CN219750770U - 取放货结构、物流机器人及仓储系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及物流仓储技术领域，提供了一种取放货结构及物流机器人，取放货结构包括主体结构、第一机械臂和第一传感器，第一机械臂设置于主体结构上且可相对于主体结构直线移动，第一传感器设置于第一机械臂上，第一传感器用于在第一机械臂伸出移动时检测第一机械臂前方的遮挡物，第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角α，夹角α大于0°且小于90°。通过上述方式，本申请实施例能够解决取放货机器人的机械臂对遮挡物的检测效果较差的问题。

Description

取放货结构、物流机器人及仓储系统

技术领域

本实用新型实施例涉及物流仓储技术领域，具体涉及一种取放货结构、物流机器人及仓储系统。

背景技术

目前，随着技术发展，人们的生产力不断提高，各种产品的产量与需求日益增大，进而使产品及其原材料的仓储需求也不断增大，因此人们建立了仓库以更好地进行存储。

在仓库存储的物品数量较大时，如果仅通过人力进行物品的管理，物品的取出与放置的效率较差，在一些原材料种类复杂、吞吐量大的领域，物流仓储效率甚至会直接影响生产作业的效率。因此，人们往往通过机器人辅助进行物流仓储，机器人在对仓库中的物品进行取放货时，能够更好地取放重量大的物品，且可以以较少的人力进行配合的情况下进行大量物品的取放，通过设计合理的自动化程序，甚至能够实现完全由机器人自动管理仓库物品的效果。

然而，现有的物流仓储技术中，机器人在执行取放货操作时容易撞上物料箱或者遮挡物，进而发生问题。因此，迫切需要设计一种合理的取放货结构，降低取放货机器人在作业时发生问题的概率。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种取放货结构、物流机器人及仓储系统，用于解决取放货机器人的机械臂对遮挡物的检测效果较差的问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种取放货结构，包括主体结构、第一机械臂和第一传感器，第一机械臂设置于主体结构上且可相对于主体结构直线移动，第一传感器设置于第一机械臂上，第一传感器用于在第一机械臂伸出移动时检测第一机械臂前方的遮挡物，第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角α，夹角α大于0°且小于90°。

本申请实施例提出的取放货结构在实际应用时，通过使第一传感器发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，当第一传感器通过第一感应光束检测到第一距离小于第一距离阈值时，意味着第一机械臂与遮挡物的最短距离亦小于实际作业所需的安全距离，此时第一机械臂停止移动，避免第一机械臂与遮挡物产生磕碰，降低了由于机械臂磕碰产生意外的概率，同时，由于第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，使得第一传感器发出的第一感应光束还能够检测到机械臂端面边缘的区域，进而能够避免机械臂的端面边缘磕碰遮挡物，且本申请实施例对第一传感器的感应要求较低，只需要能够射出单线束的感应光束的传感器便可基本实现本申请实施例的技术效果，不要求必须采用多线束或多个传感器，降低了应用成本，有利于在物流仓储等对本申请实施例提出的取放货结构需求量较大的技术领域进行大量部署。

在一种可选的方式中，第一机械臂用于对物料箱进行取放，第一传感器用于在第一机械臂对物料箱进行取放时，通过第一发射点发射第一感应光束以检测第一发射点至遮挡物的第一距离，第一机械臂用于在第一传感器检测到第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动。通过使第一机械臂在第一传感器检测到第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动，使得本申请实施例提供的取放货结构能够在第一传感器感应到遮挡物且遮挡物即将与第一机械臂产生碰撞时，及时使第一机械臂停止移动，避免第一机械臂与遮挡物的碰撞，降低了磕碰意外发生的概率。

在一种可选的方式中，第一传感器倾斜设置于第一机械臂上，以形成夹角α，和/或，夹角α＞5°，和/或，夹角α＜33°，和/或，第一感应光束所在直线与水平面平行，和/或，第一传感器设置于第一机械臂的伸出端的端部，和/或，第一传感器设置于第一机械臂伸出端的端面的中心位置，和/或，第一传感器为激光测距传感器。在实际应用中，传感器射出的光束往往都是与传感器主体的至少一个端面平行的，若要使传感器射出倾斜的感应射线可能需要对传感器进行定制，不利于成本，通过将第一传感器倾斜设置于第一机械臂上，可以方便地实现使第一感应光束倾斜，而夹角α＞5°和/或夹角α＜33°则是在物流仓储领域中常用的参数，在这个范围内设置夹角α可以检测到实际作业中可能出现的绝大多数遮挡物，更加便于技术人员装配。而通过使第一感应光束所在直线与水平面平行，可以使得第一感应光束的倾斜角度正好就是夹角α的余角，更利于技术人员对夹角α的精确设置，不易使得角度产生偏差。通过将第一传感器设置于第一机械臂的伸出端的端部，使得第一机械臂在移动时能够保证第一传感器能够最先检测到遮挡物，不容易出现第一机械臂已经与遮挡物产生磕碰后第一传感器才检测到遮挡物的意外，而将第一传感器设置于第一机械臂伸出端的端部的中心位置则能够使第一传感器的感应面积更加均衡，减少伸出端的端面部位的感应盲区。通过采用激光测距传感器，在保证了本申请实施例感应避障功能的实现的同时，也能够提高第一传感器感应遮挡物的精度。

