用于设备维修的使用移动机器人的可配置维修隔离区的制作方法

背景技术：

传统的订单履行设施包括将订单履行存货转移到存储该存货的存储空间内的存储架上或从该存储架上转移走的移动机器人。移动机器人在其中行进的存储设施区域不时地需要进行维修或保养工作。例如，这可能是因移动机器人出现故障或订单履行设施内的存储空间区域受到损坏而引起的。在进行这种维修时，避免维修技术人员在移动机器人在设施的正常运转期间的行进区域内工作很重要。移动机器人例如可按6-10米/秒的速度移动，并且在与维修技术人员冲撞时可能导致严重的身体伤害或死亡。

一些设施安全系统试图跟踪移动机器人的位置，以确保可安全进入需要进行维修工作的空间。例如，名称为“具有整体安全人员出入区和远程自行装置关闭能力的自动化存储和检索系统”的美国专利申请2014/0343717公开了一种维修安全系统，该系统试图利用传感器来检测并跟踪机器人进出维修区的主控系统的运动，从而了解移动机器人的位置(即，每个机器人在任何时候的位置)。然后该安全系统试图禁用已知处于维修区内的机器人或处于未知位置的机器人，同时允许其余的机器人继续操作。但是，这种方法需要安全系统以满足iso13849pld所要求的确定性(即每小时10^-7至10^-6次安全故障)确定机器人的位置，而这极难实现，并且更难验证。这种系统必须利用不是针对人类安全应用设计或测试的传感器，并且还必须采用复杂的软件跟踪机器人的位置。复杂的安全系统天生更易受到设计或配置错误的影响，在这样的应用中，这些错误会给在机器人工作区中工作的技术人员造成可怕的后果。

技术实现要素：

本技术涉及一种允许对自动订单履行设施内的区域进行人工维修的安全系统。在正常操作期间，多个由电池供电的移动机器人从管理控制系统(mcs)接收无线指令，以将物品转移到订单履行工位和/或多层存储结构中的存储架上，或将物品从订单履行工位和/或存储架转移走。根据本技术的多个方面，可使用机械防护装置来限定一个或多个可动态配置的维修区，该机械防护装置物理地阻挡进入所述一个或多个维修区的所有移动机器人出入点。每个物理防护装置可包括与中央安全控制器通信的安全级联锁开关。当中央安全控制器从联锁装置确定已经建立了隔离维修区时(即，进入维修区的所有入口都被物理防护装置阻挡)，中央安全控制器可向mcs发送信号，以恢复在隔离维修区周围的活动周界内的移动机器人的操作。

在一些实施例中，本技术涉及一种用于订单履行设施的安全系统，该安全系统包括至少一个二维存储位置阵列以及配置为允许移动机器人在存储位置附近移动以在存储位置进行订单履行作业的空间，所述安全系统包括：所述空间内的多个区域；以及布置在所述多个区域之中的一个区域的周围以将该区域限定为维修区的多个机械防护装置，所述多个机械防护装置配置为当移动机器人在该维修区周围的多个区域中进行订单履行作业时物理地阻止移动机器人进入该维修区。

在另一些实施例中，本技术涉及一种用于订单履行设施的安全系统，该安全系统包括至少一个二维存储位置阵列、配置为允许移动机器人在存储位置附近移动以在存储位置进行订单履行作业的导轨系统、以及延伸到该二维存储位置阵列中并围绕该二维存储位置阵列的平台，所述安全系统包括：位于由导轨系统和平台之中的至少一个限定的空间内的多个区域；相对于导轨系统和平台之中的至少一个安装的用于将多个区域之中的一个区域限定为维修区的多个机械防护装置，所述多个机械防护装置配置为防止移动机器人进入维修区。

在另一个实施例中，本技术涉及一种用于订单履行设施的安全系统，该安全系统包括至少一个二维存储位置阵列以及配置为允许移动机器人在存储位置附近移动以在存储位置进行订单履行作业的空间，所述安全系统包括：所述空间内的多个区域；布置在所述多个区域之中的一个区域的周围以将该区域限定为维修区的多个机械防护装置，所述多个机械防护装置配置为当移动机器人在该维修区周围的多个区域中进行订单履行作业时防止移动机器人进入该维修区；以及控制系统，该控制系统包括配置为实施用于在维修区内安全维修的安全协议的一个或多个处理器。

在另一个实施例中，本技术涉及一种用于订单履行设施的安全系统，该安全系统包括至少一个二维存储位置阵列、配置为允许移动机器人在存储位置附近移动以在存储位置进行订单履行作业的导轨系统、以及延伸到该二维存储位置阵列中并围绕该二维存储位置阵列的平台，所述安全系统包括：位于由导轨系统和平台之中的至少一个限定的空间内的多个区域；以及用于物理地阻止移动机器人进入多个区域之中的待进行维修工作的区域的机械防护装置。

