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CN116002266A - 仓储系统、取放货方法及机器人 - Google Patents

仓储系统、取放货方法及机器人 Download PDF

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CN116002266A
CN116002266A CN202211737642.0A CN202211737642A CN116002266A CN 116002266 A CN116002266 A CN 116002266A CN 202211737642 A CN202211737642 A CN 202211737642A CN 116002266 A CN116002266 A CN 116002266A
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CN
China
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robot
material box
fork device
target
plate
Prior art date
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Pending
Application number
CN202211737642.0A
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English (en)
Inventor
詹庆鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hai Robotics Co Ltd
Original Assignee
Hai Robotics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hai Robotics Co Ltd filed Critical Hai Robotics Co Ltd
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Publication of CN116002266A publication Critical patent/CN116002266A/zh
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Abstract

本申请提供一种仓储系统、取放货方法及机器人,仓储系统包括货架和机器人,其中,货架具有至少一个仓储层,仓储层具有至少一个库位,库位被配置为存放至少两个物料箱,多个所述物料箱从库位的入口向库位内背离入口的方向依次排列并可拆卸连接,机器人包括至少一个存放单元和货叉装置,货叉装置被配置为与库位对接,并在货叉装置获取库位的入口位置的物料箱时,带动库位内的其他物料箱向库位的入口移动,提高了取货的便利性。

Description

仓储系统、取放货方法及机器人
技术领域
本申请涉及仓储物流技术领域,特别涉及一种仓储系统、取放货方法及机器人。
背景技术
随着人工智能和自动化技术的发展,机器人被广泛应用在仓储物流领域中,用于取放、运送、分拣货物。物流系统中,通常以货架来存放货物,相应功能的机器人通过与货架或输送线等对接来取放货物,或者完成货物运送任务。
相关技术中,仓储系统通常包括货架和用于取放货物的机器人,机器人可在货架之间的巷道中移动,机器人上通常设置有取放货物的货叉以及存放货物的背篓,货叉上通常设置有可以相对于机器人的本体往一个固定方向伸出的机械手,而货叉整体可以相对于机器人的本体旋转,机械手通常在机器人沿前进方向的侧方完成取货操作,并将货物放入背篓中,因此,当机器人对不同侧的货架完成取放货物的任务时,需要旋转货叉调转货叉的朝向。
然而,机器人的货叉依靠加长机械臂,通过活动推杆取放货,造成货叉成本高,重量大,结构复杂,仓储系统的物料箱仓储密度降低。
发明内容
本申请提供一种仓储系统、取放货方法及机器人,可以解决机器人工作时占用空间大导致仓储系统的仓储密度降低的问题。
第一方面,本申请提供一种仓储系统,该仓储系统包括货架和机器人,其中货架具有至少一个个仓储层,仓储层具有至少一个库位,库位被配置为存放至少两个物料箱,同一库位中的物料箱从库位的入口向库位内背离入口的方向依次排列并可拆卸连接,机器人包括至少一个存放单元和货叉装置,货叉装置被配置为与库位对接,并在货叉装置获取库位的入口位置的物料箱时,带动库位内的其他物料箱向库位的入口移动。
本申请提供的仓储系统通过对货架上物料箱存放方式以及机器人的物料箱取放过程的设计,实现了货架库位的物料箱深位存储,具有更好的柔性和可扩展性,同时机器人在货架取放物料箱时,获取库位的入口位置的物料箱后,可以带动库位内的其他物料箱移动,使得物料箱始终由库位入口位置向库位内侧排列,从而避免货叉装置升入库位内侧深处取货,提高了取货的便利性。
第二方面,本申请提供一种取放货方法,应用于上述技术方案中的仓储系统中,该方法包括:
获取目标物料箱的位置信息,位置信息包括目标物料箱所在的目标库位以及在目标库位中的排列位置;
控制机器人移动至目标库位,并使机器人的货叉装置与目标库位对准;
控制机器人获取目标物料箱,并将目标物料箱存放至机器人的目标存放单元中。
第三方面,本申请提供一种取放货方法,应用于上述技术方案中的仓储系统中,该方法包括:
获取目标库位的位置信息,并控制机器人移动至目标库位;
将目标物料箱从机器人的存放单元中转移至机器人的货叉装置上;
控制机器人的货叉装置与目标库位对接,并将目标物料箱存放至目标库位中,并使得目标物料箱与目标库位中的物料箱扣接。
第四方面,本申请提供一种机器人,用于仓储系统中取放物料箱,该机器人包括机器人主体、升降机构和货叉装置,货叉装置设置在机器人主体上,升降机构被配置为带动货叉装置沿机器人主体的高度方向移动,货叉装置被配置为与货架的库位对接,并在货叉装置获取库位的入口位置的物料箱时,带动库位内的其他物料箱向库位的入口移动;机器人主体包括底盘、立架和存放单元,立架设置在底盘上,存放单元和货叉装置设置于立架的相对两侧,货叉装置包括第一传送机构,第一传送机构用于将货叉装置获取的物料箱传递至存放单元。
除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本申请提供的仓储系统、取放货方法及机器人所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的仓储系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的仓储系统中货架的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的仓储系统中货架上物料箱的排布示意图;
图5为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱另一视角的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱连接方式的剖视图;
图8为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的机器人主体的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的存放单元的示意图;
图11为本申请实施例提供的仓储系统中机器人承载有物料箱的示意图;
图12为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置上第一传送机构的示意图;
图13为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置上第一传送机构的局部示意图;
图14为本申请实施例提供的一种取放货方法的步骤示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种取放货方法的步骤示意图;
图16为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的布置示意图;
图17为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的结构示意图;
图18为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的布置示意图;
图19为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的旋转组件装配示意图;
图20为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的旋转组件剖视图;
图21为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的定位组件的示意图;
图22为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构与物料箱配合的剖视图;
图23为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构与物料箱配合的另一视角的剖视图;
图24为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的正视图;
图25为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的轴侧视图;
图26为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构向前端伸出的示意图;
图27为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构向后端伸出的示意图;
图28为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的示意图;
图29为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构解锁状态的示意图;
图30为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的摇臂在第一位置的示意图;
图31为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的摇臂在第二位置的示意图;
图32为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中复位机构的结构示意图;
图33为本申请实施例提供的机器人的货叉装置伸出状态时复位机构的结构示意图;
图34为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中检测组件的示意图;
图35为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中第三检测单元的布置示意图;
