JP7034712B2 - ロボットコンテナ取り扱い装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、港における輸送コンテナの取り扱いのためのロボットシステム装置及び方法に関する。排他的ではないがより具体的には、本発明は、港における輸送コンテナを取り扱うための、高密度で、高いスループットシステムを生成するために、注文ピッキング及びより小さいアイテムの分類のために確立された技術がどのようにスケールアップされるかに関する。
本出願は、2015年4月15日に出願された英国特許出願、番号GB1506365.4、2015年8月13日に出願されたGB1514428.0、2015年10月13日に出願されたGB1518089.6、2016年2月9日に出願されたGB1602332.7、2015年10月13日に出願されたGB1518091.2、2015年10月13日に出願されたGB1518094.6、2015年10月13日に出願されたGB1518111.8、2015年10月13日に出願されたGB1518115.9、2015年10月13日に出願されたGB1518117.5、及び、2016年2月25日に出願されたGB1603328.4からの優先権を主張し、これらのすべての出願の内容は、参照によってここに組み込まれる。
いくつかの商用及び工業用の作業は、広大な数の異なる製品の保管及び取り出しを可能にするシステムを必要としている。複数の製品ラインにおけるアイテムの保管及び取り出しのための、1つの既知のタイプのシステムは、列で配置されているスタックにおいて、保管容器又はコンテナを重ねて配置することを伴っている。列の間のコンテナの移動を可能にするための通路に対する必要性を取り除き、より多くのコンテナを所定のスペースにおいて保管することを可能にするように、保管容器又はコンテナは上からアクセスされる。
輸送コンテナは、過去数十年に渡って、国際貿易を革命的に変化させている。船が大きくなるにつれて、コンテナを積み、荷下ろしする方法は、一万を超えるコンテナを有する大きな船が24時間積まれることができるように進化している。たとえそうであったとしても、コンテナ船が更に速く荷下ろしし、積む場合、莫大な利点があるだろう。船がより速く取り扱われることができる場合、船に対してコストのかかる遊休時間が減るだけでなく、港のキャパシティも増加するだろう。本発明は、最良の先行技術と比較して、2又はより多くの倍数でコンテナ船の荷下ろしする又は積む速度を潜在的に上げる。
さらに、コンテナ港で取り扱うことは、他の船、列車、又は車に、あるいは、他の船、列車、又は車から、コンテナを保管し、分類することを頻繁に伴う。この保管及び分類作業は、多量のスペースと高価な取り扱い設備を必要とする。本発明は、分類プロセスの速度を上げ、保管及び分類のために必要とされるドックエリアを減少させるだろう。これは、潜在的に、最良の先行技術と比較して、2又はより多くの倍数で、所定の港の増加したキャパシティに加えるだろう。
列で積み重ねられているコンテナを取り扱う方法は、よく知られている。いくつかのこのようなシステムにおいて、例えば、US2,701,065Bertelにおいて説明されているように、必要とされる場合に、特定のコンテナへのアクセスを依然として提供しながらも、このようなコンテナを保管することに関係付けられている保管量を低減させるために、列で配置されているコンテナの自立型のスタックを備えている。所定のコンテナへのアクセスは、所定のコンテナを積み重ねてスタックから取り外すのに使用できる比較的複雑な巻き上げるメカニズムを提供することによって可能になる。しかしながら、多くの状況において、このようなシステムのコストは非実用的であり、これらは、主に大きな輸送コンテナの保管及び取り扱い用に商用化されている。
自立型のコンテナのスタックを使用して、特定のコンテナを取り出して保管するためのメカニズムを提供することの概念はさらに、例えば、EP1037828B1(Autostore)において説明されているように発展しており、その内容は、参照によってここに組み込まれる。これは、コンテナのスタックが、フレーム構造内に配置されているシステムを説明している。このタイプのシステムは、添付した図面の図xないし図yにおいて概略的に図示されている。ロボット積み荷取り扱い装置は、スタックの最上表面上のトラックのシステムで、スタックのあちこちを制御可能に移動することができる。
積み荷取り扱い装置の1つの発展は、英国特許公開番号GB2,520,104A1において説明されており、ここにおいて、各ロボット積み荷ハンドラは、1つの格子スペースのみをカバーしており、したがって、積み荷ハンドラのより高い密度と、したがって、所定のサイズシステムのより高いスループットとを可能にしている。参照によってここに組み込まれる英国特許公開番号GB1511137.0で説明されているように、コンテナはまた、さまざまな高さであってよい。英国特許公開番号GB1509921.1中で説明されているように、単一の格子スペースのみを占拠する積み荷ハンドラとシャトルを組み合わせることは有益であり、規模を拡大して、輸送コンテナを取り扱う際に非常に有益である。
本発明にしたがうと、ワークスペースの上に格子を形成している、2つの実質的に垂直なレールのセットを備えているロボットコンテナ取り扱いシステムにおいて、ワークスペースは、複数の積み重ねられたコンテナを備え、取り扱いシステムは、ワークスペース上の格子上で動作している複数のロボット積み荷取り扱い装置をさらに備え、常に、動いている1セットのホイールのみが格子に係合されているとき、それによって、レールに係合されているセットのホイールのみを駆動することによって、レールに沿った積み荷取り扱い装置の、格子上の任意のポイントに対する移動を可能にするように、ロボット積み荷取り扱い装置は、ホイール上に据え付けられているボディを備え、第1のセットのホイールは、第1のセットのレールのうちの少なくとも2つのレールに係合するように配置されており、第2のセットのホイールは、第2のセットのレールのうちの少なくとも2つのレールに係合するように配置されており、第1のセットのホイールは、第2のセットのホイールに関して、独立して移動可能であり駆動可能であり、システムは、移動手段、運搬手段及び移動ポイントをさらに備え、移動手段は、コンテナ取り扱い装置によって配送されたコンテナを受け取るように適応された多数の横断積み荷取り扱い装置を備え、移動積み荷取り扱い装置は、ロボット積み荷取り扱い装置による収集のための移動ポイントに、運搬手段に沿って移動可能である、ロボットコンテナ取り扱いシステムが提供される。