本节概括的目的是简要介绍将在下面的“具体实施方式”一节中进一步描述的一些概念。本节不旨在确定所要保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要保护的主题的范围的辅助手段。要求保护的主题不限于解决在“背景技术”一节中提及的任何或全部缺点的实施方案。

附图说明

图1a是本技术的一些实施例的订单履行设施的透视图。

图1b是本技术的一些实施例的具有所示的工作站的订单履行设施的透视图。

图2是本技术的一个实施例的安全部件的框图。

图3是示出安全协议的一个实施例中的步骤的流程图。

图4a和4b是示出安全协议的另一个实施例中的步骤的流程图。

图5示出了订单履行设施中的维修区的一个示例，技术人员在该维修区进行修理或其它维修工作。

图6示出了隔离图6所示的维修区的机械防护装置。

图7示出了隔离维修区的机械防护装置的另一种配置。

图8示出了隔离多个维修区的机械防护装置的另一种配置。

图9示出了用于隔离订单履行设施的平台上的维修区的机械防护装置的另一种配置。

图10是可用于实现本技术的多个方面的计算机系统的框图。

具体实施方式

粗略地说，本技术涉及一种用于自动订单履行设施内的区域的安全维修的安全系统，在该自动订单履行设施内，许多或所有机器人可进出每个存储位置。在正常操作期间，多个由电池供电的移动机器人从管理控制系统(mcs)接收无线指令，以将物品转移到多个工作站和存储架上，或将物品从工作站和存储架转移走。虽然存储架可按多种不同的配置布置，但是在一个示例中，存储架可排列在多个通道中，每个通道包括一个存储架的二维阵列，存储架在通道的每一侧按行和列排列。机器人可在平台上的不同通道之间行进。在一些实施例中，可设有多层平台。

根据本技术的多个方面，所述订单履行设施可分为由机械防护装置限定的一个或多个维修区，所述机械防护装置阻挡所有通向限定的维修区的出入点，以完全隔离维修区，防止移动机器人进入。维修区的大小可动态配置，具体取决于所部署的用于隔离维修区的机械防护装置的组合。如下文所述，维修区可限定为隔离一部分存储架，并且/或者维修区可限定为隔离一个平台。

在本技术的另一个方面中，可基于对维修区内所需的维修的优先级和/或估计维修时间的确定来使用不同的安全协议。如下文所述，可针对低优先级和高优先级的维修任务以及快速和长时间的维修任务实施不同的安全协议。

应理解，本发明可按许多不同的形式实施，并且不应被解读为限于在本文中阐述的实施例。相反，这些实施例仅用于透彻、完整地理解本公开，并向本领域技术人员充分传达本发明。实际上，本发明旨在涵盖这些实施例的替代、修改和等同形式，它们包含在由所附权利要求限定的本发明的范围和精神之内。此外，在以下的本发明的详细说明中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。但是，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，本发明可在没有这些具体细节的情况下实施。

在此使用的术语“顶部”和“底部”、“上部”和“下部”以及“竖直”和“水平”仅是示例性的并且仅用于说明的目的，并不意味着限制本发明的说明，因为所引用的项目可在位置和方向上互换。

图1a示出了订单履行设施100的一个实施例的局部视图，其中示出了包括存储位置106的多个隔间104的存储结构102。具体而言，每个隔间104包括排布在水平行中的存储位置106的y-z阵列和沿着这些行排布的层转换塔，在实施例中，所述层转换塔可以是竖直塔。如下文所述，移动机器人150可在层转换塔内沿z方向在存储层之间行进。成对的隔间104可布置为彼此面对，由通道108分开。通道108可具有一定宽度，使得在通道108内行进的移动机器人150可将搬运箱转移至通道108的任何一侧的隔间104。如下文所述，通道可足够宽，使得人员能够进入隔间104之间的通道108，以对通道108内的部件进行修理或以其它方式进行维修。

订单履行设施100还可包括在存储结构102的不同水平层上间隔开的平台112。平台112可在通道之间延伸，使得机器人可在每个平台的x-y平面内机动，以在不同通道之间行进。平台112还延伸到相应的通道中，以允许技术人员走入通道108，以维修通道内的部件。在多个实施例中，平台112可彼此竖直间隔5-8英尺，使得技术人员可到达由特定平台服务的通道内的所有区域。在另一些实施例中，平台之间的间距可以不同。例如，图1b示出了多对平台112，一对平台中的每个平台间隔大约两英尺。在另一些实施例中，该间距可大于或小于两英尺。除了提供通道108的通路之外，每对平台还将移动机器人转移至工作站110或从工作站110转移走。具体而言，移动机器人可从第一平台112-1到达工作站，并且移动机器人可从第二平台112-2离开工作站。在另一些实施例中，移动机器人可从平台112-2到达工作站，并从第一平台112-1离开。

