CN116553055A - 一种智能化物流仓库系统及部署方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化物流仓库系统及部署方法，属于智能仓储的技术领域。物流仓库系统包括：堆垛区、交付区和运输区；堆垛区、交付区和运输区上布设有若干个线控单元，根据需求选定线控单元组合成线控机器人；在运输区内设置运输机构，搬运机构具有至少一组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度。利用所述线控机器人实现货物在堆垛区和搬运区之间、搬运区和交付区之间的调度，利用轨道车实现货物在堆垛区和交付区之间的运输。本发明区别于现有技术中的仓库存储模式，将货物进行统一化管理或者采用集合模式进行堆垛，充分利用了仓库内的存储空间，将现有技术中预留的作业巷道进行充分利用，增加了库容量、推广性高、安全系数高。
Description
技术领域
本发明属于智能仓储的技术领域，特别是涉及一种智能化物流仓库系统及部署方法。
背景技术
物流是以仓储为中心，促进生产和市场保持同步，保证物品的正常流通，在对物流仓储内的物品进行运输时，需要使用叉车、桁车等对物品进行输送堆垛，减少工作人员搬运的劳动强度。
但是，现有技术中的堆垛一般都是按照生产批次或者出库批次等需求进行分区域堆垛，即相邻区域之间需要预留至少一个作业巷道，用于给叉车、桁车等提供运输空间，因此仓库内的空间利用率其实并不高，因此也无法满足存储时间长且存储量的需求。
作业时，叉车、桁车等自身具有一定的体积并结合堆垛区域的高度，导致定位精度降低，甚至会存在一些安全隐患，如叉车、桁车堆垛或取货时会导致货物的碰撞；叉车、桁车移动时，若货物形状不规则或者摆放不平稳都会导致货物在转移过程中发生掉落。
发明内容
本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种智能化物流仓库系统及部署方法。
本发明采用以下技术方案：一种智能化物流仓库部署方法，至少包括以下步骤：
空间部署：按照需求布设堆垛区、搬运区和交付区；其中，货物根据需求连续性和/或非连续性的堆砌在堆垛区内；
设备部署：于堆垛区、搬运区和交付区的上方部署若干个线控单元，所述线控单元具有多自由度且长度可调的执行线；于搬运区内部署搬运机构，所述搬运机构具有j组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度，j≥1；
机器人选定：基于执行指令，选定所需的线控单元组合成i组线控机器人，利用所述线控机器人实现货物在堆垛区和搬运区之间、搬运区和交付区之间的调度，i≥1；于搬运机构中派遣所需的轨道车，利用轨道车实现货物在堆垛区和交付区之间的运输。
在进一步的实施例中，所述空间部署的部署流程如下：
于仓库的边缘处选定一点为原点(x0，y0，z0)，以仓库的长度、宽度和高度分别为X轴、Y轴和Z轴建立空间坐标系；
沿X轴布设所述堆垛区，并定义堆垛区的长度为第一长度LS；
沿X轴向在堆垛区的至少一端增设交付区，并定义所述交付区的长度为第二长度Lo；所述交付区的数量与仓库的仓库口数量相一致，所述仓库口包括：仓库入口或仓库出口中的至少一种；
沿Y轴向在堆垛区的至少一侧增设搬运区，并定义所述搬运区的长度为第三长度Lh；其中，k为交付区的数量。
在进一步的实施例中，所述空间部署的部署流程还包括：
沿X轴向在堆垛区和交付区之间增设轮转区，并定义所述轮转区的长度为第四长度Lr；其中，g为轮转区的数量；
所述线控机器人还用于实现货物在运输去和轮转区之间的调度，所述搬运机构还用于实现货物在堆垛区和轮转区、轮转区和交付区之间的调度。
在进一步的实施例中，所述线控单元的部署流程如下：
按照需求在桁架上布置若干个悬挂点，每个悬挂点处均安装有至少一组导向件，所述导向件传动连接于对应的执行线；
所述搬运机构的部署流程如下：按照需求在搬运区内铺设预定长度和预定形状的导轨，于所述导轨上设置可滑动的轨道车，所述轨道车具有载物容纳腔或载物平台。
