CN114763212A - 一种移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动机器人，所述移动机器人包括基座、移动机构、升降机构、托盘叉机构、机械手；其中：所述移动机构设置在所述基座的底部，所述升降机构设置在所述基座的一侧，与所述托盘叉机构固定连接；所述托盘叉机构包括一对托盘叉和固定架，所述固定架设置在所述托盘叉上方；所述机械手安装所述固定架上，使得所述机械手与所述托盘叉一起移动，移动到空间中的任何位置拾取货物。通过本发明实施例，使得所述移动机器人结构紧凑、体积小、移动灵活，并且所述机械手自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，能够拾取空间中任何位置的货物。

Description

一种移动机器人

技术领域

本发明涉及仓储物流领域，特别涉及一种移动机器人。

背景技术

在目前的仓储物流中，货物需要分拣存储过程如下：首先货物被放置在传送带上移动，在传送带的两边设置分拣机构，分拣机构根据具体设置限制条件对货物进行分拣后，分拣机构将货物从传送带上抓取后，放置在一个存储机构中，一般一个存储机构中存储的都是同一个类别的货物；然后，通过移动机构，移动机构可以用移动叉车等，移动机构将存储机构移动放置到仓库的货架上(仓库中需要充分利用空间，货物都比较高且货架与货架之间的间距小)，这个步骤成为货物的入库；当货物需要出库时，现有的仓储物流技术一般采用高叉车将整个存储机构从货架上取出，但是货物出库的时候需要根据订单系统需求或者其它需求，需要从一个的存储机构中取出一些货物时，高叉车无法完成这个步骤。

因此，期望提供一种移动机器人，在尽量不更改基础设施的情况下，实现高货架上的单个货物的拾取。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供的一种移动机器人，可以使得所述移动机器人结构紧凑、体积小、移动灵活，能够自由出入仓库的货架之间，移动机器人即可以作为叉车使用，用于叉起托盘或者用于存储货物的存储机构同时移动机器人又可以拾取单一的货物，将货物放置在目标的存储机构中，并且，所述机械手自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，能够拾取空间中任何位置的货物。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种移动机器人，所述移动机器人包括基座、移动机构、升降机构、托盘叉机构、机械手；其中：所述移动机构设置在所述基座的底部，所述升降机构设置在所述基座的一侧，与所述托盘叉机构固定连接；所述托盘叉机构包括一对托盘叉和固定架，所述固定架设置在所述托盘叉上方；所述机械手安装所述固定架上，使得所述机械手与所述托盘叉一起移动，所述机械手移动到空间中的任何位置拾取货物。

优选的，所述机械手包括末端执行器，所述末端执行器设置在所述机械手的末端，用于拾取货物。

优选的，所述机械手还包括至少一个传感器，所述传感器用于感应所述机械手与移动机器人的周围环境，以执行准确的操纵任务。

优选的，所述末端执行器为吸盘组件，所述吸盘组件可以伸缩。

优选的，所述吸盘组件包括支撑架和多个吸盘，多个所述吸盘安装在所述支撑架上，且多个所述吸盘可在所述支撑架上伸缩。

优选的，所述升降机构为铰链式升降机构或伸缩式升降机构。

优选的，所述移动机器人还包括视觉机构，所述视觉机构包括第一相机，所述第一相机安装在所述升降机构上方，用于拍摄所述托盘叉上的托盘上的图像。

优选的，所述视觉机构还包括第二相机，所述第二相机位于所述托盘叉所在的一侧，用于对前方进行障碍识别以避障。

优选的，所述视觉机构还包括第三相机，所述第三相机位于相对所述托盘叉的另一侧，用于对后方进行障碍识别以避障。

优选的，所述基座包括一驱动装置用于驱动所述托盘叉机构向前移动，当托盘叉机构向前移动时，所述机械手与所述托盘叉机构向前移动。

与相关技术相比，本发明实施例提供的一种移动机器人，所述移动机器人包括基座、移动机构、升降机构、托盘叉机构、机械手；其中：所述移动机构设置在所述基座的底部，所述升降机构设置在所述基座的一侧，与所述托盘叉机构固定连接；所述托盘叉机构包括一对托盘叉和固定架，所述固定架设置在所述托盘叉上方；所述机械手安装所述固定架上，使得所述机械手与所述托盘叉一起移动，移动到空间中的任何位置拾取货物。通过本发明实施例，通过在基座的底部设置移动机构，所述基座的一侧设有升降机构，所述升降机构与托盘叉机构连接，机械手安装所述托盘叉机构的固定架上，使得所述机械手可以与所述托盘叉一起移动，移动到空间中的任何位置拾取货物，从而使得所述移动机器人结构紧凑、体积小、移动灵活，并且，所述机械手自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，能够拾取空间中任何位置的货物；当不需要进行拾取单个货物时，所述移动机器人可以进入仓库内，对待处理的托盘进行处理，将待处理的托盘移动至目的地。此外，所述移动机器人还可以处理仓库里面的很多其他各种流程，例如卸车、码垛、拆垛、搬运、分拣等等，以此充分利用所述移动机器人实现24小时的工作，使得所述移动机器人可以24小时无间隙的工作，提高移动机器人的利用率和物流领域的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种移动机器人的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种移动机器人的前视结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种移动机器人的机械手的末端执行器的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种移动机器人的顶视结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种移动机器人，所述移动机器人包括基座1、移动机构2、升降机构7、托盘叉机构3、机械手4。其中：

