BR112020024745A2 - sistemas de armazenamento e recuperação melhorados - Google Patents
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Abstract
Um sistema de estocagem e recuperação aprimorado que emprega uma estrutura de estocagem tridimensional gradeada apresenta estações de trabalho atendidas pela mesma frota de veículos robóticos que atende a estrutura de estocagem, estações de trabalho de deslocamento usando os mesmos veículos robóticos para transportar unidades de estocagem através da estação de trabalho sem transferência para qualquer outro transportador ou manipulador, classificação interna usando navegação orquestrada dos veículos robóticos para pontos de entrada da estação de trabalho, sensores nos veículos robóticos para confirmar o carregamento adequado e alinhamento das unidades de estocagem sobre os mesmos, mecanismos de elevação para elevar os veículos robóticos em eixos da grade de um trilho inferior do mesmo, o uso de marcadores e escâneres para alinhar os veículos robóticos com os eixos da grade e cortinas de luz da estação de trabalho para segurança das mãos, contagem de coleta e detecção de protrusão do conteúdo do recipiente.
Description
[0001] A presente invenção se refere de maneira geral a sistemas automatizados de armazenamento e recuperação úteis em ambientes de atendimento de pedidos.
[0002] O pedido PCT anterior da Requerente publicado como WO2016/172793, a totalidade do qual é incorporado neste documento por referência, divulgou um sistema de armazenamento e recuperação de produto para pessoa empregando uma estrutura de grade de armazenamento tridimensional na qual uma frota de veículos de armazenamento/recuperação robóticos navega uma matriz tridimensional de locais de armazenamento, no qual os respectivos reservatórios ou outras unidades de armazenamento são mantidas. Os veículos de armazenamento/recuperação deslocam-se horizontalmente em duas dimensões em uma disposição de trilho superior gradeado, disposto acima a matriz tridimensional de locais de armazenamento, e em uma disposição de trilho inferior gradeado, disposto no nível do solo abaixo da matriz de locais de armazenamento. Os mesmos veículos de armazenamento/recuperação também atravessam a estrutura na terceira vertical dimensão através de eixos verticais de maneira vertical, que unem as disposições de trilho superior e inferior. Cada coluna de locais de armazenamento é contornada por um desses eixos verticais, pelo qual cada um e todos os locais de armazenamento na grade são diretamente acessíveis pelos veículos de armazenamento/recuperação.
[0003] O desenvolvimento contínuo levou a inúmeras melhorias no projeto do sistema e novas aplicações para o mesmo, cujos detalhes se tornarão mais evidentes a partir da divulgação a seguir.
[0004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e em que um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento neles; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima da disposição de trilho inferior em grade em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para os referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e pelo menos uma estação de trabalho residindo ao lado da estrutura tridimensional gradeada e fora da área bidimensional da disposição de trilho inferior sobre a qual as colunas de armazenamento e eixos verticais são distribuídos, referida estação de trabalho sendo unida à disposição de trilho inferior gradeado por uma faixa de extensão da mesma, pela qual referido um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis entre referida estação de trabalho e referida disposição de trilho inferior, pelo que o transporte das unidades de armazenamento entre os locais de armazenamento e a estação de trabalho é executado inteiramente por referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
[0005] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual o um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada ao longo da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento nos mesmos; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima ou abaixo da disposição de trilho em grade em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessível por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para os referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e pelo menos uma estação de trabalho residindo fora da área bidimensional da disposição de trilho dentro da qual as colunas de armazenamento e eixos verticais são distribuídos; em que o transporte das unidades de armazenamento entre a pelo menos uma estação de trabalho e os locais de armazenamento na estrutura tridimensional em grade é realizado unicamente por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
[0006] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; uma estrutura tridimensional que compreende uma matriz tridimensional de locais de armazenamento dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento nas mesmas; e pelo menos uma estação de trabalho para a qual as unidades de armazenamento selecionadas a partir dos locais de armazenamento são transportáveis pelos referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; em que cada estação de trabalho compreende um compartimento através do qual referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis e uma abertura de acesso em referido compartimento através da qual uma unidade de armazenamento transportada em um dos veículos de armazenamento/recuperação é acessível quando referido veículo atinge referida abertura de acesso da estação de trabalho.
[0007] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provida uma estação de trabalho para um sistema de atendimento de produto para pessoa, referida estação de trabalho compreendendo: uma via definida através da qual uma unidade de armazenamento recuperada é transportada durante o uso da referida estação de trabalho; um invólucro se estendendo pelo menos parcialmente em torno de referida via definida; e uma abertura de acesso através de referido invólucro, pela qual uma dada unidade de armazenamento transportada ao longo da via definida é acessível à chegada à referida abertura de acesso; e um mecanismo de detecção de mão operável para detectar a inserção das mãos do trabalhador em referida abertura de acesso.
[0008] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; e uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual o um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento neles; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessível por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e um conjunto de marcadores detectáveis e um conjunto de sensores operáveis para detectar referidos marcadores detectáveis, em que um primeiro referidos marcadores detectáveis ou referidos sensores são suportados dentro da estrutura tridimensional gradeada em ou próximos a pontos na disposição de trilho gradeado que se sobrepõem ou estão por baixo dos eixos verticais, e um segundo de referidos marcadores detectáveis ou de referidos sensores são transportados em referidos veículos de recuperação de armazenamento; em que, durante a chegada de qualquer um de referidos veículos de armazenamento/recuperação em um respectivo local sobreposto ou subjacente a um eixo alvo para o qual referido um dos veículos de armazenamento/recuperação é destinado, detecção do respectivo marcador pelo sensor é usada para verificar e ajustar alinhamento de referido veículo de armazenamento/recuperação com o eixo alvo antes de tentar a transição de referido veículo de armazenamento/recuperação de referida disposição de trilho gradeado para o eixo alvo.
[0009] De acordo com um sexto aspecto da invenção, é provido um método de controle de posicionamento de um ou mais veículos de armazenamento/recuperação em uma estrutura tridimensional gradeada na qual o referido um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas dimensões em uma disposição de trilho gradeado e em uma terceira dimensão através de eixos verticais, cujos eixos verticais cruzam a referida disposição de trilho gradeado, referido método compreendendo: (a) ter um primeiro de qualquer um conjunto dentre marcadores detectáveis ou um conjunto de sensores suportados sobre a estrutura tridimensional gradeada em ou perto de pontos da disposição de trilho gradeado que cobre ou está subjacente aos eixos verticais, e ter um segundo, dentre referido conjunto de marcadores detectáveis ou referido conjunto de sensores, transportado em referidos veículos de armazenamento/recuperação, em que referidos sensores são operáveis para detectar referidos marcadores detectáveis; (b) durante a chegada de qualquer um dos veículos de armazenamento/recuperação em um ponto respectivo sobreposto ou subjacente a um eixo direcionado para o qual o referido um dos veículos de armazenamento/recuperação é destinado, usar um dos sensores para detectar um dos marcadores detectáveis; e
(c) usar a detecção do marcador por referida um dentre os sensores para detectar e ajustar, se necessário, o alinhamento de referido veículo de estocagem/recuperação com o eixo alvo antes de tentar a transição de um dentre os veículos de estocagem/recuperação de referida disposição de trilho gradeado no eixo alvo.
[0010] De acordo com um sétimo aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e em que um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento neles; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna de reserva sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de reserva de referida coluna de reserva são acessíveis por um ou mais veículos de reserva/recuperação para colocar ou remover as unidades de reserva de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de reserva; e em cada ponto da disposição de trilho inferior subjacente a um respectivo dos eixos verticais, um respectivo mecanismo de elevação instalado dentro da disposição de trilho inferior gradeado e operável para levantar qualquer um dos veículos de reserva/recuperação para cima em uma extremidade inferior do respectivo uma dos eixos verticais.
[0011] De acordo com um oitavo aspecto da invenção, é provido um veículo de armazenamento/recuperação para levar unidades de armazenamento em um sistema de armazenamento automatizado, referido veículo de armazenamento/recuperação compreendendo uma plataforma superior com uma área de desembarque de tamanho e formato semelhantes a um lado inferior de uma de referidas unidades de armazenamento e um conjunto de sensores de estado de carregamento em posições adjacentes próximas a um perímetro externo de referida área de desembarque, pelo qual a detecção do lado inferior de referida uma das unidades de armazenamento por todos referidos sensores de estado de carregamento confirma um estado totalmente carregado e adequadamente alinhado de referida uma das unidades de armazenamento sobre referida plataforma, enquanto a detecção do lado inferior de um dos recipientes de armazenamento por apenas um subconjunto de referidos sensores de estado de carregamento indica um estado parcialmente carregado ou inadequadamente alinhado de referida uma das unidades de armazenamento sobre referida plataforma.
[0012] De acordo com um nono aspecto da invenção, é provido um método de apresentar unidades de armazenamento recuperadas a partir de um sistema de armazenamento para um ponto de entrada ou admissão de uma estação de trabalho em uma maneira sequenciada, referido método compreendendo: (a) ter uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento neles; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; (b) fazer com que os veículos de armazenamento/recuperação recuperem as respectivas unidades de armazenamento designadas para entrega na estação de trabalho a partir dos respectivos locais de armazenamento; e (c) dentro de referida estrutura tridimensional gradeada, orquestrar a entrega sequenciada das unidades de reserva recuperadas para o ponto de acesso ou de entrada da estação de trabalho.
[0013] De acordo com um décimo aspecto da invenção, é provido um sistema de armazenamento compreendendo: uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento neles; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; pelo menos uma estação de trabalho tendo um ponto de acesso que reside fora da área bidimensional do trilho e recebe unidades de armazenamento entregues a um ponto de admissão ou de entrada da estação de trabalho; e um sistema de controle computadorizado compreendendo pelo menos um processador configurado para organizar a entrega sequenciada de um grupo de unidades de armazenamento da estrutura tridimensional gradeada para a estação de trabalho, incluindo: (a) gerar e transmitir sinais para instruir uma pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação para recuperar as unidades de armazenamento dos respectivos locais de armazenamento; e (b) gerar e transmitir sinais para instruir a pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação a navegar na estrutura tridimensional gradeada de uma maneira orquestrando a chegada dos veículos de armazenamento/recuperação no ponto de admissão ou de entrada da estação de trabalho em uma sequência particular.
[0014] De acordo com um décimo primeiro aspecto da invenção, é provido um método para preparar e reservar envios de pedidos, o referido método compreendendo: (a) ter um sistema de armazenamento tridimensional gradeado compreendendo: uma pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação; uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual os veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de um ou mais itens nele; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima de referida disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover os itens de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e pelo menos uma estação de trabalho para a qual os itens removidos dos locais de armazenamento e transportados para a disposição de trilho gradeado são entregues pelo deslocamento dos veículos de armazenamento/recuperação ao longo de referida disposição de trilho gradeado para uma entrada de referida estação de trabalho; (b) fazer com que um grupo de veículos de armazenamento/recuperação recupere uma coleção particular de itens necessários para cumprir um pedido e transporte os itens recuperados para a disposição de trilho inferior gradeado e adiante para a entrada da estação de trabalho; e (c) na estação de trabalho, amalgamar a coleção particular de itens para formar um pedido total ou parcialmente atendido e colocar o referido pedido total ou parcialmente atendido em um recipiente; e (d) com referido recipiente carregado em um dentre os veículos de armazenamento/recuperação na estação de trabalho, fazer com que referido um dos veículos de armazenamento/recuperação se desloque para um dos locais de armazenamento e deposite referido recipiente em um dos locais de armazenamento, desse modo armazenando referido pedido total ou parcialmente atendido para conclusão adicional ou envio em um momento posterior.
[0015] De acordo com um décimo segundo aspecto da invenção, é provido um sistema de organização/reserva para recipientes de envio, o referido sistema compreendendo: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação tendo cada um tendo uma área de carregamento na qual o referido veículo de armazenamento/recuperação está disposto para transportar seletivamente um recipiente de remessa; uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa um rastreamento bidimensional e sobre o qual o um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo da referida área bidimensional; uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da pegada bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de recipiente neles; e uma pluralidade de eixos verticais que residem acima ou abaixo da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada dentro do rastreamento bidimensional de referida disposição de trilho e através do qual um ou mais veículos de armazenamento/recuperação pode deslocar a partir de e para referida disposição de trilho gradeado em uma terceira dimensão, cada coluna de armazenamento sendo cercada por um dos eixos verticais respectivos, através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis pelo um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover os recipientes de remessa a partir de ou para os referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento.
[0016] As modalidades preferenciais da invenção serão agora descritas em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:
[0017] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma estrutura tridimensional gradeada do pedido PCT anterior acima mencionado da Requerente, na qual uma matriz tridimensional de unidades de armazenamento está contida e através da qual uma frota de veículos de armazenamento/recuperação robóticos pode deslocar em três dimensões para acessar cada uma das referidas unidades de armazenamento.
[0018] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma estrutura de grade tridimensional modificada de acordo com a presente invenção.
[0019] A Figura 3 é uma vista em perspectiva parcial simplificada da estrutura de grade tridimensional da Figura 2 mostrando um par de paredes externas em intersecção da estrutura de grade em um canto da mesma, da qual duas estações de trabalho foram removidas para revelar detalhes das referidas paredes externas.
[0020] A Figura 4 é uma vista em perspectiva isolada de uma das estações de trabalho da grade tridimensional da Figura 2 de um lado externo da mesma voltado para fora da grade.
