用于停车或存储的自动叠置存储系统的制作方法

用于停车或存储的自动叠置存储系统的制作方法
【专利摘要】用于停车或存储的自动叠置存储系统。自动叠置停车或存储系统包括多个静止的停靠单元、多个支架以及与停靠单元通信并管理停靠单元的操作的中央管理系统。各个停靠单元具有地面驱动装置、停靠单元控制和接口单元（CIU）以及一个或更多个支架位置和ID传感器。地面驱动装置固定在停靠单元的底部以在停靠单元的不同方向上水平地驱动支架。根据路线选择模块选择的路线，加载的支架被对应的停靠单元的地面驱动装置从起始停靠单元水平地移动到目的地停靠单元。根据来自对应的停靠单元的各个CIU的实时报告，所选择的路线中的加载的支架的位置被动态地更新。系统同时传送多个加载的支架以便停车/存储和取回。
【专利说明】用于停车或存储的自动叠置存储系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于停车或存储的自动叠置存储系统。该系统也可以用于图书馆、行李传输、装配线、包裹传输或分类以及其它工业领域。
【背景技术】
[0002]城市的空间和地面是宝贵财富，空间和建造成本的节约是无价的。在停车场中，最近的大多数方案旨在提供带有升降机的多层停车场中的可叠置的停车系统，以代替具有坡道并要求更大和复杂的建筑结构的常规停车场。
[0003]一些叠置的停车系统使用在轨道上水平地移动的起重机，或者具有旋转的垂直起重机以将车辆传送到叠置停车间的圆形停车塔。这些系统对起重机使用具有高的要求，每次停车和取车都依赖于起重装置。在这些系统中，在任何时候，如果起重装置因为故障或维护而不能工作，则系统不能够提供任何停车或取车服务。另外，这些已有系统具有受限的仅针对几个停车间的起重机，并且在满足繁重的交通设施的需求方面有空间上的限制。此外，这些系统要求设施的固定蓝图，并且对可用的现有建筑或存储设施具有非常低的适应性。
[0004]另一种类型的系统使用机器人或非机器人周转装置(shuffler)将车辆移动到指定位置。这种类型的方案可提供密集的停车。然而，为了避免碰撞，这种系统受到可同时使用的周转装置的数量的限制。该系统还较少进行系统性的可控制的移动，并且周转装置中的电池电力不太可靠。因此，周转装置操作的系统对于大流量交通设施具有有限的利用率。
[0005]其它已知存储系统将支架水平地移动到构造为矩阵的设施内的指定位置。一种类型的系统使用具有搭载的侧驱动机构的支架来驱动一个支架顶着另一个支架以使得能够移动。由于对相邻单元的相互接合的依赖性，这种类型的系统要求几乎全部存储空间被支架占用以支持支架移动。尽管这种系统可支持高密度存储，诸如由于存储有效载荷，但是不适用于大流量交通设施，因为在将一个支架从一个位置移动到另一个位置的过程中，支架的周转范围很大。另外，靠电池工作的机载驱动机构需要频繁的维护。另一种类型的系统使用组合的上部驱动装置和下部驱动装置在两组驱动装置之间移动接合的支架。这些系统涉及复杂的驱动机构，并且依赖于整体系统的驱动器。
[0006]因此，需要克服了以上提到的不足的改进的叠置存储系统。期望这样一种系统，其在结构蓝图方面更多变化，并且具有改进的操作效率和灵活性，并且对系统的结构部件的操作状况的高容限。期望具有一种可同时处理对于高容量和大流量交通设施尤其需要的多个停车和取车的停车系统。

【发明内容】

[0007]在一个方面，本发明涉及用于停车或包裹存储的自动叠置的存储系统。在一个实施方式中，一种用于停车或者存储的自动叠置存储系统，该系统包括:多个静止停靠单元，所述多个静止停靠单元在建筑物或框架结构的地板上沿横向和与该横向正交的方向上彼此连续地设置，各个停靠单元具有表示该停靠单元在所述建筑物或框架结构中的地址的单元ID，各个停靠单元包括至少一个地面驱动装置、停靠单元控制和接口单元CIU以及一个或更多个支架位置和ID传感器，所述至少一个地面驱动装置被固定在所述停靠单元的底部以在所述停靠单元的不同方向上水平地驱动其上接合的支架，所述CIU包括至少一个微处理器和用于控制所述地面驱动装置的操作的一个或更多个操作程序，并且所述一个或更多个支架位置和ID传感器与所述CIU通信；在所述多个停靠单元间移动的多个所述支架，所述多个支架由被固定到所述停靠单元中的所述地面驱动装置驱动，各个支架包括平坦平台，所述平坦平台在其底侧包括接合结构，该接合结构与各个停靠单元的所述地面驱动装置具有配合关系，各个支架上都具有能够被所述停靠单元中的一个或更多个支架位置和ID传感器检测到的支架标识和至少一个位置标签；以及中央管理系统，其与各个停靠单元的所述CIU通信并且控制所述CIU的操作。
[0008]所述中央管理系统包括ID关联模块、停车优化模块和路线优化模块。所述ID关联模块包括:一个或更多个软件程序，用于将对象的标识和所述对象所在的支架组合为一对，并且将所述对与所述对所在的所述停靠单元关联以产生关联关系码；以及ID关联数据库，用于存储与各个对应的停靠单元关联的所述关联关系码。所述ID关联数据库根据来自所述系统中各个对应的停靠单元的所述CIU的实时报告而动态地更新。
[0009]根据为各个加载的支架选择的对应的传送路线，所述系统可以同时将多个加载的支架从起始停靠单元移动到目的地停靠单元。
