物料搬运系统的制作方法

物料搬运系统
1.优先权要求
2.本技术根据35 u.s.c.
§
119要求2019年8月14日提交的第62/886,602号美国临时专利申请的优先权。第62/886,602号美国申请的全部公开内容特此以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本发明的实施例大体上涉及可以在仓库、贮藏所和/或配送环境中使用的自动化物料和物件搬运系统。


背景技术：

4.例如邮购仓库、供应链配送中心和客制化订购制造设施中使用的现代物料搬运系统在对库存物件请求的响应方面面临着巨大挑战。起初，企业通常将投入至少对于当前需求是足够的自动化水平。然而，随着库存管理系统的规模扩张以适应更大数目和种类的物件，同时完成打包、贮藏、补给和所希望的其它库存管理任务的操作成本和复杂性也不断增加。
5.无法有效地利用库存管理设施中的例如空间、设备和人力等资源会导致吞吐量较低、响应时间较长，以及未完成任务的积压增长。一度常常可以通过递增地扩大设施的现有自动化基础架构的容量来实现较高效率，尤其是在所述扩大遵循严密的增长计划时。然而，迟早会遇到收益递减点。也就是说，容量和/或功能性的进一步增益的实现最终相比于可用的替代方案成本过高，如果此类增益可以完全实现的话。当到达所述收益递减点时，设施经营者可能被迫放弃预先存在的物料搬运基础架构，且用全新的自动化平台代替所述基础架构。


技术实现要素：

6.本发明提供涉及物料搬运和/或贮藏及提取过程的若干创造性方面。
7.根据一个方面，提供一种用于将物品递送到具有多个贮藏位置的贮藏组合件的方法。所述方法包含提供载具的步骤，载具具有用于在水平方向上驱动载具的第一驱动系统，和第二驱动系统。提供可移动轨道，其具有被配置成接收载具的一部分的开口。第一驱动系统经致动以沿着水平表面将载具驱动到邻近可移动轨道的位置。载具与可移动轨道中的开口对准。载具的至少一部分被驱动到开口中。第二驱动系统经致动以竖直地升高可移动轨道以提升可移动轨道离开地面。第一驱动系统经致动以在水平方向上朝向贮藏组合件驱动载具及可移动轨道。第二驱动系统经致动以沿着可移动轨道竖直地向上将载具驱动到邻近贮藏位置中的一个的位置。当载具邻近所述一个贮藏位置时，物品在载具和所述一个贮藏位置之间转移。另外，第二驱动系统经致动以朝向地面向下驱动载具。
8.根据另一方面，提供一种用于将物品递送到具有多个贮藏位置的贮藏组合件的方法。所述方法包含多个步骤，其可包含沿着水平表面将载具驱动到邻近可移动轨道的位置
的步骤。所述方法还可包含操作载具以提升可移动轨道的步骤。任选地，所述方法包含水平地驱动载具以将可移动轨道运载到邻近贮藏组合件的位置的步骤。另外，所述方法可包含沿着可移动轨道竖直地向上将载具驱动到抬升位置的步骤。此外，所述方法任选地包含当载具处于抬升位置时在载具和贮藏组合件中的贮藏位置之间转移物品的步骤。所述方法还可包含在转移物品的步骤之后沿着轨道竖直地向下驱动载具的步骤。
9.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含将物品从贮藏位置转移到载具上的步骤，其中所述方法包括水平地驱动载具及物品以将物品递送到远离所述一个贮藏位置的位置的步骤。
10.根据又一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含可移动轨道，可移动轨道包括被配置成接收载具的框架，且所述方法可包含将载具驱动到框架中的步骤。
11.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含将载具的竖直驱动器定位成与可移动轨道的竖直轨道进行操作性接合的步骤。
12.根据附加方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含在致动水平驱动系统以驱动载具及可移动轨道的步骤之后致动载具的竖直驱动器以降低可移动轨道的步骤。
13.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含控制载具以使可移动轨道移位以将可移动轨道与贮藏组合件可释放地连接的步骤。任选地，连接步骤可包括将可移动轨道与贮藏组合件可释放地连接以阻止可移动轨道相对于贮藏组合件沿着至少一个水平轴线的移位。
14.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含具有连接器的可移动轨道，且所述方法可包含驱动载具的水平驱动器以使可移动轨道竖直地移位以将可移动轨道的连接器与贮藏组合件连接的步骤。
15.根据附加方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含控制载具以使可移动轨道与贮藏组合件断开连接的步骤。任选地，断开连接步骤包括使可移动轨道竖直地移位。
16.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含致动载具的竖直驱动器以通过在第一方向上驱动竖直驱动系统来升高可移动轨道的步骤。
17.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含致动载具的竖直驱动器以通过在与第一方向相对的第二方向上驱动竖直驱动系统来竖直地向上驱动载具的步骤。
18.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含致动载具的竖直驱动系统以竖直地向上驱动载具并同时随着向上驱动载具而维持载具相对于水平线的定向的步骤。任选地，维持载具相对于水平线的定向的步骤包括同步地驱动竖直驱动元件的步骤。
19.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含通过致动载具上的转移机构在载具和贮藏位置之间转移物品的步骤。任选地，致动转移机构的步骤包括朝向所述一个贮藏位置水平地延伸转移机构。任选地，转移机构可与水平驱动系统连接，且致动转移机构的步骤包括驱动水平驱动系统。
20.根据另一方面，一种用于将物品递送到贮藏组合件的方法可包含致动载具的水平
驱动系统以通过在可移动轨道被提升离开地面时水平地驱动载具来驱动载具及可移动轨道的步骤。任选地，在可移动轨道被提升离开地面时水平地驱动载具的步骤包含以下步骤：标识贮藏组合件中定位有所述一个贮藏位置的列；以及使可移动轨道与所述列对准，使得可移动轨道中的转移开口与所述列中的开口对准。任选地，转移步骤包括通过转移开口转移物品。
21.本发明提供涉及物料搬运系统和/或贮藏及提取系统的若干创造性方面。
22.举例来说，根据一个方面，本发明提供一种物料搬运系统，其包含贮藏组合件、载具和可移动轨道。贮藏组合件可具有用于贮藏物品的多个抬升贮藏位置。载具可被配置成将物品递送到贮藏位置以及从贮藏位置提取物品，其中载具包括用于在水平方向上驱动载具的第一驱动组合件，和第二驱动组合件。可移动可具有被配置成接收载具的一部分的开口。另外，可移动轨道可包含用于接合载具的第二驱动系统的元件。接合元件可与第二驱动系统协作，使得在第一方向上驱动第二驱动系统可操作用于提升可移动轨道离开地面，且使得在第二方向上驱动第二系统可操作用于竖直地向上将载具驱动到抬升位置。任选地，载具被配置成沿着水平表面将载具驱动到邻近贮藏组合件的位置。另外，载具可包含转移构件，其被配置成当载具处于邻近贮藏组合件的贮藏位置的抬升位置时在载具和所述贮藏位置之间转移物品。
23.根据另一方面，本发明提供一种物料搬运系统，其可与具有用于贮藏多个物品的多个贮藏位置的贮藏组合件协作。所述系统可包含载具和可移动轨道。载具可包含被配置成沿着地面水平地驱动载具的水平驱动组合件，和被配置成竖直地向上驱动载具的竖直驱动组合件。载具还可包含用于在载具和贮藏位置之间转移物品的转移机构。载具可进一步包含用于为水平驱动组合件和竖直驱动组合件供电的电源。可移动轨道任选地包含可与载具的竖直驱动组合件协作的竖直轨道，以及被配置成在竖直定向上支撑竖直轨道的支撑结构。可移动轨道可包含被配置成接收载具的至少一部分的开口。竖直驱动组合件和竖直轨道可被配置和定位成使得当载具延伸到可移动轨道中的开口中时，竖直驱动组合件接合竖直轨道，使得在第一方向上驱动竖直驱动器可操作用于升高可移动轨道。任选地，在第二方向上驱动竖直驱动组合件可操作用于沿着轨道向上将载具驱动到抬升位置以促进物品在贮藏位置和载具之间的转移。另外，支撑结构可被配置成当载具处于竖直轨道上的抬升位置时支撑载具。
24.根据另一方面，一种物料搬运系统可包含载具和具有支撑结构的可移动轨道，支撑结构包含形成具有用于接收载具的开口的列的框架。
25.根据另一方面，一种物料搬运系统可包含可移动轨道，可移动轨道具有用于将可移动轨道与贮藏组合件可释放地连接的连接器。任选地，连接器被配置成阻止可移动轨道相对于贮藏组合件沿着至少一个水平轴线的移位。另外，连接器可被配置成使得可移动框架和贮藏组合件之间的相对竖直移位将连接器与贮藏组合件连接。此外，连接器可被配置成使得连接器相对于贮藏组合件的竖直移位可操作用于使可移动轨道与贮藏组合件断开连接。
26.根据另一方面，一种物料搬运系统可包含载具，载具具有用于沿着可移动轨道竖直地向上驱动载具的竖直驱动系统，且竖直驱动组合件可被配置成随着向上驱动载具而维持载具相对于水平线的定向。任选地，可移动轨道包含竖直地向上延伸的多个轨道区段，且
竖直驱动组合件包含多个竖直驱动元件，所述多个竖直驱动元件互连，使得同步地操作竖直驱动组合件会沿着轨道区段向上驱动载具以维持载具的水平定向。
27.根据另一方面，一种物料搬运系统可包含载具，载具具有用于在水平方向上驱动载具的水平驱动组合件，和转移机构。转移机构可与水平驱动组合件中的一个连接，使得驱动水平驱动组合件可操作用于朝向贮藏位置驱动转移机构离开载具。任选地，所述系统包含用于选择性地使转移机构与水平驱动组合件接合及脱离的离合器。
28.根据另一方面，一种物料搬运系统可包含具有竖直驱动系统的载具，和具有支撑结构的可移动轨道。竖直驱动器可从载具向外突出，且支撑结构可包含被配置成与竖直驱动系统对准以促进载具被驱动到支撑结构中的间隙。任选地，可移动轨道包含竖直轨道，且竖直轨道具有上部区段和下部区段，其各自包含被配置成与竖直驱动组合件协作的多个齿。上部区段和下部区段可具有齿之间的类似间距，且下部区段可具有邻近的齿之间的间隙以提供空隙来促进竖直驱动器驱动通过下部区段。任选地，竖直驱动组合件包含具有齿间距的多个正齿轮，且每一正齿轮可围绕轴线旋转。正齿轮的轴线可大体上平行。另外，下部区段的齿之间的间隔可提供足够的空隙，使得当正齿轮沿着平行于正齿轮的旋转轴线的线水平地平移时正齿轮的齿在间隙之间通过。任选地，正齿轮和竖直轨道被配置和定位成使得正齿轮的齿顶圆与轨道中的齿的齿顶线重叠。另外，竖直轨道可包含上部区段和下部区段，其中上部区段具有拥有上根部和上齿根的上部齿构型，且下部区段具有拥有下根部和下齿根的下部齿构型，下齿根大于上齿根，使得齿的下根部相比于上根部离开竖直驱动组合件向内延伸较大的距离。
附图说明
29.为了可以详细地理解本发明的上述特征，可通过参考实施例来作出上文简要概括的本发明的更特定描述，所述实施例中的一些实施例在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本发明的典型实施例，且因此不应被视为限制本发明的范围，这是因为本发明可以准许其它同等有效的实施例。
30.图1a是描绘根据本公开的一个或多个实施例的库存管理系统的透视图，所述库存管理系统包含多个自动化导引载具，所述多个自动化导引载具各自可配置成通过与一个或多个功能附件模块交互而执行支持部件拾取过程的库存管理任务的子集；
