本发明涉及排序系统和方法。更具体地但是非排他性地，本发明涉及用于具有在叠垛中的箱的机器人存储和捡取系统的排序系统和方法，叠垛位于格架结构内。
本申请要求于2015年12月6日提交的申请号为gb1521488.5的英国专利的优先权，该英国专利的全部内容通过引用被并入本文。
背景技术：
一些商业和工业活动需要能够对大量不同的产品进行存储和提取的系统。一种已知类型的用于对多个产品线中的物品进行存储和提取的系统涉及将叠垛中的存储箱或存储容器布置在彼此顶部，该叠垛成行布置。存储箱从叠垛中移除并被装载处理设备从上方进行存取，从而消除了行之间的通路的需要并允许更多的容器存储在给定的空间中。
对成行叠置的容器进行处理的方法已被众所周知数十年。在一些例如如在bertel的us2,701,065中所描述的这种系统中，包括容器的独立式叠垛，该独立式叠垛被成行布置以便减少与存储这种容器相关的存储体积，但是如果需要的话仍然提供对特定容器的存取。通过提供可用于叠置给定容器并且将给定容器从叠垛中移除的相对复杂的起重机构来对给定的容器进行存取是可能的。然而，这种系统的成本在许多情况下不切实际，并且该系统主要针对大型航运容器的存储和处理被商业化。
使用容器的独立式叠垛并提供对特定容器进行提取和存储的机构的想法已经得到进一步发展，例如，如在cimcorp的ep0767113b中所描述的。’113公开了一种使用呈矩形管形式的机器人装载处理器对多个叠置的容器进行移除的机构，该矩形管围绕容器的叠垛下降并且被构造成能够在叠垛的任一水平高度处抓夹容器。通过这种方式，多个容器可以立即被从叠垛升起。可移动的管可用于将多个容器从一个叠垛的顶部移动到另一个叠垛的顶部，或者将容器从叠垛移动到外部位置，反之亦然。在单个叠垛中的所有容器都容纳有相同产品(称为单产品叠垛)的情况下，这样的系统特别有用。
在’113中描述的系统中，管的高度必须至少与容器的最大叠垛的高度一样高，以便可以在单次操作中提取容器的最高叠垛。因此，当在诸如储仓的封闭空间中使用时，由于需要适应装载处理器的管而限制了叠垛的最大高度。
ep1037828b1(autostore)描述了一种如下系统：在该系统中，容器的叠垛被布置在框架结构内，ep1037828b1的内容通过引用被并入本文。附图的图1至图4中示意性地示出了这种类型的系统。机器人装载处理设备可以在叠垛的最上部表面上的导轨系统上围绕叠垛被可控制地移动。
机器人装载处理设备的其他形式在例如专利号为317366的挪威专利中被进一步描述，该挪威专利的内容通过引用被并入本文。图3(a)和图3(b)分别是从后部和前部观察的装载处理设备的示意性透视图，并且图3(c)是用于使箱升起的装载处理设备的示意性前视透视图。
在ocadoinnovationlimited的申请号为gb1314313.6的英国专利申请中描述了装载处理设备的进一步发展，在该专利申请中，每个机器人装载处理器仅覆盖一个格架空间，从而允许装载处理器的更高密度并且进而允许给定尺寸系统的更高的总处理能力。然而，可以使用装载处理设备的任何合适的形式。
在上文所述的已知的机器人拣取系统中，机器人装载处理设备在形成格架的导轨系统上被可控制地在多个叠垛的顶部上到处移动。给定的装载处理设备将箱从叠垛升起，该容器是容纳有满足客户订单所需的库存物品的升降机。该容器被运送到拣取站，在该拣取站处，可以将所需的库存物品从箱中手动地移出并放置在递送容器中，递送容器形成客户订单的一部分，并且在适当的时间被手动填装以便分派。在拣取站，物品也可以由适于这种工作的工业机器人拣取，例如，如ocadoinnovationlimited的申请号为gb1502123.1的英国专利中所描述的。
