CN214651096U - 一种货箱搬运系统和机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种货箱搬运系统和机器人，其中，系统包括具有多种货箱尺寸的货箱、控制器和机器人；所述机器人包括伸缩叉机构，所述伸缩叉机构的取箱尺寸可调节；所述控制器配置为，响应于货箱搬运请求，生成并向所述机器人发送货箱搬运指令；所述机器人配置为，响应于所述货箱搬运指令，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。在仓储作业场景中，通过调整货伸缩叉机构的取箱尺寸用以搬运具有多种货箱尺寸的货箱，能够更加合理的分配货箱存放位置，提高货箱存储空间的使用率。

Description

一种货箱搬运系统和机器人

技术领域

本公开涉及机器人任务调度领域，具体而言，涉及一种货箱搬运系统和机器人。

背景技术

在仓储作业场景中，为了能够存取不同尺寸规格的货箱这一使用要求，往往将机器人的伸缩叉机构设计为能够存取最大尺寸规格的货箱的固定尺寸，这样的固定尺寸的伸缩叉机构适应性较差，同时，由于该固有尺寸的伸缩叉机构在取放货箱时，伸缩叉机构体型较大，因此导致货箱存储空间浪费，货箱存储空间使用率低。如何用同一款伸缩叉机构满足仓库内不同尺寸规格货箱的存取需求，是工程应用面临的关键问题之一。

实用新型内容

本公开实施例至少提供一种货箱搬运系统和机器人，用以解决在仓储作业场景中，货箱存储空间使用率低的缺陷。

第一方面，本公开实施例提供了一种货箱搬运系统，所述系统包括具有多种货箱尺寸的货箱、控制器和机器人；所述机器人包括伸缩叉机构，所述伸缩叉机构的取箱尺寸可调节；

所述控制器配置为，响应于货箱搬运请求，生成并向所述机器人发送货箱搬运指令；

所述机器人配置为，响应于所述货箱搬运指令，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构包括抱叉组件以及调整机构；其中，所述抱叉组件包括可沿第一方向伸缩的第一伸缩叉和第二伸缩叉；

所述调整机构用于调整所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉沿第二方向的间距，所述调整机构包括：第一导轨组件和第一驱动单元；所述第一导轨组件的长度方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉滑动装配在所述第一导轨组件；所述第一驱动单元用于驱动所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉相向或相背运动，以调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸。

在一种可能的实施方式中，所述第一驱动单元包括驱动电机和第一同步带组件；所述第一同步带组件包括皮带和带轮；

所述带轮将所述皮带分为第一部分皮带和第二部分皮带，所述第一伸缩叉固定装配在所述第一部分皮带上，所述第二伸缩叉固定装配在所述第二部分皮带上；

所述第一同步带组件在所述驱动电机的驱动下，带动所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉在所述第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，以调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括基座、第二导轨组件、第二驱动单元、随动架和后拨指；

所述第二导轨组件固定在所述基座，且所述第二导轨组件的长度方向平行于所述第一方向；

所述后拨指与所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉一一对应固定连接；

所述随动架与所述第二导轨组件滑动连接；

所述第二驱动单元用于在所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉伸出时拉动所述随动架沿所述第一方向伸出到所述基座外；所述后拨指用于在所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉回缩时推动所述随动架回缩到所述伸缩叉机构不工作的情况下，所述随动架所在的位置。

在一种可能的实施方式中，所述机器人配置为，响应于所述货箱搬运指令，并基于所述货箱搬运指令中的目标货箱尺寸，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与所述目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的所述伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括第一传感器组件；所述第一传感器组件用于采集所要搬运的货箱的货箱尺寸，以基于所述货箱尺寸调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸；

所述机器人配置为，运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，基于第一传感器组件采集的目标货箱尺寸，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与所述目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的所述伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

在一种可能的实施方式中，所述第一传感器组件还用于采集所要搬运的所述目标货箱的实际位置，以基于所述实际位置调整所述机器人的取箱位置。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括第二传感器组件；

所述第二传感器组件用于检测所述后拨指的位置，以基于所述后拨指的位置确定所述随动架是否缩回到所述伸缩叉机构不工作的情况下，所述随动架所在的位置。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括滚珠花键组件；所述滚珠花键组件包括第一丝母件、第二丝母件和花键轴；所述抱叉组件还包括第一驱动带轮和第二驱动带轮；所述第一伸缩叉与所述第一驱动带轮固定连接；所述第二伸缩叉与所述第二驱动带轮固定连接；所述第一丝母件和所述第二丝母件均套接在所述花键轴上；所述第一丝母件与所述第一驱动带轮固定连接；所述第二丝母件与所述第二驱动带轮固定连接。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括第三驱动单元；

所述第三驱动单元驱动所述花键轴转动，所述花键轴带动所述第一丝母件和所述第二丝母件转动，所述第一丝母件通过所述第一驱动带轮带动所述第一伸缩叉完成伸缩动作；所述第二丝母件通过所述第二驱动带轮带动所述第二伸缩叉完成伸缩动作。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩叉机构还包括第二同步带组件和第三同步带组件；所述第二同步带组件分别与所述第三驱动单元和所述滚珠花键组件连接；所述第三同步带组件分别与所述滚珠花键组件和所述抱叉组件连接；

