CN113219979B - 无尘车间的宏观调配机器人系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无尘车间的宏观调配机器人系统及方法。无尘车间的宏观调配机器人系统包括：服务器，用于接收任务指令；自动化设备，包括第一红外装置；自动化设备与服务器通信连接，接收任务指令；机器人，包括激光扫描器和第二红外装置，激光扫描器与反光板配合确定机器人的绝对坐标；第一红外装置和第二红外装置通过红外通信传输任务指令；机器人包括机器人端充电接口；充电桩，与服务器通信连接，接收任务指令；充电桩端充电接口的通信端用于与机器人端充电接口的通信端电连接；机器人通过充电桩接收任务指令。与现有技术相比，本发明实施例采用新的导航方式代替现有的磁条导航方式，实现了无尘车间的机器人的宏观调配。

Description

无尘车间的宏观调配机器人系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种无尘车间的宏观调配机器人系统及方法。

背景技术

目前国内自引导机器人(Automated Guided Vehicle，AGV)仍在使用磁条进行导航，AGV依循设定好的移动路线，通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。然而，磁条导航方式存在以下问题：磁条导航路径的铺设、变更或扩充发展相对复杂；由于磁条容易断裂，需要定期进行防水、防油等维护保养；AGV存在脱轨现象；磁条的铺设凸出地面，影响车间整体美观。以及，在磁条导航方式下，AGV只能按照铺设好的磁条行走，运输路径稍有变化就需要重新铺设磁条，并且无法通过控制系统实现智能避让或任务的实时变化。基于以上原因，磁条导航在无尘车间内会产生灰尘从而破坏车间的无尘环境，不适用于无尘等级要求高的封装车间等无尘车间使用。

发明内容

本发明实施例提供一种无尘车间的宏观调配机器人系统及方法，以代替现有的磁条导航方式，实现无尘车间的机器人的宏观调配。

第一方面，本发明实施例提供了一种无尘车间的宏观调配机器人系统，包括：

服务器，用于接收任务指令；

自动化设备，设置于所述无尘车间内；所述自动化设备包括第一红外装置，所述第一红外装置包括发送端和接收端；所述自动化设备的外壳表面设置有反光板；所述自动化设备与所述服务器通信连接，接收所述任务指令；

机器人，包括激光扫描器和第二红外装置，所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标；所述第二红外装置包括接收端和发送端；所述第二红外装置的接收端与所述第一红外装置的发送端对接，所述第二红外装置的发送端与所述第一红外装置的接收端对接；所述第一红外装置和所述第二红外装置通过红外通信传输所述任务指令，所述机器人通过所述自动化设备接收所述任务指令；所述机器人包括机器人端充电接口，所述机器人端充电接口包括充电端和通信端；

充电桩，所述充电桩与所述服务器通信连接，接收所述任务指令；所述充电桩包括充电桩端充电接口，所述充电桩端充电接口包括充电端和通信端；所述充电桩端充电接口的充电端用于与所述机器人端充电接口的充电端电连接，所述充电桩端充电接口的通信端用于与所述机器人端充电接口的通信端电连接；所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令。

可选地，所述自动化设备的数量为至少两台，所述机器人的数量为至少两台；所述机器人与所述自动化设备的工作模式为多对多。

可选地，所述机器人包括：

转向机构，所述转向机构设置于所述机器人的底部，用于控制所述机器人的转向；

行走机构，所述行走机构设置于所述机器人的底部，用于控制所述机器人的前进和后退；

驱动模块，所述驱动模块与所述转向机构电连接，以及所述驱动模块与所述行走机构电连接；所述驱动模块用于根据控制信号控制所述转向机构和所述行走机构的运动。

可选地，所述激光扫描器包括：

激光传感模块，所述激光传感模块用于发送激光，并接收由所述反光板反射的激光，生成激光信息；

速度反应模块，所述速度反应模块与所述转向机构电连接，以及所述速度反应模块与所述行走机构电连接；所述速度反应模块用于采集所述机器人的运动状态，并生成速度反应信息；

信息控制模块，所述信息控制模块与所述激光传感模块电连接，以及所述信息控制模块与所述速度反应模块电连接；所述信息控制模块用于接收所述激光信息和所述速度反应信息，生成信息数据；

状态控制模块，所述状态控制模块与所述信息控制模块电连接；所述状态控制模块用于根据所述任务指令，生成控制信息；所述信息控制模块还用于根据所述控制信息和所述信息数据生成控制信号，并发送；

数据收集模块，所述数据收集模块与所述信息控制模块电连接，以及所述数据收集模块与所述状态控制模块电连接；所述数据收集模块用于根据所述控制信息和所述信息数据生成收集数据；

