CN107539690A - 一种载人agv拣货车系统和拣货方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载人AGV拣货车系统和拣货方法，其特点是：该系统包括至少一个载人AGV拣货车、中央控制系统和仓储货架，至少一个载人AGV拣货车通过无线网络与中央控制系统进行通讯；该方法包括载人AGV拣货车行驶至各个货位并在电脑显示面板提示拣货信息；拣货人员按照电脑显示面板的提示在指定货位按照提示的数量和种类拣取货物；拣货人员将拣取的货物装载到该载人AGV拣货车的货物装载工作台上；被识读的货物标识自动传送到调度服务器。本发明将机器人导航、机器人搬运、服务器“多拼一、一拼多、优化运算”与人工拣货的各个优势充分融入到每个订单的货物分拣过程中，使得它们在最短时间范围内得到了最大的互补，从而有效提高了货物分拣效率。

Description

一种载人AGV拣货车系统和拣货方法

技术领域

本发明属于电商物流仓储技术领域，尤其是一种载人AGV拣货车系统和拣货方法。

背景技术

以消费者订单为特征的电商物流仓储存在一大难题：网购用户越来越多，对于电商物流仓储企业来说，面对的是单个消费者，发货单位微型化；在具体操作中，由于电商物流仓储企业要将货物单件发送给消费者，所以需要拆箱逐一扫描并检验后才能确认收发货，这与以堆箱存放为主、整进整出的传统仓库有显著区别。因此，在新兴的物流模式面前，分拣包装是B2C物流中心的核心业务，每天面临着海量的订单，单个订单中商品种类庞杂但数量较少，这就大大增加了电商物流仓储企业的分拣包装压力，造成了物流效率低下以及物流分销成本高昂。

在上述新兴的物流模式面前，现有技术一般采用“台式搬运机器人”或“人工拣货台车”方式解决物流分拣问题，然而，这两种方案均存在一定缺陷：

现有技术的台式机器人能做的事情并不多：以亚马逊收购的Kiva机器人为例：Kiva机器人是一种台式机器人，台式机器人工作方式为搬运摆满了物品的整个货架、以整个货架为搬运单位。这就出现一个问题，一般以生产厂商为划分单位划分各个货架的货物而非以消费者订单为划分单位，当一个消费者订单需要多个生产厂商的货物时，则需要到多个货架提取货物。基于这种货物存储方式的机器人抬货方案最大的问题是，一次只能抬一个厂商的货物。举个最简单的例子，订单A、B、C、D，每个订单都要取2件货(各为不同厂商的货物)，而且这些货离得都不远。使用Kiva台式机器人抬货架的方式，需要送A1来，把A1放回去，送A2来，把A2放回去，送B1来，把B1放回去……每一件货都要一个来回，更加浪费时间。更有甚者，由于每个货架一次只能抬一件货，假设整个货架有十件货物，选择一件，还剩下九件，假设这九件货物同时为其它订单所需，但其它订单必须等待机器人把整个货架运回原处才能再次使用，无形中降低了货架上其它货物的并发使用效率。

现有技术的“人工拣货台车”采用“车跟着人走、人找货”的方法，虽然克服了台式机器人的缺点，并且在一定程度上提高了各个货架货物的并发使用效率，但是，分检人员劳动量太大，每天要大量重复往返于仓库货架之间的体力劳动，尤其对于“双十一”期间，每天处理几千万个订单来说(据报道：京东商城“双十一”在17个小时内订单量达到3100万件)，这种“车跟着人走、人找货”的方法，无疑会给分拣人员带来体力上的透支、或超出人的体力承受极限，因而降低货物分拣效率。

综上，在解决物流分拣问题上，台式搬运机器人和人工拣货台车各有优势，又各有不足，因此，迫切需要更优的解决方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种载人AGV拣货车系统和拣货方法，目的在于最大限度地发挥人和机器各自的优势，提高物流仓储分拣效率。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种载人AGV拣货车系统，包括至少一个载人AGV拣货车、中央控制系统和仓储货架，所述至少一个载人AGV拣货车通过无线网络与中央控制系统进行通讯，所述载人AGV拣货车带着人自动找到需要拣货的位置。