添付の図を参照して、本発明をこれから説明する。
図1は、港にドックに入った、輸送コンテナを運ぶ船舶を示すコンテナ港システムの既知の形態の概略図である。 図2は、港のドックに入った、到着船舶と出発船舶を示すコンテナ港システムのさらなる既知の形態の概略図であり、到着船舶は、そこから荷下ろしされる複数のコンテナを有し、出発船舶は、そこに積まれる複数のコンテナを有し、コンテナの一部分は、分類及び保管エリアに保管され、車を介してロケーション間で移動される。 図3は、本発明の1つの形態にしたがうコンテナ港システムの形態の概略図であり、コンテナを運ぶ船舶を示し、コンテナは、クレーンが据え付けられた積み荷ハンドラを介して荷下ろしされ、コンベヤ手段によって、保管及び分類エリアに移動され、コンテナは、ロボット積み荷取り扱い装置を介して保管及び分類エリアに、及び、保管及び分類エリアから移動される。 図4は、コンテナがスタック中に保管されている格子構造上で動作可能な2つのロボット積み荷取り扱い装置を示す図3の保管及び分類エリアの一部分の概略図である。 図5は、港のドックに入った、到着船舶と出発船舶を示す、本発明のさらなる形態にしたがうコンテナ港システムの形態の概略図であり、到着船舶はそこから荷下ろしされる複数のコンテナを有し、出発船舶は、そこに積まれる複数のコンテナを有し、コンテナの一部分は、本発明にしたがって、コンテナ取り扱いシステムを介して分類及び保管エリア中に保管される。 図6は、横断積み荷取り扱いメカニズムの追加によりクレーン据え付け積み荷ハンドラのキャパシティが増加した、本発明にしたがうコンテナ港システムのさらなる形態の概略図である。 図7は、港のドックに入った、輸送コンテナを運ぶ船舶を示すコンテナ港システムの既知の形態の概略平面図であり、コンテナは、クレーン手段を介して船舶から荷下ろしされ、コンテナ輸送車に直接荷下ろしされる。 図8は、クレーン据え付け積み荷ハンドラがコンテナを運搬手段に移動する本発明のさらなる態様にしたがうコンテナ港システムの概略平面図であり、運搬手段は、コンテナを保管及び分類エリアに移動し、コンテナは、ロボット積み荷取り扱い装置を介して保管及び分類エリアに移動される。 図9は、ロボット積み荷取り扱い装置が保管及び分類エリアから直接コンテナ運搬車にコンテナを移動する、本発明のさらなる態様にしたがう図8のコンテナ港システムの概略図である。 図10は、本発明の別の形態にしたがうコンテナ港システムの概略平面図であり、ロボット積み荷取り扱い装置は、保管及び分類エリアから直接コンテナ運搬列車にコンテナを移動し、保管及び分類システムの格子の一部分は、コンテナ運搬列車に広がっている 図11は、横断積み荷ハンドラに対するサポート構造がクレーンから離れた、本発明のさらなる実施形態の概略図である。これは、システムが既存クレーン設備に追加される場合、特に有利である。 図12は、図11中の構成の概略平面図である。 図13は、運搬手段及び横断積み荷ハンドラに対するサポート構造が任意の既存クレーン設備とは別の構造である、図11及び12の構成のより詳細な斜視図であり、運搬手段と横断積み荷取り扱い手段はローラー手段を備えている。 図14は、移動されることになるコンテナとコンテナを移動するための駆動手段との間に配置されるインターフェースプレートを運搬手段が備える、図11及び12のサポート構造のさらなる形態の斜視図である。 図15は、移動されることになるコンテナとコンテナを移動するための駆動手段との間に配置されるインターフェースブロックを運搬手段が備える、コンテナの図11及び12のサポート構造のさらなる形態の斜視図であり、コンテナの下面隅は、サポート構造から作業員にアクセス可能である。 図16aは、少なくとも図13から16中に示すようなコンテナ港システムの代替形態の斜視図であり、システムは、ガントリー又はき岸壁クレーンの下の元の位置に位置付けられ、システムは、本発明の港システムのレベルからクレーン積み荷ハンドラにコンテナを持ち上げるための油圧リフトを備え、それにより、積み荷ハンドラが引き受けるように要求される、持ち上げること、及び、下げることを減らす。 図16bは、明確にするためにガントリークレーンが取り除かれている、図16aのコンテナ港システムの更なる図である。 図17は、上記でより詳細である保管及び分類システムのさらなる形態の概略斜視図であり、作業員が保管及び分類システム内のコンテナにアクセスできるようにするために、システムにはコンテナの列の間に通路が設けられている。 図18は、保管及び分類装置上の元の位置のコンテナ取り扱い装置の概略斜視図であり、取り扱い装置は、保管及び運送システムのフレームワークの部分を形成する二重軌道システム上を動き、これにより、システム上で動作している間、コンテナ取り扱い装置がX又はY方向のいずれかに互いに通過できるようにする。
図1は、既知のコンテナ港の1つの形態を示している。水域30中のコンテナ船10は、その上に配置されている複数の輸送コンテナ40とともにドック20に停泊している。輸送コンテナ40は、クレーン100を使用して荷下ろしされ、クレーンは、クレーン積み荷ハンドラ110を備えている。クレーン積み荷ハンドラ110は、コンテナ40をコンテナ輸送車210に移送する。コンテナ輸送車210は、コンテナ40をその要求された目的地に輸送する。この移送は、保管及び分類エリアであってよく、又は、直接、前方輸送のための車であってよい。逆のプロセスでは、車210は、船10に積まれることになる輸送コンテナ40を港に持ってきて、コンテナ40は、クレーン100を介して船10に移動される。
これは、コンテナ港の単純化されたバージョンであると正しく理解されるだろう。複数の船10が、常に、所定の港に停泊していることは、よくあるケースである。このケースでは、コンテナ40は、1つの船から荷下ろしされてよく、別の船に直接積まれてよい。代替的に、コンテナ40は、両方の船舶から荷下ろしされ、前方輸送を待つ保管及び分類エリアに移動される。このような既知のシステムの例は、図2中に示されており、ガントリー又は岸壁クレーン100によって到着船10から荷下ろしされたコンテナ40を保管及び/又は分類のための保管及び分類システム200に車210が持ってくる。その後、車210’は、要求されたコンテナ40を予め定められた発送船10’に持ってくる。分類プロセスの間、追加の車210’’は、適切な船10へ前方に積むために、ガントリークレーン100間でコンテナ40を移動する必要があるかもしれない。到着船10から荷下ろしされるすべてのコンテナ40が、出発船10’に移動される必要はないことが正しく理解されるだろう。さらに、すべての荷下ろしされたコンテナ40が保管及び分類エリアに移動される必要はない。図2中で示すように、船10から荷下ろしされたコンテナ40は、多数の取り扱い装置によって取り扱われるかもしれず、複数回移動される必要があるかもしれないことに留意すべきである。さらに、コンテナ40を荷下ろしし、保管し、分類し、及び、積むために、かなりの量のスペースが必要とされる。
