TW202413236A - 軌道車輛 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於在軌道系統(108)上在兩個垂直水平方向上移動的軌道車輛(2)，該軌道系統包含在第一方向(X)上的第一組平行軌道(110)及在垂直於該第一方向(X)的第二方向(Y)上的第二組平行軌道(111)，該軌道車輛包含：車輛框架(3)；軌道接合支撐件(4)，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統(108)上；及複數個車輪模組(5)，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動；其中各車輪模組(5)包含具有水平旋轉軸線的車輪(6)，該車輪模組允許該車輪圍繞垂直軸線樞轉90度，使得該車輪之旋轉方向可在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換；該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)能夠在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中：在該第一位置中，該等車輪(6)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件(4)脫離該軌道系統；且在該第二位置中，該等軌道接合支撐件(4)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等車輪(6)被提離該軌道系統，使得該等車輪中之各者可圍繞該車輪模組之該垂直軸線樞轉，以在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換該車輪之旋轉方向。

Description

軌道車輛

本發明係關於一種軌道車輛、包含該軌道車輛的自動化儲存與取出系統及改變該軌道車輛之行進方向之方法。

第1圖揭示具有框架結構100的先前技術之自動化儲存與取出系統1，且第2圖、第3圖及第4圖揭示適合於在此種系統1上操作的三種不同的先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401。

框架結構100包含直立構件102及儲存體積，該儲存體積包含成列配置在直立構件102之間的儲存立柱105。在此等儲存立柱105中，儲存貨櫃106 (亦稱為箱)堆疊在彼此之上以形成堆疊107。構件102通常可由金屬(例如，鋁擠製型材)製成。

自動化儲存與取出系統1之框架結構100包含基於水平網格的軌道系統108 (即，軌道網格)，該軌道系統跨框架結構100之頂部配置，在該軌道系統108上，複數個貨櫃搬運車輛201、301、401可操作以將儲存貨櫃106自儲存立柱105升高且將儲存貨櫃106降低至該等儲存立柱中，且亦在儲存立柱105上方運送儲存貨櫃106。軌道系統108包含第一組平行軌道110及第二組平行軌道111，該第一組平行軌道經配置以導引貨櫃搬運車輛201、301、401跨框架結構100之頂部在第一方向 X上的移動，該第二組平行軌道垂直於該第一組平行軌道110配置以導引貨櫃搬運車輛201、301、401在垂直於第一方向 X的第二方向 Y上的移動。儲存在立柱105中的貨櫃106可由貨櫃搬運車輛201、301、401經由軌道系統108中的存取開口112存取。貨櫃搬運車輛201、301、401可在儲存立柱105上方橫向(即，在平行於水平 X- Y平面的平面中)移動。

框架結構100之直立構件102可用於在貨櫃自立柱105升出及貨櫃降低至該等立柱中期間導引儲存貨櫃。貨櫃106之堆疊107通常是自支撐的。

各先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401包含車體201a、301a、401a以及第一組車輪201b、301b、401b及第二組車輪201c、301c、401c，該第一組車輪及該第二組車輪能夠達成貨櫃搬運車輛201、301、401分別在 X方向及 Y方向上的移動。在第2圖、第3圖及第4圖中，各組中之兩個車輪完全可見。第一組車輪201b、301b、401b經配置以與第一組軌道110中之兩個相鄰軌道接合，且第二組車輪201c、301c、401c經配置以與第二組軌道111中之兩個相鄰軌道接合。該等組車輪201b、201c、301b、301c、401b、401c中之至少一者可被提升及降低，使得第一組車輪201b、301b、401b及/或第二組車輪201c、301c、401c可在任何時間與各別組軌道110、111接合。

各先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401亦包含提升裝置404，參見第4圖，該提升裝置用於垂直運送儲存貨櫃106 (即，貨櫃提升裝置)，例如，將儲存貨櫃106自儲存立柱105升高及將儲存貨櫃106降低至該儲存立柱中。提升裝置404具有提升框架404d，該提升框架包含貨櫃連接器404b及經適配以接合儲存貨櫃106的導引銷404c。提升框架404d可自車輛201、301、401降低，使得提升框架404d相對於車輛201、301、401的位置可在與第一方向 Y及第二方向X正交的第三方向 Z上進行調整。在第2圖中，貨櫃搬運車輛201之提升裝置位於車體201a內。

為了升高或降低提升框架404d (及視情況連接的儲存貨櫃106)，提升框架404d藉由提升帶404a懸掛於帶驅動總成。在帶驅動總成中，提升帶通常捲繞在配置於貨櫃搬運車輛中的至少一個旋轉提升軸或捲軸上/自該旋轉提升軸或捲軸退繞。帶驅動總成之各種設計在例如WO 2015/193278 A1、WO 2017/129384 A1及WO 2019/206438 A1中有所描述。

習知地且亦出於本申請案之目的， Z=1標識軌道110、111下方的可供用於儲存貨櫃的最上層，即，軌道系統108直接下方的層， Z=2標識軌道系統108下方的第二層， Z=3標識第三層等。在第1圖所揭示之示範性先前技術中， Z=8標識儲存貨櫃之最下底層。相似地， X=1…… n且 Y=1…… n標識各儲存立柱105在水平平面中的位置。因此，作為一實例，且使用第1圖所指示之笛卡爾坐標系 X、 Y、 Z，第1圖中標識為106'的儲存貨櫃可說成是佔據儲存位置 X=17， Y=1， Z=6。貨櫃搬運車輛201、301、401可說成是在層 Z=0中行進，且各儲存立柱105可藉由其 X及 Y坐標來標識。因此，第1圖所示之伸出至軌道系統108上方的儲存貨櫃亦說成是配置在層 Z=0中。

框架結構100之儲存體積通常稱為網格，其中此網格內的可能儲存位置稱為儲存單元。各儲存立柱可藉由在 X方向及 Y方向上的位置來標識，而各儲存單元可藉由在 X方向、 Y方向及 Z方向上的貨櫃編號來標識。

