CN211002998U - 一种智能二级库 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能二级库，包括至少一个货架单元、移动组件、抓取组件和控制单元，货架单元包括若干存储料箱的存储格和沿货架方向设置的导轨；移动组件，安装于所述货架单元上，与所述导轨连接；抓取组件包括底座和机械手，所述底座与所述移动组件连接，所述机械手与所述底座连接；控制单元，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与所述移动组件、所述抓取组件通讯连接，控制所述移动组件带动所述机械手移动到目标物料上方，以及控制所述机械手抓取物料。本实用新型公开的智能二级库解决了找料难的问题，提高了存储效率和抓取的准确性。

Description

一种智能二级库

技术领域

本实用新型涉及物流机械领域，特别涉及一种智能二级库。

背景技术

目前单位对耗材的管理方式为：每个单位一般设有中心仓库(一级库)和处于各部门的中间库(二级库)，每级仓库设有专门的仓库保管员，对耗材的出入库进行管理。传统的二级库不够智能，使用物料时，需要人工从货架上取下，人工取料需要花费大量的人力和时间去寻找物料，存储效率极低。现在还有一些二级库采用机器人取料，主要依靠图像识别技术识别物料，图像识别技术要求：(1)效率、准确率高的识别算法；(2)高质量的相机。目前，识别算法的效率和准确率还有待进一步提高，而高质量的相机其成本一般也较高，对于智能二级库而言急需新的技术方案来实现大量物料的高效、准确抓取。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的智能二级库。

一种智能二级库，包括至少一个货架单元、移动组件、抓取组件和控制单元，其中：

货架单元，包括若干存储料箱的存储格和沿货架方向设置的导轨；

移动组件，安装于所述货架单元上，与所述导轨连接；

抓取组件，包括底座和机械手，所述底座与所述移动组件连接，所述机械手与所述底座连接；

控制单元，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与所述移动组件、所述抓取组件通讯连接，控制所述移动组件带动所述机械手移动到目标物料上方，以及控制所述机械手抓取物料。

进一步的，所述移动组件包括X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块，其中：

X轴移动模块包括与所述导轨平行设置的X轴滑轨和X轴移动滑块，所述X轴移动滑块两端分别嵌入所述导轨和所述X轴滑轨中；

Y轴移动模块包括与所述X轴移动滑块固定连接的Y轴滑轨、嵌入所述Y轴滑轨的Y轴移动滑块，所述Y轴滑轨与所述X轴滑轨垂直设置；

Z轴移动模块包括与所述Y轴移动滑块固定连接的Z轴滑轨、嵌入所述Z轴滑轨的Z轴移动滑块，所述Z轴滑轨与所述Y轴滑轨垂直设置，所述Z轴移动滑块与所述底座连接。

进一步的，所述智能二级库还包括视觉识别装置，所述视觉识别装置安装于所述底座上，所述视觉识别装置与所述控制单元通讯连接，采集料箱内物料的图像并将采集的图像传递给控制单元，控制单元处理图像并调整机械手的运动轨迹。

进一步的，所述视觉识别装置采用3D相机。

进一步的，所述视觉识别装置采用2D相机，所述智能二级库还包括设置于所述底座上的激光测距仪，用于测量机械手与物料之间的距离，所述激光测距仪与所述控制单元通讯连接。

进一步的，所述智能二级库还包括抓取判断装置，用于判断所述机械手是否抓取成功。

进一步的，所述机械手采用吸盘，所述抓取判断装置采用气压开关；或所述机械手采用夹爪，所述抓取判断装置采用磁性开关。

进一步的，还包括传输装置，承载并输送所述抓取组件抓取的物料，所述传输装置安装于所述货架单元底部。

进一步的，所述移动组件安装于所述货架单元的顶部上方或顶部下方或侧面。

进一步的，所述传输装置两侧设有挡板。

基于上述技术方案，本实用新型较现有技术而言的有益效果为：

本实用新型公开的智能二级库，包括至少一个货架单元、移动组件、抓取组件和控制单元，货架单元包括若干存储料箱的存储格和沿货架方向设置的导轨，移动组件安装于所述货架单元上，并与所述导轨连接；抓取组件包括底座和机械手，机械手能在移动组件的带动下向目标物料移动，所述底座与所述移动组件连接，所述机械手与所述底座连接；控制单元，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与所述移动组件、所述抓取组件通讯连接，控制所述移动组件带动所述机械手移动到目标物料上方，以及控制所述机械手抓取物料。由于料箱内物料的位置信息已经存入控制单元中，抓取物料时只需在控制单元中匹配物料的位置信息，机械手就能准确地到达目标上方并取出物料，无需借助复杂的图像识别算法及设备，以低成本解决了找料难的问题，并且每个物料对应一个坐标，抓取的准确性也很高。