数据解析模块和数据交换模块，所述数据解析模块与所述数据收集模块电连接，所述数据交换模块与所述数据解析模块电连接；所述数据解析模块用于解析所述收集数据，并通过所述数据交换模块传输至上位机。

可选地，所述服务器与所述自动化设备的通信连接方式包括有线连接。

可选地，所述机器人包括搬运结构，所述搬运结构包括升降机构、输送机构和挡板机构；

所述输送机构和所述挡板机构设置于所述升降机构上，所述升降机构用于辅助所述输送机构和所述挡板机构进行升降；

所述输送机构包括对称设置的至少两条传送带，所述传送带用于运送料盒；

所述挡板机构包括气缸调节件、第一连接件、第二连接件、第一挡板和第二挡板，所述第一挡板通过所述第一连接件与所述气缸调节件固定连接；所述第二挡板通过所述第二连接件与所述气缸调节件固定连接；所述第一挡板和所述第二挡板之间的宽度由所述气缸调节件的调节而改变。

第二方面，本发明实施例还提供了一种无尘车间的宏观调配机器人的方法，应用于如本发明任意实施例所述的无尘车间的宏观调配机器人系统；

所述方法包括：

所述服务器将接收的所述任务指令发送至所述自动化设备和所述充电桩；

在所述自动化设备与所述机器人进行对接时，所述自动化设备通过所述第一红外装置将所述任务指令发送至所述第二红外装置，所述机器人通过所述第二红外线装置接收所述任务指令；

在所述充电桩向所述机器人充电时，所述充电桩将所述任务指令发送至所述机器人；

所述机器人执行所述任务指令，在所述机器人的转移过程中，所述机器人通过所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标。

可选地，所述方法应用于以下场景中的至少一种：

场景一、所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令；

所述机器人根据所述任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，执行进料送料任务至目标自动化设备；

所述目标自动化设备与所述机器人对接，并将更新后的任务指令发送至所述机器人；所述机器人接收所述更新后的任务指令并执行；

场景二、所述自动化设备与所述机器人对接，将所述任务指令发送至所述机器人；

所述机器人接收所述任务指令，运行至人工站点；

在所述人工站点，取出所述机器人承载的空载盘；所述机器人感应到无空载盘后，移至停车站点；

场景三、在所述停车站点，所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令；

所述机器人根据所述任务指令移动至所述人工站点，调取更新的任务指令，载入所述机器人；所述机器人根据所述更新的任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，装入载盘；

所述机器人感应到所述载盘，根据所述更新的任务指令执行任务，移至目标自动化设备；

场景四、控制所述机器人在任务结束后由所述停车站点移至所述人工站点；

在所述人工站点，若所述机器人在设定时间后仍未接收到所述任务指令，则移至停车站点充电，等待所述任务指令。

可选地，所述自动化设备的数量为至少两台，所述机器人的数量为至少两台；

所述方法还包括：

所述服务器根据所述自动化设备的反馈，检查各所述机器人的实时分布，通过所述充电桩或人工站点将所述任务指令发送至闲置的所述机器人。

可选地，所述机器人通过所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标，包括：

控制所述激光扫描器发出激光束；

所述激光束经所述反光板反射回所述激光扫描器，触发所述激光扫描器的信息控制模块记录所述激光扫描器的旋转激光头遇到所述反光板时的角度；

所述信息控制模块根据所述角度与所述反光板的位置，计算所述机器人的绝对坐标。

与现有技术中，机器人采用磁条导航只能走固定路线不同的是，本发明实施例采用激光扫描器结合红外通信进行定位和导引。因此，本发明实施例无需在无尘车间内铺设磁条，解决了机器人只能按照磁条行走，无法通过控制系统实现智能避让的问题，实现了精确的激光导引及智能避让障碍物，能够灵活规划路径，准确定位，驱动路径灵活多变，构造更加方便，能够适应车间多变的搬运路线需求，能够适应车间多变的生产环境要求。以及本发明实施例解决了因移动路径变化，需要重新铺设磁条和定期保养维护磁条的动作步骤；解决了磁条断裂，造成的机器人运行异常及造成的粉尘污染，符合无尘车间内的要求；解决了机器人的脱轨现象、影响车间美观的问题。以及，以此为基础，本发明实施例还设置自动化设备与机器人在对接的过程中可以接收更新的任务指令，有利于机器人以最优的路线继续执行下一项任务，可实现机器人无网络离线作业，有效降低了多余无线网对机器人信号的影响，使机器人与自动化设备进行数据传输时更加准确快捷，可实现机器人脱机作业。与现有技术中仅仅采用之前分配任务，由固定机器人进行接收，走固定路线相比，有利于缩短机器人的无效移动距离，提高工作效率。以及机器人可根据系统内设置的路线，自行选择最优线路，实现的效率的最大化。