所述仓储货架为仓储散拣区的仓储货架，所述仓储散拣区为缩小包装数量以后的拣货区，该缩小包装数量以后的拣货区的货架高度便于拣货人员使用。

所述中央控制系统包括设置在载人AGV拣货车之外的调度服务器和设置在载人AGV拣货车内部的控制机构；载人AGV拣货车内部的控制机构通过无线网络与调度服务器相连接。

所述载人AGV拣货车包括AGV本体、载货支撑架以及安装在AGV本体上的驱动机构、导航机构和控制机构，该载人AGV拣货车还分别设置有拣货人员脚踏板、货物装载工作台以及操作提示台；所述控制机构通过无线网络与调度服务器相连接，所述控制机构通过有线方式与驱动机构、导航机构和操作提示台相连接。

所述的载人AGV拣货车分为前后两部分，前部分为AGV本体和货物装载工作台，后部分为拣货人员脚踏板；前后两部分中间靠近AGV本体尾部的两侧竖立设置有载货支撑架；所述的货物装载工作台垂直固装于所述载货支撑架上并在结合处设有直角支撑拉杆，该货物装载工作台与AGV本体相平行；所述操作提示台固装于载货支撑架的上方，该操作提示台包括电脑显示面板及货物识读设备；所述的导航机构固装在AGV本体上表面并与货物装载工作台的下表面间隔一定距离；所述导航机构包括激光导航、二维码导航、磁导行、无线导航或上述几种方式组合的混合导航方式；所述控制机构安装在AGV本体的下方。

所述拣货人员脚踏板安装在AGV本体的尾部并沿着水平方向平行于AGV本体；该拣货人员脚踏板为固定脚踏板或者为可升降脚踏板，所述可升降脚踏板设置有升降机构，所述升降机构为机械式升降机构或为液压式升降机构。

所述驱动机构包括前后两组随动轮机构和中间一组主动轮机构，每组随动轮机构或每组主动轮机构各包括两个分别安装在载人AGV拣货车两侧的随动轮或主动轮，具体为：设置在AGV本体下方且靠近AGV本体前端的随动轮机构、靠近AGV本体后端的主动轮机构、设置在脚踏板下方且靠近脚踏板后端的随动轮机构。

所述的主动轮机构包括电机、减速机、轴承座和主动轮，所述电机和减速机通过紧固装置相连接，所述轴承座通过两侧的轴承分别和减速机及主动轮相连接，所述轴承座通过顶部的紧固装置和AGV本体相连接。

一种载人AGV拣货车系统的拣货方法，包括以下步骤：

步骤一、载人AGV拣货车沿着AGV导航路径行驶至各个货位，该载人AGV拣货车的电脑显示面板提示从哪个位置取货、取多少件货物、取什么样的货物；

步骤二、跟车拣货人员按照电脑显示面板的提示在指定货位按照提示的数量和种类拣取货物；所述电脑显示面板提示的数量为一个订单的部分数量，或者为一个及一个以上多个订单的全部数量。

步骤三、跟车拣货人员将拣取的货物装载到该载人AGV拣货车的货物装载工作台上，然后用货物标识识读装置识读货物；

步骤四、被识读的货物标识自动传送到调度服务器，调度服务器更新当前电脑显示面板上该货物提货单的提货状态。

所述步骤二的一个订单的部分数量为：根据车子的容量、订单的大小，由多台车和人一趟或几趟车拼接一个大订单的拣货任务；所述步骤二的一个及一个以上多个订单的全部数量为：根据车子的容量、订单的和大小，每趟车和人拼一个或几个订单的全部数量；所述拼接一个大订单或一趟车拼几个订单的依据来自调度服务器根据车子的容量、订单的大小、订单日期和货物存放地点进行最佳路径的计算。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明克服了长期以来本领域技术人员的偏见，即“机器人只能载货不能载人”的偏见，创造性地采用了人机一体化的“载人AGV拣货车”，通过“车载人、人拣货”的设计方案，将机器人导航的优势、机器人搬运的优势、服务器“多拼一、一拼多、优化运算”的优势与人工拣货的优势充分融入到每个订单的货物分拣过程中，使得它们在最短时间范围内得到了最大的互补，从而有效提高了货物分拣效率。

