CN215477489U - 输送线结构及货物自动分拣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种输送线结构及货物自动分拣系统。该输送线结构包括：设置有若干个节点的公共输送线，所述公共输送线用于将货物从一个所述节点转运至另一个所述节点；其中，一部分所述节点延伸至拣货工位，每一个所述节点延伸至一个拣货工位，用于在所述拣货工位和所述公共输送线之间转运货物；从另一部分所述节点延伸至货物存储区的多条货物输送线，每一条所述货物输送线由一个所述节点延伸形成，用于在所述货物存储区和所述公共输送线之间转运货物。其能够解除拣货工位与货物输送线之间一一对应的关系，可以为机器人提供更多的选择，以便于实现机器人与货物输送线之间的均衡。

Description

输送线结构及货物自动分拣系统

【技术领域】

本实用新型涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种输送线结构及货物自动分拣系统。

【背景技术】

随着社会商业贸易的不断加强和发展，物流和仓储管理的重要性和受关注程度也开始在不断的提升。如何提供快速、高效的物流和仓储管理服务是当前的热点问题。

依托电子信息技术，例如工业机器人等自动化产业的发展，现有的许多货物仓库在进行仓储管理时，均采用机器人、输送线或者其它自动化设备相互配合的方式，以实现高效率的货物或者仓储管理。但是，在现有的自动分拣系统中，存在多种不同的执行节点，不同的执行节点，如输送线和机器人之间可能存在不匹配而导致等待的问题。

因此，如何对多个机器人和输送线进行规划，以尽可能提高其搬运货物的效率，减少总体等待时间，以更好的满足实际使用的需要是现有自动化仓储管理系统迫切需要解决的问题。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种具有较高工作效率的输送线结构及货物自动分拣系统。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：一种输送线结构。该输送线结构包括：

设置有若干个节点的公共输送线，所述公共输送线用于将货物从一个所述节点转运至另一个所述节点；其中，一部分所述节点延伸至拣货工位，每一个所述节点延伸至一个拣货工位，用于在所述拣货工位和所述公共输送线之间转运货物；

可选地，每条所述货物输送线的两侧分别设置有用于供一个机器人进入的工作区域；所述工作区域具有与所述机器人相适配的尺寸。

可选地，多条所述货物输送线间隔预设的距离设置，以使相邻的两条所述货物输送线的其中一个所述工作区域重叠。

可选地，每条所述货物输送线的工作区域包括设置在所述货物输送线左侧的左工作区域和设置在所述货物输送线右侧的右工作区域；相邻的两条所述货物输送线的左工作区域和右工作区域重叠。

可选地，所述工作区域位于与所述货物输送线的货物放置位对应的位置；所述货物放置位设置在每条所述货物输送线接近所述货物存储区的一端。

可选地，该输送线结构还包括若干个充电区域；每个所述充电区域位于相邻两条所述货物输送线以及所述工作区域围成的区域之内。

可选地，每个所述充电区域具有与一个所述机器人相适配的尺寸，允许一个机器人进入。

可选地，所述充电区域内设置有与所述机器人相适配的充电机构，用于为进入所述充电区域停留的机器人充电。

可选地，所述货物输送线包括：传输方向相反的第一输送线以及第二输送线；所述第一输送线用于将货物从所述货物存储区转运至所述公共输送线，所述第二输送线用于将货物从公共输送线转运至所述货物存储区。

可选地，所述第一输送线和所述第二输送线间隔设置。

可选地，所述公共输送线包括：第一公共输送线以及第二公共输送线；所述第一公共输送线为环线，具有延伸至所述第一输送线以及所述拣货工位的节点；所述第二公共输送线为单向输送线，具有延伸至所述第二输送线以及所述拣货工位的节点，用于将货物从所述拣货工位转运至所述货物存储区。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：一种货物自动分拣系统。该货物自动分拣系统包括：

用于存储货物的货物存储区；拣货工作区，所述拣货工作区包含若干个用于进行货物分拣操作的拣货工位；如上所述的输送线结构；用于搬运货物的若干个机器人；以及用于控制所述机器人和所述输送线结构，进行货箱搬运操作的控制终端。

本实用新型实施例提供的输送线结构及其货物自动分拣系统，解除了拣货工位与货物输送线之间的绑定关系，从而为每个机器人提供了多个可供选择的货物输送线，有利于实现货物输送线和机器人的均衡，可以减少机器人的等待时间并提升货物分拣的效率。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例的货物自动分拣系统的应用场景的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的输送线结构的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的机器人避让装置的功能框图；

图5为本实用新型实施例提供的放货任务均衡装置的功能框图；

图6为本实用新型实施例提供的操作任务均衡装置的功能框图；

图7为本实用新型实施例提供的控制终端的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

货物分拣是指从仓库或者其它类似的，用于存储一种或者多种货物的货物存储区中取出与订单对应的货物，并形成对应的订单包裹出库的过程。而货物自动分拣系统是依托于机器人、输送线等自动化设备，实现包含货物运输，包裹打包等一系列操作的货物分拣过程的一体化系统。

