CN219546076U - 具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，设有对位机构，对位机构包括多个对位件，多个对位件之间形成有对应上层料箱的上层感测空间和位于上层感测空间下方的下层感测空间，至少一对位件上设有上层传感器和下层传感器，上层传感器用于检测上层感测空间内是否有料箱，下层传感器用于检测下层感测空间内是否有料箱。本申请通过设置上层传感器和下层传感器有助于料箱抓取机构的控制系统实时掌握当前的运行工作环境，并根据当前检测数据做出合理的判断及下一步动作，大大提升料箱堆叠成功率，降低操作失误率。

Description

具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构

技术领域

本实用新型涉及一种自动仓库装置，特别是涉及一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构。

背景技术

现有的自动密集仓库装置，为了提升仓库的空间利用率，需要将料箱分成多层并堆叠放置，利用取箱机器人实现取放料箱的动作。由于多个料箱直接在竖直方向上堆叠在一起，需要保持上面和下面的料箱在竖直方向上对正，以便于取箱机器人取放料箱。然而，取箱机器人在取箱和放箱的过程中会存在无法判断抓取机构内是否有料箱以及无法判断放箱位置是否有料箱等诸多问题，从而导致取箱机器人无法准确判断当前操作环境，给出错误指令，可能导致在取箱和放箱的过程中容易出现料箱掉落、碰撞堆塔等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，通过设置传感器可准确判断料箱抓取机构是否抓取到料箱以及放箱位置是否有料箱。

本申请提供的一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，包括可升降的抓手平台以及安装在所述抓手平台上的抓手、对位机构，所述抓手用于抓取或释放料箱，所述对位机构包括活动设置在所述抓手平台周向的多个对位件，多个所述对位件之间形成有对应所述抓手所抓取料箱的上层感测空间和位于所述上层感测空间下方的下层感测空间，至少一所述对位件上设有上层传感器和下层传感器，所述上层传感器用于检测所述上层感测空间内是否有料箱，所述下层传感器用于检测所述下层感测空间内是否有料箱。

在一实施例中，位于所述抓手平台一对角上的两个所述对位件上均设有所述上层传感器和所述下层传感器。

在一实施例中，所述上层传感器和所述下层传感器均为光传感器。

在一实施例中，每一所述对位件包括相对所述抓手平台垂直的垂直延伸部，所述上层传感器和所述下层传感器均设于所述垂直延伸部上。

在一实施例中，装设有所述上层传感器和所述下层传感器的对位件，其垂直延伸部位于所述抓手平台长边侧的侧边沿所述抓手平台的长度方向延伸形成扩展部，所述上层传感器设于所述扩展部的外边缘顶侧，所述下层传感器设于所述扩展部的外边缘底侧。

在一实施例中，所述扩展部的外表面边缘处分别对应所述上层传感器和所述下层传感器设有固定片，所述上层传感器和所述下层传感器分别与对应的所述固定片连接固定。

在一实施例中，所述对位件还包括遮盖件，所述遮盖件遮盖于所述垂直延伸部的底侧外并与所述垂直延伸部连接固定。

在一实施例中，装设有所述上层传感器和所述下层传感器的对位件，其遮盖件位于所述抓手平台长边侧的侧边先沿所述抓手平台的长度方向延伸再向上延伸形成延展部，所述上层传感器贴靠于所述延展部的侧壁顶侧，所述下层传感器贴靠于所述延展部的侧壁底侧。

在一实施例中，每一所述对位件配置一驱动机构，所述驱动机构用于驱动对应的所述对位件相对所述抓手平台的角部移动。

在一实施例中，所述对位机构包括四个所述的对位件，分别对应所述料箱的四个角设置。

综上所述，本申请提供一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，设有对位机构，对位机构包括多个对位件，多个对位件之间形成有对应上层料箱的上层感测空间和位于上层感测空间下方的下层感测空间，至少一对位件上设有上层传感器和下层传感器，上层传感器用于检测上层感测空间内是否有料箱，下层传感器用于检测下层感测空间内是否有料箱。本申请通过设置上层传感器和下层传感器有助于料箱抓取机构的控制系统实时掌握当前的运行工作环境，并根据当前检测数据做出合理的判断及下一步动作，大大提升料箱堆叠成功率，降低操作失误率。

