述存取机器人20提供动力，确保设备在运行中可以稳定地运作，供电系统可以通过滑触线来做直接取电，也可以通过使用锂电池加动能回收装置实现机器人的供电，如果采用锂电池供电，在每条巷道固定位置都要布置一套充电装置，以便为所述存取机器人20及时供电，保证立体仓库的货物搬运效率。

在一些实施方式中，为了实现所述存取机器人20的运行不依赖于货架横梁，实现货架成本的最优化，并且实现所述搬运机器人40的运行路径可以和所述存取机器人20的移动路径互不干涉，所述存取机器人20的主体框架采用了模块化预装式框架，并集成有一套轨道，该轨道的位置高于地面位置，框架顶部也装有一套用于设备运行稳定的辅助轨道，货架10可以和此框架做相对固定，便于所述存取机器人20对货物进行取放作业。

在一些实施方式中，所述存取机器人20还包括定位机构，所述定位机构可实现货架10上的货物位置的定位，也可实现货物从货架10上取下后放置到地面位置的定位，所述定位机构采用视觉或者光电来实现定位。视觉定位可采用二维码配合相机的模式，在轨道上贴二维码，并在所述存取机器人20上设置相机来拍摄轨道上的二维码，同时需要配合编码器来收集行走轮旋转的圈数来换算行走的距离来实现所述存取机器人20的定位。光电定位则是在轨道上开设定位孔，通过光电照射这些开孔，向PLC反馈电频型号，并且需要结合编码器来收集行走轮旋转的圈数来换算行走的距离以实现所述存取机器人20的定位，从而使调度系统能够更加快速高效的调度所述存取机器人20和所述搬运机器人40，提高货物出入库效率。

根据本申请所述的存取系统，在一些实施方式中，所述搬运机器人40本体的底部设置有第二行走机构，所述第二行走机构用于带动所述搬运机器人40本体在地面上移动；所述搬运机器人40本体中形成有用于容纳货物的第二容纳舱，所述第二容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第二容纳舱并从地面取放货物，以及将货物固定在所述第二容纳舱内。所述搬运机器人40在将待入库货物搬运至所述存取机器人20所在的巷道地面后，还可将所述存取机器人20转运至地面的待出库货物搬运出库，从而货物的出入库作业可以同时进行，效率更高。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40主要结构包含主体框架，第二行走机构，货物取放组件，供电系统，导航及定位机构；为使所述搬运机器人40将货物从地面转运到所述存取机器人20的载货台上，所述搬运机器人40可以在地面位置按照软件系统的调度要求任意穿梭行驶，行驶路径不受限制，从而能够快递高效的进行货物搬运，提高出口入库效率。

在一些实施方式中，搬运机器人40的货物取放组件可以在水平方向上伸出所述第二容纳舱，完成在地面上的取放动作。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40的主体采用框架结构，所述第二行走机构和货物取放组件，电池等其他机构都安装于所述主体框架内，为了实现所述搬运机器人40的特定应用，该框架采用有别于传统AMR机器人底盘框架的设计，但行走驱动仍与AMR相同。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40的行走机构使用电机直驱行走轮，差速驱动可以实现设备可以原地旋转的功能，让设备可以在平面位置上行驶到任意区域，行驶路径更加自由。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40的货物取放组件可以实现直接从地面上取放货物的功能，取放组件采用垂直起吊方式，夹具采用挂钩结构的夹抱杆，当货物处于夹具夹取范围内后，位于货物侧边的夹具闭合，夹具上的挂钩可以固定住货物/料箱的边缘，然后提升离开地面，固定在搬运机器人40的第二容纳舱体内，该夹具的挂钩的具体形状设计可以匹配不同的货物形状进行定制。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40还包括供电系统，例如电池，并且为了确保所述搬运机器人40可以持续作业，需要在指定位置部署充电设施，以便为所述搬运机器人40及时供电，保证货物搬运效率。

在一些实施方式中，所述搬运机器人40还包括导航及定位机构，所述搬运机器人40设置有视觉识别装置，可以实现所述搬运机器人40在运行过程中的定位、导航和避障，确保货物可以准确的到达指定目的地，并且和障碍物不会发生任何的碰撞。