[0010]所述停车优化模块包括一个或更多个软件程序，用于根据设施布局、假定将加载的支架移动到作为目的地停靠单元的各个停靠单元而涉及的时间、距离或成本，向各停靠单元分配用于选择用于存储对象的目的地停靠单元的优先级分数。所述路线优化模块包括路线优化算法，所述路线优化算法用于选择传送路线以将加载的支架从起始停靠单元移动到目的地停靠单元。
[0011]在另一方面，本发明涉及用于在自动叠置存储系统中存储对象的处理。在如上所述的自动叠置存储系统中登记要存储的对象；将所述对象装载在起始停靠单元中的一个支架上；由中央管理系统选择目的地停靠单元；由所述中央管理系统的路线优化模块确定从起始停靠单元到目的地停靠单元的传送路线；以及根据所述中央管理系统的命令，由所述传送路线中的对应的停靠单元中的所述CIU自动地激活各个地面驱动装置，并且将加载了所述对象的支架从所述起始停靠单元通过所述传送路线中的对应的停靠单元水平地驱动到所述目的地停靠单元。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]从以下描述结合所附的附图，本发明的优点将变得明显，附图示出了本发明的示例性实施方式。
[0013]图1是根据本发明的停车设施的示意立体图。
[0014]图2是图1的停车设施的地面层的示意平面图。
[0015]图3是参照两个相邻的停靠单元的支架移动方向的例示图。
[0016]图4A和图4B分别是根据本发明一个实施方式的支架的立体顶视图和底视图，并且图4C是沿着图4B的线4-4截取的支架的截面图。
[0017]图5是地面驱动装置的非摆动支承轮和摆动支承轮的例示图。[0018]图6是例示根据本发明一个实施方式中的停靠单元控制和接口单元(CIU)的部件和操作的图。
[0019]图7是例示根据本发明一个实施方式中的具有单马达齿轮驱动机构的四方向停靠单元的顶视图。
[0020]图8是例示根据本发明一个实施方式中的具有双马达齿轮驱动机构的四方向停靠单元的顶视图。
[0021]图9是例示根据本发明一个实施方式中的具有齿轮驱动机构的双方向停靠单元的顶视图。
[0022]图10是例示在根据本发明一个实施方式中在停车设施中停车的操作的示例的流程图。
[0023]图11和图11续是例示涉及在根据本发明一个实施方式中在停车设施中停车和取车的一般过程的流程图。
[0024]图12是例示在根据本发明一个实施方式中带有功能模块的中央管理系统(MGS)和它们的通信的图。
[0025]应注意，在附图中类似的附图标记指代类似的部件。
【具体实施方式】
[0026]在一个实施方式中，本发明涉及用于停车或者存储的自动叠置存储系统。该系统可另选地用于图书馆、行李传输、装配线、包裹传输或分类以及其它领域中。
[0027]在一个实施方式中，本发明提供一种如图1所示意性地例示的自动叠置存储系统作为多层停车设施。如图1和图2所示，自动叠置存储系统10包括位于建筑物或框架结构I的地板4上的多个静止停靠单元20、多个支架60以及与停靠单元通信并管理停靠单元的操作的中央管理系统(MGS) (140)(图12)。在此，术语“对象”包括但不限于车辆、摩托车、包裹、集装箱或任何其它存储项。
[0028]可选地，自动叠置存储系统10还包括一个或更多个升降机井110和升降机车厢120，用于在建筑物的不同层之间传送对象。可选地，自动叠置存储系统10还可以包括用于存储未使用的支架的一个或更多个支架保持站130。
[0029]图2示出了停车设施的建筑物I的第一层4-1的示例性的平面图。如图所示，第一层被划分为多个停靠单元20。各停靠单元20包括三维空间。在所示的示例性实施方式中，停靠单元20具有矩形截面。如图2所示，在给定的非变化时刻，一些停靠单元20被没有对象的支架60占用，而一些支架60上具有对象8，诸如车辆8a或集装箱8b。停靠单元20是静止的并且分别在横向和垂直于该横向的方向上一个挨着一个定位,在图2中，这两个方向是左右(X)方向和前后(Y)方向。各个停靠单元20具有表示停靠单元在建筑物或框架结构I中的位置的单元ID (DCi)0
[0030]各个停靠单元20中具有固定到停靠单元的底部22的至少一个地面驱动装置30(图7到图9)、一个或更多个支架位置和ID传感器40、以及停靠单元控制和接口单元(CIU)80。地面驱动装置30适于在停靠单元的不同方向上水平地驱动支架60，如在下文更详细描述的那样。停靠单元的底部可以是建筑物或框架结构的地板，或者另选地可以是锚定在建筑物或船只的地板上的平面支承结构。[0031]根据安装在特定停靠单元中的地面驱动装置30的类型，支架60可以在两个相反方向上移动，如图2在的一对条所示(因此也称为双向停靠单元)，或者可以在彼此正交的四个方向移动，如图2的两对条所例示(因此也称为四向停靠单元)。大多数停靠单元是四向停靠单元。双向停靠单元可在升降机内部使用、在具有空间限制的位置使用、或者在支架仅需要在两个方向上移动的位置使用，诸如在过渡传递单元(transitional pass unit)中使用的停靠单元。
