(57)【要約】  多くの保管モジュール（１１０）を用いて迅速かつ効率的に組み立て可能な自動システム構造体（１０２）が開示される。保管モジュール（１１０）は、各々がトート、カートン、トレー又は他のコンテナを保管するための多数の規定された保管ロケーション（１０６）を有する１対の棚モジュール（１２６，１２８）で構成されるのが良い。棚モジュール（１２６，１２８）はこれら自体、棚モジュールの各端部のところで垂直指示組立体に取り付けられた多数の水平保管レベル（１３０）を有する多数のモジュール化ユニットであるのが良い。１対の棚モジュール（１２６，１２８）は、棚モジュールをタイビーム（１２２）の底部にかつタイプレート（１７４）の頂部に取り付けることによって互いに正確に間隔を置いて配置可能である。
2021512030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注文履行施設のための構造体であって、前記構造体は、
複数の保管モジュールを有し、前記複数の保管モジュールは各々、１対の互いに間隔を置いた棚モジュールを有し、前記互いに間隔を置いた棚モジュールの各々は、在庫コンテナを保管するための保管棚を有し、
前記複数の保管モジュールは、互いに対して垂直かつ水平に組み立てられるよう構成されている、構造体。
【請求項２】
位置合わせ特徴部を備えた１対のタイビームをさらに有し、前記複数の保管モジュールのうちの一保管モジュールは、前記１対のタイビーム上に支持され、前記タイビームは、前記保管モジュールの前記互いに間隔を置いた棚モジュールの相互の繰り返し可能な組み立てを可能にする、請求項１記載の構造体。
【請求項３】
位置合わせ特徴部を備えた１対のタイプレートをさらに有し、前記複数の保管モジュールのうちの一保管モジュールは、前記１対のタイプレート上に支持され、前記タイプレートは、前記保管モジュールの前記互いに間隔を置いた棚モジュールの相互の繰り返し可能な組み立てを可能にする、請求項１記載の構造体。
【請求項４】
注文履行施設のための構造体であって、前記構造体は、
複数のレベル変更塔モジュールを有し、前記複数のレベル変更塔モジュールは各々、１対の互いに間隔を置いたレール・チャネルモジュールを有し、前記互いに間隔を置いた前記レール・チャネルモジュールの各々は、モバイルロボットの垂直移動を可能にするよう構成されたチャネルを有し、
前記複数のレベル変更塔モジュールは、互いに対して垂直かつ水平に組み立てられるよう構成されている、構造体。
【請求項５】
位置合わせ特徴部を備えた１対のタイビームをさらに有し、前記複数のレベル変更塔モジュールのうちの一レベル変更塔モジュールは、前記１対のタイビーム上に支持され、前記タイビームは、前記塔モジュールの前記互いに間隔を置いた前記レール・チャネルモジュールの相互の繰り返し可能な組み立てを可能にする、請求項４記載の構造体。
【請求項６】
位置合わせ特徴部を備えた１対のタイプレートをさらに有し、前記複数のレベル変更塔モジュールのうちの一レベル変更塔モジュールは、前記１対のタイプレート上に支持され、前記タイプレートは、前記塔モジュールの前記互いに間隔を置いた前記レール・チャネルモジュールの相互の繰り返し可能な組み立てを可能にする、請求項４記載の構造体。
【請求項７】
注文履行施設のための構造体であって、前記構造体は、
互いに端と端を付き合わせた状態で位置決めされるよう構成された第１及び第２の保管モジュールを有し、
前記第１の保管モジュールは、
前記第１の保管モジュールの底部のところに第１の支持プレートを有する第１の端部と、
前記第１の端部と反対側に位置していてかつ前記第１の保管モジュールの前記底部のところに第２の支持プレートを有する第２の端部と、
在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションと、を含み、
第２の保管モジュールは、
前記第２の保管モジュールの底部のところに第３の支持プレートを有する第３の端部と、
前記第２の端部と反対側に位置していてかつ前記第２の保管モジュールの前記底部のところに第４の支持プレートを有する第４の端部と、
在庫コンテナを保管するための第２の組をなす保管ロケーションと、を含み、
前記第１の保管モジュールの前記第１の端部を支持するよう構成された第１のタイビームを有し、前記第１のタイビーム及び前記第１の支持プレートのうちの一方は、第１の位置決めピンを有し、前記第１のタイビーム及び前記第１の支持プレートのうちの他方は、第１の位置決め穴を有し、前記第１の位置決めピンは、前記第１の支持プレートを前記第１のタイビームに整列させるよう前記第１の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、
前記第１の保管モジュールの前記第２の端部及び前記第２の保管モジュールの前記第３の端部を支持するよう構成された第２のタイビームを有し、前記第２のタイビーム及び前記第２の支持プレートのうちの一方は、第２の位置決めピンを有し、前記第２のタイビーム及び前記第２の支持プレートのうちの他方は、第２の位置決め穴を有し、前記第２の位置決めピンは、前記第２の支持プレートを前記第２のタイビームに整列させるよう前記第２の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、
前記第２のタイビーム及び前記第３の支持プレートのうちの一方は、第３の位置決めピンを有し、前記第２のタイビーム及び前記第３の支持プレートのうちの他方は、第３の位置決め穴を有し、前記第３の位置決めピンは、前記第３の支持プレートを前記第３のタイビームに整列させるとともに前記第３の支持プレートを前記第２の支持プレートに整列させるよう前記第３の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成されている、構造体。
【請求項８】
前記第１及び前記第２の穴のうちの一方は、前記第１の位置決めピンと前記第２の位置決めピントの間の第１の距離の許容誤差を見込んで長円形である、請求項７記載の構造体。
【請求項９】
前記第１の保管モジュールの前記第４の端部を支持するよう構成された第３のタイビームをさらに有し、第４のタイビーム及び前記第４の支持プレートのうちの一方は、第４の位置決めピンを有し、前記第４のタイビーム及び前記第４の支持プレートのうちの他方は、第４の位置決め穴を有し、前記第４の位置決めピンは、前記第４の支持プレートを前記第２のタイビームに整列させるよう前記第４の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成されている、請求項７記載の構造体。
