物料处理系统的制作方法

物料处理系统
优先权要求
1.本技术根据35 u.s.c.
§
119要求2019年8月14日提交的第62/886,602号美国临时专利申请的优先权。第62/886,602号美国申请的全部公开内容特此通过引用并入本技术。
技术领域
2.本发明的实施例大体上涉及可以在仓库、贮藏所和/或配送环境中使用的自动化物料和物品处理系统。


背景技术：

3.在诸如邮购仓库、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处理系统在对库存物件请求的响应方面面临着巨大挑战。在初期，企业通常将投入至少对于当前需求足够的自动化水平。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、储存、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。
4.无法有效地利用库存管理设施中的诸如空间、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不断积压。曾经一度经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，尤其是在这种扩大遵循周密策划的增长计划时。然而，迟早会遇到收益递减点。也就是说，容量和/或功能性上的进一步增益的实现最终相较于可用的替代方案而言成本过高，如果这种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处理基础架构，并且用全新的自动化平台代替所述基础架构。


技术实现要素：

5.本发明提供涉及物料处理和/或储存及取回过程的若干创造性方面。
6.根据一个方面，本发明提供一种用于将物品递送到存储位置以及从存储位置取回物品的方法。该方法可以包括以下步骤：提供多个存储货架，彼此间隔开，形成多个过道。每个存储货架可以包括多个列且每个列可以包括多个存储位置。该方法还可以包括以下步骤：提供多个运送车辆，其中每个车辆包括水平驱动系统，该水平驱动系统可操作以沿水平表面驱动所述车辆。车辆还可以包括垂直驱动器，可操作以垂直地驱动车辆，以及转移机构，可操作以在车辆和存储位置之一之间转移物品。该方法还可以包括以下步骤：驱动车辆中的第一车辆以将第一车辆驱动至存储货架。可选地，该方法包括以下步骤：沿第一路径在货架中的第一货架下驱动第一车辆，其中第一货架邻近过道中的第一过道，且其中所述第一路径在平行于第一过道的方向上延伸且与所述第一过道间隔开。该方法还可以包括以下步骤：当第一车辆在第一货架下方时使第一车辆转向。此外，该方法包括以下步骤：驱动车辆进入第一过道以及在过道中向上驱动第一车辆至存储位置的第一存储位置。物品可以在第一车辆和第一存储位置之间转移。然后可以在过道中向下驱动第一车辆，直到车辆在一
水平表面上。然后可以驱动第一车辆穿过第一过道，然后在驱动第一车辆穿过第一过道的步骤之后，驱动第一车辆从存储货架下方驶出。
7.根据另一方面，一种用于递送物品的方法可以包括存储货架具有多个垂直立柱，形成第一存储货架的第一列，以及第一车辆具有从第一车辆的第一侧延伸到第一车辆的第二侧的第一宽度。第一车辆还可以包括垂直驱动器，所述垂直驱动器从所述第一侧和第二侧向外突出，使得所述车辆具有对应于垂直驱动器的外边缘之间的距离的第二宽度，使得所述第二宽度大于所述第一宽度，且其中，第一列的垂直立柱间隔开的距离大于所述第一宽度且小于所述第二宽度。
8.根据又一方面，一种用于递送物品的方法可以包括多个垂直轨道段附接至第一列的垂直立柱，且该方法可以包括以下步骤：将第一车辆的垂直驱动器与垂直轨道段对准。
9.根据另一方面，本发明可以提供一种用于递送物品的方法，包括以下步骤：驱动车辆的垂直驱动器的第一部分通过垂直轨道段以及驱动所述垂直驱动器的第二部分与所述垂直轨道段操作性啮合。
10.根据另一方面，一种用于递送物品的方法可以包括以下步骤：通过沿着与垂直立柱间隔开的距离大于车辆长度的一半的一路径驱动所述车辆来沿着第一路径驱动第一车辆。
11.根据又一方面，一种用于递送物品的方法可以包括以下步骤：在驱动第一车辆从存储货架下方驶出之后，驱动第一车辆至一工作站以将物品呈现给操作员。
12.根据进一步的方面，一种用于递送物品的方法可以包括以下步骤：通过在所述存储货架的第二存储货架下方驱动所述第一车辆来驱动第一车辆穿过过道。
13.根据另一方面，一种用于递送物品的方法可以包括以下步骤：通过使车辆围绕穿过车辆延伸的垂直轴线旋转来使车辆转向。可选地，所述垂直轴线可以延伸穿过第一路径。
14.根据进一步的方面，一种用于递送物品的方法可以包括以下步骤：沿着平行于第一路径的第二路径在第一货架下方驱动第二车辆，使得第二车辆在第一车辆沿第一路径行进时经过第一车辆。
15.根据进一步的方面，提供一种用于将物品递送到存储位置以及从存储位置取回物品的物料处理系统。该系统可以包括第一存储货架，其具有多个列，每个列包括多个存储位置，其中所述第一存储货架为纵长的，以及第二存储货架，其具有多个列，每个列包括多个存储位置，其中所述第二存储货架为纵长的。所述第一存储货架可以与所述第一存储货架间隔开以在所述第一存储货架和第二存储货架之间提供过道。此外，该系统可以包括多个运送车辆。可选地，每个车辆可以具有一长度和一宽度，且每个车辆包括可操作以沿水平表面驱动车辆的水平驱动系统、可操作以垂直地驱动车辆的垂直驱动器和可操作以在车辆和其中一个存储位置之间转移物品的转移机构。该系统还可以包括定位在过道中的轨道。此外，垂直驱动器可以配置为与轨道配合以垂直向上驱动车辆。该系统还可以包括在第一货架下方沿平行于过道的方向延伸的第一水平路径和在第一货架下方沿平行于过道的方向延伸的第二水平路径。可选地，水平驱动器配置为通过使车辆围绕穿过所述车辆延伸的垂直轴线旋转来使所述车辆在所述第一货架下方转向。另外，存储货架可以包括多个垂直立柱，且所述第一水平路径和所述第二水平路径可以各自与所述垂直立柱间隔开大于所述车辆长度的一半的距离。进一步，所述路径下方的第一水平路径可以与第一水平路径间隔开
大于所述车辆的宽度的距离。
16.根据另一方面，一种用于递送物品的系统可以包括垂直驱动器，具有多个可旋转元件，每个可旋转元件围绕水平轴线旋转。另外，该系统可以包括水平驱动器，其包括多个可旋转元件，每个可旋转元件围绕横向于垂直驱动元件的旋转轴线的水平轴线旋转。
17.根据又一方面，本发明可以提供一种用于递送物品的系统，其包括多个垂直立柱，形成第一存储货架的第一列，以及车辆，其具有从车辆的第一侧延伸到车辆的第二侧的第一宽度。车辆的垂直驱动器可以从第一侧和第二侧向外突出，使得车辆具有与垂直驱动器的外边缘之间的距离相对应的第二宽度，从而第二宽度大于第一宽度。可选地，第一列的垂直立柱间隔开大于第一宽度且小于第二宽度的距离。
18.根据进一步的方面，一种用于递送物品的系统可以包括一轨道，所述轨道包括驱动元件，所述驱动元件配置为与垂直驱动器配合，使得所述垂直驱动器围绕一水平轴线旋转以沿着所述轨道向上驱动所述车辆。可选地，所述轨道包括下部和上部，其中，所述驱动元件在下部中比在上部中间隔得更远，以在下部中提供间隙。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述间隙配置为在所述车辆被驱动经过所述下部时有利于所述垂直驱动器通过所述间隙而不接触所述下部。