2、本发明克服了长期以来电商仓储物流企业在仓储机器人应用上的瓶颈：“即机器人能做的事情有限”，“机器人只能拉来回回地搬运东西”、“机器人只是擅长搬运东西、而并不擅长从一大堆东西中辨认出其中一项。”通过载人AGV拣货车的使用，使得仓储机器人能做的事情不再仅仅是来来回回地搬运东西，通过“车载人”和“多拼一、一拼多”优化算法能够有效提高人工“挑拣货物”的效率，从而间接地为人工分拣人员提供几十倍于其双手和双脚劳动效率的工具：从Kiva台式机器人每趟车只抬一件货物，到本发明每趟车抬几十件货物，仓储机器人应用效率提高了几十倍。

附图说明

图1a为本发明实施例一的载人AGV拣货车主视图；

图1b为本发明施例一的载人AGV拣货车俯视图；

图1c为本发明施例一的载人AGV拣货车仰视图；

图1d为本发明施例一的载人AGV拣货车第一视角立体图；

图1e为本发明施例一的载人AGV拣货车第二视角立体图；

图2a为本发明实施例二的载人AGV拣货车主视图；

图2b为本发明施例二的载人AGV拣货车俯视图；

图2c为本发明施例二的载人AGV拣货车仰视图；

图2d为本发明施例二的载人AGV拣货车第一视角图；

图2e为本发明施例二的载人AGV拣货车第二视角图；

图3为本发明主动轮机构立体图；

图中：

1-1：AGV主体；1-2-1：主动轮机构；1-2-1-1：主动轮；1-2-1-2:减速机；1-2-1-3：电机；1-2-1-4：轴承座；1-2-1-4-1：紧固装置；1-2-1-4-2：弹簧；1-2-1-4-3：直线轴承；1-2-2：随动轮机构；1-3：激光雷达；1-4：控制机构；1-5：载货支撑架；1-6-1：固定脚踏板；1-7：货物装载工作台；1-8-1：电脑显示面板；1-8-2：货物识读装置；1-9：直角支撑拉杆；

2-1：AGV主体；2-2-1：主动轮机构；2-2-2：随动轮机构；2-3：激光雷达；2-4：控制机构；2-5：载货支撑架；2-6-1：可升降脚踏板；2-6-1-1：可升降脚踏板顶升机构；2-7：货物装载工作台；2-8-1：电脑显示面板；2-8-2：货物识读装置；2-9：直角支撑拉杆。

具体实施方式

本发明的设计原理如下：

a.仓储的分区：仓库一般分几个区，刚进来的大批量的货物通常还没拆包，都是整箱的，用叉车在堆垛区堆起来，能堆多高就堆多高，以提高空间利用率。但是淘宝有人下单的时候，要一件件出库，不可能从堆垛区去拆箱，而是从散拣区取货物的。散拣区的货物是已经打散的，而且货架不能太高，因为要方便拣货人员的使用。

