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▶ マイクロソフト テクノロジー ライセンシング，エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-11
(54)【発明の名称】ストレージライブラリシステム
(51)【国際特許分類】
B65G 1/04 20060101AFI20240604BHJP
B65G 1/00 20060101ALI20240604BHJP
【ＦＩ】
B65G1/04 547Z
B65G1/00 535
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572958
(86)(22)【出願日】2022-05-18
(85)【翻訳文提出日】2024-01-05
(86)【国際出願番号】 US2022029721
(87)【国際公開番号】W WO2022251008
(87)【国際公開日】2022-12-01
(31)【優先権主張番号】21175799.2
(32)【優先日】2021-05-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
(71)【出願人】
【識別番号】314015767
【氏名又は名称】マイクロソフト テクノロジー ライセンシング，エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(72)【発明者】
【氏名】スウィーニー，デビッド
(72)【発明者】
【氏名】チャトジーレフセリオ，アンドロマケ
(72)【発明者】
【氏名】ローストロン，アントニー・イアン・テイラー
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアムズ，ヒュー
(72)【発明者】
【氏名】ブラック，リチャード・ジョン
(72)【発明者】
【氏名】ジョイス，ラッセル
【テーマコード（参考）】
3F022
【Ｆターム（参考）】
3F022AA12
3F022CC02
3F022CC10
3F022FF01
3F022KK20
3F022MM03
(57)【要約】
ストレージライブラリシステムは、アイテムを格納するための複数のスロットと、複数のレールと、上記アイテムと相互作用するためのロボットとを備える。ロボットは、少なくとも２つの足部装置であって、各々が、その足部装置をレールと解放可能に係合させるためのそれぞれの把持機構を有する、少なくとも２つの足部装置を有する。ロボットはまた、ロボットを、足部装置のうちの第１の１つまたは複数がレールのうちの第１のレールと係合されながら、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすための移動機構を有する。ロボットはまた、スロット内のアイテムと相互作用するためのエンドエフェクタを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ストレージライブラリシステムであって、アイテムを格納するための複数のスロットと、
複数のレールと、
前記アイテムと相互作用するためのロボットと
を含み、
前記ロボットは、
前記スロット内の前記アイテムと相互作用するためのエンドエフェクタと、
少なくとも２つの足部装置であって、各々が、前記足部装置を前記レールのうちの１つと解放可能に係合させるためのそれぞれの把持機構を有する、少なくとも２つの足部装置と、
前記ロボットを前記レールに沿って動かすための駆動機構と、
前記ロボットを、前記足部装置のうちの第１の１つまたは複数が前記レールのうちの第１のレールと係合されながら、前記足部装置のうちの１つまたは複数が前記レールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、前記足部装置のうちの１つまたは複数が前記レールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように構築および配置される移動機構と
を含む、
ストレージライブラリシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のストレージライブラリシステムであって、前記ロボットが前記ストレージライブラリシステム内のその場所を決定することを可能にするための少なくとも１つの位置特定特徴部を含むストレージライブラリシステム。
【請求項3】
請求項２に記載のストレージライブラリシステムであって、前記少なくとも１つの位置特定特徴部は、前記レールのうちの少なくとも１つに位置し、前記ロボットのセンシングシステムによって読み取り可能なＲＦＩＤタグと、前記レールのうちの少なくとも１つに位置し、前記ロボットのセンシングシステムによって読み取り可能な光学マークとのうちの１つまたは複数を含む、ストレージライブラリシステム。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記移動機構は、前記ロボットを、前記第１の１つまたは複数の足部装置の周りで、前記レールの平面の外へ回転させることによって、前記ロボットを前記第１の位置から前記第２の位置へ動かすように構築および配置される、ストレージライブラリシステム。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記移動機構は、前記ロボットを、前記第１の１つまたは複数の足部装置の周りで、前記レールの平面内で回転させることによって、前記ロボットを前記第１の位置から前記第２の位置へ動かすように構築および配置される、ストレージライブラリシステム。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記移動機構は、前記ロボットを前記レールの平面内で並進させることによって、前記ロボットを前記第１の位置から前記第２の位置へ動かすように構築および配置される、ストレージライブラリシステム。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記ロボットの各足部装置は、前記ロボットのそれぞれの脚部装置の端に位置し、前記移動機構は、少なくとも１つの脚部装置を動かすことによって、前記ロボットを前記第１の位置から前記第２の位置へ動かすように構築および配置される、ストレージライブラリシステム。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記ストレージライブラリシステムに格納される前記アイテムのうちの少なくとも一部は、物理ストレージメディアであり、前記ストレージライブラリシステムは、前記物理ストレージメディアを読み取ることおよび前記物理ストレージメディアに書き込むことの一方または双方のための少なくとも１つのドライブを含む、ストレージライブラリシステム。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記エンドエフェクタは、前記ロボットのどちらかの側でアイテムと相互作用するように配置される、ストレージライブラリシステム。
【請求項10】
請求項９に記載のストレージライブラリシステムであって、前記エンドエフェクタは、グラバと、リーダと、ライタと、カメラと、保守装置と、清掃装置とのうちの少なくとも１つを含む、ストレージライブラリシステム。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、２つ以上のロボットを含むストレージライブラリシステム。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記駆動機構は、前記足部装置のうちの前記第１の１つまたは複数のみがレールと係合される間に活性化可能である、ストレージライブラリシステム。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記スロットは、少なくとも２つの異なる平面内に配置され、前記第３のレールであって前記移動機構が前記第１の足部装置を前記第３のレールへと動かす前記第３のレールは、前記第１および第２のレールと同じ平面内に位置しない、ストレージライブラリシステム。
