CN115520671A - 探入式装卸机器人及装卸控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种探入式装卸机器人及装卸控制方法，涉及机器人的技术领域，其包括旋转臂机构、吸盘机构、支撑小车以及输送带；输送带安装在支撑小车上，支撑小车用于调节输送带的水平位置以及高度；旋转臂机构包括旋转臂部件以及位移调节部件；吸盘机构包括吸盘部件以及角度调节部件；位移调节部件用于调节吸盘部件相对于输送带的位置；旋转臂部件用于调节吸盘部件相对于输送带的角度；角度调节部件用于调节吸盘部件相对于旋转臂部件的角度；吸盘部件用于配合输送带进行货物的装卸。通过旋转臂机构以及吸盘机构，对输送带无法到达的区域进行装卸货操作，提高对于不同装卸场景的适应能力。

Description

探入式装卸机器人及装卸控制方法

技术领域

本申请涉及机器人的技术领域，具体涉及一种探入式装卸机器人及装卸控制方法。

背景技术

在物流行业中，大多数货物都以装箱的形式被中转、运输，货箱涉及到装卸，当下货箱装卸主要依靠人工完成，但人工对货箱进行装卸，存在劳动强度大、效率低等弊病。

为了方便货箱的装卸，装卸机器人是当下较为有效的一种解决方案，尤其是探入式机器人。探入式机器人配置有输送带系统，可根据装载场景进行调整，如应用在厢式货车中，输送带系统可以伸入货车厢内部，到达货箱堆叠处后，把货箱通过输送带配合吸盘装置送出。但现有技术中的探入式机器人存在以下缺点：吸盘装置只能够辅助性的将货箱从输送带上前推或者后拉，并无其它进一步的操作。当涉及到输送带无法达到的场景时，例如输送带能够降低的最低高度高于卸货位置的高度时，现有技术中的装卸机器人上的吸盘装置，无法实现货箱的送出，即使能够强行送出货箱，也可能造成货箱跌落，使得货箱损伤。因此，当下的装卸机器人在装卸场景上的适应能力较差，有待改善。

因此，需要一种新的探入式装卸机器人，能够更好的适应不同的装卸场景，完成货箱的装卸。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种探入式装卸机器人及装卸控制方法，能够更好的适应不同的装卸场景，完成装箱货箱的装卸。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种探入式装卸机器人，包括：旋转臂机构、吸盘机构、支撑小车以及输送带；

输送带安装在支撑小车上，支撑小车用于调节输送带的水平位置以及高度；

旋转臂机构包括旋转臂部件以及位移调节部件；

吸盘机构包括吸盘部件以及角度调节部件；

位移调节部件以及旋转臂部件依次连接在输送带上，角度调节部件与旋转臂部件连接，吸盘部件连接于角度调节部件；

位移调节部件用于带动旋转臂部件相对输送带滑移，以调节吸盘部件相对于输送带的位置，旋转臂部件相对输送带的滑移方向平行于输送带的输送方向；

旋转臂部件用于带动角度调节部件相对输送带转动，以调节吸盘部件相对于输送带的角度；角度调节部件相对输送带的转动轴线方向呈水平设置，且与输送带的输送方向垂直；

角度调节部件用于带动吸盘部件相对旋转臂部件转动，以调节吸盘部件相对于旋转臂部件的角度，吸盘部件相对旋转臂部件的转动轴线方向平行于旋转臂部件相对输送带的转动轴线方向；

吸盘部件用于配合输送带进行货物的装卸。

优选的，位移调节部件包括两组分别设置在输送带两侧的位移调节组件；

位移调节组件包括直线电机以及安装于直线电机的滑台，滑台与旋转臂部件连接；

直线电机用于驱动滑台滑移，以带动旋转臂部件相对输送带滑移。

优选的，旋转臂部件包括两组旋转臂组件，两组旋转臂组件分别位于输送带的两侧；

旋转臂组件包括旋转臂本体以及第一驱动件，旋转臂本体通过位移调节部件以及第一驱动件与输送带转动连接；第一驱动件用于驱动旋转臂本体相对输送带转动，以带动角度调节部件相对输送带转动。

