CN107720074A - 一种移动搬运机器人及货物转动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动搬运机器人及货物转运系统，移动搬运机器人包括移动底盘和运输货架，运输货架包括上身运输货架和出入货机构，上身运输货架采用框架式结构，其上部具有间隔设置有多个支架；出入货机构包括两个档杆，通过伸缩机构设置在上身运输货架上，且通过下压或松开伸缩机构使档杆向下缩回或向上伸出支架的顶面。本发明，移动底盘上的运输货架上设有两个可伸缩的档杆，在经过货物转运站时，通过货物转运站上的压舌带动伸缩机构向下运动继而将货物留在入货架上，或者自动挡住货物转运站上的货物，采用简单的机械结构，就可实现出、入库全自动化，结构简单，制造成本低。

Description

一种移动搬运机器人及货物转动系统

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种移动搬运机器人及货物转动系统。

背景技术

现阶段，大量的移动搬运机器人和智能系统被引入物流仓储拣选配送中心、转运中 心、物流仓库、生产车间等场合。此项应用，大大提高了工作效率，降低了人工成本。 但是，现有的智能移动搬运机器人存在以下问题：

(1)通过智能系统支配智能机器人，系统的安装和调试非常复杂，而且需要IT专家的外部支持，出错率高，不易实施,且浪费人力成本。

(2)需要在机器人上安装接受系统信号的接收器，执行动作的执行器，且通过机械手来装、卸货物，结构复杂，制造成本高。

由此可见，现有的智能移动搬运机器人存在结构复杂、人工和制造成本高以及不易 实施的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前的智能移动搬运机器人存在结构复杂、人工和制 造成本高以及不易实施的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种移动搬运机器人， 包括移动底盘以及设置在所述移动底盘上的运输货架，所述运输货架包括：

上身运输货架，采用框架式结构，所述上身运输货架的上部具有间隔设置的多个托 架，且托架之间的间隙与所述移动底盘的行驶方向一致；

出入货机构，包括垂直设置的两个档杆，两个所述档杆通过伸缩机构设置在所述上 身运输货架的后侧面上，且通过下压或松开所述伸缩机构使所述档杆向下缩回或向上伸 出所述托架的顶面。

在上述方案中，所述伸缩机构包括：

导向板，设置在相邻的两个所述托架上，且每个所述托架的上部和下部均设有两个 所述导向板，所述档杆分别穿设在同一个所述托架上的两个所述导向板内；

压轴，固定连接两个所述档杆；

弹簧，分别套设在两个所述档杆上，且位于所述压轴与所述压轴下方的所述导向板 之间。

在上述方案中，所述上身运输货架包括：

四个支腿，下端固定设置在所述移动底盘的顶面上，左右两个所述立柱分别通过肋 板连接；前后布置的两个肋板的中部分别设有两个间隔设置的支柱，前后对应的两个支柱和支腿的顶部分别通过托柱连接，从而形成托架。

在上述方案中，两个所述档杆的中部均固定设有挡环，所述压轴的两端分别与两个 所述档环固定。

在上述方案中，所述压轴的两端分别通过限位环与两个档杆固定连接，且所述压轴 为转动设置在所述限位环上的滚轴。

在上述方案中，所述移动底盘上设有：

避障传感器，设置在所述移动底盘的前进方向的一侧；

视觉传感器或电磁传感器，设置在所述移动底盘的底面，用于读取所述移动底盘移 动线路上的色带信息、磁条信息、二维码或矩阵码。

在上述方案中，所述移动底盘的后面设有停走传感器，并设置为：

移动底盘停止后，动作传感器检测到工作人员脚移动，发出启动指令。

在上述方案中，所述移动底盘的中部设有差动轮。

在上述方案中，所述上身运输货架上设有启动开关。

在上述方案中，所述上身运输货架上设有用于检测其上是否存在周转箱或货物的传 感器。

本发明还提供了一种货物转动系统，包括上述结构的移动搬运机器人和货物转动站，所述货物转动站包括：

入货货架，包括可供用来搬运货物的移动搬运机器人通过的左、右入货支架和多个 入货托架，所述入货托架沿左右方向相互平行间隔设置在所述左、右入货支架之间，所述左、右入货支架的后端伸出所述入货托架，且其上端通过入货水平横杆固定连接，所 述入货水平横杆的下端面设有多个用来抵住移动搬运机器人上的托运货物的入货档杆， 所述入货托架的后端与所述入货档杆固定，设置在中间的所述入货托架的底面设有压 舌；

出货货架，通过框架式的连接支架与所述入货支架固定连接，所述出货货架包括可 供用来搬运货物的移动搬运机器人通过的左、右出货支架和多个出货托架，所述出货托架沿左右方向相互平行间隔设置在所述左、右出货支架之间，所述左、右出货支架的后 端伸出所述出货托架，且其上端通过出货水平横杆固定连接，所述出货水平横杆的下端 面设有多个用来抵住货物的竖杆，所述出货托架的后端与所述竖杆固定。

在上述货物转动系统中，所述出货托架的高度高于用于搬运货物的移动搬运机器人 上的运输货架的高度；所述入货托架的高度低于用于搬运货物的移动搬运机器人上的运 输货架的高度。

