用于检测储存系统的容器搬运车辆的定位的工具的制作方法
- 国知局
- 2024-12-06 13:10:54
本发明涉及一种用于储存和取出容器的自动储存和取出系统,特别涉及一种用于在网格上找到故障的容器搬运车辆的位置并将故障的第一容器搬运车辆护送到已知位置的系统和方法。
背景技术:
1、图1公开了带有框架结构100的典型现有技术自动储存和取出系统1,并且图2、图3和图4公开了三种不同的适用于在这种系统1上运行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和包括在直立构件102之间成排布置的储存列105的储存容积部。在这些储存列105中,储存容器106,也称为箱,一个堆叠在另一个顶部上以形成堆垛107。构件102通常可以由金属制成,例如由挤压铝型材制成。
3、自动储存和取出系统1的框架结构100包括布置成跨框架结构100的顶部的导轨系统108,可以在该导轨系统108上操作多个容器搬运车辆201、301、401以从储存列105升起和下降储存容器106,并且还将储存容器106传送到储存列105上方。导轨系统108包括第一组平行导轨110和第二组平行导轨111,第一组平行导轨110布置成引导容器搬运车辆201、301、401在第一方向x上横跨框架结构100顶部的移动,第二组平行导轨111垂直于第一组导轨110布置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由容器搬运车辆201、301、401通过导轨系统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上方横向移动,即在平行于水平x-y平面的平面中移动。
4、框架结构100的直立构件102可用于在将容器从列105升起和将其下降到列105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包括车辆主体201a、301a、401a,以及第一和第二组轮子201b、301b、201c、301c、401b、401c,它们使容器搬运车辆201、301、401能够在x方向和y方向上分别横向移动。在图2、3和图4中,每组中的两个轮子是完全可见的。第一组轮子201b、301b、401b布置成与第一组导轨110的两个相邻导轨接合,并且第二组轮子201c、301c、401c布置成与第二组导轨111的两个相邻导轨接合。组轮201b、301b、201c、301c、401b、401c中的至少一组可以被升起和下降,使得第一组轮201b、301b、401b和/或第二组轮201c、301c、401c可以在任何时候与相应组的导轨110、111接合。
6、每个现有技术的容器搬运车辆201、301、401还包括用于竖直传送储存容器106的升降装置,例如其将储存容器106从储存列105中升起,以及将储存容器106下降到储存列105中。该升降装置包括一个或多个夹持/接合装置,该夹持/接合装置适于接合储存容器106,并且该夹持/接合装置可从车辆201、301、401下降,使得该夹持/接合装置相对于车辆201、301、401的位置可以在与第一方向x和第二方向y正交的第三方向z上调节。容器搬运车辆301、401的夹持装置的部件在图3和4中示出并且用附图标号304、404指示。容器搬运装置201的夹持装置位于图2中的车辆主体201a内。
7、常规地,并且也是出于本技术的目的,z=1标识储存容器的最上层,即紧接在导轨系统108下方的层,z=2标识在导轨系统108下方的第二层,z=3标识第三层,等等。在图1中公开的示例性现有技术中,z=8标识储存容器的最下层、底层。类似地,x=1…n和y=1…n标识每个储存列105在水平面中的位置。因此,作为示例,并且使用图1所示的笛卡尔坐标系x、y、z,可以说在图1中标识为106'的储存容器占据x=17、y=1、z=6的储存位置。可以说容器搬运车辆201、301、401在z=0层中行进,并且每个储存列105都可以通过其x和y坐标来标识。因此,图1中所示的在导轨系统108上方延伸的储存容器也被认为布置在z=0层中。
8、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。每个储存列可以通过x和y方向上的位置来标识,而每个储存单元可以通过x、y和z方向上的容器编号来标识。
9、每个现有技术容器搬运车辆201、301、401包括用于在横跨导轨系统108传送储存容器106时容纳和贮藏储存容器106的储存隔室或空间。储存空间可以包括布置在车辆主体201a内部的腔,如图2和4所示,并且如wo2015/193278a1和wo2019/206487a1所述,该专利文献的内容通过引证并入本文。
10、图3示出了带有悬臂结构的容器搬运车辆301的替代构造。这种车辆在例如no317366中详细描述,该专利的内容也通过引证并入本文。