31.图1b是描绘根据本公开的一个或多个实施例的库存管理系统的透视图，所述库存管理系统包含多个自动化导引载具，所述多个自动化导引载具各自可配置成通过与功能附件模块的第一群组的功能附件模块交互而执行库存管理任务的第一子集，以及通过与功能附件模块的第二群组的功能附件模块交互而执行库存管理任务的第二子集；
32.图1是物料搬运系统的透视图；
33.图2a是图1中示出的物料搬运系统的自动化导引的透视图；
34.图2b是图2a中示出的载具的平面图；
35.图2c是图2a中示出的载具的仰视图；
36.图2d是图2a中描绘的载具的前正视图；
37.图2e是图2a中描绘的载具的后正视图；
38.图2f是图2a中描绘的载具的侧面正视图；
39.图2g是图2a中示出的载具的平面图，其具有图1中示出的系统的货架的一部分；
40.图2h是跨图2g中的线ii-h截取的横截面；
41.图2i是图2h中示出的载具和货架的放大片段视图；
42.图3a是跨线iiia-iiia截取的图2a的载具的截面视图；
43.图3b是图2a的载具的局部剖开仰视图；
44.图4a是沿线iva-iva截取的图2a的载具的截面视图；
45.图4b是沿图2a中的线iva-ivb截取的图2a的载具的截面视图，其示出离合器机构处于脱离位置；
46.图4c是图4b的载具的截面视图，其示出离合器机构处于接合位置；
47.图4d是图2a的载具的局部剖开侧面正视图，其示出致动器机构处于第一位置；
48.图4e是图4d的载具的侧面正视图，其示出致动器机构处于第二位置；
49.图5a是图1中示出的物料搬运系统的可移动货架的侧面正视图；
50.图5b是图5a中示出的可移动货架的前正视图；
51.图5c是图5a中示出的可移动货架的一部分的局部剖开的放大片段视图；
52.图5d是图5a中示出的可移动货架的一部分的放大片段视图，其展示货架处于升高位置；
53.图5e是图5b中示出的可移动货架的侧面正视图，其示出可移动货架处于升高位置；
54.图5f是图5b中示出的可移动货架的前正视图，其示出具有可移动货架及载具处于升高位置；
55.图6a是图1d中示出的物料搬运系统的可移动货架和流动式货架的放大透视图；
56.图6b是图6a中示出的可移动货架和流动式货架的侧面正视图；
57.图6c是展示为处于连接位置的图6b中示出的可移动货架和流动式货架的侧面正视图；
58.图6d是图6a中示出的可移动货架和流动式货架的前透视图；
59.图6e是图6a中示出的可移动货架和流动式货架的平面图；
60.图6f是图6e中示出的可移动货架和流动式货架的一部分的放大平面图；
61.图7是图1中示出的物料搬运系统的货架部分的放大片段透视图；
62.图8是图1中示出的物料搬运系统的货架系统的过道的前正视图；
63.图9是图8中示出的过道的侧面正视图；
64.图10是图8中示出的过道的平面图；
65.图11是图13a中示出的过道的放大片段侧面正视图；
66.图12是描绘根据一个或多个实施例的多个导引载具的子系统的框图；并且
67.图13是图1中示出的系统的控制器的示意框图。
68.虽然本文中借助于示例针对若干实施例和说明性附图描述系统和方法，但所属领域的技术人员将认识到，用于使用对应功能附件模块执行库存管理任务的相应子集的系统和方法不限于所描述的实施例或附图。应理解，附图及其详细描述不希望将实施例限于所公开的特定形式。实际上，意图是涵盖落在由所附权利要求书限定的用于使用对应功能附件模块执行库存管理任务的相应子集的系统和方法的精神和范围内的所有修改、等效物和
替代方案。本文所用的任何标题只是出于组织目的，而不意图限制说明书或权利要求书的范围。如本文所用，词语“可以”是在许可的意义上(即，表示有可能)而非强制性意义上(即，表示必须)使用的。类似地，词语“包含”意指包含但不限于。
具体实施方式
69.描述一种用于在库存管理系统中执行库存管理任务的方法和设备的各种实施例。在以下详细描述中，阐述众多特定细节以提供对所要求的主题的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所要求的主题。在其它实例中，未详细地描述所属领域的一般技术人员原本知晓的方法、设备或系统以免使所要求的主题模糊不清。
70.依据对特定设备或专用计算装置或平台的存储器内所存储的二进制数字信号的操作的算法或符号表示，呈现以下详细描述的一些部分。在此特定说明书的上下文中，术语特定设备等可包含通用计算机，其经编程以依照来自程序软件的指令执行特定功能。算法描述或符号表示是信号处理或相关技术领域的一般技术人员用以向所属领域的其他技术人员传达其工作的主旨的技术的示例。算法在此处且通常被视为产生所要结果的操作或类似信号处理的自洽序列。在此上下文中，操作或处理涉及对物理量的物理操纵。通常，但未必，此类量可采用能够被存储、传送、组合、比较或以其它方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于常见使用的原因，将此类信号称为位、数据、值、要素、符号、字符、项、编号、数字等有时已证实为方便的。然而，应理解，所有这些或类似术语应与适当物理量相关联且仅为方便的标签。
71.除非另有明确陈述，否则如根据以下论述显而易见，应了解，贯穿本说明书利用例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语的论述指代例如专用计算机或类似的专用电子计算装置的特定设备的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算装置能够操纵或变换信号，所述信号通常表示为所述专用计算机或类似的专用电子计算装置的存储器、寄存器或其它信息存储装置、传输装置或显示装置内的物理电子量或磁量。
72.现在将详细地参考本发明的示例性实施例，在附图中示出了这些示例性实施例的示例。在可能的情况下，贯穿附图将使用相同的参考标号来指代相同或相似的部分。
73.现在大体上参看各图且确切地参看图1，用于分拣或提取物品的设备整体上指定为10。设备10包含用于将物品递送到多个位置中的一个和/或从多个位置中的一个提取物品的一个或多个机构，所述多个位置是例如位于货架800或流动式货架600中的贮藏区域。递送机构可包含运送物品的一个或多个载具200。举例来说，任选地，载具可从货架800中的贮藏位置820提取物品且将物品递送到工作站500，在所述工作站处，操作者可从载具提取物品。载具可任选地返回到货架中的贮藏区域以贮藏未被操作者提取的任何剩余物品。载具可接着前进到另一贮藏区域以获得要提取的下一物品。以此方式，系统可包含用于连续地将物品贮藏到各个贮藏区域/从各个贮藏区域提取物品的机构，使得可向操作者提交物品。任选地，例如轨道等导引件可邻近货架而定位，使得载具可沿着货架竖直地爬升以从货架提取物品。任选地，系统可包含被配置成由载具运送的可移动货架。载具可将可移动货架运送到邻近贮藏货架的位置中。载具可接着沿着货架竖直地爬升以在载具和贮藏货架中的
贮藏位置之间转移物品。
74.应理解，总体系统的各个物品和子组合件可单独地使用，或与具有与各图中示出和下文描述的系统不同的结构或操作的物料搬运系统组合地使用。
75.如图1和7中所示出，物料搬运系统可任选地并入有一个或多个贮藏货架800。每一贮藏货架可包含多个贮藏位置820。任选地，贮藏位置可被布置成一个或多个竖直列810。举例来说，图1示出多个货架800，且每一货架可包含多个列810，所述多个列中的每一个包含多个贮藏位置。由系统搬运的物品可直接贮藏在贮藏位置中。替代地，物品可贮藏在箱子或搬运箱55中，且贮藏位置820可被配置成贮藏搬运箱55，如图1和7-9中所展示。因此，应理解，除非另有陈述，否则在以下描述中，当提及搬运箱时，术语搬运箱足够广义以包含用于含纳一个或多个物品的容器，以及只是未必含纳在容器中的物品。尽管本发明的系统被描述为使用搬运箱，但应理解，可使用多种贮藏机构中的任一种，例如托盘或类似的平台。
76.载具
77.图2a-2i示出图1中展示的载具200中的一个的细节。如上所述，如果系统并入有载具，则载具的结构可变化。因此，应理解，下文论述的载具的特征中的每一个是可取决于应用而变化或排除的任选特征。
78.载具200可以是包含用于驱动载具的板载电力供应器的自主系统。载具还可包含通信系统，用于在每一载具和例如中央控制器450的控制元件之间以无线方式接收和传输控制信号。以此方式，载具可接收关于用于提取物品的位置和载具应将物品递送到的位置的控制信号。
79.现在参看图2a到2i，展示根据本公开的实施例构建的且适于执行例如图1a到1c中描绘的物料搬运系统中的任一个中的库存管理任务的自动化导引载具200。每一递送载具可以是具有第一机动驱动系统和第二机动驱动系统以及板载电力供应器的自动化导引载具。
80.如下文进一步论述，载具可包含用于在水平方向上驱动载具200的水平驱动组合件。水平驱动器可被配置成沿着轨道或沿着例如地板等开放的水平表面驱动载具。举例来说，水平驱动器的一个选项包含多个可旋转元件，例如轮或辊。可提供一个或多个驱动机构用于转动可旋转元件。另外，可旋转元件可侧向地转动以使载具转向。
81.图2a-4e中示出的载具包含用于在水平方向上驱动载具200的水平驱动组合件。水平驱动器可被配置成沿着轨道或沿着例如地板等开放的水平表面驱动载具。举例来说，水平驱动器的一个选项包含多个可旋转元件，例如轮或辊。可提供一个或多个驱动机构用于转动可旋转元件。另外，可旋转元件可侧向地转动以使载具转向。
82.如上所述，载具200可具有用于控制载具的行进方向的多种转向机构中的任一个。举例来说，任选的转向机构是零转机构，其可在不显著向前移动的情况下转动载具。任选地，零转机构提供用于围绕延伸通过载具的竖直轴线转动载具的构件。
83.零转机构包括允许载具的一侧上的轮或辊相比于载具的相对侧上的轮或辊以不同的速度旋转的连杆。任选地，连杆允许载具的一侧上的轮或辊相比于载具的相对侧上的轮或辊在不同的方向上旋转。以此方式，通过使载具的一侧上的轮的速度和/或旋转方向相对于载具的相对侧上的轮的速度和/或旋转方向变化，零转机构改变行进方向以使载具转向。
84.举例来说，如图2a-4e中所示出，载具可具有由多个辊252、254、256形成的水平驱动器，所述多个辊可围绕第一轴线(例如围绕轮轴)旋转。另外，辊252、254、256中的每一个可被约束为围绕单个轴线旋转。举例来说，水平驱动器可包含一对中心辊252a、252b以及第一和第二组外部辊254a、254b、256a、256b。第一组254a、254b可定位在中心辊252a、252b前面，而第二组辊256a、256b可定位在中心辊后面。任选地，每一组外部辊254a、254b和256a、256b可在载具的每一侧上包含一对辊，如图2e所示。
85.特定地参看图2c和2f、图2c，将描述水平驱动系统的细节。然而，应理解，可并入多种元件和配置来提供水平驱动系统。因此，以下描述仅为水平驱动系统的一个示例。如图2c所示，载具200进一步包含第二驱动系统，其经设定尺寸和布置以在底层支撑表面
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例如仓库或配送中心的地板
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上推进载具200。在图2c的说明性实施例中，第二驱动系统包含：载具200的第二马达，整体上以250a指示；和载具200的第三马达，整体上以250b指示。通过动态地控制马达250a和250b中的每一个的相对速度和/或旋转方向，可在例如图2f中描绘的表面s的底层支撑表面上在任何方向上驱动载具200。
