用于自动储存和取出系统的储存模块及其使用方法与流程

本发明涉及一种用于储存和取出货物保持器的自动储存和取出系统，具体地，涉及一种用于储存和向用户呈现货物保持器的储存模块。

背景技术：

1、图1公开了具有框架结构100的现有技术的自动储存和取出系统1，并且图2、图3和图4公开了适合在这类系统1上操作的三种不同的现有技术容器搬运车辆201、301、401。

2、框架结构100包括直立构件102和储存容积部，该储存容积部包括成排布置在直立构件102之间的储存列105。在这些储存列105中，储存容器106，也称为箱，一个堆叠在另一个之上以形成堆垛107。构件102通常可以由金属，例如挤压铝型材制成。

3、自动储存和取出系统1的框架结构100包括跨过框架结构100的顶部布置的轨道系统108，在该轨道系统108上，多个容器搬运车辆201、301、401可以被操作以将储存容器106从储存列105中提升和将储存容器106下降到储存列中，并且还在储存列105上方运输储存容器106。轨道系统108包括：第一组平行轨道110，布置成引导容器搬运车辆201、301、401在框架结构100的顶部上在第一方向a上移动；以及第二组平行轨道111，布置成垂直于第一组轨道110以引导容器搬运车辆201、301、401在垂直于第一方向x的第二方向y上的移动。储存在列105中的容器106可以由容器搬运车辆201、301、401通过位于轨道系统108中的存取开口112存取。容器搬运车辆201、301、401可以在储存列105上横向移动，即在与水平x-y平面平行的平面中移动。

4、框架结构100的直立构件102可以用于在将容器从列105中提升和将容器下降到列中期间引导储存容器。容器106的堆垛107通常是自支撑的。

5、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401包括车身201a、301a、401a以及第一组车轮和第二组车轮201b、301b、201c、301c、401b、401c，第一组车轮和第二组车轮使得容器搬运车辆201、301、401能够分别在x方向和y方向上横向移动。在图2、图3和图4中，每组中的两个车轮均是完全可见的。第一组车轮201b、301b、401b布置成与第一组轨道110的两个相邻轨道接合，第二组车轮201c、301c、401c布置成与第二组轨道111的两个相邻轨道接合。这些组车轮201b、301b、201c、301c、401b、401c中的至少一组可以被提升和下降，使得第一组车轮201b、301b、401b和/或第二组车轮201c、301c、401c可以在任意一时间与相应的一组轨道110、111接合。

6、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401还包括用于竖直运输储存容器106的升降装置，例如将储存容器106从储存列105升起和将储存容器降低到储存列中。升降装置包括一个或多个夹持/接合装置，该夹持/接合装置适合于接合储存容器106，并且该夹持/接合装置可以从车辆201、301、401降低，使得可以在与第一方向x和第二方向y正交的第三方向z上调整夹持/接合装置相对于车辆201、301、401的位置。容器搬运车辆301、401的夹持装置的一部分在图3和图4中示出，并且以附图标记304、404指示。容器搬运装置201的夹持装置位于图2中的车身201a内，因此未示出。

7、传统上，也为了本技术的目的，z＝1标识在轨道110、111下方的可用于储存容器的最上层，即，紧接在轨道系统108下方的层，z＝2标识轨道系统108下方的第二层，z＝3标识第三层等等。在图1公开的示例性现有技术中，z＝8标识储存容器的最下方的底层。类似地，x＝l...n和y＝1...n标识每个储存列105在水平高度中的位置。因此，作为一个示例，并且使用图1中指示的笛卡尔坐标系x，y，z，在图1中标识为106’的储存容器可以称为占据了储存位置x＝10，y＝2，z＝3。容器搬运车辆201、301、401可以被称为是在z＝0层中行进，并且每个储存列105可以由其x坐标和y坐标来标识。因此，图1中所示的在轨道系统108上方延伸的储存容器也被称为被布置在层z＝0中。

8、框架结构100的储存容积部通常被称为网格104，其中该网格内的可能储存位置被称为储存单元。每个储存列可以由x方向和y方向上的位置来标识，而每个储存单元可以由x方向、y方向和z方向上的容器编号来标识。

