JP7728853B2 - 保管システム、方法、及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、保管システム、方法、及び装置に関する。より具体的には、本発明は、自動化された物品保管及び取り出しシステム、方法、並びに関連する装置に関する。

列状に積み重ねられたコンテナを取り扱う方法は、何十年も前から良く知られている。例えば、Bertelに付与されたＵＳ２，７０１，０６５に記載されているようないくつかのそのようなシステムは、そのようなコンテナを保管することに関連する保管体積を低減するために列状に配置されたコンテナの自立スタックを備えるが、それでもなお、必要とされる場合に特定のコンテナへのアクセスを提供する。所与のコンテナへのアクセスは、所与のコンテナを積み重ね、スタックから取り出すために使用することができる比較的複雑な巻き上げ機構を設けることによって可能になる。そのようなシステムのコストは、しかしながら、多くの状況において非実用的であり、それらは、主に、大型輸送コンテナの保管及び取り扱いのために商品化されている。

例えば、CimcorpのＥＰ０７６７１１３Ｂに記載されているように、コンテナの自立スタックを使用し、特定のコンテナを取り出して保管するための機構を提供するという概念が更に開発されている。ＥＰ’１１３は、コンテナのスタックの周りに下降され、スタック中のどのレベルでもコンテナを把持することが可能であるように構成された、矩形管の形態のロボット積み荷ハンドラを使用して、複数の積み重ねられたコンテナを取り出すための機構を開示している。このようにして、いくつかのコンテナを、スタックから一度に持ち上げることができる。可動管は、いくつかのコンテナをあるスタックの頂部から別のスタックの頂部に移動させるために、又はコンテナをスタックから外部の場所に、及びその逆に移動させるために使用することができる。そのようなシステムは、単一のスタック中のコンテナの全てが同じ製品を収容する（単一製品スタックとして知られる）場合に特に有用である可能性がある。

ＥＰ’１１３に記載されているシステムでは、管の高さは、コンテナの最も高いスタックを単一の操作で取り出すことができるように、コンテナの最も大きいスタックの高さと少なくとも同じ高さでなければならない。それ故に、倉庫などの取り囲まれた空間で使用されるとき、スタックの最大高さは、積み荷ハンドラの管を収容する必要性によって制限される。

ＥＰ１０３７８２８Ｂ１（Autostore）は、コンテナのスタックがフレーム構造内に配置されるシステムを記載している。このタイプのシステムは、添付図面の図１～４に概略的に例示する。ロボット積み荷取り扱い装置は、スタックの最上面上のトラックのシステム上でスタックの方々を制御可能に移動することができる。

積み荷取り扱い装置が、英国特許出願第ＧＢ２５２０１０４Ａ号（Ocado Innovation Limited）に記載されており、ここで、各ロボット積み荷ハンドラは、１つのグリッド空間のみをカバーし、このことから、積み荷ハンドラの高い密度を可能にし、このことから、所与のサイズのシステムの高いスループットを可能にする。

上記で説明した既知のロボットピッキングシステムでは、ロボット積み荷取り扱い装置は、グリッドを形成するトラックシステム上のスタックの頂部の方々を制御可能に移動される。所与の積み荷取り扱い装置は、スタックから容器を持ち上げ、持ち上げられるコンテナは、顧客の注文を履行するのに必要とされる在庫アイテムを収容する。コンテナは、ピックステーションに運ばれ、そこで、必要とされる在庫アイテムが容器から手動で取り出され、配送コンテナ中に配置され得、配送コンテナは、顧客の注文の一部を形成し、適切な時間に発送するために手動で充填され得る。ピックステーションにおいて、アイテムはまた、例えば英国特許出願第ＧＢ２５２４３８３Ｂ号（Ocado Innovation Limited）に記載されているように、そのような作業に適した産業用ロボットによってピックされ得る。

図１及び２に示すように、容器１０として知られる積み重ね可能な保管コンテナは、スタック１２を形成するために互いの上に積み重ねられる。スタック１２は、倉庫又は製造環境におけるフレームワーク１４中に配置される。図１は、フレームワーク１４の概略斜視図であり、図２は、フレームワーク１４内に配置された容器１０の単一のスタック１２を示す上面図である。各容器１０は、典型的には、複数の製品又は在庫アイテムを保持し、容器１０内の在庫アイテムは、同一であり得るか、又は用途に応じて異なる製品タイプであり得る。更に、容器１０は、複数の異なる在庫アイテムを収容するように物理的に細分され得る。

フレームワーク１４は、水平部材１８、２０を支持する複数の直立部材１６を備える。平行な水平部材の第１のセット１８は、平行な水平部材の第２のセット２０に対して垂直に配置されて、直立部材１６によって支持された複数の水平グリッド構造を形成する。部材１６、１８、２０は、典型的には、金属から製造される。容器１０は、フレームワーク１４の部材１６、１８、２０の間に積み重ねられ、そのため、フレームワーク１４は、容器１０のスタック１２の水平移動を防ぎ、容器１０の垂直移動を導く。

フレーム１４の最上レベルは、スタック１２の頂部にわたってグリッドパターンで配置されたレール２２を含む。加えて図３及び４を参照すると、レール２２は、複数のロボット積み荷取り扱い装置３０を支持する。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、フレームワーク１４の頂部にわたる第１の方向（Ｘ）への積み荷取り扱い装置３０の移動を導き、第１のセット２２ａに対して垂直に配置された平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１の方向に対して垂直な第２の方向（Ｙ）への積み荷取り扱い装置３０の移動を導く。このようにして、レール２２は、Ｘ－Ｙ平面における２次元での積み荷取り扱い装置３０の移動を可能にし、そのため、積み荷取り扱い装置３０を、どのスタック１２の上方の位置にも移動させることができる。

各積み荷取り扱い装置３０は、スタック１２の上方で、フレームワーク１４のレール２２上をＸ及びＹ方向に移動するように配置された車両３２を備える。車両３２の前部の一対の車輪３４及び車両３２の後部の一対の車輪３４から成る車輪の第１のセット３４は、レール２２の第１のセット２２ａの２つの隣接するレールと係合するように配置される。同様に、車両３２の各側の一対の車輪３６から成る車輪の第２のセット３６は、レール２２の第２のセット２２ｂの２つの隣接するレールと係合するように配置される。車輪の各セット３４、３６を、車輪の第１のセット３４又は車輪の第２のセット３６のいずれかが任意の一時点でレールのそれぞれのセット２２ａ、２２ｂと係合されるように、持ち上げ、且つ下降させることができる。

車輪の第１のセット３４がレールの第１のセット２２ａと係合し、車輪の第２のセット３６がレール２２から離れて持ち上げられると、車輪３４は、車両３２中に収容された駆動機構（図示せず）によって駆動されて、積み荷取り扱い装置３０をＸ方向に移動させることができる。積み荷取り扱い装置３０をＹ方向に移動させるために、車輪の第１のセット３４がレール２２から離れて持ち上げられ、車輪の第２のセット３６が下降され、レールの第２のセット２２ｂと係合される。次いで、駆動機構を使用して、車輪の第２のセット３６を駆動して、Ｙ方向への移動を達成することができる。

このようにして、図４に示すように、集中制御ユーティリティ（図示せず）の制御下で、１つ以上のロボット積み荷取り扱い装置３０が、フレームワーク１４上のスタック１２の上面の方々を移動することができる。各ロボット積み荷取り扱い装置３０は、必要とされる製品にアクセスするために、スタック１２から１つ以上の容器１０を持ち上げるための持ち上げ手段３８を設けられる。

車両３２の本体は、空洞４０を備え、空洞４０は、容器１０を保持することが可能なサイズである。持ち上げ手段３８は、ウィンチ手段と容器グリッパアセンブリ３９とを備える。持ち上げ手段は、容器１０をスタック１２から車両３２の本体内の空洞４０内に持ち上げる。空洞４０中にあるとき、容器１０は、下のレールから離れて持ち上げられ、そのため、積み荷取り扱い装置は、グリッド上の異なる場所に横方向に移動することができる。目標の場所、例えば別のスタック、保管システム中のアクセス地点又はベルトコンベアに到達すると、容器１０を空洞から下降させ、グリッパアセンブリ３９から解放することができる。

このようにして、複数の製品に、任意の一時点でグリッド及びスタック中の複数の場所からアクセスすることができる。

上記の説明は、例えば食品雑貨類に関連した保管システムを説明している。図４は、典型的なそのような保管システムを示し、システムは、スタック１２の上方のグリッド上で作動する複数の積み荷取り扱い装置３０を有する。

図１及び４は、保管システム内のスタック１２中の容器１０を示す。任意の所与の保管システム中に多数の容器１０が存在し得、多くの異なるアイテムがスタック１２中の容器１０中に保管され得ることを認識されたい。各容器１０は、単一のスタック１２内に異なるカテゴリの在庫アイテムを収容し得る。

上記で説明した１つのシステムでは、更に、参照によって本明細書に援用される英国特許出願第ＧＢ２５１７２６４Ａ号（Ocado Innovation Limited）では、保管システムは、顧客の注文がその中に収容された配送コンテナＤＴを更に備え得るか、又は、ピッキングを待っている在庫アイテムがその中に収容された容器１０を更に備え得る、一連の容器１０を備える。これらの異なる容器１０及びそれらの組み合わせは、保管システム中に収容され、上記で説明したようにロボット積み荷取り扱い装置３０によってアクセスされ得る。

自動又は半自動の保管及び取り出しシステムは、食品雑貨類を対象とするシステムに限定されないことを認識されたい。例えば、本技術は、いくつかの可能な用途を挙げると、出荷、手荷物取り扱い、車両駐車、屋内又は水耕温室及び農業、モジュール式建物、セルフストレージ設備、貨物取り扱い、輸送操車場、製造設備、パレット取り扱い、小包仕分け、空港ロジスティクス（ＵＬＤ）、及び一般ロジスティクスに適用することができる。異なるタイプの保管及び取り出しシステムは、異なる技術的要件を有することを認識されたい。

本発明は、この背景に対して考案されたものである。

本開示は、従来のシステムに対する効率的且つ経済的な代替を提供するためのシステム、方法、及び装置を説明する。例えば、本開示は、大きく嵩張るアイテムを保管及び取り出すために使用され得る。いくつかの規模では、即ち、非常に大型のコンテナが利用される場合、立方体システムを操作することは非実用的であり得る。

本発明の態様は、添付の特許請求の範囲に記載している。
システム

保管システムが提供され、保管システムは、グリッドシステムに基づくトラックネットワークを備える少なくとも１つの保管フロアと、トラックネットワークは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面においてトラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、トラックネットワークは、アクセス通路及び保管通路を備え、保管通路は、保管コンテナを受け入れるための１つ以上の保管場所を備え、保管コンテナを持ち上げ、搬送するためにトラックネットワーク上で動作する少なくとも１つの積み荷取り扱い装置とを備える。保管場所は、保管コンテナを支持するための支持手段を備え得る。

保管場所は、保管フロア又はレベル一面に配置される。保管コンテナは、保管フロア又はレベル内の支持手段上に位置付けられる。支持手段は、１つ以上の架台、支持体、又はブラケットを備え得、任意選択で、支持手段は、少なくとも２つの架台又は支持体又はブラケットを備え得る。典型的には、保管コンテナは、保管場所中に保管される。

保管コンテナは、積み荷取り扱い装置又はボットによってシステムの方々を移動される。積み荷取り扱い装置は、半自動又は全自動であり得る。架台、ブラケット、又は支持体は、積み荷取り扱い装置がそれらの間を通過し、トラックのネットワーク、即ちトラックネットワーク上を移動し得るようにサイジング及び配置される。更に、架台は、保管コンテナが架台によって支持されるときに、荷を積み込まれていない積み荷取り扱い装置が保管コンテナの下を通過し得るような高さである。

