JP2015522492A - 品目を仕分けまたは取得する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2012年4月9日に提出された米国仮特許出願第61/622,000号の優先権を主張するものである。
前記出願の全開示を本明細書で引用により援用する。
より詳細には、本発明は、複数の行先領域がそれらの行先領域との間で品目を運搬する複数の車両を案内する軌道に沿って配置された運搬管理システムに関する。
同様に、多くの大規模組織は、無数の品目が格納された広大な格納領域を有している。
数百または数千の格納領域に対して品目を手動で仕分けおよび取得するには、膨大な労力を要する。
多くの分野では、人件費を削減し、顧客注文の履行に必要な時間を減らして顧客サービスを向上させるために、自動採取(automated picking)が開発されている。
しかし、材料を自動で取り扱う既知のシステムは、きわめて高価であるか、またはその有効性を損なう制限を含んでいる。
よって、さまざまな運搬管理の用途で、品目を自動的に仕分けおよび/または取得することが求められている。
この運搬管理システムは、複数の格納場所と、それらの格納場所に品目を運搬し、またはそれらの格納場所から品目を取得する複数の運搬車両とを含む。
運搬車両は、軌道によって格納場所に案内される。
加えて、軌道は、車両が水平方向から垂直方向に変化する連続的な経路に沿って移動できるように、複数の相互接続された垂直区画および水平区画を含む。
さらに、車両は、水平方向の移動から垂直方向の移動に変化するときに車両上の品目の向きが一定に維持されるように駆動される。
運搬車両が、軌道に沿って駆動され、いずれかの格納場所から品目を取得する。
運搬車両は、軌道の途中で停止し、運搬車両が軌道の途中で停止している間に軌道の一部が可動する。
それにより、運搬車両が傾斜して、品目が操作者に提示される。
格納場所に隣接して軌道が配置され、複数の貨車が、軌道に沿って走行して格納場所から品目を取得する。
いずれかの貨車により運ばれた品目を操作者が取得できるように、軌道に沿って出力場所が設けられる。
出力場所の軌道には、可動区画があり、いずれかの貨車が、出力場所で停止しているときに可動区画を動かして貨車を傾斜させることができる。
軌道は、複数の行または列を含み、複数の車両が品目を格納場所に運搬し、または格納場所から取得するために設けられる。
各車両は、その車両をいずれかの格納場所との間で軌道に沿って駆動する車載モーターを含む。
各車両を個別に制御する制御装置が設けられる。
制御装置は、注文の各品目の取得時間を推定することにより、複数の車両を制御して複数の品目を注文用に保管位置から取得する。
取得時間は、注文の各品目を個別の車両により取得するために要する時間である。
注文の各品目の取得時間の推定に基づいて、品目を注文用に取得するための車両の割り当て順序が計算される。
制御装置は、品目を注文用に取得するための車両の割り当て順序の計算に応じて、対応する格納場所に複数の車両を送る。
仕分け取得装置10は、格納領域100等の複数の場所のいずれかから品目を取得する複数の運搬車両または貨車200を含む。
貨車200は、品目を出力所310に運搬し、この出力所310で操作者が品目を貨車200から取得することができる。
その後、貨車200は、格納領域100に戻り、操作者によって取得されなかった残りの品目を格納する。
車両200は、別の格納領域100に進み、次に取得すべき品目を取得する。
このように、仕分け取得装置からなるシステム10は、個別に制御される複数の貨車200を含み、これらの貨車200が軌道110を移動してさまざまな格納領域100から品目を取得し、それらの品目を操作者に提示し、残りの品目を戻し、別の品目を取得する。
軌道110は、水平な上方レール135と、復路区間として機能する水平な下方レール140とを含む。
上方レール135と下方の復路区間との間に、複数の平行な垂直軌道区間130が延在している。
本例では、垂直軌道区間130の間に格納領域100が列状に配置されている。
図2および図3で、軌道システムは、一連の略垂直な列として図示されている。
ただし、図14乃至図17に示すように、出力所310は、湾曲軌道315を備えた採取所を含む。
この湾曲軌道315は、一連の格納場所100から外側に湾曲しており、貨車200によって搬送されるトート(tote)15に作業者が容易にアクセスできるようになっている。
車両は、第1の格納領域に品目を戻し、次に、第2の格納領域に移動して、採取所310に運ぶ第2の品目を取得する。
貨車200は、その車両が搬送している品目の格納領域を含む適切な列に到達するまで、上方レール135に沿って移動する。
軌道110は、貨車200を垂直区間に送るゲート180を含み、貨車200は、適切な格納領域で停止する。
その後、貨車200は、品目を格納領域に排出する。
品目を取得した後、貨車200は、列の垂直区間130を下方に移動して下方レール140に到達する。
ゲート180が貨車を下方レール140に沿って送り、貨車200は、下方レール140をたどって採取所310に戻って別の品目を運搬する。
また、貨車200は、品目の貨車200への積み込みと貨車200からの排出とを行うための移送機構、すなわち、積み込み/積み下ろし機構210を含む。
一実施形態では、システム10は、各貨車200の位置を追跡し、各貨車200に制御信号を提供して貨車200の軌道110に沿った進行を制御する制御装置、すなわち、中央制御装置450を使用する。
中央制御装置450は、ゲート180など、軌道110に沿ったさまざまな要素の動作も制御し得る。
ただし、本例では、ゲート180は、以下に詳しく説明するように、貨車200によって作動させられる。
本例では、格納場所100は、列状に配置されている。
さらに、システム10は、貨車200を格納場所100に案内する軌道110を含む。
以下の説明では、システム10は、格納領域100との間で品目を運搬および/または取得するものとして説明される。
品目は、個別の品目が格納場所100に格納されるように構成される。
ただし、典型的な動作環境では、品目は、コンテナやプラットフォームなどの格納機構の中または上に格納される。
たとえば、本例では、品目は、トート15と呼ばれるコンテナに格納される。
トート15は、蓋のないカートンまたは箱のようなものであり、操作者は、採取所310でトート15に容易に手を伸ばして品目を取得できる。
本システムは、トート15を使用するものとして説明されるが、パレットや類似のプラットフォームなど、さまざまな格納機構の任意のものを使用できることを理解する必要がある。
たとえば、最も単純な構成は、品目を支持する棚または品目を保持するコンテナである。
同様に、格納場所100は、格納機構と連動して格納機構を格納場所100で支持する1または複数のブラケットを含む。
たとえば、本例では、格納場所100は、いずれかのトート15を支持する棚ブラケットに似たブラケットを含む。
これらの格納場所100は、本例では、列状に配置される。
採取所310と呼ばれる少なくとも1つの出力所310が、格納場所100に隣接して設けられる。
貨車200は、格納場所100からトート15を取得し、そのトート15を採取所310に運搬する。
採取所310では、操作者が1または複数の品目をトート15から取得できる。
操作者が品目を取得した後、貨車200は、トート15を採取所310から移動し、いずれかの格納場所100に戻す。
本例では、軌道110は、上方水平レール135と、下方水平レール140とを含む。
複数の垂直区間130が、上方水平レール135と下方水平レール140との間に延在している。
運送時に、貨車200は、採取所310から上方レール135に向けて1組の垂直区間を上方に移動する(以下に説明するように、貨車200は、実際には2組のレールを上方に移動する。
なぜなら、軌道110は、前方の軌道と、平行する対向軌道とを含むからである)。
その後、貨車200は、上方レール135に沿って移動して、適切な格納領域を含む列に到達する。
続いて、貨車200は、2つの前面垂直区間および2つの平行な後方垂直区間に沿って下方に移動して適切な格納場所100に到達し、品目を格納場所100に排出する。
続いて、貨車200は、別の格納場所に移動して別の品目を取得する。
品目を取得した後、貨車200は、垂直区間を下方に移動し、下方水平レール140に到達する。
続いて、貨車200は、下方レールに沿って採取所310に戻る。
前方軌道115および後方軌道120は、軌道110に沿って貨車200を協調して案内する平行な軌道である。
図11に示すように、各貨車200は、2つの前方車輪と2つの後方車輪の計4つの車輪220を含む。
前方車輪220は、前方軌道115に乗り、後方車輪は、後方軌道120に乗る。
軌道110の説明で、前方軌道115および後方軌道120は、貨車200の前方車輪220および後方車輪を支持する同様に構成された対向する軌道110であることを理解する必要がある。
よって、前方軌道115および後方軌道120のいずれか一方の一部についての説明は、対向する前方軌道115または後方軌道120にも当てはまる。
軌道110は、外壁152と、外壁152から平行に離間する内壁154とを含む。
さらに、軌道110は、内壁154と外壁152との間に延在する後壁160を含む。
