CN113877826B - 重心翻转式智能物流分拣装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重心翻转式智能物流分拣装置，包括第一传送辊、箱体识别机构、第二传送辊、分拣机器人；第一传送辊设有第一支撑台；箱体识别机构用于对物流箱进行拍照，并识别物流箱外表面是否具有“此面朝上”字样；第二传送辊设有第二支撑台；分拣机器人用于将位于第一支撑台上的物流箱进行重心调整后转移至第二支撑台上，以及将位于第一支撑台上具有“此面朝上”字样的物流箱转位至正确姿态后转移至第二支撑台上；正确姿态为“此面朝上”字样处于物流箱顶面；本发明实现对物流箱的重心进行调整，使得物流箱的重心处于最低位置，保证物流箱在运输过程中的稳定，同时对物流箱的放置方向进行纠正，确保物流箱内物品的运输安全，分拣效率高。

Description

重心翻转式智能物流分拣装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种重心翻转式智能物流分拣装置。

背景技术

在物流运输过程中，物品装载于物流箱中，使得装载后的物流箱的重心不在其几何中心上，此时若物流箱的重心处于较高的位置，则在运输过程中极易发生倾倒而造成物品损坏或物流箱移位。

目前的物流分拣装置只能对物流箱按不同的运输目的地或者不同类别进行加以分拣，而无法对物流箱的重心位置进行调整；同时对于具有“此面朝上”字样的物流箱在放置方向错误时，往往是通过人工操作，效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种重心翻转式智能物流分拣装置。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种重心翻转式智能物流分拣装置，包括第一传送辊、箱体识别机构、至少一第二传送辊、分拣机器人；

所述第一传送辊的一端安装有第一支撑台；所述箱体识别机构设于第一传送辊上，并用于对第一传送辊上传送的物流箱进行拍照，并识别物流箱外表面是否具有“此面朝上”字样；所述第二传送辊靠近第一传送辊的一端安装有第二支撑台；所述分拣机器人设于第一支撑台与第二支撑台之间，并用于将位于第一支撑台上的物流箱进行重心调整后转移至第二支撑台上，以及将位于第一支撑台上具有“此面朝上”字样的物流箱转位至正确姿态后转移至第二支撑台上；其中，所述正确姿态为“此面朝上”字样处于物流箱的顶面。

本发明进一步地，所述分拣机器人包括关节机器人和设于关节机器人的输出端上的重心调整机构。

本发明进一步地，所述重心调整机构包括主支架、第一回转框、第二回转框；所述主支架呈倒U形，所述主支架顶端的中部连接在关节机器人的输出端上；所述第一回转框相对的两侧分别向外凸设有第一铰接轴，所述第一回转框通过第一铰接轴回转铰接在主支架的两端上；所述第二回转框相对的两侧分别向外凸设有第二铰接轴，所述第二回转框通过第二铰接轴回转铰接在第一回转框内；所述第一回转框的内侧设有一组相对设置的两个第一吸附固定单元；所述第二回转框的内侧设有至少一组相对设置的两个第二吸附固定单元；所述主支架的一侧安装有第一电机，所述第一电机的输出端对应与其中一个第一铰接轴连接，所述第一回转框的一侧安装有第二电机，所述第二电机的输出端对应与其中一个第二铰接轴连接；另一所述第一铰接轴连接有第一电磁离合器，另一所述第二铰接轴对应连接第二电磁离合器；所述第一电磁离合器对应用于对第一回转框进行锁止，所述第二电磁离合器对应用于对第二回转框进行锁止。

本发明进一步地，所述第一吸附固定单元和第二吸附固定单元的结构相同，两者均包括电推杆、真空吸盘和距离传感器；所述真空吸盘连接在电推杆的输出端上，所述距离传感器设置在真空吸盘的中心；第一吸附固定单元的电推杆安装在第一回转框上，第二吸附固定单元的电推杆安装在第二回转框上。

本发明进一步地，所述第二回转框的内侧设有两组相对设置的两个第二吸附固定单元，四个所述第二吸附固定单元呈十字形分布。

本发明进一步地，另一所述第一铰接轴上对应固接有第一配重块，另一所述第二铰接轴上对应固接有第二配重块。

本发明进一步地，所述箱体识别机构包括识别支架、第一相机、第二相机、无线信号传输模块和第三相机，所述识别支架具有一横臂和一竖臂，所述横臂与竖臂呈十字形连接，所述横臂的两端均设有第一相机，所述第一相机斜向下设置，所述竖臂的两端均设有第二相机，所述无线信号传输模块设于识别支架的中心，所述第三电机设于第一传送辊的底部，所述分拣机器人还包括有无线信号接收模块，所述无线信号接收模块固定在关节机器人上。

