CN201027091Y - 仓库管理机器人 - Google Patents

Abstract

一种仓库管理机器人，与货柜、轨道配合，其特征在于：仓库管理机器人底部有圆形的驱动轮，驱动轮轴上固定有伺服驱动器和与伺服驱动器连接的驱动伺服电动机，一个光电编码器也同轴固定连接在驱动轮轴上，驱动轮沿数字轨道滚动，在仓库管理机器人的上部装有存取系统，核心控制计算机，在仓库管理机器人中部安装有包含电池组和低电压检测设备的电源系统，核心控制计算机和记忆系统的硬盘录像机和工控机的电源线，分别连接到电池组上。可以保证正确的进货和库存控制及发货，减少管理费用，实现真正意义上的仓储智能化，实现安全、自动化的仓库管理。

Description

仓库管理机器人

技术领域

本实用新型属于自动化仓库管理系统，尤指自动化的仓库货物存取管理系统。

背景技术

仓储在整个供应链中起着至关重要的作用，如果不能保证正确的进货和库存控制及发货，将会导致管理费用的增加，服务质量难以得到保证，从而影响整体的竟争力。传统简单、静态的仓储管理已无法保证各种资源的高效利用。

如今的仓库作业和库存控制作业已十分复杂化多样化，仅靠人工记忆和手工录入及存取操作，不但费时费力，而且容易出错，这将带来损失。特别在军事方面，由于存储货物一般是弹药、枪支、专用通信器材等特殊设备，一旦发生丢失或数据出错，后果将不堪设想。

目前国内外自动化仓库管理系统，一般采用计算机软件管理和人工收发，极少数自动化程度较高的场合也只是停留在结合电动轨道进行收发的水平，系统集成并没有达到真正意义上的智能化。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种仓库管理机器人，与传统仓库管理系统相比，能保证各种资源的高效利用，达到真正意义上的智能化。

具体的技术方案是：仓库管理机器人，与货柜、轨道配合，其底部有圆形的驱动轮，驱动轮轴上固定有伺服驱动器和与伺服驱动器连接的驱动伺服电动机，一个光电编码器也同轴固定连接在驱动轮轴上，驱动轮沿数字轨道滚动，在仓库管理机器人的上部装有存取系统，核心控制计算机，在仓库管理机器人中部安装有包含电池组和低电压检测设备的电源系统，核心控制计算机和记忆系统的硬盘录像机和工控机的电源线，分别连接到电池组上。

仓管机器人的存取系统由数字升降控制、伸缩控制、货物固定控制三部分来组成，其中数字升降控制由固定在机器人上的两个升降模块来完成，伸缩控制和货物固定控制由伸缩模块来完成，升降模块由两个轨道式的固定架和一个履带式升降架来组成的，履带式升降架可相对固定架滑动；伸缩控制是由固定在履带式升降架上的伸缩架、滑动导轨、滑动板组成，滑动导轨装设在伸缩架上，可相对伸缩架滑动，滑动板装设在滑动导轨上，可相对滑动导轨滑动，防掉滑动块可相对伸缩架上下滑动。

仓管机器人装有二维条码扫描枪，可以将贴于箱体上的二维码进行读取，同时送到核心控制计算机进行数据处理，最后做出判断，进行货物的再次确认和信息的读取操作。

其安全系统包含身份指纹识别设备、装有距离探测的智能防撞系统，同时内置有温感探测器，当仓库有异样温度的时候发出警报，防火防爆系统并进行相应的处理。

上述技术方案的有益之处在于：通过上述结构组成，可以保证正确的进货和库存控制及发货，减少管理费用，比传统仓库管理系统能保证各种资源的高效利用，达到真正意义上的智能化。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步的说明

图1.为本实用新型的平面布置示意图；

图2.为本实用新型的主要结构示意图；

图3.为本实用新型的行走系统结构示意图；

图4.为本实用新型的数字驱动系统原理图；

图5.为本实用新型的存取系统的结构示意图；

图6.为本实用新型的数字升降系统结构示意图；

图7.为本实用新型的伸缩控制的结构示意图；

具体实施方式：

如图1、图2、所示，1为数字轨道、2为仓库管理机器人、3为充电位、4为货物窗口、5为远程管理中心、6货柜、21为监控系统、22为装有距离传感器的防撞系统、23为核心计算机、24为电源系统、25为行走系统、26为指纹识别系统、27为装有温感探测器的防火防暴系统、28为存取系统、29为二维条码扫描枪。

