CN104003089A - 一种基于多机器人组合的仓储拣货车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其主要技术特点是：由一台自动存取机器人和一台装箱机器人通过自身的工业总线连接安装在一起，自动存取机器人包括自动存取机器人车体、安装在车体底部的自动存取机器人车轮、安装在动存取机器人车体上的升降车以及安装在升降车上的伸缩式存取装置；装箱机器人包括装箱机器人车体、安装在车体底部的装箱机器人车轮和安装在装箱机器人车体上的装箱机器人抽屉式货架。本发明将取货机器人和装箱机器人通过自身的工业总线组合安装在一起，实现了仓储货物分拣功能：有效缩短了货物搬运过程中的往返搬运时间，大大降低了机器人往返运送货物的运输成本，从整体上提高了的仓储货物分拣效率。

Description

一种基于多机器人组合的仓储拣货车

技术领域

本发明属于AGV技术领域，尤其是一种基于多机器人组合的仓储拣货车。

背景技术

仓储货物分拣是指根据出库单的要求或配送计划，将商品从拣货区或储存区拣取出来，并按一定的方式进行分类、集中的作业过程。目前，通常采用批量分拣方法来实现仓储货物分拣功能，即：首先分拣种类再分拣数量，仓储后台服务器将多张出货单或拣货单的各个出货项进行分类汇总；然后，指定专用设备按照货物种类批量提取货物，并运送到货物分拣区；最后，由分拣区工作人员从单品种批量货物中分拣出每个订单的数量，装箱出库。

现有技术通常根据货物特点、订单结构和订货频度不同，选用不同的自动化拣货设备，其中，机器人拣货设备适用于频度高、批量大、品种多的货物分拣的应用场合。机器人拣货设备分两种，第一种机器人拣货设备是亚马逊公司的Kiva仓储配送机器人，该仓储配送机器人能够搬运摆满了物品的整个货架，该拣货设备以整个货架为存取单位，有效提高了运送货物的速度，其不足在于：货架货物的并发使用率低，因为，整架货物并不都是本次货物分拣所需要的，那些不需要的产品由于不能被其他订单并发使用,使得整个仓储分拣效率降低。第二种机器人拣货设备是机器人自动存取车，该车除了具有Kiva仓储配送机器人的搬运功能外，还具有升降功能和伸缩式存取功能，能够将货架上某一层的货物取出或放入，该机器人以货物托盘为存取单位，划小存取对象，提高货架整体货物的并发使用效率，其不足在于：当批量分拣的货物品种比较多时，如果采用单机器人操作,则单机器人单品种提取货物的整体时间就比较长，若采用多机器人并发操作,虽然可以成倍提高仓储取货效率，但多机器人使用成本将会成倍地加大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多机器人组合的仓储拣货车，用于提高货物分拣的并发效率并降低机器人拣货设备的使用成本。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于多机器人组合的仓储拣货车，由一台自动存取机器人和一台装箱机器人通过自身的工业总线连接安装在一起，所述的自动存取机器人包括自动存取机器人车体、安装在自动存取机器人车体底部的自动存取机器人车轮、安装在自动存取机器人车体上的升降车以及安装在升降车上的伸缩式存取装置；所述的装箱机器人包括装箱机器人车体、安装在装箱机器人车体底部的装箱机器人车轮和安装在装箱机器人车体上的装箱机器人抽屉式货架。

而且，所述的升降车包括升降车电机、升降车链条、升降车链轮、升降车立柱和升降车载货板，四个升降车立柱垂直安装在存取机器人车体上表面四角处，所述的升降车电机固装在一侧升降车立柱的顶端，该升降车电机通过皮带连接驱动轴，在驱动轴上安装有用于测速的编码器，四根升降车链条与驱动轴啮合在一起，其中两根升降车链条位于自动存取机器人车体的前侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两前端点固装在一起，另外两根升降车链条位于移动车体的后侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两后端点固装在一起；在升降车载货板上表面两侧分别设置有长条形状且宽度为载货板宽度的车轮凹槽，在升降车载货板一个车轮凹槽的侧面安装有升降车读码器，其下表面两侧和中间分别设置有两个长条形状且宽度为载货板宽度的取货伸缩钩子安装凹槽以及装箱伸缩钩子安装凹槽；在升降车载货板的四角均安装有升降车导向装置并与升降车立柱滑槽安装在一起。