所述第三驱动单元驱动所述第二同步带组件带动所述滚珠花键组件转动，所述滚珠花键组件转动带动所述第三同步带组件转动，所述第三同步带组件转动带动所述抱叉组件伸缩移动。

在一种可能的实施方式中，所述机器人还包括机器人本体、门架、升降机构和暂存机构；所述门架包括第三导轨组件；所述升降机构包括驱动元件；

所述机器人本体包括车轮；所述机器人本体用于承载所述机器人上设置的至少部分组件；所述车轮用于支撑所述机器人本体，以完成所述机器人的至少部分运动；

所述门架竖直安装于所述机器人本体上；所述门架上安装有暂存机构，所述暂存机构设置在所述门架的远离所述伸缩叉机构的一侧，用于存储所述目标货箱；

所述升降机构与所述第三导轨组件滑动连接，并通过所述伸缩叉机构中的回转支承组件与所述伸缩叉机构连接；所述升降机构在所述驱动元件带动下，在所述门架中的第三导轨组件上移动。

第二方面，本公开实施例提供了一种机器人，所述机器人包括上述第一方面中所述的机器人。

本公开实施例提供的一种货箱搬运系统和机器人，通过调整货伸缩叉机构的取箱尺寸用以搬运具有多种货箱尺寸的货箱，能够更加合理的分配货箱存放位置，提高货箱存储空间的使用率。

进一步，本公开实施例提供的一种货箱搬运系统和机器人，还可以利用随动架和第二驱动单元，在抱叉组件伸出获取货箱的同时，利用随动架与货架之间的衔接，避免尺寸较小的货箱在抱取时掉落在机器人和货架之间。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1a示出了本公开实施例所提供的一种机器人的左视图；

图1b示出了本公开实施例所提供的一种机器人的主视图；

图2示出了本公开实施例所提供的伸缩叉机构的结构示意图；

图3示出了本公开实施例所提供的伸缩叉机构的结构示意图；

图4示出了本公开实施例所提供的伸缩叉机构的结构示意图；

图5示出了本公开实施例所提供的伸缩叉机构中抱叉组件伸出时的结构示意图；

图6示出了本公开实施例所提供的第二伸缩叉的结构示意图；

图7示出了本公开实施例所提供的货箱搬运系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本公开中的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。

在本文中提及的“多个或者若干个”是指两个或两个以上。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

经研究发现，在仓储作业场景中，为了能够存取不同尺寸规格的货箱这一使用要求，往往将机器人的伸缩叉机构设计为能够存取最大尺寸规格的货箱的固定尺寸，这样的固定尺寸的伸缩叉机构适应性较差，同时，由于该固有尺寸的伸缩叉机构在取放货箱时，伸缩叉机构体型较大，因此导致货箱存储空间浪费，货箱存储空间使用率低。

基于上述研究，本公开提供了一种货箱搬运系统和机器人，通过调整伸缩叉机构的取箱尺寸用以搬运具有多种货箱尺寸的货箱，能够提高货箱存储空间的使用率与机器人的适用率。

针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本公开针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本公开过程中对本公开做出的贡献。

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。

由于本公开所提供的一种货箱搬运系统中包括机器人，因此，为便于对本公开进行理解，首先对本公开所提供的一种机器人进行详细介绍，之后，再对本公开所提供的货箱搬运系统进行详细介绍。具体地，本公开所提供的机器人中包括具有一定计算能力的微控制器，在一些可能的实现方式中，上述机器人可以通过单片机控制方式来实现。

参见图1a所示，其为本公开实施例所提供的一种机器人的左视图，该机器人包括机器人本体11、伸缩叉机构12、门架13、升降机构14(参见图1b所示)和暂存机构15等；伸缩叉机构12安装于升降机构14上，升降机构14安装于门架13上，门架13竖直安装于机器人本体11上，门架13上还安装有多个暂存机构15，该暂存机构15设置在门架13的远离伸缩叉机构12的一侧。

机器人本体11用于支撑机器人运动；伸缩叉机构12用于货箱的获取和搬运；门架13用于支撑伸缩叉机构沿竖直方向移动到任意暂存机构对应的暂存位；升降机构14能够为伸缩叉机构12提供竖直方向移动的动力；暂存机构15用于为货箱提供暂时存放的暂存位。

参见图2所示，其为伸缩叉机构的结构示意图。该伸缩叉机构12包括抱叉组件以及调整机构；抱叉组件包括可沿第一方向伸缩的第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2；调整机构包括：第一导轨组件122和第一驱动单元，调整机构用于调整第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2沿第二方向的间距。

这里，第一导轨组件122的长度方向为第二方向，抱叉组件中第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2的伸缩方向为第一方向，并且第一方向与第二方向垂直。

第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2滑动装配在第一导轨组件122上；第一驱动单元用于驱动第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2沿第二方向相向或相背运动，以调整伸缩叉机构12的取箱尺寸。

