用于運(yùn)輸儲存箱的機(jī)器人的制作方法
【專利說明】用于運(yùn)輸儲存箱的機(jī)器人
[0001]本發(fā)明涉及一種遙控車輛，以用于從根據(jù)權(quán)利要求1的前言所述的儲存系統(tǒng)中拾取儲存箱。
[0002]本發(fā)明還涉及一種使用本發(fā)明的車輛的儲存系統(tǒng)。
[0003]已知一種用于從儲存系統(tǒng)中拾取儲存箱的遙控車輛。在WO 98/49075中提供了相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)儲存系統(tǒng)的詳細(xì)描述。而且，在挪威專利N0317366中公開了適于這種儲存系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)車輛的細(xì)節(jié)。更具體地，現(xiàn)有技術(shù)儲存系統(tǒng)具有包括儲存箱的三維儲存柵格，儲存箱彼此堆疊成某一高度。儲存柵格通常被構(gòu)造成由頂部軌道相互連接的鋁立柱。多個遙控車輛或機(jī)器人布置在頂部軌道上。每個車輛均裝有升降機(jī)，以用于拾取、運(yùn)載以及放置儲存在儲存柵格內(nèi)的箱體。
[0004]在圖1和圖2中分別示出了這種現(xiàn)有技術(shù)的儲存系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人。儲存系統(tǒng)3包括機(jī)器人1，該機(jī)器人被布置為在專用支撐軌道13上移動并且從位于箱體儲存柵格15內(nèi)的儲存立柱8中接收儲存箱2。儲存系統(tǒng)3包括專用箱體提升裝置50和多個機(jī)器人I，該專用箱體提升裝置被布置為在箱體儲存柵格15的頂部高度處從機(jī)器人I中接收儲存箱2，并且在豎直方向上將儲存箱2向下傳送至輸送站60。
[0005]然而，在圖1和圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人I在其操作期間存在的一些重要的缺點(diǎn)。首先，機(jī)器人的特定設(shè)計防止進(jìn)入儲存系統(tǒng)中的所有可用儲存立柱。此外，這個特定設(shè)計可在儲存箱的提升和運(yùn)輸期間引起不期望的高扭矩，從而產(chǎn)生潛在的不穩(wěn)定性問題并且明確限制了機(jī)器人的最大處理重量。由現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人設(shè)計引起的額外缺點(diǎn)在于:每種類型的機(jī)器人僅可接受一種特定的箱體以及一種特定的箱體高度，以便確保充足的穩(wěn)定性。最后，在接收儲存箱的部分的上部中的一體式軛狀件(yoke)/垂懸件(overhang)不可避免地使得在由軛狀件懸掛的車輛提升裝置執(zhí)行的提升過程的最終階段不期望地減少。
[0006]本發(fā)明的目的在于，解決或者至少大致減少上述缺點(diǎn)，即，提供一種這樣一種車輛/機(jī)器人，其具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性性能、更強(qiáng)的最大處理重量、在操作期間更有效地使用可用空間、以及儲存箱的耗時更少的提升和運(yùn)輸過程。
[0007]上文確定的目的由權(quán)利要求1限定的遙控車輛以及權(quán)利要求11限定的儲存系統(tǒng)實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中限定了其他有利特征。
[0008]特別地，本發(fā)明涉及一種遙控車輛或機(jī)器人，用于從儲存系統(tǒng)中拾取儲存箱。本發(fā)明的車輛或機(jī)器人包括:車輛主體，該車輛主體進(jìn)一步包括第一部分和第二部分，第一部分用于儲存車輛驅(qū)動裝置，第二部分用于接收儲存在儲存系統(tǒng)內(nèi)的儲存立柱中的任何儲存箱；車輛提升裝置，該車輛提升裝置至少間接地連接至車輛主體，以便將儲存箱提升到第二部分內(nèi)；第一組車輛滾動裝置，該第一組車輛滾動裝置連接至車輛主體，以便在使用期間允許車輛在儲存系統(tǒng)內(nèi)沿著第一方向(X)移動；以及第二組車輛滾動裝置，該第二組車輛滾動裝置連接至車輛主體，以便在使用期間允許車輛在儲存系統(tǒng)內(nèi)沿著第二方向(Y)移動。第二方向⑴與第一方向⑴垂直。
[0009]本發(fā)明的車輛特征在于，第二部分包括居中布置在車輛主體內(nèi)的腔體。該腔體具有在使用期間朝向底層儲存立柱的至少一個箱體接收開口。此外，這兩組車輛滾動裝置中的至少一組完全布置在車輛主體內(nèi)。