图1b还示出了工作站110的示例。在多个实施例中，每个工作站被装备为接收一对移动机器人。工作站处的第一个移动机器人携带产品搬运箱，在产品搬运箱内装有满足产品要求的物品。工作站处的第二个移动机器人携带订单搬运箱，在产品搬运箱内的物品被放入订单搬运箱中，以满足产品要求。在工作站处的库存控制系统的指导下，工作站处的工人手工地将物品从产品搬运箱转移至订单搬运箱。

搬运产品和订单搬运箱的移动机器人从其中一个平台到达，例如从平台112-1到达。在物品被从产品搬运箱转移至订单搬运箱后，移动机器人可离开工作站，例如通过平台112-2离开。携带产品和订单搬运箱的移动机器人连续循环通过工作站110。虽然在图1a中略去了工作站110，但是在该实施例中也可包括工作站110。在图1a，每个工作站由单个平台112服务，该平台用作工作站110的入口和出口。工作站110的详细说明超出了本技术的范围，但是在于2017年1月31日提交的授权给johnlert和williamfosnight的名称为“用于运输有效载荷的自动化系统”的美国公开专利申请2017/0137223以及于2017年5月10日提交的授权给johnlert和williamfosnight的名称为“订单履行系统”的美国专利申请15/591,956中公开了与工作站的实施例的结构和操作相关的更多细节。这些申请通过完整引用结合在此。对于本技术的目的，能够设想到工作站110可能发生一些故障，这会需要如下所述的维修。

如上所述，订单履行设施100还可包括用于将搬运箱或其它产品容器转移到工作站110和隔间104中的存储位置106以及从工作站110和存储位置106转移走的多个移动机器人150。在一些实施例中，移动机器人150可以是自导的，以便在通道108内水平和竖直移动，从而在移动机器人150和存储位置106之间转移搬运箱或其它产品容器。例如，包括水平导轨的导轨系统可在不同的竖直层固定至通道108内的隔间104。水平导轨提供沿给定层上的x方向接近通道108的任何一侧的存储架的能力。如上所述，隔间104可包括层转换塔，在该层转换塔内，移动机器人可在存储位置106的层之间沿z方向竖直行进。

平台112允许移动机器人150在存储结构102的不同层上在通道之间行进。如上所述，平台112可延伸到不同的通道108中。平台112可在层转换塔的平台地板上设有开口。这些开口允许在通道108内的各层之间竖直移动的移动机器人穿过通道内的一个或多个平台112。

例如，在以下美国专利和专利申请中说明了可与本技术结合使用的存储结构、导轨系统和移动机器人的更多细节：于2015年9月22日发布的授权给johnlert的名称为“运输有效载荷的自动化系统”的美国专利第9,139,363；于2016年6月2日提交的授权给johnlert和williamfosnight的名称为“存储和检索系统”的美国专利申请公告2016/0355337；以及之前提到的于2017年5月10日提交的授权给johnlert和williamfosnight的名称为“订单履行系统”的美国专利申请15/591,956。这些专利和申请之中的每一个通过完整引用结合在此。

现在将参照图2的框图说明订单履行设施100的总体控制系统。订单履行设施100可包括用于控制设施100内的各种操作的主控系统140。例如，主控系统140可实现mcs142，该mcs142产生目的地和行进路线信息，并将该目的地和行进路线信息无线传输至每个移动机器人150内的机器人控制器152。图2示意性地示出了三个移动机器人150，但是实际上可能有更多移动机器人。

主控系统140还可包括中央安全控制器144，该中央安全控制器144向每个机器人150上的安全级控制器154发送周期性的使能消息(也称为心跳)。无线心跳可以是使用标准的无线以太网网络通过黑色通道通信(这是由iec61784-3标准定义的商业可用技术)周期性地发送(例如每隔几秒发送一次)至每个移动机器人的加密信号。若接收到无线心跳，则对其进行解密和验证。可检查标识符以确认它是否为序列中的下一个预期标识符，并且可检查无线心跳是否有数据损坏。

若移动机器人150内的安全控制器154未能接收到无线心跳，则验证过程失败；或者，若控制器154从中央安全控制器144接收到“中止”消息，则机器人安全控制器154会自动使移动机器人150固定不动。尤其是，机器人安全控制器154耦合至机器人运动电机156的控制器。若机器人安全控制器154接收到除正常操作心跳之外的任何信号，则机器人安全控制器会按照iec60204-1执行0类停止(安全扭矩关闭)或1类停止(安全停止1)来关闭机器人电机156。在某些安全协议的执行中，如下文所更详细说明，由中央安全控制器144发送的中止消息可以是全局的(即，它被发送给所有机器人)，并且具有停止订单履行设施100中的所有机器人150的运动的效果。