图1为本实用新型实施例提供的货物自动分拣系统的应用场景。如图1所示，在该应用场景中，大致可以划分为货物存储区10以及拣货工作区30。两个区域之间可以利用输送线结构20、若干个机器人40以及控制终端50来实现货物在货物存储区10和拣货工作区30之间的转运。

其中，货物存储区10是用于存放货物的区域。在该货物存储区中，货物具体可以以任何合适的形式存放或者储存。为了表述方便，本应用场景中以方形货箱和货架的存放形式为例进行描述，但本领域技术人员可以将其应用于其他的货物存放形式的应用场景，而不限于方形货箱及货架的货物存放形式。

通常的，每个货架11上按照特定存放规则，放置有多个相同或者不同的货箱。每个货箱中都存放有多件相同的货物。其通过货箱外部的特征(如二维码或者条形码等类似的标识)来标记货箱具体存储的货物。

请继续参阅图1，货物存储区10中的多个货架11间隔划分形成多个具有一定宽度的巷道或者类似的行走通道，以使机器人等设备可以移动到特定的位置，从货架取出货箱或者将货箱放回至货架。

在一些实施例中，采用每个货箱装有多件货物的存储方式时，货物的转运通常存在两个运输方向相反的第一输送路径A和第二输送路径B。

具体而言，第一输送路径A是指：从货物存储区10域取出的货箱通过输送线结构20传输到拣货工作区30，在拣货工作区30完成拣出、打包等一项或者多项货物分拣工作的货物传输路径(即从货物存储区10至输送线结构20至拣货工作区30)。而第二输入路径B是指：在拣货工作区30取出特定数量的货品后，货箱重新通过输送线结构20传输回货物存储区10进行存储的货物传输路径(即从拣货工作区30至输送线结构20至货物存储区10)。

拣货工作区30是根据其所要执行的工序而进行命名，与货物存储区10不同的另一个外部区域。其具体所要执行的“货物分拣”工序大致包括：将货物从货箱中取出、整理打包或者形成与订单对应的订单包裹中的一项或者多项货物分拣工作。具体所包含的分拣工作可以由技术人员根据实际情况的需要(如拣货效率或者厂房的空间等)所确定。

在拣货工作区30内包含有合适数量的拣货工位31(例如图1所示的2个)。每个拣货工位31都是一个可以独立实现某项订单的货物分拣工作的工位。其具体执行货物分拣的操作方式，可以根据实际情况的需要而由技术人员进行设置，例如采用自动、半自动甚至全工人操作的方式。

输送线结构20是建立货物存储区10与拣货工作区30之间的货箱运输通道的设备。其具体可以由任何类型的，具有与搬运货箱相适配尺寸的输送线所实现，例如具有特定宽度的滚轴式输送线，或者皮带式输送线。

请继续参阅图1，按照货物传输的功能进行划分，该输送线结构20包括公共输送线21和货物输送线22两个主要部分。

其中，公共输送线21上设置有一定数量的节点。该节点是指预先设定的，货箱进入公共输送线或者从公共输送线离开的特定位置。其作为运输干线，从某个节点进入公共输送线21的货箱都可以被转运至公共输送线的任意一个节点离开。

上述节点中的一部分延伸至拣货工位，使得公共输送线21建立与拣货工作区30的连接。在本实施例中，可以将这部分节点简称为“拣货节点”。每一个拣货节点与一个拣货工位31相对应，延伸至对应的拣货工位。货箱可以从特定的拣货节点离开公共输送线21，进入拣货工位，并且在拣货操作完成后，经由该拣货节点重新回到公共输送线21上。

货物输送线22是延伸到货物存储区10的货箱输入/输出通道。其可以设置有多条，均连接至公共输送线21。每一条货物输送线22与公共输送线21的连接位置也可以被认为是公共输送线21上的一个节点。换言之，每条货物输送线22可以与一个节点相对应。

为实现上述的两种不同的传输路径，这些货物输送线22具有不同传输方向。在本实施例中，为区分具有不同传输方向的输送线，以“第一输送线”来表示用以实现第一输送路径的输送线，以“第二输送线”来表示用以实现第二输送路径的输送线。相对应地，第一输送线相对应的节点可以简称为“输入节点”，第二输送线相对应的节点简称为“输出节点”。

在输送线结构20的实际运行过程中，货箱可以从各条第一输送线22a输入到公共输送线21。然后，通过公共输送线21进一步被流转到各个拣货工位31上。在拣货工位上完成货物分拣操作以后，货箱重新被放回至公共输送线21上，最后通过各个第二输送线21b从公共输送线离开。

上述采用公共输送线的方式，可以解除货物输送线与各个拣货工位之间的绑定关系。每个第一输送线22a传输货箱都可以根据拣货工位的空闲情况，选择在任意一个拣货工位进行货物分拣操作。

每个拣货工位完成货物分拣操作以后的货箱也可以通过该公共输送线，根据各个第二输送线22b的空闲情况，选择在任意一个第二输送线22b返回到货物存储区10中。

应当说明的是，上述的“第一输送线”和“第二输送线”仅用于区分输送线的传输方向，而不用对输送线的具体实现进行限定或者暗示输送线之间的相互关系。例如，某条特定的第一输送线可以根据实际情况的需要，转变传输方向，从而改变为第二输送线。