本申请实施例提供的自动化存取方法，可以应用于如图2所示的应用环境中。其中，仓库管理子系统102通过网络与调度子系统104进行通信。其中，仓库管理子系统102与调度子系统104均可以但不限于是各种服务器、个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。数据存储系统可以存储调度子系统104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在调度子系统104的服务器上，也可以放在云上或其他网络服务器上。此外，本申请实施例提及的自动化存取方法应用的调度系统为分布式系统，因此，调度子系统104可以是此调度系统的任一节点。例如，调度子系统104可以是任一存取机器人或者搬运机器人上设置的处理器与存储器，也可以是实现统一总调度的一个或多个服务器。

具体地，调度子系统104先为存取机器人和搬运机器人106从仓库管理子系统102中获取出入库任务列表，出入库任务列表中包括：只有入库任务，或者只有出库任务，或者既有入库任务又有出库任务；其中，出库时，存取机器人根据出库任务列表，将待出库的货物从存储位上取出放置于地面上，搬运机器人根据出库任务列表，将地面上待出库的货物搬运出库；入库时，搬运机器人根据入库任务列表，携带待入库的货物进入立体仓库，并选择有空闲存储位的巷道，将待入库货物放置于有空闲存储位的巷道的地面上，存取机器人再根据入库任务列表将待入库的货物从地面上搬运至对应的存储位上。

本申请实施例提供的搬运机器人可以有一个货位也可以有多个货位，当有一个货位时可以一次搬运一个货物，当有多个货位时可以一次搬运多个货物。

本申请实施例提供的存取机器人在立库的巷道内往复移动，将立体仓库地面上的待入库货物搬运至货架的存储位上，将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上。

图3-7示出了本发明的自动化存取方法的流程示意图，在一个实施例中，存取机器人的调度方法如下所示：

存取机器人在执行入库和出库任务时，在其行走方向上，按照待入库货物所在地面的位置以及待出库货物所在存储位的位置，将出库和入库任务统一排序，既存取机器人从巷道的一端走到另一端，将完成该巷道中其行走方向上的所有当前需要入库以及需要出库的任务，在该当前任务列表中无明确优先级的情况下，存取机器人将在该巷道中往复移动并且顺序作业。若该当前任务列表中无明确优先级时，存取机器人将在该巷道中按照优先级顺序进行作业。当存取机器人停在一个点位，该位置既有入库任务又有出库任务时，先执行入库任务，将地面上待入库的货物放置到对应存储位，以释放地面放置货物的位置，再执行出库任务，将待出库货物从存储位上取下放置到地面。

在一个实施例中，搬运机器人的调度方法如下所示：

若获取的任务列表中只有入库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道进行入库作业。首先将空存储位最多的巷道确定为目标巷道，搬运机器人携带待入库货物进入目标巷道，在目标巷道的地面上寻找能够放置所携带货物的位置，将所携带货物放置在能过够容纳所携带货物的位置。每个搬运机器人携带待入库货物进入立体仓库之前，都先确定目标巷道，以实现立体仓库内个巷道中货物存储均衡，提高存储效率及出入库效率。防止出库或者入库时集中在某些或者某个巷道中，出现只有一台或者少数几台存取机器人取放，导致效率低，并且在一个巷道或者少数几个巷道中集中作业，存取机器人从地面上取货或者往地面上放货时，和搬运机器人之间需要互相避让，从而导致存储及出入库效率低，另外，当多个搬运机器人在同一个巷道内执行多个作业时，也会出现互相避让或者路径互相锁死的情形，本实施例的技术方案，入库时均衡各巷道中的货物数量，很大程度避免了以上情形，并且提高了立体仓库的整体利用率。