各先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401包含儲存隔間或空間，該儲存隔間或空間用於在跨軌道系統108運送儲存貨櫃106時收納及存放儲存貨櫃106。儲存空間可包含腔體，該腔體配置在車體201a、401a內部，如第2圖及第4圖所示且如例如WO2015/193278A1及WO2019/206487A1所述，其內容以引用方式併入本文中。

第3圖示出具有懸臂構造的貨櫃搬運車輛301之替代組態。此種車輛在例如NO317366中詳細描述，其內容亦以引用方式併入本文中。

第2圖所示之腔體貨櫃搬運車輛201可具有覆蓋具有在X方向及Y方向上的尺寸的區域的覆蓋區，該覆蓋區通常等於儲存立柱105之橫向範圍，例如，如WO2015/193278A1所述，其內容以引用方式併入本文中。本文所用之術語「橫向」可意指「水平」。

替代地，腔體貨櫃搬運車輛401可具有大於由如第1圖及第4圖所示之儲存立柱105界定的橫向區域的覆蓋區，例如，如WO2014/090684A1或WO2019/206487A1所揭示。

由儲存立柱界定的橫向區域等於由軌道系統108之網格單元122界定的橫向區域。網格單元之橫向區域包括存取開口112之區域及位於該存取開口之周邊處的軌道之寬度的一半。

軌道系統108通常包含具有溝槽的軌道，車輛之車輪在該等溝槽中運行。替代地，軌道可包含向上凸伸的元件，其中車輛之車輪包含凸緣以防止脫軌。此等溝槽及向上凸伸的元件統稱為導軌。各軌道可包含一個導軌，或者各軌道110、111可包含兩個平行導軌。在其他軌道系統108中，各軌道在一個方向(例如，X方向)上可包含一個導軌，且各軌道在另一垂直方向(例如，Y方向)上可包含兩個導軌。各軌道110、111亦可包含緊固在一起的兩個導軌構件，各導軌構件達成由各軌道提供的一對導軌中之一個導軌。

WO2018/146304A1 (其內容以引用方式併入本文中)例示了軌道系統108之典型組態，該軌道系統包含在 X方向及 Y方向二者上的軌道及平行導軌。

在框架結構100中，大多數立柱105是儲存立柱105，即，其中儲存貨櫃106以堆疊107儲存的立柱105。

然而，一些立柱105可具有其他目的。在第1圖中，立柱119及120是特殊目的立柱，此類特殊目的立柱由貨櫃搬運車輛201、301、401用來卸下及/或拾取儲存貨櫃106，使得該等儲存貨櫃可被運送至存取站(未示出)，在那裡，可自框架結構100外部存取儲存貨櫃106或者將儲存貨櫃轉移出框架結構100或轉移至框架結構中。在本技術領域內，此種位置通常稱為「埠」，且埠所位於的立柱可稱為「埠立柱」119、120。至存取站的運送可在任何方向(即，水平、傾斜且/或垂直)上。例如，儲存貨櫃106可放置在框架結構100內的隨機或專用立柱105中，然後由任何貨櫃搬運車輛拾取且運送至埠立柱119、120以供進一步運送至存取站。自埠至存取站的運送可需要藉由諸如遞送車輛、吊運車或其他運送線路沿各種不同方向的移動。需注意，術語「傾斜」意指儲存貨櫃106的運送具有介於水平與垂直之間的某個方向的大致運送取向。

在第1圖中，第一埠立柱119可例如是專用卸下埠立柱，在那裡，貨櫃搬運車輛201、301、401可卸下待運送至存取站或轉移站的儲存貨櫃106，且第二埠立柱120可為專用拾取埠立柱，在那裡，貨櫃搬運車輛201、301、401可拾取已自存取站或轉移站運送的儲存貨櫃106。

存取站通常可為拾取站或貯存站，在那裡，產品項目自儲存貨櫃106移除或者定位至儲存貨櫃中。在拾取站或貯存站中，通常不將儲存貨櫃106自自動化儲存與取出系統1移除，而是儲存貨櫃一旦存取就再次返回至框架結構100中。埠亦可用於將儲存貨櫃轉移至另一儲存設施(例如，另一框架結構或另一自動化儲存與取出系統)、運送車輛(例如，列車或載貨卡車)、或生產設施。

通常採用包含輸送機的輸送機系統來在埠立柱119、120與存取站之間運送儲存貨櫃。

若埠立柱119、120及存取站位於不同層面處，則輸送機系統可包含具有垂直組件的提升裝置，以用於在埠立柱119、120與存取站之間垂直地運送儲存貨櫃106。

輸送機系統可經配置以在不同框架結構之間轉移儲存貨櫃106，例如，如WO2014/075937A1所述，其內容以引用方式併入本文中。

當要存取儲存在第1圖所揭示之立柱105中之一個中的儲存貨櫃106時，命令貨櫃搬運車輛201、301、401中之一者以將目標儲存貨櫃106自其位置取出，且將該目標儲存貨櫃運送至卸下埠立柱119。此操作涉及將貨櫃搬運車輛201、301、401移動至目標儲存貨櫃106所定位在的儲存立柱105上方的位置，使用貨櫃搬運車輛201、301、401之提升裝置404將儲存貨櫃106自儲存立柱105取出，且將儲存貨櫃106運送至卸下埠立柱119。若目標儲存貨櫃106位於堆疊107內深處，即，其中一或複數個其他儲存貨櫃106定位在目標儲存貨櫃106上方，則該操作亦涉及在將目標儲存貨櫃106自儲存立柱105提升之前暫時移動上方定位的儲存貨櫃。此步驟(在本技術領域內有時稱為「挖掘」)可利用隨後用於將目標儲存貨櫃運送至卸下埠立柱119的同一貨櫃搬運車輛或者利用一或複數個其他協作貨櫃搬運車輛來執行。

