CN218808796U - 一种物流机器人以及物流系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种物流机器人以及物流系统，所述物流机器人包括移动底座、摄像头、升降装置、置物台和主动转运装置；其中，摄像头，设置在物流机器人的前端，用于识别物品的位置；升降装置，设置在移动底座上，用于带动置物台上升或下降，使得置物台或主动转运装置可以处于不同的水平高度；置物台，设置在升降装置上，用于放置物品；主动转运装置，设置在置物台上，包括活动架、主动齿轮、齿轮电机和活动架传送带，用于拿取或移除物品。本申请的物流机器人通过摄像头扫描预先设置的二维码，不需要人工干预即可自动识别物品的位置信息和高度信息，然后自动导航到相应地点并通过传送带实现物品的拿取或移除，其中，物流机器人和货架均设置有传送带。

Description

一种物流机器人以及物流系统

技术领域

本申请涉及智能机器人领域，具体涉及一种物流机器人以及物流系统。

背景技术

物流机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。物流机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等领域的自动搬运。然而，在一些日常的生活场景中，如餐厅、医院或超市等环境下，大型物流机器人的使用受到限制。在上述场景中，可以使用小型的物流机器人完成搬运工作，但是小型的机器人大多没有自主取物功能，需要服务人员将物品放置在机器人上，也没有自主卸货功能，在到达目的地时，需要服务人员将物品卸下。而具有自主取物功能的机器人，载重能力不足，在运输偏重的物品时，可能出现取物失败或运输不稳定的情况。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供了一种物流机器人以及物流系统，使得物流机器人可以自主取放物品，而且支持转运较重的物品。本申请的具体技术方案如下：

一种物流机器人，所述物流机器人包括移动底座、摄像头、升降装置、置物台和主动转运装置；其中，摄像头，设置在物流机器人的前端，用于识别物品的位置；升降装置，设置在移动底座上，用于带动置物台上升或下降，使得置物台或主动转运装置可以处于不同的水平高度；置物台，设置在升降装置上，用于放置物品；主动转运装置，设置在置物台上，包括活动架、主动齿轮、齿轮电机和活动架传送带，用于拿取或移除物品。

进一步地，所述升降装置是剪叉式升降装置。

进一步地，所述置物台包括上层置物台、下层置物台和侧面板；其中，下层置物台跟剪叉式升降装置连接，还通过侧面板跟上层置物台连接；上层置物台包括活动架齿条，上层置物台通过活动架齿条跟主动转运装置连接。

进一步地，所述活动架包括第一活动臂、第二活动臂、连接件、活动架电机和活动架传动轮；其中，第一活动臂和第二活动臂对称设置在上层置物台的活动架齿条上，第一活动臂的一端和第二活动臂的一端通过连接件连接；活动架电机通过活动架传动轮跟上层置物台的活动架齿条连接，活动架电机带动活动架传动轮转动，从而使得活动架在上层置物台上进行水平移动。

进一步地，所述活动架传送带包括第一活动架传送带、第二活动架传送带、转轴和转轴传动轮；其中，转轴包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一转轴和第二转轴安装在第一活动臂上，第三转轴和第四转轴安装在第二活动臂上；第一活动架传送带套设在第一转轴和第二转轴上，第二活动架传送带套设在第三转轴和第四转轴上；转轴传动轮包括第一转轴传动轮和第二转轴传动轮，第一转轴传动轮跟第一转轴连接，第二转轴传动轮跟第三转轴连接。

进一步地，所述主动齿轮包括第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一齿轮传动轮和第二齿轮传动轮；其中，第一主动齿轮跟第一齿轮传动轮连接，第一主动齿轮和第一齿轮传动轮设置在第一活动臂的与连接件相对的一端上；第二主动齿轮跟第二齿轮传动轮连接，第二主动齿轮和第二齿轮传动轮设置在第二活动臂的与连接件相对的一端上；其中，第一主动齿轮和第二主动齿轮可跟从动转运装置的从动齿轮相啮合。

进一步地，所述齿轮电机包括第一齿轮电机、第二齿轮电机、第一电机传动轮和第二电机传动轮；其中，第一齿轮电机通过第一电机传动轮跟第一转轴传动轮连接，第一齿轮电机带动第一转轴传动轮转动，使得第一转轴传动轮通过第一转轴和第二转轴带动第一活动架传送带转动，同时第一转轴传动轮带动第一齿轮传动轮转动，使得第一主动齿轮转动；第二齿轮电机通过第二电机传动轮跟第二转轴传动轮连接，第二齿轮电机带动第二转轴传动轮转动，使得第二转轴传动轮通过第三转轴和第四转轴带动第二活动架传送带转动，同时第二转轴传动轮带动第二齿轮传动轮转动，使得第二主动齿轮转动。