トラックネットワークは、典型的には架台のない多数のアクセス通路と、コンテナの保管のための場所を提供するための架台を装備されたいくつかの保管通路とを配置される。保管通路から離れて、更なる保管場所にアクセスするためのいくつかの側部通路が存在し得る。保管通路の側部通路は、保管場所１つ分以上の深さである。典型的には、側部通路は、保管システムが保管密度のために最適化されるとき、保管場所２～６つ分の深さである。高速且つほぼ均一な取り出し時間のために最適化された保管システムの場合、側部通路は１つ分の深さであり得る。複数の保管通路は、保管通路の各端部に位置するアクセス通路によって接続され得る。

トラックネットワーク、及びそれ故に保管場所は、利用可能な空間を効率的に利用し、典型的にはシステム又は設備の保管容量を最大化するように、グリッドシステム上に配置される。各グリッドユニットは、「予約可能な場所」と見なされ得る。予約可能な場所は、単一のグリッドユニットであり得るか、又は予約可能な場所は、いくつかの隣接するグリッドユニット、例えば、トラック又は経路の長さであり得る。いくつかの事例では、トラックの予約可能な長さは、単一のユニットであり得、他の事例では、同じユニットトラックのうちのいくつかは、互いに独立して予約可能であり得る。予約可能な場所に対する予約は、開始時間及び終了時間を有し得る。このようにして、グリッドユニットが予約されるか否かは、時間と共に変化するであろう。予約可能な場所は、特定の保管コンテナ及び／又は積み荷取り扱い装置に対して予約され得る。システム内の全ての場所は、予約可能であり得る。時間と共に、各予約可能な場所は、同じ又は異なる積み荷取り扱い装置及び／又は保管コンテナに対するものであり得るいくつかの重複しない予約を有し得る。予約可能な場所に対する予約は、予約可能な場所の表に保持され得る。積み荷取り扱い装置ナビゲーションシステム及びコントローラは、可変長の予約可能な場所をサポートし得ることを認識されたい。各可変長の予約可能場所では、積み荷取り扱い装置がトラックネットワーク上の直交方向にその移動方向を変更することができる位置は、最大で１つであり得る。このようにして、グリッドシステムの場所は、制御設備によって管理され得、それについては、以下でより詳細に説明する。

典型的には、トラックは、トラフ、レール、案内路、又は積み荷取り扱い装置の車輪を受け入れるか又はそれらと係合するための任意の他の適切な構造を備える。トラフ、レール、又は案内路は、各トラック経路に対して対になり得る。トラックは、積み荷取り扱い装置（複数可）のための経路を提供する。いくつかのグリッド空間は、建物及びフロアを通って延在する支柱などの建物構造の特徴を収容するためのトラックがない場合があることを認識されたい。トラックネットワークは、任意の数の第１及び第２の部材から構成され得る。第１及び第２のトラック部材は、グリッドパターンに従って実質的に直交して配置される。フロアは、実質的に平坦であり、レベル及びトラックは、水平な平面に実質的に配置される。

システム内の各場所は、単一のグリッドユニットを備え得るか、又は場所は、整数個のグリッドユニットを備え得る。トラックは、単一のグリッドユニット幅であり得る。典型的には、各グリッドユニットは、ｘ方向のトラック及びｙ方向のトラックを備え得る。典型的には、システムの保管場所及び他の特徴は、単一のグリッドユニットを備え得る。

積み荷取り扱い装置によって搬送されるとき、保管コンテナは、積み荷取り扱い装置の上面上に位置する支持パッドによって支持される。支持パッドは、保管コンテナが積み荷取り扱い装置の経路に沿って配置された架台から離れて持ち上げられ得るように、積み荷取り扱い装置によって昇降され得、そのため、架台は、保管コンテナの移動を妨げない。典型的には、積み荷取り扱い装置は、安定させるために支持パッドが下降された状態で移動する。典型的には、積み荷取り扱い装置が目的地の場所（保管場所など）に隣接する場所に到着すると、積み荷取り扱い装置は支持パッドを上昇させる。積み荷取り扱い装置は、次いで、保管コンテナを下ろすための位置に移動する。積み荷取り扱い装置が目的地の場所の架台の間の適所にあるとき、支持パッドは下降され、保管コンテナは、各端部において一対の架台によって支持される。積み荷取り扱い装置は、次いで、トラックネットワークに沿って保管場所から移動して、別の積み荷取り扱いタスクを実行することができる。典型的には、積み荷取り扱い装置は、アクセス通路を使用することによって同じフロア上の保管通路間を移動する。

トラックネットワークは、保管コンテナを支持するための支持手段を備える１つ以上の一時保管場所を備え得る。トラックネットワークは、充電ベイ、追い越し車線、待避線、待避所、及び／又は通過地点のうちの１つ以上を更に備え得る。

フロア又はトラックネットワークのレイアウトは、典型的には、システムの効率的な動作のための追加の特徴を備える。例えば、アクセス通路は、２対のトラック幅であり得る。トラックの内側の対（例えば、保管通路に最も近い）は、積み荷取り扱い装置交通のための概念的な主要経路又は幹線道路を提供する。トラックの外側の対（例えば、保管通路から最も遠い）は、ネットワークの他の特徴のための場所（複数可）を提供し得る。

例えば、待避所は、故障した若しくは損傷した積み荷取り扱い装置の自動化された回収のため、又はオペレータが積み荷取り扱い装置にアクセスするため、又は故障した積み荷取り扱い装置をその場で修理するか若しくは保守エリアに撤退させるまで配置するためのものであり得る。通過地点は、同じ内側トラック経路上を反対方向に移動する積み荷取り扱い装置が通過することを可能にし得る。更に、トラックネットワークは、システムのための他の補助機能が動作するための場所を備え得る。

積み荷取り扱い装置の充電場所又は充電地点は、積み荷取り扱い装置の下面上の相互に関連する充電パッドを介して積み荷取り扱い装置にエネルギーを誘導的に伝達する、トラック間に配置された誘導充電パッドを備え得る。典型的には、積み荷取り扱い装置の充電場所は、積み荷取り扱い装置がある時間期間を費やす傾向がある場所に位置し得る。例えば、充電場所はまた、次に利用可能なリフトカーが別のレベルに移動するのを積み荷取り扱い装置が待っている間に積み荷取り扱い装置を充電するための、リフトに隣接する待機場所、コンテナ受け入れステーションにおける場所、コンテナ発送ステーションにおける場所、受け入れステーション位置が利用可能になるまで積み荷取り扱い装置が待つ、コンテナ誘導ステーションのための待ち行列場所、発送ステーション位置が利用可能になるまで積み荷取り扱い装置が待つ、コンテナ発送ステーションのための待ち行列場所、又はアクセス通路に沿った１つ以上の場所を備え得る。各保管フロア上に少なくとも１つの充電場所が存在し得ることを認識されたい。

隣接するトラックは、保管コンテナを積み込まれた２つの積み荷取り扱い装置が、適切な許容誤差のために十分な空間を有する隣接するトラックを通過し、衝突を回避することを可能にするようにサイジングされ得る。

一時保管場所は、側部通路から一時的に撤退された保管コンテナが側部通路中のより深い保管コンテナにアクセスするために使用され得る。使用時には、例えば、保管場所数個分の深さである、通路中に位置する保管コンテナは、アクセス通路から数グリッドユニット離れて位置する保管コンテナにアクセスするために、一時保管場所に移動され得る。

積み荷取り扱い装置が保管コンテナを運搬している場合、これらの一時保管場所は、架台と衝突するのを回避するために積み荷取り扱い装置の積み荷パッドがアップ状態にあるときにのみアクセスすることができる。典型的には、一時保管場所は、交通を通る積み荷取り扱い装置が予想される場所では使用されないであろう。

物理的及び環境的に制御された保管条件を提供するように特別に構成された特定の通路が存在し得、その保管条件は、温度及び湿度制御であり得る。

特定の気体組成を有する特定の通路、例えば、火災のリスクを低減するための、酸素が低減され窒素が富化された雰囲気が存在し得る。保管設備のフロア全体は、火災のリスクを低減するための、酸素が低減され窒素が富化された雰囲気で動作し得る。保管設備全体は、火災のリスクを低減するための、酸素が低減され窒素が富化された雰囲気で動作し得る。

通路は、１つ以上のチャンバ又はギャラリに細分され得、ここで、各チャンバは、異なる物理的及び環境的に制御された保管条件を提供するように構成され、その保管条件は、温度及び湿度制御であり得る。

フロアは、仕切り手段によってチャンバに分割され得、仕切り手段は、積み荷取り扱い装置が通過し得る開口部又はハッチを有する。仕切り手段は、防火手段を備え得、及び／又は、仕切り手段は、システム内のユーザアクセスとロボットアクセスとの間の隔離を提供する。

仕切り手段は、仕切り壁を備え得る。保管通路は、例えば、チャンバ又はギャラリに細分され得る。仕切り壁は、環境制御ドアを備え得る。これは、各ギャラリ又はチャンバが、例えば、それ自体の固有の目標周囲空気温度、固有の目標周囲空気湿度を有することを可能にし得る。

システムは、火災検出システムを更に備え得る。システムは、例えばスプリンクラーシステムを備える火災抑制システムを更に備え得る。システムは、煙検出システムを更に備え得る。システムは、熱検出システムを更に備え得る。火災安全システムの各々は、制御設備へのネットワーク接続を備え得る。仕切り壁は、高密度の保管領域内に、火災の拡散を封じ込める及び／又は抑制する機会を提供し得る。

保管システムは、２つ以上の垂直に配置されたフロアを更に備え得、フロアは、フロア間で積み荷取り扱い装置を移動させるためのアクセス通路からアクセス可能な１つ以上のリフトによって相互接続され、フロアは、少なくとも１つの保管フロアと、任意選択で、リフト間を移動するための１つ以上のスカイロビーフロアとを備える。

保管システムは、１つよりも多くのフロアをカバーするように拡張され得る。例えば、システムは、建物中のいくつかのフロアを占有し得る。フロア又はレベルの間の連続性を達成するために、１つ以上の積み荷取り扱い装置は、特別に設計されたリフト中において異なるレベルの間を移動し得る。リフトは、積み荷取り扱い装置の支持パッド上に保管コンテナを伴って又は伴わずに、積み荷取り扱い装置を搬送し得る。

多階システムでは、異なるフロアが、異なるサービスレベルに対して予約され得る。保管システムの出力ステーションへの走行時間が最も短いフロアは、最も速いアクセス時間を必要とするコンテナの保管のために予約され得る。それに対して、保管システムの出力ステーションへの走行時間が最も長いフロアは、最も速いアクセス時間を必要としないか、又は最も速いアクセス時間に対して割増料金を支払わないコンテナの保管のために予約され得る。

いくつかの通路は、保管場所１つ分の深さの側部通路で構築され得る。これらの通路は、最も速いアクセス時間を必要とするコンテナを保管するために予約され得る。

各階又はフロアは、１つ以上のリフトによってサービスされ得る。典型的には、リフトは、双方向リフトであり得、即ち、上下に移動することが可能であり得る。リフトは、アクセス通路に直接又は間接的に位置し得る。フロア又はリフトカーは、積み荷取り扱い装置が保管フロアからリフト中に直接移動することを可能にするためのトラックを有し得る。リフトカーは、保管コンテナを積み込まれた１つの積み荷取り扱い装置を収容するようにサイジングされ得るか、又はリフトカーは、保管コンテナを搬送する１つよりも多くの積み荷取り扱い装置を収容するようにサイジングされ得る。

典型的には、リフト故障の場合に回復力を提供するために、各フロアへのアクセスを有する少なくとも２つの双方向リフトが存在する。

いくつかの構成では、リフトは、より高いリフトスループットを生み出すために、隣接するフロアに同時にサービスし、２つの積み荷取り扱い装置を運搬することが可能な、積み重ねられたリフトカーを備える２段式であり得る。２段式リフトカーの場合、２つの積み荷取り扱い装置は、リフトの移動中に異なるレベルで収集され得るか又は下ろされ得、より高い平均リフトスループットを生み出し得る。