9、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401包括储存隔间或空间，以用于在轨道系统108上运输储存容器106时接收和装载储存容器106。储存空间可以包括布置在车身201a、401a内的腔体，如图2和图4所示，并且如例如wo2015/193278a1和wo2019/206487a1中所描述的，这两个申请的内容通过引证并入本文。

10、图3示出了具有悬臂构造的容器搬运车辆301的替代配置。这样的车辆在例如no317366中有详细描述，该申请的内容也通过引证并入本文。

11、图2中所示的腔体式容器搬运车辆201可以具有覆盖在x方向和y方向上尺寸一般等于储存列105的横向范围的区域的覆盖区，例如wo2015/193278a1中所描述的，该申请的内容通过引证并入本文。本文所使用的术语“横向的”可以意指“水平的”。

12、替代地，腔体式容器搬运车辆401可以具有比如图1和图4所示的储存列105所限定的横向区域更大的覆盖区，例如wo2014/090684a1或wo2019/206487a1中所公开的。

13、轨道系统108通常包括带有凹槽的轨道，车辆的车轮在该凹槽中行驶。替代地，轨道可以包括向上突出的元件，其中车辆的车轮包括阻止脱轨的凸缘。这些凹槽和向上突出的元件统称为导轨。每个轨道可以包括一个导轨，或者每个轨道110、111可以包括两个平行的导轨。在其他轨道系统108中，在一个方向(例如，x方向)上的每个轨道可以包括一个导轨，在另一竖直方向(例如，y方向)上的每个轨道可以包括两个导轨。每个轨道110、111还可以包括紧固在一起的两个导轨构件，每个导轨构件提供由每个轨道提供的一对导轨中的一个导轨。

14、wo2018/146304a1(其内容通过引证并入本文)示出了轨道系统108的常见配置，其包括在x方向和y方向上的轨道和平行导轨。

15、在框架结构100中，列105中的大部分是储存列105，即储存容器106以堆垛107的形式储存的列105。然而，一些列105可以具有其他目的。在图1中，列119和120是容器搬运车辆201、301、401用来放下和/或拾取储存容器106使得它们可以被运输到存取站(未示出)的这类特殊用途的列，在该存取站，储存容器106可以从框架结构100的外部被存取或者被转移出或转移进框架结构100。在本领域中，这类位置正常地被称为“端口”，并且端口所位于的列可以被称为“端口列”119、120。到存取站的运输可以在任何方向上，即水平的、倾斜的和/或竖直的。例如，储存容器106可以放置在框架结构100内的随机或专用的列105中，然后由任何容器搬运车辆拾取并运输到端口列119、120，以用于另外运输到存取站。从端口到存取站的运输可能需要沿着各种不同的方向运动，例如通过输送车辆、手推车或其他运输线路。注意，术语“倾斜的”意指具有在水平和竖直之间某处的大致运输定向的储存容器106的运输。

16、在图1中，第一端口列119例如可以为专用的卸货端口列，其中容器搬运车辆201、301可以卸下要运输到存取站或转运站的储存容器106，并且第二端口列120可以为专用的拾取端口列，其中容器搬运车辆201、301、401可以拾取已经从存取站或转运站运输的储存容器106。

17、存取站通常可以为从储存容器106中移除产品或将产品放入储存容器中的拣选站或贮存站。在拣选站或贮存站中，储存容器106一般不从自动储存和取出系统1中移除，而是在存取后再次返回到框架结构100中。端口也可以用于将储存容器转移到另一个储存场所(例如，转移到另一个框架结构或另一个自动储存和取出系统)、转移到运输车辆(例如，火车或卡车)，或者转移到生产场所。

18、包括传送机的传送机系统通常用于在端口列119、120和存取站之间运输储存容器。

19、如果端口列119、120和存取站位于不同的高度，则传送机系统可以包括具有竖直组件的升降装置，以用于在端口列119、120和存取站之间竖直地运输储存容器106。

