CN109606831A - 物品包装填充方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种物品包装填充方法。该方法包括：为订单容器中的订单物品选择包装容器；将所述订单物品从所述订单容器中拣出并放入所述包装容器；利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，所述填充介质在打入填充空间之前不具有特定形状，在打入填充空间后可形成与填充空间一致的空间形状。本发明实施例能够对存放有订单物品的各种规格或型号的包装容器进行填充，以此起到对订单物品的支撑和保护作用，避免了在包装填充时人工对填充介质的二次处理，提高了包装的填充效率和适用性，节约了人力和物力成本。

Description

物品包装填充方法

技术领域

本发明实施例涉及仓储物流技术领域，尤其涉及一种物品包装填充方法。

背景技术

电子商务的快速发展，既给物流行业带来了前所未有的发展机遇，也给物流服务提出了严峻的挑战，对于运输物品的包装要求也越来越高。

在仓储系统中，在基于“货到人”模式实现订单物品的拣选后，需要对订单物品进行包装及出货。由于物品的形状及其性质各种各样，用于包装物品的包装容器例如包装箱的规格也是多种多样，因此包装容器难以完美匹配所需包装的物品。现有技术中，工作人员通常在物品和包装容器之间填入旧报纸、充气袋或形状相匹配的泡沫板等填充介质，以在物品的运输过程中，起到支撑物品进而防止物品因晃动而导致损坏的作用。

然而，现有包装流程是采用人工包装方式，工作人员在包装时不仅需要花费时间来填充上述填充介质，并且上述填充介质往往还需要人工二次剪裁使得填充介质与可填充空间吻合，导致包装流程耗时大大增加，因而影响了整个仓储的出货效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种物品包装填充方法，能够提高包装的填充效率和适用性，节约人力和物力成本。

为达到此目的，本发明实施例提供的一种物品包装填充方法，包括：

为订单容器中的订单物品选择包装容器；

将所述订单物品从所述订单容器中拣出并放入所述包装容器；

利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，所述填充介质在打入填充空间之前不具有特定形状，在打入填充空间后可形成与填充空间一致的空间形状。

可选的，所述填充设备为填充枪。

可选的，所述填充枪利用压力将填充介质从枪口打出并打入到所述包装容器中的可填充空间。

可选的，所述填充介质包括泡沫或凝胶。

可选的，所述凝胶在打入可填充空间后迅速从液状凝固为固状。

可选的，所述固状的凝胶可从附着物上剥离下来。

进一步的，在所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质之前，还包括：

依据外部设备确定待填充包装容器的体积；

根据订单物品的物品信息确定订单物品的体积；

依据所述包装容器的体积与所述订单物品的体积之间的体积差，确定填充到可填充空间的填充介质的总填充容量。

可选的，所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，包括：

利用所述填充设备监测填充介质的当前填充容量；

若所述填充设备检测当前填充容量达到所述填充介质的总填充容量，终止所述填充设备进行填充。

可选的，所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，包括：

依据所述订单物品的物品信息，确定打压填充介质的压力上限值；

控制所述填充设备采用不高于所述压力上限值的压力强度，向所述包装容器进行加压填充所述填充介质。

可选的，所述控制所述填充设备采用不高于所述压力上限值的压力强度，向所述包装容器进行加压填充所述填充介质，包括：

监测填充介质的当前填充容量；

依据所述填充介质的当前填充容量，控制打压填充介质的压力强度。

本发明实施例通过为订单容器中的订单物品选择包装容器，将订单物品从订单容器中拣出并放入包装容器，从而利用填充设备将填充介质打入包装容器的可填充空间中。本发明实施例能够对存放有订单物品的各种规格或型号的包装容器进行填充，以此起到对包装容器中的订单物品的支撑和保护作用，避免了在包装填充时人工对填充介质的二次处理，提高了包装的填充效率和适用性，节约了人力和物力成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的仓储拣选系统的系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的存储容器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的机器人的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种物品包装填充方法的流程图；

图5为本发明实施例一提供的包装容器中填充泡沫的示意图；

图6为本发明实施例二提供的一种物品包装填充方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

请参阅图1所示的仓储拣选系统的系统结构示意图，该仓储拣选系统100包括：机器人110、控制系统120、存储区130、拣选工作站140以及打包工作站150。存储区130设置有多个存储容器131，存储容器131上放置有各种物品，例如如同我们在超市中见到的放置有各种商品的货架一样，多个货架131之间排布成货架阵列形式。存储容器131可以是任意一种能够存放物品的容器，例如，货架，货架上放置有可容纳物品的料箱或者托盘等合适的容纳件，或者货架上可直接放置物品。

