CN113070222B - 一种机器人及物品分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及物品分拣技术领域，公开了一种机器人及物品分拣系统。本发明中，机器人包括：用于承载容器的容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置、以及用于承载所述容器承载装置和所述物品分拨装置的可移动的底盘，所述物品分拨装置经由支撑装置设置在所述底盘上、且位于所述容器承载装置上方。本发明提供的机器人及物品分拣系统，使得机器人能够同时实现容器搬运、物品搬运、物品分拨到容器的功能，提高了物品分拣系统的效率。

Description

一种机器人及物品分拣系统

技术领域

本发明实施例涉及物品分拣技术领域，特别涉及一种机器人及物品分拣系统。

背景技术

物品分拣是指根据物品分类标识的不同，将物品分发至不同的下货口，最终实现将同一类型的物品在同一下货口汇总。例如，在快递行业，需要根据物品的目的地将物品进行分类，物品的分类标识就可以是物品的目的地。现有技术中，物品分拣系统通常包括物品分拣平台、以及运行在物品分拣平台上的机器人。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的机器人功能单一，整个物品分拣系统的效率偏低。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种机器人及物品分拣系统，使得机器人能够同时实现容器搬运、物品搬运、物品分拨到容器的功能，提高了物品分拣系统的效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种机器人，包括：用于承载容器的容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置、以及用于承载所述容器承载装置和所述物品分拨装置的可移动的底盘，所述物品分拨装置经由支撑装置设置在所述底盘上、且位于所述容器承载装置上方。

本发明的实施方式还提供了一种物品分拣系统，包括上述的机器人、以及用于存放容器的容器放置装置。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于机器人包括：用于承载容器的容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置、以及用于承载所述容器承载装置和所述物品分拨装置的可移动的底盘，所述物品分拨装置经由支撑装置设置在所述底盘上、且位于所述容器承载装置上方，从而物品能够放置在物品分拨装置中、并经由可移动的底盘运送到特定的位置，然后被物品分拨装置转移至对应的容器中，进而实现物品搬运、以及物品分拨到容器的功能，并且，容器能够放置在容器承载装置上、并经由可移动的底盘运送到特定的位置，从而实现容器搬运的功能，相比于通过货架搬运机器人在搬运物品时将整个货架进行搬运，本实施方式中通过直接搬运容器，避免了搬运货架以及货架上不被需要的物品，提高了物品分拣系统的效率，同时，由于容器能够被搬运至特定的位置，提高了整个系统的柔性和鲁棒性。

另外，所述容器承载装置包括层叠设置的第一容器承载装置和第二容器承载装置，所述第一容器承载装置设置在所述底盘上，所述第二容器承载装置固定在所述支撑装置上。

另外，所述支撑装置可升降设置。如此设置，物品分拨装置的高度能够经由所述支撑装置的升降进行调整，从而实现将物品运送和分拨到不同高度的容器中。

另外，所述支撑装置包括设置在所述底盘上的第一支撑杆、以及套设于所述第一支撑杆上的第二支撑杆，所述物品分拨装置和所述第二容器承载装置设置在所述第二支撑杆上。

另外，所述容器承载装置包括设置在所述底盘上的底座、以及设置在所述底座上的多个凸起，所述多个凸起沿第一方向依次间隔排列。如此设置，可以通过将容器放置装置插入多个凸起之间的空间，从而将容器承载装置上的容器转移至容器放置装置上。

另外，所述机器人还包括用于对所述容器在第二方向上进行限位的限位装置，其中，所述第一方向和所述第二方向均平行于水平面、且所述第一方向垂直于所述第二方向。如此设置，当限位装置处于限位状态时，能够保证容器处于容器承载装置上，使得在机器人运动时容器位置能保持稳定。

另外，所述物品分拨装置为传送带、底部可打开的托盘、或可翻转的托盘。

另外，所述物品分拨装置为可翻转的托盘、以及设置在所述支撑装置上且与所述托盘相连的翻转轴；所述翻转轴靠近所述托盘的边缘位置设置；或者，所述翻转轴经过所述托盘的中央位置。通过所述翻转轴靠近所述托盘的边缘位置设置，使得所述托盘翻转时所述托盘内的物品转移至所述托盘侧边的其他设备中，通过所述翻转轴经过所述托盘的中央位置，使得所述托盘翻转时所述托盘内的物品转移至所述托盘下方的容器中。