优选的，角度调节部件包括吸盘支架以及第二驱动件；

吸盘支架转动连接于旋转臂部件，吸盘支架的转动轴线方向呈水平设置，且吸盘支架的转动轴线方向还垂直于输送带的输送方向，吸盘部件安装于吸盘支架上；

第二驱动件安装于旋转臂部件上并用于驱动吸盘支架转动，以调节吸盘部件相对于旋转臂部件的角度。

优选的，吸盘部件包括吸盘安装架、第三驱动件以及若干吸盘本体；

吸盘安装架转动连接于吸盘支架，吸盘安装架的转动轴线垂直于吸盘支架的转动轴线，第三驱动件用于驱动吸盘安装架转动；

若干吸盘本体分别安装于吸盘安装架背离吸盘支架的一端，用于吸附货箱。

优选的，吸盘支架与旋转臂部件之间还设置有升降部件；

升降部件包括第四驱动组件以及滑移连接于旋转臂部件的升降座，吸盘支架通过升降座转动连接于旋转臂部件；

第四驱动组件用于驱动升降座相对旋转臂部件滑移，以调节吸盘支架相对输送带的高度。

优选的，支撑小车包括车身本体、设置于车身本体上的高度调节部件以及水平调节部件；

高度调节部件包括伸缩支柱以及机械臂；

伸缩支柱与输送带之间铰接，通过伸缩支柱的伸缩带动输送带升降；

机械臂与输送带之间铰接，配合伸缩支柱调节输送带的高度；

水平调节部件包括若干设置于车身本体外部若干滚轮，若干滚轮用于带动车身本体移动，以调节输送带的水平位置。

优选的，机械臂为二自由度机械臂；

二自由度机械臂的第一臂转动连接于车身本体，第一臂的转动轴线呈竖直设置；

二自由度机械臂的第二臂转动连接于第一臂，第二臂的转动轴线和第一臂的转动轴线垂直；

水平调节部件还包括支柱底座，支柱底座与第一臂固定连接，伸缩支柱安装于支柱底座上；

第一臂转动时，支柱底座跟随第一臂转动，以带动输送带相对车身本体转动。

优选的，还包括传感器系统及控制系统；

传感器系统包括视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器；

视觉传感器用于探测待装卸区域以及输送带上的图像信息，并输出图像信息至控制系统；

超声防撞传感器用于探测待装卸区域相对输送带的位置信息，并输出位置信息至控制系统；

激光传感器用于探测待装卸区域相对输送带的距离信息，并输出距离信息至控制系统；

控制系统接收图像信息、位置信息以及距离信息，并控制旋转臂机构、吸盘机构、支撑小车以及输送带相互配合对货箱进行装卸处理。

本说明书实施例还提供一种探入式装卸机器人的控制方法，包括装货方法及卸货方法；

装货方法的步骤如下：

S11，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送带上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统；

S12，控制系统根据图像信息、距离信息以及位置信息，控制输送带的装卸端探入到待装卸区域；

S13，控制系统根据图像信息，获取输送带上的货箱尺寸信息；

S14，控制系统根据货箱尺寸信息调整输送带的装卸端相对待装卸区域的探入程度，预留出货箱放置空间；

S15，输送带开始运动，旋转臂机构和吸盘机构相互配合将输送带上的货箱放置于待装卸区域；

S16，旋转臂机构带动吸盘机构试推货箱；

卸货方法的步骤如下：

S21，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送带上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统；

S22，控制系统根据图像信息、位置信息以及距离信息，控制输送带的装卸端靠近待装卸区域；

S23，控制系统根据图像信息，调节输送带的装卸端的高度；

S24，旋转臂机构和吸盘机构相互配合，将货箱吸拉至输送带的装卸端。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

1、通过设置旋转臂机构，增加吸盘机构可调节的自由度，进而可以适应更多的装卸情况，例如输送带的高度无法调节至低于待装卸区域的高度时，可以通过旋转臂机构，调节吸盘机构相对输送带的角度，使得吸盘机构转动至输送带下方，对低于输送带的待装卸区域进行装卸货操作；亦或是输送带的高度无法调节至高于待装卸区域的高度时，可以通过旋转臂机构，调节吸盘结构相对输送带的角度，使得吸盘机构转动至输送带的上方，对高于输送带的待装卸区域进行装卸货操作；对于不同的装卸场景，适应能力更强；

2、旋转臂机构中的位移调节部件也可以通过旋转臂部件相对输送带平移，配合吸盘部件，完成简单高效的抽拉动作，实现货箱的快速装卸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实施例中探入式装卸机器人的整体结构示意图；