在上文已知的系统中，最终目的是满足客户订单。这些容器将单独地或者大批地装有客户订单，并且这些容器需要被装载到递送车辆上并被分派。上文所述的所有系统导致容器处于存储系统内的不同位置，但需要被放在一起以形成相干的递送路线从而被装载到用于递送的车辆中。
技术实现要素：
本发明旨在通过将不同容器组合成根据客户订单或递送路线而分类的相干组来克服关于上述系统中的问题。此外，如下所述的排序方法使得容器能够出于任何其他原因而被排序，该原因例如为：在存储系统的两个单独部分之间转移，或者移动跨越大型存储系统或者从大型履行中心移动到小型履行中心或从小型履行中心移动到大型履行中心。
根据本发明，提供了一种用于存储和拣取系统的排序系统，所述排序系统包括存储系统的一部分，存储系统包括：大致平行的轨道或导轨的第一组和大致平行的轨道或导轨的第二组，第二组在大致水平的平面中大致垂直于第一组延伸以形成导轨的格架图案，该格架图案包括多个格架空间；直立件的组，直立件支撑导轨，直立件和导轨一起限定框架；位于导轨下方的多个容器，容器在叠垛中并且在框架内，容器的一部分占据格架空间下面的空间；和在格架上进行操作的多个装载处理设备，装载处理设备包括用于将容器从格架下方升起的装置和用于将容器存放在格架下方的装置；
其特征在于，排序系统包括：格架的设置在输送装置上方的一部分，输送装置包括一系列位置，所述位置由输送装置上方的格架空间限定，输送装置上的所述位置能够按照预定顺序被分配给待存放在其上的容器和被该待存放在其上的容器进入。
根据本发明的第二方面，提供了一种对来自存储和订单拣取系统的容器进行排序的方法，该系统包括：大致平行的轨道或导轨的第一组和大致平行的轨道或导轨的第二组，第二组在大致水平的平面中大致垂直于第一组延伸以形成导轨的格架图案，该格架图案包括多个格架空间；直立件的组，该直立件支撑导轨，直立件和导轨一起限定框架；位于导轨下方的多个容器，该容器在叠垛中并且在框架内，容器的一部分占据格架空间下面的空间；和在格架上进行操作的多个装载处理设备，装载处理设备包括用于将容器从格架下方升起的装置和用于将容器存放在格架下方的装置，格架的一部分被设置在输送装置上方，输送装置包括一系列位置，所述位置由输送装置上方的格架空间限定，输送装置上的所述位置包括按预定调度分配给容器的位置，所述方法包括以下步骤：(a)将第一容器存放在输送装置上的第一位置；(b)将第二容器存放在输送装置上的第二位置；和(c)重复步骤(a)和(b)直到输送装置上所有要求的位置被填装，其特征在于，该位置根据预定调度被分配给待存放到其上的容器并且被该待存放到其上的容器进入。
通过这种方式，容器可以根据要求被分组和排序。
附图说明
现在将参照附图在下文详细地描述本发明，在附图中：
图1是用于使箱的多个叠垛容置在存储系统中的框架结构的示意性透视图；
图2是图1的框架结构的一部分的示意性平面图；
图3(a)和3(b)分别是机器人装载处理设备的一种形式的从后部和前部观察的示意透视图，该机器人装载处理设备用于图1和图2的框架结构，并且图3(c)是在使用时使箱升起的已知的装载处理设备的示意性透视图；
图4是已知存储系统的示意性透视图，该存储系统包括在图3(a)、图3(b)和图3(c)中所示类型的、被安装在图1和图2的框架结构上的多个装载处理设备、以及和框架在一起的机器人装载处理设备，该装载处理设备包括存储系统的主要部件，以存储和处理待被存储的物品；
图5是根据本发明的第一方面的存储系统的示意性透视图，其示出了图1至图4的存储系统，该系统进一步包括沿着存储系统的两侧定位的分派部分；
图6是图1至图4的根据本发明的第一方面的存储系统的分派部分的示意性透视图，其示出了容纳有准备分派的物品的箱在转移到递送车辆之前存放在其上的带；
