CN211768823U - 码垛系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种码垛系统，包括机械臂工作区以及搬运机器人。机械臂工作区设置有机械臂和容器摆放区，机械臂将货物抓取至容器摆放区处所摆放的容器上，搬运机器人将容器从机械臂工作区搬走，和/或将容器搬运至机械臂工作区。在上述对货物的码垛过程中，由机械臂将货物夹取至容器摆放区内的容器上，然后由搬运机器人将容器搬运走，以便进行下一环节，相较于现有技术中由人工将货物搬运至承载货物的容器的方式，自动化的码垛系统可以提高码垛过程的效率。

Description

码垛系统

技术领域

本申请属于物流领域，具体涉及一种码垛系统。

背景技术

在现有的物流场景中，一般是由传送装置将需要码垛的货物搬运至工作站，然后再由工作人员将需要搬运的货物人工搬运至承载货物的容器(例如托盘)上，然后再由搬运机器人把容器运送到货架上进行存储。

在上述过程中，由于引入了人工操作，因此，导致整个码垛过程的效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种码垛系统，以提高码垛过程的效率。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种码垛系统，所述码垛系统包括：机械臂工作区，所述机械臂工作区设置有机械臂和容器摆放区，所述机械臂将货物抓取至所述容器摆放区处所摆放的容器上；以及搬运机器人，所述搬运机器人用于将容器从所述机械臂工作区搬走，和/或，将容器搬运至所述机械臂工作区。在上述对货物的码垛过程中，由机械臂将货物夹取至容器摆放区内的容器上，然后由搬运机器人将容器搬运走，以便进行下一环节，相较于现有技术中由人工将货物搬运至承载货物的容器的方式，自动化的码垛系统可以提高码垛过程的效率。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述码垛系统还包括容器暂存区，所述容器暂存区用于暂时存放所述机械臂工作区在一段时间内不使用的容器；所述搬运机器人还用于在所述容器摆放区与所述容器暂存区之间搬运容器。如果某个容器短期用不上，搬运机器人会将其移动到容器暂存区暂存，对于即将用到的容器搬运机器人会将其换入机械臂工作区内的容器摆放区。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述搬运机器人来往于所述容器摆放区与所述容器暂存区之间的路线为多条。有利于避免搬运机器人来往于容器摆放区与容器暂存区两个区域时出现交通拥堵。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述码垛系统还设置有存放空容器的容器补给设备，所述搬运机器人还用于将所述容器补给设备所存放的空容器移动至所述容器摆放区。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述码垛系统还包括多个出口，所述搬运机器人还用于通过其中一个处于空闲状态的出口将需要进入下一工作环节的容器移出，可以减少搬运机器人出现路线堵死的情况，从而避免整个系统崩溃。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述搬运机器人用于通过就近的出口将需要进入下一工作环节的容器移出，避免位于最左边的搬运机器人每次都需要通过最右边的出口将容器移出的情况。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述码垛系统还设置有存放空容器的容器补给设备，所述容器补给设备设置在所述出口处，以便将容器交付给下一环节后的返程搬运机器人可以在经过出口时，将容器补给设备提供的空容器搬运至容器摆放区或者容器暂存区处，能够提高工作效率。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述搬运机器人来往于所述多个出口之间的路线为多条。如此设置，可以使得搬运机器人通过合适的线路在出口之间来回往返，避免发生拥堵，保证搬运机器人的行进效率。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述码垛系统还包括货物传送线，所述货物传送线包括单向传送机构以及与所述单向传送机构连通的多个传送分支，所述单向传送机构上与所述多个传送分支对应的位置分别设置有转向机构，所述转向机构用于改变所述单向传送机构上传送的货物的运送方向，以将所述货物传送至对应的传送分支上；

所述机械臂工作区的数量与所述传送分支的数量相同，且每个机械臂工作区设置在对应的传送分支的末端，所述机械臂工作区的机械臂用于将所述对应的传送分支上的货物抓取至对应的容器摆放区处摆放的目标容器上。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，在所述转向机构处设置有传感器，用于识别货物信息，以便将同一个类别的货物传输至同一个传送分支上被同一个机械臂处理。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述单向传送机构的传送轨迹为环形，可以对单向传送机构上的货物进行缓存，此外，还可以结合传感器对单向传送机构上的货物进行粗粒度分类。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述单向传送机构的在拐角区域呈弧线传送，在其余区域呈直线传送。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述多个传送分支沿所述单向传送机构的直线传送所在的区域所对应的直线边等间距地分布。一方面可以增加各个机械臂间的间距，保证有足够大的机械臂工作区供每个机械臂活动，避免机械臂之间相互碰撞；另一方面还可以预留足够大的空间来设置容器摆放区。容器摆放区的范围越大，能够同时摆放的容器也相应的越多，可以增加码垛系统的空间利用率。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之一。