86.继续参看图2c，将看到，载具200的第二驱动系统包含由第二马达250a驱动以围绕第一旋转轴线a1旋转的第一驱动元件252a，以及由第三马达250b驱动以围绕第二旋转轴线a2旋转的第二驱动元件252b。第一和第二驱动元件252a和252b中的每一个分别经设定尺寸和布置以接合底层支撑表面s的相应部分以实现载具在其上的移动。在由图2c和2f例示的载具的实施例中，第一旋转轴线a1与第二旋转轴线a2同轴，同时驱动元件252a和252b由平坦的水平表面支撑。在此实例中，载具200的第二驱动系统任选地包含多个全向轮，其包括第一对轮254a和254b以及第二对轮256a和256。全向轮可经设定尺寸和布置以摩擦接合底层表面s的相应部分(图2f)，其中轮254a、254b、256a和256b中的每一个分别固定到对应驱动轮轴，例如轮轴258a和258b。
87.特定地参看图2c和2d到2f，将看到，载具200还可并入有从轴杆向下悬垂的一系列导引件233、235。导引件233中的每一个可旋转地安装到轴杆的下部部分。当载具212在底层支撑表面上调运并与其在执行所指派的库存管理任务的过程中可能进入的一个或多个其它结构对准时，导引件233、235促进所述载具的对准。在图2c中，举例来说，可以看到，一些导引件233、235沿着载具200的纵向中心线l布置。图2e描绘以横截面展示且安装在底层支撑表面s上的一对平行轨条内的导引件235的对准。在示例性应用中，轨条r1和r2沿着某一路径布置，载具200借助于所述路径在贮藏单元的竖直阵列下方进入、退出和/或调运，如图8-10所描绘。
88.参看图2a和2d到2f，载具200的竖直驱动系统任选地包含多个驱动元件，例如齿轮220，其经驱动以沿着例如轨道等竖直导引件运送载具。齿轮220安装到两个平行隔开的轮轴215上(见图2f)，使得两个齿轮沿着载具的前向边缘安置，且两个齿轮沿着载具的后向边缘安置。
89.现在转到图3a和3b，图3a是以跨图2a中的线iiia-iiia的横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的前正视图，且图3b是图2a-2f的示例性自动化导引载具的底部平面图。如图3a中最佳地看出，第一驱动系统进一步包含一对内部惰滑轮224a、224b和一对外部滑轮222a、222b，其在由相应皮带226a、226b驱动时致使安装在同一轴杆上的装有齿轮的轮220旋转且由此在竖直方向上在列内(沿着轨道的驱动表面)推进载具200。惰滑轮224a和
224b相对于轮轴自由地旋转且维持皮带226a和226b的张力。外部滑轮222a和222b中的每一个相对于其所安装到的轮轴215固定。第一驱动系统进一步包含一对反向旋转齿轮228a、228b，其由第一板载马达230(图3b)旋转。在如此驱动的情况下，皮带226a和226b分别驱动滑轮222a和222b，且滑轮222a和222b的此旋转运动致使安装在对应轴杆215上的装有齿轮的轮200旋转。因此，当载具200竖直地移动时，装有齿轮的轮220承载载具和其上任何物品的重量。
90.在图3a和3b的实施例中，驱动轮轴215可旋转地安装在壳体232内，使得其间隔相对于彼此保持固定。如稍后将描述，根据一些实施例，轮轴215之间的固定间隔使得在载具进入在贮藏区域115的竖直阵列(图1c)之间延伸且其内安装有导引系统的列之前有必要进行与导引系统(例如轨道)的对准步骤。
91.在替代实施方案(未图示)中，例如装有齿轮的轮200和轮轴215等第一驱动系统的元件可安装在壳体232内，以便允许它们向内移动以放松任何精确对准的要求，同时还排除对装有齿轮的轮200或导引系统的任何损坏的风险。在后一类型的实施例中，意欲承载相当大的负载的载具可能需要马达驱动的构件来临时减小轮轴215之间的间隔，且由此适应载具200到贮藏区域之间的列中的进入。
92.继续参看图3a和3b，将看到，第一马达230以操作方式与齿轮228a和228b连接以驱动皮带226a、226b且同步地旋转轮轴215和对应的装有齿轮的轮220两者。载具200的第一驱动系统因此被配置成相对于轨道或其它导引系统在竖直方向上同步地驱动载具200。确切地说，每一装有齿轮的轮200连接到轮轴215中的一个的端，使得大体上阻止齿轮相对于轮轴的旋转。以此方式，每一轮轴同步地驱动附接的两个齿轮。另外，在本实例中，同步地驱动两个轮轴，使得同步地驱动所有四个齿轮。
93.在实施例中，使用单个驱动马达230来驱动两个轮轴。在此实例中，滑轮222a和222b充当定时滑轮，其刚性地连接到轮轴215以防止滑轮相对于轮轴旋转。类似地，定时滑轮(未图示)连接到由马达230驱动的反向旋转齿轮228a和228b。在此实例中，驱动皮带226a连接定时滑轮222a与由马达230经由齿轮228a直接驱动的定时滑轮，而驱动皮带226b连接定时滑轮222b与由马达230经由齿轮228b间接驱动的定时滑轮。在实施例中，皮带226a和226b各自为定时皮带，使得驱动马达230的旋转与轮轴的旋转精确地关联。
94.除由图3a和3b例示的单个马达布置外，还存在可用于同步地驱动轮轴215的各种其它机构。举例来说，可使用一对驱动马达来驱动轮轴，且可使所述驱动马达同步。在实施例中，驱动马达230包含传感器，其可操作用于检测马达的旋转，由此确定载具已经行进的距离。因为齿轮200与轮轴刚性地连接，轮轴又同步地与驱动马达230连接，所以可精确地控制载具移动的竖直距离以与驱动马达230移位的距离相关。举例来说，传感器252可以是例如霍尔传感器等传感器。传感器检测马达的旋转且将信号发送到中央处理器，所述中央处理器基于关于指定路径和传感器检测到的马达的旋转的已知信息确定载具200已经沿着所述路径行进多远。
95.载具还可包含用于在载具和例如贮藏位置的目的地之间转移物品的任选转移机构。
96.举例来说，转移机构210可用于在载具的平台表面和所述多个目的地区域810中的一个之间转移物品。如图2a所示，平台表面任选地由整体上以211指示的多个辊的外表面限
定。
97.转移机构210可以是用于将物品装载到载具上以及用于将物品从载具卸载到贮藏区域中的一个中的多种机构中的任何机构。另外，转移机构210可针对特定应用而专门调适。在本实例中，转移机构210包括一个或多个可移位元件，其被配置成接合贮藏在贮藏位置处的物品且将物品牵拉到载具上。更确切地说，在本实例中，载具包含一个或多个可移位元件，其被配置成朝向贮藏位置中的搬运箱移动并可释放地接合搬运箱。在可移位元件接合搬运箱之后，每一可移位元件移位离开贮藏位置，由此将搬运箱牵拉到载具200上。
98.转移机构的可移位元件可以是例如被配置成接合例如搬运箱等物品的条棒、杆条或另一元件等多种物品中的任一种。举例来说，参看图2a、2b和2g到2i，转移机构210可包含一个或多个可移位销212a、212b。另外，转移机构可包含用于使销212a、212b移位的驱动元件。举例来说，任选地，转移机构210包含呈无端载体的形式的两个驱动元件，例如驱动皮带或如所展示的驱动链条214a和214b。任选地，每一销212a、212b向内朝向载具的纵向中心线突出或延伸。转移机构优选地被配置成与搬运箱中的一个协作以可释放地接合搬运箱。举例来说，在本实例中，销212a、212b被配置成与搬运箱上的凹部配合，使得转移机构可接合搬运箱。然而，应认识到，转移机构可包含用于接合要转移到载具上或转移离开载具的物品的多种元件中的任一种。
99.载具包含用于驱动转移机构的一个或多个驱动元件。任选地，载具包含驱动转移机构210的一个或多个马达。举例来说，载具驱动系统的一个或多个马达可驱动链条214a、214b以选择性地朝向或离开贮藏位置移动链条以及销212a和212b。
100.随着载具接近贮藏位置以提取搬运箱t(图2g到2i)，链条可朝向贮藏位置驱动可移位销212a和212b，使得销位于搬运箱的底部中的凹槽或凹口之下。载具向上行进较小距离直至销212a和212b(或条棒)随凹槽或凹口而安置，如图2i所示。链条接着反向，使得销212a、212b从贮藏位置100移开。因为销将搬运箱t接合在凹口内，所以随着销从贮藏位置移开，搬运箱被牵拉到载具的表面上。以此方式，转移机构210可操作用于从贮藏位置提取物品。类似地，为了将物品贮藏在例如图7中的位置820等贮藏位置中，转移机构210的链条214a、214b朝向贮藏位置驱动销212直至物品处于贮藏位置。载具接着向下移动以使销与搬运箱脱离，由此释放搬运箱。
101.在此实例中，且如图2h中最佳地看出，例如搬运箱t1和t2等两个或更多个搬运箱可使用整体上指示为283a和283b的配合连接器彼此分别联接和断开联接。任选地，搬运箱t1和t2可经由通过载具210的移动实施的一系列提升及分离移动而彼此联接和断开联接。任选地，可致动转移机构210以将前置(“前导”)搬运箱牵拉到辊211上(图2g)，以便完全由载具200支撑。如果搬运箱可释放地连接，则此牵拉运动将后置搬运箱(即，紧跟在前导搬运箱后方的搬运箱)推进到朝向过道的位置中。任选地，接着短暂地操作载具200的第一驱动机构，使得载具200行进足以使前导搬运箱与后置搬运箱断开联接的竖直距离。一旦断开联接完成，就可再次致动第二驱动系统以使搬运箱在载具200上居中。
102.载具200可包含用于驱动转移机构210的单独的驱动元件。替代地，转移机构可与载具的水平或驱动元件中的一个互连。确切地说，转移机构可与驱动系统中的一个连接，使得驱动系统可选择性地在驱动载具和驱动转移机构之间操作。
103.举例来说，转移机构可任选地用可选的连接与水平驱动系统中的一个连接，使得
在第一定向上驱动系统水平地驱动载具，且在第二定向上驱动系统驱动转移机构。参看图2c、3b和4a到4g，展示了载具200的实施例，所述载具进一步包含任选的离合器机构400(图4b和4c)，所述离合器机构可接合(图4c)和脱离(图4b)以分别起始和终止从水平驱动系统的马达到转移机构的动力传输，借此第二驱动系统可独立于转移机构而操作。在此实例中，离合器机构400可被配置成两个离合器子组合件，其相对于载具200的纵向中心线对称地布置，其中这些子组合件在图2c和3b中整体上以400a和400b指示。在图4b和4c中，第一离合器子组合件400a是可见的，且包含第一可枢转载体410。另外，大体上类似于离合器子组合件400a构建第二离合器子组合件400b，且因而，第二离合器子组合件包含第二可枢转载体412(见图2c)。
104.如图4b中最佳地看出，第一离合器组合件400a包含可枢转载体，例如第一可枢转载体410，其可在第一位置和第二位置之间枢转。离合器组合件可包含用于在第一和第二位置之间致动离合器组合件的驱动机构。任选地，载体410可朝向第二位置偏置。举例来说，可枢转载体可朝向第二位置偏置，且偏置元件可被配置成使得载具的重量足以克服偏置元件的偏置以将载体410枢转到第一位置。确切地说，载体410可相对于底层支撑表面s维持在第一角定向上，同时载具200的整个重量分布在轮254a、254b、256a、256b、252a和252b之间。图4c示出载具处于升高位置，其中载具的重量被释放使得偏置元件朝向第二位置偏置离合器。确切地说，随着载具200在离开底层表面s的方向上竖直地移动，可枢转载体410、412由经压缩螺旋弹簧414推动到第二角位置中，此是在载具200已到达表面s上方某一高程时实现，所述高程至少为图4c中展示的尺寸g1。参看图4b，将看到，第一转移驱动元件280可旋转地联接到第一可枢转载体412，且第一无端回路元件284将旋转动力转移到第一驱动元件280。无端回路元件可以是例如链条或皮带等多种动力转移元件中的任一种。在此实例中，无端回路元件284为皮带。
105.从动元件280可以是由载具200的第二马达驱动的滑轮或齿轮。同样，子组合件400a可由载具200的第三马达驱动。在此实例中，第一转移元件280经设定尺寸和布置以接合第一无端回路元件280，以便每当驱动马达250b旋转时就驱动第一从动元件。也就是说，无关于离合器机构子组合件400a和400b是否被接合以驱动转移机构，第一和第二从动元件270、280都将分别随第二和第三马达250a、250b而旋转。
