CN112591357B - 一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法，涉及物料搬运技术领域。该在封闭或半封闭局限下的码垛系统，包括：码垛系统，所述码垛系统包括有控制装置、处理单元、升降系统和移动机构，视觉识别单元，通过所述视觉识别单元获取障碍物与所述视觉识别单元的相对位置关系，根据所述相对位置关系以及所述视觉识别单元所监控的区域范围。该在封闭或半封闭局限下的码垛系统及其方法，通过视觉识别单元，可以及时的对空间内的障碍物进行检测，在使用上，能够解决现有的码垛设备容易受到空间限制、通用性和移动性较差的问题，从而能灵活的用于更多需要码垛的环境，提高码垛系统在封闭和半封闭环境下的码垛效率。

Description

一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法
技术领域
本发明涉及物料搬运技术领域，特别的为一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法。
背景技术
物流劳动中为了便于货物打包运输，通常会先将货物堆积在一起，随后对货物进行重新分配，码垛属于工厂生产、物流运输必不可少的一个步骤。目前市场上的码垛设备，基本上都是将运输带等运来的货物通过机械臂提起后，移动到码垛目标地点。这种码垛设备往往体积大，重量重，难以移动，通常是固定在一个地方使用，现有的移动式码垛设备，往往是针对特定产品和特定码垛路径研发的，通用性不强，而且，由于也是采用机械臂提起货物再进行码垛的方式，导致整体重量很大，需要较高的操作空间，码垛所消耗的能量也很高，对于库房空间有限，货物存在多种规格的包装以及码垛的位置需要经常改变的地方，现有的码垛设备受限于空间、通用性或移动性等的限制无法进行有效的码垛。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法，该解决上述背景技术中的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，包括：
码垛系统，所述码垛系统包括有控制装置、处理单元、升降系统和移动机构。
视觉识别单元，通过所述视觉识别单元获取障碍物与所述视觉识别单元的相对位置关系，根据所述相对位置关系以及所述视觉识别单元所监控的区域范围，确定所述相对位置关系是否位于所述区域范围内，当所述障碍物位于监控的区域范围时，根据所述视觉识别单元的地理位置坐标以及所述相对位置关系，确定所述障碍物的地理位置坐标，将所述障碍物的地理位置坐标和所述相对运动方向发送给码垛系统。
存储模块，用于对码垛系统的运行状态和运行结果的信息进行存储。
输送机构，所述输送机构包括输送区域、阻挡件和阻挡件驱动机构，所述阻挡件设置在输送区域上，所述阻挡件驱动机构用于驱动阻挡件在阻挡位置与放行位置之间移动，所述阻挡件在阻挡位置时能够阻止输送区域的物料进入，所述阻挡件在放行位置时，物料能够放置在输送区域上。
摄像模块，用于拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，以获取该物料的体积信息和确定物料的抓取点位置信息。
检测装置，用于所述检测输送机构输送的物料是否到达输送区域的边缘位置，物料在到达输送区域的边缘位置时抵靠阻挡件。
显示模块，用于将视觉识别单元和摄像模块所拍摄到的画面显示出来。
作为本发明进一步的方案：所述控制装置用于根据物料的体积信息确定物料在托盘上的托盘放置点位置信息，并将物料的托盘放置点位置信息发送给码垛机器人，所述控制装置内部的控制单元可以用于根据处理单元的的处理指令控制升降系统和移动机构的移动以及码垛系统的移动和推送。
作为本发明进一步的方案：所述处理单元用于根据摄像模块识别出的货物的轮廓和推送面得到对码垛系统的移动和推送控制指令和对升降系统的升降控制指令，并将移动和推送控制指令和升降控制指令发送至控制装置，由控制装置进行码垛系统的移动和推送控制以及升降系统的升降控制，还用于根据预设的规则设定移动控制指令，并将移动控制指令发送至控制装置，由控制装置控制移动机构的移动。
作为本发明进一步的方案：所述移动机构，用于进行码垛系统的移动。
作为本发明进一步的方案：所述升降系统，用于放置码垛的货物，水平固定设于移动机构的上表面上，并且其位于顶端的台面沿竖直方向升降运动设置。
一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统的使用方法，包括有如下步骤：
S1、通过所述视觉识别单元获取障碍物与所述视觉识别单元的相对位置关系，根据所述相对位置关系以及所述视觉识别单元所监控的区域范围。
S2、将所监控的区域范围有无障碍物的信息输送至码垛系统，通过码垛系统内部的移动机构，会使得码垛系统进行移动。
S3、通过检测装置检测到输送机构将物料输送到输送区域的边缘位置，向码垛系统发送检测信号。
S4、接收到检测信号时，控制摄像模块拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，摄像模块根据拍摄到的物料图像获取物料的体积信息，并将该体积信息发送给码垛系统。
S5、码垛系统将接收到的体积信息发送给控制装置，并控制阻挡件驱动机构驱动阻挡件移动至放行位置，以使该物料输送到输送区域上。