[0021] A Figura 5 é uma vista em perspectiva isolada da estação de trabalho da Figura 4 de um lado interno da mesma que está voltado para dentro da grade.
[0022] A Figura 6 é outra vista em perspectiva isolada do lado interno da estação de trabalho da Figura 5.
[0023] A Figura 6A é uma vista aproximada parcial da porção da Figura 6 marcada pelo círculo detalhado A da mesma;
[0024] A Figura 7 é uma vista de plano superior esquemática da estação de trabalho das Figuras 4 a 6 e uma área cercando de um layout de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional na qual a estação de trabalho está instalada.
[0025] As Figuras 7A a 7H ilustram a orquestração da chegada sequenciada de veículos de armazenamento/recuperação na estação de trabalho da Figura 7 por estacionamento seletivo e avanço dos veículos na disposição de trilho inferior de acordo com classificações de prioridade atribuídas às unidades de armazenamento levadas nos referidos veículos.
[0026] A Figura 8 mostra um segmento de um trilho inferior da grade tridimensional da Figura 2, ao longo da qual um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos está deslocando.
[0027] A Figura 9 é uma vista aproximada parcial da porção da Figura 8 marcada pelo círculo A detalhado da mesma.
[0028] A Figura 10 é uma vista elevada mostrando um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos no trilho inferior da grade tridimensional no ponto de lançamento abaixo de um eixo vertical da grade tridimensional através da qual o veículo de armazenamento/recuperação robótico se destina a deslocar de maneira ascendente.
[0029] A Figura 11 é uma vista em perspectiva do robô da
Figura 10 no ponto de lançamento do trilho inferior.
[0030] A Figura 12 é uma vista aproximada parcial da porção da Figura 10 marcada pelo círculo A detalhado da mesma.
[0031] A Figura 13 é uma vista aproximada parcial da porção da Figura 11 marcada pelo círculo detalhado B da mesma.
[0032] A Figura 14 é outra aproximação do mesmo veículo de armazenamento/recuperação robótico e ponto de interseção do trilho inferior como a Figura 12, mas com o veículo de armazenamento/recuperação robótico levantado para engatar com os dentes da cremalheira nos membros de armação vertical do eixo por um mecanismo de elevação montado abaixo do trilho inferior.
[0033] A Figura 15 é outra aproximação do mesmo veículo de armazenamento/recuperação robótico e ponto de interseção de trilho inferior como a Figura 13, mas com o veículo de armazenamento/recuperação robótico na posição levantada da Figura 14.
[0034] As Figuras 16 e 17 são vistas em perspectiva superior e inferior do veículo de armazenamento/recuperação robótico e mecanismo de elevação das Figuras 10 a 13, mas mostrado isoladamente a partir do trilho inferior e dos membros verticais do eixo.
[0035] As Figuras 18 e 19 são vistas em perspectiva superior e inferior do veículo de armazenamento/recuperação robótico e mecanismo de elevação das Figuras 14 a 15, mas mostrado isoladamente a partir do trilho inferior e dos membros verticais do eixo.
[0036] As Figuras 20 e 21 ilustram um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos e uma unidade de armazenamento compatível transportável nele.
[0037] A Figura 22 ilustra uma grade de organização/reserva empregando a mesma estrutura de grade tridimensional e veículos de armazenamento/recuperação robóticos que os sistemas de armazenamento das Figuras 1 e 2, mas com uma disposição diferente de estações servindo a grade para uso no gerenciamento de recipientes de envio pré-embalados.
[0038] A Figura 1 ilustra a estrutura tridimensional gradeada do pedido PCT anterior acima mencionado da Requerente. Uma disposição de trilho superior gradeado 10 reside em um plano horizontal erguido bem acima de uma disposição de trilho inferior gradeado correspondente situado em um plano horizontal inferior próximo ao nível do solo. Entre essas disposições de trilhos superior e inferior está uma matriz tridimensional de locais de armazenamento, cada uma mantendo uma respectiva unidade de armazenamento neles, por exemplo, na forma de bandeja de armazenamento aberta ou passível de ser aberta/fechada, reservatório ou caixa de embalagem capaz de manter qualquer variedade de produtos nela. Os locais de armazenamento são dispostos em colunas verticais, nas quais os locais de armazenamento de rastreamento igual são alinhados uns sobre os outros. Cada uma de tais colunas de armazenamento é cercada por um eixo vertical através do qual seus locais de armazenamento são acessíveis.
[0039] Cada uma disposição de trilho apresenta um conjunto de linhas de direção X situadas na direção X de um plano horizontal e um conjunto de linhas de direção Y cruzando de maneira perpendicular as linhas de direção Y do plano horizontal. As linhas cruzadas definem uma grade de referência horizontal do sistema de armazenamento, onde cada fileira de grade horizontal é delimitada entre um par adjacente das linhas de direção X e cada uma coluna da grade horizontal é delimitada entre um par adjacente das linhas de direção Y. Cada ponto de intersecção entre uma das colunas da grade horizontal e uma das fileiras da grade horizontal denota a posição de uma coluna de armazenamento respectiva ou um eixo vertical respectivo. Em outras palavras, cada uma coluna de armazenamento e cada um eixo reside em um ponto de coordenada cartesiana respectivo da grade de referência em uma área respectiva ligada entre duas das linhas de direção X e duas das linhas de direção Y. Cada uma dessas áreas ligadas entre quatro linhas em qualquer disposição de trilho também é referida neste documento como um "ponto" respectivo de referida disposição de trilho. O endereçamento tridimensional de cada um local de armazenamento e unidade de armazenamento associada no sistema é completado pelo dado nível vertical no qual o dado local de armazenamento reside dentro da respectiva coluna. Ou seja, um endereço tridimensional de cada local de armazenamento é ditado pela fileira de grade horizontal, coluna de grade horizontal e nível da coluna vertical do local de armazenamento na grade tridimensional.
[0040] Um respectivo membro de armação vertical 12 se estende verticalmente entre as disposições de trilhos superior e inferior em cada ponto de interseção entre as linhas de direção X e Y, cooperando desse modo com as linhas de trilho para definir um enquadramento da estrutura de grade tridimensional para conter e organizar a matriz tridimensional de unidades de armazenamento dentro deste enquadramento. Como resultado, cada eixo vertical da matriz de armazenamento tridimensional tem quatro membros de armação verticais que se estendem por toda a altura do eixo nos quatro cantos da mesma. Cada membro da armação tem respectivos conjuntos de dentes de cremalheira dispostos em série na direção Z vertical da grade tridimensional em dois lados do membro da armação. Cada eixo, portanto, tem oito conjuntos de dentes de cremalheira no total, com dois conjuntos em cada canto do eixo, que cooperam com oito rodas de pinhão nos veículos de armazenamento/recuperação robóticos para permitir o deslocamento dos mesmos entre as disposições de trilhos superior e inferior através dos eixos da estrutura tridimensional gradeada. Cada veículo de armazenamento/recuperação robótico 14 tem ambas as rodas de transporte redondas para o transporte do veículo de armazenamento/recuperação robótico sobre as disposições de trilhos superior e inferior em um modo de condução em trilhos e rodas de pinhão dentado para atravessar o veículo de armazenamento/recuperação robótico através dos eixos equipados com cremalheira em um modo de deslocamento do eixo. Cada roda de pinhão e uma respectiva roda de transporte fazem parte de uma unidade de roda singular combinada, da qual pelo menos a roda de transporte é estendível em uma direção exterior do veículo para uso das rodas de transporte em um modo de condução no trilho em qualquer disposição de trilho, e retrátil em uma direção interior do veículo para o uso das rodas de pinhão em um modo de travessia de eixo engatando as rodas de pinhão com os dentes de cremalheira dos membros de armação vertical de um eixo.
[0041] O enquadramento da estrutura de grade inclui uma prateleira respectiva em cada local de armazenamento para suportar a unidade de armazenamento respectiva, pelo qual qualquer unidade de armazenamento dada 16 pode ser removida de seu local de armazenamento por um dos veículos de recuperação robóticos sem perturbar as unidades de armazenamento acima e abaixo dela na mesma coluna de armazenamento. Da mesma maneira, isso permite que uma unidade de armazenamento seja devolvida a um local prescrito em qualquer nível da matriz. A disposição de trilho inferior gradeado na parte inferior da grade tridimensional tem uma série de estações de trabalho 18 distribuídas em torno de seu perímetro para o qual os veículos de recuperação robóticos 14 entregam as unidades de armazenamento retiradas das colunas de armazenamento. Exceto pelas diferenças explicitamente descritas neste documento, o enquadramento da estrutura de grade tridimensional, os veículos de armazenamento/recuperação robóticos, seu deslocamento sobre as disposições de trilhos superior e inferior e através dos eixos, e sua transição entre o trilho e a travessia do eixo os modos são iguais aos descritos no pedido PCT da Requerente anterior mencionado.
[0042] A Figura 2 mostra uma forma modificada da estrutura de grade tridimensional anterior, que mais uma vez apresenta as disposições de trilho superior e inferior e os membros de armação verticais que se estendem entre os mesmos, para levar prateleiras nos locais de armazenamento para suporte das unidades de armazenamento nelas, e também levar os dentes da cremalheira engatáveis pelas rodas de pinhão dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos para permitir o deslocamento vertical de uma totalidade de cada veículo de armazenamento/recuperação robótico através de qualquer um dos eixos. As estantes podem ser na forma de painéis flangeados ou linhas nos três lados da coluna de armazenamento, exceto o quarto lado adjacente do eixo que se abre no eixo de acesso cercando a partir do qual os veículos de armazenamento/recuperação robóticos acessam as unidades de armazenamento daquela coluna, em que este quarto lado aberto permite a inserção e retirada do braço de torreta retrátil de cada veículo na coluna de armazenamento para puxar e empurrar as unidades de armazenamento para dentro e para fora da coluna de armazenamento através do engate com os lados inferiores das unidades de armazenamento.
[0043] Conforme descrito no pedido de PCT anterior mencionado do Requerente, um subconjunto de eixos verticais localizados no perímetro externo pode ser "eixos superiores" que são dedicados para o deslocamento ascendente dos veículos de armazenamento robótico através dos mesmos, da disposição inferior da pista para a disposição superior da pista depois de ter entregue uma unidade de armazenamento a uma das estações de trabalho 18, enquanto outros eixos verticais são "eixos para baixo" que são dedicados para o deslocamento descendente dos veículos de armazenamento robótico através dos mesmos a partir da disposição de trilho superior durante qualquer recuperação de uma unidade de armazenamento do matriz de armazenamento tridimensional, ou retorno de uma unidade de armazenamento de volta para a matriz tridimensional após ter previamente entregue a unidade de armazenamento a uma das estações de trabalho 18 para uma coleta, reabastecimento ou outra operação.
[0044] A estrutura de grade tridimensional da Figura 2 difere daquela da Figura 1 em que os painéis de revestimento 20 foram adicionados aos membros de armação verticais no perímetro externo da estrutura de grade para criar paredes laterais externas que fecham substancialmente todos os quatro lados do estrutura de grade, deste modo ocultando visualmente o interior da mesma, e em que os membros de armação vertical 12 incluem segmentos superiores 22 da mesma, que ficam na vertical armam as linhas dos membros de trilho superior nos pontos de intersecção dos mesmos e que obscurecem o trilho superior da vista na visão ampla particular da estrutura de grade mostrada na Figura 2. Esses segmentos superiores do eixo podem ser usados para a montagem do hardware da estação de carregamento, por meio do qual os veículos de armazenamento/recuperação robóticos podem ser recarregados quando necessário. No entanto, a estrutura e a finalidade da disposição do trilho superior e a forma dos eixos e colunas de armazenamento dentro da estrutura de grade pelos membros de quadro verticais são bem documentados no pedido PCT anterior da Requerente e, portanto, não requerem nenhuma ilustração ou explicação detalhada neste documento.
[0045] Voltando agora às Figuras 3 a 6, a atenção é dada à nova estrutura das estações de trabalho 18 e à noval interação com as mesmas pelos veículos de armazenamento/recuperação robóticos. No interesse da simplificação ilustrativa, a Figura 3 omite grande parte da estrutura da grade. Contudo, são mostrados uma linha de direção X 24 e uma linha de direção Y 26 da disposição de trilho inferior 28 que formam dois lados externos da disposição de trilho inferior e se cruzam em um canto externa respectiva da estrutura de grade. Do restante da disposição de trilho inferior, somente as pernas de suporte 30 que erguem essas duas linhas particulares fora do solo são mostradas. Entre os membros de armação verticais 12 da estrutura de grade, somente aqueles que estão ficam na vertical das linhas ilustradas 24, 26 nestes dois lados externos da estrutura de grade são mostrados, e os segmentos superiores 22 destes membros de armação vertical 12 são omitidos. Em torno de todo o perímetro da estrutura de grade, os painéis de revestimento 20 não se estendem totalmente para baixo para o trilho inferior 28, mas, ao invés disso, terminam em uma relação ligeiramente erguida em relação a mesma, de modo que os segmentos inferiores 32 dos membros de armação verticais que se anexam e ficam verticais a partir das linhas da disposição de trilho inferior são deixadas sem revestimento. Isso deixa um espaço aberto 34 entre os segmentos inferiores 32 de cada par adjacente de membros de armação verticais 12. Estes espaços abertos 34 permitem os veículos de armazenamento/recuperação robóticos 14 a entrar e sair da estrutura de grade tridimensional no trilho inferior 28 do mesmo e, deste modo, a transição entre a estrutura de grade tridimensional e as estações de trabalho 18.