多階システムのいくつかのレベル又はフロアは、スカイロビーを備え得、ここで、積み荷取り扱い装置は、リフトシステム間のトラック経路上を走行することができる。スカイロビーのないシステムでは、リフト（複数可）は、各保管フロアにおいて停止し得る。いくつかのシステムでは、リフト（複数可）は、選択されたフロア又はレベルにおいて停止し得る。例えば、いくつかのリフトは、システム中のより低いフロアにのみサービスし得、その一方で、他のリフトは、より高いフロアにサービスする。又は、いくつかのリフトは、特定の目的地のために予約され得る。典型的には、スカイロビー構成は、高層ビルの構造上の制限に起因して単一リフトシステムが実現可能でない高層ビルにおいて見出され得る。１つ以上のスカイロビーを有するシステムの場合、リフトは、フロアの近接するフロアブロックへのアクセスを提供し得る。いくつかのシステムでは、積み荷取り扱い装置の故障が特定のレベルでリフトカーの入口／出口において予約可能なトラック場所をブロックする場合にシステムに回復力を提供するために、建物中の同じレベルへのアクセスを提供する少なくとも２つのスカイロビーフロアが存在し得る。

多くのレベル又はフロアを有する非常に高い保管設備の場合、最も低いフロアと最も高いフロアとの間の垂直経路は、いくつかのリフト又はリフトシステムを介した走行を必要とし得る。あるリフトシステムから別のリフトシステムへの移動は、スカイロビーフロア上の移動通路経路を介し得る。スカイロビーフロアは、保管フロア、及びリフトシステム間を移動するためのフロアであり得る。又は、スカイロビーフロアは、単に移動フロアであり得る。

保管システムのレベル又はフロアは、保管システムが位置する建物のフロアに必ずしも対応する必要はないことを認識されたい。例えば、いくつかの保管システムフロアは、保管システムフロアを作成するために空間内に構築物を有する、単一階倉庫タイプの建物内に位置し得る。

保管システムは、制御設備、環境制御設備手段、安全システム、データ収集手段、データ通信手段、及び通信システムのうちの１つ以上を更に備え得る。

環境制御設備は、広範囲の環境制御システム、又は保管フロア若しくはフロアの一部のための環境制御システムを備え得る。制御システムは、空気の温度及び／若しくは湿度、並びに／又は気体組成、例えば空気の窒素含有量を制御し得る。

保管設備は、１つ以上のフロア上に１つ以上の保守エリアを備え得る。保守エリアは、オペレータによってアクセス可能であり得る。

保守エリアは、仕切り壁又は隔壁の間の空隙中に配置され得る。そのような空隙は、サービスフィード、例えば、通信、電力、照明、環境感知、ビデオカメラ、火災検出、及び火災抑制のためのケーブル及びインフラストラクチャのためのルートを提供し得る。仕切り手段は、技術者が作業するための、又は避難のための安全なエリアを提供するための一時障壁を備え得る。

保管フロア又は通路は、保守エリアと交互配置され得る。他の配置では、通路は、並んで又は背中合わせに配置され得、特に、例えば生育トレイを運搬することなく移動するときに、トラックネットワーク上の通路の間を（アクセス通路を介するのではなく）直接移動するための積み荷取り扱い装置を提供し得る。

保守エリアは、例えば天井から吊り下げられたケーブルウェイを備え得る。ケーブルウェイは、生育フロアが保守レベルと交互配置されていない場合に実際に使用され得る。

保管システムは、１つ以上のワークステーションを更に備え得、任意選択で、各ワークステーションは、保管コンテナの識別タグ又はラベルを読み取るためのＲＦＩＤリーダ、スキャナ、又はカメラを備える。

１つ以上のワークステーションは、オペレータに適し得るか、又は１つ以上のワークステーションは、自動化又は半自動化され得る。このようにして、保管システムは、グッズツーマン（goods-to-man）システムであり得る。保管コンテナは、積み荷取り扱い装置上のワークステーションに又はワークステーションを通して搬送され得る。保管コンテナは、ワークステーションにある間、積み荷取り扱い装置上に留まり得るか、又は保管コンテナは、ワークステーションにおける一対又は一組の架台上に積み荷取り扱い装置によって下ろされ得る。

ワークステーションは、保管コンテナに対してプロセスを実行するためのものである。システム内のワークステーションは、コンテナ導入ワークステーション、コンテナ発送ワークステーション、コンテナから物品又はアイテムをピックし、これらを別のコンテナに移すための、又はアイテムを配送コンテナに移すためのピックワークステーション、コンテナ導入ワークステーションに空の保管コンテナを戻すためのワークステーションのうちの１つ以上を備え得る。

１つ以上の特定のワークステーションが、単一のワークステーションに組み合わされ得る。例えば、組み合わされたワークステーションは、異なるタスク又は機能を同じワークステーションにおいて実行することができる、組み合わされた導入及び発送ワークステーションを備え得る。

各ワークステーションは、保管コンテナを処理するより前に保管コンテナの識別タグ又はラベルを読み取る能力を有し得る。このようにして、コントローラは、正しい保管コンテナが各段階で取り扱われていることを確認することができ、正しい保管コンテナがいずれの段階でも処理されていない場合、是正措置を講じることができる。

保管システム内では、異なるタイプのワークステーションが、単一のフロア上に、若しくはフロアの特定のエリア内に位置し得るか、又はワークステーションは、生育フロア及び／若しくはスカイロビーフロア上に分散され得る。

保管システムは、補助機能を備え得る。

保管システムは、補助空間及び補助機能を更に備え得ることを認識されたい。例えば、保管システムは、マシンツーパーソン（machine-to-person）ワークステーション、並びに積み荷取り扱い装置サービス及び保守ステーションであり得る。

保管コンテナは、標準的な輸送コンテナを備え得る。代替として、保管コンテナは、その上にアイテムが配置される大面積トレイを備え得る。保管コンテナは、一意の識別タグ又はラベルを備え得る。

各保管コンテナは、一意の識別タグ又はラベルを提供する、スキャナ又はカメラで読み取ることができるバーコード又はＱＲコード（登録商標）などのＲＦＩＤタグ又はマーカを有し得る。相互に関連して、システムの１つ以上の積み荷取り扱い装置は、生育トレイのタグ又はラベルを読み取ることが可能なＲＦＩＤリーダ又はスキャナ又はカメラを有し得る。同様に、生育トレイを処理するために使用されるワークステーションは、生育トレイのタグ又はラベルを読み取ることが可能な相互に関連するＲＦＩＤリーダ又はスキャナ又はカメラを有し得る。このことから、積み荷取り扱い装置は、架台から生育トレイをピックアップするための動作中に生育トレイのタグ又はラベルを読み取る能力を有する。同様に、各生育トレイを処理するワークステーションは、生育トレイのタグ又はラベルを読み取る能力を有する。各生育トレイを処理するワークステーションは、生育トレイを処理するより前に生育トレイのタグ又はラベルを読み取り得る。このようにして、コントローラは、正しい生育トレイが各段階で取り扱われていることを確認することができ、それがいずれの段階でも正しい生育トレイではない場合、必要に応じて是正措置を講じ得る。有利なことに、システムは、制御の完全性において強化された信頼性を有し得、監査記録が作成されることを可能にし得る。
積み荷取り扱い装置

ストレージシステム中で動作するための積み荷取り扱い装置が提供される。保管システムのフロアは、グリッドシステムに基づくトラックのネットワーク、即ちトラックネットワークを備え得、トラックは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面においてトラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、積み荷取り扱い装置は、第１の方向にトラック部材のセットと係合するための車輪の第１のセットと、第２の方向にトラック部材のセットと係合するための車輪の第２のセットと、ここにおいて、積み荷取り扱い装置は、トラックネットワーク上の任意の場所へと第１又は第２の方向に駆動可能で有り、保管コンテナを運搬するための支持パッドとを備え得る。

支持パッドは、垂直（ｚ）方向に上昇及び／又は下降され得る。

積み荷取り扱い装置は、ボット、自動車両又は半自動車両としても知られ得る。

このようにして、積み荷取り扱い装置は、保管コンテナを持ち上げ、トラックのネットワークに沿って保管場所又はワークステーションなどの保管システム中の任意の場所に保管コンテナを搬送するために使用され得る。ボット又は積み荷取り扱い装置は、ｘ及びｙ方向トラックに沿って順方向及び逆方向に移動することが可能であり得る。

典型的には、保管コンテナは、積み荷取り扱い装置によって架台などの支持手段上に配置され得る。保管コンテナを運搬する積み荷取り扱い装置が適所にあるとき、支持パッドは、架台が保管コンテナを支持するように下降される。積み荷取り扱い装置は、次いで、トラックに沿って（保管コンテナを運搬し続けることなく）場所から離れて、保管コンテナの下を移動して、次の持ち上げ及び／又は搬送タスクに進み得る。

支持パッドが下降位置にある状態で保管コンテナを保管位置又は他の位置から持ち上げるために、積み荷取り扱い装置は、それ自体を保管コンテナの下に位置付け、支持パッドを上昇させ、そのため、積み荷取り扱い装置は、保管コンテナを支持し、保管コンテナを代替の場所に搬送し得る。

支持パッド又は垂直リフト機構は、電気機械機構を備え得る。垂直リフト機構は、液圧発電器及び１つ以上の液圧ラム（ｒａｍ）を備え得る。故障及び漏れの場合に液圧流体が保管システムを汚染することを防止するために、保護筐体が使用され得る。液圧発電器及びラム構成要素は、市販の構成要素であり得る。

車輪の第１のセット及び／又は車輪の第２のセットは、各側に２つ以上の車輪を備え得る。積み荷取り扱い装置は、車輪のうちの１つ以上のためのサスペンション手段を備え得る。

保管設備のフロアは、トラックが実質的に水平な平面にあるように実質的に平坦であり得るが、フロアが完全に平坦であることを確実にすることはコスト効果が高くない場合があることを認識されたい。いずれにしても、フロアは、レベルに段差状の変化を有し得るか、又は平坦でない場合がある。トラック経路は、積み荷取り扱い装置のナビゲーション手段によって画定され得、制御設備と相互作用し得るか、又はトラック経路は、本明細書の他の箇所に記載するように、溝又はレールによって画定され得る。

積み荷取り扱い装置の各側に３つの車輪を配置することは、装置が、トラック高さの意図的な変化であるか又は設備フロアの構築の不完全性に起因するかのうちのいずれかであるトラック高さの段差状の変化に対して耐性があることを可能にし得る。車輪の第１のセット又は車輪の第２のセット上で段差状の変化を越えて移動するとき、積み荷取り扱い装置は、積み荷取り扱い装置の重心がレベルの不連続部又は段差を通過するときに回転するであろう。このようにして、積み荷取り扱い装置は、典型的には、車輪の少なくとも４つを表面又はトラックと接触した状態に保つ。

車輪の各セットは、積み荷取り扱い装置が実質的に安定したままであるか、又はトラックにおけるレベルの変化若しくは段差に対して耐性があることを可能にするために、１つの車輪が実質的に側部の中心にある状態で、それらのそれぞれの側部に位置し得る。例えば、車輪のセットが３つの車輪を備えるとき、中間車輪は、実質的に側部の中心に位置し得る。

更に、車輪にサスペンションを提供することによって、積み荷取り扱い装置は、積み荷取り扱い装置が経路に沿って移動するときのトラックの変化に対してより耐性があり得る。車輪の全ては、サスペンション手段を設けられ得る。トラックの変化は、小さい方向変化及び段差状の変化を備え得る。