若任务列表中包括出库任务，这里的出库任务可以是该任务列表中只有出库任务，也可以是该任务列表中既有入库任务又有出库任务，总之只要任务列表中包括有出库任务，均可按照如下方法进行调度，若任务列表中包括出库任务，则根据待出库货物所在巷道及位置，按S型路径依次划分作业组，每个所述作业组中待出库货物数量等于或小于所述搬运机器人所能携带的最大载货数量。如图8所示，图中展示的立体仓库中有9个出库任务，以立体仓库的俯视角度示意，图中1-9指示9个待出库货物所在的存储位对应在货架俯视角度上的位置，此处不代表9个待出库货物位于立体仓库的同一层，具体可以位于同一层，也可以不位于同一层。各巷道中的存取机器人将以上9个待出库货物搬运至每个货物存储位下方对应的巷道地面上，如果待出库货物存储位下方对应的巷道地面上已经有货物，那么存取机器人可以就近将该待出库货物放在其它存储位下方对应的巷道地面上。搬运机器人在搬运之前先对这些出库任务进行分组，根据待出库的货物所在巷道和存储位位置，按S型路径将出库货物位置串联起来。根据搬运机器人载货能力，将出库任务进行分组，每组任务数不超过搬运机器人最大载货数量。假设搬运机器人最大装载数量为2，按S型路径将出库货物位置串联起来，出库任务顺序为1→2→3→4→5→6→7→8→9，则出库任务分组为（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，8）、（9），供划分为5个作业组，其中前4个作业组中，每个作业组中有2个出库任务，最后一个作业组中有1个出库任务。

若所述任务列表中只有出库任务，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行各个作业组的出库作业任务；例如①号搬运机器人的当前位置距离作业组（9）最近，则①号搬运机器人领取作业组（9）的任务执行出库作业，例如②号搬运机器人距离作业组（3，4）最近，则②号搬运机器人领取作业组（3，4）的任务执行出库作业；此时，每个作业组内的出库任务没有优先级顺序，不必先取3号货物再取4号货物，而具体在每个作业组中先取哪个货物，取决于哪个出库作业任务距离该搬运机器人的行驶距离，搬运机器人会选择距离自己行驶距离近的货物先取，再取该作业组中剩余的其它货物，直至取完该作业组中的所有待出库货物或者直至该搬运机器人满载待出库货物。当出库作业中有明确的优先级时，则按照优先级顺序为优先级高的出库任务寻找行驶路径最近的搬运机器人执行该出库任务。例如，以上9个出库任务中，若任务6的优先级最高，需要最先出库，则筛选距离作业组（5，6）最近的空闲搬运机器人作为目标搬运机器人，该目标搬运机器人领取作业组（5，6），进行出库作业，由此保证优先级高的任务6最先出库。

若任务列表中既有入库任务又有出库任务，则所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库，出立体仓库时搬运待出库货物出库。以此保证搬运机器人进入或者走出立体仓库都有任务执行，减少空载情形的出现，提高搬运效率。

在一个实施例中，当搬运机器人搬运待入库货物进入立体仓库时，可以所有货位都携带待入库的货物，也可以部分货位携带待入库的货物，当所有货位都携带待入库的货物，该搬运机器人上没有空闲货位，当部分货位携带待入库的货物时，该搬运机器人上有空闲工位，

首先，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若没有空货位，则依据巷道中空闲存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下所搬运货物的至少一个，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务。例如搬运机器人最大载货量为2，该搬运机器人载荷2个待入库货物进入立体仓库，此时该搬运机器人上无空闲工位，则先确定目标巷道，所述目标巷道是立体仓库中空闲存储位最多巷道，该搬运机器人携带2个待入库货物进入目标巷道，在目标巷道中寻找能过够容纳至少一个货物的地面位置，放置一个待入库货物，再根据行驶路径最近原则执行至少一个作业组，当该作业组中有两个出库任务时，携带有一个待入库货物的搬运机器人走到其中一个出库任务位置处，在地面上取待出库货物的同时放下一个待入库货物，完成一个待入库货物和一个待出库货物的置换，这样该搬运机器人又有了一个空闲货位，此时该搬运机器人携带一个待出库货物，同时剩余一个空闲货位，该搬运机器人再行驶至作业组中的另一个出库任务位置处，搬运另一个待出库的货物，此时，该搬运机器人满载待出库的货物，携带满载的待出库货物出库完成此入库任务及出库作业组。此调度方法尽量保证每个巷道中出库数量与入库数量保持动态平衡，既当该巷道有一个货物出库，就安排该巷道有一个货物入库，保证每个巷道中的存储数量维持动态平衡，以维持整个立库中各巷道货物存储量的均衡。

