CN106604881A - 机器人纸箱卸载机 - Google Patents

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CN106604881A CN201580045772.XA CN201580045772A CN106604881A CN 106604881 A CN106604881 A CN 106604881A CN 201580045772 A CN201580045772 A CN 201580045772A CN 106604881 A CN106604881 A CN 106604881A
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Abstract

一种用于从纸箱堆中自动卸载纸箱的机器人纸箱卸载机。在多个不同实施例中，一种机器人纸箱卸载机可以包括：移动主体；可移动机器人臂，该可移动机器人臂附接至该移动主体上并且包括末端执行器；具有前部部分的输送机***；以及升降机，该升降机附接至该移动主体和该输送机***的该前部部分上以便移动该前部部分。在一些实施例中，该输送机***可以包括前端搁板输送机，该前端搁板输送机被配置成有待相对于该卸载机的主体而移动(例如，升高、降下、侧向移动、倾斜等等)。该前端搁板输送机可以单独移动以用于定位在该机器人臂下方以便从小距离外接纳纸箱。该前端搁板输送机可以通过多种不同的机构移动(例如，剪式升降机、脚柱式升降机等等)。

Description

机器人纸箱卸载机
相关申请的交叉引用
本申请要求在2015年5月19日提交的题为“用于机器人卡车卸载机的可定位鼻部输送机(Positionable Nose Conveyor for Robotic Truck Unloader)”的美国临时专利申请序列号62/163,949、以及2014年8月27日提交的题为“用于卡车卸载机的铰接鼻部输送机(Articulating Nose Conveyor for Truck Unloader)”的美国临时专利申请序列号62/042,636的优先权。以上指明的这两个申请的全部内容均通过援引并入本文。
技术领域
本披露总体上涉及一种用于移取产品的装置，并且更具体地说，涉及一种被设计用于从挂车内卸载产品、诸如不同大小的纸板箱的自动箱子卸载机。
背景技术
装载有货物和产品的卡车和挂车在全国各地移动以便将产品递送到库房、仓库和配送中心处的商用装卸码头。卡车可以具有安装在该卡车上的挂车或可以具有牵引车-半挂车的构型。为了降低零售店处的间接成本，已经减少了店内产品数量，并且运输中的产品现在计作可用商店库存的一部分。在仓库和地区配送中心的卸载码头处快速地卸载卡车作为再填充已耗尽的库存的一种方式已经获得了新的重要性。
如果负载是码垛堆积的，卡车典型地利用升降叉车来卸载，并且如果产品是堆叠在卡车内的，则利用人工劳动力来卸载。利用人类劳动者人工地卸载大的卡车运货在体力上可能是困难的，并且由于所涉及的时间和劳动力而可能是昂贵的。因此，需要一种改进的卸载***，该卸载***与人类劳动者相比可以更快速地并且以降低的成本从卡车挂车卸载大量堆叠的箱子和货物。
发明内容
多个不同实施例提供了一种能够卸载纸箱堆中的纸箱、例如卡车挂车内的纸箱的机器人纸箱卸载机。在一些实施例中，机器人纸箱卸载机可以包括：移动主体；可移动机器人臂，该可移动机器人臂附接至该移动主体上并且包括末端执行器；具有前部部分的输送机***；以及升降机，该升降机附接至该移动主体和该输送机***的该前部部分上以便移动该前部部分。在一些实施例中，该输送机***可以包括前端搁板输送机，该前端搁板输送机被配置成有待相对于该卸载机的主体而移动(例如，升高、降下、侧向移动、倾斜等等)。该前端搁板输送机可以单独移动以用于定位在该机器人臂下方以便从小距离外接纳纸箱。该前端搁板输送机可以通过多种不同的机构移动(例如，剪式升降机、脚柱式升降机等等)。
附图说明
结合在此并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，并且连同上文给出的总体描述和下文给出的详细说明用于解释本发明的特征。
图1是在卡车内运动以便卸载产品、诸如被描绘为堆叠在该卡车内的一堆纸箱的多个纸箱的机器人纸箱卸载机的实施例的等距视图。
图2是图1的机器人纸箱卸载机沿图1的线2-2取得的侧截面视图，示出了纸箱从该堆纸箱被卸载并卸货到卸载码头输送机上。
图3是图2的机器人纸箱卸载机的部分侧截面视图，示出了输送机***的一部分向上枢转。
图4是图1的机器人纸箱卸载机的机械手的等距视图，示出了该机械手的多个部分的移动。
图5是图4的机械手的等距视图，示出了该机械手的铺展移动。
图6是图2的机器人纸箱卸载机的部分侧截面视图，示出了旋转前辊从该卡车的地板上提升纸箱。
图7是具有带多个拐角的辊以及纸箱铲斗的机器人纸箱卸载机的替代实施例的部分侧截面视图。
图8-13是一系列框图，示出了在抓住、拉拽以及放下纸箱时的操作中的真空机械手。
图14是根据实施例包括真空机械手的另一个机器人纸箱卸载机的右侧截面视图。
图15是图14的真空机械手的右侧的等距视图。
图16是图14的真空机械手的左侧的等距视图。
图17A是实施例真空杆的等距视图。
图17B是图17A的真空杆的侧视图。
图18A是另一个实施例真空杆的等距视图。
图18B是图18A的真空杆的侧视图。
图19是图14的真空机械手的右侧的局部等距视图，穿过透明顶盖展示了根据实施例内部特征。
图20是图14的真空机械手的右侧的等距视图，其中第二真空杆组是伸出的。
图21是图20的真空机械手的右侧的截面侧视图。
图22是图14的真空机械手的右侧的等距视图，其中为了清楚地展示而移除了顶盖和各个真空杆。
图23是图22的真空机械手的右侧的等距视图，其中第二真空杆组、右侧真空杆组、以及滑动搁板是伸出的。
图24是图14的真空机械手的左下侧的等距视图，其中滑动搁板和第一、第二以及第三真空杆组是伸出的。
图25是图24的真空机械手的左下侧的等距视图，其中滑动搁板是伸出的并且第一、第二以及第三真空杆组是缩回的。
图26A是在纸箱移取操作期间的第一时刻，与纸箱堆相接触的图14的真空机械手的左侧的局部顶视图。
图26B是图26A的真空机械手的截面侧视图。
图27A是在纸箱移取操作期间的第二时刻，与纸箱堆相接触的图26A的真空机械手的左侧的局部顶视图。
图27B是图27A的真空机械手的截面侧视图。
图28A是在纸箱移取操作期间的第三时刻，与纸箱堆相接触的图27A的真空机械手的左侧的局部顶视图。
图28B是图28A的真空机械手的截面侧视图。
图29A是在纸箱移取操作期间的第四时刻，与纸箱堆相接触的图28A的真空机械手的左侧的局部顶视图。
图29B是图29A的真空机械手的截面侧视图。
图30A是图14的真空机械手的局部前侧视图，其中右侧真空杆组是缩回的。
图30B是图30A的真空机械手的局部前侧视图，其中右侧真空杆组是伸出的。
图31是图14的机器人纸箱卸载机的右侧截面视图，该卸载机伸出以便从卡车地板上移取纸箱。
图32A是根据实施例的枢转搁板的右侧等距视图。
图32B是根据实施例的枢转搁板的左下侧等距视图。
图33A-C是正在从旋转向下状态过渡到旋转起来状态的枢转搁板的右侧视图。
图34是过程流程图，展示了用于控制包括真空机械手的机器人纸箱卸载机的实施例方法。
图35A-35B是简图，展示了带有机器人臂、移动主体、以及输送机***的多个实施例机器人纸箱卸载机的透视图。
图36是简图，展示了根据多个不同实施例在卡车内运动以便卸载物品、诸如被描绘为堆叠在该卡车的前部内的一堆纸箱的多个纸箱的机器人纸箱卸载机的透视图。
图37A-37C是简图，展示了根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机的包括多个整理器、移动主体、以及机械臂的输送机***的透视图。
图37D-37F是简图，展示了配置有机器人臂和能够侧向平移的输送机***的实施例机器人纸箱卸载机的顶视图。
图37G是简图，展示了用被配置成侧向移动的机器人臂的具有机械手头部(例如，真空机械手头部)的侧机械手(例如，吸杯)触及侧面物品的机器人纸箱卸载机的顶视图的局部视图。
图38是透视图，展示了这些不同实施例中的机械臂、头部单元以及平衡单元。
图39A是简图，展示了在这些不同实施例中安装在包括整理输送机单元的底座单元上的机械人臂、头部单元和平衡单元的侧视图，示出了该机器人臂和平衡单元的缩回位置。
图39B是简图，进一步展示了在这些不同实施例中图39A的机器人臂、头部单元和平衡单元的侧视图，示出了该机器人臂和平衡单元的向上伸出位置。
图39C是简图，进一步展示了在这些不同实施例中图39A和图39B的机器人臂、头部单元和平衡单元的侧视图，示出了该机器人臂和平衡单元的向下伸出位置。
图39D是简图，进一步展示了在这些不同实施例中图39A、图39B和图39C的机器人臂、头部单元和平衡单元的侧视图，示出了在与纸箱接合期间该机器人臂和平衡单元的向下伸出位置。
图40A是简图，进一步展示了在这些不同实施例中以部分伸出状态联接至处于缩回状态下的机器人臂并且进一步联接至底座单元和控制单元的平衡单元的侧视图。
图40B是简图，进一步展示了在这些不同实施例中以中性状态联接至处于中性状态下的机器人臂并且进一步联接至底座单元和控制单元的图40A的平衡单元的侧视图。
图40C是简图，进一步展示了在这些不同实施例中以伸出状态联接至处于伸出状态下的机器人臂并且进一步联接至底座单元和控制单元的图40A的平衡单元的侧视图。
图40D和40E是简图，展示了实施例机器人纸箱装载***的额外细节。
图41A是简图，展示了多个实施例中的包括机械手头部和枢转驱动马达的机器人纸箱卸载***的元件细节的透视图。
图41B是简图，展示了在这些不同实施例中正在与位于侧向移动头部单元一侧上的纸箱进行接合的该头部单元的顶视图。
图41C是简图，进一步展示了在这些不同实施例中与位于侧向移动头部单元一侧上的纸箱解除接合的该头部单元的顶视图。
图42是简图，展示了具有多个不可触及区的常规在轴线上枢转的材料搬运臂的顶视图。
图43是简图，展示了在这些不同实施例中的机械臂和侧向移动头部单元的顶视图。
图44A是简图，展示了根据多个不同实施例的包括多个整理器的输送机***的透视图。
图44B是简图，展示了根据多个不同实施例的包括多个整理器的输送机***的顶视图。
图45A是简图，展示了根据实施例包括被配置成侧向移动的前端整理器的输送机***的顶视图。
图45B是简图，展示了根据实施例包括被配置成进行枢转的前端整理器的输送机***的顶视图。
图46是顶视图，展示了根据多个不同实施例的人字形中央整理器传的多个不同区。
图47是简图，展示了根据多个不同实施例的人字形中央整理器的底视图。
图48A-48D是顶视图，展示了根据多个不同实施例与人字形中央整理器的多个区段相关联的多个不同辊速度。
图49是简图，展示了根据多个不同实施例的人字形中央整理器的中间区段的透视图。
