实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提供了连续提升物品处理系统。
为了实现上述实用新型目的,本实用新型采用了以下技术方案:连续提升物品处理系统包括连续提升机构和物品处理机构以及多个物品处理机器人;所述连续提升机构包括机架、设于所述机架上的回转提升组件及设于所述回转提升组件上均匀间隔设置的多个提升轨道段,所述机架上设有供提升轨道段上下运动的升降轨道,该升降轨道上设有与提升轨道段配合的回转导向轨道,每个所述提升轨道段沿回转导向轨道的轨迹进行回转运动;所述物品处理机构上设有多层与提升轨道段配合的固定轨道;每个所述提升轨道段以及每个固定轨道上均设有与物品处理机器人的定位装置配合的定位件,所述物品处理机器人能够在固定轨道和提升轨道段之间来回行驶并通过定位件实现定位;每个所述物品处理机器人上均设有输送带,该输送带的输送方向与所述物品处理机构宽度方向平行。
工作原理及有益效果:1、与现有技术直接将提升轨道段固定在链条上随着链条回转的方式相比,本申请通过将提升轨道段与回转导向轨道配合,使其在回转运动时,始终是沿着回转导向轨道运动,从而显著减少了提升轨道段在回转提升组件不断地运行停止中的晃动,同时在物品处理机器人进入时,也不会产生较大的晃动,产生的噪音更小,使得本系统的紧固件不容易松动,降低了故障率,增加了维护周期,总体的分拣效率大大提高;
2、与现有技术相比,本申请通过物品处理机器人的定位装置和定位件配合实现物品处理机器人的定位,也实现了对于提升轨道段内是否存在物品处理机器人的有无判断,一个定位装置实现了多种功能,节省了成本;
3、每个物品处理机器人都能够实现利用输送带将货物输送至物品处理机构外,尤其是当输送带快速运行,可利用货物的惯性将货物甩出的物品处理机构外,无需额外设置其他的拿取结构,降低了设备成本,也使得物品处理机器人可以更加灵活地在物品处理机构多个位置进行上料和下料操作。
进一步地,每个所述提升轨道段左右两端均设有至少一个导向装置,所述回转导向轨道设有供导向装置移动的导向槽。此方案,通过导向装置与导向槽配合,不仅降低了振动发生,使得提升轨道段更加稳定。
进一步地,所述导向装置为导向滑轮,所述导向槽至少有两个面与每个所述导向滑轮接触。此方案,通过导向滑轮与导向槽的滑动摩擦连接,使得提升轨道段能够顺畅地在导向槽内滑动,不仅降低了振动发生,使得提升轨道段更加稳定,还能够有效地降低摩擦力,减少回转提升组件的阻碍和动能损失,可在一定程度上显著导向滑轮多个自由度,使得导向滑轮只能在导向槽内滑动,因此提升轨道段沿导向槽回转时,不会产生较大的晃动,稳定性显著提升,更进一步地减少了振动产生。
进一步地,每个所述提升轨道段左端和右端的导向轮数量为四个,两两设于导向槽的左右两端。此方案,使得提升轨道段运行时更加稳定。
进一步地,每个所述提升轨道段上设有限位挡板,通过所述限位挡板对物品处理机器人进行行程限位。此设置,可实现对物品处理机器人的行程限位,使得物品处理机器人不会移动过度。
进一步地,所述回转轨道包括两个竖直轨道和两个弧形轨道,通过两个竖直轨道和两个弧形轨道拼接形成导向槽。此方案,可方便回转轨道的加工和组装,尤其是当弧形轨道的弧度设计的不合理时,容易导致提升轨道段划过时产生较大的摩擦声音和晃动,因此将回转轨道分为四个部分,可单独更换其中一个轨道,尤其是方便对弧形轨道的测试和改造,从而快速地试验出最佳弧度的弧形轨道。
进一步地,所述回转提升组件包括回转同步带、传动带轮以及旋转轴,通过所述回转同步带和传动带轮组成实现回转运动的回转部,每个所述提升轨道段沿回转同步带轨迹方向均匀间隔设置,通过驱动电机驱动所述旋转轴带动所述传动带轮旋转。此方案,将现有的链条传动改进为同步带传动,可显著地提高稳定性,使得传动更加平稳,噪音更低且使用寿命长,能够承受一定的冲击,因此可显著提升本回转提升组件的稳定性,降低振动,使得提升轨道段在回转时更加稳定。