在进一步的实施例中，所述执行指令包括以下类型：库内转移指令、出库指令和入库指令；
所述执行指令至少包含以下信息：货物的基础信息，以及货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)、货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)、货物调度姿态和货物于搬运区内所需的运输方向
其中，所述货物的基础信息至少包括：货物类型、货物体积大小、以及货物材质；所述运输方向是通过货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)和起始位置坐标(xs，ys，zs)得到。
在进一步的实施例中，所述线控机器人的选定流程如下：
根据货物的基础信息和货物调度姿态建立关于线控单元的筛选标准，基于所述筛选标准预先确定线控单元的所需数量w；所述筛选标准采用以下形式进行表达：
其中，/>表示线控单元w中执行线在Z轴向的最小承载力，FG表示货物移动过程中在Z轴向所需的力，f表示货物姿态调整所需的自由度；
基于货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)或/和终点位置坐标(xe，ye，ze)创建位置部署原则，基于所述位置部署原则和所需数量w选定对应的线控单元组合成所需线控机器人；其中，所述位置部署原则如下：
式中，Oi为线控机器人i的操作空间，m，n∈[1，i]。
在进一步的实施例中，所述线控机器人的选定还包括以下流程：
基于所需线控机器人和货物的基础信息搭建载体，所述载体作为夹持货物的平台，同时铰接于所需线控机器人对应的执行线；通过控制与载体存在连接关系的执行线的操作长度实现所需的移动调整和/或姿态调整。
在进一步的实施例中，所述调度和所述运输流程如下：
获取选定的线控机器人i对应的操作空间Oi，结合货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)和货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)在运输区内确定关于轨道车的取货区间和卸货区间/>其中，取货区间/>和卸货区间/>分别属于对应的操作空间Oi；
取货时，若货物起始位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行等待模式直至对应的线控机器人处于空闲状态；若线控机器人i处于空闲状态，则按照优先级顺序派遣轨道车移动至取货区间内，对应的线控机器人将货物吊装至被派遣的轨道车的上方，并将货物放置在轨道车上；轨道车上按照运输方向/>从取货区间/>搬运至取货区间/>
卸货时，若货物终点位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行暂停模式直至对应的线控机器人处于空闲状态。
在进一步的实施例中，所述优先级顺序表示为：在符合预定的约束条件下，按照距离优先的原则进行派遣；
其中所述约束条件至少包括：空间上满足空间避让的需求、功能上满足轨道车可载货的需求。
一种智能化物流仓库系统，用于实现如上所述的物流仓库部署方法，所述系统设于仓库内；所述仓库包括至少一个仓库口；
堆垛区，沿预定方向布设于所述仓库内；所述堆垛区被设置为将货物按照连续性和/或非连续性进行堆砌存储；
至少一片交付区，沿所述预定方向设于堆垛区和仓库口之间；所述交付区被设置为停放交通运输工具；
运输区，与所述堆垛区并列铺设于仓库内；所述运输区在预定方向上覆盖了所述堆垛区和交付区；
若干个线控单元，分布在堆垛区、交付区和运输区的上方；所述若干个线控单元根据需求组合成至少一组线控机器人；
搬运机构，设于所述运输区内；所述搬运机构具有至少一组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度。