図8乃至図10からわかるように、外壁152と内壁154と後壁160とは、チャネルを形成する。
貨車200の車輪220は、このチャネルに乗る。
駆動面156は、貨車200に積極的に係合して、貨車200を軌道に沿って移動させる。
案内面158は、貨車200を案内して、貨車200と駆動面156との動作可能な係合を維持する。
本例では、駆動面156は、以下に説明するように、貨車200の車輪に係合するラックを形成する一連の歯で形成される。
案内面158は、ラック156に隣接する略平坦な面である。
ラック156は、軌道110の約半分に延在し、案内面158は、軌道110の残り半分に延在する。
図8および図9に示すように、ラック156は、軌道110の内壁154に形成される。
対向する外壁152は、内壁154の案内面158に対して平行な略平坦な面である。
軌道110のいずれかの垂直区間といずれかの水平区間とが交差する各区画に、交差部170が形成される。
各交差部170は、湾曲した内側分岐172と、略直線の外側分岐176とを含む。
図9は、相互に反転した右手側交差部170cと左手側交差部170dとを示している。
図9で、交差部170cおよび170dは、2つの垂直区間130が上方水平レール135と交差する部分を示している。
垂直区画が下方レールと交差する部分は、同様の交差部170を含んでいるが、これらの交差部170は、逆になっている。
具体的には、垂直区間130cと下方レールとの交差点は、交差部170dと同様に構成された交差部170を含み、垂直区間130dと下方レールとの交差点は、交差部170cと同様に構成された交差部を含む。
ゲート180は、第1の位置と第2の位置との間で枢動する。
第1の位置では、ゲート180は閉じられ、ゲート180の直線状の外側路184が交差部の直線状の外側分岐176と揃う。
第2の位置では、ゲート180が開き、ゲート180の湾曲した内側路182が交差部170の湾曲した分岐172と揃う。
この位置では、ゲート180は、貨車200が湾曲部で下方に曲がるのを阻止し、したがって、貨車200は、交差部170を直進する。
これに対し、図9に示すように、ゲート180が開位置に枢動した場合、ゲート180は、貨車200が交差部170を直進するのを阻止する。
代わりに、ゲート180の湾曲した内側路182が内側分岐172の湾曲面と揃い、貨車200は、交差部170で曲がる。
言い換えると、ゲート180が閉じている場合、交差部170の位置に応じて、貨車200は、上方レール135または下方レール140に沿って交差部170を直進する。
ゲート180が開いている場合、交差部170の位置に応じて、ゲート180は、貨車200を垂直レールから水平レールに、または水平レールから垂直レールに送る。
結果として、ゲート180は、略L字型の構成をしている。
ゲート180の広がった端部に対応するため、内側分岐の駆動面156は、切り欠きまたは凹部を有する。
ゲート180が閉じたとき、切り欠きが間隙を提供し、それによって、ゲート180の外側路184が外側分岐176の駆動面に対して平行な状態で平らになる。
さらに、図9に示す例では、ゲート180が、軌道110の上方レール135に沿って配置されている。
ゲート180が閉じると、交差部170の内側分岐の凹部により、ゲート180は、平らになって上方レールの駆動面に揃う。
ただし、一部の用途では、システムは、垂直列と交差する3つ以上の水平レールを含む。
そのような構成では、貨車200を複数の方向に曲がらせる異なるレールを含むことが望ましい場合がある。
たとえば、貨車200が列を下方に移動している場合、ゲート180によって貨車200を水平レールに沿って左方向または右方向に曲がらせるか、または垂直列に沿って直進させることができる。
加えて、一部の例では、貨車200は、上方に移動し得る。
詳細には、各ゲート180は、ゲート180を開位置から閉位置に、またはその逆に移動させる作動装置に接続される。
さまざまな制御可能要素の任意のもので、ゲート180を移動させることができる。
たとえば、作動装置は、直線的に移動可能なピストンを備えたソレノイドである。
具体的には、図4乃至図7を参照すると、ゲート180は、貨車の作動装置230に反応する受動型の作動装置190を含む。
貨車200の作動装置がゲート180の作動装置190に係合すると、ゲート180は第1の位置から第2の位置に移動する。
たとえば、図4では、ゲート180は、第1位置にあり、よって車両は、水平レールにとどまる。
貨車200のゲート作動装置230がゲート180の作動装置190に係合すると、ゲート180は、第2の位置に向けて上方に枢動し、それによって、貨車200は、曲がって垂直区間130に沿って下方に移動する。
作動面192は、枢動アーム193に取り付けられる。
ゲート180を作動させ、第1の位置から第2の位置に移動させるには、貨車200のゲート作動装置230が作動面192に接触する。
作動面は、スロープのような角度がついており、したがって、貨車200がゲート180を進むと、貨車200のゲート作動装置230が作動面に係合し、アーム193を上方に少しずつ動かす。
アーム193は、リンク部195によりゲート180に連結している。
よって、アーム193が枢動すると、ゲート180も枢動する。
このように、貨車作動装置230がゲート180の作動装置に係合して、ゲート180を第1の位置から第2の位置に動かす。
ただし、本例では、貨車200が交差部170を通過した後、ゲート180は、第1の位置に自動的に戻る。
ゲート180を第1の位置に自動的に動かすために、さまざまな要素を使用できる。
たとえば、付勢要素により、ばねを第1の位置に向けて付勢することができる。
または、枢動アーム193および作動面192の重量によりアームが下方に枢動し、それによって、ゲート180が第1の位置に移動するように、ゲート作動装置190を設けてもよい。
この場合、ゲート作動装置190は、中央制御装置450と通信しない。
代わりに、中央制御装置450は、貨車200と通信して、以下に詳述するようにゲート180を選択的に作動させる。
しかし、このシステム10は、格納場所100だけでなく、さまざまな種類の行先を含むことを理解する必要がある。
たとえば、一部の用途では、行先は、品目を他の場所に運ぶ出力装置である。
出力装置の一例によると、システム10は、品目を格納場所100から異なる運搬管理システムまたは材料処理システムに運ぶ1または複数の出力コンベヤを含む。
たとえば、Aとして表される出力コンベヤは、Aとして表される処理センターAに品目を運ぶことができる。
したがって、品目が処理センターAに運搬されるべきものである場合、貨車200は、軌道に沿って出力コンベヤAまで移動する。
出力コンベヤAに到達すると、貨車200は、停止し、品目を出力コンベヤAに移送する。
出力コンベヤAは、品目を処理センターAに運ぶ。
さらに、システム10は、出力コンベヤ等の出力装置を複数含むように構成されることを理解する必要がある。
他の実施形態では、システム10は、コンベヤ等の複数の出力装置のみを含み、さまざまな出力装置に品目を仕分けするように構成される。
<運搬車両>
各運搬車両200は、車載電源を含む車載駆動システムを備えた半自律型の貨車である。
各貨車200は、運搬用の品目の積み込みおよび積み下ろしのための移送機構を備える。
オプションで、各貨車200は、ゲート180を選択的に作動させて車両を選択的に方向転換させるゲート作動装置230も備える。
加えて、移送機構、すなわち、積み込み/積み下ろし機構210は、特定の用途向けに特別に調整される。
本例では、積み込み/積み下ろし機構210は、格納場所100に格納された品目に係合し、品目を貨車200に引き込むように構成された移動可能要素を含む。
より詳細には、本例では、貨車200は、格納場所100のトート15に向かって移動するように構成された移動可能要素を含む。
トート15に係合した後、移動可能要素は、格納場所100から離れ、それによってトート15を貨車200に引き込む。
バー212は、貨車200の幅にまたがって延在し、貨車200の側面に沿って延在する駆動チェーン214に両端が連結されている。
モーターがチェーンを駆動して、チェーンを格納場所100に向かう方向または離れる方向で選択的に動かす。
たとえば、貨車200が格納場所に近づいてトート15を取得するとき、チェーンが、ロッドを格納場所に向けて駆動し、それによってトート15の底部の溝または切り欠きにバーを係合させることができる。
その後、チェーンは反転し、それによってバー212が格納場所100から移動する。
バーは、トート15の切り欠きに係合しているため、バーが格納場所から離れるときに、トートが貨車に引き込まれる。
これにより、積み込み/積み下ろし機構210は、品目を格納場所100から取得できる。
同様に、品目を格納場所100に格納するには、積み込み/積み下ろし機構210のチェーン214が、品目が格納場所に位置するまで、バー212を格納場所に向けて駆動する。
その後、貨車200は、下方に移動してバーをトート15から係合解除し、それによってトートを解放する。
詳細には、図11に示すように、積み込み/積み下ろし機構210は、相互に離間した2本のバー212を含む。
