CN114394361A - 一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，包括移动小车和机器人，机器人设有相机模块、扫码模块、箱体夹具、货物夹具以及控制模块，货物夹具包括柔性夹具和吸盘夹具；控制模块分别控制箱体夹具和货物夹具，其中在目标物为箱体时控制箱体夹具夹持箱体，在目标物为货框时根据目标物品内部的货物品类选择控制柔性夹具或吸盘夹具夹持货框内货物。本发明的有益效果：通过箱体夹具对整箱货物进行夹取、通过柔性夹具在货框内夹持瓶罐类货物或其他上部不规则货物，或者通过吸盘夹具对货框内块状货物直接吸附，对多种不同的货物进行夹取组成复杂货物订单，避免货物托盘反复出入库，提高货物拣选效率，节省人工，降低劳动强度。

Description

一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统
技术领域
本发明涉及仓库物料分拣技术领域，尤其涉及一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统。
背景技术
随着仓储物流行业的快速发展，仓储存储物料种类日益繁多很多工厂需要对库内托盘物料拆零、拣选配料，如冷链立体库、医药库等仓库需要频繁对物料拆零、拣选。传统的拣选方式是将托盘物料调取出库后，人工进行拆零，拣选配料，一个订单组成往往N个物料组合在一起，人工就需要将很多种托盘物品按照清单数量拣选到一起，组成一个订单。但是这种拣选方式需要托盘反复出库入库，主要依赖人工操作，操作复杂，工作量大，工作效率低下。
发明内容
有鉴于此，为了解决仓库内传统的拣选方式需要托盘反复出库入库、依赖人工操作的问题，本发明的实施例提供了一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统。
本发明的实施例提供一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，包括可在货架上行走的移动小车、以及设置于所述移动小车上的机器人，其中所述机器人设有：
相机模块，其用于获取目标物品位置信息以使所述移动小车移动至目标物品对应位置，所述目标物品为表面设有条码的箱体或货框；
扫码模块，其用于扫描目标物品表面条码以确定目标物为箱体或货框、以及获取目标物品内的货物品类信息；
可夹持所述箱体的箱体夹具；
可夹持所述货架内货物的货物夹具，所述货物夹具包括柔性夹具和吸盘夹具；
以及控制模块，其与所述扫码模块通讯连接并分别控制箱体夹具和所述货物夹具，其中在所述目标物为箱体时控制所述箱体夹具夹持所述箱体，在所述目标物为货框时根据目标物品内部的货物品类选择控制所述柔性夹具或所述吸盘夹具夹持所述货框内货物。
进一步地，所述箱体夹具包括：
固定设置的定位板；
与所述定位板相对设置的活动板；
以及与所述活动板连接的驱动机构，所述活动板受所述驱动机构驱动而朝向或远离所述定位板移动从而夹紧所述箱体。
进一步地，所述定位板的外侧面设有相对设置的两侧挡板，两所述侧挡板之间的距离等于所述箱体侧面的宽度，以使所述定位板插入相邻两所述箱体之间时所述定位板的内侧面与待夹持箱体的侧面完整贴合。
进一步地，所述驱动机构为直线电动滑台。
进一步地，所述吸盘夹具包括至少一吸盘，所述吸盘用于吸附所述货框内货物的一面。
进一步地，所述柔性夹具包括：
底座；
以及设置于所述底座上的至少三柔性夹头，各所述柔性夹头环绕一轴线设置，每一所述柔性夹头包括气缸、活动连杆和柔性夹持块，其中所述气缸铰接于所述底座上且输出端铰接所述柔性夹持块，所述活动连杆一端铰接于所述底座上、另一端铰接所述柔性夹持块。
进一步地，所述活动连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，其中所述第一连杆一端与柔性夹持块铰接、另一端与所述第二连杆一端铰接，所述第二连杆另一端与所述底座铰接，所述第三连杆一端与柔性夹持块铰接、另一端与所述底座铰接。
进一步地，还包括料箱，所述料箱搭载于所述移动小车上。
进一步地，所述货架上设有轨道，所述移动小车为四向四向穿梭车，可沿着所述轨道运动。
进一步地，所述条码为条形码或二维码。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，可通过箱体夹具对整箱货物进行夹取，并可以直接通过柔性夹具在货框内夹持瓶罐类货物或其他上部不规则货物，或者通过吸盘夹具对货框内块状货物直接吸附，这样可以对多种不同的货物进行夹取，组成复杂的货物订单，避免货物托盘反复出入库，提高货物拣选的效率，节省人工，降低劳动强度。