S6、显示模块可以将视觉识别单元和摄像模块所拍摄到的画面显示出来。
S7、存储模块，对码垛系统的运行状态和运行结果的信息进行存储。
进一步的，将根据S5中的操作步骤，在摄像模块拍摄到物料从输送区域上输送后，会使得阻挡件复位，同时在摄像模块拍摄到下一物料的时候，会重复S5的步骤。
本发明提供了一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统及其方法。具备以下有益效果：
该在封闭或半封闭局限下的码垛系统及其方法，通过视觉识别单元，可以及时的对空间内的障碍物进行检测，在使用上，能够解决现有的码垛设备容易受到空间限制、通用性和移动性较差的问题，从而能灵活的用于更多需要码垛的环境，提高码垛系统在封闭和半封闭环境下的码垛效率，同时在使用上通过通过摄像模块的方式可以对不同大小规格的物料进行区分，每次都能够及时的对物料进行输送和阻挡，从而实现了减轻了工人分拣和码放物料的工作量。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图中：1、输送机构；2、控制装置；3、处理单元；4、视觉识别单元；5、存储模块；6、升降系统；7、移动机构；8、检测装置；9、码垛系统；10、显示模块；11、摄像模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：
参照图1：一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，包括：码垛系统9，码垛系统9包括有控制装置2、处理单元3、升降系统6和移动机构7，视觉识别单元4，通过视觉识别单元4获取障碍物与视觉识别单元4的相对位置关系，根据相对位置关系以及视觉识别单元4所监控的区域范围，确定相对位置关系是否位于区域范围内，当障碍物位于监控的区域范围时，根据视觉识别单元4的地理位置坐标以及相对位置关系，确定障碍物的地理位置坐标，将障碍物的地理位置坐标和相对运动方向发送给码垛系统9，存储模块5，用于对码垛系统9的运行状态和运行结果的信息进行存储，输送机构1，输送机构1包括输送区域、阻挡件和阻挡件驱动机构，阻挡件设置在输送区域上，阻挡件驱动机构用于驱动阻挡件在阻挡位置与放行位置之间移动，阻挡件在阻挡位置时能够阻止输送区域的物料进入，阻挡件在放行位置时，物料能够放置在输送区域上，摄像模块11，用于拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，以获取该物料的体积信息和确定物料的抓取点位置信息，检测装置8，用于检测输送机构1输送的物料是否到达输送区域的边缘位置，物料在到达输送区域的边缘位置时抵靠阻挡件，显示模块10，用于将视觉识别单元4和摄像模块11所拍摄到的画面显示出来，控制装置2用于根据物料的体积信息确定物料在托盘上的托盘放置点位置信息，并将物料的托盘放置点位置信息发送给码垛机器人，控制装置2内部的控制单元可以用于根据处理单元3的的处理指令控制升降系统6和移动机构7的移动以及码垛系统9的移动和推送，处理单元3用于根据摄像模块11识别出的货物的轮廓和推送面得到对码垛系统9的移动和推送控制指令和对升降系统6的升降控制指令，并将移动和推送控制指令和升降控制指令发送至控制装置2，由控制装置2进行码垛系统9的移动和推送控制以及升降系统6的升降控制，还用于根据预设的规则设定移动控制指令，并将移动控制指令发送至控制装置2，由控制装置2控制移动机构7的移动，移动机构7，用于进行码垛系统9的移动，升降系统6，用于放置码垛的货物，水平固定设于移动机构7的上表面上，并且其位于顶端的台面沿竖直方向升降运动设置，摄像模块11通过导线与码垛系统9进行双向电性连接，码垛系统9的输出端通过导线与输送机构1的输入端电性连接，视觉识别单元4的输出端通过导线与码垛系统9的输入端电性连接，存储模块5通过导线与码垛系统9进行双向电性连接，检测装置8的输出端通过导线与码垛系统9的输入端电性连接，码垛系统9的输出端通过导线与显示模块10的输入端电性连接。
一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、通过视觉识别单元4获取障碍物与视觉识别单元4的相对位置关系，根据相对位置关系以及视觉识别单元4所监控的区域范围。
步骤二、将所监控的区域范围有无障碍物的信息输送至码垛系统9，通过码垛系统9内部的移动机构7，会使得码垛系统9进行移动。
步骤三、通过检测装置8检测到输送机构1将物料输送到输送区域的边缘位置，向码垛系统9发送检测信号。
步骤四、接收到检测信号时，控制摄像模块11拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，摄像模块11根据拍摄到的物料图像获取物料的体积信息，并将该体积信息发送给码垛系统9。
步骤五、码垛系统将接收到的体积信息发送给控制装置2，并控制阻挡件驱动机构驱动阻挡件移动至放行位置，以使该物料输送到输送区域上，在摄像模块11拍摄到物料从输送区域上输送后，会使得阻挡件复位，同时在摄像模块11拍摄到下一物料的时候，会重复步骤五。
步骤六、显示模块10可以将视觉识别单元4和摄像模块11所拍摄到的画面显示出来。