在进一步的实施例中，所述线控单元包括：
至少两组桁架，沿预定方向布设于所述仓库的顶部；
若干个悬挂点，预先分布在所述桁架上；
若干个导向件，对应分布在所述悬挂点处；每个导向件上均配置有至少一组执行线；
所述线控机器人由选定的所需数量和所需位置的执行线，以及载体组合而成；所述载体连接于对应执行线的输出端。
在进一步的实施例中，所述载体由若干个拼接头和若干个连接件拼接而成，且形状和大小基于货物的基础信息，和货物调度姿态而定；
其中，所述连接件的任意端部和连接头的任意端部均适配。
在进一步的实施例中，所述运输机构还包括直线导轨或环形导轨；所述轨道车在直线导轨或环形导轨做往返运动。
在进一步的实施例中，还包括：轮转区，设于所述堆垛区和交付区之间。
本发明的有益效果：现有技术中的货物堆垛一般是按照批次或者货物种类进行分区域堆垛，从而造成了空间上的浪费。本发明区别于现有技术中的仓库存储模式，将货物进行统一化管理或者采用集合模式进行堆垛，充分利用了仓库内的存储空间，将现有技术中预留的作业巷道进行充分利用，增加了库容量。
其次，本发明使用轨道车结合线控机器人取代了现有技术中的叉车、桁车等较大体积的运输工具进行搬运，轨道车结合线控机器人在搬运过程中不仅仅增加了稳定性，同时还能满足部分情况下的搬运姿态的需求，同样适用于对搬运姿态有特殊需求的货物搬运。另外，轨道车于导轨上按照预定路线运输，对轨道车进行秩序化管理，增加了搬运过程中的安全性。
本发明中的线控机器人和设于线控机器人输出端处的载体均为模块化的，可根据实际需求进行组装和装配，增加了推广性。另外，当存在多个线控机器人和多个轨道车时，在满足避让需求和装载需求的前提下，多个线控机器人和多个轨道车可同时运行，进一步增加了时效性。
发明说明
图1为智能化物流仓库部署方法的流程图。
图2为实施例2中智能化物流仓库系统的俯视图。
图3为实施例2中智能化物流仓库系统的主视图。
图4为实施例3中智能化物流仓库系统的俯视图。
图2至图4中的各标注为：堆垛区1、交付区2、运输区3、货物4、交通运输工具5、线控单元6、执行线7、线控机器人8、轨道车9、直线导轨10、环形导轨11、轮转区12、载体13。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种智能化物流仓库部署方法，包括以下步骤：
步骤一、空间部署：按照需求布设堆垛区、搬运区和交付区；其中，货物根据需求连续性和/或非连续性的堆砌在堆垛区内；
步骤二、设备部署：于堆垛区、搬运区和交付区的上方部署若干个线控单元，所述线控单元具有多自由度且长度可调的执行线；于搬运区内部署搬运机构，所述搬运机构具有j组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度，j≥1；
步骤三、机器人选定：基于执行指令，选定所需的线控单元组合成i组线控机器人，利用所述线控机器人实现货物在堆垛区和搬运区之间、搬运区和交付区之间的调度，i≥1；于搬运机构中派遣所需的轨道车，利用轨道车实现货物在堆垛区和交付区之间的运输。
需要说明的是，步骤一中的堆垛区为一块铺设面积较大的区域，不同于现有技术中的堆垛区，现有技术中的堆垛区是基于货物的批次或者货物类型进行分区，相邻堆垛区的之间存在巷道，而本申请直接将巷道取消充分利用了空间，因此，货物根据需求连续性和/或非连续性的堆砌在堆垛区内。基于此，在堆垛区的一侧设置搬运区，搬运区则为改良后的“巷道”，且不同于现有技术中的“巷道”，本实施例中的搬运区为指定的区域，且与堆垛区之间无交集，即搬运区内无货物堆积增强了空间管理和安全性。
另外，本实施例中的交付区为货物与交通运输工具的交互区，其中，交通运输工具可以是卡车、货车等等。交付区的数量和定义取决于仓库类型，若仓库仅存在一个仓库口，即仓库口既为仓库入口又为仓库出口，故此时交付区同时用于装货和卸货，数量为一个。对应的，交付区设于堆垛区和仓库口之间。在另一个实施中，仓库的前、后两面分别设置有仓库入口和仓库出口，即将货物的出库和入库为分区域操作，因此此时的交付区为两组，分别为装货区和卸货区。其中，装货区和卸货区对应设于堆垛区的两端，且分别位于堆垛区和仓库出口、堆垛区和仓库入口之间。
