具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明自动分拣系统第一实施例包括:机器人10及分拣单元20,分拣单元20包括多个分拣口201。
其中,机器人10用于获取货物B的货物信息,货物信息包括目标分拣地信息;根据该目标分拣地信息获取与货物B对应的目标分拣口201;将货物B放入对应的目标分拣口201。
具体地,在一个应用例中,该机器人10通过固定机构30设置于分拣单元20上,分拣单元20包括多个分拣口201,每个分拣口201对应一个分拣出货口。其中,该固定机构30可以是固定设置于分拣单元20中的固定桩或固定柱,也可以是可升降的机构等。分拣单元20中多个分拣口201可以是圆形开口或者方形开口,又或者其他规则/不规则形状开口,分拣单元20可以是如图1所示的方形,也可以是圆形,还可以是其他规则不规则形状,此处不做具体限定。机器人10包括机械臂101和可旋转底座102,该机械臂101的末端执行器(图未示)上设置有一识别装置1011,其中,该识别装置1011包括但不限于射频识别装置、条码识别装置、二维码识别装置、视觉传感器、和光学字符识别装置。识别装置1011也可以设置于机械臂101。
机器人10利用识别装置1011识别货物B的标识,例如识别条形码、二维码或字符等,通过标识获取货物B的货物信息,包括该货物B的尺寸、形态、目标分拣地信息等,其中,该目标分拣地信息包括但不限于该货物B的最终目的地信息和/或该货物B当前分拣任务对应的下一目标分拣地信息。
具体地,货物进行分拣的过程中,首先根据货物的发货地址和最终目的地信息(即目的地址),可以将分拣任务划分为国际分拣、省级分拣、市级分拣、区级分拣、区域分拣等,分别是将目的地址是同一国家/地区/省/市/区/区域的货物分拣到该国家/地区/省/市/区/区域对应的分拣地。机器人10利用识别装置1011,例如视觉传感器,获取货物B的图像,再通过识别该图像中的目的地址文字、单号、条码等,获取货物B的最终目的地信息和当前分拣任务,进而获取该目的地址(例如中国A省C市X小区)和当前分拣任务(例如省级分拣)对应的下一目标分拣地信息,即A省对应的分拣地。
在其他实施例中,机器人自身也可以保存有当前的分拣任务,只需根据货物的最终目的地信息,即可以获取对应的下一目标分拣地信息;机器人也可以从控制中心获取该最终目的地信息和/或当前分拣任务对应的下一目标分拣地信息;其中,该当前分拣任务也可以是采用标识进行区分,例如A01、B02等,机器人的识别装置或控制中心可以识别该标识,从而获取对应的下一目标分拣地信息,此处不做具体限定。
上述应用例中,机器人10获取货物B的目标分拣地信息后,利用该目标分拣地信息,从保存的目标分拣地信息与分拣口的对应关系中进行查询,获得该货物B对应的目标分拣口201,根据该目标分拣口201的位置信息和当前机器人10的位置信息,计算放置该货物B的所需的机械臂101操作末端的位置以及该可旋转底座102的旋转角度。其中该机械臂101操作末端的位置,可以通过控制该机械臂101各关节的转动角度实现操作末端到达该位置。当该位置在机器人10当前状态可执行范围之外时,机器人10还可以控制该可旋转底座102旋转所需角度,并控制该机械臂101基于可旋转底座102旋转所需角度后的状态,各关节转动角度使得机械臂101操作末端到该目标分拣口201对应的位置,该对应的位置可以为使得连接于操作末端的末端执行器获持的货物可置入该目标分拣口。最后控制该机械臂101操作末端连接的末端执行器(图未示)将该货物B放入该目标分拣口201,而放入各目标分拣口201的货物可以通过传送带或取货装置输送到下一目标分拣地信息对应的下一目标分拣地。其中,该机器人10也可以通过系统的控制中心(图未示)获取该货物的货物信息以及该货物对应的目标分拣口。
本实施例中,利用可旋转底座的旋转,扩展了机械臂的操作范围,也可以用于与机械臂的协作,在机械臂可执行范围中辅助转动,以减少机械臂的机械运动。在其他实施例中,该机器人也可以不包括可旋转底座,通过控制机械臂各关节的转动,将货物移动到对应的目标分拣口。
本实施例中,自动分拣系统利用机器人能够实现自动分拣过程,减少了人工参与的成份,降低人工成本,同时机器人不存在体力消耗的问题,可以长时间工作,进而可以提高分拣的效率。
