存储和提取系统的制作方法

专利名称：存储和提取系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及存储和提取系统。具体而言，本发明涉及一种 改进的低成本、高密度模块式的存储和提取系统，这种存储和提取系 统使用多个可移动的存储单元。
技术背景在厨房中，锅、平底锅、面粉、调味品、食物的盒子和罐子、搅 拌器以及其它零星器具通常都存储于分散在厨房各处的抽屉和橱拒里 面。锅和平底锅一般存放在黑暗的、难于接触到和维护的橱拒中。普 通的家庭主妇要在橱拒中花相当大的力气翻箱倒拒以试图放置所需形 状和尺寸的锅或平底锅。多数橱拒位于水槽或炉子的下方，或在高处。 这就要求家庭主妇要弯下身去找期望的容器、锅或食品，或者有时要 站在椅子上去找这些物品。此类厨房设备和食品的存储占据了大量立 方英尺的空间，有一些空间属于浪费，这是因为在角落等地方不容易 提取物品。用于存储鞋子、裤子、套衫、外衣、袜子以及其它非服装类物品 的储藏室也遇到同样的问题。通常，鞋子存放在地面上，衣服悬挂在 储藏室中的长杆上(储藏室通常并不提供足够的存储空间)，其它物品 堆放在常常处于相当高的高度的隔板上。这样的设置结构存在很多与厨房存储相同的缺陷。要在此类装置中提取物品，对那些个头高于或矮于常人的人、年 老或残疾的人来说是尤其困难的。角落和天花板附近的许多空间成了 家庭中被浪费的空间。本发明的目的在于提供一种容易安装在厨房、储藏室等地方中的 简单、有效且较为便宜的存储输送装置。本发明可利用楼梯上方、地 板下方、天花板上方、角落等地方的邻近浪费空间。现有技术中已知多种供各种货品用的输送系统，包括提升输送机、 水平输送机以及组合类型的输送机。这种在家庭、饭店等地方中用于在不同层之间提升各种物品的所谓"小型升降送货机(dumb-waiter)" 已长期为人所知。与存储和陈列柜相关的技术提供了多个装置，其中 两列相邻的容器一个接着另 一个地安置，其中 一列的向上运动和相邻 列的向下运动是通过用经过合适的轮子或链轮的链条或缆绳联接各个 容器而实现的。然而，此类装置存在各种缺陷。例如，特征为链条或 缆绳式机构从一列朝向另 一列的运动类型使得各容器需要相当大的间 隙。并且，链轮和缆绳在相当大的负载下操作，支承这些负载所需的 轴承必须安装在足够强的结构上以恰当地将应力送到地板。在受拉构 件经过皮带轮时，变动顺序必须精心设计，以便避免容器在输送过程 中倒置。自动和半自动存储系统中遇到的一个主要缺陷在于，使用的机构 复杂。这样的复杂性增加了系统安装的成本，并且对此类系统的可靠 性产生不利影响。由于并入链条和滑轮系统、独有的提升机构等，使 得系统变得构造复杂、昂贵、容易损坏，并且增加了维护时间和成本。因此，持续需要一种简单、有效且较为便宜的自动存储和提取系 统。本发明满足这些需要并提供了其它相关优点。 发明内容本发明涉及一种存储和提取系统。该系统总体包括多个处于多列 中并处于堆叠关系的独立存储单元。每个存储单元包括多个轮子，所 述多个轮子与环形轨道(endless track)接合以按照选择沿着环形轨 道移动。这里所用的环形轨道是指使存储单元能连续运动的轨道。一 般来说，存储单元的运动位于连续的回路上或实际上为环形。在一实 施例中，存储单元堆叠成彼此相邻的第一和第二端列(end column )。 在其它实施例中，第 一 和第二端列由它们之间的至少 一 列存储单元分 开。环形轨道可包括具有一对平行单轨道的轨道。每个轨道具有基本 上为矩形结构的外轨。 一对内轨彼此隔开且从各外轨的顶部向底部延伸。在一优选实施例中， 一止挡器置于外轨的顶部上且适于允许存储单元单向行进。该止挡器一般包括一个弹簧，该弹簧用于使止挡器偏离导轨，以便使得一旦存储单元已经过止挡器之后，它就不能逆行。 每个存储单元的轮子一般从其顶部延伸，以便从轨道上悬挂存储单元。在另一实施例中，轨道包括一双轨道，其包括彼此大体平行定位 的第 一组轨道和第二组轨道。第 一组轨道和第二组轨道各包括位于第 一平面内的第一导轨和位于第二平面内且与第一导轨重叠设置的第二 导轨。在该实施例中，每个存储单元包括从其延伸出第 一距离以与第一 导轨接合的第 一组轮子。第二组轮子从存储单元延伸出第二距离且与 第二导轨接合。优选的是，第一和第二组轮子从存储单元的顶部延伸， 以便由导轨悬桂存储单元。优选的是，系统包括确定存储单元平衡情况的装置。 第一竖直致动器适于提升存储单元的第一端列。
一般来说，该竖 直致动器具有一臂，该臂可在第一端列的底部存储单元下方按照选择 移动。第一水平致动器用于将存储单元从第一端列的顶部位置移动至相 邻列的顶部位置。除了第二端列的底部存储单元外，第二竖直致动器适于支承所有 存储单元。 一般来说，第二竖直致动器也具有一臂，该臂可在存储单 元下方按照选择移动。在本发明的操作中，除了第二端列的底部存储 单元外，该臂在所有存储单元下方延伸，从而支承或降低除了底部存 储单元外的所有存储单元。第二水平致动器用于使底部存储单元从第二端列的底部位置移动 至相邻列的底部位置。一般来说，第一和第二水平致动器以及第一和第二竖直致动器都是动力驱动的。第一和第二水平致动器包括一冲块(ram)，其适于从 存储单元的侧壁延伸、与存储单元的侧壁接触并将存储单元推至相邻列。控制电路用于协调致动器的运动，以便使存储单元按顺序移动。本发明的其它特征和优点将从下列结合通过实例示出本发明原理 的附图进行的更详细的说明中显而易见。