图50A-50B是简图，展示了根据多个不同实施例的配备有具有输送机***的前端整理器的机器人纸箱卸载机的透视图。
图51-53是简图，展示了根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机的、具有呈多种不同旋转(或折叠)状态的多个翼(或外部排)的前端整理器的透视图。
图54A-54C是简图，展示了根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机的、具有呈多种不同旋转(或折叠)状态的多个翼(或外部排)的前端整理器的前视图。
图55A-55C是透视图，展示了根据多个不同实施例机器人纸箱卸载机的前端整理器被用在多种不同宽度的不同卡车挂车内。
图56是简图，展示了根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机的前端整理器的透视图。
图57A-57B是简图，展示了根据多个不同实施例的配备有用于以不同角度来提升(或降低)前端整理器的部件的机器人纸箱卸载机的侧视图。
图58是简图，展示了根据多个不同实施例正通过机器人纸箱卸载机的前端整理器来移动的物品的透视图。
图59A-59D是简图，展示了根据多个不同实施例在一段时间上在机器人纸箱卸载机的前端整理器上行进的物品的进程。
图60A-60F是展示根据一些实施例的机器人纸箱卸载机的侧视图的图，该机器人纸箱卸载机包括机器人臂、以及包括前端搁板输送机的输送机***。
图61是展示根据一些实施例的前端搁板输送机、剪式升降机、升降机致动器、以及线性滑动件的前视图的图。
图62A-62B是展示根据一些实施例的呈多个不同位置(例如，完全升高、完全降下)的前端搁板输送机的侧视图的图。
图63是展示根据一些实施例的具有包括前端搁板输送机的输送机***的机器人纸箱卸载机的透视图的图。
图64A-64C是展示根据多个不同实施例的使用包括前端搁板输送机的输送机***来卸载物品的、在卡车内工作的机器人纸箱卸载机的侧视图的图。
图65是展示根据多个不同实施例的具有包括前端搁板输送机的输送机***的机器人纸箱卸载机的侧视图的图，其中前支撑件的枢转脚柱部分地伸出。
图66是展示根据一些实施例的具有包括前端搁板输送机的输送机***的机器人纸箱卸载机的侧视图的图，其中枢转致动器被配置成用于使枢转脚柱进行枢转。
图67是展示根据一些实施例的具有完全伸出的枢转脚柱的前端搁板输送机的透视图的图。
图68是展示根据一些实施例的具有枢转脚柱的前端搁板输送机的侧视图的图。
图69是展示根据一些实施例的具有枢转脚柱和皮带驱动器的前端搁板输送机的侧视图的图。
图70是展示根据一些实施例的具有缩回的枢转脚柱的前端搁板输送机的侧视图的图。
图71A-71B是展示根据一些实施例的具有包括前端搁板输送机的输送机***的机器人纸箱卸载机的侧视图的图，其中枢转脚柱呈多种不同的构型。
图72是展示根据一些实施例的具有枢转安装在枢转脚柱的一端上的侧向致动器的前端搁板输送机的透视图的图。
图73A-73B是展示根据一些实施例的前端搁板输送机的前视图的图，其中前部部分以多个不同位置(例如，中央位置、侧偏置位置)附接至侧向致动器。
图74A-74C是展示根据一些实施例的包括前端搁板输送机的输送机***的顶视图的图，该前端搁板输送机被配置成侧向地移动。
图75A-75C是展示根据一些实施例的引导器的顶视图的图，这些引导器被配置成基于前端搁板输送机的侧向移动而进行调整。
图76是根据一些实施例的包括被配置成进行侧向移动的前端搁板输送机的机器人纸箱卸载机的部件的透视图。
图77A-77B是展示根据一些实施例的包括止挡杆的机器人纸箱卸载机的部件的透视图的图，该止挡杆被配置成用于相对于在该前端搁板输送机顶上移动的纸箱旋转(或枢转)到多个不同位置。
图78是根据一些实施例的前端搁板输送机的止挡杆的透视图。
图79是根据一些实施例的前端搁板输送机的踢辊的透视图。
图80是由机器人纸箱卸载机的计算装置执行的实施例方法的处理器流程图。
图81是适合在多个不同实施例中使用的机器人纸箱卸载机的部件框图。
具体实施方式
在以下说明中，贯穿这若干视图，相似的参考字符指代相似或相应的部分。另外，在以下说明中，将理解的是，术语诸如前部、后部、内部、外部等是方便词语并且不应当解释为限制性术语。本申请中使用的术语并不意味着限制于此，因为在此描述的装置或其多个部分可以以其他取向来附接或利用。对特定实例和实现方式做出的引用是为了说明性目的并且并不旨在限制本发明或权利要求书的范围。应当理解的是，所说的整体地或部分地通过引用结合在此的任何专利、出版物或其他披露材料仅是在所结合材料与本披露中阐述的现有定义、陈述或其他披露材料不冲突的程度上结合在此。因此并且在必要的程度上，如在此明确阐述的本披露取代通过引用结合在此的任何有冲突的材料。
词语“示例性的”在此用来意指“充当实例、例子或例示”。任何在此描述为“示例性的”实现方式不一定要解释成是比其他实现方式优选的或有利的。
本申请涉及在2014年7月29日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国非临时专利申请序列号14/445,964，该申请是在2014年5月16日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的国际专利申请序列号PCT/US 2014/038513的部分继续申请并且要求其优先权，后一申请要求在2013年5月17日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/824,550的优先权、并且要求以下申请的优先权：在2013年7月30日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/860,209、在2013年8月28日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/871,292、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,871、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,878、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,889、在2013年12月16日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/916,720、在2014年3月27日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/971,463、在2014年3月31日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/973,188、以及在2014年7月10日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号62/023,068。本申请还涉及在2014年8月28日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国非临时专利申请序列号14,471,688，该申请要求以下申请的优先权权益：在2013年8月28日提交的题为“机器人纸箱卸载机(RoboticCarton Unloader)”的美国临时专利申请序列号61/871,292、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,871、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,878、在2013年10月23日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/894,889、在2013年12月16日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/916,720、在2014年5月27日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/971,463、在2014年5月31日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号61/973,188、以及在2014年7月10日提交的题为“机器人纸箱卸载机”的美国临时专利申请序列号62/023,068。本申请还涉及在2015年6月4日提交的题为“卡车卸载机可视化”的美国非临时专利申请序列号14/730,926，该申请要求在2014年6月4日提交的题为“卡车卸载机可视化”的美国临时专利申请序列号62/007,735的优先权权益。所有十五个相应申请的全部内容均通过援引并入本文。
图1-6总体上示出了一种用于从卡车或半挂车10内卸载纸箱12的机器人纸箱卸载机100的实施例。例如，机器人纸箱卸载机100可以被配置成：被驱动到半挂车10中，从堆叠在半挂车10的地板18上的纸箱壁或纸箱堆11移走或移取纸箱12，并且从半挂车10转移或卸载所移走纸箱12。然后可以将纸箱12转移到仓库、库房或配送中心卸载隔间中。纸箱12可以是用于输送产品的任何种类的产品容器，诸如但不限于纸板纸箱。机器人纸箱卸载机100可以包括大小和构型被设定成被驱动进出半挂车10的移动主体120。机器人控制纸箱移取***160可以被定位在移动主体120上，并且可以从移动主体120朝向纸箱堆11延伸以便从纸箱堆11移走并卸载纸箱12。例如，机器人控制纸箱移取***160可以从纸箱堆11的前部和顶部移走并卸载纸箱12。纸箱导引***175可以被定位成与纸箱移取***160相邻(例如在其下方)，以便在从堆11中移走纸箱12时捕获它们。纸箱导引***175还可以将纸箱12导引到输送机***135上并沿着该输送机***导引，该输送机***可以从机器人纸箱卸载机100的一个末端延伸到机器人纸箱卸载机100的另一个末端。输送机***135可以在机器人纸箱卸载机100的用于(例如，由劳动者)收集的或通向一个配送中心输送机19的末端部分处卸下所卸载纸箱12。可以提供控制和可视化***180来控制该卸载过程并使其自动化，并且用于操作机器人纸箱卸载机100。下文将进一步详细讨论这些部件中的每一个。
移动主体