在其他实施例中,多个分拣口可以对应一个分拣出货口,该自动分拣系统还可以包括储货机构等。
具体如图2所示,本发明自动分拣系统第二实施例中,多个分拣口201对应一个分拣出货口202,该分拣出货口202处设置有储货机构203,机器人10将货物B放入目标分拣口201b后,该货物B则从分拣出货口202进入该储货机构203中存储,其中,该储货机构203包括但不限于储货箱或储货袋。
储货机构203在货物B满载时,例如货物B的重量和/或体积达到该储货机构203容许承载的重量和/或体积时,自动对该货物B进行打包。其中,打包的具体操作方式视储货机构203的类型而定,例如储货机构203是储货袋时,可以采用抽绳封口、热压封口、拉链封口、订装封口等任一种方式,此处不做具体限定。
例如,图2中四个分拣口201a、201b、201c、201d对应一个分拣出货口202,分拣出货口202处设置有储货袋203,机器人10将获持的货物B放入对应的目标分拣口201b后,该货物B则从分拣口201b对应的分拣出货口202进入储货袋203,分拣出货口202设置有感应装置204,如接近传感器,当有货物B通过该分拣出货口202进入该储货袋203时,该接近传感器204感测到该货物B,在感应到储货袋203满载,如存储的货物B已堆积到接近或接触到该分拣出货口202时,该储货袋203自动打包,打包后的储货袋203可以向下掉落,使用人工、传送带或取货装置(图未示)运送到目标分拣地。其中,多个分拣口可以分别对应不同类型的货物,一个分拣口对应一种货物类型,但同一分拣出货口对应的目标分拣地信息相同,从而实现具有相同目标分拣地信息的不同类型货物分别通过不同分拣口进入储货机构。当然,多个分拣口也可以对应不同的目标分拣地信息,其中同一分拣出货口的多个分拣口对应的目标分拣地位置相邻,以便于后续同一次输送即可将该同一分拣出货口的货物依次运送到相邻的目标分拣地,以避免取货装置或传送带等需要进行多次输送。
在其他实施例中,该分拣出货口和该储货机构之间也可以设置一挡板,该挡板上设置有感应装置,该感应装置可以是压力传感器等,用于感测该挡板承载的货物重量,从而可以在承载的货物重量达到预设重量,如达到储货箱容许承载的重量时,打开该挡板,使得货物进入储货机构,以便储货机构进行打包操作。
在其他实施例中,每个分拣口也可以作为一个分拣出货口,每个分拣出货口处也可以设置一储货机构。
具体如图3所示,本发明自动分拣系统第三实施例中,至少一个分拣口对应设置一个储货机构,该储货机构用于存储货物,并在货物满载时,自动对货物进行打包,从而使得具有相同目标分拣地信息的货物可以根据货物类型进行分类打包,并通过同一分拣出货口同一运送到目标分拣地。其中,该储货机构包括但不限于储货箱或储货袋。
具体地,如图3所示,四个分拣口201a、201b、201c、201d对应一个分拣出货口202,该四个分拣口分别对应设置有储货袋204,每个分拣口分别对应不同的货物类型,使得具有相同目标分拣地信息的货物依据货物类型的不同,分类打包,通过相同分拣出货口202输出,可以统一输送。其中,依据货物类型分类包括根据不同尺寸分为大包裹、小包裹、信件等;根据货物形态分为刚性物体、刚性可形变物体、液体等;根据安全级别分为易碎物体、普通物体、高支撑度物体,等等。其中,该储货袋的具体打包方法可以参考本发明自动分拣系统第二实施例中储货袋的打包方法,此处不再重复。
在其他实施例中,每个分拣出货口处还可以再设置一个储货机构203,例如储货箱,将对应的多个分拣口打包后的储货袋204打包在一个储货机构203中,以便进行后续运送。
如图4所示,本发明自动分拣系统第四实施例中,分拣单元20的每一分拣口201为一个一端封闭的分拣袋,该分拣袋的开口作为分拣口201的货物入口。机器人10获取货物B的目标分拣地信息对应的目标分拣口201a后,从该分拣袋201a的开口将货物B放入该分拣袋201a。在该分拣袋201a满载时,例如设置于分拣袋201a底部的压力传感器感应到该分拣袋201a装载的货物重量达到该分拣袋201a的最大容许重量时,则自动将该分拣袋201a打包。其中,该分拣袋的具体打包方法可以参考本发明自动分拣系统第二实施例中储货袋的打包方法,此处不再重复。
其他实施方式中,可以通过视觉传感器获取货物B的尺寸,以及形状,从而可以获知放入分拣袋201a中货物的体积,当体积达到该分拣袋201a的最大容许体积时,则自动将该分拣袋201a打包。