附图说明
图1是本发明一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统的工作状态的立体图；
图2是本发明一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统的工作状态的主视图；
图3是本发明一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统(未搭载料箱)的立体图；
图4是本发明一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统(搭载料箱)的立体图；
图5是图3中箱体夹具1013的立体图；
图6是图3中柔性夹具1014的立体图。
图中：10-基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统、101-机器人、1011-相机模块、1012-扫码模块、1013-箱体夹具、1013a-定位板、1013b-活动板、1013c-驱动机构、1013d-侧挡板、1014-柔性夹具、1014a-底座、1014b-柔性夹头、1014c-柔性夹持块、1014d-气缸、1014e-第一连杆、1014f-第二连杆、1014g-第三连杆、1015-吸盘夹具、1016-安装板、102-移动小车、102a-滚筒输送带、102b-料箱、20-货架、201-导轨、30-托盘、40-箱体、50-瓶罐类货物。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1和2，本发明的实施例提供了一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统10，应于冷链立体库、医药库等仓库内的货物订单的拣选，涉及多个品类的整箱(盒)货物(药品)、分散货物的拣选，该基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统10主要包括可在货架上行走的移动小车102、以及设置于所述移动小车102上的机器人101。
如图1所示，现有的立体仓库通常由多层货架20组成，所述货架20具有多个库位，每个库位可放置托盘30，每一所述托盘30上码垛多个箱(盒)体40或货架。待被拣选的货物码垛摆放于货架20上的托盘30上，待拣选货物订单包括的一个或多个包装于箱体40内的货物A、一个或多个摆放于货框内的货物B。所述箱体40和所述货框均摆放于货架20上。并且所述箱体40和所述货框表面设有条码，条码记载其自身信息以及内部容置的货物品类信息。所述条码包括但不限于条形码和二维码。
如图3和4所示，所述移动小车102为四向四向穿梭车，所述货架20上设有轨道201，所述轨道201交错设置，所述移动小车102可沿着所述轨道201运动到达所述货架20上的任意位置。为了便于收纳拣选出的货物，所述移动小车102上搭载有料箱102b，这里所述移动小车102上部一侧设有滚筒输送带102a，所述料箱102b设置于所述滚筒输送带102a上，在货物拣选完成后可通过所述滚筒输送带102a将所述料箱102a输送到对接输送线上，进而通过输送线将所述料箱输102b送到出库口。
继续如图3和4所示，所述机器人101设置于所述移动小车102的另一侧，所述机器人101负责货物A和货物B的抓取。所述机器人101为多轴机器人，如可以选择灵活度较高的六轴机器人。其中所述机器人101分别设有相机模块1011、扫码模块1012、控制模块、箱体夹具1013和货物夹具。
具体的，所述机器人101的末端设有安装板1016，所述相机模块1011、所述扫码模块1012、所述箱体夹具1013和所述货物夹具分别安装于所述安装板1016上。其中所述相机模块1011为CCD相机，所述相机模块1011用于获取目标物品的图像数据，以获取目标物品的位置信息，并将位置信息传输至所述移动小车102，进而控制所述移动小车102移动至目标物品对应位置，这里所述目标物品即为所述箱体40或所述货框。
所述扫码模块1012具体为扫码器，其用于扫描目标物品表面条码，读取条码信息以确定目标物为箱体40或货框、以及获取目标物品内的货物品类信息。
