CN108057628A - 一种智能仓储分拣车及其分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能仓储分拣车及其分拣方法，包括分拣平台、主控设备、分拣终端、人机交互端，所述的分拣平台包括车架、周转箱，所述的主控设备包括控制器、气泵、电源，所述的分拣终端包括传动机构、机械手、图像识别模块，所述的人机交互端包括显示器和开关。其主要优点表现为：利用图像识别技术，认知货物多种信息，机械手灵活多变，有效提高分拣效率，增大适用范围。

Description

一种智能仓储分拣车及其分拣方法

技术领域

本发明涉及仓储自动化技术领域，尤其是涉及一种智能仓储分拣车及其分拣方法。

背景技术

大型的自动化立体仓库是由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。

大型立体仓库占地面积大、工作电压电压高，不适用于小型的、家庭式的环境。

传统仓库，遵循“人到货”的模式，即由仓库管理员推着小车进入仓库，将货物按照一定的顺序、规律放置在对应的货架、对应的位置上。在这一过程中，货物的条形码、品名以及货架的编号等信息将作为仓库管理员对比的依据，可见其效率低、耗时多、易出错、人力成本高。

为了优化传统出入库的操作，自动化搬运机器人(AGV)应运而生，例如中国专利CN104991556A公开了一种智能仓储分拣站及其分拣方法，实行了“货到人”的模式，即由机器人进入仓库，寻找目标货架，取货完成后送到对应的分拣站完成出入库操作。这一过程采用一机一站的方式，存在机器人出入库切换时间和分拣工人等待时间长的问题。

同时，现有的立体仓储系统虽然已经实现自动化管理，但是很多机器只能在规定的、预设的路线上行驶。对于拿取的物品在大小、重量、尺寸都有要求，也不能对零星物品进行拿取。例如中国专利CN 106185145A公开了一种智能分拣仓储系统，由分发区、仓储区、调度控制系统、分拣机构以及若干智能小车组成，分拣的工作效率显著提高。但是其系统对于货架的大小、小车的路径都有严格要求，而已布局完成的传统仓库则很难实现。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种智能仓储分拣车及其分拣方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能仓储分拣车，包括分拣平台、主控设备、分拣终端、人机交互端，所述的分拣平台包括车架、周转箱，所述的主控设备包括控制器、气泵、电源，所述的分拣终端包括传动机构、机械手、图像识别模块，所述的人机交互端包括显示器和开关。

优选的，所述的车架包括安装板、车轮。所述的安装板用于固定控制器、气泵、电源，所述的车轮包括直线轮和转向轮，用于分拣车的整体移动。

优选的，所述周转箱用于暂时存放需要分拣的货物。

优选的，所述的主控设备包括西门子可编程控制器和步进电机驱动器。

优选的，所述的气泵为小型直流气泵，所述的电源为24V直流电源。

优选的，所述的传动机构由步进电机和滚珠丝杆组成，用于控制机械手在竖直平面内的运动，所述的滚珠丝杆之间通过螺丝垂直装配，所述的步进电机与滚珠丝杆同轴固定。

优选的，所述的机械手由四个真空吸盘、真空发生器、旋转机构组成。所述的真空吸盘通过气管连接真空发生器，所述的真空发生器通过气管连接气泵。所述的旋转机构由直流舵机构成，用于机械手在水平面的平移和旋转。

优选的，所述的图像识别模块为线性CCD传感器，通过信号线连接至可编程控制器。

优选的,所述的显示器具有触摸屏人机交互界面，通过电缆线连接至可编程控制器，用于整个智能仓储分拣车的手动和自动控制。所述的开关为断路器、手动开关和急停开关。

基于上述分拣车，本发明提供与上述分拣车对应的分拣方法是：一种智能仓储分拣方法，包括入库操作和出库操作。

其中入库操作包括以下步骤：

步骤a1,分拣员通过人机交互界面选定入库操作；

步骤a2，机械手移动到周转箱上方，搭载线性CCD传感器的图像识别模块自动捕获货物图像，进行信息提取，气泵通过真空发生器使真空吸盘吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤a3,机械手抓举货物移动到目标位置，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。入库过程中，系统记录所有操作信息，新建或更新入库清单，至此一个工作循环结束。

其中出库操作包括以下步骤：

步骤b1,分拣员通过人机交互界面选定出库操作；

步骤b2,机械手移动到目标货物的前方，搭载线性CCD传感器的图像识别模块自动捕获货物图像，进行信息确认，气泵通过真空发生器使真空吸盘吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤b3,机械手抓举货物移动到周转箱，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。出库过程中，系统记录所有操作信息，更新入库清单，至此一个工作循环结束。