图2是本实施例中支撑小车的部分结构示意图；

图3是本实施例中输送带、旋转臂机构及吸盘机构的结构示意图；

图4是本实施例中旋转臂本体带动吸盘本体移动至输送带装卸端上方的结构示意图；

图5是本实施例中旋转臂本体带动吸盘本体移动至输送带装卸端下方的结构示意图；

图6是本实施例中的探入式装卸机器人的控制方法的流程示意图；

图7是本实施例中的装货方法的流程示意图；

图8是本实施例中的卸货方法的流程示意图。

附图标记：1、旋转臂机构；11、旋转臂部件；111、旋转臂本体；12、位移调节部件；121、直线电机；122、滑台；13、升降部件；2、吸盘机构；21、吸盘部件；211、吸盘安装架；212、吸盘本体；22、角度调节部件；221、吸盘支架；3、支撑小车；31、车身本体；32、高度调节部件；321、伸缩支柱；322、机械臂；33、水平调节部件；331、支柱底座；332、滚轮；4、输送带；5、底部视觉传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的部件而非按照实际实施时的部件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各部件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其部件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

发明人发现，当下的装卸机器人在装卸场景上的适应能力较差，只能对输送带能够到达的装卸场景进行货物的装卸，而对于输送带高度上或者位置上无法到达的装卸场景，则难以进行货物的装卸。

基于此，本说明书实施例提出了一种探入式装卸机器人：如图1所示，包括旋转臂机构1、吸盘机构2、支撑小车3以及输送带4；通过旋转臂机构1以及吸盘机构2的相互配合，增加了吸盘机构2的自由度，吸盘机构2可以在更多的装卸场景中完成对货箱的装卸，提高了对于装卸场景的适应能力。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

参照图1，本说明书实施例提供一种探入式装卸机器人，包括旋转臂机构1、吸盘机构2、支撑小车3、输送带4、传感器系统以及控制系统。

参照图1和图2，支撑小车3包括车身本体31、高度调节部件32以及水平调节部件33。

高度调节部件32包括伸缩支柱321以及机械臂322。

机械臂322具体为二自由度机械臂。二自由度机械臂的第一臂转动连接于车身本体31的底座上，且第一臂的转动轴线沿竖直方向设置。二自由度机械臂的第二臂与第一臂转动连接，第二臂的转动轴线方向垂直于第一臂的转动轴线方向。第二臂远离第一臂的一端铰接于输送带4的下端，具体可以通过活动球头连接，实现第二臂和输送带4下端的铰接。

伸缩支柱321可以为液压式、电气式或者气动式，只要能够实现输送带4的升降即可，在此不做过多限定。伸缩支柱321可以为两根、一根或者其它数量，具体视输送带4所需的负载能力而定。

水平调节部件33包括支柱底座331以及若干个滚轮332。

支柱底座331底部开设有滑槽，车身本体31底部设置有半圆形导轨，支柱底座331通过滑槽滑移连接于半圆形导轨。支柱底座331与第一臂固定连接，跟随第一臂的转动，相对车身本体31转动。伸缩支柱321的一端固定连接于支柱底座331，伸缩支柱321的另一端通过活动球头铰接于输送带4的下端。进而当第一臂转动时，第二臂以及伸缩支柱321会带动输送带4沿水平方向相对车身本体31转动，进行水平方向上的位置调节。伸缩支柱321调节输送带4的高度时，机械臂322可以协作配合进行高度的调节，且机械臂322也可以单独对输送带4的高度进行调节。

若干个滚轮332均匀分成四组，分别转动连接于车身本体31的四个边角，便于带动车身本体31于水平方向上移动，以调节输送带4于水平方向上的位置。

旋转臂机构1包括旋转臂部件11、位移调节部件12以及升降部件13。

位移调节部件12包括两组分别设置于输送带4两侧的位移调节组件。

参照图1和图3，位移调节组件包括安装在输送带4侧边的直线电机121以及直线电机121上安装的滑台122。直线电机121用于驱动滑台122滑移，滑台122的滑移方向平行于输送带4的输送方向。直线电机121的两端分别设置有第一限位块和第二限位块，对滑台122的滑移行程进行限制。第一限位块靠近输送带4的装卸端设置，输送带4的装卸端具体指输送带4探入待装卸区域的一端。

