CN117813246A - 用于从存储和取回系统取回存储容器的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于提升和移动可堆叠在存储和取回系统中的一个或多个容器的装载处理设备包括被布置在竖直堆垛中的复数个模块化部分（132a）、（134a）、（136a）和（138a），复数个模块化部分包括容器升降机构、轮子组件、轮子定位机构和电气部件，其中复数个模块化部分（132a）、（134a）、（136a）和（138a）的每个进一步包括至少四个连接块（140），至少四个连接块（140）中的每个通过一个或多个基本水平的连接元件（184）被连接至单个模块化部分中的其他两个连接块（140）以形成矩形构架（186），并且其中，竖直相邻的模块化部分的至少四个连接块（140）可通过一个或多个基本竖直的连接元件（188）在竖直堆垛中连接，以形成包括复数个矩形构架的开放构架结构，所述开放构架结构被配置为支撑容器升降机构、轮子组件、轮子定位机构和电气部件。

Description

用于从存储和取回系统取回存储容器的装置

技术领域

本发明涉及用于从存储和取回系统取回存储容器的装置。具体但并非仅限于此地，本发明涉及用于处理存储和取回系统中的存储容器的机器人装载处理设备，其中存储和取回系统包括网格框架结构。

背景技术

众所周知，存储和取回系统1包括三维存储网格框架结构，其中存储容器/箱堆叠在彼此顶部。PCT公开第WO2015/185628A号（Ocado）描述了一种已知的存储和履行或配送系统，其中箱或容器堆垛被布置在网格框架结构内。箱或容器通过在网格框架结构顶部的轨道上远程运行的装载处理设备进行访问。附图的图1至图3示意性地展示了这种类型的系统。

如图1和2所示，可堆叠容器（称为存储箱或容器10）堆叠在彼此顶部以形成堆垛12。堆垛12被布置在仓储或制造环境中的三维网格框架结构14中。网格框架结构由复数个存储柱或网格柱组成。网格框架结构中的每个网格具有用于存储容器堆垛的至少一个网格柱。图1是网格框架结构14的示意性立体图，图2是示出了被布置在框架结构14中的箱10的堆垛12的俯视图。每个箱10通常存有复数个产品货物(未示出)，并且箱10内的产品货物可以是相同或不同的产品类型，取决于其应用。箱10也可以被称作存储箱或容器或存储容器或箱子。

具体地，三维网格框架结构14包括支撑水平网格构件18、20的复数个竖直立柱或直立构件或直立柱16。第一组平行水平网格构件18被布置为垂直于第二组平行水平网格构件20，以形成包括复数个网格单元17的网格结构或网格15。网格单元具有开口，以允许装载处理设备通过网格单元提升容器或存储箱。在网格结构中，第一组平行水平网格构件18在节点处与第二组平行水平网格构件相交。网格结构由位于每一节点处或网格构件相交点处的直立构件16进行支撑，使得直立构件在其顶部通过相交的网格构件相互连接。网格构件16、18、20通常由金属制造，并且常通过焊接或栓接一起或栓焊混合的方式制成。存储箱或容器10被堆叠在网格框架结构14的直立构件16之间，使得直立构件16防止箱10的堆垛12的水平移动，并引导存储箱10的竖直移动。

网格框架结构14的顶层包括按网格图形布置且横跨堆垛12顶部的轨路22。附加地如图3所示，轨路22支撑复数个装载处理设备30。第一组22a平行轨路22引导机器人装载处理设备30在网格框架结构14顶部沿第一方向（例如，X方向）的移动，而布置为垂直于第一组22a的第二组22b平行轨路22引导装载处理设备30沿垂直于第一方向的第二方向（例如，Y方向）的移动。以此种方式，轨路22允许机器人装载处理设备30在水平的X-Y平面内二维横向移动，使得装载处理设备30能够被移动至任一堆垛12上方的位置。

PCT专利公开第WO2015/019055号（Ocado）描述了一种已知的装载处理设备或机器人装载处理设备——又被称为图4和图5所示包括载具主体32的机器人30，其中每个装载处理设备30仅覆盖网格框架结构14的单个网格空间或网格单元，此申请通过引用并入本文。此处，装载处理设备30包括轮子组件，轮子组件包括第一组轮子34和第二组轮子36，第一组轮子34由载具主体32前部的成对轮子和载具32后部的成对轮子34组成，用于接合第一组轨路或轨道以引导设备沿第一方向的移动，第二组轮子36由载具32每侧的成对轮子36组成，用于接合第二组轨路或轨道以引导设备沿第二方向的移动。每组轮子受驱动，以让载具能够沿着轨路分别以X和Y方向移动。一组或两组轮子可被竖直移动以将每组轮子抬离各自的轨路，从而允许载具在网格结构上沿所需方向移动，例如X或Y方向。

WO2017/153583（Ocado Innovation Limited）教导了一种包括轮子定位机构或变向机构的装载处理设备，通过让第一组或第二组轮子能够选择性地接合第一组或第二组轨路或轨道（22a或22b）来让设备能够以两个横向方向之一横向移动。轮子定位机构包括由线性致动器或电机驱动的连杆的复杂布置，以选择性地降低或抬高第一组轮子或第二组轮子以与第一组轨道或轨路或第二组轨道或轨路接合或脱离。

装载处理设备30配备有升降设备或容器升降机构或起重机机构，用于从上方提升存储容器。起重机机构包括缠绕在线轴或卷轴（未示出）上的绞盘系绳或缆绳38以及采用升降构架形式的抓取设备39。抓取设备包括一组升降系绳38，升降系绳38在竖直方向上延伸并在升降构架39——也被称为抓取设备的四个拐角附近或四个拐角处相连接（抓取设备四个拐角附近各一根系绳），以用于可释放地连接至存储容器10。抓取设备39被配置为可释放地夹持存储容器10的顶部，以将其从图1、2所示类型的存储系统的容器堆垛中提起。

轮子34、36被布置在下部中被称为容器接收槽41的空腔或槽的周围。槽的大小被设计为在容器10被起重机机构提升时容纳容器10，如图5(a和b)所示。当处于槽中时，容器被抬离下方的轨路，使得载具能够横向移动到不同的地点。一旦到达目标地点如另一堆垛、存储系统中的访问点或传送带，箱或容器便可从容器接收部分降下并从抓取设备释放。容器接收空间可以包括布置在载具主体内的空腔或槽，例如，如WO 2015/019055（OcadoInnovation Limited）所述。替代地，装载处理设备的载具主体可以包括WO2019/238702（Autostore Technology AS）中所教导的悬臂，在这种情况下，容器接收空间位于装载处理设备的悬臂下方。在这种情况下，抓取设备由悬臂吊升，以便抓取设备能够从堆垛中接合容器并将容器提升至悬臂下方的容器接收空间中。

通常，装载处理设备包括一个或多个电气部件如可充电电源，以便为用于操作升降机构的驱动单元、轮子定向机构以及控制单元供电。例如，在网格结构上远程运行的一个或多个装载处理设备被配置为接收来自主控制器的指令，以从网格框架结构内的特定存储地点取回存储容器。可以使用无线通信和网络来提供从主控制器经由一个或多个基站到在网格结构上运行的一个或多个装载处理设备的通信基础设施。装载处理设备中响应于接收到指令的控制器被配置为控制各种驱动机构，以控制装载处理设备的移动。例如，装载处理设备可以受指示在网格结构上的特定地点从存储柱中取回容器。指令可包括在网格结构上以X-Y方向的各种移动。一旦处于存储柱，升降机构便进行操作以抓取存储容器并将其提升至装载处理设备主体内的容器接收空间中，随后在那里将容器运送到网格结构上通常称为卸货端口的另一地点。容器被降低至适合的拣选站，以允许从存储容器中取回货物。装载处理设备在网格结构上的移动还包含该装载处理设备受指示移动到通常位于网格结构周边的充电站。装载处理设备的电气部件通常被放置在装载处理设备的主体内。

考虑到部件的数量——部件包括装载处理设备在网格框架结构上运作所需的各种电机、滑轮和电气部件如电池和控制板，将数个单独部件组装在一起会是制造装载处理设备最大的成本之一。考虑到有成百上千的装载处理设备在网格框架结构上运行，在网格结构上运行的多个装载处理设备的累积成本将占据传统存储和取回系统所费成本的大部分。不仅装载处理设备的制造成本会占据取回和取回系统成本的大部分，装载处理设备的重量——可重达150kg以上，也会带来其他附加成本。例如，由于装载处理设备的重量，网格框架结构需要具备足够的结构完整性来承受在网格框架结构上运行的多个负载处理设备的重量。使用各种加固元件来提高网格框架结构的强度最终也会增加网格框架结构的成本，并进而增加存储和取回系统的总成本。随着装载处理设备的重量增加，还需要更多功率来驱动轮子电机以足够速度在轨道上移动负载处理设备，这反过来需要更大更强的电动机以及更大的电池来为驱动电动机提供所需的电力。

因此，需要一种易于组装、轻量且制造成本较低的装载处理设备。

发明内容

通过提供一种包括可在竖直堆垛中连接至另一模块的复数个模块的装载处理设备或机器人装载处理设备，本发明已经缓解了上述问题，其中每个模块提供装载处理设备的各功能特性，例如轮子组件、轮子定位机构、容器升降机构和电气部件。单独模块可进行连接，以允许提供装载处理设备不同功能的模块被竖直堆叠。为了将单独模块连接在一起，单独模块包括复数个连接块，复数个连接块提供用于模块堆叠的连接点。更具体地，本发明提供一种用于提升和移动可堆叠在存储和取回系统中的一个或多个容器的装载处理设备，存储和取回系统包括网格结构，网格结构包括复数个网格构件，复数个网格构件包括第一组网格构件和第二组网格构件，第二组网格构件基本垂直于第一组网格构件，使得复数个网格构件按网格图形进行布置，以引导装载处理设备在网格结构上的移动，装载处理设备包括被布置在竖直堆垛中的复数个模块化部分，复数个模块化部分包括：

a）容器升降机构，容器升降机构包括被配置为可释放地夹持容器的容器抓取组件以及被配置为抬高和降低容器抓取组件的驱动机构；

b）轮子组件，轮子组件包括第一组轮子和第二组轮子，第一组轮子用于与第一组网格构件接合以引导装载处理设备沿第一方向的移动，第二组轮子用于与第二组网格构件接合以引导装载处理设备沿第二方向的移动，其中第二方向横向于第一方向；

c）轮子定位机构，轮子定位机构被配置为选择性地降低或抬高第一组轮子或第二组轮子，以与第一组网格构件或第二组网格构件接合或脱离；

其中，复数个模块化部分的每个进一步包括至少四个连接块，四个连接块中的每个通过一个或多个水平连接元件被连接至单个模块化部分中的其他两个连接块以形成矩形构架，并且其中，竖直相邻的模块化部分的至少四个连接块可通过一个或多个竖直连接元件在竖直堆垛中连接，以形成包括复数个矩形构架的开放构架结构，所述开放构架结构被配置为支撑容器升降机构、轮子组件和轮子定位机构。

出于本发明的目的，第一组和第二组网格构件的每组可以可选地包括轨道支撑件，轨道结构被安装至轨道支撑件，轨道系统包括安装在第一组网格构件上的第一组轨道以及安装在第二组网格构件上的第二组轨道。轨道系统可以是网格构件的单独部件，或者替代地，轨道系统可作为单个主体集成到网格构件中，即形成网格构件的部分。装载处理设备可操作以沿网格的轨道移动。

可选地，装载处理设备包括一个或多个电气部件，例如包括电源和/或用于控制容器升降机构和轮子定位机构的处理器的一个或多个电气部件。

优选地，开放构架结构是三维开放构架结构，其限定用于容纳升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分的容量。出于本发明的目的，术语“开放构架结构”被限定为从装载处理设备的外部可以看见装载处理设备的内部操作部件（例如用于承载容器升降机构的升降系绳的线轴和/或电源和/或控制单元的任意一个）的结构。优选地，开放构架结构限定复数个模块化部分，复数个模块化部分包括升降机构、轮子组件、轮子定位机构和电气部件。术语开放构架结构被理解为覆盖装载处理设备而没有外部覆盖层，使得可以从外部看见为装载处理设备提供功能特性的内部部件。

优选地，开放构架结构的竖直相邻的矩形构架限定装载处理设备的容量区域，例如开放构架结构是三维的开放构架结构。

不仅连接至少四个连接块允许不同的模块化部分可在竖直堆垛中轻易连接，而且至少四个连接块的每个可通过一个或多个水平连接元件被连接至单个模块化部分中的其他两个连接块，以形成矩形构架。连接块与单个模块化部分中其他两个拐角连接块之间的连接可直接连接至两个相邻的连接块或者间接经由另一连接块。

