CN110355108B - 分拣装置、分拣系统及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物流分拣技术领域，特别涉及一种分拣装置、分拣系统及其构建方法。本发明所提供的分拣装置，其包括至少两个分拣机器人，根据不同的分拣计划，至少两个分拣机器人组合形成不同的分拣队列，以改变分拣装置的分拣路线。在本发明中，通过根据不同的分拣计划自由调度并自由组合分拣机器人形成不同的分拣队列，使得分拣装置和分拣系统可以根据分拣计划灵活地改变其结构布局，形成不同的分拣线路适应不同的分拣计划，因此，能够有效提高分拣装置对不同分拣计划的灵活适应性。

Description

分拣装置、分拣系统及其构建方法

技术领域

本发明涉及物流分拣技术领域，特别涉及一种分拣装置、分拣系统及其构建方法。

背景技术

分拣是配送流程中的一个重要环节，其首先通过分拣系统的供包装置、扫描装置和缓存装置等对物品进行供包、扫描和缓存，然后通过分拣系统的分拣装置将目的地不同的物品集合分发至不同的集包处，以实现对同一目的地物品的统一收集、存储和运输。

现有技术中，分拣装置一旦构建完成，则其结构布局被确定，除非拆除重建，否则其结构布局通常无法再变化，例如，交叉带分拣系统，其分拣装置的环形循环输送线及溜槽等，再例如，机器人分拣系统，其分拣装置的分拣平台，都是一旦构建完成，则结构布局被确定，无法根据实际分拣需求进行调整，这导致现有的分拣装置及分拣系统使用灵活性较差，难以适应多变的分拣任务，尤其难以根据分拣任务量的增加进行扩展，影响产能的提高。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：提高分拣装置对不同分拣计划的灵活适应性。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种分拣装置，其包括至少两个分拣机器人，根据不同的分拣计划，至少两个分拣机器人组合形成不同的分拣队列，以改变分拣装置的分拣路线。

可选地，分拣机器人包括第一底盘装置和设置在第一底盘装置上的移载装置，第一底盘装置带动移载装置行走，移载装置包括移载机构，移载机构承载并传递物品，以使分拣队列中相邻的分拣机器人之间能够传递物品。

可选地，移载机构包括移载单元，移载单元包括承载装置和输送驱动机构，承载装置承载物品，输送驱动机构与承载装置驱动连接并通过驱动承载装置转动来传递物品。

可选地，承载装置包括滚珠；和/或，输送驱动机构包括第一动力机构和第一带传动机构，第一动力机构通过第一带传动机构与承载装置驱动连接，以驱动承载装置转动。

可选地，移载机构包括至少两个移载单元，至少两个移载单元彼此并联地设置。

可选地，移载装置还包括移载换向驱动机构，移载换向驱动机构与移载机构驱动连接并驱动移载机构旋转，以使移载机构沿不同方向传递物品。

可选地，移载换向驱动机构与移载机构的各移载单元均驱动连接，并驱动各移载单元同步且同向地旋转相同的角度。

可选地，分拣机器人还包括第一防干涉机构，在第一底盘装置旋转时，第一防干涉机构通过使移载装置相对于支撑分拣机器人的支撑平面的角度保持不变，来防止分拣队列中相邻的分拣机器人发生干涉。

可选地，第一防干涉机构与移载装置驱动连接，并通过驱动移载装置在第一底盘装置旋转时同步且反向地旋转相同的角度，来使移载装置相对于支撑分拣机器人的支撑平面的角度保持不变。

可选地，分拣队列包括分拣主路和至少一条分拣支路，分拣支路与分拣主路成角度设置。

可选地，至少一条分拣支路包括异常处理支路，异常处理支路用于输送异常的物品。

可选地，分拣计划依据物品信息流确定，物品信息流包括物品的目的地信息，或者，物品信息流包括物品的目的地信息和物品的数量信息。

本发明第二方面提供了一种分拣系统，其包括集包装置和本发明的分拣装置，集包装置收集经过分拣装置分拣的物品。

可选地，集包装置包括集包机器人，集包机器人包括第二底盘装置和设置在第二底盘装置上的集包容器，在第二底盘装置旋转时，集包容器相对于支撑集包机器人的支撑平面的角度保持不变。

本发明第三方面还提供了一种分拣装置的构建方法，其包括以下步骤：

确定分拣计划；

根据分拣计划，调度至少两个分拣机器人组合形成与分拣计划相应的分拣队列，使分拣装置具有与分拣计划相应的分拣路线。

可选地，确定分拣计划包括：

依据物品信息流确定分拣计划，物品信息流包括物品的目的地信息，或者，物品信息流包括物品的目的地信息和物品的数量信息。

可选地，调度至少两个分拣机器人组合形成与分拣计划相应的分拣队列包括：

调度部分分拣机器人组合形成分拣主路；

调度另一部分分拣机器人组合形成至少一条与分拣主路成角度的分拣支路。

可选地，调度另一部分分拣机器人组合形成至少一条与分拣主路成角度的分拣支路包括：

调度另一部分分拣机器人组合形成与分拣主路成角度的异常处理支路，用于输送异常的物品。

可选地，方法还包括以下步骤：

当分拣支路上已经没有物品时，没有物品的分拣支路中的分拣机器人解散。

可选地，在没有物品的分拣支路中的分拣机器人解散之后，解散的分拣机器人重新组合形成新的分拣支路，或者，解散的分拣机器人补入至已有的分拣支路中，或者，解散的分拣机器人退出分拣队列，等待下一项分拣任务。

