CN110624835A - 用于重力分拣的末端执行器、分拣系统及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于重力分拣的末端执行器、分拣系统和分拣方法，主要包括：安装部、执行部，执行部包括与安装部连接的框架和至少一个转动连接于框架的开合板或滑动连接于框架的闸板。本申请可以对不同尺寸、不同材料、不同重量的货物进行有效的分拣。

Description

用于重力分拣的末端执行器、分拣系统及分拣方法

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别涉及一种用于重力分拣的末端执行器、分拣系统和分拣方法。

背景技术

在物流自动化工业中，工业机器人可完成对货物的分拣工作，工业机器人的机械臂末端设置有末端执行器，末端执行器完成对货物的取放操作。现有的，重力分拣的在机器人末端执行器采用夹持和真空吸的方式对货物进行抓取和投掷。

然而，发明人在实施本申请的过程中发现：对于货物分拣系统而言，包裹类别的多样性是难以避免的，而现有的末端执行器往往只能抓取某种特定的类型或特定的尺寸或特定材质的货物。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于重力分拣的末端执行器、分拣系统和分拣方法，可承接不同尺寸、不同材料、不同重量的货物，并对货物进行有效分拣。

一方面，本申请实施例公开了一种末端执行器，包括：

安装部；

执行部，执行部，所述执行部包括与所述安装部连接的框架，以及至少一个转动连接于所述框架的开合板或滑动连接于所述框架的闸板。

采用上述方案，通过开合板承载货物，实现了承载不同尺寸、不同材料、不同重量的货物，并对货物进行有效分拣。

另一方面，本申请实施例公开了一种机器人，包括有底座、机械臂组件和安装于该机械臂组件末端的末端执行器：

所述末端执行器为上述任一项技术方案所述的末端执行器。

采用上述方案，通过开合板承载货物，实现了承载不同尺寸、不同材料、不同重量的货物，并对货物进行有效分拣。

另一方面，本申请实施例公开了一种用于重力分拣货物的分拣系统，包括有输送平台、分拣装置和存储装置：

所述分拣装置被设置为上述任一技术方案中的机器人。

采用上述方案，实现了承载不同尺寸、不同材料、不同重量的货物，并对货物进行有效分拣。

另一方面，本申请实施例公开了一种用于重力分拣货物的分拣方法，包括以下步骤：

将开合板移动至货物接收位置，以承接待分拣货物；

将所述开合板移动至存储装置；

将开合板打开，所述待分拣货物靠自身重力掉落至所述存储装置。

采用上述方法，通过开合板承载货物，实现了承载不同尺寸、不同材料、不同重量的货物，并对货物进行有效分拣。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中一种末端执行器的三维结构示意图。

图2是本申请实施例中一种末端执行器的开合板闭合的三维结构示意图。

图3是本申请实施例中一种机器人的三维结构示意图。

图4是本申请实施例中末端执行器与输送平台的三维结构示意图。

图5是本申请实施例中闸门的三维结构示意图。

图6是本申请实施例中一种用于重力分拣货物的分拣系统结构示意图。

图7是本申请实施例中一种用于重力分拣货物的分拣方法流程示意图。

图8是本申请实施例中货物进入末端执行器的流程示意图。

图9是本申请实施例中货物从输送机构进入末端执行器的流程示意图。

图10是本申请实施例中货物进入存储装置的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式详细地描述本申请的技术方案，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1和图2，该图是本申请实施例的一种末端执行器的结构示意图；如图所述，末端执行器主要可以包括有安装部200和执行部100，其中执行部100还包括与安装部连接的框架和至少一个转动连接于框架的开合板或滑动连接于框架的闸板。该开合板110或闸板可以承载各种不同尺寸、不同材料、不同重量的货物并对货物进行有效分拣。

为了减轻末端执行器的重量，在本申请实施例的一些实施方式中，部分或全部所述开合板110为镂空结构，该镂空结构设置为矩形、圆形或椭圆形等各种形状，并且该单个镂空孔小于最小货物在水平面上的投影面积，防止货物从镂空孔内掉落。

为了防止开合板110的货物在搬运过程中从开合板的镂空孔中掉落考虑，在本申请实施例的一些实施方式中，在开合板110底面设置有铁氟龙贴纸120，铁氟龙贴纸将镂空结构封闭。

在本申请实施例的一些实施方式中，为了可以存放更多的待分拣货物，，该框架130可以采用空心方管组成。

在本申请实施例的一些实施方式中，为了防止货物从框架130掉落，在框架130的壁面上设置有铁氟龙贴纸120，该铁氟龙贴纸120将框架130的四壁面封闭。

在本申请实施例的一些实施方式中，开合板110可以通过转动机构与框架130转动连接并形成转动门，也可以通过伸缩杆滑动连接于框架130下方并形成闸门。具体地，转动机构控制开合板110的打开与闭合，当开合板110处于闭合状态时，用于承接待分拣货物；当开合板110处于打开状态，存放于开合板110上的货物靠自身重力掉落。

