CN212633464U - 一种仓储分拣机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种仓储分拣机器人，其包括移动底盘，暂存架、升降机构和机械臂，所述机械臂通过升降机构与移动底盘连接，所述暂存架设置在所述移动底盘上，用于暂存目标货物，所述机械臂的末端连接机械手，所述机械手包含推送机构，推送机构连接吸盘，回转电机和深度摄像头，所述机械手末端关节下方设有可伸缩的托盘。采用本实用新型的技术方案，可以实现针对不同大小、不同重量、不同形状和不同软硬的货物采用不同的方式进行抓取，从而实现更加精准的“货物到人”，避免了分拣过程中机器人需要搬运整个货架，而且取物过程更加安全、稳定、可靠，更好的保护货物。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种仓储分拣机器人。
背景技术
现代电子商务行业和物流行业的迅速发展，随之而来的是仓储分拣出入货工作的大量需求。随着机器人技术的不断发展，出现了采用机器人将存放有待取放货物的货架搬运至人工工位，再由人工工位将货架上的产品取出放入订单箱中。但这种“货架到人”的分拣方式，需要机器人将整个货架搬运至拣货区域，增加了机器人搬运的负载，造成了极大的资源浪费。
已公开的技术中，为以解决传统“货架到人”拣选方式带来的资源和能耗浪费，提出了“货箱到人”的拣选方式，即采用搬运机器人将目标货箱而非目标货架搬运至拣选区，然而这种方式仍然存在不能直接搬运目标货物，搬运不够精准的局限。
除此之外，有利用视觉系统识别并且利用机械手直接抓取目标货物的。但是由于货物有大有小，有重有轻，有软有硬，导致该机械手抓取货物不同货物时成功率很低。上述技术方案解决不了货物在货仓摆放的高低差距很大、重量差距大的货物的取货问题，适用范围狭窄，无法解决货仓分拣货物取放的需求。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型公开了一种仓储分拣机器人，能实现对不同大小、不同重量、不同形状和不同软硬的货物进行直接抓取分拣和搬运，无需搬运目标货物所在的货架或货箱。
对此，本实用新型的技术方案为：
一种仓储分拣机器人，包括移动底盘，暂存架、升降机构和机械臂，所述移动底盘用于驱动机器人的行走至目标位置，所述暂存架用于暂存目标货物，所述升降机构用于控制机械臂在高度方向上的运动，所述机械臂用于取放目标货物。
所述移动底盘设有供电模块、控制模块和运动模块，所述控制模块与供电模块、运动模块连接，所述控制模块与升降机构、机械臂连接；所述深度摄像头与控制模块连接。
所述暂存架设置在所述移动底盘上，暂存架上的隔板数量和每两层隔板在高度方向的间距可以灵活调整。
所述升降机构设置在移动底盘的上方，暂存架的前方，升降机构连接机械臂。
所述机械臂包括依次连接的第一臂、第二臂和机械手。
进一步的，所述机械手包含一个推送机构，推送机构为电动丝杆。
进一步的，所述机械手的推送机构末端安装有真空吸盘，真空吸盘连接回转电机。
进一步的，所述机械手的推送机构末端安装深度摄像头。
进一步的，所述机械手末端关节下方设有可伸缩的承重托盘，可伸缩的承重托盘与电动丝杆连接。
进一步的，机器人可以预先获取货物的摆放高度，把机械臂调整到货物摆放货架的已知高度，机器人在仓库运动的过程中，机械臂上的深度摄像头识别寻找货架上的二维码，当找到目标抓取货物的二维码时，移动底盘停止运动，承重托盘根据目标货物的大小伸出适当长度，末端推拉杆把抓取模块推出，抓取货物，然后末端推拉杆把货物拖拉到承重托盘上完成抓取任务。
作为本实用新型的进一步改进，所述真空吸盘为海绵真空吸盘，便于吸附不同形状的货物。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型的技术方案提供了一种仓储分拣机器人的硬件结构，可以实现了针对不同大小、不同重量、不同形状和不同软硬的货物采用不同的方式进行抓取分拣，而且取物过程更加安全、稳定、可靠，更好的保护货物；特别对于较重的货物，机械手可以先把较重的货物先从放置的地方拖出拉到承重托盘上，让承重托盘起主要承托货物重量，使得货物的取放更加安全、可靠。与传统的“货架到人”和“货箱到人”相比，实现了“货物到人”的分拣效果。
附图说明
图1是本实用新型的一种仓储分拣机器人的结构示意图。
图2是本实用新型的仓储分拣机器人的移动底盘的框图。
图3是本实用新型的一种仓储分拣机器人和货架实现对接的示意图。
图4是本实用新型的机械手的结构示意图。
图5是本实用新型的一种仓储分拣机器人取放轻便类货物的工作状态图。
图6是本实用新型的一种仓储分拣机器人取放厚重类货物的工作状态图。
图7是本实用新型的一种仓储分拣机器人取放薄片类货物的工作状态图。
图中：1-移动底盘；11-供电模块；12-控制模块；13-运动模块；
2-暂存架；3-升降机构；
4-机械臂；41-第一臂；42-第二臂；43-机械手；431-推送机构；432-真空吸盘；433-回转电机；434-深度摄像头；435-承重托盘；
5-目标货物；6-货架。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-图3所示，本实施例提供的一种仓储分拣机器人，包括：包括移动底盘1，用于实现仓储分机器人前进、后退及转弯运动；暂存架2，设置在所述移动底盘1上，暂存架2上的隔板数量和每两层隔板在高度方向的间距可以灵活调整，用于暂时存放目标货物6；升降机构3，设置在移动底盘1的上方，暂存架2的前方，升降机构3与机械臂4连接，用于控制机械臂4在高度方向上的运动；机械臂4，用于取放存放在货架6上的目标货物5。机械臂4包括依次连接的第一臂41、第二臂42和机械手43。