106.如前所述，且根据符合本公开的一个或多个实施例，当载具已相对于底层支撑表面s抬升尺寸h(图4c)时，第二和第三马达联接以接合转移机构。此类抬升致使可枢转载体410枢转离开图4b中展示的第一角定向并进入图4c中展示的第二角定向。在图4b中展示的第一位置中，转移元件280与驱动元件282隔开。驱动元件282与转移机构210连接以提供驱动动力来驱动转移机构210。在转移元件280与驱动元件282隔开的第一位置中，用于转移机构210的驱动元件与驱动马达250断开连接。在图4c中展示的第二位置中，转移齿轮280枢转成与驱动元件282接合，使得用于转移机构的驱动元件与驱动马达连接。
107.如图4a到4c中所展示，当离合器400a、400b从第一位置枢转到第二位置时，用于转移机构210a、210b的驱动元件与驱动马达250a、250b连接，这致使第一链轮290a、290b旋转，继而致使第一和第二链条214a、214b朝向或离开要转移到载具200或从载具200转移的容器移动销212a(图4a)和销212b(图4b)。当载具200的轮再次停置在表面s上时，如图4b中所描绘，驱动元件282再次断开联接。因而，载具的第二和第三马达在表面s上推进载具200的持
续操作不再对转移机构210产生任何影响。
108.在一些应用中，可能需要使载具200被配置成装载和卸载不同于上文描述的搬运箱的物品。举例来说，可能需要将载具配置成使得其可操作用于装载和卸载多种盒子、纸箱、托盘等中的任一种，或这些的任何组合，且它们可含有库存的一个或多个物品。在一个或实施例中，此类物品由并入有替代性或附加卸货辅助的转移机构210容纳。特定地参看图2g和4a到4d，将看到，链轮290的旋转致使链条214a、214b驱动链轮217，其中被驱动的链轮中的每一个致使例如辊211(图2g)的对应辊旋转。多对链轮217旋转的方向决定是否操作转移机构210的辊来辅助物品的装载或卸载。
109.图4d和4e是图2a-2f的示例性自动化导引载具200的侧面正视图，省略了橫向外部盖板以显露任选的致动器机构400，所述致动器机构具有可选择性地在第一位置(图4d)和第二位置(图4e)之间移动的力施加部件402。图4f是图4d和4e中描绘的致动器机构400的放大视图，力施加部件402展示在第一非力施加位置中。图4g是图4d到4f中描绘的致动器机构的放大视图，其力施加402展示在第二力施加位置中。
110.如先前在图4f的论述中所提到，轮220安装到两个平行隔开的轮轴上，例如图2f中描绘的轮轴215，使得两个轮沿着载具的前向边缘安置，且两个轮沿着载具的后向边缘安置。在一个或多个实施例中，任选的致动器机构400包含每一轮轴215的螺纹部分404和相应的一对载体406。每一相应载体406具有对应螺纹孔，其经设定尺寸和布置以接收轮轴215的螺纹部分404且承载一对力施加部件402中的一个。在一个或多个实施例中，力施加部件是辊，其可自由地在载体406内围绕横向于由轮轴215限定的轴线的旋转轴线旋转。
111.力施加部件402可选择性地致动，而不需要专用马达来驱动力施加部件。任选地，马达230(图3b)的旋转致使轮轴215旋转，这向前驱动载体406直至它们遇到挡止件，由此，轮轴215的继续不会致使载体406进一步移动。当如图4g所示定位时，每一力施加部件在轮中的一个的表面上施加法向力，例如当轮252a、252b正分别由第二和第三马达驱动时。力施加部件402的此类致动增加了轮252a和252b的摩擦接触，且由此当载具200跨底层表面s移动(图4g)时提供更好的方向控制。因为仅当载具在贮藏区域215的阵列外部时才需要轮252a、252b，所以马达230和轮轴215能够起到双重用途。
112.因此，继续参看图3b和4d到4g，将看到，在一些实施例中，载具200包含第一对马达驱动全向辊和第二对马达驱动全向辊，其中每一对的第一全向辊经设定尺寸和布置以围绕第一旋转轴线旋转，其中每一对的第二全向辊经驱动以围绕第二旋转轴线旋转，第五辊由第一马达和第二马达中的一个驱动；以及致动器，其可从第一位置移动到第二位置以在朝向底层支撑表面的方向上选择性地推动第五辊；其中第一和第二对全向辊中的每一个的表面以及第五辊的表面经设定尺寸和布置以在致动器维持在第一位置中时接触底层支撑表面，且其中致动器到第二位置中的移动致使负载从全向辊中的一个或多个转移到第五辊。
113.在一个或多个实施例中，载具200可由例如沿着连续充电轨条的接触件等外部电力供应器95供电，或替代地使用感应电力传送线圈供电，其中的任一个用以提供驱动载具所需的电力。然而，在本实例中，载具200包含板载电源，其提供第一驱动马达230和驱动第二驱动系统的马达两者必需的电力。板载电力供应器可以是可再充电的。就此而言，电力供应器可包含例如可再充电电池的电源、例如电容器240(图3b)的一组超级电容器，或这些的组合。举例来说，超级电容器可在再充电操作中接受极高的安培数。通过使用高电流，相比
于为合适的电池充电可能需要数小时，超级电容器可在可以秒或分钟计的相对非常短的时间段内再充电。另一方面，可根据一个或多个实施例做准备以使用再充电电池替换放电电池的过程自动化，作为操作载具中的一个或多个的过程的一部分。
114.在使用充电轨条的情况下，每一载具200可包含用于为电源再充电的一个或多个接触件。在本实例中，载具可包含多个电刷，例如铜质电刷，其装载弹簧使得电刷向外偏置。电刷与充电轨条协作以为电源再充电，如下文进一步描述。举例来说，一对充电轨条可沿着列安置，在一个或多个贮藏和/或提取任务的序列期间载具200在所述列内移动。替代地，竖直和/或水平充电轨条可布置在安置于工作站500(图7)附近的充电站内。
115.任选地，充电轨条是与电气供应器连接的导电条带。载具200的充电接触件接合导电条带以为超级电容器再充电。确切地说，电刷的偏置元件使电刷向外朝向充电接触件偏置。流经充电接触件的电力提供高安培数低电压源，其允许超级电容器取决于库存管理任务或子任务的序列期间消耗的功率量在可以秒或分钟计的间隔内再充电。
116.利用超级电容器作为电源的载具可每当载具在装载列内行进时就再充电，和/或利用沿着执行库存管理任务的过程中采取的路径安置的充电站。
117.任选地，每一载具可包含用于检测物品被装载到载具上的一个或多个负载传感器。传感器确保物品恰当地定位于载具上。举例来说，负载传感器可包含检测重量变化的力检测器，或检测载具上物品的位置的红外传感器。
118.载具200可以是半自主或替代地完全自主的。在后一方面，已经提出众多非接触式系统，用于连续地确定自动化导引载具在绝对坐标中的实际位置，以及复位导航参数(即，x、y，和航向)以剔除累积的误差，由此重新参考载具。这些中的任一个可在符合本公开的实施例的库存管理系统中自动化导引载具的位置参考的实施方案中利用。此类参考系统可本质上为超声、rf或光学，其中超声和光学尤其适合于室内情境。在后面这两个类别中，光学系统通常更准确且因此更广泛地在商业实践中采用。
119.示例性位置感测系统利用扫描机构，所述扫描机构结合放置在预定义勘察部位处的关键位置的固定位置参考而操作。此类扫描机构可包含具有固定有源信标发射器的扫描检测器、具有无源逆反射目标的扫描发射器/检测器、具有有源应答器目标的扫描发射器/检测器，以及具有固定检测器目标的旋转发射器。
120.在符合本公开的一个或多个说明性实施例中，载具可任选地依赖于扫描激光三角测量方案(slts)来提供载具的板载航位推算系统的位置更新。在例如2rpm下旋转的激光发射器照明附连到距载具大约十五米的已知位置处的壁或支撑柱的无源逆反射条形码目标。条形码用于肯定无疑地标识参考目标，且消除归因于来自操作区域内的其它镜面反射表面的假报告的模糊性。每一载具的板载计算机通过简单的三角测量计算x-y位置更新以剔除累积的航位推算误差。
121.替代地，每一载具200可任选地利用分布在整个操作区域中的逆反射目标，使得允许由每一载具确定范围和角定向两者。举例来说，载具上的伺服控制旋转反射镜可任选地以例如20-hz更新速率平移近红外激光束达90度的水平弧。当光束扫过已知尺寸的目标时，有限持续时间的返回信号由检测器感测到。在逆反射目标均为相同大小的情况下，由近目标生成的信号相比于来自远目标的信号将具有较长的持续时间。当扫描仪开始从右向左扫掠时起始角度测量，其中经反射信号的检测终止定时序列。
122.载具中可采用的又一位置参考技术为基于激光的扫描信标系统，其使用协作的电子应答器及无源反射器计算载具位置和航向。此类扫描仪机构包含旋转反射镜，其以例如45度角附接到递增光学编码器的竖直轴杆。为了改进方位角准确性，任选地，定时器在编码器计数之间内插。扇形光束以例如四度扩展角竖直地发散，以确保横穿不规则地板表面时长距离的目标检测。每一目标被唯一地编码，且可在单次扫描中处理许多(例如32个)目标，其中每隔100毫秒计算载具x-y位置。
123.在一个或多个实施例中，每一载具可在存储器中维持其自身在设施内的位置的内部存储的地图。此外，每一载具将信号提供到中央控制器，所述信号可包含例如行进平面中的位置、速度、角定向等数据，以及到设施中的其它载具的选定行进路径数据。载具还可包含接收器，使得载具可接收关于其它载具的此类数据。载具可直接从其它载具或从中央控制器接收关于其它载具的此类数据。使用载具数据，每一载具可维持动态更新的地图，其反映所有载具在库存管理设施的载具已指派到的特定区中的位置。当动态更新的位置数据在每一载具本地可用时，可由中央控制器450向载具指派任务，包含可由载具选择由载具采取以到达其中将执行所指派任务的要素的位置的路段。
124.每一载具可包含处理器，其被配置成执行存储在存储器中的导航过程的步骤，所述步骤致使载具遵循从载具的当前位置到其中将执行所指派任务的下一(些)子任务的目的地的最短路径。在此类实施例中，中央控制器450无需被配置成执行交通控制和防撞功能(除非需要备用控制方案)，但实际上，中央控制器450可被配置成传输表示标识要指派到每一载具的下一(些)任务且指定设施内将执行那些任务的各个位置的指令的信号。另一方面，载具可被配置成将信号传输到控制器，所述信号表示任务指派确认、位置更新、状态更新(例如子任务已完成或在处理中、当前电力状态等)，以及控制器可能需要用来评估载具执行等待指派的任务的相对能力的其它信息。
125.在根据一个或多个实施例的完全自主方案中，每一载具可替代地利用本地处理器以从放置在库存管理设施的一个或多个区中的底层支撑表面上的感测到的标志确定移动速度和方向，与设施内的其它载具交换所述位置数据，以及维持动态更新的本地地图以实现一种形式的分散式交通控制，其方式类似于上文描述的使用其它位置感测方法的方式。
126.在也被称为自动导引载具(agv)的载具200的半自主配置中，例如控制器450的中央控制器提供例如防止载具彼此碰撞和/或与可能存在于载具的子集被指派到的设施的所述一个或多个区中的载具移动的任何潜在障碍物碰撞所需要的交通控制功能。在此类实施例中，控制器450接收从载具200传输的呈更新信号的形式的当前位置和方位数据。将所接收的位置和方位数据与控制器已经从由控制器传输到载具的先前速度和航向指令导出的估计值进行比较。基于比较，控制器450可确定需要一个或多个载具的速度和方向中的一个或多个的校正来防止碰撞，且如果是，则将那些指令传输到载具。
127.在一个或多个半自主实施例中，每一载具200可包含读取器，用于读取放置在载具正行进的表面上和/或与贮藏区域115的阵列(图1c)对准的通道列内的位置中的标志。在一些实施例中，标志的第一群组的每一标志对应于唯一位置以形成位置的栅格。这些位置可存储在载具、中央控制器450或两者的处理器可访问的存储器中的数据表中。通过遵循被设计成与这些标志的特定序列相交的路径，每一载具可在其经过标志时传输标志的标识符并向控制器450确认所述标识符，由此，经由由控制器传输到载具的指令实现载具的半自主导