本发明的有益效果为：本发明通过箱体识别机构与分拣机器人进行配合，自动对不具有“此面朝上”字样的物流箱的重心进行调整，使得物流箱的重心处于最低位置，从而保证物流箱在运输过程中的稳定，同时对具有“此面朝上”字样的物流箱的姿态进行调整，保证“此面朝上”字样处于物流箱的顶面，从而对物流箱的放置方向进行纠正，确保物流箱内物品的运输安全，分拣效率高。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的分拣机器人的立体图；

图3是本发明的分拣机器人的一使用状态图；

图4是本发明的分拣机器人的另一使用状态图；

图5是本发明的重心调整机构的立体图；

图6是本发明的箱体识别机构的立体图；

图7是本发明的第一吸附固定单元或第二吸附固定单元的立体图；

附图标记说明：100、第一传送辊；101、第一支撑台；200、箱体识别机构；201、识别支架；202、第一相机；203、第二相机；204、无线信号传输模块；205、第三相机；300、分拣机器人；301、关节机器人；302、重心调整机构；10、主支架；20、第一回转框；30、第二回转框；40、第一吸附固定单元；50、第二吸附固定单元；60、第一电机；70、第二电机；80、第一电磁离合器；90、第二电磁离合器；1、电推杆；2、真空吸盘；3、距离传感器；303、无线信号接收模块；400、第二传送辊；401、第二支撑台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种重心翻转式智能物流分拣装置，包括第一传送辊100、箱体识别机构200、至少一第二传送辊400、分拣机器人300；

所述第一传送辊100的一端安装有第一支撑台101；所述箱体识别机构200设于第一传送辊100上，并用于对第一传送辊100上传送的物流箱进行拍照，并识别物流箱外表面是否具有“此面朝上”字样；所述第二传送辊400靠近第一传送辊100的一端安装有第二支撑台401；所述分拣机器人300设于第一支撑台101与第二支撑台401之间，并用于将位于第一支撑台101上的物流箱进行重心调整后转移至第二支撑台401上，以及将位于第一支撑台101上具有“此面朝上”字样的物流箱转位至正确姿态后转移至第二支撑台401上；其中，所述正确姿态为“此面朝上”字样处于物流箱的顶面。

本实施例的工作方式是：工作时，将物流箱置于第一传送辊100上，第一传送辊100将物流箱朝向第一支撑台101方向传送，同时箱体识别机构200对物流箱进行拍照识别，识别物流箱上是否存在“此面朝上”字样，对于存在“此面朝上”字样的物流箱，同时确认“此面朝上”字样是否位于物流箱的顶面，接着物流箱被传送至第一支撑台101，接着分拣机器人300根据箱体识别机构200的识别结果信息对物流箱进行分拣操作：

当物流箱上存在“此面朝上”字样且处于正确姿态时，即物流箱的放置方向正确，分拣机器人300将第一支撑台101上的物流箱直接转移至第二支撑台401上，由第二支撑台401将物流箱过渡至第二传送辊400上，第二传送辊400将物流箱转移出分拣工作区；

当物流箱上存在“此面朝上”字样且不处于正确姿态时，即物流箱的放置方向错误，此时分拣机器人300从第一支撑台101上抓取物流箱，并使物流箱转位至处于正确姿态，然后将处于正确姿态后的物流箱转移至第二支撑台401，由第二支撑台401将物流箱过渡至第二传送辊400上，第二传送辊400将物流箱转移出分拣工作区；

当物流箱上不存在“此面朝上”字样时，分拣机器人300从第一支撑台101抓取物流箱后，对物流箱进行重心调整，使得物流箱的重心处于最低位置，接着将重心调整完成后的物流箱转移至第二支撑台401上，由第二支撑台401将物流箱过渡至第二传送辊400上，第二传送辊400将物流箱转移出分拣工作区。