在一种可选的方式中，还包括第二传感器，第二传感器设置于第一机械臂上，第二传感器的第二发射点发射的第二感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角β，夹角β大于0°且小于90°，第一传感器用于检测靠近第一机械臂一侧的遮挡物，第二传感器用于检测靠近第一机械臂另一侧的遮挡物。通过设置第二传感器，使第二传感器发射第二感应光束，使得第一机械臂不仅能够对其一个方向上的遮挡物做出响应，还能够对另一方向的遮挡物做出响应，进一步降低了第一机械臂磕碰的概率，并且使得本申请实施例提出的取放货结构在对多个并排摆放的物料箱进行取放货时能够同时感应第一机械臂两边的物料箱，避免了仅能对一边的遮挡物进行感应导致与另一边的遮挡物产生磕碰的意外发生。

在一种可选的方式中，第一传感器和/或第二传感器为激光测距传感器且第一感应光束和/或第二感应光束的光斑直径为0.5-5mm。通过采用激光测距传感器，并使第一感应光束和/或第二感应光束的光斑直径为0.5-5mm，可以使得第一传感器和/或第二传感器的感应更加精准，不易由于感应光束的扩散过大而影响第一传感器和/或第二传感器的精确度。

在一种可选的方式中，第一传感器具有角度控制装置，角度控制装置用于调整第一发射点的朝向，以在大于0°且小于90°的范围内调节夹角α的大小。通过设置角度控制装置，使得本申请实施例提出的取放货结构的中第一传感器所发射的第一感应光束与第一机械臂端面所在平面之间的夹角α可以实时调整控制，不需要在生产组装过程中预先定好固定的角度，技术人员在实际应用中可以根据实际需要随时对夹角α进行调整，降低了操作难度，提高了适用性与易用性。

在一种可选的方式中，包括至少两个第一机械臂，其中至少两个第一机械臂对称设置。由于在物流仓储领域中的某些情况下，物料箱可能会较重，单个机械臂难以确保能够承载物料箱的重量，通过在主体结构上设置至少两个第一机械臂，并使其中至少两个第一机械臂对称设置，使得本申请实施例提出的取放货结构可以由多个机械臂以更加稳定的方式对货物进行取放，且能承载更大重量的货物，不易出现货物重量较大而机械臂承载力不够的情况。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种物流机器人，包括如上任意一项实施例的取放货结构。在物流机器人上应用本申请实施例提供的取放货结构时，只需要技术人员根据夹角α与预设的安全距离，计算出第一距离阈值，将取放货结构中的第一传感器设置为感应到倾斜射出的第一感应光束的长度小于第一距离阈值时，便向第一机械臂发出调整信号，使得第一机械臂在接收到调整信号后停止移动，避免第一机械臂磕碰到遮挡物，能够降低物流机器人在进行物流仓储取放货物时由于机械臂磕碰导致故障的概率。

在一种可选的方式中，物流机器人还包括移动底盘，移动底盘与取放货结构连接，移动底盘用于支撑并带动取放货结构移动，移动底盘上设置有至少一个第三传感器，第三传感器连接于移动底盘，第三传感器用于射出第三感应光束，第三感应光束所在直线与移动底盘移动方向所在直线形成夹角γ，夹角γ大于0°且小于90°。通过在物流机器人的移动底盘上设置至少一个第三传感器，并使第三传感器发出的第三感应光束所在直线与移动底盘移动方向所在直线形成大于0°且小于90°的夹角γ，使得移动底盘在带动物流机器人移动时，能够对移动路线上的遮挡物进行感应，能够避免物流机器人在被移动底盘带动移动时由于感应不到遮挡物，而造成物流机器人与遮挡物产生磕碰。