[0032]图3示意地例示了两个紧密相邻的停靠单元DCx和DCy，它们均具有能够在彼此垂直的四个方向上移动支架60的地面驱动装置。在图3中，DCy未被占用，而DCx被加载了车辆8a的支架60占用。在DCy中，一对横向的条指示左右驱动机构，并且一对竖直的条指示地面驱动装置30的前后驱动机构。地面驱动装置30能够在箭头Xp Xe所指示的左右方向上和在箭头YF、Ye所指示的前后方向上移动加载了车辆8a的支架60。
[0033]在一个实施方式中，该系统的各个支架60包括平坦平台，该平台的下侧具有与各个停靠单元20的地面驱动装置30具有配合关系的接合结构。支架60通过该接合结构与地面驱动装置30接合，并且被地面驱动装置30驱动而在地面高度在停靠单元之间移动。各个支架上具有支架标识(Ci)和可被各个停靠单元中的支架位置和ID传感器检测到的至少一个位置标签70。
[0034]在一个实施方式中，地面驱动装置30包括一个或更多个齿轮驱动机构，并且支架60包括与齿轮驱动机构的齿轮具有配合关系的一个或更多个直线齿条。图4A至图4C例示了可被齿轮驱动机构驱动的支架60的示例性实施方式。
[0035]如图4A至图4C所示，支架60具有平坦平台的结构，其具有顶侧64、底侧66和四个侧边68a至68d。平坦平台62可由重型金属板或者其它适当材料制成，可以承载对象的设计重量。平坦平台62可以是单片结构。平台62的四个角部可以被构建为圆角以在支架的移动期间减少被相邻支架卡住的可能。顶侧64具有防滑表面，并且可选地具有用于平台的载货升降机或将对象捆绑到支架上的多个铰链61。
[0036]在所不的实施方式中，支架60在底侧66具有彼此正交布置的两个直线齿条65、67。齿条65沿着平台的纵向中心线定位，在平台62的整个长度上延伸。齿条67沿着平台的横向中心线定位，在平台62的整个宽度上延伸。各个齿条在平台62的相应侧边处结束。各个直线齿条具有相对的开口端65a、65b和67a、67b，并且各个开口端与平台62的相应的侧边平齐。如图4C中的平台62的截面图所示，各个直线齿条从底侧66凹入平台62中形成凹槽，凹槽具有朝向平台的顶侧64的锥形截面轮廓。凹陷或凹槽的深度使得直线齿条的脊部不从底侧66的表面突出，使得支架60可以容易地在支承轮上从一个停靠单元移动到另一个停靠单元。
[0037]如图4B所示，优选地，各个齿条的两个开口端(65a、65b和67a、67b)具有朝向平台的相应侧边的较宽或扩大的开口，在相应齿条的纵方向上向内逐渐变窄。较宽的开口端使得即使当齿轮位置不完美时齿轮也能结合。在支架从一个停靠单元向另一个停靠单元的移动期间，这促进了支架60与紧密相邻停靠单元的齿轮驱动机构的接合。
[0038]如图4B进一步示出的，支架60具有置于平台的底侧66上的位置标签70和支架ID标签72。在一个实施方式中，位置标签70可以是光反射器或仅是机械岛(mechanicalisland)，并且支架ID标签72可以是载有支架标识(Ci)信息的条形码光反射器。位置标签70和支架ID标签72两者均可被停靠单元的支架位置和ID传感器检测到。可选地，位置标签和支架ID标签可组合到一起。其它适当结构和构造也还可用于位置标签70和支架ID标签72。
[0039]图7例示了四向停靠单元20A(图2中的DCj),其中地面驱动装置30包括齿轮驱动机构32。齿轮驱动机构32包括:双向马达34和两组方向驱动齿轮(7-1、7-2和7-3、7-4)，各组方向驱动齿轮由双向马达34通过齿轮箱(7-5)驱动；双传动系统(7-6)、相应的离合器齿轮(7-7和7-14)、齿轮(7-8和7-15)以及传动齿轮以及轴(7_9、7_10和7_16、7_17)。
[0040]参照图3中所示的向“Χκ”方向驱动支架60来描述齿轮驱动机构32的操作作为示例。驱动由所涉及的停靠单元DCx和DCy的CIU控制，如中央管理系统(MGS) 140所命令的那样。下面参照图6进一步描述CIU。
[0041]现在参照图3和图7，载有车辆8a的支架原来在停靠单元DCx中，并且将在方向“X/’上移动移动到停靠单元DCy中。假定齿轮驱动机构32的初始位置在其锁定位置，其中“Xl-Xe”方向驱动齿轮(7-1、7-2 )和“ Yf-Yb”方向驱动齿轮(7_3、7_4 )全部在上(up )位置并且与支架60的两个直线齿条接合。为了驱动支架60，涉及以下动作。首先，如果使用了制动器，则解除制动器。接着，“YF_YB”方向驱动齿轮(7-3、7-4)被降低或放开，双向马达34被允许在适于将支架移动到方向“Χκ”的一个方向上转动。马达的旋转扭矩传递到齿轮箱(7-5)，接着通过双传动系统(7-6)，旋转被传递到离合器齿轮(7-7)，其驱动齿轮(7-8)以进行顺时针旋转。通过传动齿轮(7-9、7-10)和它们的轴，并且可能的过渡齿轮，马达的旋转和扭矩最终传递到“Xf Χκ”方向驱动齿轮组(7-1、7-2 )，"Xl-Xe"方向驱动齿轮组(7-1、7-2 )接着将支架60移动到方向“Xk”。
[0042]此外，在支架60在方向“Χκ”上的移动期间，停靠单元DCy中的齿轮驱动机构32也进行如上所述的相同动作以接收支架60。由于被中央管理系统140控制，在这两个紧密相邻的停靠单元中的齿轮驱动机构32被同步以在相同移动方向上同时驱动。