一方のバーは、格納場所100の前方側の配列のトートと係合でき、他方のバーは、後方側の配列のトートと係合できる。
作動装置230は、ゲート180の対応する要素に係合するように構成されたさまざまな要素のいずれでもよい。
本例では、ゲート作動装置230は、第1の位置と第2の位置との間で選択的に移動し得る。
第1の位置では、ゲート作動装置は、軌道沿いのゲート180または他の係合要素と係合しないように配置される。
第2の位置では、ゲート作動装置230は、軌道沿いの対応する要素に係合してゲート180を作動させることができる。
図12に示すように、このピンは、第1の位置では収縮している。
第2の位置では、ピンは、貨車200から外側に向けて伸長している。
図13を参照すると、第2の位置において、ピン230は、軌道110に隣接する対応要素に係合していずれかのゲート180を作動させることができる。
詳細には、伸長位置において、ピン230は、外側に伸長しており、それによってゲート180に隣接して配置されたゲート作動装置190に係合できる。
伸長したピン230は、作動面192と係合し、それによって貨車200が軌道110を移動するときにピンが作動面を上方に押し上げることでアーム193を上方に枢動させる。
加えて、貨車200の4つのゲート作動装置は、4つすべてが同時に伸長または収縮するように同期される。
これにより、貨車200は、4つのゲート180を同時に作動させて、水平から垂直に方向を変える。
詳細には、貨車200は、前方軌道115の2つの垂直列の上部にある2つのゲート180を作動させ、後方軌道120の2つの垂直列の上部にある2つのゲート180を作動させる。
ただし、本例では、ゲート作動装置230は、積み込み/積み下ろし機構210の駆動機構により作動される。
より詳細には、各ゲート作動装置230は、チェーン214に動作可能に連結される。
ゲート作動装置230は、駆動チェーン214が駆動されるときに、クランクアームのように相反的に伸長および収縮する。
加えて、バー212が貨車200に積まれている品目に対応するホーム位置に配置されているとき、ゲート作動装置230は、収縮位置に位置する。
ただし、ゲート作動装置230が伸長する程度にチェーンを前方に駆動すると、トートが車両からはみ出ない程度にロッド212が軌道110に向かって、または軌道110から離れて駆動される。
言い換えると、チェーン214は、ゲート作動装置230を駆動するが、貨車200のトート15を軌道110、ゲート180、または軌道沿いのゲート作動装置190に干渉させるほど移動するわけではない。
車輪220は、2つの車輪220が貨車200の前端に沿って設置され、2つの車輪220が貨車200の後端に沿って設置されるように、2本の平行に離間した軸215に取り付けられる。
アイドラーローラー224は、軸に対して自由に回転するが、外側の歯車は、取り付け先の軸に固定される。
これにより、軸の回転によって歯車222が回転する。
加えて、アイドラーローラーは、軌道110の上壁152と下壁154との間の距離よりもわずかに小さい直径を有するようにサイズ設定されている。
これにより、アイドラーローラーを軌道110内で自由に回転させながら、各車輪220の歯車222と軌道110の駆動面(すなわち、歯)156との動作可能な係合を維持することができる。
よって、車両が水平に移動しているとき、ローラーは、車両の重量を支え、歯車222は軌道110の駆動面156と連動して車両を軌道110に沿って駆動する。
より詳細には、駆動モーターは、軸215に動作可能に連結されて軸を回転させ、それによって車輪220の歯車222を回転させる。
貨車200の駆動システムは、貨車200を軌道110に沿って同期的に駆動するように構成される。
本例では、駆動システムは、各歯車が同期の態様で駆動されるように構成されている。
詳細には、各歯車222は、いずれかの軸の端部に、軸に対する歯車の相対的な回転を実質的に防ぐ態様で連結される。
これにより、各軸は、取り付けられた2つの歯車を同期の態様で駆動する。
加えて、本例では、両方の軸が同期の態様で駆動され、したがって4つの歯車すべてが同期の態様で駆動される。
軸を同期的に駆動するために使用できる機構は、さまざまである。
たとえば、一対の駆動モーターを使用して軸を駆動し、それらの駆動モーターを同期させてもよい。
または、単一のモーターを使用して両方の軸を駆動してもよい。
各軸は、軸に対して相対的に回転しないように軸に直結されたタイミングプーリーを含む。
同様に、モーター軸にタイミングプーリーを連結することもできる。
軸のタイミングプーリーをモーターに連結する駆動ベルトは、駆動モーターの回転を軸の回転に正確にリンクさせるタイミングベルトである。
単一のタイミングベルトを使用して両方の軸を同期的に駆動することも可能だが、一対のタイミングプーリーをモーター軸に連結し、各タイミングプーリーをいずれかの軸の対応するタイミングプーリーに連結してもよい。
歯車222は、軸に直結しており、それらの軸は、駆動モーターに同期的に連結しているため、貨車200が前方に移動する距離は、駆動モーターが動いた距離に対応するように正確に制御される。
よって、決定された経路に沿って貨車200が移動した距離は、その間に貨車200のモーターが回転した距離に依存する。
たとえば、センサ252は、ホールセンサ等のセンサである。
センサは、モーターの回転を検出し、中央制御装置450に信号を送る。
中央制御装置450は、指定された経路に関する既知の情報と、センサが検出したモーターの回転とに基づいて、貨車200が経路に沿って移動した距離を判断する。
しかし、本例では、貨車200は、駆動モーターと積み込み/積み下ろし機構210を駆動するモーターとの両方に必要な電力を提供する車載電源を備える。
加えて、本例では、電源は、再充電可能である。
電源は、再充電可能な電池等の電源を含むが、本例では、電源は、1または複数のウルトラキャパシタで構成される。
ウルトラキャパシタは、きわめて高いアンペア数を受け入れてウルトラキャパシタを再充電できる。
高い電流を使用することで、ウルトラキャパシタを数秒以下等のきわめて短い時間で再充電できる。
本例では、貨車200は、外側に付勢されるようにばね加圧された銅ブラシ等の複数のブラシを含む。
ブラシは、充電レールと連動して、以下に詳しく説明するように電源を再充電する。
充電レールは、電源に接続された導電片である。
貨車200の充電接触子は、導電片に係合してウルトラキャパシタを再充電する。
詳細には、ブラシの付勢要素が、ブラシを充電接触子に向けて外側に付勢する。
充電接触子を流れる電気は、ウルトラキャパシタを数秒以下で再充電できる高電流低電圧のソースを提供する。
加えて、ウルトラキャパシタにより提供される電源は、数分しか持続しない可能性があるため、貨車200は、積み込み列を移動するたびに再充電を行う。
このセンサにより、品目が貨車200に適切に配置されることが保証される。
たとえば、積み込みセンサは、重量の変化を検出する力検出器または品目の存在を検出する赤外線センサを含む。
たとえば、各格納場所100に一意のバーコードを割り当てることができ、読み取り装置で品目の運搬先の格納場所100の周辺の軌道110またはその他の領域を走査することができる。
貨車200がたどる経路について中央制御装置450が保持しているデータと、駆動モーターの回転に関するデータに基づいた貨車200の移動距離に関するデータとは、貨車200が適切な格納場所100に位置しているか否かを判断するために十分である。
しかしながら、品目を適切な格納場所100に排出する前に、貨車200の位置を再確認するのが望ましい場合がある。
よって、スキャナで貨200車が停止した位置の格納場所100に関する情報を走査および読み取るようにしてもよい。
走査されたデータが、格納場所100が適切な格納場所であることを示している場合、貨車200は、品目を格納場所100に排出する。
同様に、貨車200は、貨車200の後端近傍の印を読み取るための第2の読み取り装置を含む。
第2の読み取り装置は、図1に示すように、システムが軌道110の前方側の第1群の格納場所100と、後方側の第2群の格納場所100とを利用するように設定された用途で使用される。
加えて、以下の動作の節で詳しく説明するように、貨車200の位置は、貨車200が移動した距離に関する情報に基づいて制御することもできる。
そのような用途では、貨車200の駆動車輪を同期するのが望ましい。
しかし、一部の用途では、代替の制御システムを使用し得る。
たとえば、貨車200の位置は、軌道110に沿って配置されたセンサからの信号または軌道110に沿って配置された標識に基づいて制御できる。
そのような例では、貨車200は、上述したようには同期されていない駆動機構を使用するように構成される。
加えて、貨車200は、貨車200が軌道110に沿って移動する際に中央制御装置450と継続的に通信できるようにする無線トランシーバを含む。
代替で、一部の用途では、軌道沿いに複数のセンサまたは標識を設けるのが望ましい場合がある。
貨車200は、センサ信号および/または標識を感知する読み取り装置と、センサまたは標識に応じて車両の動作を制御する中央処理装置450とを含む。
<採取所>
以下では、図1および図14乃至図17を参照しながら、採取所310について詳しく説明する。