本申请实施例提供的取放货结构通过使第一传感器发射出的第一感应光束与第一机械臂的端面所在的平面之间形成大于0°且小于90°的夹角α，扩大了第一传感器的感应范围，倾斜发射的第一感应光束能够更好地感应物流仓储领域中可能出现遮挡物导致机械臂磕碰的区域，并且使得操作人员可以根据实际需要灵活地设置第一机械臂的避障条件，提高了取放货结构感应遮挡物的概率和适用性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的取放货结构的俯视结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的取放货结构的工作场景下的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的取放货结构的工作场景下的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的取放货结构的工作场景下的结构示意图；

图5示出了本实用新型另一实施例提供的取放货结构的侧视结构示意图；

图6示出了本实用新型又一实施例提供的取放货结构的侧视结构示意图；

图7示出了本实用新型另一实施例提供的取放货结构的工作场景下的结构示意图；

图8为图7中A处的放大图；

图9示出了本实用新型实施例提供的取放货结构中第一传感器工作状态下的结构示意图；

图10为图9中B处的放大图；

图11示出了本实用新型再一实施例提供的取放货结构的侧视结构示意图；

图12示出了本实用新型实施例提供的物流机器人的立体结构示意图；

图13为图12中C处的放大图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、物流机器人；

100、取放货结构，110、主体结构，120、第一机械臂，130、第一传感器，140、第一发射点，150、第一感应光束，160、第二传感器，170、第二发射点，180、第二感应光束，190、伸出端；

131、角度控制装置，132、转动装置；

200、移动底盘，210、第三传感器，220、第三感应光束；

2000、遮挡物。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种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：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请发明人注意到，现在的取放货机器人在执行取放货操作时普遍容易发生的意外是用于取放货的机械臂意外顶翻货物，或是机械臂没有对准合适的取货位置就进行了伸缩导致机械臂卡住，进而发生故障。

针对上述问题，发明人想到，可以通过在机器人用于取放货的机械臂上设置传感器，当机械臂与货物或货架的距离过近时发出信号让机械臂停止移动或转向，以避免机械臂碰撞到货物或货架。

然而，发明人在实践中发现，若采用发出单束光束的单线束传感器来感应距离，由于传感器的感应精度对光束的散射范围也有一定要求，很难做到保证传感器感应精度的同时使传感器的感应范围刚好覆盖机械臂的宽度，若使传感器的光束沿机械臂移动的方向直射，往往不能检测到靠近机械臂移动方向的端面边缘的遮挡物，此时机械臂若继续移动仍会造成机械臂与遮挡物碰撞的意外。若采用感应范围更大且感应精度也符合需求的传感器则会提高取放货结构的购买和维护成本，不利于取放货结构在机器人上的部署。

为了解决上述问题，发明人经过研究，设计了一种取放货结构，通过将设置在机械臂上的传感器倾斜设置，使传感器发出的感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°夹角α，能够使传感器感应到机械臂附近更大范围内的遮挡物，降低机械臂与遮挡物碰撞导致故障的概率。

本申请实施例公开的取放货结构可以但不限于用于仓储系统中的取放货机器人，还可以应用于其他任何需要进行物品取放感应的装置或设备中，在本申请实施例中，以用于取放货机器人为例进行说明。

在本申请实施例的附图中，用x箭头方向表示机械臂朝向物料箱放置区域移动的方向，也即物料箱放置区域相对于取放货结构100所在的方向。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种取放货结构，具体请参照图1，图1示出了本实用新型实施例提供的取放货结构100的俯视结构示意图，取放货结构100包括主体结构110、第一机械臂120和第一传感器130，第一机械臂120设置于主体结构110上且可相对于主体结构110直线移动，第一传感器130设置于第一机械臂120上，第一传感器130用于在第一机械臂120伸出移动时检测第一机械臂120前方的遮挡物2000，第一传感器130的第一发射点140发射的第一感应光束150所在直线与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角α，夹角α大于0°且小于90°。

其中，请参照图2，图2示出了本实用新型实施例提供的取放货结构100的工作场景下的结构示意图，水平面指的是，与第一机械臂120移动方向所在的直线重合，并与遮挡物2000至少部分重合的平面，在某些情况下，第一感应光束150所在直线穿过水平面，然而第一感应光束150在水平面上的投影与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成的夹角依旧满足夹角α大于0°且小于90°的限定，本申请方案仍然成立。