【請求項14】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のストレージライブラリシステムであって、前記足部装置のうちの１つまたは複数の前記把持機構を、当該１つまたは複数の足部装置を前記第２のレールから外すように制御することと、
前記移動機構を、前記足部装置の前記第１の１つまたは複数が前記レールのうちの前記第１のレールと係合されながら、前記ロボットを前記第１の位置から前記第２の位置へ動かすように制御することと、
前記足部装置のうちの１つまたは複数の前記把持機構を、前記足部装置のうちの１つまたは複数を前記第３のレールと係合させるように制御することと
によって、移動行為を実施するように前記ロボットを制御するように構成される制御モジュールを含むストレージライブラリシステム。
【請求項15】
アイテムを格納するための複数のスロットと、複数のレールとを含むストレージライブラリシステムのロボットを制御するためのコンピュータプログラムであって、前記ロボットは、前記スロット内の前記アイテムと相互作用するためのエンドエフェクタと、少なくとも２つの足部装置と、前記ロボットを前記レールに沿って動かすための駆動機構とを含み、前記コンピュータプログラムは、１つまたは複数の処理ユニットによって実行されるとき、前記足部装置のうちの第１の１つまたは複数を第１のレールから外すように把持機構を制御することと、
前記ロボットを、前記足部装置のうちの第２の１つまたは複数が前記レールのうちの第２のレールと係合されながら、前記足部装置のうちの前記第１の１つまたは複数が前記レールのうちの前記第１のレールと当接状態にある第１の位置から、前記足部装置のうちの１つまたは複数が前記レールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように、移動機構を制御することと、
前記足部装置のうちの前記１つまたは複数を前記第３のレールと係合させるように把持機構を制御することと
によって、前記ロボットに移動行為を実施させるように構成される命令を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ストレージライブラリシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ストレージライブラリシステムは、アイテム（物理メディアアイテムを含むが、これに限定されない）の高容量ストレージを提供し得る。ストレージライブラリシステムは、アイテムを保持するための複数のスロット、およびアイテムにアクセスする少なくとも１つのロボット手段を備える。例えば、ストレージライブラリシステムは、複数の列を備え、各列が、垂直に積層された数十または数百のスロットを備える。例えば、スロットからアイテムを取得するため、スロット内にアイテムを置くため、または２つのスロットの間でアイテムを移動させるために、スロット間を動くことができる１つまたは複数のロボットが提供され得る。
【0003】
物理メディアアイテムを格納するストレージライブラリシステムは、「データストレージライブラリシステム」または「データアーカイブ」と称され得る。テープカートリッジを格納するデータストレージライブラリシステムは、一般的に、「テープライブラリ」（別名テープサイロまたはテープジュークボックス）と呼ばれる。光ディスク（例えば、ＣＤ、ＤＶＤなど）を格納するデータストレージライブラリシステムは、一般的に、「光学ジュークボックス」（別名光ディスクライブラリ）と呼ばれる。
【発明の概要】
【0004】
本明細書に開示される第１の態様によると、アイテムを格納するための複数のスロットと、複数のレールと、上記アイテムと相互作用するためのロボットとを備えるストレージライブラリシステムが提供される。ロボットは、スロット内のアイテムと相互作用するための少なくとも１つのエンドエフェクタ（例えば、リーダ、グラバ、または他のアクチュエータ）、少なくとも２つの足部装置、および移動機構を備える。各足部装置は、その足部装置をレールのうちの１つと解放可能に係合させるためのそれぞれの把持機構を備える。ロボットはまた、ロボットをレールに沿って動かすための駆動機構を備える。移動機構は、ロボットを、足部装置のうちの第１の１つまたは複数がレールのうちの第１のレールと係合されながら、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように構築および配置される。
【0005】
第１の位置では、ロボットは、１つまたは複数のスロットの第１のセット（すなわち、ストレージライブラリシステムの第１の位置）にアクセスすることができる。第２の位置では、ロボットは、１つまたは複数のスロットの第２のセット（すなわち、ストレージライブラリシステムの第２の位置）にアクセスすることができる。スロットの第２のセットは、第１の位置でロボットによるアクセスが不可能であった少なくとも１つのスロットを含む。故に、位置間でロボットを移動させることは、ロボットがスロットのより多くにアクセスすることを可能にする。
【0006】
ロボットがストレージライブラリシステム内のその場所を決定することを可能にするために少なくとも１つの位置特定特徴部（例えば、ＲＦＩＤタグ、または光学、磁気、もしくは容量マーク）が存在しもよい。ロボットを第１の位置から第２の位置へ動かすことは、ロボットを第２の足部の周りでレールの平面の外へ回転させること、ロボットを第２の足部の周りでレールの平面内で回転させること、およびロボットをレールの平面内で並進させることのうちの１つまたは複数を含み得る。ストレージライブラリシステムは、複数の同様のロボットまたは同様のロボットの「群」を備え得る。
【0007】
この発明の概要は、発明を実施するための形態において以下にさらに説明される概念の一部を簡略形式で紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求された主題の主な特徴または必須の特徴を識別することは意図されず、特許請求された主題の範囲を制限するために使用されることも意図されない。特許請求された主題は、本明細書に記載される欠点のいずれかまたはすべてを解決する実装形態に限定されない。
【0008】
本開示の理解を助けるため、および実施形態がどのように実行され得るかを示すため、例として添付の図面に対して参照がなされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本明細書に説明される例によるストレージライブラリシステムを概略的に示す図である。
【図2】本明細書に説明される例によるロボットを概略的に示す図である。
【図3】ロボットにより実施可能な移動行為を例証するフローチャートである。
【図4】ロボットにより実施可能な移動行為の例を概略的に示す図である。
【図5】複数のロボットを有する例示的なストレージライブラリシステムを概略的に示す図である。
【図6】２つのロボットの例示的な通過運動を概略的に示す図である。
【図7】ロボットにより実施可能な移動行為の別の例を概略的に示す図である。
【図8】ロボットにより実施可能な移動行為の別の例を概略的に示す図である。
【図9】ロボットにより実施可能な移動行為の別の例を概略的に示す図である。
【図10a】例示的なストレージライブラリシステム配置を概略的に示す図である。
【図10b】例示的なストレージライブラリシステム装置を概略的に示す図である。
【図11】ストレージライブラリシステムのスロットの例示的な配置を示す図である。
【図12】ストレージライブラリシステムのスロットの例示的な配置を示す図である。
【図13】レールの片側に印刷されるＧｒａｙコードの例を概略的に示す図である。
【図14】足部装置の特定の例を概略的に示す図である。
【図15a】開位置にある把持機構の特定の例を概略的に示す図である。
【図15b】閉位置にある把持機構の特定の例を概略的に示す図である。
【図16】移動機構の特定の例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は、ロボットが走行し得る複数のレールを有するストレージライブラリシステム（例えば、データストレージライブラリシステム）に関する。各ロボットは、ストレージライブラリシステム内の異なる場所におけるアイテムにアクセスするために、レールの長さに沿って動き得る。すべてではないが、いくつかの場所は、所与のレールからアクセス可能である。以下に詳細に説明されるように、ロボットは、ロボット自体が、異なるレール間を移動し、以て、ストレージライブラリシステム内のより多くの場所にアクセスすることを可能にするハードウェアを備える。異なるレール間の「完全な」移動を実施せずとも、同じハードウェアは依然として、ロボットが少なくとも１つのレールに対して動くことを可能にする（例えば、ロボットは、別のロボットを通過させるためによけ得る）。本明細書に説明される例は、以下の利点のうちの１つまたは複数を提供する。
