第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態による貯蔵システムを示している。とりわけ、貯蔵システムは、輸送用デバイス10と、表面21とを備える。輸送用デバイス10は、表面21の一部分と協働するように配置されており、それによって、表面21を横切って移動する/移動させられる。
図1に示されていないが、輸送用デバイス10は、他の輸送用デバイス10と協働することが可能であり輸送用デバイスのクラスターを形成するようになっており、クラスターは、再構成可能な物理的なトポロジーを有している。
輸送用デバイス10の下にあるものとして示されているが、表面21は、その代わりに、輸送用デバイス10の任意の表面に隣接して配置され得、たとえば、輸送用デバイス10の側部または上方に隣接して配置され得る。そのうえ、2つ以上の表面21が、2次元以上で輸送用デバイス10を移動させるために使用され得る。たとえば、輸送用デバイス10の下に配置されている1つの表面21、および、輸送用デバイス10の1つの側部の上に壁部として配置されている別の表面21は、任意の直交する方向への輸送用デバイス10の移動が輸送用デバイス10の場所を再構成することを可能にする。
表面21は、個々のセル21a、21b、21cを備えることが可能であり、輸送用デバイス21は、任意の瞬間に少なくとも1つのセルと協働する。このように、輸送用デバイス10は、表面21を横切ってセルからセルへと移動することが可能である。たとえば、輸送用デバイス10は、セル21bからセル21aへ移動させられ、複数の輸送用デバイス10を備えるクラスターの物理的なトポロジーを再構成することが可能である。このように、輸送用デバイス10は、クラスターに追加され得るか、または、クラスターから除去され得る。
図2aおよび図2bは、本発明の第1の実施形態による輸送用デバイス10のさらなる詳細を示している。図2aは、1つの見る角度から輸送用デバイス10を示しており、一方、図2bは、別の見る角度から輸送用デバイス10を示している。輸送用デバイス10は直方体として示されているが、輸送用デバイス10の任意の形状および/またはサイズが想定されるということが認識されることとなる。好ましくは、輸送用デバイス10は、他の輸送用デバイス10と組み合わせられるときに、高密度クラスターを形成するために正確にぴったり合うようになっている(tessellate)。このように、貯蔵密度は最大化されている。
輸送用デバイス10は、再配置用ユニット11と、アイテム受け入れスペース12とを備える。再配置用ユニット11は、表面21の上での輸送用デバイス10の位置の再配置を可能にするために配置されている。再配置用ユニット11は、表面21の少なくとも一部分との相互作用によって、たとえば、表面21のセル21bとの相互作用によって、これを実現する。再配置用ユニット11は、輸送用デバイス10の内側に位置付けされているメカニズム、および/または、輸送用デバイス10の面の上に位置付けされているメカニズムを含む、複数の方式で実装され得るということが想定される。たとえば、再配置用ユニット11は、ホイール、コグ、ギヤ、ラックアンドピニオンなどのような、機械的なメカニズムを使用して実装され得る。追加的にまたは代替的に、たとえば、永久磁石、所定の透磁率の材料、磁石のアレイなどのような、磁気的なメカニズムによって実装され得る。追加的にまたは代替的に、電磁メカニズムによって、たとえば、平面モーターおよび/またはリニア電気モーターを使用して実装され得る。輸送用デバイス10および表面21が接触せず、それによって、輸送用デバイス10によって経験される摩擦を最小化する、非接触メカニズムなどのような他のメカニズムが想定される。
輸送用デバイス10は、アイテム受け入れスペース12をさらに備える。アイテム受け入れスペースは、アイテムを受け入れるように配置されている輸送用デバイス10の中の空洞であることが想定される。このように、輸送用デバイス10は、アイテムを貯蔵するように配置され得る。たとえば、アイテム受け入れスペース12は、製品が顧客によって出された注文の一部としてパッキングおよび出荷されることとなるまで、製品を保持するように配置されている輸送用デバイス10の場所であることが可能である。代替的に、アイテム受け入れスペース12は、在庫システムのためのアイテムを含有するように配置され得る。
随意的に、図2aおよび図2bに示されているように、輸送用デバイス10は、係合ユニット13をさらに備えることが可能である。係合ユニット13は、輸送用デバイス10を少なくとも1つの他の輸送用デバイス10と係合させるように配置され得る。図2aおよび図2bに示されている例では、係合ユニット13は、別の輸送用デバイス10のアイテム受け入れスペース12と解放可能に係合するように配置された輸送用デバイス10の突出部を備える。このように、輸送用デバイス10のクラスターは、スタックの崩壊のリスクなしに、互いに重ねて安定してスタックされ得る。とりわけ、係合ユニット13は、輸送用デバイスが表面21の上に正しくおよび正確に位置付けされることを保証するように配置されている。突出部が図2aおよび図2bに示されているが、係合ユニット13、たとえば、スパイク、磁石、または、1つの輸送用デバイス10を別の輸送用デバイス10に対して信頼性高く位置付けするための他の位置付け手段などを実装する他の方式も想定される。
図3は、本発明の第1の実施形態による貯蔵システムを示している。図3に示されている貯蔵システムは、輸送用デバイス10および表面21を超えるさらなる随意的な特徴を除いて、図1に示されているものと同様である。図3に示されている例では、貯蔵システムは、輸送用デバイス10の別個のクラスター1をそれぞれ備える2つのレベルを備える。これは、単なる例として示されているに過ぎず、貯蔵システムは、任意の数のレベルを備えることが可能である。それぞれのレベルは、輸送用デバイス10の任意の数のクラスターを備えることが可能である。そのうえ、貯蔵システムのそれぞれのレベルは、貯蔵システムのそれぞれのレベルの床として作用する表面21(第1の表面21と称される)を備える。追加的に、貯蔵システムのそれぞれのレベルは、第1の表面21に対して直交して配置されている追加的な表面22(第2の表面22として知られる)を随意的に備える。第1の表面21に対して直交して第2の表面22を追加することによって、次いで、輸送用デバイス10は、輸送用デバイス10とそれぞれの表面との間の協働によって、すべての3つの縦座標方向に移動させられ得る。たとえば、それぞれの表面は、輸送用デバイス10を所定の方向に移動させるために、それぞれの輸送用デバイス10、または、輸送用デバイス10のそれぞれのスタック、または、輸送用デバイス10のそれぞれのクラスターに作用することができるメカニズムを備えることが可能である。そのような効果を実現するためのメカニズムの例は、後に説明されることとなる。
貯蔵システムの任意の所与のレベルは、複数の表面21を備えることが可能である。そのうえ、複数の表面のそれぞれの表面は、そのレベルの床から異なる相対的高さに配置され得る。そのうえ、それぞれの表面は、所定の高さ、長さ、または幅を備えて配置され得、それは、輸送用デバイス10の(それぞれ)複数の高さ、長さ、または幅であってもよくまたはなくてもよい。このように、クラスター1は、垂直方向のピラーおよび/または水平方向のパイプなどのような障害物を含有するスペースの中で動作させられ得る。そのうえ、クラスター1を含有するスペースの上限は、同様に不規則になっている可能性があり、任意の所与のスペースは、固定されたもしくは可動の障害物または立入禁止エリアを含有するかまたは取り囲む可能性があり、輸送用デバイス10は、その周りを自由に移動することが可能である。
図3は、輸送用デバイス10のクラスター1の1つの潜在的な配置を示している。広く言えば、クラスター1は、第1の表面21または第2の表面22との協働によって制御および再配列されるように互いにごく接近して配置されている2つ以上の輸送用デバイス10である。表面とのクラスター1の相互作用によって、次いで、クラスター1の中の個々の輸送用デバイス10の場所が、変更および再配置され得、それによって、再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスター1を提供する。再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスター1は、任意のサイズもしくは形状のものであることが可能であり、および/または、任意のタイプの環境で使用され得るということが想定される。そのうえ、クラスター1を形成するそれぞれの輸送用デバイス10は、さまざまなサイズのものであることが可能である。そのようなサイズは、クラスター1の中の最も小さい輸送用デバイス10の(それぞれ)幅、長さ、および/または高さの倍数である、異なる幅、長さ、および/または高さの輸送用デバイス10を含むことが可能である(必ずしも必要というわけではないが)。そのような構成は、たとえば、そうでなければ、より小さい輸送用デバイスに対して、または、エネルギー効率もしくはスペース効率の理由に起因して、大き過ぎるかまたは重過ぎるアイテムの貯蔵および/または輸送を可能にすることができる。
とりわけ、図3に示されているように、2つのクラスター1が示されており、貯蔵システムのそれぞれのレベルに1つずつ示されている。とりわけ、貯蔵システムの下側レベルに示されているクラスター1は、輸送用デバイス1の6つのスタックを備える。6つのスタックは、X方向に沿って整合させられた状態で配置されている。それぞれのスタックは、5つの輸送用デバイス10を備える。認識されることとなるように、クラスター1のこの構成は、単なる例として与えられているに過ぎない。任意のサイズのクラスター1が収容され得、とりわけ、任意の数の輸送用デバイス10が、貯蔵システムの表面がその多くの輸送用デバイス10を支持するようにサイズ決めされている限りにおいて、X方向、Y方向、および/またはZ方向のそれぞれに配置され得るということが想定される。したがって、たとえば、クラスター1は、X方向、Y方向、および/またはZ方向のそれぞれにおいて、輸送用デバイス10の任意の数だけ延在することが可能である。そのうえ、クラスター1は、空の場所を備えることが可能であり、輸送用デバイス10は、輸送用デバイス10がクラスター1の中に再配置されるべきであるときに、空の場所に一時的に移動させられ得る。したがって、輸送用デバイス1を空の場所の中へ移動させることによって、新しい空の場所が、輸送用デバイス1によって今空けられた場所において、クラスター1の中に形成される。したがって、クラスター1の中の他の輸送用デバイスが、空の場所の中へ移動させられ得、空の場所がクラスター1の中の別の場所へ移動することを引き起こす。このステップバイステップの様式で、クラスターは再配列され得、一度に1つの輸送用デバイス10が再配列され得る。代替的に、クラスター1が貯蔵システムの中で利用可能なスペース全体を占有していないときに、たとえば、縦座標方向のうちの1つの中に空の場所が存在しているときには、次いで、そのような空の場所は、貯蔵システムのスペース全体が占有されていないという事実によって提供される。
クラスター1は、輸送用デバイス10の3次元の集合体として形成され得る。1つの例では、クラスター1は、少なくとも2つの輸送用デバイス10がX方向に配置された状態の、少なくとも2つの輸送用デバイス10がY方向に配置された状態の、および、少なくとも2つの輸送用デバイス10がZ方向に配置された状態の、輸送用デバイス10を備える。
クラスター1の中の個々の輸送用デバイス10の制御に関して、表面21は、輸送用デバイス10、および/または、輸送用デバイス10のスタックと相互作用する。そのような制御戦略は、2017年10月4日に出願されたOcado Innovation Limitedの英国特許出願第GB1716201.7号(Ocado Innovation Limited参照番号000164GB)に記載されており、この出願のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれている。この相互参照される文献では、輸送用デバイス10は、輸送用ベッセルと称されており、そのような用語は相互交換可能に使用され得るということが想定される。
貯蔵システムは、クラスター1を備えることが可能である。この点において、クラスター1は、少なくとも1つのアイテムを貯蔵することが可能である。貯蔵システムは、コントローラー(図示せず)をさらに備えることが可能であり、コントローラーは、クラスター1の中の/上の/外側の開始場所から、クラスター1の中の/上の/外側の目的地場所へ、輸送用デバイスのための経路を決定するように配置されている。コントローラーは、通信ユニットに信号を送信し、決定された経路にしたがって輸送用デバイスが移動することを引き起こすようにさらに配置され得る。このように、コントローラーは、輸送用デバイスのための経路を決定し、決定された経路に沿って輸送用デバイスが移動することを引き起こすことが可能である。認識されることとなるように、コントローラーは、衝突を回避し、輸送用デバイスの協働を可能にするように配置されている。
たとえば、コントローラーは、どのように作業割り当てと、製品の移動と、製品の設置とを改善するかを評価するように構成され得る。コントローラーは、たとえば、さまざまなビジネスルールおよび/または優先度の適用に応じて、いつ特定のタイプの移動が起こるべきであるか、および、どの順序でそれらが起こるべきであるかということをスケジュールするように構成され得る。コントローラーは、たとえば、製品設置に関して決定を行う際に、インバウンド要因とアウトバウンド要因の両方を決定するように構成され得る。たとえば、コントローラーは、製品供給の配達場所を推定することが可能であり、製品の推定されたアウトバウンド配達を推定することが可能である。コントローラーは、決定を行うことが可能であり、自動システムによる実行のための信号を送り、および/または、タスクを人間(ピッカー、ローダーなど)に効率的に割り当てることが可能である。
コントローラーは、1つまたは複数の輸送用デバイス10のうちのどれが、注文の履行に関与するべきであるか、または、任意の他の目的のために関与するべきであるかということを決定することが可能である。1つまたは複数の輸送用デバイスの作用は、典型的に、輸送用デバイスがクラスターを横断すること、および/または、作用を及ぼすこと、たとえば、隣接する輸送用デバイスを支持すること、および/または、所与の輸送用デバイス10を動き回らせることなどを必要とする可能性がある。コントローラーは、クラスターの中のさまざまな経路を分析し、1セットの制約および条件を所与として、他の経路に対して潜在的に優先的な1つまたは複数の経路を決定するように構成され得る。これらの優先的な経路は、一度だけ、定期的に、および/または動的に、輸送用デバイス10に提供され、クラスターを通るそれらの移動、および/または、クラスター1の中でそれらが果たす役割を制御することが可能である。
経路は、複数の理由に関して優先的であることが可能であり、複数の理由は、それに限定されないが、動かされる最小距離、輸送用デバイス10のより大きい予想平均速度、より低い交通(すなわち、渋滞)に遭遇する可能性、より少ない必要とされる時間、より低い衝突の可能性、より少ない使用される電力、代替的な経路への切り替えやすさ、障害物(たとえば、壊れた輸送用デバイス、壊れた経路、および/または、修理中である経路の一部)を回避する能力を含む。
コントローラーは、コントローラーが接続されているさまざまな輸送用デバイスの移動を識別し、設計し、および/または制御するために、さまざまなアルゴリズムを使用することが可能である。コントローラーは、1つの場所から別の場所へ潜在的に有利なルートを決定するために、さまざまなアルゴリズムを適用することを通して、輸送用デバイスの移動を最適化するように構成され得る。潜在的な利点は、より短い動かされる距離、より低い渋滞に遭遇する可能性、より短い必要とされる時間、より低い電力消費、他の輸送用デバイスの移動との調整、壊れた輸送用デバイスもしくは表面の壊れたエリアなどのような障害物の周りのルーティング、または、さまざまなワークステーション動作との調整を含むことが可能である。いくつかの例では、コントローラーは、1つまたは複数のサーバーを使用して実装され得、1つまたは複数のサーバーは、1つまたは複数のプロセッサーをそれぞれ含有しており、1つまたは複数のプロセッサーは、1つまたは複数の非一時的なコンピューター可読の媒体の上に記憶されている1つまたは複数のセットのインストラクションを実施するように構成されている。コンピューター実装形態に関する潜在的な利点は、それに限定されないが、なかでも、スケーラビリティー、大量の処理量および計算量をハンドリングするための能力、増加した反応速度、迅速に決定を行うための能力、複雑な統計的分析を実行するための能力、機械学習を実行するための能力を含む。
コントローラーは、任意の数の方式で実装され得、たとえば、コントローラーは、分散型コンピューティングシステムとして実装され得る。たとえば、コントローラーの機能のいくつかまたはすべてが、輸送用デバイス10自身に分散され得る。たとえば、それぞれの目的地を所与として、輸送用デバイス10は、クラスター1の中の近くの輸送用デバイス10と通信し、また、表面21と通信し、それによって、それらのそれぞれがそれらの目的を実現するために、移動および協力を調整/交渉することが可能である。
また、図3は、貯蔵システムの上側レベルに第2のクラスター1を示している。このクラスター1は、貯蔵システムの下側レベルにあるものと同様であり、同様の様式で制御される。第2のクラスターは、輸送用デバイス10の4つのスタックから形成されており、それぞれのスタックは、5つの輸送用デバイス10を備える。前述したように、これは、単なる例としてのものに過ぎず、第2のクラスター1は、X方向、Y方向、またはZ方向のいずれかに、任意の数の輸送用デバイス10を有することが可能である。
図4aおよび図4bは、クラスター1に対して実施される動作を示しており、プロセスを示しており、そのプロセスによって、クラスター1は、再配列され得、および/または、輸送用デバイス10をそこから除去させることが可能である。とりわけ、図4aは、今では第1のクラスター1aおよび第2のクラスター1bへと分割した、図3において参照されたクラスター1を示している。これを実現するために、クラスター1は、表面21と協働し、クラスター1の1つのスタックをクラスター1から離れるように移動させた。このように、第1のクラスター1aおよび第2のクラスター1bは形成されている。この例では、第1のクラスター1aから個々の輸送用デバイス10を除去するために、第1のクラスター1aは、第2の表面22と相互作用する。とりわけ、第1のクラスター1aは、第1の表面21との相互作用によって、第2のクラスター1bから離れるように移動させられる。たとえば、第1の表面21は、第1のクラスター1aの底部に作用し、X方向およびY方向に複数のセルを横切って、輸送用デバイス10のスタックを再配置し、輸送用デバイス10のスタックを第2の表面22にごく接近した状態に持って行くことが可能であり、それから、第2の表面22および第1のクラスター1aの輸送用デバイス10が協働することが可能である。
とりわけ、第2の表面22は、Y方向およびZ方向に第1のクラスター1aの輸送用デバイス10を操作することが可能である。したがって、第1の表面21および第2の表面22による操作の組み合わせは、3つの縦座標方向のいずれかに輸送用デバイス10を操作することが可能である。
図4bは、第1の表面21、第2の表面22、および、第1のクラスター1aの輸送用デバイス10の相互作用による、第1のクラスター1aのトポロジーの物理的な再構成の例を示している。とりわけ、図4aおよび図4bに示されているように、特定の輸送用デバイス10aが第1のクラスター1aの中で再配列されるべきとき、または、第1のクラスター1aから完全に除去されるべきときには、第1の表面21および第2の表面22が、輸送用デバイス10と協働し、物理的なトポロジー変化を実現する。図4bに示されている例では、特定の輸送用デバイス10aが、第1のクラスター1aに対して、Y方向に1つのセルだけ移動させられている。これを実現するために、第1のクラスター1aの輸送用デバイス10は、第2の表面22によってしっかりと保持される。第1の表面21と同様に、第2の表面22は、セルへと細分化され得、セルのそれぞれは、個別に制御され得る。たとえば、第2の表面22は、第2の表面22に対して輸送用デバイス10を保持するために、磁気学を利用することが可能である。しかし、他のメカニズムも用いられ得る。
しかし、特定の輸送用デバイス10aの位置に隣接する第2の表面22のセルは、活性化させられておらず(または、Y方向への輸送用デバイス10aの移動を可能にするように異なって活性化させられている)、したがって、特定の輸送用デバイス10aは、第2の表面22に対して保持されていない。他方では、輸送用デバイス10(それらは、特定の輸送用デバイス10aの上方に第1のクラスター1aの中に位置付けされている)に隣接する第2の表面22のセルは、第2の表面22に対してそれらを保持するように活性化させられる。したがって、特定の輸送用デバイス10aは、第1のクラスター1aの残りの輸送用デバイス10が第2の表面22に対して保持されている間に、第1の表面21の作用の下で自由に移動することができる。したがって、第1の表面21は、特定の輸送用デバイス10aをY方向に1つのセルだけ移動させるように活性化し、図4bに示されている位置決めを実現することが可能である。上記の例はY方向に関係しているが、対応する考慮事項は、X方向またはZ方向への移動に当てはまるということが認識されることとなる。
しかし、この移動を実現する他の方法も利用され得る。たとえば、特定の輸送用デバイス10aを移動させるために第1の表面21を使用する代わりに、第2の表面22が利用され得る。たとえば、第2の表面22が、輸送用デバイス10の移動を実現するために磁石を利用するときには、次いで、リニアモーターと同様の動作が、第2の表面22を横切って輸送用デバイス10を移動させるために用いられ得る。換言すれば、特定の輸送用デバイス10aは、第1のクラスター1aの真下のセルから反発され、Y方向にセルに向けて引き付けられる。この例は磁石に依存しているが、他のメカニズム(たとえば、機械的なメカニズムなど)も再配置を実現するために使用され得るということが認識されることとなる。このように、個々の輸送用デバイス10は、クラスター1の物理的なトポロジーを再構成するために、一度に1つのセルだけ選択的に移動させられ得る。
輸送用デバイス10は、1つの移動において、セル全体を移動させる必要はなく、その代わりに、部分的な移動が行われ得る。たとえば、図4aおよび図4bの例では、輸送用デバイス10が、図2aおよび図2bに示されている随意的な係合ユニット13を利用する場合には、部分的な移動が必要とされ得る。とりわけ、特定の輸送用デバイス10aを移動させる前に、アイテム受け入れスペース12から係合ユニット13を解除することが必要である可能性がある。これを実現するために、第1のクラスター1aの輸送用デバイス10は、特定の輸送用デバイス10aを静止したままにしながら、Z方向に一時的に移動させられ得る。この移動は、単に、係合ユニット13を解除するのに十分であればよく、したがって、完全なセル移動を必要とするのではなく、むしろ、部分的なセル移動を必要とする。このように、第1のクラスター1aの係合ユニット13は、特定の輸送用デバイス10aのアイテム受け入れスペース12から解除される。