其他实施方式中,可以通过识别装置,包括但不限于扫码装置、视觉传感器、相机等,用于识别货物B的标识,通过标识获取货物B的尺寸、形状、重量、形态、安全级别等参数。也可以通过近场感应器获取货物的标签,获得前述所需参数。该参数可依据判断条件的设定而灵活选取。例如,当判断条件为前述最大容许重量时,则获取货物B的重量参数,当判断条件为最大容许体积时,则获取货物B的体积参数,还可以获取形状参数,从而可以结合形状参数判断分拣袋201a内的空间是否还可以容置该形状的货物。从而可以针对各种形状物体混装情况下,更加准确的判断。感应装置还可以为测距传感器,通过识别货物进入储货机构或分拣袋,判断进入的货物个数是否满足预设最大数量,若是,则判断已装满,进而进行打包。
当然,在其他实施例中,也可以采用其他感应装置感应分拣袋是否满载,此处不做具体限定。
如图4所示,该自动分拣系统进一步包括取货装置40,该取货装置40包括传送机构,其中,该传送机构40设置于分拣口201下方,打包后的分拣袋进入该传送机构40后,通过该传送机构40被运送到对应的目标分拣地。
具体地,在一个应用例中,如图4所示,所有分拣口201对应一个传送机构40。其中,该传送机构40包括一滑道401和传送带402,该传送机构40也可以直接包括一传送带,此处不做具体限定。
打包后的分拣袋上粘贴或打印有目标分拣地信息,该目标分拣地信息可以采用不同颜色、不同图案(如条码、二维码等)或者文字等标识区分,传送机构40可以在后续识别该标识,将不同目标分拣地的分拣袋运送到对应的分拣地。在其他应用例中,该标识也可以是在打包前或打包的同时进行粘贴或打印到分拣袋上,也可以为打包袋本身具有上述标识,分别对应不同目标分拣地信息。例如,不同颜色或纹理的到包袋对应不同目标分拣口。该对应关系可以为预定义设定,也可以为系统动态分配关联。可以理解的是,本方案可以包括上述粘贴或打印标识的步骤,也可以不包括该步骤,通过标识与目标分拣地信息的关联关系获知分拣袋对应目标分拣地信息的输送点。该输送点可以为该分拣中心最终输出的货舱,也可以为用于再次分拣输送的中转点。
在其他实施例中,该传送机构可以包括多个,每个传送机构对应一个分拣口,也就是说,每个传送机构对应一个目标分拣地,用于将对应的分拣口的分拣袋运送到目标分拣地。还可以包括,多个传送机构40中每个传送机构40对应多个分拣口20。该对应同一传送机构40的多个分拣口可以为具有相同的输送点。该输送点可以为当前分拣中心内下一分拣或处理环节的节点。也可以为当前分拣中心对应下一分拣中心的节点。例如,多个分拣口对应的目标分拣地信息于当前分拣中心,均需要输送到同一货舱,该同一货舱可以视为输送点,已进一步运输到达下一分拣中心再次分拣。该方式下,当前分拣将多个对应同一下一分拣任务、具有不同最终目的地信息的货物输送到同一输送点,以便下一分拣任务进一步执行分拣。该下一分拣任务可以为前述货物当前分拣任务对应的下一目标分拣地信息。
可选地,如图4所示,自动分拣系统还可以包括一入货装置50,该入货装置50包括但不限于传送机构、滑道和平台中至少一种,用于将货物B运送到机器人10可以获取到该货物B的位置,以便于机器人10进行后续分拣操作。其中,该入货装置50也可以设置有识别装置(图未示),用于识别货物,以获取货物信息,并将该货物信息上传控制中心和/或发送给机器人10。
在其他实施例中,取货装置也可以是取货机器人。
具体请参阅图5,本发明自动分拣系统第五实施例中,该取货装置包括取货机器人60,该取货机器人60包括储货机构601和通信电路602。该通信电路602用于接收控制中心(图未示)、机器人10和分拣单元20中至少一个发送的通知消息,该通知消息用于通知该取货机器人60获取通过分拣单元分拣后的货物。该储货机构601用于存储打包后的货物。包括储存前序方案中所述的分拣袋,该分拣袋可以为通过分拣单元或机器人10完成打包的状态。也可以为未经打包的状态,通过取货机器人60或专用于打包的机器人完成打包。也可以结合上述储货机构实施例的方案。