本发明，移动底盘上的运输货架上设有两个可伸缩的档杆，在经过货物转运站时，通过货物转运站上的压舌带动伸缩机构向下运动继而将货物留在入货架上，或者自动挡住货物转运站上的货物，采用简单的机械结构，就可实现出、入库全自动化，结构简单， 制造成本低。

附图说明

图1为本发明中基于指令卡牌的物流或生产场所货物配送系统示意图；

图2为本发明中移动搬运机器人示意图；

图3为本发明中移动搬运机器人的出入货机构示意图；

图4为本发明中移动搬运机器人的移动底盘示意图；

图5为本发明中入货转运站示意图；

图6为本发明中压舌示意图；

图7为本发明中出货转运站示意图；

图8为本发明中出货托架示意图；

图9为本发明中出入货一体化双用转运站示意图；

图10为本发明中移动搬运机器人基于指令卡牌的动作命令学习方法卡片设置示意 图；

图11-25为本发明中不同指令卡牌的示意图；

图26为本发明中移动搬运机器人基于指令卡牌的动作命令学习方法流程图；

图27为本发明中移动搬运机器人基于平板显示卡牌的动作命令学习方法示意图；

图28为本发明中利用现有卡牌组合生成控制移动搬运机器人的新卡牌的方法流程 图。

具体实施方式

本发明提供了基于指令卡牌的物流或生产场所货物智能配送系统，以及与其配套使 用的移动搬运机器人、货物转运站和移动搬运机器人基于指令卡牌的动作指令学习方法、移动搬运机器人基于平板显示卡牌的动作指令学习方法、利用现有卡牌组合生成控 制移动搬运机器人的新卡牌的方法。本发明提供的方法和系统，无须中央控制计算机控 制移动搬运机器人的运行，可以快速部署实施，用户(工作人员，操作员)可以自己根 据需求对通过指令卡牌对进行修改，使用方便，对技术专家的信赖性低。移动搬运机器 人在经过货物转运站时，通过货物转运站上的压舌带动上身运输货架上的伸缩机构向下 运动继而将货物留在入货架上，或者自动挡住货物转运站上的货物，可实现出、入库全 自动化，结构简单，制造成本低。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详 细说明。

如图1所示，本发明应用于物流或生产场所货物智能拣选配送系统，该系统包括布置在物流或生产场所地面上的色带或磁条地标以及可沿色带或磁条地标运行的移动搬 运机器人，移动搬运机器人的数量不限于一个。移动搬运机器人上设有视觉传感器或电 磁传感器，视觉传感器可用于读取移动底盘移动线路上的色带信息，电磁传感器可感应 地面上的磁条信息。色带或磁条地标粘贴在物流或生产场所的地面上，构成移动搬运机 器人的行驶路径，利用视觉传感器或电磁传感器感应地面上的色带或磁条地标，使移动 搬运机器人沿色带或磁条地标自动行驶，运输货物。

物流或生产场所布置有货物存放区、货物入库区和货物出货区。其中，货物存放区设有多组固定货架701，货物放置在固定货架701上。两排固定货架之间的通道711以 及同排固定货架之间的通道710为拣选工作人员702的行走通道，拣选工作人员702只 在固定货架之间的通道710、711内行走。货物入库区设有入货转运站708，货物出货 区设有出货转运站707。

在固定货架的一侧设有拣选工作区709，拣选工作区709的地面上设有环形色带或磁条地标，该环形色带或磁条地标与每两排固定货架之间的通道711的相对处设有弧形 色带或磁条地标，弧形色带或磁条地标的两端分别与环形色带或磁条地标衔接。移动搬 运机器人703沿色带或磁条地标行驶，构成移动搬运机器人的拣选行驶路径712。拣选 工作区709分别通过入库工作区和出库工作区衔接，入库工作区713和出库工作区714 内也分别设有环形色带或磁条地标，分别构成移动搬运机器人的入库行驶路径713和入 库行驶路径714，入库行驶路径713和入库行驶路径714与拣选行驶路径712衔接，以 实现移动搬运机器人可沿入库行驶路径713、入库行驶路径714和拣选行驶路径712移 动，实现货物的入库、拣选和出库。

拣选行驶路径712的弧形色带或磁条地标上设有拣选转运站704，入库行驶路径713 在货物入库区708内设有入货转运站706，出库行驶路径714在货物出库区707内设有出货转运站705。

移动搬运机器人在拣选转运站704、入货转运站706和出货转运站705实现货物的入货和出货，即入货时，移动搬运机器人将其上的货物放置在相应的转运站上，出货时， 移动搬运机器人将相应转动站上的货物取下运输至其他转动站。

本实施例中，货物存放区分为左区和右区，货物入库区和货物出货区位于货物存放 区的同侧，并由一个凸字形的区域分隔开，该凸字形区域形成移动搬运机器人行驶的通道，对应于货物存放区、货物入库区和货物出货区，分别形成拣选行驶路径712、入库 行驶路径713和出库行驶路径714。