図5は、図3、図4a、および図4bに説明されている貯蔵システムとともに使用され得る周辺機器の例を示している。前述したように、貯蔵システムは、少なくとも1つのレベルを備え、ここで、貯蔵システムのそれぞれのレベルは、再構成可能な物理的なトポロジーを有する輸送用デバイス10のクラスター1を備えることが可能である。図5に示されている例では、貯蔵システムのレベル同士の間での輸送用デバイス10の相互交換が実現され得る。これは、貯蔵システムのそれぞれのレベルが異なる温度に維持される場合に有用である可能性があり、たとえば、チルドにすることを必要とする食料品(たとえば、生鮮食品など)は、貯蔵システムの下側レベルにおいてチルドに維持されて貯蔵され得、一方、チルドにすることを必要としない食料品(たとえば、乾物など)は、貯蔵システムの上側レベルにおいて室温に維持され得る。このように、レベル同士の間での輸送用デバイス10の移送は、注文が顧客への発送の用意ができているときに、実現されることを必要とする可能性がある。たとえば、顧客の常温製品を備える輸送用デバイス10は、発送のために上側レベルから下側レベルへ移送され得、一方、チルド製品を備える輸送用デバイス10は、下側レベルから直接的に顧客へ発送され得る。
上側レベルから下側レベルへの(または、その逆も同様)製品の移送を実現するために、図5は、輸送用デバイス10の通過を可能にするために、レベル同士の間の開口部(それは、ビアと称され得る)を示している。レベル同士の間での移送を実現するために、第2の表面22は、貯蔵システムのレベル同士の間に延在していなければならず、輸送用デバイス10の制御が、レベル同士の間のギャップを横切って維持されるようになっている。随意的に、貯蔵システムのレベルは、搬送メカニズム31、たとえば、コンベヤーベルトをさらに備え、貯蔵システムから輸送用デバイス10を急速に除去することが可能である。そのような搬送メカニズム31は、顧客への出荷のために貯蔵システムから輸送用デバイス10を急速に除去するのに有利である可能性がある。
レベル同士の間の開口部は、双方向に使用され得、すなわち、下側レベルから上側レベルへ、および、上側レベルから下側レベルへ、輸送用デバイス10を移動させるということが想定される。このように、アイテムの効果的な移送が実現される。たとえば、輸送用デバイス10は、それによって、貯蔵システムの1つのレベルから貯蔵システムの別のレベルへ、人々および/または商品(輸送用デバイス10の中に位置付けされている)を移送するために使用され得る。
図6aおよび図6bは、再配置用ユニット11、第1の表面21、および/または第2の表面22を実装するための特定の例を示している。とりわけ、図6aは、機械的なメカニズム、たとえば、ホイールによる再配置用ユニット11の例示的な実装形態を示している。しかし、コグ、スプロケット、ラックアンドピニオン、またはギヤなどのような、他の機械的なメカニズムも想定される。表面21は、コンベヤーベルトと同様の機械的な搬送メカニズムによって実装されるように示されている。この点において、再配置用ユニット11は、輸送用デバイス10の上の表面21の作用によって動き回らせられることとなる輸送用デバイス10の底部表面(たとえば、平坦な底部)を含むことが想定される。ホイール、コグ、スプロケット、またはギヤは、機械的に有利である可能性があり、輸送用デバイス10と表面21との間で経験される摩擦を低減させることが可能である。1つの例では、摩擦ホイールは、ゴム加工されたホイールとともに使用され得る。この例では、磁石が、輸送用デバイスを一緒に引っ張るために使用され得、また、摩擦ホイールによって経験される静止摩擦を増加させるために使用され得、静止摩擦は、輸送用デバイスを移動させるように作用することが可能である。
図6aは、3つのセル21a、21b、および21cへと細分化されている表面21を示しているが、そのようなメカニズムは、第2の表面22に等しく適用することが可能である。セル21a~21cが1次元で配置されているように示されているが、セルは、任意の次元で配置され得、任意の方向への輸送用デバイス10の移動を可能にするということが認識されることとなる。そのうえ、セル21a~21cは、同様のサイズのものであるように示されているが、それぞれのセルは、任意のサイズ(たとえば、任意の長さおよび/または任意の幅)のものであることが可能であるということが想定される。認識されることとなるように、表面(たとえば、第2の表面22など)が垂直方向の平面の中に配置されることとなる場合には、次いで、実装されるメカニズムは、(重力が適用可能である環境で第2の表面22が利用される場合に)重力の力に抵抗するために利用可能なメカニズムを備えることとなる。たとえば、ホイール/コグの噛み合いが重力の力に打ち勝つための有用なメカニズムを提供することが可能であるような状況では、コグメカニズムがより適用可能であり得る。第1の表面21のそれぞれのセル21a、21b、21cは、表面21の上の他のセルから独立して活性化または非活性化させられ得る個別に制御可能なメカニズムを備える。図6aに示されているように、それぞれのセルは、輸送用デバイス10のホイール11が接触しているセルの表面を移動させるように配置されたホイール/ボールメカニズムを備えることが可能である。しかし、これは、輸送用デバイス10と表面21との間のインターフェースを実装する1つの例である。たとえば、表面21は、コグを備えることが可能であり、コグは、輸送用デバイス10の上の対応するコグと噛み合う。このように、輸送用デバイス10は、輸送用デバイス10の上の表面21の作用によって、少なくとも1つの方向(たとえば、X方向またはY方向)に移動させられ得る。好ましくは、表面21の中の機械的なメカニズムは、X方向またはY方向にクラスター1のスタックを移動させるように配置され得る、全方向コンベヤーベルトなどのような全方向搬送メカニズムである。機械的なメカニズムは、ラックアンドピニオンメカニズムを含むことが想定される。
認識されることとなるように、第1の表面21および第2の表面22(それは、第1の表面21に対して垂直になっている)のそれぞれの中に実装されるメカニズムは、同じである必要はない。たとえば、第1の表面21が輸送用デバイス10のスタックの下の床として実装される場合には、重力の力に対する抵抗は、考えられる必要がなく、したがって、より簡単な機械的なメカニズムが実装され得る。他方では、第2の表面22が、重力に抵抗する追加的な機能を提供しなければならない場合には、第2の表面22に解放可能に係合されている輸送用デバイス10を保持するために、メカニズムロッキング手段/ラッチなどのような異なるメカニズムが実装され得る。追加的にまたは代替的に、磁石および/または電磁石が、第2の表面22に対して解放可能に輸送用デバイスを保持するために、および/または、第2の表面22を横切って輸送用デバイス10を移動させるために使用され得る。
そのうえ、表面21は、表面21のそれぞれのセル21a、21b、21cを制御するように配置された通信ユニット32をさらに備えることが可能である。たとえば、それぞれのセルは、セルが活性化させられるべきかまたは非活性化させられるべきかということを示す信号をコントローラーから受け取るように配置された通信ユニット32を備えることが可能である。そのうえ、受け取られた信号は、どの程度、および、どの方向に、セルが活性化するべきであるかということをさらに示すことが可能である。たとえば、セルが輸送用デバイス10を特定の方向に、しかし、セルの半分だけ再配置するべきであるかどうかということを示すことが可能である。追加的に、通信ユニット32は、動作の状況を示す信号、すなわち、動作が完了したかどうか、始まろうとしているかどうか、その進捗度、移動の特定の進捗度についての他の情報、または他の情報を示す信号を、コントローラーに送信することが可能である。そのうえ、通信ユニット32は、表面21のセルにおける技術的故障を示すことが可能であり、適切な修正措置が取られ得るようになっている。
代替的に、表面21は、複数のセルを制御する集中型の通信ユニット32を備えることが可能である。有利には、これは、それぞれのセルに対して通信ユニット32を提供する必要性を低減させ、必要とされるパーツの複雑さおよび数を低減させる。しかし、それは、集中型の通信ユニット32へのそれぞれのセルの接続を必要とする。
図6bは、磁石(たとえば、永久磁石および/または電磁石など)によって再配置用ユニット11を実装する別の例を示している。この例では、表面21のそれぞれのセル21a、21b、21cは、対応する磁石(たとえば、永久磁石および/または電磁石など)を備え、対応する磁石は、輸送用デバイス10が1つのセルから別のセルへ移動させられるように(または、部分的なセル移動)、輸送用デバイス10の磁石11を移動させるために制御されるように配置されている。セル21a~21cは、1次元で配置されるように示されているが、セルは、任意の次元で配置され得、任意の方向への輸送用デバイス10の移動を可能にするということが認識されることとなる。そのうえ、セル21a~21cは、同様のサイズのものであるように示されているが、それぞれのセルは、任意のサイズ(たとえば、任意の長さおよび/または任意の幅)のものであることが可能であるということが想定される。輸送用デバイス10を移動させるそのようなメカニズムは、有利に実装され得る。その理由は、磁石の使用が、重力の力に対抗するように配置され得る第2の表面22に関して容易に実装され得るからである。そのうえ、磁気的なメカニズムは、機械的なメカニズムよりも少ない可動パーツを使用することが可能であり、それは、そのようなシステムの信頼性を向上させる。1つの好適な例では、輸送用デバイス10は、輸送用デバイス10および表面21の中の対抗する磁石によって、表面21の上方に浮揚するように配置され得る。これは、低減された摩擦に起因して、表面21の上の低減された摩耗の利点を提供する。一般的に、そのような利点は、輸送用デバイス10の移動を可能にするが非接触になっている、表面21と輸送用デバイス10との間の任意の適切なメカニズムの使用によって実現され得、このように、セル同士の間のレベルの公差が克服され得る。
磁石の使用が全体的に説明されてきたが、使用され得る磁石の配置のさらなる例が説明されることとなる。とりわけ、再配置用ユニット11および/または表面21は、磁気的なメカニズムを実現するために、複数の永久磁石を利用することが可能である。代替的にまたは追加的に、所定の透磁率の材料、および/または、磁石のアレイが、輸送用デバイス10の移動を実現するために使用され得る。
前述したように、表面21は、通信ユニットを備えることが可能であり、通信ユニットは、信号を受け取るように配置されており、表面21のそれぞれのセルを制御し、所定の作用を及ぼし、所定の作用は、たとえば、輸送用デバイス10を活性化させる、非活性化させる、輸送用デバイス10を所定の移動の方向に移動させる、所定の方向に所定の量の移動を実施するなどである。このように、表面21のセルは、クラスターの物理的なトポロジーを再構成するために、少なくとも1つの輸送用デバイス10を移動させるように調整され得る。表面21は、全体として、単一の通信ユニット32を備えることが可能であり、代替的に、それぞれのセル21a、21b、21cは、通信ユニット32を備えることが可能である。
図7aおよび図7bは、輸送用デバイス10の中の再配置用ユニット11の例示的なレイアウトを示している。この例では、再配置用ユニット11は、機械的なメカニズムとして、より具体的には、オムニホイールとして実装されている。オムニホイールは、ホイールのターニング方向に対して垂直に配置されているエレメントをホイールの周囲の周りに備えたホイールである。効果は、オムニホイールが、全力で駆動され得るが、横方向にもスライドすることとなるということである。したがって、それらは、好ましくは、輸送用デバイス10の中で使用される。その理由は、それらが、輸送用デバイス10の上のホイールのステアリングを必要とすることなく、任意の方向への輸送用デバイス10の再配置を可能にするからである。とりわけ、図7aは、輸送用デバイス10の縁部に対して45度で配置されているオムニホイール11aを示している。換言すれば、オムニホイール11aは、それらがX方向にまたはY方向にまたはZ方向に移動しているかにかかわらず、それらの運動の方向に対して角度を付けられて配置されている。したがって、図7aに示されている4つのホイールのそれぞれは、X方向にまたはY方向にまたはZ方向に動かされているかにかかわらず、同じローディングを経験する。
図7bは、図7aに示されているものに対するオムニホイール11bの代替的な構成を示している。この構成では、少なくとも1つのホイールが、輸送用デバイス10のそれぞれの側部と平行になっている。より具体的には、2つのホイールは、X方向に延在する輸送用デバイスの側部と平行になっており、2つの他のホイールは、Y方向に延在する輸送用デバイス10の側部と平行になっている。このように、輸送用デバイス10が、たとえば、X方向に移動させられているときには、ホイールのうちの2つは、ホイールの通常の様式で回転させられ、一方、他の2つのホイールは、それらのターニング方向に対して垂直にスライドさせられる。したがって、ホイールは、対になって動作し、それは、輸送用デバイス10が異なる方向に移動させられているときに、ホイールの対によって経験される摩擦力を変化させる。
図8aおよび図8bは、磁気的なメカニズムとして再配置用ユニット11を実装する1つの例を示している。この例では、再配置用ユニット11は、永久磁石11cを備える。より具体的には、永久磁石11cは、輸送用デバイス10のそれぞれの角部に位置付けされている。永久磁石11cは、表面21と協働し、表面21は、この例では、トラック211を備え、トラック211は、永久磁石11cを含有するが、少なくとも2つの方向への輸送用デバイス10の移動を可能にするように配置されている。表面21は、トラックの下に永久磁石212のアレイをさらに備える。このように、輸送用デバイス10は、トラック211の下の永久磁石212のアレイによって反発される。輸送用デバイス10の移動は、永久磁石212のアレイの移動によって実現され得る。たとえば、永久磁石212のアレイは、少なくとも1つの方向に移動するようにモーター化され得る。このように、(たとえば、トラック211の下のループになったベルトの中の)永久磁石のアレイを移動させることによって、次いで、輸送用デバイス10は、永久磁石および永久磁石212のアレイとの間の磁気的な引力によって移動させられ得る。
図9aおよび図9bは、磁気的なメカニズムとして、より具体的には、電磁メカニズムとして、再配置用ユニット11を実装する別の例を示している。この例では、再配置用ユニット11は、永久磁石11dを備える。図8aおよび図8bと同様に、永久磁石11dは、輸送用デバイス10のそれぞれの角部に位置付けされている。永久磁石11dは、表面21と協働する。この例では、表面21のそれぞれのセルは、第1の電磁石213、第2の電磁石214、および永久磁石215を備える。この点において、永久磁石215は、永久磁石11dを反発するように配置されており、輸送用デバイス10が表面21から離れて留まるようになっている。代替的に、いくつかの状況では(たとえば、表面21が重力の力に抵抗するように配置されているときには)、次いで、永久磁石215は、輸送用デバイス10を引き付けるように配置され得、それが表面21に取り付けられたままになるようになっている。
電磁石213、214が、永久磁石11d、215の間の引力/斥力の量の両方を制御するように配置されており、X、Y、またはZ方向に輸送用デバイス10を移動させるように配置されている。たとえば、第1の電磁石213が永久磁石11dを引き付けることを引き起こすことによって、および、第2の電磁石214が永久磁石11dを反発することを引き起こすことによって、輸送用デバイス10は、第1の電磁石213の方向に、および、第2の電磁石214から離れるように移動することを引き起こされ得る。このように、輸送用デバイス10は、輸送用デバイス10に対する表面21の作用によって、表面を横切って効果的に移動させられ得る。
第2の実施形態
以下は、本発明の第2の実施形態を説明している。第2の実施形態は、第1の実施形態と同様に、再構成され得る物理的なトポロジーを有する輸送用デバイスのクラスターに関係している。このように、貯蔵システムの中のアイテム/製品の貯蔵、取り出し、および再貯蔵が、より効果的に達成され得る。しかし、第1の実施形態とは異なり、第2の実施形態は、再配置を可能にするために表面21と輸送用デバイス10との相互作用に依存していない。その代わりに、少なくとも2つの輸送用デバイス10の間の相互作用が、必要なメカニズムを提供しており、そのメカニズムによって、クラスターの再構成が実現される。一般的に、それに限定されないが、第1の実施形態の輸送用デバイス10はパッシブであり、一方、表面21は、それぞれの輸送用デバイス10を移動させるアクティブな役割を果たしている。他方では、一般的に、しかし、限定するものではないが、第2の実施形態の輸送用デバイスは、いくつかの動作においてアクティブになっており、他の動作においてパッシブになっている。換言すれば、第2の実施形態の輸送用デバイスは、また、クラスターの物理的なトポロジー変化を管理するために、制御するためのおよびコントローラーおよび/または他の輸送用デバイスと通信するためのユニットを含むことが可能である。このように、輸送用デバイスのうちのいくつかまたはすべては、自己推進するために、または、他の輸送用デバイスによって推進させられるために、ドライブメカニズムを設けられている。したがって、輸送用デバイスの移動は、外部ロボットによるものとは対照的に、クラスターの中から実施されるか、または、クラスターによって実施される。このように、第2の実施形態の輸送用デバイスを移動させるために、外部のまたは周辺のフレームワークは必要とされない。そのうえ、外部ロードハンドリングロボットは必要とされない。
図10は、本発明の第2の実施形態による輸送用デバイス40を示している。輸送用デバイス40は、再配置用ユニット41と、アイテム受け入れスペース42とを備える。随意的に、輸送用デバイス40は、係合ユニット43および/または通信ユニット44を備えることが可能である。
第1の実施形態と同様に、輸送用デバイス40は直方体として示されているが、輸送用デバイス40の任意の形状および/またはサイズが想定されるということが認識されることとなる。好ましくは、輸送用デバイス40は、他の輸送用デバイス40と組み合わせられるときに、高密度クラスターを形成するために正確にぴったり合うようになっている。このように、貯蔵密度は最大化されている。好ましくは、それぞれの輸送用デバイス40は、クラスターの中から個別にアドレス可能である。第1の実施形態と同様に、輸送用デバイス40のそれぞれのアドレス指定可能性は、輸送用デバイスを物理的にアドレスすることとは別個のものである。アドレス指定可能性は、1つまたは複数の輸送用デバイス40を再配置するために1つまたは複数の輸送用デバイス40の平行移動を実現するために、1つまたは複数のインストラクション(たとえば、運動制御インストラクション)を個々の輸送用デバイス40または輸送用デバイス40のグループに送るために使用可能なアドレス指定スキームを有することを表すことが意図されている。換言すれば、それぞれの輸送用デバイス40のアドレス指定可能性(それとの通信の目的のため)は、クラスター5の中の輸送用デバイス40の場所から独立している。
第2の実施形態では、第1の実施形態とは異なり、再配置用ユニット41は、少なくとも1つの他の輸送用デバイス40に対する輸送用デバイス40の位置の再配置を可能にするために配置されている。再配置用ユニット41は、少なくとも1つの他の輸送用デバイス40との相互作用によって、これを実現する。再配置用ユニット40は、輸送用デバイス40の内側に位置付けされているメカニズム、および/または、輸送用デバイス40の面の上に位置付けされているメカニズムを含む、複数の方式で実装され得るということが想定される。たとえば、再配置用ユニット41は、ホイール、コグ、ギヤなどのような、機械的なメカニズムを使用して実装され得る。追加的にまたは代替的に、たとえば、永久磁石、所定の透磁率の材料、磁石のアレイなどのような、磁気的なメカニズムによって実装され得る。追加的にまたは代替的に、電磁メカニズムによって、たとえば、平面モーターおよび/またはリニア電気モーターを使用して実装され得る。輸送用デバイス40および他の輸送用デバイス40が接触せず、それによって、輸送用デバイス40によって経験される摩擦を最小化する、非接触メカニズムなどのような他のメカニズムが想定される。
1つの例では、摩擦ホイールは、ゴム加工されたホイールとともに使用され得る。この例では、磁石が、輸送用デバイスを一緒に引っ張るために使用され得、また、摩擦ホイールによって経験される静止摩擦を増加させるために使用され得、静止摩擦は、輸送用デバイスを移動させるように作用することが可能である。
輸送用デバイス40は、アイテム受け入れスペース42をさらに備える。アイテム受け入れスペースは、アイテムを受け入れるように配置されている輸送用デバイス40の中の空洞であることが想定される。たとえば、アイテム受け入れスペース42は、製品が顧客によって出された注文の一部としてパッキングおよび出荷されることとなるまで、製品を保持するように配置されている輸送用デバイス40の場所であることが可能である。代替的に、アイテム受け入れスペースは、在庫システムのためのアイテムを含有するように配置され得る。
随意的に、輸送用デバイス40は、係合ユニット43をさらに備えることが可能である。係合ユニット43は、輸送用デバイス40を少なくとも1つの他の輸送用デバイス40と係合させるように配置され得る。図10に示されている例では、係合ユニット43は、別の輸送用デバイス40のアイテム受け入れスペース42と解放可能に係合するように配置された輸送用デバイス40の突出部を備える。このように、輸送用デバイス40のクラスターは、スタックの崩壊のリスクなしに、互いに重ねて安定してスタックされ得る。突出部が図10に示されているが、係合ユニット43、たとえば、スパイク、または、1つの輸送用デバイス40を別の輸送用デバイス40に対して信頼性高く位置付けするための他の位置付け手段などを実装する他の方式も想定される。
輸送用デバイス40は、随意的に、それぞれの輸送用デバイス40を制御するために信号を受け取るように配置された通信ユニット44をさらに備えることが可能である。たとえば、通信ユニット44は、輸送用デバイス40が活性化させられるべきかまたは非活性化させられるべきかということを示す信号を受け取ることが可能である。追加的にまたは代替的に、信号は、輸送用デバイス40が移動するべきクラスターの中での方向、および/または、輸送用デバイス40が自分自身で再配置されるクラスターの中での場所を示すことが可能である。追加的にまたは代替的に、信号は、輸送用デバイス40の移動が特定の方向におよび特定の距離(たとえば、輸送用デバイスの高さ/幅/深さの何分の1か、または、輸送用デバイス40の高さ/幅/深さの何倍か)だけ起こるべきであるということを示すことが可能である。したがって、通信ユニット44は、信号によって示されている方向に移動するように再配置用ユニット41に指示することが可能であり、再配置用ユニット41は、受け取られた信号に基づいて輸送用デバイス40を再配置するようにさらに配置され得る。追加的にまたは代替的に、通信ユニット44は、近隣の輸送用デバイス40を移動させるように再配置用ユニット41に指示し、その移動を支援することが可能である。このように、個々の輸送用デバイス40は、通信ユニット44から受け取られた信号に基づいて、クラスターの中で自分自身を再配置することが可能である。この点において、それぞれの輸送用デバイス40は、クラスターの中から個別にアドレス可能であり得る。追加的にまたは代替的に、通信ユニット44は、より高いレベルのインストラクションを受け取ることが可能であり、それは、ゼロのまたはより多くの作動、移動、通信、または、任意の他の作用、たとえば、インストラクションをリセットするかまたは自己テストする、へと変換され得る。