図3は、本発明の1つの形態の概略図を示している。図3中で見られるように、既存の既知のコンテナ港システムと共通して、本発明にしたがうコンテナ取り扱いシステムは、クレーン100を備え、クレーン100は、クレーン積み荷取り扱い装置110を備えている。コンテナ取り扱いシステムは、運搬手段130をさらに備え、運搬手段130は、横断積み荷取り扱い装置120をさらに備えている。
コンテナ取り扱いシステムは、コンテナ保管及び分類手段をさらに備えている。保管及び分類手段は、ロボット積み荷取り扱い装置310が動作可能である実質的に水平格子構造300を支える直立のフレームワーク280を備えている。コンテナ40は、スタック400中で、格子300の下に配置されている。スタック400は、コンテナの単一のスタック400が格子300の単一の格子スペースの下に位置付けられるように、ロボット積み荷取り扱い装置310が格子スペースを通して、スタック400に及びスタック400から、コンテナ40を持ち上げ及び下げるように、構成される。
ロボット積み荷取り扱い装置310、コンテナ40のスタック400、及び、格子構造300は、図4中でより詳細に示されている。輸送コンテナ40は、スタック400を形成するために互いの最上部に積み重ねられる。各コンテナ40は、典型的に、(示されていない)アイテムを保持しており、コンテナ40内のアイテムは、同一であってよく、又は、アプリケーションに依存する異なるタイプのものであってよい。
保管及び分類構造は、水平の部材300a、300bをサポートしている複数の直立部材280を備えている。直立部材280によってサポートされている複数の水平格子構造300を形成するために、平行な水平部材300aの第1のセットは、平行な水平部材の第2のセット300bに実質的に直角に配置されている。直立部材280、300a、300b、300は、典型的に、金属から製造されている。コンテナ40は、フレーム構造の直立部材280間に積み重ねられる。
フレーム構造の最上レベルは、スタック400の最上部に渡る格子パターンで配置されているレール300a、300bを含んでいる。格子構造300は、複数のロボット積み荷取り扱い装置310を支持する。実質的に平行なレールの第1のセットは、フレーム構造の最上部に渡って、第1の方向(X)における積み荷取り扱い装置310の移動を案内し、実質的に平行なレールの第2のセットは、第1のセットに対して実質的に直角に配置され、第1の方向に対して実質的に直角な第2の方向(Y)において、ロボット積み荷取り扱い装置310の移動を案内する。この方法において、レールは、X-Y平面における、2次元での積み荷取り扱い装置310の移動を可能にするので、積み荷取り扱い装置310は、スタック400のうちのいずれか上のポジションに移動できる。
各積み荷取り扱い装置310は、スタック400の上で、フレーム構造のレール上で、X方向及びY方向に移動するように配置されている車からなる。車の正面のホイール314の対と、車の背面のホイール314の対とからなる、ホイール314の第1のセットは、レールの第1のセットの2つの隣接レールに係合するように配置されている。同様に、車310の各側面のホイール316の対からなる、ホイール316の第2のセットは、レールの第2のセットの2つの隣接するレールに係合するように配置されている。ホイール314、316の各セットを、持ち上げて、下げることができるので、ホイール314の第1のセット、又は、ホイール316の第2のセットいずれかは、常に、レールのそれぞれのセットに係合される。
ホイール314の第1のセットがレールの第1のセットに係合され、ホイール316の第2のセットがレールから完全に持ち上げられているとき、車中に収納されている駆動メカニズム(示されていない)を介して、積み荷取り扱い装置310をX方向に移動させるために、ホイール314を駆動することができる。Y方向に積み荷取り扱い装置310を移動させるために、ホイール314の第1のセットは、レールから完全に持ち上げられて、ホイール316の第2のセットは、レールの第2のセットとの係合の中に下げられる。その後、駆動メカニズムを使用して、ホイール316の第2のセットを駆動して、Y方向における移動を達成することができる。
この方法で、1つ以上のロボットの積み荷取り扱い装置310は、中央制御システム(示されていない)の制御のもと、格子上で、スタック400の最上部の表面をあちこち移動することができる。各ロボットの積み荷取り扱い装置310は、スタック400から1つ以上のコンテナ40を持ち上げる手段とともに提供される。複数のロボット積み荷取り扱い装置310が使用される事例では、常に、複数のコンテナ40が保管システムに置かれ、又は、保管システムから取り外されてよいことを正しく認識すべきである。
図4は、上記で説明しているような典型的な保管システムを示しており、システムは、コンテナ40のスタック400上でアクティブな複数の積み荷取り扱い装置310を有している。
積み荷取り扱い装置310の任意の形態が使用されてよく、任意の数のロボット積み荷取り扱い装置が使用されてよいことを正しく認識すべきである。図4中に示すような保管及び分類システムは、見本にすぎない。さらに、輸送コンテナ40の特質及びサイズは、図4中に示される、より大きな設備を必要とするだろう。
本発明の1つの形態にしたがうと、上記の図4を参照して説明した保管及び分類システムが、以下でより詳細にされるような港における輸送コンテナシステムとともに使用される。
使用する際に、コンテナ40は、ガントリークレーン100上に据え付けられ、動作可能な、クレーン積み荷ハンドラ110によって船10から取り外される。コンテナ40は、横断積み荷ハンドラ120上に積まれ、横断積み荷ハンドラ120は、コンベヤ130上に据え付けられている。横断積み荷ハンドラ120は、コンテナ40を移動ポイント140に移動し、コンテナ40は、ロボット積み荷ハンドラ310によってピックアップされる。ロボット積み荷ハンドラ310は、図4を参照して上記で説明したように、格子300上を移動する。ロボット積み荷ハンドラ310は、スタック400中でコンテナ40を移動させ、互いの最上部にいくつかのコンテナ40を備えている。