由此，复数个矩形构架可通过一个或多个竖直连接元件在竖直堆垛中相互连接，以形成开放构架结构。开放构架结构支撑着装载处理设备的不同功能件，例如容器升降机构、轮子组件、轮子定位机构和/或电气部件。术语“支撑”广义上理解为包括由开放构架结构物理支撑和/或形成开放构架结构的部分。

为了便于开放构架结构的组装，可选地，一个或多个水平和/或竖直连接元件包括连接杆或连接管。连接杆可在不同的旋转朝向上被轻松抓握并组装。由此，凭借连接块和连接杆，装载处理设备的组装会更加容易。为了协助减轻装载处理设备的重量，可选地，连接杆包括聚合物基质的碳纤维。为了增加开放构架结构的结构完整性，可选地，复数个模块层次部分的一个或多个中的矩形构架由一个或多个加固元件进行加固，一个或多个加固元件在相对的水平连接元件的一个或多个之间延伸。优选地，一个或多个加固元件包括交叉加固元件。除了水平和竖直连接元件为开放构架结构提供结构支撑之外，一个或多个加固元件延伸横跨水平和/或竖直连接元件。一个或多个加固元件还可提供额外的支撑来稳固升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的一个或多个部件。

可选地，至少四个连接块包括四个拐角支架，使得四个拐角支架的每个拐角支架被连接至单个模块构架中的其他两个拐角支架，以形成矩形构架。

为了提高矩形构架可在竖直堆垛中被连接在一起的容易程度，可选地，一个或多个竖直连接元件竖直延伸并穿过竖直堆垛中竖直相邻的矩形构架的至少四个连接块的一个或多个的连接块。换句话说，竖直元件对竖直相邻的矩形构架的一个或多个连接块来说是共有的。这使得开放构架结构可通过单独将矩形构架安装至一个或多个竖直连接元件来进行建造。模块化部分的数量——由此还有装载处理设备的功能要求可通过增加安装至一个或多个竖直连接元件的矩形构架的数量来按需定制。

优选地，复数个模块化部分的一个或多个中的至少四个连接块的一个或多个通过接头被连接至一个或多个水平和/或竖直连接元件。水平连接元件与支架之间通过接头的连接可选地包括连续胶合通道。为了提供四个拐角块中一个或多个的功能性，连续胶合通道被集成到至少四个连接块的一个或多个中。优选地，至少四个连接块的一个或多个包括一个或多个注入点，一个或多个注入点与连续胶合通道流体连通以用于将粘合剂注入连续胶合通道。优选地，一个或多个的连接块包括插孔，用于接收连接杆或连接管的端部。优选地，插孔被一体形成在连接块内。为了将连接杆或连接管紧固至连接块，优选地，插孔具有基本呈圆柱形的内壁，圆柱形内壁具有凹槽，凹槽围绕插孔的圆柱形内壁的至少部分连续延伸，以用于沿着杆的接收端轴向分布粘合剂，凹槽被配置为在将连接杆的接收端插入插孔时形成胶合通道。优选地，至少四个连接块的一个或多个包括一个或多个注入点，一个或多个注入点与凹槽流体连通，以用于将粘合剂注入胶合通道。这有助于让复数个模块化部分的一个或多个中的一个或多个块与水平和/或竖直连接元件的连接变得简易化。

为了让装载处理设备的覆盖区基本上仅占据单个网格空间或单元的覆盖区，优选地，开放构架结构限定用于容纳容器接收空间的容量。容器接收空间是用于在装载处理设备的开放构架结构中容纳容器的空间，使得装载处理设备能够在轨道或网格结构上移动。三维开放构架结构限定具有上部分和下部分的容量，上部分容纳装载处理设备的辅助部件，即电源、控制单元和轮子定位机构，而下部分容纳容器接收空间。

用连接在一起的复数个连接块形成多个矩形构架并竖直堆叠形成开放构架结构进而建造装载处理设备的好处之一在于，连接块不仅为装载处理设备提供了结构部件，还有功能部件。换句话说，在复数个模块化部分的每个中，至少四个连接块的每个是为装载处理设备提供结构部件以及功能部件的单独的连接块。这样便不再需要单独的结构部件来为装载处理设备提供结构完整性以及单独的功能部件来用于装载处理设备在网格结构上的操作，因为一个或多个的连接块可以将装载处理设备的结构方面和功能方面进行组合。让开放构架结构的一个或多个的连接块同时包括装载处理设备的结构部件和功能部件也降低了装载处理设备的重量，因为构建本发明装载处理设备的部件数量得以减少。

在本发明的方面，模块化部分的一个或多个中的至少四个连接块的一个或多个为装载处理设备提供了功能件的至少部分，功能件是容器升降机构、轮子组件、轮子定位机构和/或电气部件中的任意一个。可选地，复数个模块化部分的一个或多个中的至少四个连接块的一个或多个包括用于滑轮的一个或多个安装件。可选地，复数个模块化部分的一个或多个中的至少四个连接块的一个或多个包括用于电机的一个或多个安装件。

可选地，升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分由至少四个的一个或多个一体形成，复数个模块化部分的一个或多个中的至少四个连接块的一个或多个包括升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分。

复数个模块化部分的一个或多个中，一个或多个的连接块——即开放构架结构的至少部分与升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分一体形成。例如，用于安装轮子组件的每个轮子的安装件可与至少四个连接块的一个或多个一体形成。

优选地，轮子组件的每个轮子被安装在轮子安装件上。可选地，轮子安装件由给定模块化部分的连接块一体形成。在本发明的方面中，给定模块化部分的连接块包括第一轮子安装件和第二轮子安装件，第一轮子安装件用于第一组轮子的一个轮子，第二轮子安装件用于第二组轮子的一个轮子，第一和第二轮子安装件包括沿着第一和第二安装件的边缘的复数个凸起，第一和第二轮子安装件的复数个凸起的每个包括沿着轮子定位轴线（轮子定位轴线基本上是竖直轴线）轴向对齐的开口，第一和第二轮子安装件的复数个凸起被间隔开，使得第一和第二轮子安装件的复数个凸起相互交错，且第一和第二轮子安装件的每个交错凸起中的开口沿着轮子定位轴线轴向对齐，以通过它们各自的凸起接收竖直连接元件，第一和第二轮子安装件的凸起之间被间隔开足够的间距，以便允许第一轮子安装件沿着轮子定位轴线独立于第二轮子安装件移动。具有第一轮子安装件和第二轮子安装件的轮子安装件使得各自安装于第一和第二轮子安装件的轮子能够沿着竖直轴线相对于彼此独立移动，以便接合网格结构和从网格结构脱离，其中第一轮子安装件用于第一组轮子的轮子，第二轮子安装件用于第二组轮子的轮子。轮子安装件连同轮子定位机构一起操作，以改变装载处理设备在网格结构上的方向。

可选地，轮子定位机构包括凸轮机构，其中至少四个连接块的一个或多个包括凸轮机构的至少部分。可选地，凸轮机构的至少部分与至少四个连接块的一个或多个一体形成。

在本发明的进一步方面，开放构架结构为容器升降机构、轮子组件、轮子定位机构和/或电气部件中任意一个的至少部分提供了物理支撑。例如，在相对的连接块之间延伸的水平连接元件可被用来安装装载处理设备的一个或多个功能部件。可选地，容器升降机构包括：

a）第一组线轴和第二组线轴，承载升降系绳的第一组线轴和第二组线轴的每个线轴具有固定至容器抓取组件的第一端以及固定至线轴的第二端，

b）可旋转轴，其中第一组和/或第二组线轴被安装于可旋转轴，使得可旋转轴由第一组和/或第二组线轴所共有；

c）驱动机构，驱动机构包括驱动滑轮，驱动滑轮安装于第一组和/或第二组线轴所共有的可旋转轴，使得可旋转轴通过驱动滑轮的旋转会驱动第一组和/或第二组线轴的旋转。

优选地，可旋转轴被安装至连接两个相邻连接块的一个或多个水平连接元件。优选地，可旋转轴在相对的水平连接元件之间延伸，相对的水平连接元件被连接至连接块。

可选地，在两个或两个以上的复数个模块化部分中，可以共用升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的任意一个。例如，轮子定位机构包括凸轮机构，凸轮机构包括具有凸轮轮廓的凸轮、凸轮从动件和运动件，凸轮轮廓具有高地部分和低谷部分，运动件用于沿着凸轮轮廓移动凸轮从动件，以便将凸轮沿着凸轮轮廓的移动转化为竖直移动。在两个或两个以上的复数个模块化部分中，凸轮、凸轮从动件和运动件之间的配合可以共用。可选地，复数个竖直相邻的矩形构架限定容量，用于容纳容器升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分。可选地，开放构架结构的复数个矩形构架的一个或多个中，至少四个连接块的一个或多个为3D打印。可选地，复数个矩形构架中的每一个的至少四个连接块为3D打印（例如，由增材制造形成）。

竖直堆垛中模块化部分的数量可根据装载处理设备的功能来制定。通过具备模块化部分，装载处理设备的功能特性可通过改变堆垛中模块化部分的数量来改变。在本发明的方面中，复数个模块层次部分（为了增加装载处理设备的高度）包括第一、第二、第三和第四模块层次部分，第一模块层次部分位于装载处理设备的底部，而第四模块层次部分位于装载处理设备的顶部。为了让装载处理设备在网格结构上移动，优选地，第一模块化部分包括轮子组件。为了让装载处理设备的开放构架结构提供容器接收空间，优选地，第四个模块化部分包括用于支撑电气部件的一个或多个吊架。可选地，一个或多个吊架被安装至连接第四模块化部分的两个相邻连接块的一个或多个水平连接元件的一个或多个。

本发明的进一步方面提供了一种构建装载处理设备的方法，其包括以下步骤：

i）通过一个或多个水平连接元件将至少四个连接块连接在一起，进而形成矩形构架；

ii）通过一个或多个竖直连接元件连接竖直相邻的矩形构架的连接块，进而将竖直堆垛中的复数个矩形构架连接在一起，以便形成开放构架结构，开放构架结构支撑：

a）容器升降机构，容器升降机构包括被配置为可释放地夹持容器的抓取设备以及被配置为抬高和降低抓取设备的驱动机构；

b）轮子组件，轮子组件被布置为支撑载具主体并包括第一组轮子和第二组轮子，第一组轮子用于与第一组网格构件接合以引导装载处理设备沿第一方向的移动，第二组轮子用于与第二组网格构件接合以引导装载处理设备沿第二方向的移动，其中第二方向横向于第一方向,第一组合第二组轮子的每个轮子被安装在轮子安装件上；

c）轮子定位机构，轮子定位机构被配置为选择性地降低或抬高第一组轮子或第二组轮子，以与第一组轨道或轨路或第二组轨道或轨路接合或脱离。

可选地，开放构架结构支撑一个或多个电气部件，一个或多个电气部件包括电源和/或用于控制容器升降机构和轮子定位机构的处理器。

可选地，开放构架结构通过将复数个水平和/或竖直连接元件的一个或多个插入开口而形成，开口在至少四个连接块的一个或多个中。可选地，方法进一步包括将升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构和/或电气部件的至少部分附接至开放构架结构的步骤。

为了减轻装载处理设备的重量，并进而让根据本发明的装载处理设备的建造更为简单，方法进一步包括由开放构架结构的至少四个连接块的一个或多个来一体形成容器升降机构和/或轮子组件和/或轮子定位机构的至少部分的步骤。通过由开放构架结构——更具体地说由开放构架结构的连接块的一个或多个来一体形成装载处理设备的功能部件的至少部分，构建装载处理设备所需要的部件数量能够减少，其中装载处理设备具备在网格框架结构上操作的装载处理设备想要的功能特性。为了俘获容器升降机构、轮子组件和轮子定位机构的至少部分的不同复杂形状，可选地，复数个矩形构架的一个或多个中，至少四个连接块的一个或多个的连接块由3D打印或增材制造形成。

附图说明

通过参考附图对示例性具体实施方式作以下详细描述，本发明的进一步特征及方面将一目了然，其中：

图1是根据已知系统的网格框架结构的示意图；

图2是示出了布置在图1框架结构内的箱堆垛的俯视图的示意图；

图3是在网格框架结构上运行的装载处理设备的已知存储系统的示意图；

图4为装载处理设备的示意性立体图，示出了从上方夹持容器的升降设备；

图5（a）和5（b）是图4装载处理设备的示意性立体剖视图，示出了（a）容纳在装载处理设备的容器接收空间内的容器以及（b）装载处理设备的容器接收空间；

图6是根据本发明具体实施方式的装载处理设备的示意图；

图7是根据本发明用于与存储容器接合的抓取设备的立体图；

图8（a和b）是（a）图7所示装载处理设备的不同模块化部分的示意图，以及（b）由四个连接块形成的单独矩形构架的不同模块化部分的类似物；

图9（a和b）是（a）用于形成装载处理设备的开放构架结构的图8（a）所示模块化部分的组装的示意图，以及（b）用于形成装载处理设备的开放构架结构的图8（b）所示模块化部分的矩形构架的组装的简化版的示意图；