第一驱动单元包括驱动电机123-1(参见图4所示)和第一同步带组件123-2；第一同步带组件123-2包括皮带和带轮；带轮可以将皮带分为第一部分皮带和第二部分皮带，第一伸缩叉121-1固定装配在第一部分皮带上，第二伸缩叉121-2固定装配在第二部分皮带上。示例性的，可以将第一伸缩叉121-1利用第一驱动块固定连接在第一同步带组件123-2中的第一部分皮带上，可以将第二伸缩叉121-2利用第二驱动块固定连接在第一同步带组件123-2中的第二部分皮带上，此时，当驱动电机123-1驱动第一同步带组件123-2时，就可以带动第一部分皮带上的第一伸缩叉121-1和第二部分皮带上的第二伸缩叉121-2沿第二方向相向或相背运动。

第一同步带组件123-2在驱动电机123-1的驱动下，带动第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2在第一导轨组件122上沿第二方向相向或相背移动，以调整伸缩叉机构12的取箱尺寸。其中，取箱尺寸为抱叉组件伸缩获取货箱时，第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2之间的尺寸。

伸缩叉机构12还包括基座1215；第一导轨组件122安装于基座1215上，可以包括两条导轨和两套滑块；其中，第一套滑块中的两个滑块分别与第一条导轨和第二条导轨滑动连接，第二套滑块中的两个滑块分别与第一条导轨和第二条导轨滑动连接；第一伸缩叉121-1与第一套滑块固定连接，并可以通过第一套滑块在第一条导轨和第二条导轨上滑动；第二伸缩叉121-2与第二套滑块固定连接，并可以通过第二套滑块在在第一条导轨和第二条导轨上滑动。

另外，伸缩叉机构12还包括第二导轨组件124、第二驱动单元125(第二导轨组件和第二驱动单元的结构可以参见图3所示)、随动架126和后拨指127。

第二导轨组件124安装于基座1215上，可以包括至少一条导轨和至少一套滑块；第二导轨组件的长度方向平行于第一方向。其中，第三套滑块中的两个滑块分别与第三条导轨和第四条导轨滑动连接；第四套滑块中的两个滑块分别与第三条导轨和第四条导轨滑动连接；随动架126与第三套滑块和第四套滑块固定连接，并可以通过与第三套滑块和第四套滑块在第三条导轨和第四条导轨上沿第一方向滑动。

后拨指127与第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2一一对应固定连接，用于推动随动架126。示例性的，可以在第一伸缩叉和第二伸缩叉上分别设置一个后拨指，用于推动随动架时，使随动架的受力均匀。

第二驱动单元用于在第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2伸出时拉动随动架沿第一方向伸出到基座外；后拨指127用于在第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2回缩时推动随动架126回缩到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置。具体地，第二驱动单元125在伸缩叉机构12不工作的情况下，会保持对随动架126的拉力作用，并且在抱叉组件伸出时，拉动随动架126在第二导轨组件124上沿第一方向移动，并通过设置在基座1215上的固定元件限制随动架126伸出的行程；在抱叉组件缩回时，利用后拨指127带动随动架126缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置。示例性的，第二驱动单元可以设计为弹簧形式，弹簧一端固定在基座上，另一端固定连接在随动架上，在伸缩叉机构不工作的状态下，弹簧始终保持受拉的形式；在抱叉组件伸出时，弹簧拉动随动架，通过固定元件限制随动架沿第一方向的固定行程，该固定行程可以根据实际需求进行设定，本公开实施例对此不进行限定。在抱叉组件缩回时，可以利用后拨指推动随动架，直至将随动架推回到初始位置，即伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置。参见图5所示，其为伸缩叉机构中抱叉组件伸出时的结构示意图，这里，抱插组件中还包括多级导轨组件，第一伸缩叉和第二伸缩叉可以通过该多级导轨组件实现沿第一方向伸缩获取货架中不同深度位置的货箱。

在抱叉组件伸出钩取目标货箱时，基于上述第二驱动单元带动随动架126伸出固定行程，可以避免抱叉组件在缩回时所钩取的目标货箱尺寸较小的货箱从货架和机器人之间的缝隙处掉落。

另外，伸缩叉机构12还包括第一传感器组件128、第二传感器组件129，其安装位置可以参见图2所示。

第一传感器组件128安装于基座1215上，可以采集所要搬运的货箱的货箱尺寸，以基于货箱尺寸调整伸缩叉机构12的取箱尺寸；还可以采集所要搬运的货箱的实际位置，以基于实际位置调整机器人的取箱位置。

第二传感器组件129安装于基座1215上，在抱叉组件伸缩时，可以实时采集后拨指127所在位置，并基于采集到的后拨指127位置，可以判断出随动架126是否缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置。基于上述判断，能够避免机器人误操作所导致的抱叉组件与货架干涉等情况的发生。

另外，参见图4所示，伸缩叉机构12还包括滚珠花键组件、第三驱动单元1211、第二同步带1212、第三同步带1213(参见图6所示)。

滚珠花键组件安装于基座1215上，滚珠花键组件包括第一丝母件1210-1、第二丝母件1210-2和花键轴1210-3；抱叉组件还包括第一驱动带轮121-3和第二驱动带轮121-4；第一伸缩叉121-1与第一驱动带轮121-3固定连接；第二伸缩叉121-2与第二驱动带轮121-4固定连接；第一丝母件1210-1和第二丝母件1210-2均套接在花键轴1210-3上；第一丝母件1210-1与第一驱动带轮121-3固定连接；第二丝母件1210-2与第二驱动带轮121-4固定连接。示例性的，在第一驱动单元驱动第一伸缩叉121-1在第一导轨组件122上沿第二方向移动的同时，第一伸缩叉121-1还可以通过第一丝母件1210-1在花键轴1210-3上沿第二方向移动；在第一驱动单元驱动第二伸缩叉121-2沿第二方向移动的同时，第二伸缩叉121-2还可以通过第二丝母件1210-2在花键轴1210-3上沿第二方向移动。