所述控制模块与所述扫码模块1012通讯连接，以进行数据传输，获取目标物为箱体40或货框、以及获取目标物品内的货物品类信息。这里所述控制模块与所述机器人101的控制器集成一体。同时所述控制模块还可以通讯连接所述相机模块1011和所述移动小车102，进而可以根据货物的图像数据确定移动小车102移动路径，并控制所述移动小车102移动。
所述箱体夹具1013用于抓取整箱货物A。所述箱体夹具1013与所述控制模块连接，所述箱体夹具1013受控于所述控制模块，用于在所述目标物为箱体40、即为货物A时夹持所述箱体40。
如图5所示，具体的，所述箱体夹具1013包括固定设置的定位板1013a、与所述定位板1013a相对设置的活动板1013b、以及与所述活动板1013b连接的驱动机构1013c，所述定位板1013a固定安装于所述安装板1016上，所述驱动机构1013c选择直线模组，如直线电动滑台，所述驱动机构1013c安装于所述安装板1016上并且连接所述活动板1013b，所述活动板1013b受所述驱动机构1013c驱动而朝向或远离所述定位板1013a移动从而夹紧所述箱体40。
如图所示，由码垛整齐的箱体中40抓取货物A时，一般抓取靠近边缘的箱体40，这样先将所述定位板1013a插入两所述箱体40之间，此时所述活动板1013b位于所有箱体40的外侧具有活动空间。然后控制所述驱动机构1013c驱动所述活动板1013b朝向所述定位板1013a移动，直至将所述箱体40夹紧，然后抓出。
为了实现所述箱体40准确稳定抓取，所述定位板1013a的外侧面设有相对设置的两侧挡板1013d，两所述侧挡板1013d之间的距离等于所述箱体40侧面的宽度，以使所述定位板1013a插入相邻两所述箱体40之间时所述定位板1013a的内侧面与待夹持箱体40的侧面完整贴合。这样两所述侧挡板1013d恰好卡住相邻的所述箱体40，既可以将想要抓取的箱体40取出，又避免对相邻的箱体40造成影响，防止在抓取所述箱体40时使其相邻的箱体40发生位移甚至跌落。
所述货物夹具包括柔性夹具1014和吸盘夹具1015。所述货物夹具用于抓取货物B，所述货物B为多种不同货物品类单体，如所述货物B可能是货物B1，也可能是货物B2。其中所述货物B1为瓶罐类货物50或其他上部不规则货物，货物B2为块状物或其他规则形状货物。
如图6所示，所述柔性夹具1014包括底座1014a、以及设置于所述底座1014a上的至少三柔性夹头1014b。所述底座1014a安装于所述安装板1016上，各所述柔性夹头1014b环绕一轴线设置，每一所述柔性夹头1014b包括气缸1014d、活动连杆和柔性夹持块1014c，其中所述气缸1014d铰接于所述底座1014a上且输出端铰接所述柔性夹持块1014c，所述活动连杆一端铰接于所述底座1014a上、另一端铰接所述柔性夹持块1014c。所述柔性夹持块1014c的表面设有橡胶等弹性件，既可以对货物进行稳定夹持，又可避免破坏货物表面。
所述活动连杆受所述气缸1014d的驱动而活动，进而带动所述柔性夹持块1014c活动，使各所述柔性夹持块1014c相对聚拢或散开，进而抱紧或释放货物B1。各所述气缸1014d单独控制各自对应的柔性夹持块1014c运动以夹持不同的货物B1，如在夹持瓶罐类货物50时，各所述柔性夹持块1014c被控制同步合拢将该类货物头部夹紧。如在其他不规则的碎块状货品时可各所述柔性夹持块1014c被控制分步合拢该类货物头部夹紧。
所述活动连杆可以根据应用场景灵活选择为铰接连接的多连杆机构，如本实施例中，所述活动连杆包括第一连杆1014e、第二连杆1014f和第三连杆1014g，其中所述第一连杆1014e一端与柔性夹持块1014c铰接、另一端与所述第二连杆1014f一端铰接，所述第二连杆1014f另一端与所述底座1014a铰接，所述第三连杆1014g一端与所述柔性夹持块1014c铰接、另一端与所述底座1014a铰接。可以理解的是，在实际应用时所述活动连杆可以灵活选择各种连杆机构，不受本实施例中的限制。
由于所述柔性夹具1014的各所述柔性夹头1014b的抱紧和张开范围有限，所述货物夹具还设有吸盘夹具1015，所述吸盘夹具1015包括至少一吸盘，所述吸盘的数量可以根据具有应用场景灵活设置为一个或多个。所述吸盘用于吸附所述货框20内货物B2的一面，主要是针对块状货物以及他规则形状货物，这类货物B2摆放于货框内时其上表面平整，因此可以通过所述吸盘对货物B2稳定吸附夹持。
上述基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统按照货物订单拣选的具体过程为：如该货物订单由货物A+货物B1+货物B2组成，可按照方便的原则的顺序分别由货架20上抓取货物A、货物B1和货物B2。