11、图2中所示的腔式容器搬运车辆201的占用空间可以覆盖具有x和y方向上的尺寸的区域,该区域通常等于储存列105的横向范围,例如,如wo2015/193278al中所述,其内容通过引证并入本文。本文使用的术语“横向”可以表示“水平”。
12、可替代地,腔式容器搬运车辆401的占用空间可以大于由储存列105限定的横向区域,如图1和图4所示,例如,如wo2014/090684a1或wo2019/206487a1中所公开的。
13、导轨系统108通常包括带有凹槽的导轨,车辆的轮子在该凹槽中行驶。可替代地,导轨可包括向上突出的元件,其中车辆的轮子包括凸缘以防止脱轨。这些凹槽和向上突出的元件统称为轨道。每条导轨可以包括一条轨道,或者每条导轨可以包括两条平行轨道。
14、wo2018/146304a1(其内容通过引证并入本文)说明了导轨系统108的典型构造,导轨系统108包括在x和y方向上的导轨和平行轨道。
15、在框架结构100中,大多数列105是储存列105,即其中储存容器106以堆垛107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的专用列,以便它们可以被传送到存取站(未示出),储存容器106在该处可以从框架结构100的外部存取,或转移出或转移到框架结构100中。在本领域内,这样的位置通常被称为“端口”,并且端口位于其中的列可以被称为“端口列”119、120。到存取站的传送可以是任何方向,即水平、倾斜和/或竖直。例如,储存容器106可以设置在框架结构100内的随机或专用列105中,然后由任何容器搬运车辆拾取并传送到端口列119、120以进一步传送到存取站。需注意,术语“倾斜”是指储存容器106的传送具有在水平和竖直之间的一般传送定向。
16、在图1中,第一端口列119例如可以为专用的放下端口列,在该放下端口列处,容器搬运车辆201、301可以将要传送至存取站或转移站的储存容器106放下,以及第二端口列120可以为专用的拾取端口列,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移站传送的储存容器106。
17、存取站通常可以为从储存容器106中移开产品项或将其设置在其中的拾取站或库存站。在拾取站或库存站中,储存容器106通常不会从自动储存和取出系统1中移出,而是在存取后再次返回到框架结构100中。端口还可用于将储存容器转移到另一个储存设施(例如转移到另一个框架结构或转移到另一个自动储存和取出系统)、转移到传送车辆(例如火车或卡车)或转移到生产设施。
18、包括传送带的传送带系统通常用于在端口列119、120和存取站之间传送储存容器。
19、如果端口列119、120和存取站位于不同的水平面上,则传送带系统可以包括带有竖直部件的升降装置,该升降装置用于在端口列119、120和存取站之间竖直地传送储存容器106。
20、传送带系统可以布置成在不同的框架结构之间转移储存容器106,例如,如wo2014/075937a1中所述,该专利申请的内容通过引证并入本文。
21、当要存取储存在图1中公开的一个列105中的储存容器106时,指示容器搬运车辆201、301、401中的一个从其位置取出目标储存容器106并将其传送到放下端口列119。此操作涉及将容器搬运车辆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传送到放下端口列119。如果目标储存容器106位于堆垛107内的深处,即,一个或多个其他储存容器106设置在目标储存容器106上方,则该操作还包括在从储存列105中升起目标储存容器106之前临时移动上述设置的储存容器。该步骤在本领域中有时称为“挖掘”,该步骤可以用随后用于将目标储存容器传送至放下端口列119的同一容器搬运车辆,或者用一个或多个其他合作的容器搬运车辆来执行。可替代地或另外地,自动储存和取出系统1可以具有容器搬运车辆201、301、401,其专门用于从储存列105临时移开储存容器106的任务。一旦将目标储存容器106从储存列105中移开,则可以将临时移开的储存容器106重新设置到原始储存列105中。然而,移开的储存容器可以可替代地重定位到其他储存列105。
22、当将储存容器106储存在一个列105中时,指示容器搬运车辆201、301、401中的一个从拾取端口列120拾取储存容器106并将其传送至该储存容器将被储存的储存列105上方的位置。在移开位于堆垛107内的目标位置处或该目标位置上方的任何储存容器106之后,容器搬运车辆201、301、401将储存容器106设置在期望的位置处。然后可以将移开的储存容器106下降放回储存列105中或重定位到其他储存列105中。
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的移动,以使所需的储存容器106可以在期望的时间被输送至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,该控制系统通常为计算机化的,并且通常包括用于跟踪储存容器106的数据库。