另外，所述容器放置装置包括多个支撑条，所述多个支撑条沿预设方向依次排列。通过设置多个沿预设方向依次排列支撑条，使得容器放置装置能够插入多个凸起之间的空间，并通过抬升容器放置装置或打开限位装置为限位状态，能够实现将容器承载装置上的容器转移至容器放置装置上。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式提供的机器人的结构示意图；

图2是两个机器人进行物品分拣的示意图；

图3是本发明另一可实施方式提供的机器人的结构示意图；

图4是本发明又一可实施方式提供的机器人的结构示意图；

图5是本发明还一可实施方式提供的机器人的结构示意图；

图6是本发明第二实施方式提供的机器人的结构示意图；

图7是本发明第三实施方式提供的物品分拣系统的结构示意图；

图8是本发明第四实施方式提供的物品分拣系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种机器人100，如图1所示，包括：用于承载容器的容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置12、以及用于承载容器承载装置和物品分拨装置12的可移动的底盘13，物品分拨装置12经由支撑装置14设置在底盘13上、且位于容器承载装置上方。

本实施方式中的机器人100的应用场景主要是：仓储物流中的物品分拣、容器搬运等。在仓储物流的操作中，经常需要根据订单的需求，将每一个订单需要的商品通过拣选和分拣的方式放入同一个或者多个容器中。在订单量大，物品种类多等情况下，这些订单的分拣操作会变得复杂，并且消耗很多人力。本实施方式中的机器人100集容器、物品的搬运、物品的拣选分拨、容器的存取等多种功能于一身，极大地简化了整个订单分拣的过程。

其中，底盘13负责机器人100的移动、导航、障碍检测及防撞等功能，移动方式可包括但不限于轮式、履带、轨道等，导航方式可为二维码、磁条、激光SLAM、视觉SLAM或以上几种结合使用，容器承载装置上的容器可为料箱、纸箱或托盘121等各种容器，容器中的物品可以通过人工放置、机械臂、传送带及其他机器人100放置等多种方式放置于该容器中，也可以是另外一个机器人100通过物品分拨装置12将物品倾倒入此容器中。

在实际应用中，物品分拨装置12可以为底部可打开的托盘、或可翻转的托盘121，物品分拨装置12上可以放置多个不同种类的物品，物品可以通过人工放置、机械臂、传送带及其他机器人100放置等多种方式放置于物品分拨装置12上，底部可打开的托盘可以通过动力装置打开底部以将物品掉落，可翻转的托盘121通过翻转来倾倒物品。

本实施方式中，物品分拨装置12可以包括可翻转的托盘121、以及设置在支撑装置14上且与托盘121相连的翻转轴122，本实施方式中，翻转轴122靠近托盘121的边缘位置设置、以使托盘121翻转时托盘121内的物品转移至托盘121侧边的其他设备中。

如图2所示，在实际应用中，机器人100可以移动到另一个机器人100附近，控制物品分拨装置12将物品放入另一个机器人100的容器承载装置上的容器内，进而实现物品的运送和分拨功能，具体的，机器人A和机器人B同时停留在相邻的位置附近，机器人B会打开自己的物品分拨装置12，此时此装置上没有任何物品，机器人A会启动物品分拨装置12，并且将之上的物品倾倒入机器人B的容器承载装置的容器中，这种两个机器人之间的物品倾倒操作能够让整个物品到容器的分拨操作更加灵活。

可以理解的是，翻转轴122也可以不靠近托盘121的边缘位置设置，而是经过托盘121的中央位置、以使托盘121翻转时托盘121内的物品转移至托盘121下方的容器中。

优选的，物品分拨装置12会有保护物品不掉落的设计，例如，物品分拨装置12为底部可打开的托盘或可翻转的托盘121时，可以设置在中央凹陷，并且可以加上边缘的挡板，来防止物品掉落。

如图3所示，在另一可实施方式中，物品分拨装置12可以为第一传送带123，第一传送带123通过动力来传送物品并倾倒，优选的，第一传送带123表面可以粗糙化处理以增加摩擦力，同时，在第一传送带123边缘可以增加挡板来防止机器人运动过程中物品掉落。