第三驱动单元1211安装于基座1215上，可以驱动花键轴1210-3转动，花键轴1210-3可以带动第一丝母件1210-1和第二丝母件1210-2转动，第一丝母件1210-1通过第一驱动带轮121-3带动第一伸缩叉121-1完成伸缩动作；第二丝母件1210-2通过第二驱动带轮121-4带动第二伸缩叉121-2完成伸缩动作。具体地，第三驱动单元1211与第二同步带组件1212相连，第二同步带组件1212与花键轴1210-3相连，花键轴1210-3与第三同步带组件1213相连，第三同步带组件1213上固定连接抱叉组件；抱叉组件上安装有多级导轨组件；当第三驱动单元1211驱动第二同步带组件1212时，第二同步带组件1212带动花键轴1210-3转动，花键轴1210-3转动可以分别带动第一丝母件1210-1和第二丝母件1210-2转动，第一丝母件1210-1和第二丝母件1210-2转动可以带动第三同步带组件上的第一伸缩叉121-1和第二伸缩叉121-2在多级导轨组件上沿第一方向伸缩。

另外，伸缩叉机构12还包括回转支承组件1214(参见图3所示)、前拨指1216(参见图2所示)等。其中，前拨指1216用于钩取目标货箱。

基座1215通过回转支承组件1214安装于升降机构14上，可随升降机构14沿竖直方向移动，并可在回转支承组件1212的带动下旋转运动。

回转支承组件1214用于支承伸缩叉机构完成旋转运动。示例性的，当准备将随动架126上的目标货箱存放到暂存机构15的暂存位上时，可以通过伸缩叉旋转电机1217(参见图3所示)驱动回转支承组件1214，比如通过回转支承组件将伸缩叉机构旋转90°，使伸缩叉机构正对暂存机构存放目标货箱的入口处，此时驱动抱叉组件伸缩，就可以完成目标货箱临时存放的任务。

另外，上述图1a中的机器人本体11为机器人内部各种组件的承载基体，包括车轮和悬挂系统等，其中，车轮用于支撑该机器人本体11，以完成机器人的至少部分运动，比如移动和转向等。悬挂系统为机器人本体与车轮之间传递力的装置，能够传递作用在车轮和机器人本体11之间的力和扭矩，缓冲由不平路面传给机器人本体的冲击力。

门架13可以包括第三导轨组件。升降机构14与第三导轨组件滑动连接，并通过伸缩叉机构12中的回转支承组件1214与伸缩叉机构12连接；升降机构14在驱动元件带动下，在门架13中的第三导轨组件上沿竖直方向移动，其中，驱动元件驱动方式可以为电机驱动同步带传动、电机驱动链条传动或电机驱动齿条传动等，驱动元件可以根据实际需求进行设定，本公开实施例对此不进行限定。

基于上述本公开实施例对一种机器人的详细介绍，进一步的本公开实施例提出一种货箱搬运系统，可以参见图7所示，其为货箱搬运系统的结构示意图，该系统可以包括：具有多种货箱尺寸的货箱(比如货箱201-1、货箱201-2、货箱201-3)、控制器202、机器人203。其中，该机器人203可以是上述本公开实施例中提供的机器人。机器人203上设置有伸缩叉机构12，该伸缩叉机构12的取箱尺寸可调节，能够获取不同货箱尺寸的货箱，能够实现货箱搬运。

本公开所搬运的货箱可以为矩形货箱，货箱尺寸可以是矩形货箱的长×宽×高的尺寸，或者，还可以是矩形货箱的长边、宽边和高边这三边中任意一边长的尺寸。可以根据实际应用场景进行选择，在此不进行限定。

控制器202可以配置在服务器上、或者独立设置、又或者设置在机器人203上，用于响应操控台205发送的货箱搬运请求。

在控制器202配置在服务器的情况下，控制器202可以为在服务器上运行的、具有数据存储、信息处理能力的软件系统，可通过无线或有线与机器人203、硬件输入系统、其它软件系统连接。控制器202具有处理器2021和存储器2022，存储器2022可以存储仓库中每一货箱的货箱尺寸。

在一种可能的实施方式中，控制器202配置为，响应于货箱搬运请求，生成并向机器人203发送货箱搬运指令。机器人203配置为，响应于货箱搬运指令，调整伸缩叉机构12的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构12获取并搬运目标货箱。

这里，货箱搬运指令可以包括目标货箱的取箱位置和/或目标货箱的目标货箱尺寸。

具体实施时，如图7所示，工作人员可以通过操作台204使控制器202工作，控制器202与机器人203进行无线通信，通过向机器人203发送货箱搬运指令，控制机器人203完成对多种货箱尺寸的货箱的搬运工作。