中央安全控制器144又监控订单履行设施100内的多个子系统，以确保设施100内的安全操作条件。例如，设施100可包括一个或多个提供接近存储结构102、平台112或移动机器人150可行进的其它区域的通路的通道门160。每个门160可包括耦合至中央安全控制器144的安全等级开关162，使得中央安全控制器能够确定每个门是打开的还是安全关闭的。工作站110和可能的其它位置可配有紧急停止(e-stop)按钮164，该按钮允许技术人员向中央安全控制器144发送信号，以向机器人安全控制器154发送中止或其它停止信号。

如下文中所更详细说明，本技术的各个方面涉及使用机械防护装置关闭通向动态可配置维修区的出入点。这些防护装置之中的每一个都可包括耦合至中央安全控制器144的安全级联锁开关166，使得中央安全控制器能确定哪些机械防护装置在出入点被打开，以及哪些机械防护装置被安全地关闭。即使一个或多个通道门160是打开的并且一个或多个机械防护装置是打开的，中央安全控制器144也可能向移动机器人150发送正常操作心跳。尤其是，在确定一组机械防护装置被关闭的情况下，中央安全控制器144可发送正常操作心跳，以便限定具有被机械防护装置阻挡的出入点的隔离维修区。下面将更详细地说明这个特征。

此外，存储区102可包括供电导轨168，当移动机器人150在存储区域102周围移动时，供电导轨168可用于为移动机器人150的电源充电。中央安全控制器144还可通过接触器170监测通过导轨168的电压，以确定导轨何时接收到电压，并且当控制器144确定提供通向导轨部分的通路的通道门160打开时发送电力切断信号以切断向导轨168的至少一段提供的电压。

本技术的各个方面涉及一种用于订单履行设施100的维修区的故障安全系统，该系统包括与控制系统的中央安全控制器144结合工作的可重新配置的机械防护装置系统。中央安全控制器144可通过软件和/或硬件实现，并且可控制不同安全协议的执行。在给定情况下使用的特定安全协议可取决于所确定的订单履行设施100内所需的维修的优先级和/或维修任务的估计时间长度。

对于低优先级维修任务(短时间或长时间)，中央安全控制器144可实施一个维修协议，根据该协议，设施继续正常运转，避免出现发生故障的移动机器人、发生故障的结构元件或需要维修的区域。尤其是，根据该维修协议，中央安全控制器144从技术人员接收需要维修的部件或区域的指示，并且中央安全控制器144与mcs通信以重设移动机器人的行进路线，以避开该区域。

在完成所有任务时(例如在一天结束时)，操作停止，系统正常关闭。此时，会对受影响的部件或区域进行维修。维修任务是否被认为是低优先级维修任务(与下文中说明的高优先级维修任务相反)可以是由设施技术人员做出的判断，并且在不同的实施例中可有所不同。还可能的是，中央安全控制器144可根据一组规则和多种客观标准进行这种确定，例如包括在不中断正常操作的情况下可避免需要维修的区域的容易程度。虽然低优先级任务可通过如上所述的维修协议来处理，但是低优先级任务也可通过在以下段落中说明的第一或第二安全协议来处理。

某个部件可能出现故障，或者某个区域可能发生损坏，使得等待正常运转停止以执行维修任务会对设施的运转和/或生产率产生不利影响。这种维修任务可被认为是高优先级维修任务。对于高优先级维修任务，会短暂停止设施中的正常运转，进行修理，然后恢复系统运转，如下文所述。在本文中有两种高优先级维修任务：可快速执行的维修任务，以及需要更多时间来执行的维修任务。本技术可针对可快速执行的高优先级维修任务实施第一安全协议，并针对需要更多时间来执行的高优先级维修任务实施第二安全协议。

快速、高优先级的维修任务例如可包括移除高交通量区域中影响设施运转的发生故障的移动机器人、从高交通量区域中的货架上移走影响设施运转的搬运箱、或影响设施运转但可快速完成的其它维修任务。在一个示例中，可将执行时间少于5分钟或10分钟的维修任务视为按照第一安全协议执行的快速维修任务。花费5分钟或10分钟以上的维修任务可按照第二安全协议执行。但是，应理解，限定按照第一安全协议执行的快速维修任务与按照第二安全协议执行的较长维修任务之间的阈值的时间长度在不同的订单履行设施100中可以不同地定义，并且在不同的实施例中可以变化。

现在将参照图3的流程图说明用于快速、高优先级维修任务的第一安全协议的一个实施例。在图3中，已经确定所需的维修会短于某个预定阈值，并且将使用第一安全协议。该确定可由技术人员做出。或者，中央安全控制器144可根据一组规则和各种客观标准做出该确定，例如包括某些维修任务的已知维修时间、或由技术人员手工输入的估计维修时间。