如图1和图2中所示，机器人纸箱卸载机100的移动主体120包括被可移动地支撑在四轮构型上的底架121，其中各个轮子122、123、124、125与底架121的拐角相邻。例如，底架121可以是总体长方形的底架，其中各个轮子122、123、124和125与该长方形的拐角相邻。成角度板128可以在输送机***135的高起而高于中央部分并且可以横跨底架121(例如，横向地跨底架121)延伸，以便将机器人控制纸箱移取***160附接到其上。第一驱动马达和个第二驱动马达127(例如，驱动***)可以总体上位于机器人纸箱卸载机100的侧边(例如，左侧和右侧)的内侧。该第一驱动马达可以被配置成用于驱动轮子122，而第二驱动马达127可以被配置成用于驱动轮子123。其他轮子、诸如轮子124、125可以被配置成自由轮。因此，多个驱动马达、诸如该第一驱动马达和该第二驱动马达127可以在半挂车10内驱动机器人纸箱卸载机100并且使其转向。例如，使该第一驱动马达和该第二驱动马达127在相同方向上旋转可以向前或向后驱动机器人纸箱卸载机100，使该第一驱动马达和该第二驱动马达127在相反方向上旋转可以使机器人纸箱卸载机100围绕在驱动轮122、123之间居中的点枢转，并且使该第一驱动马达或该第二驱动马达127中的一者旋转可以使机器人纸箱卸载机100围绕相反的未驱动的驱动轮122或123枢转。
输送机***
如图2中最佳所见，输送机***135包括多个独立受控的输送机来运输纸箱12。例如，这些独立受控的输送机可以限定狭长的“Z”形输送机***。在实施例中，输送机***135在前部(例如，在该输送机离纸箱堆11最近的末端处)可以较宽以便接收纸箱12，并且沿着输送机***135朝向后方(例如，在该输送机离纸箱堆11最远的末端处)移动时可以变窄。输送机***135的变窄可以将所卸载纸箱12定位成队列以便卸下。输送机***135可以包括相对于底架121固定的后部部分136a以及可枢转地安装到底架121上并从其延伸的前部部分136b。输送机***135的后部部分136a可以包括后部输送机137和中央输送机138。后部输送机137可以包括可以与配送中心输送机19对齐以便卸载纸箱12的一个部分137a(例如，一个水平部分)。后部输送机137可以进一步包括斜倾以便使部分137a与中央输送机138联接的一个部分137b。中央输送机138可以被定位在挂车地板18的近侧(例如，与其水平)，并且可以穿过底架121从输送机***135的后部输送机137延伸到前部部分136b。马达139可以与后部输送机137联接以便驱动后部输送机137，并且马达140可以被联接到中央输送机138上以便驱动中央输送机138。如本领域的普通技术人员将明白的是，鉴于在此的传授内容，可以使用任何适合数量的马达139、140来驱动输送机137、138。
多个输送机臂141可以可枢转地从底架121延伸(例如，在朝向纸箱堆11的一个前向上)以便支撑输送机***135的前部部分136b。多个输送机臂141可以是围绕枢轴145可旋转的。输送机***135的前部部分136b可以包括跟从输送机142和引领输送机143。输送机142、143可以端到端地被定位在多个输送机臂141之间，以便沿输送机142、143运输纸箱12。辊144可以被定位成与引领输送机143的远端相邻，并且可以被配置成用于将纸箱12装载到引领输送机143上。辊144可以是总体上圆柱形的，并且可以跨多个输送机臂141的末端横向地延伸。辊144可以由与多个输送机臂141联接的辊驱动马达147提供动力。引领马达148和跟从马达149与输送机臂141联接，以便对应地驱动引领输送机143和跟从输送机142。
输送机轮150可以与多个输送机臂141联接，以便将前部部分136b支撑在挂车地板18上。升降机151可以可操作地连接在底架121与多个输送机臂141之间，以便相对于挂车地板18将输送机***135的前部部分136b从该挂车地板提升到任何角度位置，诸如但不限于图3中所示的角度位置。在操作过程中，前部部分136b可以相对于中央输送机138向上或向下成角度。例如，可以调整前部部分136b的角度位置以便满足纸箱堆11的变化的高度。前部部分136b可以成角度以便保持在纸箱导引***175下方。当纸箱堆11最大时，该角度位置最大，并且当纸箱堆11最小时，该角度位置最小。如图3中所示，将上游部分136b枢转到一个角度位置可以缩短纸箱12在其退出纸箱导引***175以便落到或掉到输送机***135上时的下落距离。升降机151可以是电气致动器、诸如马达，但不限于此。
机器人控制纸箱移取***
转到图1-4，机器人控制纸箱移取***160可以被配置成用于从机器人纸箱卸载机100伸出(例如，延伸)，以便利用机械手162从纸箱堆11移走一个或多个纸箱12(例如，多个纸箱12)。如图3中最佳所见，机械手162可以被可移动地附接到机器人***163的一个自由端上。机器人***163的底座163a被布置成与上覆于输送机***135的中央输送机138上的成角度板128相邻。机器人***163和机械手162可以由控制和可视化***180控制，并且可以被配置成用于从纸箱堆11上的任何地方移走或卸载纸箱12。机器人***163和机械手162的操作区域可以从半挂车10的一边延伸到另一边并从地板延伸到顶部。机器人***163可以是具有至少四个运动度的任何可用的机器人臂，诸如由密歇根，罗彻斯特山，西哈姆林路3900号，邮编48309-3253的美国机器人公司(Robotics America Corporation，3900West Hamlin Road,Rochester Hills MI 48309-3253)销售的示例性Robot R-1000ia。
如图4中所示，机械手162可以是围绕一个腕部旋转联接器164可旋转的，以便使机械手162围绕纵轴线A旋转。机械手162可以是进一步围绕腕部枢轴联接器165可枢转的，以便使机械手162围绕横向于轴线A定向的轴线B枢转。机械手162包括底座166，该底座具有从其延伸的至少一个可致动元件、诸如卡爪167或指状物。如在此实施例中所示，底座166可以具有两个或更多个可致动元件、诸如三个指状物167，该两个或更多个可致动元件在它们对应的近端处可枢转地安装到底座166上。各可致动元件、诸如多个指状物167中的每一个上可以连接第一致动器168来使多个指状物167围绕对应的轴线C相对于手部166向下枢转，轴线C如图4中所示与轴线B间隔开。可以手部166上并并且在多个指状物167中的每一个上附接第二致动器169来使多个指状物167围绕轴线D铺展开，轴线D如图5中所示横向于轴线C定向。第一致动器168和第二致动器169可以是但不限于电气致动器或流体致动器。这些实施例的流体致动器可以利用可压缩流体或利用不可压缩流体操作。
纸箱导引***
纸箱导引***175可以被配置成用于导引所卸载或移走的纸箱12通过机器人纸箱卸载机100，如图1和图2所示。纸箱导引***175可以包括位于纸箱移取***160与输送机***135之间的搁板176，例如纸箱减速裙体。搁板176可以包括表面174。例如，表面174可以是诸如弯曲表面的非竖直表面。搁板174可以被配置成用于捕获落下的纸箱12并且将正在滑动的所移走的纸箱12导引到输送机***135上。搁板176可以由具有一定摩擦系数的材料建构，这些材料被配置成用于使在其上滑动的纸箱12减速而不停止纸箱12的滑动运动。搁板176可以由不同材料形成。例如，搁板176可以由可弯曲或可偏移材料、诸如织物、柔性塑料片、褶皱的可坍缩结构等形成。纸箱导引***175可以进一步包括被定位在输送机***135的每一侧上的一对输送机导引件177。纸箱导引件177从输送机***135的前部部分136b的多个输送机臂141延伸，并且朝向后部部分136a处可以变窄，以便将纸箱12导引到输送机***135上。
纸箱导引***175的框架178可以被可枢转地附接到移动主体120的成角度板128上(例如，在成角度板128的朝向纸箱堆11定向的前侧处)，从而使得纸箱导引***175从移动主体120向外延伸。在实施例中，框架178可以是总体上U形的，并且可以包括向外延伸并从其更宽地铺展的一对框架臂178a和178b。框架臂178a和178b可以终止于横构件、诸如缓冲器170，该横构件在框架臂178a与178b之间刚性地延伸(例如，在离纸箱堆11最近的前端处从一侧延伸到另一侧)。缓冲器170可以包括在刚性核心部分上并可以旋转的外壳170a。在实施例中，缓冲器170的至少一部分可以是可偏移材料，诸如弹性体或泡沫。在图2中提供弯曲箭头以便示出框架臂178a、178b相对于移动主体120的枢转运动的方向。
先前所描述的搁板176可以从框架178悬挂。框架升降机179可以连接在框架178与成角度板128之间(见图1)，以便使框架178、缓冲器170和搁板176上升和下降(见图2中的箭头)。框架升降机179可以是电气致动器、诸如马达，但不限于此。如之后将更加详细描述的，框架升降机179可以在正被移取的纸箱12下方将缓冲器170放置成抵靠在纸箱堆11的壁上，以便在正被移取的纸箱12下方稳定纸箱堆11的壁。当搁板176被降到与输送机***135的至少一部分接触并且从接触开始坍缩或降低高度时，搁板176的偏移特性可以允许机器人控制纸箱移取***160接近静止在挂车地板18上的纸箱12。
控制和可视化***
控制和可视化***180可以协调并控制机器人纸箱卸载机100的这些***的所有功能。控制和可视化***180可以被配置成用于操作机器人纸箱卸载机100来使该卸载过程的至少一部分自动化。控制和可视化***180可以包括被定位在底架121内的控制模块181、电源182和机器人控制器183。控制和可视化***180提供用于驱动马达126、127、输送机驱动马达139、140、148、149、辊驱动马达147、前升降机151、框架升降机179、机器人***163以及机械手162的计时、排序、归位例程和运动控制。
操作者界面185可以与底架121联接并且在输送机***135的一部分上方向内延伸。操作者界面185可以包括控制杆186、显示器187和小键盘188。控制杆186可以是多功能控制件，并且可以被配置成用于控制机器人***163和机械手162的移动。控制杆186可以被重新配置(经由小键盘188上的选择)成用于转向、驱动和停止机器人纸箱卸载机100。显示器187可以显示多种多样的信息，包括但不限于错误消息、校准信息、状态指示符、***错误警告，并且可以显示在小键盘188上输入或编辑的软件编码行。小键盘188可以用于输入用于该机器人臂、输送机***135、驱动马达126、127、升降机151、179以及输送机驱动马达139、140、148和149的运动控制的软件编码。
控制和可视化***180可以包括用于防止机器人纸箱卸载机100与纸箱堆11的壁碰撞的可视化传感器，诸如壁接近度传感器193。壁接近度传感器193可以是诸如在机器人纸箱卸载机100的前部处附接到输送机导引件177中的至少一者上的电传感器，以用于测量该至少一个接近度传感器193与纸箱堆11之间的接近程度。当壁接近度传感器193感测到机器人纸箱卸载机100在距离纸箱堆11的所希望距离处时，控制和可视化***180可以使机器人纸箱卸载机100停止。