引。依据此信息和由每一载具报告的其它数据，控制器450可确认每一载具的移动速度、方向和路径。在一个或多个实施例中，控制器450利用速度和方向数据来施行防撞策略，根据每一载具的位置和功率储备状态指派库存管理任务，且为了安全起见，维持距区域中准许的任何人员的适当距离。
128.附加标志可附连在通道列内或附连到所贮藏的搬运箱本身，在邻近每一贮藏位置的位置处。此处，每一标志可包含唯一条形码，且每一载具200上的读取器可扫描将递送或提取物品的贮藏位置周围的区域。中央处理器450具有的关于载具200必须遵循的路径的数据以及基于关于驱动马达的旋转的数据的关于载具已经行进的距离的数据可足以确定载具200是否定位于贮藏区域内适当的贮藏位置处。然而，邻近贮藏区域的标志准许在物品卸货到适当的贮藏位置中或从适当的贮藏位置接收之前进行载具的位置的冗余检查。因此，扫描仪可用于扫描和读取关于载具在其处停止的贮藏位置的信息。如果扫描的数据指示贮藏位置为适当的贮藏位置，则载具将其物品卸货到贮藏位置中。类似地，载具可具有用于读取邻近载具的后向边缘的标志的第二读取器。第二读取器可在如下应用中使用：系统经设置以沿着通道列的前向侧利用第一系列贮藏位置，且沿着通道列的后向侧利用第二系列贮藏位置，如图1中所展示。
129.在一些实施例中，载具200的自主或半自主导引的功能性可集成到一个或多个功能附件中。此类方法在以下情况下可能是有益的：在库存管理设施内的一些区中需要精确的位置感测，但在其它区中可以接受不太精确的位置感测方法。举例来说，在例如图1中所描绘的实施例中，功能附件700被描绘为起到支持性作用，以维持到工作站处的操作者的必需的物品供应。
130.在以上描述中，载具具有竖直驱动器220，其经设定尺寸和布置以与安置成邻近货架800的贮藏区域820的轨道交互，如下文进一步论述。驱动齿轮取决于马达230的旋转方向而实现载具的升高或降低。并且，功能附件可并入有轨道，所述轨道与竖直驱动器协作以便允许载具升高和降低与其相关联的功能附件。
131.在一些实施例中，每一载具的处理器响应于从中央处理器450接收的信号而控制载具的操作。另外，载具包含无线收发器，使得载具可随着其沿着轨道行进而持续地与中央处理器通信。替代地，在一些应用中，可能需要沿着载具可穿行的路径并入有多个传感器或指示器。载具可包含用于感测传感器信号和/或指示器的读取器，以及用于响应于传感器或指示器而控制载具的操作的中央处理器。
132.如图1中所示，物料搬运系统10可包含若干不同站点或区域。举例来说，系统10可包含布置于许多货架800中的大量贮藏位置。货架可容纳数千或数万个贮藏位置。另外，系统可任选地包含被称作流动式货架600的较小货架，其被设计成容纳较大量的快速移动的物品。这些流动式货架600可定位在工作站ws附近，使得工作站处的操作者可容易地接取物品。载具可适于在系统的不同方面中操作，包含但不限于流动式货架60和贮藏货架800。
133.可移动轨道
134.在靠近工作站的位置处，一个或多个流动式货架结构600可向工作站操作者供应基于需求预测需要或预期需要的库存物品，以满足即将到来的库存管理间隔内的库存管理请求(例如履行一个或多个即将到来的拾取循环期间的电子商务或邮购订单)。
135.参看图1和6a-6f。载具200可任选地可操作用于向多种流动式货架结构600供应物
品。流动式货架600可包含用于接收例如搬运箱55或其它容器等多个物品的多个贮藏位置。贮藏位置可被布置成多个列605。每一列任选地包含多个竖直轨条610，所述多个竖直轨条支撑多个水平支撑元件，所述多个水平支撑元件支撑搬运箱55。举例来说，竖直轨条可支撑彼此竖直地隔开的多个大体上水平的搁架612。搁架之间的间隔可变化以提供在同一列内具有不同高度的贮藏位置。
136.贮藏位置可以是大体上水平位置。替代地，贮藏位置可相对于水平线成角度，使得贮藏位置612中的物品趋向于朝向贮藏位置的前边缘移动，如图6b所示。例如竖直唇缘或凸缘等元件可形成挡止件，从而阻止物品从贮藏位置的前边缘滑落。
137.流动式货架的背侧615通常敞开，使得竖直轨条充当通向每一贮藏位置(即，层级或搁架612)的开口的边框。开口为在流动式货架600和递送系统之间转移物品的供应提供通道。举例来说，搬运箱可递送到流动式货架600，且操作者可通过流动式货架的背侧将搬运箱提升到搁架上。
138.贮藏位置612可足够大以容纳多个搬运箱。确切地说，每一贮藏位置的长度可大于多个搬运箱的长度，使得若干搬运箱可馈送到贮藏位置中以形成一系列对准的搬运箱。当操作者清空最接近贮藏位置前方的搬运箱时，所述搬运箱被移除，且空搬运箱后方的搬运箱向前滑动或向前运送到贮藏位置前方。
139.在一些应用中，可能需要使用载具200将搬运箱直接递送到流动式货架。因此，系统可包含任选轨道，载具可沿着所述任选轨道爬升以升高载具使其与适当的贮藏位置对准，使得载具可将搬运箱转移到流动式货架600中的贮藏位置612。
140.参看图5a-5f，被配置成与载具200协作以升高载具的任选结构整体上指定为700。所述结构可以是例如电梯等升降机，其包含用于提升载具的电动元件。替代地，所述结构可包含被配置成在无外部电动机构的情况下与载具协作以升高载具的导引件或轨道。举例来说，结构600可包含被配置成与载具的竖直驱动器220协作的轨道620。载具可沿着轨道620向上驱动以将搬运箱55提升到流动式货架中的所要贮藏位置612。
141.任选地，结构700可移动，使得所述结构可移动到流动式货架中的不同列1105。另外，任选地，结构700被配置成与载具协作，使得载具可将结构700移动到所要位置。另外，任选地，结构700被配置成与载具100协作，使得载具可竖直地提升结构并沿着朝向贮藏位置的路径，例如沿着朝向流动式货架的列中的一个的路径水平地运送结构。以此方式，结构700任选地包含载具可沿着爬升的轨道720。载具还可任选地被配置成将轨道竖直地或水平地移动到所要位置且接着沿着轨道爬升。
142.参看图5a-5b，示出了提供可移动轨道700的任选结构。可移动轨道包含形成竖直列的支撑结构。所述列包含多个隔开的竖直支柱710a、710b、710c、710d。支柱彼此大体上平行且隔开以形成具有对应于载具的长度和宽度的长度和宽度的列。确切地说，竖直支柱隔开，使得支柱710a和710b形成至少与载具的宽度一样宽的开口。支柱710c平行于支柱710a且与支柱710a隔开至少与载具的大致长度一样长的距离。支柱710d平行于支柱710b和710c且连同支柱710c一起形成开口，所述开口形成用于在载具和贮藏位置之间转移物品的卸货口。可移动列700可包含互连支柱710a-d的多个水平轨条712，和或连接支柱以形成独立的结构的十字托架。
143.可移动列700还可包含与载具的竖直驱动器220协作使得载具可向上爬升的结构。
举例来说，可移动列可包含被配置成与载具协作以允许载具向上爬升的一个或多个轨道元件。任选地，轨道元件可包含沿着轨道竖直地隔开的多个齿。轨道可具有间隔均匀间距以与载具的爬升齿轮220协作的齿。尽管轨道720被描述为具有多个齿，但应理解，轨道可以是被配置成允许载具向上爬升的多种结构中的任一种。因此，术语轨道可意指被配置成与轨道协作以促进载具竖直地移位的任何导引件。
144.取决于载具的竖直驱动器的配置，轨道720可在多种定向上与结构700连接。在本实例中，轨道经定向以与载具的竖直驱动齿轮220协作。任选地，轨道与结构700连接以与载具协作，使得载具可在维持载具相对于水平线的定向的同时竖直地爬升。换句话说，轨道可与结构连接，使得载具可沿着轨道爬升，而不相对于水平线倾斜。
145.举例来说，第一轨道元件720a可安装在支柱710a的内侧上，且第二轨道元件720b可安装在支柱710b的内侧上。两个轨道720a、720b可隔开对应于载具的驱动齿轮220之间的距离的距离。类似地，第三和第四轨道可安装在支柱710c和710d的内侧上且隔开对应于驱动齿轮之间的距离的距离。因此，可同步地驱动载具的竖直驱动齿轮220，使得载具可沿着轨道爬升，同时维持水平定向以防止载具相对于水平线倾斜。
146.参看图5a-5c，展示了可移动轨道700，其中载具100处于降低位置，使得载具在例如地板等水平表面上。可移动轨道可静置于与载具相同的水平表面上。在图5d-5e中，可移动轨道展示在升高位置中，其中载具已经提升了轨道。确切地说，当载具200定位在列内时，在第一方向上激活竖直驱动器220会致使竖直驱动器220向上驱动轨道，由此提升可移动轨道700。一旦载具升高可移动轨道，水平驱动器252、254、256就可操作用于使载具水平地移位，以水平地移动可移动轨道。
147.另外，当载具200定位在列内时，在第二方向上驱动竖直驱动器220会致使载具在轨道被升高的情况下降低可移动轨道。替代地，如果可移动轨道支撑于地板或类似的水平表面上，则在第二方向上驱动竖直驱动器220会致使载具沿着轨道向上驱动。类似地，如果载具在地面上方的轨道中，则在第一方向上驱动竖直驱动器会致使载具竖直地向下驱动直至载具到达地面。
148.载具的竖直驱动器220可被配置成使得竖直驱动齿轮220可向内移位以减小竖直驱动齿轮之间的距离。以此方式，驱动齿轮可向内移动以随着载具被驱动到列中而在轨道720和竖直驱动齿轮之间提供空隙。替代地，如上文所描述，竖直驱动齿轮可安装在轴杆上，使得每一竖直齿轮的旋转轴线大体上平行于水平行进方向。另外，竖直驱动齿轮的旋转轴线可大体上固定，使得每一对竖直驱动齿轮之间的横向距离大体上固定。因此，为了进入列，竖直驱动齿的齿与轨道720中的齿对准，使得竖直驱动齿轮的齿穿过轨道中的齿。
149.参看图5c，轨道720和竖直驱动齿轮220可对准，使得当竖直齿轮相对于轨道平移时竖直驱动齿轮不会撞击或接触轨道。举例来说，当竖直驱动齿轮沿着平行于竖直驱动齿轮220的旋转轴线的线水平地平移时，轨道720的齿之间的间隔为竖直驱动齿轮220的齿在轨道720的齿之间的间隙之间通过提供足够的空隙。更确切地说，竖直驱动齿轮和轨道可被配置和定位成使得竖直驱动齿轮220的齿顶圆与轨道中的齿的齿顶线重叠。当驱动齿轮的齿顶圆与轨道的齿顶线重叠时，齿轮的齿被配置和定向成使得竖直驱动齿轮穿过轨道720中的齿之间的间隙。
150.再次参看图5c，任选地，当载具被驱动到可移动轨道700中时(即，当竖直驱动齿轮
平移使得竖直驱动齿轮的旋转轴线水平地平移到可移动轨道中时)，竖直驱动齿轮220和轨道720可被配置和定向以为竖直驱动齿轮穿过轨道增加空隙。举例来说，轨道720可具有上部部分和下部部分725。上部部分可具有齿间距和配置以与竖直驱动齿轮220的齿配合。下部部分725可具有大体上类似于上部区段的齿间距的齿间距，但下部区段的齿构型可显著不同于上部区段。举例来说，下部区段的齿可显著窄于上部区段的齿。举例来说，所述齿可窄至少10％，并且优选地窄至少20％。任选地或另外，下部区段725的齿可具有显著大于上部区段的齿根的齿根。举例来说，下部区段的齿根可大于上部区段，使得齿的根部相比于上部区段的齿的根部离开驱动齿轮向内延伸较大的距离。举例来说，下部区段的齿的齿根可大10％，并且优选地大20％。
151.另外，下部区段可任选地具有渐缩的齿距线，使得随着齿沿着下部区段的高度向上行进，邻近的齿之间的空隙逐渐减小。换句话说，下部区段的的底部处邻近的齿之间的空隙728最大，且下部区段的上部部分处邻近的齿之间的间隔最小，且空隙从最大到最小逐渐减小。
152.在如上文描述而配置的情况下，竖直驱动器220可任选地被配置成穿过轨道中的开口，使得竖直驱动器与轨道对准。在竖直驱动器与轨道对准之后，竖直驱动器被定位成与轨道协作以升高轨道和/或沿着轨道爬升，如上文进一步描述。