注文は、異なる部署での製造工程に必要な部品等の内部注文である場合や、顧客に対して履行および出荷される顧客注文である場合がある。
いずれの場合も、システム10は、格納領域から品目を自動的に取得し、採取所310に品目を運んで、操作者が必要な数の品目をトート15から採取できるようにする。
品目がトート15から採取された後、貨車200は、前進し、注文に必要な次の品目を前進させる。
システムは、この態様で動作を継続して、操作者が注文に必要なすべての品目を採取できるようにする。
しかし、複数の採取所310を軌道110に沿って配置するのが望ましい場合がある。
たとえば、第2の採取所310を、格納場所の配列の他端に配置することができる。
代替で、複数の採取所310を一端に設けることもできる。
図1を参照すると、採取所310では、上方に湾曲して操作者から離間する湾曲区画315が軌道110に含まれている。
これにより、貨車200は、上方に移動し、操作者がトート15から品目を取り出しやすい高さで停止する。
操作者がトート15から品目を取り出した後、貨車200は、横方向で操作者から離間し、垂直方向で上方水平レール135に向けて移動する。
たとえば、貨車200が採取所310に近づいたときに、中央制御装置450で、(図1および図14の視点で)前方の車輪が停止した後も後方の車輪が移動し続けるように貨車200を制御できる。
これにより、(操作者の視点で)貨車200の後端が持ち上がる。
操作者が品目をトート15から採取した後、(操作者に対して)前方の車輪が高速に移動して、貨車200を水平にする。
水平になった後、4つの車輪は、同期して駆動される。
よって本例では、軌道110が可動してトート15を操作者の方へ傾けるように軌道システムを改良し得る。
格納場所100の列の端部で、軌道110がシステムの垂直列から外側に向けて湾曲し、採取所310の湾曲軌道315を形成する。
採取所310の軌道区画は、貨車200の前方の軸215を支持および案内する平行な前方軌道区画318a、318bと、貨車200の後方の軸215を支持および案内する平行な後方軌道区画320a、320bとを含む。
前方軌道区画318a、318bは、上方に垂直に延長した後、湾曲して格納場所100の垂直列に戻る。
後方軌道区画320a、320bは、前方軌道区画318a、318bと略平行であり、前方軌道区画318a、318bと略同様に湾曲する。
これにより、前方軌道区画および後方軌道区画は、貨車200が湾曲軌道315に沿って移動するときに略水平な向きを維持できるように貨車200を案内する。
貨車200の後方の軸を上昇させることで、貨車200のトートが傾斜して、トートの中身が採取作業を容易にするように操作者に提示される。
貨車200の前方の軸を垂直位置でほぼ固定したまま貨車200の後方の軸を上昇させるために、さまざまな上昇機構を利用できる。
たとえば、ソレノイドや空気ピストンなどのさまざまな作動装置または駆動要素を利用して、後方軌道区画320a、320bを上昇させることができる。
本例では、以下に詳しく説明するように、後方軌道区画320a、320bの一部を回転モーターで駆動する。
平行な後方軌道区画320bは、後方軌道区画320aと略同様に構成されている。
そのため、後方軌道区画320a、320bは相互に対向して、貨車200が採取所310を通過する際および貨車200が採取所で停止している際に貨車200の後方の軸を略水平に維持する。
可動軌道324は、図15Aに示す下位置と、図15Bに示す上位置との間を移動可能である。
可動軌道324は、均一な幅を有する単一の直線軌道区画でもよいが、本例では、可動軌道324は、上方区画と下方区画とを含み、下方区画は、完全な幅を有するが、上方区画は、狭幅322を有する。
本例では、狭幅区画は、可動軌道324の下方区画の幅の約半分である。
よって、上方区画336は、可動半軌道と呼ばれる。
本例では、上方固定軌道326は、下方固定軌道328の約半分の幅であり、よって固定半軌道326と呼ばれる。
図15Aに示すように、固定軌道326、328は、上述したようにシステム全体で使用される軌道110の区画と同様の駆動歯を備える。
また、可動軌道324も、固定軌道区画と同様に離間および構成された駆動歯を備える。
本例では、軌道上昇機構330は、可動半軌道322を上下に相反的に駆動するサーボモーター332等の回転モーターを含む。
より詳細には、可動軌道324は、可動軌道の上方および下方の一対のプーリーの間に搭載された無端ベルト336aに固定的に取り付けられる。
たとえば、可動軌道は、リフターベルト336aに固定される。
本例では、軌道上昇機構は、モーター332によって駆動される第1の駆動ベルト333を含む。
さらに、機構330は第1の駆動ベルト333によって駆動され、リフターベルト336aを駆動する、第2の駆動ベルト334を含む。
本例では、第1の駆動ベルト333および第2の駆動ベルト334は、タイミングベルトである。
モーター332を逆方向、すなわち第2の方向に駆動すると、駆動ベルト333、334は、リフターベルトを逆方向で駆動して可動半軌道を図15Aに示す位置に下降させる。
後方軌道320bの可動部分は、後方軌道320aの可動軌道と実質的に同様に構成されており、上述したリフターベルト336aと実質的に同様なリフターベルト336bに固定的に連結される。
リフターベルト336a、336bを同期的に駆動するために、図16および図17に示すように、駆動軸340がリフターベルト336bとリフターベルト336aとを相互に連結する。
詳細には、駆動ベルト334が駆動軸340を駆動し、駆動軸340がリフターベルト336a、336bを直接駆動する。
一部の例では、保守機器を左手の軌道区画と右手の軌道区画との間の空間に移動することが望ましいか、または必要な場合がある。
したがって、本例では、駆動軸を後方軌道320a、320bの間から容易に取り外すことができる。
より詳細には、駆動軸340は、左手のリフターベルト336aを駆動するスタブ軸と、右手のリフターベルト336bを駆動するスタブ軸との間に延在する細長い軸を含む。
加えて、本例では、軸インターロック342が、リフターベルト336a、336bを駆動するスタブ軸に細長い軸を回転的に固定する。
軸インターロックは、細長い軸をスタブ軸から容易に取り外せるように、解放可能に連結できる。
本例では、インターロック解除を手動で作動させて軸インターロックを連結解除し、軸をスタブ軸から連結解除できる。
たとえば、インターロック解除は、図15Aに示す回転可能なノブである。
採取所310に入った貨車は、垂直軌道区画318a、318bおよび320a、320bの途中まで上方に駆動される。
貨車200が318a、318bおよび320a、320bに沿った所定の垂直位置に達すると、制御装置が貨車200を制御して採取所310の所定の高さで貨車200を停止させる。
採取所310で停止したとき、貨車200は、全体的または実質的に水平である。
本例では、貨車200は、貨車200の後輪220が可動軌道324の下方区画に係合するまで垂直に上昇し、貨車200の車輪220が、可動軌道の下方区画に係合した状態で停止する。
貨車200の後輪220が可動軌道と係合しているため、可動軌道を上方に移動すると、貨車200の後輪が上方に移動し、それによって貨車200のトート15の後端が上方に持ち上がる。
これにより、トート15が水平方向に対して傾斜してトート15の中身が採取所310の操作者に提示され、操作者がトートから品目を容易に取り出せるようになる。
詳細には、制御装置が、モーター332を制御してモーターを逆方向で駆動し、それによってリフターベルトを逆方向で駆動して可動軌道324a、324bを下降させる。
貨車200の後輪220が可動軌道324a、324bと係合しているため、可動軌道を下降させると、貨車200の後輪が下方に移動して貨車200が実質的に水平となる。
可動軌道が静止し、貨車200が実質的に水平である間に、貨車200は、採取所310の垂直軌道を上方に移動し、それによって、貨車200が実質的に水平な状態で貨車200の後輪が可動軌道324a、324bを上昇し、さらに、固定半軌道326を上昇する。
たとえば、採取所310は、操作者を支援するために、情報を表示するモニタを備える。
貨車200が採取所310に近づくときに、システム10は、注文に対してトート15から取得する必要がある品目の数などの情報を表示できる。
加えて、操作者は、複数の注文の品目を取得する場合があるため、システムは、各注文に対して取得する必要がある品目の数に加えて、品目の取得対象の注文を表示し得る。
さらに、システムは、操作者が適切な数の品目をトート15から取得した後にトート15に残っているべき品目の数などの情報を表示することもできる。
同様に、システムは、操作者が適切な数の品目をトート15から採取した後に作動させることができる、ボタン等の手動作動部材を含む。
操作者がボタンを作動させた後、システムはトートを採取所310から移動させる。
操作者は、操作者に提供された1または複数のトート15から品目を採取し、それらの品目を出荷用のコンテナに配置するなどして品目をまとめる。
または、複数の品目をまとめる代わりに、システムは、品目をシステムから運び出す1または複数のバッファコンベヤを含む。
操作者は、採取した品目を適切な順序でバッファコンベヤに配置し、バッファコンベヤはそれらの品目をシステムから運び出す。