20、传送机系统可布置成在不同的框架结构之间转移储存容器106，例如wo2014/075937a1中所描述的，该申请的内容通过引证并入本文。

21、当要存取存储在图1中公开的列105中的一个中的储存容器106时，指引容器搬运车辆201、301、401中的一个从目标储存容器106所在的位置取出目标储存容器，并且将其运输到卸货端口列119。该操作包括将容器搬运车辆201、301、401移动到目标储存容器106所在的储存列105上方的位置，使用容器搬运车辆201、301、401的提升装置(未示出)从储存列105取出储存容器106，并且将储存容器106运输到卸货端口列119。如果目标储存容器106位于堆垛107的深处，即一个或多个其他储存容器106位于目标储存容器106上方，则该操作还包括在将目标储存容器106从储存列105提升之前临时移动定位在上方的储存容器。该步骤在本领域中有时被称为“挖掘”，可以用随后用于将目标储存容器运输到卸货端口列119的同一容器搬运车辆来执行，或者用一个或多个其他协作的容器搬运车辆来执行。替代地或附加地，自动储存和取出系统1可以具有专门用于从储存列105临时移除储存容器106的任务的容器搬运车辆201、301、401。在目标储存容器106已经从储存列105中移除后，临时移除的储存容器106可被重新定位到原始储存列105中。然而，被移除的储存容器106可替代地被重新定位到其他储存列105。

22、当储存容器106将被存储在列105中的一个列中时，指引容器搬运车辆201、301、401中的一个容器搬运车辆从拾取端口列120拾取储存容器106，并且将它运输到要储存该储存容器的储存列105上方的位置。在位于堆垛107内的目标位置或目标位置上方的任何储存容器106被移除之后，容器搬运车辆201、301、401将储存容器106定位在期望的位置处。移除的储存容器106然后可以被下降回到储存列105中，或者被重新定位到其他储存列105。

23、为了监测和控制自动储存和取出系统1，例如监测和控制框架结构100内的各个储存容器106的位置、每个储存容器106的内容物以及容器搬运车辆201、301、401的移动，使得期望的储存容器106可以在期望的时间被递送到期望的位置而容器搬运车辆201、301、401不会彼此碰撞，自动储存和取出系统1包括控制系统500，该控制系统通常是计算机化的，并且通常包括用于跟踪储存容器106的数据库。

24、挖掘过程能够充分利用储存和取出系统中的可用储存空间。然而，与直接存取目标货物保持器相比，挖掘过程需要更多的时间来取出目标货物保持器。

25、本发明的目的是提供一种储存模块，其中，货物保持器可以布置为列，并且可以单独储存和取出，而无需挖掘。

技术实现思路

1、本发明在独立权利要求中阐述并表征，而从属权利要求描述本发明的其他特征。

2、本发明涉及一种储存模块，储存模块用于在自动储存和取出系统中支撑货物保持器，其中，储存模块包括：

3、-竖直延伸结构，以及

4、-多个支撑段，通过具有共同的竖直旋转轴线的竖直延伸结构可枢转地支撑，并且以竖直偏移量分布，使得多个支撑段以一个在另一个上方的方式布置，

5、其中，每个支撑段包括：

6、-支撑部，用于支撑货物保持器，以及

7、-引导部，用于引导货物保持器的竖直运动，

8、其中，每个支撑段的支撑部和引导部布置在旋转轴线的相对两侧上。

9、储存模块的优点是可以经由公共列接近多个支撑段。通过储存模块的支撑段支撑在储存模块内的任何水平处的目标货物保持器都可以通过至多旋转定位在支撑目标货物保持器的支撑段上方的支撑段，以使引导部对准来容易地存取。因此，可以为用户提供多个存取点，这些存取点彼此竖直对准，并且储存模块占据有限的水平区域。

10、用户可以例如是仓库工人、机器人拣货员或领取订单的顾客。订单可以包括在线购买的杂货或其他货物。

11、非目标支撑段可以选择性地旋转，以提供对布置在下方的目标支撑段的存取或者通过储存模块的同一公共列接收货物保持器。

12、支撑部可以用于将货物保持器储存在储存模块内。货物保持器可以根据储存情况，储存短期或较长时间。

13、支撑部可以用于将目标货物保持器呈现给储存模块的拾取者或用户。

14、引导部可以构造为至少部分地围绕被引导的货物保持器。被引导的货物保持器可以是旨在被支撑在其上的货物保持器，或者可以是已经被支撑在储存模块的下支撑段上的货物保持器。