进一步地，所述物流机器人还包括指令接收装置，用于接收拿取或移除物品的指令，指令接收装置包括语音识别装置或控制面板中任一项。

一种物流系统，所述系统包括货架和所述的一种物流机器人，所述货架包括从动转运装置，所述从动转运装置包括从动齿轮和货架传送带，当主动齿轮和从动齿轮啮合时，齿轮电机带动主动齿轮和活动架传送带转动，主动齿轮带动货架传送带转动，从而实现物品的拿取或移除。

一种物流方法，所述物流方法基于所述的物流系统实现，所述方法具体包括如下步骤：步骤S1，物流机器人通过摄像头获取需要拿取或移除物品的平台的位置信息和高度信息，然后移动到相应位置；步骤S2，基于所述平台的高度信息和当前主动转运装置的水平高度，物流机器人控制主动转运装置跟所述平台对齐，然后在主动齿轮和从动齿轮啮合时，齿轮电机带动主动齿轮和活动架传送带转动，主动齿轮带动货架传送带转动，从而实现物品的拿取或移除。

进一步地，所述步骤S1中，物流机器人通过摄像头扫描二维码获取需要拿取或移除物品的平台的位置信息和高度信息；其中，所述二维码预先设置在物流机器人的工作环境中。

进一步地，所述步骤S2中，物流机器人控制主动转运装置跟所述平台对齐的方法具体包括：步骤S21，物流机器人计算剪叉式升降装置的上升高度与固定值的和，得到当前主动转运装置的水平高度；步骤S22，物流机器人比较所述平台的高度信息与当前主动转运装置的水平高度，如果前者大于后者，则控制剪叉式升降装置上升直至两者的高度相等，如果前者小于后者，则控制剪叉式升降装置下降直至两者的高度相等；其中，当所述平台的高度信息与当前主动转运装置的水平高度相等时，主动转运装置跟所述平台对齐；其中，物流机器人包括剪叉式升降装置。

进一步地，所述步骤S2中，物流机器人控制主动转运装置跟所述平台对齐后，实现物品的拿取或移除的方法具体包括：步骤S23，物流机器人控制活动架朝前移动直至主动齿轮跟从动齿轮相啮合，然后进入步骤S24；步骤S24，物流机器人选择齿轮电机的转动方向，然后控制齿轮电机转动预设圈数，使得物品移动到活动架上或移动到所述平台上，从而实现物品的拿取或移除。

本申请的有益效果在于：与现有技术相比，本申请所述的物流机器人通过摄像头扫描预先设置的二维码，不需要人工干预即可自动识别物品的位置信息和高度信息，然后自动导航到相应地点并通过传送带实现物品的拿取或移除，其中，物流机器人和货架均设置有传送带。本申请采用传送带的取放方式，使得物流机器人支持转运较重的物品，而且取放过程稳定安全。

附图说明

图1为本申请一种实施例所述物流系统的示意图；

图2为本申请一种实施例所述主动转运装置的结构示意图；

图3为本申请一种实施例所述物流方法的流程示意图；

其中，100表示货架，110表示从动转运装置，111表示货架传送带，112表示从动齿轮，200表示移动底座，300表示剪叉式升降装置，310表示剪叉臂，320表示滑动导轨，330表示伸缩杆，340表示连接梁，400表示置物台，410表示上层置物台，420表示下层置物台，430表示侧面板，500表示摄像头，600表示主动转运装置，610表示活动架，621表示第一活动架传送带，622表示第二活动架传送带，623表示第一转轴传动轮，624表示第二转轴传动轮，625表示转轴，630表示主动齿轮，631表示第一主动齿轮，632表示第二主动齿轮，633表示第一齿轮传动轮，634表示第二齿轮传动轮，641表示第一齿轮电机，642表示第二齿轮电机，643表示第一电机传动轮，644表示第二电机传动轮。