追加的にまたは代替的に、通信ユニット44は、輸送用デバイス40の動作の状況を示す信号、すなわち、動作が完了したかどうか、始まろうとしているかどうか、その進捗度、移動の特定の進捗度についての他の情報、または他の情報を示す信号を、コントローラーに送信するようにさらに配置され得る。そのうえ、通信ユニット44は、輸送用デバイス40における技術的故障を示すことが可能であり、適切な修正措置が取られ得るようになっている。
図11は、本発明の第2の実施形態による貯蔵システムを形成するクラスター5を示している。とりわけ、クラスター5は、複数の輸送用デバイス40を備え、複数の輸送用デバイス40は、3次元の物理的なトポロジーで配置され得る。この点において、クラスター5は、物理的なトポロジーで一緒に協働する2つ以上の輸送用デバイス40であることが想定され、その物理的なトポロジーは、1つの輸送用デバイス40がクラスター5の中で自分自身を再配置する/クラスター5の中で再配置されることによって再配列され得る。この目的のために、図11に示されているように、クラスターは、グリッド、フレームワークなどのような、支持構造体を備えていない。第1の実施形態とは異なり、クラスター5は、また、クラスターの中での輸送用デバイス40の移動/再配置を実現するために輸送用デバイス40と協働する表面を備えていない。その代わりに、有利には、それぞれの輸送用デバイス40は、メカニズムを備え、そのメカニズムによって、他の輸送用デバイス40との協働を通して、輸送用デバイス40は、クラスター5の中で自分自身を再配置することができる。このように、クラスター5の3次元の物理的なトポロジーは再配列され得る。クラスター5は、輸送用デバイス40がなくて空になっている場所を備えることが可能である。空の場所は、クラスター5の再配列の間に使用され、輸送用デバイス40がその中へ移動させられる場所を可能にし、それによって、移動させられた輸送用デバイス40によって今空けられた場所に、空のスペースが再配置することを引き起こすことが可能である。しかし、そのような空の場所は、クラスター5が動作しているスペース全体をクラスター5が占有していない場合には、必要とされない可能性がある。たとえば、図11に示されているように、クラスター5は、輸送用デバイス40のスタックを備える。それぞれのスタックは、別のスタックに隣接して位置付けされている。それぞれのスタックの中の輸送用デバイス40は、互いに協働し、クラスター5の中でのおよびクラスター5の周りでの特定の輸送用デバイス40の移動を実現することが可能である。図11に示されているように、輸送用デバイス40のスタックは、可変の高さのものであり、実際に、スタックの数、および、スタックの中の輸送用デバイス40の数は、可変であり得、特定の数に限定されない。そのうえ、クラスター5は、X方向、Y方向、および/またはZ方向のいずれかに、任意の数のスタックおよび/または輸送用デバイス40だけ延在することが可能である。図11に示されているクラスター5では、空のスペースが、輸送用デバイス40の移動のためにクラスター5の中で利用可能である。たとえば、5つの輸送用デバイス40の最大高さを有するクラスターを保持することができる場所にクラスター5があるとすれば、輸送用デバイス40のすべてのスタックが5つの輸送用デバイス40を備えているわけではないので、空のスペースが明らかである。とりわけ、9つのスタックのうちの2つは、可能な5つの輸送用デバイス40よりも少ない4つの輸送用デバイス40を備える。そのうえ、1つのスタックは、3つの輸送用デバイス40を備える。したがって、スペースが、輸送用デバイス40の移動のために利用可能である。
再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスター5は、任意のサイズもしくは形状のものであることが可能であり、および/または、任意のタイプの環境で使用され得るということが想定される。そのうえ、クラスター5を形成するそれぞれの輸送用デバイス40は、さまざまなサイズのものであることが可能である。そのようなサイズは、クラスター5の中の最も小さい輸送用デバイス40の(それぞれ)幅、長さ、および/または高さの倍数である、異なる幅、長さ、および/または高さの輸送用デバイス40を含むことが可能である(必ずしも必要というわけではないが)。そのような構成は、たとえば、そうでなければ、より小さい輸送用デバイスに対して、または、エネルギー効率もしくはスペース効率の理由に起因して、大き過ぎるかまたは重過ぎるアイテムの貯蔵および/または輸送を可能にすることができる。そのうえ、クラスター5は、床/表面の上に置かれ得、床/表面は、クラスター5を支持し、たとえば、クラスター5の重量を支持するなどしている。床/表面は、ラジオ周波数または電気的接触などによって、場所情報または通信情報をクラスター5に提供することが可能である。
クラスター5の中の個々の輸送用デバイス40の制御に関して、輸送用デバイス40は、少なくとも1つの他の輸送用デバイス40と相互作用/協働し、クラスター5の中の代替的な場所へのまたはクラスター5の外側の場所への1つまたは複数の輸送用デバイス40の再配置を実現する。そのような制御戦略は、2017年10月4日に出願されたOcado Innovation Limitedの英国特許出願第GB1716201.7号(Ocado Innovation Limited参照番号000164GB)に記載されており、この出願のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれている。この相互参照される文献では、輸送用デバイス40は、輸送用ベッセルと称されており、そのような用語は相互交換可能に使用され得るということが想定される。
そのうえ、第1の実施形態を参照して説明されているコントローラーの特徴は、第2の実施形態における輸送用デバイス40の制御に関して等しく用いられ得る。
とりわけ、貯蔵システムは、コントローラー(図示せず)をさらに備えることが可能であり、コントローラーは、クラスター5の中の/上の/外側の開始場所から、クラスター5の中の/上の/外側の目的地場所へ、輸送用デバイス40のための経路を決定するように配置されている。コントローラーは、通信ユニットに信号を送信し、決定された経路にしたがって輸送用デバイス40が移動することを引き起こすようにさらに配置され得る。このように、コントローラーは、輸送用デバイス40のための経路を決定し、決定された経路に沿って輸送用デバイス40が移動することを引き起こすことが可能である。認識されることとなるように、コントローラーは、衝突を回避し、輸送用デバイス40の協働を可能にするように配置されている。追加的にまたは代替的に、第1の実施形態と同様に、スタートから目的地への輸送用デバイス40の完全な経路が事前に決定されなくてもよい。その代わりに、1つもしくは複数の操縦だけが再配置のスタートにおいて決定され得、または、経路が、再配置のスタートの後に、1度またはそれ以上再計算される。
たとえば、コントローラーは、どのように作業割り当てと、製品の移動と、製品の設置とを改善するかを評価するように構成されている。コントローラーは、たとえば、さまざまなビジネスルールおよび/または優先度の適用に応じて、いつ特定のタイプの移動が起こるべきであるか、および、どの順序でそれらが起こるべきであるかということをスケジュールするように構成され得る。コントローラーは、たとえば、製品設置に関して決定を行う際に、インバウンド要因とアウトバウンド要因の両方を決定するように構成され得る。たとえば、コントローラーは、製品供給の配達場所を推定することが可能であり、製品の推定されたアウトバウンド配達を推定することが可能である。コントローラーは、決定を行うことが可能であり、自動システムによる実行のための信号を送り、および/または、タスクを人間(ピッカー、ローダーなど)に効率的に割り当てることが可能である。
コントローラーは、1つまたは複数の輸送用デバイス40のうちのどれが、注文の履行に関与するべきであるか、または、任意の他の目的のために関与するべきであるかということを決定することが可能である。1つまたは複数の輸送用デバイス40の作用は、典型的に、輸送用デバイスがクラスターを横断すること、および/または、作用を及ぼすこと、たとえば、隣接する輸送用デバイスを支持すること、および/または、所与の輸送用デバイス40を動き回らせることなどを必要とする可能性がある。コントローラーは、クラスターの中のさまざまな経路を分析し、1セットの制約および条件を所与として、他の経路に対して潜在的に優先的な1つまたは複数の経路を決定するように構成され得る。これらの優先的な経路は、一度だけ、定期的に、および/または動的に、輸送用デバイス40に提供され、クラスターを通るそれらの移動、および/または、クラスター5の中でそれらが果たす役割を制御することが可能である。
経路は、複数の理由に関して優先的であることが可能であり、複数の理由は、それに限定されないが、動かされる最小距離、輸送用デバイス40のより大きい予想平均速度、より低い交通(すなわち、渋滞)に遭遇する可能性、より少ない必要とされる時間、より低い衝突の可能性、より少ない使用される電力、代替的な経路への切り替えやすさ、障害物(たとえば、壊れた輸送用デバイス、壊れた経路、および/または、修理中である経路の一部)を回避する能力を含む。
コントローラーは、コントローラーが接続されているさまざまな輸送用デバイスの移動を識別し、設計し、および/または制御するために、さまざまなアルゴリズムを使用することが可能である。コントローラーは、1つの場所から別の場所へ潜在的に有利なルートを決定するために、さまざまなアルゴリズムを適用することを通して、輸送用デバイスの移動を最適化するように構成され得る。潜在的な利点は、より短い動かされる距離、より低い渋滞に遭遇する可能性、より短い必要とされる時間、より低い電力消費、他の輸送用デバイスの移動との調整、壊れた輸送用デバイスもしくは表面の壊れたエリアなどのような障害物の周りのルーティング、または、さまざまなワークステーション動作との調整を含むことが可能である。いくつかの例では、コントローラーは、1つまたは複数のサーバーを使用して実装され得、1つまたは複数のサーバーは、1つまたは複数のプロセッサーをそれぞれ含有しており、1つまたは複数のプロセッサーは、1つまたは複数の非一時的なコンピューター可読の媒体の上に記憶されている1つまたは複数のセットのインストラクションを実施するように構成されている。コンピューター実装形態に関する潜在的な利点は、それに限定されないが、なかでも、スケーラビリティー、大量の処理量および計算量をハンドリングするための能力、増加した反応速度、迅速に決定を行うための能力、複雑な統計的分析を実行するための能力、機械学習を実行するための能力を含む。
コントローラーは、任意の数の方式で実装され得、たとえば、コントローラーは、分散型コンピューティングシステムとして実装され得る。たとえば、コントローラーの機能のいくつかまたはすべてが、輸送用デバイス40自身に分散され得る。たとえば、それぞれの目的地を所与として、輸送用デバイス40は、クラスター5の中の近くの輸送用デバイス40と通信し、それによって、それらのそれぞれがそれらの目的を実現するために、移動および協力を調整/交渉することが可能である。
第1の実施形態と同様に、周辺機器が、クラスター5とともに使用され得、クラスター5への輸送用デバイス40の追加または除去を促進させる。たとえば、第1の実施形態と同様に、搬送メカニズムが使用され得、輸送用デバイス40が、搬送メカニズムの上に位置付けされ、クラスター5から除去されるか、または、クラスター5に追加され得る。そのうえ、クラスター5は、特定の機能のために異なる場所に位置付けされ得る。たとえば、第1のクラスター5は、大気環境に位置付けされ得、一方、第2のクラスター5は、チルド環境に位置付けされ得る。このように、第1のクラスター5は、チルドにすることを必要としない食料品(たとえば、乾物など)を貯蔵する輸送用デバイス40を備えることが可能であり、一方、第2のクラスター5は、チルドにすることを必要とする食料品(たとえば、生鮮食品など)を貯蔵する輸送用デバイス40を備えることが可能である。顧客の注文は、顧客によって注文された、チルドにすることを必要とする食料品、および、チルドにすることを必要としない食料品を備える、それらの輸送用デバイス40を、第1および第2のクラスターから抽出することによって履行され得る。これは単なる例として提供されているに過ぎず、チルドされるかまたは室温で貯蔵され得る食料品が、第1のクラスターまたは第2のクラスターのいずれかの中に等しく貯蔵され得るということが認識されることとなる。
図12aおよび図12bは、それぞれの輸送用デバイス40の再配置用ユニット41の中に備えられ得るメカニズムの例を示している。とりわけ、クラスター5が再構成可能な物理的なトポロジーを有するように、クラスター5の中で自分自身を再配置するための、それぞれの輸送用デバイス40の上記に説明された機能性は、複数の異なる技術によって達成され得る。より一般的には、再配置用ユニット41は、輸送用デバイス40同士の間の機械的なメカニズム、磁気的なメカニズム、電磁メカニズム、および/または非接触メカニズムの1つまたは組み合わせを使用して実装され得る。
たとえば、図12aは、2つの輸送用デバイス40を示しており、2つの輸送用デバイス40は、再配置用ユニット41をそれぞれ備えており、再配置用ユニット41は、機械的なメカニズムを備え、輸送用デバイス40同士の間の協働によって、クラスターの中でのそれぞれの輸送用デバイスの再配置を可能にし、クラスターの中での輸送用デバイスの物理的な再配置を実現する。この例では、それぞれの輸送用デバイス40は、アクティブ面41aと、パッシブ面41bとを備える。第1の輸送用デバイス40のアクティブ面41aは、クラスター5の中の別の輸送用デバイス40のパッシブ面41bと協働することが可能である。協働は、第2の輸送用デバイス40に対する第1の輸送用デバイス40の移動を実現する。たとえば、図12aに示されているように、アクティブ面41aは、アクティブ面41aの上に配置されている2つのコグ411を備えることが可能である。パッシブ面41bは、スペースを有するトラック412を備えることが可能であり、それぞれのコグ411の歯が、そのスペースの中に係合する。この例では、それぞれの輸送用デバイス40は、アクティブ面41aと、パッシブ面41bとを備えるものとして説明されてきたが、しかし、輸送用デバイス40の上のアクティブ面およびパッシブ面の任意の組み合わせが想定され、それは、たとえば、アクティブの様式および/またはパッシブの様式で他の輸送用デバイス40と選択的に係合する面などであるということが想定される。そのうえ、2つのコグ411が説明されてきたが、任意の数のコグが想定される。同様に、コグが説明されてきたが、ギヤおよび/またはスプロケットなどのような、他の機械的なメカニズムも想定される。一般的に、クラスター5の中での輸送用デバイス40の再配置を可能にする機械的なメカニズムが想定される。
図12aの例では、第1の輸送用デバイス40の上のそれぞれのコグ411の歯は、第2の輸送用デバイス40の上のトラック412と係合している。したがって、コグ411の回転は、トラックに沿った第1の輸送用デバイス40の運動を結果として生じさせる。このように、第1の輸送用デバイス40は、第2の輸送用デバイス40との相互作用によって移動させられ得る。認識されることとなるように、コグ411およびトラック412は、X方向、Y方向、および/またはZ方向のいずれかへの第1の輸送用デバイス40の運動を可能にするように配置され得る。このように、それぞれの輸送用デバイス40の再配置は、第1の輸送用デバイス40と第2の輸送用デバイス40との間の相互作用によって第1の輸送用デバイス40の再配置を実施する機械的なメカニズムによって実現され得る。
図12bは、輸送用デバイス40の移動を実現するために磁気および/または電磁気を利用する第2の例を示している。この例では、再配置用ユニット41は、磁石および/または電磁石を備える。この例では、第1の輸送用デバイス40のアクティブ面41aは、電磁石413を備える。前述したように、それぞれの輸送用デバイス40は、アクティブ面41aと、パッシブ面41bとを備えることが可能であるが、しかし、アクティブ面41aだけを備える輸送用デバイス40などのような、他の面の組み合わせも想定される。第2の輸送用デバイス40は、パッシブ面41bを備え、トラックのような進行で配置された永久磁石414が、パッシブ面41bの上に配置されている。この例では、電磁石413を選択的に励磁することによって、第1の輸送用デバイス40の移動は、電磁石413が永久磁石414に選択的に引き付けられることおよび永久磁石414から反発されることを引き起こすことによって実現され得、それによって、第1の輸送用デバイス40が第2の輸送用デバイス40の上の永久磁石414のトラックのような進行に従うことを引き起こす。このように、第1の輸送用デバイス40と第2の輸送用デバイス40との間の相互作用は、クラスターの中での第1の輸送用デバイス40の運動を引き起こし、それによって、その再配置を可能にする。
図13は、再配置用ユニット41が機械的なメカニズムを備える輸送用デバイス40を示している。より具体的には、図13に示されている例は、輸送用デバイス40のアクティブ面41aを実装する際に利用され得る例示的なコンポーネントに関係している。コグ、ホイール、またはギヤなどのような、他のコンポーネントも使用され得るということが想定される。この例では、アクティブ面41aは、コグ51と、モーター52と、サポート53とを備える。コグ51およびパッシブ面41bの上の対応するトラックは、ラックアンドピニオンを含むことが想定される。この例では、モーター52およびサポート53は、輸送用デバイス40の内側に位置付けされており、一方、コグ51は、輸送用デバイス40の内側から、その壁部を通して、輸送用デバイス40の外側へ延在している。この例では、アクティブ面41aは、2つのモーターを備え、2つのモーターは、コグ51をそれぞれ駆動し、その面の上での2次元の移動を提供する。したがって、輸送用デバイス40が動力を与えられる。サポート53は、トラックとコグとの間の近い分離を維持するために使用され得る随意的な特徴である。とりわけ、サポート53は、磁化され得、近隣の輸送用デバイス40のパッシブ面41bの上の対応する磁化されたサポートに引き付けられるように配置され得る。このように、対応するトラックの上のコグ51の静止摩擦が改善される。そのうえ、それぞれのモーター52の出力は、ギヤ付きになっていることが可能であり、給電されていないモーターが、重力の力に対抗して輸送用デバイス40の位置を保持するようになっている。この例では、モーター52を駆動することは、対応するコグ51を駆動する。好ましくは、それぞれのコグ51は、他のコグ51から独立して駆動され、コグ51の中のツイストが容易に訂正され得るようになっている。コグ51は、近隣の輸送用デバイス40の上の対応するトラックと係合し、輸送用デバイス40の移動を促進させる。コグ51は、円形プロファイルとして示されてきたが、非対称のプロファイルを有するコグは、特定の利点を有することとなるということが想定される。たとえば、コグ51のプロファイルを横切る弦の場所を備えるコグ51は、プロファイルが主に円形になっているがコグ51の1つの部分において平坦化されているコグ51を結果として生じさせることとなり、その回転の一部分に関してトラックから解除するコグ51を結果として生じさせる。そのようなコグ51は、コグ51がトラックと解除することによってその通常のターニングの方向に対して垂直に移動することを必要とされるときに有用であることとなる。
図14は、再配置用ユニット41が機械的なメカニズムを備える輸送用デバイス40のパッシブ面41bを示している。この例では、示されているコンポーネントは、輸送用デバイス40のパッシブ面41bの上に実装され得るものの例である。アクティブ面41aと同様に、これらのコンポーネントは、単なる例として与えられているに過ぎず、他のコンポーネントが、それぞれの輸送用デバイス40の移動を促進させるために使用され得るということが想定される。とりわけ、パッシブ面41bは、トラック56と、クロスオーバートラック57と、ガイド55とを備える。随意的に、パッシブ面41bは、サポート53に引き付けられるように配置されている永久磁石54を備えることが可能である。しかし、磁石は、そのような保持構造体(それは、輸送用デバイス40によって経験される重力の力に抵抗するように配置され得る)に関して必要ではない。その代わりに、または、追加的に、機械的なラッチは、固定された位置に輸送用デバイス40を保持するために使用され得る。パッシブ面41bのコンポーネントは、輸送用デバイス40の面の外側に位置付けされているということが想定される。ガイド55は、トラックとともに用いられ、コグ51がトラック56から滑り落ちることを回避し、それによって、コグ51とトラック56との間のアライメントを維持することが可能である。とりわけ、コグ51は、トラック56と係合するように配置されており、別の輸送用デバイス40に対する1つの輸送用デバイス40の移動を可能にする。換言すれば、トラック56は、コグ51がその表面の上にのしかかることを可能にし、コグ51のターニングの方向への移動を実現する。そのうえ、コグ51は、横方向に、すなわち、コグ51のターニングの方向に対して垂直の方向に、トラックを横切ってスライドすることが可能である。しかし、輸送用デバイスの2次元の移動を可能にするために、輸送用デバイス40が2つの方向のうちの1つに移動することが予期される場所において、クロスオーバートラック57が、ガイド55の中のギャップとともに設けられている。クロスオーバートラック57は、2つの方向へのコグ51の横方向スライドを可能にする。ガイド55の中のギャップは、コグ51の直径よりも小さくなるように設けられ、ツイストすることを防止することが可能である。そのうえ、トラック56は、輸送用デバイス40同士の間のギャップを通って横向きに延在し、最小化されたツイストまたはツイストされない横方向移動を伴って、コグ51がトラックと再係合することを可能にする。換言すれば、(横向き方向への)追加的なトラックは、面に沿ってそれぞれのトラック56の中間点に設けられており、輸送用デバイス40がそれぞれの輸送用デバイス40のパッシブ面41bを横切って移動させられるときに、コグ51がトラックと容易に再係合するようになっている。好ましくは、追加的なトラックは、ランプ付きのプロファイルを設けられており、コグとトラックとの再係合が徐々に起こるようになっている。このように、アクティブ面の上のすべての4つのコグの再係合が、近隣の輸送用デバイス40のパッシブ面の上に係合されているときに、次いで、トラック57は、コグ51がツイストすることを防止する。それぞれの輸送用デバイス40の精密な位置は、複数の方式で実現され得る。たとえば、第1の例では、それぞれのアクティブ面41aの上のホール効果センサーまたはそれに類するものによって検出されることとなるそれぞれのパッシブ面41bの中心に磁石を設置することによって、実現され得る。第2の例では、それぞれのパッシブ面41bの中心に磁石を設置し、それぞれのアクティブ面41aの中心に反対の極性の磁石を設置し、それによって、効果的なアライメントを結果として生じさせる引力を引き起こすことによって、実現され得る。第3の例では、それぞれのパッシブ面41bの中心に光センサー(たとえば、フォトダイオードなど)を設置し、それぞれのアクティブ面41aの中心に、対応する光エミッター(たとえば、LEDなど)を設置することによって、実現され得る。認識されることとなるように、これらは、単なる例として提供されているに過ぎず、パッシブ面41bの上に位置付けされている代わりに、アクティブ面41aの上に位置付けされているもの(また、その逆も同様)として説明されている特徴などのような、精密な位置決めの他の方法も想定される。