[0043]类似地，如果支架60要被移动到“YF”或“YB”方向，则在CIU的控制下，双传动系统(7-6)被切换为接合离合器齿轮(7-14)。接着，通过齿轮(7-15)，双向马达34的旋转扭矩被传递到传动齿轮和轴(7-16、7-17)，其驱动“YF-YB”方向驱动齿轮组(7-3、7-4)，“Yf-Yb”方向驱动齿轮组(7-3、7-4)接着在所选择的方向上移动支架60。
[0044]在齿轮驱动机构32中，除了两组方向驱动齿轮(7-1、7_2和7_3、7_4)和它们的过渡齿轮和轴(未示出)之外，利用必要的支承件、螺栓和轴承将全部部件固定到停靠单元的底部。各个方向驱动齿轮连接到升/降臂(7-11)，升/降臂(7-11)将方向驱动齿轮上/下移动以与支架的齿条接合/放开。升/降(up/down)臂(7-11)被CIU80命令的电磁或液压升/降驱动器控制。各个升/降臂(7-11)具有安装在臂上的升/降位置传感器44，升/降位置传感器44与停靠单元的CIU80通信。位置传感器44检测各个方向驱动齿轮的位置并发送信息或反馈到停靠单元的CIU80。
[0045]静止传动齿轮(7-9、7-10和7_16、7_17)与升/降方向驱动齿轮(7_1、7_2和7_3、7-4)的接合可通过弹簧被拉紧的过渡齿轮或另选地有隙齿轮(gapped gear)来实现。有隙齿轮在此是指当方向驱动齿轮在上位置时正常接合而当方向驱动齿轮在下位置时处于松弛接触的两个齿轮。
[0046]如图7进一步示出的,地面驱动装置30还包括多个支承轮50。支承轮50是包括可旋转地安装在其安装杆或架56 (图5)上的辊子51的组件。在存储物在停靠单元中期间以及在将支架移出和移入停靠单元期间，支架及其对象的重量被这些支承轮支承。支承轮50被固定在各停靠单元的底部22，并且在停靠单元内适当分布以支承负载或空载的支架的重量和移动，使得支架可以在支承轮50上稳定地移动。各个停靠单元包括至少四个支承轮50。支承轮是被动装置。辊子51具有比支架60的直线齿条的宽度大的宽度和直径，使得辊子51可滚过位于支架60底部的齿条。辊子51可由橡胶或耐用并具有低噪声的其它适当材料制成。支承轮50可以是图5中示出的旋转轮52，旋转轮52可以在系统10的所有类型的停靠单元中使用，并且还可以是非旋转轮54，非旋转轮54仅在系统的双向停靠单元中使用。
[0047]图7进一步示出停靠单元20A中的位置和支架ID传感器40，如虚线所指示的，位置和支架ID传感器40与CIU80通信。各个停靠单元的支架位置和ID传感器40设置在各个停靠单元的底部。在一个实施方式中，支架位置和ID传感器40被固定到停靠单元的底部22，其中传感器被设置在与支架60的底侧66近似的高度。当支架被从一个停靠单元移动到下一个停靠单元时，例如，如图3所示在Xk方向上从DCx到DCy，停靠单元DCy中的位置和支架ID传感器40通过检测支架60的底侧的位置标签70和支架ID标签72而感测到支架就位。停靠单元DCy的CIU80接着立即向中央管理系统140发送实时状态报告，以通知这个支架在DCy中，因此ID关联数据库被动态更新。
[0048]图8例示具有齿轮驱动机构32B的四向停靠单元20B的另选实施方式，齿轮驱动机构32B具有两组独立的马达。这是双马达选项对图7中描述的单马达选项。如图8所示，齿轮驱动机构32B具有两个单独的马达34Bi和34B2。各个马达与自己的齿轮箱(7-5B)、离合器齿轮(7-14B或7-15B)、传动齿轮(7-9B、7-10B或7_16B、7_17B)和方向驱动齿轮(7-1Β、7-2Β或7-3B、7-4B)相关联。参照图3，马达34B!驱动方向驱动齿轮(7_3B、7_4B)以在“YF_YB”方向上移动上面接合的支架，马达34B2驱动方向驱动齿轮(7-1Β、7-2Β)以在“Χ^ΧΚ”方向上移动支架。因此，齿轮驱动机构32B使得能够在彼此正交的四个方向上移动停靠单元中的支架60。`
[0049]如图8进一步示出，与停靠单元20A相同，停靠单元20B具有固定到停靠单元的底部的多个支承轮50以及两个位置和支架ID传感器40。
[0050]图9例示具有齿轮驱动机构32C的双向停靠单元20C的实施方式。如图所示，马达34C与齿轮箱(7-5C)、离合器齿轮(7-14C)、传动齿轮(7_16、7-17C)和方向驱动齿轮(7-3C、7-4C)相关联。参照图3，马达34C驱动方向驱动齿轮(7-3C、7-4C)以在“YF-YB”方向上移动上面接合的支架。因此，齿轮驱动机构32C使得能够在两个相反方向上移动停靠单元20C中的支架。参照图3，类似地，可在停靠单元中设置相同类型的双向齿轮驱动机构以在“\-XK”方向上移动支架。
[0051]不同于齿轮驱动机构32和32Β，齿轮驱动机构32C仅具有一组齿轮系，并且不需要升/降臂和对应的升/降位置传感器。在齿轮驱动机构32C中，设置了用于锁定齿轮的离合制动器系统39以防止支架滑动。
[0052]停靠单元20C还包括多个支承轮。因为这是双向停靠单元,所示使用非旋转支承轮54。支承轮54在“YF_YB”方向上排列以在“YF_YB”方向上移动期间支承上面接合的支架，参照图3。如果停靠单元20C被用于在“\_ΧΚ”方向上移动支架，则支承轮54在“\_ΧΚ”方向上排列。停靠单元20C可在升降机、走廊或者仅允许或者需要支架的双向移动的其它区域中使用。在图7至图9所示的齿轮驱动机构中，使用了带有制动控制的可逆马达。应注意，以上描述的图7至图9用于例示可使用的停靠单元的工作原理，并且附图可能未正确缩放。