进一步地,所述驱动电机与所述传动带轮之间设有换向减速机。此方案,通过驱动电机与换向减速机的配合,更加方便了驱动电机的位置布置,也使得驱动电机能够轻松地带动回转提升组件的运行。
进一步地,所述物品处理机构上设有与物品处理机构长度方向平行设置的充电轨道,通过所述充电轨道对行驶过程中的物品处理机器人进行充电。此方案,可在物品处理机器人行驶过程中对物品处理机器人进行充电,无需将物品处理机器人取出再进行充电,显著降低了维护成本,不需要额外的充电等待时间,保持物品处理机器人始终优点,可显著提高了本系统的运行效率。
进一步地,所述每个所述物品处理机器人上均设有距离定位装置,通过所述距离定位装置感应与前一辆物品处理机器人的距离。此方案,可保证物品处理机器人之间不会发生碰撞。
进一步地,所述机架上对接有一货物导入线,所述货物导入线上设有人机交互面板和扫码枪,所述扫码枪、连续提升机构及物品处理机器人均与人机交互面板通信连接。此方案,可方便地输入货物,从而通过物品处理机器人快速地将货物送到对应的地方。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例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所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,在本实用新型的披露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1-3所示,本连续提升物品处理系统包括连续提升机构1和物品处理机构2以及多个物品处理机器人3,其中物品处理机构2的结构还包括能够供物品处理机器人3沿物品处理机构2长度方向来回运动的多层固定轨道21以及与其中一层固定轨道21对接的货物导入线4,每层固定轨道21的两侧面上都设有倾斜的储物斗22,储物斗22沿固定轨道21长度方向阵列设置,可方便工作人员拿取,其中货物导入线4上设有摄像头23、人机交互面板24及扫码枪25等,人机交互面板24内可以集成控制端,如现有的X86控制板或ARM控制板等,实现联网控制功能,对摄像头23、扫码枪25、物品处理机器人3及连续提升机构1进行控制,按照设定的程序运行,其中扫码枪25用于扫描货物的条形码,从而获取货物需要送到那个储物斗22内或货物应该被分类放在哪个储物斗22内,即可通过控制端调度空余的物品处理机器人3将货物运送至目标层的对应储物斗22内。在本实施例中,物品处理机构2可以是具有多层固定轨道21的货架形式的结构。
请参阅图8,在本实施例中,每个物品处理机器人3上均设有输送带31,该输送带31的输送方向与物品处理机构2宽度方向平行,物品处理机器人3行驶至目标层数的设定点时,通过该输送带31将货物输送至物品处理机构2外,当货物导入线4将货物输送到物品处理机器人3上的时候,物品处理机器人3上的输送带31运行一段距离将货物移到物品处理机器人3的中间位置,使得货物不容易碰到物品处理机构2,可大大减少货物掉落的风险。此方案,每个物品处理机器人3都能够实现利用输送带31将货物输送至物品处理机构2外,尤其是当输送带31快速运行,可利用货物的惯性将货物甩出的物品处理机构2外,无需额外设置其他的拿取结构,降低了设备成本,也使得物品处理机器人3可以更加灵活地在物品处理机构2多个位置进行上料和下料操作。