車輪は、第１の（ｘ）方向に位置合わせされる得るか、又は第２の（ｙ）方向に位置合わせされ得、車輪は、キャスタ車輪を備える。

車輪は、トラックのグリッドベースのネットワークにおけるトラック部材レイアウトの方向に対応して、積み荷取り扱い装置のｘ軸方向及びｙ軸方向に位置合わせされ得る。車輪がキャスタ車輪を備える場合、即ち、据え付けられた方向を中心とする比較的小さい角度だけ僅かに偏向することが可能な場合、積み荷取り扱い装置は、トラック部材間又はトラックの区画間の位置ずれに対してより耐性があり得る。キャスタの程度は、制限され得る。キャスタ機能は、ばね構成によって有効にされ得る。車輪は、積み荷取り扱い装置の軸に位置合わせされるようにばね搭載され得る。車輪は、積み荷取り扱い装置がトラックの不完全性をうまく通り抜けるのを助けるために、いくらかの機械的に制限された可撓性を有し得る。

上記の特徴は、片側２輪の車両に対してトラックの段差状の変化、勾配、及び位置合わせに関するより制限の少ない要件を提供し、より制限の少ない建築許容誤差を可能にするように設計及び立案される。これは、古い倉庫建物を転用し、新たに建築された建物の構築に対する許容誤差を低減することを可能にする。

積み荷取り扱い装置は、トラックと係合されるｘ方向車輪とｙ方向車輪との係合を切り替えるための方向変更機構を備え得ることを認識されたい。

方向変更機構と保管コンテナリフト機構とは、同じ機構であり得る。

ｘ方向車輪は、各端部において保持フランジ内に支持されて垂直に移動するサブシャーシ上に据え付けられ得る。保持フランジにおけるサブシャーシの垂直移動は、ころ軸受、針状ころ軸受、滑り軸受け、又は軸受の使用によって低摩擦を有するように行われ得る。一構成では、サブシャーシの垂直移動は、２段液圧ラムを用いて達成され得る。液圧ラムは、追加段を備え得ることを認識されたい。ｙ方向車輪は、同様に据え付けられ得る。ｙ方向車輪がサスペンションユニットを用いてメインシャーシに直接据え付けられ、ｘ方向車輪がメインシャーシに対して移動することが有利であり得ることを認識されたい。

代替構成では、サブシャーシの垂直移動は、保持フランジ中の歯付きラックによって達成され得る。歯付きラックは、電気モータによって歯付きピニオン駆動輪によって駆動され得る。車輪サブシャーシ構成は、各端部に歯付きラックアセンブリを備え得る。

各サブシャーシは、サブシャーシと支持パッド又は保管コンテナ運搬シャーシとの間の相対的垂直変位を検出及び報告するための１つ以上のセンサを備え得る。

積み荷取り扱い装置は、駆動モータに電力供給するための再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタを更に備え得、再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタは、積み荷取り扱い装置の下面上に位置付けられた誘導充電パッドを通して充電される。

積み荷取り扱い装置は、内蔵モータによって駆動され得、内蔵モータは、再充電可能なバッテリによって電力供給される。代替構成では、内蔵モータは、スーパーキャパシタによって電力供給され得る。又は、いくつかの構成では、積み荷取り扱い装置は、再充電可能なバッテリ及びスーパーキャパシタの両方を備え得る。スーパーキャパシタ充電（及び放電）時間は、バッテリ再充電時間と比較して、遙かにより高速であり得ることを認識されたい。それ故に、再充電可能なバッテリ及びスーパーキャパシタの両方が使用される場合、積み荷取り扱い装置は、スーパーキャパシタからの電力の急速な増大又は補給、及び再充電可能なバッテリからのより持続的な電力から利益を得ることができる。

充電場所は、積み荷取り扱い装置がある時間期間にわたって留まる傾向がある場所に好都合に位置し得るが、トラックネットワークの任意の場所であり得る。典型的には、エネルギーを提供する誘導パッドは、特定のグリッド場所におけるトラックレール間に位置する。

車輪のうちの１つ以上は、駆動可能であり得る。

車輪の第１のセット及び車輪の第２のセットの全ての車輪は、駆動可能であり得る。

車輪のセットの車輪の各々は、駆動され得る。このようにして、車輪のうちの１つがトラック表面との接触を失っても、積み荷取り扱い装置は、残りの車輪によって依然として駆動される。この場合もやはり、これは、平坦でない表面上の積み荷取り扱い装置の安定性を維持することを補助し得る。

車輪の第１のセット及び車輪の第２のセットのうちの１つ以上は、ロック手段によってロック可能である。

ロック手段は、ｘ方向移動及び／又はｙ方向移動のために駆動モータをロックするための電気機械ロックを備え得る。積み荷取り扱い装置が駐車位置にあるとき、例えば、保管コンテナを持ち上げるか若しくは下ろすとき、リフトカー中で移動するとき、又は充電場所中にあるとき、モータは、車輪の移動及び積み荷取り扱い装置の移動を防止するようにロックされ得る。電気機械ロックは、解除手段を有し得る。例えば、解除手段は、制御システム又は技術者によって操作可能なスイッチであり得る。ロックが適用されていないとき、車輪は、自由に回転することが可能であり得る。このようにして、積み荷取り扱い装置が故障した場合、ロックが解除され得、積み荷取り扱い装置は、単に、保守エリアに押し進められ得るか、又は引っ張られ得る。ロックは、回収装置によって解除可能であり得る。回収装置は、積み荷取り扱い装置がフリーホイールすることが可能になると、故障した積み荷取り扱い装置を押し進めるか又は引っ張ることが更に可能であり得る。回収装置は、技術者がシステムの他のエリアで作業する場合に危険にさらされないように、壊れた積み荷取り扱い装置を保守エリアに移動させ得る。

積み荷取り扱い装置は、識別タグ又はラベルを読み取るためのＲＦＩＤリーダ、スキャナ、及び／又はカメラを更に備え得る。

積み荷取り扱い装置は、識別タグを読み取る能力を有し得る。例えば、動作中、積み荷取り扱い装置は、特定の保管コンテナを識別することが可能であり得る。又は、積み荷取り扱い装置は、システム内の特定の場所を識別することが可能であり得、そこでは、タグが、トラック中に若しくはトラックに沿って、又はワークステーションに配置されている。

積み荷取り扱い装置及び支持される保管コンテナは、保管システム中で単一のグリッド空間のみを占有する設置面積を有する。

単一のグリッド空間又はグリッドユニットは、単一の予約可能な場所であり得る。このようにして、（積み荷取り扱い装置がグリッド場所の中心に置かれ、保管コンテナが積み荷取り扱い装置の支持パッドの中心に適切に置かれると仮定して）、保管コンテナを運搬する積み荷取り扱い装置は、実質的に衝突のリスクなしに、任意のトラック経路を横断し得る。

積み荷取り扱い装置は、トラックネットワークに沿った動きを監視及び制御するためのナビゲーション手段を更に備え得る。積み荷取り扱い装置は、中央制御設備からの命令を受信し、データを送信するための通信手段を更に備え得る。積み荷取り扱い装置は、近接センサを更に備え得る。

積み荷取り扱い装置は、保管システムの各フロアの不揮発性メモリ中にソフトウェアマップを有し得る。ソフトウェアマップは、物理的寸法、基準マーカの識別コード、基準マーカの位置、予約可能なトラック場所の物理的属性、例えば架台の存在、及び予約可能なトラック場所の間のトラック経路接続のトポロジを備える、予約可能なトラック場所の各々についての情報を包含し得る。ソフトウェアマップは、デバイスコントローラが、（中央）制御設備によって提供された経路の各セグメントについての軌道のパラメータを計算することを可能にし得る。

デバイスコントローラは、車輪状態、支持パッド状態を選択し、積み荷取り扱い装置をトラックに沿って移動させるサーボ機構及び電気モータを制御し得る。積み荷取り扱い装置は、コントローラに送信される応答メッセージを用いて、受信する全ての命令に確認応答し得る。

積み荷取り扱い装置のための少なくともいくつかのナビゲーション及び他の制御命令は、（中央）制御設備によって積み荷取り扱い装置に提供される。

（中央）制御設備は、積み荷取り扱い装置がフロアに沿って、フロアを横切って移動するための経路についての命令を提供し得る。経路は、経路計画モジュールによって計画される。特定の時間における経路のセグメントが予約され、積み荷取り扱い装置への命令として発行され、開始時間に先立ってログ記録され得る。経路又はトラックの個々のセグメントを横断するためのルート命令が、積み荷取り扱い装置及び制御設備の一掃（clearance）モジュールに発行される。

経路計画モジュールは、積み荷取り扱い装置の移動に先立って、衝突リスクのない経路を計画することを理解されたい。その一方で、経路一掃モジュールは、保管システム内で動作している全ての積み荷取り扱い装置からの位置、速度、及び状態の報告を監視して、特定の積み荷取り扱い装置のための意図された計画された経路に衝突のリスクがないままであることを確実にする。計画された経路は、積み荷取り扱い装置の故障、積み荷取り扱い装置の性能低下、及び／又は積み荷取り扱い装置との間の通信障害によって危険にさらされ、衝突又は別の形態の事故のリスクにさらされ得る。衝突リスクが識別された場合、経路一掃モジュールは、新しい衝突リスクのない経路が計画され得るように、経路計画モジュールに助言し得る。

積み荷取り扱い装置自体が、デバイスコントローラを備え得る。デバイスコントローラは、中央制御設備から命令を受信し、確認応答し得る。更に、デバイスコントローラは、積み荷取り扱い装置の移動を制御する際に使用するためのフィードバックのために、及び中央制御設備、特に一掃モジュールに提供するためのフィードバック又は報告のために、積み荷取り扱い装置の感知手段からの出力を使用し得る。

上述したように、積み荷取り扱い装置は感知手段を備え得ることを認識されたい。センサは、トラックに近接する基準マーカを検出するためのレーザスキャナ、スキャナ、又はカメラ、トラック部材の交差を検出するための深度センサ又はカメラ、車輪のうちの１つ以上の回転を監視及び報告するためのセンサ、並びに車輪の回転を監視及び報告するための非駆動輪検出器のうちの１つ以上であり得る。積み荷取り扱い装置の状態を監視するための他のセンサ及びデータコレクタが設けられ得ることを認識されたい。積み荷取り扱い装置は、基準マーカを通過する度に、中央コントローラ（制御設備）に位置及び状態報告を送信し得る。

積み荷取り扱い装置は、予期されない衝突のリスクを警告するために、近接センサ、好ましくは装置の各側に近接センサを更に備え得る。そのような状況では、警告が、緊急停止をトリガし得る。衝突リスクをもたらす予期されない物品の例は、意図された経路中に直接ある他の積み荷取り扱い装置、意図された経路中で誤って落下した保管コンテナ、経路の終端を示し、ナビゲーションエラー又はマッピングエラーのために遭遇されるガードレール、ナビゲーションエラー又はマッピングエラーのために遭遇される架台、及び設備内で作業する（人間の）作業員を備え得る。

システムは、データを収集し、システムの状態を監視するための調査ボットを更に備え得る。調査ボットの移動及び制御は、積み荷取り扱い装置の移動及び制御と同様であり得る。調査ボットは、生育通路に沿って移動し、各保管コンテナを調査し得る。例えば、調査ボットは、積み荷取り扱い装置と同様であるが、支持パッドがなく、センサパックを有する車両であり得る。

システム内で動作し、説明する装置と協働する、他のタイプのボット又はモバイルデバイスが予想される。例えば、タスク固有のデバイスである。
制御設備

制御設備は、上記で議論したように、保管システムを制御及び操作するために提供される。制御設備は、環境制御モジュール、マネージャモジュール、タスクプランナ、ボット経路計画モジュール、ボット経路一掃モジュール、通信モジュール、リフトタスクプランナ、ボット充電状態マネージャ、データ記憶及び持続モジュール、機械学習アルゴリズムにデータを提供するための長期データ記憶モジュール、回収、修理、及び保守動作を容易にするために計画及びスケジュールを修正するための回収、修理、及び／又は保守マネージャモジュール、並びにその以前の操作履歴に基づいてシステムを微調整するように設計された機械学習及び／又は人口知能モジュールのうちの１つ以上を備える。

