机器人位置感测的制作方法
【专利说明】机器人位置感测
[0001]相关申请的交叉引用
本申请是如下申请的非临时申请，并且要求它们的优先权:2011年12月15日提交的美国专利申请N0.13/327,035,N0.13/327，035进一步要求2010年12月15日提交的美国临时专利申请N0.61/423，206的优先权；2011年12月15日提交的美国专利申请N0.13/326，565，%.13/326，565进一步要求2010年12月15日提交的美国临时专利申请如.61/423，308的优先权；以及2011年12月15日提交的美国专利申请N0.13/326，674，N0.13/326，674进一步要求2010年12月15日提交的美国临时专利申请N0.61/423，340的优先权，它们的公开内容通过引用以其整体结合在本文中。
技术领域
[0002]实施例大体涉及存储和获取系统，且更具体而言，涉及存储和获取系统的自主传送。
【背景技术】
[0003]用于存储箱单元的仓库可大体包括一系列存储支架，它们可通过可在存储支架之间或者沿着存储支架的过道内移动的传送装置(诸如，例如，叉车、推车以及升降机)或者通过其它提升和传送装置来接近。这些传送装置可为自动的或者手动驱动的。一般而言，传送到存储支架/从存储支架传送来以及存储在存储支架上的物品容纳在载体中，例如存储容器，诸如托盘、提包或者装运箱，或者容纳在货盘上。此外，一般而言，当存储和获取系统的区域需要维护人员时，例如，存储和获取系统的传送装置和其它活动结构有机会基本在相同的时间占用存储和获取系统内的基本相同的空间。
[0004]当利用自动传送器将箱传送到存储支架以及从存储支架传送箱时，将有利的是能够相对于箱保持区域来定位自动传送器，以便在箱保持区域之间准确地拾取和放置箱。
[0005]将有利的是提供在执行维护时能够隔绝存储和获取系统的区的维护接近区域。
[0006]此外，物品在例如仓库中的存储大体需要大的建筑物或者具有相关联的占地面积的存储结构空间。如可认识到，仓库结构的存储过道的长度以及用于接近这些存储过道中的各个的行进路径取决于存储在仓库中的物品(例如货物)的量。如同样可认识到的，以存储和获取系统所实现的期望的速率(例如吞吐量)、给定的输出(诸如用于随后的装运)要求存储空间内的所存储的物品。在典型的仓库的一个实例中，为了保持接近各个存储/拾取过道的行进路径的长度最小，存储过道必须具有足够的长度来存储所有希望的货物。然而，由于例如存储结构位于其中的建筑物和/或行进来接近存储过道内的物品的距离过大一导致过大的行进或者传送时间以及对吞吐量的对应的有害作用，各个存储过道的长度可实质上高得惊人。为了防止过长的存储过道，可调节存储结构的长度，使得各个存储过道的长度减小，且存储过道的数量增加。然而，增加存储过道的数量也会增加沿着行进路径而行进以便接近各个存储过道的距离。由于与以上关于存储过道的长度所述的原因相类似的原因，对于长的存储过道，行进路径的长度可变得实质上长得惊人。
[0007]将有利的是具有这样的仓库存储结构:其提供沿着行进路径以及在存储过道内的相当短的行进距离和时间。
【发明内容】
[0008]本发明提供了以下技术方案:
1.一种存储和获取系统，包括:
具有存储架的存储结构，各个存储架具有用于支承所存储的物品的板条，其中所述板条彼此隔开预定距离；
自主传送车，其包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成感测所述板条中的各个，以及在自主传送车移动时输出信号，该信号指示何时板条被至少一个传感器感测到；以及
控制器，用于至少基于输出信号检验所述自主传送车在所述存储结构内的位置。
[0009]2.根据方案I所述的存储和获取系统，其特征在于，所述控制器配置成将感测到所述板条时所述自主传送车的位置与所述板条的预定的位置进行比较，以及如果所述位置在预定的容差内相符则更新所述自主传送车的被检验的位置。
[0010]3.根据方案2所述的存储和获取系统，其特征在于，所述控制器进一步配置成在所述位置在预定的容差内不相符的情况下忽略所述至少一个传感器的所述输出信号。