图10是示出了连接块的组装的示意图，连接块的组件包括轮子组件的轮子安装件；

图11是示出了用于形成矩形构架的连接块的组装的示意图，矩形构架经过加固，代表开放构架结构的中部孔环(halo)；

图12是示出了连接块的组装的示意图，用于形成图8（a）所示开放构架结构的第四模块化部分的顶部矩形构架；

图13是连接块的示意图，其中连接块形成顶部或第四模块化部分的拐角支架；

图14是连接块的示意图，其中连接块形成第三模块化部分的拐角支架；

图15是连接块的示意图，其中连接块形成第二模块化部分的拐角支架；

图16是连接块的示意图，其中连接块形成第一或底部模块化部分的拐角支架，第一或底部模块化部分包括轮子安装件；

图17是根据本发明第一实施例位于连接块内的胶合通道的示意图，胶合通道用于将连接块固定至连接元件；

图18（a和b）是根据本发明第二实施例位于连接块内的胶合通道的示意图，胶合通道用于将连接块固定至连接元件，其中（a）是胶合通道的侧视图，而（b）是胶合通道的俯视图；

图19为横截面视图，示出了连接块与连接元件之间的接头，该接头包括根据本发明第三实施例的外部和内部胶合通道；

图20（a和b）是用于形成图9所示接头的胶合通道的一个实施例的示意图；

图21（a和b）是用于形成图9所示接头的胶合通道的另一实施例的示意图。

具体实施方式

根据存储系统的已知特征，例如上述参考图1至5的网格框架结构和负载处理装置，本发明已经被设计出来。图6是根据本发明的装载处理设备130的实施例的示意图。通常，本领域内的装载处理设备包括单独的刚性框架，或者装载处理设备的传统部件和功能部件，例如升降机构、轮子定位机构、轮子组件、轮子驱动组件以及电气部件（例如可充电电源和/或控制单元）被真正地固定至或安装至框架。固定包括各种紧固件，例如螺栓、螺杆和/或焊接。框架通常采用塔的形式，塔的高度代表装载处理设备的高度。为了确保刚性框架的结构完整性以承受装载处理设备各种功能部件的重量，刚性框架通常由金属构建，例如铝或不锈钢。包层被固定至框架的外部并形成载具主体来容纳装载处理设备的功能特征。刚性框架以及涉及装载处理设备功能的功能部件的重量累积导致装载处理设备的重量达到150kg以上。相比本领域内的装载处理设备，装载处理设备没有任何包层并主要包括开放构架结构。

根据本发明的具体实施方式，图6所示的根据本发明的装载处理设备130的构建基于模块化系统的原理，模块化系统包括复数个模块或模块化部分，复数个模块或模块化部分可在竖直堆垛中连接来提供装载处理设备的不同功能特性。在本发明的进一步方面中，模块化系统被集成到开放构架结构或骨架131中，使得开放构架结构包括可在竖直堆垛中彼此连接以提供装载处理设备不同功能特性的复数个模块化构架。在本专利说明书中，术语“开放构架结构”和“骨架”可互换使用，表示相同的特征。在本发明的又一方面中，装载处理设备的功能部件的至少部分被一体形成在装载处理设备的开放构架结构内。图6示出了本发明融合了发明构思的装载处理设备130的实施例，而图8（a和b）示出了为装载处理设备提供功能特性的不同模块化部分。在图8（a和b）中，不同的模块化部分132（a和b）、134（a和b）、136（a和b）、138（a和b）分别被标记为第一、第二、第三和第四模块化部分。从图8（a和b）所示的装载处理设备的分解图中可以理解，装载处理设备的不同模块化部分包括位于模块132（a和b）、134（a和b）、136（a和b）、138（a和b）拐角处的连接点140，以使不同的模块化部分能够竖直堆叠。

在图8（a和b）所示的本发明特定具体实施方式中，四个模块化部分132（a和b）、134（a和b）、136（a和b）、138（a和b）被示出为可在竖直堆垛中连接，以形成基于层次的模块系统。开始于底部模块化部分132（a和b）并增加装载处理设备的高度，出于解释本发明的目的，四个模块化部分被标记为第一模块化部分132（a和b）、第二模块化部分134（a和b）、第三模块化部分136（a和b）和第四模块化部分138（a和b）。四个模块化部分提供了装载处理设备的不同功能特性。在本发明的特定具体实施方式中，装载处理设备的不同功能特性可在装载处理设备130的一个或多个的模块化部分132（a和b）、134（a和b）、136（a和b）、138（a和b）当中共用。例如，轮子定位机构和轮子驱动组件可在装载处理设备的两个或两个以上模块化部分当中共用。模块化部分的数量并不限于四个模块化部分，并且装载处理设备的不同功能特性可分散在任意数量的模块化部分当中。

装载处理设备的不同功能特性包括但不限于用于允许装载处理设备在网格结构或轨道上移动的轮子组件、用于驱动轮子组件以使装载处理设备能在网格结构上移动的轮子驱动组件、轮子定位机构（也被称为变向机构）、用于从网格框架结构的网格单元拿起容器和向网格框架结构的网格单元放下容器的容器升降机构，以及装载处理设备的电气或电子部件。如上所述，在本专利说明书的导引部分，电气部件可以可选地包括控制单元，用于控制容器升降机构的轮子驱动组件、轮子定位机构和驱动机构的操作。通常，容器升降机构的轮子驱动组件、轮子定位机构和驱动机构包括一个或多个电动机。装载处理设备的电气部件的其他部件包括但不限于电源，用于为容器升降机构的轮子驱动组件和驱动机构供电。通常，电源是可充电电源或电池。可充电电池的实施例有锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子聚合物电池、薄膜电池和智能电池碳泡沫基铅酸电池。

为了便于解释本发明，尤其是开放构架结构的架构，首先对图6所示装载处理设备130的不同功能特性进行说明。然而，本发明并不限于下文所述装载处理设备的不同功能特性的实施例，能够为装载处理设备提供相同功能特性的其他实施例也适用于本发明。对装载处理设备功能特性的说明是出于为装载处理设备的功能特性提供实施例的目的。

轮子组件

如图6所示，轮子组件包括位于前部的成对轮子以及位于装载处理设备130后部的成对轮子。为了简便说明，轮子组件包括位于装载处理设备前部的成对轮子以及位于装载处理设备后部的成对轮子，统称为第一组轮子134。第一组轮子134被定向放置，以便装载处理设备能够沿第一方向例如X笛卡尔方向移动。与第一方向类似，为了沿第二方向移动（第二方向基本垂直于第一方向，即Y笛卡尔方向），以便装载处理设备能够在网格结构上沿X和Y两个方向移动，轮子组件包括装载处理设备各侧上的成对轮子，并且为了简便说明，这些轮子被称为第二组轮子136。由此，为了在网格结构上沿第一方向移动，第一组轮子134与网格结构接合，而第二组轮子136从网格结构脱离。类似地，为了沿第二方向移动，第一组轮子134从网格结构脱离，而第二组轮子136与网格结构接合。轮子通过一个或多个轮子安装件139、141（参见图8）被可旋转地安装至开放构架结构131，并被配置为与网格结构接合以允许装载处理设备在X和Y两个方向上沿着网格结构移动。

为了让装载处理设备能够在网格结构上沿第一和第二方向移动，装载处理设备进一步包括轮子驱动组件，轮子驱动组件被配置为驱动轮子组件的每个轮子。

轮子驱动组件

在本发明的特定实施例中，第一组和第二组轮子的每组凭借驱动带组件140由一个或多个电机（未示出）进行驱动，Ocado Innovation Limited名下的PCT申请PCT/EP2021/055372中描述了驱动带组件140，此申请的细节通过引用纳入本文。在图6所示的特定具体实施方式中，驱动带组件140被设置用于每组轮子，并包括驱动带滑轮齿轮布置142，以用于与装载处理设备一侧上的成对轮子134、136的边缘接合。成对轮子的边沿包括用于与驱动带146配合的复数个齿轮齿144。有齿的驱动带与两组轮子都可以接合。驱动带146由从动轮子148以及两个张紧轮子布置150引导，从动轮子148被安装至装载处理设备130的开放构架结构131。张紧轮子布置150被可移动地安装至带有弹簧（未示出）的开放构架结构131，并意在让驱动带146保持拉紧并维持驱动带与轮子的接合。驱动轮子151被设置为安装至开放构架结构131。驱动轮子151由滑轮和齿轮布置142驱动，滑轮和齿轮布置142被连接至电机（图6中未示出）的轴线或驱动轴。驱动轮子151通过电机旋转，再通过被连接至驱动带146来驱动成对轮子。轮子驱动组件被设置为用于第一组134和第二组136轮子的成对轮子的每个。由此，第一组轮子134的成对轮子中的每个通过它们各自的驱动组件被同步驱动，以在网格结构上沿X方向移动装载处理设备。类似地，第二组轮子136的成对轮子中的每个通过它们各自的驱动组件被同步驱动，以在网格结构上沿Y方向移动装载处理设备。

位于装载处理设备131相对侧上的驱动轮子151可以共用共同的电机轴线，使得每对驱动轮子151在相同时间以相同速度受驱动。这样一来，仅需要单个电机沿第一X方向驱动装载处理设备130向前和倒退，并且仅需要单个电机沿第二Y方向驱动装载处理设备130向前和倒退。这种布置可以有利地减少装载处理设备空间方面的成本以及所需部件的数量。第一组轮子134和第二组轮子136可以在装载处理设备的控制下选择性地受驱动。

虽然图6中轮子驱动组件的特定实施例包括由电机驱动的驱动带组件140，但是其他驱动第一组轮子和第二组轮子的布置也适用于本发明。此外，应当理解，使用四个电机在第一和第二方向的每个方向上驱动装载处理设备也是可能的。例如，第一组和第二组轮子的所有轮子可由单独的轮毂电机进行驱动，轮毂电机包括被配置为围绕内轮毂旋转的外转子。详细地，外转子包括被布置成与网格结构（例如轨道）接合的外表面以及包括环形永磁体的内表面，环形永磁体被布置成围绕轮子轮毂或内轮毂旋转，轮子轮毂或内轮毂包括轮毂电机的定子。通常，定子包括轮毂电机的线圈。为了驱动第一组134或第二组136轮子中的每个轮子，并由此沿第一方向或第二方向在网格结构上移动装载处理设备130，轮毂电机的外转子被布置成围绕旋转轴线旋转，旋转轴线与各轮子的中心轴线对应。转子的外表面可以可选地包括用于与轨道或轨路接合的轮胎。

轮子定位机构

为了让装载处理设备130能沿第一和第二方向在不同的轮子134、136上移动，装载处理设备130包括轮子定位机构或变向机构，用于选择性地将第一组轮子134与第一组轨道22a接合或是将第二组轮子136与第二组轨道22b接合。轮子定位机构被配置为相对于装载处理设备130的开放构架结构131抬高和降低第一组轮子134和/或第二组轮子136，进而让装载处理设备130能够选择性地沿第一方向或第二方向移动穿过网格框架结构1的轨道。

轮子定位机构可以包括一个或多个线性致动器、旋转部件或其他用来相对于装载处理设备130的开放构架结构131抬高和降低至少一组轮子134、136以让至少一组轮子134、136与轨道脱离接触和接触的工具。在一些实施例中，仅一组轮子被配置为被抬高和降低，并且降低一组轮子的行为可以有效地将其他组轮子抬离对应的轨道，而抬高一组轮子的行为可以有效地将其他组轮子降低至与对应的轨道接触。在其他实施例中，两组轮子都可以被抬高和降低，这有利地意味着装载处理设备130的主体或开放构架结构131基本保持在相同的高度，因此主体或开放构架结构131的重量以及安装在主体或开放构架结构上的部件重量不需要通过轮子定位机构来提升和降低。

在本发明的特定具体实施方式中，轮子定位机构包括位于装载处理设备130的每个侧面上的凸轮机构152。在图6中，凸轮机构152被示出在可见的X方向侧，而类似的凸轮机构152被布置在相对的X方向侧（未示出）。类似地，凸轮机构152被示出在可见的Y方向侧，而类似的凸轮机构152被布置在相对的Y方向侧（未示出）。换句话说，位于装载处理设备130每个侧面上的凸轮机构152被配置为相对于装载处理设备130的开放构架结构131抬高和降低成对轮子。为了在网格结构上沿X或Y方向移动装载处理设备，位于装载处理设备相对侧面上的每个凸轮机构152被配置为相对于装载处理设备130的开放构架结构131同步抬高和降低第一组134或第二组136轮子中各自的成对轮子。详细来说，凸轮机构152包括凸轮154，凸轮154具有凸轮轮廓156以及与凸轮轮廓156接合的凸轮从动件158。在图6所示的本发明特定具体实施方式中，凸轮从动件158是围绕旋转轴或插销自由旋转的滚筒。凸轮从动件158被配置为沿着凸轮轮廓156的纵向方向移动。

