存储和检索系统车接口的制作方法
【专利说明】存储和检索系统车接口
[0001]相关申请的交叉引用
本申请是2013年3月14日条的美国临时专利申请号61/783，828、2013年3月13日提交的美国临时专利申请号61/780，363以及2013年3月15日提交的美国临时专利申请号61/798，282的非临时申请并要求其权益，这些申请的公开被整体地通过引用结合到本文中。
技术领域
[0002]示例性实施例一般地涉及材料搬运，并且更特别地涉及材料搬运系统内的自主车(rover)ο
【背景技术】
[0003]诸如在仓库环境中的自动化存储和检索系统可使用自主车辆(vehicle)/车来将项目置于存储中和从存储中检索那些项目。在自动化存储和检索系统包括多个层级的情况下，一般地通过沿着连接不同层级的上下坡道驾驶车辆或者通过使用叉式起重机或升降机将自主车辆/车提升至每个层级来使自主车辆/车到达每个层级。
[0004]另外，当在存储和检索系统中操作时，自主车辆/车的位置必须是已知的。这些车辆的位置一般地是使用类似于GPS的系统、光学系统和射频系统来确定的。
[0005]能够向和从存储和检索系统的每个层级容易地运输自主车辆/车将是有利的。提供自主车辆/车在自动化存储和检索系统中的登记和自主车辆/车从自动化存储和检索系统的撤消登记也将是有利的。向缺少任何先前的定位数据的自主车辆/车提供定位数据将是进一步有利的。
[0006]诸如自动化存储和检索系统之类的材料搬运系统将存储项目循环到自动化仓库或货站的存储阵列中的存储位置(例如，存储架的架子)。当与常规存储架(其中存储位置被固定在架子的预定位置处)相比时，由于每个潜在存储位置的较高使用率，具有动态分配存储位置的存储架可预期将在自动化存储和检索的寿命/期限期间经受较高次数的载荷循环。常规存储结构一般地已经忽视了疲劳问题，并且在有限的程度上，疲劳载荷已被结合到常规存储结构的设计中，此类载荷看起来与结构上的总存储载荷有关而不是从自动化加载(例如来自自动化材料搬运机的载荷，其具有穿过存储结构的各种有效载荷或有效载荷传递动作)。
[0007]并且，常规自动化存储和检索系统可在地震或可能引起存储项目移动的其它事件之后提供项目的扫描。可使用自动化来确定受影响存储项目的位置，使得项目可以被移动至其正确位置。一般地，完成此扫描是为了在自动化存储和检索系统由于地震或其它事件而关闭时促进自动化存储和检索系统的恢复。
[0008]具有一种结合了相对于自动化存储和检索系统的从自动化加载的疲劳考虑的存储结构将是有利的。具有一种促进在地震或可引起存储项目移动的其它事件之后保持操作的存储结构也将是有利的。
[0009]自主车辆/车可包括储能单元，其在初次使用之前和在使用期间(诸如当在耗尽时进行再充电时)要求充电。
[0010]具有一种用于对自主车辆/车的储能单元充电的充电系统将是有利的。在自主车辆/车可能正在传递材料的情况下或者在自主车辆/车可能位于的任何位置对自主车辆/车的储能单元进行充电也将是有利的。
【附图说明】
[0011]在结合附图进行的以下描述中解释了公开实施例的前述方面及其它特征，在所述附图中:
图1是根据公开实施例的各方面的自动化存储和检索系统的示意图；
图2A、2B和2C是根据公开实施例的各方面的图1的自动化存储和检索系统的各部分的不意图；
图3是根据公开实施例的各方面的图1的自动化存储和检索系统的一部分的示意图； 图4是根据公开实施例的各方面的图1的自动化存储和检索系统的一部分的示意图； 图5是根据公开实施例的各方面的车提升模块的一部分的示意图；
图6是根据公开实施例的各方面的流程图；
图7、8A和8B是根据公开实施例的各方面的自动化存储和检索系统的存储架的一部分的不意图；
图9A-9D是根据公开实施例的各方面的车行进导轨的示意图；
图10是根据公开实施例的各方面的自动化存储和检索系统的一部分的示意图；
图11是根据公开实施例的各方面的车行进导轨安装架的示意图；
图12、13和14是根据公开实施例的各方面的自动化存储和检索系统的一部分的示意图；
图15、16A-16C、17A-17B和18是根据公开实施例的各方面的合规街扩的各部分的示意图；
图19A-19C是根据公开实施例的各方面的车充电接点的示意图；
图20是根据公开实施例的各方面的自主车充电系统的示意图；
图21是根据公开实施例的各方面的示例性充电站的示意图；
图22A-22C是根据公开实施例的充电系统的示例性实施方式的示意图；
图23是根据公开实施例的各方面的充电系统的示例性实施方式的示意图；