上部纸箱传感器189可以被安装在框架178上，以便指示框架178与纸箱堆11接触。上部纸箱传感器189可以是与缓冲器170相邻的接触开关，该接触开关在缓冲器170接触纸箱堆11的面时跳闸。或者，在另一个实施例中，上部纸箱传感器189可以是检测与纸箱堆11的面的距离的距离传感器。可以在成角度板128与框架178之间连接角度位置指示器，以便指示成角度板128与框架178之间的角度。当缓冲器170接触纸箱堆11时，该角度位置指示器可以向控制和可视化***180提供角位置数据，该角位置数据可以用于计算纸箱堆11的壁相对于机器人纸箱卸载机100和机器人控制纸箱移取***160的机械手162的位置。例如，该角度位置指示器可以是电位计。
纸箱传感器191可以被附接到机械手162的底座166上(图5)，使得可以观察或扫描与机械手162相邻的纸箱提取或卸载区域。例如，纸箱传感器191可以测量与选定纸箱12的距离，使得机械手162可以被适当地定位以便提取或卸载选定纸箱12。在替代实施例中，纸箱传感器191可以是纸箱边缘检测器。可以将可视化传感器附接到底架121的成角度板128上，以用于观察半挂车10的内部、机器人控制纸箱移取***160以及纸箱堆11中的纸箱12。
操作
在操作过程中，操作者可以起动机器人纸箱卸载机100来启动开启和归位序列，以便检验不同***的操作并将多个***部件移动到起始位置。例如，控制和可视化***180可以经历测试例程，以便校准机器人控制纸箱移取***160并且使其归位，以将框架178枢转和定位在机器人纸箱卸载机100的前缘后方，并测试性激活输送机***135的多个输送机。在开启测试和归位例程完成后，该操作者可以在操作者界面185上手动地选择驱动选择，并且使用控制杆186来操纵机器人纸箱卸载机100并驱动到半挂车10中。机器人纸箱卸载机100可以前进到半挂车10中，直到该至少一个接近度传感器193经由控制和可视化***180向该操作者发信号：机器人纸箱卸载机100被定位成与纸箱堆11相邻。
上部纸箱传感器189可以用于识别纸箱堆11的高度和前部，并且控制和可视化***180可以使用此信息来将机械手162定位成与所识别的纸箱堆11的位置相邻。机械手162上的纸箱传感器191可以重新扫描纸箱堆11以便细化纸箱位置数据，从而确保对纸箱12的准确选择和卸载。
图2示出了机器人纸箱卸载机100从半挂车10卸载纸箱12，并且提供了箭头以便示出多个纸箱12a-12h在它们从纸箱堆11被卸载并通过机器人纸箱卸载机100时的路径。在图2中，控制和可视化***180选择从纸箱堆11(例如，纸箱堆11的顶部)卸载的纸箱12a，并且机器人控制纸箱移取***160正从纸箱堆11耙走或移走纸箱12a。
纸箱12a可以由机械手162向后朝向搁板176倾倒或回拉。注意，纸箱导引***175的缓冲器170可以直接在纸箱12a的下方被按压(例如，故意地)抵靠在纸箱堆11上，以便稳定该纸箱下方的纸箱堆11。一旦从纸箱堆11搬走顶排纸箱12，控制和可视化***180可以致动框架升降机179并可能致动致动驱动马达126、127，以便在排列好的要移取的新的最顶排纸箱12下方将缓冲器170和纸箱导引***175重新定位成抵靠在纸箱堆11上。
转回到图2，纸箱12b恰好在落到或掉到移动的输送机***135上之前正向下滑动并离开弯曲搁板176。纸箱12c正从跟从输送机142传输到中央输送机138上，以便加入在该中央输送机上向后行进的纸箱12d。纸箱12e和12f正沿着后部输送机137的部分137b向上且向后移动。所卸载的纸箱12g被示出为正从后部输送机137的部分137a卸下，并卸到配送中心输送机19上以用于递送到配送中心中。随着纸箱堆11的高度降低，框架升降机179可以将纸箱导引***175向下降。
在实施例中，当搁板176可以被下降到与输送机***135接触时，搁板176可以被可操作地配置成抵靠输送机***135偏移或坍缩。此偏移或坍缩可以降低搁板176的高度，这可以使得机器人控制纸箱移取***160能够超过坍缩的搁板176够到下部纸箱12。一旦被移走的下部纸箱12可以被拉到坍缩的搁板176上，就可以使机器人控制纸箱移取***160和搁板176上升以便将纸箱12倾倒到输送机***135上。
如先前描述并在图6中最佳示出的，辊144可以位于输送机***135附近并且可以由辊驱动马达147来旋转。如图所示，辊144是圆柱形的、具有一定长度和圆形横截面。辊144在一个方向上旋转，从而在辊144接触任何纸箱12向上提升该纸箱。纸箱一旦被提升，旋转辊144就可以将纸箱12向下游拉到辊144上并且拉到移动的输送机***135上以便提取。这些过程可以根据需要重复，直到将所有纸箱12从半挂车10卸载。
替代实施例
图7示出了具有一定长度和非圆形横截面、诸如六角形横截面的替代辊194。可以使用用于辊194的其他适合的横截面构型，诸如八角形或呈肋状的横截面。非圆形横截面沿着辊194纵向延伸并且被放置在输送机***135的前方。辊194可以具有沿着替代辊194纵向延伸的辊拐角195，并且当旋转时，辊拐角195形成具有冲击并挖入纸箱12中的高压的旋转脊。已经证明多条向上旋转的压力和冲击线的组合在移走纸箱12方面是有效的。
图7进一步包括从输送机臂141向辊194前面延伸的纸箱铲斗196。纸箱铲斗196可以是楔形的，并且纸箱铲斗196的至少一部分可以是弯曲部197。纸箱铲斗196的前缘198可以被驱动到静止在地板18上的纸箱12下面。纸箱铲斗196可以被配置成作为当在纸箱12下面移动时提升和倾斜纸箱的斜倾坡道。如图所示，图7中的倾斜纸箱12可以使得它的至少一个边缘从地板18提离。然后纸箱12沿着纸箱铲斗196向上滑动并行进，直到接触旋转辊194来进一步向下游将纸箱12提升并拉到输送机***135上。虽然纸箱铲斗196被示出为具有辊194，但在另一个实施例中，纸箱铲斗196也可以与辊144一起使用。另外，在另一个实施例中，纸箱铲斗196可以在无辊194或辊144的情况下使用，并且可以直接附接在移动的输送机***135的前方(未示出)。
虽然上文针对卸载半挂车10描述了机器人纸箱卸载机100，但本实施例的机器人纸箱卸载机100不限于仅用于此，并且非常适于在其他环境中卸载纸箱12，诸如在库房、仓库、配送中心、卸载仓内、产品过道之间、行李架、货盘以及冷藏车内。
关于描述为第一致动器168和第二致动器169或框架升降机179的这些致动器和升降机，这些致动器不限于电气致动器，而是可以是利用可压缩流体或不可压缩流体(诸如空气或油)可操作的流体致动器。
真空拾取头
图8-13展示了交替式机器人控制纸箱移取***260，该***具有一个具有顺应面的机械手，例如真空机械手162，以便从纸箱墙或纸箱堆11将纸箱12抓住、拉拽并且放到主体输送机***235上。在图14和31中示出了主体输送机***235的不同实施例，并且在对真空机械手162的测试中用如图8-13所示的桌面模拟了该输送机***。此外，在该测试过程中，将该桌面的边缘用作缓冲器170以便在从纸箱堆11中移取纸箱12的过程中稳定该纸箱堆。图8-13示出了在将纸箱12抓住、拉拽和放到主体输送机***235上时的、处于操作中的真空机械手162的快照。
图8示出了正在接近纸箱墙或纸箱堆11的真空机械手162。该真空机械手的目标是纸箱12a、12b和12c。纸箱12a伸出纸箱堆11之外。真空机械手162具有多个真空吸杯164，其中每个真空吸杯164安装在对应引导杆165的末端处。这些引导杆165是中空的并且可滑动地安装在引导框架167中。在这些引导杆165与该引导框架168之间连接了弹簧166以便将这些引导杆165向前偏置。各引导杆165的中间部分上定位了止挡件169以便在止挡件169接触到该引导框架167时停止这些引导杆165的向前移动。引导框架167被可朝向和远离纸箱堆11移动的框架168夹持，例如被机器人***(例如，机器人臂)夹持。真空管线173连接至这些中空引导杆165中的每一者上以便向这些真空吸杯164供应由连接至每条真空管线173上的真空源171所提供的真空。
图9示出了真空机械手162，该真空机械手被带到与纸箱堆11的不平整面相接触并且朝向纸箱堆11向前移动以确保真空吸杯164被带到与纸箱12b处于抽吸接触。注意，附接至与纸箱12a相接触的真空吸杯164上的这些引导杆165比与纸箱12b相接触的真空吸杯164所关联的这些引导杆165向后移动得更远。
在图10中，这些臂12已被升高以便从纸箱堆11中升起纸箱12a和12b。在图11中，这些臂12已经向后移动而将引导框架168向后拉，直到这些引导杆165的止挡件169接触到这个向后移动的引导框架168。一旦与纸箱12a、12b相关联的止挡件99与向后移动的引导框架168相接触，纸箱12a、12b就开始向后移动。由于纸箱12a和12b是错开的，因此与纸箱12b相关联的这些止挡件在纸箱12a的止挡件之前发生接触，并且纸箱12b在纸箱12a之前开始向后移动。在这个视图中，纸箱12a和12b均被正在移动的真空机械手162向后拉。在图12，向后移动的真空机械手162已经将纸箱12a、12b拉离了纸箱堆，并且每个纸箱12a、12b的前端停止在该主体输送机***235上。在图13中，真空被切断，并且纸箱12a和12b已经完全掉落到主体输送机***235上以供移取。
图14是包括机械手、例如真空机械手408的另一个实施例的机器人纸箱卸载机400的右侧截面视图，该机械手包括被配置成顺应纸箱堆的不规则性的顺应面。该机器人纸箱卸载机400可以类似于以上参照图1-6所描述的机器人纸箱卸载机100、并且可以包括与以上描述的相似的移动主体402和机器人控制纸箱移取***404。机器人纸箱卸载机400与机器人纸箱卸载机100之间的区别可以是，机器人纸箱卸载机400可以包括联接至该机器人***406的真空机械手408。机器人***406可以是任何类型的机器人臂，例如由以上描述的美国机器人公司(Robotics America Corporation)出售的Robot R-1000ia、并且可以使真空机械手408朝向纸箱堆11向前、从纸箱堆11往后(或向后)、向左、向右伸出、和/或使该真空机械手408旋转。机器人***406和真空机械手408可以连接到控制和可视化***，例如以上描述的控制和可视化***180，并且该控制和可视化***可以控制机器人***406、真空机械手408、和移动主体402的操作来从纸箱堆11中卸载纸箱。例如，该控制和可视化***可以监视从位于机器人***406和/或真空机械手408上的多个传感器接收的传感器输入、并且发送控制信号(例如电控制信号或流体控制信号)到机器人***406和/或真空机械手408的马达、阀、致动器和/或其他装置以便基于这些传感器输入来控制机器人***406和/或真空机械手408从纸箱堆11中卸载纸箱。如在此使用的，术语流体可以是指任何可压缩的或不可压缩的流体。流体的实例可以包括空气、油等等。