凸轮154包括具有轮廓156的狭槽，轮廓156沿着狭槽在第一或下方限制件160（低谷部分）与第二或上方限制件162（高地部分）之间纵向延伸。在限制件之间，狭槽从下方限制件160基本水平延伸，向上倾斜并随后基本水平延续至上方限制件162，有足够的空间来容纳凸轮从动件158。凸轮从动件158从下方限制件160到上方限制件162的移动会沿向上方向移动第一组134或第二组136轮子的一个或多个轮子以与轨道脱离。类似地，凸轮从动件158从上方限制件162到下方限制件160的移动会沿向下方向移动第一组134或第二组136轮子的一个或多个轮子以与轨道接合。第一组134或第二组136轮子的一个或多个轮子可经由其各自的轮子安装件被耦接至凸轮154或是凸轮从动件156，使得凸轮从动件156相对于凸轮154的移动会降低和抬高第一组134或第二组136轮子的一个或多个轮子。

位于装载处理设备相同侧的成对轮子可共用相同的凸轮和凸轮从动件，使得凸轮从动件沿着凸轮的移动能同时抬高或降低成对轮子。位于装载处理设备相对侧处的成对轮子代表用于沿X方向移动装载处理设备的第一组轮子，而位于装载处理设备另一相对侧处的成对轮子代表用于沿Y方向移动装载处理设备的第二组轮子。换句话说，凸轮机构提供了单个凸轮布置，其中第一组或第二组轮子中位于装载处理设备侧边的成对轮子由相同的凸轮和凸轮从动件降低或抬高。然而，在图6所示的本发明特定具体实施方式中，凸轮机构152采用位于装载处理设备每个侧面上的双凸轮布置，而非单个凸轮布置。第一凸轮和第二凸轮被布置为水平相邻。第一凸轮轮廓和第二凸轮轮廓基本相同。同样地，成对从动件被布置为与各自的凸轮接合。相比于单个凸轮布置来抬高和降低成对轮子，装载处理设备一个侧面上的双凸轮布置由此提供了装载处理设备一个侧面上的成对轮子在抬高位置和降低位置的移动。在装载处理设备的每个侧面上使用双凸轮布置而非单个凸轮布置能在抬高或降低位置移动时保持第一组或第二组轮子的成对轮子的水平朝向。然而，凸轮机构并不限于装载处理设备每个侧面上的双凸轮布置，也可包括装载处理设备每个侧面上的单个凸轮布置。

为了相对于凸轮154移动凸轮从动件158，在本发明的特定具体实施方式中，凸轮机构152包括运动件164，运动件164被配置为沿着装载处理设备的侧面移动。凸轮从动件158被耦接至运动件164，使得运动件164沿着装载处理设备130一侧的移动会抬高和降低第一组134或第二组136轮子的一个或多个轮子。运动件164可被配置为在装载处理设备一侧上沿着轨路166（参见图8）移动，使得运动件164沿着轨路166的移动能使凸轮从动件158沿着凸轮154移动，而这反过来会在凸轮从动件处于上方限制件162时抬高第一组或第二组轮子的成对轮子，并在凸轮从动件处于凸轮154的下方限制件160时降低一个或多个轮子。在本发明特定实施例中，用于支撑运动件164的轨路166由装载处理设备130的开放构架结构131一体形成。

运动件164被配置为通过凸轮驱动机构沿着轨路164移动，凸轮驱动机构包括凸轮电机168，凸轮电机168经由一个或多个滑轮、线轴、带和/或齿轮耦接至运动件164，以沿着装载处理设备的一个侧面移动运动件。在本发明的特定具体实施方式中，电机168被配置为通过凸轮带170沿着装载处理设备的一侧移动运动件164，凸轮带170具有固定至凸轮电机168的一端以及固定至运动件164的另一端。凸轮带170被卷绕在凸轮线轴上，凸轮线轴被安装至凸轮电机168的驱动轴，使得凸轮线轴通过凸轮电机168的旋转提供凸轮带170上的拉力，这反过来导致固定至凸轮带170的运动件164沿着轨路166移动。为了让运动件164返回至其初始位置，第二电机可在运动件164上提供相反的拉力，以沿相对方向拉动运动件。替代地，运动件可通过偏置力（例如弹簧）朝着第一位置偏置，第一位置与凸轮轮廓的下方或上方限制件对应，而电机被配置为提供运动件上的拉力来克服偏置力并将运动件朝着第二位置移动，第二位置与凸轮轮廓的上方限制件或下方限制件对应。为了提供必需的固定物来相对于装载处理设备的开放构架结构抬高和降低成对轮子，优选地，凸轮电机168被安装至开放构架结构131。

为了提供第一组或第二组轮子的同步移动以在网格结构上沿X或Y方向移动，用于装载处理设备相对侧面上第一组或第二组轮子的对应运动件可由一个或多个凸轮电机移动。例如，单个凸轮电机可提供拉力来抬高或降低第一组轮子134。类似地，单个凸轮电机可提供拉力来抬高或降低第二组轮子136。替代地，两个凸轮电机可提供运动件上相对的拉力，以分别抬高和降低第一组轮子或第二组轮子的成对轮子。在图6所示的本发明特定实施例中，两个凸轮电机被用来同步抬高和降低第一组和第二组轮子。为了提供第一组轮子和第二组轮子的同步移动，两个凸轮电机中的每个被配置为既沿顺时针方向又沿逆时针方向旋转。通过与运动件和凸轮电机168的连接，复数个凸轮带170被包裹在装载处理设备130的开放构架结构131的外围上，使得两个凸轮电机沿顺时针方向的旋转会抬高第一组轮子134，而降低第二组轮子136。相反，两个凸轮电机168沿逆时针方向的旋转会抬高第一组轮子134而降低第二组轮子136。

虽然图6所示轮子定位机构的特定实施例包括由凸轮电机驱动的凸轮机构，但是轮子定位机构的其它布置也适用于本发明。例如，如Ocado Innovation名下的PCT申请PCT/EP2021/055335所教导的，轮子定位机构可包括具有至少一个弹性变形构件的顺应性机构，至少一个弹性变形构件被布置为在施加的力（例如电机）的作用下移动，以使轮子抬高或降低，此申请的细节通过引用纳入本文。详细来说，通过在装载处理设备相对面上安装至开放构架结构的顺应性机构（一个或多个）的工具或连杆组，第一组和第二组轮子可被抬离轨路或者被降低至轨道或轨路上。

变向顺应性机构可各自沿第一和第二方向变形。当没有输入力时，顺应性机构处于静止或中立位置，即顺应性机构没有弹性变形，并且两组轮子都是水平且搁置在表面上。在这种布置中，装载处理设备无法沿x或y方向移动，并且装载处理设备停下。顺应性机构的弹性变形被连接至臂，该臂保持每个轮子并可沿竖直方向（或z方向）移动以抬高和降低轮子。

当提供第一输入力F₁时，顺应性机构主体沿第一方向变形。机构主体的位移被平移至竖直方向，以便降低第一组轮子134并抬高第二组轮子136。第一组轮子的轮子向下移动，以与轨路或轨道接合并支撑载具，而第二组轮子的轮子向上移动以离开轨道。由此，装载处理设备130可以沿X方向受驱动。

当沿与第一输入力相反的方向提供第二输入力F₂时，顺应性机构主体沿第二方向变形。机构主体的位移被平移至沿竖直方向操作，以抬高第一组轮子134并降低第二组轮子136，使得装载处理设备由第二组轮子118支撑，并可以沿y方向受驱动。

顺应性机构通过传送连杆被连接至两组轮子134、136。这样一来，顺应性机构提供了用于改变装载处理设备130行进的操作方向的工具。

容器升降机构

为了取回存储在网格框架结构中的存储容器，装载处理设备包括容器升降机构或容器升降组件，容器升降机构或容器升降组件包括抓取设备或容器抓取组件以从堆垛中可释放地抓取存储容器并将存储容器提升至装载处理设备的容器接收空间中。使用包括复数个升降系绳的绞盘组件或起重机组件来提升和降低抓取设备，复数个升降系绳被卷绕在单独的线轴上，而线轴具有固定至抓取设备的一端。容器接收空间的大小被设计成可容纳存储容器的尺寸。容器接收空间可以如图6所示位于装载处理设备的开放构架结构内，或者通过悬臂布置与开放构架结构相邻——其中容纳在开放架构结构内的部件的重量与由容器升降机构提升的存储容器的重量相平衡。

图7中所示抓取设备172被形成为构架，构架具有四个拐角部分、顶侧和底侧。升降机构被用来将容器提升到装载处理设备的容器接受空间中。为了达到最大稳定性和装载能力，通常会使用四根升降系绳38（参见图5b）来拉起抓取设备172，其中一根系绳设置在抓取设备170的每个拐角附近或每个拐角处，但是如果需要，也可以使用不同的布置，例如更少的系绳。每根系绳的一端如第一端被卷绕在装载处理设备中的线轴上，而另一端如第二端被固定至抓取设备172，通常通过合适的支架（未示出）被固定在抓取设备的每个拐角处。附接至抓取设备的系绳数量取决于在操作期间让抓取设备在提升容器10时保持水平的能力，以及在提升容器时承受施加在系绳上的张紧力（可重达40kg以上）而不会延伸或伸长的能力，即不会在预定施加的拉伸应力下伸展。为了具备必需的物理特性（杨氏模量），系绳通常采用缆绳的形式，例如绳索或者甚至是带子，但是其他带有必需物理特性以拉动容器的系绳在本发明中也是可行的。

为了抓取容器10，抓取设备172包括位于抓取设备172每个拐角附近或每个拐角处的四个定位销或导向销172，四个定位销或导向销与形成于容器10四个拐角处的切口或孔以及布置在抓取设备172底侧的四个夹持元件174配合，以便与容器接合。定位销172有助于将夹持元件174与容器边沿中对应的孔正确对齐。

每个夹持元件174包括成对翼部176和开放的放大配置，成对翼部176可以收缩以被接收在容器边沿中对应的孔中，开放的放大配置在至少一个维度上的尺寸要比容器边沿中的孔大，以便锁住容器。翼部176可通过驱动齿轮被驱动至开放配置。更具体地说，至少一个翼部的头部包括复数个齿部，复数个齿部与驱动齿轮啮合，使得在夹持元件174被致动时，驱动齿轮的旋转导致成对翼部从收缩配置旋转到开放的放大配置。

当处于收缩或关闭配置时，夹持元件174的大小被设计成可被接收在容器边沿中对应的孔86中。成对翼部中每个的基部包括止动件178，例如凸起，以便在被接收至容器边沿中对应的孔中时，止动件在处于放大开放配置时与边沿的下侧接合，以便在抓取设备170朝着装载处理设备的容器接受部分向上拉动时锁住容器。

接下来转向容器升降机构的绞盘组件，绞盘组件包括驱动机构以及卷绕在四个单独线轴180上的四根系绳（参见图6）。四根系绳从它们各自的四个线轴180向下延伸，使得每根系绳的下端连接至抓取设备170。四个线轴180可被安装在单独的旋转轴或升降轴上，或者替代地，被安装在相同的或共有的旋转轴或升降轴182上。在图8a所示的本发明的特定具体实施方式中，抬高和降低机构包括居中水平延伸的升降轴182以及四个线轴，其中两个线轴180位于升降轴182的第一端，两个线轴180位于升降轴182的第二端，即承载升降系绳的四个单独线轴被安装在单个旋转轴182上，使得旋转轴为所有四个单独线轴所共有。这样一来，连接至抓取设备170的四根系绳的每根被连接至其各自的线轴，使得单根系绳在每个线轴上被卷绕或解卷。相比于两根或两根以上系绳被卷绕在单个线轴上的具体实施方式，这有利地确保了每个线轴上卷绕的系绳占据更少的空间。在系绳卷绕或解卷以提升和降低抓取设备时，为每根系绳提供线轴也有利地降低了系绳缠绕在一起的风险。

升降轴182被配置为旋转，以便围绕每个线轴卷绕或解卷系绳。在升降轴沿第一旋转方向旋转以卷绕系绳时，每根系绳同时围绕其各自的线轴被卷绕，以便提升抓取设备170（以及由抓取设备夹持的容器）。升降轴182沿第二旋转方向（与第一旋转方向相反）旋转，以同时从系绳各自的线轴解卷每根系绳，并进而降低抓取设备170（以及由抓取设备夹持的容器）。系绳同时且以相同速率卷绕或解卷，以便匀整稳定地提升或降低抓取设备170。升降轴182和四个滑轮被安装至装载处理设备的开放构架结构，四个滑轮用于将四根升降系绳的每根引导至抓取设备的四个拐角中的每个。