20.根据另外的方面，本发明可以提供一种用于将物品递送到存储位置以及从存储位置取回物品的方法。该方法可以包括以下步骤：提供具有水平驱动器和垂直驱动器的车辆，所述车辆包括靠近车辆前端的前可旋转元件和靠近车辆后端的后可旋转元件，以及在第一列的第一侧提供第一垂直轨道。第一垂直轨道可以具有驱动元件，配置为与前可旋转元件配合以向上驱动车辆。该方法还可以包括以下步骤：提供在第一列的第二侧上的第二垂直轨道，其中所述第二垂直轨道具有驱动元件，配置为与后可旋转元件配合以向上驱动车辆。垂直驱动器以及第一垂直轨道和第二垂直轨道可以配置为使得当垂直驱动器旋转到未对准位置时垂直轨道阻止车辆沿水平路径的位移。此外，该方法可以对准垂直驱动器，可以包括以下步骤：围绕基本平行于水平路径的水平轴线旋转前可旋转元件以使前可旋转元件与第一垂直轨道和第二垂直轨道中的间隙对准以及围绕基本平行于水平路径的水平轴线旋转后可旋转元件以使后可旋转元件与第一垂直轨道和第二垂直轨道中的间隙对准。在对准步骤之后，该方法可以包括以下步骤：沿水平路径朝向第一垂直轨道驱动车辆。驱动步骤可以包括驱动车辆使得前可旋转元件穿过第二垂直轨道中的间隙。该方法还可以包括以下步骤：继续沿水平路径驱动车辆以将前可旋转元件定位成与第一轨道操作性接合且后可旋转元件与第二轨道操作性接合。可以使前可旋转元件和后可旋转元件旋转以朝向第一存储位置向上驱动车辆。此外，第一物品可以从第一存储位置转移到车辆，车辆可以与物品一起向下驱动，且车辆可以与第一物品一起沿水平路径驱动，使得后可旋转元件穿过第一垂直轨道中的间隙。
21.根据又一方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：通过同步地驱动前可旋转元件和后可旋转元件以使前可旋转元件和后可旋转元件旋转以垂直向上地驱动所述车辆，同时保持所述车辆相对于地平线的定向。
22.根据又一方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：在沿水平路径驱动带有第一物品的车辆之后驱动车辆从轨道下方驶出。
23.根据另一方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：使车辆转向至一路径，所
述路径垂直于车辆正沿着行进的水平路径。可选地，转向步骤可以在车辆位于其中一个货架下方时执行。
24.根据另一方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：沿水平路径驱动车辆。驱动步骤可以包括以下步骤：围绕基本上垂直于水平路径的水平轴线驱动多个水平驱动元件。
25.根据另外的方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：提供多个存储货架和多个运送车辆。存储货架可以彼此间隔开形成多个过道，且每个存储货架可以包括多个列，且每个列可以包括多个存储位置。可选地，每个车辆可以包括水平驱动系统，其可操作以沿水平表面驱动车辆。每个车辆还可以包括垂直驱动器，其可操作以垂直地驱动车辆。可选地，转移机构可操作以在车辆和其中一个存储位置之间转移物品。该方法还可以包括以下步骤：沿穿过一个或多个过道的路径在一个或多个存储货架下方驱动所述车辆中的第一车辆。驱动第一车辆的步骤可以包括在过道中的第一过道中驱动第一车辆至列中的第一列中。可以在第一过道内垂直向上驱动第一车辆，直到第一车辆在所述存储位置中的第一存储位置附近。可以将物品从第一存储位置转移到第一车辆。然后第一车辆可以在第一过道内被垂直向下驱动，然后经由在至少一个存储货架下方延伸的路径被驱动离开第一过道。
26.根据又一方面，一种递送物品的方法可以包括一路径，所述路径包括经过所述货架之一下方且平行于所述过道之一延伸的部分。可选地，在第一车辆沿着所述路径的所述部分在所述货架之一下方被驱动时，驱动第二车辆在货架下方经过第一车辆。
27.根据另一方面，一种递送物品的方法可以包括以下步骤：当车辆在所述货架之一下方时使车辆转向。转向步骤可以包括使车辆转向以使车辆与垂直于第一过道的路径对准。可选地，使车辆转向的步骤可以包括使车辆围绕穿过所述车辆的垂直轴线旋转。
附图说明
28.为了能够详细理解本发明的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对上文简要概括的本发明进行更具体的描述，其中一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，且因此不应认为是对其范围的限制，因为本发明可以允许其他同等有效的实施例。
29.图1为物料处理系统的透视图；
30.图2为图1所示的材料处理系统的自动引导的透视图；
31.图3为图2所示的车辆的端视图；
32.图4为图2所示的车辆的侧视图；
33.图5为图2所示的车辆的平面视图；
34.图6为图1所示的物料处理系统的货架部分的局部放大透视图；
35.图7为图1所示的物料处理系统的货架系统的过道的正视图；
36.图8为图7所示的过道的侧视图；
37.图9为图7所示的过道的平面视图；
38.图10为图13a所示的过道的局部放大侧视图；
39.图11为示出根据一个或多个实施例的多个引导车辆的子系统的框图；
40.图12为图1所示的系统的控制器的示意框图。
41.尽管本技术通过示例的方式针对若干实施例和说明性附图对系统和方法进行了描述，但是本领域技术人员将认识到，用于使用相应的功能附件模块执行库存管理任务的各个子集的系统和方法不限于所描述的实施例或附图。应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将实施例限制于所公开的特定形式。相反，其意图是涵盖落入用于使用由所附权利要求限定的相应功能附件模块执行库存管理任务的各个子集的系统和方法的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。本文使用的任何标题仅用于组织目的，并不意味着限制说明书或权利要求的范围。如这里所使用的，单词“可以”是以允许的意义使用(即，意指是可能的)，而不是强制意义(即，意指必须)。类似地，单词“包括(include)”、“包括(including)”和“包括(includes)”意味着包括但不限于。
具体实施方式
42.对用于在库存管理系统中执行库存管理任务的方法和装置的各种实施例进行描述。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以透彻理解所要求保护的主题。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、装置或系统，以免模糊所要求保护的主题。
43.以下详细描述的一些部分是根据存储在特定设备或专用计算装置或平台中的存储器内的二进制数字信号的操作的算法或符号表示来进行陈述的。在该特定说明书的上下文中，术语特定设备或类似术语可以包括一旦被编程为根据来自程序软件的指令执行特定功能的通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域的普通技术人员用来向本领域其他技术人员传达其工作内容的技术的示例。算法在这里并且通常被认为是产生期望结果的操作或类似信号处理的自相一致的序列。在这种情况下，操作或处理涉及物理量的物理控制。通常，尽管不是必须的，但是这样的量可以采取能够进行存储、传输、组合、比较或以其他方式控制的电信号或磁信号的形式。已经证明，有时为了方便，主要是由于习惯用法的原因，将这些信号称为比特、数据、数值、元素、符号、字符、术语、数字、标号等。然而，应当理解，所有这些或类似的术语都与适当的物理量有关，并且仅仅是为了方便而使用的标记。
