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用于存储或分配可堆叠货物的自动化系统
摘要
提供了一种用于自动存储或分配一堆或多堆可堆叠货物的系统。该系统包括至少一个可以放置一堆或多堆可堆叠货物的拾取站点，以及至少一个可以放置一堆或多堆可堆叠货物的递送站点。该系统还包括用于固定和释放可堆叠货物之一的机器人拾取装置，以及用于将拾取装置移动到适当位置以在所需的拾取或交付地点取回或存放可堆叠货物之一的移动装置。提供了一种控制系统，该控制系统可以激活拾取装置和移动装置，并且被编程为可操作以在一个或多个拾取位置与一个或多个传送位置之间系统地移动可堆叠货物的堆叠。
[0001]此应用程序是应用程序Ser的部分延续。1998年9月23日提交的美国专利申请第09 / 158,756号。
发明领域
[0002]本发明总体上涉及一种系统，该系统使创建或分配可堆叠货物的组件的过程自动化。
发明背景
[0003]批量购买和运输许多类型的货物既方便又具有成本效益。因此，市场上出售的许多产品都是以大捆包装的形式出售的，这些捆由一个又一个的堆叠在一起组成。这些货物通常存储在规则尺寸的托盘上，这些托盘有效地利用了存储空间。
[0004]但是，在需要这种可堆叠货物的组装的地方，需要人工来堆叠和堆叠货物。这种劳动会增加很多费用和不便，特别是在货物尺寸不规则，难以处理或危险或可能被人为污染的情况下。在某些情况下，仅要处理的商品的绝对数量就足以使人对商品的包装效率低下。最后，还必须避免人类接触储存在移液管尖端的有害物质的危险。
[0006]因此，本发明的目的是提供一种系统，该系统使创建和/或分配可堆叠货物的组件，特别是从根据本发明的盒子的移液管尖端平板的装卸过程自动化。
[0007]本发明的另一个目的是提供一种无需人工操作移液器吸头平头就可以存储和分配存储在平面内的移液器吸头的系统。
[0008]本发明的另一个目的是提供一种移液器吸头盒，其将吸液器吸头存储在密集，精确定位的吸头平面阵列中，并且仅需要最小程度地使用包装材料。当结合附图，说明书和权利要求书考虑用于存储或分配可堆叠货物的本发明的自动化系统时，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。
发明内容
[0009]提供了一种用于自动存储或分配一堆或多堆可堆叠货物的系统。该系统包括至少一个拾取站点，在该站点上可以放置一堆或多堆可堆叠货物，从而可以从位于拾取站点的每个堆叠的顶部取回可堆叠货物，并进行至少一次运输可以放置一堆或多堆可堆叠货物的站点，这样可以将可堆叠货物放置在位于交货地点的每个堆叠的顶部。
[0010]该系统还包括机器人设备，该机器人设备包括用于固定和释放可堆叠货物之一的拾取装置，以及用于将拾取装置移动到适当位置以从固定在任何位置的任何堆叠的顶部取回可堆叠货物之一的运动装置。提货地点，以及用于将提货装置移动到适当位置的方法，以将一种可堆叠货物存放在任何交付地点上固定的任何堆叠上。提供了一种控制系统，该控制系统与机器人设备进行通信，使得该控制系统可以激活机器人设备的拾取装置和移动装置。控制系统被编程为可操作以在一个或多个取货地点与一个或多个交货地点之间系统地移动可堆叠货物的堆叠。
附图的简要说明
[0011]图1是本发明系统的侧视平面图，其中，部分装有移液管吸头尖端叠堆的盒子被装入机器人装置。
[0012]图2是图1的发明系统的前视平面图1所示的盒是空的。
[0013]图3是图1的发明系统的俯视图2。
[0014]图4是图3的发明系统的上部的底部剖视图。2取在剖面线4-4示出了优选的拾取控制装置的结构。
[0015]图5是本发明的盒的前视平面图。
[0016]图6是本发明的盒的侧视图。
[0017]图6A是可与本发明的系统的第一或第二实施例一起使用的替代盒的透视图。
[0018]图7是示出的安装在升降机上的盒式磁带的俯视图。
[0019]图8是拾取单元的透视图，该拾取单元将移液器吸头平坦地输送到优选的吸头仓库
[0020]图9是具有其系统控制的设备的示意图。
[0021]图10是尖端仓库的俯视图，示出了上方的夹持器腿。
[0022]图11是拾取单元的夹持器的前视图，该夹持器在前端存储器上放置了一个平面，该前端存储器在左侧被部分切除以示出其内部组件的放置。
[0023]图12是拾取单元的夹持器的侧视图，该夹持器在尖端存储器上放置了一个平面，尖端存储器在左侧被部分切除以示出其内部组件的放置
[0024]图13是本发明系统的模式管理的操作的顺序流程图。
[0025]图14是处于手动操作模式时本发明系统的操作的顺序流程图。
[0026]图15是当装载盒时本发明系统的操作的顺序流程图。
[0027]图16是处于自动操作模式时本发明系统的操作的顺序流程图。
[0028]图17是本发明系统的警报系统的操作的顺序流程图。
[0029]图18是本发明系统的第二实施例的透视图，其中可堆叠货物被输送到一个或多个无源盒或从一个或多个无源盒中拾取。
[0030]图19是图18所示的第二实施例的无源盒的底部平面图18。
[0031] 图20是图18所示的第二实施例的侧视图
[0032] 图20A是在图18所示的第二实施例中使用的旋转器组件的侧面截面图。
[0033] 图21是图18所示的第二实施例的顶部平面图。