综上所述，本发明实施例在关键技术上突破了磁条导航的固定线路限制，使得机器人能够智能避让障碍物，移动路线优化变更，任务实时更新变化，从而有利于机器人高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。以及，本发明实施例能够满足无尘车间的环境要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种内轮式移动机器人的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的信息传输模式的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的定位控制的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种内轮式移动机器人的结构示意图；

图6为第一红外装置和第二红外装置的对接示意图；

图7为本发明实施例提供的一种搬运结构的示意图；

图8为图7中的一种挡板机构的放大图；

图9为本发明实施例提供的另一种搬运结构的示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种无尘车间的宏观调配机器人300系统的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种无尘车间的宏观调配机器人系统的信息传输模式的示意图；

图12为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种无尘车间的宏观调配机器人系统。图1为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的结构示意图。参见图1，该系统包括：服务器100、自动化设备200和机器人300。服务器100用于接收任务指令，并将接收到的任务指令发送给自动化设备200或充电桩等设备。示例性地，接收的任务指令通过人工输入指令实现或者通过内置指令程序实现。任务指令中包含任务信息和路线信息等，路线信息包含任务起始地和目的地。示例性地，服务器100支持可扩展身份验证协议(ExtensibleAuthentication Protocol，EAP)，具有扩展性及灵活性，使得EAP可以提供不同的方法分别支持点对点协议(Point to Point Protocol，PPP)、以太网、无线局域网的链路验证。自动化设备200设置于无尘车间内；自动化设备200的外壳表面设置有反光板(图1中未示出)；自动化设备200与服务器100通信连接，通过服务器100接收任务指令。机器人300为AGV机器人，机器人300包括激光扫描器(图1中未示出)，激光扫描器包括旋转激光头和信息控制模块等模块。激光扫描器与反光板配合确定机器人300的绝对坐标；机器人300与自动化设备200对接，通过自动化设备200接收任务指令。

其中，机器人300例如可以是内轮式移动机器人，并能够根据任务指令执行进料送料等任务。图2为本发明实施例提供的一种内轮式移动机器人的结构示意图。参见图2，机器人300包括设置于两侧的旋转激光头1、位于顶部的指示灯2、位于顶部的无线通讯模块3、位于顶部前端的急停按钮、位于壳体空腔内的升降机构5、小料盒6、中料盒7、大料盒8、辅助导轨结构9、主导轨结构10、固定式挡板机构11、位于侧面的控制面板12、按键13和平台14。其中，辅助导轨结构9和主导轨结构10构成输送机构，升降机构5、固定式挡板机构11和输送机构构成搬运结构，以进行物料的搬运。机器人300接收任务的同时收到此时需运送的产品宽度信息，自动调节升降机构的高度，从而提高运输产品的稳定性，并实现自动化转运及上下料，降低人为跌落的风险。

需要说明的是，图2中的机器人300的结构仅为示例性的说明，并不作为对本发明的限定。在其他实施例中，可以对上述结构进行更换和增减。例如，在本发明提供的实施例中，还可以实现无WiFi模式，所以可以不设置无线通讯模块3。或者，机器人300的工作模式包括无WiFi模式和WiFi通信模式。

示例性地，配置有激光扫描器的机器人300的自导引原理为，激光扫描器随机器人300移动，激光扫描器的坐标即为机器人300的坐标。控制激光扫描器发出激光束；激光束经反光板反射回激光扫描器，触发激光扫描器的信息控制模块记录激光扫描器的旋转激光头遇到反光板时的角度；信息控制模块根据角度与反光板的位置，计算机器人300的绝对坐标；机器人300根据绝对坐标和预设的线路信息进行自导引。在实际应用中，考虑到激光扫描器自身的轨道公差，要求定位精度在10mm以内，通过生产运行状况监测，实际定位对接精度可达到5mm。