图2示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之二。

图3示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之三。

图4示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之四。

图5示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之五。

图6示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之六。

图7示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之七。

图8示出本申请实施例提供的一种码垛系统的结构布局示意图之八。

图标：100-码垛系统；110-机械臂工作区；111-机械臂；A-容器摆放区；B-容器暂存区；120-搬运机器人；130-容器补给设备；140-出口；150-货物传送线；151-单向传送机构；152-传送分支；153-货物输入机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

同时，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

为了解决现有技术中的码垛方式所存在的缺陷，本申请实施例提供一种码垛系统，以提高码垛过程的效率。

为了便于理解，下面将对码垛系统的结构进行介绍。

请参阅图1，码垛系统100包括机械臂工作区110以及搬运机器人120。

其中，机械臂工作区110设置有机械臂111和容器摆放区A。

机械臂111的抓取部件存在一个可移动范围，容器摆放区A与机械臂111的可移动范围对应，且容器摆放区A可以以机械臂为中心。在容器摆放区A内摆放有容器(图1中用圆形进行示意)，例如托盘，以供机械臂111将货物抓取至容器摆放区A处所摆放的容器上。机械臂111的抓取部件可以为吸盘式、抓取式、电磁式或吊钩式等。

搬运机器人120用于将容器从机械臂工作区110搬走，例如某个容器已经盛满货物，处于满载状态时，搬运机器人120将处于满载状态的容器从机械臂工作区110运送至其他区域进行下一环节的作业，例如运送到货架上进行存储。

此外，搬运机器人120还可以用于将容器搬运至机械臂工作区110，例如搬运机器人120将空容器(即未承载货物的容器)搬运至机械臂工作区110供机械臂111使用。

此外，搬运机器人120在将容器从机械臂工作区110搬走后，对于机械臂工作区110存在容器空位，此时，搬运机器人120在返程时，可以将空容器搬运至机械臂工作区110供机械臂111使用，即搬运机器人120可以执行将容器从机械臂工作区110搬走以及将容器搬运至机械臂工作区110两种操作。

本申请中的搬运机器人120可以为各种形式的搬运机器人，只要能够实现容器的搬运即可。例如，搬运机器人120可以为顶升式AGV，可以将容器放置在顶部的托盘上搬运容器移动；搬运机器人120还可以通过自身的机械臂将容器夹抱起来进行移动；搬运机器人120还可以通过自身的货叉搬运容器移动；搬运机器人120还可以为牵引式AGV，可以通过自身的牵引机构(如挂钩等)与容器连接，然后牵引着容器移动(如容器上可以设置滚轮或滑轨等)。

请参看图2，在一种可选的实施方式中，在以机械臂为中心的容器摆放区A内可以分布多个用于摆放容器的点位，以便可以同时在容器摆放区A内摆放多个容器，例如5-7个。在这种实施方式下，相应的，为了提高搬运效率，与机械臂工作区110对应的搬运机器人120的数量也可以有多个。其中，搬运机器人120的数量与摆放容器的点位的数量可以相同，也可以不相同，此处不做过多限定。

当然，可以理解，码垛系统100还可以包括起到控制作用的控制器以及起到识别作用的传感器。控制器可以对机械臂111以及搬运机器人120所执行的动作进行控制，传感器可以对货物的信息进行获取并进行识别。其中，传感器可以是RFID读码器，此时，货物上设置有对应的RFID芯片，RFID读码器通过读取RFID芯片来获取货物信息；此外，传感器也可以为扫描仪，通过扫描货物上的标识符(如二维码、条形码等)来获取货物信息；此外，传感器也可以是摄像头，通过对拍摄到货物图像进行图像识别来获取货物信息。