附图示出了本发明。附图中 图l是实现本发明的存储系统的前透视图； 图2是根据本发明使用的单轨道系统的透视图并以幻影图示出了 多个与之操作连接的堆叠的存储单元；图3是堆叠的存储单元的透视图，以幻影图示出了单轨道；图4是根据本发明的堆叠的存储单元的前视图；图5是实现本发明的单个存储单元的前视图；图6是图5的存储单元的俯视图；图7是图5的存储单元的侧视图；图8是大体沿着图7中的线8-8的剖视图；图9是大体沿着图6中的线9-9的剖浮见图，示出了其可滑动抽屉； 图IO是实现本发明的存储单元的部分剖开且分段的透视图，其具有与其相结合的平衡装置；图ll是大体沿着图7中的线11-11的剖视图；图12是大体沿着图7中的线12-12的剖视图；图13是与图IO相似的视图，但示出的是存储单元抽屉内的容器；图14是实现本发明的存储系统的示意图，其中动力驱动的致动器定位在单轨道系统周围；图15是示出动力驱动的致动器的控制的示意图；图16是示出根据本发明的用于竖直和旋转致动器的控制电路的电原理图；图17是根据本发明的用于操作水平致动器的控制电路的电原理图；图18是与图14相似的视图，但示出了两列存储单元，并且示出 了操作致动器以便从一列向相邻的一列移动顶部存储单元的情况；图19是与图18相似的视图，示出了正在移动的顶部存储单元； 图20是大体沿着图19中的线20-20的剖视图，示出了存储单元 的运动；图21是示出了将存储单元从一列向另 一列再定位的示意图；图22是大体沿着图21中的线22-22的剖视图；图23是示出了顶部存储单元沿着单轨道系统从一列向相邻的一 列移动的透视图；图24是大体沿着线24-24的图23的俯视图，示出了在单轨道系 统的导轨中使用止挡器来防止存储单元逆行的情况；图25是图24的区域"25"的放大图，示出了存储单元的轮子由此 经过时偏转的止挡器；图26是大体上图24的区域"26"的放大图，示出了外偏以防止存 储单元逆行的止挡器；图27是本发明的示意图，其中致动器位于第一列存储单元的下方；图28是大体沿着图27中的线28-28的俯视图，示出了根据本发 明的上部水平致动器的沖块的缩进情况；图29是大体沿着图27中的线29-29的剖视图，示出了根据本发 明由竖直致动器定位摇臂的情况；图30是示出根据本发明的提升第一列存储单元的竖直致动器的 剖视示意图；图31是示出相邻列的顶部两存储单元的、大体沿着图30中的线 31-31的俯视图；图32是大体沿着线32-32的仰视图，示出了根据本发明由致动器 引起的另一摇臂的运动；图33是本发明系统的剖视图，示出了除了第二列底部存储单元外 的所有存储单元的支承情况以及将底部存储单元从一列向另一列再定 位的情况；图34是大体沿着线34-34的仰视图，示出了底部存储单元从一列向相邻一列的运动；图35是示出了降低第二列中的存储单元以在其顶部位置产生空 位的剖视图；图36是大体沿着线36-36的俯视图，示出了相邻列中的存储单元 的位置；图37是大体沿着图35中的线37-37的仰视图，示出了各致动器 的摇臂的定位；图38是实现本发明的双轨道的透视图；图39是根据本发明与双轨道操作连接的多个堆叠的存储单元的 透视图；图40是用于本发明双轨道实施例中的存储单元的透视图，示出了 从其延伸的轮子组；图41是示出了与双轨道的第一导轨接合的存储单元的第一组轮 子的俯视图；图42是示出与双轨道的第二导轨接合的存储单元的第二组轮子 的俯视图；图43和44是示出存储单元沿着双轨道导轨运动的透视图；图45是本发明的剖视图，其根据本发明的利用手动操作致动系统；图46是大体沿着图45中的线46-46的俯视图；图47是大体沿着图45中的线47-47的仰视图；图48是示出了根据本发明从一列朝相邻的第二列运动的视图；图49是大体沿着图48中的线49-49的俯视图；图50是大体沿着图48中的线50-50的仰视图；图51是示出了根据本发明的顶部存储单元从一列向相邻一列的 最终放置情况的示意图；图52是大体沿着图51中的线52-52的俯视图；图53是示出了根据本发明摇臂在第一列存储单元下方放置情况 的剖视图；图54是大体沿着图53中的线54-54的俯视图，示出了上部水平 致动器的缩进情况；图55是大体沿着图53中的线55-55的仰视图，示出了根据本发 明摇臂在第一列存储单元下方放置的情况；图56是剖视示意图，示出了根据本发明使用竖直致动器提升第一 列存储单元的情况；图57是大体沿着图56中的线57-57的俯视图；图58是大体沿着图56中的线58-58的仰视图，示出了根据本发 明的摇臂的放置情况；图59是剖视图，示出了根据本发明底部存储单元从一列向另一列 的运动；图60是大体沿着图59中的线60-60的俯视图；图61是大体沿着图59中的线61-61的仰视图；图62是剖视图，示出了根据本发明降低第二列存储单元的情况；图63是大体沿着图62中的线63-63的俯视图；图64是大体沿着图62中的线64-64的仰视图，示出了根据本发 明摇臂的放置情况；图65是剖视示意图，示出了并入水平系统中的本发明，其包括两 排存储单元；图66是与图65相似的剖视示意图，示出了根据本发明的位于系 统的相对端列的高度上的三个存储单元。