机器人40是指部署在货物存储区10的自动货物搬运设备(如AGV小车等)。其可以具有驱动机构、行走机构以及货物存放机构等一个或者多个功能部件。货物输送线22在位于货物存储区的末端也可以具有与机器人40具有相适配的货箱取放结构，使机器人40可以顺利的将货箱放入到第一输送线或者将货箱从第二输送线中取出。

在一些实施例中，如图2所示，该机器人40包括：移动底盘41、支架主体42、货物存储仓43、搬运装置44以及驱动装置45。

其中，移动底盘41是机器人40的主体移动机构。在移动底盘41的底座设置有滚轮或者类似的行走机构。

支架主体42是以移动底盘41为基础，向上延伸形成的机器人主体结构。支架主体42上可以设置有相应的安装结构，用以为一个或者多个结构部件提供固定位置。

货物存储仓43是设置在支架主体42上，具有与货箱相适配的尺寸，可以用于独立存储货箱的收容空间。其具体可以是承载货箱的隔板、托盘或者其他类似抽屉的结构。

基于机器人40的主体结构设计等其他一种或者多种实际情况的需要，机器人内设置的多个货物存储仓43可以采用任何类型的排列或者布置方式，例如如图2所示的，可以采用垂直排列的形式，多个货物存储仓43沿高度方向层叠设置。

搬运装置44是用于搬运和转移货箱的结构组件。其可以是抱夹式搬运装置、推拉式搬运装置或者机械手等，能够将货箱从货物存储仓内取出或者将货箱放入货物存储仓内。

驱动装置45是用于驱动和引导上述搬运装置44在各个货物存储仓43之间移动的部件。其可以根据机器人40中多个货物存储仓43的布置形式以及具体使用的搬运装置44来确定具体使用的驱动形式。

例如，如图2所示，在多个货物存储仓43沿高度方向层叠设置的情况下，该驱动装置45可以是设置在支架主体42上的升降组件。其可以沿高度方向提升搬运装置44或者令搬运装置44下降，从而令搬运装置44移动到任意一个货物存储仓43。

机器人40可以根据控制终端50提供的控制指令，从货物存储区10的货架移动至靠近货物输送线22的位置，执行放货操作(将货箱放置在输送线上)或者取货操作(将货箱从输送线上取回)。

以图2所示的机器人40为例，在执行“取货任务”时，首先由升降组件45驱动搬运装置44移动至与输送线21相适应的第一高度。然后，搬运装置44通过夹持、推拉或者其他类似的抓取方式，将输送线21上待取回的货箱转移到搬运装置44中。最后，升降组件45将搬运装置44移动至与其中一个空的货物存储仓43齐平的位置后，搬运装置44将货箱转移到该货物存储仓43中存储。

在执行“放货任务”时，首先由升降组件45将搬运装置44移动到与目标货箱所在的货物存储仓43。然后，通过夹持、推拉或者其他类似的抓取方式，将目标货箱从货物存储仓43转移到搬运装置44之中。最后，升降组件45将搬运装置44移动至第一高度后，由搬运装置44将目标货箱转移到输送线21上。

在另一些实施例中，该机器人40可以是使用电力驱动机构的机器人，其相应的还包括有特定容量的电池。为满足通过电力驱动的机器人保持长时间持续运行的需要，通常还可以在该货物自动分拣系统中额外增设用于供机器人40进行充电的充电区域C。

该充电区域C中设置有与机器人40相适配的充电结构，例如向上凸起的金属接触片或者是非接触式的无线充电线圈等，为停留在充电区域C内的机器人40的电池充电，确保机器人40能够持续运转。

其可以根据实际情况的需要，具有特定的尺寸大小并采用任何类型的设置形式，布置在该货物自动分拣系统中的一个或者多个位置上。在较佳的实施例中，该充电区域C可以分别设置有多个，布置在货物输送线形成的间隙之中，以实现对场地空间的充分利用。

控制终端50是整个货品分拣系统的控制核心。其具体可以由任何类型，具备满足实际情况的需要的存储空间和计算能力，用以提供一项或者多项应用服务或者功能的电子计算平台或者服务器设备所实现。本实用新型不对控制终端50的具体实现作限定。

作为系统的控制核心，控制终端50与各个机器人40之间均建立有通信连接，可以根据机器人40的位置以及功能指标等信息，进行机器人的路径规划等操作，控制机器人完成货箱的搬运工作。上述功能指标包括但不限于载货量(即每一次最多可以装载的货箱数量)、机器人尺寸大小、续航里程、引导方式、货箱取放速度以及运行速度等。

