CN109573439B - 搬运机器人、货架、仓储系统以及搬运货架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种搬运机器人、货架、仓储系统以及搬运货架的方法。所述搬运机器人包括：轮廓传感器，所述轮廓传感器的检测面朝上，所述轮廓传感器用于当所述轮廓传感器在货架下方时，感测所述货架底部的支撑构件的轮廓；以及处理单元，其设置在所述搬运机器人上，用于根据所述支撑构件的轮廓控制所述搬运机器人与所述货架耦接，以搬运所述货架。本发明利用搬运机器人上设置的轮廓传感器来识别货架的支撑构件的轮廓，可以使搬运机器人与货架对准，避免两者在耦接时发生错误操作，从而实现仓储系统的自动化和智能化。

Description

搬运机器人、货架、仓储系统以及搬运货架的方法

技术领域

本发明涉及仓储的自动化和智能化技术领域，具体地说，涉及一种仓储系统。

背景技术

在电子商务仓库、物流仓库、机场行李系统、医院药房、现代化工厂等场所越来越多地使用自动化和智能化的仓储系统来完成物品的拣选、搬运、存储等。自动化和智能化的仓储系统相比于传统的依赖人工的仓储体系具有响应时间短、库内和出入库的作业效率高、以及准确性高等优点，非常适用于物品库存操作频率高、品类繁多、数量庞大的应用场所，因此受到越来越多的欢迎。

但是，自动化和智能化的系统容易受到错误操作的影响，例如当系统中的装置偏离其预期操作位置时，可能会引入错误。因此，如何使系统中的各个装置在预定规则下准确地完成预期操作是自动化和智能化的系统的关键。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种搬运机器人、货架以及包括两者的仓储系统，通过搬运机器人的轮廓传感器来识别货架的支撑构件的轮廓，可以使搬运机器人与货架对准。

根据本发明一方面，提供了一种搬运机器人，包括：轮廓传感器，所述轮廓传感器的检测面朝上，所述轮廓传感器用于当所述轮廓传感器在货架下方时，感测所述货架底部的支撑构件的轮廓；以及处理单元，其设置在所述搬运机器人上，用于根据所述支撑构件的轮廓控制所述搬运机器人与所述货架耦接，以搬运所述货架。

示例性地，所述处理单元具体用于根据所述支撑构件的轮廓计算所述货架的中心与所述搬运机器人的中心之间的距离，并根据所述距离调整所述搬运机器人的位置。

示例性地，所述搬运机器人还包括位置传感器，所述位置传感器用于感测工作空间内设置的标记，所述搬运机器人根据所述标记进行定位。

示例性地，所述处理单元还用于计算所述支撑构件的轮廓的方向性，以判断所述货架的方向。

示例性地，所述轮廓传感器还用于感测所述货架底部的方向标识，所述处理单元用于根据所述方向标识判断所述货架的方向。

示例性地，所述搬运机器人上还设置有标识方向传感器，所述标识方向传感器用于感测所述货架上的方向标识，所述处理单元还用于根据所述标识方向传感器的检测结果判断所述货架的方向。

示例性地，所述标识方向传感器包括设置在所述搬运机器人的顶部的第一标识方向传感器，所述方向标识包括反光构件和/或RFID标签，所述第一标识方向传感器能够感测所述反光构件和/或RFID标签。

示例性地，所述标识方向传感器包括设置在所述搬运机器人的侧面的第二标识方向传感器，所述方向标识包括方向性图案、反光构件和/或RFID标签，所述第二标识方向传感器能够感测所述方向性图案、反光构件和/或RFID标签。

示例性地，所述第二标识方向传感器能够感测不同的反光构件之间的颜色和/或光反射强度之间的差异，所述处理单元具体用于根据所述差异确定所述货架的方向。

示例性地，所述第二标识方向传感器包括能够感测所述反光构件的测距传感器。

示例性地，所述第二标识方向传感器包括RFID读取传感器。

示例性地，所述搬运机器人上还设置有轮廓方向传感器，所述轮廓方向传感器用于感测所述货架的底部轮廓的方向，所述处理单元还用于根据所述底部轮廓的方向判断所述货架的方向。

示例性地，所述搬运机器人上设置有身份传感器，所述处理单元还用于根据所述货架上的身份标识确定所述货架的身份。

示例性地，所述搬运机器人的顶部具有与所述货架的货架限位部相适配的机器人限位部，所述货架与所述搬运机器人沿竖直方向对接后，所述机器人限位部能够限制所述货架相对于所述搬运机器人的水平移位。