而且，所述的升降车导向装置包括一对连接杆和导向轮，一对连接杆安装在升降车载货板的一个顶角两侧，所述的导向轮通过导向轴安装在一对连接杆之间，该导向轮嵌装在升降车立柱滑槽内。

而且，所述的伸缩式存取装置包括伸缩式取货钩子、伸缩式装箱钩子、取货横向推拉装置、装箱横向推拉装置、取货纵向升降装置和装箱纵向升降装置，所述的伸缩式取货钩和伸缩式装箱钩子分别水平安装在降车载货板底部设置的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内；所述的取货横向推拉装置和装箱横向推拉装置分别安装在伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内并与钩子安装在一起，两个横向推拉装置分别用于推拉钩子做水平横向运动；所述的取货纵向升降装置和装箱纵向升降装置分别安装在各自钩子底部的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内，纵向升降装置用于驱动钩子上下移动。

而且，所述的装箱机器人抽屉式货架包括装箱货架前后支撑梁、装箱货架左右支撑梁、装箱货架支撑底板、装箱货架支撑立柱和装箱货架托盘导轨，两个装箱货架前后支撑梁和两个装箱货架左右支撑梁分别固装在四个装箱货架支撑立柱上端的前后两侧和左右两侧，装箱货架托盘导轨从上至下对称安装在左右货架支撑立柱的内侧，在每对货架托盘导轨上安装有可沿货架托盘导轨前后移动的装箱机器人抽屉式货架托盘。

而且，所述装箱机器人抽屉式货架托盘包括托盘抽屉、托盘承重侧翼，所述的托盘承重侧翼安装在托盘抽屉两侧，在每个托盘承重侧翼的底部均布安装有一排托盘滚轮，在托盘抽屉的底部表面制有前后两排推拉托盘的方孔，前排为取货推拉托盘方孔，后排为装箱推拉托盘方孔。

而且，所述自动存取机器人和装箱机器人的连接方式为：在自动存取机器人车体一侧设置有自动存取机器人触点凹槽，该触点凹槽设置有自动存取机器人总线接口磁极和自动存取机器人总线接口触点；在装箱机器人车体的一侧设置有装箱机器人触点凹槽，该触点凹槽设置有装箱机器人总线接口磁极和装箱机器人总线接口触点，装箱机器人总线接口磁极和装箱机器人总线接口触点被自动存取机器人总线接口磁极和自动存取机器人总线接口触点吸引并弹出：通过两对磁极相接从而实现两组触点相接。

本发明的优点和积极效果是：

本发明将取货机器人和装箱机器人通过自身的工业总线组合安装在一起并构成统一的控制电路，实现了仓储货物分拣功能：既可以单品种按照货格取货，提高货架整体货物的并发调度效率，又可以在单品种分散取货的同时，原地进行多品种集成装箱，有效缩短了货物搬运过程中的往返搬运时间，大大降低了机器人往返运送货物的运输成本，克服了制约仓储货物的分拣速度提高的瓶径问题，从整体上提高了的仓储货物分拣效率。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是自动存取机器人的结构示意图；