[0046] Conforme descrito em mais detalhes abaixo, isso permite uma solução inovadora para atendimento de pedidos de produto para pessoa, onde um veículo de armazenamento/recuperação robótico capaz de se deslocar em três dimensões provê o único meio de transporte da unidade de armazenamento em toda a operação de separação de pedidos, desde a recuperação inicial da unidade de armazenamento de qualquer lugar no espaço tridimensional da grade, por meio da entrega da unidade de armazenamento para a estação de trabalho, incluindo a apresentação da unidade de armazenamento para um coletor humano ou robô na estação de trabalho, e subsequente devolução de a unidade de armazenamento de volta para qualquer local tridimensional na grade, sem que a unidade de armazenamento seja descarregada do veículo de armazenamento/recuperação robótico e transportada por um transportador separado, mesa giratória ou outro mecanismo de transição.
[0047] As Figuras 4 a 6 ilustram uma das estações de trabalho 18 isolada da grade de armazenamento tridimensional. Cada estação de trabalho 18 apresenta um trilho inferior gradeado 36 apresentando um par de linhas longitudinais 38a, 38b percorrendo um comprimento da estação de trabalho 18. O trilho inferior também apresenta um conjunto de linhas transversais 40a - 40f interligando de maneira perpendicular as linhas longitudinais 38 entre si em partes internas regularmente espaçadas ao longo dos mesmos. Essas linhas são do mesmo tipo usado nas disposições de trilho superior e inferior gradeado da estrutura de grade tridimensional, e o espaçamento entre as linhas longitudinais corresponde ao espaçamento entre as linhas transversais e é igual ao espaçamento interlinhas empregado entre as linhas das disposições de trilho superior e inferior da estrutura de grade em ambas as direções X e Y da mesma. Consequentemente, a pista inferior da estação de trabalho pode ser percorrida pelos veículos de armazenamento/recuperação robóticos da mesma maneira que as disposições de trilho superior e inferior da grade tridimensional. O trilho inferior da estação de trabalho é suportado em uma relação ligeiramente elevada acima do nível do solo por pernas de suporte 30 - que dependem para baixo do trilho inferior nos - pontos de intersecção dos trilhos longitudinais - e trilhos transversais. Estas pernas de suporte 30 são do mesmo tipo e altura que aquelas que suportam a disposição de trilho inferior da grade tridimensional, pela qual o trilho inferior 3 da estação de trabalho reside na mesma elevação que a disposição de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional para formar uma faixa de extensão coplanar que se estende a partir dela.
[0048] A estação de trabalho apresenta uma calha 42 montada no trilho inferior e estendendo-se de maneira longitudinal de ponta a ponta da mesma, a partir de um primeiro dentre as linhas transversais 40a em uma primeira extremidade das linhas longitudinais a um último das linhas transversais 40f em uma segunda extremidade oposta das linhas longitudinais. A calha apresenta uma primeira parede de extremidade 44 que fica na vertical a partir da primeira linha transversal, uma segunda parede de extremidade 46 que fica na vertical a partir da última linha transversal em relação oposta e paralela à primeira parede de extremidade, uma parede lateral externa mais longa 48 estendendo-se de maneira longitudinal entre as paredes de extremidade em relação perpendicular às mesmas em uma extremidade externa 38b das linhas longitudinais e um painel de cobertura superior 50 estendendo-se de maneira longitudinal entre as paredes de extremidade e ao longo da borda superior da parede lateral externa. Um lado inferior do painel de cobertura 50 define um teto interno da calha 42, enquanto um lado superior oposto do painel de cobertura define uma bancada externa 50a para exploração por trabalhadores humanos ou robóticos durante a coleta, rearmazenamento ou outras funções de trabalho que podem ser realizadas na estação de trabalho 18.
[0049] Cada área quadrada delimitada entre os duas linhas longitudinais 38a, 38b e qualquer par adjacente das linhas transversais 40a - 40f é referida como um "ponto" respectivo ao longo do trilho inferior da estação de trabalho. O ponto localizado imediatamente adjacente à primeira parede de extremidade 44 da calha 42 e ligado entre a primeira e a segunda linhas transversais 40a, 40b na primeira extremidade da calha é referido como um ponto de entrada SEN da estação de trabalho, como é neste momento que um veículo de armazenamento/recuperação robótico entra na calha ao conduzir sobre estas primeira e segunda linhas transversais 40a, 40b de um respectivo par de linhas alinhadas com os mesmos na disposição de trilho inferior da estrutura de grade. Na segunda extremidade oposta da calha, o ponto localizado imediatamente adjacente à segunda parede de extremidade 46 entre a segunda e última linhas transversais 40e, 40f é referido como um ponto de saída Sx, uma vez que é neste momento que o veículo de armazenamento/recuperação robótico sai da calha e entra novamente na grade tridimensional ao se conduzir para fora destas últimas e penúltimas linhas transversais em outro par respectivo de linhas alinhados com os mesmos na disposição de trilho inferior da estrutura da grade.
[0050] Com referência à Figura 3, a estação de trabalho no lado direito da figura tem sua direção longitudinal percorrendo na direção Y da disposição de trilho inferior da estrutura de grade, de tal modo que esta estação de trabalho tem suas linhas longitudinais 38a, 38b assentando-se na direção Y e suas linhas transversais 40a-40f assentando-se na direção X. A primeira e a segunda linhas transversais 40a, 40b do trilho inferior da estação de trabalho formam extensões paralelas e em linha de um primeiro par de linhas na direção X da disposição de trilho inferior da estrutura de grade, e a última e a penúltima linhas transversais 40e, 40f da mesma forma formam extensões paralelas em linha de um segundo par de linhas na direção X da disposição de trilo inferior da estrutura da grade. Por conseguinte, um veículo de armazenamento/recuperação robótico pode conduzir-se ao longo de um par de linhas na direção X da disposição de trilho inferior através do espaço aberto não revestido 34 entre os dois membros de armação verticais nas extremidades dessas linhas no lado externo da estrutura de grade, na qual reside a estação de trabalho, e sobre as primeira e segunda linhas transversais 40a, 40b no ponto de entrada SEN da estação de trabalho. Neste ponto de entrada, o veículo de armazenamento/recuperação robótico faz a transição a partir de um modo de deslocamento na direção X para um modo de deslocamento na direção Y, e pode então deslocar-se ao longo das linhas longitudinais da estação de trabalho 38a, 38b na direção Y para o ponto de saída Sx da estação de trabalho. Neste momento, o veículo de armazenamento/recuperação robótico, então, faz a transição de volta para seu modo de deslocamento na direção X para conduzir-se sobre as última e penúltima linhas transversais da estação de trabalho de volta para o segundo par de linhas na direção X da disposição de trilho inferior da estrutura de grade através do espaço aberto não revestido 34 entre os membros de armação verticais nas extremidades destas linhas.
[0051] A estação de trabalho no lado esquerdo da figura 3 tem sua direção longitudinal percorrendo na direção X da disposição de trilho inferior da estrutura de grade, de tal modo que esta estação de trabalho tem suas linhas longitudinais 38a, 38b assentando-se na direção X e suas linhas transversais 40a-40f assentando-se na direção Y. A primeira e a segunda linhas transversais 40a, 40b do trilho inferior da estação de trabalho formam extensões paralelas em linha de um primeiro par de linhas na direção Y da disposição de trilho inferior da estrutura de grade, e a última e a penúltima linhas transversais 40e, 40f da mesma forma formam extensões paralelas em linha de um segundo par de linhas na direção Y da disposição de trilo inferior da estrutura da grade. Por conseguinte, um veículo de armazenamento/recuperação robótico pode conduzir-se ao longo de um par de linhas na direção Y da disposição de trilho inferior através do espaço aberto não revestido 34 entre os dois membros de armação verticais 12 que ficam verticais a partir das extremidades dessas linhas no lado externo da estrutura de grade, na qual reside a estação de trabalho, e sobre as primeira e segunda linhas transversais 40a, 40b no ponto de entrada SEN da estação de trabalho. Neste ponto de entrada, o veículo de armazenamento/recuperação robótico faz a transição a partir do modo de deslocamento na direção Y para o modo de deslocamento na direção X, e pode então deslocar-se ao longo das linhas longitudinais da estação de trabalho 38a, 38b na direção X para o ponto de saída Sx da estação de trabalho 20. Neste momento, o veículo de armazenamento/recuperação robótico, então, faz a transição de volta para seu modo de deslocamento na direção Y para conduzir-se sobre as última e penúltima linhas transversais da estação de trabalho de volta para a disposição de trilho inferior da estrutura de grade sobre o segundo par de linhas na direção X através do espaço aberto não revestido 34 entre os membros de armação verticais nas extremidades destas linhas.
[0052] Entre a segunda linha transversal 40b e a penúltima linha transversal 40e de cada estação de trabalho há uma pluralidade de pontos intermediários entre os pontos de entrada e saída. O exemplo ilustrado apresenta três pontos intermediários, mas esse número pode variar. Um desses pontos intermediários, particularmente o penúltimo ponto imediatamente cercando o ponto de saída Sx no exemplo ilustrado, é designado como um "ponto de acesso" SAC no qual o veículo de armazenamento/recuperação robótico é acessível ao trabalhador humano ou robótico por meio de uma abertura de acesso 52 que penetra através do painel superior 50 da calha da superfície de bancada 50a do mesmo para o espaço interno da calha. Por conseguinte, quando o veículo de armazenamento/recuperação que se desloca de maneira longitudinal através da calha chega e para no ponto de acesso SAC, o trabalhador pode interagir com uma unidade de armazenamento obtida no topo de referido veículo de armazenamento/recuperação, por exemplo, para escolher um ou mais itens individuais da unidade de armazenamento como parte de um processo de atendimento de pedido, retirando tais itens da estrutura de grade, para, ao invés disso, remover toda a unidade de armazenamento do veículo de armazenamento/recuperação como parte de tal processo de atendimento de pedido ou, ao invés disso, colocar um ou mais itens individuais na unidade de armazenamento como parte de um processo de rearmazenamento que reabastece a estrutura da grade. Alternativamente, um processo de rearmazenamento pode envolver direcionar um vazio dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos (ou seja, um veículo atualmente desocupado por uma unidade de armazenamento) para o ponto de acesso da estação de trabalho para coletar uma unidade de armazenamento do trabalhador através da abertura de acesso 52
[0053] A estação de trabalho 18 está equipada com um mecanismo de detecção de mão 53 para proteger trabalhadores humanos de lesões potenciais à medida eles interagem com o veículo de armazenamento/recuperação através da abertura de acesso 52. Com referência à Figura 6A, a primeira e a segunda barras de sensor 54, 56 são afixadas ao lado inferior do painel de cobertura 50 da estação de trabalho em posições assentadas ao longo de bordas de perímetro opostas da abertura de acesso.
As barras de sensores levam emissores e receptores de feixe óptico em relação oposta um ao outro nas duas barras 54, 56 de modo que os feixes emitidos pelos emissores sejam recebidos pelos receptores opostos, a menos que o feixe seja interrompido, por exemplo, pela inserção de uma mão(s) do trabalhador na abertura de acesso 52, ou a presença de qualquer outro objeto na abertura de acesso 52. Ao contrário de emissores e receptores em lados opostos da abertura de acesso, a configuração do sensor pode empregar emissores e receptores no mesmo lado da abertura e refletores no lado oposto da mesma.
As barras de sensor se comunicam, através de conexão com ou sem fio, com um sistema de controle computadorizado que se comunica sem fio com a frota de veículos de armazenamento/recuperação robóticos para controlar o transporte dos mesmos ao longo da estrutura da grade para realizar várias tarefas (escolha, rearmazenamento, etc.). A continuidade dos feixes do sensor de mão gera um sinal “seguro”, enquanto a interrupção dos feixes do sensor gera um sinal de “parada”. A transmissão pelo sistema de controle computadorizado para um veículo de armazenamento/recuperação de qualquer instrução de movimento que comanda o referido veículo de armazenamento/recuperação para mover-se para dentro ou fora do ponto de acesso de uma estação de trabalho está condicionada à detecção de um sinal "seguro" do mecanismo de detecção de mão dessa estação de trabalho.
Dessa maneira, procedimentos de segurança podem ser implementados sob os quais nenhum veículo de armazenamento/recuperação robótico é conduzido ao longo do trilho inferior da estação de trabalho enquanto a mão de um trabalhador estiver dentro da calha.
[0054] Além de servir uma finalidade de segurança, o mecanismo de detecção de mão também pode ser operável para finalidade de garantia de qualidade, ajudando a garantir a precisão do trabalho humano em suas tarefas de escolha. Para um dado pedido para o qual uma quantidade predeterminada de itens é conhecida como exigida de uma dada unidade de armazenamento, o sistema de controle computadorizado pode contar o número de vezes que os feixes ópticos são interrompidos enquanto a unidade de armazenamento está presente no ponto de acesso, deste modo representando uma contagem de quantas vezes as mãos dos trabalhadores foram inseridas através da abertura de acesso para acessar a unidade de armazenamento e puxar um respectivo item dela. O sistema compara a contagem de inserção manual com a quantidade predeterminada de itens conhecidos como necessários dessa unidade de armazenamento e permite somente o veículo de armazenamento/recuperação no qual essa unidade de armazenamento é levada para partir do ponto de acesso da estação de trabalho, uma vez que a contagem de inserção de mão tenha atingido a quantidade de item predeterminada associada a essa unidade de armazenamento.