具体实施方式
如附图所示，出于例证的目的，本发明涉及一种存储和提取系统。 该系统用于使家庭或商店任何地方的存储能力最大化，且能让任何人 容易接触到和提取，无论是个高个矮的人，还是比如坐着轮椅的残疾 人。正如这里更充分讨论的那样，系统的设计和构造并不复杂，也就 不致于过于昂贵或容易损坏和需要维护。现参考图1,本发明的存储系统以限定了壳体等的直立箱体结构 IO示出。对于本领域的技术人员来说，要理解的是，本发明的系统不一定要容纳在该结构10中，而是可以内置到家庭或商店的橱冲巨、墻壁等中。一个或多个孔12形成在结构10中以能接触到抽屉14，抽屉14 优选可滑动地安装在存储单元16内。正如这里更充分说明的那样，存 储单元16—个叠一个或成对齐或堆叠的关系，从而形成多个列。在本 说明书中，出于例证的目的，使用两个端列，这两个端列共占用十个 空间S1-S10并且总共具有九个存储单元16，因此总具有空闲空间(一 般是在所在列的角落之一中)。然而，对于本领域的技术人员来说，容 易理解的是，列的数量和堆叠的存储单元16的数量可以改变。例如， 可以少到具有两列，其共有仅四个空间，三个存储单元16。作为选择， 可以存在多个列，这些列各具有两个或多个彼此相叠存储单元16以形 成这些列。列越少且存储单元16越多的话，系统的操作就越在竖直方 向上。相反，列越多且存储单元16越少的话，系统就更多在水平方向 上操作。因此，尽管出于例证的目的，使用了两个共具有九个存储单 元的相邻端列，但本发明并不局限于此。在一个特别优选的实施例中，本发明的系统具有多个孔12，于是 就可在任何指定的时间接触到多个抽屉14或存储单元16。孔或开口 12优选地设置成使得较高的人可接触到最高的位置，而个头矮一些的 人比如孩子甚至那些坐轮椅的人等可接触到通向存储单元16的最靠 下的开口。在系统的一个优选实施例中，控制器18安装在结构IO或墙壁上， 或者可采取无线控制器甚或与系统进行线连接但置于别的房间中的控 制器等的形式。最终用户使用控制器18来选择将某一存储单元16置 于开口 12之一中以便可接触到。控制器18包括用于控制存储单元16 运动的电子控制电路或与用于控制存储单元16运动的电子控制电路 连通，这里将对其进行更充分描述。按此方式，最终用户只要通过例 如使用键盘等简单地将命令输入控制器18中，就可选择将某一存储单 元16移入某一需要的开口 12中。使用无线控制器，就使得厨房中的 人能将控制器18对着系统并选择可能容纳指定锅、配料、食品罐等的13指定存储单元16。同样，控制器18可放在别的房间例如卧室中，于 是就可在淋浴或横越卧室与厨房之间的距离时选择将指定的存储单元 16移入指定的开口 12中，该指定的存储单元16可能容纳冷谷类或其 它早餐类食物。优选的是，系统以较快的方式旋转存储单元16，这样 就不用长久等待，即便是在结构10自身上发出命令的情况下也是如 此。现参考图2-4,图2中示出一个环形轨道，其包括轨道20和22， 它们彼此大体平行地定位且隔开一段基本等于存储单元16长度的距 离，如图所示。"环形"在这里所要表达的含义在于，存储单元16可在 预定的路径(一般是圆形路径)中连续无终点地行进。图2所示的轨 道系统20和22包括这里所称的单轨道系统。也就是"i兌，每个轨道20 和22包括上、下导轨24和26，它们彼此竖直地隔开并沿着同一平面 定位。导轨24和26的端部与端部竖直导轨28和30互连。 一对内轨 32和34彼此隔开并基本从上导轨24朝下导轨26延伸。正如这里将 更充分地讨论那样，每个轨道20和22包括一柔性止挡器36，其一般 沿着上导轨24设置且可能位于下导轨26上。止挡器36朝外偏，以便 使得存储单元16可由此通过，但止挡器36回弹以防止存储单元16 逆行。尽管轨道20和22—般为方形或矩形，但本领域的技术人员会 理解的是，存储单元16在轨道20和22上的运动一般是循环的和连续 的。上导轨24可包括斜坡37以便于将存储单元16从一列平稳转至下 一列。正如可从图2和3中看出的那样，每个存储单元16包括轮子38， 这些轮子38与轨道20和22接合，以便使得存储单元16可沿着这对 轨道20和22可滑动地移动。正如可从图2中看出的，指定的存储单元16的轮子38在处于竖 直运动中时与相应的导轨28和32或30和34接合，在位于最高位置 时与上导轨24接合，或在位于下部位置时与底部导轨26接合。在整个说明书中，不同实施例中相似的功能结构或部件可标上相 同的参考数字。因此，正如从上面说明中看出的，轨道20和22是基本相同且成镜像的结构。现在特别参考图3和4，示出了两列存储单元16。如同上面讨论 的，在所示的示例性实施例中，结构10内可用的总共有十个空间或空 腔。然而，为了以按顺序的方式提供存储单元16的运动，设置了一个 空闲空间，如图3和4所示。正如这里能看到的，该空闲空间一般位 于四个角中的一个角，或位于端列的最高和最低空间中。正如这里要 更充分讨论的那样，每个存储单元16在系统操作过程中沿连续的或者 基本为环状的路径行进。