请参阅图4-7,具体地,连续提升机构1包括机架11、设于机架11上的回转提升组件12及设于回转提升组件12上的均匀间隔设置的多个提升轨道段13,每个提升轨道段13上设有与物品处理机器人3的定位装置32配合的定位件5,机架11上设有供提升轨道段13从上到下或从下到上回转运动的升降轨道,该升降轨道上设有与提升轨道段13配合的回转导向轨道14,每个提升轨道段13沿回转导向轨道14的轨迹进行回转运动,其中提升轨道段13分为两个部分,回转提升组件12在机架11的左右两端分别设置一个,因此提升轨道段13也是分别设置在两个回转提升组件12上的,两个提升轨道段13组成一个完整的轨道,如此每个提升轨道段13仅仅主需要短短的一块板即可支撑住物品处理机器人3的轮子,大大节省了空间占用,尤其是提升轨道段13随着回转提升组件12进行回转运动的时候,对于回转提升组件12底部的空间占用更小,也因此机架11的体积可以设计地更小。机架11也就相当于物品存拣目的地。
在本实施例中,物品处理机器人3上设有触动开关或光电定位装置32,通过触动开关或光电定位装置32与定位件5配合,如接触或反射光,实现物品处理机器人3的定位和位置感应,同样在物品处理机构2上的每层固定轨道21都设有定位件5,如每个回转提升组件12的入口处,如与货物导入线4对接的地方,都是可以实现物品处理机器人3的位置感应,从而大大方便了对每个物品处理机器人3的控制,物品处理机器人3上无需安装多个定位装置32,大大降低了物品处理机器人3的设计成本。本申请中的定位装置32可以是多种传感器,如光电传感器、限位开关、视觉传感器等,因此定位件5相应地可以是挡片、挡板、图像标志或二维码等,在本实施例中不限定传感器与定位件5的类型。
在本实施例中,每个提升轨道段13上都设有限位挡板131,通过限位挡板131来对物品处理机器人3进行行程限位,为了减少物品处理机器人3与限位挡板131撞击时产生的噪音,可在限位挡板131上贴硅胶垫或橡胶垫,也可以在物品处理机器人3与限位挡板131接触的一面贴硅胶垫或橡胶垫,如此可大大减少噪音。
在本实施例中,每个物品处理机器人3的轮子都采用橡胶轮,可大大减少其在固定轨道21上的噪音,更为优选地,可在固定轨道21上设置橡胶层来进一步减少噪音。
具体地,物品处理机器人3能够在固定轨道21和提升轨道段13之间来回行驶并通过定位件5实现定位。
优选地,物品处理机构2上设有与物品处理机构2长度方向平行设置的充电轨道26,通过充电轨道26对行驶过程中的物品处理机器人3进行充电。此方案,可在物品处理机器人3行驶过程中对物品处理机器人3进行充电,无需将物品处理机器人3取出再进行充电,显著降低了维护成本,不需要额外的充电等待时间,保持物品处理机器人3始终优点,可显著提高了本系统的运行效率。
具体地,每个提升轨道段13左右两端均设有至少一个导向滑轮132,回转导向轨道14设有供导向滑轮132滑动的导向槽141,导向槽141至少有两个面与每个导向滑轮132接触。通过导向滑轮132与导向槽141的滑动摩擦连接,使得提升轨道段13能够顺畅地在导向槽141内滑动,还可在一定程度上显著导向滑轮132多个自由度,使得导向滑轮132只能在导向槽141内滑动,因此提升轨道段13沿导向槽141回转时,不会产生较大的晃动,稳定性显著提升,更进一步地减少了振动产生,减少回转提升组件12的阻碍和动能损失。当然还可以用导向块来代替导向滑轮132,只不过导向块的摩擦力相比导向滑轮132的滚动摩擦力较大,需要做好润滑操作。
优选地,每个提升轨道段13左端和右端的导向轮数量为四个,两两设于导向槽141的左右两端。此方案,使得提升轨道段13运行时更加稳定。