所述移动机构2设置在所述基座1的底部，移动机构2使得所述移动机器人能够移动至仓库的货架旁或移动到目标托盘的货架旁以便于装货和卸货。优选地，所述移动机构2包括主动轮21。可选地，所述移动机构2还包括万向从动轮(未图示)。

所述基座1包括一驱动装置(未图示)用于驱动所述托盘叉机构7向前移动，当托盘叉机构7向前移动时，所述机械手与所述托盘叉机构7一起向前移动。

所述升降机构7设置在所述基座1的一侧，与所述托盘叉机构3固定连接，用于升降所述托盘叉机构3，即托盘叉机构可以沿着所述升降机构上下移动。优选地，所述升降机构7垂直地设置在所述基座1的一侧。

所述托盘叉机构3包括一对托盘叉31和固定架32，所述固定架32设置在所述托盘叉31上方，并与所述托盘叉31固定连接；所述托盘叉31用于插入托盘的插孔，托盘用于承载货物，当货物被分拣机构(未图示)分拣后，分拣机构将货物放置在托盘上，当货物需要入库时，所述托盘叉31插入托盘的叉孔上，然后移动机器人将托盘上的货物移动到仓库货架，然后将货物存储到货架上，以此实现自主搬运货物。

所述机械手4安装在所述固定架32上，在本实施例中，所述机械手固定地安装在所述固定架的一侧。所述机械手4通过所述固定架32安装位于所述托盘叉31的上方，使得所述机械手4可以与所述托盘叉31一起移动，将关节臂移动到空间中的任何位置拾取货物。所述机械手4可以从一目标存储区中拾取单一个货物后，把货物放入所述托盘叉机构3上的托盘内，所述机械手4也可以从所述托盘叉机构3上的托盘内拾取单一的货物后，放置到目标存储区中。

在其中的一个实施例中，所述固定架设有一滑动机构，所述机械手可以沿着滑动机构移动左右滑动。

在其中一个实施例中，设所述升降机构7所在的方向为Z轴，所述托盘叉结构3可以绕着Z轴左右转动。

在本实施例中，通过在基座的底部设置移动机构，所述基座的一侧设有升降机构，所述升降机构与托盘叉机构连接，机械手安装所述托盘叉机构的固定架上，使得所述机械手可以与所述托盘叉一起移动，移动到空间中的任何位置拾取货物，从而使得所述移动机器人结构紧凑、体积小、移动灵活，能够自由出入仓库中的货架之间，并且，所述机械手自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，能够拾取空间中任何位置的货物；当不需要进行拾取单一的货物时，所述移动机器人可以进入仓库内，对待处理的托盘进行处理，将待处理的托盘移动至目的地。此外，所述移动机器人还可以处理仓库里面的很多其他各种流程，例如卸车、码垛、拆垛、搬运、分拣等等，以此充分利用所述移动机器人实现24小时的工作，使得所述移动机器人可以24小时无间隙的工作，提高移动机器人的利用率和物流领域的工作效率。

在本实施例中，所述机械手4安装固定在所述托盘叉机构3的所述固定架上，使得所述机械手4可以与所述托盘叉31一起移动，所述机械手4由多段关节臂组合而成，自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，即可以使得所述机械手4可以伸缩到所述移动机器人拾取的物体的所有角落。同时当所述移动机器人的移动方向与放置目标托盘的货架垂直时，所述移动机器人会拾取托盘，使得所述机械手可以到达货架上托盘的所有角落。

在所述机械手的关节臂完全伸展到最大高度的情况下移动时，所述移动机器人需要能够保持平衡；同时无论所述托盘叉31上的托盘是否满载货物，机械手都可以以最大加速度运动。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述机械手4包括末端执行器42，所述末端执行器42设置在所述机械手4的末端，用于拾取货物。