在步骤300中，作为技术人员发送通知的结果，中央安全控制器144可接收执行第一安全协议的请求。例如，技术人员可登录终端，并通过终端显示器上呈现的中央安全控制器144的用户界面请求第一安全协议。在步骤302中，中央安全控制器144接收来自技术人员的要清除移动机器人以进行维修的区域的标识。在另一个实施例中，mcs142可识别发生故障的机器人及其位置，并自动地将该故障和位置通知给中央安全控制器144，而不是等待来自技术人员的通知。在步骤306中，中央安全控制器144可从技术人员或mcs142接收待执行的维修的说明、以及维修任务的大致持续时间。在步骤308中，中央安全控制器144接收技术人员所知的要在维修期间停止操作的移动机器人的标识。

在步骤310中，中央安全控制器144通知mcs142从活动移动机器人列表中移除待维修区中的任何/所有移动机器人。在步骤312中，中央安全控制器144可向所有用户发送系统即将停机的通知(例如通过工作站110上的图形用户界面(gui)发送)。停机主要是使所有的移动机器人150固定不动。若在维修区或订单履行设施100中有供电导轨168，则停机还可能使供电导轨168断电。

在步骤314中，中央安全控制器144等待mcs142确认正在进行的任务和订单已经完成，并且已经从待维修区移除工作的机器人。这些任务和订单可包括完成任何发起的向工作站110或存储位置106转移搬运箱或将搬运箱从工作站110或存储位置106转移走的工作。这些任务/订单还可包括将冷藏或冷冻物品运回到其温度控制存储区中。可根据第一安全协议跳过将物品运回到温度控制储存区的操作。这些任务/订单还可包括使所有工作的移动机器人150返回到指定的存储区(在待维修区之外)。在步骤316中，中央安全控制器144还可从mcs接收关于哪些移动机器人(如果有)仍然在维修区中的通知。

在执行上述步骤之后，中央安全控制器144在步骤320中使系统停机。在一些实施例中，系统停机可包括至少使存储设施内的所有移动机器人固定不动，或者至少使可行进至维修区的所有移动机器人固定不动。为了使移动机器人固定不动，中央安全控制器144可将心跳消息从正常操作改变为中止信号，或者可发送某些其它停止信号来代替正常操作心跳。可将中止或停止信号传送至正在订单履行设施100中工作的所有移动机器人。

在停机完成时，中央安全控制器144解锁通道门160，允许技术人员进入维修区。维修通道门的打开通常会导致订单履行设施100中的运转停止。因此，在一些实施例中，可通过这种方式实现系统停机，而不是通过如上所述的来自技术人员的手动指令的方式。进入该区域的技术人员可将维修通道门锁定在打开状态。由于所有移动机器人都已被停用，因此没有碰撞或受伤的危险。

在完成维修任务后，技术人员可离开维修区，并关闭任何维修通道门。然后，在步骤322中，技术人员可通过用户界面输入系统恢复命令。在步骤324中，中央安全控制器144可通知mcs142恢复正常运转。

第一安全协议中的上述步骤仅是示例的。应理解，在另一些实施例中，可省略上述步骤之中的一个或多个，按不同的顺序执行它们，或者补充附加的步骤。

第一安全协议与第二安全协议之间的一个重要区别是，根据第二安全协议，维修区是物理隔离的，并且在维修区周围恢复设施运转。尤其是，对于长时间的维修，在进行长时间的维修时使整个设施保持停机状态是效率低下的。因此，根据第二安全协议，技术人员使用机械防护装置在待进行维修的区域周围建立物理周界。在建立了周界后，可恢复移动机器人和订单履行设施的正常运转，但是移动机器人受到物理限制而不能进入维修区。现在将参照图4a和图4b的流程图说明针对较长时间的高优先级维修任务的第二安全协议的一个实施例的更多细节。

在图4a和4b中，已经确定所需的维修会长于某个预定阈值，并且将使用第二安全协议。如上所述，该确定可由技术人员做出。或者，中央安全控制器144可根据一组规则和各种客观标准做出该确定，例如包括某些维修任务的已知维修时间、或由技术人员手工输入的估计维修时间。

在步骤400中，作为技术人员发送通知的结果，中央安全控制器144可接收执行第二安全协议的请求。如上所述，在一个示例中，技术人员可登录终端，并通过终端显示器上呈现的中央安全控制器144的用户界面请求第二安全协议。在另一些实施例中，该通知可由mcs142自动产生。在步骤402中，中央安全控制器144从技术人员或mcs142接收待清除移动机器人以进行维修的区域的标识。在步骤406中，中央安全控制器144从技术人员接收待执行的维修的说明以及大致持续时间，在步骤408中，中央安全控制器144接收技术人员所知的将在维修期间禁止操作的任何移动机器人的标识。

在步骤410中，中央安全控制器144通知mcs从活动移动机器人列表中移除待维修的任何/所有移动机器人。在步骤412中，中央安全控制器144可向所有用户发送系统即将停机的通知(例如通过工作站110上的图形用户界面(gui)发送)。