图4是升降式载货板的俯视图；

图5a是伸缩式取货钩子和伸缩式装箱钩子的安装位置示意图；

图5b是取货横向推拉装置和取货纵向升降装置的安装位置示意图；

图5c是装箱横向推拉装置和装箱纵向升降装置的安装位置示意图；

图6是装箱机器人的结构示意图；

图7a是抽屉式托盘的侧视图

图7b是抽屉式托盘的仰视图；

图8是本发明的两种机器人之间连接关系示意图；

图9是将货物从地面货架钩取到升降式载货板的处理过程示意图；

图10是将货物从升降式载货板反推到拣货车自身货架的处理过程示意图；

1-1-1:自动存取机器人车体；1-1-2；自动存取机器人车轮；1-1-3：自动存取机器人触点凹槽；1-1-3-1：自动存取机器人总线接口磁极；1-1-3-2自动存取机器人总线接口触点；1-2-0：编码器；1-2-1：升降车电机；1-2-2：升降车链条；1-2-3：升降车链轮；1-2-4：升降车立柱；1-2-5：升降车载货板；1-2-6：升降车载货板车轮凹槽；1-2-7：升降车载货板摄像头；1-2-8：伸缩式取货钩子安装沟槽；1-2-9：伸缩式装箱钩子安装沟槽；1-2-10：导向轮；1-2-11：连接杆；2-1-1:装箱机器人车体；2-1-2：装箱机器人车轮；2-1-3：装箱机器人触点凹槽；2-1-3-1装箱机器人总线接口磁极；2-1-3-2：装箱机器人总线接口触点；2-2-0：装箱货架前后支撑梁；2-2-1：装箱货架左右支撑梁；2-2-2：装箱货架支撑立柱；2-2-3：装箱货架导轨；2-2-4：装箱货架抽屉式货物托盘；2-2-4-1：托盘抽屉；2-2-4-2取货推拉托盘方孔；2-2-4-3装箱推拉托盘方孔；2-2-4-4托盘承重侧翼；2-2-4-5托盘滚轮；2-2-5：货物；2-2-6：装箱货架支撑板；3-1-1：伸缩式取货钩子；3-2-1：取货横向推拉装置；3-3-1：取货纵向升降装置；3-1-2：伸缩式装箱钩子；3-2-2：装箱横向推拉装置；3-3-2：装箱纵向升降装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种基于多机器人组合的仓储拣货车，如图1及图2所示，由一台自动存取机器人和一台装箱机器人连接构成。图1给出了两台机器人的前后关系的透视图，其中前排机器人为自动存取机器人，后排机器人为装箱机器人；图2为图1的侧视图，其中，左侧部分为自动存取机器人，右侧部分为装箱机器人，两台机器人通过自身的工业总线组合安装在一起并构成统一的组合控制电路。

如图3所示，自动存取机器人包括自动存取机器人车体1-1-1、安装在自动存取机器人车体底部的自动存取机器人车轮1-1-2、安装在动存取机器人车体上的升降车以及安装在升降车上的伸缩式存取装置。下面对升降车和伸缩式存取装置的结构分别进行说明：

升降车包括升降车电机1-2-1、升降车链条1-2-2、升降车链轮1-2-3、升降车立柱1-2-4和升降车载货板1-2-5，四个升降车立柱1-2-4垂直安装在车体上表面四角处，所述的升降车电机固装在一侧升降车立柱的顶端，该升降车电机通过皮带连接驱动轴，在驱动轴上安装有用于测速的编码器1-2-0，四根升降车链条与驱动轴啮合在一起，其中两根升降车链条位于自动存取机器人车体的前侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两前端点固装在一起，另外两根升降车链条位于移动车体的后侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两后端点固装在一起。如图4所示，在升降车载货板上表面两侧分别设置有长条形状且宽度为载货板宽度的车轮凹槽1-2-6，在升降车载货板一个车轮凹槽的侧面安装有升降车读码器1-2-7；其下表面两侧和中间分别设置有两个长条形状且宽度为载货板宽度的取货伸缩钩子安装凹槽1-2-8以及装箱伸缩钩子安装凹槽1-2-9；在升降车载货板的四角均安装有升降车导向装置并与升降车立柱滑槽安装在一起。所述的升降车导向装置包括一对连接杆1-2-11和导向轮1-2-10，所述的一对连接杆安装在升降车载货板的一个顶角两侧，所述的导向轮通过导向轴安装在一对连接杆之间，该导向轮嵌装在升降车立柱滑槽内。