１つ以上の保管通路、チャンバ、若しくはフロア用に独立した空気の温度、１つ以上の通路、チャンバ、若しくはフロア用に独立した空気の湿度、１つ以上の通路、チャンバ、若しくは生育フロア用に独立した空気の流れのうちの１つ以上は、制御設備によって制御可能であり得、並びに／又は、制御設備は、計画及び／若しくは管理を実行し得、制御設備は、正しい保管コンテナが各段階で取り扱われていることを確認し得、制御設備は、監視ステーション（複数可）からのデータを照合し得、並びに／又は、制御設備は、各動作の監査記録を作成し得る。

制御設備は、１つ以上のコンピュータを備え得る。１つ以上のコンピュータは、農業システムと物理的に同一場所に位置し得るか、又は１つ以上のコンピュータは、農業システムから遠隔に位置し得る。制御設備は、インターネットを介して及び／又はクラウドサービスに基づいてアクセスされ得る。中央制御設備は、農業システムの管理を担い得る。積み荷取り扱い装置又はボット、管理ステーションなどのシステムの個々の構成要素は、中央制御設備と通信する局所的な又は個々の制御設備を備え得る。中央制御設備は、農業システム内の個々の構成要素の制御システムを調整し得ることを認識されたい。農業システム内の個々の構成要素は、少なくともある程度まで自律的又は半自律的に動作し得る。

１つ以上のコンピュータは、１つ以上のメモリ及び１つ以上のプロセッサを備え得、１つ以上のメモリは、保管設備のための制御設備を実装するために１つ以上のコンピュータによって実行可能なプログラム命令を備える。システム又は制御設備は、少なくとも１つのモジュールを有するように構成された制御システムのそれぞれの部分を実行するように各々構成された複数の処理構成要素（モジュール）を備え得る。

制御設備は、任意の適切なアーキテクチャを備え得る。制御設備のソフトウェアモジュールは、システム内のいくつかの異なる物理的な場所中に位置するか、又は例えば、クラウドベースのシステムを介してシステムから遠隔に位置する、多くのコンピュータ上で実行されるように実装され得る。各ソフトウェアモジュールは、それ自体のデータ構造の保守と、不揮発性記憶媒体又はデバイスへのそれらのデータ構造の持続とを担い得る。

データは、任意の適切な手段によってモジュール間で公開及び転送され得る。例えば、データを交換するように設計されたインタフェース及びデータを交換するように設計されたメッセージングプロトコルへの呼び出しを備える。

ソフトウェアモジュールは、並行して連続的に実行され得る。

ソフトウェアの状態変化は、下流のモジュールに影響を及ぼし得る。状態変化は、以前のモジュールの通知時に直ちに発生し得る。典型的には、状態変化は、タスク待ち行列中のタスクの下流エントリをもたらし得るか、又はタスクの完了は、状態変化をもたらし得る。

環境制御モジュールは、保管システム内の環境を制御し得る。環境制御は、広範囲／設備全体であり得るか、又は環境制御は、保管通路、保管通路の区画、若しくはチャンバに局所化され得る。環境制御モジュールは、温度及び空気の流れを制御し得る。

システムプランナ又はマネージャモジュールは、特定のタイムスロットにおける特定の複数の保管コンテナに対する需要を識別し、そのため、保管コンテナの代替可能なグループを作成し、側部通路中の隣接する保管場所に割り振ることができる。これは、通路の中心に最も近い保管コンテナに最初にアクセスすることができるので、代替可能なグループのメンバーにアクセスするために保管コンテナの一時的な再配置が必要とされないので、非常に効率的な最適化あり得る。

タスクプランナモジュールは、取り出し前の保管場所における保管コンテナの予期される時間を評価し、最適化アルゴリズムを実行して、最短保管持続時間の保管コンテナを、収納機器を有するフロアの発送ワークステーションに最も近い通路中に配置し、このことから、必要とされる総リフトサービス時間を最小化し、故に、必要とされる移動の回数を最小化する。

タスクプランナモジュールは、計画を処理し、計画を立てる。タスクプランナによって作成された計画は、需要予測が発展するにつれて継続的に修正される。タスクプランナは、特定のタイムスロットで需要を満たすように計画を修正し得る。タスクは、タスク計画期間の時間制限と共に作成及び計画される。

積み荷取り扱い装置によって取られるルートを計画するための保管システムボット又は積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールは、経路のセグメント毎に積み荷取り扱い装置の横方向制御システムの推定される整定時間にわたってオーバーシュートの予約可能なトラック場所を予約し得る。経路のセグメントが、積み荷取り扱い装置が移動を開始する予約可能な場所から、積み荷取り扱い装置が次に停止するように計画されている予約可能な場所までとして定義される場合、これは、積み荷取り扱い装置がｘとｙとの間又はｙとｘとの間で車輪構成を変更するときの一時的な停止を含む。

経路計画モジュールは、特定の保管コンテナの移動タスクのためにトラックに沿って予約可能な場所を予約する。積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールの別個のインスタンスが、フロア毎に実行され得る。積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールは、フロア全体の全ての予約可能な場所についての予約表を作成する。各予約可能な場所は、異なる時間期間に異なる積み荷取り扱い装置のための多くの予約を有し得る。大型の積み荷取り扱い装置間の衝突は、極めて長い回収手順を必要とし得るので、積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールは、積み荷取り扱い装置対積み荷取り扱い装置の衝突のリスクを更に最小化するために、積み荷取り扱い装置の横方向制御システムの推定された整定時間にわたってオーバーシュートの予約可能な場所を予約し得る。積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールは、そのデフォルト挙動の一部として、これらの潜在的なルートを識別及び評価する。いくつかの事例では、積み荷取り扱い装置が保管コンテナを運搬していない場合、保管場所の下にルートを計画することが可能であり得る。

積み荷取り扱い装置又はボット経路一掃モジュールは、積み荷取り扱い装置が辿るために計画されたルートが一掃されていることを確実にするために、積み荷取り扱い装置による各予約可能な場所の占有の記録と、保管コンテナをピックアップすることと保管コンテナを下ろすこととの間にそれらの計画された経路上で積み荷取り扱い装置が各予約可能な場所を横断するときに、積み荷取り扱い装置が入るための一掃を与えられた予約可能な場所の記録とを作成する。典型的には、積み荷取り扱い装置は、予約可能な場所に入り、予約可能な場所を中心とし、予約可能な場所を出るそれらの位置を報告する。積み荷取り扱い装置の一掃モジュールは、一方又は両方の積み荷取り扱い装置の電気機械的故障、一方又は両方の積み荷取り扱い装置との通信障害、想定された運動学的及び物理的プロファイルを維持するための積み荷取り扱い装置の故障の結果としての積み荷取り扱い装置間の衝突を防止するために必要である。

積み荷取り扱い装置の選択及び経路計画モジュールは、持ち上げ及び／又は搬送タスクを実行するために利用可能なボットを選択することを担い得る。

通信モジュールは、他のモジュールとマネージャとの間の通信を担い得る。保管設備の各構成要素は、通信モジュールを備え得る。各積み荷取り扱い装置又はボットは、通信モジュールを備え得る。各リフトは、通信モジュールを備え得る。各ワークステーションは、通信モジュールを備え得る。

リフトタスクプランナモジュールは、リフトカー停止のシーケンスを作成する。好ましい実施形態では、リフトタスクプランナモジュールは、タスクプランナモジュールによって決定された優先度で積み荷取り扱い装置の移動のシーケンスを維持するためにリフト動作を選択するが、待ち行列が形成されるときはいつでも、リフトタスクプランナモジュールは、リフトスループットを最大化するためにピックアップ及びドロップオフ計画を切り替える。２段式リフトカーの場合、これは、隣接するフロア上での同時のピックアップ及びドロップオフ動作を作成するために、ある特定のピックアップを遅延させることを意味するであろう。

回収、修理、及び保守マネージャモジュールは、以下を含むがこれらに限定されないシステム故障を自動トリアージする：
１．積み荷取り扱い装置の故障、典型的には、モジュールは、故障した積み荷取り扱い装置が占有する予約可能な場所が除外されることを特定するためにデータ中にフラグを設定し、任意のアクセス不可能な保管コンテナがアクセス不可能であることを特定するためにデータ中にフラグを設定し、任意の故障した積み荷取り扱い装置は、タスク不可能であり、即ち、タスクを割り当てられるのに不適切である。モジュールは、経路計画モジュールに実行するように要求し、そのアルゴリズムは、新たに除外された予約可能な場所を回避する代替のルートを探し、計画する。複数の故障のために計画可能ではないどのタスクも、保守及び回収ミッションを進めることを選択することができる人間の管理にフラグ付けされる。
２．リフトの故障、典型的には、モジュールは、リフトが使用不能であることを特定するためにデータ中にフラグを設定し、任意の取り残された積み荷取り扱い装置がタスク不可能であり、（取り残された積み荷取り扱い装置上の）任意のアクセス不可能な保管コンテナがアクセス不可能としてフラグ付けされることを特定するためにデータ中にフラグを設定する。モジュールは、リフトタスクプランナモジュールに、全ての未処理のリフトタスクを再計画するように要求する。

回収、修理、及び保守マネージャモジュールはまた、人間による回収作業、人間による修理作業、及び人間による保守作業のために保管設備を構成するために使用することができる。例えば、故障したボット又は積み荷取り扱い装置の手動による回収は、フロア上の全ての積み荷取り扱い装置を安全に停止させるか又は他のフロアに移動させるかのうちのいずれかを行い、次いで、積み荷取り扱い装置が人間と衝突するのを物理的に防止するためにトラックにわたって安全バリアを配置することによって達成され得る。回収、修理、及び保守マネージャモジュールはまた、全ての隔離されたトラックを除外するためにデータ中にフラグを設定し、そのため、フロアの隔離されていない区画上で通常の提供を再開することができる。回収が完了すると、フロア上の全ての積み荷取り扱い装置は停止されるか、又は別のフロアに移動されるであろう。物理的な安全バリアが除去され、全ての隔離されたトラックを除外するためにデータに設定されたフラグがクリアされるであろう。積み荷取り扱い装置の経路計画モジュールは、次いで、積み荷取り扱い装置の活動がフロア上で再開されると、積み荷取り扱い装置の経路を計画するときに、全ての除外されていない予約可能な場所を使用することが可能であろう。

機械学習及び／又は人工知能モジュールは、計画及び生産性を向上させ、その以前の操作履歴に基づいてシステムを微調整するように設計される。モジュールは、少なくとも以下の方法で機械学習及び人工知能技法を使用し得る：
１．経路計画に際して使用される物理モデルを定義するために使用されるパラメータを精緻化するために、積み荷取り扱い装置の移動についての長期データを分析し、積み荷取り扱い装置の異なるクラス（モデル）にわたって集約すること。
２．フロア上の可能な積み荷取り扱い装置のルートの識別、及び選択されたルートの最適化。
３．リフト計画に際して使用される物理モデルを定義するために使用されるパラメータを精緻化するために、リフトの移動についての長期データを分析し、リフトの異なるクラス（モデル）にわたって集約すること。

機械学習及び／又は人工知能モジュールは、以下の人工知能及び機械学習技法を使用し得るが、これらに限定されない：
１．機械学習
２．ニューラルネットワーク
３．機械学習（一般）
４．教師あり学習
５．確率的グラフィカルモデル
６．サポートベクターマシン
７．バイオインスパイアアプローチ（蟻コロニー最適化を含むが、これに限定されない）
８．分類木及び回帰木
９．深層学習
１０．規則学習
１１．教師なし学習
１２．強化学習
１３．インスタンスベースの学習
１４．潜在的表現
１５．マルチタスク学習
１６．論理及び関係学習
１７．論理プログラミング
１８．エキスパートシステム
１９．記述論理
２０．論理プログラミング（一般）
２１．ファジー論理
２２．オントロジー工学
２３．確率的推論