替代地或此外，自動化儲存與取出系統1可具有專門致力於將儲存貨櫃106自儲存立柱105暫時移除之任務的貨櫃搬運車輛201、301、401。一旦目標儲存貨櫃106已自儲存立柱105移除，所暫時移除之儲存貨櫃106就可重新定位至原本的儲存立柱105中。然而，所移除之儲存貨櫃106可替代地重新定位至其他儲存立柱105。

當要將儲存貨櫃106儲存在立柱105中之一個中時，命令貨櫃搬運車輛201、301、401中之一者以自拾取埠立柱120拾取儲存貨櫃106，且將儲存貨櫃運送至它要儲存在的儲存立柱105上方的位置。在定位在堆疊107內的目標位置處或上方的任何儲存貨櫃106已被移除之後，貨櫃搬運車輛201、301、401將該儲存貨櫃106定位在所要位置處。然後，可將所移除之儲存貨櫃106降低回儲存立柱105中或者重新定位至其他儲存立柱105。

為了監測及控制自動化儲存與取出系統1 (例如，監測及控制各別儲存貨櫃106在框架結構100內的位置、各儲存貨櫃106之內容物及貨櫃搬運車輛201、301、401之移動)，使得可在貨櫃搬運車輛201、301、401不會彼此碰撞的情況下在所要時間將所要儲存貨櫃106遞送至所要位置，自動化儲存與取出系統1包含控制系統500，該控制系統通常是電腦化的且通常包含用於保持跟蹤儲存貨櫃106的資料庫。

上述先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401具有允許非常快地改變在軌道系統上在x方向與y方向之間的移動的車輪總成。這對於車輛在執行高效取出及儲存單個儲存貨櫃之任務時其移動方向經歷多次改變以沿循運送路線非常有利。然而，先前技術之車輪總成有些複雜且需要例如八個車輪以及至少兩個車輪驅動馬達。

在如上所述之軌道系統上操作的其他類型的車輛(即，軌道車輛)可經組態以執行其中改變移動方向的速度對於效率並不是重要問題的各種任務。

鑒於上述情況，期望提供一種軌道車輛，其中車輪總成不太複雜及/或更具成本效益。

本發明由所附申請專利範圍及以下內容界定： 在第一態樣中，本發明提供一種用於在軌道系統上在兩個垂直水平方向上移動的軌道車輛，該軌道系統包含在第一方向上的第一組平行軌道及在垂直於該第一方向的第二方向上的第二組平行軌道，該軌道車輛包含 - 車輛框架； - 軌道接合支撐件，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統上；及 - 複數個車輪模組，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組包含具有水平旋轉軸線的車輪，該車輪模組允許該車輪圍繞垂直軸線樞轉90度，使得該車輪之旋轉方向可在該第一方向與該第二方向之間切換； 該等車輪模組及該等軌道接合支撐件可在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件脫離該軌道系統(或者替代地，在該第一位置中，該等車輪之下部層面被配置在該等軌道接合支撐件之下部部分下方，使得該等車輪可在該等軌道接合支撐件脫離該軌道系統的同時接合該軌道系統)；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等車輪被提離該軌道系統(替代地，在該第二位置中，該等軌道接合支撐件之該下部部分位於該等車輪之下部層面下方，使得該等軌道接合支撐件可在該等車輪被提離該軌道系統的同時接合該軌道系統)，使得該等車輪中之各者可圍繞該車輪模組之該垂直軸線樞轉，以在該第一方向與該第二方向之間切換該車輪之旋轉方向。

該等軌道中之各者可包含至少一個車輪導軌，且該等軌道接合支撐件可經組態以經由該第一組軌道或該第二組軌道之該等車輪導軌支撐該車輛。

該軌道系統亦可稱為水平軌道系統。

該等車輪模組及該等軌道接合支撐件能夠在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動，因為該等車輪模組或該等軌道接合支撐件能夠分別相對於該等軌道接合支撐件及該等車輪模組垂直地移動，使得該等車輪模組及該等軌道接合支撐件可在第一位置與第二位置之間移動。

在該軌道車輛之一實施例中，該等車輪模組可配置在相對於該車輛框架的固定層面處，而該等軌道接合部分能夠相對於該等車輪模組及該車輛框架垂直地移動，使得該等車輪模組及該等軌道接合支撐件能夠在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動。

在該第二位置中，該等軌道接合支撐件可經組態以與該第一組平行軌道或該第二組平行軌道接觸。該軌道接合支撐件可具有下部部分，該下部部分經組態以配合至該第一組平行軌道或該第二組平行軌道之車輪導軌中。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件經組態以在處於該第二位置中時將該車輛框架保持在相對於該軌道系統的預定層面處。當該車輛框架保持在該預定層面處時，該等車輪模組之該等車輪被配置在該軌道系統上方，且可圍繞該垂直軸線樞轉，以在該第一方向與該第二方向之間改變該等車輪之旋轉方向。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件可配置在該車輛框架之相反側上。該等軌道接合支撐件可配置在該車輛框架之兩個相反側上。

在一實施例中，該軌道車輛可具有四個下部拐角部段，且車輪模組可配置在該等下部拐角部段中之各者處。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件中之各者可包含下部部分，該下部部分具有等於或小於該等車輪之寬度的寬度。

在該軌道車輛之一實施例中，該車輛框架之兩個相反側中之各者上的該等軌道接合支撐件可配置在兩個車輪模組之間，即，該軌道車輛可具有配置在該兩個相反側中之各者上的兩個車輪模組。該等軌道接合支撐件可配置在含有該兩個車輪模組之該等車輪的垂直平面中，當該兩個車輪之旋轉方向在該第一方向或該第二方向上時，該等軌道接合支撐件被配置在該兩個車輪模組之間。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件可連接至致動器總成，該致動器總成經組態以使該等車輛軌道支撐件及該等車輪相對於彼此在垂直方向上移動，該致動器總成包含至少一個致動器。該致動器可為旋轉致動器或線性致動器，諸如電動旋轉馬達或電動線性致動器。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件能夠相對於該車輛框架及該等車輪模組垂直地移動。該等車輪模組及該等對應車輪可位於相對於該車輛框架的固定層面處。

