用于在库存管理系统中使用的自动化载具的制作方法

1.本发明的实施例大体上涉及被配置成在仓库、贮藏所和/或配送环境中执行库存管理任务的自动化载具。


背景技术：

2.例如邮购仓库、供应链配送中心和客制化订购制造设施中使用的现代物料搬运系统在对库存物件请求的响应方面面临着巨大挑战。起初，企业通常将投入至少对于当前需求是足够的自动化水平。然而，随着库存管理系统的规模扩张以适应更大数目和种类的物件，同时完成打包、贮藏、补给和所希望的其它库存管理任务的操作成本和复杂性也不断增加。
3.无法有效地利用库存管理设施中的例如空间、设备和人力等资源会导致吞吐量较低、响应时间较长，以及未完成任务的积压增长。一度常常可以通过递增地扩大设施的现有自动化基础架构的容量来实现较高效率，尤其是在所述扩大遵循严密的增长计划时。然而，迟早会遇到收益递减点。也就是说，容量和/或功能性的进一步增益的实现最终相比于可用的替代方案成本过高，如果此类增益可以完全实现的话。当到达所述收益递减点时，设施经营者可能被迫放弃预先存在的物料搬运基础架构，且用全新的自动化平台代替所述基础架构。


技术实现要素：

4.根据本公开的实施例，已经通过可配置以执行与库存管理操作相关的多种任务的一个或多个载具大体上减少或消除与常规仓库自动化方法相关联的缺点和问题。在实施例中，每一载具被配置且可操作以根据第一操作模式执行一个或多个库存管理任务的第一集合，且为了其可根据额外操作模式执行一个或多个库存管理任务，而与多个功能附件模块(fam)中的任一个协同地相互作用。每一载具被配置成利用板载资源执行的任务的示例包含操作载具的转移机构以将库存物品提取到贮藏区域的竖直阵列的目的地区域，和/或从所述目的地区域提取库存物品。对于此类任务，每一载具被配置成沿着导引系统竖直地行进从而将载具带到适当的目的地区域，以及在例如大体上平面表面上水平地行进，所述大体上平面表面在贮藏区域的阵列和远程位置之间延伸，所述远程位置例如拣选站、打包站，乃至贮藏区域的第二竖直阵列。
5.在实施例中，功能附件模块中的一个或多个经设定尺寸和布置以促进其借助于载具进行竖直和水平移位。在一些实施例中，fam的离散群组经构建和操作以分别执行库存管理任务的不同集合，使得即使随着库存管理系统的复杂性增加且必须容纳新任务，载具也保持其对于库存管理系统的效用。此模块化方法实现简单地通过替换和/或添加能够执行额外库存管理任务的新类型的fam来执行不同和/或那些额外任务。因而，可容易且简单地以可缩放方式解决例如增长的库存微分(例如，较高sku计数)、快速递增次序拣选量和较大吞吐量要求等挑战。
6.在一实施例中，一种被配置成执行库存管理任务的载具包括载具，所述载具被配置成在具有多个目的地区域和导引系统的库存管理搬运系统中执行库存管理任务，所述载具包括：平台，其经设定尺寸和布置以接收要转移到目的地区域中的一个或要从目的地区域中的一个接收的情况中的至少一种的物品；多个马达；第一驱动系统，其具有第一多个驱动元件，所述第一多个驱动元件被配置成通过所述多个马达的第一子集的操作接合导引系统以沿着在载具下面的支撑表面和目的地区域中的一个之间延伸的竖直路段移动载具；第二驱动系统，其具有第一多个驱动元件，所述第一多个驱动元件被配置成通过所述多个马达的第二子集的操作接合底层支撑表面且在非竖直方向上驱动载具的移动；转移机构，其被配置成进行将物品从平台转移到所述多个目的地区域中的一个或从所述多个目的地区域中的一个提取物品的操作中的至少一个；以及离合器机构，其被配置成使转移机构与马达的第二子集接合及脱离，借此第二驱动系统独立于转移机构而驱动载具的移动。
7.在一些实施例中，一个或多个马达的第一子集包括被配置成旋转第一驱动系统的所述第一多个驱动元件的单个马达。在一实施例中，马达的第二子集包括多个马达，其中第二子集的第一马达驱动第二驱动系统的第一驱动元件的旋转，且第二子集的第二马达驱动第二驱动系统的第二驱动元件的旋转。
8.在一些实施例中，第一驱动系统的所述第一多个驱动元件包含多个齿轮，所述多个齿轮经设定尺寸和布置以与导引系统的互补齿相互作用来控制载具沿着导引系统的位置。在此实施例中，第一驱动系统可包含一对驱动轮轴，其中从动齿轮固定到驱动轮轴使得齿轮被同步地驱动以沿着导引系统驱动载具。
9.在一些实施例中，第二驱动系统包含由第二子集的第一马达驱动以围绕第一旋转轴线旋转的第一驱动元件，以及由第二子集的第二马达驱动以围绕第二旋转轴线旋转的驱动元件，其中第一和第二驱动元件中的每一个经设定尺寸和布置以接合底层支撑表面的相应部分以实现载具在其上的移动。在一个此类实施例中，离合器机构包括：第一可枢转搬运器，其可在相对于平台的第一角定向(angular orientation)和相对于平台的第二角定向之间移动，其中第一驱动元件可旋转地联接到第一可枢转搬运器以随其进行角移动；且第二可枢转搬运器可在第一角定向和第二角定向之间移动，其中第二驱动元件联接到第二可枢转搬运器以随其进行角移动。第一和第二旋转轴线同轴，同时第一和第二可枢转搬运器具有共同角定向。
10.任选地，第二驱动系统进一步包含可旋转地联接到第一可枢转搬运器的第一从动元件和用于将旋转动力转移到第一从动元件的第一无端回路元件；以及可旋转地联接到第二可枢转搬运器的第二从动元件和用于将旋转动力转移到第二从动元件的第二无端回路元件。第一无端回路元件和第二无端回路元件中的每一个可包含皮带。在此实施例中，第二驱动系统进一步包括第一滑轮，所述第一滑轮和第一驱动元件由第二子集的第一马达驱动，其中第一滑轮经设定尺寸和布置以接合第一无端回路元件以由此驱动第一从动元件；以及第二滑轮，所述第二滑轮和第二驱动元件由马达的第二子集的第二马达驱动，使得滑轮经设定尺寸和布置以接合第二无端回路元件以由此驱动第二从动元件。
11.在先前实施例中，离合器机构可进一步包含第三从动元件，其可旋转地联接到第一从动元件且与其同轴，所述第三从动元件经设定尺寸和布置以驱动地接合转移机构的第一部分且由此在第一可枢转搬运器处于第一角定向时转移来自第二子集的第一马达的动
力；以及第四从动元件，其可旋转地联接到第二从动元件且与其同轴，所述第四从动元件经设定尺寸和布置以驱动地接合转移机构第二部分且由此在第二可枢转搬运器处于第一角定向时转移来自第二子集的第二马达的动力。
12.在实施例中，第二驱动系统进一步包含多个全向轮，其经设定尺寸和布置以摩擦接合底层表面的相应部分以由此支撑载具。在一个此类实施例中，第二第一驱动系统进一步包含多个驱动轮轴，其中至少一对所述全向轮由马达的第二子集中的至少一个马达驱动。
13.在任一前述实施例中，载具可进一步包括用于引导所述多个马达的操作的板载控制器，所述控制器包含处理器和存储器，存储器含有指令，所述指令可由处理器执行以操作第二子集的马达来驱动第二驱动系统的第一和第二驱动元件，以由此使载具在支撑表面上沿着大体上水平的路径移位。在一个此类实施例中，存储器含有指令，所述指令可由处理器执行以操作马达的第二子集来使第一驱动系统的相应部分与导引系统的对应部分进行对向对准，和/或开始第一驱动系统的相应部分与导引系统的对应对准部分的驱动接合且由此致使载具相对于基准平面抬升或下降。
14.在先前实施例中，离合器机构可被配置成使得能够响应于载具抬升到基准平面上方的位置而将动力从第二子集的马达传输到转移机构。为此，存储器进一步含有指令，所述指令可由处理器执行用于操作一个或多个马达的第二子集的马达以致使转移机构进行以下操作中的一个：将物品从平台转移到邻近载具的目的地区域，或将物品从目的地区域提取到平台。在此实施例中，离合器机构被配置成响应于载具下降到基准平面下方的位置而禁用转移机构的致动。
15.可在具有多个目的地区域和导引系统的库存管理系统中操作的载具的另一实施例包括：第一机动驱动系统，其被配置成接合导引系统以导引载具沿着竖直路段的移动；第二机动驱动系统，其经设定尺寸和布置以在第一驱动系统与导引系统不接合的同时在表面上调运载具；离合器机构，其操作用于使动力来往于转移机构的传输接合及脱离，借此第一驱动系统和第二驱动系统中的每一个可独立于转移机构而操作；以及转移机构，其操作用于在载具和所述多个目的地区域中的一个之间转移物品；其中第一机动驱动系统包含第一对和第二对马达驱动的旋转元件，每一对的旋转元件被配置成与导引系统相互作用以控制载具沿着导引系统的位置。
16.在先前实施例中，第一和第二对旋转驱动元件的每一旋转驱动元件可以是具有齿的齿轮，所述齿经设定尺寸和布置以随着载具沿着导引系统改变高程而接合导引系统的互补齿。在一个此类实施例中，第一驱动系统进一步包含一对同步驱动轮轴，其中从动齿轮固定到所述轮轴使得齿轮被同步地驱动以沿着导引系统驱动载具。任选地，离合器机构经设定尺寸和布置以随着载具下降到超出基准平面的位置而使转移机构脱离，由此禁用控制器对转移机构的致动。在此实施例中，离合器机构可被配置成随着载具上升到基准平面上方的位置而与转移机构接合，由此启用控制器对转移机构的致动。
17.根据另一实施例的可在库存管理系统中操作的载具包括：第一马达和第二马达；第一对全向辊和第二对全向辊，其中每一对的第一全向辊经设定尺寸和布置以围绕第一旋转轴线旋转，且其中每一对的第二全向辊由第一马达或第二马达驱动以围绕第二旋转轴线旋转；第五辊，其由第一马达或第二马达驱动；以及致动器，其具有致动表面，所述致动表面
被配置成从第一位置移动到第二位置以在朝向底层支撑表面的方向上选择性地推动第五辊；其中第一和第二对全向辊中的每一个的表面以及第五辊的表面经设定尺寸和布置以在致动器维持在第一位置中时接触底层支撑表面，且其中致动器到第二位置中的移动致使负载从全向辊中的一个或多个转移到第五辊。
18.在一些实施例中，所述对马达驱动的全向辊独立于第二对马达驱动的全向辊而被驱动。
19.在一些实施例中，致动器为第一致动器，其中载具进一步包含第六辊和可从第三位置移动到第四位置的第二致动器，且其中第一和第二致动器分别到第二和第四位置中的移动致使负载从全向辊中的一个或多个转移到第五辊和第六辊。
20.在先前实施例中，载具进一步包含平台和转移机构，所述转移机构用于进行将物品从平台转移到目标表面或从目标表面提取物品这两个操作中的至少一个。任选地，先前实施例的载具可进一步包含用于使转移机构接合和脱离的离合器机构。
21.下文描述本发明的其它和另外的实施例。
22.为了促进理解，已经使用相同的参考标号在可能的情况下表示图中共有的相同元件。图未按比例绘制且可能为了清晰起见而简化。经审慎考虑，一个实施例的元件和特征可以有利地并入在其它实施例中而无需进一步的引述。
附图说明
23.为了可以详细地理解本发明的上述特征，可通过参考实施例来作出上文简要概括的本发明的更特定描述，所述实施例中的一些实施例在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本发明的典型实施例，且因此不应被视为限制本发明的范围，这是因为本发明可以准许其它同等有效的实施例。
24.图1a是描绘根据本公开的一个或多个实施例的库存管理系统的透视图，所述库存管理系统包含多个自动化导引载具，所述多个自动化导引载具各自可配置成通过与一个或多个功能附件模块相互作用来执行支持部件拣选过程的库存管理任务的子集；
25.图1b是描绘根据本公开的一个或多个实施例的库存管理系统的透视图，所述库存管理系统包含多个自动化导引载具，所述多个自动化导引载具各自可配置成通过与功能附件模块的第一群组的功能附件模块相互作用而执行库存管理任务的第一子集，以及通过与功能附件模块的第二群组的功能附件模块相互作用而执行库存管理任务的第二子集；
26.图1c是描绘根据本公开的一个或多个实施例的库存管理系统的透视图，所述库存管理系统包含多个自动化导引载具，所述自动化导引载具各自可配置成通过与功能附件模块的第一、第二或第三群组的一个或多个功能附件模块相互作用而执行库存管理任务的第一、第二和/或第三子集；
27.图2a是描绘根据本公开的示例性实施例构建且适于在图1a到1c中描绘的库存管理系统中的任一个中使用的自动化导引载具的透视图；
28.图2b是图2a中描绘的示例性自动化导引载具的俯视图；
29.图2c是图2a中描绘的示例性自动化导引载具的仰视图；
30.图2d是图2a中描绘的示例性自动化导引载具的前正视图；
31.图2e是图2a中描绘的示例性自动化导引载具的后正视图；
32.图2f是图2a中描绘的示例性自动化导引载具的侧面正视图；
33.图2g是描绘根据一个或多个实施例处于从布置于竖直列中的多个贮藏区域中的贮藏区域提取库存物品的容器的过程中的自动化导引载具的顶部平面图；
34.图2h是根据一个或多个实施例的跨图2g中的线ii-h截取的展示转移机构的致动的部分侧面正视图；并且
35.图2i是图2h的部分侧面正视图的放大视图，以显示可用于来往于贮藏区域中的一个转移物品的说明性转移机构的更多细节。
36.图3a是跨图2a中的线iiia-iiia以横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的前正视图；
37.图3b是图2a-2f的示例性自动化导引载具的底部平面图，其中其离合器机构部分地拆解以暴露其内部构造；
38.图4a是跨图2a中的线iva-iva以横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的侧面正视图；
39.图4b是根据一个或多个实施例跨图2a中的线iva-ivb以横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的侧面正视图，此时其离合器机构已脱离；
40.图4c是根据一个或多个实施例跨图2a中的线ivb-ivb以横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的侧面正视图，此时其离合器机构已接合；
41.图4d和4e是图2a-2f的示例性自动化导引载具的侧面正视图，省略了橫向外部盖板以显露任选的致动器机构，所述致动器机构具有可选择性地在第一位置(图4d)和第二位置(图4e)之间移动的力施加部件；
42.图4f是图4d和4e中描绘的致动器机构的放大视图，所述力施加部件展示在第一非力施加位置中；
43.图4g是图4d到4f中描绘的致动器机构的放大视图，其力施加部件展示在第二力施加位置中；
44.图5a是描绘根据一个或多个实施例结合功能附件模块的第一群组的功能附件模块使用自动化导引载具的前透视图；
45.图5b是描绘根据相应实施例的自动化导引载具与第一说明性基底的对接前对准的透视图，所述基底可实现为功能附件模块的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的任一个，或实现为充当载具和那些其它类型的功能模块中的至少一个之间的适配器的单独的功能附件模块；
46.图5c是描绘根据相应实施例的自动化导引载具与第二替代性基底的对接后对准的透视图，所述基底可实现为功能附件模块的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的任一个，或实现为充当载具和那些其它类型的功能模块中的至少一个之间的适配器的单独的功能附件模块；