现参考图3-9，每个存储单元16在其内限定了存储物品的内腔40。 在一个特别优选的实施例中，抽屉14安置在空腔40内，且例如通过 辊子、橱拒滑轨、舌榫内连接件等可滑动地伸出和缩进空腔40。这样， 就能让最终用户在系统操作期间拉出抽屉14并从中提取选定的物品。 尽管给定系统的存储单元16相对而言一般尺寸相同，但内隔间40中 的抽屉14可以少到单个，或者有多个。因此，例如，具有单个抽屉 14的存储单元16会容纳较大或较高的物品，例如两升瓶装苏打水。 然而，将两个或三个抽屉14放在同一内隔间40内，每个抽屉14内能 存储较小的罐子或其它较小的物品。当然，应当理解的是，抽屉14 不是必需的，也可将物品直接存放在内存储空腔40内。在一个特别优选的实施例中，间隔件42和44从各存储单元16 的顶部和底部延伸。如图3和4所示， 一个存储单元16的下间隔件 44紧接存储单元16的上间隔件42的下方与其接触并且搁靠在其上或 在其上滑动。优选的是，间隔件46和48也从每个存储单元16的侧面 延伸，以便使得存储单元处于彼此固定的空间关系中。在一个特别优 选的实施例中，间隔件42-48包括相对无摩擦材料的最外层，比如特 氟纶、塑料、平滑金属等，这让存储单元16能较容易地滑过彼此，即 便间隔件42-48在存储单元16的运动过程中彼此相接触。优选的是，轮子38从存储单元16的上部延伸，以便使得存储单 元16基本上从上导轨24或下导轨26悬桂下来。悬挂使得存储单元 16较容易地水平移过上导轨24或下导轨26。15参考图10-13,存储单元16优选承栽有物品，并且使得它们基本 上达到平衡，或使得其内放置的物品的重量在存储单元16的内腔40 或抽屉14上居中或基本散开。极度的不平衡可能会导致存储单元的轮 子38被阻定。因此，考虑使用用来显示存储单元16的平衡情况的装 置。这样的装置可采取最终用户的助视器的形式。例如，可将水准仪 装置50放置在存储单元上，比如抽屉14的前板，以便使得个人能确 定气泡位于安全范围内且存储单元16基本平衡。替代地，如图11所示，存储单元16可包括电子传感器52，其会 检测存储单元16何时不平衡。在这样的情况下，可启动报警器，诸如 视觉或听觉报警器，以给最终用户提供不平衡状态的警告。参考图10和12，示出了另一种用于鉴别平衡情况的视觉装置。 在此称之为"牛眼灯"方法，其中在存储单元16或抽屉14的底部形成 同心圆。最靠里的同心圆可以涂成绿色，随后围上黄色圆，接着是橙 色圆，最外面的是红色圆。此外，可在存储单元16或抽屉14的底板 与干净地板之间放置自由浮动盘等，以便使得如果存储单元16不平 衡，自由浮动盘将进入橙色或红色区域中，从而向最终用户显示存储 单元16不平衡的情况。按此方式，如图13所示，物品53可以朝存储 单元16的中心放置，或釆取基本均衡的方式，以便使得存储单元16 将或多或少地达到平衡。本发明在必要时可考虑使用平衡存储单元16的其它装置。例如， 每个存储单元应在其上附接一个活动重量(movable weight),该活动 重量在一轨道上滑动，还可沿着另一轨道移动，以便使得该活动平衡 重量能既在X平面内又在Y平面内克服存储单元16自身内重量的不 平衡。然而，基于存储单元16在轮子38上沿着轨道20和22移动的 事实，使得阻定的可能性达到最小。现参考图14，将针对单轨道系统描述本发明的操作。如上面讨论 的，轨道20和22 —般安置在壳体和/或墙壁后的其它结构如橱拒中， 该结构可伸入天花板或地板等中。尽管轨道20、 22看来完全悬挂在结构10内，但要理解的是，支承元件等将轨道20和22在结构10内保 持就位。如上面示出和描述的，存储单元16悬挂并堆叠在平行轨道 20、 22之间，以便至少部分地由轨道20和22支承。致动器用于移动存储单元。 一般来说，如上面所讨论的，致动器 受动力驱动，从而能提升大重物，并用控制电路操作。然而，正如这 里要更充分地讨论的，还可具有人工备用系统。系统包括第一竖直致动器58，正如这里要更充分描述的，其用于 提升一列存储单元。竖直致动器包括臂60，该臂60按照选择可在典 型地为卯度的圆弧上移动，以便被置于存储单元的下方，或置于存储 单元的侧面。竖直致动器58可包括线性致动器，比如Jaeger Industrial Co. Ltd.提供的商品名为"SuperTak"的那种。这样的线性致动器能提 升500甚或1000磅的重量。当利用竖直的线性致动器时，还需要旋转 致动器62来使臂60在存储单元下方并远离存储单元在其圆弧上旋转。 其它竖直致动器也是切实可行的，比如那些能进行竖直和旋转运动的 称之为"拾取和放置"致动器的致动器。系统的成本和设计可决定是用 一个"拾取和放置"致动器还是用多个致动器58和62。同样，第二竖 直致动器64和必要时使用的用来使臂68旋转的旋转致动器66安置在 相对的端列上，以降低堆叠的存储单元16，正如这里要更充分描述的 那样。水平致动器70朝向系统的左上部设置且被定位成用于向内延伸 冲块或杆以便水平地移动存储单元16,正如这里看出和要更充分描述 的一样。同样，水平致动器72位于系统的右下角且被定位成用于将存 储单元16从一列的底部位置推向相邻列，正如这里要更充分描述的那 样。当然，这种定位依赖于存储单元的顺时针旋转或顺序。