【請求項１０】
前記第３及び前記第４の穴のうちの一方は、前記第３の位置決めピンと前記第４の位置決めピントの間の第２の距離の許容誤差を見込んで長円形である、請求項９記載の構造体。
【請求項１１】
前記第１の貯蔵モジュールは、
前記第１の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第１の垂直支持組立体と、
前記第２の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第２の垂直支持組立体と、を含む、請求項７記載の構造体。
【請求項１２】
前記第１の垂直支持組立体と前記第２の垂直支持組立体との間に延びる第１の複数の水平レベルをさらに有し、前記第１の組をなす保管ロケーションは、前記第１の複数の水平レベルに設けられている、請求項１１記載の構造体。
【請求項１３】
前記第１の組をなす垂直支持組立体と前記第２の組をなす垂直支持組立体との間で斜めに延びていて前記第１の保管モジュールの平面性を維持する１対の交差ブレースをさらに有する、請求項１２記載の構造体。
【請求項１４】
前記第２の保管モジュールは、
前記第３の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第３の垂直支持組立体と、
前記第４の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第４の垂直支持組立体と、を含む、請求項１２記載の構造体。
【請求項１５】
前記第３の垂直支持組立体と前記第４の垂直支持組立体との間に延びる第２の複数の水平レベルをさらに有し、前記第２の組をなす保管ロケーションは、前記第２の複数の水平レベルに設けられている、請求項１４記載の構造体。
【請求項１６】
注文履行施設のための構造体であって、前記構造体は、
互いに重ねて位置決めされるように構成された第１及び第２の保管モジュールを有し、
前記第１の保管モジュールは、
第１の端部を含み、前記第１の端部は、
前記第１の保管モジュールの底部のところに第１の支持プレートを有するとともに前記第１の保管モジュールの頂部のところに第１のタイプレートを有し、
前記第１の端部と反対側の第２の端部を含み、前記第２の端部は、
前記第１の保管モジュールの前記底部のところに第２の支持プレートを有するとともに前記第２の保管モジュールの頂部のところに第２のタイプレートを有し、
在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションを含み、
第１の保管モジュールの前記第１の端部を支持するよう構成された第１のタイビームを有し、前記第１のタイビーム及び前記第１の支持プレートのうちの一方は、第１の位置決めピンを有し、前記第１のタイビーム及び前記第１の支持プレートのうちの他方は、第１の位置決め穴を有し、前記第１の位置決めピンは、前記第１の支持プレートを前記第１のタイビームに整列させるよう前記第１の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、
前記第１の保管モジュールの前記第２の端部を支持するよう構成された第２のタイビームを有し、前記第２のタイビーム及び前記第２の支持プレートのうちの一方は、第２の位置決めピンを有し、前記第２のタイビーム及び前記第２の支持プレートのうちの他方は、第２の位置決め穴を有し、前記第２の位置決めピンは、前記第２の支持プレートを前記第２のタイビームに整列させるよう前記第２の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、
前記第２の保管モジュールは、
前記第２の保管モジュールの底部のところに第３の支持プレートを有する第３の端部と、
前記第３の端部と反対側に位置していてかつ前記第４の保管場所の前記底部のところに第４の支持プレートを有する第４の端部と、
在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションと、を含み、
前記第１のタイプレート及び前記第３の支持プレートのうちの一方は、第３の位置決めピンを有し、前記第１のタイプレート及び前記第３の支持プレートのうちの他方は、第３の位置決め穴を有し、前記第３の位置決めピンは、前記第３の支持プレートを前記第１のタイプレートに整列させるよう前記第３の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、
前記第２のタイプレート及び前記第４の支持プレートのうちの一方は、前記第４の位置決めピンを有し、前記第２のタイプレート及び前記第４の支持プレートのうちの他方は、第４の位置決め穴を有し、前記第４の位置決めピンは、前記第４の支持プレートを前記第２のタイプレートに整列させるよう前記第４の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成されている、構造体。
【請求項１７】
前記第１及び前記第２の穴のうちの一方は、前記第１の位置決めピンと前記第２の位置決めピンとの間の第１の距離の許容誤差を見込んで長円形である、請求項１６記載の構造体。
【請求項１８】
前記第３及び前記第４の穴のうちの一方は、前記第３の位置決めピンと前記第４の位置決めピンとの間の第２の距離の許容誤差を見込んで長円形である、請求項１７記載の構造体。
【請求項１９】
前記第１の保管モジュールは、
前記第１の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第１の垂直支持組立体と、
前記第２の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第２の垂直支持組立体とを含む、請求項１６記載の構造体。
【請求項２０】
前記第１の垂直支持組立体と前記第２の垂直支持組立体との間に延びる第１の複数の水平レベルをさらに有し、前記第１の組をなす保管ロケーションは、前記第１の複数の水平レベルに設けられている、請求項１９記載の構造体。
【請求項２１】
前記第１の組をなす垂直支持組立体と前記第２の組をなす垂直支持組立体との間で斜めに延びていて前記第１の保管モジュールの平面性を維持する１対の交差ブレースをさらに有する、請求項２０記載の構造体。
【請求項２２】
前記第２の保管モジュールは、
前記第３の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第３の垂直支持組立体と、
前記第４の支持プレートから垂直方向上方に取り付けられた第４の垂直支持組立体とを含む、請求項２０記載の構造体。
【請求項２３】
