远程操作车辆、自动储存和取出系统以及操作用于搬运自动储存和取出系统的货物保持器的远程操作车辆的方法与流程

本发明主要涉及一种用于搬运自动储存和取出系统的货物保持器的远程操作车辆。

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和图3a至图3b公开了适合在这种系统1上运行的三种不同的现有技术的容器搬运车辆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（也被称为箱）一个堆叠在另一个的顶部上以形成堆垛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，多个容器搬运车辆301、401可以在该轨道系统108上运行，以将储存容器106从储存列105升高和将储存容器106降低到储存列中，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和第二组平行轨道111，该第一组平行轨道布置成引导容器搬运车辆301、401在框架结构100的顶部上沿第一方向x移动，该第二组平行轨道布置成垂直于第一组轨道110，以引导容器搬运车辆301、401在垂直于第一方向x的第二方向y上移动。储存在列105中的容器106由容器搬运车辆301、401通过轨道系统108中的存取开口112存取。容器搬运车辆301、401可以在储存列105上方横向移动，即在平行于水平x-y平面的平面中横向移动。

4、框架结构100的直立构件102可以用于在将容器从列105升高和将容器降低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以及第一组轮和第二组轮201b、201c、301b、301c、401b、401c，这几组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至图3b中，每组中的两个轮完全可见。第一组轮201b、301b、401b布置成与第一组轨道110中的两个相邻的轨道接合，并且第二组轮201c、301c、401c布置成与第二组轨道111中的两个相邻的轨道接合。可以升高和降低这几组轮201b、201c、301b、301c、401b、401c中的至少一组轮，使得第一组轮201b、301b、401b和/或第二组轮201c、301c、401c可以在任何时间与轨道110、111的相应组接合。在本领域内，为了将容器搬运车辆201、301、401的运动方向从x方向改变为y方向或反之，轮组的升降被称为“导轨转换”。导轨转换机构的细节在wo2019/137866a1中公开。

6、wo2019/137866a1中的导轨转换机构包括：电机，用于提供旋转驱动；驱动曲柄，联接到电机，以从电机传输旋转驱动；联接器连杆，枢转地联接到驱动曲柄；升降摇臂，枢转地联接到联接器连杆，联接器连杆用于将来自驱动曲柄的旋转驱动联接到升降摇臂；以及移位连杆，枢转地联接到升降摇臂。电机设置在用于接收储存容器的腔上方。移位板枢转地联接到移位连杆，使得升降摇臂、移位连杆和移位板充当摇臂滑块机构，该摇臂滑块机构升高和降低移位板以及与其固定连接的轮。用于x/y方向移动的驱动电机设置在移位板后方，靠近可驱动轮。

7、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401还包括具有升降框架部分304a、404a的升降装置304、404（在图3a至图3b中可见），以用于储存容器106的竖直运输，例如，将储存容器106从储存列105升高和将储存容器106降低到储存列中。升降装置304、404包括适于与储存容器106接合的一个或多个夹持/接合装置，并且夹持/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（例如在图1中可见）上调节夹持/接合装置相对于车辆201、301、401的位置。容器搬运车辆301、401的夹持装置的部分在图3a和图3b中利用参考标号指示。容器搬运车辆201的夹持装置定位在图2中的车身201a内。

8、常规上以及出于本技术的目的，z=1表示轨道110、111下方的可用于储存容器的最上层，即在轨道系统108紧下方的层，z=2表示轨道系统108下方的第二层，z=3表示第三层等。在图1中公开的示例性现有技术中，z=8表示储存容器的最下侧的底层。类似地，x=1…n和y=1…n表示每个储存列105在水平平面中的位置。因此，作为示例，并且使用在图1中所示的笛卡尔坐标系x、y、z，在图1中标识为106’的储存容器可以表述为占据x=18、y=1、z=6的储存位置。容器搬运车辆201、301、401可以表述为在z=0层中行驶，并且每个储存列105可以通过其x坐标和y坐标来标识。由此，图1中所示的在轨道系统108上方延伸的储存容器也表述为布置在z=0层中。

9、框架结构100的储存容积部经常被称为网格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方向以及z-方向上的容器标号来标识。

10、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401都包括储存隔室或储存空间，以用于在轨道系统108上运输储存容器106时接收并装载储存容器106。如图2和图3b中所示以及例如在wo2015/193278a1和wo2019/206487a1中所描述的，储存空间可以包括布置在车身201a内的腔，wo2015/193278a1和wo2019/206487a1的内容通过引证并入本文。

11、图3a示出了具有悬臂结构的容器搬运车辆301的替代配置。这种车辆在例如no317366中详细描述，该申请的内容也通过引证并入本文。

12、图2中所示的腔式容器搬运车辆201的覆盖区可以覆盖在x方向和y方向上尺寸大致等于储存列105的横向范围的区域，例如，如在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”可以表示“水平的”。

13、替代地，如图3b中所示以及如wo2014/090684a1或wo2019/206487a1中所公开的，腔式容器搬运车辆401的覆盖区可以大于由储存列105限定的横向区域。