在一个实施例中，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若有空货位，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。在一个实施例中，若搬运机器人上有多个货位，此时携带着所有待入库货物之后，仍有至少一个空货位，那么不必寻找空闲存储位最多的目标巷道，可以直接按照行驶路径最近原则执行出库作业任务的作业组，每行驶到所选定的作业组中的一个出库作业任务处，取一个待出库货物的同时放下一个待入库的货物，完成置换。直至放下所有待入库货物，并且取完所选定的出库作业组中的所有货物或者该搬运机器人满载待出库货物，此时该搬运机器人携带待出库货物出库完成出库作业。

在一个实施例中，所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，包括，比较所述搬运机器人要执行的出库作业组中任务数量与当前搬运的待入库数量，若当前搬运的待入库数量大于要执行的出库作业组中任务数量，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下目标数量的待入库货物，所述目标数量等于当前搬运的待入库数量减去要执行的出库作业组中任务数量。

具体的，当携带入库货物的搬运机器人没有空货位时，需要依据巷道中空闲存储位最多的原则确定目标巷道，搬运机器人在所述目标巷道放下所搬运货物的至少一个，这里的至少一个可以是放下一个待入库货物，或者放下目标数量个待入库货物，目标数量等于当前搬运的待入库数量减去要执行的出库作业组中任务数量。

进一步，当携带入库货物的搬运机器人有空货位时，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，在搬运机器人执行选定的出库作业组任务时，包括，比较所述搬运机器人要执行的出库作业组中任务数量与当前搬运的待入库数量，若当前搬运的待入库数量大于要执行的出库作业组中任务数量，则可以按照以下两种方案进行调度，第一种，每行驶到所选定的作业组中的一个出库作业任务处，取一个待出库货物的同时放下至少一个待入库的货物，完成置换。也就是说，置换时可以取一个待出库货物同时放下多个待入库货物，依次保证置换过程中放下所有待入库货物，并且取完所选定的出库作业组中的所有货物或者该搬运机器人满载待出库货物，此时该搬运机器人携带待出库货物出库完成出库作业。第二种，是依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下目标数量的待入库货物，所述目标数量等于当前搬运的待入库数量减去要执行的出库作业组中任务数量；搬运机器人在所述目标巷道放下目标数量的待入库货物可以是在执行出库作业组任务时按照行驶路径最短原则进行规划，具体的，可以在执行出库作业组任务之前先去目标巷道放下目标数量的带入库货物，也可以在执行出库作业组任务的过程中去目标巷道放下目标数量的带入库货物。

在一个实施例中，所述存取机器人将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上时，所述存取机器人搬运的待出库货物在地面上形成至少一个待出库集合，所述待出库集合中货物的数量等于或者小于所述搬运机器人的最大载货数量，所述待出库集合中货物之间的排布与所述搬运机器人的货位相匹配。

例如，搬运机器人有两个货位，即该搬运机器人一次最多可以搬运两个货物，那么，存取机器人根据出库任务列表搬运待出库货物时，会将待出库货物进行分组，在该巷道内，存储机器人向地面上放置待出库货物时，两两一组，形成待出库集合，每个待出库集合中的待出库货物在地面上的排布位置距离与搬运机器人的货位相匹配，

在一个实施例中，具体的，可以在巷道的地面上划分接驳点位，接驳点位用标识结构进行标识，标识结构可以是二维码等标识，当搬运机器人只有有两个货位时，接驳点可以两两互为一组，存储机器人放置待出库货物时，确保两两一组的接驳点位各放置一个待出库货物，形成待出库集合。这样，搬运机器人搬运待出库货物时，只需要停顿一次就可以完成拾取待出库集合中的所有待出库货物。具体入库时，搬运机器人也可以找到空闲存储位最多的目标巷道，在目标想到内找到可以容纳搬运机器人所搬运的待入库货物的接驳点位，一次性将携带的所有待入库货物放下，这样保证每个搬运机器人进入立体仓库只需要放置待入库货物一次，拾取待出库货物一次，减少在库内的停顿次数，从而提高搬运机器人的搬运效率。

