容器处置机及用于处置储存容器的方法与流程

本发明涉及一种用于处置自动储存和取出系统的框架结构的柱中的储存容器的容器处置机。本发明还涉及一种用于处置自动储存和取出系统中的储存容器的容器处置载具。本发明还涉及一种用于处置自动储存和取出系统的框架结构的柱中的储存容器的方法。

背景技术：

1、图1公开了具有框架结构100的典型的现有技术自动储存和取出系统1，并且图2、3和4公开了适于在这种系统1上运行的三种不同的现有技术容器处置载具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地布置在直立构件102之间的储存柱105。在这些储存柱105中，储存容器106(也称为箱)一个堆叠在另一个的顶部上以形成堆垛107。构件102可以典型地由金属(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包括横跨框架结构100的顶部布置的轨道系统108，多个容器处置载具201、301、401可以在轨道系统108上运行，以将储存容器106从储存柱105升高和将储存容器降低到储存柱中，并且还在储存柱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，布置成引导容器处置载具201、301、401在第一方向x上横跨框架结构100的顶部移动；以及第二组平行轨道111，布置成垂直于第一组轨道110，以引导容器处置载具201、301、401在垂直于第一方向x的第二方向y上移动。储存在柱105中的容器106由容器处置载具201、301、401通过轨道系统108中的存取开口112进行存取。容器处置载具201、301、401可以在储存柱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、在将容器从柱105升高出和将其降低到柱中期间，框架结构100的直立构件102可以用于引导储存容器。容器106的堆垛107典型地是自支撑的。

5、每个现有技术容器处置载具201、301、401包括载具主体201a、301a、401a，以及第一组轮201b、301b、401b和第二组轮201c、301c、401c，这些轮分别使得容器处置载具201、301、401能够在x方向和y方向上横向移动。在图2、图3和图4中，每组中的两个轮是完全可见的。第一组轮201b、301b、401b布置成与第一组轨道110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的两个相邻的轨道接合。可以提升和降低至少一组轮201b、301b、201c、301c、401b、401c，使得第一组轮201b、301b、401b和/或第二组轮201c、301c、401c可以在任何时间都与相应的一组轨道110、111接合。

6、每个现有技术容器处置载具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从储存柱105升高，以及将储存容器106降低到储存柱中。升降装置包括适于接合储存容器106的一个或多个夹持/接合装置，并且这些夹持/接合装置可以从载具201、301、401降低，使得夹持/接合装置相对于载具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。容器处置载具301、401的夹持装置的一些部分在图3和图4中示出，用附图标号304、404表示。容器处置装置201的夹持装置位于图2中的载具主体201a内。

7、传统地，并且也出于本技术的目的，z＝1标识可用于储存容器的最上层，即直接在轨道系统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。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部的底层。类似地，x＝1…n和y＝1…n标识每个储存柱105在水平平面中的位置。容器处置载具201、301、401可以称为在z＝0层中行驶，并且每个储存柱105可以通过其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称为布置在z＝0层中。

8、框架结构100的储存容积部通常称为网格104，其中，在该网格内的可能的储存位置称为储存单元。每个储存柱可以由在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方向上的容器标号来标识。

9、每个现有技术容器处置载具201、301、401包括用于在运输储存容器106横跨轨道系统108时接收并装载储存容器106的储存隔室或空间。储存空间可以包括布置在载具主体201a内的腔，如图2和图4中所示，以及如wo2015/193278a1和wo2019/206487a1中描述的，它们的内容通过引证结合于本文。

10、图3示出了具有悬臂结构的容器处置载具301的可替代的构造。例如在no317366中详细描述了这种载具，其内容也通过引证结合于本文。

11、图2中所示的腔式容器处置载具201可以具有在x方向和y方向上覆盖一区域的覆盖区，该覆盖区的的尺寸通常等于储存柱105的横向范围，例如在wo2015/193278al中描述的，其内容通过引证结合于本文。本文中使用的术语“横向”可以指“水平”。

12、可替代地，腔式容器处置载具401的覆盖区可以大于由储存柱105限定的横向区域，如图1和图4中所示，例如在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，载具的轮在凹槽中行进。可替代地，轨道可以包括向上伸出的元件，其中，载具的轮包括凸缘以防止脱轨。这些凹槽和向上伸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；或者轨道系统可以包括在一个方向上具有一个导轨的轨道以及在另一方向上具有两个平行的导轨的轨道。