[0055] O mecanismo de detecção de mão também serve como uma verificação de altura na unidade de armazenamento para garantir que nenhum item nele se projete notavelmente para cima da parte superior da unidade de armazenamento, já que esses itens salientes quebrarão a cortina de luz formada pelos feixes ópticos e, assim, evitar a partida do veículo de armazenamento/recuperação e da unidade de armazenamento no mesmo do local de acesso até que a saliência seja retificada. Isso ajuda a garantir que a unidade de armazenamento não tente entrar novamente na grade de armazenamento com um ou mais itens se projetando dela e interferindo com os espaços de deslocamento disponíveis entre os componentes da estrutura da grade.
[0056] Embora as Figuras 4 a 6 mostrem a linha longitudinal interna 38a como parte da estação de trabalho isolada, será apreciado que esta linha é compartilhada com a disposição de trilho inferior da estrutura de grade quando a estação de trabalho é instalada na estrutura de grade. Com referência à Figura 3, a linha longitudinal interna 38a da estação de trabalho no lado direito da figura é uma seção em linha da linha de perímetro na direção Y 26 no respectivo lado da disposição de trilho inferior 28 da estrutura de grade. A linha externa dessa estação de trabalho encontra-se paralela a linha de perímetro na direção Y da disposição de trilho inferior da estrutura de grade e as linhas transversais da estação de trabalho conectam a linha de perímetro na direção Y 26 da disposição de trilho inferior à linha longitudinal externa 38b da estação de trabalho em posições em linha com, e unidas às, linhas na direção X da disposição de trilho inferior. Da mesma forma, a linha longitudinal interna 38a da estação de trabalho no lado esquerdo da figura é uma seção em linha da linha de perímetro na direção X 24 no respectivo lado da disposição de trilho inferior da estrutura de grade. A linha externa 38b dessa estação de trabalho encontra-se paralela a linha de perímetro na direção X da disposição de trilho inferior da estrutura de grade e as linhas transversais da estação de trabalho conectam a linha de perímetro na direção X da disposição de trilho inferior à linha longitudinal externa 38b da estação de trabalho em posições em linha com, e unidas às, linhas na direção Y da disposição de trilho inferior.
[0057] O trilho inferior de cada estação de trabalho é, deste modo, uma faixa de extensão conectada a disposição de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional em uma posição que percorre ao lado da disposição de trilho inferior para permitir a transição perfeita dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos entre a grade tridimensional e a estação de trabalho situada fora do rastreamento bidimensional ocupado pelas disposições de trilhos superior e inferior e as colunas e eixos que se estendem entre eles. A transição dos veículos entre a disposição de trilho inferior da grade tridimensional e a estação de trabalho ocorre na vista da entrada da estação de trabalho SEN situada em uma extremidade do trilho inferior da estação de trabalho e a saída da estação de trabalho Sx situada em uma segunda extremidade oposta do trilho inferior da estação de trabalho. Por meio do sistema de controle computadorizado, os veículos de armazenamento/recuperação robóticos são conduzidos através das estações de trabalho de uma maneira unidirecional da entrada dedicada para a saída dedicada, o que permite que vários veículos fiquem na fila dentro da estação de trabalho, reduzindo assim a obstrução do tráfego na disposição de trilho inferior tridimensional gradeado. No exemplo ilustrado, o uso de pontos de entrada e saída separados e a inclusão de um ou mais pontos intermediários em cada estação de trabalho entre os pontos de entrada e saída dos mesmos aumenta a capacidade de fila interna de cada estação de trabalho.
[0058] Contudo, o uso de pontos de entrada e saída separados, inclusão de um ou mais pontos intermediários entre a entrada e saída e a colocação da abertura de acesso em um ponto dedicado diferente dos pontos de entrada ou saída são características opcionais e podem ser totalmente omitidas ou em várias combinações. Por exemplo, em uma modalidade alternativa, o trilho inferior da estação de trabalho pode ser tão simples quanto duas linhas transversais que se estendem a partir da disposição de trilho inferior para definir um único ponto sobre o qual reside a abertura de acesso 52, servindo deste modo como um ponto de admissão, saída e acesso da estação de trabalho em um ponto de trilho singular. O veículo de armazenamento/recuperação robótico se conduziria para frente nesta faixa de extensão de ponto único na direção X ou Y perpendicular à linha de perímetro ao lado da disposição de trilho inferior, receberia interação com o trabalhador através da abertura de acesso e,
então, sairia estação de trabalho em uma direção reversa de volta para a disposição de trilho da grade tridimensional. Por conseguinte, a faixa de extensão não precisa necessariamente ser alongada ao longo do perímetro da disposição de trilho inferior da estrutura de grade como na modalidade ilustrada, e o invólucro não precisa ser necessariamente uma calha alongada tendo pontos de admissão e saída espaçados em locais espaçados de maneira longitudinal do trilho inferior da estação de trabalho. Em outro exemplo, uma faixa de extensão alongada como a da modalidade ilustrada pode ser usada em juntamente com uma calha que é aberta ao longo de todo o lado interno da mesma, conforme mostrado nos desenhos, permitindo deste modo que qualquer um dos vários pontos ao longo da faixa de extensão servir como um ponto de entrada e/ou saída.
[0059] A Figura 7 mostra de maneira esquemática uma vista plana superior de uma das estações de trabalho e uma área cercando da disposição de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional. Tal como acontece com o trilho inferior da estação de trabalho, a área quadrada denotada entre duas linhas na direção X adjacentes e duas linhas na direção Y adjacentes da disposição de trilho inferior é referida como um respectivo "ponto" nelas. Cada ponto subjacente a um respectivo eixo inferior da grade tridimensional é designado como um ponto de desembarque SLND, no qual os veículos de armazenamento/recuperação robóticos desembarcam na disposição de trilho inferior após terem se deslocado de maneira vertical para baixo através do eixo inferior. Cada ponto subjacente a um respectivo eixo superior no perímetro externo da grade tridimensional é designado como um ponto de lançamento SLCH, a partir do qual os veículos de armazenamento/recuperação robóticos se deslocam de maneira ascendente através do eixo superior para a disposição de trilho superior. O ponto na grade inferior que fica cerca o ponto de entrada SEN da estação de trabalho 18 é referido como um ponto de emergência SEM, a partir do qual o veículo de deslocamento robótico sai da disposição inferior da grade tridimensional e entra na estação de trabalho 18 no ponto de entrada do mesmo. O ponto na grade inferior que cerca o ponto de saída SX da estação de trabalho 18 é referido como um ponto de entrada nova SR, a partir do qual o veículo de deslocamento robótico entra novamente na grade tridimensional a partir do ponto de saída SX da estação de trabalho. As setas na figura mostram a via de deslocamento seguida por um veículo de armazenamento/recuperação robótico, primeiro se deslocando para fora do ponto de emergência da disposição de trilho inferior para o ponto de entrada da estação de trabalho, em seguida, se deslocando longitudinalmente através do ponto de acesso para interação com o trabalhador, antes de se mover longitudinalmente para o ponto de saída e, em seguida, fazer a transição de volta para a disposição de trilho inferior no ponto de reentrada do mesmo.
[0060] Um ou ambos dos pontos de emergência e entrada nova podem ser um ponto de várias finalidades, por exemplo, também servindo como um ponto de desembarque ou lançamento sob um respectivo eixo inferior ou superior, como mostrado no exemplo ilustrado onde o ponto de entrada nova também é um ponto de desembarque. Todos os outros pontos na área da disposição de trilho inferior cercando a estação de trabalho subjacente respectivas às colunas de armazenamento da grade na qual as unidades de armazenamento são guardadas. Estes locais servem como vagas de estacionamento disponíveis SP, em que um veículo de armazenamento/recuperação robótico carregando uma respectiva unidade de armazenamento pode ser estacionado seletivamente após o desembarque na disposição de trilho inferior no local de pouso SLND na parte inferior do poço inferior a partir do qual o armazenamento robótico/veículo de recuperação recuperou referida unidade de armazenamento no caso de haver outro veículo de armazenamento/recuperação robótico que se destina à mesma estação de trabalho e cujo deslocamento para referida estação de trabalho tenha sido atribuída, pelo sistema de controle informatizado, uma classificação de prioridade maior do que o veículo de armazenamento/recuperação robótico sendo estacionado. A seleção pelo sistema de controle computadorizado de um ponto particular no qual estacionar um dos veículos de armazenamento/recuperação pode ser com base em uma via de deslocamento de menor distância disponível para a entrada da estação de trabalho de um particular um dos pontos de desembarque designados nos quais o estacionamento do veículo de armazenamento/recuperação chegou à disposição de trilho inferior gradeado.
[0061] Por conseguinte, o sistema de controle computadorizado responsável por atribuir tarefas aos veículos de armazenamento/recuperação robóticos e controlar a navegação dos mesmos através da grade tridimensional e das estações de trabalho pode orquestrar a chegada de um grupo de veículos ocupados (ou seja, veículos que transportam as respectivas unidades de armazenamento) para o estação de trabalho atribuída para a qual essas unidades de armazenamento são destinadas em uma sequência que não necessariamente corresponde à sequência em que a tarefa foi atribuída (ou seja, a sequência de atribuição), a sequência em que essas unidades de armazenamento foram recuperadas (ou seja, a sequência de recuperação) de seus respectivos locais de armazenamento, a sequência em que os veículos ocupados pousaram na disposição de trilho inferior (ou seja, a sequência de desembarque) e/ou a sequência em que os veículos ocupados chegaram inicialmente um ponto de emergência contornado adjacente à estação de trabalho atribuída (ou seja, a sequência de chegada ou abordagem).
[0062] Em um exemplo ilustrativo, uma operação de escolha é executada pelo sistema de controle computadorizado e envolve a atribuição de um primeiro grupo de um ou mais veículos para recuperar uma ou mais unidades de armazenamento respectivas, cada uma contendo um item diferente para um primeiro pedido do cliente e entregar as referidas unidades de armazenamento para uma estação de trabalho particular e um segundo grupo de um ou mais veículos atribuídos para recuperar uma ou mais unidades de armazenamento, cada uma contendo um item diferente para um segundo pedido do cliente para entrega na mesma estação de trabalho. Devido às diferenças na distância de deslocamento da localização inicial de cada veículo até a estação de trabalho atribuída por meio de um local de recuperação disponível no qual uma unidade de armazenamento contendo o item apropriado é armazenada (da qual pode haver várias opções, nesse caso a prioridade pode ser dada com base no deslocamento geral mais curto a partir da localização atual do veículo de armazenamento/recuperação robótico até o destino de trabalho atribuído por meio de diferentes opções de localização de recuperação), os veículos dos dois grupos podem chegar no trilho inferior com suas unidades de armazenamento recuperadas e se abordar o trabalho atribuído estação em uma ordem mista. Neste momento, o sistema de controle computadorizado pode atribuir classificações de prioridade sobre as quais sequenciar a entrada dos dois grupos de veículos na estação de trabalho e instruir os veículos de prioridade mais baixa a estacionarem-se em pontos de estacionamento atualmente desocupadas da disposição de trilho inferior.
[0063] A classificação de prioridade atribuída pode ser com base, pelo menos parcialmente, em uma base de "entrega agrupada", de modo que todos os itens de um pedido sejam entregues antes de qualquer item do outro pedido. Pesagem adicional pode ser com base em uma base de "primeiro desembarque" ou "primeira chegada", onde o primeiro veículo desembarcando na disposição de trilho inferior ou abordando a estação de trabalho atribuída referida qual dos dois grupos de veículos é priorizado sobre o outro na "entrega agrupada”, ou em uma base de “prioridade de pedido”, onde os pedidos são classificados por prioridade devido ao tamanho (ou seja, separar pedidos maiores antes dos menores), destino de envio (separar pedidos destinados a um destino mais remoto antes de destinos mais locais), prazos de entrega, tipos de clientes, disponibilidade de veículos de envio etc. Portanto, dependendo dos critérios de classificação selecionados, todos os itens do primeiro pedido podem ser entregues no ponto de acesso da estação de trabalho antes de qualquer item do segundo pedido, ou vice-versa, independentemente da sequência particular na qual os dois pedidos foram recebidos pelo sistema. Alternativamente, um pedido grande que exige um grande número de unidades de armazenamento para o atendimento completo pode ter sua fila de veículos/armazenamento robóticos interrompidos por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação robóticos atribuídos a um pedido pequeno, a fim de escolher todo o pedido pequeno na estação de trabalho antes de retornar para continuar a escolha do pedido maior.