图7是图6的根据本发明的第一方面的存储系统的分派部分的示意性透视图，分派部分包括多个包含递送容器的箱，该容器包括待递送的物品；
图8a是图5至图7的根据本发明的一种形式的分派部分的一种形式的示意性透视图，其示出了在存储系统和分派部分上进行操作的装载处理设备，该分派部分具有用于对准备移动到车辆装载区域的箱进行移动的输送系统的替代形式；和
图8b是图8a的分派部分的示意性透视图，其示出了在分派带上的包括递送容器的箱，在将箱移动到车辆装载区域之前等待将未达到的箱存放在分派带上的空位置。
具体实施方式
如图1和图2所示的，被称为箱10的可叠置存储容器被叠置在彼此顶部以形成叠垛12。叠垛12被布置在储仓或制造环境中的框架结构14中。图1是框架结构14的示意性透视图，并且图2是示出了布置在框架结构14内的箱10的单个叠垛12的自顶向下的视图。每个箱10通常装纳多个产品或库存物品28，并且箱10内的库存物品可以是相同的，或者根据应用可以具有不同的产品类型。此外，箱10可以在结构上被细分，以容纳多个不同的库存物品28。
在下面的描述中，箱10将被用于表示意图用于存储库存物品28的容器，而递送容器dt将被用于表示意图被填装有物品28以满足由客户订购的订单的容器。应当理解的是，这个术语在本文件中使用是为了方便参考和说明。然而，应该注意的是，箱10和容器dt可以具有相同的形状和构造。此外，递送容器dt可以存储在存储系统内的箱10中或存储系统的任何部分中。
框架结构14包括支撑水平构件18、20的多个直立构件16。第一组平行的水平构件18被布置成垂直于第二组平行的水平构件20，以形成由直立构件16支撑的多个水平格架结构。构件16、18、20通常由金属制成。箱10被叠置在框架结构14的构件16、18、20之间，使得框架结构14防止箱10的叠垛12水平移动，并引导箱10的竖直移动。
框架结构14的顶部层面包括轨道22，该轨道被布置在横跨叠垛12的顶部的格架图案中。另外参照图3和图4，轨道22支撑多个机器人装载处理设备30。平行的轨道22的第一组22a横跨框架结构14的顶部引导装载处理设备30沿第一方向(x)移动，平行的轨道22的第二组22b垂直于第一组22a布置，该第二组引导装载处理设备30沿垂直于第一方向的第二方向(y)移动。通过这种方式，轨道22允许装载处理设备30在x-y平面中以两个维度进行移动，使得装载处理设备30可移动到叠垛12中的任一叠垛上方的位置。
每个装载处理设备30包括载具32，该载具被布置成于叠垛12上方沿x方向和y方向在框架结构14的轨道22上行进。由载具32的前部的一对轮34和载具32的后部的一对轮34组成的轮34的第一组被布置成与轨道22的第一组22a中的两个相邻轨道接合。类似地，由载具32的每一侧上的一对轮36组成的轮36的第二组被布置成与轨道22的第二组22b中的两个相邻轨道接合。每组轮34、36可以被升起和降低，使得轮34的第一组或轮36的第二组在任何时候都与相应的轨道的组22a、22b接合。
当轮34的第一组与轨道的第一组22a接合并且轮36的第二组被从轨道22升起时，轮34可以通过容置在载具32中的驱动机构(未示出)驱动，以便使装载处理设备30沿x方向移动。为了使装载处理设备30沿y方向移动，轮34的第一组从轨道22升起，并且轮36的第二组被降低到与轨道的第二组22a接合。然后，驱动机构可以用于驱动轮36的第二组以实现沿y方向的移动。
通过这种方式，如图4中所示的，在中央控制工具(未示出)的控制下，一个或多个机器人装载处理设备30可以在框架结构14上围绕多个叠垛12的顶部表面移动。每个机器人装载处理设备30被设置有升降装置38，该升降装置用于使一个或多个箱10从叠垛12升起以存取所需的产品。