本实施例通过箱体识别机构200与分拣机器人300进行配合，自动对不具有“此面朝上”字样的物流箱的重心进行调整，使得物流箱的重心处于最低位置，从而保证物流箱在运输过程中的稳定，同时对具有“此面朝上”字样的物流箱的姿态进行调整，保证“此面朝上”字样处于物流箱的顶面，从而对物流箱的放置方向进行纠正，确保物流箱内物品的运输安全，分拣效率高。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述分拣机器人300包括关节机器人301和设于关节机器人301的输出端上的重心调整机构302。实际使用时，关节机器人301带动重心调整机构302进行移动，重心调整机构302实现对物流箱的抓取、重心调整以及放置方向的纠正，从而实现智能分拣，确保物流箱内物品的运输安全。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述重心调整机构302包括主支架10、第一回转框20、第二回转框30；所述主支架10呈倒U形，所述主支架10顶端的中部连接在关节机器人301的输出端上；所述第一回转框20相对的两侧分别向外凸设有第一铰接轴，所述第一回转框20通过第一铰接轴回转铰接在主支架10的两端上；所述第二回转框30相对的两侧分别向外凸设有第二铰接轴，所述第二回转框30通过第二铰接轴回转铰接在第一回转框20内；所述第一回转框20的内侧设有一组相对设置的两个第一吸附固定单元40；所述第二回转框30的内侧设有至少一组相对设置的两个第二吸附固定单元50；所述主支架10的一侧安装有第一电机60，所述第一电机60的输出端对应与其中一个第一铰接轴连接，所述第一回转框20的一侧安装有第二电机70，所述第二电机70的输出端对应与其中一个第二铰接轴连接；另一所述第一铰接轴连接有第一电磁离合器80，另一所述第二铰接轴对应连接第二电磁离合器90；所述第一电磁离合器80对应用于对第一回转框20进行锁止，所述第二电磁离合器90对应用于对第二回转框30进行锁止。

实际使用时，第一电机60通过第一铰接轴带动第一回转框20转位至与主支架10处于同一平面内，第二电机70通过第二铰接轴带动第二回转框30转位至第二回转框30的框面与第一回转框20的框面之间的夹角为最小状态，且第二吸附固定单元50与第一吸附固定单元40不发生干涉，此时第一电磁离合器80和第二电磁离合器90分别对第一回转框20和第二回转框30进行锁止，保证第一回转框20和第二回转框30不会转动，然后关节机器人301带动整个重心调整机构302套入第一支撑台101的外周，然后第一回转框20上的一组第一吸附固定单元40对物流箱进行吸附固定，接着在关节机器人301的带动下，将物流箱从第一支撑台101取下；

对于需要调整至正确姿态的物流箱，通过第一电机60、第二电机70分别对应控制第一回转框20、第二回转框30转动，同时在第一吸附固定单元40和第二吸附固定单元50的配合，实现将物流箱调整至处于正确姿态；

对于需要调整重心的物流箱，第一回转框20上的第一吸附固定单元40对物流箱进行吸附固定，然后第一电磁离合器80打开，第一回转框20处于非锁止状态，此时物流箱由于重心与物流箱几何中心不重合而绕着第一铰接轴自由旋转至重心处于最低位置，完成后，第一电磁离合器80对第一回转框20再次锁止，接着第二电机70驱动第二回转框30转位至与第一回转框20相互垂直的位置，然后第二电磁离合器90对第二回转框30进行锁止，接着各个第二吸附固定单元50对物流箱进行吸附固定，然后各个第一吸附固定单元40松开物流箱，接着第二电磁离合器90打开，此时物流箱由于重心与物流箱几何中心不重合而绕着第二铰接轴自由旋转至重心处于最低位置，此时物流箱的重心在两个方向上均处于最低位置，随后，第一电机60或第二电机70驱动第一回转框20或第二回转框30带动物流箱转位至物流箱底面与水平面平行，从而实现物流箱的重心调整，完成后，第一吸附固定单元40保持吸附固定住物流箱，各个第二吸附固定单元50松开物流箱，同时第一电机60调整第一回转框20至与主支架10共面，第二电机70调整第二回转框30至与第一回转框20之间的夹角处于最小状态，然后关节机器人301带动整个重心调整机构302和重心调整后的物流箱套入第二支撑台401上，然后将物流箱放置第二支撑台401，从而完成物流箱的分拣。

本实施例中，第一电磁离合器和第二电磁离合器的结构相同，两者均包括第一摩擦盘、第二摩擦盘、电磁铁和弹簧，电磁铁设置在第一摩擦盘上，弹簧的两端分别与第一摩擦盘和第二摩擦盘抵接；第一电磁离合器的第一摩擦盘固定在主支架上，第一电磁离合器的第二摩擦盘型面套接在第一铰接轴上，如此利用第一摩擦盘和第二摩擦盘配合实现对第一回转框的锁止或松开；第二电磁离合器的第一摩擦盘固定在第一回转框上，第二电磁离合器的第二摩擦盘型面套接在第二铰接轴上，如此利用第一摩擦盘与第二摩擦盘的配合实现对第二回转框的锁止或松开。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一吸附固定单元40和第二吸附固定单元50的结构相同，两者均包括电推杆1、真空吸盘2和距离传感器3；所述真空吸盘2连接在电推杆1的输出端上，所述距离传感器3设置在真空吸盘2的中心；第一吸附固定单元40的电推杆1安装在第一回转框20上，第二吸附固定单元50的电推杆1安装在第二回转框30上。