【0011】
より高い可用性＆最小故障効果範囲－ロボットは、単一のレール対に限定されない。ロボット、またはレール対などのいかなる故障も、レール上の残りのロボットの故障をもたらさず、それらは、影響のない区域を出たり入ったり自由に動くことができ、また、故障したロボット／レールの区域を追い越すことによって故障点を回避することができる。
【0012】
分散知能－いくつかの例において、ロボットは、自律的であり得、それは、ロボットが、自分の周りで変化する環境に対してより効率的に反応することができることを意味し、安全性のさらなる層を追加する。センサの機上処理は、高帯域幅通信チャネルを介してロボットから制御器へセンサデータをストリームする必要性を回避して、信頼性を改善し、より大きい群を可能にする。
【0013】
柔軟性のあるレイアウト＆信頼性のあるストレージ－ストレージライブラリシステム内の機能要素（例えば、ライタ、リーダ、ストレージユニットなど）は、ロボットが通行するために使用するレールのネットワークを通じて統合される。これらがどのようにして互いに接続されるかは、ロボットがレール間を移動し得ることから、制約がない（異なる配置が、異なる状況ではより適している）。モジュール方式は、順応性、および作業負荷プロパティに基づいてシステムをスケールアップする能力（例えば、読み取り／書き込みスループットおよび／またはシステムのストレージ能力を増加させるため）を提供する。さらには、ロボットは、独立してフェッチされ得る。すなわち、ロボティクスは、作業負荷が増加するにつれて必要なだけより多くのロボットを追加することによって、ストレージから独立してスケールアップされ得る。
【0014】
小型、軽量＆機敏なロボット設計－複数の軸をサポートするのではなく単一の軸に沿って動くことにより、ロボットが、より小さく、より軽くなること、より少ない専用アクチュエータおよび機械構造を必要とすること、ならびにより少ない電力を使用して動作することを可能にする。
【0015】
サービス柔軟性－通常動作中、ロボットが異なるレール間で移動し得るという事実は、どんなロボットも、ライブラリ内のどんなメディアまたは任意の読み取り／書き込みドライブにもアクセスし得ることを意味する。これは、作業負荷需要に従って負荷バランシングを促進する。この特徴はまた、追加のルーティング選択肢を可能にし、上昇した過密が存在する状況（従来のテープライブラリロボットは、メディアおよびドライブの任意のアイテムの間の、すなわち、わずかなロボットのうちの１つを介した、利用可能なルートを１つしか有さない。ボトルネック）において、メディアへのアクセスを改善する。
【0016】
高性能－搭載／搭載解除の機能を採集／配達から切り分けることにより、メディアがドライブに隣接する場所（ロボット過密が問題となり得る場所）において準備され、メディアの交換を早めることが可能になる。これは、ドライブの利用率を最大限にし、それらの効率を改善する。機能の分割はまた、それらのタスクのために特殊化される設計を可能にし、高性能および高信頼性を可能にする。図１は、本明細書に説明される例によるストレージライブラリシステム１００を概略的に示す。ストレージライブラリシステム１００は、アイテムを保持するための複数のスロット１２０、少なくとも１つのロボット２００（「シャトル」とも呼ばれる）、および複数のレール１１０を備える。任意選択の中央制御システム１３０も図１に示され、他の例では、制御システム１３０の機能性は、複数のロボット２００にわたって非集中的な様式で実装され得、例えば、分散型制御システムが存在してもよく、または、完全自律型システムにおいては、ロボットは、分散様式で互いと協働し得る。
【0017】
動作中、ロボット２００は、スロット１２０に格納されるアイテムにアクセスするために、レール１１０を使用してストレージライブラリシステム１００を動き回る。レール１１０の各々は、構造が実質的に同じであってもよく、ロボット２００が所与の時間にレール１１０のうちの任意の１つまたは複数の上を走行することを可能にする。レール１１０は、平行レール（等距離対）であってもよい。
【0018】
スロット１２０およびレール１１０の正確な配置および数は変動し得るということを理解されたい。この例では、スロット１２０は、水平列１２１に配置され、水平レール１１０が各列１２１の間に位置する。具体的には、スロット１２０の第１の列１２１ａは、第１のレール１１０ａと第２のレール１１０ｂと間に位置し、スロット１２０の第２の列１２１ｂは、第２のレール１１０ｂと第３のレール１１０ｃとの間に位置する。
【0019】
参照のため、レール１１０がｘ－ｙ平面内にある右手座標系が導入され、ｘ軸がレール１１０と平行であり、ｙ軸がレール１１０に垂直である。ｚ軸は、後の図内で見ることができ、レール１１０の平面から離れる方へ（図１内のページの外へ）延びる。ロボット２００が走行するスロット１２０の側面は、「前」と称され得る。
【0020】
スロット１２０内に保持されるアイテムのうちの少なくともいくつかが物理ストレージメディアであるとき、物理ストレージメディアに書き込むための少なくとも１つの書き込みドライブ１５０、および／または物理ストレージメディアから読み取るための少なくとも１つの読み取りドライブ１６０が、図１に示されるように提供され得る。
【0021】
ロボット２００は、所与の物理ストレージメディアを、書き込みドライブ１５０へと移行させ得、そこで物理ストレージメディアは書き込まれ得る。具体的には、特定のメディアアイテムが書き込みドライブ１５０を使用して書き込まれるとき、ロボット２００は、メディアアイテムを書き込みドライブ１５０からストレージのためにスロット１２０へ移行させ得る。
【0022】
ロボット２００は、所与の物理ストレージメディアを、読み取りドライブ１６０へと移行させ得、そこで物理ストレージメディアは読み取られ得る。具体的には、ロボット２００は、特定のメディアアイテムをスロット１２０と読み取りドライブ１６０との間で移行させて、そのメディアアイテムに書き込まれたデータが読み取られることを可能にし得る。
【0023】
例においては、複数の書き込みドライブ１５０（例えば、列１２１ごとに１つ）および／または複数の読み取りドライブ１６０（例えば、列１２１ごとに１つ）が存在し得る。性能の理由から、読み取りドライブ１６０をスロット１２０の近くに位置付けることが好ましい場合がある。例において、メディアに書き込むことは、より緩やかなレイテンシ要件を有し得るため、読み取りドライブ１６０よりもスロット１２０から離れて（例えば、ストレージシステム１００から遠くに）位置する書き込みドライブ１５０を有することが許容可能であり得る。他の例では、異なる数の書き込みドライブ１５０および読み取りドライブ１６０が存在してもよく、例えば、すべての列１２１に読み取りドライブ１６０が存在し得るが、１つまたは２つのみの書き込みドライブ１５０（例えば、下部列１２１に位置する）しか存在しない場合がある。例は、以下で後に論じられる図１１に示される。
【0024】
書き込みドライブインターフェース１５１が含まれ得、ロボット２００が書き込みドライブ１５０とインターフェースを取ることを可能にする。読み取りドライブインターフェース１６１が含まれ得、ロボット２００が読み取りドライブ１６０とインターフェースを取ることを可能にする。例えば、インターフェース１５１、１６１は、読み取られるべきメディアのためのステージング領域として機能し得、すなわち、ロボット２００は、物理ストレージメディアを、キューに追加されて後で書き込まれる／読み取られるように、インターフェース１５１、１６１に「降ろす」ことができる。これは、ロボット２００がスロット１２０に戻り、作業を継続し得ることを意味する。
【0025】