153.可移动列700可以与系统10的其它元件结合使用。举例来说，如上文所提及，系统可任选地包含贮藏位置的货架，例如流动式货架600。可能需要将可移动轨道与系统的例如任选的流动式货架600等另一部分连接。因此，可能需要在可移动轨道700上提供连接器，所述连接器被配置成可释放地接合流动式货架600或轨道将可释放地连接到的其它元件。
154.如图6b所示，可移动轨道700可并入有可释放地将可移动轨道与流动式货架600连接的连接器727。任选地，流动式货架可包含配合连接器，例如连接器627，其配合地接合可移动货架上的连接器727。连接器727、627可以是多种机械连接器中的任一种。在本实例中，连接器727、627被配置成使得列相对于流动式货架的相对竖直移位连接所述两个连接器。任选地，列相对于流动式货架在反向方向上的相对竖直移位释放所述两个连接器。另外，可移动轨道700可包含一系列连接器727a、727b，其与附接到流动式货架600的多个连接器627a、627b协作。以此方式，一个或多个连接器任选地将可移动轨道700与流动式货架互连以阻止可移动轨道相对于系统的例如流动式货架600等另一物品的横向移位。
155.在如上文所论述而配置的情况下，系统可任选地包含可移动轨道700，其与系统的例如流动式货架等部分协作以使载具能够将物品递送到升高的贮藏位置。确切地说，载具200可由例如中央控制器等控制器控制以将载具导引成与被配置成接收载具的开口对准。任选地，可移动轨道包括可移动列，且载具与通向列的内部的开口对准。载具可接着驱动通过开口并进入所述列。载具200可被驱动成与列中的轨道720对准，使得载具的驱动机构接合所述轨道。举例来说，任选地，载具包含与轨道720协作的竖直驱动机构220。
156.一旦竖直驱动器220与轨道720对准，系统就可控制竖直驱动器以在第一方向上驱动竖直驱动器，从而用于将可移动轨道700升高或提升到支撑载具的表面上方。一旦轨道被提升，就可在水平方向上驱动载具200以将可移动轨道移动到替代位置。任选地，控制载具的水平驱动系统252以驱动载具。举例来说，可朝向例如流动式货架等结构驱动载具，使得可移动列的开口与流动式货架的开口对准。另外，载具可水平地移位，使得可移动列的连接
器727与连接到流动式货架600的连接器627对准。一旦连接器对准，在第二方向上驱动载具的竖直驱动器就用于竖直地向下降低可移动货架。任选地，在第二方向上驱动竖直驱动器会降低可移动轨道的连接器727使其与流动式货架的连接器接合，以可释放地将可移动轨道与流动式货架连接。
157.除移动可移动货架700外，任选地，载具200还被配置成沿着货架爬升。举例来说，可移动货架可包含竖直地向上延伸的轨道720，且一旦货架定位于地面上邻近流动式货架，在第二方向上驱动竖直驱动器220就用于沿着轨道720竖直地向上驱动载具。如图6d所示，可竖直地向上驱动载具直至载具与列中的开口以及流动式货架和流动式货架的例如搁架等贮藏位置612的背部中的开口对准。一旦与搁架对准，载具就可将例如搬运箱等物品转移到流动式货架的贮藏位置上。替代地，载具可将物品从贮藏位置转移到载具上。以此方式，载具可操作用于移动可移动货架，沿着货架爬升，且在载具和贮藏位置之间转移物品。
158.如上文所描述，载具可操作用于移动可移动轨道700且将轨道与例如流动式货架等贮藏机构连接。在将可移动轨道连接到流动式货架之后，载具可驱动离开列，保持可移动货架与流动式货架对准并连接到流动式货架。在载具退出可移动列之后，第二载具可进入列，同时所述列保持与流动式货架连接。第二载具可接着沿着轨道720爬升以将物品递送到贮藏位置中的一个和/或从贮藏位置移除物品。举例来说，第二载具可向上驱动成与贮藏位置612b对准，且致动转移机构210以转移物品通过列中的开口并进入贮藏位置。载具可接着沿着轨道竖直地移动以使载具与贮藏位置612a对准，且致动转移机构以将物品从贮藏位置612a转移到载具上。载具可接着向下驱动且接着离开列以将物品递送到另一区域，例如递送到另一贮藏位置或递送给操作者。
159.如图6a所示，载具200可经控制以选择性地使可移动列700与单独的贮藏系统中的多个列中的一个对准。举例来说，例如流动式货架600等贮藏系统可包含多个列。所述系统可标识可移动列将与哪些列协作，且控制器可接着引导载具将货架驱动到所标识列。
160.一些流动式货架结构可针对单个方向使用无动力辊将物件馈送到工作站，馈送仅仅由重力辅助。替代地，且如图6d所示，货架结构600可利用平行皮带628或其它运送元件的双向网络来朝向或离开拾取站点推进物品。在第一方向上驱动皮带628中的一个或多个会运送物件离开载具并朝向拾取站点运送。替代地，在与第一方向反向的第二方向上驱动皮带会朝向载具运送物件。
161.现在转到图6c，展示了在可移动货架700与流动式货架结构600对接之后图6a和6b的说明性实施例的侧面正视图，以及载具200在任务活动区z内的高程。如所描绘，说明性货架结构包含贮藏位置的三个层级，分别整体上指示为612a、612b、612c。载具200被展示为已到达与最上贮藏层级612c对准的列700的任务活动区z内的竖直高程，且载具转移机构210的辊已经被激活以将容器c推进到货架结构600的目标表面上。
162.在库存管理系统600的一个或多个其它实施例中，载具200可并入有装备有离合器机构的第二驱动系统和载具200的转移机构特征。在此类实施例中，载具200的板载马达经操作以致使载具在活动区z内爬升。在本实例中，载具200的齿轮抵着轨道720的齿旋转。因此，前全向轮和后全向轮离开其支撑在底层支撑表面上的相应位置。此外，可枢转载体使第二驱动元件降落，且同时，一个或多个离合器机构接合。离合器机构的接合又实现转移机构210的链轮的旋转。一个或多个附加马达的旋转驱动无端载体且致使转移机构将容器c推进
到贮藏结构600的表面612c上。
163.继续参看图6c，应注意，如果贮藏层级的俯仰角足够，则有可能使容器c在例如无源辊或滑槽配置中仅仅借助于重力而推进。然而，在由图6d到6g例示的实施例中，库存管理系统600的多层级货架结构600包含每一层级处的卸货辅助。在一些实施例中，卸货辅助包括多个平行皮带628，以及任选地为用于确定朝向最接近拾取器的端推进由例如载具200的载具放置的库存物品的定时的传感器。
164.作为说明性示例，根据电子商务应用，库存管理系统600部署在订单履行设施中。载具200为例如容器c1和c2的容器进行供应，所述容器可含有多个个别库存物品。在此实例中，设施的仓库管理系统(wms)已经确定将在当前或趋近的库存管理间隔期间需要足够量的整体上以i
s1
、i
s2
、i
s3
、i
s4
、i
s5
和i
s6
指示的库存物品的子集，以证明其继续放置在货架结构600中是正确的。在实施例中，利用载具200和可移动轨道700进行的库存物品的动态放置缩短了提取物品所需的时间，使得其可作为电子商务操作的一部分打包以供装运。作为说明性示例，人类操作者在打包站点和靠近货架结构600的物品转移区域a之间移动，所述货架结构将其与在物品转移区域b中操作的载具200隔离。
165.参看图6d和6e，将看到，载具200已经中断其在可移动货架700的任务管理区内的上升，已经停止在与整体上指示为612c的多个第三层级位置相关联的转移位置处，所述多个第三层级位置还在图6d中共同标识为数字606且在图6e中共同标识为606a-g。
166.相比于由设施处理的其它物品，可在当前或趋近的库存管理间隔期间持续需要足够量的物品的至少一些子集，例如子集i
s1
到i
s5
，以及容器c1和贮藏区域600g中的那些容器的内含物，到流动式货架结构600。在此实例中，wms已经确定，贮藏在货架结构600中的其它物品
‑‑
例如贮藏在容器c2中以供在当前库存管理间隔的较早阶段期间(和/或前一库存管理间隔期间)提取的那些物品
‑‑
不再具有足够的优先级以相同数量存在于货架结构600中，或完全不具有优先级存在于货架结构600中。在符合本公开的实施例中，可使用相同载具200和可移动货架700以用不同容器替换容器c2。将参看图6g到11i描述此类替换操作的示例性序列。
167.图6e是描绘图6a到6d的说明性实施例的顶部平面图，其描绘可移动货架700临时部署到与货架结构600的贮藏位置612进行互锁对准的位置中。当在此位置中时，载具200在货架700的任务活动区内抬升以按如先前描述的方式提取容器c2，且接着载具200返回到底层表面。齿轮的进一步操作致使从底层支撑表面提升轨道700，且载具200将货架700再定位到图6e中展示的实线位置。在图6e的说明性实施例中，载具200的移动以及图6e中展示的载具200b到200d的移动由以632指示的基准标记的栅格导引，所述基准标记由每一载具的一个或多个成像传感器感测。然而，应理解，可利用其它位置跟踪系统和技术，而不脱离本公开的精神和范围。
168.自主贮藏
169.再次参看图1和7，系统可包含多个货架800，其任选地可经定位以形成排或过道850。举例来说，第一货架800a可与第二货架20b隔开，使得过道50a形成于两个货架之间。确切地说，第一货架20a可大体上平行于第二货架以形成具有大体上均一宽度的过道。另外，系统可包含形成多个过道50的多个货架。尽管过道50在图7中被示出为平行，但应理解，如果系统并入有多个货架800，则货架可被布置成多种配置，且如果系统包含多个过道850，则
过道无需平行。
170.指派到载具200的库存管理任务中的一个可以是从贮藏位置800提取物品。此任务可被视为一系列子任务，所述子任务包含退出载具的当前或开始位置，横穿在开始位置与邻近到贮藏位置的阵列中的进入点的中间目的地之间载具采取的路径，以及在所述中间目的地处使载具200与进入点对准。作为提取任务的另一子任务，对准的载具进入阵列且维持其对准直至其到达定位有载具的列，经操作以根据又一子任务爬升直至其到达贮藏区域820中的一个目标贮藏区域。作为提取过程的另外的子任务，载具的转移机构经操作以提取物品，在列内下降直至载具静置于支撑表面上，且接着退出贮藏位置的阵列。作为提取操作的最终子任务，载具200沿着路径继续行进到输出站点500，在所述输出站点处，操作者可从载具提取物品。
171.任选地，系统包含用于贮藏和从贮藏位置提取搬运箱的自动化元件。一种此类自动化元件为自主载具。举例来说，如下文进一步论述，自动化元件可包含多个自主载具200。另外，自动化载具200可被配置成将搬运箱55运送到工作站500。在工作站500处，可从载具200中的一个上的搬运箱移除一个或多个物品。在一个实施例中，人类操作者可从载具移除物品。然而，应理解，自动化机构可从载具移除物品。因此，应理解，在工作站500处搬运物品的操作者可以是人类操作者或自动化机构或这两者的组合。
172.系统10和/或系统的各个组件可由例如微计算机的中央控制器450控制。中央计算机可从例如传感器等各个元件接收信号，且基于从各个组件接收的信号控制系统的各个方面。中央控制器还可存储关于要从系统提取的各个物品的位置的数据。另外，中央控制器可包含关于例如用以履行客户订单的若干物品等要提取的物品的标识以及此类物品的数量的数据。以此方式，中央控制器可控制和协调各个元件的操作以调度多种物品从贮藏位置的提取和处理。
173.图7是描绘库存管理系统800的一部分的局部透视图，所述部分可形成图1中展示的系统的一部分且利用自主载具200在拾取区域和贮藏位置820的竖直阵列之间来回转移库存物品的容器55。所述系统可并入有多个载具200和贮藏位置820的阵列作为自动贮藏及提取系统(automated storage and retrieval system，as/rs)的元件。载具200可以与上文描述的载具200相同的方式配置。然而，应理解，载具可视需要具有针对系统内的不同任务的修改。
