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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-05
(45)【発行日】2024-07-16
(54)【発明の名称】保管システム内の荷物取り扱い装置の安定性
(51)【国際特許分類】
B65G 1/04 20060101AFI20240708BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20240708BHJP
H01M 50/244 20210101ALI20240708BHJP
【ＦＩ】
B65G1/04 555Z
H01M50/249
H01M50/244 Z
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022544766
(86)(22)【出願日】2021-01-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-11
(86)【国際出願番号】 EP2021051469
(87)【国際公開番号】W WO2021148612
(87)【国際公開日】2021-07-29
【審査請求日】2022-09-07
(31)【優先権主張番号】2001012.0
(32)【優先日】2020-01-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】2003101.9
(32)【優先日】2020-03-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】2017257.3
(32)【優先日】2020-10-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】515134368
【氏名又は名称】オカド・イノベーション・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100212705
【弁理士】
【氏名又は名称】矢頭 尚之
(74)【代理人】
【識別番号】100219542
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 郁治
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】ハベル、マレック
(72)【発明者】
【氏名】ハーマン、マシュー
(72)【発明者】
【氏名】エラヒ、ハムザ
(72)【発明者】
【氏名】コスロシャリ、ネガール
【審査官】福島 和幸
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５２９１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２１０９２３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ １／０４
Ｈ０１Ｍ ５０／２４９
Ｈ０１Ｍ ５０／２４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンテナの１つまたは複数のスタック（１２）の上方のグリッド構造（１５）を画定するようにグリッドパターンで配置される複数の軌道（２２）を支持するグリッドフレームワーク構造（１４）を備える保管システム内に積み重ねられた１つまたは複数のコンテナ（１０）を持ち上げ移動させるための荷物取り扱い装置（３０）であって、前記グリッドパターンは複数のグリッドセル（１７）を備え、コンテナの１つまたは複数のスタック（１２）の各々は単一のグリッドセル（１７）のみの占有面積内に設置され、前記荷物取り扱い装置（３０）は、Ａ）前記グリッド構造（１５）上で前記荷物取り扱い装置（３０）を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）前記荷物取り扱い装置（３０）を第１の方向に移動させるための車輪の第１のセット（３４）と、前記荷物取り扱い装置（３０）を第２の方向に移動させるための車輪の第２のセット（３６）とを備える車輪アセンブリ（１３４）を備える駆動アセンブリと、
Ｃ）使用に際して、前記保管システム内の単一のグリッドセル（１７）のみを実質的に占有する占有面積を有する車両本体（１３２）と、を備え、
前記車両本体（１３２）は、
ｉ）前記駆動機構に給電するための再充電可能電源（１４２）と、
ｉｉ）第１の空間（１５２）及び第２の空間（１４２ｂ）と、ここで、前記第１の空間（１５２）はコンテナ（１０）を収容するように構成され、前記再充電可能電源（１４２）は前記第２の空間（１４２ｂ）内に収容され、前記第２の空間は前記第１の空間のすぐ上にあり、
ｉｉｉ）使用に際して、コンテナ（１０）を解除可能に握持し、前記スタック（１２）から前記第１の空間（１５２）へと前記コンテナ（１０）を持ち上げるように構成された把持装置（３９）と持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）とを備える持ち上げ装置と、
ｉｖ）上方部分と下方部分とを有するシャーシと、ここで、前記再充電可能電源が前記上方部分内に取り付けられ、前記車輪アセンブリが前記下方部分内に取り付けられ、前記シャーシは、前記荷物取り扱い装置の質量中心が前記第２の空間（１４２ｂ）内にあるように前記下方部分内におもりを備え、前記おもりは、前記車輪アセンブリ（１３４）を取り付けるための車輪取り付けプレート（２３４）を備えており、
を収容するものである、荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項2】
前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）は、Ｘ軸及びＺ軸が水平面を規定するとき、前記荷物取り扱い装置（３０）の中心点から、Ｘ方向に－１０ｍｍから－１３ｍｍ、Ｙ方向に４４０ｍｍから４９０ｍｍの範囲、Ｚ方向に４．５ｍｍから６ｍｍの範囲で、外れている、請求項１に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項3】
前記第１の空間（１５２）は、コンテナ（１０）を収容したとき、前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１２ｍｍから１３ｍｍ、前記Ｙ方向に４７０ｍｍから４７５ｍｍ、前記Ｚ方向に５．０ｍｍから５．６ｍｍ、だけ外れて変位されるような質量を有する前記コンテナ（１０）を収容する、請求項２に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項4】
前記コンテナ（１０）は、前記荷物取り扱い装置の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１０ｍｍから１１ｍｍ、前記Ｙ方向に４４０ｍｍから４５０ｍｍ、前記Ｚ方向に４．５ｍｍから５．０ｍｍ、だけ外れて変位されるように、約３５ｋｇの重量を有するペイロードを備える、請求項３に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項5】
前記再充電可能電源（１４２）は、前記再充電可能電源（１４２）を前記車両本体（１３２）に取り付けたとき、前記荷物取り扱い装置の前記質量中心（３２０）を、Ｘ方向に４０ｍｍから４５ｍｍ、Ｙ方向に５０ｍｍから６０ｍｍ、およびＺ方向に５ｍｍから７ｍｍ変位させる、請求項１から４のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項6】
前記再充電可能電源（１４２）は、前記車両本体（１３２）の対向する側壁のペアの間の実質的に中央に取り付けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項7】
前記持ち上げ装置は、持ち上げテザーの第１のペアを別々に搬送するスプールの第１のペア（１４６）と、持ち上げテザーの第２のペアを別々に搬送するスプールの第２のペア（１４８）とを備え、前記スプールの第１のペアおよび第２のペア（１４６、１４８）は、前記車両本体（１３２）に対して前記把持装置（３９）を上昇または下降させるために前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）によって駆動され、ここで、前記スプールの第１のペア（１４６）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記スプールの第１のペア（１４６）と前記スプールの第２のペア（１４８）との間に部分的に設置されるべく前記第２の空間（１４２ｂ）を画定するように、前記スプールの第２のペア（１４８）から離間されている、請求項６に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項8】
前記再充電可能電源（１４２）と前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は同じ水平平面内に取り付けられている、請求項７に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項9】
前記再充電可能電源（１４２）および前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）はトレイ（１５４）上に取り付けられている、請求項７または８に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項10】
前記第２の空間（１４２ｂ）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記車両本体の外側から除去可能であるように、前記車両本体（１３２）の外側からアクセス可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項11】
前記再充電可能電源（１４２）は、前記再充電可能電源（１４２）の第１の面から引っ張ることによって、前記車両本体（１３２）から除去可能である、請求項１０に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項12】
前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は、前記再充電可能電源の第２の面に隣接して取り付けられ、前記第２の面は前記第１の面と対向する、請求項１１に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項13】
前記再充電可能電源（１４２）は、レール上に取り付けられている、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項14】
前記車両本体（１３２）は、すべての側面上に壁を備え、使用に際して、前記保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する四辺形占有面積を形成する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項15】
前記シャーシは車輪取り付けプレート（２３４）を備え、前記車輪アセンブリ（１３４）は前記車輪取り付けプレート（２３４）に取り付けられ、前記車輪取り付けプレート（２３４）の質量は、前記再充電可能電源（１４２）の質量よりも大きい、請求項１から１４のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項16】
前記車輪取り付けプレート（２３４）が、前記車輪の第１のセット（３４）が対向するプレートの第１のペアに取り付けられ、前記車輪の第２のセット（３６）が、対向するプレートの第２のセットに取り付けられるように、前記対向するプレートの第１のペアと、前記対向するプレートの第２のペアとを備える、請求項１５に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項17】
前記再充電可能電源（１４２）は、電気的に互いに接続され、カセット（１４３）を画定するためにケース内に収容される、複数の再充電可能電力セルを備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項18】
前記再充電可能電力セルは電池セルを備える、請求項１７に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
【請求項19】
軌道の第１のセット（２２ａ）、および複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を備えるグリッドパターン（１５）を形成するために実質的に水平な平面内で前記軌道の第１のセット（２２ａ）に横断方向に走る軌道の第２のセット（２２ｂ）と、平行な前記軌道の第１のセット（２２ａ）および平行な前記軌道の第２のセット（２２ｂ）の下に位置するコンテナの複数のスタック（１２）と、ここで、前記コンテナのスタック（１２）の各々は単一のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有し、
荷物取り扱い装置（３０）であって、グリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有するコンテナのスタック（１２）の上方に位置決めされるとき、前記持ち上げ装置が、前記コンテナのスタック（１２）から少なくとも１つのコンテナ（１０）を持ち上げるように構成されるように、前記複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）の上で前記軌道の第１のセット（２２ａ）および前記軌道の第２のセット（２２ｂ）に沿って進行するように配置された請求項１から１８のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）と、
を備える保管システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積み重ねられたコンテナを保管するグリッドフレームワーク構造を備える保管システム内の保管コンテナまたは容器を取り扱うための荷物取り扱い装置の分野に関し、より詳細には、グリッドフレームワーク構造上での荷物取り扱い装置の安定性に関する。
【背景技術】
【0002】
注文調達または倉庫施設は、一般的に、さまざまな販売業者から在庫の出荷を受け入れ、受け入れた在庫を在庫目録に保管するための受け入れ動作を含む。注文調達または倉庫施設は、一般的に、３次元保管グリッド構造を備える保管システムまたは自動保管システムを備え、その中に、保管コンテナ／容器が互いの上に積み重ねられ、よく知られている。ＰＣＴ公報第ＷＯ２０１５／１８５６２８Ａ号（Ｏｃａｄｏ）は、容器またはコンテナのスタックがグリッドフレームワーク構造内で配置される既知の保管および調達システムについて説明する。容器またはコンテナは、グリッドフレームワーク構造の上に設置された軌道上で動作する荷物取り扱い装置によってアクセスされる。このタイプの保管システム（１）は、添付の図面の図１～図３に概略的に示されている。
【0003】
図１および図２に示されるように、容器１０として知られる積み重ね可能なコンテナは、スタック１２を形成するために互いの上に積み重ねられる。スタック１２は、倉庫環境または製造環境内のグリッドフレームワーク構造１４内に配置される。グリッドフレームワークは、複数の保管列またはグリッド列から構成される。グリッドフレームワーク構造内の各グリッドは、コンテナのスタックの保管のための少なくとも１つのグリッド列を有する。図１は、グリッドフレームワーク構造１４の概略斜視図である。