基于上述描述，空间部署的具体流程如下：于仓库的边缘处选定一点为原点(x0，y0，z0)，以仓库的长度、宽度和高度分别为X轴、Y轴和Z轴建立空间坐标系。原点可以设于仓库的拐角处。
沿X轴布设所述堆垛区，并定义堆垛区的长度为第一长度LS；沿X轴向在堆垛区的至少一端增设交付区，并定义所述交付区的长度为第二长度Lo；所述交付区的数量与仓库的仓库口数量相一致，所述仓库口包括：仓库入口或仓库出口中的至少一种；沿Y轴向在堆垛区的至少一侧增设搬运区，并定义所述搬运区的长度为第三长度Lh；其中，k为交付区的数量。
结合上述实施例，若仓库仅存在一个仓库口，即此时k＝1，则Lh≥LS+Lo；若仓库同时存在仓库出口和仓库入口，则此时k＝2，对应的通过对每个区域的长度限定，保证运输区在X轴向上能同时覆盖交付区和堆垛区，保证货物流动过程的畅通性和连续性。
基于步骤一的空间部署，步骤二的线控单元布设流程如下：按照需求在桁架上布置若干个悬挂点，每个悬挂点处均安装有至少一组导向件，所述导向件传动连接于对应的执行线。
本实施例中的桁架为相互平行的两组，沿X轴向设于仓库的顶部两侧，即堆垛区和搬运区位于两桁架之间。其目的是为保证后期组成的线控机器人能在堆垛区和搬运区的指定区域内进行操作。并在悬挂点处均安装有一组导向件，每组导向件上均配置有一组执行线，执行线的末端用于连接载体，载体为一承载平台，可用于安装机械爪或者吸附件等具有抓取功能的装置，实现对货物的抓取。对应的，搬运机构的部署流程如下：按照需求在搬运区内铺设预定长度和预定形状的导轨，于所述导轨上设置可滑动的轨道车，所述轨道车具有载物容纳腔或载物平台。在本实施中，导轨为一长形导轨，其长度与运输区的长度一致，轨道车可在导轨上做往返运动。在另一个实施例中，导轨为一环形导轨，其长度仍与运输区的长度一致，轨道车按照同一方向做环形运动，实现在X轴向上的往返运动。
通过具有导轨的轨道车实现货物在X轴向上的运输，确保了运输过程中的路径安全和有序性，同时也不会出现因地面缺陷导致货物的晃动、掉落等问题，进一步增加了安全性。
在本实施例中，执行指令包括以下类型：库内转移指令、出库指令和入库指令。从另一个维度分析，执行指令包括以下信息：货物的基础信息，以及货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)、货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)、货物调度姿态和货物于搬运区内所需的运输方向其中，所述货物的基础信息至少包括：货物类型、货物体积大小、以及货物材质；所述运输方向/>是通过货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)和起始位置坐标(xs，ys，zs)得到。
需要说明的是，库内转移指令即为根据实际需求，将货物从当前位置搬运至另一位置，即货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)和货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)均位于堆垛区内。出库指令为将货物从当前位置搬运至位于交付区的交通运输工具上，即货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)位于堆垛区内，货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)位于对应的交付区内。同样的，入库指令为将货物从位于交付区的交通运输工具上搬运至堆垛区内，即货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)位于对应的交付区内，货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)位于堆垛区内。