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详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，以便不在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一些日常的生活场景中，如餐厅、医院或超市等环境下，大型物流机器人的使用受到限制。在上述场景中，可以使用小型的物流机器人完成搬运工作，但是小型的机器人大多没有自主取物功能，需要服务人员将物品放置在机器人上，也没有自主卸货功能，在到达目的地时，需要服务人员将物品卸下。而具有自主取物功能的机器人，载重能力不足，在运输偏重的物品时，可能出现取物失败或运输不稳定的情况。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种物流系统，使得物流机器人可以自主取放物品，而且支持转运较重的物品。如图1所示，所述物流系统包括物流机器人和货架100，所述货架100包括从动转运装置110，所述从动转运装置110包括从动齿轮112和货架传送带111，所述物流机器人包括移动底座200、摄像头500、升降装置、置物台400和主动转运装置600；其中，摄像头500，设置在物流机器人的前端，用于识别物品的位置；升降装置，设置在移动底座200上，用于带动置物台400上升或下降，使得置物台400或主动转运装置600可以处于不同的水平高度；置物台400，设置在升降装置上，用于放置物品；主动转运装置600，设置在置物台400上，包括活动架610、主动齿轮630、齿轮电机和活动架传送带，用于拿取或移除物品，当主动齿轮630和从动齿轮112啮合时，齿轮电机带动主动齿轮630和活动架传送带转动，主动齿轮630带动货架传送带111转动，从而实现物品的拿取或移除。

作为其中一种实施方式，所述升降装置是剪叉式升降装置300，包括剪叉臂310、滑动导轨320、伸缩杆330和连接梁340。其中，剪叉臂310共有两组，通过连接梁340连接在一起，每组剪叉臂310都包括四只连接脚，其中两只跟移动底座200连接，另外两只跟置物台400连接。具体地，跟移动底座200连接的两只脚中，一只通过转轴跟移动底座200连接，另一只通过滑动导轨320跟移动底座200连接。类似地，跟置物台400连接的两只脚中，一只通过转轴跟置物台400连接，另一只通过滑动导轨320跟置物台400连接。伸缩杆330的一端通过转轴跟移动底座200连接，另一端套设在连接梁340上，当伸缩杆330伸长时，剪叉式升降装置300上升，当伸缩杆330缩短时，剪叉式升降装置300下降。伸缩杆330是液压伸缩杆或电子伸缩杆中的任一种。需要说明的是，剪叉式升降装置300是常见的升降装置，其工作原理不在此赘述。

参照图1和图2，所述置物台400包括上层置物台410、下层置物台420和侧面板430；其中，下层置物台420跟剪叉式升降装置300连接，还通过侧面板430跟上层置物台410连接；上层置物台410包括活动架齿条，上层置物台410通过活动架齿条跟物品取放装置连接。其中，下层置物台420是一个平台，用于扩展存放物品的空间，侧面板430起到支撑上层置物台410的作用，设置在物流机器人的后端。优选地，摄像头500设置在物流机器人的前端，在上层置物台410的边缘处，可以随着升降装置的上升和下降改变位置，以准确获取所需要的信息。需要说明的是，物流机器人是具有前后左右之分的，以物流机器人前进方向为机器人的前端，其余类推。

作为其中一种实施方式，所述活动架610包括第一活动臂、第二活动臂、连接件、活动架电机和活动架传动轮。具体的，第一活动臂和第二活动臂对称设置在上层置物台410的活动架齿条上，第一活动臂的一端和第二活动臂的一端通过连接件连接；活动架电机通过活动架传动轮跟上层置物台410的活动架齿条连接，活动架电机带动活动架传动轮转动，从而使得活动架610在上层置物台410上进行水平移动。在另一实施方式中，所述活动架610可以不包括活动架电机和活动架传动轮，上层置物台410可以不包括活动架齿条，合理的结构设置，即使活动架不水平移动，也可以使得主动齿轮630与从动齿轮112啮合。

作为其中一种实施方式，所述活动架传送带包括第一活动架传送带621、第二活动架传送带622、转轴625和转轴传动轮。具体的，转轴包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一转轴和第二转轴安装在第一活动臂上，第三转轴和第四转轴安装在第二活动臂上；第一活动架传送带621套设在第一转轴和第二转轴上，第二活动架传送带622套设在第三转轴和第四转轴上；转轴传动轮包括第一转轴传动轮623和第二转轴传动轮624，第一转轴传动轮623跟第一转轴连接，第二转轴传动轮624跟第三转轴连接。

作为其中一种实施方式，所述主动齿轮630包括第一主动齿轮631、第二主动齿轮632、第一齿轮传动轮633和第二齿轮传动轮634。具体的，第一主动齿轮631跟第一齿轮传动轮633连接，第一主动齿轮631和第一齿轮传动轮633设置在第一活动臂的与连接件相对的一端上；第二主动齿轮632跟第二齿轮传动轮634连接，第二主动齿轮632和第二齿轮传动轮634设置在第二活动臂的与连接件相对的一端上；其中，第一主动齿轮631和第二主动齿轮632可跟从动转运装置110的从动齿轮112相啮合。