如果需要 别的顺序，致动器58、 64、 70和72相应地再定位。对于本领域的技术人员来说，应当理解，本发明的系统不必具有 特定的或预定的起始位置或顺序。 一般而言，存储单元16以顺时针或 逆时针的方式行进。存储单元16的位置不必置于起点等。相反，存储 单元16可从其当前位置移动，直到可接触期望的存储单元为止。现参考图15和17，在一优选实施例中，致动器受动力驱动。如 此一来，控制电路就控制各个致动器58、 64、 70和72的定时和运动。 现参考图15，电源，比如28伏的直流电源74给控制模块76供电， 比如图1中所示的控制器18，其在需要时用于控制水平致动器70和 72、竖直致动器58和64以及旋转致动器62和66。控制器18可仅包 括一个电力开关，其用于给控制模块76通电并使得存储单元16旋转， 直到人可使用并接触期望的存储单元。替代地，可将电路实现为使得 可将特定的存储单元16移入特定位置，这由个人来决定。控制模块 76随后按照需要给致动器58、 62、 64、 66、 70和72通电。图16和 17示出了开关，比如双极、双掷开关，它们会按顺序启动以给相应致 动器供电。控制模块76将确定此类开关启动的时间。现参考图18，描述本发明系统的操作。在所示的构型中，出于在 本申请中作示例性的目的，设置了基本具有十个空位或空间S1-S10 的两列。存储单元16占用了除了一个空位外的所有空位，如上所述。 本领域的技术人员容易理解的是，不管存储单元、列的构造和数量等 等如何，必须有一个空位，以便顺序移动存储单元16。根据本发明， 正如这里要更充分描述的，空位存在于端列的最高或最低位置。在图18中，空位存在于第二列的右上角或上部。当最终用户希望 接触到目前通过开口 12够不到的存储单元16时，最终用户通过按下 按钮等或通过控制模块76将存储单元的标识输入系统中等等来驱动 系统。在所示实施例中，存储单元16沿顺时针方向按顺序移动。相应地，控制一莫块76例如通过启动开关SW7和SW8给水平致动 器70供电。 一般而言，这会让水平致动器70使杆或冲块朝外延伸以 便与占用空间Sl的存储单元16进入接合，如图1所示。杆或冲块式 水平致动器70可属于伸缩类型以便能向外延伸，又能向内缩进壳体等 内的较小空间中。替代地，根据需要，杆或冲块70可包括螺钉或任何 其它物理上移动存储单元16需要的装置。存储单元16沿着轨道20 和22的上导轨24移动且部分地由间隔件42和44的低摩擦表面支承， 直到它充分移入空间或空位S2中，如图18-22所示。斜坡37最大程度地减小了轮子38的任何阻定效应，从而与由竖直导轨32和34形成 的导轨24中的间隙桥接。在这一点上，现居于空间S2内的存储单元16位于第二列的顶部。 一般而言，存储单元16—个叠一个。这缘于以下事实，即，存储单元 16的轮子38越过上导轨24从竖直导轨28和32向竖直导轨30和34 以及第二列存储单元16行进。在从第一列移开的存储单元16随着其 移动而接触第二列中最靠上的存储单元的情况下，间隔件42和44被 设计成能让存储单元16滑过下部存储单元16并进入所需位置。现参考图23-26，在单轨道系统中，止挡器36可操作地安置在轨 道20和22的两上导轨24上。如上所述的止挡器36的用途在于防止 存储单元16在一旦已移入位置时逆行。这只是整个系统不完全水平或 存储单元16会在水平致动器70的杆缩回时反向情况下的预防措施。正如可从图23-26中看出的，止挡器36通常偏离导轨24。在此 情况下，止挡器36包括片簧。当存储单元16移过止挡器时，如图25 所示，止挡器36偏到导轨24中并与之相靠以允许轮子38由此经过。 然而， 一旦轮子38经过止挡器36，止挡器36便再次外偏或偏离导轨 24,从而防止存储单元16逆行。现参考图27-29，在存储单元16已经从第一端列的顶部移向其相邻 列(在此情况下为第二端列)之后，控制模块76启动竖直致动器58， 以便使得臂60大致摇摆90度、下降并再定位，从而安放在第一列的 最低存储单元16的下方。在竖直致动器58包括旋转致动器62的情况 下，这将例如通过给开关SW1、 SW2和SW3通电从而给旋转致动器 M2通电来实现。现参考图30和31, —旦臂60位于占用空间S7的存储单元16的 下方(空位处于空间Sl中)，就启动竖直致动器58以提升第一列的堆 叠的存储单元16，以便使得最高的存储单元16现在就存在于空间Sl 内，从而在空间S7内产生空位，如图所示。参考图30-33,优选同时或紧随其后，第二竖直致动器64按照需 要从第二列的最低存储单元下方旋转第二摇臂68,比如使用旋转致动器66来使臂68旋转90度。竖直致动器64随后提升臂68，旋转致动 器66将臂68再定位于紧接最低存储单元16上方的存储单元16的下 面，如图30和33所示。现参考图33和34，第二竖直致动器64将存储单元16的堆垛保 持在笫二列中，或稍微使列提升，除了最低的存储单元16外。现在启 动第二水平致动器72。回过头来参考图15和17，当控制模块76给必 要的开关如开关SW9和SW10通电的时候，这就发生。杆或沖块随 后向外延伸，如图33所示，以使最低的存储单元16从第二列中的空 间S6移向相邻第一列中的空间S7。