在該軌道車輛之一實施例中，該致動器總成可經組態以使該等軌道接合支撐件相對於該車輛框架在垂直方向上移動。換言之，該致動器總成可經組態以使該等車輛軌道支撐件移動，使得該等車輛軌道支撐件之下部部分在垂直方向上移動。

在該軌道車輛之一實施例中，該等軌道接合支撐件中之各者可由杠桿臂之一部分提供，且該致動器總成經組態以使該杠桿臂在該第一位置與該第二位置之間樞轉，以使提供該軌道接合支撐件的該杠桿臂之該部分相對於該車輛框架垂直地移位。

在該軌道車輛之一實施例中，該致動器總成可包含連桿組配置，該連桿組配置位於該車輛框架之兩個相反側中之各者上，各連桿組配置聯接至該等軌道接合支撐件中之至少一個，其中該等連桿組配置藉由水平軸互連且經組態以使得當該軸旋轉時，該等軌道接合支撐件將在該第一位置與該第二位置之間移動。

在一實施例中，該軌道車輛可包含車輪樞轉總成，該車輪樞轉總成經組態以使該等車輪圍繞該等對應垂直軸線同時地樞轉，使得該等車輪之旋轉方向可轉動90度，即，使得該等車輪之旋轉方向可在該第一方向與該第二方向之間切換。術語「旋轉方向」意欲意指車輪在旋轉時可行進的方向。

在該軌道車輛之一實施例中，該車輪樞轉總成可包含複數個垂直軸，各軸連接至對應車輪模組，該等軸能夠藉由車輪樞轉致動器旋轉以使該等車輪圍繞該等對應垂直軸線樞轉。

在該軌道車輛之一實施例中，該車輪樞轉總成可包含連接件，該等連接件將該複數個垂直軸及該車輪樞轉致動器互連，該等連接件經組態以將該車輪樞轉致動器之移動轉換成該等垂直軸之旋轉移動。該等軸中之各者可包含杠桿元件，該杠桿元件經組態以將來自該等連接件的線性移動轉換成該等軸之旋轉移動。

該等連接件及該等杠桿元件可經組態以使得該等軸中之兩個在與其餘兩個軸相反的方向上旋轉。

在該軌道車輛之一實施例中，該等車輪模組中之至少一個可包含電動馬達，該電動馬達用於驅動該車輪模組中之各別的該車輪。

在該軌道車輛之一實施例中，該等車輪模組中之至少一個可包含感測器，該感測器用於偵測該等車輪及因此該軌道車輛相對於該軌道系統的位置。

在該軌道車輛之一實施例中，各車輪模組可包含單個車輪。

在一第二實施例中，本發明提供一種貨櫃搬運系統，其包含軌道車輛及軌道系統，該軌道系統包含在第一方向上的第一組平行軌道及在垂直於該第一方向的第二方向上的第二組平行軌道，該軌道車輛包含： - 車輛框架； - 軌道接合支撐件，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統上；及 - 複數個車輪模組，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組包含具有水平旋轉軸線的車輪，該車輪模組允許該車輪圍繞垂直軸線樞轉90度，使得該車輪之旋轉方向可在該第一方向與該第二方向之間切換； 該等車輪模組及該等軌道接合支撐件可在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件被配置在該軌道系統上方；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件接合該軌道系統之軌道，且該等車輪被配置在該軌道系統上方，使得該等車輪中之各者可圍繞該車輪模組之該垂直軸線樞轉，以在該第一方向與該第二方向之間切換該車輪之旋轉方向。

術語「貨櫃搬運系統」意欲涵蓋包含可容納任何類型的物品、貨物或商品(包括可在其中培養植物的生長介質)的任何類型的貨櫃、箱或框架的搬運系統。在後一種情況下，該貨櫃搬運系統可用於垂直耕作。

在該貨櫃搬運系統之一實施例中，該第一組平行軌道及該第二組平行軌道中之各軌道可包含至少一個車輪導軌，該車輪導軌用於在處於該第一位置中時導引該等車輪，且該等軌道接合支撐件中之各者包含下部部分，該下部部分經組態以在該等軌道接合支撐件處於該第二位置中時配合在該等車輪導軌中之一個內部。該等軌道接合支撐件之該下部部分之寬度可等於或小於該等車輪導軌之寬度。當該等軌道接合支撐件處於該第二位置中時，該軌道車輛可經由該等軌道接合支撐件之該等下部部分支撐在該等車輪導軌之面朝上的表面上。

在一實施例中，該貨櫃搬運系統可包含垂直立柱型材，該等垂直立柱型材自下方支撐該軌道系統，該等立柱型材界定多個儲存立柱，在該等儲存立柱中，貨櫃可堆疊在彼此之上。

在該貨櫃搬運系統之另外的實施例中，該軌道車輛可為根據本發明之該第一態樣之任何實施例的軌道車輛。

在該貨櫃搬運系統之一實施例中，各儲存立柱由垂直立柱型材中之四個界定。

在該貨櫃搬運系統之一實施例中，該第一組軌道及該第二組軌道可提供界定複數個網格單元的基於水平網格的軌道系統。

在該貨櫃搬運系統之一實施例中，該軌道車輛之覆蓋區可約為該軌道系統之2×2網格單元之尺寸。網格單元可界定為在該第一方向上延伸的相對軌道與在該第二方向上延伸的相對軌道之垂直中心平面之間的截面區域。