但是不管货物的起始位置坐标和重点位置坐标位于何处，其均需要通过线控机器人完成区域之间的调度结合轨道车沿运输方向搬运，完成整个过程。
为了实现上述技术，本实施例还公开了线控机器人的选定流程如下：
根据货物的基础信息和货物调度姿态建立关于线控单元的筛选标准，基于所述筛选标准预先确定线控单元的所需数量w；所述筛选标准采用以下形式进行表达：
其中，/>表示线控单元w中执行线在Z轴向的最小承载力，FG表示货物移动过程中在Z轴向所需的力，f表示货物姿态调整所需的自由度。换言之，当货物搬运时对姿态无要求，则在执行线数量(线控单元数量)的确定上，则从所需力的角度进行考虑。当搬运时需要按照预定的姿态进行调整时，则还需要考虑货物姿态调整所需的自由度。因此，线控机器人的选定还包括以下流程：基于所需线控机器人和货物的基础信息搭建载体，所述载体作为夹持货物的平台，同时铰接于所需线控机器人对应的执行线；通过控制与载体存在连接关系的执行线的操作长度实现所需的移动调整和/或姿态调整。
基于货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)或/和终点位置坐标(xe，ye，ze)创建位置部署原则，基于所述位置部署原则和所需数量w选定对应的线控单元组合成所需线控机器人；其中，所述位置部署原则如下：
式中，Oi为线控机器人i的操作空间，m，n∈[1，i]。换言之，组合线控机器人应在空间上具有可操作性。进一步的，若仓库内组合得到线控机器人为一组，即i＝1。则此时货物的终点位置坐标和起始位置坐标均属于操作空间内，否则无法对货物完成正常的调度。在另一个实施例中，若仓库内组合得到了三组线控机器人，即i＝3，三组线控机器人分别负责不同的区域，对应到不同的操作空间。则终点位置坐标和起始位置需要分别属于其中两组线控机器人或同一组线控机器人对应的操作空间内。
基于上述描述，调度和所述运输流程如下：获取选定的线控机器人i对应的操作空间Oi，结合货物的起始位置坐标(xs，ys，zs)和货物的终点位置坐标(xe，ye，ze)在运输区内确定关于轨道车的取货区间和卸货区间/>其中，取货区间和卸货区间/>分别属于对应的操作空间Oi；
取货时，若货物起始位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行等待模式直至对应的线控机器人处于空闲状态；若线控机器人i处于空闲状态，则按照优先级顺序派遣轨道车移动至取货区间内，对应的线控机器人将货物吊装至被派遣的轨道车的上方，并将货物放置在轨道车上；轨道车上按照运输方向/>从取货区间/>搬运至取货区间/>
卸货时，若货物终点位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行暂停模式直至对应的线控机器人处于空闲状态。
以仓库内组合得到了三组线控机器人，执行指令为出库指令为例，货物的起始位置坐标位于第一组线控机器人的操作空间O1内，交付区即装货区位于第三组线控机器人对应的操作空间O3内，则基于操作空间O1确定取货区间也是第一组线控机器人在运输区上在X轴向的操作范围。反之，若轨道车所在位置不属于取货区间/>则线控机器人无法将获取放置在轨道车上。同样的，基于操作空间O3确定卸货区间当轨道车沿运输方向/>进入卸货区间/>内，则启动处于空闲状态的第三组线控机器人将货物从轨道车上调度至交付区内的交通运输工具上。需要说明的是，线控机器人和轨道车交互时，两者根据需求处于静止状态或移动状态。
其中，优先级顺序表示为：在符合预定的约束条件下，按照距离优先的原则进行派遣；其中所述约束条件至少包括：空间上满足空间避让的需求、功能上满足轨道车可载货的需求。换言之，若当前的轨道车为多个，若最近的轨道车无法继续载货，则不满足功能上的需求；经筛选之后，若满足功能上的需求的轨道车在运输方向上存在其他的轨道车，则需要按照正常的排序将指定位置移动。