图24是根据公开实施例的各方面的充电系统的示例性实施方式的示意图；
图25是根据公开实施例的各方面的充电系统的示例性实施方式的示意图；
图26A和26B是根据公开实施例的各方面的不例性的一组充电座的不意图；
图27图示出根据公开实施例的各方面的用于自主车的不同充电模式；
图28是根据公开实施例的各方面的用于控制自主车充电系统的控制系统的示意图； 图29是根据公开实施例的各方面的使用可运输充电器的系统的示意图；
图30是根据公开实施例的各方面的使用可运输充电器的系统的示意图；
图31是根据公开实施例的各方面的自主车充电系统的示意图；以及图32是根据公开实施例的各方面的流程图。
【具体实施方式】
[0012]图1是根据公开实施例的各方面的自动化存储和检索系统的示意图。虽然将参考附图来描述公开实施例的各方面，但应理解的是可以以许多形式来体现公开实施例的各方面。另外，可以使用任何适当尺寸、形状或类型的元件或材料。
[0013]根据公开实施例的各方面，自动化存储和检索系统100可在零售配送中心或仓库中操作以例如针对诸如在2011年I 12月15日提交的美国专利申请号13/326，674中描述的那些之类的外壳(case )单元履行从零售店接收到的订单，该申请的公开被整体地通过弓I用结合到本文中。
[0014]自动化存储和检索系统100可包括馈入和馈出传递站170、160、输入和输出垂直提升模块150A、150B (—般地称为提升模块150)、车提升模块190、存储结构130以及许多自主车110。存储结构130可包括自主车登记站130R (在本文中称为登记站130R)和用于存储架模块的多个层级130L。每个存储层级130L包括存储空间130S和存储或拾取走廊(aisle)130A(具有车行进表面，如下面将描述的)，其例如提供对存储空间130S和车110在其上面在各存储层级130L上行进的传递甲板130B的访问(access)以用于在存储结构130的任何存储空间130S(例如，设置在位于拾取走廊130A的一侧或多侧的存储架子130SH上面)和提升模块150的任何架子之间传递外壳单元。存储走廊130A和传递甲板130B还被配置成允许车110穿过存储走廊130A和传递甲板130B以便将外壳单元放置到拾取库存中并检索被订购外壳单元。
[0015]车110可以是能够遍及整个存储和检索系统100承载和传递外壳单元的任何适当的自主车辆。在一个方面，车110可以是自动化的独立(例如自由行驶)车。仅仅出于示例性目的，在2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326,674 ;2010 4月9日提交的美国专利申请号12/757，312 ;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326，423 ;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326，447 ;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326, 505 ;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/327, 040 ;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326，952;2011年12月15日提交的美国专利申请号13/326,993中可以找到车的适当示例，该申请的公开被整体地通过引用结合到本文中。车110可被配置成在存储结构130的一个或多个层级中将诸如上述零售商品之类的外壳单元放置到拾取库存中，并且然后选择性地检索被订购外壳单元以便将被订购外壳单元装运到例如商店或其它适当位置。每个车110可包括控制器IlOC和通信器110T。
[0016]车110、垂直提升模块150、车提升模块190和存储和检索系统100的其它适当特征可通过例如任何适当的网络180被例如一个或多个中央系统控制计算机(例如控制服务器)120控制。网络180可以是使用任何类型和/或书面的通信协议的有线网络、无线网络或无线和有线网络的组合。在一个方面，控制服务器120可包括基本上同时地运行的程序(例如系统管理软件)的集合以用于自动化存储和检索系统100的基本上自动控制。基本上同时运行的程序的集合可被配置成管理存储和检索系统100，其仅仅出于示例性目的而包括控制、调度以及监视所有活动系统部件的活动、管理库存清单(例如哪些外壳单元被输入和被去除及外壳单元被存储在哪里)和拾取面(例如可作为一个单元挥动的一个或多个外壳单元)，并与仓库管理系统2500对接以及以任何适当方式监视和跟踪每个存储层级130L处的车110的输入和去除(即登记和撤消登记)。