附图说明

图1是一些实施例中，智能二级库的立体结构示意图；

图2是一些实施例中，智能二级库的移动组件和抓取组件的结构示意图；

图3是一些实施例中，智能二级库的移动组件和抓取组件的局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种智能二级库，如图1所示，包括至少一个货架单元10、移动组件20、抓取组件30和控制单元40，其中：

货架单元10，包括若干存储料箱的存储格11和沿货架方向设置的导轨12。为了更多的存储物料，本实施例中，货架单元10设置有4层。

移动组件20，安装于货架单元10上，与导轨12连接。每层货架单元10都对应设置一个移动组件20。对于货架单元10只有一层的情况，货架单元10顶部可以是镂空的，移动组件20可以安装于货架单元10的顶部上方；对于货架单元10设有多层的情况，移动组件20可以安装于货架单元10的顶部下方或侧面，当然，为了更好地利用空间，优选移动组件20安装于货架单元10顶部下方的方案。

在一些实施例中，结合图2和图3所示，移动组件20包括X轴移动模块21、Y轴移动模块22和Z轴移动模块23，其中：

X轴移动模块21包括与导轨12平行设置的X轴滑轨211和X轴移动滑块212，所述X轴移动滑块212两端分别嵌入导轨12和X轴滑轨211中；

Y轴移动模块22包括与X轴移动滑块212固定连接的Y轴滑轨221、嵌入Y轴滑轨221的Y轴移动滑块222，Y轴滑轨221与X轴滑轨211垂直设置；

Z轴移动模块23包括与Y轴移动滑块固定连接的Z轴滑轨231、嵌入Z轴滑轨231的Z轴移动滑块232，Z轴滑轨与Y轴滑轨221垂直设置，Z轴移动滑块232与底座31连接。

该移动组件20能带动机械手32沿X轴、Y轴、Z轴三个方向运动，只需在控制单元中匹配物料的位置信息，移动组件20能带动机械手32到达目标物料上方，以实现物料的抓取。

抓取组件30，结合图2和图3所示，包括底座31和机械手32，底座31与移动组件20连接，机械手32与底座31连接。机械手32可以采用吸盘或夹爪，由于吸盘抓取物料时不占用物料周围的空间，物料可以摆放的更加紧凑，相同的空间可以放置更多的物料，因此优选采用吸盘。

控制单元40(图中未示出)，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与移动组件20、抓取组件30通讯连接，控制移动组件20带动机械手32移动到目标物料上方，以及控制机械手32抓取物料。

位置信息可以采用坐标的形式，由于每个料箱的规格尺寸已知，每个料箱在货架单元10的位置也能知道，若料箱内按一定规则摆放物料，则也可以推算出每个物料对应的坐标范围。在一些实施例中，优选设有隔档的料箱，物料可以整齐地码放在料箱内，控制单元40可以根据接收的所需物料指令去对应的位置抓取物料。比如，图1中货架单元右上角为1号料箱，其坐标为料箱为2号料箱。1号料箱内存储有整齐排列(3行2列)的药品A，2号料箱内存储有整齐排列(4行3列)的药品B，当把料箱的大小及物料的种类、摆放规则输入控制单元40后，控制单元40便能计算出每个物料对应的坐标范围。在一些实施例中，可以将每个物料的坐标范围或者中心点的位置的坐标存入控制单元40中。当控制单元40接收了所需物料指令后，便会将所需物料与存储的物料位置信息进行匹配，在确定了目标物料的位置信息，控制单元40就能控制移动组件20带动机械手32准确地到达物料上方并取出物料。比如，控制单元40接收到需要两盒药品A的指令，则控制单元40找到与药品A对应的6个位置信息，读取1个位置信息后，便控制移动组件20带动机械手32准确地到达1号料箱抓取一盒药品A送至物料出口，然后控制单元40再读取下个位置信息，再控制移动组件20带动机械手32准确地到达第二盒药品A的位置。

当然，一个料箱内甚至可以存储多样物料，只要这些物料按一定规则排列，控制单元40能方便计算出物料的位置信息，以保障后续抓取操作能准确实施。

可以理解的，在一些情况下，物料及其对应的位置信息也可以预先输入到控制单元40中，无需控制单元计算。

本实用新型公开的智能二级库，包括至少一个货架单元10、移动组件20、抓取组件30和控制单元40，货架单元10包括若干存储料箱的存储格11和沿货架方向设置的导轨12，移动组件20安装于货架单元10上，并与导轨12连接；抓取组件30包括底座31和机械手32，机械手32能在移动组件20的带动下向目标物料移动，底座31与移动组件20连接，机械手32与底座31连接；控制单元40，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与移动组件20、抓取组件30通讯连接，控制移动组件20带动机械手32移动到目标物料上方，以及控制机械手32抓取物料。由于料箱内物料的位置信息已经存入控制单元40中，抓取物料时只需在控制单元40中匹配物料的位置信息机械手32就能准确地到达目标上方并取出物料，无需借助复杂的图像识别算法及设备，以低成本解决了找料难的问题，并且每个物料对应一个坐标，抓取的准确性也很高。