在一种可能的实施方式中，在控制器202能够为机器人203提供目标货箱的目标货箱尺寸的情况下，机器人203配置为，响应于货箱搬运指令，并基于货箱搬运指令中的目标货箱尺寸，可以调整伸缩叉机构12的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构12获取并搬运目标货箱。这里，机器人203调整伸缩叉机构12的取箱尺寸的时间可以是在接到货箱搬运指令后立即调整，即边运动边调整；又或者还可以是移动到目标货箱的取箱位置后在做调整，在这里不进行限定。

在一种可能的实施方式中，在控制器202不能为机器人203提供目标货箱的目标货箱尺寸的情况下，伸缩叉机构12可以利用安装在其上的第一传感器组件128采集目标货箱的目标货箱尺寸，此时，伸缩叉机构12的取箱尺寸只能在目标货箱的取箱位置处调整。具体地，机器人203配置为，运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，基于第一传感器组件128件采集的目标货箱尺寸，调整伸缩叉机构12的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构12获取并搬运目标货箱。其中，第一传感器组件128可以为能够探测距离的传感器组件，比如视觉传感器或深度传感器等，具体传感器类型在此不进行具体限定。

在一种可能的实施方式中，在控制器202能够为机器人203提供目标货箱的目标货箱尺寸的情况下，机器人203可以先利用货箱搬运指令提供的目标货箱尺寸调整伸缩叉机构12，再利用第一传感器组件128对初始调整后的伸缩叉机构进行校验处理。具体地，机器人203配置为，响应于货箱搬运指令，并基于货箱搬运指令中的目标货箱尺寸，可以调整伸缩叉机构12的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配；在运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，基于第一传感器组件128采集的目标货箱的货箱实际尺寸校验目标货箱尺寸是否与货箱实际尺寸相匹配；如果相匹配，则利用调整后的伸缩叉机构12获取并搬运目标货箱；如果不相匹配，则利用货箱实际尺寸调整伸缩叉机构12的取箱尺寸，在确定伸缩叉机构的取箱尺寸与货箱实际尺寸相匹配的情况下，利用调整后的伸缩叉机构12获取并搬运目标货箱。

基于上述系统，在结合目标货箱尺寸和第一传感器组件实时检测到的货箱实际尺寸，机器人能够调节伸出的第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸匹配为能够获取到目标货箱的最小尺寸，从而保证机器人在抱取目标货箱时，能够保持目标货箱在抱叉组件中的位置，避免出现偏移，旋转，倾斜等异常状态，最大化提高了机器人对多种货箱尺寸的货箱存储场景的适应性。同时，通过机器人主动调节伸缩叉机构的取箱尺寸的方式，可以将货架上所存储的货箱之间的间距调整为，机器人能够获取到目标货箱的最小间距精度，可以提高货箱存储的密度，进一步减少了仓储空间的浪费。

基于上述货箱搬运系统中的机器人，本公开实施例还提供了一种货箱搬运方法，其执行主体为机器人。下面详细介绍一种货箱搬运方法的具体步骤：响应于从控制器接收的货箱搬运指令，调整伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，利用调整后的伸缩叉机构获取并搬运目标货箱。

其中，货箱搬运指令可以包括目标货箱的取箱位置和/或目标货箱的目标货箱尺寸。

这里，伸缩叉机构包括抱叉组件以及调整机构；抱叉组件包括可沿第一方向伸缩的第一伸缩叉和第二伸缩叉；调整机构包括第一导轨组件和第一驱动单元，第一导轨组件的长度方向为第二方向，第一方向与所述第二方向垂直。取箱尺寸可以是第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的尺寸。目标货箱尺寸可以为货箱搬运指令中指示的，所要搬运的目标货箱的尺寸。

在一种可能的实施方式中，在货箱搬运指令中包括目标货箱尺寸的情况下，可以基于目标货箱尺寸，控制第一驱动单元带动第一伸缩叉和第二伸缩叉在第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，以使第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配。具体地，第一驱动单元包括驱动电机和第一同步带组件；可以利用驱动电机驱动第一同步带组件，同时，第一同步带组件带动固定连接在其上的第一伸缩叉和第二伸缩叉在第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，调整第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配。

在另一种可能的实施方式中，在货箱搬运指令中仅包括目标货箱的取箱位置的情况下，可以利用伸缩叉机构中包括的第一传感器组件，采集目标货箱的目标货箱尺寸；当机器人运行至目标货箱的取箱位置处，基于第一传感器组件采集到的目标货箱尺寸，调整伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配。具体地，基于第一传感器组件采集到的目标货箱尺寸，调整第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配。

这里，当机器人运行至目标货箱的取箱位置处后，第一传感器组件还可以采集所要搬运的目标货箱在货架上的实际位置，基于实际位置再次调整机器人的取箱位置，并在再次调整后的取箱位置处获取目标货箱。示例性的，可以基于第一传感器组件采集所要搬运的目标货箱在货架上的实际位置，控制机器人移动到取箱位置，机器人在该取箱位置处控制抱叉组件伸缩，就能获取到偏移放置在货架上的目标货箱。