可选地，方法还包括以下步骤：

一项分拣计划完成之后，分拣队列中的各分拣机器人解散，等待下一项分拣计划。

本发明第四方面还提供了一种分拣系统的构建方法，其包括：

采用本发明的分拣装置的构建方法构建分拣装置；

在分拣装置构建完成之后，构建与分拣路线相应的收集装置。

本发明通过根据不同的分拣计划自由调度并自由组合分拣机器人形成不同的分拣队列，使得分拣装置和分拣系统可以根据分拣计划灵活地改变其结构布局，形成不同的分拣线路适应不同的分拣计划，因此，能够有效提高分拣装置对不同分拣计划的灵活适应性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的分拣系统的俯视结构示意简图。

图2示出物品在图1中分拣机器人与集包机器人之间的流转过程。

图3示出图2中分拣机器人的整体结构示意简图。

图4示出图3中移载装置的结构示意简图。

图5示出图4中移载装置的俯视结构示意简图。

图6示出图3中第一底盘装置与防干涉机构的俯视结构示意简图。

图7示出图2中集包机器人的整体结构示意简图。

图中：

100、分拣系统；

101、预处理装置；102、分拣装置；103、集包装置；

1、物品供应装置；2、信息扫描装置；3、缓存装置；4、分拣机器人；5、集包机器人；a、物品；I、分拣主路；II、分拣支路；

41、移载装置；42、第一防干涉机构；43、第一底盘装置；51、集包容器；52、第二防干涉机构；53、第二底盘装置；

41a、移载单元；41b、移载换向驱动机构；

411、滚珠；412、第一带传动机构；413、第一电机；414、第二电机；415、第二带传动机构；

421、第三电机；422、第一齿轮；423、第二齿轮；

431、第四电机；432、减速机构；433、轮子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1-7示出了本发明分拣系统的一个实施例。参照图1-7，本发明所提供的分拣装置102，包括至少两个分拣机器人4，且根据不同的分拣计划，这至少两个分拣机器人4组合形成不同的分拣队列，以改变分拣装置102的分拣路线。

通过利用分拣机器人4根据不同的分拣计划自由组合形成不同的分拣队列，可以灵活地改变分拣装置102及分拣装置102所属分拣系统100的结构布局，有效提高分拣装置102和分拣系统100对多变的分拣计划的灵活适应性，尤其便于分拣装置102及分拣系统100在分拣任务量增加的情况下灵活扩展，有利于增加产能。

并且，由于本发明的分拣装置102只需分拣机器人4自由组合即可改变自身的结构布局，而并不像现有的分拣装置一样必须依赖于对原有固定结构的拆除重建，因此，还具有变化成本较低及变化效率较高的优点，使得可以基于较少的成本更高效地实现对多变分拣任务的灵活适应。

在构建本发明的分拣装置102时，可以先确定分拣计划，然后根据分拣计划，调度至少两个分拣机器人4组合形成与分拣计划相应的分拣队列，使分拣装置102具有与分拣计划相应的分拣路线。

其中，分拣计划的确定，可以依据物品信息流来进行，即，可以依据物品信息流确定分拣计划。其中，物品a可以包括包裹及信件等。而物品信息流可以包括物品a的目的地信息，或者，也可以包括物品a的目的地信息和物品a的数量信息等。物品a的目的地信息和数量信息影响分拣装置102的分拣路向的设置，例如，通常携带不同目的地信息的物品a被分拣至不同的分拣路向中，再例如，若携带相同目的地信息的物品a数量过多，仅设置一个分拣路向无法满足分拣需求时，也可以针对携带相应目的地信息的物品a设置至少两条分拣路向。可见，物品信息流影响分拣装置102的分拣队列的布局。

在调度至少两个分拣机器人4组合形成与分拣计划相应的分拣队列时，可以调度部分分拣机器人4组合形成分拣主路I；并调度另一部分分拣机器人4组合形成至少一条与分拣主路I成角度的分拣支路II。这使得分拣队列包括分拣主路I和至少一条与分拣主路I成角度的分拣支路II，从而在分拣过程中，被分拣的物品a可以通过沿分拣主路I前进，而到达不同的分拣支路II，并通过由分拣主路I进入各分拣支路II，使得物品a被分拣至不同的路向，以便于后续实现对同一目的地物品a的统一收集、存储和运输，完成物品配送过程。

在本发明中，由分拣机器人4自由组合所形成的分拣队列中，相邻的分拣机器人4之间进行物品a的传递，具体地，沿物品流转方向，物品a被相邻两个分拣机器人4中位于上游的一个自动传递至位于下游的一个上，这样，利用分拣机器人4组合形成分拣队列即可完成分拣路线的搭接，使得物品a能够在分拣队列中流转，并最终到达各集包处，完成分拣任务，而无需再像现有技术中一样设置环形循环输送线或者分拣平台等才能形成分拣路线。