本发明的工作原理如下：

货物入库：

货物到达货物入库区708后，工作人员将货物取下并放置在入货转运站706上，移动搬运机器人路过入货转运站706，将其装载并沿入库行驶路径713行驶，然后在入库 行驶路径713与拣选行驶路径712的交汇处，驶入拣选行驶路径712，到达相应的拣选 转运站704后，将其卸载在拣选转运站704上，由工作人员取下，放置在固定货架上。

货物出库：

工作人员根据订单，在固定货架上取下货物并放置在最近的拣选转运站704上，移动搬运机器人拣选转运站704，并自动装载货物，然后沿拣选行驶路径712向出库区行 驶，到达出库行驶路径714与拣选行驶路径712的交汇处后，驶入出库行驶路径714， 并沿出库行驶路径714行驶，到达出货转运站705，将货物自动卸载在出货转运站705 上，由工作人员取下装车。

如图2、图3所示，本发明中的移动搬运机器人包括移动底盘502以及固定在移动底盘502顶面上的运输货架。运输货架包括上身运输货架和出入货机构。

上身运输货架采用框架式结构，包括固定在移动底盘502顶面上的四个支腿501，四个支腿501与移动底盘502的顶面垂直，上身运输货架的上部具有间隔设置有多个托 架。托架之间的间隙与移动底盘的行驶方向(前后方向)一致。

左右两个支腿501之间分别通过肋板固定连接，前后布置的两个肋板的中部分别设 有两个间隔设置的支柱，前后对应的两个支柱和支腿的顶部分别通过托柱506连接，从而形成4个托架。

出入货机构包括垂直设置的两个档杆504，两个档杆504通过伸缩机构设置在上身运输货架的后侧面上，通过下压或松开伸缩机构使档杆504向下缩回或向上伸出托架 (托柱506)的顶面。

伸缩机构包括引导档杆504上下移动的导向板509、压轴503和弹簧507。档杆504分别通过上下布置的两个导向板509设置在支柱的上部和下部，具体地，每个支柱的后 侧面的上部和下部分别设有一个导向板509，导向板509上设有导向孔，档杆504插入 到上下布置的两个导向板509上的导向孔内，并可沿导向孔上下移动。

压轴503的两端分别通过限位环与两个档杆504固定连接，且压轴503可相对于限位环转动，形成滚轴结构。限位环与下方的导向板509之间设有弹簧507。两个档杆504 的中部均固定设有挡环，

档杆504的顶端伸出拖柱，压动压轴，压轴带动两个档杆504克服弹簧的阻力向下运动，使两个档杆504的顶端的高度低于拖柱的高度，货物可从上身运输货架上转移到 货物转运站上。

如图4所示，本实施例中，移动底盘采用的是6轮移动底盘，中部设有两个差动轮105，左右各布置一个，可以实现零转弯半径旋转，前后分别设有从动轮107，对称设 置。

移动底盘上安装有3个主要传感器，包括避障传感器102、视觉传感器103和停走(Stop&Go)传感器111。避障传感器102可以为红外传感器、超声传感器或者激光传 感器，位于移动底盘的前面下部，用于检测前方的障碍，可主动停止避让障碍物，保持 前进的安全距离。视觉传感器103设置在移动底盘的底面，可以是摄像机或扫描器，通 过视觉传感器103读取贴在地面上的色带信息和二维码、矩阵码以及各种类型的条形码 等码块或者条码信息；还可以在移动底盘的底面设置电磁传感器，感应地面上的磁条信 息，如果视觉传感器103或电磁传感器找不到色带，将继续行驶一定的距离(譬如20 厘米)后自动停止行驶，然后显示报错的警示灯。停走(Stop&Go)传感器111在移动 底盘的后部，用于停止后重新启动移动搬运机器人，无需人工干预。具体实现方式是： 停走(Stop&Go)传感器111一旦检测工作人员的脚移动，系统就立即发出移动搬运机 器人启动信号，继续行驶。

移动搬运机器人采用充电电池供电，可自动充电或更换电池。电池盒设置在移动底 盘的后部，充电电池持续时间至少8小时，可以通过充电口连接外部电源进行充电，也可以更换新电池。电池盒上设有易于观察的指示灯。

移动搬运机器人的前面和后面分别设有指示灯108，可以通过闪烁来显示移动搬运 机器人左转、右转还是直行。移动搬运机器人的前方设有指示灯110，如果闪烁或者常亮代表了如下信息：

第一指示灯表明移动搬运机器人软件系统错误或硬件错误；

第二指示灯表明移动搬运机器人电池电量不足；

第三指示灯表明移动搬运机器人遇到障碍物；

第四指示灯表明移动搬运机器人有当前目标信息；

移动搬运机器人的后端设有启动开关，两侧设有急停按钮109。

上身运输货架上设有启动开关以及用于检测其上是否存在周转箱或货物的传感器。

移动搬运机器人通过上身运输货架与转运站的配合实现自动入货和出货。转运站包 括三种结构形式，单独的入货转运站、单独的出货转运站以及出入货一体化双用转运站， 入货转运站和出货转运站均可单独使用。

