储存材料搬运系统技术方案

种储存填充和取回系统包括：分布在储存空间中并且定义具有至少一个收集收纳桶位置的至少一个人类拣选区块的固定储存位置；被配置成在储存空间内保持和运输收纳桶并且具有末端执行器的至少一个自主移动机器人，所述末端执行器被安排成在至少一个机器人与收纳桶保持站和收集收纳桶位置之间自主转移收纳桶；以及储存管理系统，可通信地连接到所述至少一个机器人并且被配置成把每一个机器人与人类拣选区块相关联，其中所述至少一个机器人被配置成把收纳桶运输到每一个相关联的人类拣选区块的收集收纳桶位置，并且其中每一个收集收纳桶位置被安排成由人类拣选员访问并且定义人类拣选员与所述至少一个机器人之间的接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】储存材料搬运系统
示例性实施例总体上涉及货物的储存和取回，更具体来说涉及货物的自动化储存和取回。
技术介绍
通常在人工订单配送中心中，人类拣选员通常带有列出履行特定订单所需要的所有物品的拣选表单在配送中心的过道中行走。所述拣选表单通常由中央控制系统基于所接收到的订单生成，并且常常通过某种方式被优化以便最小化取回表单上的所有物品所花费的时间量。在已经从储存过道拣选了一份或几份订单之后，（一位或多位）拣选员把已完成的订单带到包装站，在该处例如将物品从收纳桶（tote）转移到装运箱（shippingcarton）中。自动化配送中心拣选系统被利用来节省时间并且降低与人工货物拣选相关联的成本。但是这些自动化配送中心拣选系统通常需要用以容纳机器人拣选系统的定制的货架（rack）和搁架结构（shelvingstructure），或者用以帮助人类拣选的传送机和分类器。这些自动化配送中心拣选系统对于许多配送中心来说成本过高，并且在资本和时间方面都需要大量投入，这通常需要大约几个月或者超过一年的时间来完成完全安装以及系统整合。此外，对自动化配送中心拣选系统做出改变可能要付出很高的成本，这是因为自动化系统的扩充是破坏性的，并且系统的收缩导致系统资源的利用不足或者附加的破坏性改变。有利的将是具有一种灵活并且适应于顾客需求并且解决前面所提到的问题的材料搬运和储存系统。附图说明在结合附图做出的以下描述中解释所公开的实施例的前述方面和其他特征，其中：图1是根据所公开的实施例的各个方面的材料搬运系统的示意性方块图；图2是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的一部分的示意图示；图3A-3C是根据所公开的实施例的各个方面的收纳桶的示意图示；图4是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的一部分的示意图示；图5-8是根据所公开的实施例的各个方面的订单履行流程图；图9-11是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的各部分的示意图示；图12和13是根据所公开的实施例的各个方面的订单履行流程图；图14是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的一部分的示意图示；图15是根据所公开的实施例的各个方面的订单履行流程图；图16和17是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的各部分的示意图示；图18是根据所公开的实施例的各个方面的订单履行的一部分的流程图；图19是根据所公开的实施例的各个方面动态地改变人类拣选区块的流程图；图20是根据所公开的实施例的各个方面的拣选员/机器人界面状态确定的流程图；图21是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的一部分的示意图示；图22A-22C是根据所公开的实施例的各个方面的图1的材料搬运系统的各部分的示意图示；图23是根据所公开的实施例的各个方面的人类拣选区块/过道状态确定的流程图；以及图24是根据所公开的实施例的各个方面动态地改变人类拣选区块和/或穿越路线的流程图。具体实施方式图1图示了根据所公开的实施例的各个方面的材料搬运系统100的示意性方块图。虽然将参照附图来描述所公开的实施例的各个方面，但是应当理解的是，所公开的实施例的各个方面可以通过许多形式来具体实现。此外，可以使用任何适当尺寸、形状或类型的单元或材料。根据所公开的实施例的各个方面的材料搬运系统100提供了一种用于工业应用中的自动化材料搬运的系统，其中工业设施的至少一部分采用人类拣选员来实施从初始来源位置到远离初始来源位置的最终目的地的材料运输和/或选择。这样的工业应用的示例包括制造设施、制造中心、仓库/配送中心、零售商店、过程中产品运输以及生产、制造、储存和/或转移货物的任何其他适当的工业应用。在一个方面中，在基本上不会改变配送中心DC和/或工业设施的物理基础设施的情况下，所述材料搬运系统提供例如仓库/配送中心DC（在这里被称作配送中心DC）中的自动化订单履行、补货和/或退货。在一个方面中，正如将在后面更加详细地描述的那样，所公开的实施例的各个方面允许部署自动化订单履行系统（包括管理和控制自动化订单履行系统内的资源的移动），成本是大多数传统自动化履行系统的一小部分，并且所花费的安装和整合时间也是一小部分，从而得到灵活并且适应于顾客需求的系统。正如将在后面描述的那样，所公开的实施例的各个方面包括一个或多个自主移动机器人，该一个或多个自主移动机器人与分布在产品储存货架的拣选区块或产品储存货架中的一位或多位人类拣选员一起工作/并合（comingling），以便按照预定的订单拣选序列来履行订单，其中机器人130的自主方面允许在设施内的多种地方进行订单的筹划和分类，从而允许更高的系统灵活性。