15、货物保持器可以例如是储存容器、箱、手提箱、运货板、托盘或类似物。在同一系统中可以使用不同类型的货物保持器。货物保持器可以具有不同的高度。

16、竖直偏移量可以对应于建筑或立方体储存系统的不同楼层或水平。不同的楼层或水平可以不相邻布置，即，其他楼层或水平可以布置在其之间。

17、竖直偏移量可以至少对应于支撑段的高度，使得支撑段一个布置在另一个顶部上。

18、竖直偏移量可以是相等的竖直偏移量、不相等的竖直偏移量或其组合。

19、储存模块可以包括用于为支撑段的单独运动提供动力的致动器，通常，每个支撑段有一个致动器。因此，每个支撑段可以在不与任何一个其他支撑段相互作用的情况下旋转，因此支撑段可以保持静止、以不同速度旋转、沿相反方向旋转和/或旋转至其他方向。

20、储存模块可以包括配置为控制支撑段的旋转运动的控制器。控制器还可以控制储存模块的其他部件或者自动储存和取出系统的布置有储存模块的其他部分。

21、引导部和支撑部可以彼此平衡(至少在一定程度上，例如50％或更多)。引导部可以设置有额外的配重(例如，制造得比支撑部重)，以至少部分地平衡通过支撑部支撑的货物保持器的重量。

22、引导部和支撑部可包括类似或匹配的形式，它们背对背地布置在竖直旋转轴线的相对两侧上。

23、储存模块可以改装为如本文所公开的自动储存和取出系统。

24、储存模块可以仅包括一个支撑段。

25、在一方面，当布置在目标支撑部上方的支撑段的引导部彼此竖直对准时形成转运列，并且其中，每个支撑段的支撑部也能与所形成的转运列对准。

26、因此，每个支撑段可以提供转运列的位于储存模块的取出/放下位置下方的部分。

27、竖直对准的引导部可以构造为提供连续的引导表面，例如，通过其尺寸与框架结构的尺寸相对应。在形成的转运列中，可以不需要用于引导目的直立构件。

28、替代地，引导部可以构造为例如在一对支撑段之间提供框架结构的直立构件的引导表面的连续部，以与引导表面一起形成转运列。直立构件可以布置在引导部的上方、下方或之间。

29、通过将支撑段旋转180度，引导部能够与上方的转运列对准。

30、在一方面，引导部旨在引导的货物保持器的轮廓为矩形，并且引导部至少部分地沿着这种待引导的货物保持器的四个侧部延伸。

31、因此，当货物保持器在储存模块内降低/升高时，引导部可以稳定货物保持器的运动。

32、引导部可以围绕待引导的货物保持器的整个周边延伸，例如，沿着4个边形成矩形。替代地，引导部可以沿着3个边以及第四边的两个小部分延伸。

33、在一方面，竖直延伸结构形成转运列的一部分。

34、竖直延伸结构可以构造为引导货物保持器的竖直运动。因此，可以允许支撑段之间的更大的竖直偏移量。

35、在一方面，竖直延伸结构包括至少一个竖直杆或多个水平支撑环。

36、支撑段可以以杆限定它们的旋转轴线的方式布置在杆上。

37、替代地，储存模块可以包括布置在支撑段之间的环形轴承。较高支撑段可以通过环形轴承支撑在较低支撑段上。来自上方的段的载荷可以由环形轴承承载至下方的支撑段。因此，环形轴承限定了支撑段的旋转轴线。在具有多个环形轴承的储存模块中，环形轴承优选地同轴布置，使得所有支撑段具有共同的旋转轴线。

38、替代地，支撑段可以以支撑环限定它们的旋转轴线的方式布置在单独的支撑环上。支撑环优选地以竖直偏移量同轴布置。支撑环可以形成为保护壳体的一部分或者以其他方式布置在储存模块的外围处。保护壳体可以形成围绕储存模块的柱体。

39、在一方面，支撑部和引导部布置为使它们的几何中心距旋转轴线的距离相等。

40、在一方面，支撑部和引导部构造为储存和引导相同尺寸的货物保持器。

41、支撑部和引导部可以均具有矩形几何形状。

42、在一方面，每个引导部包括多个竖直引导表面。

43、引导部的竖直引导表面可以与直立构件对准，以提供用于货物保持器的引导表面的连续部。引导部的拐角可以与直立构件间隔开相同的距离。引导部的竖直引导表面可以具有与直立构件的间隔对应的长度。