174.在任何情况下，且现在转到图1和7-13，现在将详细地描述用于贮藏位置820的阵列内的物品的贮藏和提取的系统。首先转到图1和7，多个自动化导引载具200a到200f被描绘为在货架结构800内或周围操作。如在先前所描述的实施例中，载具执行各种物品补给和/或物品提取任务，且在此实例中，那些任务中的一些涉及从贮藏位置820提取容器或将容器(或搬运箱)返回到贮藏位置820。
175.如上文所论述，系统可包含隔开以形成一个或多个过道850的多个货架。任选地，轨道840可沿着货架中的一个或多个定位。举例来说，轨道可固定地连接到货架800。另外，轨道可被配置成竖直地导引载具，使得载具可沿着列向上和向下运送到列中的贮藏位置。另外，可能需要沿着过道的一侧上的货架(例如沿着货架800a)定位第一轨道，且沿着过道的相对侧上的货架(例如沿着货架800b)定位第二轨道。载具200可被配置成使得载具在过道850a中行进，使得载具的一侧沿着货架800a上的轨道竖直地行进，同时载具的第二侧沿
着货架800b上的轨道竖直地行进。
176.每一列可由多个竖直支柱815形成。支柱可被布置成使得多个竖直支柱以平行关系在列的一侧上对准，且多个支柱可以平行关系布置在列的第二侧上，与第一侧上的支柱相对，如图8-10中所展示。如图8所示，每一侧上的支柱815可由沿着列的深度延伸的多个水平部件817互连。
177.水平部件817可以是仅仅为列提供结构支撑的单独的元件。替代地，水平部件还可支撑贮藏在贮藏位置820中的物品。举例来说，水平支撑件可以是形成搁架的平坦元件，使得搁架形成贮藏位置。然而，应理解，水平支撑件可以是多种配置中的任一种。举例来说，在图9中所示出的实施例中，水平部件为l形托架817，其形成细长的水平突出部以沿着贮藏位置的深度支撑搬运箱55的边缘。水平托架可沿着竖直支脚815的高度向上彼此隔开以形成竖直隔开的贮藏位置820的列。
178.货架800的列810具有深度，其从图8的视角来看类似于水平托架817的长度。列810的深度类似于搬运箱55的长度或大于搬运箱55的长度。举例来说，列的深度可足以容纳至少一个搬运箱。然而，搬运箱可悬垂到过道850中，因此列的深度可稍微小于搬运箱的长度。替代地，列的深度可足以容纳如图8所示端到端布置的多个搬运箱。在图8中示出的示例中，货架足够深，使得每一贮藏位置820可容纳端到端对准的三个搬运箱55，其中每一搬运箱与载具200的长度大致类似。
179.如上文所描述，载具具有长度和宽度。如图2b所示，任选地，载具具有充分大于其宽度“w2”的长度“l”。参看图7-11，货架800被配置成使得每一列810的宽度明显小于其深度。确切地说，每一列的宽度类似于载具的宽度，且列的深度显著大于载具的长度。任选地，列的深度超过载具的宽度的两倍，如图8和10中所展示。另外，列的深度可任选地大于载具的长度。
180.图8示出相对于货架800和贮藏位置820处于不同定向的多个载具。举例来说，第一载具200a被定向成沿着路径860c水平地移动，横穿过道850的长度。第二载具200b被定向成沿着平行于过道850的长度的路径860b在货架下方水平地移动。另外，第三载具200c定位在过道850内以沿着过道的任一侧上的货架800沿竖直轨道爬升。第四载具200d也定位在过道内且已经沿着轨道840a、840b向上爬升到列810的上部部分中的贮藏位置820。最后，第五载具200f定位在货架800下方，且定向在载具200a的定向和载具200b的定向之间的中间位置处。确切地说，货架可被配置成促进载具在货架下面水平地转动。第五载具200f示出载具处于在货架下方从第一路径到第二路径转动的过程中。
181.如上文所提及，结构800被设定尺寸和布置成使得载具可从贮藏位置下方的各个位置进入和退出，从而允许拾取和/或补给站点的安装过程中的灵活性。如果系统利用一个或多个载具和一个或多个货架，则货架可被配置成允许载具在货架800下方行进以及能够跨或沿着可并入到系统中的一个或多个过道行进。举例来说，参看图7，载具可遵循沿着可平行或横向于过道的一个或多个路段移动的路径。第一此类路径被指定为路径860a。路径860a在过道850a内且平行于过道850a的长度。第二此类路径被指定为路径860b，其平行于过道850a的长度，但与过道隔开。确切地说，路径860b位于货架800b下方。货架800b可被配置成为载具在最下贮藏位置820下方移动提供空隙，使得载具可沿着平行于过道的长度的路径860b在货架800b下方行进。第三路径被指定为860c，其横向于860a和860b。如图8中所
展示，路径860c平行于列810的深度。
182.参看图8和10，货架被任选地配置成使得货架的列的深度足以在每一列下方提供大体上平行于过道850的长度的多个路径。确切地说，如图8所示，邻近过道850的支柱815可与远离过道的支柱815隔开以形成宽度大于载具的宽度的两倍的开口。
183.图10示出载具200b沿着平行于过道的路径860移动，且载具200c沿着平行于路径860的路径860'移动。优选地，路径860'具有与邻近过道的支柱815隔开的中心线，其大于载具200的长度“l”的一半(见图2b)。类似地，优选地，路径860具有与远离过道850的列的后向边缘处的支柱隔开的中心线，隔开的距离大于载具的长度的一半。
184.任选地，货架下方的平行于过道的路径860、860'可隔开以提供间隙，以允许沿着路径860行进的第一载具通过沿着路径860'定位的第二载具，例如沿着路径860'在相反方向上行进的载具。举例来说，路径860可与路径860'隔开大于载具200的宽度“w2”的距离(见图2b)。
185.另外，如上文所论述，载具可通过围绕穿过载具的竖直旋转轴线旋转而改变方向。确切地说，旋转轴线可穿过载具的中心。列810优选地具有足以在载具定位于货架下方的列中时促进载具围绕旋转轴线旋转的深度。确切地说，路径860、860'中的每一个优选地与支柱815隔开的距离大于从旋转轴线到载具的隅角中的每一个的距离。
186.当载具在货架800下方转动时，载具可以多种角度中的任一种转动。任选地，载具可以90度的增量转动。确切地说，任选地，载具在退出过道之后转动90度或270度，使得载具在过道中沿着轨道爬升之后在货架下方平行于过道行进。
187.图9是描绘货架结构800的侧面正视图，所述货架结构包含填充在若干容器或搬运箱(包含搬运箱ta、tb、tc和td)内的多个列810a-810f。多个载具用于执行各种物品补给和/或物品提取任务，作为库存管理系统的一部分。载具200a被展示为已经进入最左驱动列810a。在此方面，且现在参看图13c，将看到，结构800可并入有平行导轨的阵列，例如轨条r1和r2，其间限定间隙gg。所述间隙经设定尺寸和布置以接收载具上的对应对准结构以实现载具的进入、退出和再定向，而不会对彼此及货架结构造成损坏，如下文进一步论述。
188.任选地，系统还可包含一个或多个导引件880以随着载具行进而导引或对准载具。举例来说，参看图10，导引件880可包含槽道或凹槽，且载具可包含对应导引元件235，所述导引元件与导引件880协作以控制载具200的移动。导引元件的一个示例为跟随器235。跟随器可以是被配置成与导引件880接合或协作的任何元件。在本实例中，载具200包含中心跟随器233，其包含围绕竖直轴线旋转的可旋转元件，例如轴承。任选地，跟随器233包含轴杆，使得跟随器从载具的表面突出，例如从载具的下表面向下突出。中心跟随器233接合导引件880中的槽道以约束载具的水平移动。
189.任选地，载具还可包含一个或多个橫向导引部件235。橫向导引部件235可与导引件880的外表面协作以约束载具的移动。举例来说，导引件880可包括具有周向表面的圆形导引件，用于导引载具的旋转。载具可具有彼此隔开等于导引件的周向表面的直径的距离的一对橫向导引部件235。以此方式，橫向导引件235接合导引件的周向表面以将载具约束为旋转运动。
190.参看图10，任选地，导引件880包含多个相交导沟。举例来说，导引件880可包含呈凹槽或槽道的形式的第一导沟882，其具有隔开大体上类似于载具的中心跟随器233的宽度
的距离的壁。第一导沟882可被定向成使得其平行于路径860延伸。另外，导引件880可具有呈凹槽或槽道的形式的第二导沟884，其具有隔开大体上类似于载具200的跟随器233的宽度的距离的壁。第二导沟884可被定向成使得其横向于路径860延伸。在本实例中，导沟884大体上垂直于路径860延伸。以此方式，导引件880的第一和第二导沟8828、884在优选地平行或垂直于过道850的线性方向上延伸。
191.导引件880可任选地包含非线性导沟。举例来说，导引件的周界可形成图10中标识为886的非线性导引表面。确切地说，导引件可具有形成周向支承表面的大体上圆形构型。圆形构型的直径可具有对应于载具200的橫向导引件235之间的距离的直径(见图2d)。
192.导引件880的导沟任选地相交以促进改变载具的行进方向。举例来说，导沟882可与导沟884相交以促进载具将方向从平行于过道改变为垂直于过道，反之亦然。导沟882、884可在导引件的中心点处相交。以此方式，导引件可促进载具围绕竖直轴线旋转以将载具从沿着导沟882的一个行进方向转动到沿着导沟884的第二行进方向。
193.导引件880可导引载具200以改变方向，如下。载具可沿着线性路径移动，其中中心跟随器884接合导沟882或884以阻止横向移位离开线性路径。载具沿着线性路径在水平方向上行进直至中心跟随器定位于导引件的中心点处，其中载具的橫向导引件235接合周向导沟886。载具200在竖直轴线上方旋转以改变行进方向。举例来说，驱动轮252a可在第一方向上旋转，而驱动轮252b在与第一方向相反的第二方向上旋转以执行零半径转动。当驱动轮252a、252b围绕旋转轴线旋转载具时，橫向导引件235阻止载具横向移位离开旋转路径。
194.任选地，导引件880与列对准以促进载具在列内旋转，同时使载具的宽度与列前方(邻近过道850)或列后方(远离过道850)的支柱815之间的开口对准。
195.任选地，如图10所示，系统可包含安装在地板上的橫向对准系统890，其由被分隔间隙gg的一对板部件组成。在此实例中，由对准系统890限定的间隙相对于由对准系统895限定的间隙定向以便允许载具快速且容易地穿行结构的整个宽度，同时维持驱动列d1到d6内大体上恒定的角定向。
196.如上文所描述，例如轨道元件840等多个导引元件可附接到货架800以导引载具使其与定位于地板上方的贮藏位置对准。举例来说，轨道840可包括多个竖直区段。确切地说，竖直轨道区段可附接到过道850内的每一支柱。参看图11，竖直轨道区段可具有用于接合载具的竖直驱动系统220的构型。举例来说，轨道可包含多个齿，其形成沿着支柱815的高度向上延伸的货架。
197.如图11所示，轨道840可跨越过道，使得第一轨道沿着列的第一侧竖直地向上延伸，且第二轨道沿着列的第二侧向上延伸。举例来说，图10的列d1和载具200e在图11中示出。列d1包含两个隔开的竖直支柱815，其形成具有宽度的开口。确切地说，第一支柱具有第一竖直边缘e1和第二竖直边缘e2；且第二支柱具有第一竖直边缘e3和第二竖直边缘e4。竖直边缘e2和e3之间的距离大于载具的宽度w1(见图2d)。任选地，竖直边缘e2和e3之间的距离小于载具的宽度w2(见图2d)。以此方式，列宽度可小于载具200的竖直驱动器220的齿轮的外尖端之间的距离。因此，大部分列可窄于载具在其最宽点处的宽度。
198.任选地，轨道840可被配置成使得轨道的第一边缘朝向第一列突出以提供第一列的导引表面，且轨道的第二边缘朝向第二列突出以提供邻近列的导引表面。举例来说，轨道840可提供朝向列d1突出的第一组齿和朝向列d2突出的第二组齿。