如果需要，止挡器36可用于底部 水平导轨26中，以防止存储单元16逆行，如上面讨论的那样。一旦存储单元16已经移进第一列底部的开放空位中，就降低第二 列堆叠的存储单元，如图35所示。这可使用控制模块76和竖直致动 器开关SW4和SW5来启动竖直致动器M3而实现。这就在空间S2 中产生空位，与图18所示的情形相似。优选同时或紧随其后地，启动 竖直致动器58以使臂60从第二列下方朝底部存储单元16旋转到图 35和37所示的静止位置，或位于最低存储单元端部空间S7的下方。 随后重复该过程本身，直到期望的存储单元16存在于期望的开放空间 12内以被最终用户接触到。现参考图38和39，示出并描述本发明的"双轨道，，实施例。双轨 道包括第一和第二组轨道78、 80，它们彼此成基本相似的镜像，并以 彼此大体平行的关系大致在存储单元的宽度或长度上隔开。每个轨道 78和80包括位于第一平面内的第一导轨82和与第一导轨82略微重 叠配置的位于第二平面内的第二导轨84，如图38所示。基本上，每 个导轨82和84形成大体环状的路径。也就是说，第一导轨82包括上、 下导轨86和88以及竖直侧导轨90和92。同样，第二导轨84包括上、 下导轨94和96以及竖直侧导轨98和100。每个导轨大体为环状，从 而是循环连续的，这样存储单元16的轮子就连续地在导轨82和84 内行驶，正如这里要更充分描述的那样。如上所述，第二轨道80在结 构和功能上与第一轨道78基本相似。20如图39所示，根据本发明，多列彼此堆叠的多个存储单元16与 相对的轨道78和80可操作地接合。运动顺序和用于选择性移动存储 单元16的致动器58、 64、 70和72基本上如上面针对"单轨道"实施例 描述的那样。现参考图40-42，示出了本实施例中所用的示例性存储单元16。 要注意的是，存储单元16具有两组轮子102和104，每组从存储单元 16向外延伸不同的距离。在所示的实施例中，存储单元16 —侧上的 轮子102比存储单元16相对侧上的轮子104伸出更远。每组轮子102 和104在轨道78或80的独立的导轨84和82内安》文和4亍进，如所示。 因此，前轮102在轨道或导轨84内行进，包括子导轨部94、 96、 98 和100。后轮104在第二组轨道或导轨82内行进，包括子导轨部86、 88、 90和92。因为导轨82和84位于相邻的平面内，所以轮子104 和102从存储单元16延伸不同的距离，从而与其各自的导轨82或84 接合。这一点在图43和44中可以看到，其中在存储单元16从一列向 相邻列的空位移动的时候，轮子102与导轨84的上部94接合，而相 对的轮子104仍与导轨82的上部86接合。当向下行进时，笫一组轮 子102在导轨84的竖直导轨部100或导轨84上向下行进，而第二组 轮子104沿着导轨82的竖直导轨部92行进。在水平地经过轨道78 和80的底部时，外侧轮102与导轨部96接合，而内侧轮104与导轨 部88接合。在向上移动时，外侧轮沿着导轨84的导轨部90行进，而 内轮104沿着导轨82的竖直导轨部90行进。因此，在存储单元16 移入列的不同空间S1-S10的过程中，轮子102和104连续行进并与各 对应的导轨82和84接合。回过头来参考图15，无论是单轨道还是双轨道的实施例，本发明 的系统一般使用控制模块76进行电子控制以按定时顺序驱动各个致 动器而移动存储单元16，如上所述。这就需要一个电源74， 一般是采 用直流电压的形式。因此， 一般用变压器等将120V或240V (或12 伏或24伏，如果可使用的话)的交流电压转化成适当的直流电压。在 停电等情况下，可使用电池备用系统来驱动控制模块76和致动器58、62、 64、 66、 70和72。这样的电池可内置入系统中并定期或连续地再 充电，或者可将一个或两个12伏的车用蓄电池与系统连接。替代地，系统可依赖于存储单元16的手动运动。图45-64示出了 这样的情况。多个存储单元16在结构10内在多列中一个叠一个，如 上所述。结构IO可以是一壳体，或内置在墙壁、天花板或家庭和商店 等内的空间中。在任何情况下，必须有能接触到端列的侧面的通路， 如图45所示。本领域的技术人员要理解的是，手动系统可以整体上是 独立的系统，或并入如上所述的动力驱动系统中，然而在得不到动力 来驱动动力驱动的致动器的紧急情形下使用。这样，尽管这里描述的 手动系统好象与动力驱动的致动器完全分离，但不一定是这样的情况。竖直致动器106可操作地置于左下角或第一端列的底部。竖直致 动器106包括杆或螺杆108和臂110。使用手柄或操作杆112来比如 通过使杆108旋转和使杆108及臂110提升来使臂110旋转。这可以 利用杠杆原理通过简单的机械增益来实现。然而，因为存储单元16 可具有相当大的总重，所以竖直致动器106可采取螺旋提升机或液压 升降机或千斤顶的形式。相似的竖直致动器114置于相对端列的下部， 如图45所示。该竖直致动器包括杆或螺杆116、手柄或操作杆118以 及可摆动的臂120。手柄或操作杆112和118穿过结构10延伸成分别与竖直致动器 106和114可操作地接合。同样，可有用于插入杆122和124的通道， 以便分别从端列的顶部位置朝相邻列空位中的顶部位置和从一列的底 部位置朝另一列的底部位置移动存储单元16。