図15は、見る角度からの例示的な輸送用デバイス40を示しており、輸送用デバイス40の垂直な面の上に配置されているアクティブ面41aと、パッシブ面41bとを見ることが可能であるようになっている。輸送用デバイス40は、2つのアクティブ面41a(隣接する側部の上に配置されている)と、2つのパッシブ面41b(隣接する側部の上に配置されている)とを備えるということが想定される。このように、それぞれの輸送用デバイス40は、隣接する輸送用デバイス40が輸送用デバイス40を横切って移動することも可能にしながら、3次元のいずれかに移動するように駆動され得る。
図16は、クラスターの中で移動する輸送用デバイス40の例を示している。この例では、中央の輸送用デバイス40が、対応するパッシブ面41bの上のトラックと相互作用するその自分自身のアクティブ面の上のコグの作用を通して移動させられている。追加的に、それは、中央の輸送用デバイス40のパッシブ面41bを押す/引っ張るために自分自身のコグを利用して、他の静止した輸送用デバイス40の作用によって押されている/引っ張られている。このように、任意の数の輸送用デバイス40が、クラスターの中で制御および再配置され得る。
図17は、磁石および/または電磁石を備える再配置用ユニット41の第1の例を示している。この原理は、電磁石および/または永久磁石の間の相互作用に基づいている。電磁石の中の電流をアクティブに制御することによって、または、永久磁石を移動させることによって、輸送用デバイス40の3次元の移動および浮揚が実現され得る。有利には、永久磁石と電磁石とを組み合わせることは、複数の利点をもたらす。たとえば、輸送用デバイス同士の間の永久磁石と永久磁石との相互作用が回避される。その理由は、経験される力が克服されるのに困難であり、その代わりに、永久磁石が、電磁石と相互作用するからである。そのうえ、電磁石と相互作用する電磁石は、輸送用デバイス40を持ち上げるのに十分な力を発生させない可能性がある。したがって、永久磁石と相互作用する電磁石が、輸送用デバイス40を任意の方向に移動させるために推進力を発生させるのに好適であるということが見出された。このように、電磁石状態の制御されたスイッチングは、輸送用デバイス40の制御可能な移動を生じさせる。それぞれの輸送用デバイス40の側部は、移動させられることとなる輸送用デバイス40の側部に隣接する他の輸送用デバイス40の側部との相互作用によって、それぞれの輸送用デバイス40の垂直方向のおよび水平方向の移動を制御する。
図17では、電磁石または永久磁石は、輸送用デバイス40の上部または底部に設置されておらず、輸送用デバイス40の側部のみに設置されている。輸送用デバイス40の2つの隣接する面は、電磁石61を備え、一方、輸送用デバイス40の他の2つの隣接する面は、永久磁石62を備える。永久磁石および電磁石の同様の配置を備える近隣の輸送用デバイス40は、それと相互作用し、推進力を発生させる。図17に示されているように、永久磁石62および電磁石61のそれぞれは、ヒステリシスループに似ているプロファイルで配置されている。
図18は、クラスターの中の輸送用デバイス40の浮揚させられた移動の例を示している。図18では、ヒステリシスループで配置された永久磁石62を備える輸送用デバイス40の側部が示されている。この図において見ることができるように、中央の輸送用デバイス40は、2つの近隣の輸送用デバイス40の間で移動させられている。この例では、輸送用デバイス40の1つの側部は、永久磁石62を備え、近隣の輸送用デバイス40の上の対応する電磁石61と協働する。中央の輸送用デバイス40の他の側部は、電磁石61を備え、電磁石61は、近隣の輸送用デバイス40の上の対応する永久磁石62と協働する。このように、輸送用デバイス40は正確にぴったり合うようになっており、輸送用デバイス40の永久磁石側部が、近隣の輸送用デバイス40の対応する電磁石側部と相互作用する状態になっている。
図19は、永久磁石/電磁石を備える再配置用ユニット41を備える輸送用デバイス40の第2の例を示している。この例では、磁石は、輸送用デバイス40の上部または底部に位置付けされていない。第2の例では、輸送用デバイス40のそれぞれの面は、輸送用デバイス40の他の面と同一の特徴を備える。これは、上記に説明されている第1の例とは異なり、第1の例では、面は同一になっておらず、とりわけ、1つの面が永久磁石を備えた状態になっており、一方、別の面が電磁石を備えることとなる。この第2の例では、すべての4つの面は、回転対称で同一になっている。輸送用デバイス40のそれぞれの面は、輸送用デバイス40のそれぞれの面の上に交互のパターンで配置されている電磁石61および永久磁石62を備える。とりわけ、それぞれの面は、ストリップによって実質的に充填される。第1のストリップは、電磁石だけを備え、一方、第1のストリップに隣接して配置されている第2のストリップは、永久磁石62および電磁石61を備える。第2のストリップは、次いで、別の第1のストリップの隣に配置されており、したがって、そのパターンが継続する。図19に示されているように、それぞれの面は、第1のストリップのうちの5つを備え、第2のストリップが第1のストリップ同士の間に挟まれた状態になっており、それによって、それぞれの面は、4つの第2のストリップを備える。しかし、これは、単なる例として提供されているに過ぎず、複数の異なるパターンが想定される。それぞれの輸送用デバイス40の側部は、輸送用デバイス40の垂直方向のおよび水平方向の移動を制御する。
有利には、輸送用デバイス40のそれぞれの面は、それぞれの輸送用デバイス40を推進することおよび持ち上げることの両方に関与している。
図20は、2つの近隣の輸送用デバイス40の間で移動させられている中央の輸送用デバイス40の例を示している。前述した磁石結果の特定の配置の結果として、有利には、移動させられている輸送用デバイス40は、移動させられるための動力を必要としない。その代わりに、中央の輸送用デバイス40を移動させている近隣の輸送用デバイス40だけが、中央の輸送用デバイス40を推進するための動力を必要とする。
第2の例に示されている輸送用デバイス40に対して行われ得る1つの最適化は、輸送用デバイス40のそれぞれの面の中央部分から永久磁石62および電磁石61を除去/省略することであることとなる。このように、輸送用デバイス40を移動させるときに、より少ない抵抗が経験されることとなる。
図21および図22は、磁石を備える再配置用ユニット41の第3の例を示している。とりわけ、前述した磁気的なメカニズムの第2の例と同様に、輸送用デバイス40のすべての4つの面は、永久磁石62および電磁石61を備えるストリップとともに同一に配置されている。第2の例と同様に、電磁石61のストリップは、(それぞれの面の上において)永久磁石62のストリップによって挟まれている。単なる例として図21に示されているように、それぞれの面は、電磁石61の5つのストリップを備える。それぞれの面の上において、電磁石61のストリップ同士の間に、永久磁石61のストリップ、とりわけ、4つのストリップが位置付けされている。しかし、第2の例とは異なり、輸送用デバイス40の上部縁部は、磁石63を備える。磁石63は、永久磁石および/または電磁石を備えることが可能である。そのうえ、輸送用デバイス40の底部表面は、磁石63を備える。このように、輸送用デバイス40の側部は、Z方向への垂直方向の移動に関与しており、一方、それぞれの輸送用デバイス40の底部および上部は、浮揚ならびにX方向および/またはY方向への横方向の移動に関与している。有利には、この配置は、移動させられるために動力を与えられることが必要とされない輸送用デバイス40を結果として生じさせる。その代わりに、移動させられることとなる輸送用デバイス40に作用する近隣の輸送用デバイス40だけが動力を必要とする。
この例では、第1の実施形態のいくつかのエレメントは、本明細書で説明されている第2の実施形態と組み合わせられ得る。とりわけ、クラスターの底部の上の輸送用デバイス40に関して、磁石を備える床との輸送用デバイス40の底部の作用は、輸送用デバイス40の浮揚を提供する際に有用である可能性がある。
第3の例に示されている輸送用デバイス40に対して行われ得る1つの最適化は、輸送用デバイス40のそれぞれの面の中央部分から永久磁石62および電磁石61を除去/省略することであることとなる。このように、輸送用デバイス40を移動させるときに、より少ない抵抗が経験されることとなる。
上記に説明されている再配置用ユニット41の例は別として、他の例も想定される。たとえば、図7a、図7b、図8a、図8b、図9a、および図9bに示されている第1の実施形態に関係するそれらの例は、本明細書で説明されている本実施形態の第2の実施形態に等しく適用され得る。たとえば、図7aおよび図7bに関して、第2の実施形態の輸送用デバイス40は、オムニホイール11を備えることが可能であり、オムニホイール11は、第1の実施形態において利用されるアクティブな床/壁部/表面の特徴に依存することなく、クラスターの中の輸送用デバイス40を移動させるために駆動され得る。その代わりに、オムニホイールは、クラスターの中の近隣の輸送用デバイス40の上部、底部、または側部において動作することが可能である。このように、輸送用デバイス40は、ホイールのステアリング/持ち上げを必要とすることなく、少なくとも2次元で移動することが可能である。
そのうえ、図8a、図8b、図9a、および図9bに示されている例は、また、第2の実施形態の輸送用デバイス40の再配置用ユニット41とともに用いられ得る。この例では、さまざまな磁気的なおよび静的なコンポーネント211、212、213、214、215のうちの少なくとも1つから形成されたトラックは、第1の実施形態のような表面の上の代わりに、第2の実施形態の輸送用デバイス40の再配置用ユニット41の中に備えられ得る。より具体的には、図8aおよび図8bを参照すると、トラック211および磁石212は、輸送用デバイス40の上部縁部の上に据え付けられ得、近隣の輸送用デバイス40が永久磁石11を備えるようになっている。このように、永久磁石11は、物理的なトラック11の中に拘束され、輸送用デバイス40の浮揚を可能にする。それによって、輸送用デバイス40は、輸送用デバイス40の物理的な持ち上げを必要とすることなく、少なくとも2次元で移動することが可能である。そのうえ、トラック211を近隣の輸送用デバイス40の上部に取り付けることによって、次いで、輸送用デバイス40の移動が、輸送用デバイス40を支持するための外部フレームワークの使用なしに実現され得る。
同様に、図9aおよび図9bに示されている磁石213、214、および215から形成されたトラックは、同様に、第2の実施形態の輸送用デバイス40の上部縁部の中に備えられ得る。このように、それぞれの永久磁石215は、4つの電磁石によって取り囲まれており、4つの電磁石は、それぞれの電磁石213および215の中の電流を変化させることによって制御されるそれぞれの輸送用デバイス40の浮揚および滑らかな移動の制御によって、輸送用デバイス40を浮揚させるように作用する。このように、輸送用デバイス40は、輸送用デバイス11の底部の上の永久磁石と磁石213、214、215を備える近隣の輸送用デバイス40の上部との間の相互作用によって、近隣の輸送用デバイス40と協働することが可能である。
図23a、図23b、図24a、図24b、図25a、図25b、図26a、図26bは、第1の例によるクラスターの中の輸送用デバイス40の再配置を実現する磁気機械的なメカニズムを備える再配置用ユニット41を備える輸送用デバイス40の例を示している。とりわけ、それぞれの輸送用デバイス40は、近隣の輸送用デバイス40の上にトラックのような構造体の中に配置されている永久磁石(換言すれば、線形に配置されている永久磁石)と相互作用する少なくとも1つの磁気ホイールを備える。
図23aは、モーターによって駆動されるように配置されている例示的な磁気ホイール71の詳細を示している。ホイールは、軸棒および円形ディスクを備える。そのうえ、磁気ホイール71は、磁気ホイール71の周辺に配置された永久磁石72を備える。永久磁石72は、電磁石と交換され得るということが想定される。好適な例では、永久磁石72は、交互の極性のパターンで配置されており、トラックのような構造体の上の対応する交互の極性を伴う。しかし、そのようなパターンがなくても、効果的な設計が依然として現実化され得る。
図23bは、輸送用デバイス40のアクティブ面41aの上の磁気ホイール71の例示的な配置を示している。この例では、4つの磁気ホイール71が、アクティブ面41aの上にパターンで配置されている。認識されることとなるように、他のパターンも可能である。
図24aは、輸送用デバイス40のパッシブ面41bの上の永久磁石73の例示的な配置を示している。永久磁石73は、電磁石によって交換され得るということが想定される。この例では、永久磁石73は、線形のトラックのような様式で配置されており、線形の方式で輸送用デバイス40を移動させるために永久磁石71が引き付けられる構成体を提供する。永久磁石73は、パッシブ面41bの後ろに、輸送用デバイス40の内側に配置されているということが想定される。このように、輸送用デバイスの外部面(アクティブ面とパッシブ面の両方)は、滑らかになっている。永久磁石73は1つの方向に走っているように示されてきたが、それぞれのパッシブ面41bは、輸送用デバイス40が2つ以上の方向に移動することができるように、異なる方向に配置されている永久磁石73の2つ以上のトラックを備えることが可能であるということが想定される。
それぞれの輸送用デバイス40は、輸送用デバイス40の隣接する垂直の側部の上に配置されている2つのアクティブ面41aと、輸送用デバイス40の隣接する垂直の側部の上に配置されている2つのパッシブ面41bとを備えるということが想定される。このように、X方向において、1つの面がアクティブになっており、一方、第2の面がパッシブになっている。同様に、Y方向において、1つの面がアクティブになっており、一方、第2の面がパッシブになっている。
図24bは、別の見る角度からのアクティブ面41aを示しており、磁気ホイール71が、輸送用デバイス40の内側に、すなわち、アクティブ面41aの後ろに配置されているということを示している。このように、磁界は、アクティブ面41aを通って伝達し、近隣の輸送用デバイス40のパッシブ面41bと相互作用する。このように、磁気ホイール71の上の磁石72は、近隣の輸送用デバイスのパッシブ面の上に線形に配置されている磁石73と相互作用し、輸送用デバイス40の移動を引き起こす。磁気ホイール71は、モーターによって移動させられ得る。輸送用デバイス40の内側に磁気ホイール71を配置することによって、輸送用デバイス40の外側表面は滑らかであり、それは、機械的に有利である可能性がある。そのうえ、それぞれの輸送用デバイス40は、自己充足型になっており、輸送用デバイス40の外側へ突出するハードウェアを備えていない。追加的に、磁石間の引力は、輸送用デバイス40を上昇させるのに十分に強力である。モーターによって磁気ホイール71の回転を引き起こすことによって、輸送用デバイス40の横方向のおよび垂直方向の運動が実現され得る。
とりわけ、図25aおよび図25bに示されているように、輸送用デバイス40の運動が示されている。示されている図は、輸送用デバイス40の内側からの図であり、パッシブ面41bと、それを越えて、近隣の輸送用デバイス40の磁気ホイール71とともに近隣の輸送用デバイス40のアクティブ面41aとを見ている。図25aでは、磁気ホイール71は、近隣の輸送用デバイス40の内側で回転するように示されている。このように、磁気ホイール71の永久磁石72と永久磁石73との間の相互作用は、輸送用デバイス40の移動を結果として生じさせる。示されているように、輸送用デバイス40の運動を実現するために、磁気ホイール71のうちの2つが、反時計回り方向に回転しており、一方、2つの他の磁気ホイールが、時計回り方向に回転している。したがって、永久磁石のトラックのような構造体を備えたパッシブ面41bは、磁気ホイール72の回転に対して接線方向に上向き方向に移動し、それによって、輸送用デバイス40を上向きに再配置する。認識されることとなるように、図25aに示されている図は、輸送用デバイス40の1つの側部だけからの図である。アクティブ面41aを備える可能性のある、図25aに示されている面に対して平行になっている輸送用デバイス40の面によって及ぼされる作用は示されていない。この例では、再配置されている輸送用デバイス40のアクティブ面41aの磁気ホイール71は、近隣の輸送用デバイス40の磁気ホイール71と同様の様式で移動することが可能であり、それによって、パッシブ面41bとアクティブ面41aとの間の相互作用によって2つの面から輸送用デバイス40を支持している。このように、輸送用デバイス40の面を横切るアクティブ面41aからパッシブ面41bへの相互作用の対称的な動作を使用することによって、次いで、輸送用デバイス40の再配置が実現され得る。そのうえ、とりわけX、Y、またはZ方向に配置されている永久磁石のトラックのような構造体の配置によって、次いで、3次元の輸送用デバイス40の再配置が実現される。
図25bは、図25aに示されている動作の結果を示している。とりわけ、パッシブ面41bを備える輸送用デバイス40は、アクティブ面41aを備える輸送用デバイス40に対して上向きに移動させられている。認識されることとなるように、上向きの方向は、単なる例としてのものに過ぎず、永久磁石のトラックのような構造体を異なる方向に配置することによって、次いで、磁気ホイール71の移動は、輸送用デバイス40の再配置を異なる方向に引き起こすこととなる。
図26aおよび図26bは、近隣の輸送用デバイス40の作用によって再配置されている輸送用デバイス40のパッシブ面41bの詳細とともに、アクティブ面41aを備える近隣の輸送用デバイス40の斜視的に見る角度の図である。図25aおよび図25bを参照して前述したように、それぞれの輸送用デバイス40は、アクティブ面41aと、パッシブ面41bとを備えることが可能である。図26aでは、近隣の輸送用デバイス40の磁気ホイール71は、輸送用デバイス40の上の永久磁石のトラックのような構造体が上向きに移動することを引き起こす様式でターンさせられる。磁気ホイール71に装着されている移動している永久磁石72とトラックのような構造体の永久磁石73との相互作用は、輸送用デバイス40の上向きの移動を引き起こす。図26bでは、パッシブ面41bの位置は、図26aにおいて開始された動作が完了した後の輸送用デバイス40の位置を示している。示されているように、輸送用デバイス40は、近隣の輸送用デバイス40の中の磁気ホイール71との相互作用によって上向きに移動させられている。
図27は、再配置用ユニット41を備える輸送用デバイス40の上面図を示しており、再配置用ユニット41は、第2の例による磁気機械的なメカニズムを備える。とりわけ、再配置用ユニット41は、少なくとも1つの磁気ホイール81を備える。磁気ホイール81は、その周辺に配置されている複数の永久磁石82を備える。たとえば、電磁石など、他の磁石もこの目的のために使用され得るということが想定される。この特定の例では、永久磁石82の作用は、磁気ホイール81の軸棒に対して垂直になっている。とりわけ、永久磁石82の極は、磁気ホイール81に対して垂直方向に配置されている。有利には、これは、スペースを節約する。磁気ホイール81の軸棒は、モーターによって駆動されるように配置されている。磁気機械的なメカニズムの第1の例を利用する、図23aおよび図23bを参照して上記に説明されている輸送用デバイス40と同様に、磁気ホイール81の作用によって、アクティブ面41aを通して、近隣の輸送用デバイス40のパッシブ面41bの中/上に配置されている磁石と相互作用する。
図28aは、輸送用デバイス40のパッシブ面41bのより詳細を伴う輸送用デバイス40の正面図を示している。換言すれば、輸送用デバイス40のパッシブ面41bの図が示されている。パッシブ面41bは、単数の永久磁石83と、細長い永久磁石84とを備える。電磁石が永久磁石の代わりに使用され得るということが想定される。パッシブ面41bの周りでの単数の永久磁石83の特定の配置は、トラックのような構造体を提供し、磁気ホイール81に装着されている永久磁石82が、それと相互作用することができる。そのうえ、細長い永久磁石83の追加は、支持構造体として使用され、近隣の輸送用デバイス40を一緒に引き付け、それによって、輸送用デバイス40同士の間の保持力を形成することが可能である。
図28bは、輸送用デバイス40のアクティブ面41aのより詳細を伴う輸送用デバイス40の背面図を示している。換言すれば、輸送用デバイス40のアクティブ面41aの図が示されている。前述したように、アクティブ面41aは、磁気ホイール81と、その上に装着された永久磁石82とを備える。磁気ホイール81は、輸送用デバイス40の外側表面の後ろに配置され得、磁界が輸送用デバイス40の外側表面を通過するようになっており、輸送用デバイスの外側表面が滑らかになっていることを保証しながら、近隣の輸送用デバイス40に対する磁気的な作用を可能にするということが想定される。同じことが、輸送用デバイス40のパッシブ面41bに適用され得る。
図28bは、輸送用デバイス40のアクティブ面41aの上に配置されている磁気ホイール81のレイアウトの1つの例を示している。とりわけ、2つの磁気ホイール81は、垂直方向の配向で回転するように配置されており、一方、1つのホイールは、水平方向に回転するように配置されている。このように、クラスターの中の他の輸送用デバイス40との協働によって、輸送用デバイス40は、第1の方向および/または第2の方向に移動することが可能である。輸送用デバイス40の2つの隣接する面の上の対応するメカニズムは、それによって、輸送用デバイス40が3つの方向のいずれかに移動することを可能にする。とりわけ、それぞれの磁気ホイール82がその軸棒の周りに回転することによって、磁気ホイール81の上の永久磁石82と近隣の輸送用デバイス40の上の永久磁石83および84との間の相互作用は、輸送用デバイス40の再配置を可能にする。輸送用デバイス40の中の磁気ホイール81の他のレイアウトが、クラスターの中での輸送用デバイス40の再配置に関して等しく適用可能であるということが想定される。
