CN208246791U - 悬挂式机器人系统和分拣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬挂式机器人系统和分拣系统，悬挂式机器人系统，其由吊轨、移动动力系统和机器人本体组成，吊轨，其中间设置有缝隙；移动动力系统，其前滚轮和后滚轮能在吊轨上行驶，移动动力系统穿过缝隙；机器人本体，其悬挂在移动动力系统的下方；导向传感器，其固定在移动动力系统上且电连接机器人本体的控制器，导向传感器能采集吊轨缝隙位置作为方向信息；位置传感器，其固定在移动动力系统上且电连接机器人本体的控制器，位置传感器能采集设置在吊轨上的位置标贴信息；机器人本体能控制移动动力系统行驶到指定位置。本实用新型机器人具有行驶速度快、方向控制准确有益效果。

Description

悬挂式机器人系统和分拣系统

技术领域

本发明涉及一种悬挂式机器人系统、悬挂式机器人分拣系统及悬挂式机器人的方向判别方法。

背景技术

中国专利号201720671822.1公开了悬挂式机器人导轨、悬挂式机器人及其运行系统，该专利采用双轮驱动不对称悬挂机器人的结构，其结构虽然比较简单但行驶速度和机器人载重均会受到限制，此外，当两根悬挂式导轨交叉时，交叉处的缝隙会影响到机器人的行驶速度等，同时，机器人交叉转弯时如何能跨过缝隙也是需要考虑的问题。

发明内容

本发明根据以上不足，提供了一种悬挂式机器人系统。

本发明的技术方案是：

一种悬挂式机器人系统，其由吊轨、移动动力系统和机器人本体组成，其特征是：

吊轨，其中间设置有缝隙；

移动动力系统，其前滚轮和后滚轮能在吊轨上行驶，移动动力系统穿过缝隙；

机器人本体，其悬挂在移动动力系统的下方；

导向传感器，其固定在移动动力系统上且电连接机器人本体的控制器，导向传感器能采集吊轨缝隙位置作为方向信息；

位置传感器，其固定在移动动力系统上且电连接机器人本体的控制器，位置传感器能采集设置在吊轨上的位置标贴信息；

机器人本体能控制移动动力系统行驶到指定位置。

需要说明的是，机器人本体通过交叉吊轨和弯曲吊轨时，通常需要导向传感器来确定左转还是右转的角度，确保移动动力系统能行驶在吊轨中心，在弯曲的轨道上行驶时，能时刻跟踪轨道的弯曲变化。

根据需要，机器人本体的控制器可放置在移动动力系统或机器人本体上。

机器人本体具体的停留位置由位置传感器来确定。

移动动力系统的电源由机器人本体提供，机器人本体内设置有充电电池；通常，前滚轮和后滚轮的宽度大于缝隙的宽度。

进一步地，所述移动动力系统包括：

所述的前滚轮和后滚轮各有两只，前滚轮和后滚轮中的至少一个由动力驱动装置驱动；

前吊杆，其顶部与动力驱动装置的壳体或前滚轮联接，前吊杆穿过吊轨中的缝隙；

后吊杆，其顶部与动力驱动装置的壳体或后滚轮联接，后吊杆穿过吊轨中的缝隙；

支架；

前动力转向装置，其壳体与支架固定、其转轴与前吊杆的底部固定；

后动力转向装置，其壳体与支架固定、其转轴与后吊杆的底部固定；

所述导向传感器由两只前导向传感器和两只后导向传感器组成，其中：

两只前导向传感器，其固定在动力驱动装置的壳体、前吊杆或支架上且分别位于前滚轮的前和后；

两只后导向传感器，其固定在动力驱动装置的壳体、后吊杆或支架上且分别位于后滚轮的前和后。

还需要说明的是，就机器人行驶的方向而言，不存在前后之分，但为了表达方便，定义了前和后。

前动力转向装置和后动力转向装置的设置能确保前滚轮和后滚轮不偏离轨道，当前滚轮和后滚轮偏离轨道时，前吊杆和后吊杆将会与吊轨的缝隙边缘摩擦，发出噪声同时产生机械磨损。

作为优选，所述前滚轮由前动力驱动装置驱动，前动力驱动装置由前驱动电机和前驱动齿轮减速器组成，前驱动齿轮减速器的壳体联接所述的前吊杆，前驱动电机经前驱动齿轮减速器联接前滚轮，前驱动电机电连接所述机器人本体的控制器；

所述后滚轮由后动力驱动装置驱动，后动力驱动装置由后驱动电机和后驱动齿轮减速器组成，后驱动齿轮减速器的壳体联接所述的后吊杆，后驱动电机经后驱动齿轮减速器联接后滚轮，后驱动电机电连接所述机器人本体的控制器。