14、w02018/146304a1(其内容通过引证结合于本文)示出了包括在x方向和y方向两者上的轨道和平行的导轨的轨道系统108的典型构造。

15、在框架结构100中，大部分柱105是储存柱105，即储存容器106以堆垛107的形式储存的柱105。然而，一些柱105可以具有其他目的。在图1中，柱119和120是通过容器处置载具201、301、401来卸载和/或拾取储存容器106的这种专用柱，使得其可以被运输到存取站(未示出)，在存取站处，可以从框架结构100的外部存取储存容器106，或者将储存容器移出或移入框架结构100中。在本领域内，这种位置通常称为“端口”，并且端口所在的柱可以称为“端口柱”119、120。到存取站的运输可以是在任何方向上，即水平、倾斜和/或竖直方向。例如，储存容器106可以放置在框架结构100内的随机柱或专用柱105中，然后通过任何容器处置载具拾取并且运输到端口柱119、120以用于进一步运输到存取站。注意，术语“倾斜”表示具有在水平与竖直之间的某个方向的总体运输定向的储存容器106运输。

16、在图1中，第一端口柱119例如可以是专用卸载端口柱，其中，容器处置载具201、301可以将运输的储存容器106卸载到存取站或转移站，并且第二端口柱120可以是专用拾取端口柱，其中，容器处置载具201、301、401可以拾取已经从存取站或转移站运输的储存容器106。

17、存取站通常可以是拾取站或备货站，在该拾取站或备货站处，将产品物品从储存容器106移除或定位在其中。在拾取站或备货站中，通常不将储存容器106从自动储存和取出系统1中移除，而是在存取后就使其再次返回到框架结构100中。端口还可以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)、转移到运输车辆(例如火车或卡车)或转移到生产设施。

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

19、如果端口柱119、120和存取站位于不同的水平高度处，则传送器系统可以包括具有竖直部件的升降装置，用于在端口柱119、120与存取站之间竖直地运输储存容器106。

20、传送器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，如在wo2014/075937a1中所描述的，其内容通过引证结合于本文。

21、当要存取储存在图1中公开的一个柱105中的储存容器106时，指示容器处置载具201、301、401中的一个从其位置取出目标储存容器106,并将该储存容器运输到卸载端口柱119。这一操作涉及将容器处置载具201、301移动到目标储存容器106所在的储存柱105上方的位置，使用容器处置载具201、301、401的升降装置(未示出)从储存柱105取出储存容器106，并且将储存容器106运输到卸载端口柱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定位在目标储存容器106上方，则该操作还涉及在从储存柱105中提升目标储存容器106之前，临时移动定位在上方的储存容器。在本领域内有时称为“挖掘”的此步骤可以利用随后用于将目标储存容器运输到卸载端口柱119的同一容器处置载具来执行，或者利用一个或多个其他协作的容器处置载具来执行。可替代地或此外，自动储存和取出系统1可以具有专门用于从储存柱105临时移除储存容器106的任务的容器处置载具201、301、401。一旦目标储存容器106已经从储存柱105移除，临时移除的储存容器106就可以重新定位到原始储存柱105中。然而，可替代地，可以将移除的储存容器106重新定位到其他储存柱105。

22、当储存容器106待储存在一个柱105中时，指示一个容器处置载具201、301、401从拾取端口柱120拾取储存容器106，并且将该储存容器运输到待储存至其中的储存柱105上方的位置。在已经移除定位在堆垛107内的目标位置处或目标位置上方的任何储存容器106之后，容器处置载具201、301、401将储存容器106定位在期望的位置处。然后，可以将移除的储存容器106降回到储存柱105内，或者重新定位到其他储存柱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，以及容器处置载具201、301、401的移动，使得期望的储存容器106可以在期望的时间输送到期望的位置而容器处置载具201、301、401彼此不碰撞，自动储存和取出系统1包括控制系统500，该控制系统通常是计算机化的并且通常包括用于保持跟踪储存容器106的数据库。

24、在图4中，示出了现有技术的容器处置机410，该容器处置机包括容器框架420(用于悬臂型载具的容器框架的一些部分在图3中用320表示)。容器处置机410包括引导销430，以确保提升框架304正确下降到储存柱中并且与容器正确连接。容器处置机410包括用于可释放地连接到储存容器的夹持器440。容器处置机410还包括用于感测与储存容器的物理接触的接触式传感器435。接触式传感器435的工作原理类似于机电开关，即当储存容器和接触式传感器之间不存在接触时，传感器的一部分将从容器框架420向下伸出，而当储存容器与接触式传感器之间存在接触时，该传感器的一部分将相对于容器框架420被向上推动。