图2为本发明实施例提供的存储容器的结构示意图。如图2所示，存储容器131包括多个隔层以及四个落地支撑柱210，存储容器的隔层上可以直接放置各种物品220。在特定实施例中，物品220可以从存储容器内或存储容器上的挂钩或杆进行悬挂，物品220在存储容器上能够以任何适当的方式放置在存储容器的内部或外表面。

存储容器的隔层也可以设置有多个料箱，该料箱可以与存储容器分离，也可以与存储容器为一体结构，料箱中可以放置一个或多个物品。另外，存储容器可以是双向开口存储容器，延隔层的纵深方向可以放置两个物品，即，在每个开口方向各放置一个物品，或者延隔层的纵深方向设置两个料箱，即，在每个开口方向各设置一个料箱。存储容器也可以是单向开口存储容器(图2示出的是单向开口存储容器)，延隔层的纵深方向可以放置一个物品，即，在开口方向只放置一个物品，或者延隔层的纵深方向设置一个料箱，即，在开口方向只设置一个料箱。

控制系统120与机器人110进行无线通信，工作人员通过操作台160使控制系统120工作，机器人110在控制系统120的控制下，执行物品搬运任务。例如，控制系统120根据搬运任务为机器人110规划移动路径，机器人110根据移动路径可以沿存储容器阵列中间的空着的空间(机器人110通行通道的一部分)行驶。为了方便为机器人110规划移动路径，预先将机器人110的工作区域划(该工作区域至少包括存储区130、拣选工作站140以及打包工作站150所在区域)分为若干个子区域(即单元格)，机器人110逐个子区域地进行移动从而形成运动轨迹。

机器人可以为拣选机器人、智能叉车、堆高机器人或搬运机器人。图3为本发明实施例提供的机器人的结构示意图。如图3所示，在一个示例中，机器人110可以包括驱动机构111，通过该驱动机构111，机器人110能够在工作空间内移动，机器人110还可以包括用于搬运存储容器的举升机构112，机器人110可以运动到存储容器131的下方，利用举升机构112举起存储容器131，并搬运到被分配到的工作站140。在拣选工作站140处工作人员(或机械臂等自动化设备)从存储容器131上拣选出物品。对于双向开口的存储容器，可以通过机器人110旋转存储容器，使拣选物品所在的开口方向面对拣选物品的执行者，如工作人员或机械臂等自动化设备。举升机构112升起时将整个存储容器131从地面抬起，以使得机器人110搬运库存容器131，举升机构112下降时将存储容器131放在地面上。机器人110上的目标识别组件113在机器人110举升存储容器131时，能够有效的对存储容器131进行识别。

除此之外，如果是基于二维码导航，机器人110还包括导航识别组件(图3未示出)，用于识别铺设地面上的二维码标记。机器人110除了可以采用二维码导航外，还可以采用其它导航方式，如惯性导航、SLAM导航等，还可以同时结合两种或者两种以上导航方式，如二维码导航和惯性导航，SLAM导航和二维码导航等等。当然，机器人110还包括控制整个机器人110实现运动、导航等功能的控制模块(图3未示出)。在一个示例中，机器人110至少包括向上和向下的两个摄像头，其能够根据向下的摄像头拍摄到的二维码信息(也可以是其它地面标识)向前行驶，并且能够根据控制系统120确定的路线行驶至控制系统120提示的存储容器131下面。

如图2所示，存储容器131底部的正中央设有二维码230，当机器人110行驶到存储容器131下面后，通过向上的摄像头正确拍摄二维码230，确保自驱动机器人110正好位于存储容器131的正下方，以此保证机器人110可以平稳的抬起和搬运存储容器131。

其中，拣选工作站140用于对机器人110搬运来的存储容器131上的物品进行拣选并放入订单容器(一个订单容器可以放置至少一个订单的订单物品)中，打包工作站150用于订单容器中的订单物品进行打包。拣选工作站140和打包工作站150可以为同一工作站，也可以为不同的工作站。自动化设备(如，机械手)或者工作人员依据物品包装填充方法对订单容器中的订单物品执行物品打包环节。如，机器人110将存储有订单物品的订单容器131搬运至打包工作站150，进而打包工作站150的机械手或工作人员可以对订单容器131中的订单物品进行包装。