在本实施例中,回转导向轨道14包括两个竖直轨道1411和两个弧形轨道1412,通过两个竖直轨道1411和两个弧形轨道1412拼接形成导向槽141。此方案,可方便回转轨道的加工和组装,尤其是当弧形轨道1412的弧度设计的不合理时,容易导致提升轨道段13划过时产生较大的摩擦声音和晃动,因此将回转轨道分为四个部分,可单独更换其中一个轨道,尤其是方便对弧形轨道1412的测试和改造,从而快速地试验出最佳弧度的弧形轨道1412。
在其他实施例中,每个竖直轨道1411都是可以分为左右两半的,并可以通过螺丝或者卡扣组装在一起,或者是竖直轨道1411朝外的一侧可以通过拧螺丝或脱离卡扣等方式拆卸挡边,使得竖直轨道1411内的导向滑轮132可以方便地进行拆装操作,从而降低装配难度和维护难度。
参见图10,图中展示的为回转导向轨道14的另一种实施例,导向滑轮132直接抵接在回转导向轨道14的表面,沿着回转导向轨道14外表面轮廓滑动,此方式可极大地方便提升轨道段13的拆装操作,便于维护,通过采用减震性能好的橡胶导向滑轮132来提高减震效果,但是导向效果并没有上述的实施例效果好。
优选地,回转提升组件12包括回转同步带121、传动带轮122以及旋转轴123,通过回转同步带121和传动带轮122组成实现回转运动的回转部,每个提升轨道段13沿回转同步带121轨迹方向均匀间隔设置,通过驱动电机6驱动旋转轴123带动传动带轮122旋转。此方案,将现有的链条传动改进为同步带传动,可显著地提高稳定性,使得传动更加平稳,噪音更低且使用寿命长,能够承受一定的冲击,因此可显著提升本回转提升组件12的稳定性,降低振动,使得提升轨道段13在回转时更加稳定。当然若仍采用链条传动的方式,配合本申请的回转导向轨道14同样能够起到显著地减震效果,而采用回转同步带121的结构,可无需增加润滑油等,可更进一步地减少振动,尤其是在机架11的底部还还装了多个减震底脚8,进一步地减少了机架11的振动,减少了噪音。
在本实施例中,驱动电机6与传动带轮122之间设有换向减速机7,换向减速机7的数量为两个,也因此可通过一个驱动电机6实现同时对两个回转提升组件12驱动。此方案,通过驱动电机6与换向减速机7的配合,更加方便了驱动电机6的位置布置,也使得驱动电机6能够轻松地带动回转提升组件12的运行。
在本实施例中,连续提升机构1分别设于物品处理机构2的长度方向两端,一个用于提升物品处理机器人3,一个用于物品处理机器人3的下降,只不过两个连续提升机构1的回转方向相反,原理一致。
可见图8中,在物品处理机器人3的输送带前后两端均设有能够翻转的挡板35,通过挡板35来防止货物脱出。
实施例2
请参阅图9,本连续提升物品处理系统的控制方法包括以下步骤:
S100、物品处理机器人3接收控制端指令行驶至连续提升机构1入口,其中指令至少包括目标层数;
此步骤在人机交互面板24上输入参数后,或者是货物导入线4上的扫码枪25识别到货物的条形码之后,控制端分配好储物斗22,将此命令发送给物品处理机器人3,物品处理机器人3接收到指令后行驶到货物导入线4上进行上料操作,货物导入线4将货物送到物品处理机器人3的输送带上,物品处理机器人3的输送带运转一段距离将货物移动物品处理机器人3的中间位置,然后再移动到连续提升机构1的入口处,每一次物品处理机器人3停顿的时候,都通过定位装置32与定位件5配合实现定位,而与货物导入线4对接的固定轨道21上有很多已经完成任务的物品处理机器人3在排队等待,控制端的指令,如此不断地接收指令运行,完成任务后借助连续提升机构1回到初始位置进行等待。
S200、控制端获取物品处理机器人3所在位置;