予約可能な場所の概念的な「中心」をマークする基準マーカに積み荷取り扱い装置が位置付けられたときに、積み荷取り扱い装置が、隣接する場所中で静止しているか又は移動しているかにかかわらず、他の積み荷取り扱い装置との衝突のリスクがなくなり得るように、トラック及び積み荷取り扱い装置が配置されることを認識されたい。

グリッドベースのトラックネットワーク上の直交方向への方向変更のための積み荷取り扱い装置の位置合わせは、積み荷取り扱い装置上のレーザスキャナ、スキャナ、又はカメラと、予約可能な場所中の直交するトラックの交点の位置をマークする、トラックに近接する基準マーカとを使用して達成されることを認識されたい。この配置は、直交方向への、積み荷取り扱い装置の車輪のトラックとの正確な位置付けを提供し得る。

保管場所内の積み荷取り扱い装置の位置合わせは、積み荷取り扱い装置上のスキャナ、レーザスキャナ、又はカメラと、予約可能な場所の概念的な「中心」点をマークする、トラックに近接する１つ以上の基準マーカとを使用して達成されることを認識されたい。これは、架台に対する保管コンテナの正確な位置付けを提供する。

直交又はグリッドベースのトラック構造に沿った動きを追跡及び制御するための積み荷取り扱い装置のナビゲーションシステムは、センサ情報を使用することによって達成される。

設備中の積み荷取り扱い装置又は積み荷取り扱い装置の動作に使用する際、各フロアの詳細なマップが、各積み荷取り扱い装置にダウンロードされる。マップに関連付けられたデータは、積み荷取り扱い装置の動き制御システムに、その軌道を計算し、軌道に沿ったその動きを制御するのに十分なデータを提供する。マップに含まれるデータは、予約可能な場所の物理的寸法、予約可能な場所上の基準マーカの位置、予約可能な場所と任意の隣接する予約可能な場所との間の接続を含むが、それらに限定されない。

積み荷取り扱い装置が移動するための命令は、コントローラの積み荷取り扱い装置の経路一掃モジュールによって生成され、コントローラの通信モジュールによって積み荷取り扱い装置に／から送信される。積み荷取り扱い装置が移動するための命令は、移動のための開始時間を有し、開始時間に先立って積み荷取り扱い装置に送信される。積み荷取り扱い装置は、命令が受信されたという確認を送信し得る。このプロトコルは、１００％のメッセージ配信が保証又は期待されないので、必要とされる場合に移動命令が数回送信されることを可能にし、通信に回復力を追加する。

直交方向への方向変更のための積み荷取り扱い装置の位置合わせは、積み荷取り扱い装置上のレーザスキャナ、スキャナ、又はカメラと、地点をマークする、トラックに近接する基準マーカとを使用して達成され得る。これは、直交方向への、積み荷取り扱い装置の車輪のトラックとの正確な位置付けを提供する。直交方向への変更が許容されない予約可能な場所については、基準マーカは、予約可能な場所の概念的な中心点に配置され得る。

保管場所内の積み荷取り扱い装置の位置合わせは、積み荷取り扱い装置上のスキャナ、レーザスキャナ、又はカメラと、予約可能な場所の中心点をマークする、トラックに近接する１つ以上の基準マーカとを使用して達成され得る。これは、架台に対する保管コンテナの正確な位置付けを提供する。
使用

保管システムを使用する方法が提供される。本方法は、積み荷取り扱い装置を使用して保管コンテナを搬送し、下ろすことと、保管場所中に保管コンテナを下ろすことと、保管場所から保管コンテナを取り出すことと、保管通路中に保管コンテナを配置することと、任意選択で、要件に従って保管通路中の環境を制御することとを行う１つ以上のステップを備え得る。

積み荷取り扱い装置が、保管コンテナを運搬している間に、中央制御設備によって保管場所中の一対の架台上に保管コンテナを下ろすように命令された場合、積み荷取り扱い装置は、積み荷取り扱い装置が所望の保管場所に隣接するまでアクセス通路に沿って移動する。支持パッドが上昇された状態で、積み荷取り扱い装置は、支持パッド上の保管コンテナが側部通路における架台の上方にあるように、保管通路から側部通路に移動する。保管通路への経路は、保管コンテナが架台上に載置されている保管場所を回避するように制御設備によって計算又は計画されることを認識されたい。典型的には、積み荷取り扱い装置は、保管通路中の他の利用可能な保管場所へのアクセスを妨げないように、保管場所中に保管コンテナを下ろすように命令され得る。命令された場所における適所にあるとき、積み荷取り扱い装置は、次いで、支持パッドを下降させ、架台によって支持された保管コンテナを保管場所中に残す。積み荷取り扱い装置は、次いで、逆方向に、又は別の命令されたルートを介して移動して、それ自体をアクセス通路に戻す。

積み荷取り扱い装置が、中央制御設備によって保管場所から一対の架台上に保管コンテナを取り出すように命令された場合、積み荷取り扱い装置は、積み荷取り扱い装置が特定の保管コンテナを収容する保管場所を包含する側部通路に隣接するまで、アクセス通路に沿って移動する。支持パッドが下降された状態で、積み荷取り扱い装置は、支持パッドが目標の保管コンテナの下方に位置付けられるまで、側部通路に移動する。積み荷取り扱い装置は、次いで、支持パッドを上昇させ、保管コンテナを架台の上方に持ち上げる。保管コンテナを運搬した後、積み荷取り扱い装置は、次いで、架台との衝突を回避するために支持パッドが上昇位置にある状態で、保管エリアを通ってアクセス通路まで逆方向に移動する。アクセス通路トラック上に入ると、積み荷取り扱い装置は、その次の目的地に移動する前に支持パッドを下降させ得る。

中央制御システムが、同じアイテムの複数の同一の保管コンテナが存在することを認識している場合、制御設備は、保管コンテナのグループの代替可能な性質を利用し、同じ保管通路中に代替可能な保管コンテナを配置し得ることを認識されたい。代替可能なグループの保管コンテナのうちのいずれかが必要とされるとき、コントローラ計画モジュールは、アクセス通路に最も近い代替可能なグループ中の保管コンテナを選択する。即ち、制御設備は、保管通路中の他の保管コンテナを一時的に再配置することなくアクセスすることができる保管コンテナを選択する。

システムによって必要とされる積み荷取り扱い装置の数は、通路及び／又は保管場所の数、又はフロアの数ではなく、保管コンテナの移動回数によって決定され得る。

保管コンテナは、積み重ねられないことを認識されたい。それ故に、保管システム及び回収システムは、積み重ねることが可能でないコンテナ、又は可変の高さの頂部若しくは平坦でない上面を有するコンテナを収容し得る。

このようにして、本発明は、従来技術の問題のうちのいくつかに対処し、物品保管及び取り出しシステムのためのシステム、方法、及び装置を提供する。
他のシステムとの統合

保管及び取り出しシステム並びに生育設備は、他の自動化されたシステムと統合され得る。この統合は、以下を備え得る：
・食品雑貨店顧客フルフィルメントセンターの機械的取り扱い機器の内部の又は入庫の回収又はピックされた商品を収容するトート又はコンテナを搬送するコンベア。いくつかの構成では、発送ワークステーションは、自動化された食品雑貨店顧客フルフィルメントセンター内で使用されるトート、特に機械的取り扱い機器及びシステムの内部の商品と互換性があるように設計され得る。
・トートを搬送する自律空中ビークル又はドローン
・トートを搬送する自律地上車両又は自律誘導車両
・トートを搬送する任意の形態の人間が操作する商品車両
・トートを搬送するための任意の形態の磁気浮上搬送システム
・自動化された食品雑貨店顧客フルフィルメントセンターの注文管理及び注文予測システムと、保管システムのプランナ／マネージャモジュールとの間の任意の形態の統合。特に、そのような統合は、特定のタイムスロットにおける自動化された食品雑貨店顧客フルフィルメントセンターへの製品利用可能性を確実にするために使用される場合。

ここで、本発明の実施形態を、添付図面を参照して、例としてのみ説明し、それにおいて、同様の参照番号が、同様の特徴に対して使用される。

従来技術の保管システムの代表的な図である。 従来技術の保管システムトラック構成の代表的な図である。 従来技術の保管システムの積み荷取り扱い装置の代表的な図である。 保管コンテナを有する従来技術の保管システムの積み荷取り扱い装置の代表的な図である。 保管システムの上方のグリッド上に積み荷取り扱い装置を有する従来技術の保管システムの代表的な図である。 保管設備の間取り図を例示する。 図５に示す保管フロアの一部分を例示する。 図５に示す保管フロアの一部分を例示する。 （ａ）～（ｃ）は、保管コンテナが持ち上げパッド上に載置された状態の積み荷取り扱い装置の長辺、即ちｙ－ｚ側の平面図を例示する。 保管コンテナのない積み荷取り扱い装置の短辺、即ちｘ－ｚ側の立面図を例示し、持ち上げパッドを詳細に示している。 保管コンテナのない積み荷取り扱い装置の短辺、即ちｘ－ｚ側の立面図を例示し、持ち上げパッドを詳細に示している。 保管コンテナのない積み荷取り扱い装置の短辺、即ちｘ－ｚ側の立面図を例示し、持ち上げパッドを詳細に示している。 保持フランジが取り除かれた状態の積み荷取り扱い装置のサブシャーシの短辺、即ちｘ－ｚ側の立面図を例示する。 （ａ）～（ｃ）は、積み荷取り扱い装置の長辺、即ちｙ－ｚ側の立面図を例示する。 積み荷取り扱い装置の下面ｘ－ｙの平面図を例示する。 保管システムのためのコントローラの概略図である。

本発明は、より大きいシステムの一部を形成し得る。本明細書で説明するシステム、方法、及び装置は、例証的なものに過ぎず、説明する装置及び機器の他の組み合わせ及び構成が、本明細書で説明する本発明の範囲から逸脱することなく、本開示の発明者らによって予期されることを認識されたい。

上記に記載したように、図１～４は、従来技術の保管システムの代表的な図である。

本発明の保管システム、積み荷取り扱い装置、保管場所、使用方法、及び制御設備は、残りの図面に例示する。

図５～７は、保管フロアの概略図を示す。保管フロアは、各ユニットが指定された機能を有するユニットのグリッドに分割される。通路２は、保管フロアの幅及び長さにわたって配置される。典型的には、アクセス通路２は、２ユニット幅であり、図５に示すように、保管フロアの各端部にわたって配置される。端部間で、アクセス通路２は、アクセス通路２に対して垂直に且つ保管フロアの長さに沿って走る保管通路２によって合流される。保管通路２は、典型的には、１ユニット幅である。保管通路２に隣接して、保管場所１がある。保管場所１は、アクセス通路２又は保管通路２のうちのいずれかから積み荷取り扱い装置によってアクセスされ得る。

上記に記載したように、各保管場所１は、保管コンテナを支持するための架台を設けられる。積み荷取り扱い装置が保管コンテナを搬送していないとき、積み荷取り扱い装置は、任意のアクセス可能なルートを介して、任意の保管フロア通路又は保管場所へとｘ方向及びｙ方向に移動することが可能である。しかしながら、積み荷取り扱い装置は、保管場所を通って一方向（ｘ）に移動することが可能であり、直交方向に保管場所を横断しようとするいかなる試みも、積み荷取り扱い装置と支持架台との間の衝突をもたらす可能性がある。

図５に例示するように、保守エリア３が、フロアの指定された保管場所１のエリアの中心を通って位置する。更なる保守エリア３は、フロアの長辺に沿って、且つ保管フロアの短辺に沿ったいくつかのユニット場所に位置する。保管フロアの短辺はまた、待避所、一時保管、リフト入口位置、リフト出口位置、リフトシャフト、及び充電地点のためのグリッドユニット場所を提供する。これらの保守エリア３は、積み荷ハンドラ装置によってアクセス可能ではなく、積み荷ハンドラ装置の修理のために使用されない。