具体地，在关节机器人301带动整个重心调整机构302套入第一支撑台101时，两个相对的第一吸附固定单元40的距离传感器3感应移动距离，直至真空吸盘2对应物流箱表面中心位置区域，然后第一吸附固定单元40的电推杆1推动真空吸盘2朝向物流箱伸出，对物流箱进行吸附固定，实现物流箱的抓取；同理，第二吸附固定单元50的电推杆1推动真空吸盘2朝向物流箱伸出，同时通过第二吸附固定单元50的距离传感器3感应真空吸盘2的伸出距离，使得第二吸附固定单元50的真空吸盘2对物流箱进行吸附固定。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第二回转框30的内侧设有两组相对设置的两个第二吸附固定单元50，四个所述第二吸附固定单元50呈十字形分布。如此设置，使得物流箱被吸附固定更加牢固。

基于上述实施例的基础上，进一步地，另一所述第一铰接轴上对应固接有第一配重块，另一所述第二铰接轴上对应固接有第二配重块。通过设置第一配重块和第二配重块对第一电机60和第二电机70进行平衡，使得第一回转框20和第二回转框30更平稳，避免由于第一回转框20和第二回转框30的不平衡而影响物流箱重心的调整。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述箱体识别机构200包括识别支架201、第一相机202、第二相机203、无线信号传输模块204和第三相机205，所述识别支架201具有一横臂和一竖臂，所述横臂与竖臂呈十字形连接，所述横臂的两端均设有第一相机202，所述第一相机202斜向下设置，所述竖臂的两端均设有第二相机203，所述无线信号传输模块204设于识别支架201的中心，所述第三电机设于第一传送辊100的底部，所述分拣机器人300还包括有无线信号接收模块303，所述无线信号接收模块303固定在关节机器人301上。

实际使用时，两个第一相机202对物流箱的上、左右表面进行拍照，两个第二相机203对物流箱的前后表面进行拍照，第三相机205对物流箱的下表面进行拍照，从而对物流箱的六个表面进行拍照识别，接着无线信号传输模块204对第一相机202、第二相机203、第三相机205的拍照信息进行处理，以确定物流箱表面上是否具有“此面朝上”字样以及“此面朝上”字样的位置而得到识别结果信息，并将识别结果信息传输至无线信号接收模块303，从而可以根据识别结果信息控制关节机器人301和重心调整机构302对物流箱进行相应的分拣操作，实现物流智能化。

本实施例对于不同规格的物流箱时，无线信号传输模块204根据第一相机202、第二相机203、第三相机205的拍照信息确定当前物流箱的规格信息，并将规格信息传输至无线信号接收模块303，从而使得关节机器人301根据规格信息调整重心调整机构302的位置，使得各个第一吸附固定单元40与物流箱的水平中心面共面，从而保证第一吸附固定单元40的真空吸盘2吸附固定在物流箱的表面中心位置，如此使得整个装置的适用范围更广。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种重心翻转式智能物流分拣装置，其特征在于，包括：

第一传送辊(100)，所述第一传送辊(100)的一端安装有第一支撑台(101)；

箱体识别机构(200)，所述箱体识别机构(200)设于第一传送辊(100)上，并用于对第一传送辊(100)上传送的物流箱进行拍照，并识别物流箱外表面是否具有“此面朝上”字样；

至少一第二传送辊(400)，所述第二传送辊(400)靠近第一传送辊(100)的一端安装有第二支撑台(401)；

分拣机器人(300)，所述分拣机器人(300)设于第一支撑台(101)与第二支撑台(401)之间，并用于当物流箱不存在“此面朝上” 字样时，将位于第一支撑台(101)上的物流箱进行重心调整后转移至第二支撑台(401)上，以及当物流箱存在“此面朝上” 字样时，将位于第一支撑台(101)上具有“此面朝上”字样的物流箱转位至正确姿态后转移至第二支撑台(401)上；其中，所述正确姿态为“此面朝上”字样处于物流箱的顶面；