旋转臂部件11包括两组分别设置在输送带4两侧的旋转臂组件。两组旋转臂组件与两组位移调节组件一一对应设置。

旋转臂组件包括旋转臂本体111以及第一驱动件。第一驱动件为伺服电机。第一驱动件安装在对应位移调节组件中的滑台122上，旋转臂本体111与第一驱动件的输出轴固定连接。第一驱动件的输出轴转动，以带动旋转臂本体111相对输送带4转动。旋转臂本体111的转动轴线呈水平设置，且旋转臂本体111的转动轴线方向与输送带4的输送方向垂直。

可替代的，第一驱动件也可以为步进电机，或者第一驱动件也可以为伺服电机加减速机的组合，通过增大扭矩，提高旋转臂的负载能力。

升降部件13共设有两组，两组升降部件13分别设置在两个旋转臂本体111上。

升降部件13包括第四驱动组件以及升降座。第四驱动组件为直线模组，第四驱动组件安装在对应的旋转臂本体111上，升降座固定于第四驱动组件的滑座上，在第四驱动组件的驱动下，做相对旋转臂本体111的滑移。升降座的滑移方向平行于旋转臂本体111的长度方向。两个升降座分别位于两个旋转臂本体111的相对端。

可替代的，第四驱动组件也可以为同步带结构或者同步链结构，只要能够带动升降座相对旋转臂本体111滑移即可。

吸盘机构2包括吸盘部件21以及角度调节部件22。

角度调节部件22包括吸盘支架221以及第二驱动件。

参照图3至图5，第二驱动件为伺服电机，第二驱动件共设置有两个，两个第二驱动件分别安装在两个升降座的相对端上，两个第二驱动件的输出轴相对设置，且两个第二驱动件的输出轴的轴线重合。吸盘支架221的两端分别与两个第二驱动件的输出轴固定连接，在两个驱动件的驱动下，做相对两个旋转臂本体111的转动。吸盘支架221的转动轴线呈水平设置，且吸盘支架221的转动轴线方向与输送带4的输送方向垂直。

可替代的，第二驱动件也可以为步进电机，且也可以将第二驱动件设置成一个，通过单个第二驱动件带动吸盘支架221作相对两个旋转臂本体111的转动。或者，第二驱动件也可以为伺服电机加减速机的组合，增加吸盘支架221的扭矩。

吸盘部件21包括吸盘安装架211、第三驱动件以及若干吸盘本体212。

吸盘安装架211转动连接于吸盘支架221，吸盘安装架211的转动轴线方向垂直于吸盘支架221的转动轴线方向。第三驱动件为伺服电机，第三驱动件用于驱动吸盘安装架211转动。若干个吸盘本体212固定于吸盘安装架211背离吸盘支架221的一端，且若干个吸盘本体212沿吸盘安装架211的长度方向依次排列。在实际使用中，吸盘本体212用于对货箱进行吸附。

可替代的，第三驱动件也可以为步进电机。

在其他实施例中，位移调节部件12也可以为位移调节组件加上滑移组件的组合，滑移组件包括直线导轨以及滑移连接于直线导轨上的滑台122。进而只需要一组位移调节组件与滑移组件配合，即可以带动两组旋转臂组件移动。位移调节部件12也可以为其他类型运动机构的组合，如同步带、链条等类型。

参照图1、图4和图5，旋转臂部件11、位移调节部件12、升降部件13、吸盘部件21以及角度调节部件22之间的协作关系如下：

位移调节部件12中的两组位移调节组件分别用于带动两组旋转臂组件相对输送带4于输送方向上滑移，以调节吸盘本体212相对输送带4沿输送方向上的相对位置，进而吸盘本体212吸附到货箱时，可以通过位移调节组件将货箱输送至输送带4上方。

两组旋转臂组件通过相对输送带4的转动，带动吸盘支架221相对输送带4转动，进而对吸盘本体212相对输送带4的角度进行调节。且吸盘本体212可以通过旋转臂本体111的转动，移动至输送带4的上方或者输送带4的下方，用于对处于输送带4装卸端上方或装卸端下方的货箱进行吸附。

两组升降部件13用于调节吸盘支架221与两个旋转臂本体111之间的相对位置，进而调节吸盘本体212相对旋转臂本体111的位置，以实现对吸盘本体212的高度调节，用于实现货箱的升降。

吸盘支架221通过第二驱动件的调节，相对两个旋转臂本体111转动，对吸盘本体212相对两个旋转臂的角度进行调节，主要用于调节吸盘本体212和货箱之间的吸附位置，以适应不同的货箱表面。