图36为本申请实施例提供的机器人取货过程的第一状态示意图;
图37为本申请实施例提供的机器人取货过程的第二状态示意图;
图38为本申请实施例提供的机器人取货过程的第三状态示意图;
图39为本申请实施例提供的机器人取货过程的第三状态的剖视图;
图40为本申请实施例提供的机器人取货过程的第四状态的剖视图;
图41为本申请实施例提供的机器人取货过程的第五状态的示意图;
图42为本申请实施例提供的机器人取货过程的第六状态的剖视图;
图43为本申请实施例提供的机器人取货过程的第七状态的示意图;
图44为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构的示意图;
图45为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构与物料箱的分离状态的示意图;
图46为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构与物料箱的插接状态的示意图;
图47为本申请实施例提供的机器人的货叉装置朝向存放单元的示意图。
附图标记说明:
100-机器人;110-机器人主体;111-底盘;112-立架;113-存放单元;1131-第二传送机构;1132-第二传动件;1133-第二滚筒;1134-第二限位件;1134a-避让口;1135-开关单元;120-货叉装置;121-伸缩机构;1211-基板;1211a-第一限位件;1212-伸缩板;1212a-抵接部;1212b-定位槽;1212c-导向面;1213-传动组件;1213a-第一传动轮;1213b-第二传动轮;1213c-第三传动轮;1214-柔性传动件;1215-第一驱动单元;1216-第一滑轨;1217-第二滑轨;122-取货机构;1221-滑动板;1221a-锁止孔;1221b-限位部;1222-旋转组件;1222a-旋转单元;1222b-安装座;1222c-旋转轴;1222d-第一齿轮;1222e-第二齿轮;1222f-传动带;1222g-回转件;1223-推拉组件;1223a-推板;1223b-拉板;1223c-第一驱动件;1223d-导向部;1223e-导向柱;1224-定位组件;1224a-第二驱动件;1224b-锁止轴;1224c-第一检测单元;123-锁接机构;1231-锁接件;1231a-滚轮;1232-第一弹性件;1233-挂销;1234-第二驱动单元;1234a-摇臂;1235-挡销;124-第一传送机构;1241-第一传动件;1242-第一滚筒;1243-安装架;1244-导向轮;1245-缓冲垫;125-连接支架;126-传动轴;127-复位机构;1271-复位挡板;1272-第二弹性件;1273-第三弹性件;1274-导向轴;128-检测组件;1281-感应板;1281a-第一感应段;1281b-第二感应段;1282-第二检测单元;129-第三检测单元;130-升降机构;140-插接件;150-第三驱动单元;
200-货架;201-巷道;210-仓储层;211-库位;220-立柱;230-横梁;240-纵梁;241-支撑板;242-限位板;
300-物料箱;301-卡勾;302-卡槽。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
首先,本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理,并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
其次,需要说明的是,在本申请的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示装置或构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的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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公开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。
各类机器人被广泛应用在工业、生活等各个领域内,而机器人在运输、物流等行业发挥着重要的作用,仓储物流系统中,通常以货架来存放货物,机器人通过与货架或输送线对接来取放货物,并可以对货物进行运送。现在仓储物料系统中,机器人主要是采用机械臂结构取放货,在取货架库位深处的箱子时,机械臂需要加长,机械臂的长度受到成本和技术的制约,库位能设置的深度有限,仓库的存储密度较低。
因此,在相关技术中,仓储系统中货架的每个库位存放的货物有限,库位的深度较浅,存储量较低,对于库位较深的货架,机器人取货时需要将其机械臂伸入至库位内部,其行程距离和操作范围有限,并且会占用库位两侧边缘的空间(对于举升式机械臂,则占用库位上下侧的空间),导致仓库的存储密度进一步降低。
针对上述问题,本申请实施例提供一种仓储系统、取放货方法及机器人,通过对货架上的物料箱的存储方式以及机器人上货叉装置的结构的设计,使得货架的库位可以深度存储物料箱,货叉装置可以深度取放物料箱,在货叉不伸入库位内部的情况下,也可以完成物料箱的深度取放,简化了货叉结构,降低了成本,提高了物料箱的存放密度。
为了便于理解首先对本申请实施例的应用场景进行说明。
本申请实施例提供的仓储系统可以应用于工业生产线的物流配送、制造业库存产品的出入库、零售业产品的出入库,也可以应用于电商物流的快递出入库等不同领域,且涉及运输的产品或货物可以是工业零部件、电子配件或产品、药物、服装饰品、食品、书籍等,并且,其可以通过机器人和货架转运以及存储货物,也可以通过机器人和货架转运以及存储装有货物的物料箱,本申请实施例对此不作具体限定,下面将都以“物料箱”来指代搬运机器人的搬运对象,不再具体举例。
图1为本申请实施例提供的仓储系统的结构示意图,图2为本申请实施例提供的仓储系统中货架的结构示意图,图3为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的结构示意图,图4为本申请实施例提供的仓储系统中货架上物料箱的排布示意图,图5为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱的结构示意图,图6为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱另一视角的结构示意图,图7为本申请实施例提供的仓储系统中物料箱连接方式的剖视图,图8为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置的结构示意图,图9为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的机器人主体的结构示意图。
如图1至图9所示,本实施例提供一种仓储系统,该仓储系统包括货架200和机器人100,其中,货架200具有至少一个仓储层210,每个仓储层210具有至少一个库位211,库位211被配置为存放至少两个物料箱300,同一库位211中的物料箱300从库位211的入口向库位211内背离入口的方向依次排列并可拆卸连接,从而每个库位211具有一定的存储深度,提高存储密度,机器人100可以取放物料箱300。
可以理解的是,由于同一个库位211中的物料箱300从库位211的口部向内部沿库位211的深度方向排列,并且相邻的物料箱300相互连接,而机器人100在与库位211对接时,是可以获取库位211的入口的物料箱300,或者将物料箱300放置到库位211的入口,因此,当机器人100从库位211的入口拖动入口处物料箱300时,库位211中剩余的物料箱300会被向入口带动位移一个物料箱300的身位,以使得下次获取物料箱300时,该库位211中的物料箱300依然是从库位211的入口向内部排列,相应的,当机器人100将一个物料箱300放置到库位211的入口时,会推动该库位211中已有的物料箱300向库位211内部移动一个物料箱300的身位。
在一些实施例中,机器人100包括机器人主体110和货叉装置120,机器人主体110包括底盘111、立架112和存放单元113,立架112设置在底盘111上,底盘111可以在地面进行移动,货叉装置120设置在机器人主体110上,存放单元113和货叉装置120位于立架112的相对两侧,货叉装置120包括第一传送机构124,第一传送机构124和存放单元113对接,货叉装置120被配置为与库位211的入口对接,并将库位211中入口位置的物料箱300取放至存放单元113,或者,将存放单元113中的物料箱300取放至库位211中。
为了减小机器人100对货架200之间的间距的占用,存放单元113位于货叉装置120取货方向的侧方,物料箱300在存放单元113与货叉装置120之间的传递则可以通过第一传送机构124实现,第一传送机构124既具有传送物料箱300的作用,又可以对物料箱300提供承载和支撑,第一传送机构124也可以随货叉装置120从库位211中的取放货操作沿取放货的方向进行移动,从而机器人100在货架200取放物料箱300时,货叉装置120无需旋转也能完成物料箱300从货架200到存放单元113的传递,减小了货架200之间的间距的宽度,提高了仓储系统的存储密度,并提高了机器人100的工作效率。
需要说明的是,本申请实施例提供的仓储系统通过对货架200上物料箱300存放方式以及机器人100的物料箱300取放过程的设计,实现了货架200库位211的物料箱300深位存储,使得一个库位211可以存放多个物料箱300,并且通过控制机器人100的货叉装置120,可以在获取物料箱300时,使得库位211的入口的物料箱300与库位211内部的物料箱300解开连接,而在放入物料箱300时,使得放入的物料箱300与库位211内部的原有的物料箱300连接,从而具有更好的柔性和可扩展性,实现了更多深位的物料箱300的存储与取放,提高了存储密度。
下面首先对货架200的具体结构进行详细说明。
请继续参照图1至图9在一种可能的实现方式中,多个仓储层210可以沿货架200的高度方向排列,且每个仓储层210之间可以相互平行,每个仓储层210的库位211可以沿水平方向排布,仓储层210高可以与物料箱300的高度向匹配,库位211的宽度可以与物料箱300的宽度相匹配,在保证可以放入物料箱300的同时,尽量减小仓储层210的层高以及库位211宽度,以提高仓储密度。
其中,机器人100还可以包括升降机构130,货叉装置120可以与升降机构130连接,而升降机构130可以与立架112连接,且升降机构130被配置为带动货叉装置120沿立架112的高度方向移动,即货叉装置120的高度可以进行调节,从而使货叉装置120可以与不同高度的仓储层210对接,以取放不同位置的物料箱300。
在一些实施例中,货架200可以为框架式结构,货架200可以包括多个立柱220、多个横梁230和多个纵梁240,多个横梁230连接在多个立柱220之间,且横梁230沿立柱220的高度方向间隔排布,以形成多个仓储层210,多个纵梁240与横梁230连接,且沿横梁230的长度方向间隔排布,相邻的纵梁240之间形成库位211。