控制系统120为在服务器上运行的、具有数据存储、信息处理能力的软件系统，可通过无线或有线与存取设备、搬运设备、硬件输入系统、其它软件系统连接。控制系统120可以包括一个或多个服务器，可以为集中式控制架构或者分布式计算架构。服务器具有处理器121和存储器122，在存储器122中可以具有订单池123。

在传统的仓储系统中，在基于“货到人”模式实现订单物品的拣选后，需要对订单物品进行包装及出货。由于物品的形状及其性质各种各样，用于包装物品的包装容器例如包装箱的规格也是多种多样，因此包装容器难以完美匹配所需包装的物品。现有技术中，工作人员通常在物品和包装容器之间填入旧报纸、充气袋或形状相匹配的泡沫板等填充介质，以在物品的运输过程中，起到支撑物品进而防止物品因晃动而导致损坏的作用。然而，现有包装流程是采用人工包装方式，工作人员在包装时不仅需要花费时间来填充上述填充介质，并且上述填充介质往往还需要人工二次剪裁使得填充介质与可填充空间吻合，导致包装流程耗时大大增加，因而影响了整个仓储的出货效率。

下面针对本发明实施例中提供的物品包装填充方法，通过各实施例进行详细阐述。

实施例一

图4为本发明实施例一提供的一种物品包装填充方法的流程图，本实施例可适用于对放置有订单物品的包装容器进行介质填充的情况，该方法可由自动化设备(如，机械手)或工作人员来执行。该方法具体包括：

步骤410、为订单容器中的订单物品选择包装容器。

在本发明具体实施例中，订单物品是指响应下单需求，经拣选确定即将出库的物品，可以为任何种类或材质的物品。相应的，订单容器是指经拣选确定存放有订单物品的存储容器，如，订单容器可以为料箱等容器，一个订单容器可以容纳一个或多个订单的订单物品。包装容器是指对订单物品进行包装的容器，可以为包装箱或包装袋等能够打包订单物品的容器，其材质不受限制。可以理解的是，包装容器的尺寸不小于订单物品的尺寸，以确保包装容器能够合理容纳所需包装的订单物品。

具体的，在物品拣选之后，控制系统或者工作人员可以根据订单物品的属性信息，以及仓储系统所拥有的包装容器的属性信息，为订单物品分配合适的包装容器。其中，订单物品的属性信息可以包括物品的类型、数量和尺寸信息，还可以包括物品的重量信息以及保存方式等信息；包装容器的属性信息可以包括容器的尺寸信息，还可以包括物品的承重信息以及包装方式等信息。

步骤420、将订单物品从订单容器中拣出并放入包装容器。

在本发明具体实施例中，机械手、机器人或工作人员可以根据为订单物品选择的包装容器，将订单物品从订单容器中拣出，并放入对应的包装容器中。

步骤430、利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质。

在本发明具体实施例中，为了提高订单物品运输的安全性，避免或减少订单物品在包装容器中的晃动，并提高订单物品的包装效率，本实施例在进行订单物品包装时，对包装容器中包装容器与订单物品之间的可填充空间进行介质的打压填充。

本实施例中，填充介质用于支撑内容物，防止订单物品在包装容器中晃动。填充介质在打入填充空间之前不具有特定形状，可以是具有流动性，且在打入填充空间后可形成与填充空间一致的空间形状，可以与空气作用可形成硬质或软质固体形态的物质。可选的，所述填充介质包括泡沫或凝胶。其中，凝胶在打入可填充空间后迅速从液状凝固为固状，且所述固状的凝胶可从附着物上剥离下来，而不会对订单物品等附着物产生不良的影响。示例性的，图5为包装容器中填充泡沫的示意图。如图5所示，包装容器510中放置有物品520，包装容器510与物品520之间的可填充空间中填充有泡沫530，从而通过泡沫530的填充对物品520起到支撑保护作用。

相应的，填充设备是指可以对填充介质进行打压填充的设备。可选的，所述填充设备为填充枪。示例性的，所述填充枪利用压力将填充介质从枪口打出并打入到包装容器中的可填充空间。

具体的，填充设备还可以包括填充介质容器，填充介质可以预先存放于填充介质容器中，通过对填充介质容器进行加压处理，利用填充枪将填充介质打压于包装容器中。其中，可以通过对加压单元的控制来调整填充介质的投放速度和投放压力，从而将填充介质服帖于包装容器侧壁以及订单物品表面，当填充介质固化后可以起到支撑作用。