吸盘安装架211和吸盘支架221之间通过第三驱动件实现相对转动，能够通过转动吸盘安装架211，带动吸盘本体212吸附的货箱转动，调节货箱相对输运带4的角度，解决货箱长度超过输运带4宽度而导致输运带4无法运输货箱的情况。

传感器系统包括视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器。

参照图1和图2，视觉传感器共有多个，分别设置在支柱底座331以及输送带4上部。其中设置在支柱底座331上的视觉传感器为底部视觉传感器5，用于探测输送带4的装卸端下方的空间图像信息，并输出图像信息至控制系统。输送带4上部的视觉传感器，用于探测输送带4上方空间的图像信息，收集输送带4上货箱的有无、货箱尺寸、货箱码垛情况以及输送带4装卸端上方预留的空间情况等，并输出图像信息至控制系统。具体视觉传感器的数量，根据实际情况而定，本实施例不做过多限定。控制系统具体为控制器。

超声防撞传感器共有多个，分别设置在车身本体31以及输送带4上。设置在车身本体31上的超声防撞传感器用于探测待装卸区域周围环境之间相对车身本体31的位置信息，并输出位置信息至控制系统，以便于及时调整车身本体31的位置，避免碰撞。设置在输送带4上的超声防撞传感器用于探测待装卸区域周围环境之间相对输送带4的位置信息，并输出位置信息至控制系统，以便于及时调整输送带4的位置，避免碰撞。具体超声防撞传感器的数量，根据实际情况而定，本实施例不做过多限定。

激光传感器设置有多个，分别位于车身本体31以及输送带4上。设置在车身本体31的激光传感器用于探测待装卸区域相对车身本体31的距离信息，并输出距离信息至控制系统，以便于控制系统调节车身本体31和待装卸区域的距离。设置在输送带4上的激光传感器用于探测待装卸区域相对输送带4的距离信息，并输出距离信息至控制系统，以便于控制系统调节输送带4和待装卸区域的距离。

参照图6，本说明书实施例还提供了一种探入式装卸机器人的控制方法，包括装货方法及卸货方法。

参照图6和图7，装货方法步骤如下：

S11，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带4的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送带4上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统。

此步骤主要用于探测输送带4相对于待装卸区域的位置关系、距离关系以及输送带4上的货物情况，将信息收集反馈至控制系统便于后续操作。此过程中，车身本体31上的视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器也会及时反馈车身本体31相对待装卸区域的位置信息、距离信息以及图像信息至控制系统，以便于及时调整支撑小车3相对待装卸区域的位置。

S12，控制系统根据图像信息、距离信息以及位置信息，控制输送带4的装卸端探入到待装卸区域。

通过对输送带4和待装卸区域之间位置信息以及距离信息的探测，控制系统给出相应的指令，控制支撑小车3移动，带动输送带4探入到待装卸区域。

S13，控制系统根据图像信息，获取输送带4上的货箱尺寸信息。

输送带4探入到待装卸区域附近后，根据视觉传感器探测获得货箱尺寸信息，判断输送带4上的货箱情况。

S14，控制系统根据货箱尺寸信息调整输送带4的装卸端相对待装卸区域的探入程度，预留出货箱放置空间。

根据货箱的尺寸大小以及数量，通过支撑小车3调节输送带4的装卸端相对待装卸区域的探入程度，在待装卸区域上预留出供货箱码垛的放置空间。

S1401，控制系统根据输送带4和待装卸区域之间位置信息以及距离信息，计算出第二臂的抬升角度或者下降角度以及伸缩支柱321的抬升高度或下降高度，对输送带4相对待装卸区域的高度进行调节。

此过程主要是为了预留出装货的空间以及供旋转臂本体111活动的空间，方便快速装货。

S1402，控制系统根据输送带4和待装卸区域之间位置信息以及距离信息，调节旋转臂本体111以及吸盘本体212相对于输送带4的角度及距离。

此过程是为了完成旋转臂本体111以及吸盘本体212的初始化，方便后续的装货操作。

S15，输送带4开始运动，旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合将输送带4上的货箱放置于待装卸区域。

旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合对于宽度符合输送带4要求的货箱进行装货的过程如下：

S1501，输送带4先将货箱移动到预设置的吸附位置，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块和第二限位块的中间位置；