这里，可以利用调整后的伸缩叉机构获取货架上的目标货箱，并搬运目标货箱临时存放至暂存机构的暂存位上。

在一种可能的实施方式中，机器人包括暂存机构和回转支承组件；伸缩叉机构包括第二导轨组件、第二驱动单元、第三驱动单元、随动架、前拨指和后拨指；在机器人运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，控制第三驱动单元驱动抱叉组件伸出至可钩取到目标货箱的位置，同时，随动架在第二驱动单元提供的拉力作用下，在第二导轨组件上沿抱叉组件伸出方向移动到被固定元件限制的位置；之后，控制前拨指转动到预设状态，以钩取目标货箱，在抱叉组件缩回时，利用后拨指带动随动架缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置；在第二传感器组件检测到随动架缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置时，控制回转支承组件带动伸缩叉机构旋转至伸缩叉机构的前拨指朝向暂存机构中货箱的入口位置，并控制抱叉组件将目标货箱存放到暂存机构的暂存位上。

这里，预设状态包括水平状态或与水平方向具有一定的角度，该角度具体可以根据目标货箱尺寸进行定义，在此不进行具体限定，需要说明的是，在结合取箱尺寸与前拨指在取箱时的预设状态，可以保证伸出的抱叉组件是能够实现存取目标货箱的最小尺寸，可以提高货箱存储空间(比如货架)的利用率。

示例性的，首先机器人控制升降机构升降至所要搬运的目标货箱所在货架的第一目标货位高度；之后，基于目标货箱尺寸，调整第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配；在机器人运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，控制第二驱动单元驱动抱叉组件伸出至可钩取到目标货箱的位置，比如，目标货箱尺寸的长边×宽边×高边为650mm×500mm×400mm，可以控制抱叉组件伸出800mm，包括目标货箱的宽边加货架与机器人之间的缝隙部分。同时，随动架在弹簧拉力的作用下，在第二导轨组件上沿抱叉组件伸出方向移动到被固定元件限制的位置，这里，随动架每次伸出的行程固定。之后，控制前拨指转动到水平状态，第二驱动单元驱动抱叉组件与随动架一起带动货箱缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置。当第二传感器组件采集到后拨指的位置时，可以确定随动件已经缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置，之后，控制回转支承组件带动伸缩叉机构旋转至伸缩叉机构的前拨指朝向暂存机构中目标货箱的入口位置，并控制抱叉组件将目标货箱存放到暂存机构的暂存位上，至此，完成目标货箱的取箱工作。

在一种可能的实施方式中，在响应于从控制器接收的货箱搬运指令之后，机器人还可以控制升降机构升降至所要搬运的目标货箱所在货架的第一目标货位高度；第一目标货位高度可以为目标货箱当前放置的货架存储空间对应的高度；控制第一驱动单元带动第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配；控制第三驱动单元驱动抱叉组件伸出至可钩取到目标货箱的位置，并控制前拨指转动到预设状态，以钩取目标货箱，以及随动架在第二驱动单元提供的拉力作用下，在第二导轨组件上沿抱叉组件伸出方向移动到被固定元件限制的位置；在前拨指钩取到目标货箱后，控制抱叉组件缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置；控制升降机构升降至第二目标货位高度；第二目标货位高度可以为目标货箱将要放置在暂存机构的暂存位的高度；控制回转支承机构带动伸缩叉机构旋转至缩叉机构的前拨指朝向暂存机构中货箱的入口位置，并控制第三驱动单元驱动抱叉组件将目标货箱存放到暂存机构上。

这里，当控制回转支承机构带动伸缩叉机构旋转至缩叉机构的前拨指朝向暂存机构中货箱的入口位置之后，具体将目标货箱存放到暂存机构上的过程为：控制第三驱动单元驱动抱叉组件伸入暂存机构内，控制前拨指由当前与预设状态旋转为竖直状态，之后控制第三驱动单元驱动抱叉组件缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置，完成将目标货箱从随动架上放入暂存机构的暂存位的过程。

基于上述货箱搬运系统中的机器人，本公开实施例还提供了另一种货箱搬运方法，其执行主体为机器人。限免详细介绍一种货箱搬运方法具体步骤：响应于从控制器接收到的货箱存放指令，调整伸缩叉机构的取箱尺寸与暂存机构的尺寸相匹配，将调整后的伸缩叉机构伸入存放有所要搬运的目标货箱所在的暂存机构中，基于目标货箱的目标货箱尺寸，再次调整伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，利用再次调整后的伸缩叉机构获取暂存机构的暂存位上的目标货箱，搬运目标货箱至预设货架上。

这里，机器人包括暂存机构。货箱存放指令可以为控制器下发的将暂存机构的暂存位上的目标货箱存放至预设货架上的指令。预设货架可以为存储目标货箱的指定货架。

将伸缩叉机构的取箱尺寸调整为暂存机构的尺寸，为了保证伸缩叉机构能够获取到暂存机构的暂存位上任意位置处的目标货箱。这里，暂存机构的尺寸为暂存机构取箱入口处的最大尺寸。

这里，伸缩叉机构包括抱叉组件、第一驱动单元和第一导轨组件；抱叉组件包括可沿第一方向伸缩的第一伸缩叉和第二伸缩叉，第一导轨组件的长度方向为第二方向，第一方向与所述第二方向垂直。