47.图5d是自动化导引载具与例如图5c或5d中描绘的基底对接的后正视图，其中基底和载具中的每一个的相应表面在多个点处与底层支撑表面接触；
48.图5e是在载具的第一驱动系统已经致动以提升与其对接的基底使得基底的表面都不与底层支撑表面接触之后图5d的对接的自动化导引载具的后正视图；
49.图6a是描绘根据相应实施例的自动化导引载具与第三替代性基底的对接后对准
的透视图，所述基底可实现为功能附件模块的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的一个或多个，或实现为充当载具和那些其它类型的功能模块中的至少一个或多个之间的适配器的单独的功能附件模块；
50.图6b是在载具的第一驱动系统已经致动以提升与其对接的基底使得其表面都不与底层支撑表面接触之后图6a的对接的自动化导引载具的后正视图；
51.图6c是描绘根据图5a到6b中展示的实施例中的任一个构建的多个功能附件模块的放置和使用的库存管理系统的透视图；
52.图7a是描绘根据相应实施例的自动化导引载具与第一功能附件模块的对接前对准的透视图，所述第一功能附件模块经设定尺寸和布置以充当载具和图1a到1c中展示的其它类型的功能模块中的至少一个或多个之间的适配器；
53.图7b是描绘图7a的半自主载具和第一功能附件模块之间的对接后对准的透视图；
54.图7c是图7b的对接的自动化导引载具和第一功能附件模块的后正视图，其中载具和第一功能附件模块中的每一个的相应表面在多个点处与底层支撑表面接触；
55.图7d是在载具的第一驱动系统已经致动以提升第一功能附件模块使得第一功能附件模块的表面都不与底层支撑表面接触之后图7b的对接的自动化导引载具和第一功能附件模块的后正视图；
56.图8a是描绘根据一个或多个实施例的图7d的对接的半自动导引载具和第一功能附件模块与第二功能附件模块的对接前对准的部分正视图，所述第二功能附件模块被实现为具有经设定尺寸和布置以将货架支撑在底层支撑表面上的表面的多层贮藏货架；
57.图8b是描绘在载具的第一驱动系统已经致动以进一步提升第一功能附件模块并且还提升第二功能附件模块使得第一或第二功能附件模块的表面都不与底层支撑表面接触之后图7d和8a的对接的自动化导引载具和第一功能附件模块与第二功能附件模块的对接后对准的部分正视图。
58.图8c是描绘在以图8b中展示的方式提升第二功能附件模块之后对接的自动化导引载具、第一功能附件模块和第二功能附件模块的相对位置的完全正视图；
59.图9是描绘根据一个或多个实施例的库存管理系统的元件的部分透视图，所述库存管理系统包含自动化导引载具适于与之协作以执行库存管理任务的对应子集的第一和第二附件模块的相应群组，以及自动化导引载具适于与之协作以执行库存管理任务的又一子集的第三功能附件模块的群组；
60.图10a和10b是描绘根据一些实施例的自动化导引载具与来自第三群组的功能附件模块中的一个之间的对接对准的正视图，但这是在激活自动化导引载具的第一驱动系统之前；
61.图10c是根据一个或多个实施例从图10a的视角来看的放大部分正视图，且其描绘第一驱动系统的旋转元件与来自附件模块的第三群组的功能附件模块的导引系统的对应部分的对向对准；
62.图10d是根据一个或多个实施例从与图10a和10c相同的视角来看在第一方向上用用于提升功能附件模块的功能附件模块的导引系统的对应对向部分致动载具的第一驱动系统的相应旋转元件之后的放大部分正视图；
63.图10e是根据一个或多个实施例从与图10b相同的视角来看在第一方向上用用于
提升功能附件模块的功能附件模块的导引系统的对应对向部分致动第一驱动系统的旋转元件之后的正视图；
64.图10f是根据一个或多个实施例从与图10b和10e相同的视角来看在第二方向上用功能附件模块的导引系统的对应对向部分致动载具的第一驱动系统的相应旋转元件之后的正视图，所述导引系统用于将功能附件模块安放在底层支撑表面上且如所展示随后在功能附件模块内抬升载具；
65.图11a是描绘根据说明性实施例将例如图10a到10f中描绘的示例性模块等功能附件模块部署到流动式货架结构的后透视图，所述流动式货架结构经设定尺寸和布置以在商品到拣选者库存管理系统中供应例如快速移动的商品等物品；
66.图11b是根据一个或多个实施例刚好在功能附件模块与流动式货架结构对接之前图11b的说明性实施例的侧面正视图；
67.图11c是根据一个或多个实施例在功能附件模块与流动式货架结构对接以及功能附件模块内的载具抬升到用于将物品从载具转移到流动式货架的目标表面的位置中之后图11a和11b的说明性实施例的侧面正视图；
68.图11d是根据一个或多个实施例的图11a到11c的说明性实施例的前透视图，其描绘功能附件模块内的载具抬升到图11c中展示的位置中；
69.图11e是根据一个或多个实施例的图11a到11d的说明性实施例的顶部平面图，其描绘功能附件模块内的载具抬升到图11c和11d中展示的位置中；
70.图11f是根据符合本公开的一个或多个实施例在容器从图11e的流动式货架结构的表面转移到已抬升载具的平台(作为库存的动态再分配的一部分)期间图11a到11e的说明性实施例的放大顶部平面图；
71.图11g是描绘根据符合本公开的一个或多个实施例的图11a到11f的说明性实施例的顶部平面图，其描绘物品使用fam从一个载具转移到另一载具，作为库存的动态分配的一部分；
72.图11h是描绘根据一个或多个实施例由载具和至少一个fam完成一个或多个库存管理任务以实现库存的动态分配的后正视图；
73.图11i是展示根据一个或多个实施例在功能附件模块已与流动式货架对接之后模块内的载具抬升到适于物品转移的位置的后正视图；
74.图12是描绘根据一个或多个实施例可形成图1c中展示的系统的一部分的库存管理系统的一部分的部分透视图，所述库存管理系统利用自动化导引载具在拣选区域和多个贮藏位置之间来回转移库存物品的容器；
75.图13a是描绘根据一个或多个实施例多个自动化导引载具经操作以作为图12的库存管理系统的一部分执行各种物品补给和/或物品提取任务的前正视图；
76.图13b是描绘根据一个或多个实施例多个自动化导引载具经操作以作为图12的库存管理系统的一部分执行各种物品补给和/或物品提取任务的侧面正视图；
77.图13c是描绘根据一个或多个实施例多个自动化导引载具经操作以作为图12的库存管理系统的一部分执行各种物品补给和/或物品提取任务的顶部平面图；
78.图13d是根据一个或多个实施例的图13b的结构的放大侧面正视图，其描绘示例性竖直支撑件和导引系统；
79.图13e是描绘根据一个或多个实施例用于在货架结构中使用的导引系统片段的放大正视图；
80.图14a是描绘根据一个或多个实施例由控制器在多个载具之间分配fam辅助的库存管理任务的示意框图；
81.图14b是描绘根据一个或多个实施例的多个导引载具的子系统的框图；
82.图14c是根据符合本公开的一个或多个实施例可用于协调多个载具和fam对库存管理任务活动的指派和执行的控制器的示意框图；
83.图15是描绘根据一个或多个实施例可借以将库存管理任务指派到一个或多个载具和fam的过程的流程图；
84.图16是描绘根据一个或多个实施例可借以在一系列连续的库存管理间隔内在各个贮藏区域之间动态地分配库存物品的过程的流程图；并且
85.图17是描绘自动化导引载具借以根据第一操作模式仅使用载具的板载资源和能力以及根据第二操作模式使用一个或多个fam的额外资源和能力补充载具的资源而执行库存管理任务的过程的流程图。
86.虽然本文中借助于示例针对若干实施例和说明性附图描述系统和方法，但所属领域的技术人员将认识到，用于使用对应功能附件模块执行库存管理任务的相应子集的系统和方法不限于所描述的实施例或附图。应理解，附图及其详细描述不希望将实施例限于所公开的特定形式。实际上，意图是涵盖落在由所附权利要求书限定的用于使用对应功能附件模块执行库存管理任务的相应子集的系统和方法的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。本文所用的任何标题只是出于组织目的，而不希望限制说明书或权利要求书的范围。如本文所用，词语“可”是按照容许的意义(即，表示有可能)而非强制的意义(即，表示必须)使用。类似地，词语“包含”表示包含但不限于。
具体实施方式
87.描述一种用于在库存管理系统中执行库存管理任务的方法和设备的各种实施例。在以下详细描述中，阐述众多特定细节以提供对所要求的主题的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所要求的主题。在其它实例中，未详细地描述所属领域的一般技术人员原本知晓的方法、设备或系统以免使所要求的主题模糊不清。
88.依据对特定设备或专用计算装置或平台的存储器内所存储的二进制数字信号的操作的算法或符号表示，呈现以下详细描述的一些部分。在此特定说明书的上下文中，术语特定设备等可包含通用计算机，其经编程以依照来自程序软件的指令执行特定功能。算法描述或符号表示是信号处理或相关技术领域的一般技术人员用以向所属领域的其他技术人员传达其工作的主旨的技术的示例。算法在此处且通常被视为产生所要结果的操作或类似信号处理的自洽序列。在此上下文中，操作或处理涉及对物理量的物理操纵。通常，但未必，此类量可采用能够被存储、传送、组合、比较或以其它方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于常见使用的原因，将此类信号称为位、数据、值、要素、符号、字符、项、编号、数字等有时已证实为方便的。然而，应理解，所有这些或类似术语应与适当物理量相关联且仅为方便的标签。
89.除非另有明确陈述，否则如根据以下论述显而易见，应了解，贯穿本说明书利用例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语的论述是指例如专用计算机或类似的专用电子计算装置的特定设备的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似专用电子计算装置能够操纵或变换信号，所述信号通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算装置的存储器、寄存器或其它信息存储装置、传输装置或显示装置内的物理电子量或磁量。
90.现在将详细地参考本发明的示例性实施例，在附图中示出了这些示例性实施例的示例。在可能的情况下，贯穿附图将使用相同的参考标号来指代相同或相似的部分。
91.符合本公开的实施例包含可配置以执行与库存管理操作相关的多种任务的一个或多个自动化导引载具。为了维持较高程度的模块性，根据本公开的一些实施例构建的载具被配置且可操作以执行一个或多个库存管理任务的第一子集，且为了执行一个或多个库存管理任务的另外的子集而与多个可互换的功能附件模块(fam)中的任一个相互作用。在实施例中，fam的子集可竖直地及水平地移位，使得其可按需要移动到库存管理设施内的不同位置。设施可以是例如贮藏库存的物品以供后续装运到零售商店位置的配送中心，和/或库存的物品被直接装运给零售客户的履行中心。
92.fam的一个群组的每一fam具有载具中以及不同群组的fam中所没有的至少一个功能、能力或物理属性。在实施例中，载具和fam协同协作以根据每一载具操作的方式和在给定时间与载具配对的特定fam来执行各种任务。通过用一个或多个其它fam替换一个fam或fam集合，载具中的任一个可容易地被配置成执行库存管理任务的替代或额外集合。因此，即使随着系统的复杂性增加以实现进一步库存微分(例如，适应更高sku计数)、更高订单拣选量和/或更大吞吐量要求，载具也保持其在库存管理系统中的效用。
93.如稍后将更详细地描述，在载具和fam中的一个或多个之间形成不确定持续时间的关联以使得能够执行一个或多个库存管理任务的第二子集。在某些情况下，通过载具与单个或第一fam的组合获得完成库存管理任务的第二子集所需的所有功能性。在实施例中，通过载具的一个或多个组件与fam的一个或多个组件的直接接合来实现第一fam和载具之间形成的关联。在其它情况下，一个或多个库存管理任务的第二子集的执行进一步需要使用额外或第二fam。在实施例中，第二fam执行载具和第一fam之间的适配器的功能。根据实施例，一旦库存管理任务的所指派子集完成和/或某一(些)其它任务需要任何和所有这些组件的使用，则任何和所有载具与任何相关联fam之间的关联终止。
94.例如邮购或电子商务仓库、供应链配送中心、交叉转运设施、客制化订购制造设施或任何其它类型的库存系统等订单拣选系统通常在以下方面彼此不同：(i)谁和/或什么拣选物品；(ii)谁和/或什么在拣选区域内移动；(iii)不同拣选区是否通过传送带连接；以及(iv)正应用什么拣选策略。可用的拣选系统包含拣选者到部件、拣选到箱、拣选并分类、部件到拣选者，以及完全自动化拣选。实施方案所需的自动化水平随着订单拣选系统从拣选者到部件移动至完全自动化拣选系统而逐渐增加。
95.如今在使用中的最基本的订单拣选系统为拣选者到部件系统。此处，人类拣选者沿着过道步行(或驾驶)并从贮藏位置手动地拣选物品。在低级拣选系统中，物品贮藏在可容易由拣选者够到的贮藏货架或箱柜中。在高级拣选系统中，拣选者使用升降式卡车或吊车来够到贮藏在较高贮藏货架中的物品。任一类型的拣选者到部件系统容易实施、修改和缩放，但它们的使用通常限于拣选量和库存物品(例如，sku)计数都很低的应用。此限制是
归因于随着行程时间增加而导致的生产力锐减。
96.区拣选系统类似于拣选者到部件系统之处在于，拣选活动都是由人类拣选者执行的。然而，工人在其内进行拣选的区域被划分成离散的区。这些拣选区通过传送带连接。订单依据区循序地拣选且接着它们根据目的地分类。每一客户订单通常对应于一个拣选箱，一旦在当前区中拣选了所有所需物品，拣选箱就转移到下一区上。有效的拣选到箱系统是工作负荷在各个拣选区之间达到平衡的系统。拣选到箱系统常常在如下情形中使用：库存有许多小型物品但订单本身通常是数目很少的物品。
97.图1a是描绘包含多个自主或自动化导引载具12的库存管理系统10的透视图。根据本公开的一个或多个实施例，每一载具12可配置成通过与一个或多个功能附件模块(fam)相互作用来执行支持部件拣选过程的库存管理任务的子集。在图1a的说明性实施例中，库存管理系统10实施“拣选者到部件”方案或替代地为区方案。在任一情况下，库存的物品(未图示)贮藏在整体上以14指示的贮藏货架中，以及从所述贮藏货架提取。贮藏货架14限定经设定尺寸和布置以接收含物品的箱柜16的贮藏单元的行和列。箱柜处在足够低的高度，使得它们可由人类拣选者p1容易地够到。
98.作为优于已经利用低层级贮藏货架14和箱柜16的拣选者到部件系统或拣选者到箱方法的进步，图1a中所展示的库存管理系统10的实施方案可仅仅通过添加载具12和多个fam 18来实施，所述多个fam共同地形成fam的第一群组。第一群组的每一fam18包含基底20、在向上方向上从基底20延伸的竖直支撑件或柄22，以及安装在柄22上的多个物品贮藏单元24。在图1a的实施例中，具有触摸屏显示器26的用户终端还安装在柄26上以适应各种指令向拣选者的呈现，且允许根据要由每一fam 18执行的一个或多个库存管理任务输入的确认确知(confirmatory acknowledgement)。在一些实施例中，将物品从货架14中的一个转移到fam 18中的一个中的同一拣选者随所述fam到达例如站点s1或s2等打包站。在打包站处，物品被转移到载具中以供装运。