需要说明的是，本申请实施例中，第一传感器130用于在第一机械臂120伸出移动时检测第一机械臂120前方的遮挡物2000，指的是用于检测第一机械臂120伸出方向上可能会碰到的遮挡物2000。

可以理解的是，遮挡物2000的具体形式可以为任意会对第一机械臂120造成磕碰的物体，在实际应用中，遮挡物2000则可能为物料箱、货架或其他障碍物。

本申请实施例提出的取放货结构100在实际应用时，通过使第一传感器130发射的第一感应光束150所在直线与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，当第一传感器130通过第一感应光束150检测到第一距离小于第一距离阈值时，意味着第一机械臂120与遮挡物2000的最短距离亦小于实际作业所需的安全距离，此时第一机械臂120停止移动，避免第一机械臂120与遮挡物2000产生磕碰，降低了由于机械臂磕碰产生意外的概率，同时，由于第一传感器130的第一发射点140发射的第一感应光束150所在直线与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，使得第一传感器130发出的第一感应光束150还能够检测到机械臂端面边缘的区域，进而能够避免机械臂的端面边缘磕碰遮挡物，且本申请实施例对第一传感器130的感应要求较低，只需要能够射出单线束的感应光束的传感器便可基本实现本申请实施例的技术效果，不要求必须采用多线束或多个传感器，降低了应用成本，有利于在物流仓储等对本申请实施例提出的取放货结构100需求量较大的技术领域进行大量部署。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一机械臂120用于对物料箱进行取放，第一传感器130用于在第一机械臂120对物料箱进行取放时，通过第一发射点140发射第一感应光束150以检测第一发射点140至遮挡物2000的第一距离，第一机械臂120用于在第一传感器130检测到第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动。

请继续参照图2，并进一步参照图3，图3示出了本实用新型实施例提供的取放货结构100的工作场景下的结构示意图，当第一机械臂120沿x方向移动，直到第一机械臂120与遮挡物2000的相对位置由图2变化到图3，第一传感器130所发出的第一感应光束150从第一发射点140到落点的光程长度小于或等于第一距离阈值时，第一机械臂120停止移动，以避免第一机械臂120的端面边缘磕碰到遮挡物2000。

请继续参照图3，当第一感应光束150的感应范围内存在遮挡物2000时，即可以理解为遮挡物2000阻碍了第一感应光束150的传播，导致第一感应光束150照射在遮挡物2000上产生反射，反射回来的光被第一传感器130所接收，第一传感器130内部电路通过任意根据光速测算距离的方式便可以得到第一感应光束150从第一发射点140到落点的准确距离，即第一距离。

第一距离阈值b为技术人员预先设置的值，当第一传感器130通过第一感应光束150感应到遮挡物2000距离第一传感器130的第一距离小于或等于第一距离阈值b时，便发出相应调整信号以控制第一机械臂120的运动状态，使第一机械臂120停止移动。调整信号指的是电路或设备运转通信中的控制信号，例如0和1，亦可以是指令集和数据集等，调整信号可以直接控制设备执行操作，也可以是用于在经过某些程序判断处理后输出控制信号的数据源，可以理解的是，向第一机械臂120发出调整信号的目的是直接或间接地使第一机械臂120做出响应，以避免第一机械臂120磕碰到遮挡物2000。

其中，关于第一机械臂120在第一传感器130检测到第一距离小于或等于第一距离阈值b时停止伸出的具体实现，可以采用现有的具有比较电路的控制器，或者通过现有的软件算法实现，第一传感器130在检测到第一距离小于第一距离阈值b时，向第一机械臂120发出调整信号以使第一机械臂120改变运动状态，本申请实施例不涉及对软件算法的改进。

通过使第一机械臂120在第一传感器130检测到第一距离小于或等于第一距离阈值b时停止移动，使得本申请实施例提供的取放货结构100能够在第一传感器130感应到遮挡物2000且遮挡物2000即将与第一机械臂120产生碰撞时，及时使第一机械臂120停止移动，避免第一机械臂120与遮挡物2000的碰撞，降低了磕碰意外发生的概率。

进一步地，为了降低由于信号传输时延导致的意外风险，本申请提出一种实施方式，请参照图4，图4示出了本实用新型实施例提供的取放货结构的工作场景下的结构示意图，第一机械臂120在第一传感器130发出调整信号至完成改变运动状态的过程中所消耗的时间为第一时间，第一机械臂120在向物料箱放置区域移动第一时间所移动的距离为缓冲距离d，第一传感器130设置于第一机械臂120的端部，第一感应光束150的落点到第一发射点140的光程的长度与sinα的乘积大于或等于缓冲距离d。