[0011]4.根据方案I所述的存储和获取系统，其特征在于，所述控制器配置成基于所述自主传送车的最近的已知检验位置持续地更新所述自主传送车的估计的位置。
[0012]5.根据方案4所述的存储和获取系统，其特征在于，所述自主传送车包括至少一个轮编码器，且所述控制器进一步配置成获得轮编码器信息，以更新所述自主传送车的估计的位置。
[0013]6.根据方案I所述的存储和获取系统，其特征在于，所述自主传送车配置成基于所述自主传送车的确定的位置使所述自主传送车的传送臂指状部与位于相应的存储架的板条之间的空间对齐，以便将所述传送臂指状部延伸到所述空间而不会接触所述板条。
[0014]7.根据方案I所述的存储和获取系统，其特征在于，所述自主传送车包括配置成检测位于所述存储架上的箱单元的箱单元检测传感器，且所述控制器进一步配置成基于被感测的箱单元确定所述自主传送车的位置。
[0015]8.一种存储和获取系统，包括:
具有至少一个架的至少一个多层级竖直运送器，所述至少一个架具有支承指状部；
与所述多层级竖直运送器相邻的至少一个壁，所述壁包括与所述支承指状部对齐的突出部；
自主传送车，其包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成感测所述突出部中的各个，以及在自主传送车移动时输出信号，该信号指示何时突出部被至少一个传感器感测到；以及
控制器，其配置成基于来自所述至少一个传感器的输出信号确定所述自主传送车相对于所述支承指状部的位置。
[0016]9.根据方案8所述的存储和获取系统，其特征在于，所述自主传送车包括具有传送臂指状部的传送臂，所述自主传送车配置成基于所述自主传送车的确定的位置使所述传送臂指状部与位于所述至少一个架的所述支承指状部之间的空间对齐，以便将所述传送臂指状部延伸到所述架的路径中而基本不会接触所述支承指状部。
[0017]10.根据方案8所述的存储和获取系统，其特征在于，所述至少一个架包括至少两个物品保持部位，且所述自主传送车包括传送臂，所述自主传送车配置成基于来自所述至少一个传感器的输出信号使所述传送臂与所述至少两个物品保持部位中的一个对齐。
【附图说明】
[0018]在结合附图进行的以下描述中阐述所公开的实施例的前述方面和其它特征，附图中:
图1A示意性地示出了根据实施例的示例性存储和获取系统；
图1B是图1A的存储和获取系统的一部分的示意图；
图2示出了根据实施例的示例性存储和获取系统的简图；
图3示出了根据实施例的示例性存储和获取系统的简图；
图4示出了根据实施例的另一个示例性存储和获取系统的简图；
图5示出了根据实施例的存储和获取系统的结构部分；
图6是根据实施例的自主传送车和存储架的一部分的示意图；
图7A和7B示出了根据实施例的存储架和示例性自主传送车；
图7C是根据实施例的组件夹具的示意图；
图8是根据实施例的自主传送车和存储架的一部分的示意图；
图9是根据实施例的传感器输出信号的示意图；
图10是根据实施例的存储架的一部分和传感器光束的示意图；
图11是根据实施例的流程图；
图12是根据实施例的自主传送车和运送器架的示意图；
图13是根据实施例的流程图；
图14和15是根据实施例的存储和获取系统的一部分的示意图；
图16是根据实施例的存储和获取系统的一部分的示意图；
图17-17B是根据实施例的存储和获取系统的部分的示意图；
图18是根据实施例的示例性流程图；
图19是根据实施例的不例性存储结构的不意图；
图20A-20F是根据实施例的其它示例性存储结构的示意图；
图20G是根据实施例的自主传送的示意图；
图20H是根据实施例的自主传送的示意图；
图21是根据实施例的又一个示例性存储结构的示意图；
图22是根据实施例的另外的又一个示例性存储结构的示意图；
图23是根据实施例的一个示例性存储结构的示意图；
图24是根据实施例的另一个示例性存储结构的示意图；
图25是根据实施例的又一个示例性存储结构的示意图；
图26是根据实施例的另外的又一个示例性存储结构的示意图；
图27是根据实施例的另一个示例性存储结构的示意图； 图28是根据实施例的自主传送车的示意图；
图29是根据实施例的存储架的一部分的示意图；
图30是根据实施例的图11的传送车的一部分的示意图；
图31是根据实施例的图11的传送车的一部分的示意图；