附图说明

图1为本申请的料箱抓取机构与料箱配合的立体示意图。

图2为图1中料箱抓取机构和料箱的分解示意图。

图3为图1中对位件部分的分解示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本实用新型不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本实用新型可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本实用新型并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

本申请公开了一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构10，该料箱抓取机构10可用于仓储系统，该仓储系统包括：若干料箱12、轨道组件、取箱机器人及拣选机器人，若干个料箱12位于仓储区，每个料箱12用于容纳商品，轨道组件安装在料箱12上方。取箱机器人可滑动地安装在轨道组件上并位于料箱12上方，取箱机器人用于将订单商品所在的料箱从仓储区搬运至出库台。拣选机器人用于从位于出库台上的料箱12中拣选订单商品。

具体地，若干料箱12在三维方向密集排列形成立体仓库，无需设置货架，料箱12直接相互堆叠，进一步提升料箱密度。具体而言，仓储区在水平面上具有多个以二维坐标定义的料箱位置，而在每个料箱位置上有多个料箱12在竖直方向上堆叠。因此，每个料箱12可以根据三维坐标(横向坐标、长度方向坐标、高度坐标)加以识别。更具体而言，若干料箱12在横向上分为三列，在长度方向上分为四行，同时在高度方向上有四层，因此可以根据料箱12所在的列数、行数和层数加以识别。

料箱12包括四个侧壁和一个底壁，侧壁和底壁围成一个用于容纳商品的容纳空间18，料箱12上端形成一正对底壁的开口20。底壁的底面形成一凸台22，该凸台22的形状与开口20的形状一致，当多个料箱12竖直方向堆叠时，上一个料箱12的凸台22收容在紧挨着的下一个料箱12的开口20中。由于凸台22与开口20的形状一致，因此，一旦凸台22容纳在开口20中，堆叠的料箱12在水平面上就不会发生相对移动，可以保证竖直方向上堆叠地非常整齐。所示的料箱12呈长方体形状，从上往下看，具有四个角，开口20和凸台22都呈矩形。但应当理解的是，所示的形状只是一种举例，还可以采用其他合适的形状。

料箱12的其中两相对的侧壁上各设有一抓持位24，用于供取箱机器人的抓手抓取。在所示的实施例中，料箱12的其中两相对的短边侧壁上分别设有凹槽26，凹槽26的顶壁形成抓持位24。

为了使取箱机器人能够准确的取到料箱12或放置料箱12到准确的位置，出库位上设有料箱定位机构，料箱定位机构分别用于在横向和纵向上定位料箱12在出库位上的位置。

取箱机器人包括行走机构和悬吊在行走机构下方并可相对于行走机构升降的料箱抓取机构10。行走机构可滑动地安装在轨道组件上以沿轨道组件水平移动从而带动料箱抓取机构10水平移动。行走机构两侧设有行走滚轮和导向轮，内部设有驱动行走滚轮滚动的驱动装置。四个行走滚轮分设在行走机构两侧，每侧两个。其中一侧的两个行走滚轮行走在轨道单元的其中一导轨的底边上，另一侧的两个行走滚轮行走在轨道单元的另一导轨的底边上。而两侧的导向轮行走在两个导轨的侧壁上。通过内部的驱动装置带动行走滚轮，行走机构即可沿着导轨在纵向上移动。

在驱动装置的驱动下，使4个行走滚轮同步获得动力在轨道内运动，取箱机器人的负重比较均匀的分散到4个行走滚轮。由于行走滚轮在轨道内运动，可能发生滚轮与导轨侧壁的接触，为此，导向轮可以解决此问题，在导向轮的作用下，行走滚轮与导轨的侧壁保持稳定的距离，而且可以减小和控制车身的抖动，增加车身的平稳性，避免料箱12在取箱机器人下面发生不利的晃动。

