CN117085972B - 一种智能长距离中转仓分拣配货机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能长距离中转仓分拣配货机器人，与现有技术比较，本发明的分拣配货机器人包括机体、分别设置于机体上的用于存放不同货物的储放箱、设置于所述机体上的用于对货物进行固定的夹持固定模块、驱动所述机体以预设途径进行移动的移动驱动模块、和对夹持固定模块上的货物的单号信息进行识别的识别模块、和将货物定向移动至不同储放箱的定向转移模块。本发明适用于物流和配送行业，能够在仓库、分拣中心和运输过程中提高效率和可控性。

Description

一种智能长距离中转仓分拣配货机器人

技术领域

本发明涉及物流系统技术领域，尤其涉及一种智能长距离中转仓分拣配货机器人。

背景技术

分拣配货机器人是一种自动化系统，用于将货物从一个位置移动到另一个位置，通常是在仓库、分拣中心或物流中心中使用。这些机器人通常使用先进的技术和系统来实现其任务。自动分拣式配货作业是建立在信息化基础上的，其核心是机电一体化。配送作业是自动化的，能够扩大作业能力，提高劳动效率，减少作业差错。自动分拣式配货作业的重要特点是分拣作业大部分无人操作，误差较小，可以连续作业，而求单位时间内分拣的数量多。适用于业务量大、物资包装严格、有投资支持的企业。

本实验团队长期针对的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开的CN113287910B、CN111403014B、CN106865199A、和CN106513327B，如现有技术公开的一种货物分拣装置，包括：用于扫描货物的电子标签的RFID阅读器；用于存储电子标签信息、接收并记录RFID阅读器的扫描信息，并根据扫描信息对货物进行分类的工控机，RFID阅读器信号连接工控机；用于在工控机的控制下对货物进行分类操作的分拣装置本体，分拣装置本体信号连接工控机。此种货物分拣装置在使用时，货物上均可以对应设置包括类别信息的电子标签，通过RFID阅读器、工控机的设置，实现对包含货物分类信息的电子标签进行识别与记录，并据此信息进行货物的分类。

为了解决本领域普遍存在不能在对货物进行高效率分选后再将货物转移至对应中转点等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前本领域所存在的不足，提出了一种智能长距离中转仓分拣配货机器人。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种智能长距离中转仓分拣配货机器人，每个货物都经过预先包装处理，并且每个货物上粘附有运输位置信息的信号单，所述分拣配货机器人包括机体、分别设置于机体上的用于存放不同货物的储放箱、设置于所述机体上的用于对货物进行固定的夹持固定模块、驱动所述机体以预设途径进行移动的移动驱动模块、和对夹持固定模块上的货物的单号信息进行识别的识别模块、和将货物定向移动至不同储放箱的定向转移模块，

所述机体包括支撑座、水平敷设于所述支撑座中部的接收台、和固定于支撑座上的用于将接收台上的货物定向夹持至各储放箱的夹持机械臂，所述定向转移模块包括若干个倾斜传送带、和若干个用于分别将倾斜传送带固定至支撑座上的固定杆，

每个所述储放箱分别包括箱体、设置于箱体顶部的用于对货物进行接收的接收口、设置于箱体的侧箱壁的出货口、至少两个对称设置于箱体的外箱壁的支撑板、至少两个底部分别垂直固定于所述支撑座上的支撑柱、顶部分别与支撑板固定同时底部与支撑柱固定的升降驱动件、和配合设置于箱体内部的依次对进入箱体内的货物进行接收和推出的货物存放单元，

同一箱体预先通过不同编号区分记录，且同一箱体用于装载在同一中转点接收的货物，至少有两个用于装载在同一中转点接收的货物的箱体，且用于装载在同一中转点接收的货物的不同箱体的体积不同，且不同体积的箱体用于放置不同面积范围大小的货物。

进一步的，所述识别模块包括数据库、垂直固定于支撑座上的固定柱、通过安装座设置于固定柱上的用于对接收台上的货物进行图像拍摄的摄像装置、接收所述摄像装置拍摄的图像进一步识别图像中的货物物流信息的分析模块、和根据所述分析模块的分析结果以控制所述夹持机械臂的货物定向夹持转移的控制单元。