図１の例では、書き込みドライブ１５０および読み取りドライブ１６０は、別個のユニットであるが、単一のドライブが書き込み動作および読み取り動作の両方を実施するために提供され得るということを理解されたい。例において、書き込みドライブ１５０、読み取りドライブ１６０のうちの１つもしくは複数、または書き込み動作および読み取り動作の両方を実施するための単一のドライブは、ロボット２００自体に含まれ得る。例えば、ロボット２００自体のエンドエフェクタ２４０が、書き込みドライブおよび／または読み取りドライブを備え得る。そのような例において、上に説明される移行の一部またはすべては、不必要である。例えば、ロボット２００は、「内部」書き込みドライブ１５０を備え得、これは、ロボット２００自体が、所与の物理ストレージメディアに書き込むことができ、それを外部書き込みドライブ１５０へ移行させる必要がないことを意味する（しかしながら、ロボット２００が内部読み取りドライブ１６０も同様に含まない場合、ロボット２００は、依然としてそれを外部読み取りドライブ１６０へ移行させる必要があり得る）。同様に、ロボット２００は、「内部」読み取りドライブ１６０を備え得、これは、ロボット２００自体が、所与の物理ストレージメディアから読み取ることができ、それを外部読み取りドライブ１６０へ移行させる必要がないことを意味する（しかしながら、ロボット２００が内部書き込みドライブ１５０も同様に含まない場合、ロボット２００は、依然としてそれを外部書き込みドライブ１５０へ移行させる必要があり得る）。内部書き込みドライブ１５０および内部読み取りドライブ１６０の両方（または単一の読み取り－書き込みドライブ）を備えるロボット２００は、物理ストレージメディアを全く移行させる必要がない場合がある（しかしながら、それは、例えば、ロボット２００が、保守などの他の目的のために物理ストレージメディアを依然として移行させ得ることから、排除されない）。
【0026】
ロボット２００のより詳細な例は、図２に示される。ロボット２００は、第１の足部装置２１０、第２の足部装置２２０、移動機構２３０、およびエンドエフェクタ２４０を備える。
【0027】
この例では、ロボット２００はまた、制御器２５０、通信インターフェース２６０、電源２７０、およびセンシングシステム２８０を備える。これらは、任意選択の特徴である。上で述べたように、ロボット２００はまた、書き込みドライブ１５０および読み取りドライブ１６０のうちの１つまたは複数（または書き込み機能性および読み取り機能性の両方を提供する単一のドライブ）を備え得る。
【0028】
制御器２５０は、第１の足部装置２１０、第２の足部装置２２０、移動機構２３０、およびエンドエフェクタ２４０を制御するためのものである。制御器２５０は、例えば、１つまたは複数のプロセッサを使用して、実装され得る。例において、図１に示される（および以下により詳細に説明される）中央制御システム１３０の機能性が、１つまたは複数のロボット２００にわたる分散方式で代わりに実装され得、各ロボット２００がその内部制御器２５０を使用する。
【0029】
通信インターフェース２６０は、ロボット２００が通信リンク（図１内で点線矢印で例証される）からデータを受信すること、および／またはこれを介してデータを送信することを可能にする。いくつかの例において、ロボット２００は、制御システム１３０からルーティング情報を受信し得る。代替または追加の例において、ロボット２００は、メッシュネットワークの一部として１つまたは複数の他のロボットと通信し得る。好ましくは、通信リンクは、ワイヤレス通信リンクであるが、通信リンクが有線通信リンクであることは排除されない。ワイヤレス通信リンクは、ロボット２００が内部電源２７０を備えるときに特に有利であるが、それは、ロボット２００が、制御システム１３０とは繋がれていなくてもよく、ライブラリ全体にわたって自由に動くことができるためである。例において、ロボット２００は、電力を節約するために、例えば、低摩擦構成要素、回生制動を使用し得る。
【0030】
電源２７０は、ロボット２００に電力供給するためのものである。第１の例では、電源２７０は、搭載バッテリなどのロボット２００の内部電源であり得る。これの利点は、ロボット２００が外部電源への接続を必要としないことである。他の例では、ロボット２００は、独自の電源２７０を備えなくてもよく、代わりに、有線またはワイヤレス接続により外部電源から電力を受信し得る。これの利点は、ロボット２００が搭載電源２７０を必要とせず、より小さくおよび／またはより軽くなり得ること、ならびにロボット２００が充電を必要としないことである。特定の例では、ロボット２００は、レール１１０を介して電力を受信し得る。
【0031】
センシングシステム２８０は、ロボット２００がストレージライブラリシステム１００内のその場所を決定することを可能にする。位置特定の例は、後で説明される。センシングシステム２８０は、例えば、１つまたは複数の光学センサを備え得る。
【0032】
第１の足部装置２１０は、第１の足部装置２１０をレール１１０のうちの１つと解放可能に係合させるための第１の把持機構２１１を備える。第２の足部装置２２０は、第２の足部装置２２０をレール１１０のうちの１つと解放可能に係合させるための第２の把持機構２２１を備える。足部装置２１０、２２０の間の距離は、レール１１０の隣接対の間の距離に実質的に等しい。故に、第１の足部装置２１０がレール１１０のうちの１つと係合される場合、第２の足部装置２２０は、レール１１０のうちの隣接するものと係合し得る。図１、例えば、第１の足部装置２１０は、第１のレール１１０ａと係合され、第２の足部装置２２０は、第２のレール１１０ｂと係合される。
【0033】
レール１１０と解放可能に係合し得る任意の好適な把持機構が使用され得る。例えば、把持機構２１１、２２１のうちの１つまたは複数は、レール１１０と物理的に係合するように配置される機械的な把持機構（例は、以下に説明される図１４、図１５ａ、および図１５ｂに示される）であり得る。他の例では、レール１１０は、磁性（すなわち、強磁性）であり得、把持機構２１１、２２１のうちのより多くの１つは、電磁石力によりレール１１０と選択的に係合するための少なくとも１つの電磁石を備え得る。さらなる例では、把持機構２１１、２２１のうちの１つまたは複数は、レール１１０を把持するための機械的手段および電気機械的手段の両方を備え得る。依然としてさらなる例では、別の方法は、空気軸受を使用すること、および低摩擦クッションのために軸受を通じて圧縮空気を噴出することである。機械的なグリッパが、レールを包むために依然として使用され得、空気圧が軸受ソリューションを提供する。永久磁石が足部装置をレール１１０と係合させるために使用され得ることにも留意されたい。これらの永久磁石は、磁石をレール１１０のより近くに機械的に動かすことによって、選択的に係合され得る。
【0034】
第１の足部装置２１０の把持機構２１１および第２の足部装置２２０の把持機構２２１は、同じタイプのものである必要はない。
【0035】
ロボット２００はまた、レール１１０の長さに沿ってロボット２００を推進するための少なくとも１つの駆動機構を備える。いくつかの例において、駆動機構は、（足部装置のうちの１つまたは複数ではなく）ロボット２００の本体部内に位置する。例えば、駆動機構は、レールに沿ってロボット２００を押す本体部に搭載される推進器であってもよい。
【0036】
代替または追加の例において、第１の足部装置２１０および第２の足部装置２２０のうちの少なくとも一方は、足部装置が現在係合されているレール１１０の長さに沿ってロボット２００を推進するための駆動機構を備える。図２の例では、第１の足部装置２１０および第２の足部装置２２０は、構造が実質的に同じであり、第１の足部装置２１０が第１の駆動機構２１２を備え、第２の足部装置２２０が第２の駆動機構２２２を備える。
【0037】
例では、駆動機構は、レール１１０と相互作用するための高摩擦表面を有するホイールを備え得る。別の例では、駆動機構は、円弧歯車（直線またはらせんのいずれか）を備え得、レール１１０は、駆動機構の円弧歯車が係合することができる線形歯車を備える。
【0038】
他の例では、単一の機構が、１つまたは複数の足部装置内に把持機構２１１および駆動機構を提供し得る。例えば、レール１１０は、交互の永久磁石極で構築され得、単一の機構は、足部装置をレール１１０と係合させること、および足部装置をレール１１０に沿って推進すること（ステッピングモータと同様の様式での両方を行うように選択的に制御され得る複数の電磁石を備え得る。これの利点は、グリッパおよびレールドライブ（駆動機構）が同じ部品であることであり、これが、ロボット複雑性および部品数／費用を低減し得る。この種の設定は、逆にされてもよく、ロボットが永久磁石のアレイを備え、レールが選択的に制御される複数の電磁石を備える。