図29から図37は、磁気機械的なメカニズムを備える輸送用デバイス40の再配置用ユニット41の第3の例を示している。この例は、輸送用デバイス40のそれぞれの側面が、アクティブ部分と、パッシブ部分とを備え、したがって、以前の例とは異なり、全体的にパッシブまたはアクティブになっている側面はないという点において、第1および第2の例とは異なっている。
図29は、第3の例とともに使用するための磁気ホイール91の例を示している。磁気ホイールは、その周辺に配置された永久磁石92を備える。永久磁石92、または、磁気ホイール91および永久磁石92は、電磁石と交換され得るということが想定される。磁気ホイール91は、モーターによって回転させられるように配置されており、磁気ホイール91は、モーターの軸棒の上にフィットするように配置されており、直接的にまたは間接的にモーターに接続されるようになっている。図29に示されているように、磁気ホイール91の周囲部は、その中に永久磁石92を埋め込んでいる。円錐形状に形状決めされた磁石を使用することは、有利には、磁気ホイール91の周囲部において磁界強度を増加させるということが見出された。しかし、たとえば、組み合わせられたより大きい強度を生成させるための複数の磁石の使用など、永久磁石92の他の配置および/または形状が想定され、たとえば、円筒形状の磁石と立方体形状の磁石とを組み合わせることは、円錐形状の磁石の強度を近似することが可能である。磁気ホイール91では、有利には、永久磁石92の磁極は、磁気ホイール91の周囲部の周りで交互になるように配置されている。たとえば、特定の永久磁石92aは、磁石のN極が磁気ホイール91の中心から外向きに面した状態で配置され得る。したがって、永久磁石92bは、磁石のS極が磁気ホイール91の中心から外向きに面した状態で据え付けられ得る。したがって、永久磁石92cは、N極が外向きに面した状態で据え付けられ得、一方、永久磁石92dは、S極が外向きに面した状態で据え付けられ得る。このように、磁極が、磁気ホイール91の周囲部の周りで交互になっている。したがって、有利には、磁気ホイール91の周囲部は、偶数の永久磁石91を備える。
随意的に、磁気ホイール91は、スプリングなどによって輸送用デバイス40の中にばね支持され得る。このように、磁気ホイール91の休んでいる位置は、輸送用デバイス40の内側にあることが可能であり、磁気ホイール91は、近隣の輸送用デバイス40の磁石を使用して、輸送用デバイスの外側のその係合された位置を得、スプリング力に対抗して、輸送用デバイス40の外側の位置にホイールを引き付ける。
図30aおよび図30bは、輸送用デバイス40の面の例を示している。簡単にするために、図30aに示されている面は、A面と称され得、一方、図30bの中の面は、B面と称され得る。4つの面を備える輸送用デバイスのこの例では、輸送用デバイス40は、2つのA面と、2つのB面とを備えるように配置されている。2つのA面は、互いに垂直に配置されており、2つのB面は、互いに垂直に配置されている。したがって、輸送用デバイス40の2つの角部において、面タイプは、A面からB面へ変化する。
図30aは、A面の例を示している。この例では、A面は、X方向およびZ方向に延在するように示されているが、認識されることとなるように、A面は、任意の方向に延在することが可能である。A面は、少なくとも1つの磁気ホイール91を備え、この例では、A面は、X方向に沿ってA面の両側に配置されている2つの磁気ホイール91を備える。また、A面は、個々の永久磁石を備える第1の磁石トラック93を備える。認識されることとなるように、A面の上に1つまたは複数の磁気トラック93が存在することが可能である。この例では、個々の永久磁石は、X方向に沿って線形に配置されている。しかし、永久磁石は、電磁石から形成され得、任意の方向に延在することが可能であるということが想定される。磁気ホイール91は、モーターに装着されるように配置されており、モーターは、輸送用デバイス40の内側に配置されている。磁気ホイール91は、輸送用デバイス40の中の開口部を通って延在するように配置されている。そのうえ、磁気ホイール91の装着は、A面と同一平面上の磁気ホイールの面が、第1の磁気トラック93の恒久的な面と同じA面から所定の距離を有するようになっている。換言すれば、第1の磁気トラック93は、磁石が据え付けられていない2つの場所を備え、その場所は、A面の中の開口部と対応しており、磁気ホイール91は、その開口部を通って突出することが可能である。しかし、磁気ホイール91が据え付けられているときに、第1の磁気トラック93の中のこれらの欠けている場所は、第1の磁気トラック93と磁気ホイール91との間の最小ギャップを伴って、磁気ホイール91の磁石によって充填される。そのうえ、第1の磁気トラック93の表面および磁気ホイール91の周囲部が整合させられ、それによって、磁石の連続的で比較的に平坦な表面を形成するように、磁気ホイール91は据え付けられている。追加的に、磁気ホイールは、磁気トラック93の方向に対して垂直の方向に回転するように据え付けられている。
第1の磁気トラック93は、永久磁石から形成されており、永久磁石の磁極は、1つの磁石から次の磁石へ交互になっている。たとえば、A面の中に据え付けられた6つの永久磁石を備える第1の磁気トラック93の部分が、93a~dおよび93e~fとして識別されている。この点において、据え付けられたときに、磁気ホイール91および第1の磁気トラック93の組み合わせが、Aトラックに沿って永久磁石の範囲を形成するとしても、磁気ホイール91の永久磁石は、第1の磁気トラック93の一部であるとみなされない。しかし、この例に関して、A面に恒久的に貼り付けられたそれらの磁石と磁気ホイールの一部として回転する磁石との間で、差別化が描かれることとなる。
この点において、X方向の中の第1の磁石93aは、N極になるように据え付けられ得、第2の磁石93bは、S極になるように据え付けられ得、第3の磁石93cは、N極になるように据え付けられ得、第4の磁石93dは、S極になるように据え付けられ得る。したがって、磁極は、A面を横切って交互になっている。次の場所は、磁気ホイール91の据え付けのための第1の磁気トラック93の中のギャップであり、磁石がその場所に据え付けられるとすれば、交互の磁極のものになるということが仮定される。したがって、次の場所において、ギャップの対抗する側部に据え付けられている第5の磁石93eは、第4の磁石93dと同じ極、すなわち、S極を有している。したがって、第6の磁石93fは、N極になっており、そして、A面を横切って同様に続く。
このように、第1の磁気トラック93は、A面を横切って交互の磁極のトラックを形成している。第1の磁気トラック93の中のギャップが、A面の上の少なくとも1つの場所の中に形成されており、それは、(磁気ホイール91の)可変の磁極が磁気ホイールの上の適切な位置へ回転させられることを可能にし、第1の磁気トラック93の上の極の交互のパターンを継続するか、または、磁気ホイール91のいずれかの側の2つの磁石と同一の磁石の極を据え付けるかのいずれかである。たとえば、第4の磁石93dおよび第5の磁石93eがS極になるように据え付けられている場合には、磁気ホイール91は、ギャップの中にN極磁石を位置付けするように回転することが可能であり、それによって、交互の磁気トラックを継続する。代替的に、磁気ホイール91は、S極を位置付けするように回転させられ得、それは、交互のパターンを破壊し、3つのS極が互いに隣り合わせになることを結果として生じさせる。
図30bは、B面の例を示している。B面は、それが少なくとも1つの磁気ホイール91と少なくとも1つの磁気トラックとを備えるという点において、A面と同様である。しかし、この特定の例では、B面は、それが合計で4つの磁気ホイール91と2つの磁気トラック94および95とを備えるという点において異なっている。より具体的には、それぞれの磁気トラック94は、2つの磁気ホイール91とともに使用されており、2つの磁気ホイール91のそれぞれは、磁気トラック94の方向に対して垂直の方向に回転するように据え付けられている。そのうえ、A面とB面とを比較するとき、B面の磁気トラック94および95は、A面の磁気トラック93の方向に対して垂直の方向に据え付けられる。より具体的には、磁気トラック93は、X方向に据え付けられており、一方、磁気トラック94および95は、Y方向に据え付けられている。他の点では、磁気ホイール91ならびに磁気トラック94および95は、A面と同様の様式で据え付けられている。とりわけ、磁気トラック94および95のそれぞれは、それぞれの磁気トラック94および95の長さに沿って交互の極を備えて配置された永久磁石を備える(しかし、電磁石が、それに置換され得、または、それに加えて使用され得る)。そのうえ、B面の上の磁気トラック94および95は、対向する極のものであるが、他の配置も代替的にまたは追加的に用いられ得る。たとえば、第1の磁気トラック94の第1の磁石がN極である場合には、第2の磁気トラック95の第1の磁石はS極である。それぞれの磁気トラック94および95の中のギャップは、ギャップのいずれかの側の永久磁石の磁極が同じであり、それによって、B面を横切って交互の磁極パターンを継続するという点において、A面に関するものと同じ様式でハンドリングされる。この結果として、それぞれの磁気ホイール91を慎重に据え付け、それぞれの磁気トラック94に関係する磁気ホイール91が正しい位置にあることを保証するということが重要である可能性がある。たとえば、第1の磁気トラック94に関して、そのトラックに関する第1の磁気ホイール91(すなわち、下側磁気ホイール91)が、初期にN極磁石が輸送用デバイス40の外向きに面した状態で据え付けられているときには、次いで、対応する第2の磁気ホイール91(すなわち、上側磁気ホイール91)も、N極磁石が外向きに面した状態で同じ配向に据え付けられるべきであるが、他の配置も代替的にまたは追加的に用いられ得る。
前述したA面およびB面は、磁気トラックのそれぞれのレベルと一致するようにA面およびB面の中のギャップの中に位置付けされている磁気ホイール91とともに、磁気トラック93、94、および95が輸送用デバイス40の外側にある状態で構築されているが、磁気トラックおよび磁気ホイール91は、A面およびB面の外側表面の後ろに(または、それと同一平面上に)据え付けられ得、換言すれば、輸送用デバイス40の内側に装着され得るということが認識されることとなる。このように、輸送用デバイス40の外側表面は滑らかになっており、それは、機械的に有利である可能性がある。
図31a、図31b、図32a、および図32bは、輸送用デバイス40の角部のそれぞれの周りの図を示しており、4面の輸送用デバイス40の上のA面およびB面の配置を示している。これらの図は、例として提供されており、輸送用デバイス40の他の配置も想定される。たとえば、より多くのまたはより少ない側部を有する輸送用デバイス40も想定される。好ましくは、輸送用デバイス40は、クラスターの貯蔵を最大化するために、また、輸送用デバイス40のそれぞれの側部が近隣の輸送用デバイス40の側部と相互作用するように係合および配置されることを保証するために、正確にぴったり合うようになっている。
図31aは、輸送用デバイス40の第1の角部を示しており、第1の角部において、B面は、A面に垂直方向に取り付けられている。見ることができるように、B面の磁気トラック94および95ならびに磁気ホイール91は、A面の磁気トラック93および磁気ホイール91と垂直方向に配置されている。
輸送用デバイス40の周りのA面およびB面の特定の配置は、輸送用デバイス40がクラスターの中に配置されているときに、輸送用デバイス40のA面がX方向とY方向の両方に近隣の輸送用デバイス40のB面と相互作用することを保証する。そのうえ、輸送用デバイス40のB面は、X方向およびY方向に近隣の輸送用デバイス40のA面と相互作用する。そのような相互作用は、それぞれの輸送用デバイス40が、輸送用デバイス40の上の磁気ホイール91の調整された移動によって、X、Y、および/またはZ方向に再配置され、少なくとも1つの近隣の輸送用デバイス40の上の少なくとも1つの磁気ホイール91とともに再配置され得ることを保証し、このように、それぞれの輸送用デバイスの中の動力およびハードウェア要件が低減される。
より一般的には、A面およびB面の特定の配置は、Z方向への移動と、X方向またはY方向への移動とを提供する。したがって、2つの面の組み合わせは、少なくとも2次元の移動のための能力を提供する。
また、図31aは、磁気ホイール91を回転させるように配置されているモーター96を示している。モーターは、直流電流モーターまたは交流電流モーターなどのような、任意のモーターであることが可能である。いくつかの状況では、ステッパーモーターを使用し、モーターの正確なターニングを可能にし、正しい磁石極が輸送用デバイス40の側部に露出されることを保証することが好適である可能性がある。代替的に、ブラシレス直流電流モーターなどのような、他のタイプのモーターも使用され得る。ホール効果センサーなどのような適当なセンサーが、磁気ホイール91の隣の場所において用いられ、磁気ホイール91の現在の回転状態を適当にセンシングすることが可能である。認識されることとなるように、他のセンサーユニットは、回転状態を検出するために用いられ得(逆起電力測定またはモーター電流および/もしくは電圧の他の手段を使用することを含む)、磁気ホイール91の回転状態、および/または、他の面に対する相対的位置を決定する。また、光学センサーも想定される。磁気ホイール91のそれぞれのセットは、個々のモーター96によって駆動されるように示されているが、しかし、たとえば、すべての磁気ホイール91を駆動するために単一のモーターを使用すること、および、回転パワーを適当な磁気ホイール91に伝達するためにクラッチメカニズムを使用することなど、他の代替例も想定される。そのうえ、この図に示されているように、B面の上の2つの磁気ホイール91が、共通の軸棒の上の単一のモーター96によって駆動されるように示されている。しかし、たとえば、B面の上のそれぞれの磁気ホイール91を個別に駆動することなど、代替例も想定される。補強エレメント97が、輸送用デバイス40のそれぞれの上部角部に示されている。そのような補強エレメント97は、随意的に、輸送用デバイス40に対するリジッド性を増加させるために用いられ得る。とりわけ、補強エレメント97の使用によって、次いで、低減された剛性壁部が、輸送用デバイスのために使用され得、それによって、より薄い壁部を用いることを可能にする。これは、輸送用デバイス40の重量を低減させる利点を有しており、より弱い磁石の使用を可能にする。そのうえ、補強エレメント97は、係合ユニット43として使用される。とりわけ、輸送用デバイス40の底部は、その角部にスパイクを備えることが可能であり、それは、係合ユニット43として動作するように配置された補強エレメント97の中に位置付けされるように配置されている。これは、スタックを形成するときのそれぞれの輸送用デバイス40の正確な場所を可能にする。そのうえ、補強エレメント97は、輸送用デバイス40同士の間で、および/または、電源と輸送用デバイス40との間で、電力を伝達するように配置された電気接点などのような、電力伝達手段をさらに備えることが可能である。たとえば、近隣の輸送用デバイス40の底部は、補強エレメント97の中に備えられた対応する電気接点に接触するように配置された電気接点を備えることが可能である。そのような様式で、電力は、輸送用デバイス40へ/から伝達され得る。代替的に、誘導電力伝達/通信も使用され得る。
図31bは、その第2の角部からの輸送用デバイス40の図を示している。とりわけ、図31aの図に対して、輸送用デバイス40の図は、輸送用デバイス40の中心に対して反時計回りに90度だけ回転している。この図では、輸送用デバイス40の2つのA面が示されており、それらは、互いに垂直に配置されている。このように、輸送用デバイス40は、X方向にA面を備え、Y方向にA面を備え、X方向にB面を備え、Y方向にB面を備える。このように、たとえば、X方向におけるA面は、近隣の輸送用デバイス40の上のX方向における対応するB面と相互作用し、一方、X方向におけるB面は、別の近隣の輸送用デバイス40の上のX方向における対応するA面と相互作用する。同様に、Y方向は、同様の様式で配置されている。
図32aは、その第3の角部からの輸送用デバイス40のさらに別の図を示している。第3の角部は、A面がB面に出会う場所である。図31bの図は、反時計回りに90度回転させられており、図32aの図を形成する。
図32bは、輸送用デバイス40の第4の角部の図を示している。第4の角部は、B面が別のB面に対して垂直に配置されている場所である。図32aの図は、反時計回りに90度回転させられており、図32bの図を形成する。
図33は、輸送用デバイス40の内部の中を見る輸送用デバイス40の上部の図である。認識されることとなるように、輸送用デバイス40の中の空のスペースは、アイテムを受け入れるように配置されているアイテム受け入れスペース42を構成している。モーター96のそれぞれとアイテム受け入れスペース42との間のバリアを形成し、貯蔵されているアイテムがモーター96の動作と干渉することを防止するということが有利である可能性がある。モーター96、磁気ホイール91、ならびに、磁気トラック93、94および95が、再配置用ユニット41の中に備えられている。輸送用デバイス40は、輸送用デバイス40の再配置を制御するために信号を受け取るように配置された通信ユニット44、および/または、輸送用デバイス40の再配置を制御するように配置された制御ユニットをさらに備えることが可能である。そのうえ、輸送用デバイス40は、モーター96および任意の随意的な特徴(たとえば、通信ユニットおよび/または制御ユニットなど)を動作させるための電荷を貯蔵するように配置されたバッテリーなどのような電源をさらに備えることが可能である。
輸送用デバイス40の下側(底部とも称される)の図が示されているが、この例では、輸送用デバイス40の下側は、特徴を備えない滑らかな表面である。しかし、前述したように、係合ユニット43および/または電力伝達手段などのような、複数の随意的な特徴が、下側に設けられ得る。そのうえ、他の磁気的なメカニズムは、適当な場合に、輸送用デバイス40の再配置を支援するために下側に設けられ得る。
図34は、複数の輸送用デバイス40を備えるクラスター5の第1の図を示している。この文脈において、クラスター5は、少なくとも2つの輸送用デバイス40の集合体である。しかし、3つ以上の輸送用デバイス40を提供することは、輸送用デバイス40の移動のしやすさに関して利点を提供する。その理由は、それぞれの輸送用デバイス40が、輸送用デバイス40の面同士の間の相互作用に起因して、近隣の輸送用デバイス40からより多くのサポートを経験することとなるからである。図34において見ることができるように、図は、A面が垂直方向に別のA面と出会う輸送用デバイスの角部を示している。この点において、有利には、輸送用デバイス40の正しい移動のために、次いで、輸送用デバイス40のすべてが、同じ配向で配置されるということが予期される。換言すれば、A面およびB面の配向に関して、個々の輸送用デバイス40の配向は、クラスター5を横切るすべての輸送用デバイス40に関して同じである。このように、プラスのX方向に配置されているA面は、A面に面するようにマイナスのX方向に配置されているB面と相互作用する。そのうえ、プラスのX方向に配置されているA面は、A面に面するようにマイナスのX方向に配置されているB面と相互作用する。認識されることとなるように、A面およびB面の他の構成に関して、次いで、この配置は異なっていてもよく、クラスター5の中の任意の1つの輸送用デバイスの再配置を可能にするように互いと協働する輸送用デバイス40の面を提供するようになっている。そのうえ、輸送用デバイス40が異なるタイプの面を備えて構成されている場合に、次いで、クラスター5の中のそれぞれの輸送用デバイス40の配向の配置は、クラスター5の中の輸送用デバイス40の再配置を可能にするように相互作用する複数の輸送用デバイス40を提供するために変化することが可能である。
図35は、クラスター5の第2の角部からのクラスター5の第2の図を示している。図34の第1の図に対して、第2の図は、図をクラスター5の中心の周りに反時計回りに90度回転させることによって示されている。クラスター5は、特定の数の輸送用デバイス(とりわけ、X方向に3つの輸送用デバイス40、Y方向に3つの輸送用デバイス40、および、Z方向に2つの輸送用デバイス40)を備えるように示されているが、クラスター5は、ワーキングスペースの中のそのようなクラスター5に関してスペースが存在する限りにおいて、任意の特定の方向に任意の数の輸送用デバイス40を備えることが可能であるということが認識されることとなる。第2の図では、第2の角部は、輸送用デバイス40の第1のA面が輸送用デバイス40の第2のA面に垂直方向に出会う場所である。
図36は、クラスター5の第3の角部からのクラスター5の第3の図を示している。クラスター5の第1の図に対して、第3の図は、Z軸の周りのクラスター5の中心の周りの180度の回転を備える。この場所において、それぞれの輸送用デバイス40は、それに対して垂直のB面に出会うA面を備える。
図37は、クラスター5の第4の角部からのクラスター5の第4の図を示している。この場所において、それぞれの輸送用デバイス40の第1のB面は、それに対して垂直に配置されている輸送用デバイス40の第2のB面に出会う。第1の図に対して、この図は、Z軸の周りに270度の回転を備える。
貯蔵システムは、クラスター5を備えることが可能である。この点において、クラスター5は、少なくとも1つのアイテムを貯蔵することが可能である。貯蔵システムは、コントローラーをさらに備えることが可能であり、コントローラーは、クラスター5の中の/上の/外側の開始場所から、クラスター5の中の/上の/外側の目的地場所へ、輸送用デバイスのための経路を決定するように配置されている。コントローラーは、通信ユニットに信号を送信し、決定された経路にしたがって輸送用デバイスが移動することを引き起こすようにさらに配置され得る。このように、コントローラーは、輸送用デバイスのための経路を決定し、決定された経路に沿って輸送用デバイスが移動することを引き起こすことが可能である。追加的にまたは代替的に、制御システムは、他のデバイスに信号を送り、移動を支援および/または実現するように配置され得る。追加的にまたは代替的に、制御システムは、経路の初期部分のみを決定するように配置され得、個々の操縦が実行または終了されるにつれて、それを再検討および拡張する。追加的にまたは代替的に、コントローラーの機能のうちのいくつかまたはすべては、デバイス自身ならびに/または他のデータ処理および/もしくは通信エレメントの間で分散され得る。
上記の図34から図37から明確であるように、クラスター5は、複数の輸送用デバイス40を備える。それぞれの輸送用デバイス40は、X方向および/またはY方向に少なくとも1つの近隣の輸送用デバイス40と相互作用するように配置されている。この例では、輸送用デバイス40の面は、別の輸送用デバイス40に面しており、それと相互作用する。説明されてきたように、それぞれの面は、対応する面と相互作用する。たとえば、1つの方向にA面を備えた輸送用デバイス40は、A面に対向する近隣の輸送用デバイス40のB面と相互作用する。同様に、1つの方向にB面を備えた輸送用デバイス40は、B面に対向する近隣の輸送用デバイス40のA面と相互作用する。この配置の1つの例は、近隣の輸送用デバイス40の上の第2の磁気トラック99の輪郭線と相互作用する、輸送用デバイス40の上の第1の磁気トラック98の輪郭線によって、図37にみられ得る。磁気ホイール91の動作によって、輸送用デバイス40の再配置が実現され得る。