99.为了实施利用载具12和fam 18的区拣选方案，通过拣选者在第一贮藏区域中操作，将物品从库存移除且放置于选定fam 18的一个或多个贮藏单元24中。选定fam 18接着在无拣选者伴随的情况下行进到第二贮藏区域(未图示)。在第二贮藏区域处，另一拣选者从库存移除额外物品且将物品转移到选定fam 18的所述一个或多个贮藏单元中。fam 18因此可配置成执行连接不同拣选区的传送带的功能。
100.fam 18还结合载具12用于依据拣选并分类方法(也被称为波浪拣选系统)执行库存管理任务。波浪拣选布置由一个或多个拣选区域和一个或多个分类区域组成。分批地拣选与多个客户订单相关联的库存物品。拣选之后，成批的物品可放置在相应fam 18而非传送带中，使得fam 18将被拣选物品带至分类区域(未图示)。拣选并分类系统通常以拣选波浪的形式操作，其中在释放下一波浪之前对所有订单进行分类。
101.现在转到图1b，展示了根据一个或多个实施例的库存管理系统30的透视图，所述库存管理系统仅出于说明性示例的目的并入有图1a中所展示的库存管理系统10的预先存在的元件。确切地说，库存管理系统30保持先前包含在图1a中所展示的布置中的载具12，且任选地进一步并入有贮藏货架14、箱柜16和fam的第一群组的先前获取的fam 18。图1b的库存管理系统30进一步包含例如fam的第二群组的fam 40和fam的第三群组的fam 50等多个额外fam。如稍后将更详细地阐述，载具12被配置成分别与fam 40和50相互作用，以协同地
执行不同于通过与fam 18中的一个的相互作用执行的库存管理任务的库存管理任务的子集。
102.在为订单履行而进行的物件拣选过程中，在两个类型的物件(即，快速移动和缓慢移动)之间作出区分。快速移动物件是频繁被需要和/或需要较大数量的那些库存单元。另一方面，缓慢移动物件是很少被需要或需要较小数量的那些库存物件。有可能物品从这两个类别中的一个移动到另一个。例如归因于根据一年中的时间(例如，返校季、季节性物品、节日促销等)的消费者需求的周期性，所述移动可以是双向的。在某些情况下，库存中新引入的产品可能经历高需求增长率使得产品进入和保持在快速移动类别中持续延长的时间周期。相反，转变到缓慢移动类别中可能预示着成熟产品的流行度永久性衰退。如图1b的说明性库存管理系统30所例示，按需要部署额外和/或不同类型的fam的能力允许仓库或配送中心设施运营者动态地适应对于库存物品的需求的短期和长期转变。
103.在图1b中所描绘的实施例中，库存管理系统30包含整体上以60指示的多个多层贮藏货架。贮藏货架60限定整体上以62、64和66指示的多个贮藏表面。fam 40中的每一个包含基底42，其经设定尺寸和布置以适配在货架60中的任一个下方，且由与其对接的载具12之一放置在该处。以稍后将描述的方式，每一载具12可用于提升与其对接的fam 40，并且也提升所述fam 40在下面定位的货架60。与fam 40配对的载具12进一步可用于将被提升的货架60例如从由货架60a、60b或60c占据的位置中的一个运送到邻近目前由货架60d、60e和60f占据的拣选区域p的位置中的一个。
104.继续参看图1b，将看到，载具12a描绘为与货架60f对接，在该处，它们可由拣选者接达。例如货架60a、60b和60c等其它货架60展示为已经通过由载具12和fam 40执行适当的库存管理任务而存放到贮藏区域中，所述贮藏区域包括通过载具可经过的过道分隔的行的对称布置。以此紧凑方式布置已经具有存放在其贮藏表面上的库存物品的货架60允许在履行对于所述物品的需求需要时(如在订单履行过程中)通过例如载具12a等载具之一与fam 40中的一个相关联而将货架60中的任一个转移到拣选或替代地为分类区域(未图示)。在一些实施例中，例如货架60a、60b和60c等货架的行充当缓冲区域，平稳且周期性刷新的含有货架的库存流从所述缓冲区域被提取且提供到一个或多个附近的拣选和/或分类区域。此缓冲区域中货架的数目可根据订单量的波动而增加或减小。替代地或另外，根据对于维持在此类货架中的库存物品的需求的相对频率，额外货架60可布置在一个或多个由过道分隔的行中在更远离拣选和/或分类区域的位置处。
105.如前所述，图1b中描绘的说明性库存管理系统30进一步包含fam的第三群组的fam，其中第三群组的fam整体上以50指示；以及整体上以60指示的多个多层贮藏货架。贮藏货架60限定整体上以62、64和66指示的多个贮藏表面。fam 40中的每一个包含基底42，其经设定尺寸和布置以适配在货架60中的任一个下方，且由与其对接的载具12之一放置在该处。以稍后将描述的方式，每一载具12可用于提升与其对接的fam 40，并且也提升所述fam 40在下面定位的货架60。与fam 40配对的载具12进一步可用于将被提升的货架60例如从由货架60a、60b或60c占据的位置中的一个运送到邻近目前由货架60d、60e和60f占据的拣选区域p的位置中的一个。
106.在图1b中所描绘的实施例中，库存管理系统30进一步包含整体上以70指示的多层流动式货架结构。举例来说，流动式货架70可用于容纳相比于贮藏在货架60中的物品以更
大的量从库存取出的库存物品。在一实施例中，例如上层72和74等流动式货架结构70的一个或多个层被配置成传送带，所述传送带按需要选择性地致动以将库存物品向前移动到最接近拣选和/或分类站点操作者的位置中。如前所述，说明性库存管理系统30进一步包含fam的第三群组的fam，其中第三群组的fam整体上以50指示。
107.在实施例中且如稍后将更详细地阐述，例如载具12b等载具12经设定尺寸和布置以出于为流动式货架结构70进行补给的目的而与fam 50中的任一个对接、提升fam 50中的任一个以及运送fam 50中的任一个。为此，每一fam 50限定内部列，其经设定尺寸和布置以使载具12中的任一个在处于展示为由载具12b占据的位置中时能够在fam 50内竖直地(向上或向下)移动。此移动使载具12能够爬升到任何fam 50内的在货架结构70的贮藏层级中的一个内对准的层级。一旦实现此类对准，每一载具就可用于执行库存转移任务，其中物品的容器或盒子或在其它实施例中物品的托盘从载具12的表面转移到货架结构70的与所述载具表面对准的贮藏层级。在图1b中，载具12b展示为处于沿着平行于货架结构70的路径运送fam 50中的第一个的过程中。fam 50中的另一个展示为与货架结构70进行互锁对准，其中的载具准备好开始将盒子76提升和转移到流动式货架结构70中的过程。
108.现在转到图1c，展示了根据一个或多个实施例的库存管理系统100的透视图，所述库存管理系统仅出于说明性示例的目的并入有图1b中所展示的库存管理系统30的预先存在的元件。确切地说，库存管理系统100保持先前包含在图1a中所展示的布置中的载具12，且任选地进一步并入有fam 40和50、便携式贮藏货架60，以及流动式货架结构70。利用一些载具12作为贮藏及提取组合件或sar的一部分，所述组合件还包含目的地区域或贮藏位置110的阵列。贮藏位置110被布置成列。如稍后将更详细地阐述，系统100的sar包含导引系统，例如轨道(未图示)，以竖直地导引载具以便到达一个既定的贮藏位置。
109.指派到作为sar的一部分操作的载具12的库存管理任务中的一个是从贮藏位置110提取物品。此任务可视为一系列子任务，所述子任务包含退出载具的当前或开始位置、横穿在开始位置与到邻近贮藏位置的阵列中的进入点的中间目的地之间载具采取的路径，以及在所述中间目的地处使载具12与进入点对准。作为提取任务的另一子任务，对准的载具进入阵列且维持其对准直至其到达载具所处的列，经操作以根据又一子任务爬升直至其到达贮藏区域110中的一个目标贮藏区域。作为提取过程的另外的子任务，载具的转移机构经操作以提取物品，在列内下降直至载具静置于支撑表面上，且接着退出贮藏位置的阵列。作为提取操作的最终子任务，载具12沿着路径继续行进到输出站点120，在该处，操作者可从载具提取物品。
110.在一个或多个实施例中，载具可执行电力补给任务，然后将未被操作者提取的任何剩余物品传回到贮藏区域。在此方面，载具可仅仅重新执行所述系列的子任务来提取物品，只是代替于操作载具所述转移机构以在目标贮藏位置处提取物品，转移机构改为用于将物品从载具的平台转移到目标贮藏位置中。如果在转移之后仍有足够的电力，则载具可前进到另一贮藏区域以获得要提取的下一物品。以此方式，系统100包含多个个别受控的载具，例如载具12，其在多个列中的任一个内沿着轨道上下移动以从各个贮藏区域提取物品并将物品提供给操作者，然后传回任何剩余物品且接着提取另一物品。
111.为了便于阐述，作为sar的一部分协作的载具12已经被描述为将物品递送到贮藏区域110和/或从贮藏区域110提取物品。物品可被配置成使得个别物品贮藏于贮藏位置处。
然而，在典型的操作环境中，物品贮藏在例如容器或平台等贮藏机构中或上。举例来说，物品可贮藏在被称作搬运箱的容器中。搬运箱可类似于没有盖子的纸箱或箱子，使得操作者可在拣选站处容易地够到搬运箱中以提取物品。尽管本发明的系统被描述为使用搬运箱，但应理解，可使用多种贮藏机构中的任一种，例如托盘或类似的平台。
112.图1c中描绘的说明性系统100的贮藏位置110可以是多种配置中的任一个。举例来说，最简单的配置是用于支撑物品或存有物品的容器的搁架的配置。类似地，贮藏位置100可包含一个或多个托架，其与贮藏机构协作以将贮藏机构支撑在贮藏位置中。举例来说，在本实例中，贮藏位置包含类似于搁架的托架，用于支撑搬运箱中的一个，如图1c中所描绘。
113.载具12的子集因此可配置以执行与来自贮藏区域110的含有物品的搬运箱t的贮藏和提取以及搬运箱t到递送站120的递送相关的库存管理任务的子集，在所述递送站处，操作者可从搬运箱提取一个或多个物品。虽然先前描述为单个载具执行包括提取任务的所有子任务，但根据一个或多个实施例，替代地有可能在多个载具12之间分布给定任务的子任务。举例来说，退出贮藏区域110的阵列的第一载具可将其已提取的物品转移到第二载具，所述第二载具继而通过将物品递送到递送站120而完成提取任务。在操作者检索物品之后，同一载具或又一载具12推进搬运箱t离开递送站120，且将搬运箱传回到贮藏位置110中的一个相同或不同贮藏位置。
114.依据图1a到1c的以上高级描述，应了解，载具12可在某一操作模式中操作以与一个或多个fam协同地协作来执行库存管理任务的各个集合，且在另一操作模式中操作来执行不需要与例如fam 30、40和50等fam中的任一个的关联的其它库存管理任务。现在将参看描绘符合本公开的自动化导引载具的实施例的图2a-2i然后参看描绘fam本身的示例性配置的其它图描述此功能性实现的方式。
115.载具
116.现在参看图2a到2i，展示根据本公开的实施例构建的且适于执行例如图1a到1c中描绘的物料搬运系统中的任一个中的库存管理任务的自动化导引载具200。每一递送载具是具有第一机动驱动系统和第二机动驱动系统以及板载电力供应器的自动化导引载具。为了与被布置成列且可由导引系统接达的贮藏区域的阵列一起使用，如图1c的贮藏区域110所例示，一个或多个实施例的第一机动驱动系统与导引系统协作以导引载具沿着邻近贮藏区域的相应列的相应竖直路段的移动。在此类实施例中，第二机动驱动系统经设定尺寸和布置以在第一驱动系统与导引系统不接合的同时在底层支撑表面上调运载具200。通常，底层支撑表面由仓库地板的一个或多个区域和/或此仓库内的一个或多个较高平台或这些的某种组合限定。
117.每一载具包含转移机构210，其用于例如在载具的平台表面和所述多个目的地区域110中的一个之间转移物品。如图2a中最佳地所见，在此实例中，平台表面由多个辊(整体上以211指示)的外表面限定。如稍后将参看图4b和4c更详细地阐述，每一载具200可任选地包含离合器机构，其用于使动力从第一或第二驱动系统的马达到转移机构的传输接合及脱离，使得转移机构可按需要仅在第一和第二驱动系统未被操作以推进载具时操作。
118.载具200可并入有多种机构中的任一种，用于将将物品装载到载具上以及用于将物品从载具卸载到贮藏区域中的一个中。另外，转移机构210可针对特定应用而专门调适。在本实例中，转移机构210包括一个或多个可移位元件，其被配置成接合贮藏在贮藏位置处
的物品且将物品牵拉到载具上。更确切地说，在本实例中，载具包含一个或多个可移位元件，其被配置成朝向贮藏位置中的搬运箱移动。在可移位元件接合搬运箱之后，每一可移位元件移位离开贮藏位置，由此将搬运箱牵拉到载具200上。
119.参看图2a、2b和2g到2i，在本实例中，转移机构210包括例如驱动皮带或如所展示的驱动链条214a和214bl等两个无端搬运器。沿着例如链条214a和214b等每一无端搬运器，安装呈可移位销212a或212b的形式的可移位元件(图2b、2d、2e)。例如销212a等每一销向内朝向载具的纵向中心线延伸。任选地，管状条棒元件(未图示)可接收所述销212a和212b中的每一个且跨载具200的宽度延伸。
120.在此实例中，第二驱动系统的一个或多个马达驱动链条以选择性地朝向或离开贮藏位置移动链条以及销212a和212b。举例来说，随着载具接近贮藏位置以提取搬运箱t(图2g到2i)，链条可朝向贮藏位置驱动可移位销212a和212b，使得销(和连接销的条棒，如果存在)位于搬运箱的底部中的凹槽或凹口之下。载具向上行进较小距离直至销212a和212b(或条棒)随凹槽或凹口安置，如图2i所示。链条接着反向，使得销212a、212b从贮藏位置100移开。因为销将搬运箱t接合在凹口内，所以随着销从贮藏位置移开，搬运箱被牵拉到载具的表面上。以此方式，转移机构210可用于从贮藏位置提取物品。类似地，为了将物品贮藏在例如图1c中位置110等贮藏位置中，转移机构210的链条214a、214b朝向贮藏位置驱动销212直至物品处于贮藏位置。载具接着向下移动以使销与搬运箱脱离，由此释放搬运箱。
121.在先前描述中，转移机构210已描述为包括呈链条214a和214b的形式的无端搬运器以及可任选地由单个管状元件互连的对应可移位销元件212a和212b。此布置非常适合于从布置于竖直列中的贮藏区域提取含物品的搬运箱，其中在其间延伸的管状元件和/或杆条配合在靠近其前导边缘的搬运箱的底侧中的凹口内。在一个或多个实施例中，搬运箱放置于n-深度贮藏单元的相应区中，其中n表示可以一个在另一个后方的方式容纳在大体上水平平面内的搬运箱的最大数目，此时所有搬运箱联接在一起且安置于单个n-深度单元中。图1c描绘整体上以110指示的此类贮藏区域或单元的竖直阵列。