コンテナ40は、目的地への輸送を待っている間、一時保管のために、スタック400中に置かれてよいと正しく理解されるだろう。代替的に、空のコンテナは、目的地への輸送を待っている又は使用のために取り外されるスタック400内に保管されてよい。
前述の説明は、輸送コンテナ港中で使用する際のシステムの基本的な説明であるが、本発明の第1の態様の、取り扱い、保管及び分類態様の組み合わせが、代替形態で使用されてよいと正しく理解されるだろう。
例えば、図5は、図2で示した既知の状況に適用されるとき、上記で説明した本発明の実施形態の保管及び分類態様を利用する輸送コンテナ港を示している。
使用する際に、コンテナ40は、ガントリークレーン100上に据え付けられ、動作可能な、クレーン積み荷ハンドラ110によって船10から取り外かれる。コンテナ40は、横断積み荷ハンドラ120上に積まれ、横断積み荷ハンドラ120は、コンベヤ130上に据え付けられている。横断積み荷ハンドラ120は、コンテナ40を移動ポイント140に移動し、コンテナ40は、ロボット積み荷ハンドラ310によってピックアップされる。ロボット積み荷ハンドラ310は、図4を参照して上記で説明したように、格子300上を移動する。ロボット積み荷ハンドラ310は、互いの最上部にいくつかのコンテナ40を備えている、スタック400中にコンテナ40を移動させる。
しかしながら、図5中で示す例では、ロボット積み荷取り扱い装置310は、荷下ろしされたコンテナうちのいずれか1つを第2のコンベヤ手段130’に移してよい。課題中のコンテナ40は、移動ポイント105’において、第2のガントリークレーン100’上の第2のクレーン積み荷ハンドラ110’に移動されてよい。第2のクレーン積み荷ハンドラ110’は、発送のために、コンテナ40を第2の船10’に移動する。
図2と比較して、港内の、又は、1つの船10から別の船10’への、コンテナ40の保管及び分類が、よりコンパクトになされ、より少ないステップを伴うことができることが正しく理解されるだろう。
図6は、本発明のさらなる実施形態を示している。この実施形態のすべての態様は、以前の実施形態と共通して、同じ参照番号を保持している。図3を参照して上記で説明したもののバリエーションである、本発明のこの第2の実施形態では、いくつかの横断積み荷ハンドラ120は、クレーン100のキャパシティをさらに増加させることができる運搬手段130で移動する。さらに、コンテナ40が船から保管場所に、又は、その逆で、移動できるようにするための、さらなる運搬手段131が設けられてよい。この第2の運搬手段131の設備は、コンテナ40を対向する方向に、1つのコンテナ40を船から保管場所に、及び、別のコンテナを保管場所から船に移動できるようにすると正しく理解されるだろう。複数のコンテナが同時に同じ方向に移動されてよいことも正しく理解されるだろう。しかしながら、逆の方向が可能である単一の運搬手段130又は131があれば、コンテナ運送システムの動作に対して十分であることが正しく理解されるだろう。
図7は、図1及び2を参照して上記で説明したような、既知の形態の運搬コンテナ取り扱いシステムの平面図を示している。水域30中のコンテナ船10は、ドック20に停泊している。コンテナクレーン100は、コンテナ40を車210に移動できるクレーン積み荷ハンドラ110を備えている。コンテナクレーン100は、軌道90上で船10に沿って移動できる。
本発明のさらなる態様にしたがうと、図8中で示すように、クレーン積み荷ハンドラ110は、適切な位置調整手段によってコンテナ40を位置付けて並べる、横断積み荷ハンドラ120上にコンテナ40を置いてよく、したがって、コンテナ40は、ロボット積み荷取り扱いハンドラ310によってアクセスされることができる。前記位置調整手段は、作業員によって監視される、センサシステム、隣接検出器又はカメラ手段を備えていてよい。
コンテナ輸送車又は列車又は他の運送装置上に、直接、輸送コンテナ40に積むために、上記で説明したシステムが利用されてよいことが正しく理解されるだろう。図9は、ロボット積み荷ハンドラ310によってコンテナ40を積んだ、格子300の下でコンテナを運ぶ貨物列車410を示している。港に到着した貨物列車は、上記で説明した方法と逆の方法でも荷下ろししてよいと正しく理解されるだろう。
図10は、その上に多数の列車車両410を有する、列車軌道400を示す平面図を示している。格子300の特別軌道セクション420は、鉄道軌道上を走り、ロボット積み荷取り扱いハンドラ310は、コンテナ40を貨車410上に置くことができる。あるクロスオーバーポイント430では、ロボット積み荷ハンドラ310は、格子300から特別軌道セクション420に移動できる。コンテナ40をクロスオーバーポイント430下の貨車410に積むために、貨車410の列車は、いくらか前方に又は後方に入れられるだろう。
図11及び12は、軌道130及び131を支える別々のレール190上に乗る別々の支持構造170を有する、図6中で示した実施形態のバリエーションを示している。再度説明すると、クレーン100から保管システムにコンテナ40を移動するための運搬手段130又は131のうちの1つのみが必要とされるが、130と131の両方の使用は、より効率的なシステムを提供することが正しく理解されるだろう。
図13は、運搬手段130、131、及び、横断積み荷ハンドラ120が、既存のクレーン設備と関連して作用する別々の構造を備える、図11及び12の配置のより詳細な概略斜視図であり、運搬手段130、131、及び、横断積み荷取り扱い手段120は、ローラー手段を備えている。
図13中に見られるように、軌道130及び131上に置かれているコンテナ40は、ローラー手段200によってそれぞれ対向する方向に移動される。ローラー手段は、(示していない)船への適切な手段による、前向き移動のための保管手段に、又は、前向き移動のための保管手段からのいずれかで、コンテナ40を移動するように作用する。コンテナ40は、矢印の方向で示されるように、軌道130及び131上でそれぞれ対向する方向に移動される。