与现有技术中，机器人300采用磁条导航只能走固定路线不同的是，本发明实施例采用激光扫描器进行定位和导引。因此，本发明实施例无需在无尘车间内铺设磁条，解决了机器人300只能按照磁条行走，无法通过控制系统实现智能避让的问题，实现了精确的激光导引及智能避让障碍物，能够灵活规划路径，准确定位，驱动路径灵活多变，构造更加方便，能够适应车间多变的搬运路线需求，能够适应车间多变的生产环境要求。以及本发明实施例解决了因移动路径变化，需要重新铺设磁条和定期保养维护磁条的动作步骤；解决了磁条断裂，造成的机器人300运行异常及造成的粉尘污染，符合无尘车间内的要求；解决了机器人300的脱轨现象、影响车间美观的问题。以及，以此为基础，本发明实施例还设置自动化设备200与机器人300在对接的过程中可以接收更新的任务指令，有利于机器人300以最优的路线继续执行下一项任务。

图3为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的信息传输模式的示意图。参见图3，示例性地，该系统包括多个自动化设备200。该无尘车间的宏观调配机器人300系统的工作原理为，其中一个自动化设备200向服务器100发出需求；服务器100将机器人300调度至有需求的自动化设备200；该自动化设备200与机器人300对接，完成任务动作；该自动化设备200向服务器100反馈完成信息；服务器100发布新的任务指令给该自动化设备200；该自动化设备200将任务指令转发给机器人300，机器人300执行更新后的任务指令，移至其他自动化设备200进行对接，完成任务动作。以及，服务器100还可以根据自动化设备200的反馈信息，检查各机器人300的实时分布，对无尘车间内的其他机器人300派发新的任务指令，以进行宏观调配。本发明实施例设置自动化设备200与机器人300对接时进行信号传输，可实现机器人300无网络离线作业，有效降低了多余无线网对机器人300信号的影响，使机器人300与自动化设备200进行数据传输时更加准确快捷，可实现机器人300脱机作业。与现有技术中仅仅采用之前分配任务，由固定机器人300进行接收，走固定路线相比，有利于缩短机器人300的无效移动距离，提高工作效率。以及机器人300可根据系统内设置的路线，自行选择最优线路，实现的效率的最大化。

综上所述，本发明实施例在关键技术上突破了磁条导航的固定线路限制，使得机器人300能够智能避让障碍物，移动路线优化变更，任务实时更新变化，从而有利于机器人300高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。以及，本发明实施例能够满足无尘车间的环境要求。

在上述各实施例中，激光扫描器的设置方式有多种，下面就其中一种进行说明。图4为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人系统的定位控制的结构示意图。参见图4，机器人包括：转向机构、行走机构和驱动模块。转向机构设置于机器人的底部，用于控制机器人300的转向；行走机构设置于机器人300的底部，用于控制机器人300的前进和后退；驱动模块与转向机构电连接，以及驱动模块与行走机构电连接；驱动模块用于根据控制信号控制转向机构和行走机构的运动。其中，转向机构、行走机构和驱动模块均设置于底部的平台14内。转向机构用于控制机器人300转左或转右，行走机构用于控制机器人300的前进和后退。

继续参见图4，可选地，激光扫描器15包括：激光传感模块、速度反应模块、信息控制模块、状态控制模块、数据收集模块、数据解析模块和数据交换模块。激光传感模块用于发送激光，并接收由反光板反射的激光，生成激光信息；速度反应模块与转向机构电连接，以及速度反应模块与行走机构电连接；速度反应模块用于采集机器人的运动状态，并生成速度反应信息；信息控制模块与激光传感模块电连接，以及信息控制模块与速度反应模块电连接；信息控制模块用于接收激光信息和速度反应信息，生成信息数据；状态控制模块与信息控制模块电连接；状态控制模块用于根据任务指令，生成控制信息；信息控制模块还用于根据控制信息和信息数据生成控制信号，并发送；数据收集模块与信息控制模块电连接，以及数据收集模块与状态控制模块电连接；数据收集模块用于根据控制信息和信息数据生成收集数据；数据解析模块与数据收集模块电连接，数据交换模块与数据解析模块电连接；数据解析模块用于解析收集数据，并通过数据交换模块传输至上位机。其中，上位机可以是与机器人进行通信的自动化设备等。其中，激光传感模块包括旋转激光头，用于发出激光束。激光扫描器中的各模块的实现方式可以是硬件电路，也可以是硬件电路结合软件程序实现。这样设置，实现了机器人的准确定位和数据通信，有利于机器人与车间内其他设备的对接。

在上述各实施例中，自动化设备200与机器人300进行任务指令的传输方式有多种，例如激光通信和红外线通信等，下面进行具体说明。

图5为本发明实施例提供的另一种内轮式移动机器人的结构示意图，图6为第一红外装置和第二红外装置的对接示意图。参见图5和图6，自动化设备200包括第一红外装置210，第一红外装置210包括发送端211和接收端212。机器人300包括第二红外装置310，第二红外装置310包括接收端311和发送端312；第二红外装置310的接收端311与第一红外装置210的发送端211对接，第二红外装置310的发送端312与第一红外装置210的接收端212对接。其中，第一红外装置210和第二红外装置310通过红外通信传输任务指令，有利于实现无Wifi信号的传输与任务分配。