载具32的本体包括腔40，腔40的尺寸能够装纳箱10。升降装置38包括绞绕装置和箱抓夹组件39。升降装置将箱10从叠垛12升起到载具32的本体内的腔40内。
通过这种方式，可以从多个位置存取多个产品，装载处理设备能够对来自任何叠垛的容器进行存取。
机器人装载处理设备30移出内部容纳有库存物品28(未示出)的箱10，并将箱10输送至拣取站(未示出)，在拣取站，将所需库存物品28从箱10移出并放置入包括递送容器dt的箱10中。重要的是，应当注意，递送容器dt可以装在箱10内。箱10可以包括库存物品28或者可以包括递送容器dt。此外，递送容器dt可以包括至少一个袋52，库存物品28在拣取站(未示出)被直接拣取到袋52中。
空的箱10或者包括递送容器dt的箱或者包括递送容器dt和袋52的箱全都可以存储在叠垛12内。应当理解的是，所有的箱10具有大致相同的外部形状和构造。
图4示出了如上文所述的典型的存储系统，该系统具有多个在叠垛12上方的格架上进行操作的装载处理设备30。
图1和图4示出了存储系统内的叠垛12中的箱10。应当理解的是，大量的箱10可以存在于任何给定的存储系统中，并且许多不同的物品28可以被存储在叠垛12中的箱10中，每个箱10在单个叠垛12内可以容纳有不同类别的库存物品28。
在上文和进一步在ocadoinnovationlimited的申请号为gb1410441.8的英国专利(该专利通过引用被并入本文)中所述的一个系统中，存储系统包括一系列箱10，该箱可以进一步包括其内容纳有客户订单的递送容器dt，或者可以进一步包括其内容纳有等待拣取的库存物品28的箱10。这些不同的箱10及其组合可以被容纳在存储系统中并且如上文所述通过机器人装载处理设备30进行存取。
应当理解的是，装载处理设备30是用于从叠垛12拣取出箱10的机器人装置。然而，应当理解的是，修改后的装载处理设备可以用于直接从箱10或者递送容器dt拣取出库存物品28(如果物品要返回到箱10的话)。就这一点而言，上文提到的机器人拣取不限于从叠垛12拣取出箱10的设备，而是还包括直接从箱10拣取出物品28的设备。然而，应当理解的是，在任何存储系统1中，可以存在上述所有的组合，并且拣取也可以手动进行。
如图5所示，根据本发明的第一形式，如上文参照图1至图4所述的存储系统1可以进一步包括分派部分40。这些分派部分40可以包括存储系统上方的格架22在输送装置42上方延伸的区域。
输送装置42包括一段输送机。如图7所示，装载处理设备30从存储系统1移出容纳有递送容器dt的箱10，并且在格架间隔下方的多个位置用所述箱10填装输送机。当箱10由装载处理装置30来放置时输送机是静止不动的。
应当理解的是，包括客户订单的箱10可以被暂时地存储在存储系统1内，其或者如前所述的经由拣取站(未示出)被手动地拣取，或者箱10可以已经通过根据2015年11月11日提交的ocadoinnovationlimited的申请号为gb1519929.2和gb1519930.0的英国专利(这些专利通过引入被并入本文)的拣取设备在格架22上进行拣取。
此外，应当理解的是，递送容器dt可以通过在存储系统1上进行操作的拣取设备而被直接填装有在存储系统1的箱10内的物品28。
分派输送机42上的位置的数量可以由能够针对单个输送路线而装载到车辆中的递送容器dt的数量来确定。此外，包括递送容器dt的箱10可以被排列成使得一旦递送到车辆装载区域，箱10就以适当的顺序装载到车辆中，以便针对预定输送路线最佳地定位在车辆内。
在使用时，如图7所示，输送机42上的位置通过装载处理装置30而填装有包括递送容器dt的箱10。输送机42上的位置处于预定的顺序以有助于装载到递送车辆内的最佳位置。然而，应当理解的是，箱10不需要以预定的顺序存放，但是可以通过装载处理设备30存放在适当的位置。