升降组件包括电机（未示出），电机被配置为沿第一和第二旋转方向旋转升降轴182，以便围绕系绳的线轴卷绕或解卷系绳。电机被耦接至居中水平延伸的升降轴182，以便沿第一和第二旋转方向旋转升降轴182。可以使用各种机构来将电机耦接至升降轴，包括但不限于复数个正时滑轮、正时皮带和/或齿轮中的至少一个，以便将电机产生的旋转转移到升降轴。在本发明的特定具体实施方式中，升降轴182经由驱动滑轮被耦接至电机，驱动滑轮安装在升降轴182上并且升降轴182为承载升降系绳和正时皮带的所有四个线轴180所共有，使得安装在升降轴（连接至电机）上的驱动滑轮的旋转经由正时皮带来驱动升降轴共有的所有四个线轴的旋转。

本发明并不限于上文参照图6所述的容器升降机构，其他用于从存储和取回系统的网格框架结构中取回存储容器的容器升降机构也适用于本发明。例如，容器升降机构可基于Ocado Innovation Limited名下PCT/EP2021/051531所教导的容器升降机构，此申请的细节通过引用纳入本文。在PCT/EP2021/051531中，容器升降机构包括第一组线轴、第二组线轴以及旋转轴，其中第一组线轴和第二组线轴的每个线轴承载升降系绳，升降系绳具有固定至抓取设备的第一端和固定至线轴的第二端。线轴的第一端被安装至旋转轴，使得旋转轴为第一组线轴所共有。驱动滑轮和第一组正时滑轮被安装在旋转轴上，并为第一组线轴所共有，使得旋转轴通过连接至驱动滑轮的单个电机的旋转会驱动第一组线轴。第二组正时滑轮经由复数个正时皮带的中一个或多个被连接至第一组正时滑轮，使得旋转轴通过连接至驱动滑轮的单个电机的旋转会驱动第二组线轴。

开放构架结构

回到装载处理设备为容纳如图8a所示的装载处理设备不同功能特性的模块化构造，凭借形成如图8b所示竖直堆叠且分层的结构的简化模块化块132b、134b、136b和138b构造，可以设想装载处理设备的不同模块化部分132a、134a、136、138a。在本发明的特定具体实施方式中，四个模块化部分132（a和b）、134（a和b）、136（a和b）和138（a和b）被示出在竖直堆垛中，四个模块化部分的每个提供装载处理设备的一个或多个的功能特性。出于解释本发明的目的，按照装载处理设备高度递增进行标记的四个模块化部分包括第一、第二、第三和第四模块化部分；第一模块化部分132（a和b）位于装载处理设备的底部，而第四模块化部分138（a和b）位于装载处理设备的顶部。如图8（a和b）所示，四个模块化部分中的每个承载装载处理设备一个或多个的功能部件的至少部分。在分层结构内，不同模块化部分的数量和位置并不限于图8（a和b）所示的四个模块化部分，也可包括任意数量的模块化部分来为装载处理设备提供附加的功能特性，或者可以在任意数量的模块化部分当中共用。

每个模块化部分可被设想成矩形开放构架，矩形开放构架由连接或联接在一起的拐角支架形成，其中每个拐角支架被示出为图8b中的连接块。通过一个或多个连接元件184，在相同水平平面内连接相邻的连接块来建造模块化部分，以便形成开放矩形构架186。如图9（a和b）所示，竖直相邻的矩形构架186由此通过连接竖直相邻的连接块140被连接在一起，以便形成开放构架结构131。连接块140的实施例是拐角支架。在单数模块化部分中，每个拐角支架在相同的水平平面内通过一个或多个连接元件184被连接至其他两个拐角支架。连接元件可以是连接杆或连接管，用于在单个模块化部分中将相邻的连接块（拐角支架）联接在一起。连接杆可以是实心或空心，并且取决于与连接块的连接，这将在下文进一步解释。在本发明的特定具体实施方式中，开放构架结构是三维结构，其限定了具有上部分以及下部分的容量，上部分用于容纳电源180、控制单元192和承载升降系绳的线轴182，下部分用于容纳容器接收空间137。

开放构架结构不仅应具备足够的结构完整性来支撑装载处理设备的不同功能特性，还应在装载处理设备在网格结构上操作时具备足够的抗弯刚度。可以使用各种材料来制造连接杆或连接管。这包括但不限于金属、聚合物、陶或者其组合。为了减轻装载处理设备的重量并具备必需的结构特性来支撑装载处理设备的不同功能部件，可选地，将相邻拐角支架连接在一起的连接杆由碳纤维与聚合物基质相结合组成（称为碳纤维杆）。为了协助构建形成模块化部分的矩形构架，一个或多个模块化部分中的每个连接块包括开口或插孔187（参见图10和11），以用于连接杆的插入。连接杆通过接头被固定至连接块。可以使用各种接头来将连接杆固定至模块化部分中的拐角支架。这包括各种紧固件、胶、焊接等。有关将连接块固定至连接杆的接头的进一步细节将在下文论述。

简化模块化部分即连接块140是拐角支架，使得模块化部分包括四个拐角支架。如图8b所示，四个拐角支架的每个在相同的水平平面内被直接连接至其他两个拐角支架，以形成简单的开放矩形构架。然而，如图8a清晰所示，单个模块化部分中的拐角支架可通过一个或多个连接块被间接连接至其他两个的拐角支架，一个或多个连接块处于矩形构架拐角处的拐角支架中间。由此，关于每个模块化部分中拐角支架的术语“连接”可广义上解释为直接和/或间接连接至其他两个拐角支架。

为了构建根据本发明的装载处理设备，可以仅通过一个或多个竖直连接元件188经由它们各自的拐角支架140将竖直相邻的矩形构架186连接在一起，进而将不同的模块化部分联接在一起来形成开放构架结构131，如图8a和8b中简化的开放构架结构所示。换句话说，在单个模块化部分中用于连接至其他两个拐角支架的相同拐角支架可被用来将相邻的矩形构架竖直连接在一起。竖直相邻的矩形构架的拐角支架可被安装于相同的竖直连接元件188，竖直连接元件188位于开放构架结构的每个拐角处，使得竖直连接元件延伸穿过多个竖直相邻矩形构架的拐角支架。这样一来，开放构架结构的每个拐角共用相同的或共有的竖直连接元件。为了将多个矩形构架经由它们各自的拐角支架联接至位于开放构架结构每个拐角处的相同竖直连接元件，矩形构架底部与顶部中间或之间的拐角支架具有用于竖直连接元件的一个或多个通孔，竖直连接元件在将竖直相邻的矩形构架186联接在一起时延伸通过拐角支架（参见图8a中的第二模块化部分）。这样做的好处在于，仅通过将多个矩形构架安装于开放构架结构每个拐角处的相同竖直连接元件，多个矩形构架186便能在堆垛中被竖直联接在一起来形成装载处理设备，正如图8（a和b）所示。替代地，单独的竖直连接元件可被用来将连接开放构架结构每个拐角处竖直相邻的矩形构架。连接竖直相邻矩形构架的竖直连接元件的长度决定装载处理设备的高度。将竖直相邻矩形构架联接在一起的连接元件188的类型可以与在相同水平平面内联接相邻拐角支架的连接元件相同或者不同。例如，将竖直相邻矩形构架联接在一起的连接元件188可以是用来在单个模块化部分中联接拐角支架的连接杆。图10至12示出了形成连接块的拐角支架通过水平184和竖直188连接杆的联接。图10至12示出了装载处理设备的不同模块化部分的组装，其中图10表示包括轮子安装件139、141的第一模块化组件的组装，图11表示包括支撑件或轨路166的第二模块化部分的组装，支撑件或轨路166用于上述轮子定位机构的凸轮机构的运动件，图12是用于支撑装载处理设备的电气部件和电源的第四模块化部分。图10至12清晰示出了模块化部分的单元构造，其中每个拐角支架或连接块140包括一个或多个插孔187，一个或多个插孔187的形状被设计成接收一个或多个连接杆或连接管184、188，以用于将连接块联接在一起来形成单个模块化部分，并且竖直相邻的模块化部分在竖直堆垛中被联接在一起。图10至12中的箭头表示连接杆或连接管184在被插入连接块或拐角支架140中各自的插孔187时的方向。

为了简化装载处理设备的构造，同时仍容纳装载处理设备的不同功能特性，装载处理设备的功能部件的至少部分被集成到装载处理设备的开放构架结构131中，这意味着装载处理设备的功能部件的至少部分与装载处理设备一个或多个的矩形框架是一体的。例如，轮子组件的至少部分与一个或多个矩形构架是一体的，轮子驱动组件的至少部分与一个或多个矩形构架是一体的，轮子定位机构的至少部分与一个或多个矩形构架 是一体的，和/或容器升降机构的至少部分与一个或多个矩形构架是一体的。

为了将装载处理设备的不同功能特性的至少部分集成到一个或多个的矩形构架中以组成装载处理设备的开放构架结构，一个或多个的矩形构架186中的一个或多个的连接块140根据想要的装载处理设备的功能特性来制造。装载处理设备一个或多个的功能部件的至少部分被集成到一个或多个矩形构架的一个或多个连接块中。例如，将矩形构架联接在一起的一个或多个的拐角支架可以与用于线轴、滑轮和/或电机的一个或多个安装件一体形成，而非具备单独的安装件来安装到装载处理设备的构架。

在本发明的特定具体实施方式中，最简单的模块化部分是第四或顶部模块化部分。如图6所示的第四或顶部模块化部分的矩形构架186为装载处理设备的电气部件提供支撑，例如电源190和/或用于控制轮子驱动组件和/或轮子定位机构和/或容器升降机构的操作的控制单元192。在本发明的特定具体实施方式中，装载处理设备的一个或多个电气部件被支撑在一个或多个吊架194中，并进而由矩形构架支撑。如图8a所示，横梁或横杆185延伸跨过第四或顶部模块化部分的矩形构架186，以支撑装载处理设备的一个或多个电气部件。这样一来，模块化构架的矩形构架的每个拐角支架140在相同水平平面内经由拐角支架中间的连接块被间接连接至其他两个拐角支架。拐角支架中间相对的连接块被联接在一起，以形成图8a所示延伸跨过矩形构架的横梁或横杆。如图12所示，通过使用一个或多个连接元件将包括拐角支架在内的连接块联接在一起来形成顶部模块化部分的矩形构架。

不同的连接块可被用来构建不同的模块化部分，并且选择连接块主要取决于装载处理设备的不同功能特性。图13示出了最简单的拐角支架或连接块140b。这是因为顶部模块化部分的矩形框架除了支撑电源和控制单元之外，只为装载处理设备提供了极少的功能。此处，顶部模块化部分的每个拐角支架或连接块包括三个开口或插孔187（参见图13），两个用于在相同水平平面内经由单独的连接元件连接至其他两个连接块，而向下延伸的插孔用于将顶部模块化部分联接至竖直堆垛中竖直相邻的矩形构架。由于装载处理设备的功能部件的至少部分被集成在开放构架结构内——更具体地在开放构架结构的连接块内，连接块的形状会随着装载处理设备功能特性的复杂程度的增加而变得更复杂，即在包括容器升降机构、轮子驱动组件和轮子组件的装载处理设备的较低位置。图13至16是出了形成开放构架结构的拐角支架的各种复杂连接块140（b至e）的实施例，并展示了不同的拐角支架，不同的拐角支架用于组装装载处理设备不同模块化部分的矩形构架。

各种轻量材料可用于连接块的制造。轻量材料的实施例包括但不限于各种轻量金属，例如铝或各种聚合物材料，例如塑料材料或复合材料（例如碳纤维或聚合物复合材料）。可使用各种方法来制造连接块。这包括但不限于机械加工成块、注塑成型或铸造。然而，随着连接块的复杂程度增加，尤其是在装载处理设备的功能部件的至少部分与连接块140、140（b至e）一体制造时，也可以使用更加复杂的制造方法。使用增材制造例如3D打印能够制造复杂的连接块，使得装载处理设备的功能部件的至少部分能够与一个或多个连接块一体形成。在连接块尤其是拐角支架的制造中，使用增材制造使得一个或多个的连接块能够进行拓扑优化来考虑连接块在开放构架结构中将经受的应力。这是因为增材制造或3D打印能够形成单凭机械加工无法实现的复杂形状。在对连接块进行拓扑优化时，情况尤其如此，因为拓扑优化的结果往往会导致复杂的形状，以考虑连接块在应用到装载处理设备的开放构架结构中时将会遭受的各种载荷约束。