优选的，步骤a1所述的入库操作还包括：系统通电，机械手、滚珠丝杆的量程校准、原点复位，等待分拣员将货物放置在周转箱内。

优选的，步骤a2所述的信息提取还包括：图像识别模块提取包括颜色、大小、形状、二维码、品名在内的信息后，通过与系统数据库比对，生成货物目标位置的程序代码，并上传至可编程控制器。若货物的关键信息无法提取，或者信息提取量太少，可由分拣员手动输入。若数据库没有比对信息，则需要新建目标位置的程序代码。

优选的，步骤b1所述的出库操作还包括：分拣员通过人机交互界面输入需要拿取的货物信息，系统根据提供的信息在数据库进行模糊查找，输出匹配清单，分拣员确认信息，生成货物目标位置的程序代码。

本发明的有益效果是：

本发明提供的分拣车搭载的人机交互界面，利用显示屏显示每次出入库的操作指令、货物信息，同时显示线性CCD传感器拍摄的画面，快速准确地指导分拣员进行操作；本发明所设的图像识别模块，可以认知货物多种信息，提高分拣效率，减小出错率；本发明所设分拣车，配以滑轮易搬运移动，量程范围也可根据货架大小定制，增广了设备的适用面。

附图说明

图1是本发明分拣车实施例的结构示意图；

图2是主控设备的立体图；

图3是传动机构的立体图；

图4是机械手的立体图；

图5是人机交互端的立体图；

图6是本发明一种实施例的电气结构框图。

图中标记：1-分拣平台；2-主控设备；3-分拣终端；4-人机交互端；5-车架；6-周转箱；7-安装板；8-车轮；9-控制器；10-气泵；11-电源；12-可编程控制器；13-步进电机驱动器；14-传动机构；15-机械手；16-图像识别模块；17-步进电机；18-丝杆；19-真空吸盘；20-真空发生器；21-旋转机构；22-显示器；23-开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

该实施例中，本发明一种智能仓储分拣车，包括：分拣平台1、主控设备2、分拣终端3、人机交互端4。如附图1所示，分拣平台1包括车架5、周转箱6。所述的车架5包括安装板7、车轮8。所述的安装板7用于固定控制器9、气泵10、电源11，所述的车轮8包括直线轮和转向轮。所述周转箱6用于暂时存放需要分拣的货物。分拣终端3包括传动机构14、机械手15、图像识别模块16。所述的图像识别模块16为线性CCD传感器，通过信号线连接至可编程控制器12。

如附图2所示，为主控设备2的立体图，本实施例中，主控设备2包括控制器9、气泵10、电源11。所述主控设备2包括西门子可编程控制器12和步进电机驱动器13。

如附图3所示，为传动机构14的立体图，本实施例中，传动机构3包括由步进电机17和滚珠丝杆18组成，用于控制机械手15在竖直平面内的运动，所述的滚珠丝杆18之间通过螺丝垂直装配，所述的步进电机17与滚珠丝杆18同轴固定。

如附图4所示，为机械手15的立体图，本实施例中，机械手15由四个真空吸盘19、真空发生器20、旋转机构21组成。所述的真空吸盘19通过气管连接真空发生器20，所述的真空发生器20通过气管连接气泵10。所述的旋转机构21由直流舵机构成，用于机械手15在水平面的平移和旋转。

如附图5所示，为人机交互端4的立体图，本实施例中，人机交互端4包括显示器22和开关23。所述的显示器22具有触摸屏人机交互界面，通过电缆线连接至可编程控制器12，用于整个智能仓储分拣车的手动和自动控制。所述的开关23为断路器、手动开关和急停开关。

基于上述各装置，本发明的自动化仓储分拣方法包括入库操作和出库操作两部分。

其中入库操作包括以下步骤：

步骤a1,分拣员通过人机交互界面选定入库操作；

步骤a2，机械手15移动到周转箱6上方，搭载性CCD传感器的图像识别模块16自动捕获货物图像，进行信息提取，气泵10通过真空发生器20使真空吸盘19吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤a3,机械手15抓举货物移动到目标位置，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。入库过程中，系统记录所有操作信息，新建或更新入库清单，至此一个工作循环结束。