根据本发明另一方面，还提供了一种货架，包括：支架腿；以及支撑构件，所述支撑构件在所述货架的底部连接至所述支架腿，其中，所述支撑构件具有特定的轮廓。

示例性地，所述支撑构件的轮廓具有方向性。

示例性地，所述货架的底部设置有方向标识。

示例性地，所述方向标识包括设置在所述支撑构件上或所述支撑构件周围的方向性图案。

示例性地，所述方向性图案为平面图案、立体图案和/或平面图案与立体图案的结合。

示例性地，所述方向标识包括设置在所述支撑构件上或所述支撑构件周围的反光构件和/或RFID标签。

示例性地，所述方向标识包括设置在所述支架腿上的方向性图案、反光构件和/或RFID标签。

示例性地，所述支架腿的数量为多个，所述多个支架腿中的至少部分支架腿上设置有所述反光构件，其中至少一个支架腿上的反光构件与其他支架腿上的反光构件具有不同的颜色和/或光反射强度。

示例性地，所述货架的底部轮廓具有方向性。

示例性地，所述货架上设置有用于标识所述货架的身份的标记。

示例性地，所述货架的底部具有与用于搬运所述货架的搬运机器人的机器人限位部相适配的货架限位部，所述货架与所述搬运机器人沿竖直方向对接后，所述货架限位部能够限制所述货架相对于所述搬运机器人的水平移位。

示例性地，所述机器人限位部和所述货架限位部具有能够相互适配的凹凸型结构，其中凹型的开口尺寸大于其底部尺寸。

根据本发明又一方面，还提供了一种仓储系统，包括：如上所述的任一种货架；以及如上所述的任一种搬运机器人。

根据本发明再一方面，还提供了一种搬运货架的方法，包括：搬运机器人接收搬运指令，所述搬运指令用于指示将位于第一位置处的货架搬运至第二位置处；所述搬运机器人根据所述搬运指令，移动至所述第一位置处；所述搬运机器人根据所述货架底部的支撑构件的轮廓与所述货架对准；以及所述搬运机器人与所述货架耦合，将所述货架移动至所述第二位置处。

示例性地，所述搬运机器人根据所述货架底部的支撑构件的轮廓与所述货架对准的步骤包括根据所述支撑构件的轮廓计算所述货架的中心与所述搬运机器人的中心之间的距离，并根据所述距离调整所述搬运机器人的位置。

示例性地，所述搬运机器人还包括判断所述货架的方向。

本发明利用搬运机器人上设置的轮廓传感器来识别货架的支撑构件的轮廓，可以使搬运机器人与货架对准，避免两者在耦接时发生错误操作，从而实现仓储系统的自动化和智能化。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明一个实施例的仓储系统的示意图；

图2A-2B是根据本发明一个实施例的搬运机器人的示意图，其中图2B的抬升单元升起；

图3是图1的仓储系统在搬运货架过程中的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的具有二维码形式的坐标的工作空间的示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的仓储系统的示意图；以及

图6是根据本发明一个实施例的搬运货架的方法的流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种搬运机器人、一种与该搬运机器人配合使用的货架、以及包括所述搬运机器人和所述货架的仓储系统。搬运机器人能够在与仓储系统相关联的工作空间中按照系统规划的任务进行路线行进，自动完成一层或多层装载货物从存储地到目的地的全自动搬运。所述工作空间可以包括任何需要物品进行存储、拣选、搬运的场所，尤其包括品类繁多且库内和/或出入库操作频率较高的场所，例如电子商务仓库、物流仓库、机场行李系统、医院药房和现代化工厂等。

如图1所示，仓储系统包括搬运机器人100和货架200。在同一仓储系统内，通常具有多个货架200。根据货架200的数量和物品的库内和/或出入库工作频率，可以配备一台或多台搬运机器人100。

如图2A-2B所示，搬运机器人100可以包括底盘110、设置在底盘110内的驱动单元(未示出)以及连接至底盘110的移动单元120(如车轮)。

驱动单元驱动移动单元120，以带动底盘110在工作空间中移动和转动。驱动单元和移动单元120可以包括任何合适的组件，以移动搬运机器人100在工作空间中按照规定的线路行进。可选地，移动单元120可以具有缓冲组件，缓冲组件通常可以安装在移动单元120的车轮与底盘110之间，以便经过地面上的凸起或凹陷时、或者地面略带坡度时可以使货架200平稳地通过。