进一步的， 所述分析模块用于实现下列步骤：

S101：对图像进行去噪、调整亮度和对比度，以获得预处理图像，

S102：使用计算机视觉技术来识别预处理图像中的信号单，并且截取信号单图形。

S103：从信号单图像中提取有关物流信息的条形码信息，

S104：将从条形码中读取的货物信息与数据库中存储的信息进行匹配，以从数据库读取条形码相对应的货物中转仓位置，以及货物体积，进一步根据货物体积以及货物中转仓位置匹配生成用于放置货物的箱体编号，匹配货物的储放箱，

S105：匹配完成后，生成驱动指令并发送至控制单元。

进一步的，所述数据库预先储存记录有储放箱信息、货物参数信息、运输信息、与货物所绑定的用于在识别和跟踪货物时进行匹配的条形码、和货物状态，其中，所述储放箱信息包括不同储放箱的编号、尺寸、容量和当前所接收货物的状态，货物参数信息包括货物的名称、尺寸、重量、和生产日期，运输信息包括货物运输日期、货物运输起始地点、货物历史运输中转点、货物此次的目标运输中转点、和货物运输目的地点，货物状态包括货物的当前状态，状态包括已分拣、待分拣、和已运输。

进一步的，所述货物存放单元包括若干个以预设间隔嵌设于箱体的箱内壁的红外传感器、设置于箱体的箱内壁的且与出货口相对设置的凹陷槽、其中一端以预设间隔依次设置于所述凹陷槽的槽底壁的微型伸缩杆、与微型伸缩杆的另一端固定连接的推出板、对红外传感器的传感信号进行接收以分别识别进入箱体内的货物的厚度的厚度判断单元、可升降活动配合于箱体内的活动板、底部固定于所述箱体的箱底壁且顶部对活动板进行支撑固定的升降设备、和敷设于活动板上的用于对货物进行监测感应的压力传感器。

本发明所取得的有益效果是：

1.本发明的系统能够自动识别货物并将其定向移动到适当的储放箱中，减少了人工干预，提高了分拣效率，通过使用计算机视觉技术和数据库匹配，系统能够高度准确地识别货物并将其定位到正确的位置，减少了错误，由于不同体积的储放箱用于不同尺寸的货物，本发明能够处理多种类型的货物，从小件物品到大件货物，数据库记录货物的状态和运输信息，允许实时跟踪货物的位置和状态，以便及时了解货物的情况，系统的自动化和智能化功能提高了货物分拣和配送的速度，节省了时间和人力资源，本发明适用于物流和配送行业，能够在仓库、分拣中心和运输过程中提高效率和可控性。

2.本发明的货物存放单元根据货物存放单元会对其存放的每个货物确定一个特定的释放高度，以确保货物逐个有序地释放到倾斜传送带上，这有助于维持货物的有序流动，以便后续的处理或运输，同时避免了货物的混淆或卡住的问题，提高了处理的可控性，提高了仓储和物流操作的效率，节省了时间和人力资源。

3.本发明通过升降设备的下降距离和校准系数，进步一步精确地计算货物的厚度，在货物的厚度和释放高度被确定后，系统自动化地操作升降设备，以准确释放箱体内的货物，系统将货物从箱体内转移到倾斜传送带上，然后有序输送至目标中转仓处，实现了对货物的定点中转，本发明通过高效、准确地检测、计算和释放货物，适应不同的工作环境和货物类型，提高了操作的自动化程度和精度。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的智能长距离中转仓分拣配货机器人的模块化示意图。

图2为本发明的机体的结构示意图。

图3为本发明的货物存放单元的结构示意图。

图4为本发明的识别模块的模块化示意图。

附图标号说明：1-倾斜传送带；2-支撑座；3-支撑柱；4-接收台；5-升降驱动件；6-支撑板；7-箱体；8-固定柱；9-固定杆；10-推出板；11-微型伸缩杆；12-凹陷槽；13-升降设备；14-活动板；15-出货口；16-接收口。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；要指出的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限制本案。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。并且关于附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：结合附图1、附图2、附图3和附图4，本实施例构造了一种智能长距离中转仓分拣配货机器人,其特征在于，每个货物都经过预先包装处理，并且每个货物上粘附有运输位置信息的信号单，所述分拣配货机器人包括机体、分别设置于机体上的用于存放不同货物的储放箱、设置于所述机体上的用于对货物进行固定的夹持固定模块、驱动所述机体以预设途径进行移动的移动驱动模块、和对夹持固定模块上的货物的单号信息进行识别的识别模块、和将货物定向移动至不同储放箱的定向转移模块，