上記は、輸送用デバイス40の側部を説明しており、したがって、任意の方向への輸送用デバイス40の移動を説明している。したがって、係合ユニット43などが輸送用デバイス40の再配置を支援するように説明されてきたが、この構成では、そのような移動を促進させるために、輸送用デバイス40の上部または底部の上の手段に対する特定の必要は存在しない。したがって、クラスター5の中に示されている輸送用デバイス40は、たとえば、最上部の輸送用デバイス40をその下方の輸送用デバイス40の上に保持する重力の力以外に、それらの間の係合の形態なしに、単純に重なり合ってスタックされ得る(しかし、そのような係合は、重力を介する必要はなく、むしろ、機械的、磁気的、または電磁的などである必要がある)。このように、輸送用デバイス40の底部は、そのすぐ下方の輸送用デバイス40の上部縁部の上に単純に置かれる。個々の輸送用デバイス40は、スタックの中で、または、スタックを横切って、および、クラスター5の中の場所同士の間で移動させられ得る。代替的に、輸送用デバイス40のスタック全体が、複数の磁気ホイール91の調整された作用によって再配置され得る。輸送用デバイス40の上部と底部との間の直接的な係合が存在しないと本明細書で説明されているが、いくつかの状況(たとえば、低重力の環境)では、係合が、有利である可能性があり、磁石(たとえば、永久磁石および/または電磁石など)を備えることができる係合ユニット43などによって提供され得、輸送用デバイス40の上部表面にその上方の輸送用デバイス40から解放可能に係合し、および/または、輸送用デバイス40の底部表面をその下方の輸送用デバイス40から解放可能に係合する。
図38は、磁気的な/電磁メカニズムを備える再配置用ユニットの上記に説明された第3の例の修正された輸送用デバイス40の例を示している。この修正例では、A面は、垂直方向に第1の磁気トラック93の上方に配置されている第2の磁気トラック931を含むように修正されている。そのうえ、第2の磁気トラック931の追加は、第2の磁気トラック931の中で動作するための追加的な磁気ホイール93を含む。他の点では、修正された例のA面は、前述したA面と同じに機能する。追加的な磁気トラック931および対応する磁気ホイール93を提供することによって、移動するときに斜めに進みにくいより安定した配置が実現される。とりわけ、第3の例の輸送用デバイス40は、輸送用デバイス40が移動させられていたときに、近隣の輸送用デバイス40の上に捕らえられる場合がある。第2の磁気トラック931を提供することによって、次いで、これが回避される。この点において、修正されたA面は、B面と同様であるが、90度回転させられている。
クラスター5の中の個々の輸送用デバイス40の制御に関して、輸送用デバイス40は、少なくとも1つの他の輸送用デバイス40と相互作用/協働し、クラスター5の中の代替的な場所への、または、クラスター5の外側の場所への、1つまたは複数の輸送用デバイス40の再配置を実現する。そのような制御戦略は、2017年10月4日に出願されたOcado Innovation Limitedの英国特許出願第GB1716201.7(Ocado Innovation Limited参照番号000164GB)に記載されており、この出願のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれている。この相互参照される文献では、輸送用デバイス40は、輸送用ベッセルと称されており、そのような用語は相互交換可能に使用され得るということが想定される。
そのうえ、第1および第2の実施形態において説明されたコントローラーの前述した特徴は、この例における輸送用デバイス40の制御に関して等しく用いられ得る。
図29から図37に示されているような磁気機械的なメカニズムを備える再配置用ユニット41の第3の例による輸送用デバイス40の再配置に関して、簡潔な説明が本明細書で提供されることとなる。また、以下のものは、図38に示されているA面の上の磁気ホイール91の追加を計算に入れるための追加的な制御とともに、図38に示されている修正された第3の例に適用する。
輸送用デバイス40を移動させるために利用される移動を理解するために、輸送用デバイスの移動は、X方向、Y方向、またはZ方向のそれぞれの移動に分解されることとなる。図39および図40は、これに関連して、それぞれの方向への移動を実現するために、例示的な磁気ホイール91の移動を説明するために使用されることとなる。
とりわけ、および、図39に示されているように、X方向への輸送用デバイス40の移動を実現することは、輸送用デバイス40のB面の上の磁気ホイール91の活性化を必要とする。その理由は、輸送用デバイス40のB面の上の磁気ホイール91が、水平方向に、すなわち、X方向に配置されているからである。図39は、プラスのX方向移動を実現するための磁気ホイール91の回転を示している。たとえば、図32aは、その右手側に、磁気ホイール91を備えたB面を示しており、磁気ホイール91は、輸送用デバイス40をX方向に移動させるために回転させられる。図39では、このB面は、B1としてラベル付けされている。
しかし、図31aの左手側に示されているB面の上の磁気ホイール91は、活性化させられていない。その理由は、この図に示されている磁気ホイール91が、輸送用デバイス40をY方向に移動させるように配置されているからであり、それは、B2としてラベル付けされているB面として、図39に示されている。
輸送用デバイス40のA面の上の磁気ホイール91は、X方向移動を実現するために活性化させられない。
B面B1の上の磁気ホイール91を反時計回り方向に回転させることによって、次いで、プラスのX方向への輸送用デバイス40の移動が実現され得る。同様に、時計回り方向への移動は、マイナスのX方向への移動を結果として生じさせる。このように、図32aに示されているB面B1は、近隣の輸送用デバイス40の対応するA面の上の磁気トラック93と協働する。図39では、このA面は、A1としてラベル付けされている。そのうえ、輸送用デバイス40が最終的にプラスのX方向に移動するときに、B面B1の磁気ホイール91は、次の近隣の輸送用デバイス40の上の磁気トラック93と協働し、具体的には、A2としてラベル付けされている次のA面の上に位置付けされている磁気トラック93と協働する。このように、B面B1の磁気ホイール91は、A面A1の上の、および、次いで、A面A2の上の磁気トラックに沿って這って進む。
同時に、図31bの左手側に示されているA面は、X方向移動を支援するために使用される。図39では、このA面は、A3としてラベル付けされている。とりわけ、A面A3は、B面B1に対向する輸送用デバイス40の側部に配置されている。したがって、A面A3は、B面B1の上に配置されている磁気ホイール91の移動を支持するために使用されている。とりわけ、A面A3の上の磁気トラック93は、近隣の輸送用デバイス40のB面B3の上の磁気ホイール91と協働するように配置されている。したがって、プラスのX方向への輸送用デバイス40の移動を引き起こすために、B面B3の磁気ホイール91は、時計回り方向に回転するように配置されている。このように、B面B3の磁気ホイール91は、A面A3の磁気トラック93をプラスのX方向に効果的に押す。認識されることとなるように、これは、移動させられることとなる輸送用デバイス40(それは、その磁気ホイールを活性化させる)と、静止したままになっている少なくとも1つの近隣の輸送用デバイス40(しかし、それは、依然としてその磁気ホイールを活性化させる)との間の調整を必要とする。輸送用デバイス40がプラスのX方向にさらに移動するときに、次いで、B面B4の磁気ホイール91は、また、時計回り方向に回転するように配置されており、A面A3の磁気トラック93とB面B3およびB4の磁気トラック93との間の協働を維持する。このように、これらの面同士の間の相互作用は、輸送用デバイス40をX方向に効果的に支持および操縦する。認識されることとなるように、反時計回り方向へのB面B3およびB4の磁気ホイール91の回転は、輸送用デバイス40のマイナスのX方向移動を結果として生じさせることとなる。
輸送用デバイス40の回転対称に起因して、次いで、Y方向への動作は、利用される面が上記に説明されているものに対して垂直であるということを除いて、X方向への動作と同様であるということが認識されることとなる。たとえば、B面B2の上に使用される磁気ホイール91は、Y方向への移動を引き起こすように活性化させられ、一方、B面B1の上の磁気ホイール91は、そのような移動のために活性化させられない。このように、B面B2の磁気ホイール91は、近隣の輸送用デバイス40のA面の上の磁気トラック93を横断するために使用される。同様に、近隣の輸送用デバイス40のB面は、Y方向に配置されているA面A4の磁気トラック93を押すように活性化させられ得る。
Z方向への移動は、図40を参照して説明される。この図では、Z方向は、図の紙面から出て来るように示されている。プラスのZ方向への移動を実現することは、輸送用デバイス40の少なくとも1つのA面の上の磁気ホイール91の回転を利用する。この例では、Z方向への移動は、A面A3の上の磁気ホイール91を使用して実現されることとなり、したがって、この面の上の磁気ホイール91が活性化させられ、一方、A面A4の上の磁気ホイール91は活性化させられない。この例では、A面A4は、Z方向移動を実現するために使用されることができない。その理由は、A面A4が、A面A4の磁気ホイール91が協働することができる近隣の輸送用デバイス40の隣に位置付けされていないからである。しかし、A面A3とA4の両方が近隣の輸送用デバイス40と協働している例では、次いで、A面A3とA4の両方の上の磁気ホイール91が、Z方向移動を実現するために使用され得る。このように、Z方向において、輸送用デバイス40が、X方向移動またはY方向移動と比較して、より多くの駆動パワーを有することが可能である。しかし、多くの状況では、A面A3およびA4のうちの1つの上の磁気ホイール91だけが、Z方向に移動するために使用され、エネルギーを節約することが可能である。
プラスのZ方向への移動を行うために、次いで、A面A3の上の磁気ホイール91は、反時計回り方向に回転することが引き起こされる。このように、A面A3の上の磁気ホイール91は、B面B3の上の磁気トラック94および95と相互作用し、それらを登る。示されていないが、輸送用デバイス40がB面B3の上部の上方に移動するときに、次いで、A面A3の磁気ホイール91は、B面B3の上方に(すなわち、プラスのZ方向に)配置されている次の近隣の輸送用デバイス40の磁気トラック94および95と相互作用し始める。したがって、磁気ホイール91の係合は、1つのB面から別のB面へ移行する。
輸送用デバイス40の対向する側部を支持するために、次いで、近隣の輸送用デバイス40のA面A1の磁気ホイール91が利用され、移動させられることとなる輸送用デバイス40のB面B1の磁気トラック94および95と相互作用する。プラスのZ方向運動を実現するために、次いで、A面A1の磁気ホイール91が、時計回り方向に回転することを引き起こされる。このように、A面A1の上の磁気ホイール91とB面B1の磁気トラック94および95との相互作用は、プラスのZ方向にB面B1を効果的に押すことを引き起こす。そのうえ、B面B1がA面A1の上部の上方に移動するときに、次いで、A面A1の直ぐ上方のA面の上の輸送用デバイスの磁気ホイール91は、また、時計回り方向に回転することを引き起こされ、B面B1の磁気トラック94および95と相互作用し、プラスのZ方向に磁気トラックを押すことを継続する。このように、B面B1は、磁気ホイール91の作用によって効果的に支持されている。
認識されることとなるように、マイナスのZ方向への輸送用デバイス40の移動は、反時計回り方向へのA面A1の上の磁気ホイール91の回転を引き起こす一方で、時計回り方向へのA面A3の上の磁気ホイール91の回転を引き起こすことによって実現され得る。このように、輸送用デバイス40は、マイナスのZ方向に移動することを引き起こされることとなる。
プラスのZ方向またはマイナスのZ方向のいずれかへの同様の移動は、A面A4の上の磁気ホイール91とB面B2の上の磁気トラック94および95とを使用して実現され得るということが想定される。
上記の議論を一般化するために、1つの例では、(X、Y、またはZ方向にかかわらず)移動させられることとなる輸送用デバイス40は、その磁気ホイール91(すなわち、移動させられることとなる輸送用デバイス40の少なくとも1つの面の上の磁気ホイール)の少なくとも1つのセットを活性化させることが可能である。別の例では、輸送用デバイス40を移動させるために、近隣の輸送用デバイスは、その面のうちの少なくとも1つの上の磁気ホイール91を活性化させることが可能である。さらに別の例では、移動させることとなる輸送用デバイス40と近隣の輸送用デバイス40の両方が、それらの面のうちの少なくとも1つの上の磁気ホイール91を活性化させる。同様に、移動させられることとなる輸送用デバイス40が平行移動しているX、Y、またはZ方向に1つのスペースだけ離れて位置付けされている輸送用デバイスは、また、その面のうちの少なくとも1つの上の磁気ホイールを活性化させることが可能である。このように、輸送用デバイス40は、そのターゲット目的地に向けて自分自身を効果的に引っ張り、および/または、そのターゲット目的地に向けて押される。
有利には、X方向またはY方向への移動は、必要とされるX方向移動またはY方向移動を引き起こす前に、インクリメンタルのZ方向移動を引き起こすことによって改善され得る。たとえば、単一の磁石のプラスのZ方向移動は、必要とされるX方向移動またはY方向移動を引き起こす前に実現され得る。有利には、これは、輸送用デバイス40の移動の抵抗の低減を結果として生じさせる。とりわけ、単一の磁石のZ方向移動を引き起こすことによって、次いで、移動している輸送用デバイス40の角部が輸送用デバイス40の移動しているときに近隣の輸送用デバイス40の角部と衝突する可能性が低減される。しかし、そのような移動は、たとえば、図32aの右手側に示されているダブル磁気ホイール91の使用を必要とする可能性がある。とりわけ、輸送用デバイス40が1つの磁石だけ上に移動するときに、次いで、下側磁気ホイール91は、対応するA面と係合しており、一方、近隣の輸送用デバイスの上側磁気ホイール91は、対応するA面と係合している。図39を参照すると、プラスのZ方向への1つの磁石の移動は、たとえば、図40を参照して説明されているように実現され得る。プラスのZ方向が実現されると、X方向またはY方向への移動が起こることが可能である。この構成では、B面B1の上の磁気ホイール91の下側は、A面A1の上の磁気トラック93と係合している。逆に、B面B3の上の磁気ホイール91の上側は、A面A3の上の磁気トラック93と係合している。
そのうえ、輸送用デバイス40の上向きのZ方向移動に起因して、次いで、X方向またはY方向の前に、移動させられることとなる輸送用デバイス40の直ぐ上方に位置付けされている輸送用デバイス40のすべてが、また、1つの磁石だけ上向きに移動させられなければならない。したがって、潜在的に、クラスター5の中の多数の輸送用デバイス40の間の効果的な協働が、実現されることを必要とする。
図39に示されている輸送用デバイス40のプラスのX方向移動を再び参照すると、随意的に、X方向移動が実施されるときに、「離脱操縦」が実施され得る。とりわけ、B面B2の上に位置付けされている磁気ホイール91と近隣の輸送用デバイス(図示せず)の上の磁気トラック93との間の相互作用に起因して、次いで、プラスのX方向への移動は、始めることが困難である可能性がある。その理由は、磁気的な引力が輸送用デバイス40をマイナスのX方向に引っ張ろうとする可能性があるからである。したがって、「離脱操縦」が、この磁気的な引力を低減させるために実施され得る。これは、B面B2の上の磁気ホイールの2つのセットが、たとえば、プラスのX方向に輸送用デバイス40を再配置するための作用を及ぼす(換言すれば、命令された方向への輸送用デバイス40の再配置を実施する)のと同時に反回転することを引き起こすことによって実現される。たとえば、A面A3に最も近い磁気ホイールが反時計回り方向に回転することを引き起こされる場合には、B面B1に最も近い磁気ホイール91が、時計回り方向に回転することを引き起こされる。換言すれば、同じB面B2の上の磁気ホイール91が、対向する方向に回転することが引き起こされる。結果として、X方向への移動が、より容易に実現され得る。認識されることとなるように、対応する「離脱操縦」は、Y方向に適用する。たとえば、輸送用デバイス40がプラスのY方向に移動することが望まれたとすれば、B面B1の上の磁気ホイール91は、反回転することを引き起こされることとなり、すなわち、一方のセットの磁気ホイール91は1つの方向に回転し、一方、B面B1の上の他方のセットの磁気ホイールは反対の方向に回転する。これは、B面B1の磁気ホイール91および磁気トラック94および95とA面A1の磁気ホイール91および磁気トラック93との間の磁気的な引力を効果的に破壊する。
第2の実施形態では、輸送用デバイス40は、クラスター5の中で再配置するために電源を必要とする可能性がある。任意の適当な電源が、この機能のために使用され得るということが想定される。たとえば、それぞれの輸送用デバイス40は、バッテリー、たとえば、再充電可能なおよび/または再充電不可能なバッテリーを備えることが可能である。追加的にまたは代替的に、電力伝達手段が、それぞれの輸送用デバイス40の上/中に配置されている電力伝達接触部によって、それぞれの輸送用デバイス40に電力を伝達するように配置され得る。そのうえ、電力伝達手段は、輸送用デバイス40の通信情報および/または位置決め情報などのような情報を、輸送用デバイス40へおよび輸送用デバイス40から伝達するために使用され得る。このように、コマンドが、輸送用デバイス40から送受信され得る。追加的に、電力伝達手段は、再充電可能なバッテリーを再充電するために使用され得る。このように、輸送用デバイス40は、再充電ステーションが提供され得るクラスターの中の所定の場所において再充電され得る。別の例では、電力伝達手段は、誘導伝達技法を使用することが可能であり、隣接する輸送用デバイスがクラスターの全体を通して電力分配ネットワークに参加することを可能にし、たとえば、1つの輸送用デバイスが、隣接する輸送用デバイスに電力を提供することが可能である。
したがって、本発明の第2の実施形態の上記に説明された例は、3次元に移動するように輸送用デバイス40を支持するシステムを提供する。それぞれの輸送用デバイス40は、輸送用デバイス40がなくても存在する固定された構造体またはフレームワークの必要性なしに、自己充足型になっている。
図41は、第2の実施形態の輸送用デバイス40に関して上記に説明されている磁気機械的なメカニズムの第3の例の修正例を示している。上記では、簡単にするために、磁気ホイール91は、磁気ホイール91の周辺に配置されている磁石の単一のトラックによって説明された。しかし、これは、単なる例として提供されたに過ぎない。その代わりに、図41は、磁気機械的なメカニズムの第3の例を備える磁気ホイール101および磁気トラック102の別の例を示している。認識されることとなるように、これらは、また、例として提供されており、磁気ホイール101および磁気トラック102を実装する他の様式も想定される。理解を支援するために、磁気ホイール101は、前述した磁気ホイール91と実質的に同じ機能を果たす。同様に、磁気トラック102は、磁気トラック93、931、94、または95のいずれかと実質的に同じ機能を果たす。
この例では、磁気ホイール101は、磁気ホイール101の周辺に隣り合わせに配置されている複数の磁石1011を備える。換言すれば、磁気ホイール101は、前述した1つの磁石の代わりに、周辺の幅を横切って複数の磁石にフィットするように配置されている。この例では、隣り合わせに配置されている2つの磁石が存在している場合、中央の磁石のいずれかの側の磁石は反対の極のものである。そのうえ、磁気トラック102は、複数の磁石1021を備える。この例では、磁気トラック102は、その幅を横切って複数の磁石にフィットするように配置されている。
認識されることとなるように、磁気ホイール91および101ならびに磁気トラック93、931、94、95、および102の上記の例は、単なる例として与えられているに過ぎない。異なる磁気ホイールおよび磁気トラックの中の磁石の他の配置も想定される。磁気ホイールの中の磁石の配置は、磁気トラックの中に配置されている磁石を補完するように配置されている。より具体的には、第1の方向に駆動する磁気ホイールは、また、異なる第2の方向への磁気トラックの継続を形成している。このように、1つの輸送用デバイスの上の磁気ホイールが、近隣の輸送用デバイスの上の磁気ホイールと向かい合わせになっているときには、次いで、第1の方向および/または第2の方向にいずれかの磁気ホイールを駆動するオプションが存在している。このように、2つの輸送用デバイスの上の2つの磁気ホイールの出会うポイントにおいて、2つ以上の方向への移動の選択肢が可能である(たとえば、プラスの/マイナスのX方向またはプラスの/マイナスのY方向に移動する選択肢)。同様に、磁石の他の配向も利益を提供することが可能であるので、磁石の極性は、輸送用デバイスの面に対して垂直に配置される必要はない。
図42は、第1の実施形態による輸送用デバイスを移動させる方法ステップS4200のフローチャートを示している。輸送用デバイスは、再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中に配置されている。ステップS4201において、輸送用デバイスは、表面の一部分と協働することが引き起こされる。第1の実施形態に関して前述したように、輸送用デバイスは、表面の上に配置され得る。表面は、壁部および/または床として形成され得、任意の方向への輸送用デバイスおよび/または複数の輸送用デバイスの再配置を可能にする。たとえば、表面の上に輸送用デバイスを位置付けすることによって、輸送用デバイスと表面との間の協働が実現される。
ステップS4202において、輸送用デバイスの再配置が、輸送用デバイスと表面の一部分との間の相互作用によって実現される。前述したように、再配置は、機械的なメカニズム、磁気的なメカニズム、または電磁メカニズムなどのような、適切なメカニズムを使用して実現される。このように、複数の輸送用デバイスを備えるクラスターは、クラスターの他の場所へのおよび/またはクラスターの外部への特定の輸送用デバイスの再配置を引き起こすことによって、物理的に再構成され得る。
随意的に、方法ステップS4200は、信号を受け取るステップと、受け取られた信号に応答して、3次元のクラスターの中で輸送用デバイスを再配置するステップとをさらに備えることが可能である。たとえば、信号は、輸送用デバイスが移動させられることとなる場所についての情報を備えることが可能であり、したがって、表面は、輸送用デバイスを再配置するためにその情報を使用することが可能である。代替的に、信号は、輸送用デバイスを1つの特定の方向に移動させるために、表面に対するインストラクションを備えることが可能である。複数の信号を表面の複数のセルに送ることによって、輸送用デバイスが、クラスターの中で移動させられ得る。