而为了实现相邻分拣机器人4之间的物品传递，本发明的分拣机器人4包括第一底盘装置43和设置在第一底盘装置43上的移载装置41，第一底盘装置43带动移载装置41行走，移载装置41包括移载机构，移载机构承载并传递物品a。通过设置第一底盘装置43，使得分拣机器人4可以自动行走及转向，方便调度分拣机器人4自由组合形成不同的分拣队列。而通过设置移载机构，可以使得分拣机器人4具有物品移载功能，通过将流转至自己上的物品a传递至相邻的另一个分拣机器人4上，实现分拣队列中相邻分拣机器人4之间的物品传递，以使物品a能够在整个分拣装置102上流转运输，完成分拣过程。

其中，移载机构可以包括移载单元41a，移载单元41a包括承载装置和输送驱动机构，承载装置承载物品a，输送驱动机构则与承载装置驱动连接并通过驱动承载装置转动来传递物品a。基于此，在输送驱动机构的驱动作用下，承载装置转动，即可使得分拣机器人4具有物品移载功能，实现物品a在相邻分拣机器人2之间的传递，结构简单。例如，承载装置可以包括一个、两个或多个滚珠411，利用滚珠411承载物品a，并利用滚珠411绕自身旋转轴线的转动来带动物品a前进，实现物品a的传递和输送。

移载单元41a的数量可以为一个、两个或多个，以通过一个移载单元41a的单独转动，或者，至少两个移载单元41a的同步转动，来实现物品a的传递。当移载单元41a的数量为至少两个时，这至少两个移载单元41a可以彼此并联地设置，以增大移载机构的承载面积，提升移载机构的移载能力，并提高移载机构的运行可靠性。

进一步地，为了使得移载机构能够更加方便灵活地进行物品移载，在本发明中，移载装置41可以还包括移载换向驱动机构41b，该移载换向驱动机构41b与移载机构驱动连接并驱动移载机构旋转，以使移载机构沿不同方向传递物品a。由于在移载换向驱动机构41b的作用下，移载机构可以进行旋转换向，移载机构不再局限于向一个方向传递物品a，而是可以向不同方向传递物品a，因此，可以进一步改善移载机构移载物品的灵活性，方便分拣队列中的一个分拣机器人4向在不同方向上与其相邻的其他分拣机器人4传递物品a，使得物品a能够更加灵活地根据实际分拣需求被移载输送，有利于提高分拣效率。

其中，当移载机构包括不止一个、而是至少两个移载单元41a时，移载换向驱动机构41b可以与各移载单元41a均驱动连接，并驱动各移载单元41a同步且同向地旋转相同的角度。利用同一移载换向驱动机构41b来驱动各移载单元41a旋转，不仅结构简单紧凑，成本较低，而且便于实现各移载单元41a之间更加同步地旋转，从而可以更可靠地将移载机构对物品a的输送方向调整至所期望的方向，实现更加灵活准确的移载分拣过程。

另外，在本发明中，由于分拣装置102的输送线是由分拣机器人4搭接而成的，相邻的分拣机器人4之间传递物品a，因此，相邻的分拣机器人4之间通常设置为具有较小的间隙，而在这种小间隙情况下，若分拣机器人4的移载装置41被设置为随着第一底盘装置43一起转动，即，若在分拣机器人4于第一底盘装置43的作用下转向时，移载装置41随着一起转向，则容易导致分拣机器人4与和其相邻的其他分拣机器人4的相对角度位置发生改变，彼此产生碰撞，影响分拣安全性，甚至影响整个分拣过程的顺利实施。

因此，为了进一步解决相邻分拣机器人4之间的干涉问题，在本发明中，分拣机器人4被设置为还包括第一防干涉机构42，在第一底盘装置43旋转时，该第一防干涉机构42通过使移载装置41相对于支撑分拣机器人4的支撑平面的角度保持不变，来防止分拣队列中相邻的分拣机器人4发生干涉。基于此，在第一防干涉机构42的作用下，当分拣机器人4在第一底盘装置43的作用下进行转向时，移载装置41不再简单地随着第一底盘装置43一起转向，而是保持相对于支撑分拣机器人4的支撑平面的角度(可以称为绝对角度)不变，由于这使得分拣机器人4的分拣装置41，能够在对应的第一底盘装置43转向时，整体保持方向不变，因此，可以有效防止分拣机器人2在转向过程中与和其相邻的分拣机器人4发生干涉，实现更加安全可靠地物品分拣过程。

其中，为了使第一防干涉机构42能够在第一底盘装置43旋转时保持移载装置41相对于支撑分拣机器人4的支撑平面的角度不变，第一防干涉机构42可以被设置为与移载装置41驱动连接，并驱动移载装置41在第一底盘装置43旋转时同步且反向地旋转相同的角度。由于在第一防干涉机构42的作用下，第一底盘装置43向第一方向旋转一个角度时，移载装置41会在随第一底盘装置43向第一方向旋转相应角度的同时，同步地向与第一方向相反的第二方向旋转一个相同的角度，这就使得移载装置41的合成旋转位移为零，从而移载装置41能够在分拣机器人4转向过程中保持绝对角度位置不变，进而分拣机器人4在转向过程中，其移载装置41可以避免与相邻的分拣机器人4发生碰撞干涉。