当系统发现某些货物在散拣区已经太少时，就会下工单让叉车司机去把堆垛区的货取下来，拆开，放到散拣区，这道工序叫补货。

这种分区是为了解决这两个矛盾：①经济效率要求货物堆越高越好，充分利用空间；②拣货效率要求货物不能堆太高，要方便拣选。就好比电脑要分硬盘和内存，内存又要分随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。

b.仓储散拣区不适合机械爪。仓储散拣区是将整箱货物打散、缩小包装数量以后的货物存放区，由于各个厂家的产品不同，所以，打散以后的小包装尺寸不同。由于机器人机械爪一般适合相对固定形状的物品，而仓储散拣区的小包装形状和尺寸多变，机器人机械爪则无法发挥作用。

c.走出误区，发挥人之所长，补机器之短。人类在认识上常常存在一个误区，就是追求全自动仓储分拣系统，把“机器智能”推向极致，把人的知识、人的智能赋予机器，让机器代替人脑去工作，人可以“垂手而天下治”。但反思多年来能够走向应用的智能技术，却发现他们无一例外不是以人机交互的方式在开展工作，而全自动的智能技术却始终无法走向市场。如果一味地追求全自动仓储分拣系统而放弃了人工参与，就是舍本逐末。

D、本发明具有实施例一(如图1a、1b、1c、1d、1e所示)、实施例二(如图2a、2b、2c、2d、2e所示)。两个实施例的区别仅在于：实施例一的分拣货人员脚踏板为不可升降的固定脚踏板，适合于分拣人员拾取就近的货物；实施例二的分拣货人员脚踏板为可升降机构脚踏板，适合于分拣人员拾取高处的货物；

基于以上原理，本发明设计了一种载人AGV拣货车系统，具体结构为：包括至少一个载人AGV拣货车、中央控制系统、仓储货架，所述至少一个载人AGV拣货车通过无线网络与中央控制系统进行通讯，所述载人AGV拣货车带着人自动找到需要拣货的位置。

所述控制机构通过无线网络与调度服务器相连接，该控制机构通过有线方式与驱动机构、导航机构和操作提示台相连接。

所述仓储散拣区为缩小包装数量以后的拣货区，该缩小包装数量以后的拣货区货架的高度便于拣货人员使用。

所述中央控制系统包括设置在载人AGV拣货车之外的调度服务器和设置在载人AGV拣货车内部的控制机构；载人AGV拣货车内部的控制机构通过无线网络与调度服务器相连接。

本发明的载人AGV拣货车包括两个实施例：

实施例一

如图1a至图1e所示，所述载人AGV拣货车包括AGV本体1-1、安装在AGV本体上的驱动机构(驱动机构由主动轮机构1-2-1和随动轮机构1-2-2构成)、导航机构1-3、控制机构1-4、载货支撑架1-5。该载人AGV拣货车还分别设置有固定脚踏板1-6-1、货物装载工作台1-7、操作提示台(操作提示台由电脑显示面板1-8-1和货物识读装置1-8-2构成)和直角支撑拉杆1-9。所述控制机构1-4通过无线网络与调度服务器相连接，所述控制机构1-4通过有线方式与驱动机构(驱动机构由主动轮机构1-2-1和随动轮机构1-2-2构成)、导航机构1-3和操作提示台相连接(操作提示台由电脑显示面板1-8-1和货物识读装置1-8-2构成)。

如图1a、图1d、图1e所示，所述的载人AGV拣货车分为前后两部分，前部分为AGV本体1-1和货物装载工作台1-7，后部分为固定脚踏板1-6-1；前后两部分中间靠近AGV本体尾部的两侧竖立设置有载货支撑架1-5；所述的货物装载工作台1-7固装于所述载货支撑架上1-5上并在结合处设有直角支撑拉杆1-9，该货物装载工作台1-7与载货支撑架1-5相垂直并与AGV本体1-1相平行(如图1d、图1e所示)；所述操作提示台固装于载货支撑架1-5的上方，该操作提示台包括电脑显示面板1-8-1及货物识读设备1-8-2(如图1d、图1e所示)；所述的导航机构1-3固装在AGV本体1-1上表面并与货物装载工作台的下表面间隔一定距离(如图1a所示)；所述导航方式包括激光导航1-3、二维码导航、磁导行、无线导航等其他导航方式或混合导航方式；所述控制机构1-4安装在AGV本体1-1下方。