S1502，第二驱动件带动吸盘支架221转动，调节吸盘本体212，使得吸盘本体212对准货箱；

S1503，第四驱动组件驱动升降座相对旋转臂本体111滑移，将吸盘本体212下降至与货箱贴合，使得吸盘本体212将货箱吸附；

S1504，货箱吸附完毕后，第四驱动组件驱动升降座上移，使得吸盘本体212带动货箱脱离输送带4；

S1505，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块处，使得货箱被移动至输送带4装卸端的上方；

S1506，支撑小车3带动输送带4相对待装卸区域后退一定距离，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转至输送带4装卸端的下方，使得货箱对准待装卸区域；

S1507，吸盘本体212取消对货箱的吸附，将货箱下放至待装卸区域。

旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合对于宽度超出输送带4允许的最大宽度的货箱进行装货的过程如下：

S1511，输送带4先将货箱移动到预设置的吸附位置，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块和第二限位块的中间位置；

S1512，第二驱动件带动吸盘支架221转动，调节吸盘本体212相对货箱的角度，同时第三驱动件驱动吸盘安装架211相对吸盘支架221旋转90度，使得吸盘本体212对准货箱；

S1513，第四驱动组件驱动升降座相对旋转臂本体111滑移，将吸盘本体212下降至与货箱贴合，使得吸盘本体212将货箱吸附；

S1514，货箱吸附完毕后，第四驱动组件驱动升降座上移，使得吸盘本体212带动货箱脱离输送带4；

S1515，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块处，使得货箱被移动至输送带4装卸端的上方；

S1516，支撑小车3带动输送带4相对待装卸区域后退一定距离，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转至输送带4装卸端的下方，使得货箱对准待装卸区域，同时第三驱动件驱动吸盘安装架211相对吸盘支架221反向旋转90度，将货箱反向于水平方向上反向旋转90度，使得货箱能够处于正常码垛状态；

S1517，吸盘本体212取消对货箱的吸附，将货箱下放至待装卸区域。

对于宽度超出输送带4允许的最大宽度的货箱，在输送带4上运输时，货箱的宽度方向会平行于输送带4的输送方向，以便于货箱的输送。通过吸盘安装架211的旋转，对货箱码垛时的堆放角度进行调整，确保货箱后续能够以正常的码垛状态进行码垛。

在其它实施例中，对于小尺寸的货箱，也可以直接通过直线电机121带动旋转臂本体111滑移，使得吸盘本体212直接对货箱进行吸附，以推或拉的方式，配合输送带4的运输，将小尺寸的货箱输送至待装卸区域。

S16，旋转臂机构1带动吸盘机构2试推货箱。

此过程中是为了确保货箱的平稳安放，以便于之后对于货箱的码垛操作。

S17，重复步骤S12-S16，进行货箱的码垛。

参照图6和图8，卸货方法步骤如下：

S21，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带4的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送第二带上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统。

S22，控制系统根据图像信息、位置信息以及距离信息，控制输送带4的装卸端靠近待装卸区域。

S23，控制系统根据图像信息，调节输送带4的装卸端的高度。

其中，输送带4的装卸端的高度需要调节至低于货箱底部的高度，便于后续卸货。特殊情况下，如果输送带4的装卸端的高度无法调节至低于货箱底部的高度时，则需要通过旋转臂机构1和吸盘机构2的相互配合，进行卸货。

S24，旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合，将货箱吸拉至输送带4的装卸端。

旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合进行卸货的过程如下：

S2401，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块位置；

S2402，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，带动吸盘本体212移动至输送带4的装卸端的上方；

S2403，第二驱动件带动吸盘支架221转动，调节吸盘本体212，使得吸盘本体212对准货箱，对货箱进行吸附；

S2404，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，将货箱抬起；

S2405，直线电机121带动旋转臂本体111朝靠近第二限位块的方向移动，使得货箱移动至输送带4上方；

S2406，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，第四驱动件驱动升降座下降，相互配合将货箱下降至输送带4上表面；

S2407，吸盘本体212松开对货箱的吸附，将货箱放置于输送带4的上表面。

旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合对于宽度超出输送带4允许的最大宽度的货箱进行卸货的过程如下：

S2411，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块位置；

S2412，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，带动吸盘本体212移动至输送带4的装卸端的上方；

S2413，第二驱动件带动吸盘支架221转动，调节吸盘本体212，使得吸盘本体212对准货箱，对货箱进行吸附；

S2414，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，将货箱抬起；

S2415，第三驱动件驱动吸盘安装架211相对吸盘支架221旋转90度，将货箱旋转，使得货箱的宽度方向平行于输送带4输送方向；

S2416，直线电机121带动旋转臂本体111朝靠近第二限位块的方向移动，使得货箱移动至输送带4上方；

S2417，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，第四驱动件驱动升降座下降，相互配合将货箱下降至输送带4上表面；