24、如果容器搬运车辆在网格上发生故障,可能会出现几个问题。一个问题是恢复故障的容器搬运车辆,另一个问题实际上是定位故障的容器搬运车辆。如果机器人不能快速定位,这实际上是一个可能迅速升级的问题。原因是故障的容器搬运车辆实际上可以在停车前行驶很远,中央计算机系统不知道故障的容器搬运车辆在哪里,这意味着其他容器搬运车辆很有可能撞上故障的容器搬运车辆。
25、即使故障的容器搬运车辆位于网格上,它仍然需要被运送到已知的目的地(例如网格上的一个单元),或者运送到服务中心进行维修。一个常见的解决方案是整个网格可能会被关闭,这样一个人就可以进入网格,将容器搬运车辆推回维护区域。这既昂贵又耗时。
技术实现思路
1、本发明在独立权利要求中进行阐述和表征,而从属权利要求描述了本发明的其他特征。
2、在一个方面,本发明涉及一种用于检测第一容器搬运车辆在自动储存和取出系统的基于网格的导轨系统上的定位的工具,该导轨系统是框架结构的一部分,其中导轨系统包括:第一组平行导轨,布置为引导容器搬运车辆沿第一方向(x)横跨框架结构的顶部移动;和第二组平行导轨,布置为垂直于第一组导轨以引导容器搬运车辆沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)移动,第一组平行导轨和第二组平行导轨将导轨系统划分成多个网格单元,框架结构包括直立构件,直立构件限定用于在框架结构内储存容器的储存列,其中,工具包括上表面,上表面设置有用于允许工具由在导轨系统上工作的第二容器搬运车辆的升降装置拾取的结构,工具包括用于检测第一容器搬运车辆在导轨系统上的定位的传感器。
3、用于确定第一容器搬运车辆的定位的传感器可以设置在工具的侧部或底部表面上,并且传感器可以是摄像头、激光雷达、接近传感器或能够检测周围对象的任何其他类型的传感器,工具上也可以附接有多于一个的传感器。该工具可以在至少一个侧部上具有工具支撑夹具,以用于将第一容器搬运车辆推到已知位置。
4、该工具可以具有无线通信设备、电源和用于执行测量并与中央计算机系统通信的控制器。
5、该工具可以有一组支腿,以允许该工具被设置在网格上。
6、当工具下降到网格单元中时,工具支撑夹具可以搁置在网格单元周围的导轨上。
7、工具可以具有附着到其上的支脚,当工具被设置在网格上时,支脚搁置在网格单元周围的轨道中。
8、在第二方面,本发明涉及一种用于检测第一容器搬运车辆在自动储存和取出系统的基于网格的导轨系统上的定位的方法,该导轨系统是框架结构的一部分,该导轨系统包括:第一组平行导轨,布置为引导容器搬运车辆沿第一方向(x)横跨框架结构的顶部移动;和第二组平行导轨,布置为垂直于第一组导轨以引导容器搬运车辆沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)移动,第一组平行导轨和第二组平行导轨将导轨系统划分为多个网格单元,框架结构包括直立构件,直立构件限定用于在框架结构内储存容器的储存列,该方法包括:使用在导轨系统上工作的第二容器搬运车辆的升降装置拾取工具;将工具传送到与第一容器搬运车辆的最后已知位置远离至少一个单元的位置;使用工具确定第一容器搬运车辆的位置;以及通知承载工具的第二容器搬运车辆将工具放回工具的储存位置。
9、此外,将工具置于网格上,并且在网格上使用工具以监测导轨系统中的情况,在网格周围还可以设置多个工具。
10、在第三方面,本发明涉及一种用于检测第一容器搬运车辆在自动储存和取出系统的基于网格的导轨系统上的定位的系统,该导轨系统是框架结构的一部分,其中导轨系统包括:第一组平行导轨,布置为引导容器搬运车辆沿第一方向(x)横跨框架结构的顶部移动;和第二组平行导轨,布置为垂直于第一组导轨以引导容器搬运车辆沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)移动,第一组平行导轨和第二组平行导轨将导轨系统划分为多个网格单元,框架结构包括直立构件,直立构件限定用于在框架结构内储存容器的储存列,其中,系统包括可由容器搬运车辆承载的工具。
11、在第四方面,本发明涉及一种计算机程序产品,包括指令,指令在控制所述系统的计算机上运行时生成执行以下步骤的命令:指示在导轨系统上工作的第二容器搬运车辆使用第二容器搬运车辆的升降装置拾取工具;指示第二容器搬运车辆将工具传送到与故障的第一容器搬运车辆的最后已知位置远离至少一个单元的位置;指示第二容器搬运车辆使用工具确定故障的第一容器搬运车辆的定位;以及指示承载工具的第二容器搬运车辆将工具放回其储存位置。
12、通过使用该解决方案,当中央计算机系统知道故障的容器搬运车辆的位置时,可以找出故障的容器搬运车辆在网格上的位置。此外,如果故障的容器搬运车辆不能自行正常启动和运行,则可以将其操纵到已知位置或可以进行维修的位置。
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