作为其中一种实施方式，所述齿轮电机包括第一齿轮电机641、第二齿轮电机642、第一电机传动轮643和第二电机传动轮644；其中，第一齿轮电机641通过第一电机传动轮643跟第一转轴传动轮623连接，第一齿轮电机641带动第一转轴传动轮623转动，使得第一转轴传动轮623通过第一转轴和第二转轴带动第一活动架传送带621转动，同时第一转轴传动轮623带动第一齿轮传动轮633转动，使得第一主动齿轮631转动；第二齿轮电机642通过第二电机传动轮644跟第二转轴传动轮624连接，第二齿轮电机642带动第二转轴传动轮624转动，使得第二转轴传动轮624通过第三转轴和第四转轴带动第二活动架传送带622转动，同时第二转轴传动轮624带动第二齿轮传动轮634转动，使得第二主动齿轮632转动。

作为其中一种实施方式，所述物流机器人还包括指令接收装置，用于接收拿取或移除物品的指令，指令接收装置包括语音识别装置或控制面板中任一项。在另一实施例中，可以通过遥控器或智能终端发送指令给物流机器人，使得机器人移动到相应地点拿取或移除物品。

如图3所示，本申请实施例提供一种物流方法所述方法具体包括如下步骤：步骤S1，物流机器人通过摄像头500获取需要拿取或移除物品的平台的位置信息和高度信息，然后移动到相应位置；步骤S2，基于所述平台的高度信息和当前主动转运装置600的水平高度，物流机器人控制主动转运装置600跟所述平台对齐，然后在主动齿轮630和从动齿轮112啮合时，齿轮电机带动主动齿轮630和活动架传送带转动，主动齿轮630带动货架传送带111转动，从而实现物品的拿取或移除。

作为其中一种实施方式，在执行步骤S1的过程中，物流机器人通过摄像头500扫描二维码获取需要拿取或移除物品的平台的位置信息和高度信息；其中，所述二维码预先设置在物流机器人的工作环境中。如图1所示，所述二维码预先设置在放置物品的货架上(未示出)，且每一层平台都有一个对应的二维码，二维码储存着每一层平台的位置信息和高度信息。

作为其中一种实施方式，所述步骤S2中，物流机器人控制主动转运装置600跟所述平台对齐的方法具体包括：步骤S21，物流机器人计算剪叉式升降装置300的上升高度与固定值的和，得到当前主动转运装置600的水平高度；步骤S22，物流机器人比较所述平台的高度信息与当前主动转运装置600的水平高度，如果前者大于后者，则控制剪叉式升降装置300上升直至两者的高度相等，如果前者小于后者，则控制剪叉式升降装置300下降直至两者的高度相等；其中，当所述平台的高度信息与当前主动转运装置600的水平高度相等时，主动转运装置600跟所述平台对齐；其中，物流机器人包括剪叉式升降装置300。需要说明的是，所述固定值指的是，当剪叉式升降装置300下降到最低时，整个物流机器人的高度。

作为其中一种实施方式，所述步骤S2中，物流机器人控制主动转运装置600跟所述平台对齐后，实现物品的拿取或移除的方法具体包括：步骤S23，物流机器人控制活动架610朝前移动直至主动齿轮630跟从动齿轮112相啮合，然后进入步骤S24；步骤S24，物流机器人选择齿轮电机的转动方向，然后控制齿轮电机转动预设圈数，使得物品移动到活动架上或移动到所述平台上，从而实现物品的拿取或移除。需要说明的是，当物流机器人根据图像检测到主动齿轮630跟从动齿轮112存在多个接触点时，判定主动齿轮630跟从动齿轮112啮合，或者，活动架610朝前移动了一定距离后就判定主动齿轮630跟从动齿轮112啮合。所述预设圈数是预先测试得到的转动圈数，可使得物品从活动架传送带转移到货架传送带111上，或者从货架传送带111转移到活动架传送带上。所述物品放置在托盘上，方便转运。

与现有技术相比，本申请所述的物流机器人通过摄像头扫描预先设置的二维码，不需要人工干预即可自动识别物品的位置信息和高度信息，然后自动导航到相应地点并通过传送带实现物品的拿取或移除，其中，物流机器人和货架均设置有传送带。本申请采用传送带的取放方式，使得物流机器人支持转运较重的物品，而且取放过程稳定安全。