44、在一方面，储存模块包括阻挡器，该阻挡器构造为限制布置在旋转轴线的相对两侧上的支撑部与引导部之间的水平接近。

45、竖直阻挡元件可以优选地构造为防止用户在接近支撑部时由于接近相对地布置的引导部而受伤。

46、在一方面，储存模块包括多个存取柜，每个存取柜布置为邻近支撑段并且构造为提供对由支撑段支撑的货物保持器的选择性存取。

47、优选地，存取柜可以构造为当储存在支撑部上的货物保持器出现在存取柜中时提供对支撑段的存取。因此，储存模块可以在例如建筑的不同水平上提供一个或多个存取站。

48、存取柜可以优选地构造为防止在支撑段绕竖直旋转轴线旋转时或制造存取柜中不存在货物保持器时存取支撑段。

49、存取柜可以包括舱口或其他形式的屏障，以防止在支撑段的支撑部尚未旋转到存取柜内的存取位置时进行存取。

50、存取柜可以是输送柜。

51、储存模块还可以包括货物保持器升降机，例如如wo2014075937中公开为箱式升降机。

52、在一方面，每个支撑段包括布置在支撑部和/或引导部上的一个或多个片状件，

53、其中，一个或多个片状件可在以下位置之间是可运动的：

54、-支撑位置，在该支撑位置中，一个或多个片状件构造为储存货物保持器，

55、-收起位置，在该收起位置中，一个或多个片状件构造为使得货物保持器能够竖直通过。

56、在支撑位置中，片状件可以提供突出到由支撑部限定的区域中的区域，通过由支撑部限定的区域防止货物保持器的竖直运动。当支撑部处于收起位置时，可以允许货物保持器竖直地通过同一区域。在收起位置中，片状件可以用作引导表面。

57、每个支撑段通常可以包括两个片状件。

58、在一方面，引导部和支撑部具有相同的几何形状。

59、支撑部和引导部可以是c形框架。

60、在一方面，每个支撑段包括：

61、-一对支撑部，以及

62、-一对引导部，

63、其中，每个支撑段的支撑部和引导部布置在旋转轴线的相对两侧上。

64、如果支撑段具有2×2的布置，即，一对支撑部和一对引导部，则旋转轴线可以布置在4个部分的公共拐角区域中。

65、如果支撑段具有1×2的布置，即，一个支撑部和一个引导部，则旋转轴线可以布置在2个部分的相邻侧的中点处。

66、本发明还涉及一种用于储存和取出货物保持器的自动储存和取出系统，其中，自动储存和取出系统包括：

67、-本文中所述的储存模块，

68、-多个货物保持器，储存在储存模块中，

69、-容器搬运车辆，包括升降装置，该升降装置构造为从旋转到与储存模块的取出/放下位置对准的支撑部夹持并且竖直升降货物保持器，以及

70、-控制系统，配置为无线地监测和控制容器搬运车辆的运动。

71、容器搬运车辆可以是移动式起重机或货物保持器升降机，并且自动储存和取出系统可以包括例如如wo2019/238645a1中所公开的输送车辆，以从容器搬运车辆接收货物保持器。

72、自动储存和取出系统还可以包括货物保持器升降机，例如如wo2014/075937中公开为箱式升降机。

73、自动储存和取出系统可以包括多个储存模块。

74、储存模块可以优选地布置在自动储存和取出系统的储存网格的周边，例如储存网格的外周边，但储存模块也可以定位在储存网格的内部区域内。

75、在一方面，该系统包括：

76、-轨道系统，多个容器搬运车辆可以在轨道系统上运行。

77、轨道系统可以布置在储存模块上方和/或下方。

78、轨道系统可以包括布置在水平面中并且在第一方向上延伸的第一组平行轨道以及布置在水平面中并且在与第一方向正交的第二方向上延伸的第二组平行轨道，第一组轨道和第二组轨道在水平面中形成包括多个相邻的网格单元的网格图案，每个网格单元包括由第一组轨道的一对相邻的轨道以及第二组轨道的一对相邻的轨道限定的网格开口，货物保持器可以通过该网格开口。