[0017]参考图2A，根据公开实施例的各方面示出了自动化存储和检索系统100的一部分。存储结构130可包括可被一个或多个相应车提升机190A-190n访问的一个或多个模块化车空间200A-200n。如下面将更详细地描述的，每个车提升机190可具有进入/离开站，其与例如在存储结构130的每个层级130L上的传递甲板130B通信以用于自动地向和从每个存储层级130L传递车110 (例如以填充模块化车空间200A-200n中的每一个)而独立于车有效载荷运输且独立于外壳单元到存储结构130的引入和从存储结构130的去除。
[0018]自动化存储和检索系统100可被组织成实现(一个或多个)模块化车空间200A-200n。例如，还参考图2B，在一个方面，自动化存储和检索系统100和存储结构130可被结构化为一个或多个存储模块270A-270n，其中，每个存储模块270A-270n包括存储结构层级130L(例如具有拾取走廊130A、存储空间130S、传递甲板130B和登记站130R)、垂直提升模块150、车提升模块190和传递站160、170。在一个方面，存储模块270A_270n可以是单独模块，其中，例如，车110的操作可被局限于存储模块270A-270n和车110被放置在其中已进行操作点的模块化车空间200A-200n (例如限定在各存储模块内)。在其它方面，存储模块270A-270n可被相互耦接或者另外连接而形成自动化存储和检索系统100，使得车110可在存储模块270A-270n和/或模块化车空间200A_200n之间穿行。例如，一个车提升模块可以向一个或多个存储模块270A-270n提供车。车110还可被用一个车提升模块输入到存储结构130中并用不同的车提升模块从存储结构去除。在其中存储模块270A-270n被相互连接的其它方面，车110可被局限于在存储结构的一个或多个区域中的操作，诸如在其中移入车110以用于操作的模块化处空间200A-200n，或者局限于其中对车进行再分配的车空间200A-200n。
[0019]在一个方面，存储模块270A-270n可具有垂直边界VB和/或水平边界HB，其将每个存储模块270A-270n分离。在其它方面，存储结构130的每个层级130L可具有垂直交错的边界，使得存储模块270A-270n相互垂直地重叠(参见图2B中的存储模块270C及垂直交错边界VB和VSB)。每个存储模块270A-270n可定义相应的一个或多个模块化车空间200A-200n，并且如上所述，可包括一个或多个车提升模块190A_190n，使得可在存储模块270A-270n的每个存储层级130L处提供车110的进入和离开。在一个方面，还参考图2C，存储模块的每个层级130L可定义二维模块化车空间2DRS，而在其它方面，作为一个单元的存储模块可定义三维模块化车空间3DRS。在其它方面，可以任何适当方式且用每个存储模块内和/或多个存储模块之间的任何适当边界来定义(一个或多个)模块化车空间。例如，一个或多个存储层级130L和/或存储模块270A-270n的一个或多个存储层级的各部分可定义三维模块化车空间。车110从么给存储模块270A-270n的进入和离开可被从存储结构130内的外壳单元输入/输出解耦。如下面将更详细地描述的，车提升模块190-190n可例如以任何适当方式(例如，有线、无线等)与控制器120通信以便随着每个车转到例如车提升模块190A-190n和从其转走而对每个车进行登记(在进入使)和撤消登记(在离开时)。
[0020]在一个方面，存储模块270A-270n和/或模块化车空间200A_200n中的每一个可与车安全区一致(例如，其中可对车I1进行检疫/隔离和/或移动至车提升模块190以便从存储结构130去除的区)。在其它方面，每个模块化车空间200A-200n和/或存储模块270A-270n可具有指定或预定区域，其在模块化车空间200A_200n和/或存储模块270A_270n内定义车安全区或人访问区。在例如题为“Automated Storage and RetrievalStructure with Integral Secured Personnel Access Zones and Remote RoverShutdown”且在2013年3月13日提交的美国临时专利申请号61/794，065中可以找到人员访问区的适当示例，其公开被整体地通过引用结合到本文中。