所述分拣机器人(300)包括关节机器人(301)和设于关节机器人(301)的输出端上的重心调整机构(302)；

所述重心调整机构(302)包括主支架(10)、第一回转框(20)、第二回转框(30)；所述主支架(10)呈倒U形，所述主支架(10)顶端的中部连接在关节机器人(301)的输出端上；所述第一回转框(20)相对的两侧分别向外凸设有第一铰接轴，所述第一回转框(20)通过第一铰接轴回转铰接在主支架(10)的两端上；所述第二回转框(30)相对的两侧分别向外凸设有第二铰接轴，所述第二回转框(30)通过第二铰接轴回转铰接在第一回转框(20)内；所述第一回转框(20)的内侧设有一组相对设置的两个第一吸附固定单元(40)；所述第二回转框(30)的内侧设有至少一组相对设置的两个第二吸附固定单元(50)；所述主支架(10)的一侧安装有第一电机(60)，所述第一电机(60)的输出端对应与其中一个第一铰接轴连接，所述第一回转框(20)的一侧安装有第二电机(70)，所述第二电机(70)的输出端对应与其中一个第二铰接轴连接；另一所述第一铰接轴连接有第一电磁离合器(80)，另一所述第二铰接轴对应连接第二电磁离合器(90)；所述第一电磁离合器(80)对应用于对第一回转框(20)进行锁止，所述第二电磁离合器(90)对应用于对第二回转框(30)进行锁止。

2.根据权利要求1所述的重心翻转式智能物流分拣装置，其特征在于，所述第一吸附固定单元(40)和第二吸附固定单元(50)的结构相同，两者均包括电推杆(1)、真空吸盘(2)和距离传感器(3)；所述真空吸盘(2)连接在电推杆(1)的输出端上，所述距离传感器(3)设置在真空吸盘(2)的中心；第一吸附固定单元(40)的电推杆(1)安装在第一回转框(20)上，第二吸附固定单元(50)的电推杆(1)安装在第二回转框(30)上。

3.根据权利要求1所述的重心翻转式智能物流分拣装置，其特征在于，所述第二回转框(30)的内侧设有两组相对设置的两个第二吸附固定单元(50)，四个所述第二吸附固定单元(50)呈十字形分布。

4.根据权利要求1所述的重心翻转式智能物流分拣装置，其特征在于，另一所述第一铰接轴上对应固接有第一配重块，另一所述第二铰接轴上对应固接有第二配重块。

5.根据权利要求1所述的重心翻转式智能物流分拣装置，其特征在于，所述箱体识别机构(200)包括识别支架(201)、第一相机(202)、第二相机(203)、无线信号传输模块(204)和第三相机(205)，所述识别支架(201)具有一横臂和一竖臂，所述横臂与竖臂呈十字形连接，所述横臂的两端均设有第一相机(202)，所述第一相机(202)斜向下设置，所述竖臂的两端均设有第二相机(203)，所述无线信号传输模块(204)设于识别支架(201)的中心，第三相机(205)设于第一传送辊(100)的底部，所述分拣机器人(300)还包括有无线信号接收模块(303)，所述无线信号接收模块(303)固定在关节机器人(301)上。

6.一种应用于权利要求1至5中任一项所述的重心翻转式智能物流分拣装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，将物流箱置于第一传送辊(100)上，第一传送辊(100)将物流箱朝向第一支撑台(101)方向传送，同时箱体识别机构(200)对物流箱进行拍照识别，识别物流箱上是否存在“此面朝上”字样，对于存在“此面朝上”字样的物流箱，同时确认“此面朝上”字样是否位于物流箱的顶面，接着物流箱被传送至第一支撑台(101)；

然后分拣机器人(300)根据箱体识别机构(200)的识别结果信息对物流箱进行分拣操作：

当物流箱上存在“此面朝上”字样且处于正确姿态时，即物流箱的放置方向正确，分拣机器人(300)将第一支撑台(101)上的物流箱直接转移至第二支撑台(401)上，由第二支撑台(401)将物流箱过渡至第二传送辊(400)上，第二传送辊(400)将物流箱转移出分拣工作区；

当物流箱上存在“此面朝上”字样且不处于正确姿态时，即物流箱的放置方向错误，此时分拣机器人(300)从第一支撑台(101)上抓取物流箱，并使物流箱转位至处于正确姿态，然后将处于正确姿态后的物流箱转移至第二支撑台(401)，由第二支撑台(401)将物流箱过渡至第二传送辊(400)上，第二传送辊(400)将物流箱转移出分拣工作区；

当物流箱上不存在“此面朝上”字样时，分拣机器人(300)从第一支撑台(101)抓取物流箱后，对物流箱进行重心调整，使得物流箱的重心处于最低位置，接着将重心调整完成后的物流箱转移至第二支撑台(401)上，由第二支撑台(401)将物流箱过渡至第二传送辊(400)上，第二传送辊(400)将物流箱转移出分拣工作区。

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