可以理解的是,立柱220、横梁230和纵梁240分别对应了货架200的高度、宽度和长度,立柱220沿竖直方向设置,立柱220的底端支撑于地面,而立柱220的顶端的高度,则取决于仓储层210的数量,仓储层210的层数越多个,则立柱220的顶端的高度越高,横梁230的长度取决于每个仓储层210的库位211的数量,库位211的数量越多,横梁230越长,此外,纵梁240的长度则取决于每个库位211的深度,库位211中可存放的物料箱300越多,纵梁240越长,这样,形成货架200的紧凑的多层多库位211的结构,提高空间利用率。
示例性的,每个仓储的库位211数量可以为两个、三个、四个或者更多个,本申请实施例对此不做具体限定,而每个库位211的可存储的物料箱300的数量可以为两个、三个、四个、五个或者更多个,本申请实施对此亦不做具体限定。
在一些实施例中,纵梁240可以包括支撑板241和限位板242,支撑板241可以水平设置,相邻的纵梁240的支撑板241支撑于物料箱300的底部的相对两侧,限位板242挡设于物料箱300的侧方,从而可以通过支撑板241对物料箱300提供良好的支撑作用,同时通过限位板242对物料箱300取放时的移动提供限位。此外,保证存储空间和货架200结构强度的同时,减少货架200的材料的使用,降低成本。
可以理解的是,库位211的宽度与物料箱300的宽度相匹配,物料箱300的两端的侧壁均可以设置有卡勾301和卡槽302,相邻的物料箱300的端部侧壁相互抵接,相邻的物料箱300的卡勾301与卡槽302相对,从而同一个库位211中的物料箱300可以进行连接,在出库和入库过程中可以进行同步移位。
示例性的,当相邻物料箱300位于同一水平面时,相邻的物料箱300的卡勾301与卡槽302相互扣接,而仓储层210的层高可以略高于物料箱300的高度,当相邻物料箱300沿竖直方向错开时,即在仓储层210的层高方向错开时,相邻的物料箱300的卡勾301与卡槽302脱开。
需要说明的是,在机器人100取放物料箱300时,同一个库位211中排布的物料箱300可以进行同步移动,始终保持库位211外侧的物料箱300位于库位211的入口,方便机器人的取放,无需深入库位内部取放箱。此外,取放物料箱300的过程中,待取或者待放入的物料箱300与库位211内部物料箱300的沿竖直方向的移动均可以由机器人100的货叉装置120进行操作,从而使得物料箱300相互扣接或者脱开。
图10为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的存放单元的示意图,图11为本申请实施例提供的仓储系统中机器人承载有物料箱的示意图,图12为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置上第一传送机构的示意图,图13为本申请实施例提供的仓储系统中机器人的货叉装置上第一传送机构的局部示意图。
请参照图1至图13,在一种可能的实现方式中,存放单元113和货叉装置120可以设置于立架112的相对两侧,存放单元113可以包括第二传送机构1131,第一传送机构124和第二传送机构1131对接,以在货叉装置120和存放单元113之间传递物料箱300,第一传送机构124的传送方向与货叉装置120的取放货方向具有夹角。
可以理解的是,一方面存放单元113与货叉装置120错位排布,不会增加相邻货架200之间的间隔的宽度,即货架200之间的间隔宽度只需可以供机器人100的底盘111行走,以及容纳货叉装置120即可,另一方面,利用第一传送机构124和第二传送机构1131对接对物料箱300进行传递,实现了物料箱300在货叉装置120与存放单元113之间的转移。
示例性的,在获取物料箱300时,首先由货叉装置120从库位211中取得物料箱300,再由第一传送机构124和第二传送机构1131改变物料箱300的移动方向,将物料箱300移入存放单元113中,而放入物料箱300的过程为获取物料箱300的过程的逆过程,此处不做赘述。
在一些实施例中,存放单元113可以为多个,多个存放单元113可以沿立架112的高度方向间隔排布,货叉装置120取放库位211内部的物料箱300时,至少一个存放单元113用于存放库位211的入口位置的物料箱300,从而存放单元113可以起到临时存放物料箱300的作用,以便于机器人100获取库位211中较深的内部的物料箱300。
可以理解的是,由于物料箱300可以多个存放在一个库位211中,当待取的目标物料箱300位于靠库位211内部的位置时,需要将外侧的物料箱300都取出,使得目标物料箱300处于库位211的入口,而先出的物料箱300除了可以临时存放在存放单元113中,还可以临时存放在其他库位211中,具体可以根据货叉的存储状态以及存放单元113的空闲状态决定,本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,仓储系统的货架200可以为多个,多个货架200间隔排布,相邻货架200之间具有巷道201,巷道201的宽度与机器人100的宽度相匹配,机器人100在巷道201中移动,机器人100的货叉装置120可沿巷道201的宽度方向双向伸缩,以在巷道201两侧的货架200上取放物料箱300,从而在货叉装置120无需旋转的情况下,也可以进行两个方向的取放货操作,既提高了物流效率,又可以减小巷道201宽度,提高仓储密度。
由于仓储系统在物流流程的出入库过程,主要可以包括物料箱300从货架200的出库,以及物料箱300在货架200的入库,并且都可以由机器人100与货架200的对接配合实现,下面以仓储系统为执行主体对物料箱300的出库和入库的方法分别进行说明。
首先对物料箱300的出库方法进行说明。
图14为本申请实施例提供的一种取放货方法的步骤示意图。
请参照图14,本申请实施例提供一种取放货方法,应用于上述技术方案中的仓储系统中,以仓储系统中的机器人作为执行主体,该方法包括:
S101、接收目标物料箱的位置信息,位置信息包括目标物料箱所在的目标库位以及在目标库位中的排列位置。
由于货架为多个,每个货架具有多个仓储层,而每个仓储层具有多个库位,每个库位又可以存放多个物料箱,因此,首先需要确定目标物料箱的详细位置。机器人可以存储有所有物料箱的位置信息,或者机器人可以从云端或者仓储系统的控制中心接收物料箱的位置信息。
可以理解的是,可以对每个物料箱的位置信息进行编号,编号中的符号分别对应货架、仓储层、库位以及库位中的排列位置,例如,目标物料箱的位置信息的编号为“01、02、03、04”,则表明目标物料箱在一号货架、第二层仓储层、三号库位中的四号位置,其中,四号位置可以是指从该库位的入口向内的第四个存放位置。
S102、控制机器人移动至目标库位,并使机器人的货叉装置与目标库位对准。
其中,对准是指货叉装置的高度与目标库位所在的高度对应,货叉装置的取货机构朝向目标库位的入口,取货机构与目标库位的入口相对并可以完成取货操作即可,包括但不限于取货机构与目标库位的入口相互抵接或者具有一定间隙。多个货架可以形成仓储区域,机器人可以在仓储区域的外侧以及货架之间的巷道中移动,机器人可以先移动至目标物料箱所在货架的巷道中,其中,机器人可以在该巷道中移动,使得机器人移动至目标库位所在位置,通过调节货叉装置的高度,使得货叉装置与目标库位进行对接。
需要说明的是,货叉装置在与目标库位进行对接时,货叉装置可以进行伸缩,以使货叉装置的端部可以与货架抵接,并且货叉装置不会伸入目标库位的内部,从而避免货叉装置占用库位内部的空间,进而有利于提高货架的存储密度。
S103、控制机器人获取目标物料箱,并将目标物料箱存放至机器人的目标存放单元中。
可以理解的是,由于货架的库位中的物料箱依次连接,因此,货叉装置在获取目标物料箱移动时,会带动目标库位中的所有物料箱移动,当所有物料箱都移动一个身位时,货叉装置将目标物料箱与其他物料箱分离,再将目标物料箱传递至存放单元。下面对这个过程的具体步骤进行说明。
步骤一:控制货叉装置与目标物料箱对接,并将目标物料箱拉动至货叉装置上。
其中,货叉装置与目标物料箱的对接方式可以插接或者吸盘吸附等,并且利用拖拉的方式将物料箱拉动至货叉装置上。
步骤二:移动货叉装置,以使目标物料箱与目标库位内部的物料箱脱离。
可以理解的是,移动货叉装置可以是抬升或下降货叉装置,其中,以抬升货叉装置为例,将货叉装置抬高移动高度,可以使得目标物料箱与目标库位内部的物料箱在竖直方向上错位,从而目标物料箱和目标库位内部的物料箱之间的卡勾和卡槽可以相互脱离,进而完成了目标物料箱从货架的取出操作。
步骤三:将目标物料箱从货叉装置传递至目标存放单元。
货叉装置可以进行升降,使得货叉装置的高度与目标存放单元的高度一致,从而货叉装置上的第一传送机构与目标存放单元的第二传送机构相对,通过第一传送机构和第二传送机构的对接和传递,实现目标物料箱由货叉装置至目标存放单元的移动。
在一种可能的实现方式中,若目标物料箱位于目标库位的内部,则控制机器人获取目标物料箱之前,还包括:控制机器人获取目标物料箱的外侧的物料箱,并将外侧的物料箱存放至机器人的空闲存放单元中,或者存放至货架其他有空间的库位中。
可以理解的是,空闲存放单元以及货架其他有空间的库位可以起到临时存放物料箱的作用,在机器人获取到目标物料箱后,可以再将空闲存放单元或者货架其他有空间的库位中的物料箱放回至目标库位中。
下面对物料箱的入库方法进行说明。
图15为本申请实施例提供的另一种取放货方法的步骤示意图。
请参照图15,本申请实施例还提供一种取放货方法,应用于上述技术方案中的仓储系统中,以仓储系统中的机器人为执行主体,该方法包括:
S201、接收目标库位的位置信息,并控制机器人移动至目标库位。
机器人可以从外部的输送线或其他转运设备上获取到目标物料箱,再从仓储系统的控制中心接收到目标物料箱需要存放的目标库位的位置信息,机器人可以根据自身所在位置,以及目标库位的所在位置,规划形成移动路径,并移动至目标库位的位置。
S202、将目标物料箱从机器人的存放单元中转移至机器人的货叉装置上。
首先可以将货叉装置移动至与存放有目标物料箱的存放单元高度一致的位置,其后,货叉装置上的第一传送机构与存放单元的第二传送机构对接,并将目标物料箱由存放单元转移至货叉装置上。
S203、控制机器人的货叉装置与目标库位对接,并将目标物料箱存放至目标库位中,并使得目标物料箱与目标库位中已有的物料箱扣接。
将承载有目标物料箱的货叉装置移动至与目标库位的高度一致的位置,使得货叉装置与目标库位的入口相对,货叉装置可以通过伸缩与目标库位对接,即货叉装置的端部与货架抵接,其后货叉装置可以推动物料箱往目标库位内移动。
需要说明的是,当目标库位中已存储有物料箱时,货叉装置放入的目标物料箱会推动目标库位中已存储有的物料箱向库位内部移动一个身位。下面对目标物料箱与目标库位中已有的物料箱的配合步骤进行说明。
步骤一:控制货叉装置移动至第一高度位置,第一高度位置与目标库位的高度存在高度差,在第一高度位置,所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在竖直方向的投影不重合。
例如,货叉装置上的目标物料箱的高度会高于目标库位中已有物料箱的高度,以使得两者之间的卡勾和卡槽可以在竖直方向上错开。