【0004】
グリッドフレームワーク構造１４は、水平部材１８、２０を支持する複数の直立部材１６を備える。平行な水平部材１８の第１のセットは、直立部材１６によって支持される複数の水平グリッド構造を形成するように平行な水平部材２０の第２のセットに垂直に配置される。部材１６、１８、２０は、一般的に、金属から製造される。容器１０は、グリッドフレームワーク構造１４が、容器１０のスタック１２の水平移動を防ぎ、容器１０の垂直移動を導くように、グリッドフレームワーク構造１４の部材１６、１８、２０の間に積み重ねられる。
【0005】
グリッドフレームワーク構造１４の最上部レベルは、スタック１２の最上部にわたってグリッド構造１５を画定するために複数のグリッドセル１７を備えるグリッドパターンで配置されたレール２２を含む。図２は、フレームワーク構造１４内に配置された容器１０のスタック１２を示す、グリッド構造の単一のグリッドセル１７の上面図である。各容器１０は、一般的に、複数の製品アイテム（図示せず）を保持し、容器１０内の製品アイテムは、用途に応じて、同一であってもよいし、異なる製品タイプであってもよい。
【0006】
さらに図３を参照すると、レール２２は、複数の荷物取り扱い装置３０を支持する。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、グリッドフレームワーク構造１４の最上部にわたる第１の方向（たとえば、Ｘ方向）におけるロボット荷物取り扱い装置３０の移動を導き、第１のセット２２ａに垂直に配置された平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１の方向に垂直な第２の方向（たとえば、Ｙ方向）における荷物取り扱い装置３０の移動を導く。このようにして、レール２２は、荷物取り扱い装置３０がスタック１２のいずれかの上方の位置へ移動可能であるように、水平Ｘ－Ｙ平面内の２つの次元において側方にロボット荷物取り扱い装置３０の移動を可能にする。
【0007】
図４に示される既知の荷物取り扱い装置３０は車両３２を備え、参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ特許公報第ＷＯ２０１５／０１９０５５号（Ｏｃａｄｏ）に記載されており、各荷物取り扱い装置３０は、グリッドフレームワーク構造１４の１つのグリッド空間のみを包含する。ここで、荷物取り扱い装置３０は、車両３２の前部上の車輪のペアと第１の方向におけるデバイスの移動を導くためにレールまたは軌道の第１のセットと係合するための車両３２の後部上の車輪３４のペアからなる車輪３４の第１のセットと、第２の方向におけるデバイスの移動を導くためにレールまたは軌道の第２のセットと係合するための車両３２の両側上の車輪３６のペアからなる車輪３６の第２のセットとを備える車輪アセンブリを備える。
【0008】
図５（ａおよびｂ）に示される荷物取り扱い装置は、上方から保管コンテナを持ち上げるように持ち上げ装置またはクレーンデバイスが備え付けられる。持ち上げ装置は、垂直方向に延び、保管コンテナ１０への解除可能な接続のための把持装置（把持装置の４つの角の各々近くの１つのテザー）としても知られる持ち上げフレーム３９の４つの角に接続された持ち上げテザー３８のセットを備える。把持装置３９は、図１および図２に示されるタイプの保管システム内のコンテナのスタックから保管コンテナ１０を持ち上げるために保管コンテナ１０の最上部を解除可能に握持するように構成される。
【0009】
図１～図３に示されていないが、荷物取り扱い装置３０は、動作中にオンボード再充電可能電池によって給電される。再充電可能電池の例は、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、薄膜電池、およびスマート電池カーボンフォームに基づいた鉛電池である。電池は、荷物取り扱い装置３０が充電ステーションによってグリッドフレームワーク構造上で動作する間、再充電される。充電ステーションは、一般的に、グリッドフレームワーク構造に近接して固定され、グリッド構造の縁で通常のグリッドセルの上に延びる、Ｌ字形構造である。充電ステーションは、充電ステーションに対して所定の位置に固定された充電接点を備える充電ヘッドを備える。充電ヘッドは、充電ヘッドがグリッドフレームワークの少なくとも２つのグリッド空間の上に吊り下げられるように、Ｌ字形構造の１つのアームに取り付けられる。荷物取り扱い装置は、その上方に充電ヘッドが設置されたグリッドセルに移動するように命令されることによって充電されてよい。荷物取り扱い装置がグリッドセルへと移動すると、接点が、荷物取り扱い装置の上部表面の上の充電接点パッドと充電ヘッドの充電接点との間に作成される。電荷は、荷物取り扱い装置の上部表面の上に据えられた充電接点パッドを通じて充電接点から荷物取り扱い装置に付与される。
【0010】
コンテナ内で保管されるアイテムは、厳密な保管温度で保管されることが必要とされる腐りやすい性質のさまざまな食物と食糧雑貨商品とを含むことがあるので、荷物取り扱い装置は、厳しい温度条件で、グリッドフレームワーク構造上で動作可能である。異なる保管温度には、周囲制御温度、冷蔵温度、および冷凍温度がある。冷凍温度は、実質的に－２５℃から実質的に０℃の間、より好ましくは実質的に－２１℃から実質的に－１８℃の間の範囲をカバーし、冷蔵温度は、実質的に０℃から実質的に４℃の間、好ましくは実質的に０℃から実質的に５℃の間の範囲をカバーし、周囲制御温度は、実質的に４℃から実質的に２１℃の間の範囲、好ましくは実質的に１８℃をカバーする。その結果、電池の充電は、充電器が調達センタの周囲ゾーンで設置されるか、冷蔵ゾーンで設置されるか、または冷凍ゾーンで設置されるかに応じて、さまざまな温度条件で行われることがある。
【0011】
電池の充電中に、充電ステーションからの電流の一部分が熱エネルギーへと変換される。熱エネルギーは、電池の外部に放散されなければならず、さもなければ、熱が蓄積し、電池の温度を上昇させる。充電ステーションが４８ボルトで１５０アンペアを上回って電荷を送達すれば、電池の温度に対する制御は、電池の熱暴走を防止することに優先する。放散される熱の量が多いとき、電池の温度は通常の温度範囲を超え、電池の性能が劣化させられ、電池の繰り返し耐用年数が最終的に短縮されるという結果になる。たとえば、荷物取り扱い装置内で車輪と持ち上げ駆動機構とを駆動するのに電力を送達するために使用される最も一般的なタイプの電池の１つは、リチウムイオン電池である。そのような電池は、過熱されたときにそれら自体の酸素の内部供給を作る能力を有する。より詳細には、酸素は、主にコバルトまたはニッケルコバルト酸化物から構成される高温でアノードから遊離される。酸素と燃料の両方がセルにとって内部的に利用可能であるので、火災が電池セルのうちの１つまたは複数内で始まることができる。火災が消滅されない限り、火災は、電池内の可燃性材料のすべてが枯渇するまで持続する。
【0012】
充電されている間に電池が加熱するための寄与要因の１つは、その内部抵抗である。電池のより高い内部抵抗は、充電時に電池を加熱させ、熱は、安全性の問題に至る損傷を引き起こすことがある。低い内部抵抗は、要求に応じて電池が高い電流を送達することを可能にするが、高い内部抵抗は、電流を制限させ、荷物上の電圧を低下させる。電池の内部抵抗は、温度に非常に依存し、周囲温度が減少するにつれて増加する。これは、低温は、電池内で生じる電気化学反応を減速させ、したがって、電解質中のイオンの移動度の減少を引き起こすからである。荷物取り扱い装置は、調達センタの冷蔵ゾーンまたは冷凍ゾーン内で動作可能であることができるので、電池の充電中だけでなく放電中の電池の加熱も、グリッド構造上で動作可能であるとき、ますます増大する問題であり、電池の有効繰り返し耐用年数を短縮することを引き起こす。熱暴走につながり得る電池のこの加熱を軽減するために、さまざまな試みが当技術分野でなされてきた。熱暴走は、電池内の化学反応を促進し、電池セルの内部の温度上昇を加速させるように内部短絡または過充電などの何らかの理由で電池の内部温度が高温たとえば２００℃以上に増加する状況を指す。
【0013】
当技術分野で提案される解決策の１つは、特に充電中に熱を周囲に効果的に放散するように荷物取り扱い装置の本体内の１つまたは複数の電池を再度位置決めすることである。ＷＯ２０１９／２０６４４０（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＳ）は、グリッド内のレールシステム上での第１の方向（Ｘ）に沿って車両を移動させるために車両本体の対向する部分に配置された車輪の第１のセットと、グリッド内のレールシステム上で第２の方向（Ｙ）に沿って車両を移動させるために車両本体の対向する部分に配置された車輪の第２のセットであって、第２の方向（Ｙ）は第１の方向（Ｘ）に垂直である、車輪の第２のセットとを備える、下層保管システムの３次元グリッドから保管コンテナをピックアップするためのコンテナ取り扱い車両を教示する。車両本体は、すべての側面に壁を備え、四辺形占有面積と、車両本体によって形成される占有面積の中心点に対して中心を外れて第１の区分の中心点が配置されるように並んで配置された第１の区分および第２の区分とを形成し、第２の区分の占有面積に対する第１の区分の占有面積のサイズ比は少なくとも２：１であり、第１の区分は、保管コンテナを収納するように構成され、第２の区分は、少なくとも第１の電池を備える。第２の区分は、電池およびモータの冷却を可能にするために、より開放的である。しかしながら、第１の区分と第２の区分とを並んで配置し、それによって、第１の区分が単一のグリッドセルのサイズに等しくなることは、第２の区分が第１の区分の占有面積を超えて延びることを意味していた。第１の区分の占有面積は単一のグリッドセルを占有するので、車両の総占有面積は、単一のグリッドセルを超えて延びる。
【0014】
グリッド構造上での動作中、荷物取り扱い装置は、４ｍ／ｓもの速さで進行し、グリッド構造上で２ｍ／ｓ２加速することができる。したがって、充電中の電池の加熱および放電中の重い荷物もまた、荷物取り扱い装置の本体内での電池の位置決めは、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性に対する影響を有する。３０ｋｇもの重さであれば、電池の位置は、荷物取り扱い装置の重心（ＣｏＧ）に対する影響を有する。高いＣｏＧは、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性を低下させる。ＷＯ２０１９／２０６４４０（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＳ）は、外部にまたは荷物取り扱い装置の本体のコンテナ受け入れ空間の側面に電池を取り付けることによってグリッド構造の単一のグリッドセルの上を延びるように荷物取り扱い装置の占有面積を増加させることによって、この問題を軽減した。荷物取り扱い装置の増加された占有面積は、荷物取り扱い装置の改善された安定性を提示し、電池の位置決めは、熱が電池から放散されることを可能にする。
【0015】
したがって、依然として単一のグリッドセルを占有する占有面積を有しながら上記の問題に悩まされない荷物取り扱い装置が求められる。
【0016】
本出願は、２０２０年１月２４日に出願された英国特許出願第ＧＢ２００１０１２．０号、２０２０年３月４日に出願された同第ＧＢ２００３１０１．９号、および２０２０年１０月３０日に出願された同第ＧＢ２０１７２５７．３号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【0017】
本出願人は、上記のことを、コンテナの１つまたは複数のスタックの上方にグリッド構造を画定するようにグリッドパターンで配置される複数の軌道を支持するグリッドフレームワーク構造を備える保管システム内に積み重ねられた１つまたは複数のコンテナを持ち上げ移動させるための荷物取り扱い装置またはロボット荷物取り扱い装置であって、グリッド構造は複数のグリッドセルを備え、コンテナの１つまたは複数のスタックの各々は単一のグリッドセルのみの占有面積内に設置され、荷物取り扱い装置またはロボット荷物取り扱い装置は、
Ａ）グリッド構造上で荷物取り扱い装置を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）使用に際して、保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する占有面積を有する車両本体と、前記車両本体は、
ｉ）駆動機構に給電するための再充電可能電源と、
ｉｉ）第１の空間と第２の空間と、第１の空間はコンテナを収納するために構成され、再充電可能電源は第２の空間内に収容される、
ｉｉｉ）使用に際して、コンテナを解除可能に握持し、スタックから、第１の空間へとコンテナを持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリと把持装置とを備える持ち上げ装置または機構と
を収容する、
を備え、
ここにおいて、再充電可能電源は、荷物取り扱い装置の質量中心が第２の空間内にあるように、第１の空間の上方に配置される、荷物取り扱い装置またはロボット荷物取り扱い装置を提供することによって軽減した。
Ａ）グリッド構造上で荷物取り扱い装置を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）使用に際して、保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する占有面積を有する車両本体と、前記車両本体は、
ｉ）駆動機構に給電するための再充電可能電源と、
ｉｉ）第１の空間と第２の空間と、第１の空間はコンテナを収納するために構成され、再充電可能電源は第２の空間内に収容される、
ｉｉｉ）使用に際して、コンテナを解除可能に握持し、スタックから、第１の空間へとコンテナを持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリと把持装置とを備える持ち上げ装置または機構と
を収容する、
を備え、
ここにおいて、再充電可能電源は、荷物取り扱い装置の質量中心が第２の空間内にあるように、第１の空間の上方に配置される、荷物取り扱い装置またはロボット荷物取り扱い装置を提供することによって軽減した。
【0018】
荷物取り扱い装置は、車両本体の前部上の車輪のペアと第１の方向におけるデバイスの移動を導くためにレールまたは軌道の第１のセットと係合するための車両本体の後部上の車輪のペアからなる車輪の第１のセットと、第２の方向における荷物取り扱い装置の移動を導くためにレールまたは軌道の第２のセットと係合するための車両本体の両側上の車輪のペアからなる車輪の第２のセットとを備える、車輪アセンブリを備える。荷物取り扱い装置の本体によって確定される占有面積が単一のグリッドセル内の空間を占有する場合、本出願人は、再充電可能電源によって占有される空間内の荷物取り扱い装置の重心（ＣｏＧ）または質量中心（ＣｏＭ）のように、コンテナ受け入れ空間の上方に再充電可能電源を有するならば、荷物取り扱い装置の安定性がグリッド構造上で驚くほど改善されることを実現した。本発明の目的で、「単一のグリッドセルを占有する占有面積」という句は、荷物取り扱い装置の把持装置が単一のグリッドセルへと下降し、グリッド列内に保管されたコンテナを取り出すことが可能であるように、荷物取り扱い装置の車輪が単一のグリッドセル１０の周囲の周りで軌道に載せてある（図２を参照されたい）という意味で、荷物取り扱い装置の占有面積が、隣接するグリッドセルへと延びないことを意味すると解釈される。単一グリッドセル荷物取り扱い装置を達成するために、コンテナは、荷物取り扱い装置の車両本体内のコンテナ受け入れ空間内に保管される。これは、図５に明らかに示されている。「重心」と「質量中心」という用語は、説明では互換的に使用される。荷物取り扱い装置が重力場によって影響される場合、質量中心は、荷物取り扱い装置の重心に等しい。したがって、質量中心と重心の場所は等しい。荷物取り扱い装置の重心が低いほど、荷物取り扱い装置は安定する。再充電可能電源の重量は、荷物取り扱い装置の全重量のかなりの割合を表すので、車両本体内の再充電可能電源の位置は、荷物取り扱い装置の重心の場所に影響する。好ましくは、再充電可能電源は、第１の空間のすぐ上に設置される、すなわち、第２の空間は第１の空間のすぐ上にある。