如图1a、图1b所示，所述固定脚踏板1-6-1固装在AGV本体1-1的尾部并沿着水平方向平行于AGV本体1-1；该固定脚踏板1-6-1不可升降。

如图1c所示，所述驱动机构包括前后两组随动轮机构1-2-2和中间一组主动轮机构1-2-1，每组随动轮机构或每组主动轮机构各包括两个分别安装在载人AGV拣货车两侧的随动轮或主动轮，具体为：如图1d、1e所示，设置在AGV本体1-1下方且靠近AGV本体前端的随动轮机构1-2-2、靠近AGV本体后端的主动轮机构1-2-1，如图1a所示，设置在脚踏板下方且靠近脚踏板后端的随动轮机构1-2-2。

如图3所示，所述的主动轮机构包括电机1-2-1-3、减速机1-2-1-2、轴承座1-2-1-4、主动轮1-2-1-1、电机1-2-1-3和减速机1-2-1-2通过紧固装置相连接、轴承座通过两侧的轴承分别和减速机和主动轮相连接,如图3、图1d、图1e所示，轴承座通过顶部的紧固装置1-2-1-4-1和AGV本体1-1相连接。

实施例二

如图2a至图2e所示，所述载人AGV拣货车包括AGV本体2-1、安装在AGV本体上的驱动机构(驱动机构由主动轮机构2-2-1和随动轮机构2-2-2构成)、导航机构2-3、控制机构2-4、载货支撑架2-5。该载人AGV拣货车还分别设置有可升降脚踏板2-6-1、货物装载工作台2-7、操作提示台(操作提示台由电脑显示面板2-8-1和货物识读装置2-8-2构成)和直角支撑拉杆2-9。所述控制机构2-4通过无线网络与调度服务器相连接，所述控制机构2-4通过有线方式与驱动机构(驱动机构由主动轮机构2-2-1和随动轮机构2-2-2构成)、导航机构2-3和操作提示台相连接(操作提示台由电脑显示面板2-8-1和货物识读装置2-8-2构成)。

实施例二与实施一的区别是：所述可升降脚踏板2-6-1上设置有可升降脚踏板顶升机构2-6-1-1(图2b)，所述升降机构2-6-1可以为机械式升降机构，也可以为液压式升降机构。其他部件的安装结构与实施例一完全相同，在此不再赘述。

一种基于载人AGV拣货车系统的拣货方法，包括以下步骤：

步骤一、载人AGV拣货车沿着AGV导航路径行驶至各个货位，该载人AGV拣货车的电脑显示面板会提示从哪个位置取货、取多少件货物、取什么样的货物；

步骤二、跟车拣货人员按照电脑显示面板的提示在指定货位按照提示的数量和种类拣取货物；所述电脑显示面板提示的数量为一个订单的部分数量，或一个及一个以上多个订单的全部数量。

在本步骤中，一个订单的部分数量具体为：根据车子的容量、订单的大小，由多台车和人一趟或几趟车拼接一个大订单的拣货任务；所述步骤二的一个及一个以上多个订单的全部数量，具体为：根据车子的容量、订单的和大小，每趟车和人拼一个或几个订单的全部数量；所述多趟车拼接一个大订单或一趟车拼几个订单的依据来自调度服务器根据车子的容量、订单的大小、订单日期和货物存放地点进行最佳路径的计算。

步骤三、跟车拣货人员将拣取的货物装载到该载人AGV拣货车的货物装载工作台上，然后用货物标识识读装置识读货物；

步骤四、被识读的货物标识自动传送到调度服务器，调度服务器更新当前电脑显示面板上该货物提货单的提货状态。

通过以上步骤，能够最大限度地发挥人和机器各自的优势，提高物流仓储分拣效率。

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。

Claims (10)

1.一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：包括至少一个载人AGV拣货车、中央控制系统和仓储货架，所述至少一个载人AGV拣货车通过无线网络与中央控制系统进行通讯，所述载人AGV拣货车带着人自动找到需要拣货的位置。