S2418，吸盘本体212松开对货箱的吸附，将货箱放置于输送带4的上表面。

旋转臂机构1和吸盘机构2相互配合，对于输送带4的装卸端高度无法下降至低于货箱底部高度的情况进行卸货的过程如下：

S2421，直线电机121带动旋转臂本体111移动至第一限位块位置；

S2422，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，带动吸盘本体212移动至输送带4的装卸端的下方；

S2423，第二驱动件带动吸盘支架221转动，调节吸盘本体212，使得吸盘本体212对准货箱，对货箱进行吸附；

S2424，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，将货箱抬起；

S2425，直线电机121带动旋转臂本体111朝靠近第二限位块的方向移动，使得货箱移动至输送带4上方；

S2426，第一驱动件驱动旋转臂本体111旋转，第四驱动件驱动升降座下降，相互配合将货箱下降至输送带4上表面；

S2407，吸盘本体212松开对货箱的吸附，将货箱放置于输送带4的上表面。

S25,重复步骤S22-S24，依次进行货箱的卸货。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种探入式装卸机器人，其特征在于，包括：旋转臂机构(1)、吸盘机构(2)、支撑小车(3)以及输送带(4)；

所述输送带(4)安装在支撑小车(3)上，所述支撑小车(3)用于调节输送带(4)的水平位置以及高度；

所述旋转臂机构(1)包括旋转臂部件(11)以及位移调节部件(12)；

所述吸盘机构(2)包括吸盘部件(21)以及角度调节部件(22)；

所述位移调节部件(12)以及旋转臂部件(11)依次连接在输送带(4)上，所述角度调节部件(22)与旋转臂部件(11)连接，所述吸盘部件(21)连接于角度调节部件(22)；

所述位移调节部件(12)用于带动旋转臂部件(11)相对输送带(4)滑移，以调节吸盘部件(21)相对于输送带(4)的位置，所述旋转臂部件(11)相对输送带(4)的滑移方向平行于输送带(4)的输送方向；

所述旋转臂部件(11)用于带动角度调节部件(22)相对输送带(4)转动，以调节吸盘部件(21)相对于输送带(4)的角度；所述角度调节部件(22)相对输送带(4)的转动轴线方向呈水平设置，且与输送带(4)的输送方向垂直；

所述角度调节部件(22)用于带动吸盘部件(21)相对旋转臂部件(11)转动，以调节吸盘部件(21)相对于旋转臂部件(11)的角度，所述吸盘部件(21)相对旋转臂部件(11)的转动轴线方向平行于旋转臂部件(11)相对输送带(4)的转动轴线方向；

所述吸盘部件(21)用于配合输送带(4)进行货物的装卸。

2.根据权利要求1所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述位移调节部件(12)包括两组分别设置在输送带(4)两侧的位移调节组件；

所述位移调节组件包括直线电机(121)以及安装于直线电机(121)的滑台(122)，所述滑台(122)与旋转臂部件(11)连接；

所述直线电机(121)用于驱动滑台(122)滑移，以带动旋转臂部件(11)相对输送带(4)滑移。

3.根据权利要求1所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述旋转臂部件(11)包括两组旋转臂组件，两组旋转臂组件分别位于输送带(4)的两侧；

所述旋转臂组件包括旋转臂本体(111)以及第一驱动件，所述旋转臂本体(111)通过位移调节部件(12)以及第一驱动件与输送带(4)转动连接；所述第一驱动件用于驱动旋转臂本体(111)相对输送带(4)转动，以带动角度调节部件(22)相对输送带(4)转动。

4.根据权利要求1所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述角度调节部件(22)包括吸盘支架(221)以及第二驱动件；

所述吸盘支架(221)转动连接于旋转臂部件(11)，所述吸盘支架(221)的转动轴线方向呈水平设置，且所述吸盘支架(221)的转动轴线方向还垂直于输送带(4)的输送方向，所述吸盘部件(21)安装于吸盘支架(221)上；

所述第二驱动件安装于旋转臂部件(11)上并用于驱动吸盘支架(221)转动，以调节吸盘部件(21)相对于旋转臂部件(11)的角度。

5.根据权利要求4所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述吸盘部件(21)包括吸盘安装架(211)、第三驱动件以及若干吸盘本体(212)；