首先通过相机模块1011获取货架20的图像数据，进而运动至目标物品对应位置，然后通过所述扫码模块1012扫码目标物品表面条码，判断出目标物品为箱体40或货框、以及箱体40或货框内的货物信息。在所述目标物品为箱体40时，控制所述箱体夹具1013抓取所述箱体40，即完成了货物A的抓取，并将货物A放入所述料箱102b内。在所述目标物品为货框时，根据货物信息可以判断出货物品类，也就可以判断出货物属于B1类货物，还是属于B2类货物。进而可根据货物品类选择适合的货物夹具夹持抓取货物B1或货物B2，即选择所述柔性夹具1014夹持抓取货物B1，选择所述吸盘夹具1015夹持抓取货物B2。抓取的货物B1或货物B2也放入所述料箱102b内，之后通过所述移动小车将所述料箱102b运输至指定位置，与输送线对接，进而通过输送线将所述料箱输送到出库口，完成该货物订单拣选输送。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于，包括可在货架上行走的移动小车、以及设置于所述移动小车上的机器人，其中所述机器人设有：
相机模块，其用于获取目标物品位置信息以使所述移动小车移动至目标物品对应位置，所述目标物品为表面设有条码的箱体或货框；
扫码模块，其用于扫描目标物品表面条码以确定目标物为箱体或货框、以及获取目标物品内的货物品类信息；
可夹持所述箱体的箱体夹具；
可夹持所述货架内货物的货物夹具，所述货物夹具包括柔性夹具和吸盘夹具；
以及控制模块，其与所述扫码模块通讯连接并分别控制箱体夹具和所述货物夹具，其中在所述目标物为箱体时控制所述箱体夹具夹持所述箱体，在所述目标物为货框时根据目标物品内部的货物品类选择控制所述柔性夹具或所述吸盘夹具夹持所述货框内货物。
2.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述箱体夹具包括：
固定设置的定位板；
与所述定位板相对设置的活动板；
以及与所述活动板连接的驱动机构，所述活动板受所述驱动机构驱动而朝向或远离所述定位板移动从而夹紧所述箱体。
3.如权利要求2所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：
所述定位板的外侧面设有相对设置的两侧挡板，两所述侧挡板之间的距离等于所述箱体侧面的宽度，以使所述定位板插入相邻两所述箱体之间时所述定位板的内侧面与待夹持箱体的侧面完整贴合。
4.如权利要求2所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述驱动机构为直线电动滑台。
5.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述吸盘夹具包括至少一吸盘，所述吸盘用于吸附所述货框内货物的一面。
6.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于，所述柔性夹具包括：
底座；
以及设置于所述底座上的至少三柔性夹头，各所述柔性夹头环绕一轴线设置，每一所述柔性夹头包括气缸、活动连杆和柔性夹持块，其中所述气缸铰接于所述底座上且输出端铰接所述柔性夹持块，所述活动连杆一端铰接于所述底座上、另一端铰接所述柔性夹持块。
7.如权利要求6所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述活动连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，其中所述第一连杆一端与柔性夹持块铰接、另一端与所述第二连杆一端铰接，所述第二连杆另一端与所述底座铰接，所述第三连杆一端与柔性夹持块铰接、另一端与所述底座铰接。
8.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：还包括料箱，所述料箱搭载于所述移动小车上。
9.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述货架上设有轨道，所述移动小车为四向四向穿梭车，可沿着所述轨道运动。
10.如权利要求1所述的一种基于冷库的柔性组盘的自动拣选搬运系统，其特征在于：所述条码为条形码或二维码。
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