79、轨道系统可以布置为使得每个储存单元的支撑部和引导部与网格开口竖直对准。

80、容器搬运车辆可以沿着轨道系统在第一方向x和第二方向y中的至少一个上运行。

81、在一方面，该系统包括：

82、-多个竖直储存列，用于将货物保持器一个堆叠在另一个顶部上。

83、本系统是有利的，例如当冷库的冷区仅限于网格时，即当轨道系统和容器搬运车辆位于冷区之外时。由于无需进行挖掘操作，因此减少了与冷区的外部的热交换时间。此外，仅将目标货物保持器取出到冷区的外部。

84、因此，该系统特别适合储存杂货。

85、本发明还涉及一种用于从本文中所述的自动储存和取出系统取出货物保持器的方法，

86、其中，该方法包括以下步骤：

87、-将容器搬运车辆移动到一位置，在该位置中，容器搬运车辆的升降装置定位成竖直对准在储存模块的取出/放下位置上方，

88、-将储存有目标货物保持器的目标支撑段旋转到第一位置，在第一位置中，支撑部与容器搬运车辆的升降装置竖直对准，

89、-在目标支撑段不是最上面的支撑段的情况下，将布置在目标支撑段上方的支撑段旋转到第二位置，以在目标货物保持器上方形成转运列，在第二位置中，上方支撑段的引导部与目标支撑段的支撑部竖直对准，

90、-使用升降装置夹持并且提升目标货物保持器，以及

91、-将具有目标货物保持器的容器搬运车辆移动到水平方向上的不同位置。

92、本发明还涉及一种用于在本文中所述的自动储存和取出系统中储存货物保持器的方法，该方法包括以下步骤：

93、-将承载货物保持器的容器搬运车辆移动到一位置，在该位置中，容器搬运车辆的升降装置定位为竖直对准在储存模块的取出/放下位置上方，

94、-将待储存目标货物保持器的目标支撑段旋转到第一位置，在第一位置中，支撑部与容器搬运车辆的升降装置竖直对准，

95、-在目标支撑段不是最上面的支撑段的情况下，将布置在目标支撑段上方的支撑段旋转到第二位置，以在目标货物保持器上方形成转运列，在第二位置中，上方支撑段的引导部与目标支撑段的支撑部竖直对准，

96、-利用升降装置将货物保持器放置在目标支撑部上。

97、在一方面，每个支撑段包括一个或多个片状件，一个或多个片状件布置在支撑部上并且能够在以下位置之间运动：

98、-支撑位置，在该支撑位置中，一个或多个片状件构造为支撑货物保持器，

99、-收起位置，在该收起位置中，一个或多个片状件构造为使得货物保持器能够竖直通过，

100、其中，该方法包括以下步骤：

101、-在将货物保持器放置在目标支撑部上之前，将目标支撑部的一个或多个片状件移动到支撑位置。

102、在一方面，该方法还包括以下步骤：

103、-将目标支撑段旋转到第二位置，以与上方支撑段竖直对准。

104、支撑部因此可以形成储存列。

105、在一方面，储存模块包括多个存取柜，每个存取柜布置为邻近支撑段并且构造为提供对支撑段的选择性存取，

106、其中，该方法还包括以下步骤：

107、-授予用户对目标存取柜的存取权限。

108、在一方面，每个支撑段包括一个或多个片状件，该一个或多个片状件布置在引导部上并且能够在以下位置之间运动：

109、-支撑位置，在该支撑位置中，一个或多个片状件构造为支撑货物保持器，

110、-收起位置，在该收起位置中，一个或多个片状件构造为使得货物保持器能够竖直通过，

111、其中，该方法还包括以下步骤：

112、-将一个或多个片状件移动到支撑位置，

113、-将承载货物保持器的第二容器搬运车辆移动到一位置，在该位置中，容器搬运车辆的升降装置定位为竖直对准在储存模块的取出/放下位置上方，

114、-利用升降装置将第二货物保持器放置在目标引导部的一个或多个片状件上。

115、储存模块可以构造为在自动储存和取出系统内运动。储存模块还可以构造为运输到自动储存和取出系统之外的不同位置。