显然，上述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，各个实施例之间的技术方案可以相互结合。此外，如果实施例中出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等术语，其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申请和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。如果实施例中出现“第一”、“第二”、“第三”等术语，是为了便于相关特征的区分，不能理解为指示或暗示其相对重要性、次序的先后或者技术特征的数量。

另外，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同限定以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种物流机器人，其特征在于，所述物流机器人包括移动底座、摄像头、升降装置、置物台和主动转运装置；其中，

摄像头，设置在物流机器人的前端，用于识别物品的位置；

升降装置，设置在移动底座上，用于带动置物台上升或下降，使得置物台或主动转运装置可以处于不同的水平高度；

置物台，设置在升降装置上，用于放置物品；

主动转运装置，设置在置物台上，包括活动架、主动齿轮、齿轮电机和活动架传送带，用于拿取或移除物品。

2.根据权利要求1所述的一种物流机器人，其特征在于，所述升降装置是剪叉式升降装置。

3.根据权利要求2所述的一种物流机器人，其特征在于，所述置物台包括上层置物台、下层置物台和侧面板；其中，

下层置物台跟剪叉式升降装置连接，还通过侧面板跟上层置物台连接；

上层置物台包括活动架齿条，上层置物台通过活动架齿条跟主动转运装置连接。

4.根据权利要求3所述的一种物流机器人，其特征在于，所述活动架包括第一活动臂、第二活动臂、连接件、活动架电机和活动架传动轮；其中，

第一活动臂和第二活动臂对称设置在上层置物台的活动架齿条上，第一活动臂的一端和第二活动臂的一端通过连接件连接；

活动架电机通过活动架传动轮跟上层置物台的活动架齿条连接，活动架电机带动活动架传动轮转动，从而使得活动架在上层置物台上进行水平移动。

5.根据权利要求4所述的一种物流机器人，其特征在于，所述活动架传送带包括第一活动架传送带、第二活动架传送带、转轴和转轴传动轮；其中，

转轴包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一转轴和第二转轴安装在第一活动臂上，第三转轴和第四转轴安装在第二活动臂上；

第一活动架传送带套设在第一转轴和第二转轴上，第二活动架传送带套设在第三转轴和第四转轴上；

转轴传动轮包括第一转轴传动轮和第二转轴传动轮，第一转轴传动轮跟第一转轴连接，第二转轴传动轮跟第三转轴连接。

6.根据权利要求4所述的一种物流机器人，其特征在于，所述主动齿轮包括第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一齿轮传动轮和第二齿轮传动轮；其中，

第一主动齿轮跟第一齿轮传动轮连接，第一主动齿轮和第一齿轮传动轮设置在第一活动臂的与连接件相对的一端上；

第二主动齿轮跟第二齿轮传动轮连接，第二主动齿轮和第二齿轮传动轮设置在第二活动臂的与连接件相对的一端上。

7.根据权利要求5或6所述的一种物流机器人，其特征在于，所述齿轮电机包括第一齿轮电机、第二齿轮电机、第一电机传动轮和第二电机传动轮；其中，

第一齿轮电机通过第一电机传动轮跟第一转轴传动轮连接，第一齿轮电机带动第一转轴传动轮转动，使得第一转轴传动轮通过第一转轴和第二转轴带动第一活动架传送带转动，同时第一转轴传动轮带动第一齿轮传动轮转动，使得第一主动齿轮转动；

第二齿轮电机通过第二电机传动轮跟第二转轴传动轮连接，第二齿轮电机带动第二转轴传动轮转动，使得第二转轴传动轮通过第三转轴和第四转轴带动第二活动架传送带转动，同时第二转轴传动轮带动第二齿轮传动轮转动，使得第二主动齿轮转动。

8.根据权利要求1所述的一种物流机器人，其特征在于，所述物流机器人还包括指令接收装置，用于接收拿取或移除物品的指令，指令接收装置包括语音识别装置或控制面板中任一项。

9.一种物流系统，其特征在于，所述系统包括货架和权利要求1至8任一项所述的一种物流机器人，所述货架包括从动转运装置，所述从动转运装置包括从动齿轮和货架传送带，当主动齿轮和从动齿轮啮合时，齿轮电机带动主动齿轮和活动架传送带转动，主动齿轮带动货架传送带转动，从而实现物品的拿取或移除。

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