为了自动搬运货架，示例性地，搬运机器人100还可以包括与货架对接的抬升单元130。抬升单元130可以由驱动单元驱动，实现升起(如图2B所示)和降落(如图2A所示)的操作。在抬升单元130处于降落位置时，搬运机器人100移动到待搬运的货架的下方，如图1所示。抬升单元130升起后可以与货架200对接，并进一步将货架200抬升离开地面，如图3所示。需要说明的是，该实施例仅为示例性的，搬运机器人100可以以任何合适的方式与货架200耦接；耦接后，搬运机器人100可以以任何合适的方式搬运货架200。

可选地，抬升单元130还可以相对于底盘110作旋转运动。这样，搬运机器人100抬起货架200后，搬运机器人100可以相对地面旋转同时保持货架200静止，或者抬升单元130和货架200相对地面旋转而搬运机器人100的底盘110不旋转。

进一步地，搬运机器人100可以包括轮廓传感器140和处理单元150。

轮廓传感器140的检测面朝上。当轮廓传感器140在货架200下方时，可以感测货架200底部的支撑构件220的轮廓。以图1所示的实施例为例，当搬运机器人100移动到货架200的底部时，轮廓传感器140感测货架200底部的支撑构件220的轮廓。通常来说，传感器都具有方向性，被测物体需设置在传感器的对面，因此本文提到的传感器的检测面是指对应的传感器发出检测信号和/或接收检测信号的面。轮廓传感器140可以设置在搬运机器人100的顶部。在图示实施例中，轮廓传感器140设置在底盘110的顶面附近。在此情况下，抬升单元130设置为暴露轮廓传感器140、或者对轮廓传感器140的检测信号来说是透明的。在其他示例性实施例中，轮廓传感器140也可以设置在抬升单元130的顶面附近。

处理单元150设置在搬运机器人100上，例如可以设置在搬运机器人100的底盘110内，用于根据货架200的支撑构件220的轮廓控制搬运机器人100与货架200耦接，以搬运货架200。处理单元150可以由各种具有数据处理能力和/或指令执行能力的处理单元实现，例如中央处理单元(CPU)、单片机等。举例来说，如图3所示，搬运机器人100从下方将货架200托起，因此在设计时可能希望搬运过程中搬运机器人100和货架200的中心大体上对准，以避免货架200的重心偏离而掉落。在此情况下，处理单元150可以配置为根据支撑构件220的轮廓计算货架200的中心与搬运机器人100的中心之间的距离，并根据该距离调整搬运机器人100的位置。示例性地，可以基于几何学，根据支撑构件220的轮廓计算出其轮廓中心。示例性地，在货架200出厂时支撑构件220的轮廓中心与货架200的中心之间的距离已预设完成，为一定值。该定值可以为零，也就是说，支撑构件220的轮廓中心可以与货架200的中心重合。在此情况下，计算货架200的中心与搬运机器人100的中心之间的距离，实际上为计算支撑构件220的轮廓中心与搬运机器人100的中心之间的距离。

示例性地，货架200通常可以包括支架腿210和支撑构件220。支撑构件220可以为刚性框架结构，为货架200提供力学支撑。货架200还可以包括一层或多层置物层，置物层连接至支撑构件220。支撑构件220在货架200的底部连接至支架腿210。通常情况下，最下层的置物层铺设在该支撑构件220上，因此，从货架200的底部观看能看到该支撑构件220。当然，本发明的实施例并不排除支撑构件220被封装或遮挡的技术方案。支架腿210使支撑构件220与地面间隔开，这样，能够在支撑构件220的下方形成允许搬运机器人100移动的空间。