图15是根据实施例的真空机械手408的右侧的等距视图。真空机械手408可以包括机械手框架410，该机械手框架联接至引导框架412并且被配置成用于支撑该引导框架。真空机械手408可以包括一组或多组纸箱连接器(例如，真空杆)，例如第一真空杆组416、第二真空杆组418、以及第三真空杆组420。这些真空杆组416、418和420中的每个真空杆可以被该引导框架412中的孔支撑并且从真空机械手408的内部部分中延伸穿过这些孔而到达引导框架412的前部面。在实施例中，引导框架412可以是实心块，例如树脂(例如，)块，其中穿过这个块钻出了一系列的孔。每个真空杆组416、418和420的真空杆可以穿过这些孔而延伸进出引导框架412和真空机械手408。以此方式，这些真空杆组416、418和420可以形成真空机械手408的顺应面。顶盖414可以附着至该机械手框架410上以便保护这些真空杆以及该真空机械手408中容纳的其他装置。
在实施例中，这多个纸箱连接器的组，例如真空杆组416、418和420，可以由一端附着有真空吸杯的一系列真空杆构成。在实施例中，每个组416、418和420中的真空吸杯可以具有不同的直径，例如组416、418和420是由至少一个具有主真空吸杯422的真空杆以及至少一个具有次真空吸杯424的真空杆构成。例如，这些组416、418和420可以由多排平行的主真空吸杯422和次真空吸杯424构成，例如两排竖直对齐的平行的主真空吸杯422布置在一排竖直偏置的平行的次真空吸杯424上方。在实施例中，这些真空杆组416、418和420可以包括相同数量的真空杆和真空吸杯。在另一个实施例中，这些真空杆组416、418和420可以包括不同数量的真空杆和真空吸杯。例如，第一组416和第三组420可以各自包括两排的五个主真空吸杯422和一排的四个次真空吸杯424，而第二组418(例如，中间的一组)包括两排的四个主真空吸杯422和一排的三个次真空吸杯424。在另一个实施例中，这些排的真空吸杯可以包括不同类型的真空吸杯，例如主真空吸杯422和次真空吸杯424二者。在实施例中，主真空吸杯422的直径可以相对大于次真空吸杯424的直径。在实施例中，主真空吸杯422和次真空吸杯424可以具有相同或不同的表面纹理、由相同或不同的材料制成、和/或具有相同或不同的偏移深度。虽然是在两种不同类型的真空吸杯(主真空吸杯422和次真空吸杯424)的意义上进行讨论，但在多个不同实施例中可以使用单一类型的真空吸杯以及多于两种不同类型的真空吸杯。
每个真空杆组416、418和420中的各个真空杆可以连接至相应一组真空发生器。在图15中展示了联接至机械手框架410上的真空发生器442。真空吸杯的相反端可以包括真空联接器，该真空联接器可以通过真空管线连接到该第一组真空发生器442中的真空发生器上。在操作中，这些真空发生器可以抽出真空，该真空可以拉动流体穿过这些真空管线、穿过相应的真空杆并且穿过相应的真空吸杯。在实施例中，穿过相应的真空杆并且穿过相应的真空吸杯抽出的真空能够使得真空机械手408的顺应面附着到纸箱堆11的被接触的纸箱上从而将这些被接触的纸箱从纸箱堆11中卸载。
在实施例中，真空机械手408可以包括可移动搁板，例如滑动搁板426，该搁板可以通过移动进出该机械手框架410而在与这些真空杆组416、418和420相同的方向上伸出(例如，当真空机械手408平行于卡车或挂车的地板时，向前和向后)。滑动搁板426在图15中被展示为缩回到真空机械手408中。在多个不同实施例中，可移动搁板、例如滑动搁板426可以是可朝向和远离纸箱堆移动的，例如通过朝向和远离纸箱堆滑动。滑动搁板426可以被配置成用于捕获从纸箱堆11中移出的一个或多个纸箱并将这些纸箱引导到输送机***上。缓冲器428可以联接到滑动搁板426到边缘上。该缓冲器428可以被配置成用于在正由真空机械手408从纸箱堆11中移走(例如，移取)的一个或多个纸箱下方压靠在该纸箱堆11上，以便稳定正被移走的该一个或多个纸箱下方的纸箱堆。以此方式，该可移动搁板可以包括用于在纸箱被卸载时稳定纸箱堆11的缓冲器。在额外实施例中，可移动搁板、例如滑动搁板426可以枢转或旋转而从平行于卡车或挂车的地板的位置向下摆动到垂直于该卡车或挂车的地板的位置。在实施例中，整个滑动搁板426可以枢转或旋转。在另一个实施例中，该滑动搁板的一部分可以枢转或旋转。例如，该滑动搁板的枢转部分可以通过铰链或其他类型的联接器附接到该滑动搁板的静止部分上，并且该枢转部分可以相对于该静止部分枢转或旋转。
在实施例中，真空机械手408可以包括至少一个纸箱连接器，例如真空杆，该纸箱连接器被配置成从该机械手的、与该真空机械手408的顺应面垂直的一侧伸出。在实施例中，该真空机械手可以包括至少一个纸箱连接器，该纸箱连接器被配置成作为被布置在该机械手框架410的左侧和/或右侧之一或二者上的一个或多个真空杆组从该机械手的、与该顺应面垂直的一侧伸出。在图15中展示了右侧真空杆组444。这些侧面真空杆组可以定向在与从真空机械手408的前部伸出的这些真空杆组416、418和420不同的方向上。例如，这些侧面真空杆组可以垂直于真空机械手的前部和/或在其他方向/取向上伸出。在实施例中，真空杆组444可以包括一端附着有真空吸杯(例如次真空吸杯424)的一个或多个真空杆444，例如两个真空杆。右侧真空杆组444可以被配置成用于伸入和缩回到机械手框架410的右侧中。在操作中，右侧真空杆组444可以从真空机械手408伸出以便附着到被安排在真空机械手408右侧的纸箱上并将这些纸箱移出(例如，移取)。当从卡车或挂车上卸载纸箱时，从纸箱堆11的中央部分卸载纸箱可以得到沿着该卡车或挂车的多侧安排的多列纸箱，这些纸箱是真空机械手408用从真空机械手408的前部伸出的这些真空杆组416、418和420难以够到的。这些侧面真空杆组、例如右侧真空杆组444可以从机械手框架410伸出来接触并操纵沿着该卡车或挂车的侧面安排的这多列纸箱中的纸箱。这些侧面真空杆组通过其自身的缩回或者结合机器人***406造成的该真空机械手408的移动可以将这些侧面纸箱拉到以下位置：在该位置中，真空机械手408可以用从真空机械手408的前部伸出的这些真空杆组416、418和420接合这些纸箱。替代地，这些侧面真空杆组通过其自身的缩回或者结合机器人***406造成的该真空机械手408的移动可以将这些从其相应的列中移取并致使它们掉落到输送机***上。
图16是真空机械手408的左侧的等距视图。图16展示了向左延伸穿出机械手框架410的、包括次真空吸杯424的左侧真空杆组446。此外，在图16中，用于第一真空杆组416、第二真空杆组418和第三真空杆组420中每一者的第一组真空发生器442、第二组真空发生器448和第三组真空发生器450被展示为联接至该机械手框架410上。
图17A是一端附着有主真空吸杯422的实施例纸箱连接器(例如真空杆429)的等距视图，并且图17B是其侧视图。真空杆429可以由中空引导杆430构成，该主真空吸杯422可以附着至该中空引导杆的一端，并且真空联接器434可以附着至其相反端。沿着引导杆430、例如在真空联接器434前方可以布置止挡件432。止挡件432可以是附连至引导杆430上和/或在其上形成的突出部，例如套环、环、脊等等。沿着引导杆430与止挡件432相反地，可以将垫圈438设定在主真空吸杯422的附接点之处或后部。垫圈438可以是附连至引导杆430上和/或在其上形成的套环、环、脊等等。压缩弹簧436可以环绕引导杆430并且在与主真空吸杯422相反的一侧从垫圈438伸出。当被压缩时，压缩弹簧436可以推靠在垫圈438上从而对垫圈438施加力。穿过主真空吸杯422的中心的孔、穿过引导杆430的中心的孔、以及穿过真空联接器434的孔可以形成中央通路440，流体可以从主真空吸杯422、经过引导杆430的中心行进穿过该中央通路、并且从真空联接器434中出来，由此行进穿过真空杆429。
图18A是以上参照图17A和17B描述的实施例纸箱连接器(例如真空杆429)的等距视图，并且图18B是其侧视图，只是在图18A和18B中该纸箱连接器、例如真空杆429被展示为包括附连至其一端上的次真空吸杯424。具有主真空吸杯422和/或次真空吸杯424的一系列真空杆429可以包括第一真空杆组416、第二真空杆组418、和/或第三真空杆组420。当真空杆429接触纸箱表面时，该主真空吸杯422或次真空吸杯424可以由于纸箱和引导杆430对该主真空吸杯施加的力而偏移和/或压缩。主真空吸杯422或次真空吸杯424的偏移和/或压缩距离可以取决于多个不同因素，例如真空吸杯的材料特性、真空吸杯的直径等等。在实施例中，主真空吸杯422或次真空吸杯424的最大偏移可以是1.19英寸。其他实施例的最大偏移或压缩距离可以大于1.19英寸或小于1.19英寸。
图19是真空机械手408的右侧的局部等距视图，其中顶盖414被示出为透明的以便提供对该真空机械手的内部构型的视图。图19展示了，这些真空杆穿过该引导框架412并且穿过多个板，例如与第一真空杆组416相关联的第一板468和与第二真空杆组418相关联的第二板470。第一真空杆组416的所有真空杆都被展示出，但为了展示的目的移除了第二真空杆组418中的几个真空杆。在移除了真空杆的情况下，引导框架412中的这些引导框架开口454(例如，孔)以及第二板470中的这些板开口455(例如，孔)是可见的。这些真空杆可以伸出穿过该引导框架412并且穿过其相应的板468和470并且可以滑动穿过该引导框架412和其相应的板468和470。
第一板468和第二板470可以各自可滑动地安装在该机械手框架410内并且可以朝着引导框架412向前以及远离引导框架412往后(例如，向后)移动。在实施例中，多个缩回缸474可以联接至这些板上并且可以被致动来使这些板在该机械手框架410内移动。例如，这些缩回缸474可以安装在这些板与该引导框架412之间，使得这些缩回缸474在与这些真空杆组416、418和420的真空吸杯相反的方向上从该引导框架412的背表面伸出。这些缩回缸474的伸出杆可以伸出穿过这些板并且接触到位于这些板的背表面上的多个u形托架472。在操作中，当这些缩回缸474将其伸出杆伸出时，这些伸出杆可以对这些u形托架472施加力从而将这些板推离该引导框架412。在实施例中，这些缩回缸474可以是压缩流体(例如空气)缸、被配置成在供应了压缩流体(例如空气)时使这些伸出杆伸出。例如，压缩流体(例如空气)分配器的一个或多个阀可以被该控制和可视化***来控制关闭以便将压缩流体(例如空气)提供至这些缩回缸474从而使这些伸出杆伸出，并且该一个或多个阀可以被控制打开以便使这些缸474与大气通气，由此允许这些伸出杆缩回并且允许这些板朝该引导框架412向前滑动。