缓冲距离d的设置是为了确保第一传感器130在感应到遮挡物2000后，第一机械臂120能够在收到第一传感器130发出的调整信号并改变运动状态前，不会由于信号传输延迟或运动惯性等原因导致无法及时避障。

在实际应用中，缓冲距离d可以是一个测试值，即，技术人员通过测试第一传感器130发出调整信号到第一机械臂120完成改变运动状态的过程所消耗的第一时间，并计算第一机械臂120在这一时间内第一机械臂120能够移动的距离来得出缓冲距离d。

请继续参照图4，当技术人员确定了缓冲距离d，并同时也确定了安全距离S1后，此时第一距离阈值b或夹角α可以根据需要灵活设置，以确保第一发射点140到遮挡物2000的最短距离大于或等于安全距离S1，且第一感应光束150的落点到第一机械臂120的端面所在的平面的垂直距离大于或等于缓冲距离d，第一距离阈值b长度的线段满足能够与确定好的缓冲距离d和安全距离S1共同构建一个直角三角形，且第一距离阈值b作为斜边，缓冲距离d和安全距离S1作为直角边，此时，第一感应光束150的落点到第一发射点140的光程的长度与sinα的乘积即为第一感应光束150的落点到第一机械臂120的端面所在平面的垂直距离，当该距离大于或等于缓冲距离d时即可保证第一机械臂120在即将与遮挡物2000产生磕碰时能够有足够的距离进行缓冲。

通过设置缓冲距离d，使得第一机械臂120不会由于信号传输时延等问题，导致响应不及时而造成与遮挡物2000磕碰，进一步避免了本申请实施例提出的取放货结构100在取放货作业中可能出现的磕碰意外，使得作业更加稳定，降低了发生磕碰的概率。

需要说明的是，当第一传感器130设置在第一机械臂120的侧壁上时，操作人员在预设安全距离S1时可以不考虑第一机械臂120的端面的长度，即此时安全距离S1可以直接表示第一机械臂120在向物料箱放置区域移动时，第一机械臂120与遮挡物2000的最短距离。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一传感器130倾斜设置于第一机械臂120上，以形成夹角α。

在实际应用中，传感器射出的光束往往都是与传感器主体的至少一个端面平行的，若要使传感器射出倾斜的感应射线可能需要对传感器进行定制，不利于成本，通过将第一传感器130倾斜设置于第一机械臂120上，可以方便地使第一感应光束150倾斜，免去了定制传感器等配件的繁琐流程。

根据本申请的一些实施例，可选地，夹角α＞5°，和/或，夹角α＜33°。

在技术人员的实际应用中，参照图2和图3，往往先测量第一传感器130到第一机械臂120端面边缘的最短距离W1，再根据实际需要预设第一机械臂120需要与遮挡物2000保持的最小距离W2，再通过实际测试或计算得到第一机械臂120在停止移动前由于信号传输延时或惯性等原因而会继续移动的缓冲距离d，此处缓冲距离d的测试方式请参照上述实施例。此时参照图4，将W1和W2的和值确定为安全距离S1，即可根据安全距离S1和缓冲距离d确定夹角α的角度，其中，W2可以为机械臂与遮挡物2000或物料箱的取放货余量，当第一传感器130设置在第一机械臂120的端面中心时，W1则为第一机械臂120端面宽度的二分之一。具体请参阅下述实施例。

例如，第一传感器130安装在第一机械臂120端面的中间部位，则安全距离S1所包含的W1为第一机械臂120端面长度的一半。

在仓储物流领域中，综合现有机械臂的常见规格以及作业过程中的安全需求，安全距离S1为第一传感器130到第一机械臂120端面边缘的最短距离W1与第一机械臂120需要与遮挡物2000保持的最小距离W2的和值，并且安全距离S1往往不会小于2cm，否则机械臂在作业时与物料箱距离过近，很难避免磕碰，安全距离S1往往也不会大于10cm，否则难以保障机械臂性能和传感器检测精度能够满足取放货作业需求。因此，在仓储物流领域中，技术人员对安全距离S1的取值范围一般为2-10cm，而结合仓储物流领域中常见的机械臂移动速度和机器人cpu性能，技术人员测试得到的机械臂的缓冲距离d一般为16-20cm。根据安全距离S1与缓冲距离d，便可通过余切函数和查表的方式计算夹角α的值，即cotα＝d/S1，根据上述仓储物流领域常用的数值范围，将缓冲距离d的最大值20cm和安全距离S1的最小值2cm代入cotα＝d/S1，可得cotα的最大值为10，查表可知当夹角α为5°时最接近所得数值，将缓冲距离d的最小值16cm和安全距离S1的最大值10cm代入cotα＝d/S1，可得cotα的最小值为1.6，查表可知当夹角α为33°时最接近所得数值，而cotα的值会随着夹角α度数的增大而减小，因此，若想使得本申请实施例提出的取放货结构在作业时能够满足仓储物流领域的常见参数的最大或最小范围需求，夹角α需要大于5°和/或小于33°。

