网格式自动储存和取出系统中的温度控制系统和方法与流程

背景技术：

1、图1公开具有框架结构100的典型现有技术自动储存和取出系统1，而图2、图3和图4公开适合在此类系统1上工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、参考图2和图3，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106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。

7、传统上，也为了本技术的目的，z＝1标识储存容器的最上层，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＝17,y＝1,z＝6。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、代替地，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通常包括具有凹槽的轨道，车辆的车轮在凹槽中行进。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凸缘，以防止脱轨。这些凹槽和向上突出的元件统称为导轨。每个轨道可包括一个导轨，每个轨道可包括两个平行导轨，或者可存在如下轨道系统：该系统在一个方向上具有一个导轨轨道，而在另一个方向上具有两个导轨轨道。轨道还可包括各自具有单件的两个导轨构件，它们固定在一起以提供双导轨轨道。

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。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(未示出)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121，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、上述系统1中的一些系统可用于储存需要特定环境的产品物品。例如，一些类型的食物需要冷冻温度环境(通常在-2℃到+10℃之间)，一些类型的食物需要更冷的温度环境(通常低于-18℃)，而其他类型的食物需要更高的温度环境(通常在10℃以上)。

25、在此类储存系统所位于的建筑物中，通风系统通常用于提供所需环境。然而，在通过将容器以彼此相邻的堆垛形式储存而获得空间效率下，储存区域中用于所储存产品温度控制的空气较少。

26、在wo2016/7193419中，它公开储存系统，其中容器在储存于网格期间被冷却。冷却系统具有：在网格上方的冷却器，用于冷却空气；以及风扇，通过使空气通过该系统并进入储存容器堆垛下的空闲空间来使冷却空气循环通过储存系统，使得空气循环通过堆垛以调节其温度。风扇定位在网格的一侧外部，在从大量的堆垛抽取空气的边界容积部上方。

27、现有技术解决方案的问题是，冷却器在网格上方释放冷却空气。这在所需温度环境低于0℃时尤为有问题。当冷却空气低于容器搬运车辆的最佳工作温度时，容器搬运车辆可发生故障。此外，低于0℃的冷却空气从上方穿过轨道可使轨道上结冰和/或出现冷凝现象，从而导致容器搬运车辆故障，诸如脱轨和碰撞。

28、鉴于以上内容，期望提供自动储存和取出系统，该系统解决或至少减轻与使用现有技术存储和取出系统相关的上述一个或多个问题。

技术实现思路

1、本发明由所附权利要求书限定且限定如下：

2、在第一方面中，本发明提供基于自动网格的储存和取出系统，其包括：

3、-框架结构，包括直立构件和设置在直立构件的上端部处的水平轨道的网格，该框架结构在水平轨道下方限定至少一个储存容积部，该至少一个储存容积部包括：

4、-多个储存列，彼此相邻布置；

5、-多个壁，围绕多个储存列的外部范围；

6、-第一气室，在储存列下方水平延伸；

7、-多个第一水平定向空气管道，连接到适于从至少一个储存容积部外抽取空气的至少一个风扇，多个第一水平定向空气管道定位成使空气在水平轨道下方水平分布以提供第一水平空气幕；

8、-冷却系统，适于从第一气室抽取空气，冷却该空气，并从冷却系统的输出端吹出冷却后空气以作为冷却气流；以及

9、-多个第二水平定向空气管道，适于通过第一空气阻尼器接收来自冷却系统的冷却气流，该多个第二水平定向空气管道定位在多个第一水平定向空气管道下方的高度处以使冷却气流的至少第一部分在储存列的最上层上方水平分布。

10、第一水平空气幕也可称为空气顶棚。

11、在储存和取出系统的实施例中，储存列中的每个可容纳以竖直堆垛的方式一个堆叠在另一个端部的多个储存容器。在其中储存列中的每个储存列容纳以竖直堆垛的方式一个堆叠在另一个端部的多个储存容器的实施例中，第一气室可以限定为在储存容器的竖直堆垛下方水平延伸。然后，例如，第一气室可由安装在储存列内的多个间隔部形成，其中一个间隔部设置在多个相邻储存列的每个储存列的底部处。间隔部可为容器形的并包括允许空气自由通过的敞开侧。合适的间隔部在例如wo2021/037488al中公开。

12、在储存和取出系统的实施例中，该系统包括加热元件，该加热元件用于在将空气在水平轨道下方水平分布之前，加热从储存容积部外抽取的空气。

13、在储存和取出系统的实施例中，第一气室可配置为使得来自多个第二水平定向空气管道的冷却后空气能够经由多个储存列抽取到第一气室中。

14、在储存和取出系统的实施例中，第一气室可配置为使得来自多个第二水平定向空气管道的冷却后空气能够经由多个通风孔口抽取到第一气室中。

15、在一个实施例中，储存和取出系统可包括提升板，该提升板具有设置在第一气室和多个储存列或储存容器堆垛之间设置的多个通气孔。提升板可以配置成以任何合适的方式使空气可在第一气室和储存列之间通过。提升板可配置为支撑储存列。