122.在此实例中，且如图2h中最佳地看出，两个或更多个搬运箱(例如搬运箱t1和t2)可使用整体上以283a和283b指示的配合连接器彼此分别联接和解除联接。搬运箱t1和t2可通过通过载具210的移动实施的一系列提升及分离移动彼此联接和解除联接。并且，转移机构210由第二驱动机构致动以将前向(前导)搬运箱牵拉到辊211(图2g)上以便完全由载具200支撑。此牵拉运动将后置搬运箱(即，紧接在前导搬运箱后方的搬运箱)推进到朝向过道的位置中。接着短暂地操作载具200的第一驱动机构，使得载具200行进足以使前导搬运箱与后置搬运箱断开联接的竖直距离。一旦断开联接完成，就再次短暂地操作第二驱动系统，这次使搬运箱在载具200上居中，使得载具和搬运箱可充分地在列内竖直地调运。
123.在图2a和2d到2f中描绘的说明性实施例中，载具200的第一驱动系统包含呈齿轮220的形式的四个轮，其被驱动以沿着所安置的轨道运送载具，如稍后将更详细地描述，沿着安置于邻近贮藏区域110的列内的轨道运送载具。轮220安装到两个平行隔开的轮轴上，例如图2f中描绘的轮轴215，使得两个轮沿着载具的前向边缘安置，而两个轮沿着载具的后向边缘安置。
124.特定地参看图2c和2f，图2c是图2a中描绘的载具200的仰视图，而图2f是图2a中描绘的载具的侧面正视图。如图2c中最佳地看出，载具200进一步包含第二驱动系统，其经设
定尺寸和布置以在底层支撑表面
‑‑
例如仓库或配送中心的地板
‑‑
上推进载具200。在图2c的说明性实施例中，第二驱动系统包含：载具200的第二马达，整体上以250a指示；和载具200的第三马达，整体上以250b指示。第二马达和第三马达因而是多个马达的第二子集的第一和第二马达。通过动态地控制马达250a和250b中的每一个的相对速度和/或旋转方向，可在例如图2f中描绘的表面s的底层支撑表面上在任何方向上驱动载具200。
125.继续参看图2c，将看到，载具200的第二驱动系统包含由第二马达250a驱动以围绕第一旋转轴线a1旋转的第一驱动元件252a，以及由第三马达250b驱动以围绕第二旋转轴线a2旋转的第二驱动元件252b。第一和第二驱动元件252a和252b中的每一个分别经设定尺寸和布置以接合底层支撑表面s的相应部分以实现载具在其上的移动。在由图2c和2f例示的载具的实施例中，第一旋转轴线a1与第二旋转轴线a2同轴，同时驱动元件252a和252b由平坦的水平表面支撑。在此实例中，载具200的第二驱动系统进一步包含多个全向轮，其包括第一对轮254a和254b以及第二对轮256a和256b。全向轮经设定尺寸和布置以摩擦接合底层表面s的相应部分(图2f)，其中轮254a、254b、256a和256b中的每一个分别固定到对应驱动轮轴，例如轮轴258a和258b。
126.特定地参看图2c和2d到2f，将看到，载具200还可并入有从轴杆235向下悬垂的一系列导引件(在233处指示)。导引件233中的每一个可旋转地安装到轴杆235的下部部分。本发明人已确定，在一些应用中，当载具212在底层支撑表面上调运且与其在执行所指派的库存管理任务的过程中可能进入的一个或多个其它结构对准时，导引件233促进所述载具的对准。在图2c中，举例来说，可以看到，一些导引件233沿着载具200的纵向中心线l布置。图2e描绘以横截面展示且安装在底层支撑表面s上的一对平行轨道内的导引件233的对准。在示例性应用中，轨条r1和r2沿着某一路径布置，载具200借助于所述路径在贮藏单元的竖直阵列下方进入、退出和/或调运，如图12到13c中所描绘。
127.现在转到图3a和3b，图3a是以跨图2a中的线iiia-iiia的横截面截取的图2a-2f的示例性自动化导引载具的前正视图，且图3b是图2a-2f的示例性自动化导引载具的底部平面图。如图3a中最佳地看出，第一驱动系统进一步包含一对内部惰滑轮224a、224b和一对外部滑轮222a、222b，其在由相应皮带226a、226b驱动时致使安装在同一轴杆上的装有齿轮的轮220旋转且由此在竖直方向上在列内(沿着轨道的驱动表面)推进载具200。惰滑轮224a和224b相对于轮轴自由地旋转且维持皮带226a和226b的张力。外部滑轮222a和222b中的每一个相对于其所安装到的轮轴215固定。第一驱动系统进一步包含一对反向旋转齿轮228a、228b，其由第一板载马达230(图3b)旋转。在如此驱动的情况下，皮带226a和226b分别驱动滑轮222a和222b，且滑轮222a和222b的此旋转运动致使安装在对应轴杆215上的装有齿轮的轮200旋转。因此，当载具200竖直地移动时，装有齿轮的轮220承载载具和其上任何物品的重量。
128.在图3a和3b的实施例中，驱动轮轴215可旋转地安装在壳体232内，使得其间隔相对于彼此保持固定。如稍后将描述，根据一些实施例，轮轴215之间的固定间隔使得在载具进入在贮藏区域115的竖直阵列(图1c)之间延伸且其内安装有导引系统的列之前有必要进行与导引系统(例如轨道)的对准步骤。
129.在替代实施方案(未图示)中，例如装有齿轮的轮200和轮轴215等第一驱动系统的元件可安装在壳体232内，以便允许它们向内移动以放松任何精确对准的要求，同时还排除
对装有齿轮的轮200或导引系统的任何损坏的风险。在后一类型的实施例中，意欲承载相当大的负载的载具可能需要马达驱动的构件来临时减小轮轴215之间的间隔，且由此适应载具200到贮藏区域之间的列中的进入。
130.继续参看图3a和3b，将看到，第一马达230以操作方式与齿轮228a和228b连接以驱动皮带226a、226b且同步地旋转轮轴215和对应的装有齿轮的轮220两者。载具200的第一驱动系统因此被配置成相对于轨道或其它导引系统在竖直方向上同步地驱动载具200。确切地说，每一装有齿轮的轮200连接到轮轴215中的一个的端，使得大体上阻止齿轮相对于轮轴的旋转。以此方式，每一轮轴同步地驱动附接的两个齿轮。另外，在本实例中，同步地驱动两个轮轴，使得同步地驱动所有四个齿轮。
131.在实施例中，使用单个驱动马达230来驱动两个轮轴。在此实例中，滑轮222a和222b充当定时滑轮，其刚性地连接到轮轴215以防止滑轮相对于轮轴旋转。类似地，定时滑轮(未图示)连接到由马达230驱动的反向旋转齿轮228a和228b。在此实例中，驱动皮带226a连接定时滑轮222a与由马达230经由齿轮228a直接驱动的定时滑轮，而驱动皮带226b连接定时滑轮222b与由马达230经由齿轮228b间接驱动的定时滑轮。在实施例中，皮带226a和226b各自为定时皮带，使得驱动马达230的旋转与轮轴的旋转精确地关联。
132.除由图3a和3b例示的单个马达布置外，还存在可用于同步地驱动轮轴215的各种其它机构。举例来说，可使用一对驱动马达来驱动轮轴，且可使所述驱动马达同步。在实施例中，驱动马达230包含传感器，其可用于检测马达的旋转，由此确定载具已经行进的距离。因为齿轮200与轮轴刚性地连接，轮轴又同步地与驱动马达230连接，所以可精确地控制载具移动的竖直距离以与驱动马达230移位的距离相关。举例来说，传感器252可以是例如霍尔传感器等传感器。传感器检测马达的旋转且将信号发送到中央处理器，所述中央处理器基于关于指定路径和传感器检测到的马达的旋转的已知信息确定载具200已经沿着所述路径行进多远。
133.现在参看图2c、3b和4a到4g，展示了载具200的实施例，所述载具进一步包含离合器机构400(图4b和4c)，所述离合器机构可接合(图4c)和脱离(图4b)以分别开始和终止从第二驱动系统的马达到转移机构的动力传输，借此第二驱动系统可独立于转移机构而操作。在此实例中，离合器机构400可被配置成两个离合器子组合件，其相对于载具200的纵向中心线对称地布置，其中这些子组合件在图2c和3b中整体上以400a和400b指示。在图4b和4c中，仅第一离合器子组合件400a是可见的，且包含第一可枢转搬运器410。然而，短暂地回到图3b，将看到，第二离合器子组合件400b以与子组合件400a相同的方式构建，且因此包含第二可枢转搬运器412。
134.如图4b中最佳地看出，例如第一离合器组合件400a等每一离合器子组合件包含例如第一可枢转搬运器410等可枢转搬运器，所述第一可枢转搬运器相对于底层支撑表面s维持在第一角定向上，同时载具200的整个重量分布在轮254a、254b、256a、256b、252a和252b之间。将图4c与图4b进行比较，应了解，随着载具200在离开底层表面s的方向上竖直地移动，可枢转搬运器410(和412)由经压缩螺旋弹簧414推动到第二角位置中，当载具200已到达表面s上方至少为图4c中展示的尺寸g1的高程时到达所述第二角位置。再次返回到图3b，将看到，第一从动元件270可旋转地联接到第一可枢转搬运器410，且第一无端回路元件274将旋转动力转移到第一从动元件270。同样，以如针对第一离合器子组合件所描述相同的方
式，相同地构建的第二离合器子组合件400b的第二从动元件(未图示)可旋转地联接到第二可枢转搬运器412，且第二无端回路元件(未图示)将旋转动力转移到第二从动元件。
135.在此实例中，例如无端回路元件274等无端回路元件中的每一个为皮带，应了解，替代地可能使用链条，而不脱离本公开的精神和范围。
136.继续参看图4b和4c，将看到，例如根据一个或多个实施例构建的载具200的子组合件400a等每一离合器机构子组合件另外包含第一滑轮280。子组合件400a的第一滑轮280和第一从动元件270由载具200的第二马达驱动。同样，尽管未图示，子组合件400b的第二滑轮和第二从动元件由载具200的第三马达驱动。在此实例中，第一滑轮280和第二滑轮经设定尺寸和布置以分别接合第一无端回路元件274和第二无端回路元件，以每当对应驱动马达旋转时驱动第一和第二从动元件。也就是说，无关于离合器机构子组合件400a和400b是否经接合以驱动转移机构，第一和第二从动元件都将随着第二和第三马达分别旋转而旋转。
137.如前所述，且根据符合本公开的一个或多个实施例，仅当载具已相对于底层支撑表面s抬升尺寸h(图4c)时，第二和第三马达才联接以接合转移机构。此抬升致使可枢转搬运器410枢转离开图4b中展示的第一角定向并进入图4c中展示的第二角定向。在此实例中，由枢转成与第一从动元件270驱动接合的第三从动元件272在离合器机构子组合件400a中实现第二马达到转移机构的联接。以类似的方式(尽管未图示)，由枢转成与第二从动元件驱动接合的第四从动元件272在离合器机构子组合件400b中实现第三马达到转移机构的联接。
138.如图4a到4c中所展示，接合的第三和第四从动元件
‑‑
图4c中仅展示其中的第四从动元件272b
‑‑
的旋转致使第一链轮290a、290b旋转，这继而致使第一和第二链条214a、214b朝向或离开要转移到载具200或从载具200转移的容器移动销212a(图4a)和销212b(图4b)。当载具200的轮再次停置在表面s上时，如图4b中所描绘，第三和第四从动元件再次分别与第一和第二从动元件解除联接。因而，载具的第二和第三马达在表面s上推进载具200的持续操作不再对转移机构210产生任何影响。
139.在一些应用中，可能需要使载具200能够装载和卸载与被配置成经设定尺寸和布置以接收多个库存物品的搬运箱的物品不同种类的物品。作为说明性示例，此类其它种类的物品可包含箱子、纸箱、托盘等，或这些的任何组合，且其可含有库存的一个或多个物品。在一个或多个实施例中，此类物品由并入有替代性或额外卸货辅助的转移机构210容纳。特定地参看图2g和4a到4d，将看到，链轮290的旋转致使链条214a、214b驱动链轮217，其中被驱动的链轮中的每一个致使例如辊211(图2g)的一个对应辊旋转。多对链轮217旋转的方向决定是否操作转移机构210的辊来辅助物品的装载或卸载。
140.图4d和4e是图2a-2f的示例性自动化导引载具200的侧面正视图，省略了橫向外部盖板以显露任选的致动器机构400，所述致动器机构具有可选择性地在第一位置(图4d)和第二位置(图4e)之间移动的力施加部件402。图4f是图4d和4e中描绘的致动器机构400的放大视图，力施加部件402展示在第一非力施加位置中。图4g是图4d到4f中描绘的致动器机构的放大视图，其力施加402展示在第二力施加位置中。
141.如先前在图4f的论述中所提到，轮220安装到两个平行隔开的轮轴上，例如图2f中描绘的轮轴215，使得两个轮沿着载具的前向边缘安置，且两个轮沿着载具的后向边缘安置。在一个或多个实施例中，任选的致动器机构400包含每一轮轴215的螺纹部分404和相应
的一对搬运器406。每一相应搬运器406具有对应螺纹孔，其经设定尺寸和布置以接收轮轴215的螺纹部分404且承载一对力施加部件402中的一个。在一个或多个实施例中，力施加部件是辊，其可自由地在搬运器406内围绕横向于由轮轴215限定的轴线的旋转轴线旋转。
142.为了提供可通过差分地驱动前或后全向轮对获得的较好的转向控制，本发明人已确定，可选择性地致动力施加部件402，而不需要专用马达。在此实例中，马达230(图3b)的旋转致使轮轴215旋转，这使搬运器406向前直至它们遇到挡止件，由此，轮轴215的继续不会致使搬运器406进一步移动。当如图4g所示定位时，每一力施加部件在轮中的一个的表面上施加法向力，例如当轮252a、252b正分别由第二和第三马达驱动时。力施加部件402的此类致动增加了轮252a和252b的摩擦接触，且由此当载具200跨底层表面s移动(图4g)时提供更好的方向控制。因为仅当载具在贮藏区域215的阵列外部时才需要轮252a、252b，所以马达230和轮轴215能够起到双重用途。
143.因此，继续参看图3b和4d到4g，将看到，在一些实施例中，载具200包含第一对马达驱动全向辊和第二对马达驱动全向辊，其中每一对的第一全向辊经设定尺寸和布置以围绕第一旋转轴线旋转，其中每一对的第二全向辊经驱动以围绕第二旋转轴线旋转，第五辊由第一马达和第二马达中的一个驱动；以及致动器，其可从第一位置移动到第二位置以在朝向底层支撑表面的方向上选择性地推动第五辊；其中第一和第二对全向辊中的每一个的表面以及第五辊的表面经设定尺寸和布置以在致动器维持在第一位置中时接触底层支撑表面，且其中致动器到第二位置中的移动致使负载从全向辊中的一个或多个转移到第五辊。
144.在一个或多个实施例中，载具200可由例如沿着连续充电轨道的接触件等外部电力供应器供电，或替代地使用感应电力传送线圈供电，其中的任一个用以提供驱动载具所需的电力。然而，在本实例中，载具200包含板载电源，其提供第一驱动马达230和驱动第二驱动系统的马达两者必需的电力。在实施例中，板载电力供应器是可再充电的。就此而言，电力供应器可包含例如可再充电电池的电源、例如电容器240(图3b)的一组超级电容器，或这些的组合。举例来说，超级电容器可在再充电操作中接受极高的安培数。通过使用高电流，相比于为合适的电池充电可能需要数小时，超级电容器可在可以秒或分钟计的相对非常短的时间段内再充电。另一方面，可根据一个或多个实施例做准备以使用再充电电池替换放电电池的过程自动化，作为操作载具中的一个或多个的过程的一部分。
145.在使用充电轨道的情况下，每一载具200包含用于为电源再充电的一个或多个接触件。在本实例中，载具包含多个电刷，例如铜质电刷，其装载弹簧使得电刷向外偏置。电刷与充电轨道协作以为电源再充电，如下文进一步描述。举例来说，一对充电轨条(未图示)可沿着列安置，在一个或多个贮藏和/或提取任务的序列期间载具200在所述列内移动。替代地，竖直和/或水平充电轨条可布置在安置于递送站120(图1c)附近的充电站(未图示)内。