在步骤414中，中央安全控制器144等待mcs142确认正在执行的任务和订单已经完成。这些任务和订单可包括完成任何发起的向工作站110和存储位置106转移搬运箱或将搬运箱从工作站110和存储位置106转移走的工作。这些任务/订单还可包括将冷藏或冷冻物品运回到其温度控制存储区中。这些任务/订单还可包括使所有工作的移动机器人150返回到指定的存储区(在待维修区之外)。在步骤416中，中央安全控制器144还可从mcs接收关于哪些移动机器人(如果有)仍然在维修区中的通知。

在执行上述步骤之后，中央安全控制器144可在步骤420中使系统停机。为了使移动机器人固定不动，中央安全控制器144可将心跳消息从正常操作改变为中止信号，或者可发送某些其它停止信号来代替正常操作心跳。可将中止或停止信号传送至正在订单履行设施100中工作的所有移动机器人。

在停机完成时，门会被解锁，允许技术人员进入该区域。如上所述，维修通道门的打开可能是导致订单履行设施100中的运转停机的事件，而不是如上所述的来自技术人员的手动指令。进入该区域的技术人员可将维修通道门锁定在打开状态。由于所有移动机器人此时都已被停用，因此没有碰撞或受伤的危险。

根据第二安全协议的一些实施例，技术人员接下来可在步骤422中使用如下所述的机械防护装置在维修区周围建立物理周界。这些机械防护装置可包括与控制系统中的中央安全控制器144通信以在步骤426中确认何时在维修区周围建立了完全隔离的周界的plc。在一些实施例中，机械防护装置可由区域内的技术人员手动关闭。在另一些实施例中，机械防护装置可自动打开或关闭，并且隔离区周围的物理周界可通过远程提供给中央安全控制器144的指令来建立。

在步骤430中，技术人员可手动停用留滞在隔离维修区内的任何移动机器人，例如通过关断移动机器人上的电源按钮来进行。

在中央安全控制器144确认隔离周界已经建立并且维修区内的所有移动机器人都被禁用后，在步骤432中，中央安全控制器144从技术人员获取系统恢复信号。尤其是，在机械防护装置就位并且维修区内的任何移动机器人被禁用后，技术人员可向控制系统发送通知，以无线方式或通过登录终端来重新启用系统的运转。此后，中央安全控制器144可在步骤434中通知mcs，并且订单履行设施100内的正常运转得以恢复，但是移动机器人被物理地阻止进入隔离维修区。因此，由于移动机器人150在维修区外活动，维修区内的技术人员的安全得到了保证。

当在步骤434中恢复正常运转时，可打开一个或多个通道门160和/或机械防护装置。尤其是，只要中央安全控制器144能够确认一组机械防护装置被关闭以限定隔离维修区，就可在步骤434中在隔离维修区周围的周界内恢复正常运转。

在步骤438中，中央安全控制器144等待来自技术人员的维修完成的确认。在维修任务完成后，技术人员可在步骤440中重新发起设施停机(图4b)。该过程可重复上述步骤412(通知用户停机)、414(等待正在执行的任务完成的确认)和420(系统停机)中的停机程序。

在步骤440中停机之后，在技术人员可能已经手动禁用维修区内的任何移动机器人的情况下，可在步骤442中重新启用这些移动机器人(虽然它们因设施级的运转停机而保持不活动状态)。技术人员接下来可在步骤446中移除/打开机械防护装置并离开维修区，并且关闭所有维修通道门。在步骤448中，在技术人员离开并关闭任何维修通道门后，中央安全控制器144从技术人员寻求系统恢复通知。中央安全控制器144可在步骤452中确认维修区的机械防护已被移除，并且在步骤454中向mcs142发送信号，表明移动机器人现在可进入维修区。假定维修通道门被正确关闭，中央安全控制器144可在步骤456中向mcs发送信号以恢复运转。

第二安全协议中的上述步骤仅是示例的。应理解，在另一些实施例中，可省略上述步骤之中的一个或多个，按不同的顺序执行它们，或者补充附加的步骤。

在实施第二安全协议时，在隔离区的维修期间，可能发生特定的搬运箱、存储架或存储区变得不可用的情况。因此，mcs142可确保特定sku的物品存储在存储结构102中的不止一个位置。mcs142还可采用规则来确保搬运箱被特意地存储在不同的区域中。例如，当机器人程式滞留在一个或多个搬运箱前面或整个区域被拆除以进行维修时，这允许继续履行订单。

根据本技术的多个方面，所述机械防护装置可以可变地配置为在不同位置限定不同规格的维修区。在图5中以阴影区示出了维修区500的一个示例。该示例示出了移动机器人150已经被从其通常在上面行进的水平和竖直导轨移开。应理解，可能出现需要在区域500内维修的各种其它情况。在所示的示例中，维修区500位于存储结构102中的通道108内。图5中省略了通道108的两侧的存储位置106，但示出了水平和竖直导轨的导轨系统。如虚线所示，通道108可比图5所示的长。