将本发明的分拣装置102应用于分拣系统中，可以使得分拣系统也能够方便灵活地适应多变的分拣任务，因此，本发明还提供了一种分拣系统100，其可以包括集包装置103和本发明的分拣装置102，其中，集包装置103收集经过分拣装置102分拣的物品a。

而在构建分拣系统100时，首先可以采用前面所述的方法步骤构建分拣装置102，然后在分拣装置102构建完成之后，再构建与分拣装置102的分拣路线相应的收集装置103。这样，可以使得收集装置103与分拣路线相适应，更准确高效地完成对经过分拣的物品a的收集。

下面结合图1-7所示的分拣系统的一个实施例来对本发明予以进一步地说明。

如图1-7所示，在该实施例中，分拣系统100包括预处理装置101、分拣装置102和收集装置103，预处理装置101、分拣装置102和收集装置103沿着物品a的流转方向依次布置。

其中，预处理装置101用于对物品a进行信息扫描并将物品a输送至分拣装置102；分拣装置102沿着物品流转方向布置于预处理装置101的下游，用于根据预处理装置101所提供的物品信息分拣物品a并将经过分拣的物品a输送至收集装置103；收集装置103则沿着物品流转方向布置于分拣装置102的下游，用于收集经过分拣装置102分拣的物品a。基于此，分拣系统100能够完成对物品a的扫描、分拣和收集的整个过程，使得同一目的地的物品a能够被统一收集、存储和运输。

具体地，由图1可知，在该实施例中，预处理装置101包括沿着物品流转方向依次布置的物品供应装置1、信息扫描装置2和缓存装置3，其中，物品供应装置1用于供应物品a，工作过程中，待分拣的物品a可以一起被倾倒至物品供应装置1上，并被物品供应装置1输送至信息扫描装置2；信息扫描装置2对由物品供应装置1所供应的物品a进行扫描，以获得物品a的目的地和数量等物品信息流信息，作为分拣计划的确定依据以及分拣装置102的分拣依据；缓存装置103则对经过信息扫描装置2扫描的物品a进行缓存和信息绑定，并在需要时将物品a输送至分拣装置102。

更具体地，在该实施例中，物品供应装置1和缓存装置103可以采用输送带、输送链及输送辊等多种结构形式来实施。而信息扫描装置2则可以采用六面扫码装置，通过对物品a的各个表面进行扫描，来获得目的地及重量等各项物品信息。

可见，通过设置物品供应装置1、信息扫描装置2和缓存装置3，预处理装置101可以完成对物品a的供应、扫描和缓存等预处理工作，方便后续分拣装置102顺利完成分拣计划。

而如图1所示，在该实施例中，分拣装置102包括多个分拣机器人4，这多个分拣机器人4排列组合，形成分拣队列，实现分拣路线的搭接。其中，分拣队列包括分拣支路I和多条分拣支路II，分拣主路I沿着预处理装置101的输送路线方向(缓存装置3对物品a的输送方向)延伸；各分拣支路II与分拣主路I成90°夹角设置，即，各分拣支路II与分拣主路I垂直。当然，在未图示实施例中，分拣支路II与分拣支路I之间的夹角也可以设置为30°、60°等其他角度。

工作时，经预处理装置101处理过的物品a进入分拣装置102，并在相邻分拣机器人4之间传递，使得携带不同目的地信息的物品a经由分拣主路I进入不同的分拣支路II，最终被传递至集包装置103的不同的集包处，完成整个分拣任务，实现整个分拣计划。

由于在该实施例中，分拣装置102的分拣路线的搭接只是通过分拣机器人4排列组合完成的，各分拣机器人4之间没有设置连接结构等使各分拣机器人4相对位置固定不变的结构部件，因此，各分拣机器人4彼此独立，相对位置可以自由调整，使得在该实施例中，分拣机器人4可以根据分拣计划自动排列组合，形成与不同分拣计划相适应的不同的分拣队列，实现分拣路线的灵活变换。

工作过程中，所有分拣机器人4初始可以按照预先设定一字型排开(或者也可以为矩阵型等其他排布形式)，等待调度，而在分拣计划被确定后，则分拣系统100的调度装置可以按照分拣计划中的物品目的地信息及物品数量信息等即时调度分拣机器人4进行排列组合，临时组建形成与当前分拣计划相适应的分拣队列，搭接得到当前分拣计划所需的分拣路线，使得物品a可以通过沿分拣路线流转，完成相应的分拣计划；而在当前分拣计划完成、下一分拣计划尚未确定时，分拣队列中的各分拣机器人4可以自动解散，例如各分拣机器人4可以恢复至初始的排布状态(如一字型)，然后等待下一分拣计划。

可见，在该实施例中，针对不同的分拣计划，分拣机器人4可以自由组合，排列得到不同的分拣队列，变换不同的分拣路线，满足不同的分拣需求。

由于分拣装置102不再采用环形循环输送线或者分拣平台等固定的结构来构建分拣路线，而是通过具备自主运动能力的分拣机器人4自由组合来构建及变换分拣路线，因此，分拣装置102灵活可配，可以实现完全自由组合式的分拣过程，灵活性较强，且分拣装置102在任何分拣场景中均可使用，适用范围较广，这些均有利于提高分拣效率，降低分拣成本。