支撑构件220具有能够由搬运机器人100的轮廓传感器140识别的轮廓。示例性地，轮廓传感器140可以包括图像采集装置。

在一个实施例中，支撑构件220暴露于货架200的底部，轮廓传感器140可以包括摄像头，通过摄像头采集支撑构件220的图像信息，并识别出支撑构件220的轮廓。

在另一个实施例中，支撑构件220可能会被货架200底部的其他部件封装或遮挡。一种情形是封装或遮挡件具有能够传递支撑构件220的轮廓的形状，例如封装或遮挡件由片材形成并且其上冲压有与支撑构件220的轮廓相匹配的凹槽，以便在组装过程中与支撑构件220贴合；或者还例如封装或遮挡件上设置有与支撑构件220的轮廓相对应的图案。在此情况下，由于封装或遮挡件传递了支撑构件220的轮廓信息，因此可以使用图像采集装置获取封装或遮挡件的轮廓信息，其相当于获取了支撑构件220的轮廓信息。另一种情形是，封装或遮挡件无法传递支撑构件的轮廓信息，在此情况下，可以使用具有穿透力的轮廓传感器，其可以是现有的或未来可能出现的任意一种轮廓传感器。示例性地，轮廓传感器140可以包括红外热像仪，通过红外热像仪拍摄支撑构件220的红外热像图，并识别出支撑构件220的轮廓。在此实施例中，支撑构件220可以由红外辐射能量与封装物或遮挡物不同的材料制成，或者支撑构件220的表面具有红外辐射能量与封装物或遮挡物不同的涂层。在其他实施例中，还可以采用现有的其他种类的图像采集装置识别出支撑构件220的轮廓。

可选地，支撑构件200的轮廓可以为矩形、三角形、圆形或椭圆形等等。可选地，支撑构件200的轮廓也可以具有方向性，后文将对该部分进行详细描述。

进一步地，搬运机器人100还包括位置传感器160，用于感测工作空间内设置的标记。搬运机器人100根据该标记进行定位。在搬运机器人100和货架200的工作空间中，可以通过在地面上设置标记来表征不同位置。示例性地，通过多个不同的标记将工作空间的地面划分为二维网格，如图4所示，可以用二维码将工作空间的地面标记为3×3的二维网格。例如，标记可以为图4中所示的形式的二维码，也可以为不同宽度的黑白线条间隔形成的条形码，还可以为其他能够唯一标识该标记所在位置的标识符。在此情况下，位置传感器160可以包括条码传感器，用于扫描并识别二维空间的条码形式的坐标。条码可以设置在工作空间的地面上，也可以设置在工作空间的墙壁上，或者工作空间内的任何合适的物体上。对应于条码的位置，位置传感器160可以设置在搬运机器人100的不同的部位上。例如，当条码设置在工作空间的地面上时，位置传感器160可以设置在搬运机器人100的底部。当条码设置在工作空间的墙壁上时，位置传感器160可以设置在搬运机器人100的前方。在其他实施例中，也可以通过其他形式的标记来作为工作空间的坐标，例如RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)标签等等，只要能够包含位置信息的标签都可以应用到工作空间中。

此外，每个货架200放置的位置可以与工作空间中的标记相关联。货架200可以放置在对应的标记的周围，例如对应的标记的正上方。搬运机器人100按照标记移动到目的地时，即能够找到对应的货架200。工作空间中的货架全部由搬运机器人自动化、智能化地搬运，无需人工干预。

仓储系统中，搬运机器人100将一个货架200从第一位置搬运到第二位置的工作过程如下，参见图6：

在步骤610中，系统确定该货架200的第一位置，向搬运机器人100下发搬运指令，指示搬运机器人100将位于第一位置处的货架200搬运至第二位置处。该第一位置可以通过查找系统中的搬运记录获得。该第一位置具有相对应的标记，例如第一标记。例如，货架200位于第一标记的上方。

在步骤620中，搬运机器人100接收到系统下发的搬运指令后，根据该搬运指令的指示到达第一位置处，例如可以移动到货架200下方。移动过程中，搬运机器人100基于系统规划的路线、借助位置传感器扫描工作空间中的标记(例如设置在地面上的条码)，实现在工作空间中的线路上移动。

在步骤630中，搬运机器人100根据货架200底部的支撑构件220的轮廓与货架200对准。搬运机器人100利用轮廓传感器(例如摄像头)扫描货架200底部的支撑构件的轮廓，用于计算货架200的中心与搬运机器人100的中心之间的距离，并根据距离调整货架200下的搬运机器人100的位置。

在步骤640中，搬运机器人100与货架200耦合，将货架200移动至第二位置处。例如，待搬运机器人100与货架200对准后，搬运机器人100通过抬升单元与该货架200对接，从而将货架200托起。

搬运机器人100基于系统规划的路线、借助位置传感器扫描工作空间中的标记将货架200从第一位置移动到工作空间中的第二位置。该第二位置可以与第二标记相关联。搬运机器人100将货架200放在第二位置处。