【0039】
エンドエフェクタ２４０は、ロボット２００がスロット１２０内のアイテムと相互作用することを可能にする。エンドエフェクタ２４０は、スロット１２０からアイテムを除去するためおよび／またはスロット１２０内へアイテムを置くためのグラバ、スロット１２０内のアイテムからデータを読み取るためのリーダ、およびスロット１２０内のアイテムにデータを書き込むためのライタのうちの１つまたは複数を備え得る。スロット１２０内のアイテムと相互作用するためのより安定した基部をロボット２００に与えるため、両方の足部装置２１０、２２０がレール１１０と係合されるときにのみエンドエフェクタ２４０を活性化することが好ましい場合があるが、これは必須ではない。
【0040】
特定のタイプのエンドエフェクタ２４０は、スロット１２０内に保持されるアイテムのタイプに依存する。そのようなアイテムの例としては、物理ストレージメディア（例えば、レーザ書き込みされたシリカガラス、テープ、または他の光学メディアで作製される）、または光学計算装置などの非ストレージ計算リソースが挙げられる。
【0041】
エンドエフェクタ２４０の別の例は、清掃または保守装置である。例えば、そのような清掃装置を有するロボット２００は、スロット１２０内のアイテムを清掃または別途保守するためにストレージライブラリシステム１００を転々とし得る。エンドエフェクタ２４０の別の例は、カメラである。ロボット２００は、スロット１２０内のアイテムの、および／またはストレージライブラリシステム１００の部品に対する損傷の写真を、通信インターフェース２６０を介して別のデバイス（例えば、中央制御システム１３０）を送信し得る。
【0042】
ロボット２００は、同じまたは異なるタイプの２つ以上のエンドエフェクタを備え得る。
【0043】
いくつかの例では、ストレージライブラリシステム１００は、第１のタイプのエンドエフェクタ２４０を有する少なくとも１つのロボット２００、および第２のタイプのエンドエフェクタ２４０を有する少なくとも１つのロボット２００を備える。これは、各ロボット２００がレール１１０間を移動することができる本開示の文脈において特に有利であるが、それは、ロボット２００の各々がそのようなストレージライブラリシステム１００重複部分にアクセスすることができるためである。例えば、１つのロボット２００は、保守装置を有する保守ロボットであってもよく、別のロボット２００は、スロット１２０内のアイテムにアクセスする読み取り／書き込みロボットであってもよい。
【0044】
移動機構２３０は、ロボット２００がレール１１０間で移動行為（レール切り替え行為とも呼ばれる）を実施することを可能にする。ロボット２００の特定の構造、足部装置の数、レール１１０の配置などに依存し得る様々な特定のタイプの移動行為が可能である。一般的に言うと、移動機構２３０は、ロボット２００を、足部装置のうちの第１の１つまたは複数がレールのうちの第１のレールと係合されながら、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように構築および配置される。言い換えると、ロボット２００は、足部装置のうちの１つまたは複数をレールのうちの１つと係合したまま保ち、それらの１つまたは複数の足部装置を、レール１１０間で移動するためのアンカーとして使用し得る。制御器２５０は、移動行為を実施するようにロボット２００を制御し得る。
【0045】
図３は、移動行為の例を示すフローチャートである。図４は、ロボット２００によって実施されているこの例示的な移動行為の一連の画像を示す。この例では、ロボット２００は、２つの足部装置（図２の例にあるように）を備える。最初、ロボット２００は、第１の足部装置２１０が第１のレール１１０ａと係合され、かつ第２の足部装置２２０が第２のレール１１０ｂと係合される第１の位置にある。次いで、移動行為は、以下のように進行する。
【0046】
Ｓ３０１において、制御器２５０は、第１の足部装置２１０を第１のレール１１０ａから外すように第１の把持機構２１１を制御する。このとき、第１の足部装置２１０は、第１のレール１１０ａと当接したままであり得る（しかしながら、それは第１のレール１１０ａとはもはや係合されない）。
【0047】
Ｓ３０２において、制御器２５０は、第１の足部装置２１０が第１のレール１１０ａと当接した状態から第３のレール１１０ｃと当接した状態へと動くように、第２の足部装置２２０が第２のレール１１０ｂと係合されながら、ロボット２００を動かすように移動機構２３０を制御する。この例では、ロボット２００を動かすことＳ３０２は、ロボット２００を第２の足部装置２２０の周りでレール１１０の平面（ｘ－ｙ平面）の外へ回転させることを含む。具体的には、ロボット２００は、第２のレール１１０ｂが回転軸である状態で、第２の足部装置２２０の周りを実質的に１８０度旋回される。言い換えると、第２の足部装置２００（すなわち、レール１１０と係合したままであるもの）は、ロボット２００を動かすためのアンカーとして使用される。この例では、この運動Ｓ３０２はまた、第１の足部装置２１０（すなわち、ロボット２００の把持されていない側）を同じ方向にさらに１８０度旋回させることを含むため、それは旋回動作の最後に正しい上下の向き（ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｗａｙ ｕｐ）にある。これらの旋回行為の両方は、同じ移動機構２３０によって提供され得る。これらの行為の両方を実施するための例示的な移動機構２３０は、図１４を参照して以下に説明される。
【0048】
Ｓ３０３において、制御器２５０は、第１の足部装置２１０を第３のレール１１０ｃと係合させるように第１の把持機構２１１を制御する。これにより移動行為が完了する。
【0049】
図４に示される動きは、例に過ぎず、他の動きによりロボット２００を第１の位置から第２の位置へ動かすことが可能であるということを理解されたい。
【0050】
図７は、４つの足部装置２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄを有するロボット２００によって実施される移動行為の例を示す。ロボット２００は、この例では、略四角形の断面（ｙ－ｚ平面において）を有する。足部装置２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、ロボット２００の本体のｘ方向縁に配置される。図３および図４の例のように、ロボット２００を動かすことは、ロボット２００を、１つのレールにしっかりと固定されたままである足部装置（この場合は足部装置２２０ａ）の周りでレール１１０の平面（ｘ－ｙ平面）の外へ回転させることを含む。この例では、レール（この例では第３のレール１１０ｃ）と（新たな）当接状態にされる足部装置２２０ｄは、移動行為の開始時にそのレール１１０ａと係脱された同じ足部装置２２０ｂではないことに留意されたい。先の例のように、足部装置２２０ｄは、係合のために新たなレール１１０ｃと正しく整列するために、同じ方向に回転され得る。ロボット２００が異なる形状を伴う断面を有する同様の構造が使用され得る。特に好適な形状は、三角形、四角形（図７の例にあるように）、五角形、六角形などを含む正多角形である。
【0051】
図８は、２つの足部装置２１０、２２０を備えるロボット２００によって実施される移動行為の例を示す。この例では、移動機構２３０は、ロボット２００を、係合した足部装置（この例では第２の足部装置２２０）の周りでレール１１０の平面（ｘ－ｙ平面）内で回転させる。具体的には、ロボット２００は、第２の足部装置２２０の周りでｘ－ｙ平面内で実質的に１８０度旋回される。例において、この運動はまた、第１の足部装置２１０（すなわち、ロボット２００の把持されていない側）を同じ方向にさらに１８０度旋回させることを含むため、それは旋回動作の最後に正しい上下の向きにある。これらの旋回行為の両方は、同じ移動機構２３０によって提供され得る。他の例では、第１の足部装置２１０は、いずれかの配向においてレールと係合することができるものとして構築され、この場合、新たなレールと係合する前にそれ自体が回転される必要はない。