[0064] Um exemplo particular é ilustrado nas Figuras 7A a 7H, onde quatro veículos de armazenamento/recuperação V1, V2, V3, V4 estão carregando as respectivas unidades de armazenamento, U1, U2, U3, U4, cujas prioridades foram classificadas no sistema de controle computadorizado em ordem sequencialmente decrescente, de modo que a unidade de armazenamento U1 no veículo V1 é a de maior prioridade, e a unidade de armazenamento U4 no veículo V4 é de prioridade mais baixa, mas cuja chegada em proximidade com a estação de trabalho ocorreu sequência não correspondente a esta classificação de prioridade. Com referência à Figura 7A, o veículo V4 é o primeiro a desembarcar na disposição de trilho inferior e se aproximar do ponto de emergência SEM do mesmo. Devido à sua classificação de prioridade mais baixa, o veículo V4 está estacionado próximo à entrada da estação de trabalho, por exemplo, uma vaga de estacionamento Sp adjacente ao ponto de emergência SEM da disposição de trilho inferior. Voltando à Figura 7B, o veículo V2 é o próximo a desembarcar na disposição de trilho inferior e se aproximar do ponto de emergência SEM, e devido à sua classificação de prioridade não mais alta, também está estacionado em um local de estacionamento aberto Sp perto da entrada da estação de trabalho, por exemplo, adjacente ao veículo V4 estacionado anteriormente. Voltando à Figura 7C, o veículo V3 é o próximo a desembarcar na disposição de trilho inferior e abordar o ponto de emergência SEM e, devido à sua classificação de prioridade diferente da mais alta, também está estacionado em um ponto de estacionamento aberto SP perto da entrada da estação de trabalho, por exemplo, adjacente ao veículo V2 estacionado anteriormente. Voltando à Figura 7D, o veículo V1 é o próximo a desembarcar na disposição de trilho inferior e abordar o ponto de emergência SEM e devido à sua classificação de prioridade mais alta, desloca-se direto para o ponto de entrada SEN da estação de trabalho, conforme habilitado pela relação não obstrutiva dos veículos estacionados V2, V3, V4 com a entrada da estação de trabalho. Voltando à Figura 7E, o veículo V1 desloca-se de maneira diante através da calha da estação de trabalho acima da faixa de extensão e estaciona no ponto de acesso SA nele, entregando desse modo a unidade de armazenamento U1 classificada mais alta ao ponto de acesso para interação com ele por um trabalhador humano ou robótico.
[0065] Voltando à Figura 7F, tendo entregue a unidade de armazenamento U1 de classificação mais alta ao ponto de acesso SA da estação de trabalho, o veículo V2 levando a unidade de armazenamento U2 de classificação mais alta seguinte é, então, comandado para fora de seu ponto de estacionamento para o ponto de emergência da disposição de trilho inferior a partir da mesma adiante para o ponto de entrada da estação de trabalho e a partir da mesma adiante em direção ao ponto de acesso SA da estação de trabalho, onde o veículo V1 está atualmente estacionado. O veículo V2 está estacionado adjacente ao ponto de acesso SA atualmente ocupado pelo veículo V1. Voltando à Figura 7G, o veículo V3 carregando a próxima unidade de armazenamento de classificação mais alta U3 é, então, comandado para fora de seu local de estacionamento para o local de emergência da disposição do trilho inferior, daí para o local de entrada da estação de trabalho e daí em direção à estação de trabalho ponto de acesso onde o veículo V1 está estacionado e ao lado do qual o veículo V2 já está na fila. O veículo V3 está estacionado adjacente ao ponto intermediário atualmente ocupado pelo veículo V2. Voltando à Figura 7H, o veículo V4 final levando a unidade de armazenamento U4 de classificação mais baixa é então comandado para fora de seu ponto de estacionamento para o ponto de emergência da disposição de trilho inferior e a partir da mesma adiante para dentro do ponto de entrada da estação de trabalho, próximo ao qual os veículos V2 e V3 já estão enfileirados atrás do veículo V1. O veículo V4 está estacionado no ponto de entrada SEN da estação de trabalho de modo a residir adjacente ao ponto intermediário atualmente ocupado pelo veículo V3. Por meio da orquestração de veículos e suas unidades de armazenamento transportadas por estacionamento seletivo e avanço dos veículos na disposição do trilho inferior de acordo com sua classificação de prioridade, as quatro unidades de armazenamento estão agora enfileiradas dentro da estação de trabalho para o avanço devidamente sequenciado para o ponto de acesso estação de trabalho.
[0066] Usando a mesma estrutura da grade na qual as unidades de armazenamento são dispostas e por qual os veículos robóticos navegam a matriz de armazenamento, esta orquestração de sequência internamente realizada habilita o sequenciamento ou organização complexo durante as operações de escolha de pedido, enquanto evitar as ineficiências de espaço e do material associados com as técnicas do estado da técnica, tais como os transportadores de organização intensiva, onde a etapa da recuperação é realizada por uma frota de máquinas, e então a organização é realizada a jusante em um segundo estágio de tipo de equipamento ou maquinário diferente, antes de entregar itens organizados es estações de trabalho atribuídas situadas de maneira remota da estrutura de armazenamento.
[0067] Embora o exemplo anterior usa especificamente eixos para cima dedicados, eixos para baixo dedicados, e os pontos estacionando designados especificamente na disposição de trilho inferior com a finalidade de estacionar de maneira seletiva os veículos após a recuperação da unidade de armazenamento em sua via para as estações de trabalho de nível inferior atribuídas sem interferir com o fluxo de outros veículos não estacionados que se movem através da grade tridimensional, será apreciado que outras localizações na grade tridimensional podem ser usadas para estacionar temporariamente as unidades de armazenamento recuperadas durante a orquestração de entrega sequenciada para as estações de trabalho.
Por conseguinte, qualquer um dos pontos quadrados entre as linhas na direção X e Y da disposição de trilho superior podem da mesma forma ser usados como um ponto de estacionamento temporário para veículos ocupados durante a orquestração de entrega sequenciada, assim como podem ser usados para estacionar veículos inativos esperando ativação por meio de atribuição operacional e instrução a partir do sistema de controle computadorizado.
Em tal caso, os pontos que recobrem os eixos superiores e inferiores são preferencialmente reservados como pontos suspensos para entrada nos eixos inferiores e pontos de subida para saída dos eixos superiores e, portanto, não são empregados para fins de estacionamento temporário para não prejudicar o fluxo de tráfego de veículos não estacionados na grade.
Da mesma forma, a orquestração de entrega sequenciada pode empregar o estacionamento dos veículos em qualquer nível nos eixos para baixo e/ou eixos para acima com a finalidade de atrasar a chegada de tais veículos estacionados às estações de trabalho em vista das classificações de prioridade mais altas atribuídas aos outros veículos ocupados, embora novamente, pode ser preferencial evitar tal obstrução no deslocamento do eixo por outros veículos.
Embora as modalidades seletas têm eixos para cima dedicados específicos somente para o fluxo de tráfego ascendente dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos e separar os eixos para baixo dedicados somente para o fluxo de tráfego descendente, será apreciado que outras modalidades não necessitam restringir cada eixo a uma direção particular do fluxo de tráfego. Por conseguinte, o ponto na disposição de trilho inferior abaixo de tal eixo em dois sentidos serviria como tanto um ponto lançamento quanto ponto de desembarque, e o ponto na disposição de trilho superior acima do eixo em dois sentidos serviria tanto como um ponto de suspensão como um ponto de subida desse eixo. Além disso, embora o exemplo ilustrado tem estações de trabalho no nível inferior para o serviço da disposição de trilho inferior, os mesmos conceitos a respeito das estações de trabalho servidas por faixa de extensão, e a orquestração em grade da entrega sequenciada de unidades de armazenamento para as estações de trabalho, pode de maneira semelhante ser empregado nos exemplos onde as estações de trabalho são, ao invés disso, servidas a partir da disposição de trilho superior.
[0068] A mesma orquestração inventiva em grade de entrega sequenciada de unidades de armazenamento para as estações de trabalho inteiramente dentro da pegada bidimensional das disposições de trilho, também pode ser empregada independentemente de as estações de trabalho serem as estações de trabalho "de passagem" inventivas divulgadas neste documento, onde os mesmos veículos de armazenamento/recuperação robóticos responsáveis por recuperar e retornar unidades de armazenamento para a grade de armazenamento também carregam as unidades de armazenamento através das estações de trabalho, ou são estações de trabalho de "entrega" onde os veículos de armazenamento/recuperação robóticos deixam as unidades de armazenamento em um ponto de entrada da estação de trabalho, que pode ser, por exemplo, uma mesa giratória, elevador, transportador ou outro equipamento de manuseio responsável pela transição da unidade de armazenamento descartada para um ponto de acesso da estação de trabalho onde um trabalhador humano ou robótico então interage com o unidade de armazenamento fora da grade. O ponto de admissão no qual as unidades de armazenamento são despejadas podem residir dentro, ou fora, do rastreamento bidimensional das disposições de trilho, enquanto que o ponto de acesso (por exemplo, abertura de acesso 52 sobre um ponto de acesso SA) reside fora do rastreamento bidimensional das disposições de trilho, ou seja, fora da estrutura de grade de armazenamento.
[0069] Enquanto os exemplos anteriores se concentram nas operações de separação usadas para cumprir um pedido, entregando unidades de armazenamento contendo itens para esse pedido a uma estação de trabalho onde um trabalhador humano ou robótico pode remover esses itens das unidades de armazenamento e compilá-los em um recipiente de envio para entrega a um cliente, as estações de trabalho também podem ser usadas para operações de reabastecimento ou armazenamento em reserva de pedido, onde os itens são colocados na unidade de armazenamento apresentada pelo veículo de armazenamento/recuperação robótico no ponto de acesso da estação de trabalho, a partir do qual o veículo de armazenamento/recuperação robótico entra novamente na grade para colocar essa unidade de armazenamento em um local de armazenamento disponível na grade tridimensional. Na operação de rearmazenamento, os itens colocados no veículo de recuperação/armazenamento robótico levado pela unidade de armazenamento são novos itens de inventário de um tipo não armazenado anteriormente na estrutura, ou itens de reabastecimento de inventário substituindo itens previamente escolhidos.
[0070] Uma operação de reserva de pedido envolve primeiro uma operação de escolha, na qual o sistema de controle computadorizado atribui e instrui um grupo de veículos de armazenamento/recuperação para diferentes unidades de armazenamento de recuperação contendo uma coleção particular de itens exigidos para atender um pedido e levar os itens recuperados em suas unidades de armazenamento respectivas até a disposição de trilho inferior gradeado e adiante até a entrada da estação de trabalho atribuída a esta operação de reserva. À medida que o grupo de veículos atribuído se move através da estação de trabalho, o trabalhador extrai um ou mais itens do pedido da unidade de armazenamento em cada veículo quando o referido veículo chega ao ponto de acesso da estação de trabalho, e esses itens extraídos são amalgamados a fim de formar um atendimento total ou parcial do pedido.
[0071] Este pedido total ou parcialmente atendido é colocado em um recipiente de tamanho compatível com os espaços de armazenamento na estrutura de grade tridimensional. Este recipiente pode ser o mesmo que o resto das unidades de armazenamento, por exemplo, um reservatório de armazenamento passível de ser aberta/fechada, ou pode ser um recipiente de envio de tipo diferente das unidades de armazenamento (por exemplo, caixa de envio de papelão, opcionalmente fechada e vedada e tendo uma etiqueta de envio já colocada nela, por exemplo, se o conteúdo do pedido amalgamado atender a todo o pedido). O controlador informatizado envia um veículo descarregado para a mesma estação de trabalho, onde o recipiente com o conteúdo do pedido amalgamado é colocado em cima desse veículo no ponto de acesso da estação de trabalho. O controlador computadorizado então envia este veículo levando o pedido de volta para a estrutura de grade tridimensional com instruções para armazenar o pedido total ou parcialmente atendido em um local de armazenamento disponível na estrutura de grade tridimensional. A mesma grade de armazenamento tridimensional usada para armazenar itens de inventário pode, portanto, também ser usada para reservar envios parcialmente preparados ou totalmente prontas até uma data ou hora posterior, por exemplo, uma hora de coleta futura em que um veículo de envio deve chegar para coletar um pedido totalmente concluído para entrega, ou no caso de um pedido parcialmente atendido exigindo itens adicionais atualmente fora de estoque, um momento futuro no qual o inventário fora de estoque será reabastecido para habilitar a conclusão do pedido.
[0072] Quando chega a hora da coleta ou reabastecimento de inventário, uma operação de recuperação de pedido em reserva é realizada pelo sistema de controle computadorizado, enviando um veículo de armazenamento/recuperação robótico para recuperar o recipiente de pedido de seu local de armazenamento e entregar o recipiente de pedido a uma das estações de trabalho, para recuperação do recipiente, ou dos itens individuais nele contidos, através da abertura de acesso da estação de trabalho. Se o pedido reservado for apenas um pedido parcial, então os itens em faltam anteriormente são então amalgamados com os itens recuperados, seja por adição ao mesmo recipiente, se for utilizável como recipiente de envio, ou por amalgamação em um novo recipiente de envio.
[0073] Tendo resumido as novas estações de trabalho da presente invenção, novos usos das mesmas e novo uso da própria estrutura de grade tridimensional para sequenciamento de entrega da estação de trabalho e reserva de pedidos, a atenção agora é voltada para outros pontos de novidade na estrutura de grade tridimensional, frota de veículos robóticos e operação cooperativa entre eles.
[0074] A Figura 8 ilustra uma seção isolada da disposição de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional, com primeira e segunda linhas longitudinais paralelas 60a, 60b executando na direção X da disposição de trilho inferior e um conjunto paralelo de linhas transversais adicionais 62a - 621' interconectando de maneira perpendicular as primeira e segunda linhas longitudinais 60a, 60b em intervalos regularmente espaçados ao longo delas na direção Y da disposição de trilho inferior. Conforme mencionado acima, um ponto respectivo da disposição de trilho inferior é denotado pela área quadrada entre as duas linhas longitudinais e cada par adjacente de linhas transversais 62a-62f. A linha transversal no mesmo lado de cada ponto (no lado direito de cada ponto no exemplo ilustrado) leva um marcador de localização visualmente detectável 66 nele em um ponto médio da parte superior do trilho.