網格單元可界定為在該第一方向上延伸的兩個相對軌道與在該第二方向上延伸的兩個相對軌道之間的開放截面區域。

在一第三態樣中，本發明提供一種改變在軌道系統上操作的軌道車輛之行進方向之方法，該軌道系統包含在第一方向上的第一組平行軌道及在垂直於該第一方向的第二方向上的第二組平行軌道，該軌道車輛包含 - 車輛框架； - 軌道接合支撐件，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統上；及 - 複數個車輪模組，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組包含具有水平旋轉軸線的車輪，該車輪模組允許該車輪圍繞垂直軸線樞轉90度，使得該車輪可在該第一方向與該第二方向之間改變其旋轉方向； 該等車輪模組及該等軌道接合支撐件可在第一位置與第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件脫離該軌道系統；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等車輪被提離該軌道系統，使得該等車輪可圍繞該垂直軸線樞轉，以在該第一方向與該第二方向之間改變該旋轉方向，該方法包含以下步驟： - 使該軌道車輛在該軌道系統上在該第一方向上移動； - 使該軌道車輛停止； - 使該等車輪模組及該等軌道接合支撐件相對於彼此自該第一位置移動至該第二位置； - 使該等車輪圍繞該垂直軸線樞轉90度，使得該等車輪將其旋轉方向自該第一方向切換至該第二方向； - 使該等車輪模組及該等軌道接合支撐件自該第二位置移動至該第一位置；及 - 使該軌道車輛在該軌道系統上在該第二方向上移動。

在該方法之一實施例中，該貨櫃搬運系統可根據本發明之該第二態樣之實施例中之任一個。

在一第四態樣中，本發明提供一種用於在軌道系統上在兩個垂直水平方向上移動的軌道車輛，其中該軌道系統包含在第一方向上的第一組平行軌道及在垂直於該第一方向的第二方向上的第二組平行軌道，該車輛包含用於接合該等軌道的車輪，該等車輪具有水平滾動軸線且經配置以在該第一方向或該第二方向上沿該等軌道導引該車輛，該等車輪經配置以繞垂直軸線樞轉90度，以將該等車輪自在一組軌道上滾動改變為在另一組軌道上滾動，以便改變該車輛之移動方向，且該車輛設置有軌道接合支撐件，該等軌道接合支撐件經配置以降低成與該等軌道接合，以便在該等車輪繞該垂直軸線樞轉時將該等車輪提離該等軌道。

在第四態樣之實施例中，該軌道車輛可為儲存貨櫃搬運車輛。

在下文中，將參考所附圖式詳細描述本發明之實施例。然而，應當理解，圖式並不意欲將本發明限制於圖式所描繪之標的。

如上文所提及，先前技術之貨櫃搬運車輛201、301、401之車輪總成有些複雜且需要例如八個車輪及至少兩個車輪驅動馬達來允許在軌道系統108上在第一方向X及第二方向Y二者上的移動。

本發明提供一種替代類型的軌道車輛。軌道車輛用於在軌道系統108上操作且可經組態以執行其中改變移動方向的速度對於效率並不是重要問題的各種任務。此類軌道車輛可例如經組態以自同一儲存立柱105取出多個儲存貨櫃，經組態以取出/儲存垂直耕作系統中的生長框架，及/或經組態以運送人類操作者。

根據本發明之軌道車輛意欲用於自動化儲存與取出系統(亦稱為貨櫃搬運系統)中，該自動化儲存與取出系統具有如上文關於第1圖至第3圖所述之框架結構100。框架結構100包含複數個直立構件102 (即，垂直立柱型材)及軌道系統108，該軌道系統形成在第一方向X及第二方向Y上延伸的軌道網格。軌道系統108具有在第一方向上的第一組平行軌道110及在第二方向上的第二組平行軌道111。各軌道具有至少一個車輪導軌16，參見第8圖。直立構件102界定其中貨櫃106可堆疊在彼此之上的儲存立柱105。自動化儲存與取出系統之貨櫃可經組態以滿足各種功能，諸如儲存物品及貨物以及用於植物的生長模組。在後一種情況下，自動化儲存與取出系統亦可稱為垂直耕作系統。

第5圖至第14圖中示出根據本發明之軌道車輛2之第一示範性實施例。

軌道車輛2具有車輛框架3、用於將車輛支撐在軌道系統108上的軌道接合支撐件4 (參見第7圖至第12圖)及經組態以使車輛在軌道系統108上移動的四個車輪模組5。軌道接合支撐件4配置在車輛框架3之兩個相反側上。

車輪模組5配置在車輛框架3之下部拐角部段14處。各車輪模組5包含具有水平旋轉軸線的車輪6，且車輪6被允許圍繞垂直軸線樞轉90度，使得車輪可在軌道系統108上在第一方向X與第二方向Y之間切換車輪的旋轉方向。

第13圖中示出車輪模組5的分解圖。所例示之車輪模組5具有電動車輪馬達11、車輪6及感測器12。車輪馬達經由驅動帶18及驅動輪19之總成聯接至車輪6。在替代實施例中，車輪馬達11可直接連接至車輪及/或可為整合輪轂馬達。感測器12經組態以偵測車輪模組5相對於軌道系統108的位置。車輪模組5中之各者可樞轉地連接在車輛框架3之垂直型材20之下部端部處。

在所例示之軌道車輛2中，四個車輪模組5中之各者設置有車輪馬達11及感測器12。然而，在替代實施例中，只要獲得軌道車輛2之所需移動，車輪模組5中之至少一個具有車輪馬達11就足夠。相似地，視感測器之組態而定，可需要車輪模組中之僅一個具有感測器12。