16、在一个实施例中，储存和取出系统可包括第二气室，该第二气室在多个储存列的外部范围与多个壁中的至少一个壁之间竖直延伸。

17、在一个实施例中，储存和取出系统可包括多个向下定向空气管道，多个向下定向空气管道通过第二空气阻尼器连接到冷却系统的输出端，多个向下定向空气管道定位为将冷却气流的第二部分向下分布到第二气室中。

18、在一个实施例中，储存和取出系统可包括控制器，该控制器适于调节第一空气阻尼器和第二空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分和冷却气流的第二部分的相对分布。

19、在储存和取出系统的实施例中，多个向下定向空气管道布置在多个第二水平定向空气管道下方。

20、在储存和取出系统的实施例中，多个竖直定向空气管道布置在多个第二横向定向空气管道旁边。

21、在一个实施例中，储存和取出系统可包括控制器(可称为或作为控制系统的一部分)和第三空气阻尼器，该第三空气阻尼器布置在至少一个风扇与多个第一横向定向空气管道之间，该第三空气阻尼器包括压力传感器，且该控制器适于基于预定压力水平控制至少一个风扇的速度。

22、在一个实施例中，储存和取出系统可包括控制器(可称为或作为控制系统的一部分)，该控制器适于控制通过冷却系统从第一气室抽取的空气，使得第一气室中的空气压力低于储存列上方空气压力。

23、在储存和取出系统的实施例中，储存容积部可包括至少一个温度传感器和控制器(可称为或作为控制系统的一部分)，该控制器适于基于由至少一个温度传感器测量的温度来调节气流。

24、在储存和取出系统的实施例中，控制器可配置为当温度传感器记录的温度高于预定值时，增加第一气室中的空气与储存列上方的空气之间的压差，或降低来自冷却系统的输出端的冷却后空气的温度。

25、在储存和取出系统的实施例中，至少来自冷却系统的冷却气流的通过多个第二水平定向空气管道的部分可提供在第一水平空气幕下方的第二水平空气幕。

26、在储存和取出系统的实施例中，冷却系统可包括用于冷却空气的冷却器和用于从第一气室抽取空气的风扇。

27、在储存和取出系统的实施例中，该系统适于保持在储存容积部中的冻结储存容积部温度。

28、在储存和取出系统的实施例中，从储存容积部外抽取的空气温度可在-2℃至+10℃的范围内。

29、在储存和取出系统的实施例中，可将从储存容积部外抽取的空气加热到非冻结温度，优选为2-10℃、更优选为4-6℃范围内的温度。换句话说，储存和取出系统可包括温度传感器和控制器，该控制器配置为在将空气在水平轨道下方水平分布之前，控制加热元件将从储存容积部外抽取的空气的温度加热到处于2-10℃、更优选4-6℃范围内。

30、在储存和取出系统的实施例中，从多个第一水平定向空气管道分布的空气的温度比从多个第二水平定向空气管道分布的冷却后空气的温度高5℃、10℃或15℃以上。

31、在一个实施例中，储存和取出系统可包括用于移动储存容器的至少一个容器搬运车辆，该车辆可在水平轨道的网格上沿两个垂直的水平方向移动，并包括升降装置，该升降装置配置为从储存列中取出储存容器和/或将储存容器储存在储存列中。

32、在第二方面中，本发明提供控制在根据第一方面的任何实施例和第三方面的任何实施例的储存和取出系统中的储存容积部温度的方法，该方法包括以下步骤：

33、-调节冷却系统以从冷却系统的输出端吹出冷却后空气以作为第一温度的冷却气流；

34、-调节第一空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分，从而控制冷却气流穿过多个储存列的速度，并基于第一温度和冷却气流穿过多个储存列的速度来控制多个储存列中的储存容积部温度；以及

35、-调节至少一个风扇的速度以从至少一个储存容积部外抽取具有第二温度的空气，并且将空气从多个第一横向定向空气管道在水平轨道下方横向分布以提供上部第一横向空气幕。

36、在该方法的实施例中，储存和取出系统可包括多个向下定向空气管道，该多个向下定向空气管道通过第二空气阻尼器连接到冷却系统的输出端，该多个向下定向空气管道定位成将冷却气流的第二部分向下分布到第二气室中，该第二气室在多个储存列的外部范围与多个壁中的至少一个壁之间竖直延伸，其中，调节第一空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分的步骤还包括：

37、-调节第二空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分和冷却气流的第二部分的相对分布。

38、在该方法的实施例中，从储存容积部外抽取的空气可在水平轨道下方水平分布之前被加热。这可在环境空气的热度不足以补偿竖直热传递的情况下补偿竖直热传递，并保持导轨无冰且保护机器人免受冻结温度。