如图5所示，入货转运站包括入货货架以及固定在入货货架一侧的入货辅助货架。

入货货架包括左、右入货支架以及沿左右方向相互平行间隔设置的多个入货托架606，入货托架606的顶面上设有两个并排设置的滚轴。左、右入货支架之间组成可供 移动搬运机器人通过的通道，左、右入货支架的后端向上伸出，伸出端601的上端通过 入货水平横杆602固定连接，入货水平横杆602的下端面设有多个竖直的入货档杆605， 入货托架606的后端与入货档杆605固定，可通过入货档杆605将移动搬运机器人上身 运输货架上的货物抵挡在入货托架606的顶面上。入货托架606之间的间隙与移动搬运 机器人的上身运输货架上的托架相对应，移动搬运机器人的上身运输货架上的托架的高 度高于入货托架606的高度，各入货档杆605之间的间隙可供托架通过，避免阻碍移动 搬运机器人的正常运动，以保证移动搬运机器人可自由通过。

中间的入货托架606的底面上设有压舌607，压舌607可保证可将压轴下压，并使移动搬运机器人上的档杆504下移到上身运输货架的顶面以下，压舌607的外端部为弧 面，自前向后距地面高度逐渐降低，如图6所示。

入货辅助货架包括架体，架体的顶面上设有多个滚轴603，架体的顶面朝向入货货架方向向上倾斜，入货辅助货架的高度朝向入货货架方向逐渐升高。工作人员可将入货 辅助货架上的货物推到入货辅助货架上，并沿斜面滑动至入货辅助货架的另一端。入货 辅助货架远离入货货架的一端的顶面设有限位板，防止货物从入货辅助货架上滑出。

使用时，当移动搬运机器人经过入货货架时，由于托架606的高度低于移动搬运机器人的托架的高度，移动搬运机器人通过托架托举货物在托架606的上方前进，此时各 托架606和入货档杆605以及档杆504之间相互交错，压舌607的端部与压轴接触，由 于压舌607的端面为弧形状，在移动搬运机器人行进的过程中，压舌607逐渐下压移动 搬运机器人的上身运输货架上的压轴503，于是压轴503带动档杆504向下移动，并向 下缩回到上身运输货架的顶面以下，使档杆504不再抵挡在货物的一端，移动搬运机器 人继续前进，入货档杆605抵挡货物并将其留在托架606上，上身运输货架上的货物转 移到托架606上，并被入货档杆605挡住，完成一次入货。

如图7所示，出货转运站包括出货货架以及设置在出货货架一侧的出货辅助货架。

出货货架包括左、右出货支架以及沿左右方向相互平行间隔设置的多个出货托架612，出货托架612上设有滚轴，如图8所示。左、右出货支架之间组成可供移动搬运 机器人通过的通道，左、右出货支架的后端向上伸出，伸出端的上端通过出货水平横杆 固定连接，出货水平横杆的下端面设有多个竖直的竖杆，出货托架612的后端与竖杆固 定，竖杆防止货物从出货货架612上脱出。出货托架612之间的间隙与移动搬运机器人 的上身运输货架上的托架相对应，移动搬运机器人的上身运输货架上的托架的高度低于 出货托架612的高度，各竖杆之间的间隙可供托架通过，避免阻碍移动搬运机器人的正 常运动，以保证移动搬运机器人可自由通过。

出货辅助货架包括出货架体，出货架体的顶面上设有多个滚轴，出货辅助货架的顶 面朝向出货货架方向向下倾斜。工作人员可将出货辅助货架上的货物沿斜面推到出货货 架上。

使用时，当移动搬运机器人经过出货货架时，由于出货托架的高度高于移动搬运机 器人的托架的高度，移动搬运机器人通过托架托举货物在托架的下方前进，此时各出货托架和竖杆以及档杆504之间相互交错，移动搬运机器人向前运动过程中，档杆带动出 货货架上的货物跟随移动搬运机器人运动，从而使货物从出货托架移动到移动搬运机器 人的上身运输货架上，完成一次出货。

如图9所示，出入货一体化双用转运站由前后布置的出货转运站和入货转运站组成。出货转运站和入货转运站采用的是上述结构的出货转运站和入货转运站，并且二者 之间通过一个框架式的连接支架固定连接。

本发明，在移动底盘上设置运输货架，运输货架上设有两个档杆，可通过档杆将出货架上的货物取走，同时档杆还连接设有伸缩机构，可在入货架上设置可触发该伸缩机 构的压舌，在运输货架经过出货架时，通过压舌带动伸缩机构向下运动继而将货物留在 入货架上，采用简单的机械结构，就可实现出、入库全自动化，结构简单，制造成本低， 非常值得推广和使用。

本发明中，移动搬运机器人的自动运行不需要中央控制计算机，其控制方式是从卡 牌游戏中得到的启发，移动搬运机器人可通过多种不同的指令卡牌或不同指令卡牌的组 合进行指令学习，并获得相应的动作命令，用户可以非常容易的使用指令卡牌对移动搬运机器人下发动作命令和给予特定的信息。本发明主要包括以下几个方面。