控制终端50可以采用发送特定控制指令的方式来实现对机器人的控制，引导机器人沿特定路线行驶，并在达到目标位置后执行对应的操作(如取出货箱、放置货箱、)。

在货物自动分拣系统的实际运行过程中，控制终端50通过下发一系列的控制指令，对机器人40进行有序的控制，使各个机器人40在货物存储区10和输送线结构20之间执行搬运货箱的工作(例如在第二输送线22b上取回货箱至机器人，以及将货箱从机器人转移至第一输送线22a上)。当然，机器人还可以根据实际情况的需要而执行更多其他不同类型的工作，而不限于搬运货箱的工作。

机器人40需要进入或者停靠在一个接近或者距离货物输送线22较近的特定区域内才能够完成放置货箱或者取回货箱的操作。在本申请中，以“工作区域”这样的术语表示能够满足机器人进行放置货箱或者取回货箱的操作，靠近货物输送线的区域。换言之，机器人40移动进入工作区域W后，就可以通过货物取放机构，在货物输送线上执行转移货箱的操作。

另外，控制终端50保持对各个机器人40的电池电量的监控。在某个机器人40的电池电量降低到低于一定值时，可以指引机器人40进入充电区域C进行充电。直至机器人40的电池电量重新恢复到理想的数值以后，再重新进入货物存储区10执行搬运货箱的工作。

图3为本实用新型实施例提供的输送线结构的示意图。如图3所示，多条货物输送线之间间隔一定距离平行设置，接近货物输送线的末端为与货箱尺寸相适配的货箱放置位S。其中，对于第一输送线22a，机器人可以将货箱放置在货箱放置位S。待货箱放置好以后，经由第一输送线22a进入公共输送线21。对于第二输送线22b，从公共输送线21流出的货箱可以被输送至货箱放置位S暂时停留，随后由机器人将货箱取走，放入自己的货物存储仓41内。

在每两个相邻的货物输送线之间会形成具有一定宽度的通道。在该通道内可以依次序设置有一个工作区域W和一个充电区域C。其中，充电区域C位于内侧(远离货物存储区的一侧)，工作区域W位于外侧(接近货物存储区的一侧)，以实现对场地空间的充分利用。

在一些实施例中，为满足第一输送路径A和第二输送路径B这两个不同方向的输送路径，该公共输送线21可以包括：第一公共输送线21a以及第二公共输送线21b。

其中，第一公共输送线21a为环线，具有延伸至第一输送线22a以及拣货工位31的节点。该“环线”是指输送线具有首尾相接的结构，使进入到环线的货箱可以在输送线上循环移动。

第二公共输送线21b则为单向输送线，具有延伸至第二输送线22b以及拣货工位31的节点。该“单向输送线”是与上述环线相对的概念，其具有指向性，货箱只能从沿输送线的输送方向，从一端移动至另一端。

在实际运行过程中，从来自货物存储区10的货箱可以通过机器人40搬运到第一输送线22a，通过第一输送线22a进入到第一公共输送线21a中。随后，货箱可以被转运至其中任意一个空闲的拣货工位31中，进行拣货操作。当拣货工位31都处于无法接纳新的货箱的繁忙状态时，货箱可以暂时在第一公共输送线21a上循环移动，等待进入拣货工位31。

在拣货工位31完成拣货操作以后的货箱可以被送回至第二公共输送线21b中，由第二公共输送线21b转运至各个第二输送线22b，并通过机器人40搬回货物存储区10相应的货架中存储。

本发明实施例提供的具有环线结构的公共输送线，可以提供一定的冗余货箱存储量，以更好的达到第一输送线22a与拣货工位31之间的均衡，不至于第一输送线22a和拣货工位31因处理速度的不同，而出现相互排队等待的问题。

在另一些实施例中，请继续参阅图3，每条货物输送线的工作区域W可以设置有两个，分别位于货物输送线的左侧和右侧，与货箱放置位S相齐平的位置。在本实施例中，可以分别被称为“左工作区域”和“右工作区域”。

每个工作区域W都具有可以供一个机器人40进入的尺寸。相邻的两条货物输送线之间按照预设的距离设置，使得相邻的两条货物输送线的左工作区域和右工作区域相互重叠。该预设的距离可以由技术人员根据机器人40的尺寸大小、货箱的尺寸等一种或者多种实际应用因素而设置，只需要令机器人40在进入某个工作区域W之后，能够分别在两侧的货物输送线上执行取货操作或者放货操作即可。

具体的，该多条输送线则可以采用第一输送线22a和第二输送线22b间隔设置的形式，机器人40则可以使用具有图2所示的类似结构的机器人。充电区域C布置在工作区域W之后，相邻的第一输送线22a和第二输送线22b之间的位置。

该充电区域C具有与工作区域W相类似的尺寸，足以容纳一个机器人40充电。这样的，在多条输送线之间形成多个充电区域C，可以分别供多个机器人40同时进行充电操作。

在实际运行过程中，当机器人40停靠进入第一输送线22a的工作区域W时，抓取机构42可以移动到目标货箱所在货物存储仓41。然后，将货箱从货物存储仓41中取出并放置到货箱放置位S上，由第一输送线22a将货箱转运至拣货工作区30。而当机器人40停靠进入第二输送线22b的工作区域W时，抓取机构42可以抓取停放在货箱放置位S的货箱。然后，将从输送线上取走的货箱移动至空的货物存储仓41中进行存放。