44.除非另外特别说明，否则从以下讨论中可以明显看出，应当理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”、“电脑运算”、“计算”、“确定”等术语的讨论指的是特定设备(例如专用计算机或类似的专用电子计算装置)的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够控制或转换信号，通常表示为专用计算机或类似专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理电子或磁性量。
45.下面将详细参考本发明的示例性实施例，各示例性实施例的示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
46.现在总体上参照附图以及具体地参照图1，用于分拣或取回物品的装置通常标记为10。装置10包括一个或多个机构，用于将物品递送到多个位置之一和/或从多个位置之一取回物品，所述位置为诸如位于货架800或流动货架600中的存储区域等。递送机构可以包括运输物品的一个或多个车辆100。例如，可选地，车辆可以从货架800中的存储位置820取
回物品以及将物品递送到工作站500，在工作站500，操作员可以从车辆取回物品。车辆可以可选地返回到货架中的存储区域以存储未被操作员取回的任何剩余物品。然后，车辆可以前进到另一存储区域以获取要取回的下一个物品。以这种方式，该系统可以包括一机构，用于将物品连续地存储到各个存储区域以及从各个存储区域取回物品，以便可以将物品呈现给操作员。可选地，诸如轨道等的引导件可以定位在货架附近，使得车辆可以垂直地爬上货架以从货架取回物品。可选地，该系统可以包括配置为由车辆运输的可移动货架700。车辆可以将可移动货架运输到存储货架附近的位置。然后车辆可以垂直地爬上货架以在车辆和存储货架中的存储位置之间转移物品。
47.应当理解，整个系统的各种物品和子组件可以单独使用或与具有与图中所示和下文描述的系统不同的结构或操作的物料处理系统组合使用。
48.如图1和7所示，物料处理系统可以可选地包含一个或多个存储货架800。每个存储货架可以包括多个存储位置820。可选地，存储位置可以布置成一个或多个垂直列810。例如，图1示出多个货架800，且每个货架可以包括多个列810，每个列包括多个存储位置。由该系统处理的物品可以直接存储在存储位置。替代地，物品可以存储在箱或周转箱55中，并且存储位置820可以配置为如图1和6-9所示存储周转箱55。因此，应当理解，除非在以下描述中另有说明，否则当提及周转箱时，术语周转箱足够广义，包括用于容纳一件或多件物品的容器，以及简单地为一件物品而不是一定包含在容器中。虽然本系统描述为使用周转箱，但是应当理解，可以使用各种存储机构中的任何一种，例如托盘或类似平台。车辆
49.图2示出图1中所示的其中一个车辆100的细节。如上所述，如果该系统包含车辆，车辆的结构可能会变化。因此，应当理解，下文讨论的每个车辆特征都是可选的特征，可以根据应用而改变或取消。
50.车辆100可以为包括用于驱动车辆的车载电源的自主系统。车辆还可以包括通信系统，用于在每个车辆和控制元件(例如中央控制器450)之间无线地接收和发射控制信号。以这种方式，车辆可以接收关于取回物品的位置和车辆将物品递送至的位置的控制信号。
51.图2中所示的车辆包括用于在水平方向上驱动车辆100的水平驱动组件120。水平驱动器120可以配置为沿着轨道或沿着诸如地板等开放水平表面驱动车辆。例如，水平驱动器的一种选择包括多个可旋转元件，例如车轮或滚轮。可以提供一个或多个驱动机构来使可旋转元件转动。此外，可旋转元件可以左右转以使车辆转向。
52.替代地，如图3-5所示，车辆可以具有由多个滚轮122、123、124形成的水平驱动器120，这些滚轮能够围绕诸如轴等第一轴线旋转。此外，滚轮122、123、124可以被限制为围绕单个轴线旋转。例如，在图3-5中所示的实施例中，水平驱动器120包括一对中心滚轮124以及第一和第二组外滚轮122、123。第一组122定位在中心滚轮的前面，而第二组滚轮123定位在中心滚轮124的后面。外滚轮122、123可以包括沿水平轴的长度间隔开的滚轮，使得每组外滚轮包括位于车辆一侧的第一滚轮122a和位于车辆相对侧的第二滚轮122b，如图3所示。另外，如图3所示，每组外滚轮可以包括位于车辆每一侧的一对滚轮122b。
53.如上所述，车辆100可以具有用于控制车辆行驶方向的多种转向机构中的任一种。例如，可选的转向机构为零转向(zero-turn)机构，能够使车辆转向而基本不向前移动。可选地，零转向机构提供用于使车辆围绕穿过车辆延伸的垂直轴线转向的装置。
54.零转向机构包括允许车辆一侧的车轮或滚轮以与车辆相对侧的车轮或滚轮不同的速度旋转的连杆。可选地，连杆允许车辆一侧的车轮或滚轮在与车辆相对侧的车轮或滚轮不同的方向上旋转。以这种方式，通过改变车辆一侧的车轮相对于车辆相对侧的车轮的速度和/或旋转方向的速度和/或旋转方向，零转向机构改变行进方向以使车辆转向。
55.可选地，该系统还可以包括一个或多个引导件880以在车辆行进时引导或对准车辆。例如，参考图9，引导件880可以包括通道或凹槽，并且车辆可以包括与引导件880配合的相应引导元件，以控制车辆100的运动。引导元件的一个示例为从动件126。从动件可以为配置为与引导件80接合或配合的任何元件。在本例中，车辆100包括中心从动件126，其包括可旋转元件，例如绕垂直轴线旋转的轴承。中心从动件126接合引导件880中的通道以约束车辆的水平运动。
56.可选地，车辆还可以包括一个或多个侧引导构件127。侧引导构件127可以与引导件880的外表面配合以约束车辆的运动。例如，引导件880可以包括圆形引导件，其具有用于引导车辆的旋转的圆周表面。车辆可以具有一对侧引导构件127，它们彼此间隔开等于引导件的圆周表面的直径的距离。以这种方式，侧引导件127接合引导件的圆周表面以约束车辆进行旋转运动。
57.除了水平驱动机构120之外，车辆还可以包括垂直驱动机构140，用于在货架20内垂直驱动车辆100。特别地，如上所述，该系统可以包括引导机构，例如设置在货架20附近的轨道840。垂直驱动机构140可以配置为与垂直引导机构840配合以垂直地驱动车辆100。
58.图2-3示出包括多个可旋转齿轮145的示例性垂直驱动器140，然而，应当理解，垂直驱动器140可以包括用于垂直驱动车辆的多个驱动机构中的任一种。参考图3，垂直驱动器可以包括驱动齿轮145，其围绕水平轴线旋转，水平轴线横向于水平驱动机构120的水平旋转轴线。特别地，可选地，车辆包括一对彼此间隔开的驱动齿轮145，使得齿轮中的第一齿轮145b的齿从车辆的第一侧向外突出并且齿轮中的第二齿轮145d的齿从车辆的第二侧向外突出，如图3所示。这些第一和第二齿轮145b、145d可以被同步驱动。另外，如图2所示，车辆可以包括沿车辆长度彼此间隔开的两对垂直驱动元件。特别地，可选地，车辆包括位于车辆第一端的第一对垂直驱动元件145a、145c和位于车辆第二端的第二对垂直驱动元件145b、145d。
59.参考图1和6-7，货架20可以配置为使得一个货架上的轨道40a与第二货架上的轨道40b间隔开一距离，该距离对应于第一组垂直驱动元件145a和第二组驱动元件145b之间的间距。以这样的方式，第一垂直驱动元件145a可以与第一轨道40a配合以驱动车辆沿第一轨道40a上行，而第二垂直驱动元件145b可以与第二轨道40b配合以驱动车辆沿第二轨道40b上行。可选地，两个垂直驱动元件145a、145b被同步地驱动，使得在车辆从水平运动移动到垂直运动时车辆保持水平定向。