轮子组件的轮子由位于底部或第一模块化部分处的矩形构架支撑。为了容纳轮子组件的轮子，底部或第一模块化部分的每个连接块——更具体地说是每个拐角支架与第一组和第二组轮子的一个或多个轮子安装件139、141一体形成。在图16所示的本发明特定具体实施方式中，底部模块化部分的每个拐角支架140e由两个部分形成，以容纳两个轮子安装件，即第一和第二轮子安装件139、141。第一轮子安装件139被配置为用于安装第一组轮子134的轮子，而第二轮子安装件141被配置为用于安装第二组轮子136的轮子（这样一来，共有八个轮子安装在四个拐角支架140e，四个拐角支架140e的每个拐角支架有两个轮子安装件，并被布置为支撑装载处理设备的开放构架结构）。换句话说，第一或底部模块化部分的四个拐角支架140e中的每个与两个轮子安装件——第一和第二轮子安装件139、141一体形成。为了在一个拐角支架140e中容纳两个轮子安装件，给定拐角支架的两个轮子安装件相互垂直地进行组装，以便第一轮子安装件139为用于沿第一方向移动装载处理设备的轮子提供安装件，而第二轮子安装件141为用于沿基本垂直的方向移动装载处理设备的轮子提供安装件。在图10和16所示的本发明特定具体实施方式中，拐角支架的第一和第二轮子安装件139、141包括用于可旋转地安装各自轮子的轴或插销。

如图10所示以及图16清晰所示，给定拐角支架140e中第一和第二轮子安装件的每个安装件的边缘或端部包括一个或多个凸起或指部196，一个或多个凸起或指部196带有竖直对齐或同心的开口，以通过一个或多个凸起的开口接收连接元件188。第一和第二轮子安装件139、141边缘处的一个或多个凸起196被间隔开，使得给定拐角支架中第一和第二轮子安装件的凸起196全都相互交错，并且它们各自凸起中的开口沿着轮子定位轴线W-W（参见图16）轴向对齐，以用于在底部或第一模块化部分如图8a所示被竖直联接至正上方的第二模块化部分时接收连接元件188。轮子定位轴线W-W即各自的第一组或第二组轮子沿着此轴线根据在网格结构上的移动方向被抬高或降低的轴线。在图16中，轮子定位轴线W-W被显示为竖直轴线，其中第一组和第二组轮子沿着此轴线被抬高和降低。对于给定的拐角支架，位于给定拐角支架140e的第一和第二轮子安装件139、141边缘处的凸起196间隔足够，使得当间隔开的凸起相互交错时，拐角支架140e中第一139或第二141轮子安装件的每个能够沿着其竖直连接元件（即沿着轮子定位轴线W-W）独立于其他的第二141或第一139轮子安装件移动。这样可以在安装到拐角支架时，让第一组轮子的成对轮子独立于第二组轮子的成对轮子被抬高或降低。对于底部模块化部分的其他拐角支架也是如此，以便底部模块化部分的所有四个拐角支架提供轮子安装件，以用于支撑第一组和第二组轮子的所有轮子，即八个轮子。拐角支架的每个轮子安装件包括一体形成的轮子轴198，用于将轮子可旋转地安装在轴上。用于安装轮子组件的轮子的每个拐角支架140e通过一个或多个连接元件184被连接至其他两个拐角支架以形成矩形构架。在图8a和9a所示的本发明特定实施例中，每个拐角支架140e在相同的水平平面内通过两个连接杆184被连接至其他两个拐角支架，两个连接杆184被接收在拐角支架中的开口或插孔187中（参见图10）。然而，连接元件184的数量并不限于两个连接元件——连接元件184用于在相同的水平平面内连接相邻的拐角支架以形成包括轮子组件的第一模块化部分的矩形构架，也可以是任意数量的连接元件来为矩形构架提供必需的结构刚度。

为了驱动第一组和第二组轮子的旋转，上述轮子驱动组件的至少部分可被集成在装载处理设备的开放构架结构的一个或多个的矩形构架中。在轮子驱动组件包括上述位于装载处理设备每个侧面处的驱动皮带组件140的情况下，用于驱动件和从动轮子（用于载送驱动皮带）的安装件可与一个或多个的矩形构架中一个或多个的连接块140e（参见图16）一体形成。例如，在图16所示的本发明特定具体实施方式中，包括用于轮子组件的轮子安装件139、141的每个拐角支架140e额外包括用于驱动皮带组件的从动轮子148的安装件198，使得驱动皮带围绕安装至拐角支架140d的轮子134、136的外围以及相同拐角支架140e上从动轮子148的外围行进（参见图6和16）。由于每个拐角支架140d与两个轮子安装件139、141一体形成，其中两个轮子安装件139、141被用于定向垂直于彼此的轮子以覆盖网格结构上装载处理设备的行进方向，所以用于它们各自从动轮子的安装件198可与拐角支架140e的每个轮子安装件139、141一体形成。用于驱动第一组或第二组轮子中成对轮子旋转的驱动滑轮被安装至处于竖直堆垛中较高位置的矩形构架的拐角支架140d，使得驱动皮带延伸绕过装载处理设备一个侧面处的成对轮子以及安装至较高模块化部分的驱动轮子。在本发明的特定具体实施方式中，用于驱动每个轮子驱动组件的驱动皮带的驱动轮子被安装至轴或插销202、204，轴或插销202、204与拐角支架140一体形成，形成第二模块化部分的矩形构架。这样一来，第一组和第二组轮子中每个组的成对轮子由驱动皮带驱动，驱动皮带连接第一模块化部分中的从动轮子以及安装至第二模块化部分的拐角支架的驱动轮子。对于如图6所示装载处理设备每个侧面处的其他轮子组件也是如此。图6还示出了用于驱动成对轮子的每个轮子组件额外包括上述张紧轮子布置，以确保围绕给定成对轮子的驱动皮带保持拉紧。在图6所示的装载处理设备的特定实施例中，支撑轮子的矩形构架的一个或多个的拐角支架还包括轮子张紧布置。

驱动组件并不限于上述驱动皮带组件，并且矩形构架中承载轮子组件的轮子的连接块可与承载上述轮毂电机的安装件成为一体。由此，第一或底部模块化部分中矩形构架的每个拐角支架可与用于驱动组件的安装件一体形成，驱动组件包括轮毂电机，其中轮毂电机的内轮毂被安装至拐角支架。由于第一或底部模块化部分中每个拐角支架与用于安装两个轮子的两个轮子安装件一同形成，所以每个拐角支架与用于安装两个轮毂电机的两个安装件一体形成，其中一个用来沿第一方向安装轮子，另一个沿第二方向安装轮子。

为了在网格结构上改变方向，装载处理设备包括轮子定向机构。本领域内有各种已知的轮子定位机构，其中一些已在上文论述过。考虑到需要足够的力来相对于开放构架结构竖直提升给定组轮子的成对轮子，轮子定位机构的至少部分被安装至开放构架结构的矩形构架，矩形构架经过强化以承受装载处理设备每个侧面处成对轮子的重量。在图6和11所示的装载处理设备的特定实施例中，第一模块化部分的矩形构架通过一个或多个撑杆或加固件206进行强化，并被称为“中间孔环”，因为它基本上位于装载处理设备高度的中间。中间孔环的强化通过延伸跨过矩形构架的一个或多个交叉加固件206来设置。图6所示的轮子定位机构的特定实施例是基于上文所述的凸轮机构，凸轮机构包括凸轮子定位机构、可沿凸轮移动的凸轮从动件以及用于移动凸轮从动件的运动件。运动件被配置为在装载处理设备的一个侧面上沿着轨路166移动以抬高成对轮子。用于支撑运动件的轨路166包括在中间孔环的矩形构架的拐角支架之间延伸的水平连接元件，使得运动件在装载处理设备的一个侧面上沿着连接拐角支架140的连接元件184移动，运动件用于抬高成对轮子。中间孔环用于支撑运动件的连接元件因此起到了一个高架轨路的作用。在图6所示的本发明特定实施例中，运动件被可滑动地安装至连接元件，连接元件连接相同水平平面内的拐角支架。对于装载处理设备每个侧面处的其他成对轮子也是如此。为了支撑运动件，至少两个连接元件184在装载处理设备一个侧面上的拐角支架140之间延伸。一个或多个插入件208夹在于拐角支架140之间延伸的两个连接元件184之间，以便为在拐角支架140之间延伸的连接元件提供抗弯刚度，避免在运动件沿着连接元件移动时连接元件发生过度弯曲。在本发明的特定实施例中，用于第一组和第二组轮子中成对轮子的每个轮子的凸轮机构基于上文所述的双凸轮布置，其中运动件被配置为经由双凸轮布置抬高和降低给定的成对轮子。用于与凸轮从动件配合的凸轮可被安装至拐角支架或者与拐角支架一体形成，拐角支架支撑轮子组件的轮子。凭着装载处理设备每个侧面上的双凸轮布置，两个凸轮被安装至每个拐角支架，拐角支架与各自两个凸轮从动件配合，以满足轮子定向沿第一和第二方向的竖直移动（参见图15）。由此，对于给定的拐角支架，第一凸轮被安装至拐角支架的第一轮子安装件或与第一轮子安装件一体形成，而第二凸轮被安装至拐角支架的第二轮子安装件或与第二安装件一体形成，以便在拐角支架的第一和第二轮子安装件被聚到一起时，装载处理设备不同侧面上的凸轮能够与它们各自的凸轮从动件配合。类似的拐角支架可被用来安装轮子组件的其他轮子。

随着凸轮从动件沿着凸轮行进，各自承载第一组或第二组轮子的轮子的拐角支架被施加向上或向下的力，而这导致轮子抬高或降低，具体取决于装载处理设备在网格结构上的行进方向。如上所述，用于安装轮子组件的轮子的每个拐角支架由两个相互交错的部分形成，即第一部分139和第二部分141，第一和第二部分的每个包括用于轮子的轮子安装件。第一部分提供的轮子安装件用于第一组轮子的一个轮子，第二部分提供的轮子安装件用于第二组轮子的一个轮子，轮子安装件分别被限定为第一轮子安装件139和第二轮子安装件141。第一和第二轮子安装件边缘处的凸起或指部196的间隔足够，使得凸起在相互交错时，第一轮子安装件能够沿着其连接竖直连接元件独立于第二轮子安装件轴向移动。当竖直连接元件是连接杆时，在拐角支架的第一和第二轮子安装件中，每个安装件的一个或多个凸起中的开口的尺寸略微大于连接杆188的尺寸，以便允许拐角支架的第一和第二轮子安装件139、141在被施加竖直方向上的力时可竖直移动。如图16所示，用于与凸轮从动件158配合的凸轮154可与其各自的拐角支架140e一体形成，拐角支架140e包括轮子组件的轮子安装件。两个凸轮154被显示为与拐角支架140e一体形成，轮子安装件139、141各用一个。从上文有关图6和16的描述可知，轮子定位机构的至少部分与一个或多个矩形构架的连接块——更具体地说是拐角支架一体形成，一个或多个矩形构架形成装载处理设备的不同模块化部分。

图6还示出了用于沿着连接元件移动运动件的电机被安装至矩形构架的拐角支架140d，矩形构架形成开放构架结构的中间孔环。用于一个或多个电机的一个或多个安装件与连接块一体形成，更具体地说是与中间孔环的矩形构架的拐角支架一体形成。如图15所示，一个或多个开口210一体形成在拐角支架140d中，以用于接收电机的电机轴。拐角支架140d在线轴旋转时还支撑线轴，线轴用于收纳连接至运动件的皮带，以便在电机沿顺时针方向旋转时，皮带被卷绕在线轴上，而在电机沿逆时针方向旋转时，皮带从线轴上解卷。

除了轮子定位机构的至少部分与连接块或拐角支架（连接块或拐角支架形成一个或多个模块化部分的矩形构架）一体形成以外，容器升降机构——更具体地说是绞盘组件的至少部分也与一个或多个模块化部分的矩形构架一体形成。用于驱动四个线轴旋转的升降轴被可旋转地安装至模块化部分的矩形构架，四个线轴承载着连接至抓取设备的升降系绳。在图8a所示的实施例中，升降轴182被可旋转地安装至第三模块化部分的矩形构架。在图8a和9a中，升降轴182被显示为延伸跨过矩形构架。升降轴的相对端经由各自的连接块212被可旋转地安装至连接相邻拐角支架的连接元件。容器升降机构的四个升降滑轮214分别位于升降组件的每个拐角处，以用于将升降系绳引导至抓取设备各自的拐角，且每个升降滑轮214被安装至矩形构架的各自的拐角支架140c（参见图14）。由此，从各自线轴延伸的每根系绳围绕各自的滑轮向下延伸并连接至抓取设备，例如抓取设备的拐角。用于四个滑轮214的安装件可被集成到矩形构架各自的拐角支架140c中。

在本发明的特定具体实施方式中，用于容纳由抓取设备提升的存储容器的容器接受空间137（参见图9）被容放在装载处理设备的开放构架结构内，更具体地说容放在第一、第二和第三模块化部分的区域中（第三模块化部分支撑着承载升降系绳的线轴）。然而，当竖直相邻的模块化部分由它们各自的连接块经由竖直连接杆被连接在一起时，必要的是抓取设备在被从容器接受空间提升和降低至容器接受空间时要受到引导，以避免抓取设备撞到连接块。在本发明的特定具体实施方式中，向下延伸的引导件（未示出）被安装至装载处理设备的第二模块化部分的连接块140c，矩形构架的每个拐角处各一个，以便在将抓取设备降低或抬高至容器接受空间时引导抓取设备。如图7所示，每个引导件的形状被设计成包括两个垂直的导板，用于容纳抓取设备的拐角。