该实施例的分拣装置102，其分拣机器人4的结构均相同，这样可以简化结构，节约成本，且更方便分拣机器人4的自由组合。因此，以下仅以其中一个分拣机器人4为为例来对分拣机器人4予以说明。

在该实施例中，分拣机器人4能够行走、转向和90°切换移载，且在转向过程中能不与相邻分拣机器人4发生干涉。

具体地，如图3-6所示，该实施例的分拣机器人4包括移载装置41、第一防干涉机构42和第一底盘装置43，移载装置41和第一防干涉机构42均设置在第一底盘装置43上，且沿高度方向，第一防干涉机构42位于移载装置41与第一底盘装置43之间。

其中，移载装置41用于实现物品a的移载，且能够实现90°切换移载。如图4和图5所示，在该实施例中，移载装置41包括移载换向驱动机构41b以及多个(具体为四个)移载单元41a，这多个移载单元43a并联设置，并通过自身承载装置的同步转动来带动物品a前进，将物品a传递至相邻的另一分拣机器人4的移载装置41上，实现物品a的移载；移载换向驱动机构41b则与各移载单元41a均驱动连接，通过驱动各移载单元41a同步且同向地旋转90°角度，来改变各移载单元41的角度位置，使得各移载单元41a的移载方向由一个方向切换至垂直的另一个方向(可以将其中一个方向称为横向，如图5所示的X方向，并将另一个方向称为纵向，如图5所示的Y方向)，实现90°切换移载功能，由于基于此，移载机构41本身可以自动切换移载方向，因此，便于分拣机器人4将携带不同的目的地信息的物品a分拣至不同的路向，实现更加灵活高效的物品分拣过程。

其中，结合图4和图5可知，为了简化结构，降低成本，该实施例的每个移载单元41的结构均相同，均包括承载装置和输送驱动机构，且承载装置包括多个(具体为四个)滚珠411，这多个滚珠411承载物品a，并通过绕自身旋转轴线的转动(可以称为自转)带动物品a前进，对物品a进行输送，实现物品a在相邻分拣机器人4之间的传递；而输送驱动机构则包括第一动力机构和第一传动机构，第一动力机构通过第一传动机构与承载装置的各滚珠411均驱动连接，通过驱动各滚珠411同步转动，来实现对物品a的输送。其中，如图5所示，在该实施例中，第一动力机构具体包括第一电机413，第一传动机构具体包括第一带传动机构412，第一电机413通过第一带传动机构412与承载装置驱动连接，使得第一电机413转动时，可以通过第一带传动机构412将动力传递至对应承载装置的各滚珠411，带动各滚珠411同步转动。

另外，在图5中，不同承载单元41a之间沿X方向间隔排布，而同一承载单元41a，其承载装置的各个滚珠411沿Y方向间隔排布。这样，承载装置41包括呈矩阵排列(具体为4行4列)的多个滚珠411，当这些滚珠411绕沿X方向的自身旋转轴线同步转动时，可以带动物品a沿Y方向前进，实现物品a的Y向移载；而当这些滚珠411绕沿Y方向的自身旋转轴线同步转动时，则可以带动物品a沿X方向前进，实现物品a的X向移载。可见，该实施例的移载装置41，其通过滚珠411的自转，可以传递物品a，实现对物品a的移载输送。

而如图4所示，在该实施例中，移载换向驱动机构41b具体包括第二动力机构和第二传动机构，其中，第二动力机构包括第二电机414，第二传动机构包括第二带传动机构415，第二电机414通过第二带传动机构415与各承载单元41a均驱动连接，用于驱动各承载单元41a同步且同向地旋转90°。基于此，当第二电机414工作时，第二电机414通过第二带传动机构415带动承载装置41的各承载单元41a绕同一轴线旋转90°(可以称为公转90°，该实施例中为绕沿高度方向的竖直轴线的旋转)，改变各承载单元41a的角度位置，使所有滚珠411的自身旋转轴线旋转90°，例如，在图5中，滚珠411的自身旋转轴线由原本的沿Y方向旋转至沿X方向，或者，由原本的沿X方向旋转至沿Y方向，将移载装置41对物品a的移载方向由沿X和Y方向中的一个改变为沿X和Y方向中的另一个，使得分拣机器人4既可以将物品a传递至沿X方向位于其下游的另一个分拣机器人4上(即直行移至相邻机器人4上，或称横向移载至相邻机器人4上)，也可以将物品a传递至沿Y方向位于其下游的另一个分拣机器人4上(即侧向移至相邻的机器人4上，或者纵向移载至相邻机器人4上)，灵活地进行移载方向的90°自由切换，方便实现更加高效的分拣过程。