60.如美国临时专利申请第62/886,602号中所述，其全部公开内容在此通过引用并入，垂直驱动器140可以可选地配置为使得在车辆从水平运动过渡到垂直运动时垂直驱动器具有保持基本恒定的宽度。以这种方式，垂直驱动器140就无需叠缩或向外延伸以从水平驱动过渡到垂直驱动。例如，参考图2-3，前攀爬齿轮145b和145d各自具有水平旋转轴线，当车辆水平移动时以及当车辆攀爬时，驱动构件145b的水平旋转轴线相对于驱动构件145d的水平旋转轴线之间的间距是固定的。
61.车辆还可以包括可选的转移机构，用于在车辆和诸如存储位置等目的地之间转移物品。
62.例如，转移机构150可以为可操作的以在车辆的平台表面和多个目的地区域820之一之间转移物品。如图2所示，平台表面可选地由多个滚轮的外表面限定。
63.转移机构150可以为用于将物品装载到车辆上和用于将物品从车辆卸载到存储区域之一的多种机构中的任何一种。另外，转移机构150可以针对特定应用而专门定制。在本例中，转移机构150包括一个或多个可移位元件，配置为接合存储在存储位置处的物品并将物品拉到车辆上。更具体地，在本例中，车辆包括一个或多个可移位元件，配置为朝向存储位置的周转箱移动并且可释放地接合周转箱。在可移位元件接合周转箱后，每个可移位元件远离存储位置移位，从而将周转箱拉到车辆100上。
64.转移机构的可移位元件可以为多种物品中的任一种，例如棒、杆或配置为接合诸如周转箱等物品的其他元件。例如，参考图2-3，转移机构150可以包括一个或多个可移位销152。另外，转移机构可以包括用于使销152移动的驱动元件。例如，可选地，转移机构150包括两个驱动元件，为环形载体形式，例如驱动带或如图所示的驱动链154。可选地，每个销152朝向车辆的纵向中心线向内突出或延伸。转移机构优选地配置为与周转箱之一配合以可释放地接合周转箱。例如，在本例中，销152配置为与周转箱上的凹部配合，使得转移机构能够接合周转箱。然而，应当认识到，转移机构可以包括用于接合要转移到车辆上或从车辆上转移下来的物品的多种元件中的任何一种。
65.车辆包括一个或多个用于驱动转移机构的驱动元件。可选地，车辆包括一个或多个驱动转移机构150的电动机。例如，车辆驱动系统的一个或多个电动机可以驱动链条154以选择性地使链条和销152移向或远离存储位置。
66.当车辆接近存储位置以取回周转箱时，链条可以将可移位销152朝向存储位置驱动，使得销位于周转箱底部的凹槽或凹口下方。车辆向上行进一小段距离，直到销152与周转箱的凹槽或凹口设置在一起。然后链条154反转，使得销152远离存储位置。由于销在凹口内接合周转箱，当销从存储位置移开时，销将周转箱拉到车辆的表面上。以这种方式，转移机构150可操作用于从存储位置取回物品。类似地，为了将物品存储在存储位置820，转移机构150的链条154将销152朝向存储位置驱动，直到物品处于存储位置。然后，车辆向下移动以使销与周转箱脱离，从而释放周转箱。
67.在该例中，如图7所示，两个或更多个周转箱，诸如周转箱55，可以使用配合连接器彼此连接和分离。可选地，周转箱55可以通过由车辆100的运动实现的一系列提升和分离运动而彼此连接和分离。可选地，转移机构150可以被致动以将面向前的(“首位的”)周转箱拉到车辆的表面上，从而完全由车辆100支撑。如果周转箱被可释放地连接，则该拉动运动将牵引的周转箱(即，紧接在首位的周转箱后面的周转箱)推进到面向过道的位置。可选地，然后操作车辆100的垂直驱动机构以垂直地驱动车辆100，以将首位的周转箱与牵引的周转箱分离。一旦完成分离，驱动系统可以再次被致动以使周转箱在车辆100上居中。
68.车辆100可以包括用于驱动转移机构150的单独的驱动元件。替代地，转移机构可以与车辆的水平或驱动元件之一互连。具体地，转移机构可以与驱动系统之一连接，使得驱动系统在驱动车辆和驱动转移机构之间能够选择性地操作。
69.例如，转移机构可以可选地通过可选择的连接与水平驱动系统中的一个连接，使
得在第一方位驱动系统水平地驱动车辆并且在第二方位驱动系统驱动转移机构。可选的离合器机构可以选择性地接合和分离以分别启动和终止来自水平驱动系统的电动机给转移机构的动力传输，由此第二驱动系统可以独立于转移机构进行操作。在这种情况下，离合器机构可以配置为两个离合器子组件，相对于车辆100的纵向中心线对称布置。
70.车辆100可以为半自动的，或者替代地，为全自动的。在后者方面，已经提出许多非接触式系统，目的是连续地确定自动导引车在绝对坐标中的实际位置以及重置导航参数(即x、y和行进方向)以消除累积误差，从而重新参考车辆。这些中的任何一个都可以用于在与本公开的实施例一致的库存管理系统中实现自动引导车辆的位置参考。这种参考系统本质上可以为超声波的、rf的或光学的，其中超声波的和光学的特别适用于室内场景。在后两类中，光学系统通常更准确，因此更广泛地用于商业实践。
71.示例性的位置感测系统利用扫描机构，该扫描机构与战略性地放置在预定义测量地点的固定位置参考相结合操作。这种扫描机构可以包括具有固定有源信标发射器的扫描检测器、具有无源回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。
72.在与本公开一致的一个或多个示例性实施例中，车辆可以可选地依赖扫描激光三角测量方案(slts)来向车辆的车载航位推算系统提供位置更新。以例如2rpm旋转的激光发射器照亮固定在距离车辆大约15米的已知位置处的墙壁或支撑柱上的无源回射条形码目标。条形码用于明确地识别参考目标并消除由于操作区域内其他镜面反射表面的错误返回而导致的歧义。每个车辆的车载计算机通过简单的三角测量计算xy位置更新，以消除累积的航位推算误差。
73.替代地，每个车辆100可以可选地使用分布在整个操作区域的回射目标，其方式允许范围和角度方向由每个车辆确定。例如，车辆上的伺服控制旋转镜可以可选地将近红外激光束以例如20hz的更新速率通过90度的水平弧形。当光束扫过已知尺寸的目标时，检测器会感应到一个有限持续时间的返回信号。在回射目标都是相同大小的情况下，近距离目标产生的信号将比来自远处目标的信号持续时间更长。当扫描仪开始从右到左扫描时角度测量开始，其中反射信号的检测终止了时序。
74.作为可以用在车辆中的又一位置参考技术为基于激光的扫描信标系统使用具有无源反射器的协作电子应答器来计算车辆位置和行进方向。这种扫描仪机构包括以例如45度角附接到增量光学编码器的垂直轴的旋转镜。为了提高方位角精度，可选地在编码器计数之间内插计时器。扇形光束以例如四度扩散角垂直发散，以确保在穿过不规则地板表面时进行远距离目标检测。每个目标都经过唯一编码，在一次扫描中可以处理多个(例如32个)目标，车辆xy位置每100毫秒计算一次。
75.在一个或多个实施例中，每个车辆可以在存储器中维护其各自在设施内的位置的内部存储地图。此外，每个车辆向中央控制器提供信号，其中可以包括诸如位置、速度、行进平面中的角方位等数据，以及到设施中的其他车辆的行进数据的选定路径。车辆还可以包括接收器，使得车辆能够接收关于其他车辆的此类数据。车辆可以直接从其他车辆或从中央控制器接收关于其他车辆的此类数据。使用车辆数据，每个车辆可以保持动态更新的地图，该地图反映该车辆已被分配到的库存管理设施的特定区域中的所有车辆的位置。当动态更新的位置数据在每个车辆本地可用时，中央控制器450可以将任务分配给车辆，包括车
辆为到达所述位置所采取的路径段，其中要执行的所分配的任务的元件可以由车辆选择。
76.每个车辆可以包括处理器，配置为执行存储在存储器中的导航过程的步骤，使车辆从车辆的当前位置沿最短路径到目的地，在该目的地处将执行所分配的任务的下一个或多个子任务。在这样的实施例中，中央控制器450不需要配置为执行交通控制和避免碰撞功能(除非需要备用控制方案)，而是，中央控制器450可以配置为发送代表指令的信号，该指令识别分配给每个车辆的下一个或多个任务以及指定设施内执行这些任务的各个位置。另一方面，车辆可以配置为向控制器发送信号，这些信号代表任务分配确认、位置更新、状态更新(例如，子任务完成或正在进行、当前电力状态等)以及控制器可能需要的其他信息，以评估车辆执行等待分配任务的相对能力。