図６及び７は、図５に例示するような保管フロアの一部分をより詳細に示す。

図６は、２つのリフトを備える保管フロアの端部を例示する。例示するように、保管フロアの端部の列は、２つのリフトシャフト８を備える。各リフトシャフト８に隣接して、第１の側に、リフト入口位置６及びリフト出口位置７がある。リフト入口６及びリフト出口７は、積み荷取り扱い装置が保管フロアに出入りして、システム内の他のフロアに搬送され得るように、一掃された状態に保たれる。リフトエリアの間には、追加の保守エリア３が存在する。保管フロアの端部の列に沿ったユニット場所の残りの部分は、システムの動作中に使用され得る待避所４と一時保管場所５との間で交互である。典型的には、待避所４は、通路が混雑しているときに、保管コンテナを積み込まれていない又は積み込まれた積み荷取り扱い装置が通過することを可能にするために使用される。待避所４はまた、機能不全の積み荷取り扱い装置を一時的に位置特定するために使用され得る。一時保管場所５は、典型的には、一対の架台を備えるであろう。このようにして、保管コンテナは、それらが他の場所への更なる搬送を待っている間、架台上に一時的に配置され得る。一時保管場所５は、リフトシャフト８に比較的近く位置し、システム中のフロア間の搬送のための待機エリアとして使用され得ることを認識されたい。一時保管場所５は、積み荷取り扱い装置が他のタスクを完了する間に使用され得る。好都合には、図３～５に例示するように、一時保管場所５は、主に搬送のために使用され得るアクセス通路に隣接して配置される。

図７は、図４に対して図５の保管フロアの反対側の端部の隅を例示する。第１の端部と同様に、端部の列の大部分について、グリッドユニット場所は、待避所４と一時保管場所５との間で交互である。加えて、端部の列は、保守エリア３及び充電地点場所９を備える。充電地点場所９は、積み荷取り扱い装置の電力源を再充電するために使用される。好都合には、充電地点９、待避所４、及び一時保管場所５は、アクセス通路２に隣接して位置する。

保管フロアの特定のレイアウトは、それが位置する建物に適合され得ることを理解されたい。ユニットグリッド場所の異なるタイプ及び使用の比率は、利用可能性及び必要性に従って調整され得る。更に、効率的に動作するシステムを提供するために、保管フロアの他のレイアウトが予想されることを認識されたい。正確なレイアウトは、保管システムのために必要とされる総容量と、建物のサイズ及び形状とに依存するであろう。保管フロアのいくつかの区画は、仕切り壁及び制御ドア（図示せず）によって分割され得る。

広範囲又は設備全体の環境制御設備は、通路の端部に、天井のフロアの上方に、又は保守エリア中に位置し得ることを認識されたい。

図８～１２は、保管システム中で使用するための積み荷取り扱い装置３０１を例示する。積み荷取り扱い装置３０１は、保管コンテナ２００を持ち上げ、システム内の場所中に下ろすために使用される。更に、積み荷取り扱い装置３０１は、場所間で保管コンテナ２００を搬送するために使用される。

図８は、様々な構成における、保管コンテナが持ち上げパッド上に載置された状態の積み荷取り扱い装置の長辺、即ちｙ－ｚ側の平面図を例示する。図８（ａ）では、ｙ方向車輪３０３は、ｙ方向への前進及び後退移動のために、ｘ方向車輪が上昇位置に保持された状態で展開される。典型的には、積み荷取り扱い装置は、図８（ａ）に示す構成でｙ方向に走行するであろう。

図８（ｂ）では、ｘ方向車輪３０７は、ｘ方向への前進及び後退移動のために、ｙ方向車輪が上昇位置に保持された状態で展開される。典型的には、積み荷取り扱い装置は、図８（ｂ）に示す構成でｘ方向に走行するであろう。保管コンテナ支持パッド３０８は、図８（ａ）に示す構成と比較して図８（ｂ）に示す構成では僅かに上昇されているが、保管コンテナ２００の底部は、運搬される場合、依然として架台の頂部の下方にある。

このようにして、保管コンテナ２００を運搬するとき、積み荷取り扱い装置は、トラックネットワーク３０６に沿った任意の遮られていない経路、典型的には、架台が存在しないアクセス通路に沿って移動し得る。例えば、一時保管場所若しくは保管場所などの架台を有する場所中に保管コンテナ２００を残すか、又は保管コンテナ２００を回収して保管コンテナを新たな場所に移動させるためである。

積み荷取り扱い装置が、保管コンテナ２００を運搬又は支持せずに走行中である場合、積み荷取り扱い装置は、トラックネットワーク３０６に沿った任意の経路に沿って、場合によっては、架台上に載置される保管コンテナの下を移動し得る。

図８（ｃ）は、一対の架台３１１の間の、図８（ａ）及び８（ｂ）の積み荷取り扱い装置３０１を示す。この構成では、支持パッド３１０及び保管コンテナ２００は、保管コンテナ２００の底部が架台３１１の頂部の上方にあるように上昇される。図８（ｃ）に示す構成では、積み荷取り扱い装置３０１は、次の場所に移動するか、又は次のタスクへと移動する前に架台３１１上に保管コンテナ２００を下降させるかのうちのいずれかを行うことができる。支持パッド３１０が下降位置及び上昇位置からどのように移動するかは、図９に関連して以下でより詳細に議論する。

図９は、保管コンテナ２００のない積み荷取り扱い装置３０１の短辺、即ちｘ－ｚ側の側面図を例示し、持ち上げパッド３１０及び機構をより詳細に示す。図１０は、移動サブシャーシが取り除かれた状態の積み荷取り扱い装置の短辺、即ちｘ－ｚ側の立面図を例示する。図１１は、代替の積み荷取り扱い装置設計の長辺、即ちｙ－ｚ側の立面図を例示し、ここで、架台を一掃するための積み荷（トレイ）支持パッドの持ち上げは、２つの方向変更機構ラムから独立した第３の電気又は液圧ラム（３０５）を用いて達成される。図１２は、積み荷取り扱い装置の下面ｘ－ｙの平面図を例示する。

図９ａに示すように、ラム取り付け部３２７が、積み荷取り扱い装置のシャーシに据え付けられる。例示するラム３３１は、第１の段３２９と、第１の段３２９内に入れ子にされた第２の段３３０とを備える。ラム３３１は伸縮タイプであることを認識されたい。第２の段３３０の上端部は、サブシャーシ３１２に据え付けられる。このようにして、サブシャーシ３１２は、ラム３３１と共に上下に移動し得る。サブシャーシ３１２は、図９及び１０に示すように、保持フランジ３１７、３２３内に収容され、針状ころ軸受又はころ軸受３２４によって案内される。

図９ａでは、ラム３３１は、完全に圧縮されているか又は入れ子にされており、車輪３０７は、ｘ方向駆動位置にあり、支持パッド３１０は、最大高さにある。図９ｂでは、ラム３３１は、部分的に拡張又は上昇され、車輪３０７は、駆動位置にあり、支持パッド３１０は、ｘ方向駆動のための最小高さにある。図９ｃでは、ラム３３１は、完全に伸長され、車輪３０７は、（車輪３０３によるｙ方向駆動のために）上昇位置にある。このようにして、同じ機構が、支持パッド３１０を上昇及び下降させ、積み荷取り扱い装置３０１のｘ－ｙ方向を制御するために使用される。

１つ以上の変位センサ３０４、３２６は、それぞれｙ方向及びｘ方向に積み荷取り扱い装置によって移動された距離を監視し得る。

図１０は、移動サブシャーシが取り除かれた状態の積み荷取り扱い装置の短辺、即ちｘ－ｚ側の側面図を例示する。

図１１は、代替の積み荷取り扱い装置設計の長辺、即ちｙ－ｚ側の側面図を例示し、ここで、架台を一掃するための保管コンテナ支持パッドの持ち上げは、２つの方向変更機構ラムから独立した第３の電気又は液圧ラム３０５を用いて達成される。

図１２は、積み荷取り扱い装置３０１の下面ｘ－ｙの平面図を例示する。見られ得るように、車輪３０３は、ｙ方向移動のために装置３０１の長辺に沿って配置され、車輪３０７は、保持フレーム３１７内に保持されたサブシャーシ３１２に取り付けられた装置の短辺に沿って配置される。装置３０１の中心には、装置３０１ａの位置付け及び移動を監視するためのカメラ３１６が位置付けられる。

図１３は、保管システムのためのコントローラの概略図である。上記に記載したように、コントローラ又は制御設備は、通信設備によって相互にリンクされた別個のコンピューティングデバイス上で実行されるいくつかのソフトウェアプログラムを備え得る。当業者によって良く理解されるように、任意の適切なアーキテクチャが予想される。それ故に、コントローラは、いくつかの別個のモジュールとして示している。

Ｓ９９は、オペレータ又はインタフェースされた注文管理システムが、システムの他のモジュールに通信されるべきシステムの所望のアクションを入力することを可能にするための、保管及び取り出し要求へのインタフェースを示す。

Ａは示していない。Ｓ１６０１は、保管システムの構成要素を集合的に管理し、システムの所望の結果に向けて作業するタスクを計画し、他のモジュールに命令を送るための保管システムプランナ／マネージャを示す。

Ｓ１６０２は、積み荷取り扱い装置及びワークステーションへの命令を計画し、送るための保管コンテナタスクマネージャを示す。

Ｓ１６０３は、通路中、保管フロア上、及びチャンバ内の環境パラメータを管理及び制御するための環境コントローラモジュールを示す。

Ｓ１６０６は、必要なときに積み荷取り扱い装置が充電地点を訪れることをスケジュールし、積み荷取り扱い装置が充電地点からの十分な充電を有する前に再タスクされないことを確実にし、積み荷取り扱い装置が十分なバッテリ又はスーパーキャパシタ充電を有さないタスクを引き受けるように選択されないことを確実にするための積み荷取り扱い装置充電状態マネージャモジュールを示す。

Ｓ１６０７は、積み荷取り扱い装置の一団の動作能力を管理し、機能性を維持するために必然的に作業を管理するための回収、修理、及び保守マネージャモジュールを示す。

Ｓ１６０８は、所望の動作、データ、及びフィードバックのための入力をオペレータに提供するために、ユーザがシステムの構成要素にリンクするためのオペレータインタフェースを示す。

Ｓ１６０９は、タスクを完了するために積み荷取り扱い装置のためのルートを計画するための積み荷取り扱い装置選択及び経路計画モジュールを示す。

Ｓ１６１０は、計画されたルートの実行中に衝突せず、障害がないことを確実にするための積み荷取り扱い装置経路一掃モジュールを示す。

Ｓ１６１１は、他のモジュールから命令を受信し、他のモジュールにデータを送信するための積み荷取り扱い装置通信モジュールを示す。

Ｓ１６１２は、フロア間で積み荷取り扱い装置を移動させる能力を提供するためのリフトタスクプランナモジュールを示す。

Ｓ１６１３は、他のモジュールから命令を受信し、他のモジュールにデータを送信するためのリフト通信モジュールを示す。

Ｓ１６１４は、保管コンテナを処理するためのタスクを計画及び実行するためのワークステーションコントローラモジュール（複数可）を示す。

Ｓ１６１５は、ユーザ入力と、システムから自動ワークステーション及び手動ワークステーションで作業するオペレータへの通信とを可能にする、ワークステーションへのインタフェースを示す。
更なるコメント

本明細書で説明した保管システムは、中から高密度の保管設備を提供することを認識されたい。それ故に、設備は、効率的でコスト効果の高い土地の使用を提供する。

設備の垂直スケーラビリティは、保管設備及びシステム自体によってではなく、建築技術又は構築施工によってのみ制限される。

有利なことに、保管構成は、設計が比較的単純であり、最小の相互作用又は接続性が機械的構成要素間で必要とされることを認識されたい。 既存の建物内又は多機能建物内に保管設備を構築することが可能であり得る。