25、wo 2020/207777描述了一种用于从位于下面的储存系统的三维网格中拾取储存容器的容器处置载具，该容器处置载具包括载具主体，以及用于将储存容器从网格提升的至少一个升降装置。提升框架包括用于可释放地连接到储存容器的夹持器元件。提升框架还包括用于向夹持器元件供应能量的第一可再充电电源。

26、wo 2019/179856描述了一种具有容器处置载具的自动储存和取出系统，该容器处置载具包括具有可连接到储存容器的提升框架的升降装置，其中，该载具包括至少一个读取器，并且其中，该系统还包括具有至少一个标签的储存容器，该至少一个标签包括储存容器信息，并且其中，至少一个读取器配置为读取至少一个标签，以识别储存容器。

27、本发明的一个目的是提供一种改进的容器处置载具的容器处置机。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于处置自动储存和取出系统的框架结构的柱中的储存容器的容器处置机，其中，容器处置机包括：

2、-提升框架，布置用于在框架结构的柱内竖直移动；

3、-第一引导销，从提升框架向下伸出，用于相对于储存容器在框架结构的柱内竖直地引导提升框架；

4、-夹持器元件，从提升框架向下伸出，用于夹持储存容器；

5、其中，第一引导销包括第一传感器，用于感测提升框架相对于储存容器的定位。

6、如本文所用的术语“处置”是指以下动作：

7、-从框架结构的柱中取出储存容器，包括以下子动作：使提升框架朝向储存容器向下降低、夹持储存容器，以及然后使储存容器升高；

8、-将储存容器插入到框架结构的柱中，包括以下子动作：在下方存在一储存容器的情况下降低该储存容器、释放夹持，以及然后使提升框架向上升高；

9、-使储存容器在竖直方向上相对于框架结构保持静止一段时间。储存容器在保持动作期间也可以在水平方向上保持静止，或者在保持动作期间储存容器可以水平移动。

10、应注意，术语“相对于储存容器定位提升框架”可以是指提升框架与储存容器之间的距离、速度或加速度。

11、在一个方面中，第一传感器是非接触式传感器。

12、因此，第一传感器不与储存容器发生物理接触。因此，该传感器与上面讨论的现有技术机电传感器相比，机械磨损显著减少。

13、在一个方面中，第一传感器是电容式传感器、超声波传感器或光学传感器。

14、在一个方面中，光学传感器是具有发光特性的光学传感器。应注意，术语“光”包括可见光、红外光和紫外光。由于考虑到在储存系统的储存柱中存在很少的光或者没有光，特别是当感兴趣的储存容器堆叠在远低于框架结构的顶部的位置时，电容式传感器、超声波传感器或具有发光特性的光学传感器可能是有利的。

15、在一个方面中，容器处置机包括设置为与第一传感器通信的控制系统；其中，控制系统基于从第一传感器接收到的信号来控制提升框架的竖直移动和/或控制夹持器元件。

16、在一个方面中，控制系统设置为与储存系统的控制系统通信。

17、在一个方面中，第一传感器设置在提升框架下方的一竖直距离处，或者沿着提升框架下方的一竖直距离延伸。

18、竖直距离在这里被定义为距提升框架的下接触表面的距离，其中，在取出、插入和保持动作期间，下接触表面与储存容器发生物理接触。

19、在一个方面中，第一传感器与提升框架之间的距离是0.1厘米至10厘米、优选地是2厘米至5厘米。

20、在一个方面中，第一引导销包括用于感测储存容器相对于提升框架的定位的另一传感器，其中，该另一传感器设置在第一传感器下方的另一距离处。

21、在一个方面中，第一传感器设置在第一引导销的端部中。

22、在一个方面中，容器处置机包括四个第一引导销，它们从提升框架向下伸出，用于相对于储存容器在框架结构的柱内竖直地引导提升框架；其中，第一引导销中的至少两个第一引导销包括用于感测提升框架相对于储存容器的定位的第一传感器。

23、在一个方面中，一个第一引导销中的一个第一传感器可以设置在距提升框架的一个距离处，而另一个引导销中的另一个第一传感器可以设置在距提升框架的不同距离处。

24、在一个方面中，控制系统配置为基于从第一传感器接收到的信号使朝向储存容器向下降低的提升框架减速。

25、现有技术的机电传感器仅向控制系统提供确认信号，从而确认提升框架与储存容器已发生物理接触。这里，控制系统配置为基于储存容器在框架结构中的位置(即深度)来降低提升框架朝向储存容器竖直移动的速度。该位置信息通常从储存系统的控制系统传送到容器处置载具。为了避免提升框架撞到储存容器，当提升框架接近储存容器时，降低提升框架下降的速度。