O marcador de localização detectável pode ser aplicado como um adesivo ou rótulo separado, ou gravado na própria linha do trilho.
Cada veículo de armazenamento/recuperação robótico leva um escâner 66 em um lado do veículo de armazenamento/recuperação robótico que corresponde ao lado dos pontos de trilho nos quais os marcadores de localização 64 estão posicionados.
O escâner compreende um dispositivo de captura de imagem com um campo angulado de maneira descendente de vista orientada para capturar imagens das linhas transversais marcadas à medida que os veículos de armazenamento/recuperação robóticos se deslocam na disposição de trilho inferior.
O campo de visão é almejado de modo que o tamanho da armação do mesmo nos lados superiores marcados das linhas excedam o tamanho dos marcadores detectáveis.
O escâner e os marcadores de localização são posicionados relativo uns aos outros, de tal modo que quando o veículo de armazenamento/recuperação robótico é centrado adequadamente entre as duas linhas longitudinais e duas linhas transversais limitando um dado ponto do trilho inferior, o marcador de localização 66 respectivo em uma das linhas transversais ocuparão uma sub-região predeterminada do campo de visão do escâner (por exemplo, uma área central do mesmo). A medida que o veículo de armazenamento/recuperação robótico chega em um ponto de destino alvo da disposição de trilho inferior, o escâner captura imagens de seu campo de visão atual e um módulo do software executado por um processador local do computador do veículo robótico compara a posição do marcador dentro da armação de maior visão do escâner para verificação do acordo entre a posição do marcador na armação de visão e a armação de visão esperado da sub-região na qual o marcador é esperado.
Portando, onde a sub-região é uma área central da armação de visão, o software está verificando se o marcador está centrado adequadamente na armação de visão. O acordo ou desacordo relativo refletem deste modo o alinhamento relativo entre o veículo de armazenamento/recuperação robótico e o ponto alvo na disposição de trilho inferior.
[0075] Conforme descrito no pedido PCT anterior da Requerente, o veículo de armazenamento/recuperação robótico 14 apresenta um conjunto de rodas na direção X 68 em dois lados opostos do veículo de armazenamento/recuperação robótico e um conjunto de rodas na direção Y 70 nos outros dois lados opostos do veículo de armazenamento/recuperação robótico. As rodas na direção X 68 podem ser levantas e rebaixadas em relação a uma armação ou chassi do veículo de armazenamento/recuperação robótico para um desengate com as linhas na direção X da disposição de trilho, assim como as rodas na direção Y 70 são eleváveis e rebaixável em relação a uma armação do veículo de armazenamento/recuperação robótico para um desengate com as linhas na direção Y da disposição de trilho. O levantamento das rodas na direção X fora do contato com as linhas na direção X é realizado quando o veículo de armazenamento/recuperação robótico deve se deslocar na direção Y por rotação acionada das rodas na direção Y nas linhas na direção Y, enquanto o levantamento das rodas na direção Y fora do contato com as linhas na direção Y é realizado quando o veículo de armazenamento/recuperação robótico deve se deslocar na direção X por rotação acionada das rodas na direção X nas linhas na direção X.
[0076] A Figura 8 mostra o exemplo onde o veículo de armazenamento/recuperação robótico 14 está conduzindo-se na direção X da disposição de trilho inferior em direção a um ponto de destino alvo nela e está fazendo o escaneamento os marcadores de localização nas linhas na direção Y conforme o faz. Cada marcador de localização pode incorporar um código escaneável contendo um ID exclusivo do respectivo ponto que designa dentro do mapa de grade bidimensional da disposição de trilho inferior, pelo qual este ID exclusivo juntamente com o alinhamento detectado do marcador de localização do ponto de destino alvo pode ser usado para confirmar a chegada do veículo de armazenamento/recuperação robótico no ponto de destino alvo correto e alcançar a centralização adequada do veículo de armazenamento/recuperação robótico neste ponto. Tal alinhamento garante que 1) o veículo de armazenamento/recuperação robótico não interfira com o deslocamento de outro veículo em outra direção através de pontos cercando na disposição de trilho; e 2) o veículo de armazenamento/recuperação robótico está devidamente alinhado com o eixo vertical acima dele se o ponto de destino alvo for um ponto de lançamento a partir do qual o veículo de armazenamento/recuperação robótico é destinado a se deslocar de maneira ascendente através do eixo acima dele.
[0077] O engate das rodas em lados opostos do veículo de armazenamento/recuperação robótico com as linhas correspondentes da disposição de trilho inferior garante de maneira automática o alinhamento do veículo de armazenamento/recuperação robótico no ponto alvo da disposição de trilho inferior na direção de trilho perpendicular a essas linhas. Portanto, no exemplo ilustrado da Figura 8, as rodas na direção X estão engatadas com as linhas na direção X, alinhando de maneira automática o veículo de armazenamento/recuperação robótico com o ponto alvo na direção Y. Durante a chegada do veículo de armazenamento/recuperação robótico no ponto alvo na direção X, o escâner captura imagens de sua armação de visualização e o software executado pelo processador local no veículo de armazenamento/recuperação robótico verifica a posição da imagem do marcador de localização dentro da armação de visualização, e usa qualquer desvio entre a posição do marcador de localização real e esperada na armação de visualização como sinais de retorno para ajustar de maneira dinâmica os sinais de acionamento para os motores das rodas na direção X de modo a conduzir o veículo de armazenamento/recuperação robótico para o alinhamento adequadamente centrado no ponto alvo. O mesmo procedimento de alinhamento é usado para prover controle governado por retorno sobre as rodas na direção Y ao deslocar-se para um ponto alvo na direção Y. Uma vez que os veículos de armazenamento/recuperação robóticos nunca mudam a orientação na disposição de trilho, a seleção particular de qual conjunto de linhas os marcadores são colocados (tanto linhas na direção X quanto na direção Y) não tem importância, desde que o escâner seja colocado o lado apropriadamente cooperativo de cada veículo.
[0078] Além de tal ajuste da posição do veículo à medida que chega ao ponto alvo na disposição de trilho, o ajuste dinâmico anterior do curso do veículo pode ocorrer a montante de tal chegada, digitalizando os outros marcadores além dos quais o veículo está se deslocando em sua via para o ponto alvo abaixo do eixo alvo. As instruções de deslocamento originais atribuídas e transmitidas ao veículo de armazenamento/recuperação pelo sistema de controle computadorizado são baseadas na distância física real até o eixo alvo com base nas dimensões de grade conhecidas da estrutura. Quando o veículo está se deslocando através de mais de um ponto de passagem para alcançar o ponto da grade alvo abaixo do eixo de destino, o escâner pode realizar um escaneamento conforme ele se move através de cada ponto de passagem, usar os resultados para corrigir dinamicamente as instruções de deslocamento no voo para levar em conta as diferenças entre a distância de deslocamento originalmente atribuída e a distância de deslocamento restante real da localização atual do veículo até o local alvo, coordenando assim a chegada alinhada de forma mais precisa do veículo de armazenamento/recuperação no local alvo para evitar ou reduzir a necessidade para o ajuste fino do alinhamento durante a chegada final ao ponto alvo.
[0079] Embora a modalidade ilustrada empregue marcadores de localização estáticos localizados na estrutura tridimensional em grade em posições fixas em relação aos pontos visáveis na disposição de trilho inferior e escâneres móveis transportados nos veículos de armazenamento/recuperação em movimento, este arranjo pode ser revertido por ter escâneres posicionados estaticamente na estrutura de grade e marcadores detectáveis nos veículos de armazenamento/recuperação robóticos, embora seja provavelmente preferencialmente ter o escaneamento e o processamento de imagem associado realizado no veículo de armazenamento/recuperação robótico cujas rodas estão sendo controladas. Embora a descrição anterior da ferramenta de confirmação de alinhamento de escâner/marcador seja feita com referência à disposição de trilho inferior para garantir que um veículo esteja devidamente alinhado em um ponto de lançamento direcionado da disposição de trilho inferior antes que o veículo de armazenamento/recuperação robótico seja levantado para dentro o eixo acima de tal ponto de lançamento, a mesma ferramenta também pode ser empregada na disposição de trilho superior para garantir o alinhamento de um veículo em um ponto suspenso direcionado por cima de um respectivo eixo antes de baixar o veículo de armazenamento/recuperação robótico para dentro de referido eixo.
[0080] As Figuras 10 a 15 ilustram um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos em um ponto de lançamento SLCH da disposição de trilho inferior da estrutura de grade tridimensional. A maior parte da grade é omitida para fins ilustrativos, deixando apenas os quatro trilhos da disposição de trilho inferior que delimitam este local de lançamento específico (dos quais um trilho na direção X é rotulado como 60 e um trilho na direção Y é rotulado como 62), as quatro pernas de suporte 30 suportando os trilhos nos pontos de interseção entre eles nos cantos do local de lançamento e dois dos quatro membros de armação verticais 12 que ficam em pé a partir dos quatro cantos do local de lançamento para definir os quatro cantos da respectiva vertical eixo acima do local de lançamento. Os outros dois membros de armação verticais são omitidos para prover visibilidade melhorada do veículo de armazenamento/recuperação robótico para demonstrar a interação do mesmo com um novo mecanismo de elevação 72 para elevar o veículo de armazenamento/recuperação até o eixo superior sobreposto.
[0081] O mecanismo de elevação 72 está assentado sobre a mesma superfície do solo que as pernas de suporte 30 da disposição de trilho inferior dentro da pegada retangular do local de lançamento. Mostrado isoladamente da disposição de trilho inferior nas Figuras 16 a 19, o mecanismo de elevação 72 apresenta uma armação de base com quatro pernas de canto verticalmente verticais 74 interconectadas por travas horizontais 76 e um painel superior 78 montado no topo da armação de base no topo extremidades das pernas de canto 74. Uma plataforma de elevação 80 reside acima do painel superior 78 da armação de base e é transportada de forma móvel de uma maneira que pode ser elevada/abaixada por um atuador adequado, que no exemplo ilustrado é um atuador linear elétrico 81 cujo motor elétrico 82 é montado no lado inferior do painel superior da armação de base com a haste de saída 84 do atuador alcançando para cima através de uma abertura central no painel superior para conectar ao lado inferior da plataforma de elevação. Por conseguinte, a extensão do atuador linear levanta a plataforma de elevação para cima a partir do painel superior e a retração do atuador linear abaixa a plataforma de elevação de volta para o contato ou estreita adjacência ao painel superior da armação de base. Um conjunto de quatro hastes de guia lineares 86 são fixadas na parte inferior da plataforma de elevação perto dos cantos da mesma e passam para baixo através de um conjunto de buchas ou rolamentos na placa superior da armação de base para movimento de deslizamento para cima e "para baixo" através de "a placa superior" "durante a extensão" e "retração" do atuador "linear". As guias de haste ajudam assim a estabilizar a plataforma de elevação para manter uma orientação horizontalmente nivelada da mesma.
[0082] A armação de base é de uma altura menor do que a disposição de trilho inferior, de modo que o painel superior 78 da armação de base resida em uma elevação abaixo dos lados superiores dos trilhos da disposição de trilho inferior e, por exemplo, ligeiramente abaixo dos lados inferiores desses trilhos, que quando a plataforma de elevação está na posição abaixada adjacente ao painel superior da armação de base, ela não se projeta acima dos trilhos da disposição de trilho inferior. Na posição seguida da plataforma de elevação, os veículos de armazenamento/recuperação robóticos podem, portanto, se deslocar livremente sobre o local de lançamento em qualquer direção do trilho. Os suportes de montagem 88 estendem-se para fora do painel superior da armação de base do mecanismo de elevação em dois ou mais lados do mesmo e são fixados aos trilhos da disposição de trilho inferior, por exemplo, em seus lados inferiores, fixando assim a posição da plataforma de elevação em uma relação devidamente quadrada com a disposição de trilho gradeado e em uma posição devidamente centralizada dentro da área quadrada do local de lançamento.
[0083] O mecanismo de elevação é comunicável com o sistema de controle computadorizado via conexão com ou sem fio ao mesmo. Quando um veículo de armazenamento/recuperação robótico que se desloca ao longo da disposição de trilho inferior atinge um ponto de lançamento direcionado sob um eixo superior através do qual o veículo de armazenamento/recuperação robótico está destinado a se deslocar, e é alinhado com precisão com o eixo superior usando o local descrito acima marcadores e escâneres cooperantes, o transceptor sem fio do veículo de armazenamento/recuperação robótico responsável pela comunicação dos mesmos com o sistema de controle computadorizado sinaliza o referido sistema da chegada confirmada do veículo de armazenamento/recuperação robótico no local de lançamento alvo. Em resposta a isso, os sistemas de controle computadorizado enviam um sinal de ativação para o mecanismo de elevação, em resposta ao qual o atuador 80 do mesmo é ativado na direção da extensão para elevar a plataforma de elevação 80 em contato com um lado inferior da armação de armazenamento/recuperação robótica ou chassi do veículo logo acima da disposição de trilho inferior das linhas. Com o peso do veículo de armazenamento/recuperação robótico agora suportado pelo mecanismo de elevação em vez de andar nas rodas de transporte do veículo de armazenamento/recuperação robótico na disposição de trilho inferior da via, as rodas de transporte do veículo de armazenamento/recuperação robótico são puxadas para dentro em uma direção interna para reduzir a pegada do veículo de armazenamento/recuperação robótico a um tamanho reduzido capaz de entrar no eixo de modo que as rodas do pinhão possam engatar com os dentes da cremalheira nos membros da estrutura vertical nos cantos do eixo superior para permitir a escalada do veículo de armazenamento/recuperação através do mesmo. Apenas um conjunto inferior de dentes de cremalheira 90 é mostrado no segmento inferior 32 de um dos dois membros de estrutura verticais ilustrados nas Figuras 10 a 15, mas será apreciado que tais dentes de cremalheira são providos em todos os oito lados voltados para dentro dos quatro pilares membros da estrutura do eixo superior, e se estendem por uma altura substancialmente total do eixo até próximo ao layout de trilho superior.