14、轨道系统108通常包括具有凹槽的轨道，车辆的轮在这些凹槽中运行。替代地，轨道可以包括向上突出的元件，其中，车辆的轮包括防止脱轨的凸缘。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，或者每个轨道可以包括两个平行的导轨。在其他轨道系统108中，每个轨道可以在一个方向上包括一个导轨，并且每个轨道可以在另一垂直方向上包括两个导轨。轨道系统也可以在x方向和y方向中的一个方向上包括双导轨轨道，并且在x方向和y方向的另一个方向上包括单导轨轨道。双导轨轨道可以包括两个紧固在一起的轨道构件，每个轨道构件具有一个导轨。

15、wo2018/146304a1（该申请的内容通过引证并入本文）示出了轨道系统108的常见配置，该轨道系统包括在x方向和y方向两者上的轨道和平行的导轨。

16、在框架结构100中，大多数列105是储存列105，即在列105中储存容器106以堆垛107的形式储存。然而，一些列105可能具有其他目的。在图1中，列119和120是容器搬运车辆201、301、401用来卸载和/或拾取储存容器106的特殊目的列，使得储存容器可以被运输到存取站（未示出），在该存取站处，储存容器106可以从框架结构100的外部存取或者被移出或移进框架结构100。在本领域内，这样的位置通常被称为“端口”，并且定位在端口的列可以被称为“端口列”119、120。运输到存取站的方向可以是任意的，即方向可以是水平的、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内的随机或专用列105中，然后由任意容器搬运车辆拾取并被运输到端口列119、120，以用于进一步运输到存取站。从端口到存取站的运输可能需要借助于诸如输送车辆、小车或其他运输线而沿着各种不同方向移动。注意，术语“倾斜”表示储存容器106的运输具有在水平与竖直之间的某一常规运输定向。

17、在图1中，第一端口列119例如可以是专用的卸载端口列，在该卸载端口列处，容器搬运车辆201、301可以卸载将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可以是专用的拾取端口列，在该拾取端口列处，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来的储存容器106。

18、存取站通常可以是拣选站或存货站，在该拣选站或存货站处，产品项目从储存容器106移除或放置到储存容器中。在拣选站或存货站中，储存容器106通常不会从自动储存和取出系统1中移除，而是在进行存取后返回到框架结构100中。端口还可以用于将储存容器转运到另一个储存设施（例如另一个框架结构或另一个自动储存和取出系统）、运输车辆（例如火车或卡车）或生产设施。

19、通常采用包括传送器的传送器系统在端口列119、120与存取站之间运输储存容器。

20、如果端口列119、120和存取站位于不同的高度，则传送器系统可以包括具有竖直部件的升降装置，以用于在端口列119、120与存取站之间竖直运输储存容器106。

21、传送器系统可以布置成在不同的框架结构之间转运储存容器106，例如在wo2014/075937a1中描述的，该申请的内容通过引证并入本文。

22、当要存取储存在图1中公开的列105中的一个列中的储存容器106时，指示容器搬运车辆201、301、401中的一个容器搬运车辆从目标储存容器106所在的位置取出该目标储存容器，并将该目标储存容器运输到卸载端口列119。该操作涉及使容器搬运车辆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的升降装置（未示出）从储存列105取出储存容器106，并将储存容器106运输到卸载端口列119。如果目标储存容器106定位在堆垛107内的深处，即一个或多个其他储存容器106位于目标储存容器106上方，则该操作还涉及在从储存列105提升目标储存容器106之前临时移动位于上方的储存容器。该步骤（在本领域内有时被称为“挖掘”）可以利用随后用于将目标储存容器运输到卸载端口列119的同一容器搬运车辆来执行，或者利用一个或多个其他协作的容器搬运车辆来执行。替代地或此外，自动储存和取出系统1可以具有专门用于从储存列105中临时移除储存容器106的任务的容器搬运车辆201、301、401。一旦目标储存容器106从储存列105中移除后，临时移除的储存容器106就可以重新放置到原始储存列105中。然而，移除的储存容器106可以替代地重新定位到其他储存列105中。

23、当储存容器106要被储存在列105中的一个列时，指示容器搬运车辆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，并将该储存容器运输到将储存该储存容器的储存列105上方的位置。在移除位于或高于堆垛107内的目标位置的储存容器106之后，容器搬运车辆201、301、401将储存容器106定位到期望的位置。移除的储存容器106然后可以降低回到储存列105中，或者重新放置到其他储存列105。

24、为了监控和控制自动储存和取出系统1，例如监控和控制各个储存容器106在框架结构100内的位置、每个储存容器106的内容物以及容器搬运车辆201、301、401的运动，使得可以在期望的时间将期望的储存容器106输送到期望的位置而容器搬运车辆201、301、401不会相互碰撞，自动储存和取出系统1包括控制系统500（在图1中示出），该控制系统通常是计算机化的并且通常包括用于保持追踪储存容器106的数据库。