[0010]為了允許儲存箱容易地進(jìn)入中央腔體內(nèi)，該腔體的容積應(yīng)大于旨在從儲存系統(tǒng)中拾取的最大儲存箱。同樣，至少一個箱體接收開口的至少一個的截面面積應(yīng)大于與腔體開口(多個腔體開口)平行的儲存箱壁部的截面面積。
[0011]所述車輛還可包括移動裝置，以用于車輛在第一方向(X)與第二方向(Y)之間改變方向時可逆地且選擇性地移動第一組車輛滾動裝置或第二車輛滾動裝置遠(yuǎn)離在儲存系統(tǒng)內(nèi)的底層車輛支架。
[0012]此外，在一個實施方式中，第一部分可相對于第二部分以這樣的方式布置，該方式為與底層車輛支架平行的車輛的截面偏離二次方形狀。
[0013]在一個優(yōu)選的實施方式中，在使用期間，車輛主體在第一方向(X)覆蓋小于或等于一個中央儲存立柱的橫向截面區(qū)域，并且車輛主體在第二方向(Y)的覆蓋多個中央儲存立柱的橫向截面區(qū)域。在一個更具體的實例中，車輛主體在朝向第二方向(Y)的兩側(cè)上延伸超過中央儲存立柱的橫向截面區(qū)域，即，還覆蓋相鄰儲存立柱的在第二方向(Y)延伸的一些橫向截面區(qū)域。優(yōu)選地，從中央儲存立柱延伸的程度在這兩側(cè)上相等。在機(jī)器人到達(dá)允許拾取儲存箱的位置時，中央儲存立柱被限定為直接位于機(jī)器人下方的儲存立柱。
[0014]尤其為了允許具有很強(qiáng)的車輛穩(wěn)定性，這兩組車輛滾動裝置優(yōu)選地對稱地布置在腔體周圍，例如，在車輛的下角落附近。至少一組(并且最優(yōu)選地兩組)車輛滾動裝置可包括至少四個車輪。可預(yù)計有其他實施方式，例如，使用兩個垂直定向的履帶。此外，這兩組車輛滾動裝置的外部設(shè)計與在構(gòu)成車輛支架的支撐軌道上的對應(yīng)外部設(shè)計相匹配，以便在相互連接時提供較大的橫向穩(wěn)定性。這種支撐軌道以二維矩陣的形式布置在箱體儲存結(jié)構(gòu)或柵格的頂部上，其中，矩陣和柵格兩者的主方向與車輛的第一方向(X)和第二方向(Y) —致。
[0015]車輛還可有利地包括位置感測裝置，以允許在使用期間測量儲存系統(tǒng)內(nèi)的車輛位置。這個位置感測裝置可包括布置在車輛主體上的至少一些位置處的多個傳感器，該位置感測裝置橫過車輛支架的所述支撐軌道所橫越的位置，例如，在車輛下面、接近其下角落。
[0016]本發(fā)明還涉及一種儲存系統(tǒng)，該儲存系統(tǒng)包括:根據(jù)上述特征的遙控車輛；車輛支架，該車輛支架包括形成引導(dǎo)網(wǎng)格二維矩陣的多個支撐軌道，其中，該車輛支架被配置為在使用期間沿著第一方向(X)和第二方向(Y)引導(dǎo)車輛的運(yùn)動；箱體儲存結(jié)構(gòu)或柵格，該箱體儲存結(jié)構(gòu)或柵格支撐車輛支架，該箱體儲存結(jié)構(gòu)包括多個儲存立柱，其中，每個儲存立柱均被布置為容納豎直堆疊的儲存箱，并且所述箱體儲存結(jié)構(gòu)的主要部分與車輛支架和多個支撐軌道交叉的位置一致；以及箱體提升裝置，該箱體提升裝置被布置為沿著與車輛支架的橫向平面垂直的方向在車輛支架與運(yùn)輸站之間傳送車輛運(yùn)輸?shù)膬Υ嫦洹?br>[0017]在一個優(yōu)選的實施方式中，支撐軌道中的布置在車輛支架的外邊緣區(qū)域處的至少一些支撐軌道形成外部引導(dǎo)網(wǎng)格，外部引導(dǎo)網(wǎng)格的平均截面面積小于車輛支架中的剩余引導(dǎo)網(wǎng)格的平均截面面積。例如，外部引導(dǎo)網(wǎng)格的較小的平均截面面積可為車輛支架內(nèi)的剩余引導(dǎo)網(wǎng)格的平均截面面積的大約一半。在一個特別優(yōu)選的實施方式中，外部引導(dǎo)網(wǎng)格的截面面積僅僅沿著車輛支架的第二方向(Y)減小。
[0018]腔體相對于第二方向(Y)在車輛主體中的中央布置有效地移除不期望的扭矩，從而提高了機(jī)器人或車輛的穩(wěn)定性。這種布置還通過高對稱性而產(chǎn)生具有重量分布的提升和運(yùn)輸過程。此外，新穎的設(shè)計允許使用同一車輛來對高度(即，從提升裝置的懸掛部分延伸到車輛的下邊緣的高度)明顯小于腔體高度的儲存箱進(jìn)行提升和運(yùn)輸，這是因為對容納腔體的至少一部分箱體進(jìn)行包圍的框架/主體有效地阻止了任何不期望的箱體卷取/擺動。具有對主體進(jìn)行包圍的腔體還允許將完整的或近乎完整的提升速度幾乎一直保持到其在腔體內(nèi)的端部位置，并且在從儲存立柱中全面完成箱體提升之前，朝著運(yùn)輸站開始穩(wěn)定的箱體運(yùn)輸。位于腔體周圍的保護(hù)主體還提供了如下可能性:在車輛在所討論的儲存立柱上方最終停止之前，開始降低提升裝置。由此實現(xiàn)明顯更強(qiáng)的穩(wěn)定性和時間效率。