从后面的描述中将会看到，所公开的实施例的各个方面对于其在系统进展方面的预测方面的不准确性（比如（一个或多个）机器人130和（一位或多位）拣选员170比预期更慢或更快地完成动作）是鲁棒的。速度预测方面的不准确性可能导致系统效率的降低，比如交通堵塞、自主移动机器人等待人类拣选员和/或人类拣选员等待自主移动机器人，这例如可以按照这里所描述的方式由管理系统101缓解，比如通过调节材料搬运系统100的每一个单元的调度和路径以避免交通堵塞，目标是最小化订单履行的时间。可以认识到，这里所描述的材料搬运系统100可以被部署在单个层上，或者可以通过穿过连接配送中心DC的不同层的任何适当的斜坡或升降机而访问配送中心DC中的多个层（例如机器人130和/或由机器人130携带的物品可以越过各个层）。在图1中可以看到，材料搬运系统100包括管理系统101、一个或多个固定生产和/或储存位置110A-110n（例如配送中心DC中的货架）、一个或多个收纳桶保持位置120A-120n、一个或多个收集收纳桶位置112A-112n（其在一个方面中位于/可以位于供人类拣选员访问的人体工程学高度）以及一个或多个自主移动机器人130（在这里被称作机器人130）。管理系统101是与一个或多个工作站102和/或远程浏览器130接口以便获得和更新顾客订单的任何适当的配送中心DC管理系统。在一个方面中，管理系统101还控制仓库/配送中心内材料的移动和储存并且处理相关联的事务，包括装运、接收、储存中的物品的放置以及拣选。管理系统101包括任何适当的组件，比如例如仓库控制器104、自动化控制器105以及一个或多个数据库/存储器106。在一个方面中，仓库控制器104引导配送中心DC内的实时活动。在一个方面中，自动化控制器105向机器人130提供收纳桶拣选和放置命令，以便履行顾客订单和/或配送中心DC内的物品的补货。所述一个或多个数据库/存储器106包括与每一份顾客订单（或者在订单被分批拣选的情况下是多个顾客订单）相关联的拣选订单107以及与一份或多份顾客订单相关联的人类拣选员的调度表108。拣选订单107和人类拣选员的调度表108当中的一项或多项定义预定的订单拣选序列。举例来说，管理系统101基于例如后面所描述的任何适当的标准确定最优序列，用于一个或多个自主移动机器人130和拣选员170履行订单，以便最小化履行订单所必要的时间量。在一个方面中，管理系统101包括基本上知道所有机器人130位于何处的材料搬运机器人交通控制器和调度器166（其在一个方面中是仓库控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于储存空间的储存填充和取回系统，所述系统包括：按照预定的有序配置分布在储存空间中并且定义至少一个人类拣选区块的多个固定储存位置，所述至少一个人类拣选区块被安排成由人类拣选员访问以便从在所述至少一个人类拣选区块中被排成阵列的各个固定储存位置拣选或放置物品，所述至少一个人类拣选区块当中的每一个具有至少一个收集收纳桶位置；被配置成在储存空间内保持和运输收纳桶并且具有末端执行器的至少一个自主移动机器人，所述末端执行器被安排成在所述至少一个自主移动机器人与收纳桶保持站之间以及在所述至少一个自主移动机器人与收集收纳桶位置之间自主转移收纳桶；以及储存管理系统，可通信地连接到所述至少一个自主移动机器人并且被配置成把所述至少一个自主移动机器人当中的每一个自主移动机器人与来自所述至少一个人类拣选区块当中的人类拣选区块相关联，每一个相关的人类拣选区块在所述相关的人类拣选区块的固定储存位置处具有对应于所述储存管理系统的商店和/或顾客拣选订单的至少一个所储存的物品；其中，所述至少一个自主移动机器人被配置成把收纳桶运输到每一个相关联的人类拣选区块的收集收纳桶位置，并且其中每一个收集收纳桶位置被安排成由人类拣选员访问并且定义人类拣选区块中的人类拣选员与所述至少一个自主移动机器人之间的接口。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.14 US 62/0638251.一种用于储存空间的储存填充和取回系统，所述系统包括：按照预定的有序配置分布在储存空间中并且定义至少一个人类拣选区块的多个固定储存位置，所述至少一个人类拣选区块被安排成由人类拣选员访问以便从在所述至少一个人类拣选区块中被排成阵列的各个固定储存位置拣选或放置物品，所述至少一个人类拣选区块当中的每一个具有至少一个收集收纳桶位置；被配置成在储存空间内保持和运输收纳桶并且具有末端执行器的至少一个自主移动机器人，所述末端执行器被安排成在所述至少一个自主移动机器人与收纳桶保持站之间以及在所述至少一个自主移动机器人与收集收纳桶位置之间自主转移收纳桶；以及储存管理系统，可通信地连接到所述至少一个自主移动机器人并且被配置成把所述至少一个自主移动机器人当中的每一个自主移动机器人与来自所述至少一个人类拣选区块当中的人类拣选区块相关联，每一个相关的人类拣选区块在所述相关的人类拣选区块的固定储存位置处具有对应于所述储存管理系统的商店和/或顾客拣选订单的至少一个所储存的物品；其中，所述至少一个自主移动机器人被配置成把收纳桶运输到每一个相关联的人类拣选区块的收集收纳桶位置，并且其中每一个收集收纳桶位置被安排成由人类拣选员访问并且定义人类拣选区块中的人类拣选员与所述至少一个自主移动机器人之间的接口。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述储存管理系统包括控制器，所述控制器与人类拣选员和所述至少一个自主移动机器人通信，并且被配置成使得所述储存管理系统生成人类拣选区块中的人类拣选员与所述至少一个自主移动机器人之间的接口，并且选择性地确定所述接口的状态是耦合接口还是去耦合接口。