例如，在递送包括20个箱10的情况下，分配给输送机42的位置将是编号1至20。由于装载处理设备30可以以任何顺序进入输送机42上方的位置，所以没有必要将位置1所需的箱存放到第1位，然后将位置2所需的箱10存放到第2位，之后将位置3所需的箱10存放到第3位等等，直到将位置20所需的箱10存放到第20位。箱10可以通过装载处理设备30以任何顺序存放。因此，例如，可以将位置7所需的箱10存放在第1位，然后将位置17所需的箱10存放在第2位等等，直到所有位置都被填装。
应当理解的是，对于给定的预定递送路线，不是所有在输送机上的位置都需要被填装。
输送装置可以包括输送机42的组对，输送机42在中央控制工具的控制下可独立地移动。有利地，可以首先填装该组对的第一带上的位置，并且由控制工具激活第一输送机42以将其上的容器10向前转移。然后可以根据要求来填装第二输送机42上的位置，并且由控制工具激活第二输送机以向前转移容器10。输送机42的这种交替使用使得容器10的分派能够连续。另外，在一个输送机42发生故障的情况下，第二个可以继续工作。
将进一步注意到，输送装置42上的所有位置可以由装载处理设备30同时进入，从而加速了在输送机上的路线或分组的合并。
输送机上的分组可以被布置成形成车辆的递送路线。然而，可能存在设想的其他分组，例如一组递送容器dt可以被分组以用于递送到客户领取(collect)点，例如点击位置和领取位置。
一旦所有要求的位置都被填装，则输送机42可以在中央控制工具的控制下移动，使得包括递送容器dt的箱10从系统1的分派部分40移动到车辆装载区域(未示出)。
在上面的示例中应当理解的是，在装载车辆之前，将从箱10中移出递送容器dt。这可能紧接在车辆装载区域前发生。然而，应当进一步理解的是，存储系统可以包括没有容纳在箱10中的递送容器dt，因此可能不要求在装载到车辆上之前将递送容器dt从存储箱10移出。
在上文参考图6和图7所述的示例中，输送机42邻接附加的输送装置44，该附加的输送装置将箱10的分组运输到装载区域。在图6和图7中，分派输送机42和附加的输送机带系统平行于存储系统1的长度延伸，如图7中所示的。
图8a和图8b示出了本发明的一个替代实施例，在该替代实施例中，分派带142和附加的输送机144、146大致垂直于存储系统1延伸。应当理解的是，通过这种方式，输送机142、146可以用作被移动到装载区域的箱10的积聚存储部。这有利地减少了拣取站(未示出)相对于分派区域40的拥挤。此外，这种布置组织并形成了车辆装载机的积压工作。在图8a和图8b所示的实施例中，每个车辆装载机可以进入至少两个附加的输送机144、146。因此，在输送机144的内容物被装载的同时，输送机146可以被填装以准备装载。因此，车辆装载机可以从一个输送装置142移动到下一个输送装置144，并且如果需要，装载可以是连续的。
如上文所述的本发明的第一种形式是参考存储系统公开的，如所述的，该形式输出用于装载到车辆中并且前往递送到客户的容器的序列。然而，应当理解的是，存在对存储和拣取系统内的容器进行排序将是有利的其他情况，并且本发明不限于从系统分派容器。
例如，在本发明的第二实施例中，排序系统可被用于在运输期间或运输到拣取站(未示出)之前对容纳有库存物品28的箱10进行排序，以确保物品28可以被以正确的或预定的顺序从箱10拣取到递送容器dt中。例如，在脆弱的或易碎的物品之前，将针对客户订单的待拣取的重物品拣取到递送容器dt中将是有利的。