ローラー手段200は、独立に駆動される一連のローラーを備えてよい。個々の駆動されるローラー間のリンクは不要である。個々のローラーは、図に関して軌道130上の各コンテナを右方向に動かすように作用する。いったん、コンテナ40が軌道130の端に達すると、横断調節手段140は、各コンテナ40が、(図13中に示されていない)保管システム上で動作可能な積み荷取り扱い手段によって収集及び持ち上げられるのに適したポジションに移動することを可能にする。横断調節手段140は、さらなる一連の独立に駆動されるローラーを備えていてよい、さらなるローラー手段201を備えてよい。
同じシステムが、軌道131に対して、図面を参照して左方向に動作することが正しく理解されるだろう。
再度説明すると、両方の運搬手段130、131が使用される必要はなく、単一の運搬手段130又は131のみが必要とされる。しかしながら、両方の運搬手段の使用は、コンテナ40が同時に対向する方向に移動されることを可能にし、それにより、システムの効率を向上させる。
有利なことに、ローラー手段のための独立に駆動されるローラーの使用は、蓄積システムの利用を可能にする。運搬手段上のコンテナ40は、1つが入り、1つが出る順序で移動される必要はなく、運搬手段130、131は、積み荷取り扱い装置及び保管システムの円滑な動作を可能にするために、コンテナ40を蓄積することができ、言い換えると、更なるコンテナ40がガントリークレーン100により入れられる前に、コンテナ40は、運搬手段130、131を必ずしも出る必要がない。
しかしながら、コンテナ40の継続的な流れが運搬手段130、131に出入りするリンクされたシステムでは、1つのコンテナが1つの方法で動作してよいと正しく理解されるだろう。
図14は、運搬手段130、131が、移動されることになるコンテナ40とコンテナ40を移動するための駆動手段との間に配置されたインターフェースプレートを備える、図11及び12のサポート構造のさらなる形態の斜視図である。
図14を参照して説明する更なる実施形態では、インターフェースプレート210がローラー手段200、201上に据え付けられている。コンテナ40は、経時的にそったり傷んだりするかもしれず、ローラー手段200、201上を直接移動しないかもしれないことから、インターフェ-スプレートは、コンテナ40とローラー手段200、201との間で作用するように必要とされてよい。インターフェースプレートは、ローラー手段200、201上で、コンテナ40を運ぶことに適しており、コンテナ40を運ぶことができるようにする、任意の形態をとってよいと正しく理解されるだろう。
図13を参照して説明した実施形態のように、運搬手段は2つの軌道を備えており、第1の軌道130は、コンテナを右方向に移動、第2の軌道131は、コンテナ40を左方向に移動する。説明した実施形態では、両方の軌道は、インターフェースプレート210を備えているが、異なる軌道が異なるインターフェースプレート及びローラー手段を備えていることが想定されてよいことが正しく理解されるだろう。
本実施形態における横断調節手段は、(図14中で示されていない)積み荷取り扱い手段によって収集するために、コンテナ40のポジショニングの調節を可能にするように、適切なローラー手段によって駆動される、追加のインターフェースプレート240及び241を備えている。
有利なことに、独立して駆動されるローラー又はローラー手段上に据え付けられたインターフェースプレート210の使用は、再び、蓄積システムが利用されることを可能にする。運搬手段上のコンテナ40は、1つが入り1つが出る順序で移動される必要はなく、運搬手段は、コンテナ40を蓄積して、積み荷取り扱い装置及び保管システムの円滑な動作を可能にし、言い換えると、更なるコンテナ40がガントリークレーン100により入れられる前に、コンテナ40は運搬手段130を必ずしも出る必要がない。
しかしながら、コンテナ40の継続的な流れが運搬手段130、131に出入りするリンクされたシステムは、1つのコンテナが1つの方法で動作してよいと正しく理解されるだろう。
コンテナ40は、運搬手段上に位置付けられている作業員によりコンテナ40の隅がアクセスされることができるように、インターフェースプレート上に位置付けられてよい。このことは、船によって輸送されたコンテナ40が(図中に示されていない)各それぞれの隅で適切なロック手段を使用してともに積み重ねられ、ロックされることから、必要である。運搬手段130、131に隣接して位置している作業員は、コンテナ40のロック手段を手動で取り外すように要求されるかもしれない。さらに、保管システムから船に移動されるコンテナ40は、各コンテナ40の隅を形成する適切なブラケットに手動で挿入されるロック手段を必要とするだろう。これは、受け取る船舶上にコンテナ40が安全に積み重ねられることを可能にする。インターフェースプレートが利用される場合、運搬手段130、131に隣接して位置している作業員は、必要とされるブラケットにアクセスしてよい。
さらなる実施形態が図15中に示されている。図15は、移動されることになるコンテナ40とコンテナを移動するための駆動手段との間に配置されたインターフェースブロック310を運搬手段が備え、コンテナ40の隅は、再度、サポート構造から作業員がアクセス可能にされている、図11及び12のサポート構造のさらなる形態の斜視図である。図15は、コンテナ40からロック手段を手動で取り外す作業員が、前記ロック手段を運搬手段130、131に隣接する容器に積むシステムを示している。運搬手段130上のコンテナ40が移動すると、この例のみにおいて、保管及び分類システムに向かって右方向に移動し、作業員は、コンテナ40からロック手段を取り外すだろう。いったん、容器中で取り外して配置されると、ロック手段は、適切な持ち上げ手段450を介して、左方向に運搬手段131を移動する隣接したエリアに移動され、コンテナが船舶10上に積まれるときに、作業員は、使用する準備ができているコンテナにロック手段を挿入してよい。
図14を参照して上記で説明したように、図15を参照して説明したシステムでは、コンテナ40の隅が運搬手段上に位置している作業員によってアクセスできるように、コンテナ40を再度インターフェースブロック310上に位置付けてよい。運搬手段上に位置付けられている作業員は、コンテナ40からロック手段を取り外してよい。さらに、コンテナブラケットに挿入されることになるロック手段を必要とする、保管システムから船に移動されるコンテナ40は、第2の左方向に移動する軌跡131上で取り扱われてよい。
ロック手段は、通常、輸送及びコンテナ使用に関係付けられている形態のツイストロックを備えてよい。しかし、他の形態のロック手段が想定されてよい。