【0052】
いくつかの例では、ロボット２００は、２つ以上のステージで、例えば、各ステージのための「アンカー」として異なる１つまたは複数の足部装置を使用して、移動行為を実施し得る。図９は、そのような例を示す。この例では、ロボット２００は、２つの第１の足部装置２１０ａ、２１０ｂ、および２つの第２の足部装置２２０ａ、２２０ｂという４つの足部装置を備える。各足部装置は、この例では、「脚」の終わりに位置する。この例では、移動機構２３０は、移動行為を実施するときロボット２００をレール１１０の平面（ｘ－ｙ平面）内で並進させる（すなわち、上に説明される方向のいずれかにおける回転なし）。
【0053】
具体的には、ロボット２００は、（２つの）第１の足部装置２１０ａ、２１０ｂが第１のレール１１０ａと当接状態にあり、かつ（２つの）第２の足部装置２２０ａ、２２０ｂが第２のレール１１０ｂと係合される位置で開始する。移動機構２３０は、次いで、第２の足部装置２２０ａ、２２０ｂを第３のレール１１０ｃへ動かすために第１の足部装置２１０ａ、２１０ｂをアンカーとして使用することによって第１のステージを完了する。次いで、移動機構２３０は、第１の足部装置２１０ａ、２１０ｂを第２のレール１１０ｂへ動かすために第２の足部装置２２０ａ、２２０ｂをアンカーとして使用することによって第２のステージを完了する。例において、「脚」のうちの１つまたは複数は、「膝」を有し得る。移動行為を実施するロボット２００の能力は、各ロボット２００自体がレール１１０の間を動いて異なる列１２１のスロット１２０にアクセスすることができることを意味する。これは、多くの利点を有する。
【0054】
ロボット２００は、それらがどこでも動くことができるという意味で独立している。ロボット２００を列１２１間で動かすための追加のハードウェア（例えば、垂直「エレベータ」）は必要とされない。
【0055】
ロボット２００自体が、他のロボットとの協働を必要とするのではなく、任意の列１２１内のスロット１２０からアイテムを取得し、またはそこへアイテムを配達することができる。
【0056】
ロボット２００がその現在の位置からターゲットスロット１２０の位置まで利用する潜在的なルートの数は、大幅に増加される。これは、ロボット２００が互いを回避することができることを意味する（図６の例を参照）。それはまた、たとえ、例えば、レール１１０のうちの１つの一部分に問題または妨害物があるとしても、つまりロボット２００がその特定の部分を通過することができないとしても、ロボット２００がターゲットスロット１２０まで依然としてナビゲートすることができることを意味する。それはまた、ロボット２００が、ライブラリシステム１００内のターゲット場所への最適ルートを潜在的に識別し、これを利用し得ることを意味する。
【0057】
ロボット２００は、保守のために容易に取り外され得る。
【0058】
ライブラリシステム１００内に複数の同一ロボット２００または同一ロボット２００の「群」が存在し得る。例は、８つの列１２１のスロット１２０および９つのレール１１０（図１および図３の同じ交互レール－列配置を使用する）を備えるライブラリシステム１００内に６つのロボット２００が存在する図５に示される。図５では、スロット１２０およびレール１１０の単一の「パネル」１０１が示される。以下に説明される他の例では、より多くのパネル１０１が存在し得る。
【0059】
いくつかの例では、足部装置２１０、２２０のうちの一方の駆動機構２１２、２２２は、足部装置２１０、２２０がレール１１０と係合されるときにのみ活性化し得る。すなわち、ロボット２００は、単一の足部装置２１０、２２０が係合した状態でレール１１０に沿って動き得る。これは、２つのロボット２００が、最小限の空間だけを使用して互いに通過することを可能にする。そのような通過行為の例は、図６に例証される。
【0060】
図６の例では、２つのロボット２００ａ、２００ｂが存在する。３つのレール１１０ａ～ｃのみが、簡略性の目的のために示される。第１のロボット２００ａは、その第１の足部装置２１０ａが第１のレール１１０ａと係合され、かつその第２の足部装置２２０ａが第２のレール１１０ｂと係合される第１の位置にある。第２のロボット２００ｂは、第３のレール１１０ｃと係合されるその第２の足部装置２２０ｂを有するが、第１の足部装置２２０ａは、いかなるレール１１０とも係合されない。具体的には、第２のロボット２００ｂの移動機構（図示せず）は、第２のロボット２００ｂの第１の足部装置２１０ｂを、レール１１０の平面の外へ、および特に、第１のロボット２００ａの道の外へ回転させるように活性化されている。これは、３つのレール１１０しか存在しないとしても、第１のロボット２００ａおよび第２のロボット２００ｂが互いに通過することができることを意味する。
【0061】
故に、さらなる利点は、複数のロボット２００がストレージライブラリシステム１００内に存在するときに実現される。例えば：
・制御システム１３０は、ロボットサービスを、動作中にそれが必要とされる場所へ動的に割り当てることができる。これは、制御システム１３０が、サービス負荷のバランスをとることができ、故障に対してロバストであり得ることを意味する。
・制御システム１３０は、ロボットサービスを、動作中にそれが必要とされる場所へ動的に割り当てることができる。これは、制御システム１３０が、サービス負荷のバランスをとることができ、故障に対してロバストであり得ることを意味する。
【0062】
・本システムは、例えば、より多くのロボット２００が追加され得ることから、より拡張可能である（同じレール上のロボットが互いを通過することができないため、レールごとに１つまたは２つのロボットに限定される先行技術を参照。先行技術では、より多く使用され得るが、各ロボットの有用性は、各追加ロボットに伴って減少する）。
【0063】
・隣接スリーブがレールハードウェアを共有することができ、これによりライブラリ費用を低減し、ストレージを簡略化し得る。
【0064】
・依然としてさらなる例において、ストレージライブラリシステム１００は、複数のパネル１０１を備え得る。例は、ストレージライブラリシステム１００が一連の４つのパネル１０１を備える図１０ａに示される。各パネル１０１は、先に説明される図５の例に示されるような構造を有し得る。
【0065】
この場合、ロボット２００はまた、第１のパネル１０１と第１のパネル１０１に隣接する第２のパネル１０１との間を移動するために移動機構２３０を使用し得る。それを行うため、第１の足部装置２１０は、前と同じように第１のレール１１０ａから外されるが、次いでロボット２００は、第１の足部装置２１０が第１のパネルに隣接する第２のパネル１０１上のレールと当接状態にある配向へ動かされ、その後にそのレールと係合される。次いで、移動機構２３０は、第２の足部装置２２０を第２のパネル１０１の別のレールと遭遇させるためにロボット２００を再び動かし得る。
【0066】
同様の配置は、図１０ｂに示されるように、左右ジグザグ（「蛇行」）プランを有する単一パネル１０１により実現され得る。これは、水平次元を効果的に引き延ばし、ロボット２００は、それに沿って（すなわち、レール１１０に沿って、ｘ方向に）動くために、それらの一次駆動システムを使用する。
【0067】
図１０ｂの例示的な配置はまた、ロボットが移動機構２３０を使用してパネルの部分に「またがって」移動すること（異なるパネル１０１間を移動するため、上に説明される同じ様式で）を、それが不必要であるとしても、可能にする。この移動のタイプは、隣接パネル部分への代替的な、および潜在的にはより高速のルートを提供する（レール１１０に沿って動くロボット２００よりも）。それはまた、ロボット２００が、上に説明されるものと同様の様式で、ハードウェア故障および／または他のロボットを回避することを可能にし得る。
【0068】
図１１は、１つまたは複数のドライブ５００がパネル１０１とは別に位置する例示的な配置を示す。ドライブ５００は、例えば、１つもしくは複数の書き込みドライブ１５０または１つもしくは複数の読み取りドライブ１６０（上に説明されるような）であり得る。レール１１０のうちの少なくとも１つは、ロボット２００がドライブ５００にアクセスすることを可能にするために、パネル１０１からドライブ５００まで延びる。故に、すべてのロボット２００が、全レール１１０がドライブ５００に接続されることを必要とせずに、ドライブ５００に到達することができるため、移動行為の別の利点が実現される。