在一种工作场景中，传感器获取货物信息后，将货物信息传递给控制器，由控制器根据货物信息对机械臂111传递控制指令，使得机械臂111根据控制指令对前一个工作环节所提供的多种货物进行分类，以将属于同一个种类的货物抓取至同一个容器中。

假设在容器摆放区A处摆放有多个容器，每个容器可以用于承载一种特定种类的货物，机械臂111用于将对应的货物抓取至对应的容器内。在这种应用场景下，请参看图3，作为一种可选的实施方式，码垛系统100还可以包括容器暂存区B，容器暂存区B用于暂时存放机械臂工作区110在一段时间内不使用的容器(图中以三角形进行示意)。例如，码垛系统100监测到短时间内不存在与第一容器对应种类的货物，那么第一容器即为一段时间内不使用的容器。在这种实施方式下，搬运机器人120还用于在容器摆放区A与容器暂存区B之间搬运容器，例如将容器摆放区A内一段时间不使用的容器搬运至容器暂存区B。相应的，搬运机器人120还可以用于将容器暂存区B内即将要使用的容器搬运至容器摆放区A。

此外，在一种可选的实施方式中，搬运机器人120来往于容器摆放区A与容器暂存区B之间的路线可以为多条，例如如图3中所示的两条(图3中用虚线表示线路)。在多条线路中，至少包括一条只用于搬运机器人120通往容器摆放区A的线路，以及至少包括一条只用于搬运机器人120通往容器暂存区B的线路，且多条线路不重叠。如此设置，有利于避免搬运机器人120来往于容器摆放区A与容器暂存区B两个区域时出现交通拥堵的问题。

其中，为了减少搬运机器人120在容器摆放区A与容器暂存区B之间搬运容器时所需移动的距离，容器暂存区B可以设置在机械臂工作区110内，并靠近容器摆放区A。

请参看图4，作为一种可选的实施方式，码垛系统还设置有存放空容器的容器补给设备130。

当容器为托盘时，容器补给设备130可以是指用于将托盘集中收起的设备，例如叠托盘机。当搬运机器人120运动至容器补给设备130下方时，容器补给设备130可以将托盘释放到搬运机器人120上。当然，此处的叠托盘机仅为示例，可以理解，其他具备类似功能的设备均可以作为容器补给设备130的一种实施方式。

搬运机器人120还可以用于将容器补给设备130所存放的空容器移动至容器摆放区A。当然，在一种实施方式中，搬运机器人120也可以用于将容器补给设备130所存放的空容器移动容器暂存区B。

请继续参看图4，作为一种可选的实施方式，码垛系统100还可以包括多个出口140(图4中仅示出2个)。搬运机器人120在将处于满载状态的容器从机械臂工作区110运送至其他区域进行下一环节的作业时，可以通过其中一个处于空闲状态的出口140将满载状态的容器移出，从而可以减少搬运机器人120出现路线堵死的情况，从而避免整个系统崩溃。

此外，当出口140正在被某一个搬运机器人120使用时，其他需要通过出口140的搬运机器人120需要进行等待。而多个出口140的设置，可以减少搬运机器人120出现等待的概率，从而可以避免搬运机器人120产能的浪费，提高整个码垛系统的工作效率低。

可选的，当设置多个出口140后，例如图4中左右两侧各设置一个出口140，控制器还可以控制搬运机器人120从就近的出口将需要进入下一工作环节的容器移出，从而避免位于最左边的搬运机器人120每次都需要通过最右边的出口140将容器移出的情况。

当码垛系统100同时设置有容器补给设备130以及出口140时，可以将容器补给设备130设置在出口140处，以便将容器交付给下一环节后的返程搬运机器人120，该返程搬运机器人120可以在经过出口140时，将容器补给设备130提供的空容器搬运至容器摆放区A或者容器暂存区B处。

此外，当在码垛系统100内设置有多个出口140时，也可以相应的设置多个容器补给设备130，使得容器补给设备130与出口140形成一一对应的关系，从而避免位于最左边的搬运机器人120需要通过设置在最右边的容器补给设备130为机械臂工作区110补充空容器的情况，实现均衡。