如图19所示，引导杆430a和430b止挡件432a和432b对应地接触第一板468。当第一板468朝引导框架412一路向前滑动时(例如，当缩回缸474的这些伸出杆未伸出时)，止挡件432a和432b可以接触第一板468并防止其对应的引导杆430a和430b向前移动更远。随着第一板468由于这些伸出杆的伸出而背离该引导框架412向后滑动从而对这些u形托架472施加力，第一板468对这些止挡件432a和432b施加力来将引导杆430a和430b向后推动穿过该引导框架412，由此使得相应真空杆的压缩弹簧在该引导框架412的前部面与相应垫圈之间压缩。以此方式，这些真空杆可以缩回而返回进入真空机械手408中以防止对这些真空杆的损坏，例如弯折、断裂等等。例如，这些真空杆在机器人纸箱卸载机400和/或机器人***406的移动期间可以是缩回的以防止这些真空杆损坏。当这些缩回缸474的伸出杆不再对这些u形托架472施加力时，在该引导框架412以及这些不同垫圈上推动的这些不同真空杆的压缩弹簧的力可以驱动这些真空杆向前从该引导框架412中出来。以此方式，这些不同真空杆中的每一个可以被其弹簧朝纸箱堆偏置。这些止挡件432，例如止挡件432a和432b，可以对这些板、例如第一板468施加力，以便在这些压缩弹簧使这些真空杆伸出时将这些板朝该引导框架412向前拉。因为这些真空杆的伸出和缩回是对应地由这些压缩弹簧和/或这些缩回缸474控制的，因此这些真空杆可被认为是弹簧加载的被动抽吸装置。在实施例中，与每个对应的真空杆组相关联的这些不同板可以具有与对应的u形托架472和缩回缸474相同的数量。在另一个实施例中，这些板可以具有与对应的u形托架472和缩回缸474不同的数量。例如，该中间板470可以与两个u形托架472和两个缩回缸474相关联，而这些外板(例如第一板468和第三板471)可以与三个u形托架472和三个缩回缸474相关联。
图19还展示了第一组真空发生器442的多个方面，这些真空发生器包括连接在这些真空发生器中的真空发生器与第一真空杆组416中的真空杆的真空联接器434b之间的真空管线452。可以按类似方式连接其他的真空发生器和真空联接器(例如真空联接器434a)、但为了展示的清晰性是在没有真空管线452的情况下展示的。这些真空管线452可以为任何类型的连接，例如柔性管、管道、软管等等。这些真空发生器可以从压缩流体(例如空气)歧管476接收压缩流体(例如空气)。该压缩流体可以从该压缩流体歧管476流到这些真空发生器中的每一个真空发生器并且被迫使跨过连接到对应真空管线452上的开口并且离开排出端478。以此方式，该真空发生器可以充当教育器(educator)，该教育器抽动流体穿过真空管线452并穿过真空件的中央通路440、并且在这些真空吸杯接触纸箱表面时抽出真空或部分真空。在实施例中，每一组真空发生器442、448和450可以具有其自身的对应压缩流体歧管476。
这些压缩流体歧管476和其他流体致动的装置(例如缩回缸474)可以从压缩流体(例如空气)分配器480接收压缩流体(例如空气)。多条压缩流体管线可以将这些压缩流体歧管476和其他流体致动的装置(例如缩回缸474)连接至该压缩流体分配器480。该压缩流体分配器480可以从主要压缩流体连接接收压缩流体(例如空气)并且可以包括由该控制和可视化***远程可控的一系列阀，例如电操作阀，这些阀可以被周期性地打开和关闭以便从该主要压缩流体连接提供压缩流体到这些压缩流体歧管476和该真空机械手408的其他流体致动的装置(例如缩回缸474)。在实施例中，真空机械手408可以具有压缩流体分配器480。在另一个实施例中，在该真空机械手上可以存在多于一个的压缩流体分配器480。
图20是真空机械手408的右侧的等距视图，其中第二真空杆组418是伸出的并且滑动搁板426是缩回的。该第一真空杆组416、第二真空杆组418和第三真空杆组420可以是独立地可伸出和可缩回的。以此方式，每组的多个纸箱连接器，例如第一真空杆组416、第二真空杆组418、第三真空杆组420，可以被配置成用于独立于其他组的多个纸箱连接器来朝纸箱堆移动以便通过与之接触来顺应纸箱堆的不规则性、并且用于独立于其他组的多个纸箱连接器来背离纸箱堆移动以便卸载所接触的纸箱。如图20所示，当第二真空杆组418伸出时，这些不同真空杆的压缩弹簧436从该引导框架412中膨胀而出从而推靠在这些垫圈438上来使这些真空吸杯向前伸出。如图20中由这些真空杆418的伸出所示，这些不同真空杆可以伸出穿过该引导框架412来使这些真空吸杯背离该引导框架412和机械手框架410伸出。这些真空杆的伸出范围可以基于真空杆430的长度、弹簧436的未压缩长度、止挡件432的位置、板468、470、471与引导框架412之间的间隔距离、和/或引导框架412的深度。然而，这些真空杆的伸出可以使得真空吸杯能够从引导框架412伸出的范围比真空吸杯的深度更长并且超过这些真空吸杯在缩回状态下伸出的距离。以此方式，真空吸杯可以伸出到抵达纸箱堆11中更深处从而抵达可能没有与纸箱堆11的前部面对齐的纸箱，因为这些真空吸杯可以从缩回位置向前伸出超过其自身深度而到达该范围上的任何位置。此外，由于这些真空杆实际上是弹簧加载的被动抽吸装置、可以自由移动穿过引导框架412和板468、470、471而仅受到这些止挡件432、垫圈438和弹簧436的限制，因此这些真空杆也可以从其完全伸出位置向后偏移相同范围而回到其缩回位置。以此方式，每个纸箱连接器(例如每个真空杆，以及由此这些真空杆组416、418和420)可以发生偏移以便顺应纸箱堆11的这个面，并且该机械手的这个顺应性面可以被配置成被动地顺应纸箱堆11的不规则性以便通过与其接触来卸载纸箱堆11。在实施例中，这种偏移可以是伸出距离范围加上真空吸杯自身的偏移/压缩距离的范围。以此方式，有效偏移距离可以大于真空吸杯自身的偏移距离。
图21是图20沿着线A-A的真空机械手408的右侧的截面侧视图。在图21中，中央通路440和从真空发生器经过真空管线452和真空联接器432的路径是可见的。此外，展示了将压缩流体歧管476联接至真空发生器上的压缩流体管线477。如图21所示，用于第二真空杆组的压缩弹簧436是伸出的，而用于第一真空杆组的压缩弹簧436被压缩在垫圈438与引导框架412之间。此外，在图21中示出了用于右侧真空杆组444的这两个真空吸杯的侧面致动器482。
图22是真空机械手408的右侧的等距视图，其中为了展示的清晰性而移除了顶盖和多个不同真空杆。图22展示了滑动搁板426缩回并且所有组416、418和420缩回。此外，右侧真空杆组444是缩回的。滑动搁板426可以联接至一个或多个气动缸484上，例如两个气动缸484上，该气动缸可以将滑动搁板426驱动进出该真空机械手408中。在实施例中，气动缸484可以是带有磁性联接器的气动的无杆流体(例如空气)缸。每个气动缸484可以包括外侧套环，该外侧套环在流体(例如空气)缸的外侧上滑动并且透过缸壁磁性联接到内部活塞上。这些外侧套环可以联接至滑动搁板426上并且当其活塞向前或向后驱动时，这些磁性联接的套环驱动该滑动搁板426相应地向前或向后。这些套环的磁性联接可以在滑动搁板426以太高的撞击力撞击纸箱堆11的情况下提供磁性解除联接。以此方式，可以避免对滑动搁板426和/或纸箱堆11的损坏。这些套环可以在活塞缩回时与该活塞磁性地再次联接。这些气动缸484可以联接至该压缩流体分配器480和所接收的压缩流体(例如空气)，以便基于该控制和可视化***对压缩流体分配器480的这些阀的控制来使滑动搁板426伸出和缩回。
图23是真空机械手408的右侧的等距视图，其中第二真空杆组418、右侧真空杆组444、以及滑动搁板426是伸出的。为了展示的清晰性，已经移除了其他的真空杆。如图23所示，当滑动搁板426伸出时，这些气动缸484的套环可以向前移动而使滑动搁板426伸出。在实施例中，滑动搁板426可以在安装于滑动搁板426与机械手框架410之间的轨道486上向前滑动。轨道486可以是使滑动搁板426能够从该真空机械手伸出并缩回至其中的任何类型的轨道，例如辊滑动件。滑动搁板426可以是连续搁板或模块式搁板并且可以包括多种不同的隔板切口488。
图23还示出了，与第二真空杆组418相关联的板470可以在真空杆被压缩弹簧436伸出时向前移动，而第一板468和第三板471都保持缩回，由此压缩这些压缩弹簧436。
图24是真空机械手408的左下侧的等距视图，其中滑动搁板426和真空杆组416、418和420是伸出的。由于所有真空杆组416、418和420都是伸出的，因此所有的板468、470和471都被向前拉到相同位置。还可以看见这些气动缸484的套环随着滑动搁板426被向前推。左侧真空杆组446被展示为是缩回的。图25是真空机械手408的左下侧的等距视图，其中滑动搁板426是伸出的并且真空杆组416、418和420是缩回的。当垫圈438和真空吸杯被拉回到该引导框架412时，这些缩回缸474的伸出杆全都伸出从而向后驱动这些板468、470和471并且压缩这些压缩弹簧436。图25还展示了用于右侧真空杆组444和左侧真空杆组446的侧面致动器482的底视图。这些侧面致动器482可以附连至与引导框架12平行延伸的横梁490上。
图26A、26B、27A、27B、28A、28B、29A和29B分别是在纸箱移取操作期间的不同时刻、与纸箱堆11相接触的真空机械手408的左侧和局部顶视图和截面侧视图。为清楚起见，仅展示了具有次真空吸杯424的这些真空杆。
在纸箱移取操作期间初始地，该控制和可视化***可以例如通过使用传感器(例如，相机、其他类型的纸箱传感器)来测量到纸箱堆11的距离、并将真空机械手408定位在距纸箱堆11的面一个初始距离处。如图26A和26B所示，在定位真空机械手408之后的第一时刻，可以将通往与第二真空杆组418和第三真空杆组420相关联的这些缩回缸474的压缩流体切断，由此允许这些压缩弹簧436驱动第二真空杆组418和第三真空杆组420向前，直到这些不同真空吸杯接触到(或接合)有待移取的纸箱12H和12I。纸箱12H可以比纸箱12I更靠近真空机械手408，这样使得真空杆420A、420B和420C可能没有伸出得与真空杆420D、418A和418B一样远。真空杆418C可以完全伸出，直到其止挡件434接触到板470，因为在真空杆418C前方没有纸箱妨碍其伸出。滑动搁板426可以保持缩回。如图26A所示，每个真空杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C在一个范围上独立地伸出和偏移的能力使得由这些真空杆组418和420形成的真空机械手408的顺应面能够顺应纸箱堆11的面的形状，由此顺应纸箱堆11的不规则性。例如，当杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C初始地伸出到完全伸出范围并且真空机械手408被向前驱动进入纸箱堆11中时，接触到较近盒子12H的杆420A、420B和420C可能比接触到较远盒子12I的杆420D、418A和418B向后偏移得更远。在实施例中，伸出范围可以是9.5英寸、大于9.5英寸或小于9.5英寸。可以使得这些真空吸杯能够偏移到完全伸出范围加上其自身偏移深度。真空吸杯可以被纸箱的表面偏移到该完全伸出范围直到真空杆弹簧436和垫圈438接触到该引导框架、并且比该真空吸杯自身的偏移距离向后还要更远。例如，当真空吸杯的偏移深度从该真空吸杯的边缘到中空引导管430的前端是1.19英寸并且伸出范围是9.5英寸时，该真空吸杯可以偏移到从其最大伸出到其最大偏移的10.69英寸的最大距离。作为另一个实例，当杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C初始地缩回并且真空机械手408在这些杆伸出之前被向前驱动时，接触到较近盒子12H的杆420A、420B和420C可能比接触到较远盒子12I的杆420D、418A和418B(可以伸出了该完全伸出范围)向前伸出更短的距离。这些真空杆伸出超过缩回状态的能力可以使得设置在纸箱堆11的面后面的纸箱能够被触及/抓住，同时在纸箱堆11的面之处或从其前探的纸箱也被触及/抓住。以此方式，真空机械手408可以顺应不平整的纸箱堆11并且同时卸载纸箱堆11中不同深度处的纸箱。