一、基于指令卡牌的物流或生产场所货物配送系统。

该系统包括：

色带或磁条地标，设置在物流或生产场所的地面上，作为移动搬运机器人自动运行 的行驶路线。

移动搬运机器人，其底盘上设有电磁传感器，利用电磁传感器感应地面色带或磁条 地标并可沿色带或磁条地标运行实现自动行驶。

指令卡牌，每个指令卡牌上分别设有与其唯一对应的卡牌编码，以及与卡牌编码相 对应的识别码。

移动搬运机器人的控制系统中保存有卡牌编码与动作命令的对应表。

指令卡牌粘贴在色带或磁条地标旁边的地面上，移动搬运机器人通过扫描指令卡牌 上的卡牌编码获得动作命令。

具体地，移动搬运机器人的底盘上设有扫描器，移动搬运机器人沿色带或磁条地标 自动运行，在经过指令卡牌时，通过扫描器读取指令卡牌上的识别码，该识别码可以是条形码、二维码或矩阵码，利用识别码获得卡牌编码并通过查找卡牌编码与动作命令对 应表获得相应的动作命令，然后根据动作命令执行相应的动作。

如图10所示的一种具体实施例中，设置在场地上的色带或磁条地标包括一条直线色带302或直线磁条和与其中部衔接的一条弧形分支305，直线色带302或直线磁条和 弧形分支305构成移动搬运机器人301的行驶路线，可以通过在直线色带302或直线磁 条与弧形分支的交汇点前方设置指令卡牌控制移动搬运机器人301选择交汇点之后的 行驶路线，如继续沿直线行驶或者转弯沿弧形分支305行驶。

其中303为导航卡牌，譬如，可以通知移动搬运机器人是向右拐还是直行，同时也可以告诉移动搬运机器人这里是分岔路。其中304，305为位置信息同时也可以为移动 搬运机器人停止指令卡牌，移动搬运机器人运行到该卡牌上按照卡牌上的指示，譬如停 止30秒，60秒，或者直接停止并等待工作人员通过移动搬运机器人的后方停和走(Stop &Go)传感器，人传感器检测工作人员脚的移动，后提供机的器人启动信号，机器继续 运行。

例如：在交汇点前方的色带或磁条地标旁边的地面上粘贴右转弯卡牌303，则移动搬运机器人301行驶到此处时，自动扫描右转弯卡牌303，获得右转弯动作命令，于是 移动搬运机器人301经过交汇点之后，就会右转弯驶入弧形分支305。如果没有设置右 转弯卡牌303，则移动搬运机器人301经过交汇点之后继续沿直线行驶。

可以在直线色带302或直线磁条的终点处和弧形分支305的终点处分别粘贴有停止 卡牌304，移动搬运机器人301行驶到终点时，通过扫描停止卡牌304，获得停止运行 指令，于是移动搬运机器人停止在终点。

以上介绍的是最简单的一种应用方式，对于复杂的行驶路线或者控制方式，可以采 用多个卡牌组合的方式进行控制。

例如：将减速卡牌和转弯卡牌依次放置，则移动搬运机器人会以较慢的速度进行转 弯。进入直线后，还可以再通过设置加速卡牌进行加速行驶。

在本发明中，指令卡牌采用所见即所得设计，无需用户(工作人员，操作员)的编程知识。为了让用户方便整理卡牌，使用了扑克牌的四种花色作为归纳的整理的标识。 沿色带路径粘合的卡牌，用以向移动搬运机器人提供有关路径布局，目标点和动作命令 的信息。同时卡牌上有图表和文字说明，方便用户理解卡牌的意义。指令卡牌可以有以 下几类：

(1)在路径点上的导航、定位和动作命令卡牌。

此类指令卡牌花色为钻石，用于设置路径布局，目标点和操作命令，

譬如：设置向左转，向右转等的导航指令卡牌，设置停靠点(直到工作人员给予指令才能继续前进)的定位指令卡牌，设置停止特定时间(譬如停止一分钟)的动作命令 卡牌。

如图11所示，其中202为对于每个类型卡片对应的唯一二维码，呈条状排列。203为指示箭头，代表了该卡牌粘贴在地面上的方向，即该方向对着地面上的色带粘贴的方向。204为卡牌号的唯一编号，譬如D代表钻石花色代表的类别，00001代表了该卡牌 在该类别里面的子编号。205为卡牌简要的文字说明，也是卡牌名，用户可以自己定义，206为该卡牌的图标表示，便于用户一目了然地理解该卡牌代表的意义。207为类似扑 克牌的花色图标，便于用户对于卡牌整理归纳。208为卡牌进一步的具体的说明，譬如 目标ID1。209为使用该卡牌的公司名称，使用该卡牌的具体仓库或者工厂编号，这样 保证不会混淆，因为有些公司在不同的特定仓库或者工厂里面有特殊定义的卡牌。

图12所示的指令卡牌，表示在该位置停留30秒。

图13所示的指令卡牌，表示在行驶速度加倍。

图14所示的指令卡牌，表示在该位置右转。

图15所示的指令卡牌，表示在该位置左转。

(2)移动搬运机器人自学习卡牌。

花色为梅花，通过卡牌的设置，可以让移动搬运机器人学习整个场地的环境信息等， 例如转动站的位置、数量等。

如图16所示的指令卡牌，表示该场所具有18个转动站。

如图17所示的指令卡牌，表示移动搬运机器人将停留在场Nr1转动站。

(3)移动搬运机器人设置卡牌。

花色为红心，用于设置或调整移动搬运机器人行驶速度，转弯速度，加速度，减速度，进入自动转运站的速度以及停留时间，或者功能使能等。譬如，可以指定移动搬运 机器人打开或关闭相应的功能，指定移动搬运机器人充电的阀值，是否开启报警提升铃 声，以及其他一系列移动搬运机器人设置指令。