【0019】
好ましくは、荷物取り扱い装置の質量中心は、荷物取り扱い装置の中心点から、Ｘ方向に－１０ｍｍから－１３ｍｍ、Ｙ方向に４４０ｍｍから４９０ｍｍ、およびＺ方向に４．５ｍｍから６ｍｍ、外れる。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、荷物取り扱い装置が直立位置にあるとき、（３次元平面内での）デカルト座標を表す。質量中心は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向における荷物取り扱い装置の本体の中心からのその変位に関して規定される－荷物取り扱い装置の本体の中心は、原点すなわち０，０，０である。本発明の目的のために、Ｙ方向は、垂直軸に沿って垂直方向に延びる。Ｘ方向およびＺ方向は、水平平面内にある。したがって、Ｙ座標が大きいほど、質量中心は高くなり、グリッド構造上の荷物取り扱い装置は不安定になる。
【0020】
車両本体内の再充電可能電源の場所は、荷物取り扱い装置がペイロードを搬送しているとき、すなわち、車両本体の第１の空間内にコンテナがあるとき、質量中心が第２の空間内にあるままであるようなものである。好ましくは、第１の空間は、荷物取り扱い装置の質量中心が、荷物取り扱い装置の中心点から、Ｘ方向に－１２ｍｍから１３ｍｍ、Ｙ方向に４７０ｍｍから４７５ｍｍ、およびＺ方向に５．００ｍｍから５．６ｍｍ、外れて変位されるようにコンテナを収納する。好ましくは、コンテナは、荷物取り扱い装置の質量中心が、荷物取り扱い装置の中心点から、Ｘ方向に－１０ｍｍから１１ｍｍ、Ｙ方向に４４０ｍｍから４５０ｍｍ、およびＺ方向に４．５ｍｍから５．０ｍｍ、外れて変位されるように約３５ｋｇの重量を有するペイロードを備える。好ましくは、再充電可能電源は、荷物取り扱い装置の重心を、Ｘ方向に４０ｍｍから４５ｍｍ、Ｙ方向に５０ｍｍから６０ｍｍ、およびＺ方向に５ｍｍから７ｍｍ変位させる。
【0021】
ＣｏＭが第２の空間内にあるままであるようにＣｏＭを第２の空間内に設置するために、好ましくは、再充電可能電源は、車両本体の対向する側壁のペアの間の実質的に中央に取り付けられる。好ましくは、持ち上げ装置は、持ち上げテザーの第１のペアを別々に搬送するスプールの第１のペアと、持ち上げテザーの第２のペアを別々に搬送するスプールの第２のペアとを備え、第１のスプールおよび第２のスプールは、車両本体に対して把持器を上昇または下降させるためにリフト駆動アセンブリによって駆動され、スプールの第１のペアは、再充電可能電源がスプールの第１のペアとスプールの第２のペアとの間に部分的に設置されるように第２の空間を画定するように、スプールの第２のペアから離間される。たとえば、再充電可能電源は、スプールの第１のペアおよび第２のペアの車輪のうちの一方の間に設置される。
【0022】
好ましくは、再充電可能電源と持ち上げ駆動アセンブリは、同じ水平平面内に取り付けられる。任意選択で、再充電可能電源および持ち上げ駆動アセンブリは、トレイ上に取り付けられる。同じ水平平面内のトレイ上に再充電可能電源および持ち上げ駆動アセンブリを取り付けることによって、再充電可能電源の重量は、車両本体内の持ち上げ駆動アセンブリの重量のバランスをとる。持ち上げ駆動アセンブリは、把持装置を上昇および下降させるためにスプールの第１のペアおよび第２のペアを駆動するためのモータを備える。持ち上げ駆動アセンブリは、スプールの第１のペアおよび第２のペアに巻き付けられ、把持装置に付着された１つまたは複数の持ち上げテザーをさらに備える。再充電可能電源の重量と持ち上げ駆動アセンブリの重量とのバランスをとることは、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性を維持する助けになる、すなわち、持ち上げ駆動アセンブリのモータは、再充電可能電源の重量を打ち消す。
【0023】
好ましくは、第２の空間は、再充電可能電源が車両本体の外側壁から除去可能であるように、車両本体の外側からアクセス可能である。好ましくは、再充電可能電源は、再充電可能電源の第１の面から引っ張ることによって、車両本体から除去可能である。任意選択で、再充電可能電源は、車両本体の側面から再充電可能電源が容易にアクセス可能であることができるようにトレイ上で戻される。好ましくは、持ち上げ駆動アセンブリは、再充電可能電源の第２の面に隣接して取り付けられ、この第２の面は第１の面と対向する。再充電可能電源の除去を支援するために、好ましくは、再充電可能電源は、再充電可能電源が車両本体の側面から容易に摺動して出られ得るようにレール上に取り付けられる。
【0024】
好ましくは、車両本体は、すべての側面上に壁を備え、使用に際して、保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する四辺形占有面積を形成する。したがって、再充電可能電源の交換は、再充電可能電源の第１の面を露出させ、それによって、第１の面から引っ張ることにより、再充電可能電源が車両本体から除去されるために、車両本体の側壁またはパネルの１つを除去することを伴う。
【0025】
好ましくは、駆動アセンブリは、荷物取り扱い装置を第１の方向に移動させるための車輪の第１のセットと荷物取り扱い装置を第２の方向に移動させるための車輪の第２のセットとを備える車輪アセンブリを備える。好ましくは、車両本体は、上方部分と下方部分とを有するシャーシを備え、再充電可能電源は、上方部分内に取り付けられ、車輪アセンブリは、下方部分内に取り付けられ、シャーシの質量のより大きい割合は、下方部分内にある。シャーシの質量または重量を垂直に変化させることによって、シャーシの質量のより大きい割合が下方部分内に集中可能であり、すなわち、シャーシの下方部分の質量は、シャーシの上方部分よりも大きい。シャーシの重量をシャーシの下方部分内に集中させることによって、単一のグリッドセルを占有する占有面積を有する荷物取り扱い装置の安定性が改善される。任意選択で、車輪アセンブリはシャーシ上に取り付けられ、シャーシの質量は、電池の質量よりも大きい。シャーシの重量は、第１の空間の上方の再充電可能電源の重量を相殺する助けとなる。好ましくは、車両本体は、シャーシに取り付けられた側面パネルを備える。任意選択で、車輪アセンブリはシャーシ上に取り付けられ、シャーシの質量は、電池の質量よりも大きい。任意選択で、シャーシは車輪取り付けプレートを備え、車輪アセンブリは、車輪取り付けプレートに取り付けられ、車輪取り付けプレートは、電池の重量よりも大きい重量を有する。好ましくは、車輪取り付けプレートは、車輪の第１のセットは、対向するプレートの第１のペアに取り付けられ、車輪の第２のセットは、対向するプレートの第２のセットに取り付けられるように、対向するプレートの第１のペアと、対向するプレートの第２のペアとを備える。
【0026】
好ましくは、再充電可能電源は、電気的に互いに接続され、カセットまたはケースを画定するためにケース内に収容される、複数の再充電可能電力セルを備える。再充電可能電源をカセット内でカプセル化することは、車両本体の第２の空間を占有する標準化されたエンクロージャを提供する。カセットの内部空洞は、異なるタイプおよび／または形状の再充電可能電源を占有するために可撓性である。好ましくは、再充電可能電力セルは、電池セルを備える。
【0027】
本発明は、
軌道の第１のセット、および複数のグリッド空間またはグリッドセルを備えるグリッドパターンを形成するために実質的に水平な平面内で軌道の第１のセットに横断方向に走行する軌道の第２のセットと、
平行な経路の第１のセットおよび平行な経路の第２のセットの下に設置されたコンテナの複数のスタックと、ここにおいて、コンテナのスタックの各々は単一のグリッド空間またはグリッドセルを占有する、
グリッド空間またはグリッドセルを占有するコンテナのスタックの上方に位置決めされたとき、持ち上げ装置が、前記コンテナのスタックから少なくとも１つのコンテナを持ち上げるように構成されるように、複数のグリッド空間またはグリッドセルの上で軌道の第１のセットおよび軌道の第２のセットに沿って横断するように配置された、本発明に記載のロボット荷物取り扱い装置と
を備える自動保管システムを提供する。
軌道の第１のセット、および複数のグリッド空間またはグリッドセルを備えるグリッドパターンを形成するために実質的に水平な平面内で軌道の第１のセットに横断方向に走行する軌道の第２のセットと、
平行な経路の第１のセットおよび平行な経路の第２のセットの下に設置されたコンテナの複数のスタックと、ここにおいて、コンテナのスタックの各々は単一のグリッド空間またはグリッドセルを占有する、
グリッド空間またはグリッドセルを占有するコンテナのスタックの上方に位置決めされたとき、持ち上げ装置が、前記コンテナのスタックから少なくとも１つのコンテナを持ち上げるように構成されるように、複数のグリッド空間またはグリッドセルの上で軌道の第１のセットおよび軌道の第２のセットに沿って横断するように配置された、本発明に記載のロボット荷物取り扱い装置と
を備える自動保管システムを提供する。
【0028】
荷物取り扱い装置およびロボット荷物取り扱い装置という用語は、説明では、同じ特徴を表すために互換的に使用される。
【0029】
本発明のさらなる特徴および態様は、図面を参照しながらなされる例示的な一実施形態の以下の詳細な説明から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】既知のシステムによるグリッドフレームワーク構造の概略図。
【図3】グリッドフレームワーク構造上で動作する荷物取り扱い装置の既知の保管システムの概略図。
【図4】上方からコンテナを握持する持ち上げ装置を示す荷物取り扱い装置の概略斜視図。
【図6】電池受け入れ空間を示す、本発明の一実施形態による荷物取り扱い装置の斜視図。
【図7】本発明の実施形態による荷物取り扱い装置の斜視側面図。
【図8】本発明の実施形態による、電池および持ち上げ駆動アセンブリの配置を示す荷物取り扱い装置の斜視上面図。
【図9】本発明の電池および持ち上げ駆動アセンブリを支持する取り付けトレイの斜視上面図。
【図10】本発明の実施形態による電池および持ち上げ駆動アセンブリの取り付けの斜視側面図。
【図11】本発明の一実施形態による電池カセットの斜視図である。
【図12】本発明の別の実施形態による電池カセットの斜視図である。
【図13】本発明の一実施形態による、電池セルを収容する電池カセットの一例の概略図。
【図14】本発明の一実施形態による電池の熱管理システムの簡略ブロック図。
【図15】本発明の別の実施形態による電池の熱管理システムの簡略ブロック図。
【図16】本発明の一実施形態による、ペルチェ素子を組み込んだ熱管理システムの簡略ブロック図。
【図17】本発明の実施形態による、車両本体内の電池カセットの位置を示す荷物取り扱い装置の概略図。
【図18】グリッド構造上の荷物取り扱い装置の交差平面に対する荷物取り扱い装置の質量中心の場所を示す図。
【図19】本発明の一実施形態による、車輪アセンブリの取り付けのためのシャーシを示す荷物取り扱い装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【0031】
図６は、本発明の一実施形態による荷物取り扱い装置１３０の斜視側面図を示し、図７は、荷物取り扱い装置１３０の背面図を示す。本発明の説明の目的で、荷物取り扱い装置の本体内の電池の位置を明らかにするように、荷物取り扱い装置の、電子的補助的構成要素などの補助的構成要素および軌道上で荷物取り扱い装置を移動させるための駆動アセンブリの嵩はない。図６および図７に示される荷物取り扱い装置１３０は、軌道上で第１の方向に荷物取り扱い装置を導くための車輪の第１のセットと軌道上で第２の方向に荷物取り扱い装置を導くための車輪の第２のセットとを備える、車輪アセンブリ１３４上に取り付けられた車両本体１３２を備える。車両本体１３２は、側面パネル１３６と、上面パネル１３８とを備える。本発明の特定の実施形態では、車両本体１３２は、単一のグリッドセルを占有するまたはグリッド構造の単一のグリッドセル内にある占有面積を画定する。
【0032】
特許の導入部において論じられたように、車輪の第１のセットは、車両本体の前部にある車輪の第１のペアと、車両本体１３２の後部にある車輪のペアとを備える。車輪の第１のセットは、軌道またはレールの第１のセットと係合するために配置される。車輪の第２のセットは、軌道の第２のセットと係合するための、車両本体の両側の車輪のペアを備える。車輪の第１のセットおよび車輪の第２のセットは、垂直に移動することによって軌道の第１のセットおよび軌道の第２のセットと選択的に係合解除し、それによって、荷物取り扱い装置１３０がグリッド構造上で所望の方向に、すなわちグリッド構造上でＸ－Ｙ方向に移動することを可能にするように構成される。
【0033】
図６～図８における概略図に存在するのは、把持装置１３９を荷物取り扱い装置１３０の本体１３２に巻き上げるための持ち上げ駆動アセンブリ１４０と、持ち上げ駆動アセンブリ１４０ならびに車輪アセンブリ１３４に電力を供給するための電池１４２である。持ち上げ駆動アセンブリは、把持装置１３９を上昇および降下させるように構成されたモータ１４０を備える。特に本発明の実施形態では、持ち上げ駆動アセンブリのモータ１４０は単一のモータであるが、単一のモータであることに限定されない。持ち上げ装置または機構は、ウインチまたはスプールの第１のペア１４６および第２のペア１４８を備える巻き上げアセンブリ１４４をさらに備える。ウインチまたはスプールの第１のペアおよび第２のペア１４６、１４８は、把持装置１３９に付着された持ち上げテザー１５０を別々に搬送する。図８で明らかなように、ウインチの第１のペアおよび第２のペア１４６、１４８は、本発明の電池１４２を収納するための電池受け入れ空間を画定するように車両本体１３２内で離間して取り付けられる。本発明の説明の目的で、電池１４２の下のコンテナを収納するためのコンテナ受け入れ空間１５２は、第１の空間と呼ばれ、本発明の電池を収納するための空間は、第２の空間１４２ｂと呼ばれる。把持装置１３９は、コンテナの最上部を握持し、図１および図２に示されるタイプの保管システム内のコンテナのスタックからコンテナを持ち上げるように構成される。一般的に、把持装置１３９はフレームとして構成され、４つの持ち上げテザーは、図５に示される把持装置の各角に固定される。持ち上げテザーの第１のペアは、把持装置１３９の１つの側面に付着され、ウインチの第１のペア１４６上で巻き上げられ、持ち上げテザーの第２のペアは、把持装置１３９の他の側面に付着され、ウインチの第２のペア１４８上で巻き上げられる。
【0034】