3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述接口的状态是耦合接口时，人类拣选员与所述至少一个自主移动机器人会合从而实施收集收纳桶位置处的收纳桶填充。4.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述接口的状态是去耦合接口时，在人类拣选员与所述至少一个自主移动机器人不会合的情况下实施收集收纳桶位置处的收纳桶填充。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述相关的人类拣选区块在储存空间中形成路径，所述路径连接对应于商店和/或顾客拣选订单的各个收集收纳桶位置。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述机器人被配置成把收纳桶运输到沿着所述路径的每一个收集收纳桶位置。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述机器人把共用收纳桶运输到对应于商店和/或顾客拣选订单的每一个收集收纳桶位置。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述共用机器人把共用收纳桶运输到对应于商店和/或顾客拣选订单的每一个收集收纳桶位置。9.根据权利要求7所述的系统，其中，多于一个机器人把共用收纳桶运输到对应于商店和/或顾客拣选订单的每一个收集收纳桶位置。10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述储存管理系统把共用收纳桶与至少一份相应的订单和相应的机器人相关联，从而通过共用机器人把共用收纳桶运输到每一个收集收纳桶位置。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述共用收纳桶被划分成多于一个单元格，所述共用收纳桶与多于一份相应的订单相关联，并且其中所述储存管理系统把每一个单元格与来自与共用收纳桶相关联的所述多于一份订单当中的不同的相应订单相关联。12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述储存管理系统分别引导每一个相关的人类拣选区块处的人类拣选员来利用所订购的所储存的物品填充所述相关的人类拣选区块的收集收纳桶位置处的共用收纳桶。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述储存管理系统基于沿着所述路径的机器人穿越状态把人类拣选员引导到对应的收集收纳桶位置。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述储存管理系统确定用于所述至少一个自主移动机器人穿越所述路径的不同的穿越路线，并且其中所述储存管理系统基于一个或多个相关的人类拣选区块处的人类拣选员的状态选择针对所述至少一个自主移动机器人的穿越路线。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述固定储存位置沿着过道分布并且所述至少一个人类拣选区块被布置在过道中，所述储存管理系统被配置成为所述穿越路线选择没有人类拣选员位于其中的过道。16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述固定储存位置沿着过道分布并且所述至少一个人类拣选区块被布置在过道中，并且所述储存管理系统的控制器被配置成确定没有人类拣选员位于其中的所述至少一个人类拣选区块的状态，并且设定针对所述至少一个自主移动机器人的不受限制的穿越路线的过道状态。17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述固定储存位置沿着过道分布并且所述至少一个人类拣选区块被布置在过道中，并且所述过道既具有人类拣选区块也具有机器人穿越路线，所述储存管理系统被配置成选择每一个过道的状态，并且把过道的状态从所述至少一个人类拣选区块改变到所述机器人穿越路线。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述储存管理系统被配置成把所述至少一个自主移动机器人停止在位于过道中的所述至少一个人类拣选区块的边缘或一侧，其中当过道的状态改变到穿越路线状态时所述至少一个自主移动机器人继续前进。19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述储存管理系统被配置成把所述至少一个自主移动机器人停止在收集收纳桶位置处，其中收纳桶位于相关的人类拣选区块的边缘处，其中当过道的状态改变到穿越路线状态时所述至少一个自主移动机器人继续前进。20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述固定储存位置和所述至少一个人类拣选区块被沿着过道布置，其中所述至少一个人类拣选区块形成共用过道的一侧，并且所述穿越路线形成共用过道的另一侧。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个人类拣选区块和所述穿越路线在共用过道内连续共存，并且所述储存管理系统被配置成选择性地切换所述至少一个人类拣选区块和所述穿越路线在共用过道内的位置。22.根据权利要求12所述的系统，其中，所述储存管理系统确定用于所述至少一个自主移动机器人穿越所述路径的不同的穿越路线...

【专利技术属性】
技术研发人员：C格林内尔，J琼斯，J卡沃拉，ME斯帕罗，SC特贝斯，C武，M阿普里，
申请(专利权)人：新生代机器人公司，
类型：发明
国别省市：美国,US