図43は、第2の実施形態による輸送用デバイスを移動させる方法ステップS4300のフローチャートを示している。輸送用デバイスは、再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中に配置されている。ステップS4301において、輸送用デバイスは、少なくとも1つの他の輸送用デバイスと協働することが引き起こされる。第2の実施形態に関して前述したように、輸送用デバイスは、クラスターの中に配置され得る。クラスターは、複数の輸送用デバイスを備える。複数の輸送用デバイスは、互いに協働する。
ステップS4302において、輸送用デバイスの再配置は、輸送用デバイスと少なくとも1つの他の輸送用デバイスとの間の相互作用によって実現される。前述したように、再配置は、機械的なメカニズム、磁気的なメカニズム、または電磁メカニズムなどのような、適切なメカニズムを使用して実現される。このように、複数の輸送用デバイスを備えるクラスターは、クラスターの他の場所へのおよび/またはクラスターの外部への特定の輸送用デバイスの再配置を引き起こすことによって、物理的に再構成され得る。
随意的に、方法ステップS4300は、信号を受け取るステップと、受け取られた信号に応答して、3次元のクラスターの中で輸送用デバイスを再配置するステップとをさらに備えることが可能である。たとえば、信号は、輸送用デバイスが移動させられることとなる場所についての情報を備えることが可能であり、したがって、クラスターの輸送用デバイスは、輸送用デバイスを再配置するためにその情報を使用することが可能である。代替的に、信号は、1つの特定の輸送用デバイスに対するインストラクションを備えることが可能であり、1つの特定の方向に移動するようにそれに指示する。複数の信号をクラスターの複数の輸送用デバイスに送ることによって、輸送用デバイスが、クラスターの中で移動させられ得る。
1つの例として、輸送用デバイスは、第1の面を備えて提供され得る。第1の面は、第1の方向に回転するように配置されている第1の磁気ホイールを備えることが可能である。そのうえ、第1の面は、第1の磁気トラックを備えることが可能である。輸送用デバイスの第2の面は、第2の方向に回転するように配置されている第2の磁気ホイールを備えることが可能である。そのうえ、第2の面は、第2の磁気トラックを備えることが可能である。この例では、第1の方向および第2の方向は、互いに対して垂直になっている。
第1および第2の磁気ホイールのそれぞれの選択的な活性化によって、次いで、輸送用デバイスの再配置が実現され得る。とりわけ、第1の磁気ホイールは、近隣の輸送用デバイスの面の上の対応する磁気トラックと相互作用するように配置され得、第2の磁気ホイールは、近隣の輸送用デバイスの面の上の対応する磁気トラックと相互作用するように配置され得る。
たとえば、第1の方向への移動は、第1の磁気ホイールを活性化させるステップを実施することによって実現され得、第1の磁気ホイールは、対応する磁気トラックとの相互作用によって、輸送用デバイスの移動を引き起こす。
同様に、第2の方向への移動は、第2の磁気ホイールを活性化させるステップを実施することによって実現され得、第2の磁気ホイールは、対応する磁気トラックとの相互作用によって、輸送用デバイスの移動を引き起こす。
随意的に、輸送用デバイスは、第3の面をさらに備えることが可能である。第3の面は、第2の方向に回転するように配置されている第3の磁気ホイールを備えることが可能である。そのうえ、第3の面は、第3の磁気トラックを備えることが可能である。輸送用デバイスの第4の面は、第1の方向に回転するように配置されている第4の磁気ホイールを備えることが可能である。そのうえ、第4の面は、第4の磁気トラックを備えることが可能である。
第3の磁気トラックは、近隣の輸送用デバイスの面の上の対応する磁気ホイールと相互作用するように配置され得、第4の磁気トラックは、近隣の輸送用デバイスの面の上の対応する磁気ホイールと相互作用するように配置され得る。
したがって、輸送用デバイスの移動は、また、第3の磁気トラックに対応する近隣の輸送用デバイスの磁気ホイールが回転することを引き起こすことによって実現され得る。同様に、輸送用デバイスの移動は、また、第4の磁気トラックに対応する近隣の輸送用デバイスの磁気ホイールが回転することを引き起こすことによって実現され得る。
近隣の輸送用デバイスの中の選択的な磁気ホイールの回転とともに、移動させられることとなる輸送用デバイスの中の選択的な磁気ホイールの回転を引き起こすことによって、次いで、移動させられることとなる輸送用デバイスの効果的な再配置が実現され得る。有利には、移動させられることとなる輸送用デバイスの移動は、輸送用デバイス自身によって(近隣の輸送用デバイスとの相互作用によって)実現され、したがって、移動を実現するために、外部構造体、フレームワーク、またはハンドリングデバイスは必要とされない。
修正例および変形例
本発明の範囲を逸脱することなく、上記に説明されている実施形態に対して、多くの修正例および変形例が作製され得る。
輸送用デバイスは、ハウジングを備えるように示されており、ハウジングは、この例では、ベースと、4つの側部壁部とを備え、オープンキャビティーを画定しており、ハウジングの上部表面は、上部表面または蓋部によって閉鎖可能である。この例では、側部壁部は、ベースの周辺を取り囲んでおり、ベースに固定されているか、または、ベースと一体的に形成されているかのいずれかである。しかし、輸送用デバイスの他の形態および設計も使用され得るということが想定される。そのうえ、輸送用デバイスは、アイテム受け入れスペースの中にアイテムを含有するために、蓋部をさらに備えることが可能である。
上記では、第1および第2の実施形態の輸送用デバイスは、アイテム受け入れスペースを備えるものとして説明されてきたが、特定の用途では、そのようなアイテム受け入れスペースは、輸送用デバイスから省略され得る。換言すれば、アイテム受け入れスペースは、随意的な特徴であることが可能である。とりわけ、貯蔵および輸送以外の目的のために輸送用デバイスを利用することが想定される。たとえば、輸送用デバイスは、一時的なブリッジまたはプラットフォームなどのような、動的な構造体を生成させるために使用され得る。そのうえ、輸送用デバイスは、機械のアイテム、立ち往生した車両、または、レンガのパレットなどのような、個々の輸送用デバイスによって輸送され得るものよりもはるかに大きいアイテムを輸送するために協力するように使用され得る。このように、それぞれの輸送用デバイスの構造体は、動的な様式で利用され、動的な構造体の形成を促進させ、または、より大きいアイテムを輸送する。
輸送用デバイスの面は、1つのメカニズムを備えるものとして以前から説明されてきた(それが、機械的なメカニズム、磁気的なメカニズム、または、磁気機械的なメカニズムなどにかかわらず)。しかし、輸送用デバイスのそれぞれの面は、2つ以上のメカニズムを備えることが可能であり、たとえば、輸送用デバイスの面は、磁気的なメカニズムと磁気機械的なメカニズムの両方を備えることが可能であるということが認識されるべきである。このように、2つのメカニズムの利点は、輸送用デバイスの面の上に現実化され得る。認識されることとなるように、3つ以上のメカニズムが、輸送用デバイスのそれぞれの面の上に用いられ得る。
磁石は、一般的に、永久磁石または電磁石と称されてきたが、たとえば、永久電磁石など、他のタイプの磁石も利用され得、永久電磁石は、有利には、電気的に動作させられていないときに、比較的に高い強度を有しており、それによって、電力を節約する。そのうえ、磁石は、円形に/円筒形状に形状決めされていることが示されてきたが、他の形状の磁石も想定される。たとえば、正方形に/立方体状に形状決めされた磁石が想定され、磁石のより近い設置を可能にするという利点を提供する。その理由は、それらが正確にぴったり合うようになっているからである。追加的に、強磁性の材料も使用され得る。
代替的にまたは追加的に、平面モーター技術が、上記に説明された磁石の代わりにまたはそれに加えて用いられ得る。たとえば、輸送用デバイスは、垂直方向の平面モーターを備え、それを浮揚させ、および/または、クラスターの中の別の場所に再配置することが可能である。追加的にまたは代替的に、Sawyer型モーターが使用され得る。同様に、電気力学的な平面モーターが使用され得る。そのうえ、ダイレクトドライブモーターが使用され得る。
追加的にまたは代替的に、他の磁気的な技術が、前述した永久磁石および/または電磁石の代わりに使用され得る。たとえば、MagLev(magnetic river/sea)が使用され得る。とりわけ、レンツ効果/ハルバッハアレイの使用(輸送用デバイスを浮揚させるために、および、それらをツイストすることなく固定された位置に維持するために、磁石を使用する)は、1つまたは複数の垂直の方向への輸送用デバイス移動を可能にする。同様に、事実上のスピニング/可動のハルバッハアレイ(virtual spinning/moving Halbach array)が、電磁石によって同じ効果を実現するために使用され得る。そのうえ、輸送用デバイスの上部縁部の上の湾曲した銅トラックが、自己安定化およびステアリングを提供するために使用され得る。また、導電性材料/非導電性材料の混合物によって同じ効果を生成させる。同様に、コイルの異なる形状(ワイドコイルなど)、コイルおよびコアの角度、コイルのオーバーラップ、ならびに、コアの間隔が、強化された引力/斥力または移動のための最適な磁界などのような、異なる効果を取得するために使用され得る。
追加的にまたは代替的に、リニアモーターが、上記に説明されているMagLevシステムと同様の様式で使用され得る。このように、駆動および浮揚は、たとえば、同期/誘導リニアモーター、リニアモーターを強化するためのフェライト系タブの使用、渦電流のないフェライト系材料を有するための磁気的なエポキシ(エポキシ樹脂の中の鉄粉末)の使用、高透磁率、および、特定の目的のための適合可能な形態のうちの少なくとも1つを使用して提供され得る。「C字形状の」磁石が、駆動力を提供する磁界を強化するために使用され得る。追加的にまたは代替的に、長手方向の磁気的なドライブレールが使用され得、2列の磁石/コイルがそれらの上方のおよびそれらの間の磁石とともに水平方向に配置された状態になっている。
前述した輸送用デバイスは、その側部に配置されたホイール/ボールを備え、駆動力を提供することが可能であり、ホイール/ボールは、隣接する輸送用デバイスに磁気的に引き付けられる。追加的にまたは代替的に、輸送用デバイスは、輸送用デバイスの側部/底部の上の、ゴム加工されたタイヤを備えた従来の(たとえば、電気モーター)ホイールを使用することが可能である。追加的な磁石が、垂直方向に移動している輸送用デバイス同士の間に静止摩擦を提供するために設置され得る。ホイール/ボールは、格納可能または全方向性であることが可能である。ホイールスイッチングは、輸送用デバイスが給電されているかどうかに依存することが可能であり、たとえば、輸送用デバイスが給電されることになる場合には、垂直方向のホイールが係合し、それが給電されないことになる場合には、水平方向のホイールが、移動している輸送用デバイスを停止させるために係合する。
そのうえ、それぞれの輸送用デバイスは、輸送用デバイスを浮揚させる代わりに、ホイールを伴う使用のためにリニアモーターを利用することが可能である。この配置では、ホイールの中に位置付けされている磁石は、電磁石のリニアアレイに沿って引き付けられ、輸送用デバイスを駆動する。
そのうえ、輸送用デバイスは、輸送用デバイスの移動および浮揚のための機械的な/磁気的なメカニズム以外の技術を利用することが可能である。たとえば、空気ストリームが使用され得る。パックが空気のストリームの上に浮揚させられ低い抵抗の疑似浮揚を提供する、人気のゲームのエアホッケーと同様である。このように、輸送用デバイスは、空気ストリームの上に浮揚させられ、方向付け可能なエアホッケーストリームによってエアホッケースタイルのトラックの中をガイドされ得る。空気ストリームは、床から来ることが可能であり、それは、輸送用デバイススタックを通して導かれ、上部の輸送用デバイスがその上部に空気バッファーを有するようにさせることが可能である。
追加的にまたは代替的に、フェライト系ロッド、伝導性ペグ、またはその変形例が、第1の実施形態または第2の実施形態に関して、複数の目的のために使用され得、それは、下記に説明されることとなる。とりわけ、(第1の実施形態または第2の実施形態による)輸送用デバイスは、輸送用デバイスの再配置を支援するために、そのような手段によって天井から吊り下げられ得る。そのうえ、そのような手段は、水平方向のグリッドの中の輸送用デバイスの正確な場所を提供するために使用され得る。そのような手段は、輸送用デバイスをアンカー固定するために使用され得、それが近隣の輸送用デバイスに力を印加することを可能にするために使用され得る(たとえば、引きずるおよび/または持ち上げるなど)。そのうえ、フェライト系ロッド、伝導性ペグ、またはその変形例は、輸送用デバイスへ/輸送用デバイスから電力および/または通信を伝達するために使用され得る。
前述した輸送用デバイスは、複数の異なる使用を有することが可能であり、多くの異なる状況において使用され得る。たとえば、輸送用デバイスおよびそのクラスターは、有利には、低重力/ゼロ重力環境において使用され得る。したがって、X、Y、およびZ方向、ならびに平面への本明細書での参照は、単に例示的なものに過ぎず、クラスターの環境および/または配向に応じて、他の座標規準系も用いられ得、たとえば、ゼロ重力環境において、たとえば、惑星の軌道を回るときに、Z方向は、惑星の表面の上のZ方向とは異なることが可能である。また、輸送用デバイスは、再構成可能な構成でアイテムを貯蔵するために、バン/船/冷蔵庫/屋根裏/食器棚/街角の小さな商店の中で使用され得る。1つの例では、輸送用デバイスは、バンの中へ積み込まれ得る。バンが配達場所へ移動している間に、輸送用デバイスは、それらの物理的なトポロジーを再構成し、次の配達に必要とされるそれらの輸送用デバイスが好都合に(たとえば、クラスターの前面に)位置付けされるということを提供することが可能である。輸送用デバイスは、折りたためるようにさらに構成されており、それによって、他の輸送用デバイスを収容することが可能である。この点において、アイテム受け入れスペースは、輸送用デバイスの任意の都合の良い側部/上部の上に開き、アイテム受け入れスペースの内容物への容易なアクセスを可能にすることが可能である。
それぞれの輸送用デバイスは、多くの異なる商品を保持するように配置され得る。それぞれの輸送用デバイスは、輸送用デバイスの単一の行または列の中に異なる商品を含有することが可能である。そのうえ、輸送用デバイスは、クラスターの中に貯蔵されている間に空になっていることが可能であり、または、将来の配達のための小包もしくは他のアイテムなどのような、アイテムを含有することが可能である。
認識されることとなるように、輸送用デバイスは、クラスターの周りを動き回り、動作を実施するように構成されている。この例では、動作は、クラスターの中の1つの場所から別の場所へ輸送用デバイスを移動させることを含む。輸送用デバイスは、1つまたは複数のベースステーション(図示せず)とコミュニケーションを取るように割り当てられ得る。輸送用デバイスは、必ずしもすべて同じタイプの輸送用デバイスであるわけではない。この点において、クラスターは、さまざまな形状、設計、および目的を有する、異なるロボットデバイス、たとえば、輸送用デバイスを備えることが可能であり、たとえば、輸送用デバイスは、占有される寸法および体積において変化することが可能である。
この例では、輸送用デバイスは、それぞれ、ラジオ、デジタル信号プロセッサー、プロセッサー、リアルタイムコントローラー、バッテリーおよびモーター、磁石、センサー、ならびに/またはコネクターを有している。これらのうちのいくつかは、随意的であることが可能である。
前述した輸送用デバイスは、ベースの周りに配置されている壁部とともにベースから形成されるものとして図示されてきたが、輸送用デバイスは、コンテナおよび/またはパレットとして形成され得るということが想定される。したがって、輸送用デバイスは、4つの壁部のコンテナに限定されるのではなく、たとえば、壁部なしのベースだけ、および/または、4つよりも少ないもしくは4つよりも多い数の壁部を備えたベースなど、他の形態をとることが想定される。
具体的に、前述した第1の実施形態に関して、輸送用デバイス10はアクティブモードで動作することが可能であり、一方、表面21はパッシブになるように配置されているということが想定される。換言すれば、パッシブ輸送用デバイス10を移動させるアクティブ表面21の前述した配置を逆にすることが想定される。この点において、第1の実施形態の表面に関して説明されているメカニズムは、代わりに、第1の実施形態の輸送用デバイス10に適用され得、一方、輸送用デバイス10のメカニズムは、表面21に適用されるということが想定される。たとえば、輸送用デバイスは、表面21の上の輸送用デバイスを移動させるための機械的なメカニズムを備えることが可能である。追加的にまたは代替的に、輸送用デバイス10は、表面がたとえば永久磁石を備える状態で選択的に活性化させられる電磁石などのような、磁気的なメカニズムを備えることが可能である。このように、アクティブ輸送用デバイス10とパッシブ表面21との間の協働は、輸送用デバイス10の再配置を可能にする。
第1の実施形態および第2の実施形態の両方に関して、上記の実装形態は、クラスターを備える倉庫に特に適している。この点において、クラスターは、倉庫の中で用いられ得、および/または、1つもしくは複数のクラスターは、倉庫を構成することが可能であり、および/または、オンライン小売りシステムの中のより大きい倉庫の一部を形成することが可能である。しかし、当業者は、上記のシステムは、他の環境において、たとえば、車両の中に、または、航空学の文脈において、たとえば、宇宙において、用途を見出すということを認識すべきである。
この点において、本明細書で説明されているシステムおよび装置は、任意の所望のサイズに拡大縮小され得、たとえば、クラスターは、冷蔵庫などのような家庭用ピースの機器の一部を形成することが可能であり、冷蔵庫では、冷蔵庫の中に貯蔵されているアイテムは、冷蔵庫と関連付けられたユーザーインターフェースを通して選択され、アイテム(たとえば、バター)は、冷蔵庫の中のクラスターの中の輸送用デバイスの中に貯蔵されており、所望のアイテムを運搬する輸送用デバイスは、オペレーターへの提供のためにポートへ平行移動されるように指示され、それによって、あまりにも頻繁に冷蔵庫のドアを開ける必要性を除去する。代替的に、クラスターは、はるかに大きくなることが可能であり、オンライン小売り動作の一部を形成するいわゆる材料ハンドリング機器(MHE)貯蔵およびピッキングシステムの中に配設され得る。
そのような例では、MHEのクラスターの輸送用デバイスは、たとえば食料品などのような貯蔵されているアイテムを含有することが可能であり、または、出荷を待つ顧客注文品(それは、輸送用デバイスの中に保持される配達コンテナとして知られるさらなるコンテナの中に保持され得る)を含有することが可能であり、または、顧客注文品がその中に設置されることを待つバッグを備える空の配達コンテナを含有することが可能である。
さらなる例では、互いに関連付けられた2つのシステム、チルド条件での貯蔵を必要とする商品を貯蔵するためのチルドシステム、および、チルドにすることを必要としない食料品(たとえば、穀物類、組織、発泡水など)を貯蔵するための大気システムが存在することが可能である。実際に、冷凍システムが、アイスクリームなどのような冷凍商品をその中に保持するために提供され得る。
他の例では、輸送用デバイスは、チルド手段を個別に備えることが可能であり、クラスター全体またはクラスターの領域がチルドされる必要がないようになっている。また、これは、特定の貯蔵温度を必要とする商品を含有するために、異なる輸送用デバイスが用いられることを可能にする。実際に、輸送用デバイスは、追加的にまたは代替的に、生存生物、たとえば、植物生命体をサポートすることが可能であり、したがって、成長膜および/または水貯蔵部を含有するように配置され得る。
追加的にまたは代替的に、クラスターは、小包および/または他のパッケージを貯蔵するために用いられ得、輸送用デバイスのシーケンシングおよび出荷をサポートすることが可能である。
上記に暗示されているように、輸送用デバイスは、たとえば、照明システム、コンピューティング手段、加熱手段、チルド手段、および/または通信手段をサポートするために、たとえば、自分自身の電力供給部など、他のサービスを備えることが可能である。輸送用デバイスは、任意の適当な手段を介して、デバイス間通信ができるようになっている。
上記に説明されているいくつかの実施形態では、クラスターが配設されている環境の壁部が設けられているが、当業者は、いくつかの実施形態では、そのような支持壁部は必要とされないということを認識すべきである。
上記の例では、輸送用デバイスをポートに移動させることが望ましい場合があり、ポートにおいて、輸送用デバイスは、たとえば、輸送用デバイスからアイテムをピックアップするために、または、たとえば、コンベヤーもしくは他のメカニズムを使用した、輸送用デバイスの前方への輸送のために、さらに「処理される」。
上記に説明されているシステムは、クラスターを横断する輸送用デバイスの文脈の中にあるが、上記の技法は、任意の数のシステムに適用され得、そのシステムでは、複数の移動可能なアイテムが、可能な限り簡単であるが迅速な様式で干渉することなく、ボリューム(たとえば、排他的ではないが、3次元の構造体)を横切って移動させられる必要があるということが認識されることとなる。また、上記の例は、クラスターの中での1つまたは複数の輸送用デバイスの再配置の文脈において説明されてきたが、「の中の」という用語は、クラスターの周辺の表面における1つまたは複数の輸送用デバイスの再配置を包含することが意図されているということが認識されるべきである。
輸送用デバイスは、それぞれの輸送用デバイスのベースの上の給電された電磁石によって、天井から吊り下げられ得る。輸送用デバイスは、輸送用デバイスの上部縁部と壁部の潜在的にアクティブな部分との間に引力を有することによって、および、輸送用デバイスの底部縁部と壁部の潜在的にアクティブな部分との間に斥力を有することによって、壁部から吊り下げられ得る。
クラスターの内側で故障する輸送用デバイスが、近隣の輸送用デバイスの作用によってクラスターから除去され得るということも想定される。たとえば、不調の輸送用デバイスの側面に位置する輸送用デバイスは、不調の輸送用デバイスを移動させることが可能である。
前述した実施形態では、説明されている輸送用デバイスのうちのいくつかは、トラックを辿るように配置されていた。トラックは、RF手段、磁気的な手段、静電気的な手段、または光学的な手段のいずれかによって形成され得るということが想定される。
トロイダルモーターなどのような他のメカニズムが想定され、トロイダルモーターは、円形に配置されている固定されたコイルを備え、固定された磁石が、円形にこの内側に配置されている。そのようなモーターは、機械的なメカニズム、たとえば、コグ歯の中で使用され得る。