上述工作过程的描述以搬运机器人从下方与货架对接(即沿竖直方向对接)并将货架抬升离开地面为例描述了本发明实施例的原理，但是，本领域的技术人员可以理解的是，搬运机器人与货架耦接的方式有多种，具体的耦接方式与搬运机器人的搬运方式有关。本发明实施例不对搬运机器人的搬运方式进行限制。也就是说，搬运机器人中负责搬运的单元或机构可以是现有的，在需要使搬运机器人与货架进行对准的情况下，都可以采用本发明实施例的原理。

参见图6，上述方法还可以包括步骤650，判断货架的方向。具体的判断方法，可以参见下文相应部分的描述。需要说明的是，步骤650可以发生在步骤640之后，也可以发生在步骤630或步骤640之前。

在搬运机器人与其上方的货架沿竖直方向对接的实施例中，为了保证在搬运过程中，货架不会出现相对于搬运机器人的水平移位，货架200的底部以及搬运机器人的顶部可以分别设置有货架限位部230和机器人限位部。如图5所示，货架限位部230可以为倒置的凹字形结构，机器人限位部可以由抬升单元130形成，例如由抬升单元130的托盘来形成。除此之外，机器人限位部也可以由额外地设置在抬升单元130顶部的其他部件(图中实施例未示出)来形成。货架200与搬运机器人100沿竖直方向对接后，货架限位部230与机器人限位部相适配，能够限制货架200相对于搬运机器人100的水平移位。在未示出的其他实施例中，货架限位部和机器人限位部的结构也可以互换，即货架限位部可以由支撑构件形成，搬运机器人顶部的机器人限位部可以为凹字形结构。此外，也可以将图5中的货架限位部230的结构由倒置的凹字形替换为倒置的凸字形，此时机器人限位部可以包括能够与凸字形相适配的凹部。可以理解的是，货架限位部和机器人限位部的结构可以互换。换句话说，可以将货架限位部和机器人限位部理解为能够相互适配的凹(具有凹口)+凸(具有凸起)型结构。凹口可以设置为其开口比底部大一些。这样，搬运机器人抬升货架时能够具有自对中功能，其在根据支撑构件的轮廓调整搬运机器人的中心相对于货架的中心之间的位置后，可以进一步微调两者中心之间的距离，进而消除货架的中心与搬运机器人的中心之间的距离，并且限制了搬运过程中货架相对于机器人的位移。图5中的其他部件与上述实施例相同或相似，因此，本文不再赘述。

在一些实施例中，工作人员希望货架被搬运到目的地后，能够以期望的最直接、省力的方式拿到货架上的物品，因此提出了货架以预定朝向送达目的地的需求。在此情况下，需要辨识货架的方向，才能够将货架的期望的面送达至面向工作人员，这部分工作可以由搬运机器人来完成。

在一组实施例中，货架200的支撑构件220的轮廓具有方向性。这样，搬运机器人100能够根据支撑构件220的轮廓的方向性判断货架200的方向。示例性地，支撑构件220的轮廓可以为非中心对称的英文字母的形状，例如D形、V形、E形、U形、Z形、T形，也可以为非中心对称的汉字的形状，例如凸字形、凹字形、土字形等等。这样，无需额外设置传感器，就能够判断货架200的方向。在此情况下，处理单元150配置为计算支撑构件220的轮廓的方向性，以判断货架200的方向。

在另一组实施例中，货架200的底部设置有方向标识，以使搬运机器人根据方向标识判断货架200的方向。

可选地，所述方向标识可以由已有的轮廓传感器140感测，这样可以无需在搬运机器人100上设置额外的传感器。因此，除了支撑构件220的轮廓之外，轮廓传感器140还能够感测货架200底部的方向标识，并且处理单元配置为根据方向标识判断货架200的方向。示例性地，所述方向标识可以包括设置在支撑构件220上或周围的方向性图案。所述方向性图案可以为平面图案、立体图案和/或平面图案与立体图案的结合。举例来说，方向性图案可以包括例如箭头等的各种指示方向的符号、能够指示方向的汉字或字母等等、或者它们的任意组合。

可选地，可以在搬运机器人100上设置标识方向传感器(未示出)，所述标识方向传感器用于感测货架200上的方向标识，处理单元150根据方向标识能够判断货架200的方向。标识方向传感器的种类和位置与货架200上的方向标识的类型和位置有关。