<動作>
詳細には、車載制御装置が駆動モーターを起動する信号を送る。
駆動モーターは、軸を回転させ、それによって、車輪220の歯車222が回転する。
歯車222は、垂直レールの駆動面156に係合して貨車200を上方に駆動する。
詳細には、歯車および駆動面は係合してラックアンドピニオン機構として動作し、車輪の回転運動を軌道110に沿った直線運動に変換する。
以下に説明するように、これらの判断には、膨大な計算が必要になる可能性がある。
しかし、貨車200は、採取所310から列を上昇するため、貨車200が上方レール135に沿った第1のゲートに到達するまで、貨車200の行先を判断する必要はない。
システムが貨車200の送り先を判断できない場合、貨車200は、採取所310に戻る軌道を単純に周回し、プロセスをやり直すことができる。
詳細には、中央制御装置450は、貨車200の経路を判断し、品目の運搬先の格納場所100に関する情報を貨車200に伝える。
次に、中央制御装置450は、貨車200の動作を制御し、軌道沿いのゲートを必要に応じて作動させて貨車200を適切な列に送る。
適切な列に到達すると、貨車200は、その列を下降して適切な格納場所100に移動する。
貨車200は、適切な格納場所100で停止し、車載制御装置が適切な信号を貨車200に送ってチェーン214を駆動する。チェーン214はバー212を前進させ、それによってトート15を適切な格納場所に駆動する。
貨車200が途中の列を通過して次の列に移動する場合、ゲート180は、図4に示す閉位置のままとなる。
詳細には、列の上部の両方のゲート180が閉じており、したがって、ゲート180の外側路184が直線軌道と揃い、軌道110の駆動面156と揃った状態となっている。
これにより、ゲート180は、駆動面156と協調して貨車200が列を通過できる直線駆動面を提供する。
図2を参照すると、列がトート15および採取所310のない状態で示されている。
図2は、装置10の前面からの表示であり、したがって、貨車200は、図2の視点で上方レールを右から左に移動する。
以下の説明では、貨車200は、図2でCと表された列の格納位置に運ばれる。
列Cは、2対の垂直区間を含む。
第1の対は、列Cの左側の前方および後方の垂直区間130cであり、第2の対は、列Cの右側の前方および後方の垂直区画130dである。
よって、貨車200が列Cに近づくと、130dの上部にあるゲート180が閉位置に移動する。それにより、左側の車輪が上方レールに乗ったまま、右側の垂直区間130dを通過する。
貨車200の左側の車輪が右側の垂直区間130dを通過した後、右側の垂直区画130dの上部にあるゲート180が開位置に移動する。
よって、右側の車輪が垂直区間130dを下降することができる。
詳細には、左側の車輪が右側の垂直区画130dを通過した後、車両の右側の軸のゲート作動装置230が、ゲート180の作動装置190に接触して、ゲート180を図9に示す開位置に移動させる(なお、図9は、装置の後方側から見た図である。よって、ゲート180の視点は、前方側と逆になっている)。
ゲート180は、交差部170を通る直線経路を閉鎖し、ゲート180の湾曲した内側路182が右側の車輪を垂直区間130dに送る。
同様に、左側の垂直区間103cの上部にあるゲート180が開位置に移動して、左側の車輪を垂直区間130cに送る。
詳細には、貨車200が垂直区間130cおよび103dの下部にある交差部170に近づくと、交差部170のゲート180が開位置に移動して、ゲートが右側および左側の車輪を下方レールに送る。
図2の視点で言うと、貨車200は、下方レールに到達した後、左から右に移動する。
貨車200が垂直区間130c、130dの下部にある交差部170を通過してから、貨車200の左側の車輪が右側の垂直区間130dの下部にある交差部170に到達するまでの間に、右側の垂直区間130dの下部にあるゲート180が閉位置に移動する。
これにより、貨車200の左側の車輪が、垂直区間130dの下部にある交差部170を下方レール140に沿って直進する。
詳細には、貨車200が水平に移動しているとき、前方の2つの歯車付き車輪220は、前方軌道115の上方水平レール135または下方水平レール140と連携し、後方の2つの歯車付き車輪220は、後方軌道120の対応する上方レール135または下方レール140と連携する。
貨車200がゲート180を通過して列に近づくと、前方の2つの歯車付き車輪が、前方軌道115の一対の垂直区間130と係合し、後方の2つの歯車付き車輪が、後方軌道120の対応する垂直区間と係合する。
なお、貨車200の水平方向に対する向きが変化しないというのは、車両が軌道に沿って移動する際のことである。
貨車200は、採取所で水平方向に対して傾斜し得るが、軌道110に沿って移動する際は、水平方向に対して実質的に一定の向きを維持するといえる。
これにより、貨車200は、軌道を移動して水平と垂直との間で変化するときに、歪んだり傾斜したりしない。
加えて、貨車200を単一の軸で構成するのが望ましい場合がある。
そのような構成では、貨車は、上述した実質的に水平な向きではなく、実質的に垂直な向きになる。
単一軸の構成では、貨車200の重量により、貨車200の向きが維持される。
ただし、単一軸の貨車200を使用する場合、格納場所の向きが貨車200の垂直の向きに合わせて再構成される。
<トラフィック制御>
以下の説明では、これをトラフィック制御と呼ぶ。
たとえば、トラフィック制御は、各貨車200が隣接する貨車200に対する位置を監視し、それに応じて車載制御装置で貨車200を制御する分散システムである。
そのようなシステムの一例では、各貨車200で近接センサを利用する。
貨車の近接センサが、その貨車200の前方の所定の距離内で別の貨車200を検出した場合、その貨車200の車載制御装置は、その貨車200を減速または停止することにより貨車200を制御できる。
同様に、貨車200がその貨車200の後方の所定の距離内で別の貨車200を検出した場合、その貨車200は、前方の所定の距離内でさらに別の貨車200を検出しない限り、速度を上げることができる。
このようにして、貨車200は、近似センサからのフィードバックに基づいて、貨車200の速度を個別に制御できる。
詳細には、中央制御装置450で各貨車200の位置を追跡し、各貨車200の隣接する貨車200に対する位置と、各貨車200の経路とに基づいて、各貨車200にトラフィック制御信号を提供する。
中央制御装置450は、各貨車200が移動できる距離を貨車200ごとに判断し、その情報を貨車200に伝える。
たとえば、軌道上で貨車Aに貨車Bが続いており、貨車Aが地点Aにいる場合、貨車Bは、地点Aの直前の地点まで、貨車Aに衝突することなく安全に移動できる。
貨車Aが軌道上の次の地点Bに進むと、貨車Bは、地点Bの直前の地点まで、貨車Aに衝突することなく安全に移動できる。
それにより、中央制御装置450は、貨車200が軌道に沿って進む際に、各貨車200の安全距離を継続的に更新できる。
たとえば、貨車200の安全距離を計算するときに、中央制御装置450は、貨車200と次のゲート180との間の距離、および貨車200の行先である格納場所までの距離を考慮する。
よって、本例では、トラフィック制御は、貨車が軌道上を1インチ移動するたびに貨車200と通信するように設計される。
したがって、貨車200が毎秒25インチで移動する場合、中央制御装置450は、40ミリ秒ごとに貨車200と通信する。
さらに、貨車200は、最大50インチ/秒で移動するのが望ましい。
よって、貨車200が20ミリ秒ごとに中央制御装置と通信できるように通信を構成するのが望ましい。
たとえば、中央制御装置450は、貨車200の前方の経路が横方向の移動であるか、上方移動(すなわち、上方への垂直移動)であるか、下方移動(すなわち、下方への垂直移動)であるかを判断する。
この問題は、貨車200が戻りレール140に合流する必要があるときに発生する。
2つの貨車200が衝突につながる至近距離で交差部170に到達する場合、一方の貨車200が優先権を持ち、他方の貨車200が待機または減速して一方の貨車200を通過させる必要がある。
言い換えると、第1の貨車が交差部に近づいたときに、第1の貨車と第2の貨車との間隔が第1の貨車が通過するのに不十分であると判断された場合、第1の貨車は、第1の貨車が通過できるだけの長さの間隔が現れるまで、交差部170で待機する。
帰還センサまでの距離が最も短い貨車が、交差部170での優先権を得る。
本例では、隣接する列のほとんどが、共通の垂直レールを共有する。
たとえば、図2で、最も左側の列は、垂直レール130aおよび130bを使用する。
最も左側の列に隣接する列は、垂直レール130bおよび130cを使用する。
たとえば、積み込み列300は、隣接する列と共有されない2つの独立したレールを備える。
したがって、貨車200は、積み込み列に隣接する列の貨車200の位置を考慮することなく、積み込み列を上方に移動できる。
さらに、図2に示すように、積み込み列に隣接する列を、2つの独立した垂直レールを持つように構成するのが望ましい場合がある。
これにより、貨車200は、より自由に積み込み列を上昇し、隣接する列を下降して、上述した周回軌道を実現できる。