如图18所示的指令卡牌，表示行驶速度为0.8米/秒。

如图19所示的指令卡牌，表示加速度为1米/秒平方(1m/s2)。

如图20所示的指令卡牌，表示关闭警报声。

如图21所示的指令卡牌，表示命令开始。

如图22所示的指令卡牌，表示命令结束。

(4)模式设置卡牌。

花色为黑桃，用于设置移动搬运机器人在不同的应用场景下的运行模式，譬如仓储 物流模式，生产物流模式，质量检测的模式等的运行参数，包括此模式下的行驶速度、转弯速度等。

如图23所示的指令卡牌，表示仓储物流模式，当移动搬运机器人读取该卡牌后，移动搬运机器人将进入物流仓储应用模式，一系列的速度，报错，停留的设置将被指派 给该移动搬运机器人。

(5)其他特殊设置卡牌。

花色为小丑牌，例如：回复初始状态，清空学习内容等。

如图24所示的指令卡牌，表示回复初始状态。

如图25所示的指令卡牌，表示清空学习内容。

沿色带路径粘合的指令卡牌，也可以通过组合的形式提供移动搬运机器人的命令。 譬如使用乘以2卡牌，在停留卡牌的后面，这样移动搬运机器人停留在指定地点上的时间会变成2倍长。

当移动搬运机器人读取或学习指令卡牌时，移动搬运机器人会自动降速，同时信号 指示灯会亮起，通知工作人员，移动搬运机器人正在正确的读取和学习指令，如果发生错误，移动搬运机器人的错误报警指示灯会亮起提示工作人员。

基于指令卡牌的物流或生产场所货物智能配送系统，通过指令卡牌或者卡牌组合就 可以对移动搬运机器人下达动作命令，快速部署移动搬运机器人的运行路线以及运行模 式，无须复杂的中央控制系统，工作人员就可以轻松实现。并且，工作人员可以通过设置指令卡牌对现有移动搬运机器人的工作地图进行描述、设置和优化，从而获得最佳的 路线规划。

二、移动搬运机器人基于指令卡牌的动作命令学习方法。

现有的移动搬运机器人，通常都是基于中央控制系统下发的动作命令实现自动运行，而本发明基于指令卡牌的物流或生产场所货物智能配送系统，提出了一种移动搬运 机器人基于指令卡牌的动作命令学习方法，不需要通过中央控制系统下发的动作命令， 移动搬运机器人可以通过指令卡牌或指令卡牌的组合学习动作命令，进而按照学习到的 动作命令自动运行。

该方法可以在移动搬运机器人运行过程中完成，也可以先进行学习，然后自动运行。 如图10、图26所示，该方法包括以下步骤：

根据移动搬运机器人将要实现的动作，选择出相应的指令卡牌或者指令卡牌的组合，并将这些控制移动机器运行的指令卡牌按顺序放置在移动搬运机器人的运行路线 上；

移动搬运机器人行驶路过摆放的全部指令卡牌，并在行驶过程中按顺序依次扫描获 取每一张指令卡牌的卡牌编码；

每获取一个卡牌编码后，根据卡牌编码与动作命令对照表得到当前指令卡牌对应的 一条动作命令，并按顺序保存在移动搬运机器人的控制系统中的存储器内；

读取完所有的指令卡牌后，按先后顺序依次从存储器中取出动作命令并执行相应的 动作。

其中，移动搬运机器人读取的第一张指令卡牌为开始卡牌，最后一张指令卡牌为结 束卡牌。

举例如下：

按顺序摆放如下卡牌：

命令开始-速度0.8米/秒-停Nr1转运站-停止30秒-速度1.5米/秒-停Nr2转运站 -关闭警报声-命令结束。

移动搬运机器人依次扫描上述卡牌，学习卡牌上的指令。

学习完成后，移动搬运机器人获得如下指令，以0.8米/秒的速度行驶，并进入Nr1转运站，在Nr1转运站停止30秒，然后以1.5米/秒的速度行驶，并进行Nr2转运站， 关闭警报声并停止在Nr2转运站。

这种通过卡牌学习的方式获取运行指令，可以很方便地随时进行修改而无须修改程 序，非常方便布置实施和系统调试。

三、移动搬运机器人基于平板显示卡牌的动作命令学习方法。

上述移动搬运机器人基于指令卡牌的动作命令学习方法，需要多种指令卡牌组合摆 放，非常不方便，而且容易出错。为此，本发明提出了一种改进的方法，即移动搬运机 器人基于平板显示卡牌的动作命令学习方法，利用平板电脑切换指令卡牌的方式学习动 作命令。如图27所示，该方法包括以下步骤：

