CN112758213A - 适于拣选柔性物品的agv装置 - Google Patents

适于拣选柔性物品的agv装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供适于拣选柔性物品的AGV装置，包括视觉扫描系统、可塑形执行机构以及控制系统。视觉扫描系统，用于扫描待拣选的柔性物品的轮廓参数并反馈至控制系统。控制系统，根据物品的轮廓参数生成物品的待拣选位置坐标信息并发送至可塑形执行机构。可塑形执行机构，包括用于吸取柔性物品的吸盘、调节装置以及机械臂。吸盘，与调节装置连接。调节装置与机械臂连接。调节装置用于根据接收到的待拣选位置坐标信息调整吸盘的位置。本发明提出的适于拣选柔性物品的AGV装置，通过采用优化的结构设计，能够实现全自动拣选、存储零件柔性物品并能够兼容异型柔性物。

Description

适于拣选柔性物品的AGV装置
技术领域
本发明涉及仓储设备领域，尤其涉及一种适于拣选柔性物品的AGV装置。
背景技术
机器人是一种能够自动执行工作的机器装置，广泛应用于工业、建筑业等各行业领域中，其中物流运输业也有大量应用机器人的案例。例如在机场搬运行旅时就能够利用机器人来实现自动搬运及输送。
目前搬运货物的AGV机器人，是等待外界输送机构传送过来的货物，并通过机器人执行机构上的平台接收货物，然后机器人手臂移动，将货物送去分拣或特定的收纳容器中，但执行器拣选的物品为硬质物品，对柔性物品的拣选（特别是异型的柔性物）暂时没有专门用于拣选和运输异性柔性物品的执行机构。同时现有的AGV机器人上的缓存货架没有专门针对柔性物品存储设计的货架，往往是缓存周转箱等硬质容器的，如果用来存储异性柔性物品尤其是薄件柔性物品存储空间利用率往往不够，浪费了AGV机器人上宝贵的存储空间。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种适于拣选柔性物品的AGV装置，通过对视觉扫描系统、可调整吸盘位置坐标的可塑形执行机构的优化设计，可以对柔性物品以及柔性薄件物品（例如柔性屏）进行拣选和输送，能够实现全自动拣选零件柔性物品并能够兼容异型柔性物；并且通过对缓存货架的优化设计，缓存货架能够根据柔性薄件物品的轮廓参数(如形状、尺寸）调整两个相邻隔板之间的距离（即柔性物品的存放宽度），提高了缓存货架的空间利用率。综前所述，通过对可塑形执行机构和缓存货架的合理设计，两者（可塑形执行机构和缓存货架）之间的相互配合能够实现全自动存储零件柔性物品。
为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种适于拣选柔性物品的AGV装置，包括视觉扫描系统、可塑形执行机构以及控制系统，其中：
视觉扫描系统，用于扫描待拣选的柔性物品的轮廓参数并反馈至控制系统；
控制系统，根据物品的轮廓参数生成物品的待拣选位置坐标信息并发送至可塑形执行机构；
可塑形执行机构，包括用于吸取柔性物品的吸盘、调节装置以及机械臂；
吸盘，与调节装置连接；
调节装置与机械臂连接；
调节装置用于根据接收到的待拣选位置坐标信息调整吸盘的位置。
进一步的实施例中，所述调节装置包括与机械臂连接的支撑盘、以及均匀设置在支撑盘外周的四个关节部，
每个关节部包括第一关节和第二关节；
第一关节和第二关节均具有第一端和第二端；
第一关节的第一端与支撑盘铰接，
第一关节的第二端与第二关节的第一端铰接；
吸盘，朝下设置，与第二关节的第二端连接。
进一步的实施例中，所述调节装置包括横向移动机构和两个纵向移动机构，
横向移动机构，与机械臂连接；
每个纵向移动机构，分别与横向移动机构连接，可随着横向移动机构作水平横向移动；
吸盘，朝下设置，与纵向移动机构连接，可随着纵向移动机构作水平纵向移动。
进一步的实施例中，所述横向移动机构包括第一同步带装置，
第一同步带装置包括主动轮、从动轮、以及套设在主动轮与从动轮之间的同步带；主动轮被设置成受一电机的驱动旋转带动从动轮旋转、从而带动同步带移动。
进一步的实施例中，每个纵向移动装置包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母，
吸盘与丝杠螺母连接；
丝杠螺母受电机的驱动带动吸盘沿着丝杠轴线移动。
进一步的实施例中，所述AGV装置还包括缓存货架，缓存货架用于缓存可塑形执行机构拣选的柔性物品。