[0084] Após ou durante tal retração das rodas, uma extensão adicional do atuador do mecanismo de elevação é realizada para levantar o veículo de armazenamento/recuperação robótico para uma posição elevada na qual os dentes das rodas de pinhão do veículo de armazenamento/recuperação robótico são colocados em engate ou adjacência imediata com dentes de cremalheira inferiores nos membros da estrutura vertical da estrutura de grade, em cujo ponto a ativação das rodas de pinhão do veículo de armazenamento/recuperação robótico inicia a escalada do veículo de armazenamento/recuperação robótico para cima através do eixo superior da estrutura de grade. O mecanismo de elevação, sendo alimentado por uma fonte de alimentação da rede elétrica, reduz assim a carregamento de energia geral consumida pelas fontes de alimentação a bordo do veículo de armazenamento/recuperação em seu deslocamento desde a disposição de trilho inferior até a disposição de trilho superior, visto que a fonte de alimentação a bordo do veículo de armazenamento/recuperação não é usada para levantar o robô até uma posição engatável com os dentes da cremalheira.
[0085] Para manter o veículo de armazenamento/recuperação robótico alinhado com o eixo superior durante o levantamento, a plataforma de elevação e a parte inferior do chassi do veículo podem ter características masculinas e femininas combináveis dispostas em um padrão correspondente para se alinharem automaticamente quando o veículo está devidamente centrado no local de lançamento do trilho, pelo que a elevação da plataforma de elevação combina as características macho/fêmea nela com as características fêmea/macho correspondentes na parte inferior do chassi do veículo. As características combinadas evitam que o chassi do veículo deslize na plataforma de elevação conforme ela é elevada. No exemplo, quatro bicos machos projetam-se para cima da parte superior da plataforma de elevação perto dos cantos externos da mesma para coincidir com quatro reentrâncias de acoplamento na parte inferior do chassi do veículo.
[0086] A Figura 20 mostra um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos 14 e uma unidade de armazenamento 92 a receber no veículo de armazenamento/recuperação robótico para transporte, desse modo, dentro da estrutura de grade tridimensional e das estações de trabalho. No exemplo ilustrado, a unidade de armazenamento para e da qual itens individuais menores podem ser inseridos e removidos é uma bandeja aberta, embora como mencionado 'em outro lugar aqui acima, uma caixa que pode ser aberta/fechada, escaninho ou caixa de embalagem "pode" alternativamente ser usado. Em outras modalidades, a unidade de armazenamento pode ser a embalagem de um item individual, em oposição a um recipiente para armazenar vários itens nele. Em outras modalidades, onde as dimensões da grade e as estações de trabalho são em escala maior, uma unidade de armazenamento pode ser um palete no qual um ou mais itens são recebidos, seja um item individual relativamente grande ou uma pluralidade de itens. No exemplo de vários itens paletizados, os itens podem ser distribuídos entre vários recipientes (por exemplo, caixas, bandejas, caixotes ou caixas de embalagem) colocados ou empilhados no palete, com um ou mais itens armazenados em cada um desses recipientes.
[0087] Conforme divulgado no pedido PCT anterior da Requerente, o veículo de armazenamento/recuperação robótico 14 apresenta uma plataforma de suporte superior 94 na qual a unidade de armazenamento 92 pode ser recebida para ser transportada pelo veículo de armazenamento/recuperação robótico 14 e que pode apresentar uma torreta giratória 96 rodeada por uma superfície de convés externa estacionária 98. Conforme divulgado no pedido PCT anterior da Requerente, a torreta pode mais uma vez ter um braço extensível/retrátil (não mostrado), que juntamente com a função rotativa da torreta permite puxar as unidades de armazenamento para a plataforma de suporte e empurrar as unidades de armazenamento para fora do plataforma de suporte em todos os quatro lados do veículo de armazenamento/recuperação robótico de modo que cada veículo possa acessar uma unidade de armazenamento em qualquer lado de qualquer eixo na estrutura de grade tridimensional. Ou seja, cada veículo robótico de armazenamento/recuperação é operável em quatro posições de trabalho diferentes dentro de qualquer um dos eixos para permitir o acesso a qualquer um dos locais de armazenamento em qualquer um dos quatro lados diferentes do eixo. Na modalidade presentemente ilustrada, a torreta e a superfície do convés são mostradas de forma simplificada sem detalhes para simplicidade ilustrativa.
[0088] A torreta e a superfície do convés circundante definem coletivamente uma área de desembarque quadrada no topo da qual a unidade de armazenamento está assentada quando adquirida no veículo de armazenamento/recuperação robótico 1-4. Esta área de desembarque é igual ou semelhante em tamanho e forma ao lado inferior de cada unidade de armazenamento na estrutura de grade tridimensional, como mostrado pela Figura 21, onde a posição assentada da unidade de armazenamento ocupando toda a área de desembarque. Com a finalidade de garantir que a unidade de armazenamento seja totalmente recebida e devidamente alinhada na área de desembarque do veículo de armazenamento/recuperação robótico, a plataforma de suporte superior 94 tem um conjunto de sensores de estado de carregamento 100 situados em estreita proximidade com o perímetro externo do mesmo em posições espaçadas ao longo de referido perímetro. No exemplo ilustrado, os sensores de carregamento são sensores ópticos embutidos na superfície superior da área de pouso e providos em uma quantidade de quatro, cada um posicionado próximo a um respectivo dos quatro cantos externos da área de desembarque. Como parte de uma rotina de carregamento puxando uma unidade de armazenamento para o veículo de armazenamento/recuperação robótico de um local de armazenamento na grade tridimensional usando a retração do braço extensível/retrátil, o processador local no veículo, então, verifica o estado dos quatro sensores de carregamento para detecção de presença do lado inferior da unidade de armazenamento acima do sensor. Um sinal de detecção positivo de todos os quatro sensores de estado de carregamento confirma, assim, a presença da unidade de armazenamento em todos os quatro cantos da área de desembarque, confirmando assim que a unidade de armazenamento é totalmente recebida na área de desembarque e está em alinhamento quadrado corretamente com a mesma.
[0089] Uma modalidade usa sensores ópticos reflexivos para detecção de estado de carregamento, onde a energia de luz transmitida por um emissor de feixe óptico do sensor é refletida fora da parte inferior da unidade de armazenamento de volta para um receptor óptico do sensor quando a unidade de armazenamento está presente ali, assim com sucesso determinar referida presença. O cálculo do tempo de voo (ou seja, a diferença no tempo entre a emissão de um pulso óptico e a detecção do pulso óptico refletido) pode ser usado para diferenciar entre a reflexão do lado inferior de um compartimento de armazenamento sentado na área de pouso do veículo de armazenamento/recuperação robótico vs reflexão de outra superfície mais distante. Será apreciado que tipos de sensores diferentes de sensores ópticos podem ser empregados, por exemplo, incluindo interruptores de limite acionados mecanicamente por contato com o lado inferior da unidade de armazenamento, ou sensores magnéticos acionados pela presença de elementos magnéticos cooperantes que emitem campos magnéticos detectáveis no lado inferior de a unidade de armazenamento. No entanto, os sensores ópticos podem ser preferenciais para evitar peças móveis ou necessidade de integração magnética ou outra configuração especializada das unidades de armazenamento.
[0090] Conforme divulgado acima, a estrutura de grade tridimensional usada para armazenar itens de estoque em um centro de atendimento de pedidos também pode ser usada para armazenar pedidos total ou parcialmente concluídos dentro da mesma estrutura de grade de armazenamento de estoque. A Figura 22 ilustra uma grade de classificação/reserva tridimensional separada que pode complementar uma grade de armazenamento de inventário do tipo mostrado na Figura 2. Por exemplo, o estoque de suprimento de entrada paletizado pode ser despaletizado e induzido na grade de armazenamento de estoque da Figura 2, a partir da qual os pedidos são então separados e embalados em recipientes de remessa, que são então induzidos na estrutura de grade de classificação/armazenamento 200 da Figura 22. A estrutura de grade de classificação/reserva 200 apresenta a mesma estrutura tridimensional que a grade de armazenamento de inventário, tendo, assim, disposições de trilhos superiores e inferiores correspondentes e a matriz de membros de quadro verticais entre eles para delimitar colunas de armazenamento e eixos verticais entre as duas disposições de trilhos para permitir uma frota de veículos de armazenamento/recuperação robóticos para atravessar horizontalmente cada disposição de trilho e verticalmente atravessar os eixos entre as duas disposições de trilho para acessar os locais de armazenamento em prateleiras entre eles. No entanto, os locais de armazenamento na grade de classificação/reserva 200 contêm recipientes de remessa previamente embalados contendo os pedidos selecionados da grade de armazenamento de estoque. A frota robótica é novamente controlada sem fio por meio de um sistema de controle computadorizado central, por exemplo, o mesmo sistema de controle computadorizado compartilhado pela grade de armazenamento de estoque.
[0091] No exemplo ilustrado da Figura 22, a disposição de trilho superior da grade de classificação/proteção 200 é servido por uma pluralidade de estações de entrada 202 instaladas cooperativamente com a mesma com a finalidade de carregar recipientes de embarque 204 em veículos de armazenamento/recuperação robóticos na disposição do trilho superior. Cada estação de entrada pode compreender um transportador 206 no qual uma série de recipientes de envio podem ser enfileirados para indução na grade de classificação/reserva 200, com uma extremidade de saída de cada transportador elevada ligeiramente acima da disposição de trilho superior da grade de classificação/reserva 200 no perímetro externo do mesmo por uma distância elevada igual ou ligeiramente superior às alturas dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos 14. Desta maneira, a saída de cada transporte de admissão 206 reside em, ou acima de, um plano de referência horizontal superior ocupado pelas áreas de desembarque dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos quando se conduzindo sobre a disposição de trilho superior. O transportador de entrada pode deste modo deslizar ou despejar um recipiente de envio recebido na área de desembarque, de um dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos situados em um ponto de escolha alinhado com a extremidade de saída do transportador de entrada no perímetro exterior da disposição de trilho superior.
[0092] Uma ou mais estações de admissão podem ser providas em qualquer um ou mais lados do perímetro da disposição de trilho superior, embora, conforme ilustrado, as estações de admissão podem residir em um lado comum da disposição de trilho superior que é mais próximo de uma grade de armazenamento de inventário no local da qual os recipientes de envio embalados estão chegando, ou mais próximo de uma ou mais estações de embalagem intermediárias nas quais os itens do pedido amalgamados nas grades de armazenamento de inventário das estações de trabalho são posteriormente embalados antes de serem encaminhados para a grade de organização/reserva 200. Contudo, será apreciado que as duas grades não precisam ser necessariamente localizadas em uma instalação compartilhada.
[0093] A disposição de trilho inferior da grade de organização/reserva 200 é servida por uma pluralidade de estações de saída 208 instaladas cooperativamente com a mesma com a finalidade de descarregar recipientes de envio de saída 210 em veículos de armazenamento/recuperação robóticos na disposição de trilho inferior. Cada estação de saída pode compreender um transportador 212 no qual uma série de recipientes de envio de saída podem ser enfileirados para transferência para um local mais a jusante da instalação, por exemplo, uma área de embalagem final ou compartimento de carregamento no qual os recipientes serão carregados em um veículo de envio quando disponíveis. Uma extremidade de entrada de cada transportador de saída 212 está situada em, ou ligeiramente abaixo, de um plano horizontal inferior no qual as áreas de desembarque dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos residem quando se conduzem sobre a disposição de trilho inferior. Desta maneira, um veículo de armazenamento/recuperação robótico em um ponto de despejo situado no perímetro externo da disposição de trilho inferior em alinhamento com a extremidade de entrada do transportador pode deslizar ou despejar um recipiente de envio a partir do referido veículo de armazenamento/recuperação robótico na extremidade da entrada do transportador de saída. Uma ou mais estações de saída podem ser providas em qualquer um ou mais lados do perímetro da disposição de trilho superior. O exemplo ilustrado apresenta estações de saída em pelo menos dois lados opostos da disposição de trilho inferior, por exemplo, para alimentar respectivamente um par de compartimentos de carregamento ou áreas de embalagem situadas opcionalmente em lados opostos da grade de organização/reserva 200.
[0094] Cada recipiente de envio recebido pode ser recolhido de uma das estações de entrada por um veículo de armazenamento/recuperação robótico atribuído a esta tarefa de escolha pelo sistema de controle computadorizado e, então, levado para um local de armazenamento disponível (ou seja, atualmente desocupado) na grade de organização/reserva 200 por meio do respectivo eixo do qual este local de armazenamento é acessível e deixado neste local de armazenamento para recuperação posterior. Alternativamente, ao invés de comandar o veículo de armazenamento/recuperação robótico atribuído para armazenar o recipiente de envio recebido, o sistema de controle computadorizado pode comandar o veículo de armazenamento/recuperação robótico para entregar o recipiente de envio diretamente a uma das estações de saída, em vista da uma necessidade ou disponibilidade no compartimento de carregamento ou área de embalagem para esse recipiente de envio em uma situação urgente.