步骤七、存储模块5，对码垛系统9的运行状态和运行结果的信息进行存储。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，其特征在于，包括：
码垛系统(9)，所述码垛系统(9)包括有控制装置(2)、处理单元(3)、升降系统(6)和移动机构(7)；
视觉识别单元(4)，通过所述视觉识别单元(4)获取障碍物与所述视觉识别单元(4)的相对位置关系，根据所述相对位置关系以及所述视觉识别单元(4)所监控的区域范围，确定所述相对位置关系是否位于所述区域范围内，当所述障碍物位于监控的区域范围时，根据所述视觉识别单元(4)的地理位置坐标以及所述相对位置关系，确定所述障碍物的地理位置坐标，将所述障碍物的地理位置坐标和所述相对运动方向发送给码垛系统(9)；
存储模块(5)，用于对码垛系统(9)的运行状态和运行结果的信息进行存储；
输送机构(1)，所述输送机构(1)包括输送区域、阻挡件和阻挡件驱动机构，所述阻挡件设置在输送区域上，所述阻挡件驱动机构用于驱动阻挡件在阻挡位置与放行位置之间移动，所述阻挡件在阻挡位置时能够阻止输送区域的物料进入，所述阻挡件在放行位置时，物料能够放置在输送区域上；
摄像模块(11)，用于拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，以获取该物料的体积信息和确定物料的抓取点位置信息；
检测装置(8)，用于所述检测输送机构(1)输送的物料是否到达输送区域的边缘位置，物料在到达输送区域的边缘位置时抵靠阻挡件；
显示模块(10)，用于将视觉识别单元(4)和摄像模块(11)所拍摄到的画面显示出来；
所述控制装置(2)用于根据物料的体积信息确定物料在托盘上的托盘放置点位置信息，并将物料的托盘放置点位置信息发送给码垛机器人，所述控制装置(2)内部的控制单元可以用于根据处理单元(3)的的处理指令控制升降系统(6)和移动机构(7)的移动以及码垛系统(9)的移动和推送；
所述摄像模块(11)通过导线与码垛系统(9)进行双向电性连接，码垛系统(9)的输出端通过导线与输送机构(1)的输入端电性连接，视觉识别单元(4)的输出端通过导线与码垛系统(9)的输入端电性连接，存储模块(5)通过导线与码垛系统(9)进行双向电性连接，检测装置(8)的输出端通过导线与码垛系统(9)的输入端电性连接，码垛系统(9)的输出端通过导线与显示模块(10)的输入端电性连。
2.根据权利要求1所述的一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，其特征在于：所述处理单元(3)用于根据摄像模块(11)识别出的货物的轮廓和推送面得到对码垛系统(9)的移动和推送控制指令和对升降系统(6)的升降控制指令，并将移动和推送控制指令和升降控制指令发送至控制装置(2)，由控制装置(2)进行码垛系统(9)的移动和推送控制以及升降系统(6)的升降控制，还用于根据预设的规则设定移动控制指令，并将移动控制指令发送至控制装置(2)，由控制装置(2)控制移动机构(7)的移动。
3.根据权利要求1所述的一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，其特征在于：所述移动机构(7)，用于进行码垛系统(9)的移动。
4.根据权利要求1所述的一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统，其特征在于：所述升降系统(6)，用于放置码垛的货物，水平固定设于移动机构(7)的上表面上，并且其位于顶端的台面沿竖直方向升降运动设置。
5.一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过所述视觉识别单元(4)获取障碍物与所述视觉识别单元(4)的相对位置关系，根据所述相对位置关系以及所述视觉识别单元(4)所监控的区域范围；
S2、将所监控的区域范围有无障碍物的信息输送至码垛系统(9)，通过码垛系统(9)内部的移动机构(7)，会使得码垛系统(9)进行移动；
S3、通过检测装置(8)检测到输送机构(1)将物料输送到输送区域的边缘位置，向码垛系统(9)发送检测信号；
S4、接收到检测信号时，控制摄像模块(11)拍摄停留在输送区域边缘位置的物料的图像，摄像模块(11)根据拍摄到的物料图像获取物料的体积信息，并将该体积信息发送给码垛系统(9)；
S5、码垛系统将接收到的体积信息发送给控制装置(2)，并控制阻挡件驱动机构驱动阻挡件移动至放行位置，以使该物料输送到输送区域上；
S6、显示模块(10)可以将视觉识别单元(4)和摄像模块(11)所拍摄到的画面显示出来；
S7、存储模块(5)，对码垛系统(9)的运行状态和运行结果的信息进行存储。
6.根据权利要求5所述的一种在封闭或半封闭局限空间下的码垛系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将根据S5中的操作步骤，在摄像模块(11)拍摄到物料从输送区域上输送后，会使得阻挡件复位，同时在摄像模块(11)拍摄到下一物料的时候，会重复S5的步骤。
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