进一步的实施例中，所述缓存货架包括多个隔板、以及隔板调节结构；
隔板呈垂直设置，两个相邻的隔板之间设有伸缩活动架；
隔板调节结构用于调节两个相邻的隔板之间的距离。
进一步的实施例中，所述隔板调节结构包括一横向驱动机构、一纵向驱动机构以及一驱动框架，
隔板设置在驱动框架的顶面上方；
横向驱动机构设置在驱动框架的底面上方；
纵向驱动机构，与横向驱动机构连接，可受横向驱动机构驱动作水平横向移动；
隔板，其底部设有一挡块；
挡块可随纵向驱动机构作水平横向移动、以带动隔板作水平横向移动。
进一步的实施例中，所述横向驱动机构包括第二同步带装置，
所述纵向驱动机构，整体与第二同步带装置连接，可随着第二同步带装置作水平横向移动；
纵向驱动机构，包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母；
挡块与丝杠螺母之间间歇性接触；
丝杠螺母受电机的驱动可作水平纵向移动、以使挡块与丝杠螺母接触或者挡块与丝杠螺母分开。
进一步的实施例中，所述框架的顶面上方还设有导轨；
导轨的纵长方向与第二同步带装置平行；
所述隔板底部还设有行走轮；
行走轮可被允许在导轨内沿着导轨的纵长方向移动。
本发明提出的适于拣选柔性物品的AGV装置，与现有技术相比，其显著的有益效果在于，通过对视觉扫描系统、可调整吸盘位置坐标的可塑形执行机构的优化设计，可以对柔性物品以及柔性薄件物品（例如柔性屏）进行拣选和输送，能够实现全自动拣选零件柔性物品并能够兼容异型柔性物；并且通过对缓存货架的优化设计，缓存货架能够根据柔性薄件物品的轮廓参数(如形状、尺寸）调整两个相邻隔板之间的距离（即柔性物品的存放宽度），提高了缓存货架的空间利用率。综前所述，通过对可塑形执行机构和缓存货架的合理设计，两者（可塑形执行机构和缓存货架）之间的相互配合能够实现全自动存储零件柔性物品。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，在附图中：
图1为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的整体结构示意图。
图2为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的调节装置和吸盘的结构示意图。
图3为另一本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的调节装置和吸盘的结构示意图。
图4为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的缓存货架的结构示意图。
图5为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的缓存货架隔板和驱动框架的结构示意图。
图6为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的AGV装置的缓存货架隔板和纵向驱动机构接触时的工作示意图。
图7为本发明较优实施例的适于拣选柔性物品的缓存货架的左视示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。
根据本发明的较优实施例，提出了一种适于拣选柔性物品的AGV装置，适于拣选、存取柔性物品，尤其是异性柔性薄件物品。
如图1至图7所示，适于拣选柔性物品的AGV装置，包括视觉扫描系统3、可塑形执行机构1以及控制系统（附图中未示出）。
视觉扫描系统3（如ALSONTECH的AT-S1000系列3D视觉系统）设置在可塑形执行机构1的末端，用于扫描待拣选的柔性物品的轮廓参数（如尺寸、形状等参数）并反馈至控制系统。
控制系统，根据物品的轮廓参数（如尺寸、形状等参数）生成物品的待拣选位置坐标信息并发送至可塑形执行机构1。在本实施例中，物品的待拣选位置坐标信息至少包括物品的四个角的位置坐标信息。
可塑形执行机构1，包括用于吸取柔性物品的吸盘1-3、调节装置1-2以及机械臂1-1。
吸盘1-3与调节装置1-2连接，吸盘1-3的吸盘1-3口朝下，用于吸取待拣选物品。调节装置1-2与机械臂1-1连接。在本实施例中，机械臂1-1，为六轴机械臂，能够带动与其连接的调节装置1-2和吸盘1-3作升降、前后、左右移动。