[0053]各个停靠单元20具有自身的停靠单元控制和接口单元(CIU)80。图8例示CIU80的一些部件和操作。如图所示，CIU80包括ID双列直插式(dip)开关82、模块83、微处理器84、微控制器86和控制器/中继组88。
[0054]ID双列直插式开关82向停靠单元分配唯一标识(DCi)作为该停靠单元的地址，该DCi标识了设施内的特定停靠单元，并且该ID号码被存储在中央管理系统(MGS)HO的设施数据库中的DC物理图的数据库中。
[0055]模块83包括嵌入式动作程序，所述动作程序是根据从MGS140或从停靠单元自身的状态接收到的命令的一系列预编程的动作指令。微处理器84执行这些动作程序并且分析停靠单元的状态。微控制器86提供逻辑和电路以接收并且处理来自支架位置和ID传感器40和方向驱动齿轮的升/降臂位置传感器44的信号，并且向控制器/中继组88发送控制信号。控制器/中继组88提供逻辑电路对功率电路的电隔离，其与功率转换和驱动器39通信。功率转换和驱动器39向包括升/降臂、马达、离合器、制动器等的齿轮驱动机构32提供必要的电力。
[0056]如图6进一步示出，CIU80通过网络接口 150与MGS140通信，以从MGS140接收命令或向MGS140发送停靠单元的状态。图6中的网络接口 150和图12中MGS中的对等网络接口提供用于中心管理系统与全部停靠单元、升降机和子系统之间的通信的网关。网络接口可使用以后网络构造，例如，以太网。
[0057]来自MGS140的命令具有特定格式，其包括但是不限于目标地址、目标方向、目标步骤和状态请求。如以下描述的，来自CIU和升降机控制单元的状态报告也具有特定格式，该报告包括但不限于原始地址和状态报告。来自MGS140的命令可被发送到设施内的整个网络，接着被各CIU或升降机控制单元解码。仅在其ID双列直插式开关中设定了匹配的地址的对应的CIU或升降机控制单元才对这个命令做出响应,并且该命令激活CIU或升降机控制单元内的对应程序以执行对应的停靠单元或升降机中的要求动作。在完成所要求的动作之后，CIU或升降机控制单元通过网络接口向MGS140发送状态报告。另外，专门指定的命令包可由MGS140使用以发送软件更新来对CIU中和升降机控制单元中的嵌入式程序进行更新。
[0058]在图1所示的实施方式中，自动叠置存储系统10还提供用于在建筑物I的不同层之间传送对象的两个升降机。各个升降机包括升降机井110、升降机车厢120、升降机驱动单元和升降机控制单元。升降机井、升降机车厢和升降机控制单元可与传统升降机中使用的相同，诸如载货升降机。升降机控制单元包括一个或更多个微处理器和一个或更多个软件程序，并且控制升降机的操作。在图2所示的实施方式中，升降机车厢120具有安装在升降机车厢的地板上的双向停靠单元20，因此升降机中的停靠单元20在升降机车厢120中是静止的。升降机中的停靠单元也被称为升降机停靠单元。
[0059]升降机车厢120可具有一个以上的停靠单元，例如，并排布置或沿纵轴排列的两个停靠单元，并且升降机车厢可具有一个门或两个相对的门。这向升降机提供了高传送能力，在大流量交通设施中特别有益。升降机中的各个停靠单元在地板上具有相同的停靠单元结构部件，即，地面驱动装置30、位置和支架ID传感器40和CIU80。升降机停靠单元可以是双向的或者是四向的停靠单元，取决于停车或存储设施的构造和需要。
[0060]如果存储设施超过一层或具有叠层，则系统10可具有一个或更多个升降机以用于在建筑物的不同层之间传送对象。系统10在其结构蓝图上更多变化，并且各层不需要具有相同的结构布局。并不是全部升降机井都需要从一层直至顶层。例如，其中一个升降机井可仅从地面层到第二层，其具有与一层的最短距离并且潜在地更频繁地接收对向。这种大流量交通区域中的指定升降机可使其它升降机传送支架到更高层，并且增强设施的总体效率。另外，取决于可用空间和效率要求，升降机井可位于建筑物的内部或外部。升降机井可具有封闭或开放的结构。
[0061]在另选实施方式中，升降机可具有扶梯结构，其中停靠单元安装在扶梯的台阶上。这种结构可用于大流量交通停车或存储设施。
[0062]另外，自动叠置停车或存储系统10还可以包括用于存储未使用的支架的支架保持站130，参见图2。在一个实施方式中，支架保持站130是能够通过同样受到中心管理系统140控制的机械抬升系统自动竖直叠置很多支架的竖直井。未占用的支架可移动到保持站130。另选地，未占用的支架可移动回到接收区域，或者到其它未被占用的停靠单元。在另选实施方式中，系统10具有用于存储未使用的支架和一般维护服务的支架抬升装置。支架抬升装置可将未使用的支架叠置到一起并且将叠置的支架作为对象放置在工作支架上，接着可将工作支架移动和停放到指定的停靠单元中。支架抬升装置可以是静止的，定位在停靠单元旁边，或者在层的不同位置或者在不同层之间运转。