步骤二:将目标物料箱移动至目标库位的边缘,并使目标物料箱与目标库位中的物料箱抵接,所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在水平方向上的投影至少有部分重合。
货叉装置伸出,使得货叉装置与货架的目标库位之间建立起供目标物料箱移动的通道,并可以推动目标物料箱移动至与目标库位中的物料箱抵接的位置,此时,目标物料箱仍位于目标库位外部。
步骤三:控制货叉装置移动至第二高度位置,第二高度位置与第一高度位置存在高度差,在第二高度位置所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在竖直方向和水平方向上的投影均至少有部分重合,第二高度位置不低于目标库位的高度,以使目标物料箱与目标库位中的物料箱扣接。
例如,第二高度位置低于第一高度位置,可以理解的是,第二高度位置为目标库位中已有的物料箱所在的高度位置,控制货叉装置整体下降一定高度,下移的距离为第二高度位置与第一高度位置之间的高度差,并带动货叉装置上的目标物料箱下移一定高度,从而使得目标物料箱与目标库位中已有物料箱的卡勾和卡槽相互扣接。
步骤四:将目标物料箱移动至目标库位中。
利用货叉装置对物料箱的推力,将目标物料箱以及目标库位中所有已有的物料箱同步向目标库位内部推动一个身位,从而完成物料箱的存放操作,此时,目标物料箱位于目标库位的入口位置。
图16为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的布置示意图,图17为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的结构示意图。
请参照图1至图13,结合图16和图17,本申请实施例提供一种机器人100,用于仓储系统中取放物料箱300,该机器人100包括机器人主体110、升降机构130和货叉装置120,货叉装置120设置在机器人主体110上,升降机构130被配置为带动货叉装置120沿机器人主体110的高度方向移动,从而货叉装置120可以在不同高度完成取放货操作。货叉装置120被配置为与货架200的库位211对接,并在货叉装置120获取库位211的入口位置的物料箱300时,带动库位211内的其他物料箱300向库位211的入口移动。
其中,机器人主体110包括底盘111、立架112和存放单元113,立架112设置在底盘111上,存放单元113和货叉装置120设置于立架112的相对两侧,货叉装置120包括第一传送机构124,第一传送机构124与存放单元113对接,以在货叉装置120和存放单元113之间传递物料箱300。
需要说明的是,本申请实施例提供的机器人100在与物料箱300对接时,货叉装置120取到物料箱300后,无需转动货叉装置120与存放单元113相对,而是可以通过货叉装置120上的第一传送机构124改变物料箱300的传递方向,将物料箱300传递至存放单元113中,从而避免货叉装置120的旋转直径占用更大的空间,进而有利于减小机器人100取放货时的货架200之间的间隔,提升仓储密度。
下面对第一传送机构124的结构、设置位置以及与存放单元113的对接方式进行说明。
图18为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的布置示意图,图19为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的旋转组件装配示意图,图20为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的旋转组件剖视图,图21为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构的定位组件的示意图,图22为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构与物料箱配合的剖视图,图23为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中取货机构与物料箱配合的另一视角的剖视图。
请参照图18至图23,结合图10至图13,在一种可能的实现方式中,货叉装置120还可以包括伸缩机构121,伸缩机构121包括基板1211和伸缩板1212,伸缩板1212可相对于基板1211沿基板1211的长度方向双向伸缩,第一传送机构124与伸缩板1212连接,且第一传送机构124被配置为支撑物料箱300。
可以理解的是,当机器人100移动在两个货架200之间时,货叉装置120可以完成不同方向的取放货操作,即可以在两侧的货架200上进行取货操作,并且无需转动货叉装置120,仅需向不同方向伸缩伸缩板1212即可,从而既提高了取放货物的效率,又可以减小空间占用,提高仓储密度。
需要说明的是,第一传送机构124与伸缩板1212同步进行伸缩移动,第一传送机构124起到了托盘的作用,存放单元113位于货叉装置120沿伸缩板1212伸缩方向的侧方,其中,侧方是指在货叉装置120与存放单元113相对时,存放单元113位于货叉装置120宽度方向的一侧,而存放单元113可以包括第二传送机构1131,第一传送机构124和第二传送机构1131对接,第一传送机构124和第二传送机构1131的传动方向相同,第一传送机构124的传动方向与伸缩板1212的伸缩方向具有夹角,从而可以通过第一传送机构124和第二传送机构1131的对接实现物料箱300的转向移动,避免存放单元113占用货架200的巷道201宽度方向的空间。
第一传送机构124和第二传送机构1131实现物料箱300移动方式可以为滚筒、履带等,本申请实施例对此不做具体限定,下面将以滚筒为例进行说明。
在一种可能的实现方式中,第一传送机构124可以包括第一传动件1241和多个平行间隔设置的第一滚筒1242,相邻第一滚筒1242通过第一传动件1241连接,第一滚筒1242沿伸缩板1212的长度方向延伸,而第二传送机构1131可以包括第二传动件1132和多个平行间隔设置的第二滚筒1133,相邻第二滚筒1133通过第二传动件1132连接,第二滚筒1133与第一滚筒1242平行设置,以保证第一滚筒1242和第二滚筒1133之间的传递方向一致,从而可以保证第一传送机构124和第二传送机构1131之间的良好对接,使得物料箱300的移动保持顺畅。
可以理解的是,第一滚筒1242的数量可以为两个、三个、四个或者更多个,多个第一滚筒1242位于同一水平面,以保持对物料箱300的良好支撑,且多个第一滚筒1242可以相对于货叉的宽度方向对称分布,例如,可以为四个第一滚筒1242,并且两两对称分布,中间留有间隙,从而第一传送机构124随伸缩板1212移动时起到避让作用,避免和与基板1211相对固定的部件产生干涉。
此外,第一传动件1241可以为皮带、链条等柔性部件,第一传动件1241可以设置在第一滚筒1242的端部,而多个第一滚筒1242中至少一者可以为电动滚筒,从而可以作为主动滚筒带动其他第一滚筒1242进行转动,以提高物料箱300的传递效率。
需要说明的是,第二滚筒1133的设置数量本申请也不做具体限定,多个第二滚筒1133可以通过框架结构安装在立架112的侧方,第二传动件1132与第二滚筒1133的连接方式以及传动方式可以与第一传动件1241类似,此处不再赘述。
在一些实施例中,货叉装置120背离存放单元113的一侧可以设有第一限位件1211a,第一限位件1211a与基板1211连接,且第一限位件1211a沿竖直方向凸出于第一滚筒1242的上侧,以在第一滚筒1242支撑物料箱300时,第一限位件1211a可以挡设于物料箱300的侧方,从而可以避免物料箱300从货叉装置120的侧面掉落。
相应的,存放单元113背离货叉装置120的一侧可以设有第二限位件1134,第二限位件1134连接于存放单元113的边缘,且第二限位件1134沿竖直方向凸出于第二滚筒1133的上侧,以在第二滚筒1133支撑物料箱300时,第二限位件1134挡设于物料箱300的侧方,可以避免物料箱300从存放单元113的侧方掉落。
此外,存放单元113背离货叉装置120的一侧边缘可以设置有开关单元1135,第二限位件1134上设置有避让口1134a,开关单元1135至少部分穿过避让口1134a凸出至第二限位件1134面向第二传送机构1131的一侧,可以准确检测出物料箱300是否已经进入存放单元113。
示例性的,开关单元1135可以为触碰开关,触碰单元的触发端凸出至第二限位件1134面向第二传送机构1131的一侧,在取货过程中,当物料箱300传递至存放单元113上时,物料箱300的侧壁与开关单元1135抵接,从而可以获得物料箱300以存放到位的电信号。开关单元1135还可以为非触碰式的开关,例如,光电开关等,本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,安装架1243上可以设有至少一个导向轮1244,导向轮1244位于相邻的两个第一滚筒1242之间,且导向轮1244抵接于第一传动件1241的外侧,导向轮1244对第一传动件1241的传动起到引导作用,并且改变第一传动件1241所围设的形状,从而可以使得第一传动件1241占用空间较小,在货叉装置120的伸缩过程中,避免随伸缩板1212移动的第一传动件1241与相邻第一滚筒1242之间其他部件(例如相机等)产生干涉。
下面对货叉装置120的具体结构以及取放货方式进行详细说明。
图24为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的正视图,图25为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构的轴侧视图,图26为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构向前端伸出的示意图,图27为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中伸缩机构向后端伸出的示意图。
请参照图24至图27,结合图3和图8,在一种可能的实现方式中,货叉装置120还可以包括滑动板1221和取货机构122,滑动板1221滑动设置在伸缩板1212上,取货机构122与滑动板1221连接,伸缩机构121还可以包括传动组件1213,传动组件1213设置于伸缩板1212与基板1211之间,取货机构122与传动组件1213连接,取货机构122被配置为在传动组件1213传动时带动伸缩板1212相对于基板1211沿基板1211的长度方向双向伸缩,从而可以自动高效地完成取放物料箱300的操作。
取货机构122相对于滑动板1221的移动行程可以近似为伸缩板1212的长度,即取货机构122可以在伸缩板1212的两端之间进行移动,由于取货机构122与传动组件1213连接,在传动组件1213传动时,取货机构122可以相对于伸缩板1212移动,而当取货机构122移动至行程末端时,即移动至伸缩板1212两端时,取货机构122便可以在传动组件1213的带动下推动伸缩板1212相对于基板1211进行移动。