调节装置1-2，用于根据接收到的待拣选位置坐标信息调整吸盘1-3的位置。在本实施例中，吸盘1-3的数量为4个，4个吸盘1-3分别与前述的待拣选物品的四个角的位置坐标一一对应。
在某一较优的实施例中，如图2所示，所述调节装置1-2包括与机械臂1-1连接的支撑盘1-21、以及均匀设置在支撑盘1-21外周的四个关节部。支撑盘1-21能够随着机械臂1-1作升降、前后、左右移动。每个关节部包括第一关节1-22和第二关节1-23。第一关节1-22和第二关节1-23均具有第一端和第二端。第一关节1-22的第一端与支撑盘1-21铰接。第一关节1-22的第二端与第二关节1-23的第一端铰接。吸盘1-3，朝下设置，与第二关节1-23的第二端连接。每个第一关节1-22和第二关节1-23均设有一个微型伺服电机（如innfos公司的智能柔性关节），第一关节1-22和第二关节1-23可实现360度旋转。如此，采用关节型的调节装置1-2可实现各个关节的360度转动，关节型的调节装置1-2上的吸盘1-3也可根据需要覆盖以关节伸直的状态为半径的圆的区域，在该区域中，执行结构上的吸盘1-3可到达任意位置，以根据需要组合成任意形状的吸取区域。在本实施例中，支撑盘1-21中心还设有一个吸盘（图中未示出），用于五点（支撑盘1-21中心、待拣选物品的四个角）吸取物品以使柔性物品在拣选得过程中不易变形。
在另一较优的实施例中，如图3所示，所述调节装置1-2包括横向移动机构1-24和两个纵向移动机构1-25。纵向移动机构1-25的移动方向与横向移动机构1-24的的移动方向垂直。两个纵向移动机构1-25之间呈平行设置。
横向移动机构1-24，与机械臂1-1连接，能够随着机械臂1-1作升降、前后、左右移动。所述横向移动机构1-24包括第一同步带装置。第一同步带装置包括主动轮、从动轮、以及套设在主动轮与从动轮之间的同步带；主动轮被设置成受一电机的驱动旋转带动从动轮旋转、从而带动同步带移动。
两个纵向移动机构1-25，分别与横向移动机构1-24的同步带连接，可随着横向移动机构1-24的同步带作水平横向移动。如此，可以调节两个纵向移动机构1-25之间的距离。
每个纵向移动装置包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母。
吸盘1-3的数量为4个，朝下设置，其中两个吸盘1-3分别与两个纵向移动机构1-25的丝杠螺母连接；另两个吸盘1-3分别与两个纵向移动机构1-25的端部连接。丝杠螺母受电机的驱动带动与其连接的吸盘1-3沿着丝杠轴线移动。如此，可以调节同一个纵向移动机构1-25上的两个吸盘1-3之间的距离；如前述的通过两个纵向移动机构1-25随着横向移动机构1-24的同步带作水平横向移动也可以调节两个纵向移动机构1-25之间的距离，即也能够调整两个纵向移动机构1-25上的吸盘1-3之间的距离。综前所述，通过横向移动机构1-24和两个纵向移动机构1-25的合理布设，能够实现自动调节四个吸盘1-3之间的相对距离、以使得4个吸盘1-3分别与前述的待拣选物品的四个角的位置坐标一一对应。如此，这种框架型调节装置与前述的关节型的调节装置相比，虽然能覆盖的范围为矩形区域，但是能够承受更大重量的负载。
在某些优选的实施例中，如图4至图7并结合图1所示，所述AGV装置还包括缓存货架2，缓存货架2用于缓存可塑形执行机构1拣选的柔性物品4。缓存货架2包括多个隔板2-2、以及隔板调节结构。隔板2-2呈垂直设置，两个相邻的隔板2-2之间设有伸缩活动架2-5。隔板调节结构用于调节两个相邻的隔板2-2之间的距离。伸缩活动架2-5随着两个相邻的隔板2-2之间的距离变化进行伸缩。
如图5所示，所述隔板调节结构包括一横向驱动机构2-4、一纵向驱动机构2-3以及一驱动框架2-1。横向驱动机构2-4的驱动方向（即X方向）和纵向驱动机构2-3的驱动方向（即Y方向）垂直。
如图4结合图5所示，横向驱动机构2-4设置在驱动框架2-1的底面上方。横向驱动机构2-4包括第二同步带装置。纵向驱动机构2-3，整体与第二同步带装置连接，可随着第二同步带装置作水平横向（沿X方向）移动。
隔板2-2垂直设置在驱动框架2-1的顶面上方。隔板2-2的底部设有一挡块2-22；挡块2-22可随纵向驱动机构2-3作水平横向移动、以带动隔板2-2作水平横向（沿X方向）移动。驱动框架2-1的顶面上方还设有导轨2-111；导轨2-111的纵长方向与横向驱动机构2-4的驱动方向（即X方向）平行；所述隔板2-2底部还设有行走轮2-21。行走轮2-21可被允许在导轨2-111内沿着导轨2-111的纵长方向（即X方向）移动，这样，隔板2-2在水平横向移动的过程中更加平稳。