[0021]参考图3和4，可以将一个或多个车提升模块190与一个或多个存储层级130L的传递甲板130B对接。可将车提升模块190与传递甲板130B之间的接口设置在传递甲板130B的预定位置处，使得车110到每个传递甲板130B的输入和离开基本上被从自动化存储和检索系统100的吞吐量(例如，每个传递甲板处的车100的输入和输出不影响吞吐量)解耦。在一个方面，车提升模块190可与驱驰(spur)或集结区130Β1-130ΒΠ (例如，车装载平台)对接，其被连接到用于每个存储层级130L的传递甲板130B的一部分或形成其一部分。在其它方面，车提升模块190可基本上直接地与传递甲板130对接。应注意的是传递甲板130B和/或集结区130Β1-130Βη可在提升模块接口处包括任何适当的障碍物，其基本上防止车110驶离传递甲板130B和/或集结区130Β1-130Βη。在一个方面，该障碍物可以是可移动障碍物320，其可以在用于基本上防止车110驶离传递甲板130B和/或集结区130Β1-130Βη的展开位置与用于允许车110在车提升模块190的提升平台310与传递甲板130B和/或集结区130Β1-130Βη之间穿行的缩回位置之间移动。
[0022]除向和从存储结构130输入或去除车110之外，在一个方面，每个车提升模块190还可在不将车110从存储结构130去除的情况下在存储层级130L之间运输车110。控制器120可利用车提升模块120来实现车平衡，其中，通过车110从存储结构130外面到预定存储层级130L中的引入、车110从存储结构130的去除和/或在没有将车110从存储结构130去除的情况下的车110在存储层级130L之间的传递来平衡存储层级130L之间的工作载荷。应注意的是在一个方面，用车提升模块190进行的车110在不同存储层级130L之间的传递是独立于车有效载荷传递而执行的(例如，外壳单元/拾取面在被使用车提升模块在存储层级之间传递时未被设置在车上面)。在其它方面，车110可在被使用车提升模块在存储层级之间传递的同时承载有效载荷。
[0023]仅仅出于示例性目的，每个车提升模块190可包括基本上刚性框架300和被可移动地耦接到框架300的提升平台310。框架300可具有用于允许提升平台310在存储层级130L之间移动的任何适当配置。车提升模块190可包括任何适当的驱动系统190M，其被耦接到提升平台310以便促使提升平台在存储层级130L之间的箭头Z (图3)的方向上移动。
[0024]还参考图5，提升平台310包括框架310F，其形成车支撑体510，该车支撑体510具有用于允许车110向和从车支撑体510穿行的至少一个开口 520。框架310F可具有任何适当配置，并且可被以任何适当方式可移动地耦接到框架300和驱动系统190M。框架310F与框架300之间的活动耦接还可包括任何适当的引导构件以基本上防止提升平台在X-Y平面(图3)中的移动。出于示例性目的，框架310F还可包括一个或多个围栏500-503，其基本上围绕车支撑体510以便基本上防止车110在例如车110的运输期间驶离或者另外离开提升平台310。围栏500-503终端至少一个可被可移动地安装到框架以便允许车110在车支撑体510与例如传递甲板130B (和/或集结区130Β1-130Βη)之间穿行。在一个方面，框架310F包括第一末端310E1和被从第一末端310E1纵向地分离的第二末端310E2。车110可沿着纵轴LA行进到提升平台和驶离提升平台，使得位于第一和第二末端310E1 310E2处的围栏500、501中的一个或多个可以在用于允许车110进入或离开提升平台310的第一位置与用于将车保持在提升平台310上面的第二位置之间移动。围栏501可同样地可枢转以允许将车110从例如仓库的底板(或其它“地面”层级)装载到提升平台310上或将车110从提升平台310去除。在其它方面，可以通过车的横向侧面之类的任何适当方式将车110装载在提升平台上面。
[0025]再次地参考图4，可以任何适当的方式向车提升模块190提供维护访问。在一个方面，维护平台450P可位于车提升模块190的一侧或多侧。在一个方面，维护平台可形成车提升模块190的一部分。维护平台450P可被安装到各框架450FU450F2