146.在实施例中，充电轨条是与电气供应器连接的导电条带。载具200的充电接触件接合导电条带以为超级电容器再充电。确切地说，电刷的偏置元件使电刷向外朝向充电接触件偏置。流经充电接触件的电力提供高安培数低电压源，其允许超级电容器取决于库存管理任务或子任务的序列期间消耗的功率量在可以秒或分钟计的间隔内再充电。
147.因为由超级电容器提供的电力供应器可持续仅几分钟，所以利用超级电容器作为电源的载具可每当载具在装载列内行进时就再充电，和/或利用沿着在执行需要与一个或多个fam(例如，fam 18(图1a和1b)或fam 40和50(图1b和1c))的关联的库存管理任务的过
程中采取的路径安置的充电站。
148.在一个或多个实施例中，每一载具可包含用于检测物品装载到载具上的负载传感器。传感器确保物品恰当地定位于载具上。举例来说，负载传感器可包含检测重量变化的力检测器，或检测物品的存在的红外传感器。
149.在图1a到1c的实施例中，自动化导引载具或agv可以是半自主或替代地完全自主的。在后一方面，已经提出众多非接触式系统，用于连续地确定自动化导引载具在绝对坐标中的实际位置，以及复位导航参数(即，x、y，和航向)以剔除累积的误差，由此重新参考载具。这些中的任一个可在符合本公开的实施例的库存管理系统中自动化导引载具的位置参考的实施方案中利用。此类参考系统可本质上为超声、rf或光学，其中超声和光学尤其适合于室内情境。在后面这两个类别中，光学系统通常更准确且因此更广泛地在商业实践中采用。
150.示例性位置感测系统利用扫描机构，所述扫描机构结合放置在预定义勘察部位处的关键位置的固定位置参考而操作。此类扫描机构可包含具有固定有源信标发射器的扫描检测器、具有无源逆反射目标的扫描发射器/检测器、具有有源应答器目标的扫描发射器/检测器，以及具有固定检测器目标的旋转发射器。
151.在符合本公开的一个或多个说明性实施例中，自动化导引载具依赖于扫描激光三角测量方案(slts)来提供载具的板载航位推算系统的位置更新。在例如2rpm下旋转的激光发射器照明附连到距载具大约十五米的已知位置处的壁或支撑柱的无源逆反射条形码目标。条形码用于肯定无疑地标识参考目标，且消除归因于来自操作区域内的其它镜面反射表面的假报告的模糊性。每一载具的板载计算机通过简单的三角测量计算x-y位置更新以剔除累积的航位推算误差。
152.借助于额外示例，每一自动化导引载具200可利用分布在整个操作区域中的逆反射目标，使得允许由每一载具确定范围和角定向两者。在一实施例中，agv上的伺服控制旋转反射镜在例如20-hz更新速率下平移近红外激光束达90度的水平弧。当光束扫过已知尺寸的目标时，有限持续时间的返回信号由检测器感测到。在逆反射目标均为相同大小的情况下，由近目标生成的信号相比于来自远目标的信号将具有较长的持续时间。当扫描仪开始从右向左扫掠时开始角度测量，其中经反射信号的检测终止定时序列。
153.符合本公开的自动化导引载具中可采用的又一位置参考技术是基于激光的扫描信标系统使用协作的电子应答器及无源反射器计算载具位置和航向。此类扫描仪机构包含旋转反射镜，其以例如45度角附接到递增光学编码器的竖直轴杆。为了实现增加的方位角准确性，定时器在编码器计数之间内插。扇形光束以例如四度扩展角竖直地发散，以确保横穿不规则地板表面时长距离的目标检测。每一目标被唯一地编码，且可在单次扫描中处理许多(例如32个)目标，其中每隔100毫秒计算载具x-y位置。
154.在一个或多个自主实施例中，每一agv在存储器中维持设施内其自身的位置的内部存储的地图。此外，每一agv向设施中的其它载具报告其在行进平面中的位置、速度、角定向，以及选定行进路径数据，且agv从其它载具接收此数据。使用agv数据，每一载具维持动态更新的地图，其反映所有载具在库存管理设施的载具已指派到的特定区中的位置。当动态更新的位置数据在每一载具本地可用时，可由中央控制器(例如控制器450)向载具指派任务，在实施例中，可由载具选择由载具采取以到达其中将执行所指派任务的要素的位置
的路段。
155.在一实施例中，每一载具被配置成通过所述载具本地的处理器执行存储在存储器中的导航过程的步骤，所述步骤致使载具遵循从载具的当前位置到其中将执行所指派任务的下一(些)子任务的目的地的最短路径。在此类实施例中，中央控制器450无需被配置成执行交通控制和防撞功能(除非需要后退控制方案)，但实际上，中央控制器450可被配置成传输表示标识要指派到每一载具的下一(些)任务且指定设施内将执行那些任务的各个位置的指令的信号。另一方面，载具可被配置成将信号传输到控制器，所述信号表示任务指派确认、位置更新、状态更新(例如子任务已完成或在处理中、当前电力状态等)，以及控制器可能需要用来评估载具执行等要指派的任务的相对能力的其它信息。
156.在根据一个或多个实施例的完全自主方案中，每一载具可替代地利用本地处理器以从放置在库存管理设施的一个或多个区中的底层支撑表面上的感测到的标志确定移动速度和方向，与设施内的其它载具交换所述位置数据，以及维持动态更新的本地地图以实现一种形式的分散式交通控制，其方式类似于上文描述的使用其它位置感测方法的方式。
157.在符合本公开的agv的半自主配置中，例如控制器450的中央控制器提供例如防止载具彼此碰撞和/或与可能存在于载具的子集被指派到的设施的所述一个或多个区中的载具移动的任何潜在障碍物碰撞所需要的交通控制功能。在此类实施例中，控制器450接收从载具200传输的呈更新信号的形式的当前位置和方位数据。在实施例中，将所接收的位置和方位数据与控制器已经从由控制器传输到载具的先前速度和航向指令导出的估计值进行比较。基于比较，控制器450可确定是否需要校正一个或多个载具的速度和方向中的一个或多个以防止碰撞，且如果是，则将那些指令传输到载具。
158.在符合本公开的一个或多个半自主实施例中，每一载具200可包含读取器，用于读取放置在载具正行进的表面上和/或通道列内的与贮藏区域115(图1c)的阵列对准的位置中的标志。在一些实施例中，标志的第一群组的每一标志对应于唯一位置以形成位置的栅格。这些位置可存储在载具、中央控制器450或两者的处理器可访问的存储器中的数据表中。通过遵循被设计成与这些标志的特定序列相交的路径，每一载具可在其经过标志时传输标志的标识符并向控制器450确认所述标识符，由此，通过由控制器传输到载具的指令实现载具的半自主导引。依据此信息和由每一载具报告的其它数据，控制器450可确认每一载具的移动速度、方向和路径。在一个或多个实施例中，控制器450利用速度和方向数据来施行防撞策略，根据每一载具的位置和功率储备状态指派库存管理任务，且为了安全起见，维持距区域中准许的任何人员的适当距离。
159.额外标志可附连在通道列内或附连到所贮藏的搬运箱本身，在邻近每一贮藏位置115(图1c)的位置处。此处，每一标志可包含唯一条形码，且每一载具200上的读取器可扫描将递送或提取物品的贮藏位置115周围的区域。中央处理器450具有的关于载具200必须遵循的路径的数据以及基于关于驱动马达的旋转的数据的关于载具已经行进的距离的数据可足以确定载具200是否定位于贮藏区域115内适当的贮藏位置处。然而，邻近贮藏区域的标志准许在物品卸货到适当的贮藏位置中或从适当的贮藏位置接收之前进行载具的位置的冗余检查。因此，扫描仪可用于扫描和读取关于载具在其处停止的贮藏位置的信息。如果扫描的数据指示贮藏位置为适当的贮藏位置，则载具将其物品卸货到贮藏位置中。类似地，载具可具有用于读取邻近载具的后向边缘的标志的第二读取器。第二读取器可在如下应用
中使用：系统经设置以沿着通道列的前向侧利用第一系列的贮藏位置，且沿着通道列的后向侧利用第二系列的贮藏位置，如图1c中所展示。
160.在一些实施例中，用于载具200的自主或半自主导引的功能性可集成到fam中的一个或多个(例如，图1a的fam 18)中。此类方法在以下情况下可能是有益的：在库存管理设施内的一些区中需要精确的位置感测，但在其它区中可以接受不太精确的位置感测方法。举例来说，在例如图1a中描绘的实施例中，fam 18被描绘为充当针对仓库工人的支持性作用，且因此可被要求维持安全距离，但仍保持在附近以实行支持性任务。依据各个非限制性示例的以上论述，完全可以说，可采用多种技术和系统以便协调库存管理系统中的agv和相关联fam的位置。
161.在以上描述中，载具具有驱动齿轮220，其经设定尺寸和布置以与安置于每一通道列内的相应向内轨道的齿相互作用。此相互作用可取决于马达230的旋转方向而实现载具的升高或降低。并且，fam中的一个或多个可并入有具有齿的轨道以便允许载具升高和降低与其相关联的fam以及与fam(例如fam 18或fam 50)对接的结构中的一个或多个。此外，驱动齿轮220的齿可替代地经致动以致动作为fam的一部分的机构。如稍后将阐述，对于较重的负载(例如，约300kg或更重)，例如图1b和1c中描绘的多搁架fam 40可装备有内部齿轮驱动的插孔机构，其通过齿轮220的旋转致动以便使马达230开始和维持fam 40在其在底层表面上移动期间的抬升所需的转矩的量最小化。
162.在一些实施例中，每一载具的处理器响应于从中央处理器450接收的信号而控制载具的操作。另外，载具包含无线收发器，使得载具可随着其沿着轨道行进而持续地与中央处理器通信。替代地，在一些应用中，可能需要沿着载具可穿行的路径并入有多个传感器或指示器。载具可包含用于感测传感器信号和/或指示器的读取器，以及用于响应于传感器或指示器而控制载具的操作的中央处理器。
163.图5a是描绘根据一个或多个实施例结合功能附件模块的第一群组的功能附件模块(fam)518使用自动化导引载具512的前透视图。图5b是描绘根据相应实施例的图5a的自动化导引载具512与第一说明性基底514的对接前对准的透视图，所述基底可实现为功能附件模块的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的任一个，或实现为充当载具和那些其它类型的功能模块中的至少一个之间的适配器的单独的功能附件模块。在fam 518预期容纳较重负载的情况下，基底514可并入有由齿轮(例如齿轮515)致动的内部插孔机构，所述齿轮与载具512的大齿轮520一起设定尺寸和布置。
164.图5c是描绘根据相应实施例的自动化导引载具512与第二替代性基底516的对接后对准的透视图，所述基底可实现为功能附件模块的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的任一个，或实现为充当载具和那些其它类型的功能模块中的至少一个之间的适配器的单独的功能附件模块。
165.图5d是自动化导引载具512与例如图5c或5d中描绘的基底522对接的后正视图，其中基底和载具中的每一个的相应表面在多个点524a处与底层支撑表面s接触。图5e是在包括装有齿轮的轮的前对和后对(例如轮526a和526b)的载具的第一驱动系统已经通过大齿轮520在箭头方向上旋转而致动以提升与其对接的基底使得基底的表面(包含表面区524a和524d)都不与底层支撑表面s接触之后图5d的对接的自动化导引载具512的后正视图。在此实例中，基底514并入有内部插孔机构，其包含可线性延伸支脚528a和528b，所述可线性
延伸支脚随着大齿轮520旋转以驱动驱动机构的一个或多个齿轮(例如，齿轮515)而向下移位。
166.图6a是描绘根据相应实施例的自动化导引载具612与第三替代性基底614的对接后对准的透视图，所述基底可实现为功能附件模块(fam)的组成部分、实现为图1a到1c和5a中展示的功能附件模块中的一个或多个，或实现为经设定尺寸和配置成充当载具和那些其它类型的fam中的至少一个或多个之间的适配器的辅助(fam)。在此实例中，基底614是经设定尺寸和布置以允许载具612进入、提升和运送fam 618(图6c)的辅助fam。
167.为了适应载具612的进入，辅助适配器的基底614限定具有整体上以615a和615b指示的橫向凹部的中心入口。如最佳地在图6b(其为图6a的对接的自动化导引载具612的后正视图)中看出，橫向凹部615a和615b中的每一个分别与轨道的对应片段(例如轨道片段616a和616b)对准。轨道片段616a和616b附连到基底614的内表面且彼此对准，使得在辅助适配器的底部表面617静置于大体上水平的底层支撑表面上时，两个轨道片段竖直地定向。
168.载具612可利用由适当机构(未图示)拉近在一起的大齿轮和轮轴以适应与本文中已经和/或将描述的一个或多个fam结构中的任一个对接。在符合本公开的其它实施例中，大齿轮620a和620b之间的距离在执行包含载具对准、fam进入和fam对接程序的所有阶段在内的所有库存管理任务期间保持固定。在此类实施例中，必须维持(一方面)载具612的装有齿轮的轮和(另一方面)轨道片段(例如载具基底的片段615a和615b)之间的精确对准。
169.为此，一个或多个fam实施例可并入有可撤销的互锁结构，作为说明性示例，例如凸起部(未图示)。举例来说，图6a和6b的辅助fam可包含从217的底部表面向下延伸的凸起部，其中载具612的一个或多个驱动系统经致动以降低和提升凸起部进出例如通过钻凿形成到底层支撑表面s中的设定尺寸的凹陷部。此布置可能替代地反转，使得在底部表面617中限定凹口，且凸起部附连、固定或以其它方式形成以便从底层支撑表面s向上突出。
170.如上文所描述的凸起部和凹陷部之间的可撤销接合为单向的以维持基底614的位置，抵抗可能例如在载具和fam因对接程序期间施加非预期的冲击力而减速期间另外发生的不合需要的橫向移位移动。对接期间载具612的大齿轮和fam之间的不当对准是潜在影响的一个来源。为此，可能采用载具612的传感器来开始再对准程序，载具612借助于所述再对准程序可能后退、作出小角度调整并尝试再进入基底614。然而，在符合本公开的一个或多个实施例中，符合本公开的载具被配置成利用对准系统，以促进载具的大齿轮(例如载具612的大齿轮620a-620c)与利用轨道片段的那些fam结构(例如基底614)的恰当配准。
171.对准系统的使用使对接程序期间两个结构(大齿轮和轨道片段)中的任一个损坏的可能性最小化。在图6a和6b的实施例中，对准系统包括平行的安装在地板上的导轨，例如轨条632和634。轨条632和634隔开某一间隙，所述间隙经设定尺寸以接收和导引从载具612向下悬垂的一个或多个支撑件的线性平移。也就是说，轨条632和634沿着其长度分隔足够宽度的间隙以适应整体上以633指示的一系列导引件的进入和通过。每一导引件通过整体上以635指示的杆条(图6b)从载具612的底架悬垂。
172.短暂地转到图2c到2f，将看到，载具200也并入有233处指示的一系列导引件。图2c中可见，这些导引件沿着纵向中心线l布置。在实施例中，导引件233沿着载具612的底侧以与针对图2c中的导引件233展示的方式相同的方式布置。当所有导引件633已进入轨条632和635之间的间隙时，可维持载具612和基底614(或在整个本公开中描绘的任何其它fam和