现参考图45-52，在手动系统中，插入杆122以便与端列中的顶 部存储单元16接合，并沿着单轨道或双轨道将存储单元16推到相邻 列的空位(在此情况下为空间S2)，如图所示。随后使用竖直致动器 106来按照需要将臂110旋转到静止位置，从而可在左端列的最低存 储单元16的下方插入。一旦最高存储单元16(空间Sl )已经从端列移到相邻列的空位(空 间S2 )，如图51和52所示，杆122就从壳体或轨道路径抽出。通过使用手柄112，臂110随后摆入位于第一端列底部的存储单元16的下 方的位置，如图53和55所示。存储单元16的堆垛和端列随后向上提 升以在空间S7中产生空位，如图56所示。正如上面讨论的，给定存 储单元16的重量，可在该步骤中使用螺旋提升机或液压升降机或千斤 顶。臂120随后使用竖直致动器114移入位置，以便使得它留在两最 低存储单元16之间，如图56所示。随后，使用杆124来将最低存储 单元从空间S6推入第一端列的空间S7中，如图56-59所示。在图56-58 中，图58示出了手柄、操作杆以及臂运动中的中间步骤，而图56示 出了这些结构的初始和终端位置。随后将杆124退离轨道系统，降低第二端列现在的四个堆叠的存 储单元16以在空间S2中产生空位，如图62所示。其后，臂110枢转， 比如使用手柄112来旋转杆108，以便使得它从第二列最低堆叠存储 单元的底部离开并进入静止位置，如图62和64所示。随后按照需要 重复这种顺序，直到可接触到期望的存储单元。现参考图65和66，尽管本发明已经在图1-64中主要作为一个具 有两个相邻竖直列的系统示出，但容易理解的是，这不是本发明的唯 一构型。例如，参考图65，示出了一个水平系统130，其具有水平的 两排存储单元16。存储单元16在构型上可与上述的相似，并且，沿 着轨道20和22部分地受到支承且可滑动地移动。然而，在这种情况 下，仅有两排存储单元16，其中多个存储单元(在这种情况下为五个) 水平地对齐。存储单元16可容纳在柜台或档案拒132内。这一构型特 别设计成适用于办公抽屉系统，其中存在具有较低工作台或拒台空间 的长排抽居。此类应用也可用于其它环境中，比如存在较低纵长柜台 的厨房。以与上述情况相似的方式使用上面针对图35讨论的竖直致动 器58和64以及水平致动器70和72,以《更将存储单元16旋转到由最 终用户接触到的期望位置。两端列(在此情况下高度上仅有两个存储 单元16)如上面讨论的那样提升、支承以及移动。不同之处在于，存 储单元16移入存储单元的水平排中直到它位于包括竖直列的四个角的一个中，而不是从一竖直列移向相邻列，如图所示。现参考图66，将会理解的是，端列不必限于高度上的两个抽屉。 代替地，可让三个或多个存储单元16形成竖直端列，其中最高和最低 的存储单元16安放在轨道20和24的水平部上，从而形成长排的存储 单元16，如图66所示。在该实施例134中，端列与上下排的存储单 元16之间存在空间或空腔136。这样的空间或空腔136可有利地比如 用于起到存储的目的，或用在空腔136被不易取出且必须让系统134 绕其而装的电线、器具等占用的情况下。以厨房为例，独立的存储单 元16可存储并容纳调味品和其它食品类。存储单元16之间的空腔136 可以是拒台工作间，或附加的滑出式抽屉等，其容装必须频繁接触的 诸如碗勺等一类的物品。它还可以是拒台或工作间。在本发明中，可设想对独立存储单元16的内容物进行跟踪，比如 使用条形码符号等，以便使得容易查出任何指定存储单元16的内容 物。按此方式，通过使用键盘或电子接口，最终用户可确定指定物位 于哪个存储单元中，或通过输入其所分配的号、扫描产品条形码等将 指定存储单元16自动移入期望位置。尽管以上已经出于例证的目的详细描述了几个实施例，但可对各 个实施例作出各种改进而不脱离本发明的范围和精神。因此，除了受 随附的权利要求限定外，本发明是不受限制的。
权利要求
1.一种存储系统，包括连续轨道；多个成多列堆叠的独立的存储单元，每个存储单元包括与轨道接合以按照选择沿着轨道运动的轮子；第一竖直致动器，具有能按照选择在第一端列的底部存储单元下方运动的臂，并适于提升存储单元的第一端列；第一水平致动器，用于从第一端列的顶部位置向相邻列的顶部位置移动存储单元；第二竖直致动器，具有能按照选择在存储单元下方移动的臂，并适于支承除了第二端列的底部存储单元外的所有存储单元；以及第二水平致动器，用于从第二端列的底部位置向相邻列的底部位置移动底部存储单元。
2. 如权利要求l所述的系统，其中，第一和第二端列彼此相邻。
3. 如权利要求l所述的系统，其中，第一和第二端列由至少一个 存储单元隔开。
4. 如权利要求l所述的系统，其中，轨道包括一对大体平行的单 轨道。
5. 如权利要求4所述的系统，其中，每个单轨道包括具有大体为 矩形的结构的外轨和一对彼此隔开且从外轨顶部向底部延伸的内轨。
6. 如权利要求5所述的系统，包括一止挡器，其安置在外轨顶部 上并适于允许存储单元经过止挡器单向行进。
7. 如权利要求6所述的系统，其中，止挡器包括使止挡器偏离导 轨的弹簧。
8. 如权利要求4所述的系统，其中，每个存储单元的轮子从存储 单元的顶部延伸，以便从轨道支承存储单元。