有利なことに、インターフェースブロック310又はプレート210の使用は、2つの比較的小さなコンテナ40a、40bを、図15で示すように、運搬手段上の単一のポジションで互いに隣接して取り扱われることを可能にする。
説明した実施形態では、ローラー手段200、201は、独立に駆動されるローラーを備える必要はないが、ベルト駆動手段又はチェーン式駆動手段、あるいは、その上に据え付けられたコンテナをインターフェースプレート、ブロック、又は、別の方法で移動させることができる他の何らかの適切な形態の駆動手段を備えてよいと正しく理解されるだろう。
このような方法で、上記で説明した運搬手段は、運搬手段上でコンテナ40の蓄積を利用しながら、輸送船舶に、及び、輸送船舶から、コンテナ40の移動を再循環させることができ、さらに、適切な船舶に積まれたときに、コンテナ40をスタックに固定するために、ロック手段の除去及び挿入を可能にする。
図16aは、輸送コンテナ取り扱いシステムのさらなる形態を示している。上記で説明したように、ガントリークレーン100は、クレーン積み荷ハンドラ110を運ぶ。使用する際に、クレーン積み荷ハンドラは、船舶上のコンテナ40の上のポジションに移動され、ハンドラは下げられ、ハンドラは、移動されるコンテナ40と係合する。その後、クレーン積み荷ハンドラ110は、持ち上げられ、コンテナ40は、船舶からその予め定められたロケーションに移動されることができる。同じ移動が逆で起こることがあり、クレーン積み荷ハンドラ110は、予め定められたロケーションからコンテナ40を係合してピックアップし、コンテナ40を置くための船舶上の適切なポイントの上のポジションに移動させる。
クレーン積み荷ハンドラ110は、この方法で使用されるときに、ターゲットコンテナ40を係合し、置くために、継続的に巻き揚げ、下げなければならない。図16a及び16b中に示すような本発明の1つの形態では、コンテナ40を係合し、係合されたコンテナ40をクレーン積み荷ハンドラに近いレベルに上げるために、油圧リフト460がコンテナ40移動システムに隣接して設けられている。このような方法では、クレーン積み荷ハンドラ110を頻繁に巻き揚げ、下げる必要がない。有利なことに、これは、コンテナ40を積み、荷下ろしすることをより迅速に、より効率的にすることができる。
油圧が必要とされることが想定されるが、クレーン積み荷ハンドラ110がコンテナを係合し、必要に応じて前記コンテナを移動できるレベルに、積まれたコンテナ40を上げることができるリフトメカニズムの任意の形態が使用されてよい。
図17は、本発明のさらなる形態にしたがう、上記で説明した保管及び分類システムの概略斜視図を示している。図17中に示すシステムでは、保管及び分類システムにおいて、作業員がコンテナ40にアクセスできるようにするために、コンテナスタック400の予め定められた列500は省略されてよい。これは、確実にコンテナ40とその中身がアクセスされるようにする。
さらに、いくつかのコンテナ40は、それに提供されることになるサービス、例えば、冷却ユニットがコンテナ40内で動作することを可能にするための電力を必要とするかもしれず、供給又はユーティリティをオン及び/又はオフに切り替えるためのアクセスが必要とされるかもしれない。サービスは、保管及び分類システムの直立材への接続を介してコンテナ40に提供され、システムのフレームワークは、それを通してルーティングされるサービスを備えることが正しく理解されるであろう。コンテナ40とシステムのフレームワークとの間の適切な接続は、フレームワークを通して適切にルーティングされることになる、利用可能な電力、光、空気、液体、又は、ガスに提供されてよい。本出願が優先権を主張する、2015年10月13日に出願された英国特許出願番号GB1518115.9は、本システムに必要とされるようなフレームワークを通してサービスをルーティングするシステムを詳細に説明しており、この優先出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
図18中に示すように、保管及び分類システムの格子構造上で動作するロボット積み荷取り扱い装置310は、二重軌道システム300上で動く。二重軌道システムは、ロボット積み荷取り扱い装置が、X方向及びY方向の両方において、隣接する格子で区切られた四角を通過することを可能にする。このシステムは、保管及び分類システムにおける密なパッキングソリューションを提供しているが、図17に関連して上記で説明したように、必要に応じて、作業員によってコンテナにアクセスできるようにはされない。
図17中に示される二重軌道は、二重軌道の長手方向に伸長する押出セクションを備えることが正しく理解されるだろう。しかしながら、本発明の1つの形態では、間に予め定められたサイズの間隙で、軌道が2つの別々の軌道に分離されることが可能である。このような方法で、軌道中の分離は、コンテナ40のスタック400の間の分離を可能にし、したがって、作業員がスタック400間でコンテナ40にアクセスすることを可能にする。
保管及び分離エリア中のコンテナ40の制御及び追跡は、船10から取り外され、保管及び分類エリア中に置かれる各コンテナ40のポジションを追跡できる、ユーティリティの制御下で行われることが正しく理解されるだろう。各個々のコンテナ40のロケーションは、ユーティリティに知られており、前記ユーティリティは、必要に応じて、保管及び分類エリアから前記必要とされるコンテナ40を取り外すように、ロボット積み荷取り扱い装置に命令するように動作可能である。
スタック400の底からコンテナ40が必要とされる場合、いくつかのロボット積み荷取り扱い装置310が協働して、スタック400中の必要とされるコンテナ40の上のコンテナ40を取り外す。必要とされないコンテナ40は、代替スタック400内の別のロケーションに戻されてよい。コンテナ40は、その確からしい検索時間の知見により、スタック400中に置かれてよく、それにより、ロボット積み荷取り扱い装置310介してエリア内で最も効率的な配置を確実にすることが正しく理解されるだろう。
コンテナ40は、例えばバーコードをつけるような、受動的識別追跡手段が設けられてよいことが理解されるであろう。しかしながら、任意の適切な形態の識別追跡手段を使用してよい。さらに、コンテナ40には、港を通して各個々のコンテナ40の絶対追跡を可能にする、能動識別追跡手段、又は、搭載知能が設けられてよい。各又は任意のコンテナ40は、上記で詳細に説明したように、参照によって組み込まれる、2015年10月13日に出願された、Ocado Innovation Limitedの英国特許出願番号....Ref000036GBに開示されたものと類似した搭載サービス又は知能が設けられてよい。