贮藏结构)之间的适当对准。在前一方面，应注意，轨条632和634之间的间隙可从较大宽度尺寸(在前导导引件进入点处)逐渐变细到较小宽度尺寸，以便例如放松载具612以与辅助适配器fam本身的基底614处的进入点上原本需要的相同的紧密尺寸公差开始对接的负担。在一些实施例中，所述逐渐变细可在进入过渡区中为单调的。也就是说，间隙的宽度可在载具朝向与其对接的fam移动的方向上以恒定速率减小，且此后，轨条之间的间隙可维持恒定宽度，所述恒定宽度被选择为维持载具与其到fam的进入点的足够精确的对准。在载具装备有大齿轮(例如载具212和612)的情况下，此对准将由将与大齿轮相互作用的fam导引件或插孔系统的对应齿的间隔决定。
173.一旦载具612调运到与基底614适当对准的位置中，就操作载具612的一个或多个驱动系统，使得其轮(包含全向轮654a(图6a)以及656a和656b(图6b))致使载具612进入基底614。_在实施例中，载具的第一驱动系统的马达(未图示)致使大齿轮620a和620b在所展示的箭头的方向上旋转。大齿轮抵着货架片段(例如货架片段616a和616b)的齿旋转致使在箭头f的方向上向上推动基底614。一旦载具612已经提升与其对接的基底614，基底614的底部表面617就不再与底层支撑表面s接触。
174.图6c是描绘根据图5a到6b中展示的实施例中的任一个构建的多个功能附件模块618的放置和使用的库存管理系统600的透视图。在此情况下，载具612展示为安置于形成为每一fam 618的组成部分的基底内。每一fam 618包含多个箱柜(例如箱柜618a和618b)，其沿着柄619安装以便处于底层地面上方正确的高度处，以供人类操作者h从附近的贮藏货架移除物品以及将它们放置到箱柜中的一个中。随后，操作者h可通过经由触摸屏终端(例如，触摸屏终端621)输入数据来确认事务完成的结论。在此实例中，位于拣选目的地的第二操作者o从箱柜618c或618d移除物品，且将它们放置在纸箱c中以供装运。
175.现在参看图7a到7d，将看到，图7a是描绘根据相应实施例的自动化导引载具712与第一功能附件模块(fam)714的对接前对准的透视图，所述第一功能附件模块呈载具712和图1a到1c中展示的其它类型的功能模块中的至少一个或多个之间的辅助适配器fam的形式。如图6a和图6b的上文所描述的示例性实施例中，图7a和7b的实施例可利用可撤销的互锁系统和对准系统(两者都未展示)以促进载具712和辅助fam 714之间必须发生的对接。为了促成针对辅助fam 714的功能，即提升一个或多个可动态部署的fam结构(例如，图8a到8c的fam 718)，fam 714的上表面还可包含整体上以715指示的多个向上延伸的对接突起。在实施例中，突起715经设定尺寸和布置以在对接程序期间与对应结构(例如，图8a到8c的辅助fam结构718的凹口723)配准。当对接时，fam 714的突起715形成与任何辅助fam结构的可撤销互锁的一部分，此时两者正由载具712跨底层支撑表面s运送。
176.图7b是描绘半自主载具712与图7a的功能附件模块714之间的对接后对准的透视图。图7c是图7b的对接的自动化导引载具712和第一功能附件模块714的后正视图，其中载具和第一功能附件模块中的每一个的相应表面在点724a、724b、724c和724d处与底层支撑表面s接触。图7d是在包括装有齿轮的轮720a和720b的载具的第一驱动系统已经致动以提升第一功能附件模块使得第一功能附件模块714的表面(包含表面724a和724d)都不与底层支撑表面接触之后图7b的对接的自动化导引载具712和第一功能附件模块714的后正视图。
177.现在参看图8a到8c，将看到，图8a是描绘图7d的对接的导引自动化载具712和第一或辅助功能附件模块(fam)714与第二功能附件模块(fam)718的对接前对准的部分正视图，
所述第二fam在此示例性实施例中被实现为具有贮藏搁架719的多层贮藏货架。fam 718的搁架719限定对应贮藏表面719a，其容纳例如库存物件的容器c等物品(如图8a和8b中所展示)和/或直接放置在表面719a上的个别装箱的库存物品(如图8c所示)。根据一个或多个实施例，fam 718还限定地板接触表面724e和724f，其经设定尺寸和布置以将货架支撑在底层支撑表面上。
178.图8b是描绘在包括大齿轮720a和720b的载具的第一驱动系统已经致动以进一步提升第一fam 714并且还提升第二fam 718使得第一或第二fam的表面都不与底层支撑表面s接触之后图7d和8a的对接的载具712和第一或辅助fam 714与第二fam 718的对接后对准的部分正视图。图8c是描绘在以图8b中展示的方式提升第二fam 718且转移到另一位置之后对接的导引自动化载具、第一fam 714和第二fam 718的相对位置的完全正视图。
179.可能需要例如fam 718等fam来支撑和贮藏较重物品的集合(如图8c所示)，其中fam 718和贮藏于其上的物品的总重量接近400kg乃至更重。本发明人已确定，被供应到非全向驱动元件的额外接触力可改进运送重载fam的载具的机动性。短暂地返回到图4d到4g，将回想起，符合本公开的载具(例如，载具200或载具712)任选地包含力施加部件402。力施加部件402可选择性地从相应力施加部件402在其处不施加力的第一或初始位置(图4d)移动到载具200或712的对应驱动元件。力施加部件402从其初始位置致动到第二位置(图4e)中。在实施例中，力施加部件402是辊，其可在搬运器406内围绕相应旋转轴线自由地旋转。当移动到其相应第二位置中时，如图4e和4g中所展示，每一辊402抵着其在上面定位的驱动元件的表面施加法向力。此法向力的施加继而增加了驱动元件和底层支撑表面之间的摩擦接触。
180.如图4e中最佳地看出，可施加足够的力fn以提升全向轮中的一个或多个以便在每一轮和底层支撑表面s之间形成间隙gw。在实践中，间隙gw将波动且在载具200正运送fam 718时的任何给定瞬间针对全向轮中的每一个不同。也就是说，为了表明完美平衡的负载而作出的前和后全向轮之间的相等间隙gw的图4e中的外观仅为瞬时状况。
181.完全可以说，载具712无需包含力施加部件402或类似的结构来增强与底层支撑表面的摩擦接触，在承载许多或较重物品的fam(例如，fam 718)将不在库存管理任务的执行过程中利用的情况下尤其如此。作为说明性示例，例如图1c中描绘的布置可完全省略fam 718。然而，在本实例中，载具712包含力施加部件402，且第一板载马达用于独立地旋转中心驱动元件中的一个(例如，驱动元件752b)，而第二板载马达用于独立地旋转中心驱动元件中的另一个。在此实施例中，通过在相反方向上或针对较大转动半径两者在相同的方向上(但一个比另一个快)旋转中心驱动元件来实现任一方向上的转动。此外，一侧上的全向轮(例如，轮754b和756b)可由用于驱动该侧上的中心驱动元件的相同板载马达驱动。借助于另一示例，单个第三板载马达可用于驱动所有全向轮，如先前结合载具200所描述。在以上示例和其它示例中的任一个中，转移机构可由又一板载马达驱动，从而避免需要离合器机构。
182.图9是描绘根据一个或多个实施例的库存管理系统900的元件的部分透视图，所述库存管理系统包含自动化导引载具712适于与之协作以执行库存管理任务的对应子集的第一fam模块714和第二fam模块718的相应群组，以及自动化导引载具712适于与之协作以执行库存管理任务的又一子集的第三fam 918的群组。确切地说且以稍后将参看图10a和10b
描述的方式，载具712进一步经设定尺寸和布置以进入、提升、运送以及在由fam 918的邻近对的列929a和929b环绕的任务完成区z内竖直地移动。
183.在任务完成区z内，载具712可通过其驱动系统的操作来配置以与fam 918的导引系统协作，且由此抬升以用于转移个别库存物品或在替代方案中支撑库存的多个物品的容器、箱子、纸箱和/或托盘。通过例如个别驱动辊(例如，载具712的辊711)等转移机构的操作，此(些)物品被转移到定位成邻近包含拣选站ps的目的地区域的多层流动式货架结构920的贮藏区域。在本实例中，且如图10b中所见，导引系统包括轨道片段926，其固定或附连到列929a和929b的向内表面或以其它方式形成于所述向内表面上。
184.在靠近拣选站ps的位置处，一个或多个流动式货架结构(例如货架结构920)可向拣选站操作者供应基于需求预测需要或预期需要的那些库存物品，以满足即将到来的库存管理间隔内的库存管理请求(例如，满足一个或多个即将到来的拣选循环期间的电子商务或邮购订单)。此类货架结构可由可动态移动(且可拆卸)的fam 918进行供应，如图9和10a到10f中所描绘。此外或借助于替代方案，fam 918可永久地附接到货架结构920，使得载具(例如载具712)可利用已经存在的fam来实现所指派的库存管理任务，例如将物品转移到货架结构920的递送区。
185.当其它库存管理任务不另外要求时，或在货架结构920正以高速率补给的时间期间，可预留部署在给定设施处的载具712的总数目的子集以供在对应fam 918的任务活动区z中的一个或多个中使用。可通过以下方式来实现此类时间期间物品到货架结构920的贮藏区的补给：致动到达载具718的转移机构(例如，辊711)以将物品从到达载具移位到已经安置于fam 918的任务活动区内的载具718。到达载具和“本地”转移载具之间的移动的协调可通过载具之间的对等通信，或者其可由中央控制器引导。
186.以符合本公开的方式配置的载具和fam可与多种流动式货架结构920一起使用。一些流动式货架结构可针对仅仅由重力辅助的单向馈送使用无动力辊将物件馈送到拣选站ps。替代地，且如图9所示，货架结构920可利用平行皮带932或其它传送元件的双向网络来朝向或离开拣选站ps推进物品。在此实施例中，由载具718之一转移到拣选站的物件的馈送需要在离开载具且朝向拣选站的第一方向上驱动皮带932中的一个或多个。
187.相反，从货架结构920移除物品需要前述载具到货架结构过程的反转。例如当物件的不同子集要贮藏在货架结构920中作为针对新物品拣选循环的准备时，可保证此反转。此外或替代地，当前贮藏在皮带920的表面上的物品可能在当前和趋近的拣选循环期间不再需要与其先前相同的拣选量。在此方面，为快速移动库存物品预留的区域(如图9中流动式货架结构920的放置所例示)和更适于较慢移动库存物品的那些远程区域之间的物品的再分配可能是有利的以便维持每位拣选者可接受的较短平均行程时间。举例来说，在非峰值时间期间，当较少中介可用于从远程贮藏区域提取供拣选的物品时，可通过临时经由载具718将一些较慢移动物品引入到货架结构920中来实现较大效率。此动作为中介提供在一个或多个非峰值库存管理间隔期间对这些物品的接达。在针对其中例如较多拾放中介可用的后续间隔的准备过程中，较慢移动物品移动回到远程贮藏区中。
188.在一个或多个实施例中，载具718并入有卸货辅助(未图示)，其与载具的转移机构协同操作以便对准正从载具转移到货架结构920的目标区域的物品。为了将物品从载具718中的一个转移到流动式货架结构920的皮带932的特定子集，载具的控制器被配置成操作卸
918以供运送。
194.如参看图10a和10b将了解，可执行符合本公开的载具(例如载具712)借以与fam(例如fam 918)对准且进入所述fam的程序，而不考虑fam 918是否已经在物品到目的地区域的运送过程中接合。实际上，符合本公开的一些实施例的有利特征是，每一载具被配置成根据第一操作模式在不使用附件模块的情况下完成一些或所有所指派的库存管理任务，例如从例如图1c中所描绘的贮藏区域的竖直阵列的贮藏区域110提取物品c、将物品c从一个贮藏区域110转移到不同的贮藏区域110、将物品(例如容器c)递送到拣选站，或这些的任何组合。在例如图9和10a-12中描绘的实施例中，同一载具还被配置成根据第二操作模式通过获取和利用单个或多个fam以便完成一个或多个额外库存管理任务来完成其它任务。举例来说，图10c到10e示出根据第二操作模式配置的载具712在携载容器的同时进入fam 918以提升所述fam，以将fam 918水平地移位到不同位置，且在所述不同位置处降低所述fam。如图10f所示，载具712进一步被配置成为了促成库存管理任务而在fam 918内爬升。
195.图10d是根据一个或多个实施例从与图10a和10c相同的视角来看在第一方向上用功能附件模块918的导引系统的对应对向轨道部分926致动载具712的第一驱动系统的相应旋转元件(例如大齿轮720a和720b)之后的放大部分正视图，所述导引系统用以以10d中展示的方式将fam模块918提升到表面上方。图10e是根据一个或多个实施例从与图10b相同的视角来看在第一方向上用用于提升功能附件模块的功能附件模块的导引系统的对应对向部分致动第一驱动系统的旋转元件之后的正视图。图10f是根据一个或多个实施例从与图10b和10e相同的视角来看在第二方向上用功能附件模块的导引系统的对应对向部分926致动载具的第一驱动系统的相应旋转元件之后的正视图，所述导引系统用于将功能附件模块安放在底层支撑表面上且如所展示随后在功能附件模块918内抬升载具712。
196.图11a是描绘根据说明性实施例将例如图10a到10f中描绘的示例性fam 918等功能附件模块部署到流动式货架结构1120的后透视图，所述流动式货架结构经设定尺寸和布置以在库存管理系统1100中供应例如快速移动的商品(未图示)等物品。将参看图10a到10f回想起，可动态部署的fam(例如fam 918)可包含一个或多个对接或保持夹具，例如分别为整体上以927a和927b指示的上部和下部对接夹具。图11b是根据一个或多个实施例刚好在功能附件模块918与流动式货架结构1120对接之前图11b的说明性实施例的侧面正视图。在此实例中，流动式货架结构1120包含整体上以1027a和1027b指示的一对对应的上部和下部对接夹具，其中这些经设定尺寸和布置以接收和保持夹具927a和927b的一部分。
197.为了使上部和下部对接夹具的相应对进行互锁对准，操作载具712的第一和/或第二驱动系统以在水平箭头的方向上移动fam 918。当两个结构彼此接近时(如图11a中所描绘)，在与提升fam 918所需的方向相对的方向上驱动载具712的大齿轮，在此期间，fam 918在竖直箭头的方向上移动。此旋转持续直至fam 918的表面由底层支撑表面支撑。所得到的对接夹具的互补对之间的互锁抵着流动式货架结构720将fam 918固定在图11a中展示的位置中。应牢记，可采用其它机构来可撤销地互锁fam 918和货架结构1120，而不脱离本公开的精神和范围。
198.在一些实施例中且如前所述，执行fam 918的功能的结构可与货架结构1120的一部分一体成型或使用紧固件、夹具等附接到货架结构1120，使得不通过载具712的协调移动来执行联接/断开联接和分离。完全可以说，任何此货架结构仅需要限定载具(例如，载具
712)可进入的任务活动区，爬升、与贮藏表面对准，且在货架结构的表面和载具的转移平台之间执行物品交换。