需要说明的是，图5中示出的机器人的结构与图2中所示的结构不同，主要在于图5中的机器人具有挡板可调节的结构。本发明实施例既适用于挡板不可调节的机器人，又适用于挡板可调节的机器人。下面对挡板可调节的结构进行具体说明。

图7为本发明实施例提供的一种搬运结构的示意图，图8为图7中的一种挡板机构的放大图。参见图7和图8，在本发明的一种实施方式中，可选地，机器人包括搬运结构，搬运结构包括升降机构510、输送机构520和挡板机构530。输送机构520和挡板机构530设置于升降机构上510，升降机构510用于辅助输送机构520和挡板机构530进行升降。示例性地，升降机构510包括第一支撑板511、升降螺杆512和第二支撑板513，所述第一支撑板511与所述机器人的外壳固定连接，所述第二支撑板513与所述升降螺杆512螺纹连接，所述第二支撑板513在所述升降螺杆的带动下进行升降调节。输送机构包括对称设置的至少两条传送带，传送带用于运送料盒。示例性地，第一传送带521和第二传送带522对称设置，第三传送带523和第四传送带524对称设置，第三传送带523和第四传送带524设置于第一传送带521和第二传送带522的前端。挡板机构530包括气缸调节件531、第一连接件532、第二连接件533、第一挡板534和第二挡板535，第一挡板534通过第一连接件532与气缸调节件531固定连接；第二挡板535通过第二连接件533与气缸调节件531固定连接；第一挡板534和第二挡板535之间的宽度由气缸调节件531的调节而改变。其中，气缸调节件531、第一连接件532和第二连接件533构成调节组件，调节组件的数量可以是一个或者两个。气缸调节件531例如可以是笔形气缸。这样设置，实现了挡板宽度可调节，有利于物料的稳定传输，以及扩大了传输物料的种类，使得机器人的应用范围更加广泛。示例性地，机器人接收任务的同时收到此时需运送的产品宽度信息，自动调节升降机构510的高度及挡板机构530的宽度，将挡板机构530调节成适应该产品的宽度，从而提高运输产品的稳定性，并实现自动化转运及上下料，降低人为跌落的风险。

图9为本发明实施例提供的另一种搬运结构的示意图。参见图9，可选地，设置有两个调节组件，两个调节组件沿第一挡板534及第二挡板535的长度方向间隔设置。示例性地，一个调节组件与挡板(第一挡板534及第二挡板535)的前端固定，另一个调节组件与挡板(第一挡板534及第二挡板535)的后端固定。其中，一个调节组件包括第一气缸调节件531-1，另一个调节组件包括第二气缸调节件531-2，第一气缸调节件531-1及第二气缸调节件531-2的长度方向间隔设置。这样设置，使得挡板调节更加稳定，避免挡板调节出现倾斜的现象。

图10为本发明实施例提供的另一种无尘车间的宏观调配机器人300系统的结构示意图。参见图10，在上述各实施例的基础上，可选地，系统还包括充电桩400，充电桩400与服务器100通信连接，接收任务指令。机器人300包括机器人300端充电接口，机器人300端充电接口包括充电端和通信端。充电桩400包括充电桩400端充电接口，充电桩400端充电接口包括充电端和通信端；充电桩400端充电接口的充电端用于与机器人300端充电接口的充电端电连接，充电桩400端充电接口的通信端用于与机器人300端充电接口的通信端电连接；机器人300通过充电桩400接收任务指令。本发明实施例设置机器人300通过充电桩400进行任务指令的传输，进一步有利于实现机器人300无网络离线作业，有效降低多余无线网对机器人300信号的影响，使机器人300与自动化设备200进行数据传输时更加准确快捷，可实现机器人300脱机作业。其中，设置有充电桩400的站点为停车站点(Park站点)，在车间内还设置有人工站点，由工作人员进行操作和控制。

在上述各实施例的基础上，可选地，服务器100与自动化设备200的通信连接方式可以是有线连接，以及服务器100与充电桩400的通信连接方式可以是有线连接。

基于图10所示的系统，机器人300在无WiFi车间配送时，可以实现以下场景。

场景一、停车站点→自动化设备200

具体地，在停车站点，机器人300通过充电桩400接收任务指令。其中，充电桩400接收的任务指令由服务器100通过有线连接的方式提供。任务指令包括任务信息和路线信息等。机器人300通过充电接口从充电桩400下载任务指令。