図８に示される電池１４２は、ウインチの第１のペア１４６および第２のペア１４８によって画定された第２の空間内に位置決めされる。電池１４２は、電池１４２がウインチの第１のペア１４６と第２のペア１４８との間、より詳細には、ウインチの第１のペア１４６の単一のウインチまたはスプールとウインチ１４８の第２のペアの単一のウインチとの間に、部分的に位置決めされるように、車両本体１３２の側壁１３６の１つの方へ戻される。これは、電池が車両本体１３２の側壁の１つを通して容易に交換可能であることを可能にする。図８に示される特定の実施形態では、電池１４２は、車両本体１３２の前壁または後壁のどちらかの方へ戻される。さらに、車両本体１３２内の第１の空間１５２の上方および部分的にウインチの第１のペア１４６と第２のペア１４８との間の電池１４２の位置は、荷物取り扱い装置の重心を降下させ、したがって、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性を改善する。これは、荷物取り扱い装置の車両本体が、単一のグリッドセルを占有する占有面積を画定する場合に、特に有益である。荷物取り扱い装置の重心または質量中心に影響する車両本体内の電池の位置のさらなる詳細は、以下で論じられる。
【0035】
本発明の電池１４２は、図９および図１０に示されるトレイまたはサブフレーム１５４に取り付けられることによって、車両本体１３２内に固着される。荷物取り扱い装置内の電池１４２の重量のバランスをとり、したがって、荷物取り扱い装置の安定性を改善するために、電池１４２を取り付けるためのトレイ１５４の使用は、他の補助的構成要素またはハードウェア構成要素の重量が、荷物取り扱い装置内の電池を釣り合わせることを可能にする。本発明の特定の実施形態では、電池１４２および持ち上げ駆動アセンブリ１４０は、電池１４２の重量が持ち上げ駆動アセンブリ１４０の重量を打ち消す（釣り合わせる）ように、互いに隣接して、トレイ１５４の対向する端に取り付けられる。本発明の特定の実施形態における持ち上げ駆動アセンブリ１４０は、単一のホイストモータを備える。荷物取り扱い装置１３０内で電池１４２の重量と持ち上げ駆動アセンブリ１４０の重量のバランスをとることは、軌道上の直立位置における荷物取り扱い装置を安定させる助けとなる。
【0036】
また図９および図１０に、より詳細には図１１および図１２にも示されるように、電池は、ケースまたはカセット１４３内に収容される。電池を収容するためのカセット１４３の使用は、電池が電池の１つの特定の製造業者および／またはサイズおよび／または形状に限定されないように、さまざまな製造業者からの異なるタイプの電池セルを収納するために柔軟性を提供する。カセット１４３の外壁は、車両本体内のコンテナ受け入れ空間の上方の第２の空間に嵌合するようなサイズおよび形状にされているが、カセットの内部空間または空洞は、異なるタイプおよび／または形状の電池または他の再充電可能電源を収納するように適合可能である。たとえば、外部形状および／またはサイズは標準化可能であるが、カセット１４３の内部空間または空洞は、可撓性になされ得る。
【0037】
さらに、本発明のカセット１４３は、カセット内に収容される電池の温度を調節するために熱管理システムも収納することができる。その詳細は、以下で論じられる。電池を収容する本発明のカセット１４３の例は、図１１および図１２に示されている。どちらの例でも、カセットまたはケース１４３は、上壁および下壁１５６と、側壁１５８とを備える。カセット１４３は、単一の本体または一緒に接着された別個の部品として製作可能である。任意選択で、カセット１４３は、プラスチック材料から形成される。
【0038】
側壁１５８は、四辺形占有面積を提供するように配置された前壁と後壁とを備える。図１１および図１２に示される本発明の特定の実施形態では、カセットの前壁または後壁は、正のＤＣ端子および負のＤＣ端子に対応する少なくとも２つの端子１６０を備える。少なくとも２つの端子１６０は、カセット内の電池セルのスタックに電気的に結合され、車両本体内の相補的形状の電気コネクタと電気的に結合するように配置される。カセットの前部または後部に少なくとも２つの端子を位置決めすることは、カセットが、車両本体の最上部から降下されるのではなく、車両本体１３２の側面の１つから車両本体へと摺動されることを可能にする。これは、車両本体の側面パネルの１つを除去し、持ち上げ機構のウインチまたはスプール間の第２の空間へとカセット１４３を摺動させるだけで、電池が容易に入れ替えられるまたは交換されることを可能にする。少なくとも２つの端子１６０は、車両本体内の少なくとも２つの対応するような形状にされた雌型嵌合部分内に受け入れられるように構成された２つの雄型部分として示されている。しかしながら、カセット１４３の前壁上の雌型嵌合部分と電気的に結合するように構成された雄型嵌合部分が車両本体内にある場合、逆の配置が本発明において適用可能であるので、本発明は、車両本体上の雌型嵌合部分と電気的に結合するように配置された雄型嵌合部分がカセット１４３上にあることに限定されない。少なくとも２つの電気端子を車両本体内の電気コネクタとの係合へと導く助けとなるために、１つまたは複数のガイド１６２は、車両本体内の対応するような形状にされた凹部へと受け入れられるカセットの前壁または後壁に取り付け可能である。１つまたは複数のガイド１６２は、車両本体内の電気コネクタとの係合への少なくとも２つの端子１６０の適切な位置決めを支援するように、テーパ端を備えることができる。
【0039】
荷物取り扱い装置１３０からカセット１４３を据え付けるまたは交換するとき、オペレータは、車両本体の側面パネルの１つを単に除去するであろう。荷物取り扱い装置の本体内にカセットが既にある場合、オペレータは、カセット１４３を第２の空間内のその着座区域から摺動させるように、電気コネクタがカセットの前部にあるか後部にあるかに応じてカセットの前面または後面からを引っ張ることによって、既存のカセットを除去するであろう。前面は、カセットの第１の面であり、前面に対向する後面は、カセットの第２の面として画定される。カセットは、好ましくは、カセットが容易に摺動して出されることを可能にするように、車両本体内のレールまたは軌道上の取り付け具である。車両本体内のカセットの着座区域は、図９では、より明らかである。新たに充電された電池は、電気コネクタを備える第２の面における電気端子が車両本体内の相補的な形状にされた電気コネクタと係合するようにレールに沿ってカセットを押すことによって、第２の空間へと据え付けられる。カセットの側方積み込みは、電池が容易に交換されることを可能にする。
【0040】
電池は、電池が充電状態であろうと放電状態であろうと、ある量の熱を生成し得る。生成される熱が大きいとき、電池の温度は、通常の最適な温度範囲を超え、電池の減少された性能を招き、最終的に、電池の繰り返し耐用年数が減少される。電池の内部抵抗ＥＳＲ（等価直列抵抗）は低温で増加するので、電池の充電中の熱放散の問題は、温度がマイナス１８℃に達することができる調達センタの冷蔵ゾーンおよび／または冷凍ゾーン内で悪化する。充電は、４８ボルトで約１６０アンペアの電池を通して電流を送達することを伴うことができる。したがって、電池の内部抵抗の小さい増加は、生成される大量の熱という結果になる。本発明の目的で、電池の最適性能にとって理想的な温度範囲は、２０℃から４０℃の領域内にある。電池の動作温度は、電池の最適な性能に影響するので、車両本体内の他の補助的電気構成要素から放散される熱も、電池の動作温度に影響するであろう。その結果、電池は、車両本体の外壁に伝統的に限定された、またはＷＯ２０１９／２０６４４０（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＳ）に論じられるように、電池からの熱が外側周囲に放散し、それによって、充電中の過剰な熱暴走を防止することを可能にするように、コンテナ受け入れ空間の側面に側方に取り付けられた。電池は、荷物取り扱い装置の重量のかなりの割合を表すので、車両本体内の電池の位置は、グリッド上の直立位置における荷物取り扱い装置の安定性に対する影響も有する。したがって、電池の動作温度が、電池が最適な状態で実行する作業可能範囲内に確実にあることと、グリッド構造上の直立位置における荷物取り扱い装置の安定性との間で、バランスがとれている。理想的には、荷物取り扱い装置の安定性を改善するために個々の重量に基づいて補助的構成要素および／またはハードウェア構成要素の最適な配置を有することが優先である。荷物取り扱い装置の車両本体内の他の補助的電気構成要素と他のハードウェア構成要素との間に電池を設置する能力は、本発明では、電池内の温度調節装置を備える熱管理システムを統合することによって可能にされる。カセット１４３は、温度調節装置を備える統合された熱管理システムとともに電池をカプセル化するための空洞を提供する。
【0041】
本発明の特定の実施形態では、「電池」という用語は、電池パックを形成するために互いに電気的に接続された１つまたは複数の電池セルを包含する。電池は、限定するものではないが、任意の再充電可能電源を含む。再充電可能電源の例は、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、薄膜電池、およびスマート電池カーボンフォームに基づいた鉛電池である。本発明は、電池に限定されず、モータに電荷を保管し、電力を送達することが可能である他の再充電可能電源、たとえば、キャパシタ、スーパーキャパシタ、または電池とスーパーキャパシタの組合せ（ハイブリッドシステム）は、本発明において適用可能である。本発明の特定の実施形態では、本発明の説明の目的で、再充電可能電源は、電池に関して論じられる。
【0042】
図１１および図１２に示されていないのは、カセットの壁が１つまたは複数のベント孔を備えることである。ベント孔は、冷気がカセット１４３の内部空間を通って循環することを可能にする。１つまたは複数のベントは、１つまたは複数の入口ベントと、１つまたは複数の出口ベントとを備えることができる。冷気は、１つまたは複数の入口ベントを通って引かれ、暖気は、１つまたは複数の出口ベントから排出される。カセットの内部空間は、任意選択で、電池セルの周りの気流を最大化し、したがって、電池から熱を奪う循環空気の表面積露出を最大化するように、空気がカセットの内部空間の周りで蛇行した経路を通って流れることを可能にするために、１つまたは複数のチャネル（図示せず）を備えることができる。たとえば、冷気は、カセットの少なくとも１つの入口ベントを通って電池に入り、カセットの内部空間または空洞に沿って流れることができ、暖気は、少なくとも１つの出口ベントを出ることによって奪われる。少なくとも１つの入口ベントおよび出口ベントは、カセットの壁のいずれか、たとえば底壁および上壁に形成可能である。カセットの１つまたは複数の壁は、入口ベントおよび／または出口ベントを提供するために穿孔可能である。気流チャネルは、気流が電池セルの周りの蛇行した経路を通って導かれることを可能にするように、カセットへと組み込み可能である。
【0043】
電池のより良い冷却効果を達成するために、熱管理システムは、カセットの内部空間の温度を調節するために温度調節装置を備える。カセットの内部空間の温度を調節することによって、電池の温度は、その最適な性能に調節可能である。本発明の特定の一実施形態では、温度調節装置は、ファンを備える。ファンの回転を通して、空気の追従性は、空気が、電池パック内で生成された熱をすばやく奪うように、カセットの内部空間を通って加速される。これは、電池セルが、安定した温度範囲内で働き、電池パック内の電池セルの耐用年数を延長することを可能にする。本発明の目的で、電池の最適性能にとって理想的な温度範囲は、２０℃から４０℃である。図１１および図１２に示される本発明の特定の実施形態では、１つまたは複数の冷却ファン１６４、１６６は、カセットの内部空間を通る気流の循環を遂行するためにカセットの前壁に取り付けられる。図１１に示される実施形態では、２つのファン、すなわち第１のファン１６４および第２のファン１６６は、カセットの壁に取り付けられる。第１のファン１６４は、任意選択で、カセット１４３ａの内部空間へと冷気を引き、第２のファン１６６は、カセット１４３ｂの内部空間から外部周囲区域へ暖気を引き出す。第１のファンおよび第２のファン１６４、１６６はまた、気流が、電池パック内で生成された熱をすばやく奪うように、カセットの内部空間の周りの空気の追従性を改善する。
【0044】
図１１にも示されるのは、カセット１４３ａの壁に取り付けられ、ファン１６４、１６６の回転によってベントを通る空気の流れを向けるまたは導く開口を有する１つまたは複数の配管１６８、１７０である。ファン１６４、１６６は、ファンに入る空気が、ダクトのうちの１つまたは複数を通って導かれることによってベントを通って押し出されるように、配管１６８、１７０に取り付けられる。同様に、ファンによって引き出された暖気は、ダクトを通って導かれ、ファンを出る。本発明の説明の目的で、配管へと冷気を引くためのファンは、入口ファンと呼ばれ、配管から暖気を引き出すためのファンは、出口ファンと呼ばれる。図１１に示されるように、入口ファン１６４および出口ファン１６６はそれぞれ、空気が配管を通って導かれるように配管に取り付けられる。任意選択で、入口ファンおよび出口ファンはそれぞれ、配管と直列に取り付け可能である。
【0045】
１つまたは複数のダクトは、空気が車両本体の異なる部品から引かれるまたはこれへと排出されることも可能にする。たとえば、冷気がカセット１４３ａの内部空間へと引かれる場合、配管は、車両本体の冷却器区域から、すなわち電気的補助的構成要素および電子的補助的構成要素から離れて、空気を引くように延びることが可能である。これは、暖気が入口ベントのうちの１つまたは複数へと引かれることを防止する。同様に、出口ベントの場合、配管は、プロセッサまたはコントローラなどの感熱性電子構成要素から離れて車両本体の区域へ暖気を排出するように成形可能である。これは、ファンが配管と直列に取り付けられる場合に可能である。
【0046】
１つまたは複数の配管は、カセットに別々に取り付け可能である。あるいは、１つまたは複数の配管は、単一の本体または一体的本体としてカセットと一体的に形成可能である。入口ファンは、カセットの内部空間へと冷気を引くように構成され、出口ファンは、カセットの内部空間から暖気を引き出すように構成されるが、逆も、本発明に適用可能であり、入口ファンは、カセットの内部空間へと暖気を引き、出口ファンは、カセットの内部空間から冷気を排出するように構成される。たとえば、調達センタの冷蔵ゾーンまたは冷凍ゾーンでは、車両本体の暖かい区域から取られた暖気は、電池の最適温度範囲に、すなわち２０℃から４０℃の間に、電池の温度を上昇させるために使用可能である。持ち上げ機構および／または駆動アセンブリおよび／または補助的電子構成要素のモータから放散された熱は、最適な温度範囲に電池を温めるために収穫または使用可能である。入口ファンおよび出口ファンの回転の方向は、任意選択で、カセットの内部空間から空気を引くまたは排出するそれらの役割が、車両本体の異なる部品内の空気温度に応じて逆転可能であるように、逆転可能である。たとえば、車両本体の異なる部品は、本体内の他の部品と比較して加温器または冷却器を得ることができ、配管の開口が補助的電子構成要素またはモータの近くにあるかどうかに依存する。１つまたは複数のファンの回転方向指示器は、冷気がカセットの内部空間へと引かれることが必要であるか、カセットの内部空間から排出されることが必要であるかに応じて、逆転することができる。
【0047】