根据移动搬运机器人所要完成的动作，在平板电脑的指令卡牌库中选择出所需要的 指令卡牌，并按先后顺序排序；

将移动搬运机器人上的扫描器对准平板电脑，利用平板电脑依次播放所选择的指令 卡牌图片，移动搬运机器人依次扫描并获取每一张指令卡牌的卡牌编码；

每获取一个卡牌编码后，根据卡牌编码与动作命令对照表得到当前指令卡牌对应的 一条动作命令，并按顺序保存在移动搬运机器人的控制系统中的存储器内；

读取完所有的指令卡牌后，按先后顺序依次从存储器中取出保存的动作命令并执行 相应的动作。

平板电脑用于指令卡牌的选择、排序和播放。其中，平板电脑的显示区分为三个部分。

中间为大屏显示播放区，显示一张指令卡牌或进行连续播放。

右侧区为指令卡牌库，显示指令卡牌库中的所人指令卡牌的缩略图，供用户选择。

下方区为排序区，横向显示用户选择的指令卡牌的缩略图，并可以拖动改变顺序。

使用时，用户从右侧区的指令卡牌库中点选指令卡牌，选择好的指令卡牌显示在中 间显示播放区，并同时加入到下方的排序区内。

选择完成后，点击播放按钮，则排序区内的指令卡牌按照选择的先后顺序依次在显 示播放区播放。

用户可以在排序区内通过拖动的方式改变指令卡牌的顺序，进行调整或调试。

四、利用现有卡牌的组合生成新卡牌的方法。

在实际应用中，现有控制移动搬运机器人动作的指令卡牌有时无法满足用户的需求，而制作新的指令卡牌又比较复杂，而且有时新的指令卡牌也可能只是一次性使用， 为避免浪费，提高效率，本发明提出了一种利用现有卡牌组合生成控制移动搬运机器人 的新卡牌的方法，如图28所示，该方法包括以下步骤：

步骤1401：根据新的动作命令选择出可以组合实现该动作的多张现有指令卡牌；

步骤1402：移动搬运机器人首先读取命令开始卡牌；

步骤1403：按顺序依次读取现有指令卡牌，每获取一个卡牌编码后，根据卡牌编码与动作命令对照表得到当前指令卡牌对应的一条动作命令，并按顺序保存；

步骤1404：移动搬运机器人读取完现有指令卡牌后，再读取一张空白的指令卡牌，获得卡牌编号；

步骤1405：读取命令结束卡牌；

步骤1406：按先后顺序依次将保存的每一条动作命令取出并组合成一个新动作命令，将该新动作命令与卡牌编号添加到卡牌编码与动作命令对照表中。

这样，此空白的指令卡牌就具有了现有组合卡牌所具有的功能。

可以在此新指令卡牌上标记上动作命令内容。

本发明的有益效果在于：

(1)整个统不需要集成到一个整体的IT管理系统中，可以独立布署，避免了大量系统集成费用支出。并且可以快速的、柔性的根据需要修改行驶线路而不需要复杂的安 装和准备。系统非常灵活，可根据具体需求定制并在需要时改变。

(2)该系统可立即实施(Plug&Work/Plug&Play)，不需要架设无线局域网(WLAN)或中央控制电脑以及调度和控制软件。

(3)该系统操作直观，用户不需要训练或特殊培训。

(4)创新的所见即所得的卡牌设计，无需用户(工作人员，操作员)的编程知识。 为了让用户方便整理卡牌，使用了扑克牌的四种花色作为归纳的整理的标识。同时卡牌 上有图表和文字说明，方便用户理解卡牌的意义。

(5)卡牌有无限组合，用户(工作人员，操作员)可以自己根据需求对通过卡牌 对移动搬运机器人系统进行修改。

(6)用户可以通过旧的卡牌的组合新定义卡牌，无需升级移动搬运机器人的内部软件，移动搬运机器人就可以学习新的模式和指令。

(7)卡牌沿长度方向具有一串码相同的码条，可以保证移动搬运机器人读取到码条，而且在卡牌导航行驶模式下，可以保证移动搬运机器人精准的停止在最后一个码上。

(8)本发明提出的移动搬运机器人上身支架和转运站，都为简单的纯机械结构，没有辅助电气或气动消耗，不需要进行电路布线，免维护。

(9)使用低功耗的电子墨水屏平板或者普通平板可以动态的显示的读取支持，这样可以动态的给定卡牌，更加方便用户操作。

(10)用户(工作人员，操作员)可以自己快速通过卡牌的使用更改行驶路线和停靠点，无需外部支持。可以很容易地修改或适配移动搬运机器人的行驶线路和停靠点。 轻松地添加和移除转运站，接货位置，上货位置。

(11)移动搬运机器人可以自动感知上身支架的托盘上是否有周转箱，通过安装在特殊设计的上身支架的传感器(譬如，光电传感器)进行识别。同时移动搬运机器人上 的上身支架的另一个传感器(譬如，光电传感器)可以判断转运站上是否有周转箱。

(12)三种支架之间有互相配合的巧妙设计，其中移动搬运机器人的上身支架高度， 高于入货转运站的支架的L型支架底部高度，并低于出货转运站L型支架底部高度。移动搬运机器人的上身支架和入货和出货转运站的L型支架底部的平面位置依次交叉，互 不干涉。