本实施方式中，容器承载装置仅包括一个，容器承载装置包括多个凸起111，多个凸起111沿第一方向依次间隔排列，如此设置，可以通过将容器放置装置插入多个凸起111之间的空间，从而将容器承载装置上的容器转移至容器放置装置上。

优选的，支撑装置14可升降设置，如此设置，物品分拨装置12的高度能够经由支撑装置14的升降进行调整，从而实现将物品运送和分拨到不同高度的容器中。

如图4所示，在另一可实施方式中，容器承载装置可以包括层叠设置的第一容器承载装置113和第二容器承载装置114，第一容器承载装置113和第二容器承载装置114的结构同上，第一容器承载装置113设置在底盘13上，第二容器承载装置114固定在支撑装置14上，优选的，支撑装置14可升降设置，如此设置，不仅物品分拨装置12的高度能够经由支撑装置14的升降进行调整，从而实现将物品运送和分拨到不同高度的容器中；而且，第二容器承载装置114的高度也可以经由支撑装置14的升降进行调整，有利于从不同高度的容器放置装置上获取容器。

具体的，支撑装置14可以包括设置在底盘13上的第一支撑杆141、以及套设于第一支撑杆141上的第二支撑杆142，物品分拨装置12和第二容器承载装置114设置在第二支撑杆142上。

值得一提的是，机器人还可以包括用于对容器在第二方向上进行限位的限位装置，其中，第一方向和第二方向均平行于水平面、且第一方向垂直于第二方向，如此设置，当限位装置处于限位状态时，能够保证容器处于容器承载装置上，使得在机器人运动时容器位置能保持稳定。

在实际应用中，将容器装载在容器承载装置上的过程，大致如下：首先将限位装置关闭，这样容器承载装置能够在无障碍的情况下进入容器放置装置的下方，在容器承载装置完全进入容器放置装置下面之后，此时容器位于容器承载装置之上，此时，控制限位装置处于限位状态，并移动离开容器放置装置，即可实现将容器从容器放置装置带离到机器人的容器承载装置上的过程。上述过程的逆过程就可以实现机器人将容器从自身的容器承载装置放置到固定的容器放置装置或者传送带上的过程。

可以理解的是，也可以不借助于限位装置，而利用容器承载装置的可升降功能进行容器存放。具体的，当机器人上的容器承载装置载有需要存放到容器放置装置上的容器时，机器人移动到容器放置装置下方，通过将容器承载装置进行下降操作，使得容器与容器放置装置接触而与容器承载装置分离，而后机器人行驶离开，即完成了容器到容器放置装置的存储操作。上述过程的逆过程就可以实现机器人将容器从容器放置装置放置到自身的容器承载装置上的过程。

具体的说，限位装置为条形限位装置151，条形限位装置151设置在支撑装置14上，条形限位装置151可通过电机、电磁或机械装置实现控制，通过电机控制条形限位装置151放下横置，从而使得条形限位装置151处于限位状态。

如图5所示，在另一可实施方式中，限位装置为也可以为半圆形限位装置152，半圆形限位装置152设置在容器承载装置上，条形限位装置151可通过电机、电磁或机械装置实现控制，通过电机控制半圆形限位装置152让半圆朝上，从而使得半圆形限位装置152处于限位状态。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于机器人包括：用于承载容器的容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置12、以及用于承载容器承载装置和物品分拨装置12的可移动的底盘13，物品分拨装置12经由支撑装置14设置在底盘13上、且位于容器承载装置上方，从而物品能够放置在物品分拨装置12中、并经由可移动的底盘13运送到特定的位置，然后被物品分拨装置12转移至对应的容器中，进而实现物品搬运、以及物品分拨到容器的功能，并且，容器能够放置在容器承载装置上、并经由可移动的底盘13运送到特定的位置，从而实现容器搬运的功能，相比于通过货架搬运机器人在搬运物品时将整个货架进行搬运，本实施方式中通过直接搬运容器，避免了搬运货架以及货架上不被需要的物品，提高了物品分拣系统的效率，同时，由于容器能够被搬运至特定的位置，提高了整个系统的柔性和鲁棒性，另外，利用单种机器人完成多种不同操作，也能极大降低智能仓库的运维成本，降低调度系统的复杂程度，同时也能简化整套系统生产过程中的供应链。