图31A是根据实施例的定位系统的一部分的示意图；
图32是根据实施例的流程图；
图33是根据实施例的拾取过道的一部分和传送车的示意图；而图34是根据实施例的存储和获取系统的一部分的示意图。
【具体实施方式】
[0019]图1A示意性地示出了根据实施例的示例性存储和获取系统。虽然所公开的实施例将参照图中所示的实施例来描述，但应当理解，所公开的实施例可以许多备选形式来实施。此外，可使用任何合适的大小、形状或者类型的元件或者材料。
[0020]根据实施例，存储和获取系统100可在零售中心或者仓库中运行，例如，履行从零售商店接收的对箱单元的订单(其中，此处所用的箱单元表示未存储在托盘中、提包上或者货盘上(例如未容纳)的物品，或者存储在托盘、提包或者货盘上的物品)。注意，箱单元可包括成箱的物品(例如成箱的汤罐，成盒的谷物等)或者适于从货盘上取出或者放置在货盘上的单独的物品。根据实施例，装运箱或者箱单元(例如纸板盒、桶、盒、篓、壶、提包、货盘或者用于保持箱单元的任何其它合适的装置)可具有不同的大小，且可用于在装运中保持物品，并且可配置成使得它们能够码垛以便于装运。注意，当例如成捆的箱单元或者成货盘的箱单元抵达存储和获取系统时，各个货盘的内容物可一致(例如各货盘保持预定数量的相同物品-一个货盘保持汤而另一个货盘保持谷物)，且当货盘离开存储和获取系统时，货盘可包含任何合适的数量的不同物品以及不同的物品的组合(例如各个货盘可保持不同类型的物品-货盘保持汤和谷物的组合)。应当理解，本文所述的存储和获取系统的实施例可应用于在其中对箱单元进行存储和获取的任何环境。
[0021]存储和获取系统100可构造为以便安装到例如现有的仓库结构中，或者适于新的仓库结构。在实施例中，存储和获取系统可包括供入和供出传送站170，160，多层级竖直运送器150A，150B，存储结构130，以及许多自主传送车或者自动机械110(本文中称为〃机器人(bot)")。存储和获取系统可还包括自动机械或者机器人传送站(如例如在2010年4月9日提交的名为〃Storage and Retrieval System〃的美国专利申请N0.12/757，220中所述，该申请的公开通过引用以其整体结合在本文中)，其可提供在机器人110与多层级竖直运送器150A，150B之间的间接接口。供入传送站170和供出传送站160可与它们的相应的多层级竖直运送器150A，150B—起运行，以便在存储结构130的一个或多个层级之间双方向地传送箱单元。注意，虽然此处将多层级竖直运送器描述为专用的入站或者供入运送器150A和出站或者供出运送器150B，运送器150A，150B中的各个可用于来自存储和获取系统的箱单元/物品的入站和出站传送两者。多层级竖直运送器可为用于在存储和获取系统的各层级之间传送箱单元的任何合适的提升装置。注意，虽然此处在其它方面描述多层级竖直运送器，该运送器可为具有任何合适的传送路径定向的任何合适的运送器或者传送/拾取装置。多层级竖直运送器的一些非限制性的合适的实例可见于:例如，名为〃LIFT INTERFACE FORSTORAGE AND RETRIEVAL SYSTEM〃的美国临时专利申请一其律师文档号为1127P014525-US(-#1)且于2010年12月15日提交(现为美国专利化.1^13/327，088，律师文档号为1127P014525-US(PAR)，2011年12月15日提交)；和2010年4月9日提交的且名为〃LIFTINTERFACE FOR STORAGE AND RETRIEVAL SYSTEM〃的美国专利申请N0.12/757，354(其公开内容通过引用以其整体结合在本文中)；以及名为〃STORAGE AND RETRIEVAL SYSTEM〃的美国专利申请％.12/757，220(之前通过引用而结合进来)。例如，多层级竖直运送器可具有任何合适的数量的支承架，以便将箱单元传送到存储和获取系统的预定的层级。支承架可具有板条化的支承，其配置成允许机器人110的指状部或者供入/供出传送站170，160在板条之间穿过，以将箱单元传送到运送器以及从运送器传送箱单元。注意，在实施例中，箱单元在机器人与多层级竖直运送器之间的传送可以任何合适的方式发生。