[0063]如图2进一步示例的，自动叠置停车或存储系统10包括接收站90，用户在接收站90放下或取走诸如车辆这样的对象。接收站90可以具有超过一个的用于与用户交互的区间。例如，接收站90可以具有被指定用于放下车辆的一个区间或区域以及被指定用于取走车辆的另一个区间或区域96。在接收站90的各个区间中，存在用于接收用户和/或存储信息的一个或更多个用户接口。在放下对象时(如停车)，用户(例如驾驶员)将诸如用户标识、车辆信息和预期的取走时间的必要信息输入到用户接口。用户还可以输入优选的停车区域和可选服务，诸如车辆清洁。取走区间可以具有用于接收取车所用的存储信息的出口用户接口。用户接口是以下描述的中央管理系统的登记模块的部件。
[0064]中央管理系统140包括具有一个或更多个MGS程序的至少一个计算机以及多个功能模块，所述多个功能模块包括但不限于一个或更多个数据库、登记模块、ID关联模块、对象调度模块、停车优化模块、路线优化模块、支架周转(shuffl ing )控制模块、多任务协调和冗余/可靠性检查模块、升降机操作控制模块、防火墙模块、结账/支付模块或维护/维修模块。这些模块中的一些模块仅仅是软件程序，并且这些模块中的一些模块包括软件程序和硬件部件。软件模块在功能上相对独立，并且主要通过数据库而不是程序变量来交换信息。诸如以下描述的停车优化模块和路线优化模块的一些软件模块在分析和决策中可涉及人工智能。
[0065]MGS程序进行不停歇的监视和通信操作。MGS程序检测来自各个CIU、升降机控制单元和子系统的请求和状态变化，更新对应的数据库，与功能模块或子系统通信，并且向各个CIU和升降机控制单元发送命令。[0066]图12例示中央管理系统140的功能模块和它们的交互。在下文中描述各个功能模块。
[0067]I)数据库。数据库可包括设施数据库、用户信息数据库、实时数据库以及它们的备份。设施数据库存储设施结构物理参数、面积和设备分配、装置设置和设施的标识信息；各个停靠单元的物理和拓扑坐标以及系统监管信息；停靠单元的类型，诸如双向或四向信息、停靠单元的ID (通过图6所示的每一个双列直插式开关设置)以及用于其运动方向的每个停靠单元的索引；升降机的物理和拓扑坐标和范围、和其它适当信息。用户信息数据库存储用户(诸如驾驶员)的标识信息和对象的信息。用户信息数据库还可以包括驾驶员的会员资格和它们的账户余额信息。设施数据库和用户信息数据库是通用数据库。
[0068]实时数据库是被设计为处理其状态中不断变化的工作负载的处理系统。这与包含不变数据的基本上不受到时间影响的传统数据库不同。实时处理意味着交易被足够快地处理使得结果立即返回并且起作用。在MGS140中，实时数据库包括:用于存储各对象支架对相对于停靠单元的实时位置信息的动态ID关联数据库；用于包括升降机中的停靠单元的各停靠单元的状态和各支架的状态的动态状态数据库；升降机车厢位置和状态的动态数据库；由停车优化模块分配的针对停靠单元和升降机的优先级分数数据库；以及其它工作数据库。实时数据库动态地更新。数据库备份在电池供电系统在操作，按照调度间隔或者连续地备份工作数据库，以防止在设施中停电的情况下数据丢失。
[0069]在此，停靠单元的状态可以通常包括:被支架占用、未被占用、保留和暂停服务。升降机的状态可以通常包括被上升的支架占用、被下降的支架占用、无任务未被占用、有任务未被占用和暂停服务。状态数据库根据来自各对应的停靠单元和升降机控制单元的CIU的实时状态报告而动态更新，或被MGS程序动态更新。
[0070]2)登记模块。登记模块可以是用于在同一时间向请求存储服务多个驾驶员或用户提供使用权的子系统，其与中央管理系统140 —起工作。对象和/或驾驶员的ID信息是通过从人工输入的数据或者从在接收站的用户接口输入的卡片扫描数据来收集的。
[0071]3) ID关联模块。ID关联模块包括一个或更多个软件程序和ID关联数据库。软件程序将对象和对象所在的支架的标识编组成对，并且进一步将该对与该对所在的停靠单元关联成对，以产生关联关系码，即，对象(驾驶员)〈_>支架<_>DC。ID关联数据库存储与各对应的停靠单元关联的关联关系码。ID关联数据库是实时数据库，其根据来自系统中的各个对应的停靠单元的CIU的实时报告而动态更新。
[0072]在操作中，当驾驶员通过登记模块发起了 “停车”命令时，ID关联模块将对象与对象所在的支架配对，并且将该对与当前停靠单元关联。当加载的支架移动到另一个停靠单元中时，关联关系数据库被动态更新。因此，该模块不间断地监测对象当前时间所处的位置。
[0073]4)对象调度模块。该模块负责基于预设日期和时间来处理所安排的对象的停放和释放。
[0074]5)停车优化模块。该模块产生停靠单元的相对静态的优先级分数数据库。该优先级分数数据库可基于预设条件自动更新，或者按照需要来人工更新。向各个停靠单元分配优先级分数涉及设施布局和升降机的拓扑图分析、是否具有支架保持站、对时间和经济因素的考虑、预定的保留点、对象释放调度的考虑、维护、设施路线优化中的因素的考虑、以及最小化对支架周转的需要。分数越高，则路线选择或优化处理中的优先级就越高。直观的结果例如是较高的分数被分配给那些在建筑物的低层以及接近升降机的停靠单元，并且较低的分数被分配给位于建筑物的高层以及位于可能要求支架周转的主路径上的停靠单元。应理解，较高的分数可通过任何数学表达式来表示，例如，正数或负数、正数或分数。