由此可知，当夹角α设置为＞5°和/或夹角α＜33°时，能够使第一传感器130的检测范围能够较好地适应仓储物流领域中大部分应用机械臂进行取放货的场景，技术人员可以根据自定义的安全距离S1和实际测量得到的缓冲距离d等参数设置精确的夹角α，也可以直接将夹角α设置为＞5°和/或夹角α＜33°以节省技术人员计算参数的时间。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一感应光束150所在直线与水平面平行。

第一感应光束150所在直线与水平面平行，即使得第一感应光束150在水平面上的投影与第一感应光束150所在直线平行，第一感应光束150在第一机械臂120上相对于第一机械臂120的轴线倾斜的角度即等于第一感应光束150所在直线在水平面上的投影与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成的夹角α。

通过使第一感应光束150所在直线与水平面平行，可以使得第一感应光束150的倾斜角度正好就是夹角α的余角，更利于技术人员对夹角α的精确设置，不易使得角度产生偏差。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一传感器130设置于第一机械臂120的伸出端190的端部。

其中，如图4所示，伸出端190指的是第一机械臂120朝向其移动方向的一端。

通过将第一传感器130设置于第一机械臂120的伸出端190的端部，使得第一机械臂120在移动时能够保证第一传感器130能够最先检测到遮挡物2000，不容易出现第一机械臂120已经与遮挡物2000产生磕碰后第一传感器130才检测到遮挡物2000的意外。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一传感器130设置于第一机械臂120伸出端190的端面的中心位置。

伸出端190的端部的中心位置指的是伸出端的端面的几何中心，也可以是重心，根据实际情况技术人员可以选择不同的位于伸出端190的端面上的几何点作为中心位置，并在中心位置上安装第一传感器130。

将第一传感器130设置于第一机械臂120伸出端190的端部的中心位置则能够使第一传感器130的感应面积更加均衡，减少伸出端190的端面部位的感应盲区。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一传感器130为激光测距传感器。

通过采用激光测距传感器，在保证了本申请实施例感应避障功能的实现的同时，也能够提高第一传感器130感应遮挡物2000的精度。

为了在实际应用时也能够检测到第一机械臂120的另一方向的遮挡物2000，本申请提出一种实施方式，请参照图6，图6示出了本实用新型又一实施例提供的取放货结构100的侧视结构示意图，取放货结构100还包括第二传感器160，第二传感器设置于第一机械臂120上，第二传感器160的第二发射点170发射的第二感应光束180所在直线与第一机械臂120移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角β，夹角β大于0°且小于90°，第一传感器130用于检测靠近第一机械臂120一侧的遮挡物，第二传感器160用于检测靠近第一机械臂120另一侧的遮挡物。

通过设置第二传感器160，使第二传感器160发射第二感应光束180，使得第一机械臂120不仅能够对其一个方向上的遮挡物2000做出响应，还能够对另一方向的遮挡物2000做出响应，进一步降低了第一机械臂120磕碰的概率，并且使得本申请实施例提出的取放货结构100在对多个并排摆放的物料箱进行取放货时能够同时感应第一机械臂120两边的物料箱，避免了仅能对一边的遮挡物2000进行感应导致与另一边的遮挡物2000产生磕碰的意外发生。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一传感器130和/或第二传感器160为激光测距传感器且第一感应光束150和/或第二感应光束180的光斑直径为0.5-5mm。

通过采用激光测距传感器，并使第一感应光束150和/或第二感应光束180的光斑直径为0.5-5mm，可以使得第一传感器130和/或第二传感器160的感应更加精准，不易由于感应光束的扩散过大而影响第一传感器130和/或第二传感器160的精确度。

为了使本申请实施例提出的取放货结构100的的角度调整更加方便，本申请提出一种实施方式，请参照图7，并进一步参照图8，图7示出了本实用新型另一实施例提供的取放货结构100的工作场景下的结构示意图，图8为图7中A处的放大图，第一传感器130具有角度控制装置131，角度控制装置131用于调整第一发射点140的朝向，以在大于0°且小于90°的范围内调节夹角α的大小。