[0022]还参看图1B，大体上，多层级竖直运送器包括有效载荷架2730，其附连到链、带或者其它合适的传动装置(一个或多个)2720，传动装置形成以基本恒定的速率移动的持续地运动或者循环的竖直环路(图中所示的环路的形状仅仅是示例性的，且在实施例中，环路可具有任何合适的形状，包括矩形以及蜿蜒状)，使得架2730使用可被称为连续运送"串链"原理，其中在环路中的任何点处执行装载与卸载而不会减慢或者停止。多层级竖直运送器150A，150B可由服务器-诸如例如，控制服务器120，或者任何其它合适的控制器控制。一个或多个合适的计算机工作站2700可以任何合适的方式(例如有线或者无线连接)连接到多层级竖直运送器150A，150B和服务器120，以便例如提供存货管理，多层级竖直运送器功能性与控制，以及消费者订单履约。如可认识到，计算机工作站2700和/或服务器120可编程为以便控制供入和/或供出运送器系统。在实施例中，计算机工作站2700和/或服务器120还可编程为以便控制传送站140。在实施例中，工作站2700和控制服务器120中的一个或多个可包括控制机柜，可编程逻辑控制器和用于驱动多层级竖直运送器150A，150B的可变频率驱动器。在实施例中，工作站2700和/或控制服务器120可具有任何合适的构件与构造。在实施例中，工作站2700可配置成不用操作者辅助而基本修复供入和/或供出运送器系统中的任何异常或者故障，并且与控制服务器120交流故障恢复方案和/或反之亦然。
[0023]如可认识到，存储和获取系统100可包括多个供入和供出多层级竖直运送器150A，150B，它们可由例如存储和获取系统100的各个层级上的机器人110接近，使得一个或多个箱单元(一个或多个)可从多层级竖直运送器150A，150B传送到相应的层级上的各个存储空间，以及在相应的层级上从各个存储空间传送到多层级竖直运送器150A，150B中的任何一个。机器人110可配置成利用一次拾取(例如基本直接在存储空间与多层级竖直运送器之间)在存储空间与多层级竖直运送器之间传送箱单元。作为进一步实例，指定的机器人110从多层级竖直运送器的架拾取箱单元(一个或多个)，将箱单元(一个或多个)传送到存储结构130的预定的存储区，以及将箱单元(一个或多个)放置在预定的存储区中(且反之亦然)。
[0024]机器人110可配置成将箱单元，诸如上述零售商品，放置到存储结构130的一个或多个层级中的拾取盘(stock)中，且然后选择性地获取所订的物品，以便将所订的物品装运到例如商店或者其它合适的位置。在实施例中，机器人110可以任何合适的方式相对于机器人的机架与多层级竖直运送器150A，150B交互，诸如通过例如机器人的传送臂或者执行器110A(图12)(其可具有指状部110F(图7A和12)的延伸部，以便与多层级竖直运送器的板条化的支承架交互)。机器人的合适的实例在如下文件中描述:名为"AUTONOMOUS TRANSPORTSFOR STORAGE AND RETRIEVAL SYSTEMS〃且于2010年4月9日提交的美国专利申请N0.12/757，312;名为〃BOT PAYLOAD ALIGNMENT AND SENSING〃、律师文档号 1127P014263_US(-#1)(序列号为61/423，220)且于2010年12月15日提交的美国临时专利申请(现在是律师文档号1127?014263-1^(?厶10、2011年12月15日提交的美国专利申请％.13/327，040);名为〃AUTOMATED BOT WITH TRANSFER ARM〃、律师文档号 1127P014264_US(-#1)(序列号为61/423，365)且于2010年12月15日提交的美国临时专利申请，(现在是律师文档号1127P014264-US(PAR)、2011年12月15日提交的美国专利申请Νο.13/326，952);以及名为〃A0T0MATED BOT TRANSFER ARM DRIVE SYSTEM〃律师文档号1127P014265_US(-#1)(序列号为61/423，388)且于2010年12月15日提交的美国临时专利申请，(现在是律师文档号1127?014265-1^(?六10、2011年12月15日提交的美国专利申请％.13/326，993)，其公开内容通过引用以其整体结合在本文中。