77.在根据一个或多个实施例的全自动方案中，每个车辆可以替代地利用本地处理器从放置在库存管理设施的一个或多个区域中的下支撑表面上的感测标记来确定运动的速度和方向，以与设施内的其他车辆交换位置数据，以及维护动态更新的本地地图，以使用其他位置感测方法以类似于以上所述的方式实现去中心化的交通控制的形式。
78.在车辆100的半自动配置中，也称为自动引导车辆(agv)，诸如控制器450的中央控制器提供所需的交通控制功能，例如以防止车辆相互碰撞和/或防止车辆与任何可能阻碍车辆的运动的障碍碰撞，这种障碍可能存在于车辆子集所分配的设施的一个或多个区域中。在这种实施例中，控制器450以从车辆100发送的更新信号的形式接收当前位置和方位数据。将接收到的位置和方位数据与控制器从控制器发送到车辆的先前速度和行进方向指令得出的估计值进行比较。基于比较，控制器450可以确定防止碰撞所需的对一个或多个车辆的速度和方向中的一项或多项的校正，并且如果是这样，则将指令发送到车辆。
79.在一个或多个半自动实施例中，每个车辆100可以包括用于读取标记的读取器，所述标记放置在车辆行驶的表面上和/或在与存储区域820的阵列对准的存取列内的位置(参见图1)。在一些实施例中，第一组标记的每个标记对应于唯一的位置以形成位置网格。这些位置可以存储在存储器中的数据表中，车辆的处理器、中央控制器450的处理器或两者均可访问。通过遵循设计为与这些标记的特定序列相交的路径，每个车辆可以在其经过标记的标识符时发送标记的标识符，并将其向控制器450确认，由此通过由控制器发送给车辆的指令实现对车辆的半自动引导。根据每个车辆报告的该信息和其他数据，控制器450可以确认每个车辆的速度、方向和移动路径。在一个或多个实施例中，控制器450利用速度和方向数据来实施防撞策略，根据每个车辆的位置和电力储备状态分配库存管理任务，并且为了安全起见，与允许进入该区域的任何人员保持适当的距离。
80.附加的标记可以在与每个存储位置相邻的位置处贴在存取列内或存储的周转箱本身上。在此，每个标记都可以包含唯一的条形码，并且每个车辆100上的阅读器可以扫描存储位置周围的区域，物品要递送到该存储位置或从该存储位置取回物品。中央处理器450所具有的关于车辆100必须遵循的路径的数据和基于驱动电动机的旋转的数据的关于车辆已经行进的距离的数据可能足以确定车辆100是否被定位在存储区域内的适当存储位置处。尽管如此，存储区域附近的标记允许在物品被卸到适当的存储位置或从适当的存储位置接收之前对车辆的位置进行冗余检查。因此，扫描仪可以操作以扫描和读取关于车辆停止的存储位置的信息。如果扫描的数据表明存储位置是适当的存储位置，则车辆将其物品卸到存储位置。类似地，车辆可以具有用于读取车辆后缘附近的标记的第二读取器。第二读
取器可以用于这样的应用中，即系统被设置为利用沿存取列的前侧的第一系列存储位置和沿存取列的后侧的第二系列存储位置，如图1中所示。
81.在一些实施例中，用于车辆100的自动或半自动引导的功能可以集成到一个或多个功能附件中。在库存管理设施内的一些区域中需要精确位置感测的情况下，这种方法可能是有益的，但在其他区域中可能可以接受不太精确的位置感测方法。例如，在诸如图1所描述的实施例中，功能附件700被描述为起到支持作用，以维持对工作站的操作员的必要的物品供应。
82.在前面的描述中，车辆具有垂直驱动器140，其尺寸和布置设置为与设置在货架800的存储区域820附近的轨道相互作用，下文将进一步讨论。驱动齿轮根据电动机230的旋转方向影响车辆的升高或降低。同样，功能附件可以包含与垂直驱动器配合的轨道，以允许车辆升高和降低与其相关联的功能附件。
83.在一些实施例中，每个车辆的处理器响应于从中央处理器450接收到的信号来控制车辆的操作。另外，车辆包括无线收发器，使得车辆在沿轨道行进时能够与中央处理器连续通信。或者，在一些应用中，可能希望沿车辆可能经过的路径包括多个传感器或指示器。车辆可以包括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控制车辆的操作的中央处理器。
84.如图1所示，物料处理系统10可以包括多个不同的站或区域。例如，系统10可以包括布置在多个货架800中的大量存储位置。货架可以容纳数千或数万个存储位置820。自动存储
85.再次参照图1和6，该系统可以包括多个货架800，货架可选地可以被定位以形成行或过道850。例如，第一货架800a可以与第二货架820b间隔开，从而在两个货架之间形成过道850a。特别地，第一货架820a可以基本平行于第二货架以形成具有基本上均匀宽度的过道。此外，该系统可以包括形成多个过道850的多个货架。尽管过道850在图6中示出为平行的，但应当理解，如果该系统包含多个货架800，则货架可以以多种配置布置，且如果该系统包括多个过道850，则过道不需要为平行的。分配给车辆100的库存管理任务之一可以为从存储位置800取回物品。该任务可以视为一系列子任务，包括离开车辆的当前位置或起始位置，穿过将车辆从起始位置带到与进入存储位置阵列的入口点相邻的中间目的地之间的路径以及，在中间目的地处，将车辆100与入口点对准。作为取回任务的另一个子任务，对准的车辆进入阵列并保持其对准，直到它到达车辆定位在其内的列，根据另一个子任务，进行操作以攀爬，直到它到达存储区域820中的目标存储区域。作为取回过程的进一步的子任务，对车辆的转移机构进行操作以取回物品，在列内下降直到车辆停靠在支撑表面上，然后离开存储位置阵列。作为取回操作的最后一个子任务，车辆100沿一路径前进到输出站500，操作员在此可以从车辆取回物品。
86.可选地，该系统包括用于存储周转箱和从存储位置取回周转箱的自动元件。一个这样的自动元件为自动驾驶车辆。例如，下文将进一步讨论，自动元件可以包括多个自动驾驶车辆100。此外，自动车辆100可以配置为将周转箱55运送到工作站500。在工作站500，一个或多个物品可以从车辆100之一上的周转箱取出。在一个实施例中，人工操作员可以从车辆取出物品。然而，应当理解，自动机构可以从车辆取出物品。因此，应当理解，在工作站500处处理物品的操作员可以为人工操作员或自动机构或两者的组合。
87.系统10和/或系统的各种部件可以由诸如微型计算机等的中央控制器450控制。中央计算机可以接收来自诸如传感器等的各种元件的信号并且基于从各种部件接收的信号控制系统的各个方面。中央控制器还可以存储关于要从系统取回的各种物品的位置的数据。此外，中央控制器可以包括关于要取回的物品的标识的数据，例如要满足客户订单的物品的数量，以及确定这些物品的数量。这样，中央控制器可以控制和协调各种元件的操作，以安排从存储位置取回和处理各种物品。
88.图6为示出库存管理系统800的一部分的平面图，其可以构成图1所示系统的一部分，并利用自动驾驶车辆100在分拣区域和存储位置820的垂直阵列之间来回转移库存物品的容器55。该系统可以包含多个车辆100和存储位置820的阵列，作为自动存储和取回系统(as/rs)的元件。车辆100可以以与上述车辆100相同的方式配置。然而，应当理解，如果需要，车辆可以针对系统内的不同任务进行修改。