所述机械手4还包括至少一个传感器(未图示)，所述传感器用于感应所述机械手4与移动机器人的周围环境，以执行准确的操纵任务。优选地，所述传感器为3D传感器，所述3D传感器用于感应所述机械手4与移动机器人的周围环境，以此为所述机械手4提供一个完整的3D环境。

在其中一个应用场景中，所述移动机器人的工作流程如下：

当装有货物的托盘需要入库时，所述托盘被放置在入库缓存区，所述移动机器人通过移动机构2移动到缓存区，当托盘与所述托盘叉机构3不在同一水平时，所述升降机构7升降使得所述托盘叉机构3移动到与托盘同一水平面，此时所述机械手4也随着所述托盘叉机构3移动，所述驱动装置所述托盘叉31向前插入托盘的叉孔中，而后所述移动机器人将整个托盘移动到仓库存储区内的货架上；当货物需要出库时，所述移动机器人移动到货架上，通过托盘叉机构3将托盘从货架上取下来。如果货物出库的时候需要根据订单系统需求，需要将不同托盘中的货物拾取出来放在一个目标存储机构后，再出库时，所述移动机器人需要根据订单系统要求移动到对应的托盘货架旁，通过所述升降机构7升降以此带动所述机械手4移动到对应的托盘上方，根据所述视觉机构拍摄到货架上的托盘内的货物图像，按照订单要求，所述机械手4将托盘内的货物的货物抓取后，一个个地依次放置在一个目标存储机构中，而后所述托盘叉机构3将目标存储机构叉起，将目标存储机构移动到出库缓存区。

在其中一个实施例中，所述机械手4可以把货架上任意两个存储框中的货物合并到一个存储框中。如果两个存储框是相邻的，可以所述机械手4可以从左边的存储框中拾取货物放置到右边的存储框中。如果两个存储框不相邻离，所述托盘叉机构3的托盘叉其中的一个存储框A插起来，然后所述移动机器人将存储框A移动到存储框B的附近，然后所述机械手4从存储框A框里拾取货物放到存储框B中。

当所述移动机器人用于装货时，所述托盘叉31插入摆好货物的托盘，所述移动机构2带动所述移动机器人移动到货车的车厢内或移动到目标托盘的货架旁，然后通过所述机械手4的末端执行器42将托盘上的货物码放在货车的车厢内或目标托盘的货架的指定位置。当所述移动机器人用于卸货时，所述移动机器人带着空的托盘在所述移动机构2带动下移动到货车的车厢内或移动到目标托盘的货架旁，所述末端执行器42将货车的车厢内的货物或目标托盘的货架的指定角落的货物码放在托盘上，然后所述移动机构2带动所述移动机器人移动至仓库内。

在本实施例中，所述移动机器人结构紧凑、体积小、移动灵活，能够自由出入货车的车厢内或货架之间，并且，所述机械手自由度高，可以将关节臂移动到空间中的任何位置，以便以任何姿势到达空间中的任何物体，能够拾取空间中任何位置的货物；当不需要进行装卸货物时，所述移动机器人可以进入仓库内，对待处理的托盘进行处理，将待处理的托盘移动至目的地。此外，所述移动机器人还可以处理仓库里面的很多其他各种流程，例如卸车、码垛、拆垛、搬运、分拣等等，以此充分利用所述移动机器人实现24小时的工作，使得所述移动机器人可以24小时无间隙的工作，提高移动机器人的利用率和物流领域的工作效率。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述末端执行器42为吸盘组件，所述吸盘组件可以伸缩，所述吸盘组件用于拾取托盘上的货物以实现货物的转移。所述吸盘组件包括支撑架421和多个吸盘422，多个所述吸盘422安装在所述支撑架421上，且多个所述吸盘422可以在所述支撑架421上伸缩。

在其中一个实施例中，所述末端执行器42为电磁铁用于拾取金属零件的货物。

在一个实施例中，优选地，所述升降机构7为铰链式升降机构。所述升降机构7为伸缩式升降机构。

在一个实施例中，如图1所示，所述基座1的前后部分别设有顶升机构5，或后部设有顶升机构5。当所述移动机器人装载着托盘进入货车的车厢内或目标托盘的货架旁进行货物装卸时，所述顶升机构5可以抵持到车厢上或货架旁的地面上用于固定所述移动机器人，且当所述移动机器人需要调整高度时，所述顶升机构5可以升降以调整所述基座1的离地高度。