请参照图8，角度控制装置131可以为一个或多个垫片，插设在第一传感器130与第一机械臂120的端面之间，使得第一传感器130被垫片垫起，从而改变夹角α的大小。根据实际情况，角度控制装置131也可以为电机带动的凸轮结构，凸轮设置在第一传感器130与第一机械臂120的端面之间，通过电机带动凸轮转动不同角度使得第一传感器130被凸轮顶起至不同倾斜程度，进而改变角α的大小。

通过设置角度控制装置131，使得本申请实施例提出的取放货结构100的中第一传感器130所发射的第一感应光束150与第一机械臂120端面所在平面之间的夹角α可以实时调整控制，不需要在生产组装过程中预先定好固定的角度，技术人员在实际应用中可以根据实际需要随时对夹角α进行调整，降低了操作难度，提高了适用性与易用性。

进一步地，为了提高本申请实施例提出的取放货结构100感应遮挡物2000的范围，本申请提出一种实施方式，请参照图9，图9示出了本实用新型实施例提供的取放货结构100中第一传感器130工作状态下的结构示意图，第一传感器130具有转动装置132，转动装置132用于带动第一发射点140沿第一机械臂120的轴线周向转动。

请进一步参照图10，图10为图9中B处的放大图，转动装置132可以通过带动第一传感器130中第一发射点140进行转动，从而实现带动第一发射点140沿第一机械臂120的轴线转动的效果，例如转动装置132为小型电机带动的齿轮结构，通过齿轮传动带动第一发射点140沿第一机械臂120的轴线周向转动。转动装置132也可以通过带动第一传感器130本体进行转动从而使得第一发射点140转动，例如转动装置132为电机带动能够转动的底盘1200。可以理解的是，可以采用不同的结构作为本申请实施例提出的转动装置132，其目的是为了带动第一传感器130上第一发射点140沿第一机械臂120的轴线周向转动，本申请实施例对此不作特殊限定。

通过设置转动装置132带动第一发射点140沿第一机械臂120的轴线周向转动，使得倾斜发射的第一感应光束150的感应范围得以扩大为一个圆锥状区域，降低了第一传感器130感应遮挡物2000的视野盲区，使得取放货结构100能够感应到更大范围的遮挡物2000，进一步降低了第一机械臂120与遮挡物2000磕碰的概率。

根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图11，图11示出了本实用新型再一实施例提供的取放货结构100的侧视结构示意图，取放货结构100包括至少两个第一机械臂120，其中至少两个第一机械臂120对称设置。

由于在物流仓储领域中的某些情况下，物料箱可能会较重，单个机械臂难以确保能够承载物料箱的重量，通过在主体结构110上设置至少两个第一机械臂120，并使其中至少两个第一机械臂120对称设置，使得本申请实施例提出的取放货结构100可以由多个机械臂以更加稳定的方式对货物进行取放，且能承载更大重量的货物，不易出现货物重量较大而机械臂承载力不够的情况。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种物流机器人1000，参照图12，图12示出了本实用新型实施例提供的物流机器人1000的立体结构示意图，物流机器人1000包括如上任意一项实施例所述的取放货结构100。

在物流机器人1000上应用本申请实施例提供的取放货结构100时，只需要技术人员根据夹角α与预设的安全距离S1，计算出第一距离阈值b，将取放货结构100中的第一传感器130设置为感应到倾斜射出的第一感应光束150的长度小于第一距离阈值b时，便向第一机械臂120发出调整信号，使得第一机械臂120在接收到调整信号后停止移动，避免第一机械臂120磕碰到遮挡物2000，能够降低物流机器人1000在进行物流仓储取放货物时由于机械臂磕碰导致故障的概率。

根据本申请的一些实施例，可选地，参照图13，图13为图12中C处的放大图，物流机器人1000还包括移动底盘200，移动底盘200与取放货结构100连接，移动底盘200用于支撑并带动取放货结构100移动，移动底盘200上设置有至少一个第三传感器210，第三传感器210连接于移动底盘200，第三传感器210用于射出第三感应光束220，第三感应光束220所在直线与移动底盘200移动方向所在直线形成夹角γ，夹角γ大于0°且小于90°。