26、由于传感器位于距提升框架一距离处，控制系统能够更精确地预测直到提升框架与储存容器发生物理接触的提升框架的剩余竖直移动距离。这也允许提升框架更快地下降到减速点。由此，可以减小使提升框架的下降速度降低的安全余量，并且实现更高效的容器处置机。此外或者可替代地，可以增加提升框架在下降的第一阶段竖直移动的速度，这也将提高效率。

27、在一个方面中，控制系统配置为基于从第一传感器接收到的信号使夹持器在提升框架与储存容器发生物理接触之前开始移动。

28、在一个方面中，容器处置机包括顶部结构和升降器，该升降器用于使提升框架相对于顶部结构竖直移动。

29、在一个方面中，顶部结构是容器处置载具的一部分。这里，控制系统可以是载具控制系统。

30、在一个方面中，顶部结构是容器升降器的一部分。这里，控制系统可以是升降器控制系统。

31、在一个方面中，容器处置机包括：

32、-第二引导销，从提升框架向上伸出，用于相对于顶部结构引导提升框架；

33、其中，第二引导销包括第二传感器，用于感测顶部结构相对于提升框架的定位。

34、在一个方面中，第一引导销和第二引导销设置为固定到提升框架的一体件。

35、在一个方面中，第二传感器是非接触式传感器。在一个方面中，第二传感器也是电容式传感器、超声波传感器、光学传感器和/或具有发光特性的光学传感器。优选地，第一传感器和第二传感器是相同类型的。

36、在一个方面中，控制系统基于从第二传感器接收到的信号来控制提升框架的竖直移动。

37、在一个方面中，第二传感器设置在提升框架上方的一距离处，或者沿着提升框架上方的一距离延伸。

38、在一个方面中，顶部结构是容器升降器的一部分。在一个方面中，顶部结构是容器处置载具的一部分。

39、在一个方面中，控制系统配置为基于从第二传感器接收到的信号使朝向顶部结构向上升高的提升框架减速。

40、在一个方面中，第一传感器被引导朝向提升框架的中心轴线。

41、在一个方面中，提升框架适于至少部分地接收在顶部结构内，其中，第二传感器被引导远离提升框架的中心轴线。

42、在一个方面中，电动机通过带连接到提升框架。可替代地，电动机通过线材等连接到提升框架。

43、在一个方面中，提升框架是矩形的平面框架，优选为板状结构。

44、在一个方面中，提升框架可以包括中央开口，从而当储存容器由容器处置机保持时，允许产品物品插入到储存容器中以及从储存容器中取出。

45、本发明还涉及一种用于处置自动储存和取出系统中的储存容器的容器处置载具，其中，容器处置载具包括：

46、-载具主体；

47、-容器处置机，用于相对于载具主体处置储存容器；其中，容器处置机包括：

48、-提升框架，能相对于载具主体竖直移动；

49、-第一引导销，从提升框架向下伸出，用于相对于储存容器引导提升框架；

50、-夹持器元件，从提升框架向下伸出，用于夹持储存容器；

51、其中，第一引导销包括第一传感器，用于感测提升框架相对于储存容器的定位。

52、本发明还涉及一种用于处置自动储存和取出系统的框架结构的柱中的储存容器的方法，其中，该方法包括以下步骤：

53、-通过第一传感器感测提升框架相对于储存容器的定位，其中，第一传感器设置在从提升框架向下伸出的第一引导销中；

54、-基于从第一传感器接收到的信号来控制提升框架的竖直移动。

55、在一个方面中，该方法包括：基于从第一传感器接收到的信号来控制提升框架在紧邻储存容器的位置中的竖直移动。

56、在一个方面中，该方法还包括以下步骤：

57、-基于从第一传感器接收到的信号来控制提升框架的夹持器元件。

58、在一个方面中，该方法还包括以下步骤：

59、-通过第二传感器来感测顶部结构相对于提升框架的定位，其中，第二传感器设置在从提升框架向上伸出的第二引导销中；

60、-基于从第二传感器接收到的信号来控制提升框架的竖直移动。

61、在一个方面中，该方法包括：基于从第二传感器接收到的信号来控制提升框架在紧邻顶部结构的位置中的竖直移动。