示例性的，存在一些目标货箱在暂存机构的暂存位上的存放位置不规范，比如，在目标货箱的目标货箱尺寸相比于暂存机构的尺寸较小的情况下，由不可控原因导致目标货箱偏移在暂存机构的暂存位上，此时，伸缩叉机构的取箱尺寸需要调整为暂存机构的尺寸，该暂存机构的尺寸即为暂存机构取箱入口处的最大尺寸，这样，就能保证获取到偏移在暂存位上的任意位置处的目标货箱。具体调整伸缩叉机构的取箱尺寸可以为，利用第一驱动单元控制第一伸缩叉和第二伸缩叉在第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，以使第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与暂存机构的尺寸相匹配。

示例性的，伸缩叉机构还包括第二导轨组件、第二驱动单元、随动架、前拨指和后拨指；机器人包括升降机构；控制升降机构升降至所要搬运的目标货箱所在的暂存机构的入口处，并基于调整后的伸缩叉机构，控制抱叉组件伸出至可钩取到目标货箱的位置。

示例性的，可以基于目标货箱尺寸，控制第一伸缩叉和第二伸缩叉在第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，以使第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配。

延续上例，在第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与暂存机构的尺寸相匹配的情况下，可以根据目标货箱的目标货箱尺寸，再次调整第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸，此时，第一驱动单元驱动第一伸缩叉和第二伸缩叉，能够实现将目标货箱在暂存位的偏移位置摆正的作用，之后，利用取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配就能通过前拨指钩取到目标货箱。

这里，利用调整后的伸缩叉机构获取暂存机构的暂存位上的目标货箱，并搬运至预设货架上。

示例性的，在响应于从控制器接收到的货箱存放指令，可以先将伸缩叉机构的取箱尺寸调整为暂存机构的尺寸，之后，控制升降机构带动伸缩叉机构竖向移动至目标货箱所在的暂存机构的入口处，在此过程中，还可以控制回转支承组件带动伸缩叉机构旋转至伸缩叉机构的前拨指朝向暂存机构中货箱的入口位置；之后，将调整后的伸缩叉机构伸入暂存机构中，并再次调整第一伸缩叉和第二伸缩叉的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，通过第一伸缩叉和第二伸缩叉的夹持动作将可能存在偏移的目标货箱摆正，控制前拨指调整为预设状态，钩取目标货箱，此时抱叉组件缩回，将目标货箱钩取到随动架上，使目标货箱随着随动架一起缩回伸缩叉机构上；之后，升降机构带动伸缩叉机构竖向移动至目标货箱所要存放的预设货架中的存放位置对应的高度，利用抱叉组件伸缩，将目标货箱存放到预设货架上。

在一种可能的实施方式中，响应于从控制器接收到的货箱存放指令之后，机器人还可以控制升降机构升降至所要搬运的目标货箱所在暂存机构的第三目标货位高度；第三目标货位高度为目标货箱当前所在暂存机构上的暂存位的高度；控制第一驱动单元带动第一伸缩叉和第二伸缩叉之间的取箱尺寸与暂存机构的尺寸相匹配；控制第三驱动单元驱动所述抱叉组件伸出至可钩取到目标货箱的位置，以及随动架在第二驱动单元提供的拉力作用下，在第二导轨组件上沿第一方向移动到被固定元件限制的位置；基于目标货箱的目标货箱尺寸，再次控制第一驱动单元带动第一伸缩叉和所述第二伸缩叉之间的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并控制前拨指转动到预设状态，以钩取目标货箱；在前拨指钩取到目标货箱后，控制抱叉组件缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置；控制升降机构升降至第四目标货位高度；第四目标货位高度为目标货箱将要放置在预设货架存储空间对应的高度；控制回转支承机构带动伸缩叉机构旋转至伸缩叉机构的前拨指朝向预设货架的货箱存放入口位置，并控制第三驱动单元驱动抱叉组件将目标货箱存放到预设货架上。

这里，当控制回转支承机构带动伸缩叉机构旋转至缩叉机构的前拨指朝向预设货架的货箱存放入口位置之后，具体将目标货箱存放到预设货架上的过程为：控制第三驱动单元驱动抱叉组件伸入预设货架的存储空间内，控制前拨指由当前与预设状态旋转为竖直状态，之后控制第三驱动单元驱动抱叉组件缩回到伸缩叉机构不工作的情况下，随动架所在的位置，完成将目标货箱从随动架上放入预设货架的存储空间的过程。

上述实施方式，先调整伸缩叉机构的取箱尺寸为暂存机构取箱入口处的最大尺寸，这样就能保证抱插组件伸出后，在控制第一伸缩叉和第二伸缩叉沿第二方向移动时，能够有机会将偏移在暂存位上的任意位置处的目标货箱摆正，之后，再次调整伸缩叉机构的取箱尺寸为目标货箱尺寸，就能利用前拨指钩取到目标货箱，此时，就不需要再根据目标货箱尺寸来安装不同尺寸的暂存机构。

以上所述，仅为本公开实施例较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本公开实施例整体构思下的不同实现方式，而且本公开实施例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公开实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖本公开实施例的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种货箱搬运系统，其特征在于，所述系统包括：具有多种货箱尺寸的货箱、控制器和机器人；所述机器人包括伸缩叉机构，所述伸缩叉机构的取箱尺寸可调节；