前記第３の垂直支持組立体と前記第４の垂直支持組立体との間に延びる第２の複数の水平レベルをさらに有し、前記第２の組をなす保管ロケーションは、前記第２の複数の水平レベルに設けられている、請求項２２記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
〔関連出願の参照〕
本願は、２０１８年２月８日に出願された米国特許仮出願第６２／６２８，１７６号（発明の名称：MODULAR STRUCTURE FOR AN AUTOMATED STORAGE AND RETRIEVAL SYSTEM）の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【０００２】
サプライチェーンで使用される自動注文履行（オーダフルフィルメント）システムは、個々の製品アイテム（本明細書では「イーチ（each）」とも言う）に関する注文を履行することができる。伝統的な注文履行施設は、保管スペースの垂直及び水平アレイを備えたマルチレベル型（多くの高さ位置を持つ形式）の保管構造体内でイーチをコンテナに入れた状態で保管する。自動注文履行システムは、コンテナを保管構造体内において保管スペースに移送したり保管スペースから移送したりするよう保管構造体内で水平に動いたり垂直に動いたりするモバイルロボットをさらに含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現時点において、自動システム構造体は、個々のコンポーネントを一度に一ピース（単品）ずつ互いに組み立てることによって構築される（かかる構造体は、「現場組み立て」式構造体と呼ばれる場合がある）。例えば、第１の水平レベル用のレールは、垂直レールに個々に取り付けられる。第２の水平レベルは、次に、垂直レールに取り付けられ、以下同様である。「現場組み立て」方式には、信頼性の高いモバイルロボット動作を得るために要する時間のかかる非常に多くの調節を必要とするという欠点がある。一つには、注文履行モバイルロボット技術の技術的進歩及び自動製品配送の需要の増大に起因して、最近においては、自動注文履行施設の著しい普及及び需要が存在する。この需要に応えるため、かかる施設で使用される構造体を迅速かつ効果的に構築する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、多くの構造体モジュールを用いて迅速かつ効率的に組み立て可能な自動保管施設のための構造体に関する。保管モジュールは、各々がトート、カートン、トレー又は他のコンテナを保管するための多数の規定された保管ロケーションを有する１対の棚モジュールで構成されるのが良い。１対の棚モジュールは、モバイルロボットが１対の棚モジュール相互間を通りそして在庫品を完成状態の保管構造体内のいずれかの棚モジュール内の保管ロケーションに出庫し又は配送することができるよう互いに正確に間隔を置いて配置される。構造体内で上るようロボットによって用いられる塔モジュールは、同様な仕方で組み立て可能である。
【０００５】
１対の棚モジュールは、棚モジュールをタイビームの底部にかつタイプレートの頂部に取り付けることによって互いに正確に間隔をおいて配置可能である。タイビーム及びタイプレートは、棚モジュールの頂面及び底面に設けられた位置合わせ特徴部と合致して、棚モジュール相互の迅速かつ正確な離隔を保証する位置合わせ特徴部を有する。タイビーム及びタイプレートは、水平かつ/ あるいは垂直に差し向けられた多数の保管モジュールの相互の迅速かつ正確な組み立てを可能にするための追加の位置合わせ特徴部を有する。
【０００６】
この発明の概要の項は、詳細な説明の項において以下にさらに説明する単純化された形態でひとまとまりの技術的思想を導入するために設けられている。この発明の概要の項は、クレーム請求された発明の重要な特徴又は必須の特徴を特定するものではなく、またクレーム請求されている発明の範囲の決定にあたっての助けとして使用されるものでもない。クレーム請求されている発明は、技術の背景の項に記載された任意の又は全ての欠点を解決する具体化例には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る注文履行施設の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る保管モジュールの前から見た斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係る保管モジュールの平面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係る保管モジュールの端面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に係る保管モジュールの側面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る棚モジュールの分解組立斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る交差ブレースを含む棚モジュールの分解組立斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る保管モジュールの分解組立斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に従って保管モジュールをタイビームに取り付けるための位置合わせ特徴部を示す部分斜視図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態に従って保管モジュールを互いに異なる組み立て段階で示す斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に従って保管モジュールを互いに異なる組み立て段階で示す斜視図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態に従って保管モジュールを互いに異なる組み立て段階で示す斜視図である。