[0095] Na seleção dentre essas opções de armazenamento e saída direta para o recipiente de envio escolhido, o sistema de controle computadorizado pode consultar uma classificação de prioridade de pedido de um pedido associado a esse recipiente de envio, em relação a outros pedidos cujos recipientes constituintes já foram inseridos na grade de organização/reserva 200. Adicionalmente ou alternativamente, se o recipiente de remessa recolhido for apenas um componente parcial de um pedido geral maior, então a determinação de se armazenar o recipiente de envio ou entregá-lo diretamente a uma estação de saída é com base pelo menos em parte sobre se os outros recipientes de envio que atendem o restante do pedido geral maior também estão presentes, ou de maneira iminente esperados, na grade de organização/reserva 200. Se todo o pedido estiver presente ou de maneira iminente presente, e não houver quaisquer outros pedidos de classificação de prioridade mais alta, então o recipiente atualmente escolhido pode ser colocado diretamente na estação de saída apropriada à qual o pedido é atribuído pelo sistema de controle computadorizado. Os outros recipientes constituintes desse mesmo pedido são recuperados dos respectivos locais de armazenamento na grade de organização/reserva 200, se já estiverem presentes, e entregues a essa mesma estação de saída atribuída, ou são atribuídos para escolha iminente e entrega direta a essa estação de saída se referidos outros recipientes constituintes estiverem atualmente em, ou de maneira iminente esperados nas estações de entrada.
[0096] Um exemplo particular de uma aplicação útil para a combinação das duas grades tridimensionais é com base em corredor ou operações de montagem de kits com base em locais semelhantes, por exemplo, onde os itens de varejo diferentes destinados para um varejista são escolhidos nos grupos da grade de armazenamento de inventário de acordo com uma seção de corredor particular ou outra sub-região identificável da disposição da loja do varejista para o qual os itens particulares são destinados. Os grupos diferentes são embalados em recipientes de envio diferentes, e então alimentados de maneira individual na grade de organização/reserva para o armazenamento temporário (ou seja, em reserva), à medida que cada um de tal grupo de itens escolhido é escolhido e embalado. Saindo da grade de armazenamento de inventário, as estações de trabalho conectadas da mesma, ou estação(ões) de embalagem subsequentes localizadas mais a jusante da grade de armazenamento de inventário em diferentes horários, os recipientes de envio chegam na grade de organização/reserva em pontos alternados no tempo, com um ou mais recipientes inicialmente recebidos potencialmente chegando muito mais cedo do que um restante recebido posteriormente dos referidos recipientes, e assim os pacotes recebidos mais cedo são temporariamente armazenados (ou seja, reservados) na grade de organização/reserva, pelo menos até tal tempo à medida que o restante de recipientes sejam recebido ou de maneira iminente se aproxime da grade de organização/reserva. Nesse momento, os recipientes de envio recebidos inicialmente e anteriormente reservados são recuperados de seus respectivos locais de armazenamento na grade de organização/reserva 200 e entregues a uma estação de saída comum por um ou mais dos veículos de armazenamento/recuperação robóticos para amalgamação (por exemplo, paletização) no pedido completo pronto para envio ao varejista.
[0097] Contudo, este é somente um exemplo não limitante da utilidade da grade de organização/reserva 200, o uso da qual não é limitada especificamente para se usar com uma solução de armazenamento de inventário usando especificamente a estrutura de grade tridimensional empregada na invenção atual e pedido PCT anterior acima mencionado da
Requerente. Além disso, a montagem de kit com base em corredor para varejistas é somente um exemplo, e os clientes diferente de varejo de maneira semelhante tendo uma disposição organizacional com base em corredor ou semelhantemente mapeada com sub-regiões identificáveis diferentes podem da mesma forma beneficiar-se de entrega em kits. Isto pode incluir fabricantes com armazenamento organizado para matérias primas e componentes pré-fabricados de fornecedores exteriores, onde recipientes de envio em kits são destinados para tal armazenamento do fabricante no local, do qual as matérias primas ou componentes pré- fabricados são distribuídos a um ou mais estações de fabricação na instalação. A abordagem de montagem de kits pode também ser usada onde as próprias estações de fabricação são as sub-regiões identificáveis diferentes para qual os materiais em kit ou componente são destinados de acordo com as necessidades de suprimento de tais estações, se estas estações são estágios diferentes dentro de uma linha de produto, ou das estações de montagem total ou parciais para duas linhas de produto diferentes.
[0098] Em um outro exemplo, tais instalações de fabricação poderiam ter a grade do armazenamento de inventário da Figura 2 no local para montagem de kit de matérias primas e/ou componentes, tanto com quanto sem a grade de organização/reserva 200 a jusante, para alimentar unidades de armazenamento repletas de kits para as estações de fabricação na mesma instalação.
[0099] Os sistemas de controle computadorizados referenciados neste documento podem compreender um ou mais processadores de computador, memória legível por computador não transitória acoplada aos mesmos e na qual são armazenadas declarações e instruções executáveis por referidos um ou mais processadores para realizar as várias tarefas associadas descritas neste documento, incluindo geração e transmissão de sinais de comando e comunicação para a frota de veículos de armazenamento/recuperação robóticos para controlar a navegação dos mesmos através da estrutura de armazenamento tridimensional gradeado, e através das estações de trabalho conectadas a ela, e controlar o depósito e recuperação das unidades de armazenamento de e para o locais de armazenamento dentro da estrutura de armazenamento tridimensional gradeado pelos veículos de armazenamento/recuperação robóticos e a geração e atribuição de classificações de prioridade para as unidades de armazenamento sendo recuperadas com base nos dados de pedidos acessados por um ou mais processadores de um ou mais bancos de dados do sistema de controle computadorizado.
[00100] Uma vez que várias modificações podem ser feitas em nossa invenção conforme descrito acima neste documento, e muitas modalidades aparentemente muito diferentes das mesmas feitas, pretende- se que toda a matéria contida no relatório descritivo anexo seja interpretada somente a título ilustrativo e não em um sentido limitante.
Claims (20)
1. Sistema de armazenamento caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo: uma disposição de trilho inferior gradeado que ocupa uma área bidimensional e em que um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; e uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento nos mesmos; e uma pluralidade de eixos verticais residindo acima da disposição de trilho inferior gradeado em distribuição espaçada sobre a área bidimensional de referida disposição de trilho inferior, cada coluna de armazenamento sendo contornada por um respectivo dos eixos verticais através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e pelo menos uma estação de trabalho residindo ao lado da estrutura tridimensional gradeada e fora da área bidimensional da disposição de trilho inferior sobre a qual as colunas de armazenamento e eixos verticais são distribuídos, referida estação de trabalho sendo unida à disposição de trilho inferior gradeado por uma faixa de extensão da mesma, pela qual referido um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis entre referida estação de trabalho e referida disposição de trilho inferior, pelo que o transporte das unidades de armazenamento entre os locais de armazenamento e a estação de trabalho é executado inteiramente por referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
2. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação de trabalho é servida somente pela faixa de extensão e o um ou mais veículos de armazenamento/recuperação transportáveis na mesma.
3. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida faixa de extensão está conectada à disposição de trilho inferior da estrutura tridimensional em duas extremidades opostas de referida faixa de extensão, pela qual cada veículo de armazenamento/recuperação pode atravessar a faixa de extensão em uma direção emergente da estrutura tridimensional em uma extremidade da faixa de extensão e reentrar na estrutura tridimensional na outra extremidade da faixa de extensão.
4. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a faixa de extensão é pelo menos parcialmente fechada.
5. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a faixa de extensão passa através da estação de trabalho a partir de uma admissão situada em ou adjacente a uma das extremidades da mesma até uma saída situada em ou adjacente a uma extremidade oposta da mesma.
6. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação de trabalho compreende um invólucro no qual a faixa de extensão se estende a partir da disposição de trilho inferior gradeado.
7. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação de trabalho compreende uma abertura de acesso servida pela faixa de extensão e através da qual uma unidade de armazenamento levada em um dos veículos de armazenamento/recuperação é acessível quando referido veículo atinge referida abertura de acesso da estação de trabalho.
8. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que referida estação de trabalho compreende uma bancada penetrada pela abertura de acesso e referida faixa de extensão percorre por baixo de referida bancada.
9. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida pelo menos uma estação de trabalho compreende uma pluralidade de estações de trabalho, cada uma ligada à disposição de trilho inferior gradeado por uma respectiva faixa de extensão.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um processador configurado para organizar a entrega sequenciada de um grupo de unidades de armazenamento a partir da estrutura tridimensional gradeada para a estação de trabalho, incluindo: (a) gerar sinais para instruir uma pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação para recuperar as unidades de armazenamento dos respectivos locais de armazenamento; e (b) gerar sinais para instruir a pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação para navegar na estrutura tridimensional gradeada de uma forma orquestrando a chegada dos veículos de armazenamento/recuperação na faixa de extensão em uma sequência particular.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um processador está configurado de tal modo que a etapa (b) compreende a identificação, dentre a pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação, de um primeiro veículo de armazenamento/recuperação de uma prioridade de sequência classificada mais alta do que um segundo veículo de armazenamento/recuperação, e a geração de sinais instruindo o segundo veículo de armazenamento/recuperação para estacionar a si próprio na estrutura tridimensional em um ponto de estacionamento de relação não obstrutiva com a faixa de extensão, enquanto o primeiro veículo de armazenamento/recuperação é transportado ao longo da disposição de trilho inferior gradeado para referida faixa de extensão.
12. Sistema de armazenamento caracterizado pelo fato de que compreende: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; uma estrutura tridimensional gradeada compreendendo uma disposição de trilho gradeado que ocupa uma área bidimensional e sobre a qual o um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis em duas direções ao longo de referida área bidimensional; uma pluralidade de colunas de armazenamento residindo acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada ao longo da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna compreendendo uma pluralidade de locais de armazenamento dispostos uns sobre os outros e dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento nos mesmos; e uma pluralidade de eixos verticais que residem acima ou abaixo da disposição de trilho gradeado em distribuição espaçada dentro da área bidimensional de referida disposição de trilho, cada coluna de armazenamento sendo cercada por um dos eixos verticais respectivos,
através dos quais os locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento são acessíveis pelo um ou mais veículos de armazenamento/recuperação para colocar ou remover as unidades de armazenamento a partir de ou para referidos locais de armazenamento de referida coluna de armazenamento; e pelo menos uma estação de trabalho residindo fora da área bidimensional da disposição de trilho dentro da qual as colunas de armazenamento e eixos verticais são distribuídas; em que o transporte das unidades de armazenamento entre a pelo menos uma estação de trabalho e os locais de armazenamento na estrutura tridimensional é realizado somente por referido um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um processador configurado para organizar a entrega sequenciada de um grupo de unidades de armazenamento a partir da estrutura tridimensional gradeada para a estação de trabalho, incluindo: (a) gerar sinais para instruir uma pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação para recuperar as unidades de armazenamento dos respectivos locais de armazenamento; e (b) gerar sinais para instruir a pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação para navegar na estrutura tridimensional gradeada de uma maneira orquestrando a chegada dos veículos de armazenamento/recuperação na estação de trabalho em uma sequência particular.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um processador é configurado de modo que a etapa (b) compreende a identificação, dentre a pluralidade de veículos de armazenamento/recuperação, de um primeiro veículo de armazenamento/recuperação de uma prioridade de sequência classificada mais elevada do que um segundo veículo de armazenamento/recuperação, e a geração de sinais instruindo o segundo veículo de armazenamento/recuperação para estacionar a si próprio na estrutura tridimensional gradeada em um ponto de estacionamento de relação não obstrutiva para se deslocar do primeiro veículo de armazenamento/recuperação para referida estação de trabalho.
15. Sistema de armazenamento caracterizado pelo fato de que compreende: um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; uma estrutura tridimensional que compreende uma matriz tridimensional de locais de armazenamento dimensionados para acomodar a colocação e armazenamento de unidades de armazenamento nas mesmas; e pelo menos uma estação de trabalho para a qual as unidades de armazenamento selecionadas a partir dos locais de armazenamento são transportáveis por referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação; em que cada estação de trabalho compreende um invólucro através do qual referidos um ou mais veículos de armazenamento/recuperação são transportáveis e uma abertura de acesso em referido invólucro através da qual uma unidade de armazenamento levada em um dos veículos de armazenamento/recuperação é acessível quando referido veículo atinge referida abertura de acesso da estação de trabalho.
16. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que referido invólucro compreende uma admissão e uma saída em suas extremidades opostas pelas quais referido um dos veículos de armazenamento/recuperação pode passar por referida abertura de acesso durante o deslocamento entre referida admissão e referida saída.
17. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que referida estação de trabalho compreende uma bancada penetrada pela abertura de acesso e referido invólucro percorre por baixo de referida bancada.
18. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que transporte das unidades de armazenamento entre a pelo menos uma estação de trabalho e os locais de armazenamento é realizado somente por referido um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
19. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de armazenamento está livre de quaisquer transportadores operando entre a estrutura tridimensional e a pelo menos uma estação de trabalho.
20. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as unidades de armazenamento são transportadas através de pelo menos uma estação de trabalho por um ou mais veículos de armazenamento/recuperação.
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