[0025]存储结构130可包括多层级的存储支架模块，其中各个层级包括存储空间(排列在多个层级上且在各个层级上排列成多排)阵列，形成于存储空间的排之间的拾取过道130A，以及传送台板(deck)130B。注意，机器人110可配置成穿过传送台板130B而同时在机械方面不受约束，且可配置成穿过拾取过道130A而同时在机械方面不受例如位于拾取过道130A中的轨道或者其它引导特征的约束。在一个层级的存储结构上行进的任何机器人110可进入位于该层级上的拾取过道130A中的任何一个中，这可允许在机器人110的机架与目标或者定位确定特征1201-1203(图29)之间存在不一致。还注意到，各个层级还可包括相应的机器人传送站，其在机器人与该多层级竖直运送器之间提供间接接口。在实施例中，拾取过道130A和传送台板130B可布置成允许机器人110穿过存储结构130的相应的层级，以便将箱单元放入拾取盘以及获取所订的箱单元。如可认识到，存储和获取系统可配置成允许随机地接近存储空间。例如，在确定将箱单元拾取和放置到存储结构130以及/或者从存储结构130拾取和放置箱单元时使用哪个存储空间时，可基本平等地对待存储结构130中的所有存储空间，使得具有足够大小的任何存储空间可用于存储物品。实施例的存储结构130还可布置成使得不存在竖直或者层级的存储结构阵列分隔。例如，各个多层级竖直运送器150A，150B对于存储结构130中的所有存储空间(例如该存储空间阵列)是公共的，使得任何机器人110可接近各个存储空间，且任何多层级竖直运送器150A，150B可从任何层级上的任何存储空间接收箱单元，使得在该存储空间阵列中的多个层级基本作为单个层级起作用(例如没有竖直分隔)。多层级竖直运送器150A，150B还可从存储结构130的任何层级上的任何存储空间接收箱单元(例如没有层级分隔)。注意，存储和获取系统可配置成使得各个多层级竖直运送器为该存储空间阵列的预定区服务。
[0026]存储结构130还可包括充电站130C，以便为例如机器人110的电池组进行补充。在实施例中，充电站130C可位于例如传送台板130B的传送区295，895(图2，3，4和16)，使得机器人110可基本在被充电时同时地传送物品，例如，将物品传送到多层级竖直运送器150A，150B，以及从多层级竖直运送器150A，150B传送物品。存储和获取系统100的机器人110和其它合适的特征可经由例如任何合适的网络180而通过例如一个或多个中央系统控制计算机(例如控制服务器)120来控制。网络180可为使用任何合适的类型和/或数量的通讯协议的有线网络，无线网络或者无线与有线网络的组合。注意，在实施例中，系统控制服务器120可配置成管理和协调存储和获取系统100和与例如仓库管理系统125的接口的整体运行，仓库管理系统125又作为整体来管理仓库设施。控制服务器120可基本类似于例如在名为〃CONTROL SYSTEM FOR STORAGE AND RETRIEVAL SYSTEMS 〃且在2010年4月9日提交的美国专利申请N0.12/757，337中所述的控制服务器(该申请的公开通过引用以其整体结合在本文中)。
[0027]还参看图2，显示了存储和获取系统100的示例性构造。存储和获取系统的其它合适的示例性构造可见于例如名为〃Storage and Retrieval System〃且于2010年4月9日提交的美国专利申请Νο.12/757，381，以及名为〃 Warehousing Scalable Storage5壮11(^11代〃、律师文档号1127?014551-1]5(-#1)(序列号为61/423，340)且于2010年12月15日提交的美国临时专利申请(现为2011年12月15日提交的美国专利申请N0.13/326，674，律师文档号1127P014551-US(PAR))，其公开内容通过引用以其整体结合在本文中。应当理解，存储和获取系统可具有任何合适的构造。如在图2中可见，存储和获取系统200配置成-仅为了示例性的目的-单端拾取结构