【図７Ｄ】本発明の実施形態に従って保管モジュールを互いに異なる組み立て段階で示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係るレベル変更塔モジュールの前から見た斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に従ってレベル変更塔モジュール内におけるモバイルロボットの垂直移動を可能にするチャネルの一部分の拡大図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係る塔モジュールの平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に係る塔モジュールの端面図である。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態に係る塔モジュールの側面図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態に係るレール・チャネルモジュールの分解組立斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態に係るレール・チャネルモジュールの組み立て後の斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る塔モジュールの分解組立斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態に従って複数の保管モジュールで形成された保管構造体の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に従って複数の保管モジュールで形成された保管構造体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、これを大まかに説明すると、多くの構造体モジュールを用いて迅速かつ効率的に組み立て可能な自動システム構造体に関する。保管モジュールは、各々がトート、カートン、トレー又は他のコンテナを保管するための多数の規定された保管ロケーションを有する１対の棚モジュールで構成されるのが良い。棚モジュールはこれら自体、棚モジュールの各端部のところで１対の垂直支持組立体に取り付けられた多数の水平保管レベルを有するモジュール化ユニットであるのが良い。１対の棚モジュールは、１対の棚モジュール相互間を通り、そして在庫を完成状態の保管構造体中のいずれかの棚モジュール内の保管ロケーションに出庫し又は配送するよう互いに正確に間隔を置いて配置可能である。
【０００９】
１対の棚モジュールは、棚モジュールをタイビームの底部にかつタイプレートの頂部に取り付けることによって互いに正確に間隔を置いて配置可能である。タイビーム及びタイプレートは、円形ピンの形態をした位置合わせ特徴部を有する。この場合、棚モジュールの頂面及び底面は、タイビーム及びタイプレートに設けられたピンに嵌まる円形穴及び長円形のスロットを有する。ピン、穴及びスロットの配置により、棚モジュールの正確な位置決めが保証されるとともにタイビーム及びタイプレート上への棚モジュールの不適切な組み立てが阻止される。タイビーム及びタイプレートは、水平かつ／あるいは垂直に差し向けられた多数の保管モジュールの相互の迅速かつ正確な組み立てを可能にするための追加の位置合わせ特徴部を有する。
【００１０】
本発明を多くの互いに異なる形態で具体化できるので、本発明を本明細書において説明する実施形態に限定されるものと解されてはならないことが理解される。これとは異なり、これら実施形態は、本開示が徹底的でありかつ完全であり、本発明を当業者に完全に理解させるよう提供されている。確かに、本発明は、特許請求の範囲の記載によって定められる本発明の範囲及び精神に含まれるこれら実施形態の変形例、改造例及び均等例を含むものである。さらに、本発明の以下の詳細な説明において、多くの特定の細部が本発明の徹底的な理解を提供するために記載されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明をかかる特定の細部なしで実施できる。
【００１１】
本明細書で用いられる場合のある「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「垂直」、及び「水平」という用語は、例示でありかつ説明の目的のためのものであり、言及するアイテムを位置及び向きにおいて交換することができるので、本発明の説明を限定するものではない。また、本明細書で用いられる「実質的に」及び／又は「約」という用語は、特定の寸法又はパラメータが所与の用途について許容可能な製造公差内においてばらつきのあることを意味している。一つの実施形態において、許容製造公差は、所与の寸法の±０．２５％である。
【００１２】
図１は、保管ロケーション１０６の多数のベイ１０４を含む保管構造体１０２を示している注文履行施設１００の一実施形態の部分図である。本発明の諸観点によれば、保管構造体１０２は、以下に説明する多数の保管モジュール１１０で形成されるのが良い。保管モジュール１１０によって構成されるベイ１０４は各々、水平列をなす保管ロケーション１０６のｙ‐ｚアレイ及びこの実施形態では垂直塔（タワー）であるのが良い列に沿うレベル（高さ位置）変更塔を含む。モバイル（移動）ロボット１４８がレベル変更塔内で保管レベル相互間をｚ方向に移動することができる。保管モジュール１１０は、互いに向くよう配置されるとともに通路（アイル）１０８によって隔てられた対をなすベイ１０４を形成する。通路１０８は、通路１０８内で移動しているモバイルロボット１４８がコンテナを通路１０８の各側でベイ１０４に移送することができるような幅を有するのが良い。
【００１３】
注文履行施設１００は、保管構造体１０２の互いに異なる水平レベルで互いに間隔を置いて配置されたデッキ１１２をさらに含むのが良い。図示の実施形態では、デッキ１１２は、１対ずつ（１１２‐１，１１２‐２）配置されるが、別の実施形態ではそうである必要はない。デッキ１１２は、ロボットが各デッキのｘ‐ｙ平面内で通り抜けて互いに異なる通路相互間を移動することができるよう通路相互間に延びるのが良い。デッキのうちの一方（１１２‐１又は１１２‐２）もまた、技術者が歩いて通路１０８内に入って通路内のサービスコンポーネントまで歩くことができるようそれぞれの通路内に延びるのが良い。
【００１４】
図１はまた、ワークステーション１１１の実施例を示している。実施形態では、各ワークステーションは、対をなすモバイルロボットを受け入れるよう装備されている。ステーションのところに位置する第１のモバイルロボットが製品リクエストを履行するためのアイテムとともに製品トートを運搬する。このステーションのところに位置する第２のモバイルロボットが製品トートからのアイテムが製品リクエストを履行するために収納される注文トートを運搬する。ワークステーションのところに位置する作業員がワークステーションのところの在庫管理システムの誘導下においてアイテムを製品トートから注文トートに手作業で移す。
【００１５】