[0034] 图22是图18所示的第二实施例中所使用的设备及其系统控制的示意图。
[0035] 图23是图18所示的第二实施例的控制系统在手动操作模式下运行的顺序流程图。
[0036] 图24是图18所示的第二实施例的控制系统在自动运行模式下运行的顺序流程图的第一部分。
[0037]图25是图24的顺序流程图的延续。
具体实施方式
[0038]本发明的系统被设计成使在位置之间运输可堆叠货物的堆叠的过程自动化。为了本申请的目的，术语“堆叠”用于指相对于彼此成线性进展定位的任何数量的可堆叠货物。堆叠的“高度”等于堆叠中可堆叠货物的数量。例如，单个可堆叠货物构成高度为一的堆叠。因此，堆叠只能构成一种物品。为了方便起见，术语“堆垛的顶部”用于描述堆垛的末端，可向其中添加可堆叠货物或从中检索可堆叠货物。尽管术语“顶部”的使用表明堆叠是垂直定向的，但是应该理解堆叠可以在任何方向上定向。例如，堆叠可以沿着水平轴取向，其中堆叠的“顶部”构成堆叠的最右端；它可以沿垂直轴定向，而堆栈的最低端构成堆栈的“顶部”；也可以将其倾斜（相对于重力）定向，使堆叠的对角线两端之一构成堆叠的“顶部”。
[0039]特别关于两个系统实施例描述了本发明的系统。每个实施例包括机器人装置，该机器人装置包括可操作以固定或释放可堆叠货物的移动式拾取单元，以及用于在一个或多个拾取位置与一个或多个传送位置之间移动拾取单元的移动装置，使得在任何站点，可以操作拾取单元以从位于站点的一个或多个可堆叠货物中检索可堆叠货物或将可堆叠货物存放到该位置。应该理解的是，这包括将单个可堆叠货物运送到尚未放置可堆叠货物的地点，因为该可堆叠货物可能被视为已经存放在该地点的“空”堆叠上。
[0040]本发明系统的两个所描述的实施例均包括一个或多个盒，每个盒用作拾取位置或输送位置（或相继用作两者）。在两个实施例中使用的盒子的主要功能是在本发明的系统的主动操作期间将由本发明的系统处理过的每堆可堆叠的货物保持在限定的位置，使得可以使用镐将可堆叠的货物放置在堆叠上或从中取出。单位。然而，应当理解，只要不通过盒的支撑就可以将通过本发明的系统处理的可堆叠货物保持在限定位置的堆叠中，则可以在不使用一个或多个盒的情况下使用本发明的系统。例如，空的移液器吸头平板，微孔板，微孔板盖和微孔板盖通常是基本上平坦的矩形物品。移液器吸头平板，微孔板和微孔板盖都可以垂直堆叠，并通过本发明的系统进行处理，而无需使用盒。
[0041]在本发明的系统的两个描述的实施例中，进一步假设，由本发明的系统处理的可堆叠货物的单元是移液管尖端平板20，如图1，2，5，6，8，18，和20所示。这些图中所示的平面20以8times;12的阵列容纳96个移液器吸头。然而，应该理解，由本发明的系统处理的移液管吸头平头可以容纳任何数量的任何尺寸，任何空间配置的移液管吸头。更广泛地说，本发明的系统10 可用于处理任何可堆叠的货物，这些货物可通过自动提货设备从堆叠中取出并放置在堆叠中。此类物品包括但不限于移液器吸头，微孔板和微孔板盖的盖板。
[0042]A.用于存储和/或分配可堆叠货物的系统的第一实施例
[0043]参照图1，2，3，和4，本发明的系统的第一实施例10，用于存储和/或者分配可堆叠货物被示出。本发明的系统10的第一实施例包括：盒子14，其容纳可堆叠货物的单元12的阵列；机器人装置16，其被设计成取回，运输和释放可堆叠货物；以及操纵盒子14；以及控制系统18，其被编程为操作机器人装置16以将可堆叠货物的单元装载到盒14中或从盒14分配可堆叠货物的单元。
[0043]参照图1至图4。1，2，3，和4，本发明的系统的第一实施例10，用于存储和/或者分配可堆叠货物被示出。本发明的系统10的第一实施例包括：盒子14，其容纳可堆叠货物的单元12的阵列；机器人装置16，其被设计成取回，运输和释放可堆叠货物；以及操纵盒子14；以及控制系统18，其被编程为操作机器人装置16以将可堆叠货物的单元装载到盒14中或从盒14分配可堆叠货物的单元。
[0045]参照图1至图4。参照图1和图2，在第一实施例中使用的优选的“主动”盒14具有升降机平台26，在该平台上可以将移液管尖端平板20的堆叠64放置在精确限定的位置，从而允许机器人装置16从任何堆叠中添加或移除平板。如将在下面描述的，在电梯平台26上的图64中所示。盒式磁带14被称为“活动”盒式磁带，因为在系统运行期间，盒式磁带的一部分（升降平台26）可垂直移动。当与移液器尖端平板20一起使用时，升降平台26 包括在其上表面上的扁平仓库28，该扁平仓库专门设计成在每个堆叠64中接收最低的扁平20。吸管头22在最低的移液管尖平面20在堆栈64的寄存器与和配合到在平坦仓库孔28，使得吸移管尖22被保持电梯平台的表面之上26，并且不被污染。可以将扁平仓库28设计为适应移液器吸头22的不同长度和配置。应当理解，如果本发明的系统用于处理其他类型的可堆叠货物，则可以使用类似于扁平仓库28的其他结构。
[0046]参照图1至图4。参照图5，图6和图7，在第一实施例中，盒14还包括基部30，升降机导杆32，分度器34和盖36。电梯导向杆32固定在基座30上，升降台26可移动地安装在导向杆32上。索引34用于将移液器尖端平板20的每个堆叠64保持在精确的位置，因为通过机器人装置16将平板20添加到
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