其中出库操作包括以下步骤：

步骤b1,分拣员通过人机交互界面选定出库操作；

步骤b2,机械手15移动到目标货物的前方，搭载线性CCD传感器的图像识别模块16自动捕获货物图像，进行信息确认，气泵10通过真空发生器20使真空吸盘19吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤b3,机械手15抓举货物移动到周转箱6，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。出库过程中，系统记录所有操作信息，更新入库清单，至此一个工作循环结束。

本实施例中，还包括，步骤a1所述的入库操作还包括：系统通电，机械手15、滚珠丝杆18的量程校准、原点复位，等待分拣员将货物放置在周转箱6内。

本实施例中，还包括，步骤a2所述的信息提取还包括：图像识别模块16提取包括颜色、大小、形状、二维码、品名在内的信息后，通过与系统数据库比对，生成货物目标位置的程序代码，并上传至可编程控制器12。若货物的关键信息无法提取，或者信息提取量太少，可由分拣员手动输入。若数据库没有比对信息，则需要新建目标位置的程序代码。

本实施例中，还包括，步骤b1所述的出库操作还包括：分拣员通过人机交互界面输入需要拿取的货物信息，系统根据提供的信息在数据库进行模糊查找，输出匹配清单，分拣员确认信息，生成货物目标位置的程序代码。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当是为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能仓储分拣车，其特征在于，包括分拣平台、主控设备、分拣终端、人机交互端，所述的分拣平台包括车架、周转箱，所述的主控设备包括控制器、气泵、电源，所述的分拣终端包括传动机构、机械手、图像识别模块，所述的人机交互端包括显示器和开关。

2.根据权利要求1所述的一种智能仓储分拣车，其特征在于，所述的车架包括安装板、车轮。所述的安装板用于固定控制器、气泵、电源，所述的车轮包括直线轮和转向轮。所述周转箱用于暂时存放需要分拣的货物。所述的主控设备包括西门子可编程控制器和步进电机驱动器。所述的气泵为小型直流气泵，所述的电源为24V直流电源。所述的传动机构由步进电机和滚珠丝杆组成，用于控制机械手在竖直平面内的运动，所述的滚珠丝杆之间通过螺丝垂直装配，所述的步进电机与滚珠丝杆同轴固定。所述的机械手由四个真空吸盘、真空发生器、旋转机构组成。所述的真空吸盘通过气管连接真空发生器，所述的真空发生器通过气管连接气泵。所述的旋转机构由直流舵机构成，用于机械手在水平面的平移和旋转。所述的图像识别模块为线性CCD传感器，通过信号线连接至可编程控制器。所述的显示器具有触摸屏人机交互界面，通过电缆线连接至可编程控制器，用于整个智能仓储分拣车的手动和自动控制。所述的开关为断路器、手动开关和急停开关。

3.一种智能仓储分拣方法，其特征在于，包括入库操作和出库操作。

其中入库操作包括以下步骤：

步骤a1,分拣员通过人机交互界面选定入库操作；

步骤a2，机械手移动到周转箱上方，搭载线性CCD传感器的图像识别模块自动捕获货物图像，进行信息提取，气泵通过真空发生器使真空吸盘吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤a3,机械手抓举货物移动到目标位置，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。入库过程中，系统记录所有操作信息，新建或更新入库清单，至此一个工作循环结束。

其中出库操作包括以下步骤：

步骤b1,分拣员通过人机交互界面选定出库操作；

步骤b2,机械手移动到目标货物的前方，搭载线性CCD传感器的图像识别模块自动捕获货物图像，进行信息确认，气泵通过真空发生器使真空吸盘吸附在货物上，完成抓取操作；

步骤b3,机械手抓举货物移动到周转箱，完成放置操作，返回原点，等待下一指令。出库过程中，系统记录所有操作信息，更新入库清单，至此一个工作循环结束。

4.根据权利要求3所述的一种智能仓储分拣方法，其特征在于，步骤a1所述的入库操作还包括：系统通电，机械手、滚珠丝杆的量程校准、原点复位，等待分拣员将货物放置在周转箱内。

步骤a2所述的信息提取还包括：图像识别模块提取包括颜色、大小、形状、二维码、品名在内的信息后，通过与系统数据库比对，生成货物目标位置的程序代码，并上传至可编程控制器。若货物的关键信息无法提取，或者信息提取量太少，可由分拣员手动输入。若数据库没有比对信息，则需要新建目标位置的程序代码。

步骤b1所述的出库操作还包括：分拣员通过人机交互界面输入需要拿取的货物信息，系统根据提供的信息在数据库进行模糊查找，输出匹配清单，分拣员确认信息，生成货物目标位置的程序代码。