此外，根据上文的描述可知，搬运机器人120有通往相对应的两侧的可能，例如如图4中所示的在码垛系统100的左右两侧分别设置有出口140后，搬运机器人120可以根据实际情况通往左右两侧不同的出口140。此时，为了避免不同的搬运机器人120在往返时发生拥堵，作为一种可选的实施方式，用于机器人往返于两侧的路线可以包括多条，例如如图5中所示的在两个出口140之间设置有两条线路(值得指出的是，在两条线路交叉的地方可以供搬运机器人120转弯)。如此设置之后，控制器可以根据实际情况灵活地控制搬运机器人120在左右两侧之间来回往返，避免两个搬运机器人120在同一条线路上相向而行发生拥堵的概率，保证搬运机器人120的行进效率。

此外，请参看图6，码垛系统100还可以包括货物传送线150。

货物传送线150用于向机械臂工作区110运送货物，包括单向传送机构151以及与单向传送机构151连通的多个传送分支152，在单向传送机构151上与多个传送分支152对应的位置分别设置有转向机构(图中未示出)。

其中，单向传送机构151可以为皮带式输送机、滚筒输送机、板链输送机、网带输送机和链条输送机等。

在一种可选的实施方式中，单向传送机构151的传送轨迹可以为一条直线。

在另一种可选的实施方式中，单向传送机构151的传送轨迹可以为环形。当把单向传送机构151的传送轨迹设置为环形后，可以对单向传送机构151上的货物进行缓存。

其中，环形可以为图6所示的椭圆形，也可以为其他不规则的环形，例如如图7所示的，在单向传送机构151的拐角区域设置为弧线，在单向传送机构151的其余区域设置为直线，使得单向传送机构151的在拐角区域呈弧线传送，在其余区域呈直线传送。由于两点之间直线最短，因此，将单向传送机构151的一些区域设置为直线，可以减少用于构建单向传送机构151的材料，降低单向传送机构的成本。

此外，当单向传送机构151的拐角区域设置为弧线，其余区域设置为直线，且当货物传送线150设置有多个传送分支152时，多个传送分支沿单向传送机构151的直线传送所在的区域所对应的直线边等间距地分布。如此设置，一方面可以增加各个机械臂111间的间距，保证足够大的机械臂工作区110供每个机械臂111活动，避免机械臂111之间相互碰撞；另一方面还可以预留足够大的空间来设置容器摆放区A，而容器摆放区A的范围越大，能够同时摆放的容器也相应的越多，增加码垛系统100的空间利用率。

转向机构用于改变单向传送机构151上传送的货物的运送方向，以将货物传送至对应的传送分支152上。

在一种可选的实施方式中，可以在转向机构处设置传感器，用于识别货物信息。控制器可以根据货物的信息确定其对应的传送分支152，并在该货物到达其对应的传送分支152处的转向机构时，控制转向机构将该货物传送到对应的传送分支152上，例如，将同一个类别的货物传送到同一个传送分支152上，由同一个机械臂111来处理。

此外，由于单向传送机构151为环形，因此，还可以结合控制器以及传感器，将某一类暂时不需要处理的货物在单向传送机构151上进行循环(例如将同一个货物多传送几圈)，待该类货物的数量足够多时，再通过单向传送机构151将该类货物连续地传送至对应的传送分支152上，使得对应的机械臂111能够连续集中地将该类货物码到对应的容器中。此时，对于机械臂111而言，在一段时间内使用到的容器类型相同，因此，可以减少不同类型的容器在容器摆放区A与容器暂存区B之间的移动，避免搬运机器人120由于移动容器所浪费的时间，还可以减少搬运机器人120来回移动的频率，降低交通拥堵。

与上文类似的，传感器可以是RFID读码器，此时，货物上设置有对应的RFID芯片，RFID读码器通过读取RFID芯片来获取货物信息；此外，传感器也可以为扫描仪，通过扫描货物上的标识符(如二维码、条形码等)来获取货物信息；此外，传感器也可以是摄像头，通过对拍摄到货物图像进行图像识别来获取货物信息。当然，上文中用于协助机械臂111对货物进行分类的传感器可以与转向机构处设置的传感器为同一个传感器。

此外，在一种可选的实施方式中，设置在转向机构处的传感器也可以为计数设备，相应的，码垛系统100还可以包括用于获取货物信息的传感器，例如上文中所述的扫描仪。此处的传感器用于在货物到达转向机构之前获取货物信息，并记录每个货物的顺序以及类别。后续当货物经过转向机构时，位于转向机构处的计数设备对货物进行计数，用于根据计数信息确定货物的传输路径。其中，计数设备可以是光电传感器、压力传感器等，一旦有货物经过，传感器产生感应信号，实现计数功能。