39、在该方法的实施例中，可将从储存容积部外抽取的空气加热到非冻结温度，优选在2℃-10℃的范围内、更优选4℃-6℃的范围内。

40、该系统的优点是，该系统产生将冷却储存列与水平轨道上的容器搬运车辆隔离开的强制冷却气以及在温度区之间形成明确边界的上部第一横向空气幕，使得在不物理分开这些区域的情况下在水平轨道的网格上运行的容器搬运车辆不暴露于下方的冻结环境。

41、多个向下定向空气管道的优点是改善系统中的气流，特别是向下定向空气管道可作为溢流系统，使得冷却系统可独立于储存容积部中的强制冷却气流而起作用。

42、在储存和取出系统的实施例中，多个向下定向空气管道可布置在多个第二横向定向空气管道旁边。

43、在储存和取出系统的实施例中，该系统可具有至少两个储存容积部。

44、在第三方面中，本发明提供基于自动网格的储存和取出系统，包括：

45、-框架结构，包括直立构件和设置在直立构件的上端部处的水平轨道的网格，该框架结构在水平轨道下方限定至少一个储存容积部，该至少一个储存容积部包括：

46、-多个储存列，彼此相邻布置，在该储存列中，储存容器以堆垛的方式储存；

47、-多个壁，围绕多个储存列的外部范围；

48、-第一气室，在储存列下方水平延伸；

49、-多个第一水平定向空气管道，连接到适于从至少一个储存容积部外抽取空气的至少一个风扇，多个第一水平定向空气管道定位成使空气在水平轨道下方水平分布以提供第一水平空气幕；

50、-冷却系统，适于从第一气室抽取空气，冷却该空气，并从冷却系统的输出端吹出冷却后空气以作为冷却气流；以及

51、多个第二水平定向空气管道，适于通过第一空气阻尼器接收来自冷却系统的冷却气流，该多个第二水平定向空气管道定位在多个第一水平定向空气管道下方的高度处使冷却气流的至少第一部分以在储存列的最上层上方水平地分布。

52、在一个实施例中，根据第三方面的储存和取出系统包括布置在储存列内的多个间隔部(或敞开式容器支撑框架)，间隔部中的一个间隔部布置在多个相邻储存列的每个储存列的底部处。多个间隔部限定第一气室。间隔部中的每个间隔部可布置成支撑储存容器堆垛。

53、根据第三方面的储存和取出系统可包括根据第一方面的储存和取出系统的实施例中特征的任一项。

54、在第四个方面中，本发明提供网格式自动储存和取出系统，该系统包括框架结构，该框架结构包括直立构件和设置在直立构件的上端部处的水平轨道的网格，该框架结构在水平轨道下方限定至少一个储存容积部。该至少一个储存容积部包括：彼此相邻布置的多个储存列；围绕多个储存列的外部范围的多个壁；在储存列下方水平延伸的第一气室；第二气室，在多个储存列的外部范围与多个壁之间竖直延伸；多个第一横向定向空气管道，连接到适于从至少一个储存容积部外抽取空气的至少一个风扇，该多个第一横向定向空气管道定位成使空气在水平轨道下方横向分布；冷却系统，适于从第一气室抽取空气，冷却该空气，并从冷却系统的输出端吹出冷却后空气以作为冷却气流；多个第二横向定向空气管道，适于通过第一空气阻尼器接收来自冷却系统的冷却气流，该多个第二横向定向空气管道定位成使冷却气流的第一部分在储存列的最上层上方横向分布；多个向下定向空气管道，通过第二空气阻尼器连接到冷却系统的输出端，该多个向下定向空气管道适于将冷却空气流的第二部分向下分布到第二气室内中；和控制器，适于调节第一空气阻尼器和第二空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分和冷却气流的第二部分的相对分布，且控制器还适于确定至少一个风扇的速度以提供上部第一横向空气幕。

55、在第五个方面中，本发明涉及控制在本发明的第一个方面的网格式自动储存和取出系统中的储存容积部温度的方法。方法包括以下步骤：调节冷却系统以从冷却系统的输出端吹出冷却后空气以作为第一温度的冷却气流；调节第一空气阻尼器和第二空气阻尼器以控制冷却气流的第一部分和冷却气流的第二部分的相对分布，从而控制冷却气流穿过多个储存列的速度，并基于第一温度和冷却气流穿过多个储存列的速度来控制多个储存列中的储存容积部温度；以及调节至少一个风扇的速度以从至少一个储存容积部外抽取具有第二温度的空气，并将空气从多个第一横向定向空气管道在水平轨道下方横向分布以提供上部第一横向空气幕。

56、在一个实施例中，该方法可包括在将空气在水平轨道下方横向分布之前加热从储存容积部外抽取的空气。

57、在一个实施例中，该方法可包括将从储存容积部外抽取的空气加热至非冻结温度，优选在2℃-10℃的范围内、更优选4℃-6℃范围内。

58、在一个实施例中，第一温度为冻结温度，而第二温度为非冻结温度。