89.无论如何，并且现在转向图1和6-10，现在将详细描述用于在存储位置820的阵列内存储和取回物品的系统。首先转向图1和图6，多个自动引导车辆100a至100f示出为在货架结构800内或附近运行。如在先前描述的实施例中，车辆执行各种物品补充和/或物品取回任务，并且在这种情况下，这些任务中的一些任务涉及从存储位置820取回容器或将容器(或周转箱)返回到存储位置820。
90.如上所述，该系统可以包括多个货架，间隔开以形成一个或多个过道850。可选地，轨道840可以沿着一个或多个货架定位。例如，轨道可以固定地连接至货架800。此外，轨道可以配置为垂直地引导车辆，以便车辆可以在列中上下运送到列中的存储位置。此外，可能需要沿着过道一侧上的货架定位第一轨道，例如沿着货架800a，以及沿着过道相对侧上的货架定位第二轨道，例如沿着货架800b。车辆100可以配置为使得车辆在过道850a中行进，车辆的一侧沿着货架800a上的轨道垂直地行进，同时车辆的第二侧沿着货架800b上的轨道垂直地行进。
91.每个列可以由多个垂直立柱815形成。如图7-10所示，立柱可以布置为使得多个垂直立柱在列的一侧以平行关系对准，多个立柱可以布置为在与第一侧的立柱相对列的第二侧以平行关系布置。如图7所示，每一侧的立柱815可以通过多个水平构件817相互连接，这些水平构件沿着列的深度延伸。
92.水平构件817可以为单独的元件，仅为列提供结构支撑。替代地，水平构件也可以支撑存储在存储位置820中的物品。例如，水平支撑件可以为形成架子的平面元件，从而架子形成存储位置。然而，应当理解，水平支撑件可以为多种配置中的任一种。例如，在图8所示的实施例中，水平构件为l形支架817，形成细长的水平支架，以沿存储位置的深度支撑周转箱55的边缘。水平支架可以在垂直腿815的高度上彼此间隔开以形成垂直间隔开的存储位置820的列。
93.货架800的立柱810具有一深度，从图7的角度来看，该深度类似于水平支架817的长度。列810具有与周转箱55的长度类似或更大的深度。例如，列可以具有足以容纳至少一个周转箱的深度。然而，周转箱可以伸入过道850中，因此列的深度可以略小于周转箱的长度。替代地，如图7所示，列可以具有足以容纳多个端对端布置的周转箱的深度。在图7所示的示例中，货架足够深，使得每个存储位置820能够容纳三个端对端对准的周转箱55，其中每个周转箱大约与车辆100的长度相似。
94.如上所述，车辆具有一长度和一宽度。如图5所示，可选地，车辆具有充分大于其宽度“w2”的长度“l”。参考图6-10，货架800配置为使得每个列810具有明显小于其深度的宽度。具体地，每个列的宽度类似于车辆的宽度，并且列的深度基本上大于车辆的长度。可选地，如图7和图10所示，列的深度为车辆宽度的两倍以上。此外，列的深度可以可选地大于车辆的长度。
95.图7示出相对于货架800和存储位置820处于不同定向的多个车辆。例如，第一车辆100a定向为沿路径860c水平移动，横向于过道850的长度。第二车辆100b定向为沿平行于过道850的长度的路径860b在货架下水平移动。此外，第三车辆100c定位在过道850内以沿着过道两侧的货架800攀爬垂直轨道。第四车辆100d也定位在过道内并且已经爬上轨道840a、840b至列810上部的存储位置820。最后，第五车辆100f定位在货架800下方并且定向为在车辆100a的定向和车辆100b的定向之间的中间位置。特别地，货架可以配置为便于车辆在货架下方水平转向。第五车辆100f示出车辆处于在货架下方从第一路径转向第二路径的过程中。
96.如上所述，结构800的尺寸和布置使得车辆可以进入和离开存储位置下方的各个位置，从而允许分拣和/或补充站的安装灵活性。如果系统使用一个或多个车辆和一个或多个货架，则货架可以配置为允许车辆在货架800下方行进以及能够穿过或沿着可包含在系统中的一个或多个过道行进。例如，参照图6，车辆可以沿着一路径，所述路径沿着可以平行或横向于所述过道的一个或多个路径段。第一个这样的路径指定为路径860a。路径860a在过道850a的长度内并且平行于过道850a的长度。第二个这样的路径指定为路径860b，其平行于过道850a的长度，但与过道间隔开。具体地，路径860b位于货架800b下方。货架800b可以配置为在最低存储位置820下方为车辆的移动提供间隙，使得车辆可以在货架800b下方沿着平行于过道长度的路径860b行进。第三路径指定为860c，其横向于860a和860b。如图6所示，路径860c平行于列810的深度。
97.参考图7和9，货架可选地配置为使得货架的列的深度足以在每个列下方提供基本上平行于过道850的长度的多个路径。具体地，如图7所示，过道850附近的立柱815可以与远离过道的立柱815间隔开，以形成宽度大于车辆宽度两倍的开口。
98.图9示出车辆100b沿平行于过道的路径860移动以及车辆100c沿平行于路径860的路径860'移动。优选地，路径860'具有与过道附近的立柱815间隔开的中心线，间距大于车辆100的长度“l”(见图5)的一半。类似地，优选地，路径860具有与远离过道850的立柱的后边缘处的立柱间隔开的中心线，距离大于车辆长度的一半。
99.可选地，货架下方平行于过道的路径860、860'可以间隔开以提供间隙以允许第一车辆沿路径860行进以使沿路径860'定位的第二车辆(例如沿路径860'在相反方向上行进的车辆)通过。例如，路径860可以与路径860'间隔开，距离大于车辆100的宽度“w2”(参见图5)。
100.此外，如上所述，车辆可以通过围绕穿过车辆的垂直旋转轴线旋转来改变方向。特别地，旋转轴线可以穿过车辆的中心。列810优选地具有足够的深度以有利于在车辆定位在货架下在列中时车辆围绕旋转轴线旋转。具体地，路径860、860'中的每一个优选地与立柱815间隔开，距离大于从旋转轴线到车辆的每个角的距离。
101.当车辆在货架800下转向时，车辆可以以多种角度中的任一种转动。可选地，车辆
可以以90度的增量转动。特别地，可选地，车辆在离开过道后转动90度或270度，使得车辆在过道中爬上轨道后在货架下平行于过道行进。
102.图8为示出货架结构800的侧视图，其包括多个列810a-810f，其内填充多个容器或周转箱，包括周转箱ta、tb、tc和td。多个车辆作为库存管理系统的一部分，运行以执行各种物品补充和/或物品取回任务。车辆100a示出为已进入最左侧的驱动列810a。在这方面，现在参考图9，可以看出结构800可以包含平行引导导轨阵列，如导轨r1和r2，它们在它们之间限定间隙gg。该间隙的尺寸和布置设置为接收车辆上的相应对准结构，以使车辆能够进入、离开和重新定向，而不会损坏彼此和货架结构，下文将进一步讨论。
103.可选地，该系统还可以包括一个或多个引导件880以在车辆行进时引导或对准车辆。例如，参考图10，引导件880可以包括通道或凹槽，并且车辆可以包括与引导件880配合的相应引导元件127，以控制车辆100的运动。引导元件的一个示例为从动件127。从动件可以为配置为与引导件880接合或配合的任何元件。在本例中，车辆100包括中心从动件126，其包括可旋转元件，例如绕垂直轴线旋转的轴承。可选地，从动件126包括轴，使得从动件远离车辆的表面突出，例如从车辆的下表面向下突出。中心从动件126接合引导件880中的通道以约束车辆的水平运动。
104.可选地，车辆还可以包括一个或多个侧引导构件127。侧引导构件127可以与引导件880的外表面配合以约束车辆的运动。例如，引导件880可以包括圆形引导件，其具有用于引导车辆的旋转的圆周表面。车辆可以具有一对侧引导构件127，它们彼此间隔开等于引导件的圆周表面的直径的距离。以这种方式，侧引导件127接合引导件的圆周表面以约束车辆进行旋转运动。