如图3所示，机械手43包含一个推送机构41，推送机构为电动丝杆驱动，可以精准控制推送行程。推送机构431末端安装有真空吸盘432，真空吸盘432连接回转电机433，可实现垂直和水平吸附方向的切换。推送机构431末端还安装有深度摄像头434。机械手43下方设有可伸缩的承重托盘435，承重托盘435与电动丝杆连接。
移动底盘1内设有供电模块11、控制模块12和运动模块13；所述运动模块13包括包含移动底盘1下方的电机，电机驱动器，差动轮，所述移动底盘1的下方设有脚轮，所述控制模块12与供电模块11连接，所述控制模块12与升降机构3、机械臂4、运动模块13连接；所述摄像头434与控制模块12电连接。其中，控制模块12可以将速度指令发送至运动模块13，进而控制移动底盘1的速度和转向角度。
机器人可以预先获取目标货物5的摆放高度，把机械臂4调整到目标货物5摆放货架的已知高度，机器人在仓库运动的过程中，机械臂4上的深度摄像头434识别寻找货架上的二维码，当找到目标抓取货物的二维码时，移动底1盘停止运动，承重托盘435根据目标货物5的大小伸出适当长度，末端推拉杆431把真空吸盘432推出，抓取货物5，然后末端推拉机构431把货物5拖拉到承重托盘435上完成抓取任务。
本实施例的仓储分拣机器人的硬件可以人工进行半自动控制，也可以结合现有技术的控制技术实现更好的自动化取货。当机器人收到提取特定货物指令时，机器人在移动底盘1的驱动下，按预先设定的路线运行到所提取货物5的位置，机器人利用安装于机械臂4末端的深度摄像头434进行图像匹配或标签二维码识别，当匹配到正确时候，机器人利用机械臂4末端的摄像头434或深度摄像头434确定货物5的空间位置（x, y, z）。最后通过安装在机械臂4末端的推送机构431把真空吸盘432推进到目标货物的表面，控制模块发送指令给电磁阀，电磁阀打开气路使真空吸盘432行程负压吸附货物。当货物5被吸附后，如果货物5比较轻，机械臂4直接连带被吸附的货物5搬运到暂存架2上，如图5所示。如果货物5比较重，真空吸盘432无法提供足够的吸力支撑，机械臂4末端的推送机构431把真空吸盘432吸附的货物5拉到机械臂4末端的辅助的承重托盘435上，对货物进行转移搬运，如图6所示。
机械臂4的末端安装有回转电机433，旋转方向垂直于机械臂4，其作用在于改变真空吸盘432的吸附方向。当拾取货物5在高度方向的尺寸比较大且大于吸盘432直径的时候，真空吸盘432吸附方向与机械臂4保持一致的水平方向，水平吸附货物5，如图5和图6所示。当拾取货物5比较薄，厚度小于真空吸盘432直径，回转电机433改变真空吸盘432吸附方向，吸附方向垂直向下，垂直吸附货物5，如图7所示。机械臂4把吸附的货物5移动到暂存架2上后，电磁阀断开真空气路，货物5与真空吸盘432分离，完成一件货物5的取放。
通过上述分析可见，本实施例的仓储分拣机器人能拾取的货物5的重量范围比其它真空吸盘432机械手的要大的多。而且是直接对目标货物5进行搬运，无需对目标货物5所在的货箱或货架进行搬运，搬运过程更直接更精准。
此外，机械臂4的活动空间有一个设定工作距离范围，如果控制模块计算的目标货物5位置超过机械臂4的设定距离，控制模块给移动底盘1发送前进或后退指令，直到目标货物5的位置在机械臂4的工作距离范围内，控制模块给移动底盘1的驱动电机发送停止指令。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种仓储分拣机器人，其特征在于：包括移动底盘（1），暂存架（2）、升降机构（3）和机械臂（4），所述移动底盘（1）用于实现仓储分拣机器人前进、后退及转弯运动，所述暂存架（2）用于暂存目标货物，所述升降机构（3）用于控制机械臂（4）在高度方向上的运动，所述机械臂（4）用于取放位于货架（6）上的目标货物（5）。
2.根据权利要求1所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述移动底盘（1）设有供电模块（11）、控制模块（12）和运动模块（13），所述控制模块（12）与供电模块（11）、运动模块（13）连接，所述控制模块（12）与升降机构（3）、机械臂（4）连接。
3.根据权利要求1所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述暂存架（2）设置在所述移动底盘（1）上，暂存架（2）上的隔板数量和每两层隔板在高度方向的间距可以调整。
4.根据权利要求1所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述升降机构（3）设置在移动底盘（1）的上方，暂存架（2）的前方，升降机构（3）连接机械臂（4）。
5.根据权利要求1所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述机械臂（4）包括依次连接的第一臂（41）、第二臂（42）和机械手（43）。
6.根据权利要求5所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述机械手（43）包含一个推送机构（431），推送机构（431）为电动丝杆。
7.根据权利要求6所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述机械手（43）的推送机构（431）末端安装有真空吸盘（432），真空吸盘（432）连接回转电机（433）。
8.根据权利要求6所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述机械手（43）的推送机构（431）末端安装深度摄像头（434）；所述深度摄像头（434）与控制模块（12）连接。
9.根据权利要求5所述的仓储分拣机器人，其特征在于：所述机械手（43）末端关节下方设有可伸缩的承重托盘（435），承重托盘（435）与电动丝杆连接。
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