由此可见,本申请实施例提供的机器人100通过设置传动组件1213驱动取货机构122相对于伸缩板1212移动,使得取货机构122可以取放物料箱300,同时可以利用取货机构122带动伸缩板1212相对于基板1211进行双向伸缩,使得货叉装置120在不进行旋转的情况下,也可以完成前后两个方向的取货操作,从而可以减小货叉装置120的占用空间,减小仓储系统中的货架200间距,提高仓储密度。
定义伸缩板1212相对于基板1211的伸缩方向为X方向,取货机构122相对于伸缩板1212的移动方向也为X方向,定义货叉装置120的宽度方向为Y方向,定义垂直于XY平面的方向为Z方向,即货叉装置120的高度方向。
在一些实施例中,传动组件1213可以包括锁接机构123、第一驱动单元1215、柔性传动件1214和传动轮组,传动轮组包括多个传动轮,第一驱动单元1215驱动多个传动轮转动,多个传动轮分别位于基板1211和伸缩板1212上,柔性传动件1214环绕于多个传动轮外侧,并随传动轮转动而移动,锁接机构123连接于基板1211和伸缩板1212之间,锁接机构123解锁时,传动轮在柔性传动件1214的带动下驱动基板1211和伸缩板1212相对移动。
可以理解的是,当锁接机构123锁定时,伸缩板1212与基板1211相对固定,此时基板1211和伸缩板1212上的传动轮的相对位置保持不变,柔性传动件1214依次绕多个传动轮周向卷动,并且可以带动取货机构122移动,而当锁接机构123解锁时,传动轮在柔性传动件1214的带动下驱动基板1211和伸缩板1212相对移动。
需要说明的是,在传动组件1213传动过程中,根据锁接机构123的锁接状态,可以带动取货机构122或伸缩板1212移动,两者移动的动力均来自于柔性转动件的传动,从而完成伸缩以及取放货操作。
取货机构122与滑动板1221相对固定,通过滑动板1221将柔性传动件1214与取货机构122间接相连,保证取货机构122相对于伸缩板1212移动的顺畅性,滑动板1221在柔性传动件1214的带动下,可以沿X方向移动,滑动板1221的移动行程即为取货机构122的移动行程。
示例性的,柔性传动件1214可以为皮带、链条等柔性件,传动轮相应的可以为带轮、链轮等,本申请实施例对此不做具体限定,以皮带和带轮为例,滑动板1221可以通过齿板与皮带进行连接,滑动板1221抵接于皮带的外侧,齿板啮合于皮带的内侧,将皮带夹设在齿板和滑动板1221之间,齿板和滑动板1221可以通过螺钉等紧固件连接固定,并使得齿板和滑动板1221压紧皮带,保证滑动板1221与柔性传动件1214连接的可靠性。
在一种可能的实现方式中,伸缩机构121可以为两个,货叉装置120还可以包括连接支架125和传动轴126,两个伸缩机构121对称分布于第一传送机构124的两侧,第一传送机构124还可以包括两个安装架1243,两个安装架1243位于第一滚筒1242的两端,且第一滚筒1242与安装架1243转动连接。
其中,安装架1243的两端分别与两个伸缩机构121的伸缩板1212连接;两个伸缩机构121的基板1211通过连接支架125连接;滑动板1221的两端分别与两个伸缩机构121的伸缩板1212滑动连接;第一驱动单元1215设置于两个伸缩机构121之间,且第一驱动单元1215的输出端与传动轴126连接,传动轴126的两端分别与两个伸缩机构121的传动轮连接,从而可以保证货叉装置120的整体结构的合理布局,提高空间利用率,对称分布的伸缩机构121,使得第一传送机构124整体的移动稳定可靠。
由于多个传动轮分别设置在基板1211和伸缩板1212上,而在锁接机构123解锁时,伸缩板1212可以相对于基板1211移动,伸缩板1212上的传动轮相对于基板1211上的传动轮具有可变的相对位置,以使柔性传动件1214移动时带动伸缩板1212相对基板1211进行伸缩。
可以理解的是,通过柔性传动件1214的传动,在利用单一驱动源的情况下,即仅利用第一驱动单元1215进行驱动,既可以实现伸缩板1212与基板1211的相对运动,又可以实现滑动板1221与伸缩板1212的相对于运动,提高了传动组件1213整体结构的紧凑性和传动效率。
在一些实施中,两个基板1211和两个伸缩臂均平行设置,滑动板1221可以沿Y方向延伸,滑动板1221的两端分别与两个伸缩机构121的伸缩板1212滑动连接,第一驱动单元1215可以设置于两个伸缩机构121之间,且第一驱动单元1215的输出端与传动轴126连接,传动轴126可以沿Y方向延伸,而传动轴126的两端可以分别与两个伸缩机构121的传动轮连接,从而可以保证货叉装置120的整体结构的合理布局,提高空间利用率,对称分布的伸缩机构121,使得第一传送机构124的移动稳定可靠。
示例性的,第一驱动单元1215可以为电机,电机可以安装在两个基板1211支架的连接支架125上,电机的输出轴可以通过齿轮或减速器的传动部件与传动轴126连接,以使电机工作时带动传动轴126转动,电机可以布置在传动轴126的侧方,以提高空间利用率,本申请实施例对第一驱动单元1215的型号、输出功率以及与传动轴126之间的传动比均不做具体限定。
在一些实施例中,第一传送机构124沿伸缩板1212伸缩方向的两端均可以设置有缓冲垫1245,即在伸缩板1212沿其自身伸缩方向的前端和后端均可以设置爱有缓冲垫1245,在伸缩板1212与外部货架200对接时,可以起到缓冲作用,避免刚性撞击。
可以理解的是,缓冲垫1245可以为一个,也可以为多个,而缓冲垫1245可以凸出于伸缩板1212的端部,在伸缩板1212相对于基板1211伸出并与货架200的库位211边缘对接时,由缓冲垫1245抵接在货架200的库位211边缘,缓冲垫1245可以具有弹性,从而减缓撞击力,避免撞击力传递至伸缩板1212。
示例性的,在伸缩板1212的每一端可以分别设置两个缓冲垫1245,并沿Y方向间隔排布,缓冲垫1245采用的材质可以包括但不限于橡胶、硅胶、海绵等,本申请实施例对此不做具体限定。
下面对取货机构122的具体结构和工作方式进行详细说明。
请参照图17至图23,在一种可能的实现方式中,取货机构122可以包括旋转组件1222和推拉组件1223,旋转组件1222可以包括旋转单元1222a、安装座1222b和旋转轴1222c,旋转轴1222c与滑动板1221连接,安装座1222b与旋转轴1222c转动连接,旋转单元1222a设置在安装座1222b上,并驱动安装座1222b相对于旋转轴1222c转动;推拉组件1223设置在安装座1222b上,从而可以使得取货机构122可以调转方向,完成不同方向的取货操作。
可以理解的是,可以将安装座1222b旋转的动力源甚至在安装座1222b上,提高空间布局的合理性,旋转单元1222a可以为电机,电机的输出轴可以通过带传动或者链传动的方式驱动安装座1222b旋转。
示例性的,旋转组件1222还可以包括第一齿轮1222d、第二齿轮1222e和传动带1222f,第一齿轮1222d与旋转单元1222a的输出端连接,第二齿轮1222e与旋转轴1222c连接且同轴设置,传动带1222f绕设于第一齿轮1222d和第二齿轮1222e的外侧,在旋转组件1222驱动第一齿轮1222d转动时,第二齿轮1222e保持与旋转轴1222c保持固定,从而安装座1222b可以绕旋转转动。
在一些实施例中,安装座1222b具有连接部,连接部可以套设于旋转轴1222c的外侧,且连接部与旋转轴1222c同轴设置,连接部的内壁与旋转轴1222c的外壁之间设置有至少一个回转件1222g,从而可以提高安装座1222b旋动的顺畅性。
示例性的,连接部可以与安装座1222b一体设置,连接部呈圆筒状,回转件1222g可以为轴承,轴承的内圈可以与旋转轴1222c的外壁过盈配合,而轴承的外圈可以与连接部的内壁过盈配合。此外,回转件1222g可以一个、两个或者更多个,多个回转件1222g间隔设置,可以提高承载径向力的能力,本申请实施例对回转件1222g的设置数量不做具体限定。
为了实现推拉组件1223与物料箱300的快速插接和分离,提高取放货效率,推拉组件1223可以包括推板1223a、拉板1223b和第一驱动件1223c,推板1223a与安装座1222b连接,第一驱动件1223c可以设置在推板1223a上,拉板1223b与第一驱动件1223c连接,第一驱动件1223c被配置为驱动拉板1223b相对于安装座1222b移动,以使拉板1223b与物料箱300插接或脱离。
其中,推拉组件1223还可以包括至少一个导向部1223d和导向柱1223e,导向部1223d设置于推板1223a,导向柱1223e穿过导向部1223d与拉板1223b连接,导向柱1223e沿拉板1223b的移动方向延伸,从而提高拉板1223b移动的顺畅性。
示例性的,导向柱1223e可以两个,两个导向柱1223e平行设置,且分别位于第一驱动件1223c的两侧,从而提高拉板1223b移动的平衡性。此外,第一驱动件1223c可以伸缩电机,导向柱1223e与导向部1223d的配合可以在拉板1223b拉动物料箱300移动时,由导向柱1223e与导向部1223d承受径向拉力,避免第一驱动件1223c承受拉力,延长第一驱动件1223c的使用寿命。
在一些实施例中,取货机构122还可以包括定位组件1224,定位组件1224可以包括第二驱动件1224a和锁止轴1224b,第二驱动件1224a与安装座1222b连接,锁止轴1224b与第二驱动件1224a的输出端连接,滑动板1221上可以设置有锁止孔1221a,第二驱动件1224a被配置为驱动锁止轴1224b移动,以使锁止轴1224b与锁止孔1221a插接或脱离。
可以理解的是,在取货机构122旋转至目标位置时,可以通过定位组件1224保持取货机构122的稳定,在取货机构122与物料箱300配合过程中避免取货机构122出现偏转或晃动,第二驱动件1224a可以为伸缩电机,锁止轴1224b可以在第二驱动件1224a的带动下沿Z方向移动。
此外,定位机构还可以包括第一检测单元1224c,第一检测单元1224c设置在滑动板1221与安装座1222b的其中一者上,并在锁止轴1224b与锁止孔1221a相对时,第一检测单元1224c与滑动板1221和安装座1222b中的另一者相对,从而可以保证取货机构122旋转行程的起始点的定位准确性。
示例性的,第一检测单元1224c可以为光电传感器,由于取货机构122可以根据伸缩板1212的伸缩方向进行双向取货,因此,两个取货方向的转换可以通过控制安装座1222b旋转180°实现,而滑动件的两端均可以设有锁止孔1221a,当取货机构122处于不同的取货方向时,锁止轴1224b都可以与锁止孔1221a进行插接配合,而光电传感器都可以感到安装座1222b或滑动板1221。
需要说明的是,滑动板1221上可以设有限位部1221b,锁止轴1224b与锁止孔1221a相对时,限位部1221b与安装座1222b抵接,限位部1221b可以板状结构,可以对取货机构122的转动提供限位,避免出现对位偏差。
在一种可能的实现方式中,滑动板1221连接于柔性传动件1214,并随柔性传动件1214移动,取货机构122与滑动板1221相对固定,通过滑动板1221将柔性传动件1214与取货机构122间接相连,保证取货机构122相对于伸缩板1212移动的顺畅性,滑动板1221在柔性传动件1214的带动下,可以沿X方向移动,滑动板1221的移动行程即为取货机构122的移动行程。
下面对传动轮组的具体布置位置和传动方式进行说明。