在另一个实施例中，沿X轴向在堆垛区和交付区之间增设轮转区，对应的，空间部署的部署流程还包括：
沿X轴向在堆垛区和交付区之间增设轮转区，并定义所述轮转区的长度为第四长度Lr；其中，g为轮转区的数量；需要说明的是，轮转区的数量同样取决于仓库口的数量。
所述线控机器人还用于实现货物在运输区和轮转区之间的调度，所述搬运机构还用于实现货物在堆垛区和轮转区、轮转区和交付区之间的调度。
轮转区的增设是为了提高物流效率，当货物的需求量较大时，而交付区内容纳交通运输工具的数量有限，正常情况下，会装满或者卸空位于交付区内的交通运输工具之后，更换新的交通运输工具再于仓库内进行货物调度，此时的调度就包含了货物在仓库中的调度时间和货物装载或卸空的时间，中间新的交通运输工具的等待时间较长。因此，本实施例的轮转区则可有效的解决这一技术问题，缩短等待时长。具体表现为：首先以装载为例，利用当前处于空闲状态的线控机器人和轨道车进行下一道作业的搬运，并将下一车待装货物暂存于轮转区内。则当下一辆交通工具到达时，直接将位于轮转区的货物直接通过线控机器人或线控机器人结合轨道车实现近距离的搬运，省去了货物在仓库内的搬运时间。同样也适用于夜间或者其他空闲时间的预先搬运。
以卸载为例，若此时来货的交通运输工具较多，则可通过线控机器人或线控机器人结合轨道车实现近距离的搬运，将货物从交通运输工具转移至轮转区内，短距离的搬运可有效缓解交通运输工具的拥堵，然后再利用其他的线控机器人或线控机器人结合轨道车实现库内转运。
实施例2
为了实现实施例1所述的物流仓库部署方法，本实施例公开了一种智能化物流仓库系统，系统设于仓库内。如图2所示，仓库设有一仓库口，即该仓库口既为仓库入口又是仓库出口。
基于上述描述，仓库内沿X轴向铺设有堆垛区1，堆垛区1被设置为将货物4按照连续性和/或非连续性进行堆砌存储，如图3所示，货物4为连续的堆砌在堆垛区1内。对应的，在仓库口与堆垛区1之间沿X轴向设有交付区2，即用于装货或者卸货的区域。交付区2被设置为停放交通运输工具5，本实施例中以卡车为例。
图2中还包括运输区3，与所述堆垛区l并列铺设于仓库内；所述运输区3在预定方向上覆盖了所述堆垛区1和交付区2。
其中，堆垛区1、交付区2和运输区3的上方设置有若干个线控单元6，若干个线控单元6根据需求组合成至少一组线控机器人8。本实施例中以三组线控机器人8为例，包括第一组线控机器人8、第二组线控机器人8和第三组线控机器人8，结合实施例1所述，第一组线控机器人8、第二组线控机器人8和第三组线控机器人8分别对应不同的操作空间。
运输区3内设置有搬运机构，搬运机构包括预定形状和预定长度的导轨，导轨上滑动设置有至少一组轨道车9，本实施例中以两组轨道车9为例，因此轨道车9沿预定方向具有至少一个往返自由度。结合实施例1所述，轨道车9在导轨上可沿运输方向D→移动。本实施例中的导轨为直线导轨10。
进一步的，本实施例中的线控单元6包括：沿X轴布设于所述仓库的顶部的两组桁架，每个桁架上预先分布有多个悬挂点，每个悬挂点上均配置有导向件，每个导向件上均传动连接有一组执行线7。在本实施例中，导向件为定滑轮，执行线7的一端连接于执行器，执行器对应安装在桁架上，执行线7的另一端穿过定滑轮用于连接载体。所述线控机器人8由选定的所需数量和所需位置的执行线7，以及载体组合而成；所述载体连接于对应执行线7的输出端。
其中，载体为一承载平台，可用于安装机械爪或者吸附件等具有抓取功能的装置。在本实施例中，载体可以是固定大小或者固定形状的，也可以是根据货物4的基础信息临时组装。
在另外一个实施例中，载体13由若干个拼接头和若干个连接件拼接而成，且形状和大小基于货物4的基础信息，和货物4调度姿态而定；其中，所述连接件的任意端部和连接头的任意端部均适配。
实施例3
在本实施例中，如图4所示，仓库设有两个仓库口，分别为仓库入口和仓库出口。基于实施例2，本实施例还公开了轮转区12，堆垛区1和交付区2之间。进一步的，本实施例的轮转区12为两组，分别设置的堆垛区1和装货区之间、堆垛区1和卸货区之间。本实施例中的导轨为环形导轨11。