图1为平面布置示意图，由图可以看到，货物存放在标准的货柜6上，沿货柜6排列有数字轨道1、仓库管理机器人2平时停在充电位3上，当仓库管理机器人2接收到出仓控制指令后，仓库管理机器人将立刻锁定货物坐标并迅速准确移动到该位置。系统设有高能储电的电源系统24，一般可连续供电4小时以上，当系统剩余用电30分钟，电压检测系统将告知充电需求，机器人将自动回位充电。

行走系统

机器人的行走系统中包括数字轨道、驱动系统、速度控制系统三个部分，车身的行走系统设计如图3所示：

数字轨道的实现有多种方式，分别说明如下：

1、铁轨式

采用类似火车铁轨的方式来确定机器人的行走路径，同时在铁轨的下面安装有干簧管来实现数字轨道的功能。

2、履带式

采用类似于坦克的方式行走方式来确定机器人的行走方式，同时采用一些反馈系统来进行数字轨道的实现。

3、悬空轨道式

采用架空的空中轨道来引导机器人的行走，同时也采用一些反馈机制来实现其数字轨道的功能。

4、采用类似于车的形式

仓管机器人是根据特殊的机械结构来实现机器人的行走问题，并采用特殊的智能算法来实现其数字轨道的功能。其中数字轨道是通过智能仓管机器人的监控软件接受上位机命令，再经过监控软件的智能算法来实现自动分析，引导机器人自动寻址，通过采用光电编码器34进行反馈控制，实时监控机器人的行走路线，通过伺服电机33带动驱动轮32与支撑轮31，完成行走。通过采用了两维条码扫描枪29，对所存取的货物位置进行再次的验证，从而构成了一个智能化的数字轨道。

如图3、图4所示，驱动系统是利用伺服控制技术来进行驱动的，速度控制系统采用的是技术非常成熟的直流伺服调速，通过核心控制计算机来进行智能化控制，并通过直流伺服驱动器41来进行直流伺服电动机42调速。

存取系统

机器人完成的首要任务就是实现对货物的自动存取，如图5所示仓管机器人的存取系统由数字升降控制、伸缩控制、货物固定控制三部分来组成，其中数字升降控制由固定在机器人上的两个升降模块51来完成，伸缩控制和货物固定控制由伸缩模块52来完成，升降模块由两个轨道式的固定架61和一个履带式升降架62来组成的，履带式升降架62可相对固定架61滑动；伸缩控制是由固定在履带式升降架上的伸缩架73、滑动导轨72、滑动板74组成，滑动导轨72装设在伸缩架上73，可相对伸缩架73滑动，滑动板74装设在滑动导轨72，可相对滑动导轨72滑动，防掉滑动块71可相对伸缩架73上下滑动。

伸缩控制是存取货物的最终执行步骤，直接关系到货物的存取情况，仓管机器人是采用伸缩系统来完成的，如图6、截面图如图7所示，当要存取货物的时候，在升降系统到达预存取货物的位置时，伸缩系统开始工作，从图7可以来进行说明，此时伸缩系统的伸缩架73固定不动，作为伸缩系统的固定部分，而滑动导轨72、滑动板74则同时往预存取货物的位置移动，进行伸缩，待伸缩到货物的终端时，自动停止伸缩动作。此时，如果是要进行取货时，则机器人将进行一个提升动作，将货物提取，然后滑动板74在的支撑下，将货物伸缩回机器人身上，待滑动板74将货物伸缩完毕之后，接下来滑动导轨72也进行伸缩返回。

货物的固定控制是指机器人在行走的时候，货物可能会发生摔落的情况，机器人在设计时，将货物存放于机器人的物理中心点，不会造成机器人重心的偏移，同时设计的时候考虑到行走可能出现货物的滑落，因此在伸缩系统中加了一个防护模块71，具体的设计如图7中所示，当货物已经平稳的被取出时，防护模块71也将上升，防止货物在行走时出现滑落情况。