请参照图24至图27,在一种可能的实现方式中,多个传动轮包括对称设置的两个传动轮组,各传动轮组均包括第一传动轮1213a、第二传动轮1213b和第三传动轮1213c,第一传动轮1213a和第二传动轮1213b设置于伸缩板1212,第三传动轮1213c设置于基板1211,柔性传动件1214依次绕过其中一个传动轮组的第一传动轮1213a、第二传动轮1213b和第三传动轮1213c,并且再经过另一个传动轮组的第三传动轮1213c、第二传动轮1213b和第一传动轮1213a,如此形成封闭环形。
其中,第一传动轮1213a和第三传动轮1213c在伸缩板1212的移动方向上的具有不同位置,柔性传动件1214环绕在两个传动轮组的第一传动轮1213a和第三传动轮1213c之外,且两个传动轮组的第二传动轮1213b均位于封闭环形之外,从而为基板1211上的传动轮和伸缩板1212上的传动之间的相对位置变化提供行程空间。
可以理解的是,两个所动轮组沿伸缩板1212的移动方向对称分布,且两个传动轮组中的两个第二传动轮1213b之间的间距小于两个第一传动轮1213a之间的间距,从而保证伸缩板1212相对于基板1211具有足够的伸缩行程,且伸缩板1212相对于基板1211双向伸缩的行程相对称。
示例性的,第二传动轮1213b可以位于伸缩板1212的中部或接近中部的位置,两个第一传动轮1213a分别位于伸缩板1212的两端,两个第三传动轮1213c可以分别位于基板1211的两端,伸缩板1212相对于基板1211移动时,形成的柔性传动件1214的环形轮廓可以为伸缩板1212和基板1211上的传动轮的相对位置变化提供行程空间。
需要说明的是,第二传动轮1213b和第三传动轮1213c在X方向上具有间距,当伸缩板1212相对于基板1211从前端伸出时,位于前端的传动轮组的第二传动轮1213b和第三传动轮1213c之间的间距缩小,而位于后端的传动轮组的第二传动轮1213b和第三传动轮1213c的间距变大;而伸缩板1212相对于基板1211从后端伸出时,位于前端的传动轮组的第二传动轮1213b和第三传动轮1213c之间的间距变大,而位于后端的传动轮组的第二传动轮1213b和第三传动轮1213c的间距缩小。并且,两个传动轮组的第二传动轮1213b和第三传动轮1213c的间距之和保持不变。
此外,多个传动轮中的一个可以为主动轮,其他传动轮可以为从动轮,例如,可以由两个传动轮组中任一个的第三传动轮1213c为主动轮,第一驱动单元1215与主动轮连接,驱动主动轮转动,主动轮带动柔性传动件1214传动,在带动从动轮转动。
在一些实施例中,伸缩板1212与基板1211可以沿相同方向延伸,即均沿X方向延伸,伸缩板1212的两端分别设置有抵接部1212a,滑动板1221与抵接部1212a抵接时,柔性传动件1214通过滑动板1221推动伸缩板1212移动,从而可以对滑动板1221相对于伸缩板1212的移动提供限位,并且滑动板1221可以通过和抵接部1212a抵接带动伸缩板1212移动。
可以理解的是,当柔性传动件1214绕第一方向(逆时针)传动时,伸缩板1212从基板1211的第一端(前端)伸出或者伸缩板1212从基板1211的第二端(后端)缩回;而当柔性传动件1214绕第二方向(顺时针)传动时,伸缩板1212从基板1211的第二端伸出或者伸缩板1212从基板1211的第一端缩回。
需要说明的是,伸缩机构121还可以包括第一滑轨1216和第二滑轨1217,第一滑轨1216可以设置于基板1211与伸缩板1212之间,且第一滑轨1216沿基板1211的长度方向延伸,第二滑轨1217设置在伸缩板1212上,且第二滑轨1217沿伸缩板1212的长度方向延伸,滑动板1221被配置为沿第二滑轨1217移动。
可以理解的是,第一滑轨1216和第二滑轨1217均沿X方向延伸,基板1211可以通过第一滑轨1216对伸缩板1212起到支撑作用,而伸缩板1212通过第二滑轨1217可以对滑动板1221起到支撑作用,从而可以保证伸缩板1212以及滑动板1221移动的顺畅性。
下面对锁接机构123的具体结构和锁接方式进行详细说明。
图28为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的示意图,图29为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构解锁状态的示意图,图30为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的摇臂在第一位置的示意图,图31为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中锁接机构的摇臂在第二位置的示意图。
请参照图24至图31,在一种可能的实现方式中,锁接机构123可以设置于基板1211上,锁接机构123可以包括锁接件1231,而伸缩板1212上可以设置有定位槽1212b,锁接件1231可插入定位槽1212b或者从定位槽1212b脱出,以使伸缩板1212与基板1211锁定或解锁,从而可以保证伸缩板1212相对于基板1211锁接和解锁过程的可靠性,避免出现锁接不牢或者卡死。
其中,锁接件1231可以相对于定位槽1212b沿竖直方向移动,即锁接件1231可以沿Z方向移动,当锁接件1231插入定位槽1212b中时,伸缩板1212与基板1211锁定,此时柔性传动件1214进行传动时,可以带动滑动板1221相对于伸缩板1212移动,从而可以将物料箱300拖至货叉装置120上,或者将物料箱300从货叉装置120上推离,而当锁接件1231从定位槽1212b中脱出时,伸缩板1212与基板1211解锁,此时柔性传动件1214传动,可以带动伸缩板1212伸出或缩回。
可以理解的是,锁接机构123可以为货叉装置120的中部位置,即锁接件1231可以安装在基板1211的中部,而伸缩板1212的中部设置有定位槽1212b,当锁接件1231可以插入定位槽1212b进行锁定时,伸缩板1212的中部与基板1211的中部相对,即伸缩板1212处于缩回的状态,这样,在取货机构122拉动物料箱300至货叉装置120上时,避免伸缩板1212在物料箱300的摩擦力作用下,缩回时越过中正位置往反方向伸出,从而在每次取货或放货操作后,可以将伸缩板1212维持在相对于基板1211的中正位置。
在一些实施例中,锁接机构123还可以包括第一弹性件1232,锁接件1231滑动设置于基板1211上,且锁接件1231上设置有挂销1233,第一弹性件1232的第一端与挂销1233连接,第一弹性件1232的第二端与基板1211连接,第一弹性件1232对锁接件1231施加朝向定位槽1212b的弹力。
可以理解的是,基板1211上可以设置有导向孔,锁接件1231可以插设在该导向孔中,第一弹性件1232可以对锁接件1231提供沿Z方向的弹力,从而可以通过第一弹性件1232提供的弹力维持锁接件1231的锁定状态可靠性。
示例性的,第一弹性件1232可以为拉簧,挂销1233可以为锁接件1231侧方的凸出结构,挂销1233可以与锁接件1231一体成型,或者挂销1233可以与锁接件1231焊接或插接,本申请实施例对第一弹性件1232的弹力大小,以及挂销1233的具体连接方式不做具体限定。
为了实现锁接结构的主动锁接和解锁,提高锁接件1231移动的效率,锁接机构123还可以包括第二驱动单元1234,第二驱动单元1234的输出端设置有摇臂1234a,第二驱动单元1234可驱动摇臂1234a转动,锁接件1231上设置有挡销1235,摇臂1234a位于第一位置时,摇臂1234a与挡销1235抵接,以使锁接件1231与定位槽1212b脱离,摇臂1234a位于第二位置时,摇臂1234a与挡销1235分离,锁接件1231在第一弹性件1232的弹力作用下与定位槽1212b卡接。
示例性的,第二驱动单元1234可以为舵机,摇臂1234a的端部与舵机的转轴连接,通过第二驱动单元1234的转轴的正反转实现摇臂1234a在第一位置和第二位置之间的摆动,摇臂1234a在第一位置和第二位置之间摆动幅度的大小可以由锁接件1231相对于定位槽1212b的移动行程决定,本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,第二驱动单元1234可以设置在锁接件1231的侧方,且第二驱动单元1234和第一弹性件1232可以分别位于锁接件1231的相对两侧,相应的,挡销1235和挂销1233可以分别位于锁接件1231相对两侧,挡销1235的结构以及与锁接件1231的连接方式与挂销1233类似,此处不再赘述。
此外,锁接件1231朝向定位槽1212b的一端可以设置有滚轮1231a,定位槽1212b的沿伸缩板1212移动方向的相对两侧设置有导向面1212c,且定位槽1212b两侧的导向面1212c均向定位槽1212b内倾斜,以引导滚轮1231a滚动,从而可以在滚轮1231a滑出定位槽1212b时对滚轮1231a提供导向。
可以理解的是,第二驱动单元1234起到的作用主要是将锁接件1231从定位槽1212b中解锁,使得伸缩板1212可以相对于基板1211移动,而当伸缩板1212相对于基板1211移动后,锁接件1231可以通过端部的滚轮1231a与伸缩板1212抵接,并随着伸缩板1212的移动,沿伸缩板1212滚动。
需要说明的是,在伸缩板1212需要回到中正位置时,当滚轮1231a与导向面1212c接触,由于导向面1212c相对于水平方向倾斜,即相对于X方向倾斜,第一弹性件1232对锁接件1231施加弹力,而锁接件1231的滚轮1231a对导向面1212c的抵接力在水平方向的分力可以迫使伸缩板1212回到中正位置,即使得滚轮1231a相对于伸缩板1212滚动至定位槽1212b内。
示例性的,两个导向面1212c可以对称分布在定位槽1212b的两侧,而导向面1212c沿其延伸方向的不同位置可以具有不同的倾斜角度,导向面1212c靠近定位槽1212b的一端相对于水平方向的倾斜角度可以大于背离定位槽1212b的一端相对于水平方向的倾斜角度,导向面1212c相对于水平方向的倾斜角度的范围可以在0°至90°之间,例如,可以为10°、20°、30°、45°、60°、80°等。此外,导向面1212c可以为平面也可以为弧形面,本申请实施例对此不做具体限定,当导向面1212c为弧形面时,导向面1212c的倾斜角度为其切线与水平方向的夹角。
货叉装置120在取放物料箱300过程中,当伸缩板1212从伸缩状态缩回时,除了可以利用传动组件1213实现缩回至中正状态,还可以通过设置复位机构127辅助伸缩板1212缩回,下面对复位机构127的结构进行说明。
图32为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中复位机构的结构示意图,图33为本申请实施例提供的机器人的货叉装置伸出状态时复位机构的结构示意图。
请参照图32和图33,结合图24至图27,在一种可能的实现方式中,货叉装置120还可以包括复位机构127,复位机构127可以包括复位挡板1271、第二弹性件1272和第三弹性件1273,复位挡板1271与基板1211连接,第二弹性件1272和第三弹性件1273均设置于伸缩板1212上,第二弹性件1272与第三弹性件1273均与复位挡板1271抵接,且在伸缩板1212相对于基板1211伸出时,第二弹性件1272和第三弹性件1273中的一者对伸缩板1212施加朝向伸缩板1212缩回方向的弹力。