示例性地，方向标识可以包括设置在支撑构件220上或周围的反光构件和/或RFID标签。在此情况下，标识方向传感器可以包括设置在搬运机器人100的顶部的第一标识方向传感器。相应地，第一标识方向传感器能够感测反光构件和/或RFID标签。

示例性地，方向标识可以包括设置在支架腿210上的方向性图案、反光构件和/或RFID标签。在此情况下，标识方向传感器可以包括设置在搬运机器人的侧面的第二标识方向传感器。相应地，第二标识方向传感器能够感测方向性图案、反光构件和/或RFID标签。

示例性地，在方向标识包括RFID标签的情况下，第二标识方向传感器可以包括RFID读取传感器。RFID读取传感器可以设置在搬运机器人的与货架的RFID标签的位置相对应的位置处。当这个角与设置有RFID标签的货架腿位置重合时，可以读取RFID标签。

示例性地，第二标识方向传感器可以包括能够感测反光构件的测距传感器。这样，不但可以通过该测距传感器判断货架的方向，还可以探测工作空间内的障碍物。测距传感器可以设置在搬运机器人的正前方和/或与货架的一个或多个反光构件相对应的位置上。例如，在搬运机器人为方形的情况下，可以设置在搬运机器人的一个或多个角上，以便与位于支架腿上的反光构件的位置相对应。

在一个实施例中，支架腿中的多个(例如两个、三个或四个)上设置有反光构件，可以将至少一个支架腿上的反光构件设置为与其他支架腿上的反光构件具有不同的颜色和/或光反射强度。作为第二标识方向传感器的测距传感器可以构造为能够感测不同的反光构件之间的颜色和/或光反射强度之间的差异。示例性地，测距传感器例如可以包括激光测距仪。一般情况下，可以设置一个测距传感器，通过搬运机器人的旋转，可以扫描到多个支架腿上的多个反光构件，从而判断货架的方向。

此外，还可以将货架的底部轮廓设置为具有方向性。举例来说，可以将货架的底部的某个边缘设置为具有例如凹口的标记。通过凹口在底部边缘的分布可以判断货架的方向性。在此情况下，搬运机器人100上可以设置有轮廓方向传感器。该轮廓方向传感器用于感测货架200的底部轮廓的方向性。处理单元150根据底部轮廓的方向性判断货架200的方向。

为了区分不同的货架，货架200上可以设置有用于标识货架的身份的标记，例如RFID标签或条形码。相对应地，搬运机器人100上可以设置有身份传感器。处理单元150根据货架200上的身份标识确定货架200的身份。示例性地，身份传感器可以包括RFID读取传感器和/或条码扫描器。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或至少两个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或装置进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在至少两个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (31)

1.一种搬运机器人，其特征在于，包括：

轮廓传感器，所述轮廓传感器的检测面朝上，所述轮廓传感器用于当所述轮廓传感器在货架下方时，感测所述货架底部的支撑构件的轮廓；以及

处理单元，其设置在所述搬运机器人上，用于根据所述支撑构件的轮廓控制所述搬运机器人与所述货架耦接，以搬运所述货架，

其中，所述轮廓传感器包括红外热像仪，用于识别被封装或遮挡件封装或遮挡的支撑构件的轮廓，所述支撑构件具有与所述封装或遮挡件不同的红外辐射能量。

2.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述处理单元具体用于根据所述支撑构件的轮廓计算所述货架的中心与所述搬运机器人的中心之间的距离，并根据所述距离调整所述搬运机器人的位置。

3.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人还包括位置传感器，所述位置传感器用于感测工作空间内设置的标记，所述搬运机器人根据所述标记进行定位。

4.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述处理单元还用于计算所述支撑构件的轮廓的方向性，以判断所述货架的方向。

5.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述轮廓传感器还用于感测所述货架底部的方向标识，所述处理单元用于根据所述方向标识判断所述货架的方向。

6.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人上还设置有标识方向传感器，所述标识方向传感器用于感测所述货架上的方向标识，所述处理单元还用于根据所述标识方向传感器的检测结果判断所述货架的方向。

7.如权利要求6所述的搬运机器人，其特征在于，所述标识方向传感器包括设置在所述搬运机器人的顶部的第一标识方向传感器，所述方向标识包括反光构件和/或RFID标签，所述第一标识方向传感器能够感测所述反光构件和/或RFID标签。