由于容器升降机构被配置为提升和降低重达40kg以上的存储容器，在拐角支架之间延伸的连接元件可由一个或多个加固元件216进行加固，以强化模块化部分的矩形构架，模块化部分支撑承载着升降系绳的线轴。在图8a和图9a所示的特定实施例中，两个加固元件216被显示为加固在装载处理设备相对侧面处的拐角支架之间延伸的连接元件。加固元件的相对端通过连接块218被安装至连接元件。

复数个矩形构架186在竖直堆垛中被组装到一起，以提供上述装载处理设备的不同功能特性。竖直相邻的矩形构架通过竖直连接元件188被连接到一起，以形成开放构架结构131来支持装载处理设备的不同功能特性。图10至12示出了通过连接杆将连接块组装到一起以分别形成第一、第二和第四模块化部分的矩形构架的实施例。优选地，复数个矩形构架拐角处的每个连接块140（拐角支架）在竖直堆垛中通过一个或多个竖直连接元件或连接杆188被联接或连接在一起。图11示出了用于连接竖直相邻矩形构架的竖直连接杆。竖直连接杆被显示为被紧固至位于矩形构架拐角处的连接块（拐角支架）。为了将连接块与连接杆联接在一起，连接块包括一个或多个开口或插孔187，以用于接收连接杆的端部。装载处理设备的制造涉及将连接杆的端部插入连接块的开口或插孔以将连接块联接在一起。为了有助于减轻根据本发明的装载处理设备的重量，连接杆通常是空心的，例如空心管子。可使用夹具来将单独的矩形构架组装在一起，而连接块和/或拐角支架与连接元件之间的连接由适合的接头来紧固。

在装载处理设备在网格结构上操作期间，开放构架结构所遭受的应力集中在连接块与连接杆之间的接头周围。如果未将连接杆完全紧固至连接块，则会有一个或多个的连接杆从其对应连接块脱离的风险，而这最终会导致与连接块相关联的矩形构架破裂，而且在最坏的情况下，会导致开放构架结构破裂。为了确保最终开放构架结构的结构完整性，用于将连接杆的端部紧固至连接块的接头应该足够坚固，以避免连接杆的端部从连接块脱离，更具体地说是从连接块中的插孔187中脱离。可使用各种接头来将连接杆的端部紧固至连接块，这主要取决于制造连接块和连接杆时所使用的材料。各种接头包括但不限于胶合或焊接。

接头

虽然开放构架结构中一个或多个的连接块可进行拓扑优化以满足开放构架结构在作为装载处理设备在网格结构上运作时的不同载荷或应力，但是连接块140与连接元件184、188如连接杆之间的接头仍需要足够坚固，以经受装载处理设备在网格结构上运作时所遭受的力。这些力包括试图将连接杆从连接块的插孔187中拉出的力，以及连接元件受到弯矩影响时的弯曲力和扭转力。可使用各种技术来将连接块紧固至连接元件。这包括使用粘合剂或胶、坚固件或焊接，或者任意一种紧固方法的组合。使用粘合剂来将连接块紧固至连接元件似乎是将开放构架结构组装在一起的最有效且最具成本效益的方式，其中开放构架结构包括由复数个连接元件联接在一起的连接块。然而，由于在网格结构上运作的装载处理设备受到许多力例如弯曲力和扭转力的影响，导致连接块与连接元件之间的接头处产生弯矩，所以连接块与连接元件之间的接头必须足够坚固，以避免连接元件从连接块上脱离，其中连接元件通常采用杆的形式。虽然各种市场上可买到的粘合剂具备所需的粘接强度来将连接元件紧固至连接块，但是用粘合剂提供连接块和连接元件之间紧固连接的能力很大程度上取决于粘合剂在连接块140与连接元件184、188之间的表面接触面积。粘合剂在连接块和连接元件之间的接触面积越大，粘接强度就越大，因为更多的粘合剂能够提高连接块和连接元件之间的粘接强度。

在连接元件是杆且杆被插入开口或插孔187（开口或插孔与连接块140一体形成）的情况下，杆与具有内壁的插孔之间的粘接强度主要取决于粘合剂沿着杆的连接端的分布。简单地将粘合剂涂敷在杆的一端并将杆插入连接块140的插孔187所遭受的问题在于，由于插孔是盲孔，多余的粘合剂可能会被挤出插孔的进口，导致粘合剂在插孔的进口处积聚。这既不美观，而且可能在包括连接块的组件中引发其他变形，例如在上述开放构架结构中。其次，涂敷连接元件的连接端并不非常适合于在用粘合剂将连接块紧固或联结至连接元件之前用连接元件来组装复数个连接块。特别是当复数个连接块和连接元件在夹具中组装在一起以确保连接块与组件中的杆正确对齐时，情况尤其如此。当用于将连接块紧固至连接元件的粘合剂在施用后的固化时间相对较短时，问题会变得更加严重。问题不仅仅限于制造开放构架结构的连接块，其中开放构架结构用于支撑上述为装载处理设备提供功能特性的部件，而且是在将任意类型的连接块与连接元件（例如杆）连接时，可能都会存在此问题。

因此，需要一种能将连接块紧固至杆且不会出现上述不足的接头。在本发明中，粘合剂采用流体的形式，理想情况下，在将杆的连接端插入连接块的插孔之后或随后，粘合剂可沿着杆的连接端分布。这使得复数个连接块能够在将杆联结或紧固至它们各自的连接块之前与各自的杆组装在一起，并进而允许使用夹具来控制连接块与其各自的杆的对齐精度或准确度。在本发明的实施例中，插孔的内壁包括凹槽，凹槽围绕插孔内壁的至少部分延伸，用于将粘合剂沿着杆的连接端分布。连接块包括具有入口开口的入口，入口开口在连接块外部并与凹槽流体连通，以将粘合剂注入凹槽中，凹槽被配置为在杆的连接端被插入插孔时形成胶合通道，以便在向入口开口注入粘合剂时，粘合剂围绕杆的连接端的外表面沿着胶合通道流动。在插孔的内壁中可形成不同形状的凹槽。一种沿着杆的连接端有效分布粘合剂的方法是提供沿着插孔长度的至少部分轴向延伸的连续凹槽，以便在将杆的连接端插入插孔时提供连续且与入口开口流体连通的胶合通道。

提供连续凹槽的一个实施例是形成在插孔内壁中的螺旋形或螺旋凹槽，从而形成具有螺旋形状的胶合通道220。图17示出了螺旋形或螺旋胶合通道220的实施例，其中螺旋形或螺旋胶合通道220沿着插孔纵向长度的至少部分轴向延伸。螺旋或螺旋形胶合通道220使得粘合剂能够沿着杆的连接端轴向分布或扩散。图17还示出了用于向螺旋胶合通道220供应粘合剂的入口222。入口包括入口路径224，入口路径224与螺旋胶合通道220流体连通并从入口222的开口226延伸至螺旋胶合通道220。开口226形成于连接块的至少一个外壁中，使得粘合剂可从连接块外部供应至胶合通道。这样做的好处在于，粘合剂可在将杆插入连接块的插孔之后被供应至胶合通道，而这使得复数个连接块能够在夹具中被组装在一起，以将复数个连接块联结至各自的连接元件。

不同的粘合剂有不同的粘度和固化时间。为了适应被注入胶合通道且具有不同粘度和固化时间的不同粘合剂，粘合剂通过胶合通道的流动速率可进行控制。流动速率过低可能导致粘合剂在填充胶合通道之前过早固化，而流动速率过高可能导致粘合剂在固化之前溢出胶合通道。为了控制粘合剂通过胶合通道的流动速率，从入口开口226延伸至胶合通道220的入口通路224具有岔开的壁或者逐渐变窄以产生文丘里效应（Venturi effect），从而在入口开口226的压力与胶合通道220进口处的压力之间形成压力差。这一压力差可通过控制入口路径224的岔开程度来进行控制，并进而控制粘合剂通过胶合通道的流动速率。在图17所示的特定实施例中，入口通路224岔开，使得入口通路在其接近胶合通道220的进口时收紧，进而导致胶合通道进口处的流动速率变大。虽然图17中没有显示，但是连接块可以可选地包括出口，出口包括从连接块外部的出口开口延伸的出口通路，使得多余的粘合剂能够通过出口开口排出胶合通道。粘合剂从出口开口排出表示粘合剂已充分填充胶合通道且粘合过程已完成。

然而，也存在其他在被插入插孔时沿着杆的连接端分布粘合剂以确保根据本发明的杆与连接块之间良好联结的实施例。在图18（a和b）所示的胶合通道的另一实施例中，凹槽包括复数个离散圆形凹槽，复数个离散圆形凹槽沿着插孔的轴向长度间隔排列并提供复数个间隔开的或离散的圆形胶合通道228，以用于将粘合剂分布在杆的连接端上。如图18（a和b）所示，为了将粘合剂供应到复数个圆形胶合通道的每一个，入口322包括从单个入口开口326外扩的复数个入口通路330。复数个入口通路330的每个供应复数个间隔开的圆形胶合通道228中各自的圆形胶合通道。这样可以通过将粘合剂单次注入入口322的入口开口326来向复数个圆形胶合通道228的每个胶合通道供应粘合剂。这清楚展示了在图18b的复数个圆形胶合通道的示意图中。圆形凹槽的数量和间距以及圆形胶合通道228控制着粘合剂的量，其中在杆的连接端插入插孔时，粘合剂存积在杆的连接端和插孔内壁之间的杆的连接端的外表面上。

图18（a和b）还示出了具有出口通路334的出口332，出口通路334与复数个圆形胶合通道228相连，也就是说它与复数个圆形胶合通道228流体连通。如上所述，出口332表示粘合剂已经填充了复数个圆形胶合通道228。出口通路334被定位，使得粘合剂在排出出口开口336之前流过复数个胶合通道228。出口通路334被显示为跨过复数个圆形胶合通道228延伸至单个出口开口336，使得出口通路334可以在复数个圆形胶合通道228之间共用。

虽然使用轻量材料例如塑料有助于减轻连接块和连接元件的组件重量，例如上述开放构架结构的重量，但是使用轻量的连接元件也有助于减轻组件的重量。轻量连接元件的一个实施例是空心杆。然而，使用空心杆作为连接元件存在一些缺点。主要缺点之一在于，由于插孔进口处的应力，空心杆可能有塌陷的风险。当连接块与杆之间的连接依赖于插入连接块中插孔的杆时，在插孔进口处的附近会存在应力集中区域。特别是在插孔进口处的区域，如图19所示，此区域具有相对尖锐的边缘232，而插孔壁的形状在此处突然变化。杆所经受的弯矩集中在插孔进口附近的区域，特别是在插孔187的边缘232处会存在插孔的边缘撞击到杆184的壁的风险。如果没有内部支撑，杆184将会有弯曲的风险，在最糟糕的情况下则会因为集中在插孔187边缘232处的应力而塌陷。

为了缓解这一问题，插孔187中设置了插入件234，插入件234可被接收在杆184的中空部分中，以在将杆的连接端插入连接块的插孔时提供内部支撑，如图19所示。图19所示的插入件沿着插孔纵向长度的至少部分轴向延伸，插孔具有与插孔纵向轴线同心的轴线X-X。将插入件234引入连接块的插孔187也带来了进一步的制造复杂性，以包括插孔中的胶合通道。在制造连接块时使用增材制造或3D打印有机会在连接块内部一体形成复杂的形状。

为了在杆与连接块之间提供紧固的联结，胶合通道形成在插孔内壁和插入件外表面的附近。在本发明的特定具体实施方式中，如图17所示本发明的实施例所示，在杆被插入插孔时，凹槽形成在插孔的内壁附近以形成第一胶合通道420a，在杆被插入插孔时，凹槽形成在插入件表面的外围附近以形成第二胶合通道420b。由于第一凹槽在插孔内壁上的位置以及第二凹槽在插入件外表面上的位置，第一胶合通道420a在图19中被显示为与第二胶合通道420b相对。由此，杆的连接端的外表面和内表面分别被联结到插孔的内壁以及插入件的外表面（参见图19）。插入件中可融入通风孔424，以便在将杆插入插孔187中时防止空气在杆内部积聚。通风孔424是通孔，通孔从插入件延伸至连接块的外部，以便在将杆插入插孔时允许空气从杆内部排出。