如图27A和27B所示，在第二时刻，可以由这些真空发生器对第二真空杆组418和第三真空杆组420施加真空来用这些真空吸杯通过抽吸来抓住纸箱12H和12I，由此有效地将这些真空杆420A、420B、420C、420D、418A和418B附着至纸箱12H和12I上。该压缩流体可以被供给这些缩回缸474，这些缩回缸可以驱动板470和471向后。完全或接近完全伸出的真空杆(例如真空杆420D、418A、418B和418C)可以在板470和471开始向后移动时开始缩回，因为这些真空杆的止挡件432可能已经与板470和471相接触，而没有完全伸出的真空杆(例如真空杆420A、420B和420D)可以保持静止直到其相应止挡件432与向后移动的板470和471接触。以此方式，可能存在“死区”，在这个死区中已经施加了真空并且真空机械手408已经开始移动一些距该真空机械手较远的纸箱，例如纸箱12I，而其他较近的纸箱例如纸箱12H保持静止。纸箱12H和12I基于其到真空机械手408的距离的相继移动以及其在被板470和471接触时在止挡件432上所造成的撞击可以将被移取的纸箱队列对齐。另外，真空机械手408可以从其初始位置被机器人***406升高一个高度492从而提升纸箱12H和12I。高度492可以是任何高度，例如高度492可以为两英寸。进一步，滑动搁板426可以从真空机械手408向前伸出以便将缓冲器428放置成抵靠纸箱堆11从而稳定被移出(例如，移取)的纸箱12H和12I下方的纸箱堆11。如图28A和28B所示，板470和471可以被向后推，直到这些压缩弹簧436被完全压缩。一旦这些压缩弹簧436被完全压缩，如图29A和29B所示，机器人***406可以被致动来将真空机械手408缩回，而滑动搁板426进一步背离引导框架412的前面伸出。在实施例中，滑动搁板426可以在真空机械手408被缩回时伸出，使得滑动搁板426伸出到超过距被移取的纸箱12H和12I的重心的距离的百分之五十。一旦纸箱12H和12I被滑动搁板426完全支撑，滑动搁板426就可以缩回和/或向下枢转或旋转，并且对于这些真空吸杯可以释放抽吸，由此将纸箱12H和12I降低到输送机***上。
图30A是真空机械手408的局部前侧视图，其中右侧真空杆组444是缩回的。为清楚起见，移除了第一真空杆组416的主真空吸杯422。右侧真空杆组444可以被侧面致动器482伸出和缩回，该侧面致动器可以是能驱动中空引导杆496以使真空吸杯424伸展进出机械手框架410的右侧的电动或气动致动器。真空联接器494可以将引导杆496经由真空管线连接到真空发生器上以便抽吸流体(例如空气)穿过真空吸杯424、引导杆496和真空联接器494。图30B是与图30A相同的视图，只是引导杆496是伸出的从而将真空吸杯424从机械手框架410中推出。以此方式，右侧真空杆组444可以被伸出和缩回以将位于真空机械手408的右侧的盒子移出(例如，移取)。左侧真空杆组446可以按类似的方式被配置成从机械手框架410的左侧伸出来。
图31是机器人纸箱卸载机400的右侧截面视图，该卸载机伸出以便从卡车或挂车的地板上移取纸箱。在实施例中，真空机械手408可以向下旋转例如90度从而使真空吸杯面朝该卡车或挂车的地板。以此方式，真空吸杯可以接触(或接合)位于卡车或挂车的地板上的纸箱12X的顶部。可以由这些真空发生器对真空杆施加真空以便用这些真空吸杯通过抽吸来抓住纸箱12X，并且该机器人***406可以被铰接来提升真空机械手408和纸箱12X以便将该纸箱移动到该输送机***。图31还用虚线展示了真空机械手408的第一位置(其中该顺应面是指向纸箱堆11)、以及真空机械手在将纸箱12X放到输送机***上时的第三位置。
在实施例中，滑动搁板426可以枢转或旋转以便从与面向前的真空杆的伸出方向平行的位置向下摆动到与面向前的真空杆垂直的位置。在实施例中，整个滑动搁板426可以枢转或旋转。在另一个实施例中，该滑动搁板426的一部分可以枢转或旋转。例如，该滑动搁板的枢转部分可以通过铰链或其他类型的联接器附接到该滑动搁板的静止部分上，并且该枢转部分可以相对于该静止部分枢转或旋转。图32A是根据图32B的实施例的枢转的滑动搁板426的右侧等距视图，并且图32B是同一个枢转的滑动搁板426的左下侧等距视图。这个枢转的滑动搁板426可以包括静止搁板426a和枢转搁板或托盘426b，缓冲器428可以连接至该枢转搁板上。该静止搁板426a可以包括多个附接点491以用于使气动缸484附接至静止搁板426a上来驱动该滑动搁板426进出该机械手框架410。在实施例中，该枢转搁板或托盘426b可以旋转地联接至静止搁板426a和/或这些轨道486上，例如是通过一个或多个铰链499。在实施例中，多个活塞497，例如气动活塞，可以联接在安装至该静止搁板426a上的多个托架493与该枢转搁板或托盘426b的多个突出臂495之间。这些活塞497的杆的伸出可以升高和降低该枢转搁板或托盘426b。
图33A-B是正在从旋转向下状态过渡到旋转起来状态的、包括枢转搁板或托盘426b的机械手的右侧视图。图33A展示了旋转向下的、垂直于静止搁板426a的枢转搁板或托盘426b。活塞497的杆可以缩回从而将枢转搁板或托盘426b拉向下。在实施例中，枢转搁板或托盘426b可以旋转向下以便将纸箱放到输送机***上和/或以便使得真空吸杯能够被定位成更靠近纸箱堆11的纸箱。如图33A所示，枢转搁板或托盘426b可以在机械手附接到纸箱堆11的纸箱上时旋转向下。图33B展示了经过其在旋转向下状态与旋转起来状态之间的运动范围部分地旋转起来的枢转搁板或托盘426b。活塞497的杆可以部分地伸出/缩回从而驱动该突出臂495向前/向后，由此将枢转搁板或托盘426b相应地从旋转向下状态升高或从旋转起来状态降低。图33C展示了旋转起来的、与静止搁板426a平行的枢转搁板或托盘426b。活塞497的杆可以完全伸出。在实施例中，枢转搁板或托盘426b可以旋转起来以便支撑纸箱和/或将该缓冲器抵靠纸箱堆11放置来稳定纸箱堆11。在实施例中，可以在真空机械手408在纸箱堆11处被放置在位之前将枢转搁板或托盘426b旋转起来。在另一个实施例中，可以在真空机械手408在纸箱堆11处被放置在位之后将枢转搁板或托盘426b旋转起来。
图34是过程流程图，展示了用于控制包括机械手(如以上描述的真空机械手408)的机器人纸箱卸载机的实施例方法3300。在实施例中，可以由控制和可视化***的处理器执行方法3300的操作从而卸载纸箱堆，该控制和可视化***连接至输送机***、机器人***、和机械手上以便自动控制该输送机***、机器人***、和机械手。
在框3302中，该控制和可视化***可以测量到有待卸载的纸箱堆下一排的距离。例如，该控制和可视化***可以使用一个或多个传感器、例如一个或多个相机或其他纸箱传感器来测量这个距离。在框3304中，该控制和可视化***可以将真空机械手定位在距该排第一距离处。例如，该距离可以是被选择成使得该真空机械手的这些真空杆能够伸出到这个排中的纸箱的一个距离。该控制和可视化***可以使用到下一排有待卸载的纸箱堆的这个所测距离来确定为了将该真空机械手定位在该第一距离处所必须的对机器人***和移动主体的致动。在真空机械手包括枢转搁板或托盘的实施例中，该枢转搁板或托盘在该真空机械手被定位时或者在该真空机械手就位之后可以被旋转起来。在框3306中，该控制和可视化***可以确定为了移取这一排纸箱所需要的这些真空杆组。例如，该控制和可视化系可以确定，一组、两组和/或三真空杆组可以被激活。从每一排中移取纸箱可能不需要为每个纸箱移取操作来选择所有的组。
在框3308中，该控制和可视化***可以切断向与所选的这些真空杆组相关联的缩回缸的流体递送。切断向这些缩回缸的流体递送可以使得每个所选组的压缩弹簧能够驱动这些真空杆向前去接触这一排的纸箱。在框3310中，该控制和可视化***可以针对所选的真空杆组来激活真空以便通过抽吸来抓住纸箱并将真空机械手升高选定的高度，例如两英寸。升高该真空机械手可以升高纸箱从而减小被移取的纸箱与纸箱堆中剩余的下方纸箱的接触表面积，由此使得移出这些纸箱更容易。
在可选的框3311中，该控制和可视化***可以将枢转搁板部分升高。如以上讨论的，在可选的实施例中，该可移动搁板的一部分可以枢转或旋转。例如，该滑动搁板的枢转部分可以通过铰链或其他类型的联接器附接到仅向前和向后滑动的该可移动搁板的静止部分上，且该枢转部分可以相对于该静止部分枢转或旋转。以此方式，该可移动搁板进行滑动和/或可移动搁板进行枢转。该控制和可视化***可以可选地升高该枢转搁板部分以便在纸箱堆的卸载期间稳定纸箱堆。在框3312中，该控制和可视化***可以重新激活向与所选的这些真空杆组相关联的缩回缸的流体递送并将该搁板伸出。如以上讨论的，虽然可以重新激活流体递送，但所有真空杆不能在流动递送之时和/或同时地开始移动，因为单个的真空杆是被动的并且在相应的板接触其相应的止挡件之前不会移动。因此，可能存在“死区”，在这个死区中已经施加了真空并且真空机械手已经开始移动一些纸箱，其他真空杆和/或纸箱可以保持不动来等待其止挡件与板接触。在实施例中，该可移动搁板、或该可移动搁板的多个部分进行滑动和/或枢转，并且该搁板可以在流体递送开始之时同时、例如几乎同时地伸出，或者可以在不同时刻开始。在框3314中，该控制和可视化***可以将真空机械手缩回并将滑动搁板伸出。该真空机械手可以在该搁板伸出时被该机器人***缩回，使得该搁板伸出超过距被移取的纸箱的重心的距离的百分之五十。
在框3316中，该控制和可视化***可以将真空机械手定位在该输送机***上方，并且在框3318中该控制和可视化***可以将该搁板缩回(并在搁板进行枢转的实施例中，可选地降低枢转搁板部分)并释放真空。在真空机械手包括枢转搁板或托盘的实施例中，附加于或代替于将该滑动搁板缩回以便放下纸箱，该枢转搁板或托盘可以被旋转向下。无论通过将搁板缩回、将真空机械手倾斜、和/或使该搁板枢转，纸箱都可以落到输送机上。方法3300接着可以返回到框3300以便测量到下一排有待卸载的纸箱的距离。