(13)特殊设计的停和走(Stop&Go)传感器可以提高工作效率。停和走(Stop &Go)传感器在移动搬运机器人的后侧面上，移动搬运机器人停止后，可以通过停和走 (Stop&Go)传感器重新启动移动搬运机器人，无需人工干预。实现方式为：停和走(Stop &Go)传感器一旦检测脚的移动，就立即提供移动搬运机器人启动信号，机器就可以继 续行驶。

(14)移动搬运机器人上的支架还提供按钮，用户不需要弯腰按位于移动搬运机器人上的按钮。

(15)转运站有几种设计，单独的入货转运站，单独的出货转运站，出入货一体转运站，还有双层或者多层的转运站设计。转运站同时可以搭配滚轮，可以通过坡度的重 力加速度实现自动上下货，提供存储效率。

(16)场地划分为拣货工作人员工作通道，移动搬运机器人专用移动通道，工作人员和移动搬运机器人在不同的通道工作，既保证安全性又可以保证移动搬运机器人高速移动。移动搬运机器人不进入人取货的道里面，移动搬运机器人的行驶路径简单单一。 通过转运站的使用，移动搬运机器人可以自动的从转运站上取周转箱，而且转运站上可 以支持存取多个周转箱，大大提高了效率。

本发明，移动底盘上的运输货架上设有两个可伸缩的档杆，在经过货物转运站时，通过货物转运站上的压舌带动伸缩机构向下运动继而将货物留在入货架上，或者自动挡住货物转运站上的货物，采用简单的机械结构，就可实现出、入库全自动化，结构简单， 制造成本低。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构 变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种移动搬运机器人，包括移动底盘以及设置在所述移动底盘上的运输货架，其特征在于，所述运输货架包括：

上身运输货架，采用框架式结构，所述上身运输货架的上部具有间隔设置的多个托架，且托架之间的间隙与所述移动底盘的行驶方向一致；

出入货机构，包括垂直设置的两个档杆，两个所述档杆通过伸缩机构设置在所述上身运输货架的后侧面上，且通过下压或松开所述伸缩机构使所述档杆向下缩回或向上伸出所述托架的顶面。

2.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括：

导向板，设置在相邻的两个所述托架上，且每个所述托架的上部和下部均设有两个所述导向板，所述档杆分别穿设在同一个所述托架上的两个所述导向板内；

压轴，固定连接两个所述档杆；

弹簧，分别套设在两个所述档杆上，且位于所述压轴与所述压轴下方的所述导向板之间。

3.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述上身运输货架包括：

四个支腿，下端固定设置在所述移动底盘的顶面上，左右两个所述立柱分别通过肋板连接；前后布置的两个肋板的中部分别设有两个间隔设置的支柱，前后对应的两个支柱和支腿的顶部分别通过托柱连接，从而形成托架。

4.如权利要求2所述的移动搬运机器人，其特征在于，两个所述档杆的中部均固定设有挡环，所述压轴的两端分别与两个所述档环固定。

5.如权利要求2所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述压轴的两端分别通过限位环与两个档杆固定连接，且所述压轴为转动设置在所述限位环上的滚轴。

6.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述移动底盘上设有：

避障传感器，设置在所述移动底盘的前进方向的一侧；

视觉传感器或电磁传感器，设置在所述移动底盘的底面，用于读取所述移动底盘移动线路上的色带信息、磁条信息、二维码或矩阵码。

7.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述移动底盘的后面设有停走传感器，并设置为：

移动底盘停止后，动作传感器检测到工作人员脚移动，发出启动指令。

8.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述移动底盘的中部设有差动轮。

9.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述上身运输货架上设有启动开关。

10.如权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述上身运输货架上设有用于检测其上是否存在周转箱或货物的传感器。

11.一种货物转动系统，其特征在于，包括如权利要求1-10项任一项所述的移动搬运机器人和货物转动站，所述货物转动站包括：

入货货架，包括可供用来搬运货物的移动搬运机器人通过的左、右入货支架和多个入货托架，所述入货托架沿左右方向相互平行间隔设置在所述左、右入货支架之间，所述左、右入货支架的后端伸出所述入货托架，且其上端通过入货水平横杆固定连接，所述入货水平横杆的下端面设有多个用来抵住移动搬运机器人上的托运货物的入货档杆，所述入货托架的后端与所述入货档杆固定，设置在中间的所述入货托架的底面设有压舌；

出货货架，通过框架式的连接支架与所述入货支架固定连接，所述出货货架包括可供用来搬运货物的移动搬运机器人通过的左、右出货支架和多个出货托架，所述出货托架沿左右方向相互平行间隔设置在所述左、右出货支架之间，所述左、右出货支架的后端伸出所述出货托架，且其上端通过出货水平横杆固定连接，所述出货水平横杆的下端面设有多个用来抵住货物的竖杆，所述出货托架的后端与所述竖杆固定。

12.如权利要求11所述的货物转动系统，其特征在于，

所述出货托架的高度高于用于搬运货物的移动搬运机器人上的运输货架的高度；

所述入货托架的高度低于用于搬运货物的移动搬运机器人上的运输货架的高度。