所述的伸缩式存取装置如图5a、图5b、图5c所示，包括伸缩式取货钩子3-1-1、伸缩式装箱钩子3-1-2、取货横向推拉装置3-2-1、装箱横向推拉装置3-2-2、取货纵向升降装置3-3-1和装箱纵向升降装置3-3-2。所述的伸缩式取货钩和伸缩式装箱钩子分别水平安装在降车载货板底部设置的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内；所述的取货横向推拉装置和装箱横向推拉装置分别安装在伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内并与钩子安装在一起，两个横向推拉装置分别用于推拉钩子做水平横向运动；所述的取货纵向升降装置和装箱纵向升降装置分别安装在各自钩子底部的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内，纵向升降装置用于驱动钩子上下移动。

如图6所示，所述的装箱机器人包括装箱机器人车体2-1-1、装箱机器人车轮2-1-2和装箱机器人抽屉式货架；所述的装箱机器人抽屉式货架包括装箱货架前后支撑梁2-2-0、装箱货架左右支撑梁2-1-1、装箱货架支撑底板2-2-6、装箱货架支撑立柱2-2-2和装箱货架托盘导轨2-2-3，两个装箱货架前后支撑梁和两个装箱货架左右支撑梁分别固装在四个装箱货架支撑立柱上端的前后两侧和左右两侧，装箱货架托盘导轨从上至下对称安装在左右货架支撑立柱的内侧，在每对货架托盘导轨上安装有可沿货架托盘导轨前后移动的装箱机器人抽屉式货架托盘2-2-4。如图7a和图7b所示，所述装箱机器人抽屉式货架托盘包括托盘抽屉2-2-4-1、托盘承重侧翼2-2-4-4，所述的托盘承重侧翼安装在托盘抽屉两侧，在每个托盘承重侧翼的底部均布安装有一排托盘滚轮2-2-4-5，在托盘抽屉的底部表面制有前后两排推拉托盘的方孔，第一排为取货推拉托盘方孔2-2-4-2，第二排为装箱推拉托盘方孔2-2-4-3。

自动存取机器人和装箱机器人通过自身的工业总线组合安装在一起并构成组合控制电路。如图8所示，在自动存取机器人车体一侧设置有与AGV机器人控制电路相连接的自动存取机器人触点凹槽1-1-3，该触点凹槽为主动式触点凹槽并设置有自动存取机器人总线接口磁极1-1-3-1和自动存取机器人总线接口触点1-1-3-2；在装箱机器人车体的一侧设置有装箱机器人触点凹槽2-1-3，该触点凹槽为被动式触点凹槽并设置有装箱机器人总线接口磁极2-1-3-1和装箱机器人总线接口触点2-1-3-2。当自动存取机器人的车体与装箱机器人车体接近时，装箱机器人总线接口磁极和装箱机器人总线接口触点被自动存取机器人总线接口磁极和自动存取机器人总线接口触点吸引而弹出：通过两对磁极（N、S）相接从而实现两组触点相接，由于触点与自动存取机器人的总线相连接并与装箱机器人的总线相连接，当两组触点结合在一起时，两组总线也并到了一起，从而实现了通过两台机器人上的触点凹槽和触点装置将两台AGV机器人连接到共同的工业总线上之目标。

如图9所示，仓储拣货车取货过程如下：

①伸缩式取货钩子处于初始状态，此时，钩子埋藏在钩子凹槽里面；

②伸缩式取货钩子被横向推出，此时，钩子被水平推出，其位置恰好到达托盘的第一排方孔的下方。

③伸缩式取货钩子被向上顶起，此时，钩子被向上顶起，其位置恰好到达托盘方孔钩住托盘。

④伸缩式取货钩子将托盘钩回到载货板设定的标准位置上；

如图10所示，仓储拣货车装箱过程如下：

⑤当伸缩式取货钩子将货物回推到载货板上时，伸缩式装箱钩子恰好对准货物托盘的第二排方孔，此时，装箱钩子被顶起到第二排方孔入口，而取货钩子在第一排方孔处由顶起变为落下。

⑥伸缩式装箱钩子钩住托盘的第二排方孔开始将托盘向右移动到装箱货架上；

⑦伸缩式装箱钩子钩住托盘的第二排方孔将托盘移动到货架的目标位置上。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：由一台自动存取机器人和一台装箱机器人通过自身的工业总线连接安装在一起，所述的自动存取机器人包括自动存取机器人车体、安装在自动存取机器人车体底部的自动存取机器人车轮、安装在自动存取机器人车体上的升降车以及安装在升降车上的伸缩式存取装置；所述的装箱机器人包括装箱机器人车体、安装在装箱机器人车体底部的装箱机器人车轮和安装在装箱机器人车体上的装箱机器人抽屉式货架。