具体地,在一个应用例中,分拣单元20将储货袋203打包同时,向当前分拣场地内的所有取货机器人60广播消息,与该分拣单元20最近的取货机器人60响应该消息,移动到对应分拣口201下方,接收打包后的储货袋203,并通过控制中心(图未示)或分拣单元20获取该储货袋203对应的目标分拣地,然后将该储货袋203运送到该目标分拣地。其中,该储货袋203上粘贴或打印有目标分拣地信息,该取货机器人60还可以包括一识别装置(图未示),通过该识别装置可以识别该储货袋203的目标分拣地。
在其他实施例中,每个分拣口设置一个分拣袋时,该取货机器人也可以用于接收打包后的分拣袋,并将其运送到对应的目标分拣地。
如图6所示,本发明自动分拣系统第六实施例中,该自动分拣系统包括机器人10、分拣单元20和控制中心70,其中,分拣单元20包括多个分拣口201。
具体地,该自动分拣系统中,控制中心70存储有每个分拣口和其对应的目标分拣地信息的对应关系,以及待分拣货物的目标分拣地信息。该控制中心70可以用于设置分拣口201对应的目标分拣地信息,在目标分拣地符合预设条件时,调整分拣口对应的目标分拣地信息,从而灵活调配分拣口,提高分拣口利用率和分拣效率。
其中,该预设条件是预先设置的调整分拣口对应的目标分拣地信息的货物数量阈值,其具体取值视实际情况而定,此处不做具体限定。
例如,当控制中心70检测到某一目标分拣地信息A对应的待分拣货物数量大于第一阈值(如200),而另一目标分拣地信息C对应的待分拣货物数量小于第二阈值(如20),则判定目标分拣地信息A和C符合预设条件,选择目标分拣地信息C对应的部分分拣口(如5个),将其对应的目标分拣地信息调整为目标分拣地信息A,以便后续机器人10将目标分拣地信息为A的货物放入调整后的分拣口201。其中,调整的分拣口数量可以根据实际需求而定,此处不做具体限定。
如图7所示,本发明自动分拣机器人第一实施例中,自动分拣机器人10至少包括:机械臂101,根据该货物信息获取货物对应的目标分拣口,并将货物放入目标分拣口。其中,货物信息包括目标分拣地信息,机器人10根据目标分拣地信息获取与货物对应的目标分拣口。其中,货物信息可以通过控制中心获得,也可以通过与机器人10通信连接的识别装置获取的货物数据得到,该识别装置可以为设置于分拣单元可用于获取货物的位置,如设置于向分拣单元输送货物的传送带,或者向分拣单元输送货物的输送位置,也可以设置于机器人10上,例如设置于末端执行器、机械臂或末端执行器与末端执行器相连接的关节处。也可以包括上述不同设置方式的组合。如前述实施方式所述,货物信息也可以通过识别装置与控制中心获取,例如识别装置识别货物的标识,控制中心用于根据标识获取对应的货物信息,进而提供给机器人10。可以理解的是,当控制中心、识别装置均设置于机器人10,则机器人可执行上述控制中心、识别装置对应的方法步骤。
具体地,结合图1和图2所示,在一个应用例中,该货物信息还包括货物的描述信息。其中,货物的描述信息包括但不限于货物的尺寸、形状、类型、形态、重量等信息。机器人10根据该描述信息,确定末端执行器获持货物的目标位置和/或目标姿态,以控制末端执行器到达该获持位置和/或以该获持姿态获持货物,或者,机器人10根据该描述信息确定末端执行器放置货物的目标位置和/或目标姿态,以控制末端执行器到达目标位置和/或以该目标姿态放置货物。
例如图2所示,机器人10获取货物B的尺寸信息(如长方形货物的长宽高,或者球形货物的直径等),与该货物B对应的目标分拣口201b的宽度比较,然后选择与该目标分拣口201b宽度相匹配的获持位姿和/或放置的目标位姿,其中,若目标分拣口201b是圆形,则目标分拣口201b的宽度为圆形直径,若目标分拣口201b是矩形,则目标分拣口201b的宽度为长/宽。例如,目标分拣口201b为正方形,则长等于宽,则目标分拣口201b的宽度为正方形边长。货物B是长方形的货物,若货物B的长不超过分拣口201b的宽度,则货物B的宽也不超过201b的宽度,则可以确定获持和/或放置该货物B的姿态是使得货物B的长度方向平行目标分拣口201b。若货物B的长超过分拣口201b的宽度,但货物B的宽、高不超过201b的宽度,则可以确定获持和/或放置该货物B的姿态是使得货物B的长度方向垂直目标分拣口201b。具体的获持位姿和/或放置的目标位姿(后称放置位姿),可以有多种规划方法实现,包括但不限于上述示例方法,根据上述原理可以理解的是,根据货物B以及分拣口的不同设计可以有不同的规划方法,只要可以得到机器人可将货物B放进分拣口的放置位姿即可。以及可以包括,根据机械臂以及末端执行器的设计参数得到适宜机器人执行获持的获持位姿,且该获持位姿适宜机器人执行可将货物B放进分拣口的放置位姿的规划方法。该方法可以实现未知的各种不同形态货物的规划放置。在某些实施方式中,若分拣口的设计可以适宜所有货物B形态的任意放置,则无需获取以及考虑货物的姿态,也无需根据货物姿态计算机器人的获持姿态与放置姿态。