上述したように、注文履行施設１００は、トート又は他の製品コンテナをベイ１０４内のワークステーション１１１及び保管ロケーション１０６に移送したりワークステーション１１１及び保管ロケーション１０６から移送したりするための多数のモバイルロボット１４８をさらに含むのが良い。実施形態では、モバイルロボット１４８は、トート又は他の製品コンテナをモバイルロボット１４８と保管ロケーション１０６との間で移送するよう通路１０８内で水平に動いたり垂直に動いたりするよう自己誘導式かつ／あるいはレール誘導式であるのが良い。例えば、水平レールを含む軌道システムを以下に説明するように互いに異なる垂直レベルで保管所ジュール１１０に取り付けるのが良い。水平レールは、所与のレベルでｘ方向に通路１０８の各側で保管棚への接近を可能にする。上述したように、ベイ１０４は、レベル変更塔を有するのが良く、モバイルロボットは、保管ロケーション１０６のレベル相互間でｚ方向に垂直に移動することができる。
【００１６】
本発明の保管モジュール１１０と関連して用いることができるワークステーション、軌道システム及びモバイルロボットのそれ以上の細部については、例えば、以下の米国特許及び米国特許出願公開に記載されており、かかる米国特許及び米国特許出願公開は、２０１５年９月２２日に発行されてジョン・ラート（John Lert）に付与された米国特許第９，１３９，３６３号明細書（発明の名称：Automated System For Transporting Payloads）、２０１６年６月２日にジョン・ラート及びウィリアム・フォスナイト（William Fosnight）名義で出願された米国特許出願公開第２０１６／０３５５３３７号明細書（発明の名称：Storage and Retrieval System）、及び２０１７年５月１０日にジョン・ラート及びウィリアム・フォスナイト名義で出願された米国特許出願公開第２０１７／０３１３５１４号明細書（発明の名称：Order Fulfillment System）である。これら米国特許及び米国特許出願公開の各々を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【００１７】
図１は、保管構造体１０２の状態に互いに組み立てられた多数の保管モジュール１１０を示している。図２は、単一の保管モジュール１１０を示している。次に、図２〜図４Ｂを参照して保管モジュール１１０のそれ以上の細部について説明する。図２の保管モジュール１１０は、第１レベル保管モジュール（すなわち、施設１００の床１２０に隣接して位置する第１のレベル上で用いられる保管モジュール）を示している。第１レベル保管モジュールは、床１２０にボルト止めされ又は違ったやり方で取り付けられた基礎タイビーム１２２上に配置されている。
【００１８】
各保管モジュール１１０は、以下に説明するように特定のかつ繰り返し可能な距離にわたって互いに間隔を置いて配置された２つの棚モジュール１２６，１２８で構成されている。互いに同一であるのが良い２つの棚モジュール１２６，１２８は各々、例えば図３Ａで分かるように、多数の水平レベル１３０を含む。各棚モジュール１２６，１２８内の水平レベル１３０の数は、互いに異なる実施形態では様々であって良い。棚モジュール１２６内の水平レベル１３０は、棚モジュール１２８内の水平レベル１３０と水平方向に整列することができる。
【００１９】
例えば図３Ａ〜図４Ａで分かるように、両方の棚モジュール１２６，１２８内の各水平レベル１３０は、１対の水平支持部材１３４を含むのが良い。多数のコンテナ案内１４０が種々のレベル１３０において水平支持部材１３４の各対相互間に全体として垂直に延びるのが良い。コンテナ案内１４０は、種々のレベル１３０のところで保管されるべき容器のための位置を定めるために用いられる。
【００２０】
水平支持部材１３４は、水平支持部材の各端部のところで１対の垂直支持組立体１４２相互間に延びるとともにこれらに連結されている。各垂直支持組立体１４２は、１対の垂直支持体１４４及び垂直支持体１４４相互間に延びる一連の補強トラス１４６を含むのが良い。水平支持部材１３４は、例えばボルト止め、溶接及び／又は他の既知の取り付け方式によって垂直支持組立体に取り付けられるのが良い。レベル１３０及び垂直支持組立体１４２は、高強度材料、例えば鋼、亜鉛メッキ鋼、及び他の金属で形成されるのが良い。
【００２１】
次に、図３Ａ〜図５を参照して保管モジュール１１０の組み立てについて説明する。水平支持部材１３４と垂直支持組立体１４２を組み立て、次に垂直支持組立体１４２が固定具内に支持されている間に水平支持部材１３４を垂直支持組立体１４２に取り付けることによって２つの棚モジュール１２６，１２８を地面レベルに固定具内で組み立てる。交差ブレース１５０を固定具から取り外す前に棚モジュール１２６に加えて棚モジュール１２６がその直角度を保持するようにする。例えば図２、図３Ａ及び図４Ｂで分かるように、棚モジュール１２６，１２８の各々のｘ‐ｙ平面内の頂面もまた、交差ブレース１５２を有するのが良い。交差ブレース１５０，１５２は、例えばｘ軸、ｙ軸及びｚ軸回りのモーメント力に抵抗し、垂直支持組立体１４２に対する水平支持部材１３４の直交性を維持することによって構造的剛性を棚部材１２６，１２８に加える。交差ブレース１５０，１５２は、金属ストラップであるのが良く、あるいは変形例として、ねじ山付きロッド対角材であっても良く、これら交差ブレースは、高強度材料、例えば鋼、亜鉛メッキ鋼、又は他の金属で形成されるのが良い。言うまでもないこととして、他の構造体又はコンポーネントを追加して保管モジュール１１０を強化することができる。他の一例では、補強ならびに他のシステムコンポーネントを支持するためのインターフェースを提供するために、少なくとも垂直平面内における交差ブレースに代えて溶接金属構造体を用いることができる。
【００２２】
次に、２つの棚モジュール１２６，１２８をタイビーム１２２に取り付ける（第１レベル保管モジュール１１０に関して）。以下に説明するように、タイビーム１２２は、正確に位置決めされ、これらタイビームは、棚モジュール１２６，１２８の相互の正確かつ繰り返し可能な位置決め及び離隔を保証するための位置合わせ特徴部を有する。
【００２３】
いったんタイビーム１２２に取り付けられると、各棚モジュール１２６，１２８は、ｙ‐ｚ平面内において互いに向かい合った内面を有し、各棚モジュールは、内面と反対側に位置していてｙ−ｚ平面内において互いに遠ざかる方向に向いた外面を有する。
【００２４】
ロボット支持レール１４５（図３Ｂ及び図４Ａ）を棚モジュール１２６，１２８の内面のところで各水平レベル１３０に取り付けるのが良い。これらレール１４５は、モバイルロボットが保管モジュール１１０を通って任意のレベル１３０で水平に動いているときにモバイルロボットを支持するよう設けられている。