199.另外，竖直支柱815可任选地被配置成提供挡止件以随着载具沿轨道840爬升而阻止载具横向移位。举例来说，参看图11，支柱815与轨道840的齿重叠，使得支柱815的边缘e3延伸超出轨道的齿的根部，并且优选地朝向轨道的顶峰延伸。以此方式，竖直驱动器220的齿与轨道紧密配合，同时支柱阻止竖直驱动器平行于列的深度横向地移位。
200.载具200的竖直驱动器220可被配置成使得竖直驱动齿轮220可向内移位以减小竖直驱动齿轮之间的距离。以此方式，驱动齿轮可向内移动以随着载具被驱动到列中而在轨道840和竖直驱动齿轮之间提供空隙。替代地，如上文所描述，竖直驱动齿轮可安装在轴杆上，使得每一竖直齿轮的旋转轴线大体上平行于水平行进方向。另外，竖直驱动齿轮的旋转轴线可大体上固定，使得每一对竖直驱动齿轮之间的横向距离大体上固定。为了进入列，竖直驱动齿的齿与轨道840中的齿对准，使得竖直驱动齿轮的齿穿过轨道中的齿。
201.参看图11，轨道840和竖直驱动齿轮220可对准，使得当竖直齿轮相对于轨道平移时竖直驱动齿轮不会撞击或接触轨道。举例来说，当竖直驱动齿轮沿着平行于竖直驱动齿轮220的旋转轴线的线水平地平移时，轨道840的齿之间的间隔为竖直驱动齿轮220的齿在轨道840的齿之间的间隙之间通过提供足够的空隙。更确切地说，竖直驱动齿轮和轨道可被配置和定位成使得竖直驱动齿轮220的齿顶圆与轨道840中的齿的齿顶线重叠。当驱动齿轮的齿顶圆与轨道的齿顶线重叠时，齿轮的齿被配置和定向成使得竖直驱动齿轮穿过轨道840中的齿之间的间隙。
202.再次参看图11，任选地，当载具驱动竖直支柱815之间的开口从而形成列的宽度时(即，当竖直驱动齿轮平移使得竖直驱动齿轮的旋转轴线垂直于过道在水平方向上平移时)，竖直驱动齿轮220和轨道840可被配置和定向以为竖直驱动齿轮穿过轨道增加空隙。举例来说，轨道840可具有上部部分和下部部分842。上部部分可具有齿间距和配置以与竖直驱动齿轮220的齿配合。下部部分842可具有大体上类似于上部区段的齿间距的齿间距，但下部区段的齿构型可显著不同于上部区段。举例来说，下部区段的齿可显著窄于上部区段的齿。举例来说，所述齿可窄至少10％，并且优选地窄至少20％。任选地或另外，下部区段842的齿可具有显著大于上部区段的齿根的齿根。举例来说，下部区段的齿根可大于上部区段，使得齿的根部相比于上部区段的齿的根部离开驱动齿轮向内延伸较大的距离。举例来说，下部区段的齿的齿根可大10％，并且优选地大20％。
203.另外，下部区段842可任选地具有渐缩的齿距线，使得随着齿沿着下部区段的高度向上行进，邻近的齿之间的空隙逐渐减小。换句话说，下部区段的的底部处邻近的齿之间的空隙845最大，且下部区段的上部部分处邻近的齿之间的间隔最小，且空隙从最大到最小逐渐减小。
204.任选地，支柱815可具有可变宽度以促进竖直驱动器穿过支柱815之间的开口。举例来说，如上文所描述，支柱815可具有第一宽度，使得支柱的边缘e3延伸超出轨道的齿的根部。另外，支柱815的下部部分816a、816b可相对于支柱的上部部分挥动减小的宽度。确切地说，支柱可具有减小的宽度，使得支柱的边缘端接在齿的根部下方。以此方式，支柱的下部部分的宽度窄于支柱的上部部分。类似地，下部支柱816a和下部支柱816b之间的距离大于边缘e2和边缘e3之间的距离。另外，通向下部部分816a和816b之间的列的开口大于载具的最宽宽度w2。
205.在如上文描述而配置的情况下，竖直驱动器220可任选地被配置成穿过轨道中的
开口，使得竖直驱动器与轨道对准。在竖直驱动器与轨道对准之后，竖直驱动器被定位成与轨道协作以升高轨道和/或沿着轨道爬升，如上文进一步描述。
206.如上所述，中央控制器450可提供用于控制载具200的控制信号。举例来说，中央控制器可控制载具的操作以遵循通过货架的路径，以便从货架800中的列810中的一个中的贮藏位置820提取搬运箱55。载具可遵循沿着地面的路径以使载具的宽度与延伸通过货架800的两个竖直支柱815之间的开口的路径对准。载具可沿着交叉通过货架中的多个列的路径行进。任选地，中央控制器可提供信号来控制第二载具，使得第二载具沿着平行于第一路径的第二路径且在与第一载具相同的货架下方行进，使得第二载具在货架下方通过第一载具。
207.在载具穿过货架下方的多个列之后，载具到达货架中的定位有选定贮藏位置的列。中央控制器提供信号以停止载具沿着路径的前进。中央控制器提供信号以在货架下方转动载具以使载具与列中的开口对准。在转动之后，载具沿着平行于列的深度的路径前进，使得载具穿过列中的开口并进入过道。任选地，将载具推进到过道中的步骤包含使竖直驱动元件与列中的开口中的间隙对准的步骤。一旦处于过道中，就竖直地向上驱动载具直至载具与所要贮藏位置对准。载具致动转移机构以从载具上的贮藏位置转移物品。任选地，贮藏位置可包含将载具与贮藏位置中的所要物品分隔的贮藏位置的前边缘处的物品。因此，载具可将前边缘处的物品转移到载具上，继而将所要物品牵拉到贮藏位置的前边缘。载具接着竖直地驱动到具有用于接收物品的开放位置的贮藏位置。载具接着朝向所述开放位置转移物品。载具接着竖直地移动到具有所要物品的贮藏位置，且驱动转移机构以将所要物品转移到载具上。在提取所要物品之后，载具致动竖直驱动机构以沿着列向下驱动直至载具接合水平驱动表面，例如地板。载具的水平驱动器被接合以在横向于过道的方向上驱动载具通过列中的开口。在驱动离开过道之后，载具继续在水平方向上驱动以退出货架800。举例来说，载具可沿着横向于过道850的路径继续，且在一个或多个附加货架800下方通过并跨过一个或多个附加过道850。在遵循此类路径的情况下，控制载具的路径，使得载具的宽度与载具穿过的每一列中的开口对准。替代地，载具围绕竖直轴线旋转以转动载具，同时在载具保持在货架下方时与平行于过道的路径对准。载具接着跨过货架800的一个或多个列直至载具从货架下方退出。
208.在载具退出货架800之后，中央控制器450可控制载具以将载具引导到多个工作站500中的一个。在工作站处，将物品提交给操作者以从载具移除一个或多个物品。中央控制器可接着控制载具以沿着路径引导载具，以将其运载的物品贮藏在货架中的开放的贮藏位置中，并在不同的贮藏位置处提取后续物品。以此方式，中央控制器向多个载具提供控制信号以沿着多个路径中的一个引导载具，以从贮藏位置提取多个物品并将物品递送到工作站500。
209.控制过程
210.图12是描绘根据一个或多个实施例的多个导引载具200-1到200-n的子系统的框图。例如载具200-1等每一载具可包括中央处理单元(cpu)103、存储器105和通信接口。在一些实施例中，通信接口包括遵守例如ieee 802.11等对应无线传输协议的一个或多个无线收发器，其中载具的接口用于与其它载具通信，如在对等拓扑中，或与中央控制器通信。在后一方面中，载具200-1到200-n可包含位置传感器280和对象传感器282，且使用接口以与
例如中央控制器450等主控制器传达感测到的信息。在一个或多个实施例中，位置传感器包含板载成像传感器，用于确定何时载具已经在定位于底层支撑表面上的基准标记上通过。然而，替代地，载具200-1到200-n可利用信号三角测量和/或任何其它常规技术来确定其相对于彼此的相应位置或使控制器能够确定其相对于彼此的相应位置。
211.每一载具200-1包含电力供应器288，其可例如是包括超级电容器、一个或多个电池或这些的组合的可再充电电力供应器。在一个或多个实施例中，电力供应器驱动第一驱动系统的第一马达230。第一驱动系统可进一步包含由第一马达驱动的且例如用于竖直地驱动载具的齿轮。在本实例中，电力供应器288还向第二驱动系统供应电力，所述第二驱动系统包含第二马达250a，和任选的第三马达250b。
212.cpu 286可包括促进数据处理和存储的一个或多个可商购的微处理器或微控制器。各种支持电路促进cpu 286的操作，且包含一个或多个时钟电路、电力供应器、高速缓存、输入/输出电路等。存储器287包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动器存储装置、光学存储装置、可移除存储装置等中的至少一个。
213.图13是可响应于从仓库自动化系统(wms)1440接收的指令以协调多个载具和子组合件(例如可移动轨道700或流动式货架600)的库存管理任务活动(例如指派到agv任务群组902-1、904-1、906-1和908-1的库存管理任务活动)的指派和执行的控制器450的示意框图。控制器450包括中央处理单元(cpu)951、支持电路955、存储器952、用户接口组件954(其可包含例如具有触敏屏幕的显示器或单独的键盘)和通信接口953。在一些实施例中，服务器450包括遵守例如ieee 802.11等对应无线传输协议的一个或多个无线收发器。
214.cpu 951可包括促进数据处理和存储的一个或多个可商购的微处理器或微控制器。各种支持电路955促进cpu 951的操作，且包含一个或多个时钟电路、电力供应器、高速缓存、输入/输出电路等。存储器952包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动器存储装置、光学存储装置、可移除存储装置等中的至少一个。在一些实施例中，存储器952包括操作系统956和一个或多个库存管理应用程序。在一些实施例中，库存管理应用程序包含任务代理管理器模块960、agv交通管理模块970、状态/事件监测模块980和数据存储库990。
215.在一个或多个实施例中，任务代理管理器960配置有库存管理任务处理器961、动态库存投放分析器962、子任务序列标识器963、任务优先级管理器964、事件通知检测器965、状态转变检测器966和agv选择器967。库存管理任务处理器961通过由cpu 951执行指令来处理从wms 940接收的库存管理任务请求。
216.在一些实施例中，agv的交通管理由控制器450的交通管理模块470执行。在此类情况下，由控制器以规律的间隔从载具收集位置、速度和方向数据。分析位置数据，且路段选择器474在下一控制间隔内为每一载具选择路径以确保不存在与其它载具、与工作人员或与固定结构的碰撞。对应于路径选择(包含航向和方向)的更新的指令由控制器传输回到载具。然而，在其它实施例中，载具不依赖于控制器来获得相对定位指令，而是仅仅用于获得目的地和任务指派，其中载具实际上依赖于内部数据搜集和空间分析能力。
217.为了促进前述操作，图13的控制器450包含数据存储库，其反映已由wms为其指派管理和分配职责的所有库存物品的最新位置，以及载具在设施内的位置的地图。此外，为了促进调度预防性维护程序，为具有移动零件的所有agv收集用量统计数据，使得可以规律的
间隔检查零件、为零件上润滑油和/或更换零件。
218.本文中所描述的方法的次序可改变，且各个元件可被添加、重新排序、组合、省略、修改等。本文中所描述的所有示例是以非限制性方式呈现。对于受益于本公开的所属领域的技术人员显而易见的是，可以进行各种修改和改变。已经在特定实施例的上下文中描述根据实施例的实现形式。这些实施例意图为说明性的，而不是限制性的。许多变化、修改、添加和改进是可能的。因此，可为本文中被描述为单个实例的组件提供多个实例。各个组件、操作和数据存储区之间的边界在某种程度上是任意的，并且特定操作是在特定的说明性配置的背景中说明的。设想其它功能性分配，且其可落在所附权利要求书的范围内。最后，在示例配置中呈现为离散组件的结构和功能性可以被实施为组合式结构或组件。这些和其它变化、修改、添加和改进可落在如所附权利要求书限定的实施例的范围内。
219.因此，虽然前述内容涉及本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下，可设计出本发明的其它和另外的实施例，并且其范围由所附权利要求书确定。