199.在任何情况下，且现在转到图11c，展示在fam 918与流动式货架结构1120对接以及载具712在任务活动区z内抬升之后图11a和11b的说明性实施例的侧面正视图。如所描绘，说明性货架结构包含贮藏位置的三个层级，分别整体上指示为1102、1104或1106。载具712展示为已到达与最上贮藏层级1106对准的fam 918的任务活动区z内的竖直高程，且载具转移机构的辊711已经被激活以将容器c推进到货架结构1120的目标表面上。
200.在符合本公开的一些实施例中，可省略例如图2a到2i中描绘的载具200中利用的离合器机构。在一个此实施例中，第一板载马达用于独立地旋转中心驱动元件中的一个(例如驱动元件752b)，而第二板载马达用于独立地旋转中心驱动元件中的另一个。在此实施例中，通过在相反方向上或针对较大转动半径两者在相同的方向上(但一个比另一个快)旋转中心驱动元件来实现任一方向上的转动。此外，一侧上的全向轮(例如，轮754b和756b)可由用于驱动该侧上的中心驱动元件的相同板载马达驱动。借助于另一示例，单个第三板载马达可用于驱动所有全向轮，如先前结合载具200所描述。在以上示例和其它示例中的任一个中，转移机构可由又一板载马达驱动，从而避免需要离合器机构。
201.在库存管理系统1100的一个或多个其它实施例中，载具712并入有载具200的装备有离合器机构的第二驱动系统(图3a到4c)和转移机构(图2d到21)特征。在此类实施例中，载具712的板载马达(未图示)经操作以致使载具712在活动区z内爬升。在本实例中，载具712的大齿轮抵着轨道926的齿旋转。因此，前全向轮(例如轮754b)和后全向轮(例如轮756b)离开其支撑于底层支撑表面上的相应位置。此外，可枢转搬运器(未图示)丢弃第二驱动元件，仅展示其中的第二驱动元件752b，且同时接合一个或多个离合器机构(未图示)。离合器机构的接合继而实现链轮717b的旋转。一个或多个额外马达的旋转驱动无端搬运器714b且致使转移机构将容器c推进到贮藏结构1120的表面1106上。
202.继续参看图11c，应注意，如果贮藏层级的俯仰角足够，则有可能容器c在例如无源辊或滑槽配置中仅仅借助于重力而推进。然而，在图11d到11g例示的实施例中，库存管理系统1100的多层货架结构1120在每一层级处包含卸货辅助。在一些实施例中，且如已经结合图9描述，卸货辅助包括多个平行皮带1128和任选的传感器，所述传感器用于确定用于朝向最接近拣选者的一端推进由载具(例如载具712)存放的库存物品的定时。
203.图11d是根据一个或多个实施例的图11a到11c的说明性实施例的前透视图，其描绘功能附件模块918内的载具712抬升到图11c中展示的位置中。图11e是符合图11a到11d的实施例的库存管理系统1100的顶部平面图，其描绘功能附件模块918内的任务活动区内载具712的抬升。图11f是根据一个或多个实施例在容器c1从已抬升载具712的运送平台转移到货架结构1120的目标表面1106f期间图11a到11e的说明性实施例的放大部分顶部平面图。
204.作为说明性示例，根据电子商务应用，库存管理系统1100部署在订单履行设施中。载具712为例如容器c1和c2的容器进行供应，所述容器可含有多个个别库存物品。在此实例中，设施的仓库管理系统(wms)已经确定将在当前或趋近的库存管理间隔期间需要足够量的整体上以i
s1
、i
s2
、i
s3
、i
s4
、i
s5
和i
s6
指示的库存物品的子集，以证明其继续放置在货架结构1120中是正确的。在实施例中，利用载具和fam(例如fam 918)进行的库存物品的动态放置
缩短了提取物品所需的时间，使得其可作为电子商务操作的一部分打包以供装运。作为说明性示例，人类操作者在打包站点和靠近货架结构1120的物品转移区域a之间移动，所述货架结构将其与在物品转移区域b中操作的载具712隔离。
205.参看图11e和11f，将看到，载具712已经中断其在fam 918a的任务管理区内的上升，已经停止在与整体上以1106a到1106g指示(其在图11c和11d中还共同地标识为数字1106)的多个第三层位置相关联的转移位置处。
206.相比于由设施处理的其它物品，可在当前或趋近的库存管理间隔期间持续需要足够量的物品的至少一些子集，例如子集i
s1
到i
s5
，以及容器c1和贮藏区域1100g中的那些容器的内含物，到流动式货架结构1120。在此实例中，wms已经确定，贮藏在货架结构1120中的其它物品
‑‑
例如贮藏在容器c2中的位置1106f处以供在当前库存管理间隔的较早阶段期间(和/或前一库存管理间隔期间)提取的那些物品
‑‑
不再具有足够的优先级以相同数量存在于货架结构1120中，或完全不具有优先级存在于货架结构1120中。在符合本公开的实施例中，可使用相同载具712和fam 918a或不同载具-fam对以用不同容器替代容器c2。将参看图11g到11i描述此类替换操作的示例性序列。
207.图11g是描绘图11a到11f的说明性实施例的顶部平面图，其描绘fam 918a临时部署到与货架结构1120的贮藏位置1106f进行互锁对准的位置中。当在此位置中时，载具712a在fam 918a的任务活动区内抬升以按如先前描述的方式提取容器c2，且接着载具712a返回到底层表面。大齿轮的进一步操作致使从底层支撑表面提升fam 918a，且载具712a将fam 918a再定位到图11g中展示的实线位置。在图g的说明性实施例中，载具712a的移动以及图11g中展示的载具712b到712d的移动由以1132指示的基准标记的栅格导引，所述基准标记由每一载具(未图示)的一个或多个成像传感器(例如，相机)感测。然而，应理解，可利用其它位置跟踪系统和技术，而不脱离本公开的精神和范围。
208.在一个或多个实施例中，载具712利用必须周期性充电的电容器。在一些实施例中，载具返回到远离货架结构1120的充电站，而在其它充电站中，充电端口(未图示)在原地，靠近轨道结构，使得载具712a无需退出fam 918a的任务活动区。图11h和11i是在物品c2从上文描述的载具712a转移到载具712b之后库存管理系统1100的货架结构1120的后正视图。在此实例中，载具712a和712b已经各自返回到充电站以在指派另外的库存管理任务之前恢复电力。因而，图11h描绘载具712c已经进入fam 918a，而图11i描绘载具712c已经在fam 918a的任务管理区内抬升物品c3，然后通过载具712c的转移机构的操作完成物品c3到贮藏区域1106e(图11g)的转移。
209.图12是描绘根据一个或多个实施例可形成图1c中展示的系统的一部分的库存管理系统1200的一部分的部分透视图，所述库存管理系统利用自主载具1212在拣选区域和整体上以1220指示的贮藏位置的竖直阵列之间来回转移库存物品的容器1202。在此实例中，物料搬运系统并入有图9中展示的系统900的所有元件，但进一步利用载具1212和贮藏位置1120的阵列作为自动贮藏及提取系统(as/rs)的元件。为了可在限定贮藏位置1220的竖直阵列的结构旁利用可动态部署的fam结构718a和718b，可以与先前载具200和712相同的方式配置载具1212。然而，应牢记，在不需要此兼容性的情况下，例如依赖于流动式货架结构1120和贮藏位置1220的实施例的情况，则无需并入载具的经引导以维持较重负载下的机动性的那些特征。
210.在任何情况下，且现在转到图13a到13e，现在将详细地描述贮藏位置(例如图12的位置1220)的阵列内物品的贮藏及提取过程。首先转到图13a，展示了描绘多个自动化导引载具1212a到1212e在货架结构1300内或围绕货架结构1300操作的前正视图。如在先前描述的实施例中，载具执行各种物品补给和/或物品提取任务，且在此实例中，那些任务中的一些任务涉及从贮藏位置1315a、1315b、1315c和1315d提取容器或将容器(或搬运箱)传回到所述贮藏位置。
211.如图13a和13b中所见，载具1212b和1212d描绘为当其在贮藏位置正下方的区域z1和z2内调运时由底层支撑表面支撑。在实施例中，区域z1和z2是调运区，其允许载具方便地移进或移出货架结构1300。举例来说，在图13a中看到，载具1212a正进入结构1300且在贮藏位置的第一竖直阵列的支撑表面1322下方通过。在此实例中，支撑表面1320和1322由搁架通路限定，所述搁架通路由多个竖直支撑柱支撑，图13a中描绘其中的支撑柱1304a、1306a、1308a和1310a。载具1212b展示为已执行90到270度转动，以便继续在调运区z1下面的大体上水平支撑表面上行进。另一方面，载具1212c已经进入其将在内部上升的列。在实施例中，载具1212c以与载具1212e相同的方式上升，所述载具1212e展示为已经在由载具1212c占据的驱动列后方的驱动列内上升。更确切地说，载具1212a和1212e中的每一个通过驱动系统的致动在其相应驱动列内移动，如先前实施例中，所述驱动系统可包含大齿轮，所述大齿轮的齿用于接合由沿着四个支撑柱形成的向内轨道片段限定的互补齿。载具1212d展示为正沿着底层区z2的支撑表面行进，已经从结构1300外部的位置进入区z2或现准备好退出。
212.图13b是描绘根据一个或多个实施例包含搬运箱ta、tb、tc和td的若干容器或搬运箱内填充的货架结构1300的侧面正视图，多个载具用于作为例如图12的库存管理系统1200的一部分执行各种物品补给和/或物品提取任务。此处，再次，搬运箱1212a展示为已经通过调运区z1进入d1处指示的最左驱动列。在此方面，且现在参看图13c，将看到，结构1300可并入有平行导轨的阵列，例如轨条r1和r2，其间限定间隙gg。所述间隙经设定尺寸和布置以接收载具上的对应对准结构以实现载具的进入、退出和再定向，而不会对彼此及货架结构造成损坏。此类结构已经结合载具200描述，且本文中为了描述的清楚和方便起见省略此类细节。完全可以说，在载具上存在此类结构的情况下，可包含并入一个或多个间隙的额外对准结构来导引载具。举例来说，如图13c中所见，第二地板安装式对准系统1350并入有具有相交间隙图案的圆形板状部件。在此实例中可见，载具1212b使用对准系统1250使其自身成角度地再定向，例如为区z2内行程的右转做准备。
213.作为又一示例性对准结构，符合本公开的实施例可包含第三地板安装式对准系统1340，其由分隔间隙gg的一对板部件组成。在此实例中，由对准系统1340限定的间隙相对于由对准系统1350限定的那些间隙定向以便允许载具快速且容易地穿行结构的整个宽度-从区z1到区z2，但防止驱动列d1到d6内的角再定向。
214.如上文所提及，结构1300被设定尺寸和布置成使得载具可从贮藏位置下方的各个位置进入和退出，从而允许拣选和/或补给站点的安装过程中的灵活性。特定地参看图13d和13e，货架结构1300可采用相对于支撑贮藏位置的支撑柱(例如图13a的支撑柱1304、1306a、1308a和1310a)具有减小的横截面的支撑部分的网络(整体上以1370指示)。在一些实施例中，具有减小的横截面的支撑件1370通过紧固件、焊合等以可伸缩方式接收和附连在所需位置处。
215.在一个或多个实施例中，可省略可回缩的导轮，从而使载具不会被损坏。特定地参看图13e，将观察到，货架结构1320的导引系统1380包含整体上以1380a指示的专门构形(放松容限)的过渡区。包括过渡区1380a的导引系统1380安装在支撑件1370的相对侧上，但不在另外两侧上。在过渡区内，在轨道的齿之间形成间隙，使得载具大齿轮的齿可自由地通过，而无损坏。此导引系统布置使载具能够直接驱动到驱动列中，而不必首先减小导轮1320a和1320b之间的间隔，但其还使载具能够在紧邻列内上下移动，如图13b中最佳展示。
216.图14a是描绘由控制器(整体上以参考标号1450指示)在多个载具之间分配fam辅助的库存管理任务的示意框图。控制器1450将多个自动化导引载具组织为一个或多个载具的相应群组。1402-1到1402-n处指示的载具群组中的第一个不具有fam关联。如将参看图1a到1c、图9和图12回想起，并非所有任务都需要使用fam。此外，在已经终止fam关联之后，载具可返回到充电站，且在此时间期间无资格从控制器1450接收库存管理任务指派。整体上以1404-1到1404-n指示的载具群组中的第二个可与选自第一类别或群组的fam和第二类别或群组的fam的fam相关联。借助于示例，fam类别1可包含辅助适配器(例如先前描述的fam 714)，而fam类别2可包含718处指示的可移位货架fam。整体上以1406-1到1406-n指示的载具群组中的第三个可包含辅助fam 614以及运送fam 618的箱柜。在1408-1到1408-2处指示的载具群组中的第四个可包含用于向(以及任选地从)流动式货架模块分配库存的fam 918，如图9中所描绘。最后，控制器1450还跟踪目前未被指派的任何fam的位置。
217.图14b是描绘根据一个或多个实施例的多个导引载具1412-1到1412-n的子系统的框图。每一载具(例如载具1412-1)包括控制器，其包括中央处理单元(cpu)103、存储器105和通信接口1407。在一些实施例中，通信接口包括遵守例如ieee 802.11等对应无线传输协议的一个或多个无线收发器，其中载具的接口用于与其它载具通信，如在对等拓扑中，或与中央控制器通信。在后一方面中，载具1412-1到1412-n可包含以1413指示的位置传感器和对象传感器1415，且使用接口以与例如图14a的控制器1450等主控制器传达感测到的信息。在一个或多个实施例中，位置传感器包含板载成像传感器，用于确定何时载具已经在定位于底层支撑表面上的基准标记上通过。然而，替代地，载具1412-1到1412-n可利用信号三角测量和/或任何其它常规技术来确定其相对于彼此的对应位置或使控制器能够确定其相对于彼此的相应位置。
218.继续参看图14b，将看到，每一agv(例如agv 1412-1)包含电力供应器1417，所述电力供应器可例如是包括超电容器、一个或多个电池或这些的组合的可再充电电力供应器。在一个或多个实施例中，电力供应器驱动第一驱动系统1409的第一马达1419。第一驱动系统1409可进一步包含大齿轮，其由第一马达驱动且例如用于在fam(例如，fam 918)内或as/rs货架结构1320内竖直地驱动载具。在本实例中，电力供应器1417还将电力供应到第二驱动系统1411，所述第二驱动系统包含第二马达1421和任选的第三马达1423。
219.cpu 1403可包括促进数据处理和存储的一个或多个可商购的微处理器或微控制器。各种支持电路促进cpu 1403的操作，且包含一个或多个时钟电路、电力供应器、高速缓存、输入/输出电路等。存储器1405包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动器存储装置、光学存储装置、可移除存储装置等中的至少一个。
220.图14c是可响应于从仓库自动化系统(wms)1440接收的指令以协调多个载具和fam的库存管理任务活动(例如指派到agv任务群组1402-1、1404-1、1406-1和1408-1的库存管