此外，第一底盘装置43用于实现分拣机器人4的行走和转向；而第一防干涉机构42用于防止相邻的分拣机器人4在转向过程中彼此干涉。

如图3和图6所示，在该实施例中，第一防干涉机构42包括第三动力机构和第三传动机构，第三动力机构具体包括第三电机421，第三传动机构具体包括具有第一齿轮422和第二齿轮423的齿轮传动机构，其中，第三电机421与第一齿轮422驱动连接，第一齿轮422与第二齿轮423啮合，第二齿轮423与承载装置41连接并能带动移载装置41一起旋转(该实施例中为绕沿高度方向的竖直轴线的旋转)；而第一底盘装置43则包括底盘和布置在底盘相对两侧的两个轮机构，每个轮机构均包括轮子433和轮驱动机构，其中，轮子433可转动地与底盘连接，轮驱动机构则与轮子433驱动连接并用于驱动轮子433转动。

更具体地，由图6可知，在该实施例中，轮驱动机构包括第四电机431和减速机构432，第四电机431用作第四动力机构，为行走和转向提供动力，减速机构432则用作第四传动机构，驱动连接于第四电机431与轮子433之间，用于将第四电机431的动力传递至轮子433，驱动轮子433转动，实现行走和转向。这样，当底盘两侧的轮子433在轮驱动机构的作用下同向转动时，可使分拣机器人4前进或后退，以实现分拣机器人4的行走；而当底盘两侧的轮子433在轮驱动机构的作用下反向旋转时，则可以使第一底盘装置43改变方向，实现分拣机器人4的转向。

并且，为了使第一防干涉机构42能够防止相邻分拣机器人4之间发生干涉，在该实施例中，轮驱动机构驱动分拣机器人4转向时，第一防干涉机构42同步驱动移载装置41反向旋转相同的角度，例如，第一底盘装置43向第一方向转向90°或180°时，移载装置41整体在第一防干涉机构42的驱动作用下同步地向第二方向对应旋转90°或180°，使得在第一底盘装置43转向的过程中，移载装置41相对于支撑平面的角度位置不会发生改变，即移载装置41的方向可以保持不变，从而使得在分拣机器人4转向的过程中，其移载装置41不再随着第一底盘装置43一起转向，而是保持绝对位置不变，从而移载装置41可以相对于与其相邻的分拣机器人4不产生旋转位移，避免因移载装置41整体方向发生改变而与相邻的分拣机器人4发生干涉。

可见，该实施例通过设置第一防干涉机构42在分拣机器人4转向过程中保持移载装置41整体的绝对角度位置不变，可以有效防止间距较小的相邻分拣机器人4之间在转向过程中发生干涉，有利于更加安全可靠地完成分拣计划。

需要说明的是，作为分拣机器人4的变型，轮机构的数量也可以为四个或六个等大于二的偶数；或者，第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构和第四动力机构等各动力机构也可以采用电机之外的其他结构形式；再或者，第一传动机构和第二传动机构以及第三传动机构和第四传动机构也可以采用带传动机构或齿轮传动机构之外的其他的结构形式。

另外，在该实施例中，收集装置103包括集包机器人5，集包机器人5可以收集经过分拣的物品a，并将所收集的物品a运送至缓存区等，以待下一步处理。可见，该实施例的收集装置103，可以利用集包机器人5实现对分拣后物品a的自动收集和转运。

具体地，由图1可知，在该实施例中，集包机器人5与分拣支路II对应设置，且一条分拣支路II处既可以只布置一个集包机器人5，也可以布置两个或更多的集包机器人5。其中，在一条分拣支路II处对应布置至少两个集包机器人5的好处在于，同一分拣支路II处的各集包机器人5可以彼此作为备用，使得在其中一个集包机器人5被装满后，可以迅速切换由备用的另一集包机器人5来收集物品a，无需等待其他集包机器人5的调度及就位，从而有利于避免因一个集包机器人5装满而无法连续收集的问题出现，可以有效提高收集效率，加快分拣系统100的运行节拍。

其中，如图1所示，与同一分拣支路II对应的至少两个集包机器人5可以布置在相应分拣支路II末端的分拣机器人4的不同侧方，减少空间的占用，实现更加合理的布局。工作时，当同一分拣支路II处的某个集包机器人5被装满时，可以利用分拣机器人4的90°移载切换功能，将流转至分拣支路II末端的物品a输送至处于分拣机器人4不同侧方的另外的集包机器人5中，实现较为连续的物品收集过程，加快物品收集效率。

在该实施例中，集包机器人5上可以设置满载检测装置(例如光电扫描装置)，检测集包机器人5是否已经被装满，以便在检测到集包机器人5满载后，控制集包机器人5将所收集的物品a转运至缓存区，由其他工序进行处理。而在该集包机器人5转运物品a至缓存区的过程中，分拣系统100的调度装置可以调度另一集包机器人5自动就位，填补因满载集包机器人5离开而空缺的收集位置，便于更快速地执行物品收集任务。

更具体地，结合图1和图7可知，在该实施例中，各集包机器人5采用相同的结构，均包括集包容器51、第二防干涉机构52和第二底盘装置53，集包容器51和第二防干涉机构52均设置在第二底盘装置53上，其中，集包容器51用于容纳经过分拣装置102分拣的物品a，其通过第二防干涉机构52与第二底盘装置53连接；第二防干涉机构52设置在第二底盘装置53上，并与集包容器51驱动连接，用于防止集包机器人5在转向过程中和与其相邻的分拣机器人4或集包机器人5发生干涉；第二底盘装置53承载第二防干涉机构52和集包容器51，用于实现集包机器人5的行走和转向。