为了准确控制，所述前驱动电机和后驱动电机均为伺服电机。

所述前动力转向装置由前转向伺服电机和前转向齿轮减速器组成，前转向伺服电机经前转向齿轮减速器转轴联接前吊杆，所述后动力转向装置由后转向伺服电机和后转向齿轮减速器组成，后转向伺服电机经后转向齿轮减速器联接后吊杆。

作为优选，所述位置传感器、前导向传感器和后导向传感器均为摄像头，所述吊轨上粘贴有被位置传感器采集的条码、二维码、颜色块标记、图形大小标记、图形颜色标记、RFID或图形数字标记。

所述吊轨包括交叉吊轨，所述吊轨的截面呈空心的形状，所述缝隙开设在吊轨的底面，所述前滚轮和后滚轮能行驶在底面上，吊轨通过支架固定在建筑物上。

为方便固定同时提供强度，强度吊轨可以选用铝型材。

一种悬挂式机器人分拣系统，包括如所述的悬挂式机器人系统，所述机器人本体为分拣机器人，吊轨的下方设置有多个包裹收集装置，还包括：

货物识别传感器，其固定在所述吊轨的货物入口处、移动动力系统或分拣机器人上；

服务器，其与多个分拣机器人无线连通，服务器能控制分拣机器人前进、后退、转弯，分拣机器人能将货物卸载在指定位置。

分拣机器人可参考中国专利申请号201620006569.3、名称为分拣机器人，还可参考中国专利CN201510433995.5，包裹分捡系统及方法。

一种悬挂式机器人的方向判别方法，包括所述的悬挂式机器人系统，也包括所述的一种悬挂式机器人的分拣系统，包括如下步骤：

当悬挂式机器人向前行走在所述吊轨的非交叉吊轨上时，所述前导向传感器能采集吊轨中缝隙的其中一条或两条边作为方向参考信号，当向前行走驶入有交叉的吊轨时，前导向传感器以吊轨中缝隙连续不断的一条边作为方向参考信号；

当悬挂式机器人向后行走在所述吊轨的非交叉吊轨上时，所述后导向传感器能采集吊轨中缝隙的其中一条或两条边作为方向参考信号，当向后行走驶入有交叉轨的吊轨时，后导向传感器以吊轨中缝隙连续不断的一条边作为方向参考信号。

当所述移动动力系统前进向右转弯时，所述前滚轮右转、所述后滚轮左转，当所述移动动力系统前进向左转弯时，所述前滚轮左转、所述后滚轮右转。

本发明机器人具有行驶速度快、方向控制准确有益效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明导向传感器采集到的吊轨示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

如图所示，一种悬挂式机器人系统，其由吊轨1、移动动力系统2和机器人本体3组成，其特征是：

吊轨1，其中间设置有缝隙11；

移动动力系统2，其前滚轮21和后滚轮22能在吊轨1上行驶，移动动力系统2穿过缝隙11；本实施例中，为了表达方便，定义左边的滚轮为前滚轮，右边的滚轮为右滚轮，朝左行驶可以认为向前，朝右行驶可以认为向后；

机器人本体3，其悬挂在移动动力系统2的下方；

导向传感器51，其固定在移动动力系统2上且电连接机器人本体3的控制器，导向传感器51能采集吊轨1缝隙11位置作为方向信息；

位置传感器53，其固定在移动动力系统2上且电连接机器人本体的控制器，位置传感器53能采集设置在吊轨1上的位置标贴信息；

机器人本体3能控制移动动力系统2行驶到指定位置。

移动动力系统2包括：

前滚轮21和后滚轮22各有两只，前滚轮21和后滚轮22中的至少一个由动力驱动装置驱动；

前吊杆23，其顶部与动力驱动装置的壳体或前滚轮联接，前吊杆23穿过吊轨1中的缝隙11；

后吊杆24，其顶部与动力驱动装置的壳体或后滚轮联接，后吊杆24穿过吊轨1中的缝隙11；

支架4；

前动力转向装置，其壳体与支架4固定、其转轴与前吊杆23的底部固定；

后动力转向装置，其壳体与支架4固定、其转轴与后吊杆24的底部固定；

导向传感器由两只前导向传感器51和两只后导向传感器52组成，其中：

两只前导向传感器51，其固定在动力驱动装置的壳体、前吊杆23或支架4上且分别位于前滚轮21的前和后；

两只后导向传感器52，其固定在动力驱动装置的壳体、后吊杆24或支架4上且分别位于后滚轮22的前和后。

需要说明的是，为了能提前得到轨道弯曲变化的位置，前进时（图1中向左上方向移动），安装在前滚轮21前方的前导向传感器51决定前滚轮21的转向，安装在后滚轮22前方的后导向传感器52决定后滚轮22的转向；后退时（图1中向右移动），安装在后滚轮22后方的后导向传感器（图1中后滚轮22右边的后导向传感器52）决定后滚轮22的转向，安装在前滚轮21后方的前导向传感器51（图1中前滚轮21右边的前导向传感器51）决定前滚轮的转向。