詳細には、注文を効率的に履行するには、1または複数の注文により要求される順序で、注文の品目を採取所310に運ぶ必要がある。
詳細には、4つの個別の場所に格納されている個別の品目が注文に必要な場合、貨車200がそれらの品目を採取所に実質的に同時に運べるように品目を取得し、それによってそれらの品目を採取して注文を履行できるようにするのが望ましい。
よって、中央制御装置450は、注文の履行に使用される一連の貨車200に品目を割り当てる順序を計算する。
システム10は、以下のようにして、4つの品目のそれぞれを4つの貨車200のいずれかに割り当てる。
詳細には、注文の品目ごとに、中央制御装置450は、貨車200が採取所から品目が格納されている格納場所まで移動し、さらに、格納場所から採取所310に戻るために要する理論的な時間を計算する。
これらの推定値は、軌道を巡回するトラフィックに基づき得るが、本例では、軌道にトラフィックが存在しないものとして推定値を計算する。
注文の各品目について推定値を判断した後、中央制御装置450は、貨車200がほぼ同時に戻るように、品目を一連の貨車200に割り当てる。
よって、第1の貨車は、取得に要する時間が最も長い第4の品目を取得するように割り当てられ得る。
第2および第3の貨車には、注文の第2および第3の品目が割り当てられ、第4の貨車には、取得に要する時間が最も短い第1の品目が割り当てられ得る。
このようにして、システムは、貨車200が注文の品目を運ぶ連続した貨車として採取所310に戻る確率が高くなるように、品目を取得するための貨車200の割り当て順序を制御する。
一部の用途では、注文に要求される正確な順序で(すなわち、第1の品目が1番目、第2の品目が2番目、というように)貨車200が採取所310に到着するように、貨車200の順序を制御するのが望ましい。
しかし、多くの用途では、注文の品目を含む連続した貨車200として貨車200が到着すれば(すなわち、注文の品目を含む4つの貨車200が、他の注文の品目を含む貨車を間に挟まなければ)十分である。
したがって、システムでは、貨車200が複数の注文の品目を返せるように、貨車200の流れと取得のタイミングとをさらに改善することができる。
つまり、1つの注文だけの品目を考慮し、その注文の品目を取得する貨車200を割り当ててから次の注文の品目を取得する貨車200を割り当てるのではなく、2つの注文の品目をまとめて考慮し、複数の注文(2つ、3つ等)のすべての品目に対して、それらの品目が単一の注文の品目であるかのように、貨車200を割り当てることができる。
品目を含んだ貨車200が戻ったときに、システムは、操作者に対して、採取所310にあるディスプレイに標識を表示するなどして、品目が属する注文を操作者に示すことができる。
詳細には、貨車200が品目を取得した後、システムは、採取所に戻るために必要な時間の推定値を計算する。
この推定時間は、軌道沿いのトラフィックが貨車200を遅延させる可能性があるため、以前に計算した推定時間と通常は異なる。
この推定到着時間を、注文の他の品目の推定到着時間と比較する。
貨車200の到着時間がその注文の品目を取得する他の貨車に比べて早すぎる場合、システムは必要に応じて貨車200を遅延させて、到着順序を制御することができる。
加えて、貨車200が軌道を移動する間に到着時間を連続的に更新して、システムで貨車200の移動を選択的に制御して貨車200を必要に応じて遅延させ、採取所310への到着順序を制御することができる。
さらに、上述した説明では、特定の注文の品目の順序を制御することについて説明しているが、操作者が注文ごとの厳密な順序ではなく複数の注文の品目を並行して採取できる場合は、システムで複数の注文の品目を集約することができる。
しかし、通常、貨車200が採取所310を離れるとき、その貨車200は、いずれかの格納場所100に戻す必要がある品目を運んでいることを理解する必要がある。
したがって、新しい品目の取得時間は、貨車200が次の品目を取得できるようになる前に品目を戻すための時間を含む。
そのような動作方法では、特定の品目が1または複数の定義済みの格納場所に格納される。そのような品目を取得し、採取所310に運搬した後、貨車は、品目を取得した格納場所100(または品目を受け取るために定義された複数の場所のいずれか)に戻る。
しかし、品目を取得した格納場所100にその品目を戻すことで、新しい品目を取得するために要する時間が増える可能性がある。なぜなら、新しい品目は、前の品目が取得前に位置していた場所から遠く離れている可能性があるからである。
または、品目を所得した格納場所100にその品目を戻す代わりに、貨車が取得する次の品目に最も近い空き格納場所を検索することができる。
その場合、貨車200は、空き格納場所に品目を積み下ろしてから、次の品目を取得する格納場所100に移動する。
次に、中央制御装置が新しい格納場所の位置を保存して、品目を必要に応じて所得できるようにする。
このようにして、システムは、品目を格納場所に戻すときに、品目の格納場所100を連続的に再配置することができる。
空き格納場所が次に取得する品目に近接する可能性を高めるために、本例では、格納する品目よりも格納場所100が多くなるように、格納場所100の配列を割り当てる。
たとえば、配列の各列は、1または複数の空き格納場所を含む。
ただし、1つの列の空き格納場所の数は、品目を取得して戻すにつれ変化し得る。
しかし、図1に示すように、並べ替え所の後方側に格納場所100の後方配列を加えることにより、システムの格納場所100の数を二倍にすることができる。
このようにすることで、貨車200は、並べ替え所の前方側の格納場所に移動することでその格納場所100に品目を運搬し、積み込み/積み下ろし機構210を駆動して品目を前方格納場所に積み下ろすことができる。
または、貨車200は、並べ替え所の後方側の格納場所に移動することでその格納場所に品目を運搬し、積み込み/積み下ろし機構210を後方に駆動して品目を後方格納場所に積み下ろすことができる。
さらに、上記では、格納場所100の配列が必然的に二次元配列であり、貨車200が、X方向およびY方向で移動するものとして説明したが、システムを拡張して、軌道の追加の「走路」を追加できる。
詳細には、図1に示す並べ替え所に対して平行または垂直な独立した格納場所100の配列を、並べ替え所に連結することができる。
この場合、貨車200は、図1に示す並べ替え所のX方向およびY方向に対する第3の方向で移動する。
たとえば、軌道の追加区画を、図1に示す並べ替え所に対して垂直に連結して、追加の軌道が積み込み列でL字型を形成するようにできる。
そのような構成では、ゲート180は、貨車200を上方レール135に沿って送るか、または追加軌道に向かって後方に送る。
同様に、格納場所の複数の平行行を相互に連結して、貨車200が適切な行に到達するまで横断レールに沿って選択的に移動できるようにすることも可能である。
その後、貨車は、上述したように適切な列に到達するまで、行を移動する。
たとえば、上述した説明では、システム10は、貨車200と中央制御装置との間でワイヤレス通信を使用する。
代替の実施形態では、軌道に通信回線を敷設し、貨車200が結線通信リンク上で中央制御装置と通信することができる。
<入力所>
さまざまな機構を使用して、システム10に品目を補充することができる。
たとえば、採取所310から続く垂直レールに入力領域を設けることができる。
入力領域は、格納場所100に類似したものとなるので、車両が入力領域に移動し、通常の動作時に格納領域から品目を取得するときと同様に新しい品目を取得することができる。
ただし、入力領域は、品目を入力領域に積み込むために、軌道110の外部からのコンベヤまたは他の機構と連動する。
加えて、入力所350は、複数の入力領域を含む。
たとえば、3つの入力領域を、それら3つの入力領域が相互に重なるように、垂直レールに沿って配置することができる。
こうすることで、複数の入力場所を使用して品目を貨車200に積み込んで、システム10に品目を補充することができる。
複数の入力場所を使用する場合、各入力場所は、入力場所に品目を積み込む入力機構と連動するのが好ましい。
たとえば、入力所350は、システム105に格納される新しい品目のバーコード等の識別項目を走査するためのスキャナまたは他の入力機構を含む。
代替で、操作者が入力所350で品目を識別し、キーボードやタッチスクリーン等の操作者インターフェイスを通じてシステム1に識別情報を入力することもできる。
このように、システム10が新しい補充品目を自動的に識別するか、操作者が手動でシステムに情報を入力するか、または自動データ入力と手動データ入力とを組み合わせて使用することができる。
しかし、システム10に沿って配置された複数の入力所350を備えることが望ましい場合がある。
複数の入力所350を使用することで、品目の補充または新しい品目の追加のための供給速度を向上させることができる。
加えて、異なる種類の品目を扱うように入力所350を構成できる。
こうすることで、特定のカテゴリの品目を効率的に扱うように各入力所350を構成できる。
Claims (55)
- 一連の行または列に並べられた複数の格納場所と、
前記格納場所に隣接し、複数の行または列を含む軌道と、