【００２５】
説明したように、本発明は、保管モジュール１１０内における棚モジュール１２６，１２８の迅速かつ容易であるが、極めて正確な配置を保証するための幾つかの特徴部を含み、かかる配置は、全ての保管モジュール１１０を横切って繰り返し可能である。図５で分かるように、垂直支持組立体１４２の各々の底部のところには底部支持プレート１５６が設けられている。底部支持プレート１５６を底部支持プレートが第１のタイビームにボルト止めされた棚モジュール１２６，１２８の第１の端部のところに位置するとともに底部支持プレートが第２のタイビームにボルト止めされた棚モジュール１２６，１２８の反対側の第２の端部のところに位置した状態で１対のタイビーム１２２にボルト止めする。
【００２６】
当初、タイビーム１２２を互いに対して正確に、例えば既知の測量方法を用いて全部で６つの自由度において例えば±０．５ｍｍの範囲内で位置決めする。次に、容易かつ正確な配置のためにタイビームに設けられた位置決めピンを用いて２つの棚モジュール１２６，１２８をタイビーム１２２上に降下させる。図６は、対をなすタイビーム１２２及び底部支持プレート１５６を示している。棚モジュール１２６，１２８は、分かりやすくするために省かれている。図示のように、各タイビーム１２２は、タイビーム１２２の上面から上方に延びる１対の位置決めピン１６０を有する。底部支持プレート１５６（棚モジュール１２６，１２８に取り付けられている）をタイビーム１２２上に降下させて位置決めピン１６０が底部支持プレート１５６の各々に設けられた開口部１６２内に受け入れられるようにする。
【００２７】
開口部１６２は、第１のタイビーム上に受け入れられている底部支持プレート１５６に設けられた１対の円形穴１６２ａ及び第２のタイビーム上に受けられている底部支持プレート１５６に設けられた１対の長円形スロット１６２ｂを含む。棚モジュールの一端部のスロット１６２ｂは、タイビームの当初の配置の際の何らかの公差及び棚モジュールの製作の際の何らかの公差を計算に入れて設けられている。かくして、スロット１６２ｂの長さは、タイビーム配置と棚モジュール製作の両方の最大公差であるのが良い。実施形態では、スロット１６２ｂは、穴直径よりもほぼ３ｍｍ長いのが良いが、これらスロットは、別の実施形態における穴直径よりも小さくても良くあるいは大きくても良い。全ての垂直支持組立体１４２が同一であることができるようにするため、変形例として、穴とスロットは、各タイビーム１２２上で互いに反対側に位置していても良い。
【００２８】
棚モジュール１２６，１２８を位置決めピン１６０上にいったん着座させると、棚モジュール１２６，１２８を底部支持プレート１５６及びタイビーム１２２に設けられたボルト穴１６４中に通したボルト（図示せず）によってタイビーム１２２にボルト止めするのが良い。代替的に又は追加的に、棚モジュール１２６，１２８を別の実施形態ではタイビーム１２２に溶接しても良い。キャットウォーク１６８（図３Ａ及び図５）を棚モジュールの配置後にタイビーム１２２相互間にボルト止めするのが良い。図７Ａ〜図７Ｄの順序に指示されているように、変形例として、一方又は両方の棚モジュールを位置決めピン上に下降させる前にキャットウォーク１６８を取り付けても良い。フランジ１７０を用いてキャットウォーク１６８を保管モジュール１１０内に固定するのが良い。
【００２９】
位置決めピン１６０を備えたタイビーム１２２は、保管モジュール１１０を形成するために棚モジュール１２６，１２８の迅速かつ容易であり、しかも正確な離隔を可能にする。棚モジュール１２６，１２８は、好ましくは、モバイルロボット（図示せず）が棚モジュール１２６，１２８相互間の空間内で移動して在庫をいずれかの棚モジュール内の保管ロケーションに移送することができるように互いに間隔を置いて配置される。
【００３０】
加うるに、各水平に整列した保管モジュール１１０のための位置データを各タイビーム１２２について再び確立する。例えば、図６では、各タイビーム１２２は、追加の保管モジュール１１０を上述の保管モジュール１１０の左側及び／又は右側に取り付けるための第２の組をなす位置決めピン（１つの組が１６０ａとしてラベル表示されている）ボルト穴を有する。各タイビーム１２２に設けられた対をなす位置決めピン１６０は、隣り合う保管モジュール１１０が互いにタイして迅速かつ容易に、しかも正確に整列するようにする。
【００３１】
タイビーム１２２は、第１レベル保管モジュール１１０の底部分を正確に位置決めするとともに固定するために設けられている。図５に示されているように、タイプレート１７４が棚モジュール１２６，１２８の頂部分の離隔状態を固定するよう棚モジュール１２６，１２８相互間に延びる状態で棚モジュール１２６，１２８の頂部のところに取り付けられるのが良い。タイプレート１７４は、タイビーム１２２と同一構成の位置決めピンを有するのが良いが、これら位置決めピンは、タイプレート１７４から保管モジュールの一方の側に設けられた穴及び以下に説明するように保管モジュールの反対の側に設けられたスロット中に下方に延びるのが良い。タイプレート１７４は、棚モジュール１２６，１２８の各々内の垂直支持組立体１４２の頂端部のところで上方支持プレート１７６にボルト止め可能である。
【００３２】
タイプレート１７４はまた、追加の保管モジュール１１０の他の保管モジュール１１０よりも垂直方向上方における配置のための新たなデータとして役立ちうる。すなわち、タイプレート１７４は、上方に（上述したように下方に延びるのと同様に）延びるタイビーム１２２と同一の構成の位置決めピンを有するのが良く、その結果、第２の保管モジュールを第１の保管モジュールの頂部上に整列させるとともに第１の保管モジュールにボルト止めすることができるようになっている。図５で理解されるように、タイプレート１７４は、キャットウォーク１６８の追加のレベルを固定するためのフランジ１７０をさらに有する。
【００３３】
次に図８〜図１３Ｄを参照すると、所与のレベルに位置する１つ又は２つ以上のモジュールは、モバイルロボットがｚ方向に垂直に動くことができるようにするための構造体を麩食うのが良い。これらいわゆるレベル変更塔モジュール２１０を互いに垂直に整列させると、モバイルロボットは、保管構造体１０２全体を通じて垂直に移動することができる。以下に説明するように、レベル変更塔モジュール２１０は、垂直塔を含むのが良く、モバイルロボットは、これら垂直塔内において垂直に動くことができ、レベル変更塔モジュール２１０は、上述したような水平レベル１３０をさらに含むのが良く、モバイルロボットは、これら垂直レベル１３０内において垂直塔に入り又はこれから出るよう水平に動くことができる。