本实施例中，前导向传感器51和后导向传感器52安装在吊轨的上方，向下采集吊轨1的信号；这样可以防止灰尘掉在传感器上。

如果前导向传感器51和后导向传感器52安装在吊轨的下方，向上采集信息，则位置传感器53可以与其中的一个导向传感器合并，同时采集导向信号和位置信号。

前滚轮21由前动力驱动装置驱动，前动力驱动装置由前驱动电机251和前驱动齿轮减速器252组成，前驱动齿轮减速器252的壳体联接前吊杆23，前驱动电机251经前驱动齿轮减速器252联接前滚轮21，前驱动电机251电连接机器人本体3的控制器；

后滚轮22由后动力驱动装置驱动，后动力驱动装置由后驱动电机262和后驱动齿轮减速器261组成，后驱动齿轮减速器261的壳体联接后吊杆24，后驱动电机262经后驱动齿轮减速器261联接后滚轮22，后驱动电机262电连接机器人本体3的控制器。

前驱动电机251和后驱动电机262均为伺服电机。

前动力转向装置由前转向伺服电机272和前转向齿轮减速器271组成，前转向伺服电机272经前转向齿轮减速器271转轴联接前吊杆23，后动力转向装置由后转向伺服电机282和后转向齿轮减速器281组成，后转向伺服电机282经后转向齿轮减速器281联接后吊杆24。

位置传感器53、前导向传感器51和后导向传感器52均为摄像头，吊轨1上粘贴有被位置传感器53采集的条码、二维码、颜色块标记、图形大小标记、图形颜色标记、RFID或图形数字标记。

为了配合摄像头采集信息，可以在支架4上安装LED，朝摄像头照射，光线通过缝隙11照到摄像头，摄像头能采集到缝隙11形成的光带，图3中所示，圆圈内的即为摄像头采集到的缝隙11形成的光带。

吊轨1包括交叉吊轨，吊轨1的截面呈空心的形状，缝隙11开设在吊轨1的底面，前滚轮21和后滚轮22能行驶在底面上，吊轨1通过支架固定在建筑物上。

一种悬挂式机器人分拣系统，包括如悬挂式机器人系统，机器人本体3为分拣机器人，吊轨1的下方设置有多个包裹收集装置，还包括：

货物识别传感器，其固定在吊轨1的货物入口处、移动动力系统2或分拣机器人上；

服务器，其与多个分拣机器人无线连通，服务器能控制分拣机器人前进、后退、转弯，分拣机器人能将货物卸载在指定位置。

一种悬挂式机器人的方向判别方法，包括悬挂式机器人系统，也包括一种悬挂式机器人的分拣系统，包括如下步骤：

当悬挂式机器人向前行走在吊轨1的非交叉吊轨上时，前导向传感器51能采集吊轨1中缝隙11的其中一条或两条边作为方向参考信号，当向前行走驶入有交叉的吊轨1时，前导向传感器51以吊轨1中缝隙11连续不断的一条边作为方向参考信号；从图3看出，如果接到服务器的指令悬挂式机器人准备向右转向，缝隙11的左吊轨112在经过交叉吊轨时已不连续，出现了断线1120（图3中的虚线），而缝隙11的右吊轨111是连续的，此时，应将右吊轨111作为参照物，调整前驱动电机251的转动角度，使之适应弯轨的变化，等过了交叉的吊轨，则缝隙11的左吊轨和右吊轨均可以作为参照物。显然，当向前行走驶入有交叉的吊轨1时，如果行驶到左边的吊轨，向左边的前导向传感器51以吊轨1中缝隙11连续不断的一条边作为方向参考信号；

当悬挂式机器人向后行走在吊轨1的非交叉吊轨1上时，后导向传感器52能采集吊轨1中缝隙1的其中一条或两条边作为方向参考信号，当向后行走驶入有交叉轨的吊轨1时，后导向传感器52以吊轨1中缝隙11连续不断的一条边作为方向参考信号。