前記格納場所に品目を運搬し、または前記格納場所から品目を取得する複数の車両であって、各車両が該車両をいずれかの前記格納場所との間で前記軌道に沿って駆動する車載モーターを含む複数の車両と、
各車両を個別に制御する制御装置と
を含み、
前記制御装置が、第1の格納場所から取得した第1の品目を搬送するいずれかの前記車両を制御するように構成され、
前記制御装置が、前記車両により第2の品目が取得される第2の格納場所を識別するように構成され、
前記制御装置が、前記第1の品目を受け取れる格納場所を識別するように構成され、
前記制御装置が、前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所と前記第2の品目が位置している格納場所との間の移動距離の最小化を試みるように構成され、
前記制御装置が、前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記車両を送るように構成され、
前記制御装置が、前記車両が前記第1の品目を排出した後に、前記第2の品目が位置している格納場所に該車両を送るように構成され、
前記車両が、前記第2の品目を該車両に移送し、前記第2の品目を該車両から取り出して前記第2の品目の注文を履行できる場所に前記第2の品目を運ぶように構成された運搬管理システム。 - 前記制御装置が、前記第1の品目を受け取れる場所を識別するときに、前記第2の場所に最も近い空き格納場所を識別する、請求項1に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所の位置に関するデータを格納して、前記第1の品目を後で取得できるようにするように構成された、請求項1または請求項2に記載の運搬管理システム。
- 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所が、前記第1の格納場所とは異なる、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記車両が前記第1の品目を受け取るために識別された格納位置に移動するときに前記軌道の一部に沿って第1の方向で移動するように該車両を制御し、
前記車両が、前記第2の格納場所に移動するときに前記軌道の前記部分に沿って前記第1の方向とは反対の第2の方向で移動するように該車両を制御するように構成された、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の運搬管理システム。 - 前記軌道が、複数の略垂直区間および略水平区間を含む、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記軌道が、いずれかの前記水平区間といずれかの前記垂直区間との交差部にあるゲートを含み、
前記ゲートが、第1の位置で、前記車両が前記交差部を通過し前記水平区間および前記垂直区間の一方に残れるようにし、第2の位置で、前記車両が方向を変え前記水平区間および前記垂直区間の他方の上を移動できるようにする、請求項6に記載の運搬管理システム。 - 少なくとも1つの前記車両が、該車両がいずれかの前記水平区間といずれかの前記垂直区間との間で移動するときに前記軌道と相互作用して該車両の水平方向に対する全体的な向きを維持する駆動要素を含む、請求項6または請求項7に記載の運搬管理システム。
- 前記車両が、該車両から前記格納場所に品目を移送する移送機構を含む、前記請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記移送機構が、前記格納場所から前記車両に品目を移送できるように構成されている、請求項9に記載の運搬管理システム。
- 品目を受け取る複数の格納場所と、
前記格納場所に隣接して配置された軌道と、
前記軌道に沿って移動して前記格納場所から品目を取得するように構成された複数の貨車と、
前記軌道に沿った出力場所と
を含み、前記軌道が、前記貨車のいずれかが前記出力場所に停止しているときに動かすことで前記貨車を傾斜させることができる可動区画を含む運搬管理システム。 - 前記貨車がコンテナを搬送するように構成され、前記軌道の前記可動区画を動かすことで、停止した貨車の前記コンテナの中身を前記出力場所にいる操作者に提示できる、請求項11に記載の運搬管理システム。
- 前記軌道と前記貨車とが、対になる駆動要素を含む、請求項11または請求項12に記載の運搬管理システム。
- 前記軌道と前記貨車とが、噛合して前記貨車を前記軌道で垂直上方に駆動する対になる歯を含む、請求項11乃至請求項13のいずれかに記載のシステム。
- 前記軌道が、前記貨車を傾斜させることができる複数の可動区画を含み、前記システムが、前記複数の可動区画を同期的に動かすことができる、請求項11乃至請求項14のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 軌道に沿って配置された複数の格納場所から品目を取得する方法であって、
前記軌道に沿って運搬車両を駆動して、いずれかの前記格納場所から品目を取得するステップと、
前記運搬車両を前記軌道で停止するステップと、
前記運搬車両が前記軌道で停止している間に前記軌道の一部を動かし、それによって前記運搬車両を傾斜させて前記品目を操作者に提示するステップと
を含む方法。 - 一部を動かす前記ステップが、前記運搬車両が前記軌道で停止している間に前記軌道の複数の部分を同期的に動かし、それによって前記運搬車両を傾斜させるステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記運搬車両が移送機構を含み、前記方法が、前記移送機構を操作して前記運搬車両といずれかの前記格納場所との間で前記品目を移送するステップを含む、請求項16または請求項17に記載の方法。
- 前記運搬車両を停止するステップが、前記運搬車両を採取所で停止するステップを含む請求項16乃至請求項18のいずれかに記載の方法。
- 複数の格納場所と、
前記格納場所に隣接する軌道と、
前記格納場所に品目を運搬し、または前記格納場所から品目を取得する複数の車両と、
各車両を個別に制御する制御装置と
を含み、前記制御装置が、前記複数の車両を制御して前記格納場所から一連の品目を取得するように動作し、
前記制御装置が、前記一連の品目の各品目の取得時間を推定でき、
前記取得時間が、前記一連の品目の各品目を個別の車両により取得するために要する時間であり、
前記制御装置が、注文の各品目の取得時間の推定に基づいて、前記一連の品目を取得するために割り当てられる車両の順序を計算するように構成され、
前記制御装置が、前記一連の品目を取得するために割り当てられる車両の順序の計算に応じて、前記複数の車両を対応する格納場所に送るように構成された運搬管理システム。 - 前記制御装置が、前記軌道に沿った各車両の位置に基づいて前記取得時間を推定するように構成された、請求項20に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、各車両がいずれかの前記格納場所から品目を取得した後の該車両の到着時間を推定するように構成され、車両の前記到着時間が、該車両が積み下ろし位置に戻るために要する時間である、請求項20または請求項21に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、推定された前記到着時間に基づいて1または複数の車両の動きを制御して、前記積み下ろし位置への車両の到着順序を制御するように構成された、請求項22に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、1または複数の車両の動きを、それらの車両が格納場所から前記積み下ろし位置に移動するときに1または複数の車両を遅延させることにより制御するように構成された、請求項23に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記複数の格納場所から複数の品目を取得する車両の到着時間を比較し、到着時間の前記比較に応じて該車両の動きを制御するように構成された、請求項22乃至請求項24のいずれかに記載された運搬管理システム。
- 前記軌道が、複数の略垂直区間および略水平区間を含む、請求項22乃至請求項25のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記軌道が、いずれかの前記水平区間といずれかの前記垂直区間との交差部にあるゲートを含み、前記ゲートが、第1の位置で、前記車両が前記交差部を通過し前記水平区間および前記垂直区間の一方に残れるようにし、第2の位置で、前記車両が方向を変え前記水平区間および前記垂直区間の他方の上を移動できるようにする、請求項26に記載の運搬管理システム。
- 少なくとも1つの前記車両が、該車両が水平区間と垂直区間との間で移動するときに前記軌道と相互作用して該車両の水平方向に対する全体的な向きを維持する、請求項26または請求項27に記載の運搬管理システム。
- 前記車両が、該車両から前記格納場所に品目を移送する移送機構を含む、前記請求項20乃至請求項28のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記移送機構が、前記格納場所から前記車両に品目を移送できる、請求項29に記載の運搬管理システム。