さらに、格子の中身、コンテナ40、又は、システム全体としての構造的な一体性を監視するために、直立材又は格子300にセンサ又は追跡手段が設けられてよいことが正しく理解されるだろう。これらのサービスは、カメラ手段、整列検出手段、超音波手段又は電位降下手段(potential drop means)のような構造的完全性センサ手段(structural integrity sensor means)を含むが、これらに限定されない。格子構造には、上記で詳細に説明し、参照によって組み込まれる、2015年10月13日に出願された、Ocado Innovation Limitedの英国特許出願番号Ref000045GB中に開示されているようなサービスが提供されてよい。
上記で説明した実施形態では、ロボット積み荷取り扱い装置310は、説明した形態のものである必要はなく、任意の適切な形態のロボット積み荷取り扱い装置を使用することができることが正しく理解されるだろう。

以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記する。
[1] ワークスペースの上に格子を形成している、2つの実質的に垂直なレールのセットを備えているロボットコンテナ取り扱いシステムにおいて、
前記ワークスペースは、複数の積み重ねられたコンテナを備え、前記ロボットコンテナ取り扱いシステムは、前記ワークスペース上の格子上で動作する複数のロボット積み荷取り扱い装置をさらに備え、
前記ロボット積み荷取り扱い装置は、ホイール上に搭載された本体と、第1のレールのセットのうちの少なくとも2つのレールと係合するように配置された第1のホイールのセットと、第2のレールのセットうちの少なくとも2つのレールに係合するように配置された第2のホイールのセットと、を備え、
前記第1のホイールのセットは、前記第2のホイールのセットに関して、独立して移動可能であり、そして駆動可能であり、このことで、
動いているとき、1セットのホイールのみが前記格子に常に係合され、前記レールに係合されているホイールのセットのみを駆動することにより、前記レールに沿って、前記格子上の任意のポイントに移動することが可能とされ、
前記ロボットコンテナ取り扱いシステムは、移動手段、運搬手段及び移動ポイントをさらに備え、前記移動手段は、コンテナ取り扱い装置によって配送される複数のコンテナを受け取るように適合された複数の横積み荷取り扱い装置を備え、
移動積み荷取り扱い装置は、前記ロボット積み荷取り扱い装置による収集のために、移動ポイントへ前記運搬手段に沿って動くことが可能である、ロボットコンテナ取り扱いシステム。
[2] 運搬手段、移動手段、及び移動ポイントをさらに備え、それにより、前記ロボット積み荷取り扱い装置が同時に複数のコンテナを移動できるようにする、[1]に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[3] 制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロボットコンテナ取り扱いシステム中の前記複数のコンテナ又は各コンテナのロケーションを監視又は追跡するためのユーティリティを備える、[1]又は[2]のいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[4] 前記複数のコンテナ又は各コンテナは、識別手段を備え、前記識別手段は、前記ロボットコンテナ取り扱いシステム中の前記複数のコンテナ又は各コンテナのロケーションを可能にする、[1]から[3]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[5] 前記コンテナは、前記複数のコンテナ又は各コンテナの物理的特性を制御及び/又は監視するためのサービス手段を備える、[1]から[4]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[6] 前記ワークスペースは、前記複数のコンテナのスタック上の前記格子を支持するフレームワークを備える、[1]から[5]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[7] フレームワーク及び格子は、前記格子、フレームワーク、又は複数のコンテナの、物理的特性を制御及び/又は監視するためのサービス手段が設けられる、[1]から[6]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[8] 前記ロボットコンテナ取り扱いシステムはクレーン手段をさらに備え、前記クレーン手段はクレーン積み荷取り扱い装置をさらに備え、前記クレーン積み荷取り扱い装置は、コンテナと接続する手段と、前記コンテナを前記移動ポイントに輸送する手段と、前記コンテナを前記横積み荷取り扱い装置に移動する手段とを備える、[1]から[7]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[9] 前記運搬手段は、複数のコンテナを移動することができる運搬手段を備える、[1]から[8]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[10] 前記複数のコンテナ又は各コンテナは、輸送コンテナを備える、[1]から[9]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[11] 前記ワークスペースは、輸送コンテナ港のための保管及び分類エリアを備える、[1]から[10]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[12] 前記格子の一部分は、車移動エリア上に伸長し、前記ロボット積み荷取り扱い装置は、複数のコンテナを前記ワークスペースから前記車移動エリア中に位置付けられている車に動かすように適合している、[11]に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[13] 前記コンテナは、コンテナ船のような船舶に移動し、又は、コンテナ船のような船舶から移動される、[1]から[12]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