仓库管理机器人通过存取系统的自动钳固定，当箱体为铁制品时，也可通过安装在手臂上的电磁铁进行磁性固定。

系统配备类似电梯的速度控制系统，保证平稳快速，一般速度可达人行速度的两倍以上。

取到货物后，仓库管理机器人2将沿数字轨道1回到货物窗口4。

仓库管理机器人通过无线网卡接入局域网(因特网)，或直接与管理计算机联网。

系统预先将被受权的仓管员或提货人指纹录入指纹识别系统26，工作前仓管员或提货人必须先经过系统确认。

仓库管理机器人配备高清晰红外夜视摄像系统，管理人员可以实时监控仓库情况；图像也可保存1年以上，以备必要时查询。系统还装有距离探测的智能防撞系统22，当有人非法入侵便高音报警，语音通知有关值班人员。

系统配备装有距离探测的智能防撞系统22，当异物挡道，将自动识别，停止行走。

电源系统作为机器人的动力来源，其性能直接影响着机器人的整体性能，在设计的时候应充分考虑好机器人的电源配备以及各种保护功能，机器人采用高性能电池组进行供电，为使机器人在工作的时候能有足够的动力来源，在机器人处于空闲状态时，自动运行到充电位。

在电源保护功能上，配备有低电压检测系统，当机器人检测到电压低于预定电压时，无论机器人此时处于何种状态，监控软件都将发出命令，让机器人返回充电位，进行充电。

对于无人自动化仓库管理系统来说，数据记忆和影音记忆是管理系统的一大重要组成部分，在管理系统作为数据的存储中心和管理中心，并对系统发生的异常情况进行记录，便于用户进行查看，也便于管理人员进行如年报表、月报表、周报表、日报表等的统计与结算。机器人中采用了数字硬盘录相机、工控机等对数据和影音进行了记忆。

随着物流行业的发展，以及智能化仓库存储种类繁多、数量巨大，要求的数据量大，促使了二维条码技术的发展。机器人装有二维条码扫描枪29，可以将贴于箱体上的二维码进行读取，同时送到核心控制计算机进行数据处理，最后做出判断，具体的连接结构如图9所示。

安全系统所实现的功能就是对整套系统进行一个完整的保护，监测、报警等功能。

包含：图象实时监控(配合防入侵系统)，对货舱里的不正常现象进行实时的报告。

身份指纹识别：对要求存取的人进行授权认证。对通过认证的进行存取，未通过的警告。

智能防撞系统：采用距离探测，当机器人与障碍物的距离太近的时候自动停止运行。并在机器人的周围安装抗震材料，最小的减少碰撞的力度。

内置温感探测器防火防暴系统27，当仓库有异样温度的时候发出警报，并进行相应的处理。

语音系统：包含欢迎，警报，货物送达，无货物等语音提示。

功能自检：当机器人出问题的时候，自身能够识别问题所在，并做出相应的维修处理。

通过上述组成，可以保证正确的进货和库存控制及发货，减少管理费用，比传统仓库管理系统能、无法保证各种资源的高效利用，达到真正意义上的智能化。

Claims (4)

1.一种仓库管理机器人，与货柜、轨道配合，其特征在于：仓库管理机器人底部有圆形的驱动轮，驱动轮轴上固定有伺服驱动器和与伺服驱动器连接的驱动伺服电动机，一个光电编码器也同轴固定连接在驱动轮轴上，驱动轮沿数字轨道滚动，在仓库管理机器人的上部装有存取系统，核心控制计算机，在仓库管理机器人中部安装有包含电池组和低电压检测设备的电源系统，核心控制计算机和记忆系统的硬盘录像机和工控机的电源线，分别连接到电池组上。

2.如权利要求1所述的仓库管理机器人，其特征在于：所述的仓管机器人的存取系统由数字升降控制，伸缩控制，货物固定控制三部分机构构成，其中数字升降控制为一个固定在机器人上部的升降模块，升降模块的两侧为两个轨道式的固定架，在轨道固定架中间安装有一个履带式升降架，在履带式升降架上固定有一个伸缩架，伸缩架的一侧连接有截面为方型的滑动导轨，滑动板上开有与滑动导轨对应的方型的孔，滑动板通过该孔套在滑动导轨上。

3.如权利要求1所述的仓库管理机器人，其特征在于：仓管机器人上部装有二维条码扫描枪，二维条码扫描枪的数据线与核心控制计算机相连接。

4.如权利要求1所述的仓库管理机器人，其特征在于：仓库管理机器人还装设有安全系统，安全系统内置有身份指纹识别设备，距离探测智能防撞系统和温感探测器。

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