此步骤中,物品处理机器人3的位置如上,通过定位装置32和定位件5配合实现,在每个物品处理机器人3需要停顿的地方安装即可,而且每个物品处理机器人3上还设有距离定位装置3332,用于感应物品处理机器人3的前后距离,当与前一个物品处理机器人3距离过近时,物品处理机器人3减速或停顿,防止相邻的两个物品处理机器人3碰撞。
S300、当控制端获取到物品处理机器人3位于连续提升机构1入口处时;
此步骤中,也是通过定位装置32和定位件5配合实现,物品处理机器人3的定位装置32感应到设置在连续提升机构1入口的定位件5时,即停止等待控制端的指令并发送控制端就位信号,如此控制端就可以获取到就位信号就可以控制回转提升组件12停顿让物品处理机器人3可以驶入。
S400、连续提升机构1中的回转提升组件12停顿供物品处理机器人3驶入提升轨道段13;
此步骤中,由于回转提升组件12实际上是在驱动电机6驱动下每一步停顿一次,也就是每一步回转提升组件12都能够提升提升轨道段13上升一段距离,这个距离就是相邻两个提升轨道段13的高度距离,因此只要是回转提升组件12停顿一次就均能够停在与固定轨道21对接的位置,从而方便了物品处理机器人3的进入。
S500、物品处理机器人3驶入提升轨道段13后通过定位装置32与定位件5配合定位停止并向控制端发送就位信号;
此步骤中,物品处理机器人3的定位装置32感应到定位件5之后停止,由于惯性可能会继续往前运动,因此在限位挡板131的作用下可以很好地防止物品处理机器人3移动过度,使其在正确的位置上停住。
S600、控制端接收就位信号控制回转提升组件12继续提升,其中回转提升组件12每运行一次停顿一次,运行距离为相邻两个提升轨道段13的之间距离;
此步骤中,原理如上述,可方便回转提升组件12的定位。
S700、待物品处理机器人3所在的提升轨道段13提升至目标层数时,控制端控制回转提升组件12停顿;
此步骤中,控制端将物品处理机器人3进入的层数记录为初始层,因此将目标层数减去初始层的差就是物品处理机器人3需要提升的层数,如此在物品处理机器人3进入后,控制回转提升组件12运行这个层数的次数即可将物品处理机器人3运送到目标层,如其中有其他物品处理机器人3要进入或出去,则先执行其他物品处理机器人3的指令,此物品处理机器人3还是等待提升到目标层,回转提升组件12还是每运行一次停顿一次,只不过当物品处理机器人3进出的时候,回转提升组件12停顿的时间稍长,可方便物品处理机器人3的进出。
同理,在物品处理机器人3需要下降的时候也是一样的原理。
S800、物品处理机器人3驶出至目标层,物品处理机器人3沿目标层的固定轨道21行进至指定位置。
当物品处理机器人3运行到指定位置后,通过输送带31驱动货物,利用惯性将货物抛出到储物斗22上即可。
通过上述方法,可方便实现物品处理机器人3的进入和驶出,使得多个物品处理机器人3能够快速到达不同的目标层执行任务,减少了物品处理机器人3的等待时间,运行效率更高。
在本实施例中,物品处理机器人3也就是穿梭车。
本实用新型未详述部分为现有技术,故本实用新型未对其进行详述。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
尽管本文较多地使用了连续提升机构1、物品处理机构2、物品处理机器人3、货物导入线4、定位件5、驱动电机6、换向减速机7、减震底脚8、机架11、回转提升组件12、提升轨道段13、回转导向轨道14、固定轨道21、储物斗22、摄像头23、人机交互面板24、扫码枪25、充电轨道26、输送带31、定位装置32、回转同步带121、传动带轮122、旋转轴123、限位挡板131、导向滑轮132、导向槽141、竖直轨道1411、弧形轨道1412等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。