图5还示出了一对平台112。该平台可至少彼此分开足以允许技术人员进入区域500并沿着平台1112行走以执行维修任务的高度。如上所述，平台112可包括位于层转换塔504处的开口(112a)。

图6示出了机械防护装置600，该机械防护装置600可应用在维修区500的周界周围，以将维修区500与在存储结构102周围移动的移动机器人的入口物理地隔离。在所示的示例中，有两个层转换塔504，并且平台112分别包括开口112a，当移动机器人150在层转换塔504中竖向移动时，移动机器人150可穿过该开口112a。为了物理地密封维修区500以防止移动机器人150通过层转换塔504进入，可提供水平定向的机械防护装置600来遮盖层转换塔504内的平台112中的每个开口112a的至少一部分。

在所示的示例中，有两个层转换塔504，因此总共有四个水平定向的机械防护装置600，每个层转换塔有两个，以封闭维修区500顶部和底部的层转换塔。若提供通向维修区500的通路的层转换塔超过两个，则会有额外的水平定向的机械防护装置。

在一些实施例中，遮盖开口112a的机械防护装置600可以是0.25英寸厚的钢板。但是，应理解，机械防护装置可由多种其它材料形成并且可形成为其它厚度，只要机械防护装置具有足够的厚度和强度，能防止移动机器人150试图通过机械防护装置600进入维修区500。机械防护装置600可由具有其它形状的材料形成，例如圆柱杆或链，而不是平板。机械防护装置600可遮盖一部分开口112a或所有开口112a。

机械防护装置600可使用多种可移除或可缩回的紧固件之中的任何一种紧固在开口112a上方的适当位置。例如，机械防护装置600可包括可缩回的闩锁，该闩锁接合在平台112的部分内，以将机械防护装置锁定在开口112a上方的适当位置。在此示例中，可通过手动地(例如使用手柄)将闩锁从它们与平台112接合的状态缩回而从开口112a移除机械防护装置600。在一些实施例中，机械防护装置的一侧例如可通过铰链附接在开口112a的边缘，从而在需要时可将机械防护装置在开口112a上方从打开位置摆动到关闭位置。在另一些实施例中，机械防护装置600可存储在平台112的下面或内部，以便在需要时滑出到开口112a上方的关闭位置。在另一些实施例中，可从远程位置运来机械防护装置600，并在需要时将其固定在开口112a上方。机械防护装置600可手动打开和关闭，但是能够想到，在如上所述的另一些实施例中，机械防护装置是自动化的。

在层转换塔504内的每个开口112a被水平定向的机械防护装置600遮盖的情况下，移动机器人150进入图6中的维修区500的唯一其它可能的进入点是沿着底层平台112水平进入的位置。因此，也可提供竖直定向的机械防护装置600，以阻挡移动机器人150在底层平台112上沿水平方向进入维修区500。在所示的实施例中，平台112从通道108的前端和后端延伸出来。因此，如图所示，竖直定向的机械防护装置600可设置在维修区500的前部和后部。若平台112仅从通道108的一端延伸，则仅需要一个竖直定向的机械防护装置。

除了它们的定向之外，竖直定向的机械防护装置600可与水平定向的机械防护装置600相同。竖直定向的机械防护装置600可由与水平定向的机械防护装置相同或不同的材料形成。竖直定向的机械防护装置600可以与水平定向的机械防护装置600固定在开口112a内的方式相同或不同的方式固定在通道108两侧的导轨系统上。

如图6所示，六个机械防护装置600阻挡住移动机器人进入维修区500的所有进入点。因此，当六个机械防护装置600处于如图6所示的位置时，维修区500被隔离以防止机器人进入，但技术人员可进入隔离区以进行维修(在此示例中是对发生故障的移动机器人150进行维修)，而不会受到移动机器人150的伤害。机械防护装置600在维修区500内提供故障保险安全系统，而无需知道订单履行设施100内的移动机器人的位置。

在一些实施例中，每个机械防护装置600可包括安全级联锁开关166，如上文中参照图3所述。如上所述，联锁开关166能够与中央安全控制系统进行有线或无线通信。在这样的实施例中，可从每个联锁开关166发送信号，表明其相关联的机械防护装置600处于阻止移动机器人进入维修区500的位置。

维修区的高度可在两个相邻的平台112之间延伸。图5和图6中所示的示例包括位于顶层和底层平台112之间的四层。如上所述，顶层和底层平台可彼此间隔大约5至8英尺(当然，也可小于或大于此数值)。在这样的实施例中，可能希望在维修区500内包括所有四层，即，顶层和底层平台112之间的整个距离。