通过在物流机器人1000的移动底盘200上设置至少一个第三传感器210，并使第三传感器210发出的第三感应光束220所在直线与移动底盘200移动方向所在直线形成大于0°且小于90°的夹角γ，使得移动底盘200在带动物流机器人1000移动时，能够对移动路线上的遮挡物2000进行感应，能够避免物流机器人1000在被移动底盘200带动移动时由于感应不到遮挡物2000，而造成物流机器人1000与遮挡物2000产生磕碰。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种仓储系统，包括上述任一实施例提供的物流机器人1000。

本申请实施例提供的取放货结构100通过使第一传感器130发射出的第一感应光束150与第一机械臂120的端面所在的平面之间形成大于0°且小于90°的夹角α，扩大了第一传感器130的感应范围，倾斜发射的第一感应光束150能够更好地感应物流仓储领域中可能出现障碍物导致机械臂磕碰的区域，并且使得操作人员可以根据实际需要灵活地设置第一机械臂120的避障条件，提高了取放货结构100感应障碍物的概率和适用性。

本申请实施例提供的取放货结构100在配合物流仓储领域中的物流机器人1000使用时，能够降低物流机器人1000磕碰货物的概率，使得物流机器人1000的取放货作业更加稳定高效，不易由于磕碰到障碍物或货物导致影响作业进度，同时，在物流机器人1000的移动底盘200上设置第三传感器210，可以使物流机器人1000在移动过程中也能对障碍物进行感应，更有利于物流机器人1000进行避障，进一步降低了意外发生的概率。

本申请实施例提供的取放货结构100在物流仓储领域中的仓储系统中应用时，能够降低仓储系统发生故障的概率，提高仓储系统运转的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入本申请技术方案的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种取放货结构，其特征在于，包括：主体结构、第一机械臂和第一传感器；

所述第一机械臂设置于所述主体结构上且可相对于所述主体结构直线移动，所述第一传感器设置于所述第一机械臂上；

所述第一传感器用于在所述第一机械臂伸出移动时检测所述第一机械臂前方的遮挡物；

所述第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与所述第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角α，所述夹角α大于0°且小于90°。

2.根据权利要求1所述的取放货结构，其特征在于，所述第一机械臂用于对物料箱进行取放；

所述第一传感器用于在所述第一机械臂对物料箱进行取放时，通过所述第一发射点发射所述第一感应光束以检测所述第一发射点至遮挡物的第一距离；

所述第一机械臂用于在所述第一传感器检测到所述第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动。

3.根据权利要求1所述的取放货结构，其特征在于，所述第一传感器倾斜设置于所述第一机械臂上，以形成所述夹角α；和/或，所述夹角α＞5°，和/或，所述夹角α＜33°；和/或，所述第一感应光束所在直线与水平面平行；和/或，所述第一传感器设置于所述第一机械臂的伸出端的端部；和/或，所述第一传感器设置于所述第一机械臂伸出端的端面的中心位置；和/或，所述第一传感器为激光测距传感器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的取放货结构，其特征在于，还包括第二传感器，所述第二传感器设置于所述第一机械臂上，所述第二传感器的第二发射点发射的第二感应光束所在直线与所述第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角β，所述夹角β大于0°且小于90°，所述第一传感器用于检测靠近所述第一机械臂一侧的遮挡物，所述第二传感器用于检测靠近所述第一机械臂另一侧的遮挡物。

5.根据权利要求4所述的取放货结构，其特征在于，所述第一传感器和/或第二传感器为激光测距传感器且所述第一感应光束和/或所述第二感应光束的光斑直径为0.5-5mm。

6.根据权利要求1-3任一项所述的取放货结构，其特征在于，所述第一传感器具有角度控制装置，所述角度控制装置用于调整所述第一发射点的朝向，以在大于0°且小于90°的范围内调节所述夹角α的大小。

7.根据权利要求1-3任一项所述的取放货结构，其特征在于，包括至少两个所述第一机械臂，其中至少两个所述第一机械臂对称设置。

8.一种物流机器人，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的取放货结构。

9.根据权利要求8所述的物流机器人，其特征在于，还包括移动底盘，所述移动底盘与所述取放货结构连接，所述移动底盘用于支撑并带动所述取放货结构移动；

所述移动底盘上设置有至少一个第三传感器；

所述第三传感器连接于所述移动底盘，所述第三传感器用于射出第三感应光束，所述第三感应光束所在直线与所述移动底盘移动方向所在直线形成夹角γ，所述夹角γ大于0°且小于90°。

10.一种仓储系统，其特征在于，包括权利要求8或9所述的物流机器人。