机器人300根据任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，执行进料送料任务至目标自动化设备200。

目标自动化设备200与机器人300对接，并将更新后的任务指令发送至机器人300；机器人300接收更新后的任务指令并执行，直至任务结束。其中，自动化设备200可以通过红外装置对接机器人300、接受物料。

场景二、自动化设备200→人工站点→停车站点

具体地，自动化设备200与机器人300对接，将任务指令发送至机器人300。其中，自动化设备200可以通过红外装置对接机器人300、接受物料。

机器人300接收任务指令，运行至人工站点。

在人工站点，取出机器人300承载的空载盘；机器人300感应到无空载盘后，移至停车站点，结束任务。其中，在人工站点可以由工作人员将空载盘取出，也可以由机械手等自动控制装置将空载盘取出。机器人300内部设置有感应器，例如可以是重量感应器、红外感应器等。

场景三、停车站点→人工站点→自动化设备200

在停车站点，机器人300通过充电桩400接收任务指令，机器人300根据任务指令移动至人工站点。

在人工站点，调取更新的任务指令，载入机器人300；机器人300根据更新的任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，装入载盘。其中，更新的任务指令可以由工作人员通过电脑人工界面进行操作调取。载盘可以是工作人员装入机器人300，也可以由机械手等自动控制装置将载盘装入机器人300。

机器人300感应到载盘，根据更新的任务指令执行任务，移至目标自动化设备200，进行进料/送料等操作，结束任务。

场景四、停车站点→人工站点→停车站点

控制机器人300在任务结束后由停车站点移至人工站点。

在人工站点，若机器人300在设定时间后仍未接收到任务指令，则移至停车站点充电，等待任务指令，结束任务。

在以上场景中，机器人300均可分别在自动化设备200或充电桩400上上传状态信息并下载任务列表，从而实现无WiFi作业的模式。

在上述各实施例的基础上，可选地，自动化设备200的数量为至少两台，机器人300的数量为至少两台；机器人300与自动化设备200的工作模式为多对多。可选地，充电桩400的数量为至少两台，以实现更加丰富的工作模式。这样设置，有利于实现系统整合，宏观调控，从而有利于实现线路最优化，缩短机器人300的无效移动距离，提高工作效率。其中，自动化设备200、充电桩400和机器人300的具体数量可以根据需要进行设定。

示例性地，该系统的工作原理为，自动化设备200向服务器100发出需求；服务器100将机器人300调度至有需求的自动化设备200；自动化设备200与机器人300对接，完成任务动作；自动化设备200向服务器100反馈完成信息；服务器100发布新的任务指令给自动化设备200；自动化设备200将任务指令转发给机器人300，机器人300执行更新后的任务指令。以及，服务器100还可以根据自动化设备200的反馈信息，检查各机器人300的实时分布，通过各停车站点或人工站点将新的任务指令派发给最近的闲置机器人300，以进行宏观调配。

图11为本发明实施例提供的另一种无尘车间的宏观调配机器人系统的信息传输模式的示意图。参见图11，示例性地，无尘车间设置有至少两台自动化设备、至少两台充电桩和至少两台机器人。其中，自动化设备分布在1号产线、2号产线、……、n号产线。产线上设置有按键触发，例如触发按键设置在机器人上，在按下后触发机器人按照任务指令进行工作。服务器设置在物料库房，物料库房配置有机器作业任务调度的显示界面、控制界面和任务输入设备，输入的任务指令通过服务器的通信接口传输至无尘车间，由无尘车间反馈的状态信息通过服务器的通信接口接收。机器作业任务调度处理接收到的实际需求信息进行机器人的安排和排队作业。自动化设备或者充电桩的通信接口接收任务指令，并通过红外通信、充电接口等方式传输至对应的机器人，机器人根据任务队列和远程控制信息控制机器人的运动执行。机器人与目标自动化设备对接，完成物品交付，即机器人作业完成，并等待返回指令。由此可见，该系统由多台机器人组成柔性的物流搬运系统，搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整，大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。

本发明实施例还提供了一种无尘车间的宏观调配机器人的方法，应用于如本发明任意实施例所提供的无尘车间的宏观调配机器人系统。图12为本发明实施例提供的一种无尘车间的宏观调配机器人的方法的流程示意图。参见图12，该方法包括以下步骤：