- 一連の行または列に並べられた複数の格納場所と、
前記格納場所に隣接し、複数の行または列を含む軌道と、
前記格納場所に品目を運搬し、または前記格納場所から品目を取得する複数の車両であって、各車両が該車両をいずれかの前記格納場所との間で前記軌道に沿って駆動する車載モーターを含む複数の車両と、
各車両を個別に制御する制御装置と
を含み、
前記制御装置が、第1の格納場所から取得した第1の品目を搬送するいずれかの前記車両を制御するように構成され、
前記制御装置が、
前記車両により第2の品目が取得される第2の格納場所を識別し、
前記第1の品目を受け取れる格納場所を識別し、
前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所と前記第2の品目が位置している格納場所との間の移動距離の最小化を試み、
前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記車両を送り、
前記車両が前記第1の品目を排出した後に、前記第2の品目が位置している格納場所に該車両を送る
ように構成され、
前記車両が、前記第2の品目を該車両に移送し、前記第2の品目を該車両から取り出して前記第2の品目の注文を履行できる場所に前記第2の品目を運ぶように構成された運搬管理システム。 - 前記制御装置が、前記第1の品目を受け取れる格納場所を識別するように構成された、請求項31に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記第2の場所に最も近い空き格納場所を識別するように構成された、請求項31または請求項32に記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所の位置に関するデータを格納して、前記第1の品目を後で取得できるようにするように構成された、請求項31乃至請求項33のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所が、前記第1の格納場所とは異なる、請求項31乃至請求項34のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記制御装置が、前記車両が前記第1の品目を受け取るために識別された格納位置に移動するときに前記軌道の一部に沿って第1の方向で移動するように該車両を制御し、前記車両が前記第1の品目を受け取るために識別された格納位置から前記第2の格納場所に移動するときに前記軌道の前記部分に沿って前記第1の方向とは反対の第2の方向で移動するように該車両を制御するように構成された、請求項31乃至請求項35のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記軌道が、複数の略垂直区間および略水平区間を含む、請求項31乃至請求項36のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記軌道が、いずれかの前記水平区間といずれかの前記垂直区間との交差部にあるゲートを含み、前記ゲートが、第1の位置で、前記車両が前記交差部を通過し前記水平区間および前記垂直区間の一方に残れるようにし、第2の位置で、前記車両が方向を変え前記水平区間および前記垂直区間の他方の上を移動できるようにする、請求項37に記載の運搬管理システム。
- 少なくとも1つの前記車両が、該車両がいずれかの前記水平区間といずれかの前記垂直区間との間で移動するときに前記軌道と相互作用して該車両の水平方向に対する全体的な向きを維持する駆動要素を含む、請求項31乃至請求項38のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記車両が、該車両から前記格納場所に品目を移送する移送機構を含む、前記請求項31乃至請求項39のいずれかに記載の運搬管理システム。
- 前記移送機構が、前記格納場所から前記車両に品目を移送できる、請求項40に記載の運搬管理システム。
- 複数の格納場所と、前記格納場所に隣接した軌道と、前記格納場所に品目を運搬し、または前記格納場所から品目を取得する複数の車両とを含む運搬管理システムを制御する方法であって、
第1の格納場所から取得した第1の品目を搬送するいずれかの前記車両を駆動するステップと、
前記車両により第2の品目が取得される第2の格納場所を識別するステップと、
前記第1の品目を受け取れる格納場所を識別するステップであって、前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所と前記第2の品目が位置している格納場所との間の移動距離の最小化を試みるステップを含むステップと、
前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記車両を駆動するステップと、
前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記第1の品目を移送するステップと、
前記車両が前記第1の品目を排出した後に、前記第2の品目が位置している格納場所に前記車両を駆動するステップと、
前記第2の品目を前記車両に移送し、前記第2の品目を出力場所に運ぶステップと、
前記出力場所で前記第2の品目を前記車両から移送するステップと
を含む方法。 - 前記第1の品目を受け取れる格納場所を識別する前記ステップが、前記第2の格納場所に最も近い空き格納場所を識別するステップを含む、請求項42に記載のシステム。
- 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所の位置に関するデータを格納して、前記第1の品目を後で取得できるようにするステップを含む、請求項42または請求項43に記載のシステム。
- 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所が、前記第1の格納場所とは異なる、請求項42乃至請求項44のいずれかに記載のシステム。
- 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記車両を駆動する前記ステップが、前記車両が前記第1の品目を受け取るために識別された格納位置に移動するときに前記軌道の一部に沿って第1の方向で移動するように該車両を制御するステップを含み、
前記第2の品目が位置している格納場所に前記車両を駆動する前記ステップが、前記車両が前記第2の格納場所に移動するときに前記軌道の前記部分に沿って前記第1の方向とは反対の第2の方向で移動するように該車両を制御するステップを含む、請求項42乃至請求項45のいずれかに記載のシステム。 - 前記第1の品目を受け取るために識別された格納場所に前記車両を駆動する前記ステップが、移動方向を略水平方向から略垂直方向に変更するステップを含む、請求項42乃至請求項46のいずれかに記載のシステム。
- 前記車両が移動方向を前記水平方向から前記垂直方向に変更するときに、該車両の水平方向に対する全体的な向きを維持するステップを含む、請求項47に記載のシステム。
- 前記格納場所に前記第1の品目を移送する前記ステップが、前記車両の移送機構を作動させるステップを含む、請求項42乃至請求項48のいずれかに記載のシステム。
- 前記第2の品目を前記車両に移送する前記ステップが、前記移送機構を作動させるステップを含む、請求項49に記載のシステム。
- 並べられた複数の格納場所と、
前記格納場所に隣接する軌道と、
前記格納場所に品目を運搬し、または前記格納場所から品目を取得する複数の車両であって、各車両がいずれかの前記格納場所との間で前記軌道に乗るように構成された複数の車両と、
前記軌道沿いの複数のゲートであって、各ゲートが、前記車両が前記軌道に沿って移動するときに該車両の移動方向を選択的に変更するために第1の位置と第2の位置との間で動作可能である複数のゲートと
を含み、
各車両が、
前記車両といずれかの前記格納場所との間で品目を移送する移送機構と、
前記移送機構を駆動できる駆動要素と、
前記ゲートを作動させない第1の位置と、前記ゲートを作動させることができる第2の位置との間で動作可能なゲート作動装置と
を含み、前記移送機構の前記駆動要素を作動させることで前記ゲート作動装置が前記第1の位置から前記第2の位置に作動する運搬管理システム。 - いずれかの前記ゲートが、前記ゲート作動装置により係合されることで該ゲートを前記第1の位置から前記第2の位置に移動させるように構成された面を含む、請求項51に記載の運搬管理システム。
- 前記ゲートが、前記ゲート作動装置が前記面から係合解除した後に前記第1の位置に自動的に戻る、請求項52に記載の運搬管理システム。
- 前記ゲートが、前記面を動かすことで前記ゲートが枢動するように、前記ゲートを前記面に動作可能に連結するリンク部を含む、請求項52または請求項53に記載の運搬管理システム。
- 前記ゲート作動装置が、前記第2の位置で前記車両から外側に延長し前記第1の位置で車両に向かって内側に収縮する延長可能要素を含む、請求項51乃至請求項54のいずれかに記載の運搬管理システム。
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