在插孔187包括插入件134的情况下，为了从单个注入点将粘合剂供应至第一和第二胶合通道420a、420b，在本发明的实施例中，从连接块外部的入口开口426起的入口通路包括复数个入口通路430a、430b，复数个入口通路430a、430b从单个入口开口426岔开，使得第二胶合通道420b的纵向轴线A-A与第一胶合通道420a的纵向轴线同心。图20（a和b）示出了提供第一和第二胶合通道420a、420b的一个实施例，其中示出了用于第一和第二胶合通道420a、420b的螺旋形胶合通道的布置。第一和第二胶合通道中的每个通道可通过第一和第二入口供应粘合剂，其中第一和第二入口的每个从单独的入口开口进行供应。替代地，第一和第二胶合通道420a、420b可从单个入口开口426进行供应，单个入口开口分成多条入口通路430a、430b，多条通路的每条供应各自的第一和第二胶合通道420a、420b。图20（a和b）所示的入口包括与第一和第二胶合通道420a、420b流体连通的第一和第二入口通路430a、430b，第一和第二胶合通道420a、420b由连接块外部的单个或共同的入口开口426进行供应。第一和第二入口通路430a、430b的每条从入口开口426处分岔到各自的第一和第二胶合通道420a、420b。第一和第二胶合通道420a、420b的每条可包括单独的出口，以指示它们各自的第一和第二胶合通道被填充了粘合剂。替代地，如上所述，可为第一和第二胶合通道提供共同的出口。

图21（a和b）示出了提供第一和第二胶合通道的另一实施例，第一和第二胶合通道分别用于向插孔的内壁以及插入件的外表面供应粘合剂。在图21（a和b）所示实施例的胶合通道的布置中，向插孔内壁以及插入件的外表面供应粘合剂的胶合通道基于上文参照图17和18（a和b）所述的螺旋型520a和离散圆形环520b的组合。在图21（a和b）所示的特定实施例中，形成在插孔内壁中的凹槽与杆的连接端的外表面配合以形成离散的圆形胶合通道520a，而插入件的外表面上的凹槽与连接杆的内表面配合以形成螺旋形胶合通道520b。杆外部的离散圆形胶合通道以及杆内部的螺旋胶合通道的组合使得两种类型的胶合通道能够通过将粘合剂单次注入入口522来进行供应。为了向不同形状的胶合通道供应粘合剂，如图21a所示，入口522包括复数个入口通路530a以及单个入口通路530b，复数个入口通路530a岔开以将粘合剂供应至杆外部第一胶合通道520a的离散圆形胶合通道，而单个入口通路530b用于将粘合剂供应至杆内部第二胶合通道520b的螺旋胶合通道。然而，用于向杆的外表面和杆的内表面供应粘合剂的不同布置也适用于本发明，并且可包括上文参照图17和图18（a和b）所述的胶合通道的不同布置。图21a和21b还示出了与第一和第二胶合通道520a、520b流体连通的出口532，以指示各自的第一和第二胶合通道520a、520b的填充情况。

虽然胶合通道的特定实施例是如图17至21（a和b）所示通过在插孔内壁中融入凹槽来形成的，但是胶合通道也可通过在杆的连接端中设置凹槽来形成，这样一来，在将杆的连接端插入插孔时，粘合剂可从入口注入胶合通道，入口具有位于连接块外部且与胶合通道流体连通的入口开口。入口通路被设置在连接块中，以便将粘合剂引导至杆的连接端中的一个或多个凹槽。随着粘合剂在杆的连接端中的凹槽处行进，粘合剂沿着插入插孔的杆的连接端分布。一旦固化，粘合剂在插孔的内壁和杆的连接端之间形成接头。

通过连接块外部的入口开口注入粘合剂的优点在于，在将粘合剂注入入口开口之前，能够在夹具中组装复数个连接块和连接杆以确保组件被正确放置。在插孔内部具有不同形状的胶合通道用于接收杆的连接端可以确保粘合剂沿着杆的连接端分布，从而在连接块与杆之间提供良好的联结。因为连接块可通过增材制造或3D打印制造，而这使得复杂的形状能够融入在连接块内部，因此插孔内部能够实现不同形状的胶合通道。

Claims (35)

1.一种用于提升和移动可堆叠在存储和取回系统中的一个或多个容器的装载处理设备，所述存储和取回系统包括网格结构，所述网格结构包括复数个网格构件，所述复数个网格构件包括第一组网格构件和第二组网格构件，所述第二组网格构件基本垂直于所述第一组网格构件，使得所述复数个网格构件按网格图形布置，用于引导所述装载处理设备在所述网格结构上的移动，所述装载处理设备包括布置在竖直堆垛中的复数个模块化部分，所述复数个模块化部分包括：

a）容器升降组件，所述容器升降组件包括被配置为可释放地夹持容器的抓取设备以及被配置为抬高和降低所述抓取设备的驱动机构；

b）轮子组件，所述轮子组件包括第一组轮子和第二组轮子，所述第一组轮子用于与所述第一组网格构件接合以引导所述装载处理设备沿第一方向的移动，所述第二组轮子用于与所述第二组网格构件接合以引导所述装载处理设备沿第二方向的移动，其中所述第二方向横向于所述第一方向；

c）轮子定位机构，所述轮子定位机构被配置为选择性地降低或抬高所述第一组轮子或所述第二组轮子，以与所述第一组网格构件或所述第二组网格构件接合或脱离；

d）电气部件，所述电气部件包括用于控制所述容器升降机构和轮子定位机构的处理器，

其中，所述复数个模块化部分的每个进一步包括至少四个连接块，所述至少四个连接块中的每个通过一个或多个基本水平的连接元件被连接至单个模块化部分中的其他两个连接块以形成矩形构架，并且其中，所述竖直相邻的模块化部分的所述至少四个连接块可通过一个或多个基本竖直的连接元件在所述竖直堆垛中连接，以形成包括复数个所述矩形构架的开放构架结构，所述开放构架结构被配置为支撑所述容器升降机构、所述轮子组件、所述轮子定位机构和所述电气部件。

2.根据权利要求1所述的装载处理设备，其中，所述至少四个连接块包括四个拐角支架，使得所述四个拐角支架的每个拐角支架被连接至单个模块化构架中的其他两个拐角支架以形成所述矩形构架。

3.根据权利要求1或2所述的装载处理设备，其中，所述水平和/或竖直连接元件的一个或多个包括连接杆或连接管。

4.根据权利要求3所述的装载处理设备，其中，所述至少四个连接块的一个或多个包括用于接收所述连接杆或连接管的端部的插孔。

5.根据权利要求4所述的装载处理设备，其中，所述插孔具有基本呈圆柱形的内壁，所述圆柱形内壁具有围绕所述圆柱形内壁的至少部分连续延伸的凹槽，以用于沿着所述杆的接收端轴向分布粘合剂，所述凹槽被配置为在所述连接杆的接收端被插入所述插孔时形成胶合通道。

6.根据权利要求5所述的装载处理设备，其中，所述至少四个连接块的一个或多个包括与所述凹槽流体连通的一个或多个注入点，以用于将粘合剂注入所述胶合通道。

7.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述矩形构架由一个或多个加固元件加固，所述一个或多个加固元件在相对的水平连接元件之间延伸。

8.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述一个或多个竖直连接元件竖直延伸穿过所述竖直堆垛中竖直相邻的矩形构架的所述至少四个连接块的一个或多个连接块。

9.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个由聚合物形成。

10.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述开放构架结构限定用于容纳容器接受空间的容量。

11.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个包括用于滑轮的一个或多个安装件。

12.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个包括用于电机的一个或多个安装件。

13.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个包括所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构和/或所述电气部件的至少部分。

14.根据权利要求13所述的装载处理设备，其中，所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构和/或所述电气部件的至少部分与所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个一体形成。

15.根据权利要求14所述的装载处理设备，其中，所述轮子组件的每个轮子被安装在轮子安装件上。

16.根据权利要求15所述的装载处理设备，其中，所述轮子安装件与给定模块化部分的连接块一体形成。

17.根据权利要求15或16所述的装载处理设备，其中，所述给定模块化部分的连接块包括第一轮子安装件和第二轮子安装件，所述第一轮子安装件用于所述第一组轮子的一个轮子，所述第二轮子安装件用于所述第二组轮子的一个轮子。

18.根据权利要求17所述的装载处理设备，其中，所述第一和第二轮子安装件包括沿着所述第一和第二安装件的边缘的复数个凸起，所述第一和第二轮子安装件的所述复数个凸起的每个包括沿着轮子定位轴线轴向对齐的开口，所述轮子定位轴线即所述第一组或第二组轮子沿着此轴线分别被抬高和降低的轴线，所述第一和第二轮子安装件的所述复数个凸起被间隔开，使得所述第一和第二轮子安装件的所述复数个凸起相互交错，并且所述第一和第二轮子安装件的所述交错凸起的每个中的所述开口沿着所述轮子定位轴线轴向对齐，以通过它们各自的开口接收所述竖直连接元件，所述第一和第二轮子安装件的所述凸起之间的间距足够，以便允许所述第一轮子安装件沿着所述轮子定位轴线独立于所述第二轮子安装件移动。

19.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述轮子定位机构包括凸轮机构，并且其中，所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个包括所述凸轮机构的至少部分。

20.根据权利要求19所述的装载处理设备，其中，所述凸轮机构的所述至少部分与所述复数个模块化部分的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个一体形成。

21.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述容器升降机构包括：

a）第一组线轴和第二组线轴，所述第一组线轴和第二组线轴的每个线轴承载升降系绳，所述升降系绳具有固定至所述容器抓取组件的第一端以及固定至所述线轴的第二端，

b）可旋转轴，其中所述第一和/或第二组线轴被安装至所述可旋转轴，使得所述可旋转轴为所述第一和/或第二组线轴所共有；

c）驱动机构，所述驱动机构包括驱动滑轮，所述驱动滑轮被安装至所述第一和/或第二组线轴所共有的所述可旋转轴，使得所述可旋转轴通过所述驱动滑轮的旋转驱动所述第一和/或第二组线轴的旋转。

22.根据权利要求21所述的装载处理设备，其中，所述可旋转轴被安装至连接两个相邻连接块的所述一个或多个水平连接元件。

23.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构和/或所述电气部件的任意一个在所述复数个模块化部分的两个或多个之间共用。

24.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，复数个竖直相邻的矩形构架限定容量，所述容量用于容纳所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构和/或所述电气部件的至少部分。

25.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，在所述装载处理设备中高度向上递增的所述复数个模块化部分包括第一、第二、第三和第四模块化部分，所述第一模块化部分位于所述装载处理设备的底部，所述第四模块化部分位于所述装载处理设备的顶部。

26.根据权利要求25所述的装载处理设备，其中，所述第一模块化部分包括所述轮子组件。

27.根据权利要求25或26所述的装载处理设备，其中，所述第四模块化部分包括用于支撑所述电气部件的一个或多个吊架。

28.根据权利要求27所述的装载处理设备，其中，所述一个或多个吊架被安装至连接所述第四模块化部分的两个相邻连接块的一个或多个所述水平连接元件。

29.根据任意前述权利要求所述的装载处理设备，其中，所述复数个矩形构架的一个或多个中的所述连接块的一个或多个作为单个主体一体形成。

30.构建装载处理设备的方法，所述方法包括以下步骤：

i）通过一个或多个水平连接元件将至少四个连接块联接在一起以形成矩形构架；

ii）通过一个或多个竖直连接元件连接竖直相邻的矩形构架中的连接块来将竖直堆垛中的复数个矩形构架联接在一起以形成开放构架结构，所述开放构架结构支撑：

a）容器升降机构，所述容器升降机构包括被配置为可释放地夹持容器的抓取设备以及被配置为抬高和降低所述抓取设备的驱动机构；

b）被布置为支撑所述载具主体的轮子组件，所述轮子组件包括第一组轮子和第二组轮子，所述第一组轮子用于与第一组网格构件接合以引导所述装载处理设备沿第一方向的移动，所述第二组轮子用于与第二组网格构件接合以引导所述装载处理设备沿第二方向的移动，其中所述第二方向横向于所述第一方向，所述第一组和第二组轮子的每个轮子被安装在轮子安装件上；

c）轮子定位机构，所述轮子定位机构被配置为选择性地降低或抬高所述第一组轮子或所述第二组轮子，以与所述第一组网格构件或所述第二组网格构件接合或脱离；

d）电气部件，所述电气部件包括用于控制所述升降机构和轮子定位机构的处理器。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述开放构架结构通过将所述复数个水平和/或竖直连接元件的一个或多个插入开口中来形成，所述开口在所述至少四个连接块的一个或多个中。

32.根据权利要求30或31所述的方法，进一步包括将所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构和/或所述电气部件的至少部分附接至所述开放构架结构的步骤。

33.根据权利要求30至32任意一项所述的方法，进一步包括由所述开放构架结构的所述至少四个连接块的一个或多个一体形成所述容器升降机构和/或所述轮子组件和/或所述轮子定位机构的至少部分的步骤。

34.根据权利要求30至33任意一项所述的方法，进一步包括增材制造或3D打印所述开放构架结构的所述复数个矩形构架的一个或多个中的所述至少四个连接块的一个或多个的步骤。

35.根据权利要求30至34任意一项所述的方法，进一步包括在夹具中组装所述复数个矩形构架的一个或多个的步骤，以便所述至少四个连接块被连接至它们各自的水平连接元件。