【００３４】
図８で理解されるように、レベル変更塔モジュール２１０は、１対のレール・チャネルモジュール２２６，２２８を含むのが良く、これらレール・チャネルモジュールは、これらの底面が棚モジュール１２６，１２８について上述したように１対のタイビーム１２２（地面レベルのところに位置している場合）に取り付けられるのが良い。棚モジュール１２６，１２８に関して上述したように、レール・チャネルモジュール２２６，２２８は、タイビーム１２２に設けられた位置合わせ特徴部によって互いに迅速かつ容易に、しかも正確に間隔を置いて配置可能である。レール・チャネルモジュール２２６，２２８はまた、これらの頂部のところがこの場合もまた棚モジュール１２６，１２８に関して上述したように１対のタイプレート１７４によって互いに取り付けられるのが良い。タイプレート１７４により、多数の当モジュール２１０を垂直に積み重ねることができ、その結果、モバイルロボットは、支持構造体１０２全体を通じて垂直に動くことができるようになっている。
【００３５】
レール・チャネルモジュール２２６，２２８の各々は、互いに反対側の端部のところに垂直支持組立体２４２を含むのが良く、これら垂直支持組立体は、構成が上述した垂直指示組立体１４２とほぼ同じであるのが良い。レール・チャネルモジュール２２６，２２８の各々は、水平レベル２３０を形成する水平支持部材２３４をさらに含むのが良く、これら水平レベル２３０は、構成が上述した水平レベル１３０とほぼ同じであるのが良い。
【００３６】
保管モジュール１１０とは異なり、レベル変更塔モジュール２１０は、垂直塔２５２を構成する１対の垂直チャネル２５０を含むのが良く、モバイルロボットは、この垂直塔を介してレベル変更塔モジュール２１０を通って垂直に動くことができる。各チャネル２５０は、例えば図９に示されているようなラック歯車２５４を有するのが良い。チャネル及びラック歯車を含む垂直塔、例えば塔２５２及びかかる垂直塔内において垂直に移動することができるモバイルロボットのそれ以上の細部は、２０１７年５月１０日にジョン・ラート及びウィリアム・フォスナイト名義で出願された本出願人の同時係属米国特許出願公開第２０１７／０３１３５１４号明細書（発明の名称：Order Fulfillment System）に開示されており、この米国特許出願公開を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。
【００３７】
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、それぞれ、塔モジュール２１０の平面図、端面図、及び側面図である。塔モジュール２１０を構成するために用いられる２つレール・チャネルモジュール２２６，２２８が図１０Ａ及び図１０Ｂの平面図及び端面図で見える。保管モジュール１１０の場合と同様、各塔モジュールは、水平支持部材２３４及びロボット支持レール２４５を支持する溶接フレームが垂直支持組立体２４２相互間の定位置にボルト止めされている間、２つの溶接垂直支持組立体２４２を正確に保持する固定具内で構築されるのが良い。コンテナは、塔モジュール２１０内に保管されても良く、あるいは保管されなくても良いが、同一の水平支持部材２３４がレール・チャネルモジュール２２６，２２８の外側部を互いに固定するために用いられる。
【００３８】
図１１Ａ及び図１１Ｂはそれぞれ、垂直支持組立体２４２、水平支持部材２３４及び垂直チャネル２５０を含むレール・チャネルモジュール２２６，２２８の分解組立図及び組み立て後の図である。上述したように、これらコンポーネントは、自動保管施設１００内に塔モジュール２１０を構成するよう定位置に持ち上げられる前に、地面レベルで、固定具内で組み立てられる。
【００３９】
図１２は、レベル変更塔モジュール２１０の分解組立斜視図である。上述したように、塔モジュール２１０は、塔モジュール２１０の迅速かつ容易であり、しかも正確な組み立てを可能にするための位置合わせ特徴部及び締結具、例えばボルト及び／又は溶接部を用いてタイビーム１２２及びタイプレート１７４に取り付け可能である。上述したように、タイビーム１２２及びタイプレート１７４は、保管モジュール１１０及び／又は図１２に示された塔モジュール２１０に水平に隣接して位置するのが良い塔モジュール２１０のための位置データを再び確立することができる。
【００４０】
図１３及び図１４は、それぞれ、保管構造体１０２の状態に垂直にそして水平に組み立てられた保管モジュール１１０の斜視図及び側面図である。保管モジュール１１０が示されているが、言うまでもないこととして、モジュール１１０のうちの１つ又は２つ以上に代えて塔モジュール２１０を用いることができる。棚モジュール１２６，１２８相互間の間隔は、図１を参照して上述した通路１０８を構成する。図１３及び図１４に示されている構成は、一例に過ぎず、言うまでもないこととして、保管構造体１０２を提供するために保管モジュール１１０及び塔モジュール２１０を多様な他の構成例のうちの任意のものをなして組み立てることができる。
【００４１】
以上を要約すると、本発明は、注文履行施設のための構造体であって、本構造体が複数の保管モジュールを有し、複数の保管モジュールは各々、１対の互いに間隔を置いた棚モジュールを有し、互いに間隔を置いた棚モジュールの各々は、在庫コンテナを保管するための保管棚を有し、複数の保管モジュールは、互いに対して垂直かつ水平に組み立てられるよう構成されていることを特徴とする構造体に関する。
【００４２】
別の実施例では、本発明は、注文履行施設のための構造体であって、本構造体が互いに端と端を付き合わせた状態で位置決めされるよう構成された第１及び第２の保管モジュールを有し、第１の保管モジュールは、第１の保管モジュールの底部のところに第１の支持プレートを有する第１の端部と、第１の端部と反対側に位置していてかつ第１の保管モジュールの底部のところに第２の支持プレートを有する第２の端部と、在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションとを含み、第２の保管モジュールは、第２の保管モジュールの底部のところに第３の支持プレートを有する第３の端部と、第２の端部と反対側に位置していてかつ第２の保管モジュールの底部のところに第４の支持プレートを有する第４の端部と、在庫コンテナを保管するための第２の組をなす保管ロケーションとを含み、本構造体が第１の保管モジュールの第１の端部を支持するよう構成された第１のタイビームをさらに有し、第１のタイビーム及び第１の支持プレートのうちの一方は、