所述机体包括支撑座、水平敷设于所述支撑座中部的接收台、和固定于支撑座上的用于将接收台上的货物定向夹持至各储放箱的夹持机械臂，

每个所述储放箱分别包括箱体、设置于箱体顶部的用于对货物进行接收的接收口、设置于箱体的侧箱壁的出货口、至少两个对称设置于箱体的外箱壁的支撑板、至少两个底部分别垂直固定于所述支撑座上的支撑柱、顶部分别与支撑板固定同时底部与支撑柱固定的升降驱动件、和配合设置于箱体内部的依次对进入箱体内的货物进行接收和推出的货物存放单元，

同一箱体预先通过不同编号区分记录，且同一箱体用于装载在同一中转点接收的货物，至少有两个用于装载在同一中转点接收的货物的箱体，且用于装载在同一中转点接收的货物的不同箱体的体积不同，且不同体积的箱体用于放置不同面积范围大小的货物，

所述识别模块包括数据库、垂直固定于支撑座上的固定柱、通过安装座设置于固定柱上的用于对接收台上的货物进行图像拍摄的摄像装置、接收所述摄像装置拍摄的图像进一步识别图像中的货物物流信息的分析模块、和根据所述分析模块的分析结果以控制所述夹持机械臂的货物定向夹持转移的控制单元，

所述分析模块用于实现下列步骤：

S101：对图像进行去噪、调整亮度和对比度，以获得预处理图像，

S102：使用计算机视觉技术来识别预处理图像中的信号单，并且截取信号单图形。

S103：从信号单图像中提取有关物流信息的条形码信息，

S104：将从条形码中读取的货物信息与数据库中存储的信息进行匹配，以从数据库读取条形码相对应的货物中转仓位置，以及货物体积，进一步根据货物体积以及货物中转仓位置匹配生成用于放置货物的箱体编号，匹配货物的储放箱，

S105：匹配完成后，生成驱动指令并发送至控制单元，

控制单元接收驱动指令进一步控制夹持机械臂，以将货物定向夹持并移动到所匹配的储放箱内，

所述定向转移模块包括若干个倾斜传送带、和若干个用于分别将倾斜传送带固定至支撑座上的固定杆，

所述数据库预先储存记录有储放箱信息、货物参数信息、运输信息、与货物所绑定的用于在识别和跟踪货物时进行匹配的条形码、和货物状态，其中，所述储放箱信息包括不同储放箱的编号、尺寸、容量和当前所接收货物的状态，货物参数信息包括货物的名称、尺寸、重量、和生产日期，运输信息包括货物运输日期、货物运输起始地点、货物历史运输中转点、货物此次的目标运输中转点、和货物运输目的地点，货物状态包括货物的当前状态，状态包括已分拣、待分拣、和已运输，

本发明的系统能够自动识别货物并将其定向移动到适当的储放箱中，减少了人工干预，提高了分拣效率，通过使用计算机视觉技术和数据库匹配，系统能够高度准确地识别货物并将其定位到正确的位置，减少了错误，由于不同体积的储放箱用于不同尺寸的货物，系统能够处理多种类型的货物，从小件物品到大件货物，数据库记录货物的状态和运输信息，允许实时跟踪货物的位置和状态，以便及时了解货物的情况，系统的自动化和智能化功能提高了货物分拣和配送的速度，节省了时间和人力资源，本发明适用于物流和配送行业，能够在仓库、分拣中心和运输过程中提高效率和可控性。

实施例二：结合附图1、附图2、附图3和附图4，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,所述货物存放单元包括若干个以预设间隔嵌设于箱体的箱内壁的红外传感器、设置于箱体的箱内壁的且与出货口相对设置的凹陷槽、其中一端以预设间隔依次设置于所述凹陷槽的槽底壁的微型伸缩杆、与微型伸缩杆的另一端固定连接的推出板、对红外传感器的传感信号进行接收以分别识别进入箱体内的每个货物的厚度的厚度判断单元、可升降活动配合于箱体内的活动板、底部固定于所述箱体的箱底壁且顶部对活动板进行支撑固定的升降设备、和敷设于活动板上的用于对货物进行监测感应的压力传感器，