如图1-3所示，料箱抓取机构10包括抓手平台28、抓手30以及对位机构。

抓手平台28与行走机构之间设有升降机构，用于升降抓手平台28。升降机构例如可包括提升条以及提升驱动装置。提升条的上端与提升驱动装置连接，提升条的下端固定在抓手平台28上。通过提升驱动装置向上提拉或向下放下提升条，可以实现抓手平台28的升降。提升驱动装置可设置在行走机构内，包括驱动电机和与驱动电机连接的卷绕器，提升条的上端卷绕在卷绕器上，卷绕器在驱动电机的驱动下进行卷绕动作，从而实现提升条的提拉和放下动作。提升条可以为柔性的钢条或钢绳等。

抓手30设置在抓手平台28侧边，用以抓住料箱12的抓持位24。在所示的实施例中，抓手30设置两个，分别位于抓手平台28相对的两侧边，分别用于抓住料箱12的两个抓持位24。抓手平台28上还设有抓手驱动装置，用于驱动抓手30在抓取位置和释放位置之间绕转动轴转动。

对位机构包括设置在抓手平台28转角位置的若干对位件32，每一对位件32配置一驱动机构34，驱动机构34用于驱动对应的对位件32沿其所处转角的角平分线方向移动。在所示的实施例中，对位件32的数量为四个，分别对应料箱12的四个角。对应地，驱动机构34也设置四个，每一驱动机构34设置在抓手平台28上的一角部位置。

当料箱12出现不正或倾斜时，可通过驱动机构34控制一个或多个对位件32向外张开，然后向内聚拢，以导正料箱12。或者，当需要抓取不同尺寸的料箱12时，可通过驱动机构34同时控制所有的对位件32向外张开、向内聚拢以得到适配的对位尺寸，以适应不同尺寸的料箱12。

多个对位件32之间形成有对应料箱抓取机构10所抓取料箱12的上层感测空间36和位于上层感测空间36下方的下层感测空间46。至少一对位件32上设有上层传感器48和下层传感器50，其中，上层传感器48用于检测上层感测空间36内是否有料箱12，下层传感器50用于检测下层感测空间46内是否有料箱12。

在所示的实施例中，位于抓手平台28一对角上的两个对位件12上均设有上层传感器48和下层传感器50。优选地，上层传感器48和下层传感器50均为光传感器。

每个对位件32包括相对抓手平台28垂直向下延伸的垂直延伸部58、从垂直延伸部58的底端向下并向外延伸的对位斜面60及连接于垂直延伸部58外侧的固定部62。当料箱抓取机构10抓住一个料箱12后，所有对位件32的垂直延伸部58都与料箱12的侧壁外表面贴靠，且垂直延伸部58向下延伸的长度设置成对位斜面60全部位于被抓住的料箱12的底部下方。在将被抓住的料箱12堆叠在一个下方料箱12的过程中，如果被抓住的料箱12和下方料箱12没有正对，则被抓住的料箱12的凸台22将与下方料箱12的开口20错位，无法实现正常的堆叠。此时，对位斜面60会与下方料箱12的侧壁上缘滑动接触，从而在水平面上微调上面的料箱12的位置，从而使被抓住的料箱12与下方料箱12对正，进一步提升料箱抓取机构10的对位效果。

在所示的实施例中，每个对位件32的垂直延伸部58包括第一对位板38和第二对位板40。第一对位板38和第二对位板40相互垂直，使得对位件32平行于水平面的横截面呈L形。第一对位板38和第二对位板40用于贴靠被抓取的料箱12的两相邻侧壁的外表面，即形成其中一个角部的两相邻侧壁的外表面。相应地，对位斜面60包括从第一对位板38的底端向下并向外延伸的第一对位斜面42和从第二对位板40的底端向下并向外延伸的第二对位斜面44。