如图6结合图7所示，纵向驱动机构2-3，包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母2-31。挡块2-22与丝杠螺母2-31之间间歇性接触。丝杠螺母2-31受电机的驱动可作水平纵向（沿Y方向）移动、以使挡块2-22与丝杠螺母2-31接触或者挡块2-22与丝杠螺母2-31分开。
在本实施例中，如图5所示，横向驱动机构2-4还包括导向装置2-7。导向装置2-7，其数量为2个，分别位于第二同步带装置的两侧，其导向方向与第二同步带的传动方向（即X方向）平行。纵向驱动机构2-3的两端分别沿着前述两个导向装置2-7滑动，导向装置2-7在纵向驱动机构2-3作水平横向（沿X方向）移动时起到了导向作用。
在某些实施例中，如图4所示，缓存货架2在伸缩活动架的后方还设有后板2-6，起到阻挡作用。
如此，当缓存货架2需要用来缓存物品4时；控制系统先将待存放柔性物品4的尺寸、形状等参数发给缓存货架2，缓存货架2自动调整两个隔板2-2之间的距离、以使得分隔区域的大小与待存放的柔性物品4的最小矩形区域相适应。两个隔板2-2之间的距离具体调整过程为：纵向驱动装置2-3的丝杠螺母2-31受电机的驱动沿Y方向移动、以使丝杠螺母2-31与挡块2-22在Y方向上的位置对应；然后纵向驱动装置2-3随着第二同步带装置沿X方向移动使其丝杠螺母2-31与挡块2-22接触，接着丝杠螺母2-31继续沿着X方向移动、同时推动与其接触的挡块2-22沿着X方向移动直至隔板2-2到达目标位置（即两个隔板2-2之间的距离与待存放的柔性物品4的最小矩形区域相适应）。如果需要移动下一个隔板2-2，纵向驱动装置的丝杠螺母2-31受电机的驱动沿Y方向或者Y方向的反方向移动以使丝杠螺母2-31与挡块2-22在Y方向上的位置不对应（分离）；然后纵向驱动装置随着第二同步带装置沿X方向或者X方向的反方向移动合适的距离、以使丝杠螺母与下一个隔板的挡块在X方向上的位置对应，接着纵向驱动装置2-3的丝杠螺母2-31受电机的驱动沿Y方向或者Y方向的反方向移动、以使丝杠螺母2-31与下一个隔板2-2的挡块2-22在Y方向上的位置对应，接着丝杠螺母2-31沿着X方向移动、推动下一个隔板的挡块2-22沿着X方向移动直至下一个隔板2-2到达目标位置，以此类推，不再赘述。
应当理解的是，控制系统、视觉扫描系统3、机械臂1-1是本领域所熟知的技术，根据本发明的公开可以使用现有的，或者未来开发的任何适当的结构和型号。
如前所述，本发明提出的适于拣选柔性物品的AGV装置，其存放柔性物品的工作流程为：
首次拾取的物品需要先对其进行视觉扫描获取物品的轮廓，获得物品的轮廓平面图后，在平面图上控制系统确定各个拾取点（各个吸盘1-3吸取的位置）在轮廓上的位置坐标，确定后，控制系统会记录这些信息。当需要拣选该类物品时，控制系统将商品信息及拾取的位置坐标信息发送给可塑形执行机构，AGV根据坐标位置信息，调整执行机构上各个吸盘1-3的相对位置使得吸盘位置与待拣选柔性物品的坐标信息一致（以其中一个吸盘1-3为基准，调整其它吸盘1-3的相对坐标来达到一致），调整缓存货架2上一个分隔区域的大小使之与覆盖物品的最小矩形区域相适应，这样该AGV装置就为拾取动作做好了准备。
拾取物品时，执行机构通过视觉扫描系统3引导定位至物品的正上方，启动视觉扫描系统3，确定物品的摆放姿态，调节装置1-2调整位置，使得与调节装置1-2连接的吸盘1-3到达拾取的位置坐标信息（以其中的基准吸盘来定位它的拾取点位置，其它吸盘的位置已经相对于基准吸盘调整好了。如果基准吸盘定位好了，其它吸盘也就定位好了），然后吸盘1-3吸取物品并运送物品，并将物品层叠式的放置在缓存货架2上，完成存放流程。
将物品从缓存货架2取出的工作流程为前述存放柔性物品的工作流程的逆流程，在此不再赘述。