図１１に示される特定の実施形態は、カセットの前壁に取り付けられた２つのファンを示しているが、単一のファン１７２は、図１２および図１３の概略断面図に示されるカセット１４３ｂの内部空間を通って冷気を循環させるために使用可能である。ここで、カセット１４３ｂの壁に取り付けられる単一のファン１７２は、冷気が、電池セル１４１の温度を調節するために循環され、暖気が、１つまたは複数のベント孔１７４を通って排出される場合、外部周囲からカセットの内部空間へと冷気を引く。図１３にも示され、図１１に電池を表すことができるように、複数の電池セル１４１が、スタック内に重ねて組み立てられ、直列または並列のどちらかで互いに電気的に接続される。直列に接続されるとき、１つの電池セルの正の端子は、スタック内で電池セルを配置するなどのために、次の電池セルの負の端子に接続される。隣接する電池セルの電気接続間のリンクは、母線１７６によって提供され、母線１７６は、銅などの導体を備えてよい。電池セル１４１の各々は、電池セル間の気流を可能にするように離間される。たとえば、１つまたは複数のスペーサ（図示せず）は、電池セルの各々の間に配設可能である。電池セルは、母線１７６によってスタック内で一緒に保持される。電池セル１４１は、細長い電池セルとして示されている。しかしながら、本発明は、電池セルが細長いセルであることに限定されず、互いに組み付けられ、カセット１４３ｂ内に含まれる円筒状セルであってよい。
【0048】
電池セル１４１からの熱放散を促すために、ヒートシンク（図示せず）は、電池から外部周囲に生成された熱を伝えるために電池に熱的に結合可能である。ヒートシンクは、一般的に、アルミニウムまたは銅から作製され、生成された熱を電池セルから放散するためにフィンを備えることができる。ヒートシンクからの熱放散をさらに促進するために、１つまたは複数のファンは、ヒートシンクのフィンの上に冷気を向けることができる、またはあるいは、別個の冷却ファンが、フィンの周りの冷気の流れを増加させるように、ヒートシンクに、より詳細には、ヒートシンクのフィンに取り付け可能である。
【0049】
特定の実施形態は、ファンとして温度調節装置について説明するが、電池の温度を調節する他の温度調節装置は、本発明に適用可能である。電池の冷却に加えて、逆は、調達センタの冷蔵ゾーンまたは冷凍ゾーン内などの冷環境において当てはまり、電池の温度は、特に充電中に、低く低下しすぎて、電池の最適な性能を防止することができない。１つまたは複数の発熱体、たとえば電気的発熱体は、電池の作業可能温度範囲に対応する所定の温度範囲以内に、すなわち２０℃から４０℃の間に、電池の温度を上昇させるために使用可能である。たとえば、発熱体は、加熱パッドであってよい。
【0050】
冷却および／または加熱の両方を提供するために、温度調節装置は、ペルチェ素子を通る電流に基づいて熱および／または冷却を生成する１つまたは複数のペルチェ素子を備える熱電変換器であってよい。簡潔さでは、ペルチェ素子は、熱電冷却と加熱の両方を提供し、一般的に、１つはｎ型で１つはｐ型の、２つの固有の（ｕｎｉｑｕｅ）半導体を備える。交互のｐ型とｎ型の半導体ピラーは、熱的には互いに対して並列に、電気的には直列に置かれ、次いで、熱伝導プレート、通常は別個の絶縁体の必要性をなくすセラミックと、各側で接合される。電圧が２つの半導体の自由端に印加されるとき、温度差を引き起こす半導体の接合上のＤＣ電流の流れがある。冷却プレートをもつ側面は、熱を吸収し、熱は、次いで、デバイスの他の側面に半導体によって運ばれる、すなわち、冷却プレートをもつ側面は、熱吸収側面が冷たくなり、熱放射側面が熱くなるように、１つの側面（熱吸収側面）から他の側面（熱放射側面）に熱を動かす。ペルチェ素子上の極性は、電流が反対方向に流れ、そのため、ペルチェ素子の熱吸収側面と熱放射側面とを逆転させることができるように、逆転可能である。ペルチェ素子は、電池または別個の電源から電力を引くことができる。これは、同じペルチェ素子が、電池セルの加熱と冷却の両方を提供することを可能にする。
【0051】
冷却デバイスとして使用されるとき、１つまたは複数の電池セルの表面は、ペルチェ素子の熱吸収表面と熱接触して設置される。反対に、加熱デバイスとして使用されるとき、１つまたは複数の電池セルの表面は、ペルチェ素子の熱放射表面と熱接触して設置される。図１３に示される本発明の特定の実施形態では、２つのペルチェ素子、すなわち第１のペルチェ素子１７８および第２のペルチェ素子１８０は、電池スタックの加熱および／または冷却の両方を提供するように、電池スタックの左側と右側に配置され、電池スタックと直接的に接触して示される。たとえば、第１のペルチェ素子１７８は、電池スタックの冷却を提供するために熱吸収表面が電池スタックと熱接触するように配置可能であり、第２のペルチェ素子１８０は、電池スタックの加熱を提供するために熱放射表面が電池スタックと熱接触するように配置可能である。電池スタックの加熱および／または冷却は、２つのペルチェ素子に限定されず、加熱および／または冷却が、単一のペルチェ素子を通る電流の極性を逆転させることによって、すなわち、適切なスイッチの使用によって、提供される場合、単一のペルチェ素子によって提供可能である。
【0052】
ペルチェ素子の熱放射側面から熱を除去する能力は、電池を冷却するようにペルチェ素子の有効性を改善するので、１つまたは複数のファンは、冷たいままであるようにペルチェ素子の熱吸収側面を促すように冷気を熱放射側面に向けることができる。さらに、ヒートシンクは、ペルチェ素子の熱放射側面から熱放散を遂行するように、熱放射側面に取り付け可能である。熱放射側面からの熱放散をさらに促すために、１つまたは複数の冷却ファンは、ペルチェ素子の熱放射側面に取り付けられたヒートシンクから熱を奪うことができる。
【0053】
電池の加熱または冷却の量は、ペルチェ素子を通る電流の大きさまたは持続時間によって制御可能である。たとえば、完全にオンまたは完全にオフのどちらかのペルチェ素子への電力を切り換えること、したがって、ペルチェ素子を通る電流のパルシングによって、それぞれの熱放射側面および熱吸収側面の加熱または冷却は、調節可能である。ペルチェ素子は、ペルチェドライバによって駆動可能である。ペルチェドライバは、電圧源、電流源、継電器、またはトランジスタであってよい。継電器またはトランジスタは、完全にオンまたは完全にオフのどちらかでペルチェ素子への電力を切り換えるために使用される。あるいは、パルス幅変調器（ＰＷＭ）は、オンまたはオフでペルチェ素子への電力の切り換えを調節するために使用可能である。ＰＷＭ出力信号は、可変の「オン時間」をもつ周期的矩形波からなることができる。この「オン時間」は、矩形波の期間のパーセンテージとして表現されるとき、デューティサイクルとして知られる。ペルチェ素子への電力は、矩形波のデューティサイクルを変化させることによって調整可能である。ペルチェ素子の、電池の温度を調節する機能のさらなる詳細は、以下で論じられる。
【0054】
図１３に示されていない、熱管理システムの構成要素に戻ると、熱管理システムは、電池の温度を測定するために、電池の近傍に、より詳細には電池セルの間に、カセット内に配設された１つまたは複数の温度センサを備える。１つまたは複数の温度センサからの信号は、温度読み取り器によって読み取られ、温度調節装置を調節するために使用される。温度読み取り器２０４は、１つまたは複数の温度センサ２０２によって提供される温度の兆候を読み取って解釈し、温度信号を生成し、この温度信号は、図１４に示されるコントローラ２０８にフィードバックされる。温度センサ２０２は、再充電可能電源、この場合は電池の温度を測定するための、当技術分野で知られている任意のタイプの温度測定であってよい。たとえば、温度センサは、サーミスタ、たとえばＮＴＣサーミスタもしくはＰＴＣサーミスタ、または熱電対、たとえばＫ型熱電対であってよいが、これらに限定されない。図１３にも示されているのは、カセット内に収容された少なくとも１つの温度調節装置１７２を制御するためのコントローラを備える熱管理システム１７９である。しかしながら、コントローラは、カセット内に収容される必要はなく、荷物取り扱い装置の本体内に収容可能である。通信ポート（図示せず）は、カセットの外部にあるコントローラと通信可能に結合するためにカセット上に存在することができる。
【0055】
図１４は、本発明の第１の実施形態による熱管理システム２００の簡略化ブロック図を示す。温度センサ２０２からの出力は、温度読み取り器２０４にフィードバックされ、温度読み取り器２０４は、温度信号を提供するために出力を解釈する。温度信号は、電池の温度の兆候を提供する。１つまたは複数の温度センサ２０２は、電池の温度のより正確な測定を提供するために、電池セル間に配設可能である。温度読み取り器２０４は、コントローラ２０８に温度信号を送り、コントローラ２０８は、温度信号を使用して、電池の温度を所定の温度範囲以内に調節するように温度調節装置２０６を駆動する。所定の範囲は、電池の作業可能範囲内、すなわち２０℃から４０℃の間である。４０℃を超えると、電荷を保持する電池の性能は減少する。１つまたは複数のフラグは、電池の温度がその理想的な作業可能範囲外であることをユーザに知らせるようにセットアップ可能である。たとえば、１つまたは複数のフラグは、１つまたは複数の温度センサ２０２からの温度読み取り値が、温度過昇の兆候である６５℃と熱暴走の兆候である８０℃とに達したとき、コントローラ２０８がオペレータに知らせる場合、セットアップ可能である。冷却器側面では、コントローラは、温度センサからの温度読み取り値が、電池の電解質冷凍の結果としてあり得る故障を示す－８０℃の読み取り値を記録するとき、オペレータに知らせることができる。
【0056】
温度センサ２０２からの信号に応答して、コントローラ２０８は、次いで、電池の温度を調節するように１つまたは複数の温度調節装置２０６に指示することができる。上記で論じられたように、温度調節装置２０６は、電池の温度を作業可能範囲内で維持するように、１つもしくは複数のファン、１つもしくは複数の発熱体、および／または１つもしくは複数の熱電コンバータ、たとえばペルチェ素子であってよい。コントローラ２０８は、当技術分野で知られている任意の処理デバイスであってよい。典型的な例としては、限定するものではないが、マイクロプロセッサがある。プロセッサは、メモリデバイスなどのコンピュータ可読媒体に通信可能に結合可能である。メモリは、一般に当技術分野で知られている任意の保管デバイスであってよいが、限定するものではないが、ＲＡＭ、コンピュータ可読媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、またはプロセッサによってアクセスされるデータと命令とを保管するために使用可能である他の電子記憶媒体を含む。コントローラの１つまたは複数のプロセッサは、温度読み取り器２０４からの温度信号に応答して電池の温度を調節するためにＲＯＭおよび／またはＲＡＭに保管された命令を実行することができる。コントローラ２０８は、本発明の熱管理システム２００の一部を形成し、したがって、カセット内にまたはカセットの外に、たとえば荷物取り扱い装置の本体内に、含まれ得る。たとえば、熱管理システムは、ネットワーク上でワイヤレスで通信することが可能である通信モジュールを備えてよい。ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、または他の任意のタイプのネットワークを備えてよい。温度調節装置２０８を調節する温度信号および命令は、外部に設置されたコントローラに、ネットワーク上で、ワイヤレスで送られ得る。コントローラは、車両本体とともに含まれてもよいし、またはあるいは、車両本体とは別個であってよい。上記で論じられた少なくとも２つの電荷受け入れ端子に加えて、電池の健康状態に関する信号を通信および受信するだけでなく、電池の温度に関する信号も通信し、ならびに少なくとも１つの温度調節装置２０６を作動させるようにコントローラ２０８からの信号を受信するために、温度読み取り器２０４および温度調節装置２０６に通信可能に結合された第３の接続が、車両本体上に存在することがある。コントローラは、少なくとも１つの温度調節装置の動作を制御することによって電池の温度を設定温度値内に調節するためにＰＩＤ（比例、積分、微分）コントローラまたはＰＩ（比例、積分）コントローラを備えることができる。
【0057】
本発明の第１の実施形態では、コントローラ２０８は、温度読み取り器２０４からの温度信号が作業可能温度範囲外であることに応答して温度調節装置２０６を作動させるように構成される。たとえば、温度が高い場合、コントローラは、電池の温度が作業可能範囲内に低下するまで、１つまたは複数の冷却ファンの動作を作動させる。上記で論じられたように、コントローラは、カセット内に含まれる電池への冷却の程度を制御するようにファンの回転の速度と方向とを制御することができる。ヒートシンクは、ファンと組み合わせて、電池からの熱放散を促すために使用可能である。反対に、電池の温度が低すぎる場合、コントローラ２０８は、電池の温度を上昇させるように発熱体を作動させることができる。コントローラは、電池の温度を調節するように図１５に示される複数の温度調節装置を作動させるように命令可能である。これらは、限定するものではないが、１つもしくは複数のファン、発熱体、および／または１つもしくは複数の熱電コンバータ（ペルチェ素子）を含む。コントローラは、電池の温度を所定の設定温度値に調節するためにＰＩＤコントローラ（比例、積分、および微分）を備えることができる。
【0058】
図１５では、熱管理システム２０１は、第１の温度調節装置２０６と第２の温度調節装置２０７とを備えるように示されている。第１の温度調節装置２０６は冷却ファンであってよく、第２の温度調節装置２０７は発熱体であってよい。コントローラ２０８は、１つもしくは複数のファンおよび／または発熱体の作動を制御することによって、電池の温度を作業可能範囲内に調節することができる。
【0059】
図１６は、熱管理システム３００の少なくとも１つの温度調節装置がペルチェ素子３０６を備える、図１４および図１５に示される熱管理システムの簡略化ブロック図の適応である。図１６に示される特定の実施形態では、ペルチェ素子３０６の熱吸収側面３１２または冷却側面は、電池の１つまたは複数の電池セルによって生成される熱がペルチェ素子３０６の熱吸収側面に熱伝導されるように、再充電可能電源３１４、たとえば電池と直接接触する。電池とペルチェ素子の熱吸収側面との間の物理的接触は、電池を冷やし続ける助けとなる。本発明の別の実施形態では、伝導プレート（図示せず）は、ペルチェ素子３０６の熱吸収側面３１２と電池３１４との間に配設可能である。コントローラ３０８は、少なくとも１つのペルチェ素子３０６を駆動するようにペルチェドライバ３１６を制御するように構成される。ペルチェドライバ３１６は、少なくとも１つのペルチェ素子または電池の電源もしくは別の電源の電源への接続を駆動するために使用される、電圧源、電流源であってよい。熱吸収表面の冷却は、少なくとも１つのペルチェ素子３０６への電力をオンおよびオフで切り換えることによって制御可能である。上記で論じられたように、ペルチェドライバ３１６は、少なくとも１つのペルチェ素子３１６を駆動し、それによって、熱吸収表面の冷却を調節するように電力のパルスを生成するためにパルス波変調器（ＰＷＭ）を備えることができる。ＰＷＭによって生成される矩形波のデューティサイクル（ペルチェ素子の「オン」時間）は、少なくとも１つのペルチェ素子への電力を変化させるためにコントローラによって変化可能である。熱吸収表面が、より長い時間の時間、したがって、電池の冷却の間、冷たいままであるので、デューティサイクルが長いほど、熱吸収表面の冷却効果が大きくなる。同様に、矩形波の周波数は、ペルチェ素子からの「冷却バースト」の数、したがって、電池の冷却を制御する。コントローラ３０８は、電池の温度を調節するためにデューティサイクルおよび／またはＰＷＭからの信号のデューティサイクルの頻度を変化させるように命令可能である。コントローラは、電池の温度が所定の設定温度値内に低下するようにデューティサイクルおよび／またはＰＷＭからの信号の頻度を変化させるためにＰＩＤコントローラまたはＰＩコントローラを備えることができる。