如果一个巷道中的待出库货物数量形成两两一组后，仍有一个待出库货物单独成为一组，则该带出库货物可以单独形成一个作业组被搬运，也可以和其它巷道中的单独成为一组的货物共同形成一个作业组。

若所述任务列表中既有入库任务又有出库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则寻找目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道中的地面上寻找能够容纳所携带的所有待入库货物的位置放下所有待入库货物，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，或者，按照行驶路径最近原则执行至少一个待出库集合。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的自动化存取方法的任务调度装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个机器人任务调度装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于自动化存取方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种任务调度装置，所述装置包括：出入库如任务模块、存取机器人任务模块与搬运机器人任务模块。

出入库如任务模块，用获取出入库任务列表；

存取机器人任务模块用于控制存取机器人在立体仓库的巷道内往复移动，根据所述出入库任务列表，将立体仓库地面上的待入库货物搬运至货架的存储位上，将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上。

搬运机器人任务模块用于根据所述出入库任务列表，控制搬运机器人将待入库的货物搬运至立体仓库的地面上，将立体仓库的地面上待出库的货物搬运出库。

在一个实施例中，出入库如任务模块获取出入库任务列表，还包括：

所述任务列表中只有入库任务，或者所述任务列表中只有出库任务，或者任务列表中既有入库任务又有出库任务。

在一个实施例中，若所述任务列表中只有入库任务，则所述搬运机器人任务模块和所述存取机器人任务模块依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，控制存取机器人和搬运机器人进行入库作业。

在一个实施例中，若所述任务列表中包括出库任务，则根据待出库货物所在巷道及位置，按S型路径依次划分作业组，每个所述作业组中待出库货物数量等于或小于所述搬运机器人的最大载货数量。

在一个实施例中，若所述任务列表中只有出库任务，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行各个作业组的出库作业任务；若任务列表中既有入库任务又有出库任务，则所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库，出立体仓库时搬运待出库货物出库。

在一个实施例中，所述搬运机器人任务模块控制所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括：判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若没有空货位，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下所搬运货物的至少一个，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务；所述执行至少一个作业组的出库作业任务时，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，则所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。

在一个实施例中，所述搬运机器人任务模块控制所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括：判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若有空货位，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。

在一个实施例中，所述存取机器人任务模块控制所述存取机器人将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上时，所述存取机器人搬运的待出库货物在地面上形成至少一个待出库集合，所述待出库集合中货物的数量等于或者小于所述搬运机器人的最大载货数量，所述待出库集合中货物之间的排布与所述搬运机器人的货位相匹配。

在一个实施例中，若所述出入库作业任务模块获取的任务列表中既有入库任务又有出库任务，则依据巷道中空货位最多的原则寻找目标巷道，所述搬运机器人任务模块机控制所述搬运机器人在所述目标巷道中的地面上寻找能够容纳所携带的所有待入库货物的位置放下所有待入库货物，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，或者，按照行驶路径最近原则执行至少一个待出库集合。

上述任务调度装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储穿梭车载货作业中的任务数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种自动化存取方法。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种自动化存取系统，其特征在于，所述存取系统包括，

立体仓库，所述立体仓库上设有多排货架，所述货架上设有多个存储位，多排货架之间设有巷道；

存取机器人，所述存取机器人设置于货架上，用于在货架存储位与货架所在地面之间搬运货物；

搬运机器人，所述搬运机器人在所述货架以及存取机器人下方的地面行走，用于在货架所在地面上搬运货物出入库；

所述存取机器人包括：

第一行走机构，用于带动所述存取机器人沿行走轨道移动；

货物取放机构，用于通过伸缩组件的伸缩从货架上取放货物；

第一升降机构，与所述货物取放机构连接，用于带动所述货物取放机构升降；

货物吊装机构，与所述货物取放机构在所述巷道延伸方向上相邻设置，用于在所述货物取放机构与巷道所在的地面之间进行货物的运送；

所述货物吊装机构与第二升降机构连接，由所述第二升降机构带动所述货物吊装机构升降。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存取机器人设置在货架上，所述存取机器人高于地面架空布置，使所述存取机器人的底部具有所述搬运机器人行走的空间；