在本申请实施例的一些实施方式中，转动机构可以包括有：设于所述开合板110后侧的驱动气缸140，和设置有开合板110一侧的合页150。

具体地，开合板110通过合页150铰接连接于框架130底部，开合板110的后侧铰接有驱动气缸140，驱动气缸140活塞杆的伸缩从而控制开合板110的打开与闭合。

为了实现开合板110多角度转动，在本申请实施例的一些实施方式中，驱动气缸140的活塞杆与开合板110转动连接，驱动气缸140的缸筒与框架130转动连接。通过驱动气缸140两端转动连接与驱动气缸活塞杆的伸缩，从而实现开合板110的多角度转动。

在本申请实施例的一些实施方式中，合页150的两侧分别与开合板110、框架130固定连接。

具体地，合页150的一端与开合板110的长度方向一侧固定连接，合页150的另一端与框架130的长度方向一侧固定连接，通过合页150将开合板110转动连接于框架130下部。

在本申请实施例的一些实施方式中，在框架130的后侧设置有固定杆210，且安装部200设于该固定杆210上，为了便于将末端执行器与机器人连接。

在本申请实施例的一些实施方式中，安装部200可以包括有法兰220，该法兰220与机械臂末端固定连接。该法兰220的设置便于实现末端执行器与机械臂末端的安装和拆卸。

基于上述实施例，请参考图3，该图是本申请实施例的一种机器人结构示意图，该机器人用于控制末端执行器的运动轨迹，主要包括：包括有底座410、机械臂组件420和安装于该机械臂组件末端的末端执行器400。

底座410，用于支撑固定机器人；

末端执行器400，如前述任一实施中所述的末端执行器，不再一一赘述；

机械臂组件420，用于移动所述末端执行器。

为了用于临时缓存货物且调整货物位姿，使货物按照一定的方向落入到开合板110上，本申请实施的一些实施方式中，请参考图4，输送平台包括传动带及设置于传送带靠近机器人一侧的导物箱，其中传动带用于输送货物到导物箱，导物箱用于调整货物位姿，以使货物落入到末端执行器的中心位置。

具体地，传送带510前侧固定安装有导物箱520，末端执行器移至导物箱520下方，将货物放置传送带510末端上，传送带510带动货物将货物由末端传送导物箱520，从而货物通过导物箱520掉落至末端执行器。在本申请实施例的一些实施方式中，传送带包括传送装置，传送装置包括有设置于传送带两侧的传动辊和设置于传送带后侧的驱动电机。驱动电机通过传动组件带动后侧传动辊转动，后侧传动辊通过套设在前后传动辊上的传动带带动前侧传动辊转动。进一步地，驱动电机可以分为内转子电机和外转子电机。

为了使货物更加顺畅的掉落至开合板上，在本申请实施例的一些实施方式中，导物箱设置为上下开口的筒状结构，且靠近传动带的一侧设置有缺口。缺口处为货物进入导物箱的入口，在本申请中，导物箱设置为横截面由上至下逐渐减小的长方体。

为了用于临时缓存货物，在本申请实施例的一些实施方式中，请参考图5，导物箱底部设置有闸门机构600，闸门机构包括有：与导物箱滑动连接的闸门610，以及设置于闸门后侧的伸缩杆620，伸缩杆620的伸缩控制闸门610的开启与闭合。

具体地，当末端执行器承接满货物时，伸缩杆620伸出带动闸门610沿传送带前进方向运动，闭合导物箱出口，阻止货物掉落。进一步地，伸缩杆620也可以用液压缸或气压缸来代替。

基于上述实施例，请参考图6，本申请实施例还提供了一种用于重力分拣货物的分拣系统，用于对货物的运输和分拣，货物分拣系统主要包括：

输送平台，用于输送货物；

分拣装置，如前述任一实施中所述的机器人，不再一一赘述；

存储装置，用于存储被分拣后的货物。

工作时，货物输送平台将货物输送至分拣装置，机器人带动末端执行器移动至货物相对应的存储装置，当末端执行器移动至存储装置上方后，驱动气缸伸出，控制开合板110打开，货物在自身重力的作用下掉落至存储装置，完成货物分拣。

基于上述实施例，请参考图7，本申请实施例还提供了一种用于重力分拣货物的分拣方法，用于控制具有开合板的末端执行器进行货物的分拣，包括以下步骤：

301、将开合板移动至货物接收位置，以承接待分拣货物；

302、将开合板移动至存储装置；

303、将开合板打开，分拣货物靠自身重力掉落至存储装置。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，可以预先通过扫码装置获取货物信息，并对货物信息进行分析，确定货物被分拣后的位置。

机械臂移动末端执行器所到货物存储的位置，可以根据货物信息来确定。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，请参考图8，步骤301中，在开合板移动至货物接收位置之前，通过以下步骤：