保管場所の配置は、有利なことに、比較的高い保管密度を維持しながら、保管コンテナの各々への迅速な又はランダムなアクセスを提供することを認識されたい。

側部通路上の保管場所の数は、意図される用途に基づいて最適化され得ることを認識されたい。

積み荷取り扱い装置は単純であり、それ故に、他のシステムと比較して信頼性の改善を提供し得ることを認識されたい。

ＭＨＥ要件又は積み荷取り扱い装置のコスト及び／又は数は、システムの制御設備の最適化によって最小化され得ることを認識されたい。

温度、湿度、及び気体組成、例えば、通路毎の、又は通路の一部、例えばギャラリ又はチャンバ、の雰囲気の窒素濃度の制御は、効率性及び単純化を提供し得ることを認識されたい。それ故に、コスト上の利益が生じ得る。

輸送コンテナなどの非常に大型のコンテナは、既存の技術で説明されているような立方体の保管及び取り出しシステムにおいて保管及び取り出しを行うが困難であることを認識されたい。Ｚリフト巻上げ器の故障は、システム内のコンテナ及び／又は積み荷取り扱い装置の困難な回収を必要とするであろうことを認識されたい。本明細書で開示した実質的に単一の層のシステムは、高密度保管及び取り出しシステムを提供しつつ、この問題を回避する。

有利なことに、システムは、積み荷取り扱い装置がワークステーションを通る運搬を提供するので、ワークステーションにおける完全な自動化を容易にサポートする。ワークステーションは、自動化又はロボット化され得る。

システム内では、火災抑制が容易に立案され、保管エリア内では、防火壁が容易に立案され、それによって、システムの安全性を改善する。

図面を参照して上記で説明した保管及び取り出しシステムは、生育環境の制御を可能にする。加えて、システムのモジュール式の性質は、空間の効率的な使用を可能にし、スケーラビリティが容易である。トラックグリッドシステムの長さ、幅、及び高さは、利用可能な空間に適合するように選択することができる。

特に重要であると考えられる本発明のそれらの特徴に注意を引こうと前述の明細書において努めているが、本出願人は、特に強調されているか否かにかかわらず、本明細書で言及した及び／又は図面に示した任意の特許性のある特徴又は特徴の組み合わせに関して保護を主張することを理解されたい。

保管システム、方法、及び装置は、上記で説明した装置及び構成の様々な組み合わせを使用して、特定の用途のために設計することができることを認識されたい。本明細書で上記で説明した特徴は全て、単一のシステム中で共に使用され得ることを認識されたい。本発明の他の実施形態では、特徴のうちのいくつかが省略され得る。特徴は、任意の互換性のある構成で使用され得る。添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、上記で明示的に説明していない多くの変形及び修正が可能である。

本文書では、「積み荷取り扱い装置」及び「ボット」という用語は、交換可能に使用され得る。保管コンテナは、トレイであり得、積み荷取り扱い装置は、トレイ取り扱い装置であり得る。積み荷取り扱い装置は、ＭＨＥ又は材料取り扱い機器の一種である。

本文書では、「間隙に対する移動」という文言は、間隙内の移動、例えば間隙に沿った摺動、及び間隙への又は間隙からの移動を含むことを意図される。

本文書では、ｎがｘ、ｙ、及びｚのうちの１つである「ｎ方向への移動」という文言（及び関連する言い回し）は、いずれかの方向（即ち、ｎ軸の正の端部に向かうか又はｎ軸の負の端部に向かう）への、ｎ軸に実質的に沿った又はｎ軸に対して平行な移動を意味することを意図される。

本文書では、「接続する」という語及びその派生語は、直接接続及び間接接続の可能性を含むことを意図される。例えば、「ｘは、ｙに接続される」は、ｘが介在する構成要素を伴わずにｙに直接接続される可能性、及びｘが１つ以上の介在する構成要素を伴ってｙに間接的に接続される可能性を含むことを意図される。直接接続が意図される場合、「直接接続された」、「直接接続」という語又は同様の語が使用されるであろう。同様に、「支持する」という語及びその派生語は、直接接触及び間接接触の可能性を含むことを意図される。例えば、「ｘは、ｙを支持する」は、ｘが介在する構成要素を伴わずにｙを直接支持し、それに直接接触する可能性、並びにｘがｘ及び／又はｙに接触する１つ以上の介在する構成要素を伴ってｙを間接的に支持する可能性を含むことを意図される。

本文書では、「備える」という語及びその派生語は、排他的な意味ではなく包括的な意味を有することを意図される。例えば、「ｘは、ｙを備える」は、ｘが１つ及び１つのみのｙ、複数のｙ、又は１つ以上のｙ、並びに１つ以上の他の要素を含む可能性を含むことを意図される。排他的な意味が意図される場合、「ｘは、ｙから成る」という文言が使用され、ｘがｙのみを含み、他に何も含まないことを意味するであろう。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 保管システム中で動作するための積み荷取り扱い装置であって、前記保管システムのフロアは、グリッドシステムに基づく複数のトラックのネットワーク、即ちトラックネットワークを備え、前記複数のトラックは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、前記トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面において前記トラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、前記積み荷取り扱い装置は、
前記第１の方向に前記トラック部材のセットと係合するための車輪の第１のセットと、
前記第２の方向に前記トラック部材のセットと係合するための車輪の第２のセットと、ここにおいて、前記積み荷取り扱い装置は、前記トラックネットワーク上の任意の場所へと第１又は第２の方向に駆動可能で有り、
保管コンテナを受け入れるための支持パッドと
を備え、前記支持パッドは、垂直（ｚ）方向に上昇及び／又は下降され得る、積み荷取り扱い装置。
［２］ 前記車輪の第１のセット及び／又は前記車輪の第２のセットは、各側に２つ以上の車輪を備える、［１］に記載の積み荷取り扱い装置。
［３］ 前記車輪のうちの１つ以上のためのサスペンション手段を備える、［１］又は［２］に記載の積み荷取り扱い装置。
［４］ 前記車輪は、前記第１の（ｘ）方向に位置合わせされるか、又は前記第２の（ｙ）方向に位置合わせされ、前記車輪は、キャスタ車輪を備える、［１］～［３］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［５］ 駆動モータに電力供給するための再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタを備え、前記再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタは、前記積み荷取り扱い装置の下面上に位置付けられた誘導充電パッドを通して充電される、［１］～［４］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［６］ 前記車輪の第１のセット及び前記車輪の第２のセットの各又は全ての車輪は駆動可能である、［１］～［５］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［７］ 前記車輪の第１のセット及び前記車輪の第２のセットのうちの１つ以上は、ロック手段によってロック可能である、［１］～［６］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［８］ 識別タグ又はラベルを読み取るためのＲＦＩＤリーダ、スキャナ、及び／又はカメラを備える、［１］～［７］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［９］ 前記積み荷取り扱い装置及び支持される保管コンテナは、前記保管システム中で単一のグリッド空間のみを占有する設置面積を有する、［１］～［８］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［１０］ 前記トラックネットワークに沿った動きを監視及び制御するためのナビゲーション手段を備える、［１］～［９］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［１１］ 中央制御設備からの命令を受信し、データを送信するための通信手段を備える、［１］～［１０］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［１２］ 近接センサを備える、［１］～［１１］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
［１３］ ［１］～［１２］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置を制御するための制御設備。
［１４］ 保管システムを使用する方法であって、前記保管システムのフロアは、グリッドシステムに基づく複数のトラックのネットワーク、即ちトラックネットワークと、その上で動作する少なくとも１つの積み荷取り扱い装置とを備え、
前記複数のトラックは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、前記トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面において前記トラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、前記方法は、
［１］～［１３］のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置を使用して保管コンテナを持ち上げ、搬送し、下ろすこと、
保管場所中に保管コンテナを下ろすこと、
保管場所から保管コンテナを取り出すこと、
必要とされる雰囲気条件に従って保管通路中に保管コンテナを配置すること、及び／又は、
前記保管コンテナの保管要件に従って保管通路中の環境を制御すること
を行う１つ以上のステップを備える、方法。

Claims (13)

1. 保管システム中で動作するための積み荷取り扱い装置であって、前記保管システムのフロアは、グリッドシステムに基づく複数のトラックのネットワーク、即ちトラックネットワークを備え、前記複数のトラックは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、前記トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面において前記トラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、前記積み荷取り扱い装置は、
   前記第１の（ｘ）方向に前記トラック部材の第１のセットと係合するための車輪の第１のセットと、
   前記第２の（ｙ）方向に前記トラック部材の第２のセットと係合するための車輪の第２のセットと、ここにおいて、前記積み荷取り扱い装置は、前記トラックネットワーク上の任意の場所へと第１又は第２の方向に駆動可能であり、
   保管コンテナを受け入れ、搬送するための、前記積み荷取り扱い装置の上面上の支持パッドと、
   を備え、前記支持パッドは、垂直（ｚ）方向に上昇及び／又は下降され得るものであり、
   前記積み荷取り扱い装置は、駆動モータに電力供給するための再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタを備え、前記再充電可能なバッテリ及び／又はスーパーキャパシタは、前記積み荷取り扱い装置の下面上に位置付けられた誘導充電パッドを通して充電される、積み荷取り扱い装置。
2. 前記車輪の第１のセット及び／又は前記車輪の第２のセットは、各側に２つ以上の車輪を備える、請求項１に記載の積み荷取り扱い装置。
3. 前記車輪のうちの１つ以上のためのサスペンション手段を備える、請求項１又は２に記載の積み荷取り扱い装置。
4. 前記車輪は、前記第１の（ｘ）方向に位置合わせされるか、又は前記第２の（ｙ）方向に位置合わせされ、前記車輪は、キャスタ車輪を備える、請求項１～３のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
5. 前記車輪の第１のセット及び前記車輪の第２のセットの各又は全ての車輪は駆動可能である、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
6. 前記車輪の第１のセット及び前記車輪の第２のセットのうちの１つ以上は、ロック手段によってロック可能である、請求項１～５のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
7. 識別タグ又はラベルを読み取るためのＲＦＩＤリーダ、スキャナ、及び／又はカメラを備える、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
8. 前記積み荷取り扱い装置及び支持される保管コンテナは、前記保管システム中で単一のグリッド空間のみを占有する設置面積を有する、請求項１～７のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
9. 前記トラックネットワークに沿った動きを監視及び制御するためのナビゲーション手段を備える、請求項１～８のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
10. 中央制御設備からの命令を受信し、データを送信するための通信手段を備える、請求項１～９のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
11. 近接センサを備える、請求項１～１０のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置。
12. 請求項１～１１のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置を制御するための制御設備。
13. 保管システムを使用する方法であって、前記保管システムのフロアは、グリッドシステムに基づく複数のトラックのネットワーク、即ちトラックネットワークと、その上で動作する少なくとも１つの積み荷取り扱い装置とを備え、
    前記複数のトラックは、第１の（ｘ）方向に延在するトラック部材の第１のセットと、第２の（ｙ）方向に延在するトラック部材の第２のセットとを備え、前記トラック部材の第２のセットは、実質的に水平な平面において前記トラック部材の第１のセットに対して横方向に走り、前記方法は、
    請求項１～１１のうちのいずれか一項に記載の積み荷取り扱い装置を使用して保管コンテナを持ち上げ、搬送し、下ろすこと、
    保管場所中に保管コンテナを下ろすこと、
    保管場所から保管コンテナを取り出すこと、
    必要とされる雰囲気条件に従って保管通路中に保管コンテナを配置すること、及び／又は、
    前記保管コンテナの保管要件に従って保管通路中の環境を制御すること
    を行う１つ以上のステップを備える、方法。