另外，当机器人40的电池电量降低到预定的水平时，控制机构可以控制机器人40经过工作区域W，进入到一个空闲的充电区域C中进行充电，并且在电池电量充满或者接近充满时，从充电区域C中离开，重新经由工作区域W进入到货物存储区10中，继续进行货箱搬运的工作。

通过图3所示的充电区域C的布置方式，充分的利用了多条输送线之间的空间，不需要额外在场地中划定其他的充电区域，令该货物自动分拣系统可以适用于对于场地大小要求较高的场景。

当然，本领域技术人员还可以根据实际情况的需要，对以上应用场景中的一种或者多种设备进行调整、替换或者更改，而不限于图1所示。例如，可以在货物存储区10中放置不同尺寸的货箱，并相应的部署与不同尺寸货箱相适配的机器人。

应当说明的是，本领域技术人员基于本实用新型实施例揭露的输送线结构的特点，还可以根据实际应用场景，对上述实施例公开的输送线结构进行调整、改变或者替换应用于其他具有相类似特点的应用场景。所有这些调整、改变或者替换所获得的技术方案都是基于现有技术容易想到的，属于本实用新型的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解的是，采用紧凑设计可能存在需要进入充电区域的机器人与正常执行搬运货箱工作的机器人之间相互影响的问题。例如在图1或者图3所示的布局设计中，工作区域W被正常执行搬运货箱工作的机器人占用时，位于该工作区域W后方的充电区域C会被遮挡，机器人无法进入。因此，导致出现排队现象，使得系统整体的效率下降。

本实用新型实施例还提供了一种由控制终端50所实现的机器人避让装置，以帮助改善上述机器人相互遮挡的问题，提升系统的效率。如图4所示，该机器人避让装置400包括：检测模块410，第一控制模块420以及第二控制模块430。

其中，检测模块410用于搜索处于空闲状态的工作区域。该空闲状态是指未被机器人占用的状态，工作区域设置有两个或以上。

“搜索”是控制终端50通过一种或者多种筛选方式或者基准，在已有的全部工作区域中确定或者筛选处于空闲状态的工作区域的过程。控制终端50具体可以通过任何合适的筛选方式或者基准来判断特定的工作区域是否处于空闲状态，例如，通过布置在输送线末端的红外传感器或者机器人的位置信息。

第一控制模块420用于在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域。

在本实施例中，按照机器人所处的运行状态的不同，将机器人划分为“第一机器人”和“第二机器人”两种。其中，“第一机器人”是指需要进入充电区域进行充电的机器人。“第二机器人”则是指不需要进行充电，可以执行搬运货箱的工作的机器人。

应当说明的是，随着系统的不断运行，机器人的运行状态可能会发生变动。因此，对于某个特定的机器人而言，其可能在第一机器人和第二机器人之间切换，而不是固定属于其中的一种。

第二控制模块430用于向所述第二机器人发送第二控制指令，以使所述第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。“第二控制指令”是第二控制模块430下达的，令第二机器人前往工作区域W，进行货箱搬运工作的指令或者命令。

当然，在存在足够数量的处于空闲状态的工作区域时，第二控制模块430需要尽可能的安排第二机器人前往与第一机器人经过的工作区域不同的另一个工作区域，这样可以减少后续第一机器人和第二机器人发生冲突的几率。

在实际运行过程中，首先通过检测模块410确定是否有处于空闲状态的工作区域。然后，在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，由第一控制模块420向所述第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域，并且由第二控制模块430向第二机器人发送第二控制指令，以使第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。

在一些实施例中，可能出现全部的工作区域均被占用的情况。在该情况下，可以采用第一机器人等待或者第二机器人避让等的方案来确保第一机器人能够顺利的进入充电区域。

具体可以通过设置一种或者多种选择条件或者衡量基准来帮助确定具体应当选择使用主动避让还是等待避让。例如，该选择条件可以是第一机器人的等待时间是否大于预定的时间阈值。

这样的，控制终端50在确定至少有一个第二机器人已经接近完成搬运货箱的工作(即将从工作区域退出)时，可以采用等候的机器人避让方法以取得较高的系统效率(此时第一机器人的等待时间小于预定的时间阈值)。而控制终端50在确定所有第二机器人都刚开始进行搬运货箱的工作时，则可以采用第二机器人避让的方式来避免第一机器人的等候时间过长(此时第二机器人的等待时间大于预定的时间阈值)。

其中，在第一机器人等待的方案中，第一控制模块420还可以用于向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

“预设区域”可以是具有任何尺寸或者形状，预先在货物存储区10的合适位置设置，用以供第一机器人暂时停留的特定区域。该合适的位置是指考虑避免阻挡其他机器人的移动，接近第一机器人前往充电区域等一项或者多项实际应用因素而确定的位置。

“等候指令”是令第一机器人进入预设区域中等候的指令或命令。在一些实施例中，其除了令第一机器人暂停在预设区域以外，还可以具有令机器人进入休眠、待机或者类似的低功耗状态的功能。