第１の位置決めピンを有し、第１のタイビーム及び第１の支持プレートのうちの他方は、第１の位置決め穴を有し、第１の位置決めピンは、第１の支持プレートを第１のタイビームに整列させるよう第１の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、本構造体がさらに、第１の保管モジュールの第２の端部及び第２の保管モジュールの第３の端部を支持するよう構成された第２のタイビームを有し、第２のタイビーム及び第２の支持プレートのうちの一方は、第２の位置決めピンを有し、第２のタイビーム及び第２の支持プレートのうちの他方は、第２の位置決め穴を有し、第２の位置決めピンは、第２の支持プレートを第２のタイビームに整列させるよう第２の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、第２のタイビーム及び第３の支持プレートのうちの一方は、第３の位置決めピンを有し、第２のタイビーム及び第３の支持プレートのうちの他方は、第３の位置決め穴を有し、第３の位置決めピンは、第３の支持プレートを第３のタイビームに整列させるとともに第３の支持プレートを第２の支持プレートに整列させるよう第３の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成されていることを特徴とする構造体に関する。
【００４３】
別の実施例では、本発明は、注文履行施設のための構造体であって、本構造体が互いに重ねて位置決めされるように構成された第１及び第２の保管モジュールを有し、第１の保管モジュールは、第１の端部を含み、第１の端部は、第１の保管モジュールの底部のところに第１の支持プレートを有するとともに第１の保管モジュールの頂部のところに第１のタイプレートを有し、第１の保管モジュールは、第１の端部と反対側の第２の端部を含み、第２の端部は、第１の保管モジュールの全基底部のところに第２の支持プレートと、第２の保管モジュールの頂部のところに第２のタイプレートとを有し、第１の保管モジュールは、在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションを含み、本構造体が第１の保管モジュールの第１の端部を支持するよう構成された第１のタイビームをさらに有し、第１のタイビーム及び第１の支持プレートのうちの一方は、第１の位置決めピンを有し、第１のタイビーム及び第１の支持プレートのうちの他方は、第１の位置決め穴を有し、第１の位置決めピンは、第１の支持プレートを第１のタイビームに整列させるよう第１の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、本構造体がさらに、第１の保管モジュールの第２の端部を支持するよう構成された第２のタイビームを有し、第２のタイビーム及び第２の支持プレートのうちの一方は、第２の位置決めピンを有し、第２のタイビーム及び第２の支持プレートのうちの他方は、第２の位置決め穴を有し、第２の位置決めピンは、第２の支持プレートを第２のタイビームに整列させるよう第２の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、第２の保管モジュールは、第２の保管モジュールの底部のところに第３の支持プレートを有する第３の端部と、第３の端部と反対側に位置していてかつ第４の保管場所の底部のところに第４の支持プレートを有する第４の端部と、在庫コンテナを保管するための第１の組をなす保管ロケーションとを含み、第１のタイプレート及び第３の支持プレートのうちの一方は、第３の位置決めピンを有し、第１のタイプレート及び第３の支持プレートのうちの他方は、第３の位置決め穴を有し、第３の位置決めピンは、第３の支持プレートを第１のタイプレートに整列させるよう第３の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成され、第２のタイプレート及び第４の支持プレートのうちの一方は、第４の位置決めピンを有し、第２のタイプレート及び第４の支持プレートのうちの他方は、第４の位置決め穴を有し、第４の位置決めピンは、第４の支持プレートを第２のタイプレートに整列させるよう第４の位置決め穴を通って受け入れられるよう構成されていることを特徴とする構造体に関する。
【００４４】
本発明についての上述の詳細な説明は、例示及び説明の目的で提供されている。網羅的であることを意図しておらず、あるいは本発明を開示した形態そのものに限定することを意図していない。上記教示に照らして多くの改造及び変形が可能である。説明した実施形態は、本発明の原理及びその実際の用途を最も良く説明し、それにより当業者が本発明を種々の実施形態で、しかも想定される特定の使用に合うような種々の改造を施した状態で最も良く利用することができるようにするために選択された。本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲の記載によって定められることが意図されている。
【図１】
2021512030.tif 000003
【図２】
2021512030.tif 000004
【図３Ａ】
2021512030.tif 000005
【図３Ｂ】
2021512030.tif 000006
【図３Ｃ】
2021512030.tif 000007
【図４Ａ】
2021512030.tif 000008
【図４Ｂ】
2021512030.tif 000009
【図５】
2021512030.tif 000010
【図６】
2021512030.tif 000011
【図７Ａ】
2021512030.tif 000012
【図７Ｂ】
2021512030.tif 000013
【図７Ｃ】
2021512030.tif 000014
【図７Ｄ】
2021512030.tif 000015
【図８】
2021512030.tif 000016
【図９】
2021512030.tif 000017
【図１０Ａ】
2021512030.tif 000018
【図１０Ｂ】
2021512030.tif 000019
【図１０Ｃ】
2021512030.tif 000020
【図１１Ａ】
2021512030.tif 000021
【図１１Ｂ】
2021512030.tif 000022
【図１２】
2021512030.tif 000023
【図１３】
2021512030.tif 000024
【図１４】
2021512030.tif 000025
【国際調査報告】
2021512030.tif 000026
2021512030.tif 000027
2021512030.tif 000028