在本发明的第三实施例中，排序系统可以用于对容纳有库存物品28的箱10进行排序，以使所述物品28能够被机器人式地拣取到递送容器dt中。应当理解的是，这种机器人拣取可以发生在拣取站、存储系统1或之前描述的分派部分40处。此外，如果需要使所述物品返回，则可以使用排序系统来对递送容器dt进行排序以便将之前拣取出的物品返回到箱10。
在本发明的第四实施例中，如果所述箱10或容器dt需要在存储系统1的两个部分之间转移，例如当在存储系统1的环境部分或冷冻部分之间转移所述箱10或容器28时，可以使用排序系统来对容纳有库存物品28或递送容器10的箱10进行排序。应当理解的是，在许多格架到格架转移的情况下，对容器dt或箱10或者对容纳有dt的箱10或容纳有库存物品28的箱10进行排序将是有利的。
在本发明的第五实施例中，排序系统可以用于对来自多个存储系统的箱进行排序，其中多个存储系统可以用于通过从各个存储系统按顺序拣取货物并将它们组合以用于递送来完成单个订单。这样的单独格架可以包括具有共同特征的产品，例如，在第一系统中的所有重货物、在第二系统中的冷冻货物、在第三系统中的环境货物，排序系统用于对为了递送而被拣取的物品进行组合和排序。
应当理解的是，存在很多对容纳有客户订单或顾客订单的一部分的递送容器dt、容纳有库存物品28的箱10和容纳有递送箱dt的箱10进行排序将是有利的情况，并且本发明不限于上文所述的这些示例。
例如如上文和ocadoinnovationlimited的申请号为gb1413155.1的英国专利(该专利通过引用被并入本文)中所述的多个机器人处理设备30可在格架22系统上进行操作并且在如ocadoinnovationlimited的申请号为gb1509613.4的英国专利(该专利通过引用被并入本文)中所描述的单独的中央控制工具的控制下进行操作。
除了机器人装载处理设备30之外，可以有多个附加的机器人拣取设备130，该机器人拣取设备能够处理在格架22上进行操作的不同尺寸的箱10。可以设想以例如ocadoinnovationlimited的申请号为gb1410127.3的英国专利中描述的方式使用机器人装载处理器，并且这种装载处理设备通过引用被并入本文。
此外，应当理解的是，上述示例性实施例是参照存储系统1来描述的，该存储系统包括将箱10从格架22下方升起并且将该箱移动到拣取站(未示出)以便物品28被移出并存放在递送容器dt中的装载处理设备30，该递送容器dt可存储在存储系统中，以等待分派。然而，应当理解的是，递送容器可以从拣取站直接移动到格架22的分派部分40。此外，应当理解的是，递送容器10可以临时地存储在存储系统的框架14内的叠垛12中。
此外，应当理解的是，装载处理设备30不需要将箱10运输到拣取站来将物品28拣取到递送容器dt中。递送容器10可以通过经由包括拣取装置的装载处理设备从存储系统内的箱中直接拣取出物品28而被填装。此外，包括拣取装置的装载处理设备30可以直接将物品拣取到位于输送装置42、142上的递送容器10中。
应当注意的是，递送容器dt可以是用于前往输送到客户的实际递送容器，或者是带有“邮件拣取”的意图递送到别的地方(例如，递送到替代的物流中心)的箱10。术语递送容器dt被用于将箱10与递送容器dt区分开来。然而，应当理解的是，箱和dt可以具有相似或大致相同的形状和构造，箱的功能限定了定义，而不是箱的实际形状或大小的任何变化。
还应当理解的是，递送容器dt可以被容纳在箱10内以确保机器人装载处理设备可以处理无论是在主存储系统的叠垛12中还是在名义上的机器人拣取区域中的所有箱的移动。
应该理解的是，上述的存储和拣取系统是为了针对在线订单履行服务而存储和拣取杂货订单的用途。然而，设想了许多其他用途，并且应当指出，物品28可以包括能够被存储、容纳或位于容器10中的任何物品，例如包裹或备件。