所述吸盘安装架(211)转动连接于吸盘支架(221)，所述吸盘安装架(211)的转动轴线垂直于吸盘支架(221)的转动轴线，所述第三驱动件用于驱动吸盘安装架(211)转动；

若干所述吸盘本体(212)分别安装于吸盘安装架(211)背离吸盘支架(221)的一端，用于吸附货箱。

6.根据权利要求4所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述吸盘支架(221)与旋转臂部件(11)之间还设置有升降部件(13)；

所述升降部件(13)包括第四驱动组件以及滑移连接于旋转臂部件(11)的升降座，所述吸盘支架(221)通过升降座转动连接于旋转臂部件(11)；

所述第四驱动组件用于驱动升降座相对旋转臂部件(11)滑移，以调节吸盘支架(221)相对输送带(4)的高度。

7.根据权利要求1所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述支撑小车(3)包括车身本体(31)、设置于车身本体(31)上的高度调节部件(32)以及水平调节部件(33)；

所述高度调节部件(32)包括伸缩支柱(321)以及机械臂(322)；

所述伸缩支柱(321)与输送带(4)之间铰接，通过伸缩支柱(321)的伸缩带动输送带(4)升降；

所述机械臂(322)与输送带(4)之间铰接，配合伸缩支柱(321)调节输送带(4)的高度；

所述水平调节部件(33)包括若干设置于车身本体(31)外部若干滚轮(332)，若干滚轮(332)用于带动车身本体(31)移动，以调节输送带(4)的水平位置。

8.根据权利要求7所述的探入式装卸机器人，其特征在于，所述机械臂(322)为二自由度机械臂(322)；

所述二自由度机械臂(322)的第一臂转动连接于车身本体(31)，所述第一臂的转动轴线呈竖直设置；

所述二自由度机械臂(322)的第二臂转动连接于第一臂，所述第二臂的转动轴线和第一臂的转动轴线垂直；

所述水平调节部件(33)还包括支柱底座(331)，所述支柱底座(331)与第一臂固定连接，所述伸缩支柱(321)安装于支柱底座(331)上；

所述第一臂转动时，所述支柱底座(331)跟随第一臂转动，以带动输送带(4)相对车身本体(31)转动。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的探入式装卸机器人，其特征在于，还包括传感器系统及控制系统；

所述传感器系统包括视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器；

所述视觉传感器用于探测待装卸区域以及输送带(4)上的图像信息，并输出图像信息至控制系统；

所述超声防撞传感器用于探测待装卸区域相对输送带(4)的位置信息，并输出位置信息至控制系统；

所述激光传感器用于探测待装卸区域相对输送带(4)的距离信息，并输出距离信息至控制系统；

所述控制系统接收图像信息、位置信息以及距离信息，并控制旋转臂机构(1)、吸盘机构(2)、支撑小车(3)以及输送带(4)相互配合对货箱进行装卸处理。

10.一种探入式装卸机器人的控制方法，其特征在于，包括装货方法及卸货方法；

所述装货方法的步骤如下：

S11，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带(4)的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送带(4)上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统；

S12，控制系统根据图像信息、距离信息以及位置信息，控制输送带(4)的装卸端探入到待装卸区域；

S13，控制系统根据图像信息，获取输送带(4)上的货箱尺寸信息；

S14，控制系统根据货箱尺寸信息调整输送带(4)的装卸端相对待装卸区域的探入程度，预留出货箱放置空间；

S15，输送带(4)开始运动，旋转臂机构(1)和吸盘机构(2)相互配合将输送带(4)上的货箱放置于待装卸区域；

S16，旋转臂机构(1)带动吸盘机构(2)试推货箱；

所述卸货方法的步骤如下：

S21，视觉传感器、超声防撞传感器以及激光传感器开启，探测待装卸区域相对输送带(4)的位置信息、距离信息以及待装卸区域与输送带(4)上的图像信息，并输出图像信息、位置信息以及距离信息至控制系统；

S22，控制系统根据图像信息、位置信息以及距离信息，控制输送带(4)的装卸端靠近待装卸区域；

S23，控制系统根据图像信息，调节输送带(4)的装卸端的高度；

S24，旋转臂机构(1)和吸盘机构(2)相互配合，将货箱吸拉至输送带(4)的装卸端。

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