【0060】
熱が、少なくとも１つのペルチェ素子の熱吸収側面から熱放射側面に伝えられるので、熱は、任意選択で、ヒートシンクと熱接触して配置されることによって熱放射側面３１０から奪われ得る。さらに、少なくとも１つのペルチェ素子の熱放射側面３１０は、１つまたは複数のファンによって吹きつけられた空気の経路へと配設され、したがって、より効率的に電池を冷却するように少なくとも１つのペルチェ素子の熱吸収側面を助けることができる。
【0061】
図１６に示されていないのは、少なくとも１つのペルチェ素子を通る電流の極性は、電池の加温を引き起こすために熱吸収側面が熱放射側面になるように逆転（電流の方向が逆転される）可能であることである。これは、調達センタの冷蔵部門または冷凍部門において、特に当てはまる。熱吸収側面（冷却側面）と同様に、コントローラは、電池の加熱を調節するために少なくとも１つのペルチェ素子への電流を調節するようにペルチェドライバを制御する。少なくとも１つのペルチェ素子を通る電流の方向を逆転させることは、温度読み取り器からの温度信号に応じて単一の要素が電池の冷却と加熱の両方を遂行することを可能にする。少なくとも１つのペルチェ素子の極性を切り換えることは、継電器または他の適切なスイッチを使用して達成可能である。
【0062】
しかしながら、電池の加熱および冷却は、２つの別個のペルチェ素子、すなわち、電池の冷却のための第１のペルチェ素子および電池の加熱のための第２のペルチェ素子によって、提供可能である。電池の加熱と冷却の両方を行うために第１のペルチェ素子と第２のペルチェ素子とを有する利点は、少なくとも１つのペルチェ素子を暖めるまたは冷却する有効性が、ペルチェ素子の両面を扱うことによって改善可能であることである。冷却の場合、熱吸収側面は、熱放射側面たとえばシンクおよび／またはファンから熱を奪うように熱放射側面を扱うことによって、改善可能である。同様に、電池を暖める熱放射側面は、熱吸収側面を絶縁することによって改善可能である。
【0063】
本発明はまた、熱電コンバータのゼーベック効果を利用して、電池の温度を決定することができる。熱電コンバータの熱放射側面と熱吸収側面との間の温度差の結果として生成される電流は、電池の温度、すなわち半導体上の温度差を決定するために使用可能である。熱電素子の１つの面は、周囲温度に露出可能であり、熱電コンバータの対向する面は、電池と熱接触することが可能である。熱電コンバータの対向する面の間の温度差は、熱電コンバータの接合で電流を生成し、これは、電池の温度を決定するために温度読み取り器によって読み取られる。
【0064】
本発明の特定の実施形態は、再充電可能電源を収容するカセットに統合されるように熱管理システムについて説明するが、再充電可能電源の温度は、カセットの外部で制御可能である。本発明の別の実施形態では、熱管理システムは、荷物取り扱い装置の車両本体に統合可能である。たとえば、温度センサは、車両本体内に取り付けられ、再充電可能電源から発せられた赤外線エネルギーを検出することによって再充電可能電源の温度を決定するように構成された、赤外線カメラを備えることができる。赤外線カメラからの温度読み取り値は、温度信号が所定の温度範囲外であることに応答して、上記で説明された１つまたは複数の温度調節装置を作動させるために、コントローラによって使用可能である。
【0065】
本発明の熱管理システムは、再充電可能電源によって給電可能である。あるいは、本発明の熱管理システムは、荷物取り扱い装置の再充電可能電源が充電ステーションで充電されているときはいつでも、充電ステーションによって送達される電力によって給電可能である。熱管理システムへの電力は、限定するものではないが、温度調節装置、ならびに／または温度センサおよび／もしくはコントローラを含む。充電ステーションは、荷物取り扱い装置上の充電ポイントと協働するように構成された充電ヘッドを備える。荷物取り扱い装置が、充電ステーションが設置されるグリッドセルへと移動すると、荷物取り扱い装置の上部表面上の充電接点パッドと、充電ヘッドの充電接点との間に、接触がなされる。電荷は、荷物取り扱い装置の上部表面上に据えられた充電接点パッドを通って、充電接点から荷物取り扱い装置に付与される。再充電可能電源の充電中、電荷は、熱管理システムの構成要素に給電するために、本発明の熱管理システムに付与される。一般的に、充電ステーションは、４８ボルトで約１６０アンペアの電荷を送達する。再充電可能電源の熱暴走の可能性は、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の動作中、電池が放電しているときよりも、電池の充電時の方が高い。再充電可能電源、特に電池の内部抵抗は、温度とともに変化し、低温で増加する。電池の充電中の加熱の可能性は、調達センタの冷蔵部門および／または冷凍部門では、調達センタの他の任意の区域よりも増加する。最悪のケースのシナリオでは、熱暴走および電池構成要素の可能な分解につながるであろう。本発明の熱管理システムは、電池の充電中、より重要になる。充電ステーションにおける再充電可能電源の充電中、本発明の熱管理システムは、電池の温度ステータスを監視するために使用可能であり、再充電可能電源の温度が所定の温度範囲外に低下した場合、温度調節装置のうちの１つまたは複数を作動させる。再充電可能電源内の電荷を保存するために、充電ステーションからの電荷は、熱管理システムに電力を送達するために使用可能である。電荷は、再充電可能電源に送達された電荷から吸い上げ可能である。あるいは、熱管理システムに電力を供給するために充電ステーションで対応する電荷提供接点と協働する少なくとも２つの（正および負の）電荷回収器接点を備える別個の電荷回収器は、車両本体上に組み込み可能である。
【0066】
上記で論じられた異なる温度調節装置の組合せは、再充電可能電源の温度を制御するために使用可能である。たとえば、ペルチェ素子は、１つまたは複数の冷却ファンと組み合わせて使用可能である。１つまたは複数の温度センサは、一般に当技術分野で知られているまたは上記で論じられた半導体熱電対ゼーベック効果に基づいた、熱電対またはサーミスタまたは他の温度センサであってよい。温度センサからの電圧信号が、温度読み取り値を提供するためにコントローラによって解釈される場合、温度読み取り器は、コントローラに統合可能である。
荷物取り扱い装置の安定性
グリッド構造上で動作中、荷物取り扱い装置は、最大２ｍ／ｓ２加速し、４ｍ／ｓの最高速度に達することができる。さらに、荷物取り扱い装置は、グリッド構造上でＸ－Ｙ方向の両方で方向を変更することができ、これは、時には突然であることがある。したがって、加速中に遭遇する力およびグリッド構造上での方向の変更が荷物取り扱い装置を倒れさせることがあるので、荷物取り扱い装置がグリッド構造上で安定していることは不可欠である。荷物取り扱い装置の安定性を増加させるために、荷物取り扱い装置の質量中心は、可能な限り低く保たれる。当技術分野には、低い質量中心を達成するさまざまな手段がある。これらは、電池を置くために隣接するグリッドセルへと延びるように単一のグリッドセルの寸法を超えて荷物取り扱い装置の本体の占有面積を増加させることを含み、これは、コンテナ受け入れ空間の側面に対する、荷物取り扱い装置の重量の大きい割合を表す。しかしながら、荷物取り扱い装置の本体の占有面積がグリッド構造の単一のグリッドセルの空間を占有する荷物取り扱い装置（いわゆる、単一セル荷物取り扱い装置）を抱える問題は、グリッド構造上で荷物取り扱い装置が比較的不安定なことである。不安定さの問題は、電池が大きくなるとき、質量中心が上昇される、すなわち、より高い重心であるので、悪化する。荷物取り扱い装置が重力場によって影響される場合、質量中心は、荷物取り扱い装置の重心に等しい。したがって、質量中心と重心の場所は等しい。
荷物取り扱い装置の安定性
グリッド構造上で動作中、荷物取り扱い装置は、最大２ｍ／ｓ２加速し、４ｍ／ｓの最高速度に達することができる。さらに、荷物取り扱い装置は、グリッド構造上でＸ－Ｙ方向の両方で方向を変更することができ、これは、時には突然であることがある。したがって、加速中に遭遇する力およびグリッド構造上での方向の変更が荷物取り扱い装置を倒れさせることがあるので、荷物取り扱い装置がグリッド構造上で安定していることは不可欠である。荷物取り扱い装置の安定性を増加させるために、荷物取り扱い装置の質量中心は、可能な限り低く保たれる。当技術分野には、低い質量中心を達成するさまざまな手段がある。これらは、電池を置くために隣接するグリッドセルへと延びるように単一のグリッドセルの寸法を超えて荷物取り扱い装置の本体の占有面積を増加させることを含み、これは、コンテナ受け入れ空間の側面に対する、荷物取り扱い装置の重量の大きい割合を表す。しかしながら、荷物取り扱い装置の本体の占有面積がグリッド構造の単一のグリッドセルの空間を占有する荷物取り扱い装置（いわゆる、単一セル荷物取り扱い装置）を抱える問題は、グリッド構造上で荷物取り扱い装置が比較的不安定なことである。不安定さの問題は、電池が大きくなるとき、質量中心が上昇される、すなわち、より高い重心であるので、悪化する。荷物取り扱い装置が重力場によって影響される場合、質量中心は、荷物取り扱い装置の重心に等しい。したがって、質量中心と重心の場所は等しい。
【0067】
図６～図１０および図１７～図１９に関する本発明の特定の実施形態では、本発明のカセット１４３は、荷物取り扱い装置の質量中心３２０（図１７ではドットによって示される）が、カセットによって占有される空間内にあるように車両本体１３２内に位置決めされる。本発明の目的のために、質量中心の測定は、車両本体の中心点に対してなされる。３次元では、図１７および図１８に示されるデカルト座標Ｘ，Ｙ，Ｚによって表される荷物取り扱い装置の中心点は、０，０，０である。質量中心の場所は、図１８では、荷物取り扱い装置の本体を通る２つの垂直な平面の交点に沿って小さいドット３２０として示される。図１７に示されるように、本発明の説明の目的で、Ｙ方向は、Ｙ軸に沿って、垂直方向に延びる。Ｘ方向およびＺ方向は、水平平面内で横断方向に延びる。したがって、Ｙ方向の座標は、質量中心が第１の空間の上方にあろうと第１の空間の下方にあろうと、点を決定する－第１の空間は、コンテナ受け入れ空間である。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のラベリングは、図１７に示されているが、異なってよく、たとえば、Ｚ軸はＹ軸であってよく、その場合、Ｚ方向の座標は、垂直方向における質量中心の位置を決定する。
【0068】
本発明の特定の実施形態では、再充電可能電源を収容するカセット１４３は、コンテナを収納するための第１の空間１５２のすぐ上に設置される。コンテナを収納するための第１の空間１５２のすぐ上にカセットを位置決めすることによって、荷物取り扱い装置の質量中心３２２は、カセットを収納する第２の空間１４２ｂ内にある。完全ではないが、カセットは第１の空間のすぐ上にあるので、グリッド構造上で動作可能な単一のセル荷物取り扱い装置の安定性を改善する。第１の空間のすぐ上に、車両本体の対向する側壁の間の実質的に中央に電池を位置決めすることによって、荷物取り扱い装置がペイロードを搬送しているときの荷物取り扱い装置の質量中心のシフトは、あまり劇的でなくなる。
【0069】
以下の表１は、荷物取り扱い装置の中心点からの質量中心の変位によって規定された荷物取り扱い装置の質量中心の座標を示す。本発明の特定の実施形態では、電池を収容するカセットの質量は、３０ｋｇから３５ｋｇの範囲にある。表１の位置１は、カセットのない荷物取り扱い装置の質量中心を表す。本発明の特定の実施形態では、カセットのない荷物取り扱い装置の質量中心は、コンテナを収納するための第１の空間内にある。したがって、荷物取り扱い装置は、カセットなしでは、より安定である。車両本体内に据え付けられたときのカセットの質量は、質量中心を上昇させ、したがって、荷物取り扱い装置の安定性に影響するが、車両本体の対向する側壁の間の実質的に中央のカセットの特定の位置は、この影響を低減した。本発明の特定の実施形態では、カセットは、車両本体の対向する側壁の実質的に中央に設置され、図６～図１０に関して説明される第１の空間のすぐ上で、トレイ上に取り付けられる。カセットが車両本体内に据え付けられるとき、表１における位置２および位置３からＹ座標によって示される質量中心の場所は、第２の空間まで移動し、すなわち、第１の空間のすぐ上の第２の空間に入る。質量中心の場所は、荷物取り扱い装置が、表１の位置４に示されるようにペイロードを搬送しているとき、下降する。この場合、質量中心の場所は、第１の空間に移動し、荷物取り扱い装置を、グリッド構造上でより安定にする。したがって、荷物取り扱い装置の質量中心は、荷物取り扱い装置がペイロードとともにコンテナを搬送しているかどうかに応じて、第２の空間内にあることと、第１の空間内にあることとの間で変化する。電池受け入れ空間（第２の空間）内に質量中心を設置することによって、荷物取り扱い装置の安定性は、したがって、車両本体内の電池の位置によって決定される。Ｙ座標によって決定される垂直方向に可能な限り低く電池を置くことは、グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性を改善する。第１の空間は、保管システム内での荷物取り扱い装置の動作中にコンテナを収納するために構成されるので、本発明の特定の実施形態では、電池は、第１の空間の上方で垂直方向に極めて近接して、すなわち第１の空間のすぐ上に、位置決めされる。質量中心の移動または調整は、第１の空間のすぐ上に電池を設置することによって最小化される。これは、車両本体内で電池を据え付けるとき、荷物取り扱い装置の不安定さに対する影響を減少させる。本発明の特定の実施形態では、第１の空間のすぐ上に電池を据え付けることは、第２の空間すなわち電池受け入れ空間に質量中心を変更する。
【0070】
グリッド構造上での荷物取り扱い装置の安定性をさらに改善するために、荷物取り扱い装置は、下方部分と、上方部分とを備える。カセットは、荷物取り扱い装置の上方部分内に取り付けられ、車輪の第１のセットと第２のセットとを備える車輪アセンブリは、荷物取り扱い装置の下方部分内に取り付けられる。荷物取り扱い装置２３０は、荷物取り扱い装置の下方部分内におもり２３４を備えるシャーシまたはフレームをさらに備える。本発明の特定の実施形態では、おもり２３４は、車輪取り付けプレートである。車輪の第１のセットおよび第２のセット１３４は、図１９に示す車輪取り付けプレート２３４に取り付けられる。車輪取り付けプレート２３４は、シャーシまたはフレームの重量が荷物取り扱い装置の下方部分の方へ集められるように、製作される。図１９に示されていないが、車両本体は、シャーシに取り付けられた側面パネルを備える。
【0071】
図１９に示される本発明の特定の実施形態では、車輪取り付けプレート２３４は、車両本体２３２の別個の部品を表し、たとえば、車輪取り付けプレートを製作するために使用される材料の厚さおよび／または使用される材料のタイプを増加させることによって、重金属プレートを備える。図１９に示される車輪取り付けプレート２３４は、車輪１３４、１３５の第１のセットと第２のセットとをそれぞれ取り付けるための対向する金属プレートの第１のペアと第２のペアとを備える。車輪取り付けプレートの重量は、再充電可能電源を収容するカセット１４３の重量よりも大きい。荷物取り扱い装置の下方部分の方へ荷物取り扱い装置２３０の重量を集中させることによって、たとえば、荷物取り扱い装置の基部または最下部において、荷物取り扱い装置の安定性は、改善され、単一のセル荷物取り扱い装置内の第１の空間の上方のカセットの重量を補償する。
【0072】