理任务活动)的指派和执行的控制器1450的示意框图。控制器1450包括中央处理单元(cpu)1451、支持电路1455、存储器1452、用户接口组件1454(其可包含(例如)具有触敏屏幕的显示器或单独的键盘)和通信接口1453。在一些实施例中，服务器1450包括遵守例如ieee 802.11等对应无线传输协议的一个或多个无线收发器。
221.cpu 1451可包括促进数据处理和存储的一个或多个可商购的微处理器或微控制器。各种支持电路1455促进cpu 1451的操作，且包含一个或多个时钟电路、电力供应器、高速缓存、输入/输出电路等。存储器1452包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动器存储装置、光学存储装置、可移除存储装置等中的至少一个。在一些实施例中，存储器1452包括操作系统1456和一个或多个库存管理应用。在一些实施例中，库存管理应用包含任务代理管理器模块1460、agv交通管理模块1470、状态/事件监测模块1480和数据存储库1490。
222.在一个或多个实施例中，任务代理管理器1460配置有库存管理任务处理器1461、动态库存投放分析器1462、子任务序列标识器1463、任务优先级管理器1464、事件通知检测器1465、状态转变检测器1466、agv选择器1467和fam选择器1468。库存管理任务处理器1461通过由cpu 1451执行指令来处理从wms 14440接收的库存管理任务请求。与所接收任务请求相关联的子任务的列表包含(例如)下表中列出那些子任务：
223.子任务描述1将agv再定位到充电区域2将agv再定位到(fam 1的)指定位置3使agv与fam 1对接4将agv+fam 1再定位到(fam 2的)指定位置5使agv/fam 1与fam 2对接6将agv+fam 1/fam 2再定位到指定位置7在指定位置处使fam 2断开联接8将agv+fam 1再定位到(fam 3的)指定位置9使agv/fam 1与fam 3对接10将agv+fam 1/fam 3再定位到指定位置11在指定位置处使agv从fam 1/fam 3断开联接12将agv再定位到(fam 4的)指定位置13使agv与fam 4对接14将agv+fam 4再定位到指定位置15将agv再定位到(贮藏区域的)指定位置16在指定位置处操作agv的转移机构(用于提取)17将agv再定位到贮藏区域(用于补给)18将agv从贮藏区域再定位到目的地(用于转移)
224.在一个或多个实施例中，动态库存投放分析器1462基于可用人力资源、那些资源所定位之处和对应贮藏位置集区之间的距离，以及当前和至少一个后续库存管理间隔(例如，60到120分钟)内的已知或预测物品需求在不同贮藏区域之间分配库存物品。子任务序列标识器在一个或多个载具和fam之间分配包括每一库存管理任务的子任务。借助于实例，
第一agv可能缺乏足够的电力资源来完成整个任务的所有子任务要素。在此情况下，第一agv可由控制器引导以将库存物品和/或fam转变到第二agv，其定时足以使第一agv能够在返回到具备任务资格的agv的集区之前返回到充电站并再充电。为了促进此功能性，任务代理管理器1460进一步包含事件通知检测器1465以确定何时已超过关键功率电平阈值，以及状态转变通知检测器1466以确定何时其它agv和fam资产已经返回到任务资格状态。
225.agv和fam选择器1467和1468分别利用可用的位置、功率和剩余子任务数据来选择agv和fam资源的适当利用率以完成原本仍未由另一agv完成的任何子任务，且在可能的情况下确保任务被指派到拥有资源完成它们的那些agv和fam。agv和fam选择器可依赖于从位置分析器1475和优先级监测器1476接收的信息。
226.在一些实施例中，agv的交通管理由控制器1450的交通管理模块1470执行。在此类情况下，由控制器以规律的间隔从载具收集位置、速度和方向数据。分析位置数据，且路段选择器1474在下一控制间隔内为每一载具选择路径以确保不存在与其它载具、与工作人员或与固定结构的碰撞。对应于路径选择(包含航向和方向)的更新的指令由控制器传输回到载具。然而，在其它实施例中，载具不依赖于控制器来获得相对定位指令，而是仅仅用于获得目的地和任务指派，其中载具实际上依赖于内部数据搜集和空间分析能力。
227.为了促进前述操作，图14c的控制器1450包含数据存储库，其反映已由wms为其指派管理和分配职责的所有库存物品的最新位置，以及fam在设施内的位置的地图。此外，为了促进调度预防性维护程序，为具有移动零件的所有agv和fam收集用量统计数据，使得可以规律的间隔检查零件、为零件上润滑油和/或更换零件。
228.因此从以上描述将理解，在一些实施例中，载具被配置成在其内根据第一操作模式操作的第一类型的货架结构限定通过载具在其内爬升的列的过道分隔的贮藏位置的多个竖直阵列。此类货架结构由图13a到13e的实施例例示，其中导引系统包括平行轨道，所述平行轨道经设定尺寸和布置使得载具可以不是从列所安置于的对应过道的端而是从列的侧部进入爬升列。也就是说，载具被配置成在处于阵列的贮藏位置正下方的支撑表面部分上移动，使得其可从横向于爬升列的过道的纵向轴线的方向进入任何爬升列。因此，两个以上载具可同时进入和/或离开同一过道的相应爬升列。
229.在一些实施例中，分配到贮藏位置且因此分配到沿着载具在上面行进以进入和退出爬升列的底层支撑表面的路径的空间的深度具有足够的长度，以使两个载具能够沿着彼此平行的(不论是在相同还是相反方向上)的路径转动和行进。
230.在一些实施例中，载具被配置成在其内根据第一操作模式操作的第二类型货架结构限定多个馈送流表面，其通过导引系统的平行轨道竖直地布置所沿的爬升列的过道进行供应。由图11a-11h例示此类实施例。在一个此类实施例中，馈送流表面由多个非驱动辊限定，所述非驱动辊经设定尺寸和布置以随着从爬升列中的一个内的载具接收库存物品而借助于重力单向地馈送所述库存物品。另外或替代地，至少一些馈送流表面由多个驱动辊限定，所述驱动辊被配置成在第一方向上推进物品离开爬升列中的一个内的载具以供由一个或多个履行站操作者提取，以及在与第一方向相对的第二方向上推进物品以供在补给操作期间将物品转移到爬升列中的载具。在替代示例中，馈送流表面可由第一和第二方向上驱动的多个水平定向的皮带限定以实现与先前描述的驱动辊相同的提取和补给功能。尽管图11a到11h的情况下的爬升列描绘为可由载具根据第二操作模式竖直地和水平地移位，但在
符合本公开的其它实施例中，这些爬升列是固定的。
231.图15是描绘可借以将库存管理任务指派到一个或多个载具和fam的过程1500的流程图。过程1500在1502处进入且进行到1504，在该处，接收库存管理任务请求。过程1500进行到1506，在该处，过程标识适用于1504处请求的任务的子任务的序列。过程1500从1506进行到1508，在该处，过程确定需要哪些agv和fam资源来完成1506处标识的子任务中的一个或多个。过程1500从1508进行到1510，在该处，过程确定用于完成1508处标识的所述一个或多个子任务的时间和功率要求。过程1500进行到决策框1512。
232.在决策框1512处，过程确定是否存在具有比1504处接收的任务请求更高的优先级的任何当前待决任务。如果否，则过程进行到决策框1514，在该处，过程确定是否所需的agv和fam资源可供指派到1504处指定的任务请求。如果否，则过程返回到决策框1512，但如果是，则过程进行到1516且过程建立agv和一个或多个fam之间的新任务关联。过程从1516进行到1518，在该处，过程将指令传输到1514处标识的agv。过程进行到决策框1520。在决策框1520处，过程确定是否所有所指派的子任务已经完成。如果否，则过程返回到1508以分配额外资源。如果是，则过程进行到1522且确定库存管理循环是否仍为活跃且开放，如果是，则过程返回到1504。如果否，则过程进行到1524并终止。
233.在过程1500在1512处确定较高优先级任务待决的情况下，接着过程进行到1526且向1504处接收的任务请求指派优先级，且过程进行到1528。在1528处，过程将当前任务序列指派到任务队列。在此方面，应注意，可存在许多此类任务队列。在所指派任务队列中剩余的任务当中，过程确定哪一个具有当前最高优先级，且过程返回到决策框1512。
234.图16是描绘根据符合本公开的一个或多个实施例可借以在一系列连续的库存管理间隔内在各个贮藏区域之间动态地分配库存物品的过程1600的流程图。过程1600在开始框1602处进入且进行到1604，在该处，使动态投放间隔计数器初始化。在一些实施例中，设施可操作持续两个8小时轮班或16小时。在此实例中，使用一小时的投放间隔，使得过程前进到1606并递增1以表示每一投放间隔。在1606处，分析经调度在当前或趋近的投放间隔期间完成的所接收的库存管理任务，且确定哪些库存物品应放置于为较快移动商品预留的第一贮藏区域中，以及哪些可再定位到适合于较慢移动商品的第二贮藏区域。过程将第一子集的库存物品指派到第一贮藏区域，且将第二子集的库存物品指派到第二贮藏区域。过程进行到1608。
235.在1608处，过程1600开始agv的第一群组的操作以开始将库存物品的第一子集从第二贮藏区域再定位到第一贮藏区域，且在1610处开始agv的第二群组的操作以开始将库存的第二子集从第一贮藏区域再定位到第二贮藏区域。过程从1610进行到1612。在1612处，过程操作多个agv以将至少一些库存物品从再定位的库存物品的第一子集中的至少第一个转移到目的地区域。过程从1612进行到1614，在该处，过程操作多个fam和agv以将库存物品从再定位的库存物品子集中的至少第一个转移到目的地区域。过程进行到1616。
236.在1616处，过程将动态投放间隔计数器递增一并进行到1618，用于确定当前库存管理循环中是否仍有任何剩余的递增循环。如果是，则过程返回到1606且执行针对后续投放窗口的分析。如果否，则过程从决策框1618进行到终止框1620，并结束。
237.图17是描绘根据符合本公开的一个或多个实施例的过程1700的流程图。自动化导引载具执行过程1700的控制器操作载具以根据第一操作模式仅使用载具的板载资源和能
力，以及根据第二操作模式另外使用一个或多个fam的资源和能力，来执行库存管理任务。过程1700在1702处进入且进行到1704，在该处，方法1700确定执行库存管理任务所需的操作模式。过程1700进行到1708，在该处，过程标识第一操作模式是否适用，且如果是，则过程1700进行到1710。
238.在1710处，根据载具操作的第一模式，方法1700控制载具的第二驱动系统的第一多个驱动元件的旋转，且前进到1712，在该处，方法1700使第一驱动系统的第一多个驱动元件与沿着货架结构的贮藏位置的阵列安置的导引系统对准。方法1700从1712前进到1714，在该处，方法1700控制第一驱动系统的所述第二多个驱动元件的旋转以使载具竖直地移位，以到达贮藏位置中的一个，或替代地离开贮藏位置中的一个。无关于方法1700是否正执行借以从货架结构的贮藏位置而非向所述贮藏位置提取物品的任务，方法1700执行1710到1712两次-第一次首先进入货架结构且到达目标贮藏位置以操作载具的板载转移机构来提取或存放物品，且第二次使次序反转以离开目标贮藏位置并退出货架结构。
239.在一些实施例中，使用载具执行方法1700，其中第一驱动系统的所述第一多个驱动元件维持彼此相距对应于导引系统的平行轨道之间的间隔的固定距离，方法1700的执行不需要此配置。在符合本公开的替代实施方案中，举例来说，1712的对准可通过执行额外步骤来实现，所述额外步骤是：利用额外驱动机构使第一驱动系统的所述第一多个驱动元件朝向彼此移动，然后进入与平行轨道对准的货架结构中限定的开口，且接着使第一驱动系统的所述第一多个驱动元件离开彼此移动以使相应接合表面进入其中第一多个驱动元件的旋转开始1714的竖直移位的位置。
240.在任何情况下，且继续参看图17，过程1700从1714进行到决策框1716，然后过程1700确定是否仍有额外任务，且如果是，则过程返回到1704。方法1700另外以及作为替代被配置成从1708进行到1720，在该处，根据第二操作模式，方法1700控制第二驱动系统的所述第一多个驱动元件的旋转以致使载具进入或退出由附件模块限定的开口。方法1700从1720进行到1722，在该处，方法控制第二驱动系统的所述第一多个驱动元件的旋转以使载具和附件模块水平地移位。方法1700从1722进行到1724，在该处，方法控制第一驱动系统的所述第一多个驱动元件的旋转以使附件模块竖直地移位。
241.应牢记，1720到1722的执行次序取决于所指派的特定任务。举例来说，通过在执行步骤1722之前，在载具在第一位置处进入附件模块之后，执行1724第一次，来实现附件模块从库存管理设施的一个位置转移到另一位置。一旦方法1700执行1724以在第一位置处提升载具，就执行步骤1722以再定位被提升的附件模块。在第二或目标位置处再执行1724以将附件模块降低到底层支撑表面上，且再次执行步骤1720以从附件模块撤走载具。
242.在例如其中第一附件模块充当适配器以提升第二附件模块的一些实施例中，由方法1700执行步骤1720到1724以将第一附件模块提取和再定位到第二附件模块的位置，且接着由载具再执行步骤1720和1724，第一附件模块对进入、提升，且使第二附件模块水平地移位。
243.尽管本发明已经很大程度上在仓库、履行中心或配送中心中库存的移动的情境中描述和说明，但还应理解，本发明针对其它类型的物件的运送，以及包含制造操作中零件的聚合等在内的各种用途。此外，出于阐释的目的，已参考特定实施例描述了以上描述。然而，以上说明性论述并不希望为详尽的或将本发明限于所公开的精确形式。鉴于以上教示，许
多修改及变化是可能的。挑选和描述实施例是为了最好地阐释本公开的原理及其实际应用，由此使得所属领域的其他技术人员能够以适合于所审慎考虑的特定用途的各种修改来最佳地利用本发明和各种实施例。
244.本文中所描述的方法的次序可改变，且各个元件可被添加、重新排序、组合、省略、修改等。本文中所描述的所有示例是以非限制性方式呈现。对于受益于本公开的所属领域的技术人员显而易见的是，可以进行各种修改和改变。已经在特定实施例的上下文中描述根据实施例的实现形式。这些实施例意图为说明性的，而不是限制性的。许多变化、修改、添加和改进是可能的。因此，可为本文中被描述为单个实例的组件提供多个实例。各个组件、操作和数据存储区之间的边界在某种程度上是任意的，并且特定操作是在特定的说明性配置的情境中说明的。设想其它功能性分配，且其可落在所附权利要求书的范围内。最后，在示例配置中呈现为离散组件的结构和功能性可以被实施为组合的结构或组件。这些和其它变化、修改、添加和改进可落在如所附权利要求书限定的实施例的范围内。
245.因此，虽然前述内容涉及本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下，可设计出本发明的其它和另外的实施例，并且由所附权利要求书确定本发明的范围。