[14] [1]から[13]のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステムを利用する、複数のコンテナを移動する方法。

Claims (16)

  1. コンテナ積み荷取り扱い装置、及び、保管及び分類構造と、前記構造は、ワークスペースの上に格子を形成している、2つの実質的に垂直なレールのセットを含み、前記ワークスペースは、複数の積み重ねられたコンテナを含み、
    前記レール上で動作する複数のロボット積み荷取り扱い装置と、前記ロボット積み荷取り扱い装置は、それぞれ、ホイール上に搭載された本体と、第1のレールのセットのうちの少なくとも2つのレールと係合するように配置された第1のホイールのセットと、第2のレールのセットうちの少なくとも2つのレールに係合するように配置された第2のホイールのセットと、を備え、前記第1のホイールのセットは、前記第2のホイールのセットに関して、独立して移動可能であり、そして駆動可能であり、このことで、動いているとき、1セットのホイールのみが前記格子に常に係合され、前記レールに係合されているホイールのセットのみを駆動することにより、前記レールに沿って、前記格子上の任意のポイントに移動することが可能とされ、
    前記保管及び分類構造に前記コンテナを出し入れするための移動手段と、前記移動手段は前記コンテナ積み荷取り扱い装置と移動ポイントの間で動作可能な運搬手段を備え、前記運搬手段は、前記コンテナ積み荷取り扱い装置によって配送される複数のコンテナを受け取るように適合された複数の横断積み荷取り扱い装置を備え、前記横断積み荷取り扱い装置は、前記ロボット積み荷取り扱い装置によって前記コンテナが収集又は配送されたポイントである、前記運搬手段の前記移動ポイントへ及び/又は前記移動ポイントからコンテナを移送するように適合され、前記横断積み荷取り扱い装置は、各コンテナを複数のロボット積み荷取り扱い装置のそれぞれのロボット積み荷取り扱い装置に位置合わせするように作動する、
    を備える、ロボットコンテナ取り扱いシステム。
  2. 保管及び分類構造のための複数の移動手段をさらに備え、それにより、前記ロボット積み荷取り扱い装置が同時に複数の移動ポイントへ及び複数の移動ポイントから複数のコンテナを移動できるようにする、請求項1に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  3. 制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ロボットコンテナ取り扱いシステム中の前記複数のコンテナ又は各コンテナのロケーションを監視又は追跡するためのユーティリティを備える、請求項1又は2のいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  4. 前記複数のコンテナ又は各コンテナは、識別手段を備え、前記識別手段は、前記ロボットコンテナ取り扱いシステム中の前記複数のコンテナ又は各コンテナのロケーションを可能にする、請求項1から3のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  5. 前記コンテナは、前記複数のコンテナ又は各コンテナの物理的特性を制御及び/又は監視するためのサービス手段を備える、請求項1から4のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  6. 前記ワークスペースは、前記複数のコンテナのスタック上の前記格子を支持するフレームワークを備える、請求項1から5のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  7. フレームワーク及び格子は、前記格子、フレームワーク、又は複数のコンテナの、物理的特性を制御及び/又は監視するためのサービス手段が設けられる、請求項1から6のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  8. 前記運搬手段は、その上にコンテナを移動することに適合できる運搬システムを備える、請求項1からのうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  9. 前記運搬手段は、位置調整手段を備え、前記位置調整手段はロボット積み荷取り扱い装置による収集のために、前記複数のコンテナ又は各コンテナを、所定の位置に移動させることができる、請求項1からのうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  10. 前記運搬手段は、コンテナ蓄積手段を備え、それにより前記運搬手段の上にコンテナの蓄積を可能にする、請求項1からのうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  11. 前記コンテナ蓄積手段は前記運搬手段に装着されたインターフェースプレート及び/又はインターフェースブロックを備える、請求項10に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  12. 前記複数のコンテナ又は各コンテナは、輸送コンテナを備える、請求項1から11のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  13. 前記ワークスペースは、輸送コンテナ港のための保管及び分類エリアを備える、請求項1から12のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  14. 前記格子の一部分は、車移動エリア上に伸長し、前記ロボット積み荷取り扱い装置は、複数のコンテナを前記ワークスペースから前記車移動エリア中に位置付けられている車に動かすように適合している、請求項13に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  15. 前記コンテナは、コンテナ船のような船舶に移動し、又は、コンテナ船のような船舶から移動される、請求項1から14のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステム。
  16. 請求項1から15のうちのいずれか一項に記載のロボットコンテナ取り扱いシステムを利用する、複数のコンテナを移動する方法。
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