而在第二机器人避让的方案中，该第二控制模块430还可以用于向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开。在第二机器人暂时离开后，第一控制模块420向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过所述第二机器人离开的工作区域，进入所述充电区域。

在较佳的实施例中，该机器人避让装置400还可以对充电完成的第一机器人进行进一步的避让控制，确保充电完成的第一机器人可以顺利离开充电区域。

其中，在处于所述充电区域的所述第一机器人完成充电时，该第一控制模块420还可以用于：向完成充电的第一机器人发送第四控制指令，以使所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域，离开所述充电区域。

具体的，当完成充电的第一机器人经过对应的工作区域被所述第二机器人占用时，第二控制模块430还可以用于向所述占用所述工作区域的所述第二机器人发送所述第三控制指令，令第二机器人实现对第一机器人的暂时避让。

在另一些实施例中，该机器人避让装置还可以对充电完成的第一机器人进行取货的位置进行进一步优化，以更好的提升系统效率。

其中，“充电完成”是指第一机器人的电池电量已经满足要求，可以支撑机器人一定时间长度的运行。从本申请提供的运行状态的划分标准来看，充电完成的第一机器人实际上相当于第二机器人。

技术人员可以根据实际情况的需要，设置合适的完成充电的判断标准，例如第一机器人的电量已经接近百分之一百。另外，该完成充电的判断标准还可以是变化的，例如在高强度工作的情况下，可以将第一机器人完成充电的标准调整为达到电量的百分之八十。

请继续参阅图4，该机器人避让装置还可以包括：取货控制模块440。

其中，该取货控制模块440用于：根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置。

具体的，在只需要确定数量较少(如一个)的目标取货位置时，该取货控制模块440具体可以用于：计算各个候选取货位置与完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离，并且确定具有最短距离的候选取货位置为目标取货位置。

其中，“取货位置”是指控制终端50根据订单为机器人分配的，与订单对应的目标货箱所在的巷道位置。机器人40可以在移动到特定取货位置以后，可以通过抓取机构42将货箱从货架上搬运到货物存储仓内。

通常的，在特定的时间，可能具有多个等待被移动到拣货操作区30的货箱。这些货箱所在的取货位置在本实施例中可以被称为“候选取货位置”。控制终端50可以根据这些候选取货位置与充电区域之间的距离远近，来确定第四控制指令确定或者指向的取货位置(也可以被称为“目标取货位置”)，从而减少机器人40在充电完成后的移动距离。

而在需要确定数量较多的目标取货位置时，该取货控制模块440则可以具体用于：计算各个候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离，并且确定距离小于预设的距离阈值的候选取货位置为目标取货位置。

其中，该距离阈值是一个经验性数值，可以由技术人员根据实际情况的需要而设置。其具体可以采用任何合适的形式，而不限于固定的数值。例如，以某个数值为基准的范围值，或者是可以根据应用场景的不同而进行适应性调整的数值。

本实用新型实施例提供的机器人避让装置，通过划分第一机器人和第二机器人并相应的调整其运行轨迹，可以确保在紧凑结构设计的情况下，处于不同运行状态的机器人不会相互阻挡，降低了相互排队等待的时间，从而有效的提升了效率。

请继续参阅图1，本领域技术人员可以理解，在该输送线结构解除了货物输送线和拣货工位之间的绑定关系，并提供了多个可选择的货物输送线的前提下，本实用新型实施例还提供了一种由控制终端50所实现的任务均衡装置，令任务可以均衡的分配到机器人和货物输送线上，进一步的提升系统效率。

如图5所示，该任务均衡装置500包括：第一检测模块510，第一筛选模块520以及第一指定模块530。

其中，第一检测模块510用于获取与机器人对应的各个候选的工作区域的空闲程度。该空闲程度由一种或者多种运行指标决定。第一筛选模块520用于在候选工作区域中，确定空闲程度满足预设标准的可用工作区域。第一指定模块530用于为机器人指定一个可用工作区域，以使机器人在指定的可用工作区域执行放货任务。

在实际运行过程中，首先通过第一检测模块510获取与机器人对应的各个候选工作区域的空闲程度。然后，由第一筛选模块520根据预设标准，在候选工作区域中筛选出可用工作区域。最后，第一指定模块530为机器人确定执行放货任务的可用工作区域。

在一些实施例中，用以决定或者衡量空闲程度的运行指标可以包括：工作区域对应的货物输送线待执行的放货任务数量，候选工作区域对应的货物输送线执行放货任务的速度以及候选工作区域对应的货物输送线的执行当前放货任务所需的等候时间中的一种或者多种。

其中，该“待执行的放货任务”是指定了在该候选工作区域对应的货物输送线执行放货任务的机器人的数量。换言之，处理终端50在每次为某个机器人40指定了特定的候选工作区域以后，都为该候选工作区域的待执行放货任务数量加1。而在机器人执行放货任务完毕以后，对应的候选工作区域的待执行放货任务数量则减1。