所述巷道的两侧或者巷道的任意一侧设置有行走轨道，所述行走轨道沿巷道延伸方向设置；

所述存取机器人沿所述行走轨道移动，在货架和巷道所在地面之间进行货物货物的运送；

所述搬运机器人的高度小于货架的最底层存储位的高度，并且所述搬运机器人的高度小于所述行走轨道的高度，使所述搬运机器人在立体仓库的地面和出入库对接位置之间行走，进行货物货物的运送。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述货物吊装机构的底部具有第一容纳舱，所述第一容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第一容纳舱并取放货物，以及将货物固定在所述第一容纳舱内；

所述货物取放组件能够沿着巷道的延伸方向伸出至所述货物取放机构的上方，在所述第一容纳舱和所述货物取放机构之间转运货物。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搬运机器人本体的底部设置有第二行走机构，所述第二行走机构用于带动所述搬运机器人本体在地面上移动；

所述搬运机器人本体中形成有用于容纳货物的第二容纳舱，所述第二容纳舱内设置有货物取放组件，所述货物取放组件用于伸出所述第二容纳舱并从地面取放货物，以及将货物固定在所述第二容纳舱内。

5.一种根据权利要求1所述的自动化存取系统的自动化存取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取出入库任务列表；

根据所述出入库任务列表，搬运机器人将待入库的货物搬运至立体仓库的地面上，将立体仓库的地面上待出库的货物搬运出库；存取机器人在立体仓库的巷道内往复移动，将立体仓库地面上的待入库货物搬运至货架的存储位上，将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取出入库任务列表包括，所述任务列表中只有入库任务，或者所述任务列表中只有出库任务，或者任务列表中既有入库任务又有出库任务。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述任务列表中只有入库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道进行入库作业。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述任务列表中包括出库任务，则根据待出库货物所在巷道及位置，按S型路径依次划分作业组，每个所述作业组中待出库货物数量等于或小于所述搬运机器人的最大载货数量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

若所述任务列表中只有出库任务，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行各个作业组的出库作业任务；

若任务列表中既有入库任务又有出库任务，则所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库，出立体仓库时搬运待出库货物出库。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若没有空货位，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下所搬运待入库货物的至少一个，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述搬运机器人进入立体仓库时搬运待入库货物入库包括，判断所述搬运待入库货物的搬运机器人是否有空货位，若有空货位，则所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务。

12.根据权利要求10或11所述的方法，所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，包括，若所述搬运机器人仍携带待入库货物，所述搬运机器人取待出库货物时同时放下至少一个待入库货物，直至所述搬运机器人上无待入库任务。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述搬运机器人按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，包括，比较所述搬运机器人要执行的出库作业组中任务数量与当前搬运的待入库数量，若当前搬运的待入库数量大于要执行的出库作业组中任务数量，则依据巷道中空存储位最多的原则确定目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道放下目标数量的待入库货物，所述目标数量等于当前搬运的待入库数量减去要执行的出库作业组中任务数量。

14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存取机器人将货架存储位上待出库的货物搬运至立体仓库的地面上时，所述存取机器人搬运的待出库货物在地面上形成至少一个待出库集合，所述待出库集合中货物的数量等于或者小于所述搬运机器人的最大载货数量，所述待出库集合中货物之间的排布与所述搬运机器人的货位相匹配。

15.根据权利要求8或14所述的方法，其特征在于，若所述任务列表中既有入库任务又有出库任务，则依据巷道中空存储位最多的原则寻找目标巷道，所述搬运机器人在所述目标巷道中的地面上寻找能够容纳所携带的所有待入库货物的位置放下所有待入库货物，再按照行驶路径最近原则执行至少一个作业组的出库作业任务，或者，按照行驶路径最近原则执行至少一个待出库集合。

16.一种自动化立体仓库，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的自动化存取系统。

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