【0069】
図１２は、少なくとも１つの非パネルレール１１１が提供される例示的な配置を示す。これらの非パネルレール１１１は、（パネル－）レール１１０と同様の構造を有するレールであるが、それらの場所は、ロボット２００が、非パネルレール１１１のうちの１つと係合されるときスロット１２０内のアイテムにアクセスすることができないというようなものである。この例では、非パネルレール１１１は、パネル１０１の上に位置する。ロボット２００は、これらの非パネルレール１１１を使用してパネル１０１間を移動し、および／またはストレージライブラリシステム１００の他の部分にアクセスし得る。
【0070】
ストレージライブラリシステム１００は、ロボット２００がストレージライブラリシステム１００内のその場所を決定することを可能にするための少なくとも１つの位置特定特徴部を備え得る。ロボット２００のセンシングシステム２８０は、少なくとも１つの位置特定特徴部を検出し、以て、ロボット２００がストレージライブラリシステム１００内でのその位置を決定することを可能にするために使用され得る。
【0071】
位置特定特徴部の第１の例は、レールのうちの１つに位置するＲＦＩＤタグである。位置特定特徴部の第２の例は、光学線形コード（例えば、バーコードまたはＧｒａｙコード）である。Ｇｒａｙコードの例は、図１３に示される。いくつかの例では、レール１１０の各々がそれぞれの位置特定特徴部を備える。
【0072】
図１３では、Ｇｒａｙコードは、レール１１０の片側（この例では上部）に印刷される。Ｇｒａｙコードは、光学Ｇｒａｙコード、磁気Ｇｒａｙコード、または容量Ｇｒａｙコードであり得る。センシングシステム２８０は、したがって、光学、磁気、または容量センサを備える。ロボット２００の現在の位置におけるＧｒａｙコードを読み取ることにより、ロボット２００は、その場所を固有に決定することができる。
【0073】
例において、ロボット２００は、メディアストレージライブラリシステム２００内のロボット２００の場所を決定するように構成される内部場所モジュールを備える。これは、述べたように、ロボット２００がストレージライブラリシステム１００内を自由に転々としているということを考えると特に有利である。
【0074】
【0075】
図１４は、例示的な第１の足部装置２１０を示す。第２の足部装置２２０の構造は、第１の足部装置２１０のものと実質的に同じであってもよく、したがって、詳細に説明されない（第２の足部装置２２０の構造は、第１の足部装置２１０の構造の鏡像であり得る）。
【0076】
この特定の例の把持機構２２１は、図１５ａおよび図１５ｂ（図１４に対して反対側から見た）により詳細に示される。図１５ａは、第１の（閉）状態にある把持機構２２１を示し、図１５ｂは、第２の（開）状態にある把持機構２２１を示す。
【0077】
この例では、把持機構２２１は、第１のフレーム４０１ａおよび第２のフレーム４０１ｂを備え、これらは、それぞれの第１の旋回軸４０７ａおよび第２の旋回軸４０７ｂの周りを旋回する。歯車機構４０５が、第１のフレーム４０１ａおよび第２のフレーム４０１ｂを逆回転させるために提供される。各フレームは、レール１１０と係合するための１つまたは複数のホイールを有する。この例では、第１のフレーム４０１ａは、２つのホイール４０２ａ、４０３ａを備え、第２のフレーム４０１ｂもまた、２つのホイール４０２ｂ、４０３ｂを備えるが、他の配置が可能である。追加の安定性を提供するためにレール１１０の前面に走るホイールなど、追加のホイールが提供され得る（図１４には示されない）。
【0078】
ホイールがレール１１０の側面を把持および解放するように、歯車機構４０５が第１のフレーム４０１ａおよび第２のフレーム４０１ｂを閉状態と開状態との間で動かすことを引き起こすように動作可能であるモータ４０６が提供される。把持機構２２１は、図１５ａには閉状態で、および図１５ｂには開状態で示される。
【0079】
図１４に示される足部装置２１０はまた、ロボット２００をレール１１０に沿って促進するための駆動機構２２２を備える。この例では、駆動機構２２２は、第１の円弧歯車４１１ａおよび第２の円弧歯車４１１ｂを備える。第２の円弧歯車４１１ｂは、結合リンク４１２を介してモータ４１３によって駆動される（この例では２つの直交かさ歯車）。第２の円弧歯車４１１ｂは、第１の円弧歯車４１１ａと係合し、故に、動作中、第１および第２の円弧歯車は逆回転する。図１４に示される配置では、第１の円弧歯車４１１ａは、レール１１０の（前側の）歯１１１と係合する。一般に、第１の円弧歯車４１１ａは、把持機構２２１が現在係合されている任意のレール１１０の歯１１１と係合する。
【0080】
図１６は、この特定の例の移動機構２３０を示す。移動機構は、２つのラックピニオン式装置を備え、その各々が、ｘ軸の周りで湾曲プロファイルを有するラック４２２ａ、４２２ｂと係合するように構成されるピニオン４２１ａ、４２１ｂ（かさ歯車）を備える。ピニオン４２１ａ、４２１ｂは、移動モータ４２３によって駆動可能である。例えば、第１のピニオン４２１ａが駆動されるとき、第１のピニオン４２１ａは、湾曲ラック４２２ａの長さに沿って動くように回転し、以て、第１の足部装置２１０をロボット２００の本体部に対して回転させるように作用する。第１の足部装置２１０がレールと係合される場合、これは、ロボット２００を図４に関連して上に説明される様式で動かす。第１の足部装置２１０がレールと係合されない場合、これは、第１の足部装置２１０を回転させる。第２のピニオン４２１ｂおよび第２のラック４２２ｂは、同様の様式で動作する。
【0081】
本明細書に説明される例は、本発明の実施形態の例証的な例として理解されるべきであるということを理解されたい。さらなる例が以下に提供される。
【0082】
用語「制御モジュール」は、概して、ロボット２００またはストレージライブラリシステム１００のロボットを制御するためのモジュールを指すために使用され得る。そのような制御モジュールは、先に記載されるように、ロボット２００の制御器２５０において、中央制御システム１３０において、またはこれらの任意の組み合わせを使用して、実装され得る。制御モジュールは、１つまたは複数の足部装置を第２のレールから外すように足部装置のうちの１つまたは複数の把持機構を制御すること、足部装置のうちの第１の１つまたは複数がレールのうちの第１のレールと係合されながら、ロボットを第１の位置から第２の位置へ動かすように移動機構を制御すること、および足部装置のうちの１つまたは複数を第３のレールと係合させるように足部装置のうちの１つまたは複数の把持機構を制御すること、によって、移動行為を実施するようにロボット２００を制御するように構成され得る。
【0083】
新たなレールと係合する足部装置は、以前のレールから外される足部装置と同じである場合と、そうでない場合とがある。故に、移動機構は、ロボットを、第１の足部装置がレールのうちの第１のレールと係合されながら、第２の足部装置がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、第２の足部装置がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように構築および配置され得る。
【0084】
例において、ストレージライブラリシステムは、ロボットがストレージライブラリシステム内のその場所を決定することを可能にするための少なくとも１つの位置特定特徴部を備える。例示的な位置特定特徴部としては、レールのうちの少なくとも１つに位置するＲＦＩＤタグ、レールのうちの少なくとも１つに位置する光学マークが挙げられる。ロボットは、ストレージライブラリシステム内のロボットの場所を決定するために位置特定特徴部を検出するためのセンシングシステムを備え得る。光学マークの例としては、バーコード、ＱＲコード、および光学、磁気、または容量線形コード（例えば、Ｇｒａｙコード）が挙げられる。
【0085】
ロボットを（移動機構により）第１の位置から第２の位置へ動かすことは、ロボットを第１の１つまたは複数の足部装置の周りでレールの平面の外へ回転させること、ロボットを第１の１つまたは複数の足部装置の周りでレールの平面内で回転させること、およびロボットをレールの平面内で並進させることのうちの１つまたは複数を含み得る。