在一些实施例中，如图1所示，智能二级库还包括传输装置70，传输装置70安装于货架单元10底部，放置于料箱旁，承载机械手32抓取来的物料，并将物料传输至下一工位。传输装置70两侧还可以设置挡板71，防止物料从传输装置70两侧掉落。

实施例二

大量的物料抓取操作，不可避免的会出现抓取失败的情况，因此还需设置抓取判断装置来告知抓取失败情况，并及时解决抓取失败的问题。

一种智能二级库，如图1所示，包括至少一个货架单元10、移动组件20、抓取组件30、控制单元40、抓取判断装置，其中：

货架单元10，包括若干存储料箱的存储格11和沿货架方向设置的导轨12。为了更多的存储物料，本实施例中，货架单元10设置有4层。

移动组件20，安装于货架单元10上，与导轨12连接。在本实施例中，为了更好地利用空间，优选移动组件20安装于货架单元10顶部下方的方案。

在一些实施例中，结合图2和图3所示，移动组件20包括X轴移动模块21、Y轴移动模块22和Z轴移动模块23，其中：

X轴移动模块21包括与导轨12平行设置的X轴滑轨211和X轴移动滑块212，所述X轴移动滑块212两端分别嵌入导轨12和X轴滑轨211中；

Y轴移动模块22包括与X轴移动滑块212固定连接的Y轴滑轨221、嵌入Y轴滑轨221的Y轴移动滑块222，Y轴滑轨221与X轴滑轨211垂直设置；

Z轴移动模块23包括与Y轴移动滑块固定连接的Z轴滑轨231、嵌入Z轴滑轨231的Z轴移动滑块232，Z轴滑轨与Y轴滑轨221垂直设置，Z轴移动滑块232与底座31连接。

该移动组件20能带动机械手32沿X轴、Y轴、Z轴三个方向运动，只要在控制其中输入目标物料的X轴、Y轴、Z轴坐标，移动组件20能带动机械手32到达目标物料上方，以实现物料的抓取。

抓取组件30，结合图2和图3所示，包括底座31和机械手32，底座31与移动组件20连接，机械手32与底座31连接。机械手32可以采用吸盘或夹爪，由于吸盘抓取物料时不占用物料周围的空间，物料可以摆放的更加紧凑，相同的空间可以放置更多的物料，因此优选采用吸盘。

控制单元40(图中未示出)，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与移动组件20、抓取组件30通讯连接，控制移动组件20带动机械手32移动到目标物料上方，以及控制机械手32抓取物料。

抓取判断装置(图中未标出)，与控制单元40电信号连接，用于判断所述机械手32是否抓取成功，并将判断结果发送给控制单元。

在一些实施例中，机械手32采用吸盘，抓取判断装置采用气压开关。当机械手32采用吸盘时，由于吸盘是采用真空来吸取物料的，抓取判断装置可以采用气压开关，通过监测吸盘的气压来判断机械手32是否抓取成功，例如，当气压开关监测到的气压值达到几十Mpa时，说明吸盘的真空度比较高，机械手32抓取物料成功；当气压开关监测到的气压值为零点几Mpa或负值时，说明吸盘的真空度比较低，机械手32抓取物料失败。

在另一些实施例中，机械手32采用夹爪，抓取判断装置采用磁性开关。当机械手32采用夹爪时，抓取判断装置可以采用磁性开关，通过测量夹爪之间的距离来判断机械手32是否抓取成功，例如，当夹爪之间的距离刚好处于物料的尺寸范围之中时，则机械手32抓取物料成功；当夹爪之间的距离小于物料的尺寸或接近于零时，则机械手32抓取物料失败。

为了解决抓取失败的问题，结合图2和图3所示，智能二级库还包括视觉识别装置50，视觉识别装置50与底座31连接，视觉识别装置50与控制单元40通讯连接，抓取失败时，视觉识别装置50开启，采集料箱内物料的图像并将采集的图像传递给控制单元40，用户可以根据采集的图像进一步了解抓取失败的原因，比如料箱内物料为粘性柔性材质，某些误操作造成料箱内物料挤压，一次抓取操作还抓取了目标物料周边的物料，周边物料已经被抓取则下次必定抓取失败。在清楚了抓取失败原因后，控制单元40调整机械手32的运动轨迹，重新抓取目标物料。