あるいは、荷物取り扱い装置のシャーシまたはフレームは、上方部分と、下方部分とを備える。カセット１４３は、シャーシの上方部分内に取り付けられ、車輪アセンブリは、シャーシの下方部分内に取り付けられる。下方部分内のシャーシの質量は、上方部分内のシャーシの質量よりも大きい。
【0073】
図６～図１０および図１７～図１９に関する荷物取り扱い装置の安定性は、カセット収容再充電可能電源について説明するが、同じ効果は、質量中心が第２の空間内にあるように再充電可能電源を単独で第１の空間のすぐ上に据え付けるとき、達成可能である、すなわち、第２の空間は、カセットを収納することのみに限定されず、再充電可能電源のみであってよい。上記で論じられたように、再充電可能電源は、電池またはスーパーキャパシタまたはその両方であってよい。説明は、カセットについて説明しているが、電池単独で、荷物取り扱い装置の重量のかなりの割合を表すこともでき、したがって、荷物取り扱い装置の占有面積が単一のグリッドセルを占有する場合、荷物取り扱い装置の安定性に影響することが可能である。したがって、第２の空間が電池によって収納される場合、カセットを収納するための第２の空間内に質量中心を有することも、適用される。
【0074】
【表1】
【0075】
本発明のさらなる態様は、以下の数字付き条項を参照して説明されることがある。
【0076】
条項１。コンテナの１つまたは複数のスタック１２の上方のグリッド構造１５を画定するようにグリッドパターンで配置される複数の軌道を支持するグリッドフレームワーク構造１４を備える保管システム内に積み重ねられた１つまたは複数のコンテナ１０を持ち上げ移動させるための荷物取り扱い装置３０であって、グリッドパターンが複数のグリッドセル１７を備え、荷物取り扱い装置３０が、
Ａ）グリッド構造１５上で荷物取り扱い装置３０を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）
ｉ）軌道の上方に設置されたコンテナ受け入れ空間１５２と、
ｉｉ）使用に際して、コンテナ１０を解除可能に握持し、スタック１２から、コンテナ受け入れ空間１５２へとコンテナ１０を持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリ１４０と把持装置３９とを備える持ち上げ装置と、
ｉｉｉ）駆動機構に給電するための再充電可能電源１４２を収容するカセット１４３と
を収容する車両本体１３２と
を備え、
ここにおいて、荷物取り扱い装置３０が、温度センサ２０２と、温度センサ２０２からの信号に応答して再充電可能電源１４２の温度を所定の温度範囲以内に維持するように構成された少なくとも１つの温度調節装置２０６とを備える、熱管理システム２００を備える、荷物取り扱い装置３０。
Ａ）グリッド構造１５上で荷物取り扱い装置３０を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）
ｉ）軌道の上方に設置されたコンテナ受け入れ空間１５２と、
ｉｉ）使用に際して、コンテナ１０を解除可能に握持し、スタック１２から、コンテナ受け入れ空間１５２へとコンテナ１０を持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリ１４０と把持装置３９とを備える持ち上げ装置と、
ｉｉｉ）駆動機構に給電するための再充電可能電源１４２を収容するカセット１４３と
を収容する車両本体１３２と
を備え、
ここにおいて、荷物取り扱い装置３０が、温度センサ２０２と、温度センサ２０２からの信号に応答して再充電可能電源１４２の温度を所定の温度範囲以内に維持するように構成された少なくとも１つの温度調節装置２０６とを備える、熱管理システム２００を備える、荷物取り扱い装置３０。
【0077】
条項２。少なくとも１つの温度調節装置２０６は、少なくとも１つの冷却ファンを備える、条項１の荷物取り扱い装置３０。
【0078】
条項３。少なくとも１つの冷却ファンは、カセットの内部空間に冷気を供給するための第１の冷却ファン１６４と、カセットの内部空間から暖気を引き出すための第２の冷却ファン１６６とを備える、条項２の荷物取り扱い装置３０。
【0079】
条項４。熱管理システムは、再充電可能電源１４２に熱的に結合されたヒートシンクをさらに備え、前記ヒートシンクは複数の熱放散フィンを備え、ここにおいて、少なくとも１つの冷却ファンは、熱放散ファンにわたって冷気を吹きつけるために構成される、条項２または３の荷物取り扱い装置３０。
【0080】
条項５。カセット１４３は、１つまたは複数のベントを備える、条項１から４のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0081】
条項６。温度調節装置２０６は、再充電可能電源１４２の近傍にあり、カセット１４３内に含まれる少なくとも１つの発熱体を備える、条項１から５のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0082】
条項７。少なくとも１つの温度調節装置２０６は、少なくとも１つの熱電デバイスを備える、条項１から６のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0083】
条項８。少なくとも１つの熱電デバイスは、互いに対向する熱吸収表面と熱放射表面とを有する少なくとも１つのペルチェ素子３０６を備える、条項７の荷物取り扱い装置３０。
【0084】
条項９。少なくとも１つのペルチェ素子３０６は、極性を切り換えることによって再充電可能電源１４２を選択的に冷却および／または加熱するために構成される、条項８の荷物取り扱い装置３０。
【0085】
条項１０。少なくとも１つのペルチェ素子３０６は、第１のペルチェ素子と、第２のペルチェ素子とを備え、第１のペルチェ素子は、第１のペルチェ素子の熱吸収面が再充電可能電源の第１の部分の近傍にあるように配置され、第２のペルチェ素子は、熱放射面が再充電可能電源１４２の第２の部分の近傍にあるように配置される、条項８の荷物取り扱い装置３０。
【0086】
条項１１。少なくとも１つのペルチェ素子３０６の熱放射表面はヒートシンクに熱的に結合される、条項８から１０のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0087】
条項１２。ヒートシンクに空気を吹きつけるために構成されるファンをさらに備える、条項１１の荷物取り扱い装置３０。
【0088】
条項１３。少なくとも１つのペルチェ素子３０６はペルチェドライバ３１６によって駆動される、条項８から１２のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0089】
条項１４。ペルチェドライバ３１６は、少なくとも１つのペルチェ素子３０６への電流を調節するためのパルス幅変調器を備える、条項１３の荷物取り扱い装置３０。
【0090】
条項１５。熱管理システム２００は、温度センサ２０２および少なくとも１つの温度調節装置２０６に結合されたコントローラ２０８をさらに備え、前記コントローラ２０８は、所定の温度範囲内に温度センサ２０２の温度読み取り値を調節するように構成される、条項１から１４のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0091】
条項１６。再充電可能電源１４２は、電池および／またはキャパシタのうちの少なくとも１つを備え、電池および／またはキャパシタのうちの少なくとも１つの各々は複数のセルを備える、条項１から１５のいずれかの荷物取り扱い装置３０。
【0092】
条項１７。軌道の第１のセット２２ａ、および複数のグリッド空間またはグリッドセル１７を備えるグリッドパターン１５を形成するために実質的に水平な平面内で軌道の第１のセット２２ａに横断方向に走行する軌道の第２のセット２２ｂと、
軌道の第１のセット２２ａおよび軌道の第２のセット２２ｂの下に設置されたコンテナの複数のスタック１２と、ここにおいて、コンテナのスタック１２の各々は単一のグリッド空間またはグリッドセルを占有する、
グリッド空間またはグリッドセル１７を占有するコンテナのスタック１２の上方に位置決めされたとき、持ち上げ装置が、前記コンテナのスタック１２から少なくとも１つのコンテナ１０を持ち上げるように構成されるように、複数のグリッド空間またはグリッドセル１７の上で軌道の第１のセット２２ａおよび軌道の第２のセット２２ｂに沿って横断するように配置された、条項１から１６のいずれかに記載された荷物取り扱い装置３０と
を備える保管システム。
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、付記しておく。
［１］ コンテナの１つまたは複数のスタック（１２）の上方のグリッド構造（１５）を画定するようにグリッドパターンで配置される複数の軌道（２２）を支持するグリッドフレームワーク構造（１４）を備える保管システム内に積み重ねられた１つまたは複数のコンテナ（１０）を持ち上げ移動させるための荷物取り扱い装置（３０）であって、前記グリッドパターンは複数のグリッドセル（１７）を備え、コンテナ（１２）の１つまたは複数のスタックの各々は単一のグリッドセル（１７）のみの占有面積内に設置され、前記荷物取り扱い装置（３０）は、
Ａ）前記グリッド構造（１５）上で前記荷物取り扱い装置（３０）を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）使用に際して、前記保管システム内の単一のグリッドセル（１７）のみを実質的に占有する占有面積を有する車両本体（１３２）と、を備え、前記車両本体（１３２）は、
ｉ）前記駆動機構に給電するための再充電可能電源（１４２）と、
ｉｉ）第１の空間（１５２）と、第２の空間（１４２ｂ）と、前記第１の空間（１５２）は、コンテナ（１０）を収納するように構成され、前記再充電可能電源（１４２）は前記第２の空間（１４２ｂ）内に収容される、
ｉｉｉ）使用に際して、コンテナ（１０）を解除可能に握持し、前記スタック（１２）から前記第１の空間（１５２）へと前記コンテナ（１０）を持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）と把持装置（３９）とを備える持ち上げ装置と
を収容するものであり、
ここにおいて、前記再充電可能電源（１４２）は、前記荷物取り扱い装置の質量中心が前記第２の空間（１４２ｂ）内にあるように、前記第１の空間（１５２）の上方に配置される、荷物取り扱い装置（３０）。
［２］ 前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）は、前記荷物取り扱い装置（３０）の中心点から、Ｘ方向に－１０ｍｍから－１３ｍｍ、Ｙ方向に４４０ｍｍから４９０ｍｍの範囲、Ｚ方向に４．５ｍｍから６ｍｍの範囲で、外れている、［１］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［３］ 前記第１の空間（１５２）は、前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１２ｍｍから１３ｍｍ、前記Ｙ方向に４７０ｍｍから４７５ｍｍ、前記Ｚ方向に５．０ｍｍから５．６ｍｍ、だけ外れて変位されるように、コンテナ（１０）を収納する、［２］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［４］ 前記コンテナ（１０）は、前記荷物取り扱い装置の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１０ｍｍから１１ｍｍ、前記Ｙ方向に４４０ｍｍから４５０ｍｍ、前記Ｚ方向に４．５ｍｍから５．０ｍｍ、だけ外れて変位されるように、約３５ｋｇの重量を有するペイロードを備える、［３］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［５］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記荷物取り扱い装置の重心（３２０）を、前記Ｘ方向に４０ｍｍから４５ｍｍ、前記Ｙ方向に５０ｍｍから６０ｍｍ、および前記Ｚ方向に５ｍｍから７ｍｍ変位させる、［２］から［４］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［６］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記車両本体（１３２）の対向する側壁（１５８）のペアの間の実質的に中央に取り付けられる、［１］から［５］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［７］ 前記持ち上げ装置は、持ち上げテザーの第１のペアを別々に搬送するスプールの第１のペア（１４６）と、持ち上げテザーの第２のペアを別々に搬送するスプールの第２のペア（１４８）とを備え、前記スプールの第１のペアおよび第２のペア（１４６、１４８）は、前記車両本体（１３２）に対して前記把持装置（３９）を上昇または下降させるために前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）によって駆動される、ここにおいて、前記スプールの第１のペア（１４６）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記スプールの第１のペア（１４６）と前記スプールの第２のペア（１４８）との間に部分的に設置されるように前記第２の空間（１４２ｂ）を画定するように、前記スプールの第２のペア（１４８）から離間される、［６］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［８］ 前記再充電可能電源（１４２）と前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は同じ水平平面内に取り付けられている、［７］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［９］ 前記再充電可能電源（１４２）および前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）はトレイ（１５４）上に取り付けられている、［７］または［８］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１０］ 前記第２の空間（１４２ｂ）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記車両本体の外側から除去可能であるように、前記車両本体（１３２）の外側からアクセス可能である、［１］から［９］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１１］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記再充電可能電源（１４２）の第１の面から引っ張ることによって、前記車両本体（１３２）から除去可能である、［１０］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１２］ 前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は、前記再充電可能電源の第２の面に隣接して取り付けられ、前記第２の面は前記第１の面と対向する、［１１］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１３］ 前記再充電可能電源（１４２）は、レール上に取り付けられている、［１０］から［１２］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１４］ 