[0075]在此，术语“支架周转”是指将一个或更多个支架从它们现有的停靠单元移动到不同的停靠单元，以提供路径使得指派的支架可被移动到目的地停靠单元(也称为目的地点)。
[0076]6)路线优化模块。这个模块负责选择路线(也称为传送路线)以将对象停放到使用一个或更多个路线优化算法动态地选出的目的地停靠单元。在一个实施方式中，路线优化模块具有基于模拟退火法(annealing)的路线优化或者选择算法，该算法搜索两个或更多个加权变量的最小数学目标函数。通过式(I)来定义目标函数:
[0077]f=加权惩罚变量之和-加权奖励变量之和(I) [0078]惩罚变量可以包括但不限于将加载的支架移动到目的地停靠单元所涉及的步骤中涉及的行程距离、时间或成本、在该步骤中为了将加载的支架移动到目的地停靠单元的支架周转中涉及的停靠单元的数量、或者在使用一个或更多个升降机时涉及的等待时间、行程时间或成本。奖励变量包括与提供一个或更多个优点的步骤或路线相关联的奖励因素，诸如与另一辆车共享升降机的奖励点、避免设施中的正在维护的区域的路线的奖励点、当驾驶员在取走车辆之前请求例如洗车或维护的服务时经过洗车站或者维护站的路线的奖励点、使用具体设施中的更适于长期停车的区域的奖励点等。
[0079]在一个实施方式中，两个惩罚变量是将加载的支架传送到目的地停靠单元所涉及的物理距离和将加载的支架移动到目的地所涉及的停靠单元周转的程度。其它惩罚变量可以涉及升降机使用以及将加载的支架移动到目的地点所涉及的其它适当惩罚变量，其可以根据设施和使用领域来改变。
[0080]在一个实施方式中，通过式(2)来定义目标函数:
[0081]
【权利要求】
1.一种用于停车或存储的自动叠置存储系统，该系统包括: Ca)多个静止的停靠单元，所述停靠单元在建筑物或框架结构的地板上沿横向和与该横向正交的方向彼此连续地设置，各个停靠单元具有表示该停靠单元在所述建筑物或框架结构中的地址的单元ID，各个停靠单元包括至少一个地面驱动装置、停靠单元控制和接口单元CIU以及一个或更多个支架位置和ID传感器，所述至少一个地面驱动装置被固定在所述停靠单元的底部以在所述停靠单元的不同方向上水平地驱动其上所接合的支架，所述CIU包括至少一个微处理器和用于控制所述地面驱动装置的操作的一个或更多个操作程序，并且所述一个或更多个支架位置和ID传感器与所述CIU通信； (b)在所述多个停靠单元间移动的多个所述支架，所述多个支架由被固定在所述停靠单元中的所述地面驱动装置驱动，各个支架包括平坦平台，所述平坦平台在其底侧包括与各个停靠单元的所述地面驱动装置具有配合关系的接合结构，各个支架上具有能够被所述停靠单元中的所述一个或更多个支架位置和ID传感器检测到的支架标识和至少一个位置标签；以及 (c)中央管理系统，其与各个停靠单元的所述CIU通信并控制所述CIU的操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述地面驱动装置包括一个或更多个齿轮驱动机构，并且所述支架包括与所述一个或更多个齿轮驱动机构的齿轮具有配合关系的一个或更多个直线齿条，各个直线齿条设置在所述平坦平台的底侧，各个直线齿条在所述平坦平台的整个长度或宽度上延伸并且在所述平坦平台的相应侧边处终止，并且各个直线齿条具有两个相对的开口端。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，各个齿条凹入所述平坦平台的底侧，并且所述直线齿条的所述开口端中的每一个具有朝向所述平坦平台的所述相应侧边的扩大的开口并且在所述直线齿条的纵方向上向内变窄，便于所述支架与相邻停靠单元的所述一个或更多个齿轮驱动机构的初始接合。`
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述支架包括分别在所述平坦平台的整个长度和宽度上彼此正交设置的两个直线齿条。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述齿轮驱动机构使得能够在两个相反方向或在彼此正交的四个方向上水平地移动所述支架。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，在所述支架的移动方向上的紧密相邻的停靠单元中的所述齿轮驱动机构的操作被同步以在相同移动方向上同时驱动。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述地面驱动装置还包括多个支承轮，所述多个支承轮被固定在各个停靠单元的底部并分布在各个停靠单元中以支承所述支架。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括一个或更多个升降机，各个升降机具有包括一个或更多个升降机停靠单元的升降机车厢以及升降机驱动单元以在不同楼层之间移动一个或更多个所述支架，并且各个升降机停靠单元包括固定在所述升降机停靠单元的底部的所述地面驱动装置、所述CIU以及所述一个或更多个支架位置和ID传感器。