在一些实施例中，视觉识别装置50可以是3D相机，视觉识别装置50将采集的立体图像传递给控制单元40，控制单元40根据采集的立体图像就能分析出物料的准确的X轴、Y轴、Z轴坐标，并控制机械手32运动至目标位置抓取物料。

在一些实施例中，视觉识别装置50也可以是2D相机，视觉识别装置50将采集的平面图像传递给控制单元40，控制单元40根据采集的平面图像只能分析出物料的准确的X轴、Y轴坐标，还缺少Z轴方向的信息，因此为了实现物料的准去抓取，则还需在Z轴方向设置具有测距功能的装置。优选的，该智能二级库还包括激光测距仪60，激光测距仪60设置于底座31上，能获取机械手32与物料之间的距离，控制单元40可控制机械手32移动至相应的距离，实现物料抓取。

为了减少器件损坏、减少不必要的耗能，视觉识别装置50可以在有抓取判断装置判断抓取失败时才启动。

本实用新型公开的智能二级库与实施例一相比，不仅能够智能、低成本、高效的找到物料，还能判断抓取是否失败，在物料抓取失败还能为抓取失败的情况提供一些图像数据供用户分析，为及时解决抓取失败的问题提供了帮助。本实用新型的智能二级库的自动化程度高，极大提高了二级库的库存效率。

在一些实施例中，如图1所示，智能二级库还包括传输装置70，传输装置70安装于货架单元10底部，放置于料箱旁，承载机械手32抓取来的物料，并将物料传输至下一工位。传输装置70两侧还可以设置挡板71，防止物料从传输装置70两侧掉落。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种智能二级库，其特征在于，包括至少一个货架单元、移动组件、抓取组件和控制单元，其中：

货架单元，包括若干存储料箱的存储格和沿货架方向设置的导轨；

移动组件，安装于所述货架单元上，与所述导轨连接；

抓取组件，包括底座和机械手，所述底座与所述移动组件连接，所述机械手与所述底座连接；

控制单元，预先存储有与料箱内物料对应的位置信息，与所述移动组件、所述抓取组件通讯连接，控制所述移动组件带动所述机械手移动到目标物料上方，以及控制所述机械手抓取物料。

2.如权利要求1所述的智能二级库，其特征在于，所述移动组件包括X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块，其中：

X轴移动模块包括与所述导轨平行设置的X轴滑轨和X轴移动滑块，所述X轴移动滑块两端分别嵌入所述导轨和所述X轴滑轨中；

Y轴移动模块包括与所述X轴移动滑块固定连接的Y轴滑轨、嵌入所述Y轴滑轨的Y轴移动滑块，所述Y轴滑轨与所述X轴滑轨垂直设置；

Z轴移动模块包括与所述Y轴移动滑块固定连接的Z轴滑轨、嵌入所述Z轴滑轨的Z轴移动滑块，所述Z轴滑轨与所述Y轴滑轨垂直设置，所述Z轴移动滑块与所述底座连接。

3.如权利要求1所述的智能二级库，其特征在于，还包括视觉识别装置，所述视觉识别装置安装于所述底座上，所述视觉识别装置与所述控制单元通讯连接，采集料箱内物料的图像并将采集的图像传递给控制单元，控制单元处理图像并调整机械手的运动轨迹。

4.如权利要求3所述的智能二级库，其特征在于，所述视觉识别装置采用3D相机。

5.如权利要求3所述的智能二级库，其特征在于，所述视觉识别装置采用2D相机，所述智能二级库还包括设置于所述底座上的激光测距仪，用于测量机械手与物料之间的距离，所述激光测距仪与所述控制单元通讯连接。

6.如权利要求1所述的智能二级库，其特征在于，还包括与控制单元电信号连接的抓取判断装置，用于判断所述机械手是否抓取成功，并将判断结果发送给控制单元。

7.如权利要求6所述的智能二级库，其特征在于，所述机械手采用吸盘，所述抓取判断装置采用气压开关；或所述机械手采用夹爪，所述抓取判断装置采用磁性开关。

8.如权利要求1-7任一项所述的智能二级库，其特征在于，还包括传输装置，承载并输送所述抓取组件抓取的物料，所述传输装置安装于所述货架单元底部。

9.如权利要求1所述的智能二级库，其特征在于，所述移动组件安装于所述货架单元的顶部上方或顶部下方或侧面。

10.如权利要求8所述的智能二级库，其特征在于，所述传输装置两侧设有挡板。

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