前記車両本体（１３２）は、すべての側面上に壁を備え、使用に際して、前記保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する四辺形占有面積を形成する、［１］から［１３］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１５］ 前記駆動アセンブリは、前記荷物取り扱い装置（３０）を第１の方向に移動させるための車輪の第１のセット（３４）と前記荷物取り扱い装置（３０）を第２の方向に移動させるための車輪の第２のセット（３６）とを備える車輪アセンブリ（１３４）を備える、［１］から［１４］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１６］ 前記車両本体（１３２）は、上方部分と下方部分とを有するシャーシを備え、前記再充電可能電源（１４２）は前記上方部分内に取り付けられ、前記車輪アセンブリ（１３４）は前記下方部分内に取り付けられ、ここにおいて、前記シャーシの前記下方部分内でのシャーシの質量は、前記上方部分内のシャーシの質量よりも大きい、［１５］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１７］ 前記シャーシは車輪取り付けプレート（２３４）を備え、前記車輪アセンブリ（１３４）は、前記車輪取り付けプレート（２３４）に取り付けられ、ここにおいて、前記車輪取り付けプレート（２３４）の質量は、前記再充電可能電源（１４２）の質量よりも大きい、［１５］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１８］ 前記車輪取り付けプレート（２３４）が、前記車輪の第１のセット（３４）が対向するプレートの第１のペアに取り付けられ、前記車輪の第２のセット（３６）が、対向するプレートの第２のセットに取り付けられるように、前記対向するプレートの第１のペアと、前記対向するプレートの第２のペアとを備える、［１７］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１９］ 前記再充電可能電源（１４２）は、電気的に互いに接続され、カセット（１４３）を画定するためにケース内に収容される、複数の再充電可能電力セルを備える、［１］から［１８］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［２０］ 前記再充電可能電力セルは電池セルを備える、［１９］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［２１］ 軌道の第１のセット（２２ａ）、および複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を備えるグリッドパターン（１５）を形成するために実質的に水平な平面内で前記軌道の第１のセット（２２ａ）に横断方向に走行する軌道の第２のセット（２２ｂ）と、
平行な軌道の第１のセット（２２ａ）および平行な軌道の第２のセット（２２ｂ）の下に設置されたコンテナの複数のスタック（１２）と、ここにおいて、前記コンテナのスタック（１２）の各々は単一のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有し、
グリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有するコンテナ（１２）のスタックの上方に位置決めされるとき、持ち上げ装置は、前記コンテナのスタック（１２）から少なくとも１つのコンテナ（１０）を持ち上げるように構成されるように、前記複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）の上で前記軌道の第１のセット（２２ａ）および前記軌道の第２のセット（２２ｂ）に沿って横断するように配置された［１］から［２０］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）と
を備える保管システム。
軌道の第１のセット２２ａおよび軌道の第２のセット２２ｂの下に設置されたコンテナの複数のスタック１２と、ここにおいて、コンテナのスタック１２の各々は単一のグリッド空間またはグリッドセルを占有する、
グリッド空間またはグリッドセル１７を占有するコンテナのスタック１２の上方に位置決めされたとき、持ち上げ装置が、前記コンテナのスタック１２から少なくとも１つのコンテナ１０を持ち上げるように構成されるように、複数のグリッド空間またはグリッドセル１７の上で軌道の第１のセット２２ａおよび軌道の第２のセット２２ｂに沿って横断するように配置された、条項１から１６のいずれかに記載された荷物取り扱い装置３０と
を備える保管システム。
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、付記しておく。
［１］ コンテナの１つまたは複数のスタック（１２）の上方のグリッド構造（１５）を画定するようにグリッドパターンで配置される複数の軌道（２２）を支持するグリッドフレームワーク構造（１４）を備える保管システム内に積み重ねられた１つまたは複数のコンテナ（１０）を持ち上げ移動させるための荷物取り扱い装置（３０）であって、前記グリッドパターンは複数のグリッドセル（１７）を備え、コンテナ（１２）の１つまたは複数のスタックの各々は単一のグリッドセル（１７）のみの占有面積内に設置され、前記荷物取り扱い装置（３０）は、
Ａ）前記グリッド構造（１５）上で前記荷物取り扱い装置（３０）を移動させるために動作可能に配置された駆動機構と、
Ｂ）使用に際して、前記保管システム内の単一のグリッドセル（１７）のみを実質的に占有する占有面積を有する車両本体（１３２）と、を備え、前記車両本体（１３２）は、
ｉ）前記駆動機構に給電するための再充電可能電源（１４２）と、
ｉｉ）第１の空間（１５２）と、第２の空間（１４２ｂ）と、前記第１の空間（１５２）は、コンテナ（１０）を収納するように構成され、前記再充電可能電源（１４２）は前記第２の空間（１４２ｂ）内に収容される、
ｉｉｉ）使用に際して、コンテナ（１０）を解除可能に握持し、前記スタック（１２）から前記第１の空間（１５２）へと前記コンテナ（１０）を持ち上げるように構成された、持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）と把持装置（３９）とを備える持ち上げ装置と
を収容するものであり、
ここにおいて、前記再充電可能電源（１４２）は、前記荷物取り扱い装置の質量中心が前記第２の空間（１４２ｂ）内にあるように、前記第１の空間（１５２）の上方に配置される、荷物取り扱い装置（３０）。
［２］ 前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）は、前記荷物取り扱い装置（３０）の中心点から、Ｘ方向に－１０ｍｍから－１３ｍｍ、Ｙ方向に４４０ｍｍから４９０ｍｍの範囲、Ｚ方向に４．５ｍｍから６ｍｍの範囲で、外れている、［１］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［３］ 前記第１の空間（１５２）は、前記荷物取り扱い装置（３０）の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１２ｍｍから１３ｍｍ、前記Ｙ方向に４７０ｍｍから４７５ｍｍ、前記Ｚ方向に５．０ｍｍから５．６ｍｍ、だけ外れて変位されるように、コンテナ（１０）を収納する、［２］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［４］ 前記コンテナ（１０）は、前記荷物取り扱い装置の前記質量中心（３２０）が、前記荷物取り扱い装置の前記中心点から、前記Ｘ方向に－１０ｍｍから１１ｍｍ、前記Ｙ方向に４４０ｍｍから４５０ｍｍ、前記Ｚ方向に４．５ｍｍから５．０ｍｍ、だけ外れて変位されるように、約３５ｋｇの重量を有するペイロードを備える、［３］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［５］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記荷物取り扱い装置の重心（３２０）を、前記Ｘ方向に４０ｍｍから４５ｍｍ、前記Ｙ方向に５０ｍｍから６０ｍｍ、および前記Ｚ方向に５ｍｍから７ｍｍ変位させる、［２］から［４］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［６］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記車両本体（１３２）の対向する側壁（１５８）のペアの間の実質的に中央に取り付けられる、［１］から［５］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［７］ 前記持ち上げ装置は、持ち上げテザーの第１のペアを別々に搬送するスプールの第１のペア（１４６）と、持ち上げテザーの第２のペアを別々に搬送するスプールの第２のペア（１４８）とを備え、前記スプールの第１のペアおよび第２のペア（１４６、１４８）は、前記車両本体（１３２）に対して前記把持装置（３９）を上昇または下降させるために前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）によって駆動される、ここにおいて、前記スプールの第１のペア（１４６）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記スプールの第１のペア（１４６）と前記スプールの第２のペア（１４８）との間に部分的に設置されるように前記第２の空間（１４２ｂ）を画定するように、前記スプールの第２のペア（１４８）から離間される、［６］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［８］ 前記再充電可能電源（１４２）と前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は同じ水平平面内に取り付けられている、［７］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［９］ 前記再充電可能電源（１４２）および前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）はトレイ（１５４）上に取り付けられている、［７］または［８］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１０］ 前記第２の空間（１４２ｂ）は、前記再充電可能電源（１４２）が前記車両本体の外側から除去可能であるように、前記車両本体（１３２）の外側からアクセス可能である、［１］から［９］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１１］ 前記再充電可能電源（１４２）は、前記再充電可能電源（１４２）の第１の面から引っ張ることによって、前記車両本体（１３２）から除去可能である、［１０］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１２］ 前記持ち上げ駆動アセンブリ（１４０）は、前記再充電可能電源の第２の面に隣接して取り付けられ、前記第２の面は前記第１の面と対向する、［１１］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１３］ 前記再充電可能電源（１４２）は、レール上に取り付けられている、［１０］から［１２］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１４］ 前記車両本体（１３２）は、すべての側面上に壁を備え、使用に際して、前記保管システムにおいて単一のグリッドセルのみを実質的に占有する四辺形占有面積を形成する、［１］から［１３］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１５］ 前記駆動アセンブリは、前記荷物取り扱い装置（３０）を第１の方向に移動させるための車輪の第１のセット（３４）と前記荷物取り扱い装置（３０）を第２の方向に移動させるための車輪の第２のセット（３６）とを備える車輪アセンブリ（１３４）を備える、［１］から［１４］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１６］ 前記車両本体（１３２）は、上方部分と下方部分とを有するシャーシを備え、前記再充電可能電源（１４２）は前記上方部分内に取り付けられ、前記車輪アセンブリ（１３４）は前記下方部分内に取り付けられ、ここにおいて、前記シャーシの前記下方部分内でのシャーシの質量は、前記上方部分内のシャーシの質量よりも大きい、［１５］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１７］ 前記シャーシは車輪取り付けプレート（２３４）を備え、前記車輪アセンブリ（１３４）は、前記車輪取り付けプレート（２３４）に取り付けられ、ここにおいて、前記車輪取り付けプレート（２３４）の質量は、前記再充電可能電源（１４２）の質量よりも大きい、［１５］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１８］ 前記車輪取り付けプレート（２３４）が、前記車輪の第１のセット（３４）が対向するプレートの第１のペアに取り付けられ、前記車輪の第２のセット（３６）が、対向するプレートの第２のセットに取り付けられるように、前記対向するプレートの第１のペアと、前記対向するプレートの第２のペアとを備える、［１７］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［１９］ 前記再充電可能電源（１４２）は、電気的に互いに接続され、カセット（１４３）を画定するためにケース内に収容される、複数の再充電可能電力セルを備える、［１］から［１８］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［２０］ 前記再充電可能電力セルは電池セルを備える、［１９］に記載の荷物取り扱い装置（３０）。
［２１］ 軌道の第１のセット（２２ａ）、および複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を備えるグリッドパターン（１５）を形成するために実質的に水平な平面内で前記軌道の第１のセット（２２ａ）に横断方向に走行する軌道の第２のセット（２２ｂ）と、
平行な軌道の第１のセット（２２ａ）および平行な軌道の第２のセット（２２ｂ）の下に設置されたコンテナの複数のスタック（１２）と、ここにおいて、前記コンテナのスタック（１２）の各々は単一のグリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有し、
グリッド空間またはグリッドセル（１７）を占有するコンテナ（１２）のスタックの上方に位置決めされるとき、持ち上げ装置は、前記コンテナのスタック（１２）から少なくとも１つのコンテナ（１０）を持ち上げるように構成されるように、前記複数のグリッド空間またはグリッドセル（１７）の上で前記軌道の第１のセット（２２ａ）および前記軌道の第２のセット（２２ｂ）に沿って横断するように配置された［１］から［２０］のいずれか一項に記載の荷物取り扱い装置（３０）と
を備える保管システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】