每个对位件32的第一对位斜面42与第二对位斜面44相交或者之间存在较小的缝隙(可以视为相交)。对于每一对位件32，其第一对位板38和第二对位板40具有第一相交线，其第一对位斜面42和第二对位斜面44具有第二相交线，第一相交线和第二相交线位于同一竖直平面内。如此，利用第一对位斜面42与第二对位斜面44可顺利地矫正上下两个料箱12的相对位置。

在所示的实施例中，固定部62与抓手平台28固定连接，例如通过螺丝固定，第二对位板40与固定部62之间还设有滑条64，滑条64上设有滑轨，滑轨可实施为滑槽66，固定部62上沿竖直方向设有若干滑轮68，若干滑轮68可滚动装设于滑槽66内，使得固定部62与垂直延伸部58滑动配合，使得对位件32可在平台或地面反作用力的作用下而向上滑动，让料箱12缓慢落地。

装设有上层传感器48和下层传感器50的两个对位件32中，上层传感器48和下层传感器50均设于对应的对位件32其垂直延伸部58上。更具体地，垂直延伸部58位于抓手平台28长边侧的侧边沿抓手平台28的长度方向延伸形成扩展部52，扩展部52与垂直延伸部58例如为一体成型，扩展部52至少其外边缘部分与抓手平台28宽度方向上相对的对位件32相互错开，使得该相对的对位件32不会遮挡传感器的光信号。本实施例中，第一对位板38和第二对位板40的宽度相同，扩展部52整体与相对的对位件32相互错开。

上层传感器48设于扩展部52的外边缘顶侧，下层传感器50设于扩展部52的外边缘底侧。本实施例中，上层传感器48和下层传感器50的检测原理为：上层传感器48的发射端沿抓手平台28的宽度方向发射光信号，若上层传感器48的接收端在设定时间内未接收到反射回来的光信号，则表示上层感测空间36内没有料箱12，若上层传感器48的接收端在设定时间内接收到了反射回来的光信号，则表示上层感测空间36内有料箱12。类似地，下层传感器50的发射端沿抓手平台28的宽度方向发射光信号，若下层传感器50的接收端在设定时间内未接收到反射回来的光信号，则表示下层感测空间46内没有料箱12，若下层传感器50的接收端在设定的时间内接收到了反射回来的光信号，则表示下层感测空间46内有料箱12。

具体地，上层传感器48的作用包括：

(1)在抓/放箱过程中实时触发判断，判断料箱抓取机构10本身是带箱抓箱、不带箱放箱(放箱空箱)。

(2)在抓/放箱过程中实时触发判断，判断目标库位是多箱异常还是抓箱抓空了(抓箱无箱)。

(3)在移动过程中实时触发判断，判断是否带箱，带箱抓手30闭合故障则抓手30不做重试。

(4)在移动过程中实时触发判断，上层传感器48状态改变，则会报异常，人工判断是否是料箱12掉落等情况。

(5)在升降过程中实时触发判断，判断是否带箱，带箱抓手30闭合故障则抓手30不做重试。

(6)在升降过程中实时触发判断，如传感器已经完成嵌套，且抓手30已经打开，上层传感器48还是感应到有料箱12，则触发放箱未放下故障报警，人工判断是否是料箱12卡在对位件32中等情况。

下层传感器50往往用于判断移动过程中对堆塔高度的判断、抓放箱前的初始状态判断、辅助判断抓放箱是否空箱等，具体包括：

(1)在移动过程中，下层传感器50实时触发判断，如监测到下层有箱(可能会存在撞到堆塔的风险)，则会报移动中-下层料箱检测异常。

(2)抓放箱前(停在升降原点时)，下层传感器50实时触发判断，辅助判断是否是抓箱缺箱\放箱缺箱。

在所示的实施例中，扩展部52的外表面边缘处分别对应上层传感器48和下层传感器50设有固定片54，上层传感器48和下层传感器50分别与对应的固定片54连接固定，例如通过螺丝固定。