所述控制器配置为，响应于货箱搬运请求，生成并向所述机器人发送货箱搬运指令；

所述机器人配置为，响应于所述货箱搬运指令，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

2.根据权利要求1所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构包括抱叉组件以及调整机构；其中，所述抱叉组件包括可沿第一方向伸缩的第一伸缩叉和第二伸缩叉；

所述调整机构用于调整所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉沿第二方向的间距，所述调整机构包括：第一导轨组件和第一驱动单元；所述第一导轨组件的长度方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉滑动装配在所述第一导轨组件；所述第一驱动单元用于驱动所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉相向或相背运动，以调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸。

3.根据权利要求2所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述第一驱动单元包括驱动电机和第一同步带组件；所述第一同步带组件包括皮带和带轮；

所述带轮将所述皮带分为第一部分皮带和第二部分皮带，所述第一伸缩叉固定装配在所述第一部分皮带上，所述第二伸缩叉固定装配在所述第二部分皮带上；

所述第一同步带组件在所述驱动电机的驱动下，带动所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉在所述第一导轨组件上沿第二方向相向或相背移动，以调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸。

4.根据权利要求2所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构还包括基座、第二导轨组件、第二驱动单元、随动架和后拨指；

所述第二导轨组件固定在所述基座，且所述第二导轨组件的长度方向平行于所述第一方向；

所述后拨指与所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉一一对应固定连接；

所述随动架与所述第二导轨组件滑动连接；

所述第二驱动单元用于在所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉伸出时拉动所述随动架沿所述第一方向伸出到所述基座外；所述后拨指用于在所述第一伸缩叉和所述第二伸缩叉回缩时推动所述随动架回缩到所述伸缩叉机构不工作的情况下，所述随动架所在的位置。

5.根据权利要求1所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述机器人配置为，响应于所述货箱搬运指令，并基于所述货箱搬运指令中的目标货箱尺寸，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与所述目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的所述伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

6.根据权利要求1所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构包括第一传感器组件；所述第一传感器组件用于采集所要搬运的货箱的货箱尺寸，以基于所述货箱尺寸调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸；

所述机器人配置为，运行至所要搬运的目标货箱的取箱位置之后，基于第一传感器组件采集的目标货箱尺寸，调整所述伸缩叉机构的取箱尺寸与所述目标货箱尺寸相匹配，并利用调整后的所述伸缩叉机构获取并搬运所述目标货箱。

7.根据权利要求6所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述第一传感器组件还用于采集所要搬运的所述目标货箱的实际位置，以基于所述实际位置调整所述机器人的取箱位置。

8.根据权利要求4所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构还包括第二传感器组件；

所述第二传感器组件用于检测所述后拨指的位置，以基于所述后拨指的位置确定所述随动架是否缩回到所述伸缩叉机构不工作的情况下，所述随动架所在的位置。

9.根据权利要求2所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构还包括滚珠花键组件；所述滚珠花键组件包括第一丝母件、第二丝母件和花键轴；所述抱叉组件还包括第一驱动带轮和第二驱动带轮；所述第一伸缩叉与所述第一驱动带轮固定连接；所述第二伸缩叉与所述第二驱动带轮固定连接；所述第一丝母件和所述第二丝母件均套接在所述花键轴上；所述第一丝母件与所述第一驱动带轮固定连接；所述第二丝母件与所述第二驱动带轮固定连接。

10.根据权利要求9所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构还包括第三驱动单元；

所述第三驱动单元驱动所述花键轴转动，所述花键轴带动所述第一丝母件和所述第二丝母件转动，所述第一丝母件通过所述第一驱动带轮带动所述第一伸缩叉完成伸缩动作；所述第二丝母件通过所述第二驱动带轮带动所述第二伸缩叉完成伸缩动作。

11.根据权利要求10所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述伸缩叉机构还包括第二同步带组件和第三同步带组件；所述第二同步带组件分别与所述第三驱动单元和所述滚珠花键组件连接；所述第三同步带组件分别与所述滚珠花键组件和所述抱叉组件连接；

所述第三驱动单元驱动所述第二同步带组件带动所述滚珠花键组件转动，所述滚珠花键组件转动带动所述第三同步带组件转动，所述第三同步带组件转动带动所述抱叉组件伸缩移动。

12.根据权利要求1所述的货箱搬运系统，其特征在于，所述机器人还包括机器人本体、门架、升降机构和暂存机构；所述门架包括第三导轨组件；所述升降机构包括驱动元件；

所述机器人本体包括车轮；所述机器人本体用于承载所述机器人上设置的至少部分组件；所述车轮用于支撑所述机器人本体，以完成所述机器人的至少部分运动；

所述门架竖直安装于所述机器人本体上；所述门架上安装有暂存机构，所述暂存机构设置在所述门架的远离所述伸缩叉机构的一侧，用于存储所述目标货箱；

所述升降机构与所述第三导轨组件滑动连接，并通过所述伸缩叉机构中的回转支承组件与所述伸缩叉机构连接；所述升降机构在所述驱动元件带动下，在所述门架中的第三导轨组件上移动。

13.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求1至12任一项所述的机器人。

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