在軌道車輛2在軌道系統上移動期間，車輪由第一組軌道110或第二組軌道111之車輪導軌16導引。車輪導軌16由在軌道系統108之軌道交叉點22之間延伸的凸緣21界定。為了獲得車輪6的最佳導引，凸緣21在不損害車輪穿過軌道交叉點22的移動的情況下儘可能遠地延伸。為了在車輪6與軌道系統108接觸的同時樞轉車輪模組5，要麼車輪之直徑必須非常小，要麼凸緣必須更短。此等解決方案均非最佳。例如，更小的車輪提供更少的牽引力以及對軌道系統108之微小不規則性的更低的容差，而更短的凸緣21將不提供車輪6的足夠導引。

因此，為了允許車輪模組5樞轉以切換軌道車輛2之行進方向，軌道接合支撐件4能夠在第一位置與第二位置之間相對於車輪模組5垂直地移動。需注意，在所例示之實施例中，軌道接合支撐件4能夠相對於車輛框架3及車輪模組5垂直地移動。然而，在替代實施例中，可使用相反組態，即，使車輪模組5能夠相對於車輛框架3垂直地移動而使軌道接合支撐件4固定。

在第一位置中，參見第9圖及第12圖，車輪6經配置以接合軌道系統108，且軌道接合支撐件4脫離軌道系統，即，在軌道系統之凸緣21上方。換言之，車輪6之下部層面配置在軌道接合支撐件4之下部部分7下方，使得車輪6可在軌道接合支撐件4脫離軌道系統108的同時接合軌道系統108之軌道。

在第二位置中，參見第10圖及第11圖，軌道接合支撐件4經配置以接合軌道系統之軌道，且車輪6被提離軌道系統108，使得車輪6可圍繞垂直軸線樞轉以在第一方向X與第二方向Y之間改變旋轉方向。換言之，軌道接合支撐件4之下部部分7在車輪6之下部層面下方，使得軌道接合支撐件4可在車輪6被提離軌道系統的同時接合軌道系統之軌道，以允許車輪圍繞垂直軸線樞轉而不與軌道系統相互作用。車輪6藉由操作如下文所論述之車輪樞轉總成來樞轉。

在第二位置中，軌道接合支撐件4經組態以將車輛框架3保持在相對於軌道系統108的固定層面處。軌道接合支撐件4中之各者具有下部部分7，該下部部分在軌道接合支撐件4處於第二位置中時配合在車輪導軌16內。換言之，下部部分具有等於或小於車輪導軌16之寬度的寬度。軌道接合支撐件4可視為一組支腳，該組支腳相對於車輛框架降低以將軌道車輛2之其餘部分及其車輪模組5向上提離軌道系統108之軌道。

藉由以此方式支撐車輛提供車輛在第二位置中的最佳穩定性，且進一步避免對軌道110、111之凸緣21的潛在損壞。在所例示之實施例中，導軌接合支撐件4包含杠桿臂15，該杠桿臂以弧形移動移動至第二位置中。為了減少在此移動期間軌道接合支撐件4之下部部分7與軌道之間的摩擦，下部部分呈小車輪之形式。在其他實施例中，下部部分可具有允許下部部分7在朝向第二位置的最終弧形移動期間沿軌道滑動或移動的任何形狀或組態。需注意，在例如其中軌道接合支撐件4在線性垂直方向上移動至第二位置中的另外的實施例中，下部部分7不需要沿軌道滑動。

軌道接合支撐件4連接至致動器總成，該致動器總成經組態以使軌道接合支撐件4相對於車輛框架3及車輪模組5在垂直方向上移動。致動器總成包含電動馬達13 (即，致動器)、位於車輛框架3之兩個相反側中之各者上的連桿組配置23及將兩個連桿組配置23互連的軸17。連桿組配置中之各者聯接至兩個杠桿臂15，且經組態以使得當軸17藉由操作馬達13來旋轉時，杠桿臂15將在第一位置與第二位置之間樞轉。

在替代實施例中，致動器總成可具有適合於例如藉由使用至少一個電動線性致動器使軌道接合支撐件4在第一位置與第二位置之間在垂直方向上移動的任何組態。

為了在車輪模組5處於第二位置中時將車輪6之旋轉方向切換90度，軌道車輛2具有車輪樞轉總成，該車輪樞轉總成經組態以使車輪6圍繞對應垂直軸線同時地樞轉。車輪樞轉總成包含四個垂直軸8，各軸連接至對應車輪模組5。軸8自車輪模組延伸，穿過垂直型材20到達車輛框架3之上部層面。垂直型材20之上部端部經由一組連接件10及杠桿24聯接至電動馬達9 (即，車輪樞轉致動器)。連接件10、杠桿24及電動馬達9經組態以使軸8旋轉，使得車輪在電動馬達9操作時圍繞對應垂直軸線同時地樞轉。在所例示之實施例中，軸8之中心線與垂直軸線共線。在其他實施例中，軸8之中心線可平行於垂直軸線，例如，藉由藉助鑲齒輪及/或驅動帶將軸之旋轉運動傳遞至車輪模組。

第一示範性軌道車輛2是貨櫃搬運車輛，該貨櫃搬運車輛包含適合於將儲存貨櫃106自如上所述之自動化儲存與取出系統之儲存立柱105取出或將該等儲存貨櫃儲存至該等儲存立柱的提升裝置，參見第14圖。

提升裝置具有提升框架25，該提升框架與上述先前技術之貨櫃搬運車輛之提升框架404d相似。提升框架25經組態以能夠在存取開口26上方的位置與軌道車輛內的儲存部段27上方的位置之間水平地移動，參見第6圖。當配置在存取開口26上方時，提升框架可降低至儲存立柱105中。以此方式，提升裝置既可用於在將儲存貨櫃106儲存在軌道車輛2內的儲存部段27中，亦可用於將儲存貨櫃106自儲存立柱105取出或將該等儲存貨櫃儲存至該等儲存立柱。