在平台之间的间距较大的情况下(例如大于8英尺)，能够想到水平定向的机械防护装置600水平地位于导轨系统上的层转换塔504内，而不是在平台112中的开口112a上方。例如，在图6中，水平定向的机械防护装置600可在层转换塔504内在导轨系统上从上层平台112向下一层布置。

图7示出了隔离维修区500的另一个示例。在此示例中，移动机器人可在维修区500任一端的层转换塔504内自由地竖向移动。假定开放的层转换塔允许移动机器人150进入图7所示的顶层和底层平台112之间的任何层，那么每个层可用所示的竖直定向的机械防护装置600封闭。由于此示例包括一对开放的层转换塔，因此机械防护装置600设置在维修区500的两端，以完全隔离维修区500，防止移动机器人进入。

图5-7示出了可使用机械防护装置600建立的隔离维修区500的几个示例。但是，应理解，根据机械防护装置600的布置形式，可按多种其它配置动态地提供隔离维修区500。图8示出了通道108的横截面图，该通道108包括存储位置106和从通道108的任一端延伸的平台112。通道108还包括位于通道108任一端的层变换塔504。

图8示出了第一维修区500(在通道108的顶部)，该维修区可具有与如图5-7所示的配置类似的配置。第一维修区500包括如上所述的机械防护装置600。第二维修区500跨越多个层和平台，并且在一个或多个层上可具有不同的长度。由于包括在第二维修区500内的每个层都向层转换塔504开放(使得移动机器人可从所示的最下层平台的下方进入)，因此每个层可包括位于层的任一端的竖直定向的机械防护装置600。这种维修区500在实际应用中可能不常见，但是在此用来说明本技术的多个方面。维修区500限定可执行正常作业的周界(即，所示的没有阴影的所有区域)。

还能想到，可能需要对平台112的部件或区域进行维修。图9示出了另一个示例，其中平台112被设为隔离维修区500。在设置机械防护装置之前，可从平台112上的任何工作站110上移除所有移动机器人。由于在图示的示例中通向平台112/维修区500的唯一通路是从通道108进入，因此通过提供机械防护装置600来阻挡从存储结构102内的任何通道108至平台112的所有通路，可将平台112/维修区500完全隔离。因此，当移动机器人沿着层转换塔504或沿着水平排列成行的存储结构102移动时，技术人员可在平台112上的维修区500内工作，而移动机器人150不可能进入平台112上的维修区500。

图10示出了计算设备1000的细节，该计算设备1000可用于实现控制系统以及上述的mcs和中央安全控制器144。计算设备1000的组件可包括但不限于一个或多个处理器1002、系统存储器1004、计算机可读存储介质1006、各种系统接口、以及耦合各种系统组件的系统总线1008。系统总线1008可以是多种类型的总线结构之中的任何一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、以及使用多种总线架构之中的任何一种的局部总线。

计算设备1000可包括计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算设备1000访问的任何可用的有形介质，并且包括易失性和非易失性介质、移动和不可移动介质。计算机可读介质不包括不包含在有形介质中的暂时、调制或其它的传输数据信号。系统存储器1004包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机可读介质，例如rom1010和ram1012。ram1012可包含用于计算设备1000的操作系统1013。ram1012还可执行一个或多个应用程序1014，例如包括上述的mcs和中央安全控制器144。计算机可读介质还可包括存储介质1006，例如硬盘驱动器、光盘驱动器和闪存驱动器。

计算设备1000可包括用于数据和信息的输入和输出的各种接口。输入接口1016可从不同的源接收数据，包括触摸屏(在触敏屏幕的情况下)、鼠标1024和/或键盘1022。可提供视频接口1030用于与触摸屏1031和/或监视器1032接口。

如上所述，计算设备1000可使用连接至一个或多个远程计算机1044、1046、移动机器人150以及联锁开关和其它开关的逻辑连接经由网络接口1040在网络化环境中操作。计算机1044例如可以是工作站处的终端，并且可选地是布置在整个订单履行设施100中的终端。计算机1046可以是位于订单履行设施100外部的一台或多台计算机。

连接至计算机1044和联锁开关及其它开关的逻辑连接可以是有线和/或无线局域网(lan)1048。连接至远程计算机1046的逻辑连接可经由互联网1052实现。其它类型的网络连接也是可能的，包括通过移动电话进行的宽带通信。应理解，以上对计算设备1000的说明仅是示例性的，并且计算设备1000可包括除了以上说明的组件之外或代替这些组件的各种的其它组件。

本发明的上述详细说明仅是为了示例和描述目的给出的。该说明不是详尽的，也不意图将本发明限制于所公开的特定形式。根据上述教导能够做出许多修改和变化。所说明的实施例的选择是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其它技术人员能够在各种实施例中最佳地利用本发明，并能够进行各种修改以适合预期的特定用途。本发明的范围仅由所附权利要求限定。