轮转区12的增设是为了提高物流效率，当货物4的需求量较大时，而交付区2内容纳交通运输工具5的数量有限，正常情况下，会装满或者卸空位于交付区2内的交通运输工具5之后，更换新的交通运输工具5再于仓库内进行货物4调度，此时的调度就包含了货物4在仓库中的调度时间和货物4装载或卸空的时间，中间新的交通运输工具5的等待时间较长。因此，本实施例的轮转区12则可有效的解决这一技术问题，缩短等待时长。
Claims (14)
1.一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
空间部署：按照需求布设堆垛区、搬运区和交付区；其中，货物根据需求连续性和/或非连续性的堆砌在堆垛区内；
设备部署：于堆垛区、搬运区和交付区的上方部署若干个线控单元，所述线控单元具有多自由度且长度可调的执行线；于搬运区内部署搬运机构，所述搬运机构具有j组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度，j≥1；
机器人选定：基于执行指令，选定所需的线控单元组合成i组线控机器人，利用所述线控机器人实现货物在堆垛区和搬运区之间、搬运区和交付区之间的调度，i≥1；于搬运机构中派遣所需的轨道车，利用轨道车实现货物在堆垛区和交付区之间的运输。
2.根据权利要求1所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述空间部署的部署流程如下：
于仓库的边缘处选定一点为原点(x0,y0,z0)，以仓库的长度、宽度和高度分别为X轴、Y轴和Z轴建立空间坐标系；
沿X轴布设所述堆垛区，并定义堆垛区的长度为第一长度Ls；
沿X轴向在堆垛区的至少一端增设交付区，并定义所述交付区的长度为第二长度Lo；所述交付区的数量与仓库的仓库口数量相一致，所述仓库口包括：仓库入口或仓库出口中的至少一种；
沿Y轴向在堆垛区的至少一侧增设搬运区，并定义所述搬运区的长度为第三长度Lh；其中，k为交付区的数量。
3.根据权利要求2所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述空间部署的部署流程还包括：
沿X轴向在堆垛区和交付区之间增设轮转区，并定义所述轮转区的长度为第四长度Lr；其中，g为轮转区的数量；
所述线控机器人还用于实现货物在运输去和轮转区之间的调度，所述搬运机构还用于实现货物在堆垛区和轮转区、轮转区和交付区之间的调度。
4.根据权利要求1所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述线控单元的部署流程如下：
按照需求在桁架上布置若干个悬挂点，每个悬挂点处均安装有至少一组导向件，所述导向件传动连接于对应的执行线；
所述搬运机构的部署流程如下：按照需求在搬运区内铺设预定长度和预定形状的导轨，于所述导轨上设置可滑动的轨道车，所述轨道车具有载物容纳腔或载物平台。
5.根据权利要求1所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述执行指令包括以下类型：库内转移指令、出库指令和入库指令；
所述执行指令至少包含以下信息：货物的基础信息，以及货物的起始位置坐标(xs,ys,zs)、货物的终点位置坐标(xe,ye,ze)、货物调度姿态和货物于搬运区内所需的运输方向
其中，所述货物的基础信息至少包括：货物类型、货物体积大小、以及货物材质；所述运输方向是通过货物的终点位置坐标(xe,ye,ze)和起始位置坐标(xs,ys,zs)得到。
6.根据权利要求5所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述线控机器人的选定流程如下：
根据货物的基础信息和货物调度姿态建立关于线控单元的筛选标准，基于所述筛选标准预先确定线控单元的所需数量w；所述筛选标准采用以下形式进行表达：