3011、伸缩机构控制开合板闭合，以承载货物。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，请参考图9，步骤301中，在在以承接待分拣货物，通过以下步骤：

3012、控制放置有待分拣货物的输送平台，将待分拣货物输送至开合板；

其中，货物接收位置位于输送平台的前方，且不高于待分拣货物。

应理解的是：末端执行器移动至货物接收位置，并且末端执行器的高度低于输送平台，便于接收待分拣货物。

采用上述方法，通过输送平台将待分拣货物输送至开合板上，加速了货物的运动，节约了时间，提高了效率。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，步骤3012中，将待分拣货物输送至开合板,通过以下步骤：

30121、将待分拣货物输送至导物箱，通过导物箱调整货物位置并将待分拣货物输送至所述开合板；其中，

导物箱设置于输送平台前方，且不高于待分拣货物。

采用上述方法，将导物箱设置于输送平台与末端执行器之间，该导物箱用于临时缓存货物和调整货物位姿。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，步骤302中，在将开合板移动至存储装置，通过以下步骤：

3021、获取存储装置的存储信息。

应理解的是：在货物放置于开合板上，控制系统通过获取存储装置的存储信息从而控制末端执行器移动至相对应的存储位置，当末端执行器处于存储位置之上，打开开合板，货物利用自身重力进入相对应的存储装置内。

采用上述方法，通过获取存储装置的存储信息，确定货物存储位置。

在本申请实施例的一些可能的实施方式中，请参考图10，步骤303中，在待分拣货物靠自身重力掉落至存储装置，通过以下步骤：

3031、伸缩机构控制开合板打开，以使待分拣货物掉落存储装置。

应理解的是：伸缩机构中的驱动气缸活塞杆伸出，从而带动开合板转动，使货物失去支撑，货物在自身重力的作用下，进入存储装置。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里的特定实施例，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申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种末端执行器，其特征在于，包括：

安装部；

执行部，所述执行部包括与所述安装部连接的框架，以及至少一个转动连接于所述框架的开合板或滑动连接于所述框架的闸板。

2.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述开合板通过转动机构与所述框架转动连接。

3.如权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述转动机构包括有：设于所述开合板后侧的驱动气缸和设置有所述开合板一侧的合页。

4.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述驱动气缸的活塞杆与所述开合板转动连接，所述驱动气缸的缸筒与所述框架转动连接。

5.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述合页的两侧分别与所述开合板、所述框架固定连接。

6.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，在所述框架的后侧，设置有固定杆，且所述安装部设于该所述固定杆上。

7.一种机器人，包括有底座、机械臂组件和安装于该机械臂组件末端的末端执行器，其特征在于：所述末端执行器为如权利要求1-6中任一项所述的末端执行器。

8.一种用于重力分拣货物的分拣系统，包括有输送平台、分拣装置和存储装置，其特征在于：所述分拣装置被设置为权利要求7所述的机器人。

9.如权利要求8所述的分拣系统，其特征在于，所述输送平台包括传动带及设置于所述传动带靠近所述机器人一侧的导物箱，

所述传动带用于输送货物到所述导物箱；

所述导物箱用于调整货物位姿，以使所述货物落入到所述末端执行器的中心位置。

10.如权利要求9所述的分拣系统，其特征在于，所述导物箱设置为上下开口的筒状结构，且靠近传动带的一侧设置有缺口。

11.如权利要求10所述的分拣系统，其特征在于，所述导物箱底部设置有闸门机构，所述闸门机构包括有：与所述导物箱滑动连接的闸门，以及设置于所述闸门后侧的伸缩杆。

12.一种用于重力分拣货物的分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

将开合板移动至货物接收位置，以承接待分拣货物；

将所述开合板移动至存储装置；

将开合板打开,所述待分拣货物靠自身重力掉落至所述存储装置。

13.如权利要求12所述的分拣方法，其特征在于，在开合板移动至货物接收位置之前，包括：

伸缩机构控制开合板闭合，以承载货物。

14.如权利要求12所述的分拣方法，其特征在于，在所述待分拣货物靠自身重力掉落至所述存储装置，包括：

伸缩机构控制开合板打开，以使所述待分拣货物掉落所述存储装置。

15.如权利要求12所述的分拣方法，其特征在于，在将所述开合板移动至存储装置，包括：

获取存储装置的存储信息。

16.如权利要求12所述的分拣方法，其特征在于，在以承接待分拣货物，包括：

控制放置有待分拣货物的输送平台，将待分拣货物输送至所述开合板；

其中，所述货物接收位置位于所述输送平台的前方，且不高于待分拣货物。

17.如权利要求12所述的分拣方法，其特征在于，将待分拣货物输送至所述开合板，包括：

将待分拣货物输送至导物箱，通过导物箱调整货物位姿并将待分拣货物输送至所述开合板；其中，

导物箱设置于输送平台前方，且不高于待分拣货物。