其中，箱体未接收货物时，所述活动板位于接收口附近同时活动板的侧板壁对红外传感器进行遮挡，以箱体未接收货物时，活动板所在位置为初始位置，所述红外传感器设置的位置靠近箱体的顶部设置，红外传感器的预设距离内有物体遮挡时，红外传感器产生遮挡信号，且红外传感器的预设距离内没有物体遮挡时，红外传感器产生未遮挡信号，

其中所述出货口的上口沿为基准沿，且在所述活动板位于基准沿下方区域时，以基准沿与活动板之间的出料为释放高度，其中，每个货物存放单元都会对每个货物确定一个对应的释放高度，以确保货物能够顺利从出货口依次释放有序到倾斜传送带上，

在升降设备调节至释放高度时，所述微型伸缩杆进行预设长度的伸长作业以将货物从出货口推出，

本发明的货物存放单元根据货物存放单元会对其存放的每个货物确定一个特定的释放高度，以确保货物逐个有序地释放到倾斜传送带上，这有助于维持货物的有序流动，以便后续的处理或运输，同时避免了货物的混淆或卡住的问题，提高了处理的可控性，提高了仓储和物流操作的效率，节省了时间和人力资源。

实施例三：结合附图1、附图2、附图3和附图4，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,厚度判断单元的作业步骤通过以下实现：

S201：以预设频率接收重力传感器的监测值并且储存记录，且以当前获得的监测值为，获取连续获得的监测值/>，当重力传感器监测到其重力监测值发生变化时，获取当前均值/>，以/>，

S202：在时，判断有货物进入箱体，为预先设置的波动判断阈值，且获得并记录此刻时间为货物进入时间Tin，

S203：直至，时，判断夹持机械臂对货物释放完成，/>为预先设置的接收判断阈值，

S204：驱动所述升降设备以预设速度进行下降作业，直至所述红外传感器的监测信号为未遮挡信号，进一步记录所述升降设备的下降距离DL，

S205：依次获得每个货物的厚度RT：，

其中，是表示升降距离和货物厚度之间的比例关系的校准系数，m为校准系数的优先级相关参数，

S206：根据s201-205依次获得进入箱体内的每个货物的厚度RT，以箱体内共接收有k个货物，且以同一箱体内从下至上的货物的厚度分别表示为RT1、RT2、RT3…RTk，x=1,2,3……k，

S207：获得此货物从箱体释放时，箱体的对应的释放高度，以同一箱体内从下至上的货物的释放高度分别表示SFh1、SFh2、SFh3…SFhk，以SFhx为例：

，

为间隙调节系数，/>为间隙调节系数的优先级相关参数，OR 、Ttmax、Ttmin、β、m、σ和γ由本领域技术人员基于历史经验、大量重复实验训练以及优化训练获得，在此不再赘述；

所述移动驱动模块为现有技术的用于驱动支撑座以预设途径进行移动的万向移动装置，在此不再赘述，

在所述移动驱动模块将机体驱动至目标中转仓以对现有箱体内的货物释放至目标中转仓时，所述箱体内的根据箱体内的货物以及货物的释放高度依次将箱体内的货物从出货口转移至倾斜传送带上，再由倾斜传送带依次输送至目标中转仓处，进入实现对货物的定点中转，

本发明通过升降设备的下降距离和校准系数，进步一步精确地计算货物的厚度，在货物的厚度和释放高度被确定后，系统自动化地操作升降设备，以准确释放箱体内的货物，系统将货物从箱体内转移到倾斜传送带上，然后有序输送至目标中转仓处，实现了对货物的定点中转，本发明通过高效、准确地检测、计算和释放货物，适应不同的工作环境和货物类型，提高了操作的自动化程度和精度。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。并且应当理解，在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (3)

1.一种智能长距离中转仓分拣配货机器人，其特征在于，每个货物都经过预先包装处理，并且每个货物上粘附有运输位置信息的信号单，所述分拣配货机器人包括机体、分别设置于机体上的用于存放不同货物的储放箱、设置于所述机体上的用于对货物进行固定的夹持固定模块、驱动所述机体以预设途径进行移动的移动驱动模块、和对夹持固定模块上的货物的单号信息进行识别的识别模块、和将货物定向移动至不同中转仓的定向转移模块，