第15圖中示出根據本發明之軌道車輛2'之第二示範性實施例。

軌道車輛2'具有與上述軌道車輛2共同的大部分特徵，但代替經組態以搬運儲存貨櫃，該軌道車輛經組態以在軌道系統108上運送人類操作者28。

第16圖中示出根據本發明之軌道車輛2''之第三示範性實施例。

軌道車輛2''具有與上述軌道車輛2共同的大部分特徵，但代替經組態以搬運儲存貨櫃，該軌道車輛經組態有用於成形為垂直框架的具有用於生長植物的生長介質的貨櫃的提升裝置29。軌道車輛2''用於如上所述之經組態用於垂直耕作的自動化儲存與取出系統。

1:先前技術之自動化儲存與取出系統 2:軌道車輛 3:車輛框架 4:軌道接合支撐件 5:車輪模組 6:車輪 7:(軌道接合支撐件之)下部部分 8:垂直軸 9:車輪樞轉致動器/電動馬達 10:連接件 11:馬達/車輪馬達 12:感測器 13:電動馬達/致動器 14:拐角部段 15:杠桿臂 16:車輪導軌 17:水平軸 18:驅動帶 19:驅動輪 20:垂直型材 21:凸緣 22:軌道交叉點 23:連桿組配置 24:杠桿 25:提升框架 26:存取開口 27:儲存部段 28:人類操作者 29:提升裝置 100:框架結構 102:框架結構之直立構件 104:儲存網格 105:儲存立柱 106:儲存貨櫃 106':儲存貨櫃之特定位置 107:堆疊 108:軌道系統 110:在第一方向( X)上的平行軌道 112:存取開口 119:第一埠立柱 120:第二埠立柱 201:先前技術之貨櫃搬運車輛 201a:貨櫃搬運車輛201之車體 201b :在第一方向( X)上的驅動裝置/車輪配置/第一組車輪 201c :在第二方向( Y)上的驅動裝置/車輪配置/第二組車輪 301:先前技術之懸臂式貨櫃搬運車輛 301a:貨櫃搬運車輛301之車體 301b:在第一方向( X)上的驅動裝置/第一組車輪 301c:在第二方向( Y)上的驅動裝置/第二組車輪 304:夾持裝置 401:先前技術之貨櫃搬運車輛 401a:貨櫃搬運車輛401之車體 401b:在第一方向( X)上的驅動裝置/第一組車輪 401c:在第二方向( Y)上的驅動裝置/第二組車輪 404:夾持裝置 404a:提升帶 404b:夾持器 404c:導引銷 404d:提升框架 500:控制系統 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向

僅以舉例的方式且參考以下圖式詳細描述本發明之實施例： 第1圖是先前技術之自動化儲存與取出系統之框架結構的透視圖。 第2圖是具有配置在內部的用於在其中攜載儲存貨櫃的腔體的先前技術之貨櫃搬運車輛的透視圖。 第3圖是具有用於在下方攜載儲存貨櫃的懸臂的先前技術之貨櫃搬運車輛的透視圖。 第4圖是具有配置在內部的用於在其中攜載儲存貨櫃的腔體的先前技術之貨櫃搬運車輛的自下方所見的透視圖。 第5圖及第6圖是根據本發明之第一示範性軌道車輛的透視側視圖。 第7圖是第5圖及第6圖中之軌道車輛之上部部段的透視圖。 第8圖是第5圖及第6圖中之軌道車輛之下部部段的透視圖。 第9圖至第12圖是第5圖及第6圖中之軌道車輛之下部部段的透視圖，例示了當軌道車輛改變行進方向時所執行的步驟。 第13圖是第5圖及第6圖中之軌道車輛之示範性車輪模組的分解圖。 第14圖是第5圖及第6圖中之軌道車輛的透視側視圖，例示了該軌道車輛作為貨櫃搬運車輛的用途。 第15圖是根據本發明之第二示範性軌道車輛的透視側視圖。 第16圖是根據本發明之第三示範性軌道車輛的透視側視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

2:軌道車輛

3:車輛框架

4:軌道接合支撐件

5:車輪模組

6:車輪

7:(軌道接合支撐件之)下部部分

9:車輪樞轉致動器/電動馬達

10:連接件

13:電動馬達/致動器

14:拐角部段

15:杠桿臂

17:水平軸

25:提升框架

Claims (20)