2.根据权利要求1所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述的升降车包括升降车电机、升降车链条、升降车链轮、升降车立柱和升降车载货板，四个升降车立柱垂直安装在存取机器人车体上表面四角处，所述的升降车电机固装在一侧升降车立柱的顶端，该升降车电机通过皮带连接驱动轴，在驱动轴上安装有用于测速的编码器，四根升降车链条与驱动轴啮合在一起，其中两根升降车链条位于自动存取机器人车体的前侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两前端点固装在一起，另外两根升降车链条位于移动车体的后侧并通过升降车链轮与升降车载货板的两后端点固装在一起；在升降车载货板上表面两侧分别设置有长条形状且宽度为载货板宽度的车轮凹槽，在升降车载货板一个车轮凹槽的侧面安装有升降车读码器，其下表面两侧和中间分别设置有两个长条形状且宽度为载货板宽度的取货伸缩钩子安装凹槽以及装箱伸缩钩子安装凹槽；在升降车载货板的四角均安装有升降车导向装置并与升降车立柱滑槽安装在一起。

3.根据权利要求2所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述的升降车导向装置包括一对连接杆和导向轮，一对连接杆安装在升降车载货板的一个顶角两侧，所述的导向轮通过导向轴安装在一对连接杆之间，该导向轮嵌装在升降车立柱滑槽内。

4.根据权利要求1所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述的伸缩式存取装置包括伸缩式取货钩子、伸缩式装箱钩子、取货横向推拉装置、装箱横向推拉装置、取货纵向升降装置和装箱纵向升降装置，所述的伸缩式取货钩和伸缩式装箱钩子分别水平安装在降车载货板底部设置的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内；所述的取货横向推拉装置和装箱横向推拉装置分别安装在伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内并与钩子安装在一起，两个横向推拉装置分别用于推拉钩子做水平横向运动；所述的取货纵向升降装置和装箱纵向升降装置分别安装在各自钩子底部的伸缩式取货钩子安装凹槽和伸缩式装箱钩子安装凹槽内，纵向升降装置用于驱动钩子上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述的装箱机器人抽屉式货架包括装箱货架前后支撑梁、装箱货架左右支撑梁、装箱货架支撑底板、装箱货架支撑立柱和装箱货架托盘导轨，两个装箱货架前后支撑梁和两个装箱货架左右支撑梁分别固装在四个装箱货架支撑立柱上端的前后两侧和左右两侧，装箱货架托盘导轨从上至下对称安装在左右货架支撑立柱的内侧，在每对货架托盘导轨上安装有可沿货架托盘导轨前后移动的装箱机器人抽屉式货架托盘。

6.根据权利要求5所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述装箱机器人抽屉式货架托盘包括托盘抽屉、托盘承重侧翼，所述的托盘承重侧翼安装在托盘抽屉两侧，在每个托盘承重侧翼的底部均布安装有一排托盘滚轮，在托盘抽屉的底部表面制有前后两排推拉托盘的方孔，前排为取货推拉托盘方孔，后排为装箱推拉托盘方孔。

7.根据权利要求1所述的一种基于多机器人组合的仓储拣货车，其特征在于：所述自动存取机器人和装箱机器人的连接方式为：在自动存取机器人车体一侧设置有自动存取机器人触点凹槽，该触点凹槽设置有自动存取机器人总线接口磁极和自动存取机器人总线接口触点；在装箱机器人车体的一侧设置有装箱机器人触点凹槽，该触点凹槽设置有装箱机器人总线接口磁极和装箱机器人总线接口触点，装箱机器人总线接口磁极和装箱机器人总线接口触点被自动存取机器人总线接口磁极和自动存取机器人总线接口触点吸引并弹出：通过两对磁极相接从而实现两组触点相接。