9. 如权利要求l所述的系统，其中，轨道包括双轨道，其包括彼 此大体平行定位的第一组轨道和第二组轨道。
10. 如权利要求9所述的系统，其中，第一组轨道和第二组轨道 各包括位于第一平面内的第一导轨和位于第二平面内且与第一导轨重 叠设置的第二导轨。
11. 如权利要求IO所述的系统，其中，每个存储单元包括从其延 伸出第 一距离以与第 一导轨接合的第 一组轮子，还包括从其延伸出第 二距离以与第二导轨接合的第二组轮子。
12. 如权利要求11所述的系统，其中，第一和第二组轮子从存储 单元的顶部延伸，以便使得存储单元由导轨支承。
13. 如权利要求l所述的系统，其中，第一和第二水平致动器包 括一冲块，该冲块适于从存储单元的侧壁延伸、与存储单元的侧壁接 触以及将存储单元推向相邻列。
14. 如权利要求l所述的系统，其中，第一和第二水平致动器以 及第一和第二竖直致动器是动力驱动的。
15. 如权利要求l所述的系统，包括用于协调致动器的运动的控 制电路。
16. 如权利要求l所述的系统，其中，系统包括用于确定存储单 元的平衡情况的装置。
17. —种存储系统，包括连续轨道，其包括一对大体平行的单轨道，其中每个单轨道包括 具有大体为矩形的结构的外轨和一对彼此隔开且从外轨顶部向底部延 伸的内轨；多个成多列堆叠的独立的存储单元，每个存储单元包括与轨道接合以按照选择沿着轨道运动的轮子，其中每个存储单元的轮子从其顶部延伸，以便至少部分地从轨道支承存储单元；第一竖直致动器，适于提升存储单元的第一端列；第一水平致动器，用于从第一端列的顶部位置向相邻列的顶部位置移动存储单元；第二竖直致动器，适于支承除了第二端列的底部存储单元外的所 有存储单元；以及第二水平致动器，用于从第二端列的底部位置向相邻列的底部位 置移动底部存储单元。
18. 如权利要求17所述的系统，其中，第一和第二竖直致动器包 括臂，该臂按照选择在存储单元下方移动以提升或降低该存储单元和 堆叠在该存储单元上的存储单元。
19. 如权利要求17所述的系统，其中，第一和第二端列彼此相邻。
20. 如权利要求17所述的系统，其中，第一和第二端列由至少一 个存储单元隔开。
21. 如权利要求17所述的系统，包括一止挡器，其安置在外轨顶 部上并适于允许存储单元经过止挡器单向行进。
22. 如权利要求21所述的系统，其中，止挡器包括使止挡器偏离 导轨的弹簧。
23. 如权利要求17所述的系统，其中，第一和第二水平致动器以 及第一和第二竖直致动器是动力驱动的。
24. 如权利要求23所述的系统，其中，第一和第二水平致动器包 括一冲块，该冲块适于从存储单元的侧壁延伸、与存储单元的侧壁接 触以及将存储单元推向相邻列。
25. 如权利要求23所述的系统，包括用于协调致动器的运动的控 制电路。
26. 如权利要求17所述的系统，其中，系统包括用于确定存储单 元的平衡情况的装置。
27. —种存储系统，包括连续双轨道，其包括彼此大体平行定位的第一组轨道和第二组轨 道，其中第一组轨道和第二组轨道各包括位于第一平面内的第一导轨 和位于第二平面内且与第一导轨重叠设置的第二导轨；多个成多列堆叠的独立的存储单元，每个存储单元包括从其延伸 出第 一距离以与第 一导轨接合的第 一组轮子，还包括从其延伸出第二 距离以与第二导轨接合的第二组轮子；第一竖直致动器，适于提升存储单元的第一端列；第一水平致动器，用于从第一端列的顶部位置向相邻列的顶部位置移动存储单元；第二竖直致动器，适于支承除了第二端列的底部存储单元外的所 有存储单元；以及第二水平致动器，用于从第二端列的底部位置向相邻列的底部位 置移动底部存储单元。
28. 如权利要求27所述的系统，其中，第一和第二组轮子从存储 单元的顶部延伸，以便使得存储单元由导轨悬挂。
29. 如权利要求27所述的系统，其中，第一和第二竖直致动器包 括臂，该臂按照选择在存储单元下方移动以提升或降低该存储单元和 堆叠在该存储单元上的存储单元。
30. 如权利要求27所述的系统，其中，第一和第二端列彼此相邻。
31. 如权利要求27所述的系统，其中，第一和第二端列由至少一 个存储单元隔开。
32. 如权利要求27所述的系统，其中，第一和第二水平致动器以 及第一和第二竖直致动器是动力驱动的。
33. 如权利要求32所述的系统，其中，第一和第二水平致动器包 括一沖块，该冲块适于从存储单元的侧壁延伸、与存储单元的侧壁接 触以及将存储单元推向相邻列。
34. 如权利要求32所述的系统，包括用于协调致动器的运动的控 制电路。
35. 如权利要求27所述的系统，其中，系统包括用于确定存储单 元的平衡情况的装置。
全文摘要
本发明公开了一种存储和提取系统，其包括堆叠成多列的多个独立的存储单元。每个存储单元包括轮子，这些轮子与轨道接合以按照选择沿着轨道移动。竖直和水平的致动器用于按顺序移动存储单元。优选的是，致动器是动力驱动的，并且，使用控制电路来协调致动器的运动。
文档编号B65G1/00GK101263068SQ200680033124
公开日2008年9月10日 申请日期2006年7月25日 优先权日2005年8月1日
发明者B·巴尼特, S·B·索罗门, 肉户常夫 申请人:沃斯韦尔产品公司