25、如在本领域内众所周知的，由以上限定的“导轨转换”过程引起的系统错误是与成本、停机和停机时间相关的最严重的系统错误之一。这种与导轨转换相关的错误的示例是“停止时的导轨转换”，即静止的容器搬运车辆试图改变其运动方向，使得该容器搬运车辆无法正确地升高/降低和/或放置轮组。

26、在该背景下，持续努力改进容器搬运车辆，以减少与导轨转换相关的错误的发生。

技术实现思路

1、在独立权利要求中阐述并表征了本发明，而从属权利要求描述了本发明的其他特征。

2、本发明涉及一种用于在自动储存和取出系统的二维轨道系统上搬运货物保持器的远程操作车辆，其中，车辆包括：车身，限定用于储存货物保持器的腔；第一组轮，使得远程操作车辆能够在轨道系统的第一水平方向上移动；以及第二组轮，使得远程操作车辆能够在轨道系统的第二水平方向上移动，第二水平方向垂直于第一水平方向，其中，车辆包括：

3、- 第一轮支架，能相对于车身的框架竖直移位，第一轮支架承载第一组轮中的第一对共面轮，

4、- 第二轮支架，能相对于车身的框架竖直移位，第二轮支架承载第一组轮中的第二对共面轮，第二轮支架布置成平行于第一轮支架平行并且布置在腔的相对于该第一轮支架而言的相对侧上，

5、- 机构，用于使第一轮支架相对于车身的框架竖直移位，该机构能在第一位置与第二位置之间移动，使得机构从第一位置到第二位置的移动引发第一轮支架相对于车身的框架的竖直移位，

6、- 联接组件，联接第一轮支架和第二轮支架，使得第一轮支架的竖直移动传递到第二轮支架，以及

7、- 电机区段，在该电机区段中设置有导轨转换电机和驱动电机，该导轨转换电机驱动机构，该驱动电机用于在x方向上推动车辆。

8、通过提供如以上所限定的远程操作车辆，实现了多个优点。

9、更具体地，这使得可以更有目的性地将多个轮支架的设计和与其相关联的多对共面轮的总体设计和特性相匹配。例如，当轮组包括一对驱动轮以及一对从动轮时，要竖直移位的轮重量差异很大，即驱动轮和与其相关联的部件重量显著大于对应的从动轮。考虑到这一点，最佳的车辆设计提供了两个结构不同的轮支架，每个轮支架是针对相应的共面轮对定制的。因此，可以减少部件磨损，并且可以延长轮和轮支架的使用寿命。联接第一轮支架和第二轮支架的联接组件确保在执行导轨转换过程的同时将竖直移动从第一轮支架传递到第二轮支架。

10、所实现的另一优点是当总体上设计轮移位解决方案时，并且特别是设计轮支架时，具有更大的自由性。更具体地，关于第一轮支架的尺寸和形状的设计考虑和涉及第二轮支架的设计考虑基本上是分开的。这在车辆设计阶段特别有用，因为在远程操作车辆中，空间非常有限，尤其是在邻近用于储存货物保持器的腔的车辆侧部上。

11、在相关的背景下，还可以设计更稳健的竖直移位解决方案，其产生与导轨转换相关的错误的可能性较小。

12、更具体地，通过提供设置有导轨转换电机和用于在x方向上推动车辆的驱动电机的电机区段，可以将重型电机部件集中在车辆上，即限制在有限的空间中。由此，可以获得简化的车辆传动系统（这里也包括导轨转换机构）。例如，可以在车辆的远端侧（完全没有重型部件的一侧）提供一对简单的从动轮，并且在车辆的近端侧（与容纳重型电机部件的电机区段相关联的一侧）提供一对驱动轮。

13、本发明的第二方面涉及一种根据权利要求20的操作用于在自动储存和取出系统的二维轨道系统上搬运货物保持器的远程操作车辆的方法。

14、为了简洁起见，以上结合远程操作车辆讨论的优点甚至可以与对应的方法相关联并且不再进一步讨论。

15、为了本技术的目的，在本技术的“背景技术”部分中使用的术语“容器搬运车辆”和在“具体实施方式”部分中使用的术语“远程操作车辆”均限定在跨过框架结构的顶部布置的轨道系统上运行的机器人轮式车辆，该机器人轮式车辆为自动储存和取出系统的一部分。类似地，在本技术的“背景技术”部分中使用的术语“储存容器”和在“具体实施方式”部分中使用的术语“货物保持器”均限定用于储存物品的接收器。在该背景下，货物保持器可以是箱、手提箱、货盘、托盘或类似物。不同类型的货物保持器可以在相同的自动储存和取出系统中使用。

16、表示关系的术语“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“高于”等应当按其正常意义来理解并且如笛卡尔坐标系中所看到的。当关于轨道系统提及时，“上部”或“上方”应当理解为更靠近轨道系统的表面的位置（相对于另一部件），与术语“下部”或“下方”相反，术语“下部”或“下方”应当理解为更远离轨道系统的位置（相对于另一部件）。