105.参考图8，可选地，引导件880包括多个相交的导轨。例如，引导件880可以包括呈凹槽或通道形式的第一导轨882，第一导轨882具有间隔开的壁，其距离基本类似于车辆的中央从动件126的宽度。第一导轨882可以定向为使得其平行于路径860延伸。此外，引导件880可以具有凹槽或通道形式的第二导轨884，第二导轨884具有间隔开的壁，其距离基本类似于车辆100的从动件126的宽度。第二导轨884可以定向成使得其横向于路径860延伸。在本例中，导轨884基本垂直于路径860延伸。以这种方式，引导件880的第一和第二导轨882、884在优选地平行或垂直于过道850的线性方向上延伸。
106.引导件880可以可选地包括非线性导轨。例如，引导件的周边可以形成在图9中标识为886的非线性引导表面。具体地，引导件可以具有形成圆周支承表面的基本上圆形的轮廓。圆形轮廓的直径可以具有对应于车辆100的侧引导件127之间的距离的直径(参见图3)。
107.引导件880的导轨可选地相交以有利于改变车辆的行进方向。例如，导轨882可以与导轨884相交，以有利于车辆将方向从平行于过道改变为垂直于过道，反之亦然。导轨882、884可以在引导件的中心点处相交。以这种方式，引导件可以有利于车辆围绕垂直轴线旋转，以将车辆从沿导轨882的一个行进方向转向沿导轨884的第二行进方向。
108.引导件880可以如下引导车辆100改变方向。车辆可以沿一直线路径移动，其中中心从动件884接合导轨882或884以阻止远离直线路径的横向位移。车辆沿直线路径在水平方向上行进，直到中央从动件定位于引导件的中心点处，其中车辆的侧引导件127接合圆周导轨886。车辆100绕垂直轴线旋转以改变行进方向。例如，车辆一侧的驱动轮124可以沿第一方向旋转，而车辆另一侧的驱动轮124沿与第一方向相反的第二方向旋转以执行零半径
转动。当驱动轮124使车辆围绕旋转轴线旋转时，侧引导件127阻止车辆远离旋转路径的横向位移。
109.可选地，引导件880与列对准，以有利于车辆在列内的旋转，同时使车辆的宽度与立柱之间在列的前部(过道850附近)或在列的后部(远离过道850)的开口对准。
110.可选地，如图9所示，该系统可以包括安装在地板上的侧对准系统890，由一对由间隙gg分隔的板构件组成。在这种情况下，由对准系统890限定的间隙以由对准系统895限定的间隙定向，从而允许车辆快速且容易地穿过结构的整个宽度，同时在驱动列d1至d6内保持大致恒定的角度定向。
111.如上所述，诸如轨道元件840的多个引导元件可以附接至货架800以引导车辆与位于地板上方的存储位置对准。例如，轨道840可以包括多个垂直部分。具体地，垂直轨道部分可以附接至过道850内的每个立柱。参考图10，垂直轨道部分可以具有用于接合车辆的垂直驱动系统140的轮廓。例如，轨道可以包括多个齿，形成向上延伸立柱815的高度的齿条。
112.如图10所示，轨道840可以横跨过道，使得第一轨道沿列的第一侧垂直向上延伸以及第二轨道沿列的第二侧向上延伸。例如，图10的列d1和车辆100e在图10中示出。列d1包括两个间隔开的垂直立柱815，形成具有一宽度的开口。具体地，第一立柱具有第一垂直边缘e1和第二垂直边缘e2；第二立柱具有第一垂直边缘e3和第二垂直边缘e4。垂直边缘e2和e3之间的距离大于车辆的宽度w1(见图5)。可选地，垂直边缘e2和e3之间的距离小于车辆的宽度w2(见图5)。这样，列宽度可以小于车辆100的垂直驱动器140的齿轮的外尖端之间的距离。因此，列的大部分可能小于车辆在其最宽点处的宽度。
113.可选地，轨道840可以配置为使得轨道的第一边缘朝向第一列突出以提供用于第一列的引导表面，并且轨道的第二边缘朝向第二列突出以提供用于相邻列的引导表面。例如，轨道840可以提供朝向列d1突出的第一组齿和朝向列d2突出的第二组齿。
114.另外，垂直立柱815可以可选地配置为提供一止动件，以在车辆攀爬轨道840时阻止车辆的横向位移。例如，参照图10，立柱815与轨道840的齿重叠，使得立柱815的边缘e3延伸超出轨道齿的根部并且优选地朝向轨道的齿顶。以这种方式，垂直驱动器140的齿与轨道啮合，而立柱阻止垂直驱动器平行于立柱的深度横向位移。
115.车辆100的垂直驱动器140可以配置为使得垂直驱动齿轮145能够向内移位以减小垂直驱动齿轮之间的距离。这样，当车辆驶入列中时，驱动齿轮可以向内移动以在轨道840和垂直驱动齿轮之间提供间隙。替代地，如上所述，垂直驱动齿轮可以安装在轴上，使得每个垂直齿轮的旋转轴线基本上平行于行进的水平方向。此外，垂直驱动齿轮的旋转轴线可以为基本固定的，使得每对垂直驱动齿轮之间的横向距离为基本固定的。为了进入列，垂直驱动齿的齿与轨道840中的齿对准，使得垂直驱动齿轮的齿穿过轨道中的齿。
116.参照图10，轨道840和垂直驱动齿轮145可以对准，使得当垂直齿轮相对于轨道平移时垂直驱动齿轮不会撞击或接触轨道。例如，当垂直驱动齿轮沿平行于垂直驱动齿轮145的旋转轴线的直线水平平移时，轨道840的齿之间的间距为垂直驱动齿轮145的齿的通过在轨道840的齿之间的间隙之间提供足够的间隙。更具体地，垂直驱动齿轮和轨道可以配置和定位成使得垂直驱动齿轮145的齿顶圆与轨道840中的齿的齿顶线重叠。当驱动齿轮的齿顶圆与轨道的齿顶线重叠时，齿轮的齿配置和定向为使得垂直驱动齿轮穿过轨道840中的齿之间的间隙。
117.再次参考图10，可选地，垂直驱动齿轮145和轨道840可以配置和定向为，当车辆驱动垂直立柱815之间的开口形成立柱的宽度时(即当垂直驱动齿轮平移使得垂直驱动齿轮的旋转轴线在垂直于过道的水平方向上平移时)增大用于垂直驱动齿轮穿过轨道的间隙。例如，轨道840可以具有上部和下部842。上部可以具有与垂直驱动齿轮145的齿配合的齿距和配置。下部842可以具有与上部的齿距基本相似的齿距，但下部的齿廓可以基本上不同于上部。例如，下部的齿可以基本上比上部的齿更窄。例如，齿可以窄至少10％，优选地窄至少20％。可选地或附加地，下部842的齿可以具有基本大于上部的齿根的齿根。例如，下部的齿根可以大于上部，使得齿根向内远离驱动齿轮延伸比上部的齿根更大的距离。例如，下部的齿的齿根可以大10％，且优选地大20％。
118.此外，下部842可以可选地具有逐渐减小的节线，使得随着齿在下部的高度上前进相邻齿之间的间隙逐渐减小。换言之，下部的底部的相邻齿之间的间隙845最大，而下部的上部的相邻齿之间的间距最小，并且间隙从最大值逐渐减小到最小值。
119.可选地，立柱815可以具有改变的宽度以有利于垂直驱动器通过立柱815之间的开口。例如，如上所述，立柱815可以具有第一宽度，使得立柱的边缘e3延伸超过轨道的齿根。此外，立柱815的下部816a、816b可以具有相对于立柱的上部减小的宽度。具体地，立柱可以具有减小的宽度，使得立柱的边缘终止于齿根下方。这样，立柱的下部具有比立柱的上部窄的宽度。类似地，下立柱816a和下立柱816b之间的距离大于边缘e2和边缘e3之间的距离。此外，在下部816a和816b之间的列的开口大于车辆的最大宽度w2。
120.如上所述进行配置，垂直驱动器140可以可选地配置为穿过轨道中的开口，使得垂直驱动器与轨道对准。在垂直驱动器与轨道对准之后，垂直驱动器被定位成与轨道配合以升高轨道和/或爬上轨道，如上文进一步描述的。
121.如上所述，中央控制器450可以提供用于控制车辆100的控制信号。例如，中央控制器可以控制车辆的操作以沿着通过货架的路径从货架800中的列810之一中的存储位置820取回周转箱55。车辆可以沿着沿地面的路径，以使车辆的宽度与穿过货架800的两个垂直立柱815之间的开口延伸的路径对准。车辆可以沿穿过货架中的多个列的路径行进。可选地，中央控制器可以提供信号以控制第二车辆，使得第二车辆沿着与第一路径平行的第二路径且在与第一车辆相同的货架下行进，使得第二车辆在货架下经过第一车辆。