【0086】
いくつかの例では、エンドエフェクタは、ロボットの２つ以上の側面においてアイテムと相互作用するように配置され得る。これは、例えば、ロボット２００によって実施される移動行為がスロット１２０に対して変化するロボット２００の配向を伴う例に特に有利である。これは、ロボット２００の異なる側面にアクセスするために動くことができる単一のエンドエフェクタを使用して、またはロボット２００の異なる側面に対して動作するように各々が配置される（例えば、「面」ごとに１つ）複数のエンドエフェクタを使用して達成され得る。例えば、図４の例では、ロボット２００は、「反転」し、したがって、エンドエフェクタがロボット２００の両側においてアイテムと相互作用することができるのが好ましい。別の例として、図７の例では、ロボット２００は、移動行為ごとに９０度回転し、ロボット２００の異なる側面をスロット１２０に提示し、したがって、エンドエフェクタが、ロボット２００の４つすべての側面においてアイテムと相互作用することができるのが好ましい。
【0087】
エンドエフェクタは、例えば、グラバ、リーダ、ライタ、カメラ、保守装置、および清掃装置のうちの少なくとも１つであり得る。ロボットは、同じまたは異なるタイプの２つ以上のエンドエフェクタを備え得る。ロボット２００が２つ以上のレールと係合されるときにのみ、エンドエフェクタを活性化することが好ましい場合があるが、これは厳密に必須ではない。すなわち、ロボット２００が、単一のレールとのみ係合される（例えば、単一の足部装置を使用して）ときにさえ、スロット１２０にアクセスすることができる場合があるということは排除されない。
【0088】
ストレージライブラリシステムに格納されるアイテムのうちの少なくともいくつかは、物理ストレージメディアであり得、ストレージライブラリシステムは、物理ストレージメディアを読み取るため、および／または物理ストレージメディアに書き込むための少なくとも１つのドライブを備え得る。ドライブは、ロボットとは別個であり得るか、またはロボットは、１つまたは複数のドライブを備え得る。
【0089】
２つ以上のロボットがストレージライブラリシステム内に存在してもよい（すなわち、２、３、４、５つなど）。例において、数十あるいは数百のロボットが存在し得る。ロボットはすべて、実質的に同一であるか、またはそうではない場合があり、例えば、ロボットのうちのいくつかは、異なるタイプのエンドエフェクタを有し得る。
【0090】
例において、ストレージライブラリシステムは、ロボットを制御するための中央制御システムを備える。他の例では、ロボットは、協働するために互いと直接的に通信し得る。
【0091】
例において、駆動機構は、足部装置のうちの１つに位置し得る。そのような場合、駆動機構は、駆動機構の足部装置のみがレールと係合される間に活性化可能であり得る。
【0092】
例において、スロットは、少なくとも２つの異なる平面内に配置され、移動機構が第１の足部装置を動かす第３のレールは、第１および第２のレールと同じ平面内に位置しない。これは、スロットが異なる平面を専有する少なくとも２つのパネル内に配置される例（例えば、図１０ａ）を含む。ロボットは、移動機構を使用して、例えば、隣接パネルのレールと係合することにより、または１つまたは複数の中間レールを横断することにより、１つのパネルから別のパネルへ移動することができる場合がある。これはまた、スロットが単一の「蛇行」パネル内に配置され（例えば、図１０ｂ）、ロボットが、第１の平面を専有するパネルの第１の部分から、第１の平面とは異なる第２の平面を占有するパネルの第２の部分へ移動することができる例を含む。
【0093】
本明細書に説明されるのは、アイテムを格納するための複数のスロット、複数のレールを備えるストレージライブラリシステムのロボットを制御する方法であり、ロボットは、スロット内のアイテムと相互作用するためのエンドエフェクタ、少なくとも２つの足部装置、およびロボットをレールに沿って動かすための駆動機構を備え、本方法は、足部装置のうちの第１の１つまたは複数を第１のレールから外すように把持機構を制御すること、ロボットを、足部装置のうちの第１の１つまたは複数の足部装置がレールのうちの第１のレールと係合されながら、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように、移動機構を制御すること、および足部装置のうちの１つまたは複数を第３のレールと係合させるように把持機構を制御することによって、ロボットに移動行為を実施させることを含む。
【0094】
概して、アイテムを格納するための複数のスロットと複数のレールとを備えるストレージライブラリシステムにおける使用のためのロボットが提供される。ロボットは、スロット内のアイテムと相互作用するためのエンドエフェクタと、少なくとも２つの足部装置であって、各々が足部装置をレールのうちの１つと解放可能に係合させるためのそれぞれの把持機構を有する、少なくとも２つの足部装置と、ロボットをレールに沿って動かすための駆動機構と、ロボットを、足部装置のうちの第１の１つまたは複数がレールのうちの第１のレールと係合されながら、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第２のレールと当接状態にある第１の位置から、足部装置のうちの１つまたは複数がレールのうちの第３のレールと当接状態にある第２の位置へ動かすように構築および配置される移動機構とを備える。
【0095】
本明細書内で言及されるプロセッサまたは処理システムもしくは回路は、実践では、単一のチップもしく集積回路または複数のチップもしくは集積回路によって提供され得、任意選択的に、チップセット、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）などとして提供され得るということを理解されたい。チップ（複数可）は、例示的な実施形態に従って動作するように構成可能である、データプロセッサ（複数可）、デジタル信号プロセッサ（複数可）、ベースバンド回路および無線周波数回路のうちの少なくとも１つまたは複数を具現化するための回路（ならびにおそらくはファームウェア）を備え得る。この点に関して、例示的な実施形態は、（非一時的な）メモリに格納されるコンピュータソフトウェアによって少なくとも部分的に実装され得、プロセッサによって、またはハードウェアによって、または実体的に格納されたソフトウェアおよびハードウェア（および実体的に格納されたファームウェア）の組み合わせによって実行可能であり得る。
【0096】
図面を参照して本明細書に説明される実施形態の少なくともいくつかの態様は、処理システムまたはプロセッサ内で実施されるコンピュータプロセスを含むが、本発明は、本発明を実践するために適合される、コンピュータプログラム、特に、キャリア上または内のコンピュータプログラムにも及ぶ。プログラムは、非一時的なソースコード、オブジェクトコード、コード中間ソース、および例えば部分的にコンパイルされた形式にあるオブジェクトコードの形式、または本明細書によるプロセスの実装における使用に好適な任意の他の非一時的な形式であり得る。キャリアは、プログラムを保持することができる任意のエンティティまたはデバイスであり得る。例えば、キャリアは、固体ドライブ（ＳＳＤ）または他の半導体ベースのＲＡＭなどの記憶媒体；ＲＯＭ、例えば、ＣＤ ＲＯＭまたは半導体ＲＯＭ；磁気記録媒体、例えば、フロッピーディスクまたはハードディスク；一般的な光学メモリデバイスなどを含み得る。
【0097】
本明細書に説明される例は、本発明の実施形態の例証的な例として理解されるものとする。さらなる実施形態および例が想起される。任意の１つの例または実施形態に関連して説明される任意の特徴は、単独で、または他の特徴と組み合わせて、使用され得る。加えて、任意の１つの例または実施形態に関連して説明される任意の特徴はまた、例もしくは実施形態の任意の他のものの、または例もしくは実施形態の任意の他のものの任意の組み合わせの、１つまたは複数の特徴と組み合わせて使用され得る。さらには、本明細書に説明されない等価物および修正形態もまた、特許請求の範囲内で規定される本発明の範囲内で用いられ得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15a】
【図15b】
【図16】
【国際調査報告】