如此，通过对视觉扫描系统、可调整吸盘位置坐标的可塑形执行机构的优化设计，可以对柔性物品以及柔性薄件物品（例如柔性屏）进行拣选和输送，能够实现全自动拣选零件柔性物品并能够兼容异型柔性物；并且通过对缓存货架的优化设计，缓存货架能够根据柔性薄件物品的轮廓参数(如形状、尺寸）调整两个相邻隔板之间的距离（即柔性物品的存放宽度），提高了缓存货架的空间利用率。综前所述，通过对可塑形执行机构和缓存货架的合理设计，两者（可塑形执行机构和缓存货架）之间的相互配合能够实现全自动存储零件柔性物品。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，包括视觉扫描系统、可塑形执行机构以及控制系统，其中：
视觉扫描系统，用于扫描待拣选的柔性物品的轮廓参数并反馈至控制系统；
控制系统，根据物品的轮廓参数生成物品的待拣选位置坐标信息并发送至可塑形执行机构；
可塑形执行机构，包括用于吸取柔性物品的吸盘、调节装置以及机械臂；
吸盘，与调节装置连接；
调节装置与机械臂连接；
调节装置用于根据接收到的待拣选位置坐标信息调整吸盘的位置。
2.根据权利要求1所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述调节装置包括与机械臂连接的支撑盘、以及均匀设置在支撑盘外周的四个关节部，
每个关节部包括第一关节和第二关节；
第一关节和第二关节均具有第一端和第二端；
第一关节的第一端与支撑盘铰接，
第一关节的第二端与第二关节的第一端铰接；
吸盘，朝下设置，与第二关节的第二端连接。
3.根据权利要求1所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述调节装置包括横向移动机构和两个纵向移动机构，
横向移动机构，与机械臂连接；
每个纵向移动机构，分别与横向移动机构连接，可随着横向移动机构作水平横向移动；
吸盘，朝下设置，与纵向移动机构连接，可随着纵向移动机构作水平纵向移动。
4.根据权利要求3所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述横向移动机构包括第一同步带装置，
第一同步带装置包括主动轮、从动轮、以及套设在主动轮与从动轮之间的同步带；主动轮被设置成受一电机的驱动旋转带动从动轮旋转、从而带动同步带移动。
5.根据权利要求3所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，每个纵向移动装置包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母，
吸盘与丝杠螺母连接；
丝杠螺母受电机的驱动带动吸盘沿着丝杠轴线移动。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述AGV装置还包括缓存货架，缓存货架用于缓存可塑形执行机构拣选的柔性物品。
7.根据权利要求6所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述缓存货架包括多个隔板、以及隔板调节结构；
隔板呈垂直设置，两个相邻的隔板之间设有伸缩活动架；
隔板调节结构用于调节两个相邻的隔板之间的距离。
8.根据权利要求7所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述隔板调节结构包括一横向驱动机构、一纵向驱动机构以及一驱动框架，
隔板设置在驱动框架的顶面上方；
横向驱动机构设置在驱动框架的底面上方；
纵向驱动机构，与横向驱动机构连接，可受横向驱动机构驱动作水平横向移动；
隔板，其底部设有一挡块；
挡块可随纵向驱动机构作水平横向移动、以带动隔板作水平横向移动。
9.根据权利要求8所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，
所述横向驱动机构包括第二同步带装置，
所述纵向驱动机构，整体与第二同步带装置连接，可随着第二同步带装置作水平横向移动；
纵向驱动机构，包括一电机、一丝杠以及一丝杠螺母；
挡块与丝杠螺母之间呈间歇性接触；
丝杠螺母受电机的驱动可作水平纵向移动、以使挡块与丝杠螺母接触或者挡块与丝杠螺母分开。
10.根据权利要求8所述的适于拣选柔性物品的AGV装置，其特征在于，所述框架的顶面上方还设有导轨；
导轨的纵长方向与第二同步带装置平行；
所述隔板底部还设有行走轮；
行走轮可被允许在导轨内沿着导轨的纵长方向移动。
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