可以理解的是,在伸缩板1212相对于基板1211伸出后,需要缩回时,由复位机构127提供弹力实现快速复位,而由于伸缩板1212相对于基板1211可以进行双向伸缩,第二弹性件1272和第三弹性件1273可以分别提供前后两个方向伸出时所需要的复位弹力。
在一些实施例中,复位机构127还可以包括导向轴1274,导向轴1274设置于伸缩板1212上,导向轴1274沿伸缩板1212的伸缩方向延伸,第二弹性件1272和第三弹性件1273均套设于导向轴1274上,且沿导向轴1274的延伸方向排布,复位挡板1271位于第二弹性件1272和第三弹性件1273之间。
可以理解的是,导向轴1274两端可以分别与伸缩板1212的两端连接,导向轴1274沿X方向延伸,可以为第二弹性件1272和第三弹性件1273的压缩及回弹提供导向,从而保证提供的弹力方向与伸缩板1212的缩回方向保持一致。
示例性的,第二弹性件1272和第三弹性件1273均可以为弹簧,复位挡板1271上可以设有通孔,从而在装配时导向轴1274时,导向轴1274可以穿过复位挡板1271上的通孔,第二弹性件1272和第三弹性件1273可以具有相同的阻尼系数,本申请实施例对第二弹性件1272和第三弹性件1273的具体阻尼系数不做具体限定。
由于伸缩板1212可以相对有基板1211进行双向伸缩,即沿X方向前后伸缩,相对于两侧的伸出状态,伸缩板1212相对于基板1211的中正位置为缩回状态,而为了准确判断伸缩板1212相对于基板1211的伸出方向和伸出状态可以通过检测组件128实现,下面对检测组件128的检测方式进行详细说明。
图34为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中检测组件的示意图,图35为本申请实施例提供的机器人的货叉装置中第三检测单元的布置示意图。
请参照图34和图35,在一种可能的实现方式中,货叉装置120还可以包括检测组件128,检测组件128可以包括控制器、感应板1281和两个第二检测单元1282,第二检测单元1282均设置于滑动板1221上,且第二检测单元1282和控制器电连接,感应板1281设置于伸缩板1212上,且感应板1281沿伸缩板1212的长度方向延伸,第二检测单元1282与感应板1281相对时反馈检测信号,控制器被配置为根据检测信号确定滑动板1221相对于伸缩板1212的位置。
可以理解的是,感应板1281可以沿X方向延伸,当伸缩板1212相对于基板1211移动时,第二检测单元1282相对于感应板1281移动,而第二检测单元1282与感应板1281不同位置相对时,可以反馈不同的检测信号,从而可以准确判断伸缩板1212相对于基板1211在不同方向上的伸出或缩回状态。
在一些实施例中,感应板1281可以包括第一感应段1281a和分别连接于第一感应段1281a相对两端的两个第二感应段1281b,第一感应段1281a经过感应板1281在长度方向上的中点,且两个第二感应段1281b相对于伸缩板1212的宽度方向上错位排布;两个第二检测单元1282在伸缩板1212的宽度方向上错位排布,在滑动板1221移动时,两个第二检测单元1282中的一者和第二感应段1281b相对,或者两个第二检测单元1282均和第一感应段1281a相对,从而判断伸缩板1212是否处于中正位置。
示例性的,第一感应段1281a位于基板1211的中部位置,两个第二感应段1281b均沿X方向延伸,且两个第二感应段1281b在Y方向上错位设置,第二检测单元1282可以设置在伸缩板1212的中部位置,且两个第二检测单元1282可以相对于Y方向错位分布,当伸缩板1212伸出时,两个第二检测单元1282只有一个与第二感应段1281b相对,且根据判断两个第二检测单元1282与反馈的不同信号,可以判断伸缩板1212的伸出方向,而当伸缩板1212缩回时,两个第二检测单元1282同时与第一感应段1281a相对,并反馈相同的信号,从而可以判断伸缩板1212是否回到了中正的位置。
需要说明的是,锁接机构123、复位机构127以及检测组件128均位于货叉装置120的侧方,可以在货叉装置120的单侧设置检测组件128,也可以在货叉装置120的双侧均设置锁接机构123、复位机构127以及检测组件128,本申请实施例对此不做具体限定。
此外,机器人100还可以包括至少两个第三检测单元129,至少两个第三检测单元129分别设置于货叉装置120的两端,以对货叉装置120的不同取放货方向的物料箱300进行检测,可以在取放物料箱300时,可以准确的识别库位211以及物料箱300的信息。
示例性的,第三检测单元129可以为相机等视觉传感器,也可以是扫描器等,对物料箱300以及货架200的库位211的标识进行识别,第三传感器可以为两个,两个第三传感器可以安装在基板1211之间的连接支架125上,且两个第三传感器可以分别位于货叉装置120的两端。
此外,需要说明的是,为了使得货叉装置120在不同的高度位置进行取放货物的操作,机器人100还可以包括升降机构130,机器人主体110可以包括底盘111和立架112,立架112可以设置在底盘111上,货叉装置120与升降机构130连接,升降机构130被配置为沿立架112的高度方向移动。
升降机构130可以通过滑槽与立架112进行连接,升降机构130可以位于取货装置的相对两侧,且升降机构130可以通过链条传动或者皮带传动相对于立架112沿Z方向进行升降移动,本申请实施例对升降机构130的具体驱动方式不做限定。
下面对本申请实施例提供的另一者取货机构122的结构,以及货叉装置120的对应结构进行说明。
图44为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构的示意图,图45为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构与物料箱的分离状态的示意图,图46为本申请实施例提供的机器人的另一种取货机构与物料箱的插接状态的示意图,图47为本申请实施例提供的机器人的货叉装置朝向存放单元的示意图。
请参照图44至图47,在一种可能的实现方式中,货叉装置120可以包括取货机构122和旋转机构,取货机构122移动设置于货叉装置120上,旋转机构设置于货叉装置120与升降机构130之间,取货机构122朝向货叉装置120取货方向的一侧设置有插接件140,插接件140被配置为通过升降机构130的升降与物料箱300插接或分离。
可以理解的是,当插接件140与物料箱300插接时,通过取货机构122相对于货叉装置120的移动,可以将物料箱300拖至货叉装置120上,或者将物料箱300推离货叉装置120,以实现取放货操作,需要说明的是,升降机构130可以通过改变货叉装置120的整体相对于物料箱300的高度位置,而实现插接件140与物料箱300插接或分离。
示例性的,插接件140可以为“L”型的插板结构,且插接件140可以与物料箱300的卡槽302进行插接,插接件140可以与滑动板1221连接,例如,可以通过紧固件安装或者焊接连接。
在一些实施例中,旋转机构可以包括第三驱动单元150,第三驱动单元150可以设置于货叉装置120背离取货方向的一端,第三驱动单元150被配置为驱动货叉装置120转动,以使货叉装置120朝向货架200或存放单元113。
可以理解的是,货叉装置120可以从机器人的侧方(但不仅仅是侧方,只要是货叉装置能够旋转到的方位均可)进行取放货,即机器人的侧方可以与货架200相对,当货叉装置120与货架200相对并从货架200上获取到物料箱300后,货叉装置120可以在第三驱动单元150的驱动下旋转,从而与存放单元113相对,进而可以通过取货机构122的移动将物料箱300放置到存放单元113中。
示例性的,第三驱动单元150可以为电机,第三驱动单元150的主体可以与货叉装置120连接,而第三驱动单元150的输出端可以通过链传动或带传动的方式与升降机构130连接,从而实现货叉装置120相对于机器人主体110的转动。
图36为本申请实施例提供的机器人取货过程的第一状态示意图,图37为本申请实施例提供的机器人取货过程的第二状态示意图,图38为本申请实施例提供的机器人取货过程的第三状态示意图,图39为本申请实施例提供的机器人取货过程的第三状态的剖视图,图40为本申请实施例提供的机器人取货过程的第四状态的剖视图,图41为本申请实施例提供的机器人取货过程的第五状态的示意图,图42为本申请实施例提供的机器人取货过程的第六状态的剖视图,图43为本申请实施例提供的机器人取货过程的第七状态的示意图。
下面以机器人100在货架200上的取货过程为例对机器人100的工作过程进行说明,请参照图36至图43。
①、机器人100在巷道201中移动至目标库位211所在的位置,同时货叉装置120移动至与目标库位211对应的高度位置。
②、货叉装置120的取货机构122向物料箱300移动,并带动伸缩板1212向前伸出与货架200的边缘抵接,而取货机构122与物料箱300的端面对接。
③、取货机构122回程移动,带动物料箱300移动至货叉装置120上,同时伸缩板1212回到相对于基板1211缩回,这一过程中,拉板1223b与物料箱300的卡槽302插接。
④、货叉装置120整体在升降机构130的带动下提高一定高度,使得货叉装置120上的物料箱300与库位211内部的物料箱300的卡勾301与卡槽302相互脱开。
⑤、将伸缩板1212缩回至相对于基板1211的中正位置,此时,物料箱300的位置与存放单元113相对,将拉板1223b从物料箱300的卡槽302中移出。
⑥、通过第一传送机构124和第二传送机构1131将物料箱300从货叉装置120上传递至存放单元113中,完成取货过程。
往货架200上存放物料箱300的过程为上述获取物料箱300的过程的逆过程,在此不再赘述。
本申请实施例提供一种仓储系统、取放货方法及机器人,仓储系统包括货架和机器人,其中货架具有至少两个仓储层,每个仓储层具有至少一个库位,库位被配置为存放至少两个物料箱,多个所述物料箱从库位的入口向库位的内部依次排列并连接,机器人包括机器人主体和货叉装置,机器人主体包括底盘、立架和存放单元,立架设置在底盘上,货叉装置设置在机器人主体上,存放单元和货叉装置位于立架的相对两侧,货叉装置包括第一传送机构,第一传送机构和存放单元对接,货叉装置被配置为与库位的入口对接,并将库位中的任一物料箱取放至存放单元,或者,将存放单元中的物料箱取放至库位中,实现了货架库位的物料箱深位存储,具有更好的柔性和可扩展性,同时机器人在货架取放物料箱时,货叉装置无需旋转也能完成物料箱从货架到存放单元的传递,减小了货架之间的宽度,提高了仓储系统的存储密度。
需要说明的是,对于本实施例提供的仓储系统及机器人的应用场景,根据具体货物的类型,其可以应用于制造业工厂生产线或库存产品的出入库、零售业物流、电商物流的快递出入库等不同领域,且涉及运输的产品或货物可以是工业零部件、电子配件或产品、服装饰品、食品等,而本申请实施例对此不作具体限定。
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实施例技术方案的范围。

Claims (28)