本实施例的技术方案，通过为订单容器中的订单物品选择包装容器，将订单物品从订单容器中拣出并放入包装容器，从而利用填充设备将填充介质打入包装容器的可填充空间中。本发明实施例能够对存放有订单物品的各种规格或型号的包装容器进行填充，以此起到对包装容器中的订单物品的支撑和保护作用，避免了在包装填充时人工对填充介质的二次处理，提高了包装的填充效率和适用性，节约了人力和物力成本。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上，提供了物品包装填充方法的一个优选实施方式，能够对填充介质的投放压力强度进行控制。图6为本发明实施例二提供的一种物品包装填充方法的流程图，如图6所示，该方法包括以下具体步骤：

步骤610、为订单容器中的订单物品选择包装容器。

步骤620、将订单物品从订单容器中拣出并放入包装容器。

步骤630、依据外部设备确定包装容器的体积。

在本发明具体实施例中，外部设备是指可以检测或采集包括容器体积信息的设备，其中，外部设备可以是深度相机、雷达或者深度传感器，还可以是扫描设备或读取设备。

具体的，可以采用深度相机采集包装容器的深度图像。其中，深度图像是指通过深度相机等深度传感器采集的图像，深度图像中每个像素值代表的是物体到相机平面之间的距离，因此可以根据深度图像，通过特定算法测量计算得到图像中包装容器的体积信息。可以采用雷达或者深度传感器，通过激光扫描获取待填充包装容器的点云数据，因此可以根据点云数据，通过特定算法测量计算得到图像中待填充包装容器的体积信息。此外，包装容器上可以设置有包括容器尺寸信息的二维码等标记，该二维码标记包括有容器尺寸信息，相应的可以采用扫描设备，通过扫描包装容器上的二维码标记，来读取包装容器的尺寸信息，进而根据尺寸信息确定容器体积。再或者，包装容器上可以设置有包括容器尺寸信息的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)标签，相应的可以采用射频信息读取设备，通过读取包装容器上设置的RFID标签，来读取包装容器的尺寸信息，进而根据尺寸信息确定容器体积。上述体积检测方式可以单独使用，也可以多个方法结合使用，以增强检测的准确度。

示例性的，使用Kinect深度传感器获得深度图像及对应的点云数据，对深度图像进行增强、二值化和目标提取等预处理，定位出深度图像中的包装容器，并通过像素点的统计和点云数据的处理得到包装容器的面积和高度，最后由面积和高度确定包装容器的体积。

步骤640、根据订单物品的物品信息确定订单物品的体积。

在本发明具体实施例中，物品出厂时通常都会在物品表面粘贴有二维码等条码信息或RFID标签，其中可以包含物品的价格、种类、材质、重量、尺寸或数量等信息。从而通过扫描条码或者读取RFID标签来获得物品信息，可以快速计算得到订单物品的体积。此外，对于没有条码或RFID标签的物品，本实施例可以同样采用深度图像或点云数据的检测方式，来确定订单物品的体积。鉴于后续填充时压力的控制，本实施例优选于在物品包装前为物品添加条码或RFID标签。

步骤650、依据包装容器的体积与订单物品的体积之间的体积差，确定填充到可填充空间的填充介质的总填充容量。

在本发明具体实施例中，由于包装容器的尺寸不小于订单物品的尺寸，因此包装容器的体积必然大于订单物品的体积。进而通过将包装容器的体积与订单物品的体积做差，即可确定填充包装容器所需的填充介质的总填充容量。

步骤660、依据订单物品的物品信息，确定打压填充介质的压力上限值。

在本发明具体实施例中，填充介质可以预先存放于填充介质容器中，通过对填充介质容器进行加压处理，利用填充枪将填充介质投放于包装容器中。其中，可以通过对填充设备的加压单元的控制来调整填充介质的投放速度和投放压力，从而将填充介质服帖于包装容器侧壁以及物品表面，当填充介质固化后可以起到支撑作用。对于材质较软的物品，当承受到一定的压力时，物品会发生形变。对于材质较硬的物品，其所能够承受的压力有所不同，对于韧性较低或硬度较低的物品，当承受到一定的压力时，物品会发生形变、挤压甚至是破损。