在该实施例中，第二防干涉机构52可以通过在第二底盘装置53旋转时使集包容器51相对于支撑集包机器人5的支撑平面的角度保持不变，来防止集包机器人5在转向过程中和与其相邻的分拣机器人4或集包机器人5之间发生干涉。并且，第二防干涉机构52可以通过在第二底盘装置53旋转时驱动集包容器51同步且反向地旋转相同的角度，来使集包容器51相对于支撑集包机器人5的支撑平面保持角度不变。在该实施例中，第二防干涉机构52可以采用与第一防干涉机构42相同的结构形式，以简化结构，降低成本，因此，此处对第二防干涉机构52的结构不再予以赘述。

在构建该实施例的分拣系统100时，预处理装置101可以预先搭建好，在后续执行不同分拣计划的过程中，无需改变预处理装置101的结构布局，而只需根据不同的分拣计划，调度分拣机器人4排列形成不同的分拣队列，之后，再调度集包装置103的集包机器人5到达分拣队列的各分拣支路II的末端，对分拣后的物品a进行收集。而在一项分拣计划执行完毕之后，分拣机器人4可以自动解散，等待下一项分拣计划，且该过程中分散的分拣机器人4既可以自动恢复至初始的排布状态，也可以不恢复至初始状态，而以其他排布状态等待新的分拣计划。

其中，在组建分拣队列和布置集包机器人5时，可以先调度一部分分拣机器人4排列得到一段长度的分拣主路I，之后再调度另一部分分拣机器人4在分拣主路I的垂直方向上排列得到分拣支路II，然后再调度集包机器人5到达分拣支路II的末端，直至完成与分拣计划相应的分拣装置102和集包装置103的构建。

并且，为了在构建分拣装置102和集包装置103的过程中能够更准确地对分拣机器人4和集包机器人5进行定位及实时控制，可以在场地内布置矩阵坐标识别码，并形成一个地图管理系统。基于此，在调度分拣机器人4和集包机器人5的过程中，地图管理系统可以基于码点控制来实现对机器人更准确地实时定位以及对机器人位置更准确地实时上报。分拣机器人4和集包机器人5可以通过WIFI联网，以便于实现对二者的实时定位及快速调度。

工作时，物品a被倾倒至物品供应装置1上，并先后经过信息扫描装置2的信息扫描及缓存装置3的缓存，到达分拣装置102的分拣主路I中位于最上游的一个分拣机器人4上，然后经过相邻分拣机器人4的移载装置41的移载作用，目的地不同的物品a进入不同的分拣支路II，并最终到达分拣支路II末端的集包机器人5中，被集包机器人5收集。

在执行某一分拣计划的过程中，若某条或某些条分拣支路II中已经没有物品a，则这条或这些条没有物品a的分拣支路II中的分拣机器人4可以解散，使得相应分拣支路II自动取消，这可以减少无任务分拣支路II对分拣机器人4的占用，进一步提高分拣系统100的机动灵活性。并且，其中解散的分拣机器人4可以重新组合形成新的分拣支路II，或者，补入已有的分拣支路II中，也或者，直接退出分拣队列，等待下一项分拣任务，以提高分拣机器人4的利用率，加快分拣系统100的运行节拍。当然，在分拣支路II的分拣机器人4解散或重组时，对应的集包机器人5也可以同步地解散或重组。

另外，在执行某一分拣计划的过程中，还可以将分拣支路II中的某一条或几条支路设置为异常处理支路，即，在调度分拣机器人4组合形成分拣支路II时可以调度分拣机器人4组合形成异常处理支路，用于输送异常的物品a(例如因无法被扫描识别而无法正常分拣的物品a)。这样，异常物品a可以被分拣机器人4自动分拣至该异常处理支路上，并被与该异常支路相应的集包机器人5收集，且集包机器人5后续可以将所收集的异常物品a搬运至人工区等其他区域，等待处理，而在经过处理之后，这些原本的异常物品a可以再重新被输送至分拣装置102上，直至完成分拣及后续的收集过程。可见，通过设置异常处理支路，可以实现对异常物品a的专门分拣，避免异常物品a影响正常物品a的分拣过程，有利于进一步提高分拣效率。

综合上述可知，在该实施例中，分拣系统100的分拣装置102及集包装置103均不再采用固定的结构，而是均可以被临时组建，这使得分拣系统100灵活可配，具有自由组合式的结构，能够实现完全自由组合式的分拣过程，并且，分拣系统100不仅能在执行不同分拣计划的过程中自动调整自身的结构布局，同时还能在执行同一分拣计划的过程中自动调整自身的结构布局，灵活性强，分拣效率高，且适用范围广，占地面积小。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种分拣装置(102)，其特征在于，包括至少两个分拣机器人(4)，根据不同的分拣计划，所述至少两个分拣机器人(4)组合形成不同的分拣队列，以改变所述分拣装置(102)的分拣路线，所述分拣机器人(4)包括第一底盘装置(43)和设置在所述第一底盘装置(43)上的移载装置(41)，所述第一底盘装置(43)带动所述移载装置(41)行走，所述移载装置(41)包括移载机构，所述移载机构承载并传递物品(a)，以使分拣队列中相邻的所述分拣机器人(4)之间能够传递物品(a)。