輸送用デバイスは、磁気的な球を備えることが可能であり、それは、隣接する輸送用デバイスの側部/壁部の上の電磁はしごを駆動して上がるように配置された輸送用デバイスの中のソケットの中に保持されている。
輸送用デバイスに関する移動の他の原理も想定される。たとえば、輸送用デバイスは、1つの方向に移動することができるが、磁気的な相互作用に起因して、別の方向にスライドすることができる。運動量ドライブが使用され得、それによって、回転するウェイトおよびそれらの運動量の原理が、輸送用デバイスの中の移動を駆動するために使用され得る。
そのうえ、輸送用デバイスの底部の中のホイールは、電力および/またはデータを伝達するように配置され得、他の輸送用デバイスが近くにあることなく、輸送用デバイスが移動することができるようになっている。同様に、輸送用デバイスの角部の上のホイールが、電力および/またはデータを伝達するために使用され得、それは、位置同士の間でツイストし、同心円状の駆動軸棒を通して駆動力を維持することが可能である。
そのうえ、それぞれの輸送用デバイスは、磁気サスペンションシステム(磁気軸受)を備えることが可能である。そのようなシステムを使用して、磁力は、特定の輸送用デバイス質量を収容するために調節され得る。たとえば、輸送されているアイテムが重くなればなるほど、より大きい力が、輸送用デバイスの位置を保持するために使用され得る。
前述した輸送用デバイスおよびクラスターは、食料品注文履行システムの一部として使用され得る。この関連において、クラスターは、クラスターと組み合わせて機能を果たすように配置された少なくとも1つの周辺機器とともに利用され得る。
たとえば、履行システムは、デガントステーションをさらに備えることが可能であり、デガントステーションは、インバウンド製品が輸送用デバイスの中に設置されている状態で、インバウンド製品のパッケージングの手動の/自動の除去が実現され得る場所を提供するように配置されている。
次いで、輸送用デバイスは、輸送用デバイスが注文の履行において使用されるように要求されるときまで、クラスターの中に貯蔵され得る。これを実現するために、クラスターは、ピッキングステーションとともに使用され得、ピッキングステーションにおいて、製品を貯蔵している輸送用デバイスは、顧客の注文品を貯蔵するように配置されている輸送用デバイスとともに輸送される。1つの例では、除去可能なコンテナは、輸送用デバイスの内側に位置付けされている。ピッキングステーションにおいて、手動の/自動の手段が、貯蔵輸送用デバイスから顧客の注文品を貯蔵するための輸送用デバイスの中へ少なくとも1つの製品を移動させるために使用され得る。1つの例では、少なくとも1つの製品は、輸送用デバイスの内側に位置付けされているコンテナの中へ移動させられ得る。ピッキングのプロセスが完了した後に、貯蔵輸送用デバイスは、顧客の注文品を貯蔵するように配置された輸送用デバイスとともに、クラスターの中に再貯蔵され得る。
述べられているように、1つの例では、除去可能なコンテナは、顧客の注文品の製品を受け入れる際に使用するための輸送用デバイスの内側に位置付けされ得る。ロードステーションが、クラスターに隣接して位置付けされ得、ロードステーションにおいて、輸送用デバイスが、空の除去可能なコンテナとともに積み込まれ、次いで、クラスターの中へ積み込まれる。
また、クラスターは、アンローディングステーションとともに使用され得、アンローディングステーションにおいて、輸送用デバイスは、輸送用デバイスが特定の顧客の注文品(顧客注文品は、1つもしくは複数の異なる製品または変化する量を備えることが可能である)によって充填されたときに位置付けされる。ローディングステーションにおいて、輸送用デバイスは、バンの上へのローディングに適切なフレームの上へ積み込まれ得る。代替的に、輸送用デバイスは、顧客への配達のために、バンの上へ直接的に積み込まれ得る。代替的に、輸送用デバイスの内側に位置付けされているコンテナは、輸送用デバイスがクラスターに戻る間に、バンの上へのローディングのために除去され得る。追加的にまたは代替的に、輸送用デバイスの内側に位置付けされているコンテナが除去されると、輸送用デバイスは、ロードステーションに方向付けられ、顧客の注文品を受け入れるために空の除去可能なコンテナを受け入れることが可能であり、または、輸送用デバイスは、デガントステーションに方向付けられ、クラスターの中に貯蔵されることとなるインバウンド製品を受け入れることが可能である。
また、輸送用デバイスは、顧客場所から戻されるとクリーニングされ得る。クリーニングステーションにおいて、輸送用デバイスは、任意のダート/残り物を空にされ得、および、随意的に、溶媒(たとえば、水)によってクリーニングされ得る。空にした/クリーニングした後、輸送用デバイスは、別の注文/製品の貯蔵とともに使用するために、クラスターの中へ再導入され得る。追加的にまたは代替的に、輸送用デバイスが空にされ/クリーニングされると、輸送用デバイスは、ロードステーションに方向付けられ、顧客の注文品を受け入れるための空の除去可能なコンテナを受け入れることが可能であり、または、輸送用デバイスは、デガントステーションに方向付けられ、クラスターの中に貯蔵されることとなるインバウンド製品を受け入れることが可能である。バンを参照することは、トレーラートラック、ドローン、列車などのような、他の輸送の手段を参照することを含むことが想定されるということが認識されることとなる。
本発明の実施形態の前述の説明は、図示および説明の目的のために提示されてきた。それは、包括的であるということ、または、開示されている精密な形態に本発明を限定することは意図していない。修正例および変形例は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく作製され得る。
ここに、出願当初の特許請求の範囲の記載事項を付記する。
[1] 表面の一部分と協働するように配置されている輸送用デバイスであって、前記輸送用デバイスは、再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中の少なくとも1つの他の輸送用デバイスと協働するようにさらに配置されており、前記輸送用デバイスは、 アイテム受け入れスペースと、
前記表面の前記一部分との相互作用によって前記クラスターの中の前記輸送用デバイスの再配置を可能にするように配置されている再配置用ユニットと
を備える、輸送用デバイス。
[2] 前記輸送用デバイスは、前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスと係合するように配置されている係合ユニットをさらに備える、[1]に記載の輸送用デバイス。
[3] 前記再配置用ユニットは、
機械的なメカニズムと、
非接触式メカニズムと、
磁気的なメカニズムと、
電磁メカニズムと
のうちの少なくとも1つを備える、[1]または[2]に記載の輸送用デバイス。
[4] 前記磁気的なメカニズムは、
複数の永久磁石と、
複数の可動磁石と、
所定の透磁率の材料と、
磁石のアレイと
のうちの少なくとも1つを備える、[3]に記載の輸送用デバイス。
[5] 前記機械的なメカニズムは、
ホイールと、
コグと、
オムニホイールと
のうちの少なくとも1つを備える、[3]に記載の輸送用デバイス。
[6] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中で個別にアドレス可能である、[1]から[5]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[7] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中から駆動されるように配置されている、[1]から[6]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[8] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中の前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスに対して移動するように配置されている、[1]から[7]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[9] 前記輸送用デバイスは、コンテナである、[1]から[8]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[10] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中を水平方向にまたは垂直方向に平行移動するように配置されている、[1]から[9]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[11] 前記輸送用デバイスは、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも1つに平行移動するように配置されている、[1]から[10]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[12] 前記第1の方向および前記第2の方向は、実質的に垂直になっている、[11]に記載の輸送用デバイス。
[13] 前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向は、実質的に直交している、[11]に記載の輸送用デバイス。
[14] 貯蔵システムであって、前記貯蔵システムは、
表面と、
複数の輸送用デバイスと、ここにおいて、それぞれの輸送用デバイスは、[1]から[13]のいずれか一項に記載の輸送用デバイスであり、前記表面の一部分と協働するように配置されている、
を備え、
前記複数の輸送用デバイスは、再構成可能な物理的なトポロジーを有する3次元のクラスターの中に配置されている、貯蔵システム。
[15] 前記表面の前記一部分は、前記複数の輸送用デバイスのうちの少なくとも1つを再配置するように配置されている、[14]に記載の貯蔵システム。
[16] 前記表面は、少なくとも1つのインストラクションを受け取るように配置されている通信ユニットを備える、[14]または[15]に記載の貯蔵システム。
[17] 前記表面の前記一部分は、前記通信ユニットによって受け取られたインストラクションに応答して、前記3次元のクラスターの中の前記複数の輸送用デバイスのうちの1つの輸送用デバイスを再配置するように配置されている、[16]に記載の貯蔵システム。
[18] 前記表面は、前記複数の輸送用デバイスの下の床として配置されている、[14]から[17]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[19] 前記表面は、前記複数の輸送用デバイスに沿った壁部として配置されている、[14]から[17]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[20] 前記表面は、前記複数の輸送用デバイスの下の床に配置されている第1の表面と、前記複数の輸送用デバイスに沿った壁部として配置されている第2の表面とを備える、[14]から[17]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[21] 前記表面は、
機械的なメカニズムと、
非接触式メカニズムと、
磁気的なメカニズムと、
電磁メカニズムと
のうちの少なくとも1つを備える、[14]から[20]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[22] 前記磁気的なメカニズムは、
複数の永久磁石と、
複数の可動磁石と、
所定の透磁率の材料と、
磁石のアレイと
のうちの少なくとも1つを備える、[21]に記載の貯蔵システム。
[23] 前記機械的なメカニズムは、
ホイールと、
コグと、
オムニホイールと
のうちの少なくとも1つを備える、[21]に記載の貯蔵システム。
[24] スタート場所から目的地場所への前記複数の輸送用デバイスのうちの少なくとも1つの輸送用デバイスに関する経路を決定し、決定された前記経路を使用して前記少なくとも1つの輸送用デバイスの移動を引き起こすように配置されているコントローラーをさらに備える、[14]から[23]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[25] 前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているピックステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているデガントステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているロードステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているアンロードステーションと
のうちの少なくとも1つをさらに備える、[14]から[24]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[26] 前記複数の輸送用デバイスは、異なるサイズの輸送用デバイスを備える、[14]から[25]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[27] 再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中の少なくとも1つの他の輸送用デバイスと協働するように配置されている輸送用デバイスであって、前記輸送用デバイスは、
アイテム受け入れスペースと、
前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスとの相互作用によって前記クラスターの中の前記輸送用デバイスの再配置を可能にするように配置されている再配置用ユニットと
を備える、輸送用デバイス。
[28] 前記輸送用デバイスは、少なくとも1つのインストラクションを受け取るように配置されている通信ユニットをさらに備える、[27]に記載の輸送用デバイス。
[29] 前記再配置用ユニットは、前記通信ユニットによって受け取られたインストラクションに応答して、前記クラスターの中の前記輸送用デバイスを再配置するように配置されている、[28]に記載の輸送用デバイス。
[30] 前記輸送用デバイスは、前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスと係合するように配置されている係合ユニットをさらに備える、[27]から[29]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[31] 前記再配置用ユニットは、
機械的なメカニズムと、
非接触式メカニズムと、
磁気的なメカニズムと、
電磁メカニズムと
のうちの少なくとも1つを備える、[27]から[30]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[32] 前記磁気的なメカニズムは、
複数の永久磁石と、
複数の可動磁石と、
所定の透磁率の材料と、
磁石のアレイと
のうちの少なくとも1つを備える、[31]に記載の輸送用デバイス。
[33] 前記機械的なメカニズムは、
ホイールと、
コグと、
オムニホイールと
のうちの少なくとも1つを備える、[31]に記載の輸送用デバイス。
[34] 前記再配置用ユニットは、
少なくとも1つの磁気ホイールと、
少なくとも1つの磁気トラックと
を備える、[27]から[30]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[35] 前記再配置用ユニットは、
前記輸送用デバイスの第1の面の上の第1の磁気ホイールと、前記第1の磁気ホイールは、第1の方向に回転するように配置されている、
前記輸送用デバイスの第2の面の上の第2の磁気ホイールと、前記第2の磁気ホイールは、第2の方向に回転するように配置されている、
を備え、
前記第1の方向および前記第2の方向は、互いに垂直になっている、[34]に記載の輸送用デバイス。
[36] 前記第1の磁気ホイールは、第1の近隣の輸送用デバイスの面の上の第1の磁気トラックと相互作用するように配置されており、前記第2の磁気ホイールは、第2の近隣の輸送用デバイスの面の上の第2の磁気トラックと相互作用するように配置されている、[35]に記載の輸送用デバイス。
[37] 前記輸送用デバイスは、
前記輸送用デバイスの第3の面の上の第3の磁気トラックと、前記第3の磁気トラックは、前記第2の方向に配置されている、
前記輸送用デバイスの第4の面の上の第4の磁気トラックと、前記第4の磁気トラックは、前記第1の方向に配置されている、
をさらに備える、[36]に記載の輸送用デバイス。
[38] 前記第3の磁気トラックは、第3の近隣の輸送用デバイスの面の上の第3の磁気ホイールと相互作用するように配置されており、前記第4の磁気トラックは、第4の近隣の輸送用デバイスの面の上の第4の磁気ホイールと相互作用するように配置されている、[37]に記載の輸送用デバイス。
[39] 前記輸送用デバイスの前記第1の面は、第3の磁気トラックをさらに備え、前記輸送用デバイスの前記第2の面は、第4の磁気トラックをさらに備え、前記輸送用デバイスの前記第3の面は、第1の磁気ホイールをさらに備え、前記輸送用デバイスの前記第4の面は、第2の磁気ホイールをさらに備える、[38]に記載の輸送用デバイス。
[40] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中で個別にアドレス可能である、[27]から[39]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[41] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中から駆動されるように配置されている、[27]から[40]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[42] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中の前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスに対して移動するように配置されている、[27]から[41]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[43] 前記輸送用デバイスは、コンテナである、[27]から[42]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[44] 前記輸送用デバイスは、前記クラスターの中を水平方向にまたは垂直方向に平行移動するように配置されている、[27]から[43]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[45] 前記輸送用デバイス、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも1つに平行移動するように配置されている、[27]から[44]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[46] 前記第1の方向および前記第2の方向は、実質的に垂直になっている、[45]に記載の輸送用デバイス。
[47] 前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向は、実質的に直交している、[45]に記載の輸送用デバイス。
[48] 前記輸送用デバイスは、ハウジングをさらに備え、前記ハウジングは、ベースと、前記ベースの周辺に配設されている側部壁部とを有しており、前記側部壁部のうちの1つの側部壁部および/または前記ベースは、前記ハウジングの移動のための駆動力をサポートするように配置された相補的な面である、[27]から[47]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[49] 前記輸送用デバイスは、ハウジングをさらに備え、前記ハウジングは、ベースと、前記ベースの周辺に配設されている側部壁部とを有しており、前記側部壁部のうちの1つの側部壁部および/または前記ベースは、その平行移動を少なくとも部分的にサポートするように配置されており、それによって、前記ハウジングの移動をサポートする、[27]から[48]のいずれか一項に記載の輸送用デバイス。
[50] 貯蔵システムであって、前記貯蔵システムは、
複数の輸送用デバイスを備え、それぞれの輸送用デバイスは、[27]から[49]のいずれか一項に記載の輸送用デバイスであり、
前記複数の輸送用デバイスは、再構成可能な物理的なトポロジーを有する3次元のクラスターの中に配置されている、貯蔵システム。
[51] スタート場所から目的地場所への前記複数の輸送用デバイスのうちの少なくとも1つの輸送用デバイスに関する経路を決定し、決定された前記経路を使用して前記少なくとも1つの輸送用デバイスの移動を引き起こすように配置されているコントローラーをさらに備える、[50]に記載の貯蔵システム。
[52] 前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているピックステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているデガントステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているロードステーションと、
前記クラスターに隣接して配設されており、前記クラスターとコミュニケーションを取るように配置されているアンロードステーションと
のうちの少なくとも1つをさらに備える、[50]または[51]に記載の貯蔵システム。
[53] 前記複数の輸送用デバイスは、異なるサイズの輸送用デバイスを備える、[50]から[52]のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
[54] [14]から[26]または[50]から[53]のいずれか一項に記載の貯蔵システムを備える倉庫。
[55] [14]から[26]または[50]から[53]のいずれか一項に記載の貯蔵システムを備える車両。
[56] [14]から[26]または[50]から[53]のいずれか一項に記載の貯蔵システムを備えるゼロ重力または低重力環境。
[57] 再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中に配置されている輸送用デバイスを再配置する方法であって、前記方法は、
前記輸送用デバイスが表面の一部分と協働することを引き起こすステップと、
前記輸送用デバイスと前記表面の前記一部分との間の相互作用によって、前記クラスターの中の前記輸送用デバイスを再配置するステップと
を備える、方法。
[58] 再構成可能な物理的なトポロジーを有するクラスターの中に配置されている輸送用デバイスを再配置する方法であって、前記方法は、
前記輸送用デバイスが前記クラスターの中の少なくとも1つの他の輸送用デバイスと協働することを引き起こすステップと、
前記輸送用デバイスと前記少なくとも1つの他の輸送用デバイスとの間の相互作用によって、前記クラスターの中の前記輸送用デバイスを再配置するステップと
を備える、方法。