1. 一種用於在一軌道系統(108)上在兩個垂直水平方向上移動的軌道車輛(2)，該軌道系統包含在一第一方向(X)上的一第一組平行軌道(110)及在垂直於該第一方向(X)的一第二方向(Y)上的一第二組平行軌道(111)，該軌道車輛包含 - 一車輛框架(3)； - 軌道接合支撐件(4)，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統(108)上；及 - 複數個車輪模組(5)，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組(5)包含具有一水平旋轉軸線的一車輪(6)，該車輪模組允許該車輪圍繞一垂直軸線樞轉90度，使得該車輪之旋轉方向能夠在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換； 該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)能夠在一第一位置與一第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪(6)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件(4)脫離該軌道系統；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件(4)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等車輪(6)被提離該軌道系統，使得該等車輪中之各者能夠圍繞該車輪模組之該垂直軸線樞轉，以在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換該車輪之旋轉方向。
2. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件(4)經組態以在處於該第二位置中時將該車輛框架(3)保持在相對於該軌道系統的一預定層面處。
3. 如請求項1或2所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件(4)配置在該車輛框架(3)之相反側上。
4. 如請求項1所述之軌道車輛，其具有四個下部拐角部段(14)，且一車輪模組(5)配置在該等下部拐角部段中之各者處。
5. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件中之各者包含一下部部分(7)，該下部部分具有等於或小於該等車輪(6)之寬度的一寬度。
6. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件(4)連接至一致動器總成，該致動器總成經組態以使該等車輛軌道支撐件及該等車輪相對於彼此在一垂直方向上移動，該致動器總成包含至少一個致動器(13)。
7. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件(4)能夠相對於該車輛框架(3)及該等車輪模組(5)垂直地移動。
8. 如請求項6所述之軌道車輛，其中該致動器總成經組態以使該等軌道接合支撐件(4)相對於該車輛框架(3)在一垂直方向上移動。
9. 如請求項8所述之軌道車輛，其中該等軌道接合支撐件(4)中之各者由一杠桿臂(15)之一部分提供，且該致動器總成經組態以使該杠桿臂(15)在該第一位置與該第二位置之間樞轉，以使提供該軌道接合支撐件(4)的該杠桿臂(15)之該部分相對於該車輛框架垂直地移位。
10. 如請求項8或9所述之軌道車輛，其中該致動器總成包含一連桿組配置，該連桿組配置位於該車輛框架(3)之兩個相反側中之各者上，各連桿組配置聯接至該等軌道接合支撐件(4)中之至少一個，其中該等連桿組配置藉由一水平軸(17)互連且經組態以使得當該軸旋轉時，該等軌道接合支撐件(4)將在該第一位置與該第二位置之間移動。
11. 如請求項1所述之軌道車輛，其包含一車輪樞轉總成，該車輪樞轉總成經組態以使該等車輪(6)圍繞該等對應垂直軸線同時地樞轉。
12. 如請求項11所述之軌道車輛，其中該車輪樞轉總成包含複數個垂直軸(8)，各軸連接至一對應車輪模組(5)，該等軸能夠藉由一車輪樞轉致動器(9)旋轉以使該等車輪圍繞該等對應垂直軸線樞轉。
13. 如請求項12所述之軌道車輛，其中該車輪樞轉總成包含連接件(10)，該等連接件將該複數個垂直軸(8)及該車輪樞轉致動器(9)互連，該等連接件經組態以將該車輪樞轉致動器(9)之移動轉換成該等垂直軸(8)之旋轉移動。
14. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等車輪模組(5)中之至少一個包含一馬達(11)，該馬達用於驅動該車輪模組中之各別的該車輪(6)。
15. 如請求項1所述之軌道車輛，其中該等車輪模組(5)中之至少一個包含一感測器(12)，該感測器用於偵測該車輪相對於該軌道系統(108)的位置。
16. 如請求項1所述之軌道車輛，其中各車輪模組(5)包含一單個車輪(6)。
17. 一種貨櫃搬運系統，其包含：一軌道車輛(2)及一軌道系統(108)，該軌道系統包含在一第一方向(X)上的一第一組平行軌道(110)及在垂直於該第一方向(X)的一第二方向(Y)上的一第二組平行軌道(111)，該軌道車輛包含： - 一車輛框架(3)； - 軌道接合支撐件(4)，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統(108)上；及 - 複數個車輪模組(5)，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組(5)包含具有一水平旋轉軸線的一車輪(6)，該車輪模組允許該車輪圍繞一垂直軸線樞轉90度，使得該車輪之旋轉方向能夠在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換； 該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)能夠在一第一位置與一第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪(6)接合該軌道系統(108)之軌道，且該等軌道接合支撐件(4)被配置在該軌道系統上方；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件(4)接合該軌道系統之軌道，且該等車輪(6)被配置在該軌道系統上方，使得該等車輪中之各者能夠圍繞該車輪模組(5)之該垂直軸線樞轉，以在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間切換該車輪之旋轉方向。
18. 如請求項17所述之貨櫃搬運系統，其中該第一組平行軌道(110)及該第二組平行軌道(111)中之各軌道包含至少一個車輪導軌(16)，該至少一個車輪導軌用於在處於該第一位置中時導引該等車輪(6)，且該等軌道接合支撐件(4)中之各者包含一下部部分(7)，該下部部分經組態以在該等軌道接合支撐件(4)處於該第二位置中時配合在該等車輪導軌中之一個內部。
19. 如請求項17或18所述之貨櫃搬運系統，其包含：垂直立柱型材(102)，該等垂直立柱型材自下方支撐該軌道系統(108)，該等立柱型材(102)界定多個儲存立柱(105)，在該等儲存立柱中，貨櫃能夠堆疊在彼此之上。
20. 一種改變在一軌道系統(108)上操作的一軌道車輛(2)之行進方向之方法，該軌道系統包含在一第一方向(X)上的一第一組平行軌道(110)及在垂直於該第一方向(X)的一第二方向(Y)上的一第二組平行軌道(111)，該軌道車輛包含 - 一車輛框架(3)； - 軌道接合支撐件(4)，該等軌道接合支撐件用於將該車輛支撐在該軌道系統(108)上；及 - 複數個車輪模組(5)，該複數個車輪模組經組態以使該車輛在該軌道系統上移動； 其中各車輪模組(5)包含具有一水平旋轉軸線的一車輪(6)，該車輪模組允許該車輪圍繞一垂直軸線樞轉90度，使得該車輪能夠在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間改變其旋轉方向； 該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)能夠在一第一位置與一第二位置之間相對於彼此垂直地移動，其中： 在該第一位置中，該等車輪(6)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等軌道接合支撐件(4)脫離該軌道系統；且 在該第二位置中，該等軌道接合支撐件(4)經配置以接合該軌道系統之軌道，且該等車輪(6)被提離該軌道系統，使得該等車輪能夠圍繞該垂直軸線樞轉，以在該第一方向(X)與該第二方向(Y)之間改變該旋轉方向。 該方法包含以下步驟： - 使該軌道車輛在該軌道系統(108)上在該第一方向(X)上移動； - 使該軌道車輛停止； - 使該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)相對於彼此自該第一位置移動至該第二位置； - 使該等車輪(6)圍繞該垂直軸線樞轉90度，使得該等車輪將其旋轉方向自該第一方向(X)切換至該第二方向(Y)； - 使該等車輪模組(5)及該等軌道接合支撐件(4)自該第二位置移動至該第一位置；及 - 使該軌道車輛在該軌道系統(108)上在該第二方向(Y)上移動。