2.根据权利要求1所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述移载机构包括移载单元(41a)，所述移载单元(41a)包括承载装置和输送驱动机构，所述承载装置承载物品(a)，所述输送驱动机构与所述承载装置驱动连接并通过驱动所述承载装置转动来传递物品(a)。

3.根据权利要求2所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述承载装置包括滚珠(411)；和/或，所述输送驱动机构包括第一动力机构和第一带传动机构，所述第一动力机构通过所述第一带传动机构与所述承载装置驱动连接，以驱动所述承载装置转动。

4.根据权利要求2所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述移载机构包括至少两个所述移载单元(41a)，所述至少两个移载单元(41a)彼此并联地设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述移载装置(41)还包括移载换向驱动机构(41b)，所述移载换向驱动机构(41b)与所述移载机构驱动连接并驱动所述移载机构旋转，以使所述移载机构沿不同方向传递物品(a)。

6.根据权利要求5所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述移载换向驱动机构(41b)与所述移载机构的各移载单元(41a)均驱动连接，并驱动各所述移载单元(41a)同步且同向地旋转相同的角度。

7.根据权利要求1-4任一所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述分拣机器人(4)还包括第一防干涉机构(42)，在所述第一底盘装置(43)旋转时，所述第一防干涉机构(42)通过使所述移载装置(41)相对于支撑所述分拣机器人(4)的支撑平面的角度保持不变，来防止所述分拣队列中相邻的所述分拣机器人(4)发生干涉。

8.根据权利要求7所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述第一防干涉机构(42)与所述移载装置(41)驱动连接，并通过驱动所述移载装置(41)在所述第一底盘装置(43)旋转时同步且反向地旋转相同的角度，来使所述移载装置(41)相对于支撑所述分拣机器人(4)的支撑平面的角度保持不变。

9.根据权利要求1-4任一所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述分拣队列包括分拣主路(I)和至少一条分拣支路(II)，所述分拣支路(II)与所述分拣主路(I)成角度设置。

10.根据权利要求9所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述至少一条分拣支路(II)包括异常处理支路，所述异常处理支路用于输送异常的物品(a)。

11.根据权利要求1-4任一所述的分拣装置(102)，其特征在于，所述分拣计划依据物品信息流确定，所述物品信息流包括物品(a)的目的地信息，或者，所述物品信息流包括物品(a)的目的地信息和物品(a)的数量信息。

12.一种分拣系统(100)，其特征在于，包括集包装置(103)和如权利要求1-11任一所述的分拣装置(102)，所述集包装置(103)收集经过所述分拣装置(102)分拣的物品(a)。

13.根据权利要求12所述的分拣系统(100)，其特征在于，所述集包装置(103)包括集包机器人(5)，所述集包机器人(5)包括第二底盘装置(53)和设置在所述第二底盘装置(53)上的集包容器(51)，在所述第二底盘装置(53)旋转时，所述集包容器(51)相对于支撑所述集包机器人(5)的支撑平面的角度保持不变。

14.一种如权利要求1-11任一所述的分拣装置(102)的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定分拣计划；

根据分拣计划，调度至少两个分拣机器人(4)组合形成与所述分拣计划相应的分拣队列，使分拣装置(102)具有与所述分拣计划相应的分拣路线。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述确定分拣计划包括：

依据物品信息流确定所述分拣计划，所述物品信息流包括物品(a)的目的地信息，或者，所述物品信息流包括物品(a)的目的地信息和物品(a)的数量信息。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述调度至少两个分拣机器人(4)组合形成与分拣计划相应的分拣队列包括：

调度部分分拣机器人(4)组合形成分拣主路(I)；

调度另一部分分拣机器人(4)组合形成至少一条与所述分拣主路(I)成角度的分拣支路(II)。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述调度另一部分分拣机器人(4)组合形成至少一条与分拣主路(I)成角度的分拣支路(II)包括：

调度另一部分分拣机器人(4)组合形成与所述分拣主路(I)成角度的异常处理支路，用于输送异常的物品(a)。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

当所述分拣支路(II)上已经没有物品(a)时，没有物品(a)的所述分拣支路(II)中的分拣机器人(4)解散。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在没有物品(a)的所述分拣支路(II)中的分拣机器人(4)解散之后，解散的分拣机器人(4)重新组合形成新的分拣支路(II)，或者，解散的分拣机器人(4)补入至已有的分拣支路(II)中，或者，解散的分拣机器人(4)退出分拣队列，等待下一项分拣任务。

20.根据权利要求14-19任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

一项分拣计划完成之后，所述分拣队列中的各所述分拣机器人(4)解散，等待下一项分拣计划。

21.一种分拣系统(100)的构建方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求14-20任一所述的构建方法构建分拣装置(102)；

在所述分拣装置(102)构建完成之后，构建与所述分拣路线相应的收集装置(103)。

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