122.在车辆在货架下经过多个列后，车辆到达货架中选定的存储位置所在的列。中央控制器提供信号以停止车辆沿路径前进。中央控制器提供信号以使车辆在货架下转向，以使车辆与列中的开口对准。转向后，车辆沿平行于列的深度的路径前进，使车辆通过列中的开口并进入过道。可选地，使车辆前进到过道中的步骤包括将垂直驱动元件与列中的开口中的间隙对准的步骤。一旦进入过道，车辆被驱动垂直向上，直到车辆与期望的存储位置对准。车辆致动转移机构以将物品从存储位置转移到车辆上。可选地，存储位置可以包括在存储位置的前边缘处的物品，该物品将车辆与存储位置中的期望物品分开。因此，车辆可以将前边缘处的物品转移到车辆上，进而将期望的物品拉到存储位置的前边缘。然后将车辆垂直地驱动至具有用于接收物品的开放位置的存储位置。然后车辆将物品朝向所述开放位置转移。然后，车辆垂直地移动到具有期望的物品的存储位置并驱动转移机构将期望的物品转移到车辆上。在取回期望的物品后，车辆致动垂直驱动机构以沿列向下驱动，直到车辆接合水平驱动表面，例如地板。啮合车辆的水平驱动器以驱动车辆沿横穿过道的方向通过列
中的开口。驶出过道后，车辆继续沿水平方向行驶，离开货架800。例如，车辆可以沿着横穿过道850的路径继续前进并在一个或多个另外的货架800下方通过并穿过一个或多个另外的过道850。沿着这样的路径，车辆的路径受到控制，使得车辆的宽度与车辆通过的每列中的开口对准。替代地，车辆围绕一垂直轴线旋转，以将车辆转向与平行于过道的路径对准，同时车辆保持在货架下。然后车辆在货架800的一个或多个列下方穿过，直到车辆从货架下方离开。
123.在车辆离开货架800之后，中央控制器450可以控制车辆以将车辆引导至多个工作站500之一。在工作站，车辆被展示给操作员以从车辆取出一个或多个物品。中央控制器然后可以控制车辆以引导车辆沿一路径将其运载的物品存储在货架中的一开放存储位置并且在不同的存储位置处取回后续物品。以这种方式，中央控制器向多个车辆提供控制信号以引导车辆沿多个路径之一从存储位置取回多个物品并将物品递送到工作站500。控制过程
124.图11为示出根据一个或多个实施例的多个引导车辆100-1至100-n的子系统的框图。每个车辆，如车辆100-1，可以包括中央处理单元(cpu)103、存储器105和通信接口。在一些实施例中，通信接口包括符合诸如ieee 802.11等相应无线传输协议的一个或多个无线收发器，其中车辆的接口用于与其他车辆通信，如在点对点拓扑中，或与中央控制器通信。在后者方面，车辆100-1至100-n可以包括位置传感器280和对象传感器282并且使用接口与诸如中央控制器450等主控制器通信感测到的信息。在一个或多个实施例中，位置传感器包括车载成像传感器，用于确定车辆何时经过定位于下支撑表面上的基准标记。然而，替代地，车辆100-1至100-n可以利用信号三角测量和/或任何其他常规技术来确定它们各自相对于彼此的位置或使控制器能够这样做。
125.每个车辆100-1包括电源288，其例如可以为可充电电源，包括超级电容器、一个或多个电池或这些的组合。在一个或多个实施例中，电源驱动第一驱动系统的第一电动机230。第一驱动系统还可以包括由第一电动机驱动并用于例如垂直地驱动车辆的齿轮。在本例中，电源288还向第二驱动系统供电，该第二驱动系统包括第二电动机250a且可选地包括第三电动机250b。
126.cpu 286可以包括一个或多个市售的微处理器或微控制器，便于数据处理和存储。各种支持电路有利于cpu 286的运行并且包括一个或多个时钟电路、电源、高速缓存、输入/输出电路等。存储器287包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动器存储器、光存储器、可移动存储器等中的至少一种。
127.图12为控制器450的示意框图，其可以响应于从仓库自动化系统(wms)1440接收的指令以协调分配和执行通过多个车辆和子组件(例如可移动轨道700或流动货架600)的库存管理任务活动，例如分配给agv任务组902-1、904-1、906-1和908-1的那些。控制器450包括中央处理单元(cpu)951、支持电路955、存储器952、用户接口部件954(其可以包括例如具有触敏屏幕的显示器或单独的键盘)和通信接口953。在一些实施例中，服务器450包括符合诸如ieee 802.11的相应无线传输协议的一个或多个无线收发器。
128.cpu 951可以包括一个或多个市售的微处理器或微控制器，便于数据处理和存储。所述各种支持电路955有利于cpu 951的运行并且包括一个或多个时钟电路、电源、高速缓存、输入/输出电路等。存储器952包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘驱动
器存储器、光存储器、可移动存储器等中的至少一种。在一些实施例中，存储器952包括操作系统956和一个或多个库存管理应用程序。在一些实施例中，库存管理应用程序包括任务代理管理器模块960、agv交通管理模块970、状态/事件监控模块980和数据储存库990。
129.在一个或多个实施例中，任务代理管理器960配置有库存管理任务处理器961、动态库存槽位分析器962、子任务序列识别器963、任务优先级管理器964、事件通知检测器965、状态转换检测器966和agv选择器967。库存管理任务处理器961通过由cpu 951执行指令来处理从wms 940接收到的库存管理任务请求。
130.在一些实施例中，agv的交通管理由控制器450的交通管理模块470执行。在这种情况下，由控制器定期从车辆收集位置、速度和方向数据。对位置数据进行分析，并且路径段选择器474为每个车辆选择在下一个控制间隔内的路径，以确保不与其他车辆、人员或固定结构发生碰撞。与路径选择相对应的更新指令(包括行进方向和方向)由控制器发送回车辆。然而，在其他实施例中，对于相对定位指令，车辆不依赖于控制器，而只是在目的地和任务分配方面，而是，车辆依赖于内部数据收集和空间分析能力。
131.为了便于上述操作，图12的控制器450包括数据储存库，其反映wms已为其分配管理和分配责任的所有库存物品的最新位置，以及设施内车辆位置的地图。此外，为了便于安排预防性维护程序，收集所有具有移动部件的agv的使用统计数据，以便定期对部件进行检查、润滑和/或更换。
132.本技术描述的方法的顺序可以改变，并且可以对各种元素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。本技术描述的所有示例都以非限制性方式给出。可以进行各种修改和改变，这对于受益于本公开的本领域技术人员来说是显而易见的。已经在特定实施例的上下文中描述了根据实施例的实现方法。这些实施例的意图是说明性的而非限制性的。可以进行许多变化、修改、添加和改进。因此，可以为在本文描述中作为单个示例的组件提供多个示例。各种组件、操作和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，并且在特定的说明性配置的上下文中示出了特定操作。设想了其他功能配置并且可能落入后文的权利要求的范围内。最后，在示例配置中作为离散组件呈现的结构和功能可以实现为组合结构或组件。这些和其他变化、修改、添加和改进可以落入如以下权利要求中限定的实施例的范围内。
133.因此，虽然前述内容针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下可以设计出本公开的其他和进一步的实施例，且本公开的范围由所附权利要求确定。