本发明的第二实施方式涉及一种机器人200，如图6所示，本实施方式与第一实施方式大致相同，主要不同之处在于：第一实施方式中，容器承载装置包括多个凸起111，多个凸起111沿第一方向依次间隔排列；而在本实施方式中，容器承载装置为第二传送带112。

由于容器承载装置为可电动控制的第二传送带112，通过控制第二传送带112的转动方向，可以实现容器在容器放置装置和机器人200的容器承载装置之间的存取动作。

本发明的第三实施方式涉及一种物品分拣系统300，如图7所示，包括上述的机器人100、以及用于存放容器的容器放置装置。

具体的说，容器放置装置包括多个支撑条161，多个支撑条161沿预设方向依次排列。通过设置多个沿预设方向依次排列支撑条161，使得容器放置装置能够插入多个凸起111之间的空间，并通过抬升容器放置装置或打开限位装置为限位状态，从而实现将容器承载装置上的容器转移至容器放置装置上。

在实际应用中，机器人移动到位于容器放置装置附近，控制物品分拨装置12将物品放入容器放置装置上的容器内。

本实施方式中，物品分拣系统还可以包括传送装置17，当对应物品已分拨到对应的容器后，或其他系统条件触发时，机器人可以将限位装置处于限位状态，并将容器承载装置移动到容器放置装置下方，通过限位装置与容器的作用，将容器从容器放置装置上移动到附近的传送装置17上，之后，容器会被传送装置17带离到下游进行进一步的操作。

本实施方式为第一实施方式对应的系统的实施方式，第一实施方式中的技术细节在本实施方式中均适用，此处不做限定。

本发明的第四实施方式涉及一种物品分拣系统400，如图8所示，包括上述的机器人200、以及用于存放容器的容器放置装置。

优选的，容器放置装置也可以为第三传送带162，当第三传送带162和第二传送带112均沿容器放置装置朝向机器人的方向转动时，可以实现将容器从容器放置装置放置到机器人的容器承载装置上的过程；相反的，当第三传送带162和第二传送带112均沿机器人朝向容器放置装置的方向转动时，可以实现将容器从机器人的容器承载装置放置到容器放置装置上的过程。当然，容器放置装置也可以仅为一个平面，仅由容器承载装置提供容器存放的动力，此处不做限定。

本实施方式为第一实施方式对应的系统的实施方式，第一实施方式中的技术细节在本实施方式中均适用，此处不做限定。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种机器人，其特征在于，包括：用于取放容器及承载容器的可升降容器承载装置、用于装载物品并将物品转移至容器的物品分拨装置、以及用于承载所述容器承载装置和所述物品分拨装置的可移动的底盘以及用于对所述容器在第二方向上进行限位的限位装置，所述第二方向与水平面平行，所述物品分拨装置经由支撑装置设置在所述底盘上、且位于所述容器承载装置上方；

所述容器承载装置包括设置在所述底盘上的底座、以及设置在所述底座上的多个凸起，所述多个凸起沿第一方向依次间隔排列，所述第一方向与水平面平行、且与所述第二方向垂直，所述多个凸起通过升降进行容器存放。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述容器承载装置包括层叠设置的第一容器承载装置和第二容器承载装置，所述第一容器承载装置设置在所述底盘上，所述第二容器承载装置固定在所述支撑装置上。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述支撑装置可升降设置。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述支撑装置包括设置在所述底盘上的第一支撑杆、以及套设于所述第一支撑杆上的第二支撑杆，所述物品分拨装置和所述第二容器承载装置设置在所述第二支撑杆上。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述物品分拨装置为传送带、底部可打开的托盘、或可翻转的托盘。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述物品分拨装置为可翻转的托盘、以及设置在所述支撑装置上且与所述托盘相连的翻转轴；

所述翻转轴靠近所述托盘的边缘位置设置；

或者，所述翻转轴经过所述托盘的中央位置。

7.一种物品分拣系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的机器人、以及用于存放容器的容器放置装置。

8.根据权利要求7所述的物品分拣系统，其特征在于，所述容器放置装置包括多个支撑条，所述多个支撑条沿预设方向依次排列。

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