相应的，压力上限值是指物品在保持毫无变形或没有受压破损的情况下所能够承受的最大压力。因此，本实施例可以预先对各种类物品或各种类材质设置能够承受的压力上限值，从而在进行包装填充时，可以依据上述扫码读取的物品信息，确定向当前包装容器进行打压时的压力上限值。

步骤670、控制填充设备采用不高于压力上限值的压力强度，向包装容器进行加压填充所述填充介质。

在本发明具体实施例中，根据确定的压力上限值，控制填充设备的加压单元施加不高于压力上限值的压力强度，利用填充设备将填充介质从填充介质容器中投放于包装容器中。进而填充介质在压力的驱动下，逐步流入包装容器与订单物品之间的可填充空间中，待固化成形后起到支撑内容物的作用。

可选的，利用填充设备监测填充介质的当前填充容量；依据填充介质的当前填充容量，控制打压填充介质的压力强度。

在本发明具体实施例中，为了及时地控制填充介质的填充量，避免填充过少导致无法支撑内容物，或者避免填充过多导致包装容器无法封口打包，本实施例可以对填充介质的流量进行实时监测，来确定填充介质的当前填充容量。其中，填充介质的当前填充容量是指当前时刻已经向包装容器中投放的填充介质的体积。可以通过实时采集包装容器的深度图像和/或点云数据的方式测量获得，也可以在填充枪或填充介质容器上设置流量监控装置，通过实时显示当前填充流量来确定填充介质的当前填充容量。从而依据填充介质的当前填充容量，控制打压填充介质的压力强度。

示例性的，可以预先设置在不同压力强度下，当前填充容量与所需的填充介质的体积之间的比例阈值。当当前填充容量达到该比例阈值时，采用不同压力强度关联的减压方式进行填充。

步骤680、利用填充设备监测填充介质的当前填充容量，若填充设备检测当前填充容量达到填充介质的总填充容量，终止填充设备进行填充。

在本发明具体实施例中，由于填充压力提前得到减压控制，因此当检测当前填充容量达到所需的填充介质的体积，则终止填充进行打包处理，并将打包后的包装容器传输到码垛区域进行后续运输处理。

本实施例的技术方案，首先依据外部设备确定包装容器的体积，根据订单物品的物品信息确定订单物品的体积，通过将包装容器的体积与订单物品的体积做差，即可确定填充包装容器所需的填充介质的总填充容量。其次依据订单物品的物品信息确定打压压力上限值，并依据当前填充容量，控制采用不高于压力上限值的压力强度，向包装容器进行加压填充所述填充介质。最终利用填充设备检测填充介质的当前填充容量，若检测当前填充容量达到填充介质的总填充容量，则终止填充并进行打包处理。本发明实施例通过对包装容器所需的填充介质的总填充容量的确定，以及填充压力的控制，能够对放置有订单物品的各种规格或型号的包装容器进行填充，起到对订单物品的支撑和保护作用，防止订单物品的形变或破损，且避免在包装填充时人工对填充介质的二次处理，提高了包装的填充效率和适用性，节约了人力和物力成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种物品包装填充方法，其特征在于，包括：

为订单容器中的订单物品选择包装容器；

将所述订单物品从所述订单容器中拣出并放入所述包装容器；

利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，所述填充介质在打入填充空间之前不具有特定形状，在打入填充空间后可形成与填充空间一致的空间形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充设备为填充枪。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述填充枪利用压力将填充介质从枪口打出并打入到所述包装容器中的可填充空间。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述填充介质包括泡沫或凝胶。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述凝胶在打入可填充空间后迅速从液状凝固为固状。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述固状的凝胶可从附着物上剥离下来。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质之前，还包括：

依据外部设备确定包装容器的体积；

根据订单物品的物品信息确定订单物品的体积；

依据所述包装容器的体积与所述订单物品的体积之间的体积差，确定填充到可填充空间的填充介质的总填充容量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，包括：

利用所述填充设备监测填充介质的当前填充容量；

若所述填充设备检测当前填充容量达到所述填充介质的总填充容量，终止所述填充设备进行填充。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用填充设备向包装容器中的可填充空间打入填充介质，包括：

依据所述订单物品的物品信息，确定打压填充介质的压力上限值；

控制所述填充设备采用不高于所述压力上限值的压力强度，向所述包装容器进行加压填充所述填充介质。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述填充设备采用不高于所述压力上限值的压力强度，向所述包装容器进行加压填充所述填充介质，包括：

监测填充介质的当前填充容量；

依据所述填充介质的当前填充容量，控制打压填充介质的压力强度。