S110、服务器将接收的任务指令发送至自动化设备。

S120、在自动化设备与机器人进行对接时，自动化设备将任务指令发送至机器人。

其中，示例性地，自动化设备通过第一红外装置将任务指令发送至第二红外装置，机器人通过第二红外线装置接收任务指令。

S130、机器人执行任务指令，在机器人的转移过程中，机器人通过激光扫描器与反光板配合确定机器人的绝对坐标。

示例性地，控制激光扫描器发出激光束；激光束经反光板反射回激光扫描器，触发激光扫描器的信息控制模块记录激光扫描器的旋转激光头遇到反光板时的角度；信息控制模块根据角度与反光板的位置，计算机器人的绝对坐标。

本发明实施例在关键技术上突破了磁条导航的固定线路限制，使得机器人能够智能避让障碍物，移动路线优化变更。任务实时更新变化，从而有利于机器人高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。以及，本发明实施例通过自动化设备将任务指令发送至机器人，可实现机器人无网络离线作业，有效降低了多余无线网对机器人信号的影响，使机器人与自动化设备进行数据传输时更加准确快捷，可实现机器人脱机作业。

在上述各实施例的基础上，可选地，该方法还包括：

服务器将接收的任务指令发送至充电桩；

在充电桩向机器人充电时，充电桩将任务指令发送至机器人。

在上述各实施例的基础上，可选地，该方法应用于以下场景中的至少一种：

场景一、机器人通过充电桩接收任务指令；

机器人根据任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，执行进料送料任务至目标自动化设备；

目标自动化设备与机器人对接，并将更新后的任务指令发送至机器人；机器人接收更新后的任务指令并执行；

场景二、自动化设备与机器人对接，将任务指令发送至机器人；

机器人接收任务指令，运行至人工站点；

在人工站点，取出机器人承载的空载盘；机器人感应到无空载盘后，移至停车站点；

场景三、在停车站点，机器人通过充电桩接收任务指令；

机器人根据任务指令移动至人工站点，调取更新的任务指令，载入机器人；机器人根据更新的任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，装入载盘；

机器人感应到载盘，根据更新的任务指令执行任务，移至目标自动化设备；

场景四、控制机器人在任务结束后由停车站点移至人工站点；

在人工站点，若机器人在设定时间后仍未接收到任务指令，则移至停车站点充电，等待任务指令。

在上述各实施例的基础上，可选地，自动化设备的数量为至少两台，机器人的数量为至少两台。该方法还包括：服务器根据自动化设备的反馈，检查各机器人的实时分布，通过充电桩或人工站点将任务指令发送至闲置的机器人，以进行宏观调配。

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

Claims (10)

1.一种无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，包括：

服务器，用于接收任务指令；

自动化设备，设置于所述无尘车间内；所述自动化设备包括第一红外装置，所述第一红外装置包括发送端和接收端；所述自动化设备的外壳表面设置有反光板；所述自动化设备与所述服务器通信连接，接收所述任务指令；

机器人，包括激光扫描器和第二红外装置，所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标；所述第二红外装置包括接收端和发送端；所述第二红外装置的接收端与所述第一红外装置的发送端对接，所述第二红外装置的发送端与所述第一红外装置的接收端对接；所述第一红外装置和所述第二红外装置通过红外通信传输所述任务指令，所述机器人通过所述自动化设备接收所述任务指令；所述机器人包括机器人端充电接口，所述机器人端充电接口包括充电端和通信端；

充电桩，所述充电桩与所述服务器通信连接，接收所述任务指令；所述充电桩包括充电桩端充电接口，所述充电桩端充电接口包括充电端和通信端；所述充电桩端充电接口的充电端用于与所述机器人端充电接口的充电端电连接，所述充电桩端充电接口的通信端用于与所述机器人端充电接口的通信端电连接；所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令。

2.根据权利要求1所述的无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，所述自动化设备的数量为至少两台，所述机器人的数量为至少两台；所述机器人与所述自动化设备的工作模式为多对多。

3.根据权利要求1所述的无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，所述机器人包括：

转向机构，所述转向机构设置于所述机器人的底部，用于控制所述机器人的转向；

行走机构，所述行走机构设置于所述机器人的底部，用于控制所述机器人的前进和后退；

驱动模块，所述驱动模块与所述转向机构电连接，以及所述驱动模块与所述行走机构电连接；所述驱动模块用于根据控制信号控制所述转向机构和所述行走机构的运动。

4.根据权利要求3所述的无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，所述激光扫描器包括：

激光传感模块，所述激光传感模块用于发送激光，并接收由所述反光板反射的激光，生成激光信息；

速度反应模块，所述速度反应模块与所述转向机构电连接，以及所述速度反应模块与所述行走机构电连接；所述速度反应模块用于采集所述机器人的运动状态，并生成速度反应信息；

信息控制模块，所述信息控制模块与所述激光传感模块电连接，以及所述信息控制模块与所述速度反应模块电连接；所述信息控制模块用于接收所述激光信息和所述速度反应信息，生成信息数据；