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央管理系统包括ID关联模块，所述ID关联模块包括一个或更多个软件程序，所述一个或更多个软件程序用于把要存储的对象的标识与所述对象所在的所述支架组合为对，并且将所述对与所述对所在的所述停靠单元关联起来以产生关联关系码。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述ID关联模块还包括ID关联数据库，所述ID关联数据库存储与各个对应的停靠单元相关联的所述关联关系码，并且所述ID关联数据库根据来自所述系统中的各个对应的停靠单元的所述CIU的实时报告而动态地更新。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央管理系统包括停车优化模块，所述停车优化模块包括一个或更多个软件程序，所述一个或更多个软件程序用于根据设施布局、假定将加载的支架移动到作为目的地停靠单元的各个停靠单元而涉及的时间、距离或成本，向各个停靠单元分配选择用于存储对象的所述目的地停靠单元的优先级分数。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央管理系统包括路线优化模块，所述路线优化模块包括路线优化算法，所述路线优化算法用于选择传送路线以将加载的支架从起始停靠单元移动到目的地停靠单元。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述路线优化算法是由式(I)定义的目标函数: f=加权惩罚变量之和-加权奖励变量之和(I) 其中，所述惩罚变量包括将加载的支架移动到所述目的地停靠单元所涉及的步骤中涉及的行进距离、时间或成本、该步骤中的支架周转中涉及的停靠单元的数量、和/或在使用一个或更多个升降机过程中涉及的等待时间、行进时间或成本，并且所述奖励变量包括与所述步骤或与提供一个或更多个优点的路线相关联的奖励因素。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述路线优化算法是由式(2)定义的目标函数:
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述路线优化算法是由式(3)定义的目标函数:
16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述中央管理系统包括支架周转控制模块，所述支架周转控制模块用于根据所述路线优化模块选择的所述传送路线而对将加载的支架从所述起始停靠单元移动到所述目的地停靠单元的处理进行控制并监测。
17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统根据为每一个加载的支架选择的对应的传送路线来同时移动多个加载的支架。
18.一种在自动叠置存储系统中存储对象的处理，该处理包括: (a)在所述自动叠置存储系统中登记要存储的对象，所述系统包括:多个静止的停靠单元，所述停靠单元在建筑物或框架结构的地板上沿横向和与该横向正交的方向上彼此连续地设置，各个停靠单元具有表示该停靠单元在所述建筑物或框架结构中的地址的单元ID，各个停靠单元包括至少一个地面驱动装置、停靠单元控制和接口单元CIU以及一个或更多个支架位置和ID传感器，所述至少一个地面驱动装置被固定在所述停靠单元的底部以在所述停靠单元的不同方向上水平地驱动其上接合的支架，所述CIU包括至少一个微处理器和用于控制所述地面驱动装置的操作的一个或更多个操作程序，并且所述一个或更多个支架位置和ID传感器与所述CIU通信； 在所述多个停靠单元间移动的多个所述支架，所述多个支架由被固定在所述停靠单元中的所述地面驱动装置驱动，各个支架包括平坦平台，所述平坦平台在其底侧包括与各个停靠单元的所述地面驱动装置具有配合关系的接合结构，各个支架上具有能够被所述停靠单元中的所述一个或更多个支架位置和ID传感器检测到的支架标识和至少一个位置标签；以及 中央管理系统，其与各个停靠单元的所述CIU通信并控制所述CIU的操作； (b)将所述对象装载在起始停靠单元中的一个支架上； (c)通过所述中央管理系统选择目的地停靠单元； Cd)通过所述中央管理系统的路线优化模块确定从所述起始停靠单元到所述目的地停靠单元的传送路线；以及 (e)按照所述中央管理系统的命令，通过所述传送路线中的对应的停靠单元中的所述CIU自动地激活每一个所述地面驱动装置，并且将载有所述对象的所述支架从所述起始停靠单元经过所述传送路线中的所述对应的停靠单元水平地驱动到所述目的地停靠单元。
19.根据权利要求18所述的处理，其中，所述传送路线由式(3)所定义的路线优化算法确定:
20.根据权利要求18所述的处理，其中，所述目的地停靠单元是基于所述中央管理系统的停车优化模块所分配的各个停靠单元在所述系统中的优先级分数而选择的。
【文档编号】E04H6/22GK103774883SQ201310475703
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】罗春松 申请人:罗春松