其中，/>表示线控单元w中执行线在Z轴向的最小承载力，FG表示货物移动过程中在Z轴向所需的力，f表示货物姿态调整所需的自由度；
基于货物的起始位置坐标(xs,ys,zs)或/和终点位置坐标(xe,ye,ze)创建位置部署原则，基于所述位置部署原则和所需数量w选定对应的线控单元组合成所需线控机器人；其中，所述位置部署原则如下：
式中，Oi为线控机器人i的操作空间，m,n∈[1,i]。
7.根据权利要求5所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述线控机器人的选定还包括以下流程：
基于所需线控机器人和货物的基础信息搭建载体，所述载体作为夹持货物的平台，同时铰接于所需线控机器人对应的执行线；通过控制与载体存在连接关系的执行线的操作长度实现所需的移动调整和/或姿态调整。
8.根据权利要求6所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述调度和所述运输流程如下：
获取选定的线控机器人i对应的操作空间Oi，结合货物的起始位置坐标(xs,ys,zs)和货物的终点位置坐标(xe,ye,ze)在运输区内确定关于轨道车的取货区间和卸货区间/>其中，取货区间/>和卸货区间/>分别属于对应的操作空间Oi；
取货时，若货物起始位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行等待模式直至对应的线控机器人处于空闲状态；若线控机器人i处于空闲状态，则按照优先级顺序派遣轨道车移动至取货区间内，对应的线控机器人将货物吊装至被派遣的轨道车的上方，并将货物放置在轨道车上；轨道车上按照运输方向/>从取货区间搬运至取货区间/>
卸货时，若货物终点位置坐标对应的线控机器人处于工作状态，则对当前的执行指令执行暂停模式直至对应的线控机器人处于空闲状态。
9.根据权利要求8所述的一种智能化物流仓库部署方法，其特征在于，所述优先级顺序表示为：在符合预定的约束条件下，按照距离优先的原则进行派遣；
其中所述约束条件至少包括：空间上满足空间避让的需求、功能上满足轨道车可载货的需求。
10.一种智能化物流仓库系统，用于实现如权利要求1至9中任意一项所述的物流仓库部署方法，所述系统设于仓库内；其特征在于，所述仓库包括至少一个仓库口；
堆垛区，沿预定方向布设于所述仓库内；所述堆垛区被设置为将货物按照连续性和/或非连续性进行堆砌存储；
至少一片交付区，沿所述预定方向设于堆垛区和仓库口之间；所述交付区被设置为停放交通运输工具；
运输区，与所述堆垛区并列铺设于仓库内；所述运输区在预定方向上覆盖了所述堆垛区和交付区；
若干个线控单元，分布在堆垛区、交付区和运输区的上方；所述若干个线控单元根据需求组合成至少一组线控机器人；
搬运机构，设于所述运输区内；所述搬运机构具有至少一组轨道车，所述轨道车沿预定方向具有至少一个往返自由度。
11.根据权利要求10所述的一种智能化物流仓库系统，其特征在于，所述线控单元包括：
至少两组桁架，沿预定方向布设于所述仓库的顶部；
若干个悬挂点，预先分布在所述桁架上；
若干个导向件，对应分布在所述悬挂点处；每个导向件上均配置有至少一组执行线；
所述线控机器人由选定的所需数量和所需位置的执行线，以及载体组合而成；所述载体连接于对应执行线的输出端。
12.根据权利要求11所述的一种智能化物流仓库系统，其特征在于，所述载体由若干个拼接头和若干个连接件拼接而成，且形状和大小基于货物的基础信息，和货物调度姿态而定；
其中，所述连接件的任意端部和连接头的任意端部均适配。
13.根据权利要求10所述的一种智能化物流仓库系统，其特征在于，所述运输机构还包括直线导轨或环形导轨；所述轨道车在直线导轨或环形导轨做往返运动。
14.根据权利要求10所述的一种智能化物流仓库系统，其特征在于，还包括：轮转区，设于所述堆垛区和交付区之间。
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