由此，较少或者为零的待执行放货任务表明了该候选工作区域较为空闲，而较多的待执行放货任务则说明该候选工作区域此时的运行状态较为繁忙。

该“执行放货任务的速度”可以是在之前一段时间内，特定的工作区域完成放货任务的平均速度。其可能受多种因素的影响(如输送带的传输速度)，是用以反映候选工作区域运行情况的重要参数。

该“等候时间”是以上述的“执行放货任务的速度”和“待执行的放货任务数量”为基础，获得的预计数值。其可以表明候选工作区域在未来一段时间的空闲程度。与上述“待执行的放货任务数量”相类似地，较短或者为零的等候时间通常表示候选工作区域处于比较空闲的状态。

在另一些实施例中，与以上的运行指标相对应的，该预设标准可以包括：候选工作区域对应的货物输送线待执行的放货任务数量小于预设数量阈值，具有最小的待执行的放货任务数量，待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值以及具有最短的处理时间中的一种或者多种。

其中，“预设数量阈值”和“预设时间阈值”都是经验性数值，可以由技术人员根据实际情况的需要而设置或者确定。在使用不同的运行指标时，使用相对应的预设标准。

另外，最短的“处理时间”和最小的“待执行任务数量”是另一种设定标准的方式。在采用这样的预设标准时，通常只筛选出一个可用工作区域。

具体的，考虑到使用不同的运行指标和预设标准的情况，第一指定模块530可以具体执行如下的步骤：

一方面，在存在两个或以上的可用工作区域时，为机器人指定具有最高空闲程度的所述可用工作区域。另一方面，在存在两个或以上，具有相同的空闲程度的可用工作区域时，可以为机器人随机指定其中的一个可用工作区域。

在较佳的实施例中，第一检测模块510还可以在一个或者多个检测节点中，重新获取候选工作区域的空闲程度，以及时更新各个候选工作区域的空闲程度。而第一指定模块530则基于第一检测模块510更新后的空闲程度结果，对指定的可用工作区域进行调整。

具体的，在第一检测模块510检测得到的空闲程度的更新结果发生了较为显著的变化(如在指定的可用工作区域更新后的空闲程度不满足预设标准)时，第一指定模块530可以为所述机器人指定另一个可用工作区域或者重新为所述机器人指定在更新结果中，具有最高空闲程度的候选工作区域。

请继续参阅图1，本领域技术人员可以理解，基于该输送线结构提供的，为每个机器人配置两个相适配的货物输送线的同时，为每条货物输送线配置两个相适配的机器人的独特结构设计，本实用新型实施例还进一步提供了一种由控制终端50所实现的操作任务均衡装置，令任务在机器人和货物输送线上均衡分配，进一步的提升系统效率。

如图6所示，该操作任务均衡装置600包括：第二检测模块610，第二筛选模块620以及第二指定模块630。

其中，第二检测模块610用于获取与机器人相适配的货物输送线的运行状态。每个机器人都具有至少两条相适配的货物输送线。第二筛选模块620用于确定至少一个处于空闲状态的货物输送线为可用输送线。货物输送线的运行状态可以大致被划分为占用状态和空闲状态两种。第二指定模块630用于发送第一控制指令，以使机器人在可用输送线执行对应的操作任务。

该“操作任务”具体是指包含机器人移动路径，目标货箱位置以及停靠的工作工位等一种或者多种与特定位置信息相关的指令。这些指令可以引导机器人沿特定路线行驶，并在路线的特定位置执行取出货箱或者放置货箱的动作。

在实际运行过程中，首先通过第二检测模块610获取与机器人相适配的货物输送线的运行状态。然后，由第二筛选模块620根据合适的筛选方式，在空闲状态的货物输送线中选出可用输送线。最后，第二指定模块630发送特定的第一控制指令，控制机器人在可用输送线执行对应的操作任务。

另外，如图1所示的，除了机器人存在多条相适配的货物输送线外，每条货物输送线也配置有多个相适配的机器人。第二检测模块610还用于获取与货物输送线相适配的机器人的运行状态。每条货物输送线都具有至少两个相适配的机器人。第二筛选模块620用于确定至少一个处于空闲状态的机器人为可用机器人。机器人的运行状态相类似地，也可以大致被划分为占用状态和空闲状态两种。第二指定模块630用于发送第二控制指令，以使可用机器人在货物输送线执行对应的操作任务。

在较佳的实施例中，对于不存在空闲状态的机器人/货物输送线、仅存在一个/条处于空闲状态的机器人/货物输送线以及存在两个/条或以上的机器人/货物输送线的三种情况，操作任务均衡装置600的第二筛选模块620可以采用相应的筛选方式，确定特定的可用机器人/货物输送线。

其中，在不存在空闲状态的机器人/货物输送线的情况下，第二筛选模块620可以间隔预定时间后，根据第二检测模块610对运行状态的更新结果来确定可用机器人/货物输送线。当然，第二筛选模块620也可以在经过机器人/货物输送线切换为空闲状态所需要的最短等候时间以后，确定首先切换为空闲状态的机器人/货物输送线为可用机器人/货物输送线。