1.一种仓储系统,其特征在于,所述仓储系统包括:
货架,所述货架具有至少一个仓储层,所述仓储层具有至少一个库位,所述库位被配置为存放至少两个物料箱,其中,所述物料箱从所述库位的入口向所述库位内背离所述入口的方向依次排列并可拆卸连接;
机器人,所述机器人包括至少一个存放单元和货叉装置,所述货叉装置被配置为与所述库位对接,并在所述货叉装置获取所述库位的所述入口的所述物料箱时,带动所述库位内的其他所述物料箱向所述库位的所述入口移动。
2.根据权利要求1所述的仓储系统,其特征在于,所述仓储层为多个,多个所述仓储层沿所述货架的高度方向排列,所述机器人还包括立架和升降机构,所述货叉装置与所述升降机构连接,所述升降机构与所述立架连接,且被配置为带动所述货叉装置沿所述立架的高度方向移动,以使所述货叉装置与不同高度的所述仓储层对接。
3.根据权利要求2所述的仓储系统,其特征在于,所述货架包括多个立柱、多个横梁,多个所述横梁连接在多个所述立柱之间,且所述横梁沿所述立柱的高度方向间隔排布,以形成多个所述仓储层。
4.根据权利要求3所述的仓储系统,其特征在于,所述货架还包括多个纵梁,多个所述纵梁与所述横梁连接,且沿所述横梁的长度方向间隔排布,相邻的所述纵梁之间形成所述库位;和/或,所述纵梁包括支撑板和限位板,所述支撑板水平设置,相邻的所述纵梁的所述支撑板支撑于所述物料箱的底部的相对两侧,所述限位板挡设于所述物料箱的侧方。
5.根据权利要求1-4任一项所述的仓储系统,其特征在于,所述库位的宽度与所述物料箱的宽度相匹配,所述物料箱沿所述库位长度方向的两端侧壁分别设置有卡勾和卡槽,同一所述库位相邻的所述物料箱的端部侧壁相互扣接,相邻的所述物料箱的所述卡勾与所述卡槽相对;
当相邻的所述物料箱在高度方向上相对移动时,所述卡勾与所述卡槽扣接或脱开。
6.根据权利要求2所述的仓储系统,其特征在于,所述货叉装置包括第一传送机构,所述第一传送机构和所述存放单元对接,以使所述货叉装置将所述货叉装置上的所述物料箱取放至所述存放单元。
7.根据权利要求6所述的仓储系统,其特征在于,所述存放单元和所述货叉装置设置于所述立架的相对两侧,所述存放单元包括第二传送机构,所述第一传送机构和所述第二传送机构对接,以在所述货叉装置和所述存放单元之间传递所述物料箱;所述第一传送机构和/或所述第二传送机构的传送方向与所述货叉装置的取放货方向具有夹角。
8.根据权利要求1-4任一项所述的仓储系统,其特征在于,所述货架为多个,多个所述货架间隔排布,相邻所述货架之间具有巷道,所述机器人在所述巷道中移动,所述机器人的货叉装置可沿所述巷道的宽度方向双向伸缩,以在所述巷道两侧的所述货架上取放所述物料箱。
9.一种取放货方法,其特征在于,应用于权利要求1-8任一项所述的仓储系统中,所述方法包括:
接收目标物料箱的位置信息,所述位置信息包括所述目标物料箱所在的目标库位以及在所述目标库位中的排列位置;
控制机器人移动至所述目标库位,并使所述机器人的货叉装置与所述目标库位对准;
控制所述机器人获取所述目标物料箱,并将所述目标物料箱存放至所述机器人的目标存放单元中。
10.根据权利要求9所述的取放货方法,其特征在于,所述控制所述机器人获取所述目标物料箱,具体包括:
若所述目标物料箱位于所述目标库位的入口,则直接获取所述目标物料箱;
其中,获取所述目标物料箱包括:
控制所述货叉装置与所述目标物料箱扣接;
控制所述货叉装置拖动所述目标物料箱移动至货叉装置上,并同步带动所述目标库位内的其他物料箱移动;
控制所述货叉装置沿竖直方向移动,使得所述目标物料箱与所述目标库位内的其他物料箱脱开。
11.根据权利要求9所述的取放货方法,其特征在于,控制所述机器人获取所述目标物料箱,具体包括:
若所述目标物料箱位于所述目标库位的内侧,则控制所述机器人获取所述目标物料箱的外侧的物料箱,并将所述外侧的物料箱暂存至所述机器人的空闲存放单元中或者有空间的其他所述库位中,直至获得所述目标物料箱。
12.一种取放货方法,其特征在于,应用于权利要求1-8任一项所述的仓储系统中,所述方法包括:
接收目标库位的位置信息,并控制机器人移动至所述目标库位;
控制所述机器人的货叉装置与所述目标库位对接,并将目标物料箱存放至所述目标库位中,并使得所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱扣接。
13.根据权利要求12所述的取放货方法,其特征在于,所述控制所述机器人的货叉装置与所述目标库位对接,并将所述目标物料箱存放至所述目标库位中,并使得所述目标物料箱与所述目标库位入口处中的物料箱扣接,具体包括:
控制所述货叉装置移动至第一高度位置,在第一高度位置,所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在竖直方向的投影不重合;
将所述目标物料箱移动至所述目标库位的边缘,所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在水平方向上的投影至少有部分重合;
控制所述货叉装置移动至第二高度位置,在第二高度位置所述目标物料箱与所述目标库位入口处的物料箱的对接结构在竖直方向和水平方向上的投影均至少有部分重合,第二高度位置不低于目标库位的高度;
将所述目标物料箱推动至所述目标库位中。
14.一种机器人,其特征在于,用于仓储系统中取放物料箱,所述机器人包括机器人主体、升降机构和货叉装置,所述货叉装置设置在所述机器人主体上,所述升降机构被配置为带动所述货叉装置沿所述机器人主体的高度方向移动,所述货叉装置被配置为与货架的库位对接,并在所述货叉装置获取所述库位的入口位置的物料箱时,带动所述库位内的与所述库位的入口位置的物料箱可拆卸连接的其他物料箱向所述库位的入口移动;
所述机器人主体包括底盘、立架和存放单元,所述立架设置在底盘上,所述存放单元和所述货叉装置设置于所述立架的相对两侧。
15.根据权利要求14所述的机器人,其特征在于,所述货叉装置包括第一传送机构和伸缩机构,所述第一传送机构用于将所述货叉装置获取的物料箱传递至所述存放单元,所述伸缩机构包括基板和伸缩板,所述伸缩板可相对于所述基板沿所述基板的长度方向双向伸缩,所述第一传送机构与所述伸缩板连接,且所述第一传送机构被配置为支撑所述物料箱。
16.根据权利要求15所述的机器人,其特征在于,所述存放单元位于所述货叉装置沿所述伸缩板伸缩方向的侧方,所述存放单元包括第二传送机构,所述第一传送机构和所述第二传送机构对接,所述第一传送机构和所述第二传送机构的传动方向相同,所述第一传送机构的传动方向与所述伸缩板的伸缩方向具有夹角。
17.根据权利要求16所述的机器人,其特征在于,所述第一传送机构包括第一传动件和多个平行间隔设置的第一滚筒,相邻所述第一滚筒通过所述第一传动件连接,所述第一滚筒沿所述伸缩板的长度方向延伸;
所述第二传送机构包括第二传动件和多个平行间隔设置的第二滚筒,相邻所述第二滚筒通过所述第二传动件连接,所述第二滚筒与所述第一滚筒平行设置。
18.根据权利要求17所述的机器人,其特征在于,所述货叉装置背离所述存放单元的一侧设有第一限位件,所述第一限位件与所述基板连接,且所述第一限位件沿竖直方向凸出于所述第一滚筒的上侧,以在所述第一滚筒支撑所述物料箱时,所述第一限位件挡设于所述物料箱的侧方。
19.根据权利要求17所述的机器人,其特征在于,所述存放单元背离所述货叉装置的一侧设有第二限位件,所述第二限位件连接于所述存放单元的边缘,且所述第二限位件沿竖直方向凸出于所述第二滚筒的上侧,以在所述第二滚筒支撑所述物料箱时,所述第二限位件挡设于所述物料箱的侧方。
20.根据权利要求17-19任一项所述的机器人,其特征在于,所述货叉装置还包括滑动板和取货机构,所述滑动板滑动设置在所述伸缩板上,所述取货机构与所述滑动板连接,所述伸缩机构还包括传动组件,所述传动组件设置于所述伸缩板与所述基板之间,所述取货机构与所述传动组件连接,所述取货机构被配置为在所述传动组件传动时带动所述伸缩板相对于所述基板沿所述基板的长度方向双向伸缩。
21.根据权利要求20所述的机器人,其特征在于,所述传动组件包括锁接机构、第一驱动单元、柔性传动件和传动轮组,所述传动轮组包括多个传动轮,所述第一驱动单元驱动多个所述传动轮转动,多个所述传动轮分别位于基板和伸缩板上,所述柔性传动件环绕于多个所述传动轮外侧,并随所述传动轮转动而移动;
所述锁接机构设置于所述基板和所述伸缩板之间,所述锁接机构解锁时,所述传动轮在所述柔性传动件的带动下驱动所述基板和所述伸缩板相对移动。
22.根据权利要求21所述的机器人,其特征在于,所述伸缩机构为两个,所述货叉装置还包括连接支架和传动轴,两个所述伸缩机构分布于所述第一传送机构的相对两侧,所述第一传送机构还包括两个安装架,两个所述安装架位于所述第一滚筒的两端,且所述第一滚筒与所述安装架转动连接;
所述安装架的两端分别与两个所述伸缩机构的所述伸缩板连接;两个所述伸缩机构的基板通过所述连接支架连接;所述滑动板的两端分别与两个所述伸缩机构的所述伸缩板滑动连接;所述第一驱动单元设置于两个所述伸缩机构之间,且所述第一驱动单元的输出端与所述传动轴连接,所述传动轴的两端分别与两个所述伸缩机构的所述传动轮连接。
23.根据权利要求21所述的机器人,其特征在于,所述取货机构包括旋转组件和推拉组件,所述旋转组件包括旋转单元、安装座和旋转轴,所述旋转轴与所述滑动板连接,所述安装座与所述旋转轴转动连接,所述旋转单元设置在所述安装座上,并驱动所述安装座相对于所述旋转轴转动;所述推拉组件设置在所述安装座上。
24.根据权利要求23所述的机器人,其特征在于,所述推拉组件包括推板、拉板和第一驱动件,所述推板与所述安装座连接,所述第一驱动件设置在所述推板上,所述拉板与第一驱动件连接,所述第一驱动件被配置为驱动所述拉板相对于所述安装座移动,以使所述拉板与所述物料箱插接或脱离。
25.根据权利要求21-24任一项所述的机器人,其特征在于,所述滑动板连接于所述柔性传动件,并随所述柔性传动件移动;所述伸缩板上的所述传动轮相对于所述基板上的所述传动轮具有可变的相对位置,以使所述柔性传动件移动时带动所述伸缩板相对所述基板进行伸缩。
26.根据权利要求25所述的机器人,其特征在于,多个所述传动轮包括对称设置的两个传动轮组,各所述传动轮组均包括第一传动轮、第二传动轮和第三传动轮,所述第一传动轮和所述第二传动轮设置于所述伸缩板,所述第三传动轮设置于所述基板,所述第一传动轮和所述第三传动轮在所述伸缩板的移动方向上的具有不同位置;
所述柔性传动带环绕在两个所述传动轮组的所述第一传动轮和所述第三传动轮之外,以形成封闭环形,且两个所述传动轮组的所述第二传动轮均位于所述封闭环形之外。
27.根据权利要求14所述的机器人,其特征在于,所述货叉装置包括取货机构和旋转机构,所述取货机构移动设置于所述货叉装置上,所述旋转机构设置于所述货叉装置与所述升降机构之间;所述取货机构朝向所述货叉装置取货方向的一侧设置有插接件,所述插接件被配置为通过所述升降机构的升降与所述物料箱插接或分离。
28.根据权利要求27所述的机器人,其特征在于,所述旋转机构包括第三驱动单元,所述第三驱动单元设置于所述货叉装置背离取货方向的一端,所述第三驱动单元被配置为驱动所述货叉装置转动,以使所述货叉装置朝向所述货架或所述存放单元。
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