8.如权利要求6所述的搬运机器人，其特征在于，所述标识方向传感器包括设置在所述搬运机器人的侧面的第二标识方向传感器，所述方向标识包括方向性图案、反光构件和/或RFID标签，所述第二标识方向传感器能够感测所述方向性图案、反光构件和/或RFID标签。

9.如权利要求8所述的搬运机器人，其特征在于，所述第二标识方向传感器能够感测不同的反光构件之间的颜色和/或光反射强度之间的差异，所述处理单元具体用于根据所述差异确定所述货架的方向。

10.如权利要求8或9所述的搬运机器人，其特征在于，所述第二标识方向传感器包括能够感测所述反光构件的测距传感器。

11.如权利要求8所述的搬运机器人，其特征在于，所述第二标识方向传感器包括RFID读取传感器。

12.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人上还设置有轮廓方向传感器，所述轮廓方向传感器用于感测所述货架的底部轮廓的方向，所述处理单元还用于根据所述底部轮廓的方向判断所述货架的方向。

13.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人上设置有身份传感器，所述处理单元还用于根据所述货架上的身份标识确定所述货架的身份。

14.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人的顶部具有与所述货架的货架限位部相适配的机器人限位部，所述货架与所述搬运机器人沿竖直方向对接后，所述机器人限位部能够限制所述货架相对于所述搬运机器人的水平移位。

15.一种货架，其特征在于，其用于如权利要求1-14中任一项所述的搬运机器人，所述货架包括：

支架腿；以及

支撑构件，所述支撑构件在所述货架的底部连接至所述支架腿，

其中，所述支撑构件具有特定的轮廓；且

其中，所述货架还包括从底部封装或遮挡所述支撑构件的封装或遮挡件，所述支撑构件具有与所述封装或遮挡件不同的红外辐射能量，用于由包括红外热像仪的轮廓传感器识别出轮廓。

16.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述支撑构件的轮廓具有方向性。

17.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述货架的底部设置有方向标识。

18.如权利要求17所述的货架，其特征在于，所述方向标识包括设置在所述支撑构件上或所述支撑构件周围的方向性图案。

19.如权利要求18所述的货架，其特征在于，所述方向性图案为平面图案、立体图案和/或平面图案与立体图案的结合。

20.如权利要求17所述的货架，其特征在于，所述方向标识包括设置在所述支撑构件上或所述支撑构件周围的反光构件和/或RFID标签。

21.如权利要求17所述的货架，其特征在于，所述方向标识包括设置在所述支架腿上的方向性图案、反光构件和/或RFID标签。

22.如权利要求21所述的货架，其特征在于，所述支架腿的数量为多个，所述多个支架腿中的至少部分支架腿上设置有所述反光构件，其中至少一个支架腿上的反光构件与其他支架腿上的反光构件具有不同的颜色和/或光反射强度。

23.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述货架的底部轮廓具有方向性。

24.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述货架上设置有用于标识所述货架的身份的标记。

25.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述货架的底部具有与用于搬运所述货架的搬运机器人的机器人限位部相适配的货架限位部，所述货架与所述搬运机器人沿竖直方向对接后，所述货架限位部能够限制所述货架相对于所述搬运机器人的水平移位。

26.如权利要求25所述的货架，其特征在于，所述机器人限位部和所述货架限位部具有能够相互适配的凹凸型结构，其中凹型的开口尺寸大于其底部尺寸。

27.如权利要求15所述的货架，其特征在于，所述封装或遮挡件具有能够传递所述支撑构件的轮廓。

28.一种仓储系统，其特征在于，包括：

如权利要求15-27中任一项所述的货架；以及

如权利要求1-14中任一项所述的搬运机器人。

29.一种采用如权利要求1-14中任一项所述的搬运机器人搬运货架的方法，其特征在于，包括：

所述搬运机器人接收搬运指令，所述搬运指令用于指示将位于第一位置处的货架搬运至第二位置处；

所述搬运机器人根据所述搬运指令，移动至所述第一位置处；

所述搬运机器人根据所述货架底部的支撑构件的轮廓与所述货架对准；以及

所述搬运机器人与所述货架耦合，将所述货架移动至所述第二位置处。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述搬运机器人根据所述货架底部的支撑构件的轮廓与所述货架对准的步骤包括：

根据所述支撑构件的轮廓计算所述货架的中心与所述搬运机器人的中心之间的距离，并根据所述距离调整所述搬运机器人的位置。

31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括：

所述搬运机器人判断所述货架的方向。

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