状态控制模块，所述状态控制模块与所述信息控制模块电连接；所述状态控制模块用于根据所述任务指令，生成控制信息；所述信息控制模块还用于根据所述控制信息和所述信息数据生成控制信号，并发送；

数据收集模块，所述数据收集模块与所述信息控制模块电连接，以及所述数据收集模块与所述状态控制模块电连接；所述数据收集模块用于根据所述控制信息和所述信息数据生成收集数据；

数据解析模块和数据交换模块，所述数据解析模块与所述数据收集模块电连接，所述数据交换模块与所述数据解析模块电连接；所述数据解析模块用于解析所述收集数据，并通过所述数据交换模块传输至上位机。

5.根据权利要求1-4任一项所述的无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，所述服务器与所述自动化设备的通信连接方式包括有线连接。

6.根据权利要求1所述的无尘车间的宏观调配机器人系统，其特征在于，所述机器人包括搬运结构，所述搬运结构包括升降机构、输送机构和挡板机构；

所述输送机构和所述挡板机构设置于所述升降机构上，所述升降机构用于辅助所述输送机构和所述挡板机构进行升降；

所述输送机构包括对称设置的至少两条传送带，所述传送带用于运送料盒；

所述挡板机构包括气缸调节件、第一连接件、第二连接件、第一挡板和第二挡板，所述第一挡板通过所述第一连接件与所述气缸调节件固定连接；所述第二挡板通过所述第二连接件与所述气缸调节件固定连接；所述第一挡板和所述第二挡板之间的宽度由所述气缸调节件的调节而改变。

7.一种无尘车间的宏观调配机器人的方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的无尘车间的宏观调配机器人系统；

所述方法包括：

所述服务器将接收的所述任务指令发送至所述自动化设备和所述充电桩；

在所述自动化设备与所述机器人进行对接时，所述自动化设备通过所述第一红外装置将所述任务指令发送至所述第二红外装置，所述机器人通过所述第二红外装置接收所述任务指令；

在所述充电桩向所述机器人充电时，所述充电桩将所述任务指令发送至所述机器人；

所述机器人执行所述任务指令，在所述机器人的转移过程中，所述机器人通过所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标。

8.根据权利要求7所述的无尘车间的宏观调配机器人的方法，其特征在于，所述方法应用于以下场景中的至少一种：

场景一、所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令；

所述机器人根据所述任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，执行进料送料任务至目标自动化设备；

所述目标自动化设备与所述机器人对接，并将更新后的任务指令发送至所述机器人；所述机器人接收所述更新后的任务指令并执行；

场景二、所述自动化设备与所述机器人对接，将所述任务指令发送至所述机器人；

所述机器人接收所述任务指令，运行至人工站点；

在所述人工站点，取出所述机器人承载的空载盘；所述机器人感应到无空载盘后，移至停车站点；

场景三、在所述停车站点，所述机器人通过所述充电桩接收所述任务指令；

所述机器人根据所述任务指令移动至所述人工站点，调取更新的任务指令，载入所述机器人；所述机器人根据所述更新的任务指令调节升降机构的高度和挡板机构的宽度，装入载盘；

所述机器人感应到所述载盘，根据所述更新的任务指令执行任务，移至目标自动化设备；

场景四、控制所述机器人在任务结束后由所述停车站点移至所述人工站点；

在所述人工站点，若所述机器人在设定时间后仍未接收到所述任务指令，则移至停车站点充电，等待所述任务指令。

9.根据权利要求7所述的无尘车间的宏观调配机器人的方法，其特征在于，还包括：

所述服务器根据所述自动化设备的反馈，检查各所述机器人的实时分布，通过所述充电桩或人工站点将所述任务指令发送至闲置的所述机器人。

10.根据权利要求7所述的无尘车间的宏观调配机器人的方法，其特征在于，所述机器人通过所述激光扫描器与所述反光板配合确定所述机器人的绝对坐标，包括：

控制所述激光扫描器发出激光束；

所述激光束经所述反光板反射回所述激光扫描器，触发所述激光扫描器的信息控制模块记录所述激光扫描器的旋转激光头遇到所述反光板时的角度；

所述信息控制模块根据所述角度与所述反光板的位置，计算所述机器人的绝对坐标。

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