2.根据权利要求1所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述仓储货架为仓储散拣区的仓储货架，所述仓储散拣区为缩小包装数量以后的拣货区，该缩小包装数量以后的拣货区的货架高度便于拣货人员使用。

3.根据权利要求1所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述中央控制系统包括设置在载人AGV拣货车之外的调度服务器和设置在载人AGV拣货车内部的控制机构；载人AGV拣货车内部的控制机构通过无线网络与调度服务器相连接。

4.根据权利要求1所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：其特征在于：所述载人AGV拣货车包括AGV本体、载货支撑架以及安装在AGV本体上的驱动机构、导航机构和控制机构，该载人AGV拣货车还分别设置有拣货人员脚踏板、货物装载工作台以及操作提示台；所述控制机构通过无线网络与调度服务器相连接，所述控制机构通过有线方式与驱动机构、导航机构和操作提示台相连接。

5.根据权利要求4所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述的载人AGV拣货车分为前后两部分，前部分为AGV本体和货物装载工作台，后部分为拣货人员脚踏板；前后两部分中间靠近AGV本体尾部的两侧竖立设置有载货支撑架；所述的货物装载工作台垂直固装于所述载货支撑架上并在结合处设有直角支撑拉杆，该货物装载工作台与AGV本体相平行；所述操作提示台固装于载货支撑架的上方，该操作提示台包括电脑显示面板及货物识读设备；所述的导航机构固装在AGV本体上表面并与货物装载工作台的下表面间隔一定距离；所述导航机构包括激光导航、二维码导航、磁导行、无线导航或上述几种方式组合的混合导航方式；所述控制机构安装在AGV本体的下方。

6.根据权利要求4所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述拣货人员脚踏板安装在AGV本体的尾部并沿着水平方向平行于AGV本体；该拣货人员脚踏板为固定脚踏板或者为可升降脚踏板，所述可升降脚踏板设置有升降机构，所述升降机构为机械式升降机构或为液压式升降机构。

7.根据权利要求4所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述驱动机构包括前后两组随动轮机构和中间一组主动轮机构，每组随动轮机构或每组主动轮机构各包括两个分别安装在载人AGV拣货车两侧的随动轮或主动轮，具体为：设置在AGV本体下方且靠近AGV本体前端的随动轮机构、靠近AGV本体后端的主动轮机构、设置在脚踏板下方且靠近脚踏板后端的随动轮机构。

8.根据权利要求7所述的一种载人AGV拣货车系统，其特征在于：所述的主动轮机构包括电机、减速机、轴承座和主动轮，所述电机和减速机通过紧固装置相连接，所述轴承座通过两侧的轴承分别和减速机及主动轮相连接，所述轴承座通过顶部的紧固装置和AGV本体相连接。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述载人AGV拣货车系统的拣货方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、载人AGV拣货车沿着AGV导航路径行驶至各个货位，该载人AGV拣货车的电脑显示面板提示从哪个位置取货、取多少件货物、取什么样的货物；

步骤二、跟车拣货人员按照电脑显示面板的提示在指定货位按照提示的数量和种类拣取货物；所述电脑显示面板提示的数量为一个订单的部分数量，或者为一个及一个以上多个订单的全部数量。

步骤三、跟车拣货人员将拣取的货物装载到该载人AGV拣货车的货物装载工作台上，然后用货物标识识读装置识读货物；

步骤四、被识读的货物标识自动传送到调度服务器，调度服务器更新当前电脑显示面板上该货物提货单的提货状态。

10.根据权利要求9所述的一种载人AGV拣货车系统的拣货方法，其特征在于：所述步骤二的一个订单的部分数量为：根据车子的容量、订单的大小，由多台车和人一趟或几趟车拼接一个大订单的拣货任务；所述步骤二的一个及一个以上多个订单的全部数量为：根据车子的容量、订单的和大小，每趟车和人拼一个或几个订单的全部数量；所述拼接一个大订单或一趟车拼几个订单的依据来自调度服务器根据车子的容量、订单的大小、订单日期和货物存放地点进行最佳路径的计算。