本实施例中,利用自动分拣机器人可以实现自动分拣过程,减少了人工参与的成份,降低人工成本,同时机器人不存在体力消耗的问题,可以长时间工作,进而可以提高分拣的效率。
在其他实施例中,机器人也可以不包括末端执行器,用机械臂直接拨动货物进入目标分拣口,此时,分拣口环绕机器人设置,机器人和环绕的分拣口之间是一个平台,货物可以放置在该平台上,机械臂直接根据该货物的目标分拣地信息对应的目标分拣口,推动货物移动到其目标分拣口对应的平台位置,再将货物拨进目标分拣口。
如图8所示,本发明自动分拣机器人第二实施例中,自动分拣机器人10进一步包括连接于机械臂101的末端执行器1012以及通信电路103,该通信电路103用于与外部设备进行通信。其中,该末端执行器1012可以是真空吸盘、机械抓手、夹持机构等。
具体地,通信电路103用于接收来自控制中心70的通知信息,该通知信息包括获持货物的获持位置和/或获持姿态,以及放置货物的目标位置和/或目标姿态中的至少一个,接收到该通知信息后,机器人10进一步用于控制末端执行器1012以获持位置和/或获持姿态获持货物,或者控制末端执行器1012以目标位置和/或目标姿态放置货物。机器人10可以根据该目标分拣口的位姿以及待分拣货物的当前位姿,获取获持该待分拣货物的获持位姿,并规划该待分拣货物由当前位姿到符合置入目标分拣口的目标位姿的执行路径,然后控制末端执行器1012以该获持位姿获持该待分拣货物,并依据该执行路径到达该目标位姿,放置该待分拣货物。其中,该获持位姿和目标位姿依据目标分拣口的位姿以及待分拣货物的货物信息计算得到。
控制中心70根据该货物的信息,包括尺寸、形态、目标分拣地等信息,计算出该货物对应的目标分拣口目标位置,以及获持该货物的获持位姿和/或放置该货物的目标位姿,并将该获持位姿和/或目标位姿生成通知信息,发送给机器人10。机器人10的通信电路103接收到该通知信息后,控制该机械臂101以该获持位姿获持货物,或以该目标位姿放置货物。其中,由于分拣单元中分拣口是固定设置的,因此,各个分拣口的位置或位姿控制中心70可以预先获知。
在其他实施例,机器人也可以在初始使用时,识别各个分拣口,将各个分拣口的位置或位姿预先存储,或者在机器人使用前预先设定各个分拣口的位置或位姿。机器人还包括多种末端执行器,例如包括机械手以及吸盘,则可以根据不同类型的货物控制不同的末端执行器执行。例如,当货物信息包括的类型为可形变物体,或货物的体积、重量大于机械手的执行范畴时,则控制吸盘获持该货物。还可以根据货物信息的重量参数,控制末端执行器的获持参数,例如当末端执行器为吸盘时,调整吸盘的吸力。可以理解的是,根据货物信息,可以灵活根据货物特性规划得到机器人不同的获持方案。
本实施例可与自动分拣机器人第一实施例相结合。
如图9所示,本发明自动分拣机器人第三实施例中,自动分拣机器人10还包括一可旋转底座102,该可旋转底座102相对固定于机械臂101底部,用于带动机械臂101旋转,以使得目标分拣口位于机械臂101的操作范围内。
其中,该可旋转底座102的具体工作过程可以参考本发明自动分拣系统第一实施例,此处不再重复。
本实施例可与自动分拣机器人第一或第二实施例相结合。
如图10所示,本发明自动分拣机器人第四实施例中,自动分拣机器人10进一步包括:识别装置1011,该识别装置相对固定设置于机械臂1011或设置于与机械臂1011连接的末端执行器1012,用于识别货物,以获取货物信息。
其中,该识别装置1011包括但不限于射频识别装置、条码识别装置、二维码识别装置或光学符号识别装置。
该识别装置1011的具体工作过程可以参考本发明自动分拣系统第一实施例,此处不再重复。
本实施例可与自动分拣机器人第一至第三任一实施例或其不冲突的组合相结合。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。