[0019]通過將至少一組車輛滾動裝置完全布置在車輛或機(jī)器人主體內(nèi)，在提升過程期間獲得了額外的穩(wěn)定性，這是因為滾動裝置更靠近待提升的儲存箱。由于相同的原因，這種布置減少了在提升裝置上的總負(fù)荷。此外，該布置相對于在圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人更具有空間效率，這是因為滾動裝置不在這兩個機(jī)器人移動方向(X和Y)中的至少一個上提供任何額外的延伸部分。還能夠生產(chǎn)更小尺寸的機(jī)器人/車輛。
[0020]參照附圖，從以非限制性實例提供的優(yōu)選實施方式的下文描述中，使本發(fā)明的這些特征和其他特征變得顯而易見，附圖中:
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的儲存系統(tǒng)的立體圖；
[0022]圖2為形成如圖1中所示儲存系統(tǒng)的一部分的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人或車輛的截面圖；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明的遙控車輛的底部立體圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明的遙控車輛的頂視立體圖；
[0025]圖5為機(jī)器人組件的立體圖，該機(jī)器人組件包括儲存箱、完全封閉的蓋體以及根據(jù)本發(fā)明的遙控車輛；
[0026]圖6為根據(jù)本發(fā)明的箱體儲存柵格和車輛支架的頂視立體圖；
[0027]圖7為根據(jù)本發(fā)明的箱體儲存柵格和車輛支架的側(cè)視立體圖；
[0028]圖8為根據(jù)本發(fā)明的儲存系統(tǒng)的一部分的側(cè)視立體圖，其包括箱體儲存柵格、車輛支架和遙控車輛；以及
[0029]圖9為在支撐軌道的二維矩陣上移動的遙控車輛的示意性頂視圖。
[0030]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的儲存系統(tǒng)的示意性局部剖開的立體圖，并且圖2為相應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器人的截面圖。在前文中已經(jīng)提及了這兩幅圖。
[0031]圖3和圖4提供了包括矩形車輛主體或框架4的本發(fā)明機(jī)器人I的兩個不同角度的立體圖，其具有:腔體7，該腔體居中地布置在主體4內(nèi)；頂蓋72，該頂蓋覆蓋主體4的頂部；第一組四個車輪10，第一組四個車輪安裝在腔體7內(nèi)部并且與主體4的內(nèi)壁平行；以及第二組四個車輪11，第二組四個車輪安裝成與主體4的外壁平行。第一組車輪10與第二組車輪11彼此垂直。而且，車輛主體4還包括側(cè)部分5、5a、5b，該側(cè)部分沿著機(jī)器人I的至少一個運(yùn)動方向布置在腔體7的兩側(cè)上。為了清晰起見，示出了笛卡爾坐標(biāo)系，笛卡爾坐標(biāo)系的X軸、Y軸以及Z軸沿著矩形車輛主體4的主方向?qū)?zhǔn)。腔體7的尺寸適于包含用于提升裝置9的必要部件，并且至少完全包含旨在由機(jī)器人I拾取的最大儲存箱2。
[0032]圖5提供了機(jī)器人組件的立體圖，其中，主體4由封蓋73完全覆蓋，該封蓋包括手柄74和傳輸裝置/控制面板75。封蓋73的設(shè)計適于由主體4和突出輪10提供的特定形狀。圖5還示出了完全布置在腔體7內(nèi)部的儲存箱2的一小部分以及提升裝置9的一小部分。提升裝置優(yōu)選地尤其由四個能豎直移動的金屬帶構(gòu)成，該金屬帶的上端懸掛在朝向頂蓋72側(cè)的腔體上并且該金屬帶的下端懸掛在轉(zhuǎn)向桿上，該轉(zhuǎn)向桿能夠被轉(zhuǎn)向并被緊固到待拾取的儲存箱2中合適的腔體/區(qū)域內(nèi)。
[0033]在圖6和圖7中示出了柵格組件的結(jié)構(gòu)原理，該柵格組件包括箱體儲存結(jié)構(gòu)或柵格15、構(gòu)成車輛支架14的一體式支撐軌道13以及柵格支撐基部76。柵格15包括多個支柱(pillar)，該支柱布置有內(nèi)部間距，其適于容納待成堆地儲存在柵格15內(nèi)部的儲存箱2。因此，四個鄰近支柱的矩形布置構(gòu)成儲存立柱8。支柱和軌道13兩者可由鋁制成。關(guān)于圖3和圖4，示出了沿著柵格組件的主方向?qū)?zhǔn)的笛卡爾坐標(biāo)系，以易于理解。支撐軌道13形成矩形網(wǎng)格的二維矩陣，并且大部分網(wǎng)格的截面面積與由底層?xùn)鸥?5建立的每個儲存立柱8的