所述机体包括支撑座、水平敷设于所述支撑座中部的接收台、和固定于支撑座上的用于将接收台上的货物定向夹持至各储放箱的夹持机械臂，所述定向转移模块包括若干个倾斜传送带、和若干个用于分别将倾斜传送带固定至支撑座上的固定杆，

每个所述储放箱分别包括箱体、设置于箱体顶部的用于对货物进行接收的接收口、设置于箱体的侧箱壁的出货口、至少两个对称设置于箱体的外箱壁的支撑板、至少两个底部分别垂直固定于所述支撑座上的支撑柱、顶部分别与支撑板固定同时底部与支撑柱固定的升降驱动件、和配合设置于箱体内部的依次对进入箱体内的货物进行接收和推出的货物存放单元，

同一箱体预先通过不同编号区分记录，且同一箱体用于装载在同一中转点接收的货物，至少有两个用于装载在同一中转点接收货物的箱体，且用于装载在同一中转点接收货物的不同箱体的体积不同，且不同体积的箱体用于放置不同面积范围大小的货物；

所述识别模块包括数据库、垂直固定于支撑座上的固定柱、通过安装座设置于固定柱上的用于对接收台上的货物进行图像拍摄的摄像装置、接收所述摄像装置拍摄的图像进一步识别图像中的货物物流信息的分析模块、和根据所述分析模块的分析结果以控制所述夹持机械臂的货物定向夹持转移的控制单元；

所述货物存放单元包括若干个以预设间隔嵌设于箱体的箱内壁的红外传感器、设置于箱体的箱内壁的且与出货口相对设置的凹陷槽、其中一端以预设间隔依次设置于所述凹陷槽的槽底壁的微型伸缩杆、与微型伸缩杆的另一端固定连接的推出板、对红外传感器的传感信号进行接收以分别识别进入箱体内的货物的厚度的厚度判断单元、可升降活动配合于箱体内的活动板、底部固定于所述箱体的箱底壁且顶部对活动板进行支撑固定的升降设备、和敷设于活动板上的用于对货物进行监测感应的压力传感器；

其中，箱体未接收货物时，所述活动板位于接收口附近同时活动板的侧板壁对红外传感器进行遮挡，以箱体未接收货物时，活动板所在位置为初始位置，所述红外传感器设置的位置靠近箱体的顶部设置，红外传感器的预设距离内有物体遮挡时，红外传感器产生遮挡信号，且红外传感器的预设距离内没有物体遮挡时，红外传感器产生未遮挡信号，

其中所述出货口的上口沿为基准沿，且在所述活动板位于基准沿下方区域时，以基准沿与活动板之间的出料为释放高度，其中，每个货物存放单元都会对每个货物确定一个对应的释放高度，以确保货物能够顺利从出货口依次释放有序到倾斜传送带上，

在升降设备调节至释放高度时，所述微型伸缩杆进行预设长度的伸长作业以将货物从出货口推出。

2.如权利要求1所述的分拣配货机器人，其特征在于，所述分析模块用于实现下列步骤：

S101：对图像进行去噪、调整亮度和对比度，以获得预处理图像，

S102：使用计算机视觉技术来识别预处理图像中的信号单，并且截取信号单图形，

S103：从信号单图像中提取有关物流信息的条形码信息，

S104：将从条形码中读取的货物信息与数据库中存储的信息进行匹配，以从数据库读取条形码相对应的货物中转仓位置，以及货物体积，进一步根据货物体积以及货物中转仓位置匹配生成用于放置货物的箱体编号，匹配货物的储放箱，

S105：匹配完成后，生成驱动指令并发送至控制单元。

3.如权利要求2所述的分拣配货机器人，其特征在于，所述数据库预先储存记录有储放箱信息、货物参数信息、运输信息、与货物所绑定的用于在识别和跟踪货物时进行匹配的条形码、和货物状态，其中，所述储放箱信息包括不同储放箱的编号、尺寸、容量和当前所接收货物的状态，货物参数信息包括货物的名称、尺寸、重量、和生产日期，运输信息包括货物运输日期、货物运输起始地点、货物历史运输中转点、货物此次的目标运输中转点、和货物运输目的地点，货物状态包括货物的当前状态，状态包括已分拣、待分拣、和已运输。