优选地，所述顶升机构5可以是液压顶升机构或气压顶升机构。

无需额外说明的是，如图1和图2所示，所述移动机器人还包括其他相关的控制部分例如内含各种控制零部件的控制柜6、电控柜8和/或视觉机构(未图示)。

所述电控柜8移动机器人用于控制移动机构2、控制托盘叉机构3、控制顶升机构5和升降机构7。

所述视觉机构可以引导所述装置机器人自主移动，包括在移动(向前移动)过程中对托盘叉31的前方进行障碍识别以避障，以及在移动(向前移动和向后倒退)过程中对后方进行障碍识别以避障。所述视觉机构又可以拍摄托盘叉31上的托盘上的图像，然后将拍摄到的图像信息发送给所述移动机器人的控制部分，以使得根据图像信息从托盘上识别货物、拾取货物和统计货物等等。

在其中一个实施例中，所述视觉机构用于货物的姿态、货物的外形、货物的位置信息等，比如所述视觉机构可以为2D相机、3D相机。

优选地，所述视觉机构包括多个相机组成。第一相机安装设置在所述升降机构7的上方，用于拍摄托盘叉31上的托盘上的图像，然后将拍摄到的图像信息发送给所述移动机器人的控制部分，以使得根据图像信息从托盘上识别货物、拾取货物和统计货物等等。第二相机位于在所述托盘叉31所在的一侧，用于在移动(向前移动)过程中对托盘叉31的前方进行障碍识别以避障。第三相机位于在相对所述托盘叉31的基座另一侧，用于在移动(向前移动和向后倒退)过程中对后方进行障碍识别以避障。优选地，所述第一相机、第二相机和第三相机为深度相机。

在其中一个实施例中，所述视觉机构还包括激光雷达、雷达、sdd的雷达(多线雷达)。

在其中一个应用场景中，所述移动机器人的工作流程如下：

当一个空的货车达到物流分拣中心后，货车需要装货，控制系统发送指令给所述移动机器人，所述移动机器人接收指令后，所述移动机器人上的视觉机构启动，引导所述移动机器人自主移动到要搬运的托盘的位置(托盘上装有货物)；

达到目标的托盘位置后，所述移动机器人的托盘叉插入所述托盘的叉孔后，所述移动机器人将托盘31叉起后，所述移动机器人根据视觉机构拾取的图像，自主地移动到货车的位置，然后进入货车的车厢内；

所述移动机器人的末端执行器根据所述视觉机构拍摄到的托盘叉31上的托盘上的图像，将托盘上的货物抓取后，一个个地依次放置在货车的车厢内。

当货车满载货物达到物流分拣中心时，货车需要卸货，控制系统发送指令给所述移动机器人，所述移动机器人则根据指令去叉起一个空的托盘，

在所述移动机器人上的视觉机构的引导下自主移动，将空的托盘一起带入所述货车的车厢内，然后所述末端执行器根据所述视觉机构拾取到的车厢上货物的图像，将车厢上货物一个一个抓取后，将货物放置在托盘上，等待托盘装满货物时，所述装卸货机器人则将满载货物的托盘带出车厢后放置在指定的位置，直到货车的目标货物被完全卸载。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种移动机器人，其特征在于：所述移动机器人包括基座、移动机构、升降机构、托盘叉机构、机械手；其中：所述移动机构设置在所述基座的底部，所述升降机构设置在所述基座的一侧，与所述托盘叉机构固定连接；所述托盘叉机构包括一对托盘叉和固定架，所述固定架设置在所述托盘叉上方；所述机械手安装所述固定架上，使得所述机械手与所述托盘叉一起移动，所述机械手移动到空间中的任何位置拾取货物。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述机械手包括末端执行器，所述末端执行器设置在所述机械手的末端，用于拾取货物。

3.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述机械手还包括至少一个传感器，所述传感器用于感应所述机械手与移动机器人的周围环境，以执行准确的操纵任务。

4.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于：所述末端执行器为吸盘组件，所述吸盘组件可以伸缩。

5.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于：所述吸盘组件包括支撑架和多个吸盘，多个所述吸盘安装在所述支撑架上，且多个所述吸盘可在所述支撑架上伸缩。

6.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述升降机构为铰链式升降机构或伸缩式升降机构。

7.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述移动机器人还包括视觉机构，所述视觉机构包括第一相机，所述第一相机安装在所述升降机构上方，用于拍摄所述托盘叉上的托盘上的图像。

8.根据权利要求7所述的移动机器人，其特征在于：所述视觉机构还包括第二相机，所述第二相机位于所述托盘叉所在的一侧，用于对前方进行障碍识别以避障。

9.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于：所述视觉机构还包括第三相机，所述第三相机位于相对所述托盘叉的另一侧，用于对后方进行障碍识别以避障。

10.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述基座包括一驱动装置用于驱动所述托盘叉机构向前移动，当托盘叉机构向前移动时，所述机械手与所述托盘叉机构向前移动。

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