此外，机械臂工作区110的数量与传送分支152的数量相同，且每个机械臂工作区110设置在对应的传送分支152的末端，机械臂工作区110的机械臂111用于将对应的传送分支152上的货物抓取至对应的容器摆放区A处摆放的目标容器上。

当然，在一种可选的实施方式中，货物传送线150上的货物可以如图8所示的来自于与单向传送机构151连通的货物输入机构153，也可以来自于其他机构，例如可以在单向传送机构151的一些地方设置工作站，由人工往单向传送机构151上放置货物。

综上所述，本申请实施例提供一种码垛系统100，包括机械臂工作区110以及搬运机器人120。机械臂工作区110设置有机械臂111和容器摆放区A，机械臂111将货物抓取至容器摆放区A处所摆放的容器上，搬运机器人120用于将容器从机械臂工作区110搬走，和/或，将容器搬运至机械臂工作区110。在上述对货物的码垛过程中，由机械臂111将货物夹取至容器摆放区A内的容器上，然后由搬运机器人120将容器搬运走，以便进行下一环节，相较于现有技术中由人工将货物搬运至承载货物的容器的方式，自动化的码垛系统100可以提高码垛过程的效率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

Claims (13)

1.一种码垛系统，其特征在于，所述码垛系统包括：

机械臂工作区，所述机械臂工作区设置有机械臂和容器摆放区，所述机械臂将货物抓取至所述容器摆放区处所摆放的容器上；以及，

搬运机器人，所述搬运机器人用于将容器从所述机械臂工作区搬走，和/或，将容器搬运至所述机械臂工作区。

2.根据权利要求1所述的码垛系统，其特征在于，所述码垛系统还包括容器暂存区，所述容器暂存区用于暂时存放所述机械臂工作区在一段时间内不使用的容器；所述搬运机器人还用于在所述容器摆放区与所述容器暂存区之间搬运容器。

3.根据权利要求2所述的码垛系统，其特征在于，所述搬运机器人来往于所述容器摆放区与所述容器暂存区之间的路线为多条。

4.根据权利要求1所述的码垛系统，其特征在于，所述码垛系统还设置有存放空容器的容器补给设备，所述搬运机器人还用于将所述容器补给设备所存放的空容器移动至所述容器摆放区。

5.根据权利要求1所述的码垛系统，其特征在于，所述码垛系统还包括多个出口，所述搬运机器人还用于通过其中一个处于空闲状态的出口将需要进入下一工作环节的容器移出。

6.根据权利要求5所述的码垛系统，其特征在于，所述搬运机器人用于通过就近的出口将需要进入下一工作环节的容器移出。

7.根据权利要求5所述的码垛系统，其特征在于，所述码垛系统还设置有存放空容器的容器补给设备，所述容器补给设备设置在所述出口处。

8.根据权利要求5所述的码垛系统，其特征在于，所述搬运机器人来往于所述多个出口之间的路线为多条。

9.根据权利要求1所述的码垛系统，其特征在于，所述码垛系统还包括货物传送线，所述货物传送线包括单向传送机构以及与所述单向传送机构连通的多个传送分支，所述单向传送机构上与所述多个传送分支对应的位置分别设置有转向机构，所述转向机构用于改变所述单向传送机构上传送的货物的运送方向，以将所述货物传送至对应的传送分支上；

所述机械臂工作区的数量与所述传送分支的数量相同，且每个机械臂工作区设置在对应的传送分支的末端，所述机械臂工作区的机械臂用于将所述对应的传送分支上的货物抓取至对应的容器摆放区处摆放的目标容器上。

10.根据权利要求9所述的码垛系统，其特征在于，在所述转向机构处设置有传感器，用于识别货物信息。

11.根据权利要求9所述的码垛系统，其特征在于，所述单向传送机构的传送轨迹为环形。

12.根据权利要求11所述的码垛系统，其特征在于，所述单向传送机构的在拐角区域呈弧线传送，在其余区域呈直线传送。

13.根据权利要求12所述的码垛系统，其特征在于，所述多个传送分支沿所述单向传送机构的直线传送所在的区域所对应的直线边等间距地分布。

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