在仅存在一个/条处于空闲状态的机器人/货物输送线的情况下，第二筛选模块620可以简单的将该唯一可选择的机器人/货物输送线确定为可用机器人/货物输送线。

在存在两个/条或以上的机器人/货物输送线的情况下，第二筛选模块620具体用于选择具有最短执行时间的机器人/货物输送线作为可用机器人/输送线。具体而言，对于某个机器人40，第二筛选模块620可以确定与执行时间最短的操作任务对应的货物输送线为可用输送线。而对于某条货物输送线22，第二筛选模块620可以确定具有最短执行时间的机器人为可用机器人。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

图7示出了本实用新型实施例的控制终端50的结构示意图。如图7所示，该控制终端50可以包括：处理器(processor)502、通信接口(Communications Interface)504、存储器(memory)506、以及通信总线508。

其中：处理器502、通信接口504、以及存储器506通过通信总线508完成相互间的通信。通信接口504，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器502用于执行程序510，以实现以上一个或者多个功能模块所对应的功能。

具体地，程序510可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

在本实用新型实施例中，根据所使用的硬件的类型，处理器502可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

存储器506用于存放程序510。存储器506可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。程序510具体可以用于使得处理器502实现以上一个或者多个功能模块所对应的功能。

综上所述，本实用新型实施例提供的输送线结构及其货物自动分拣系统，解除了拣货工位与货物输送线之间的绑定关系，从而为每个机器人提供了多个可供选择的货物输送线，可以减少机器人的等待时间并提升货物分拣的效率。

进一步地，该输送线结构中采用了紧凑的设计，将充电区域部署在货物输送线的间隙之间，可以充分的利用场地空间，减少了货物自动分拣系统的占用面积。

进一步地，该输送线结构中的货物输送线具有独特的结构设计，从而实现了为每个机器人配置两个相适配的货物输送线的同时，为每条货物输送线配置两个相适配的机器人的效果，有利于实现货物输送线和机器人的均衡，提升货物分拣的效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种输送线结构，其特征在于，包括：

设置有若干个节点的公共输送线，所述公共输送线用于将货物从一个所述节点转运至另一个所述节点；其中，一部分所述节点延伸至拣货工位，每一个所述节点延伸至一个拣货工位，用于在所述拣货工位和所述公共输送线之间转运货物；

从另一部分所述节点延伸至货物存储区的多条货物输送线，每一条所述货物输送线与一个所述节点相对应，用于在所述货物存储区和所述公共输送线之间转运货物。

2.根据权利要求1所述的输送线结构，其特征在于，每条所述货物输送线的两侧分别设置有用于供一个机器人进入的工作区域；所述工作区域具有与所述机器人相适配的尺寸。

3.根据权利要求2所述的输送线结构，其特征在于，多条所述货物输送线间隔预设的距离设置，以使相邻的两条所述货物输送线的其中一个所述工作区域重叠。

4.根据权利要求3所述的输送线结构，其特征在于，每条所述货物输送线的工作区域包括设置在所述货物输送线左侧的左工作区域和设置在所述货物输送线右侧的右工作区域；相邻的两条所述货物输送线的左工作区域和右工作区域重叠。

5.根据权利要求2-4任一项所述的输送线结构，其特征在于，所述工作区域位于与所述货物输送线的货物放置位对应的位置；

所述货物放置位设置在每条所述货物输送线接近所述货物存储区的一端。

6.根据权利要求5所述的输送线结构，其特征在于，还包括若干个充电区域；每个所述充电区域位于相邻两条所述货物输送线以及所述工作区域围成的区域之内。

7.根据权利要求6所述的输送线结构，其特征在于，所述充电区域内设置有与所述机器人相适配的充电机构，用于为进入所述充电区域停留的机器人充电。

8.根据权利要求7所述的输送线结构，其特征在于，每个所述充电区域具有与一个所述机器人相适配的尺寸，允许一个机器人进入。

9.根据权利要求1所述的输送线结构，其特征在于，所述货物输送线包括：传输方向相反的第一输送线以及第二输送线；

所述第一输送线用于将货物从所述货物存储区转运至所述公共输送线，所述第二输送线用于将货物从公共输送线转运至所述货物存储区。

10.根据权利要求9所述的输送线结构，其特征在于，所述第一输送线和所述第二输送线间隔设置。

11.根据权利要求9所述的输送线结构，其特征在于，所述公共输送线包括：第一公共输送线以及第二公共输送线；

所述第一公共输送线为环线，具有延伸至所述第一输送线以及所述拣货工位的节点；所述第二公共输送线为单向输送线，具有延伸至所述第二输送线以及所述拣货工位的节点，用于将货物从所述拣货工位转运至所述货物存储区。

12.一种货物自动分拣系统，其特征在于，包括：

用于存储货物的货物存储区；

拣货工作区，所述拣货工作区包含若干个用于进行货物分拣操作的拣货工位；

如权利要求1-11任一项所述的输送线结构；

用于搬运货物的若干个机器人；以及

用于控制所述机器人和所述输送线结构，进行货箱搬运操作的控制终端。

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