在所示的实施例中，每一对位件32均包括遮盖件56，遮盖件56遮盖于垂直延伸部58的底侧外并与垂直延伸部58连接固定，例如通过螺丝固定。每一遮盖件56包括两个部分，一部分遮盖于第一对位板38外，另一部分遮盖于第二对位板40外。

其中，装设有上层传感器48和下层传感器50的两个对位件32中，其遮盖件56位于抓手平台28长边侧的侧边先沿抓手平台28的长度方向延伸再向上延伸形成延展部70，延展部70与遮盖件56例如为一体成型，延展部70遮盖于扩展部52外，可遮挡住固定片54，避免固定片54外露而影响美观。上层传感器48贴靠于延展部70的侧壁顶侧，下层传感器50贴靠于延展部70的侧壁底侧。

综上所述，本申请提供一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，设有对位机构，对位机构包括多个对位件，多个对位件之间形成有对应上层料箱的上层感测空间和位于上层感测空间下方的下层感测空间，至少一对位件上设有上层传感器和下层传感器，上层传感器用于检测上层感测空间内是否有料箱，下层传感器用于检测下层感测空间内是否有料箱。本申请通过设置上层传感器和下层传感器有助于料箱抓取机构的控制系统实时掌握当前的运行工作环境，并根据当前检测数据做出合理的判断及下一步动作，大大提升料箱堆叠成功率，降低操作失误率。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本实用新型的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，包括可升降的抓手平台以及安装在所述抓手平台上的抓手、对位机构，所述抓手用于抓取或释放料箱，所述对位机构包括活动设置在所述抓手平台周向的多个对位件，多个所述对位件之间形成有对应所述抓手所抓取料箱的上层感测空间和位于所述上层感测空间下方的下层感测空间，至少一所述对位件上设有上层传感器和下层传感器，所述上层传感器用于检测所述上层感测空间内是否有料箱，所述下层传感器用于检测所述下层感测空间内是否有料箱。

2.如权利要求1所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，位于所述抓手平台一对角上的两个所述对位件上均设有所述上层传感器和所述下层传感器。

3.如权利要求1所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，所述上层传感器和所述下层传感器均为光传感器。

4.如权利要求1所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，每一所述对位件包括相对所述抓手平台垂直的垂直延伸部，所述上层传感器和所述下层传感器均设于所述垂直延伸部上。

5.如权利要求4所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，装设有所述上层传感器和所述下层传感器的对位件，其垂直延伸部位于所述抓手平台长边侧的侧边沿所述抓手平台的长度方向延伸形成扩展部，所述上层传感器设于所述扩展部的外边缘顶侧，所述下层传感器设于所述扩展部的外边缘底侧。

6.如权利要求5所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，所述扩展部的外表面边缘处分别对应所述上层传感器和所述下层传感器设有固定片，所述上层传感器和所述下层传感器分别与对应的所述固定片连接固定。

7.如权利要求6所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，所述对位件还包括遮盖件，所述遮盖件遮盖于所述垂直延伸部的底侧外并与所述垂直延伸部连接固定。

8.如权利要求7所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，装设有所述上层传感器和所述下层传感器的对位件，其遮盖件位于所述抓手平台长边侧的侧边先沿所述抓手平台的长度方向延伸再向上延伸形成延展部，所述上层传感器贴靠于所述延展部的侧壁顶侧，所述下层传感器贴靠于所述延展部的侧壁底侧。

9.如权利要求1所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，每一所述对位件配置一驱动机构，所述驱动机构用于驱动对应的所述对位件相对所述抓手平台的角部移动。

10.如权利要求1-9中任一项所述的具有上下层料箱检测功能的料箱抓取机构，其特征在于，所述对位机构包括四个所述的对位件，分别对应所述料箱的四个角设置。