当移动动力系统2前进向右转弯时，前滚轮21右转、后滚轮22左转，当移动动力系统2前进向左转弯时，前滚轮21左转、后滚轮22右转。

向后行驶时，原理相同。

Claims (8)

1.一种悬挂式机器人系统，其由吊轨（1）、移动动力系统（2）和机器人本体（3）组成，其特征是：

吊轨（1），其中间设置有缝隙（11）；

移动动力系统（2），其前滚轮（21）和后滚轮（22）能在吊轨（1）上行驶，移动动力系统（2）穿过缝隙（11）；

机器人本体（3），其悬挂在移动动力系统（2）的下方；

导向传感器，其固定在移动动力系统（2）上且电连接机器人本体（3）的控制器，导向传感器（51）能采集吊轨（1）缝隙（11）位置作为方向信息；

位置传感器（53），其固定在移动动力系统（2）上且电连接机器人本体的控制器，位置传感器（53）能采集设置在吊轨（1）上的位置标贴信息；

机器人本体（3）能控制移动动力系统（2）行驶到指定位置。

2.如权利要求1所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是：

所述移动动力系统（2）包括：

所述的前滚轮（21）和后滚轮（22）各有两只，前滚轮（21）和后滚轮（22）中的至少一个由动力驱动装置驱动；

前吊杆（23），其顶部与动力驱动装置的壳体或前滚轮联接，前吊杆（23）穿过吊轨（1）中的缝隙（11）；

后吊杆（24），其顶部与动力驱动装置的壳体或后滚轮联接，后吊杆（24）穿过吊轨（1）中的缝隙（11）；

支架（4）；

前动力转向装置，其壳体与支架（4）固定、其转轴与前吊杆（23）的底部固定；

后动力转向装置，其壳体与支架（4）固定、其转轴与后吊杆（24）的底部固定；

所述导向传感器由两只前导向传感器（51）和两只后导向传感器（52）组成，其中：

两只前导向传感器（51），其固定在动力驱动装置的壳体、前吊杆（23）或支架（4）上且分别位于前滚轮（21）的前和后；

两只后导向传感器（52），其固定在动力驱动装置的壳体、后吊杆（24）或支架（4）上且分别位于后滚轮（22）的前和后。

3.如权利要求2所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是：

所述前滚轮（21）由前动力驱动装置驱动，前动力驱动装置由前驱动电机（251）和前驱动齿轮减速器（252）组成，前驱动齿轮减速器（252）的壳体联接所述的前吊杆（23），前驱动电机（251）经前驱动齿轮减速器（252）联接前滚轮（21），前驱动电机（251）电连接所述机器人本体（3）的控制器；

所述后滚轮（22）由后动力驱动装置驱动，后动力驱动装置由后驱动电机（262）和后驱动齿轮减速器（261）组成，后驱动齿轮减速器（261）的壳体联接所述的后吊杆（24），后驱动电机（262）经后驱动齿轮减速器（261）联接后滚轮（22），后驱动电机（262）电连接所述机器人本体（3）的控制器。

4.如权利要求3所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是：

所述前驱动电机（251）和后驱动电机（262）均为伺服电机。

5.如权利要求2所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是，所述前动力转向装置由前转向伺服电机（272）和前转向齿轮减速器（271）组成，前转向伺服电机（272）经前转向齿轮减速器（271）转轴联接前吊杆（23），所述后动力转向装置由后转向伺服电机（282）和后转向齿轮减速器（281）组成，后转向伺服电机（282）经后转向齿轮减速器（281）联接后吊杆（24）。

6.如权利要求2所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是，所述位置传感器（53）、前导向传感器（51）和后导向传感器（52）均为摄像头，所述吊轨（1）上粘贴有被位置传感器（53）采集的条码、二维码、颜色块标记、图形大小标记、图形颜色标记、RFID或图形数字标记。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种悬挂式机器人系统，其特征是，所述吊轨（1）包括交叉吊轨，所述吊轨（1）的截面呈空心的形状，所述缝隙（11）开设在吊轨（1）的底面，所述前滚轮（21）和后滚轮（22）能行驶在底面上，吊轨（1）通过支架固定在建筑物上。

8.一种悬挂式机器人分拣系统，其特征是，包括如权利要求2-7任一项所述的悬挂式机器人系统，所述机器人本体（3）为分拣机器人，吊轨（1）的下方设置有多个包裹收集装置，还包括：

货物识别传感器，其固定在所述吊轨（1）的货物入口处、移动动力系统（2）或分拣机器人上；

服务器，其与多个分拣机器人无线连通，服务器能控制分拣机器人前进、后退、转弯，分拣机器人能将货物卸载在指定位置。