术语“整理输送机”可以是指实施例机器人纸箱卸载机的输送机***的任一或所有部件，例如前端装载机。术语“人字形中央整理器”和“中央整理器”在此用来表示实施例机器人纸箱卸载机所使用的输送机***(或整理输送机)的中央部分。人字形中央整理器可以由多排朝中线成角度的(或斜置的)辊构成，这些辊所处的构型类似于人字形(或V字形)图案。在多个不同实施例中，人字形中央整理器或中央整理器可以由多个(例如，两个、三个等等)沿长度方向延伸的区段构成，例如具有多排辊的前部区段以及具有多排辊的后部区段、还有被沿着这些不同区段向下沿长度方向延伸的中线分开的左侧和右侧。进一步，术语“机械手头部”和“末端执行器”和“远端”在此可以互换使用来表示以下器件：这些器件联接至实施例机器人纸箱卸载机的机械臂上并且被配置成用于在卸载区域内引导器、收回和/或以其他方式移动物品，例如被配置成用于从纸箱墙或纸箱堆中拾取纸箱并将这些纸箱放到该纸箱卸载机的输送机***上的真空机械手。
图35A-35B展示了实施例机器人纸箱卸载机，该机器人纸箱卸载机可以包括具有跨坐设计的机械臂(或机器人纸箱收回臂)并且包括用于收回物品(例如，来自纸箱堆的纸箱)的末端执行器、输送机***(例如，整理输送机)、以及移动(或载运工具)主体。此类实施例机器人纸箱卸载机可能适合从卸载区域上、例如卡车(或半)挂车、冷藏区域、装载码头等等有效且快速卸载物品(例如，纸箱、纸板盒、用于输送产品的任何种类的产品容器等等)。例如，根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机可以被配置成通过其移动主体进入半挂车中、通过其联接至机械臂上的末端执行器(例如，机械手头部)从堆叠在该半挂车地板上的纸箱墙或纸箱堆中移出或移取纸箱、并且通过其输送机***将移出的纸箱从该半挂车转移或卸载并放入库房、仓库或配送中心卸载仓中，该输送机***随着该移动主体行进并将纸箱输出到其他输送机。此类实施例机器人纸箱卸载机可能能够通过一个移取动作来移取跨过卸载区域(例如，半挂车)从一侧延伸到另一侧的一排物品(例如，纸箱排)中的实质性部分。例如，此类机器人纸箱卸载机可以被配置成用于在一次移动中移取纸箱排的约40％至约100％。被设计成在空间受限的卸载区域内移动，此类机器人纸箱卸载机可以将高效卸载物品并对所移动的物品提供基本的组织以供在设施(例如，配送中心)内进行后续处理所必须的时间和劳力最小化。
下文描述的这些实施例机器人纸箱卸载机可以包括经过跨坐于该移动主体上的机械臂的输送机***(例如，整理输送机)。通过包括可移动地联接到移动主体的底架外侧上并且跨坐于这些移动主体上的机械臂，这些机器人纸箱卸载机可以在卸载区域的全部宽度或几乎全部宽度上触及这些卸载区域。这些实施例机器人纸箱卸载机能够在卸载区域(例如，卡车挂车等)内的物品墙或物品堆的全部宽度或几乎全部宽度上拉动物品(例如，纸箱、盒子等)。这些物品可以移动穿过这些跨坐的机械臂，因此改善对于在卸载区域内操作所需的地板空间的利用。对卸载区域内的地板空间的完全利用可以包括之前局限于卸载后区域的操作，例如散货整理操作。常规技术没有以多用的方式利用空间、并且通常不能将机器人和整理器二者都置于具有有限触及空间的卸载区域(例如，卡车挂车等)内。因此，实施例技术是在这些常规技术上的改进，常规技术不能以类似条件部署来高速且高吞吐量地移取物品。这些不同实施例的机器人纸箱卸载机可能能够同时卸载多个物品(例如，纸箱)，例如两个、三个、四个、五个或更多物品，从而得到一分钟十个或以上的物品(例如，纸箱)吞吐量，例如一分钟十个物品、一分钟十个到十五个物品、一分钟十五个物品、一分钟十五到十七个物品、一分钟十七个物品、一分钟十七到二十二个物品、一分钟十七到二十四个物品、一分钟二十二个物品、一分钟十到二十二个物品、一分钟二十四个物品、一分钟十到二十四个物品、一分钟十到二十四个物品或更多、或者一分钟二十四个物品或更多。
下文描述的这些不同实施例的机器人纸箱卸载机包括不同的整理器，这些整理器不仅作为输送机从卸载区域移动物品、而且还通过单个化和整理(或规整)来组织此类物品。具体而言，这些实施例机器人纸箱卸载机的中央输送机(例如，人字形中央整理器)可以包括有动力辊区，这些有动力辊被配置成以不同的速率移动物品，使得这些物品被移动成多条窄队列。进一步，实施例输送机***可以包括前端整理器，该前端整理器还包括以不同速率来移动物品从而能够进行物品整理的多个不同的皮带或多组辊。在一些实施例中，此类前端整理器还可以包括可选的辊或皮带的外部排(或翼)，这些排能够向上(或向下)折叠以便改变该前端整理器的宽度，因此允许该机器人纸箱卸载机被定位在不同宽度的卸载区域(例如，挂车)内。在实际的机器人纸箱卸载机上具有不同的整理器，下文描述的这些不同实施例改进了已知的技术：不仅移动物品、而且还在进入卸载过程的其他阶段(例如，在仓库内、如仓库分选设施内的其他阶段)之前组织这些物品。
在一些实施例中，前端整理器可以包括被提供动力来以第一速率(或速度)移动物品的中心皮带(或排)、被提供动力来以第二速率(或速度)移动物品的两个中间皮带(或排)、以及被提供动力来以第三速率(或速度)移动物品的两个外部皮带(或排或翼)。在一些实施例中，人字形中央整理器可以包括均具有用于整理物品的不同有动力辊区的至少两个区段。
应了解的是，提及的整理器(descramblers)、规整器(unscramblers)、整理或规整可以是关于对多个物品(例如，宽的一组或一排物品)进行处理以形成缩窄的队列从而获得改善的后续处置而言的。此类处理可以不包括物品的排直。
在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机可能能够卸载纸箱堆并且可能是在地板(例如，卡车挂车地板)上可移动的。这样的机器人纸箱卸载机可以包括：移动主体；可移动机械臂，该可移动机械臂附接至该移动主体上并且在其一端处包括末端执行器(或机械手头部)，其中该末端执行器可以被配置成用于从该纸箱堆中卸载一排处于并排取向的纸箱；整理输送机(或输送机***)，该整理输送机安装在该移动主体上并且被配置成用于从该末端执行器接收处于并排取向(或构型)的该一排纸箱，其中该整理输送机可以进一步被配置成用于使该一排纸箱朝向该机器人纸箱卸载机的后部移动并同时在这些纸箱移动时使这些纸箱单个化。在一些实施例中，该整理输送机可以包括并排定向的多排输送机。如在一些实施例中，该多排中的至少一个输送机可以被配置成用于使其上承载的物品以与该多排中的其他输送机不同的速度移动。在一些实施例中，该多排中的至少一个输送机可以被配置成用于使在其上行进的纸箱向后并且朝向该整理输送机的中线移动。在一些实施例中，该多排中的至少一个输送机可以包括多个斜置辊。在一些实施例中，该多排输送机的这些辊可以是以人字形图案斜置的。在一些实施例中，该多排输送机中的输送机可以包括皮带输送机。在一些实施例中，该整理输送机可以包括前端整理器和中央整理器(例如，人字形中央整理器)，其中该前端整理器可以将纸箱送入该中央整理器。在一些实施例中，该前端整理器可以在该前端整理器与该中央整理器的相交处可枢转地安装至该移动主体上，该前端整理器可以具有朝向和远离地板可枢转地可移动的前端。
在一些实施例中，该整理输送机(或输送机***)包括中央整理器，该中央整理器可以包括被配置成用于使物品朝该输送机***的后部移动的多个排，其中该多个排是位于沿着该中央整理器的一定长度延伸的中线两侧。在一些实施例中，该多个排各自可以包括多个辊。在一些实施例中，该多个排的该多个辊中的每一个辊可以朝向该中线成角度。在一些实施例中，该多个排可以是与多个区相关联的，每个区被配置成使物品以不同的速度移动。在一些实施例中，该多个区中的每一个区可以与驱动皮带、马达、以及变频驱动器(VFD)相关联。在一些实施例中，该多个区中的位于该中央整理器的中线的第一侧上的第一组区可以被配置成用于使物品以比该多个区中的位于该中央整理器的中线的第二侧上的第二组区更快的速度移动。在一些实施例中，该多个区可以包括位于该中央整理器的中线的第一侧上的三个区以及位于该中央整理器的中线的第二侧上的三个区。在一些实施例中，该中央整理器可以包括中央输送机和后部输送机。在一些实施例中，该中央整理器可以包括沿长度方向端对端联接的、两个或更多个标准的28英寸(宽度)x 15英尺(长度)区段。
在该整理输送机(或输送机***)包括中央整理器和前端整理器的一些实施例中，该前端整理器可以包括被配置成用于将物品朝该中央整理器移动的多个平行的排。在一些实施例中，该多个平行的排中的每一个排可以包括以下之一：轻量塑料皮带或一组辊。在一些实施例中，该多个平行的排中的每一个排可以被配置成使物品朝向该中央整理器以不同的速度移动。在一些实施例中，该多个平行的排可以包括多个内部排和多个最外部排。在一些实施例中，该多个平行的排可以包括三个内部排和两个最外部排。在一些实施例中，该多个平行的排中的这些内部排可以被配置成用于使物品以比该多个平行的排中的这些最外部排更快的速度朝向该中央整理器移动。在一些实施例中，该多个平行的排中的这些内部排中的一个中心排可以被配置成用于使物品朝向该中央整理器快速移动，该多个平行的排中的这些内部排中的两个中间排可以被配置成用于使物品朝向该中央整理器以中等速度移动，并且该多个平行的排中的这些最外部排中的两个外部排可以被配置成用于使物品朝向该中央整理器以慢速移动。在一些实施例中，该多个平行的排中的这些最外部排中的每一个最外部可以包括被配置成用于使物品朝向该多个平行的排中的这些内部排向内沿对角线移动的具有多个辊的区段。
在一些实施例中，该前端整理器可以进一步包括多个引导器，这些引导器被配置成用于将物品从该多个平行的排中的最外部排朝该多个平行的排中的内部排引导。在一些实施例中，这些最外部排中的每一个最外部排可以被配置成在平行于这些内部排的轴线上单独地旋转。在一些实施例中，该前端整理器可以被配置成在平行于该中央整理器的前边缘的轴线上旋转。在一些实施例中，该前端整理器可以被配置成在该轴线上向下旋转，使得该前端整理器的前边缘接触卸载区域的地板平面。在一些实施例中，该前端整理器可以被配置成在该轴线上向上旋转到预定角度。在一些实施例中，该预定角度是从该卸载区域的地板平面向上18度。在一些实施例中，该前端整理器可以被配置成相对于该中央整理器侧向地移动。在一些实施例中，该前端整理器和该人字形整理器可以被配置成用于将纸箱从纸箱堆输送经过与该机械手相关联的机械臂。
在一些实施例中，机器人纸箱卸载机可以包括：在地板上可移动的移动主体、安装在该移动主体上用于在其上输送卸载的纸箱的输送机(例如，整理输送机或输送机***)、以及可移动地附接至该移动主体上的机械臂，其中该输送机在该机械臂的多个可移动部分之间经过。在一些实施例中，该可移动机械臂可以包括远端(或末端执行器或机械手头部)，该远端是随着该机械臂可移动的并且被配置成用于从纸箱堆中卸载纸箱并卸载到该输送机上。在一些实施例中，该机械臂的这些可移动部分可以跨坐于该输送机的每一侧上。在一些实施例中，该输送机可以在该可移动机器人臂之间从一侧延伸到另一侧以便将其宽度最大化。在一些实施例中，该可移动机械臂的第一部分可以可枢转地附接至该输送机下方的移动主体上。在一些实施例中，该机器人臂的一部分可以被配置成相对于该移动主体从一侧移动到另一侧以便触及该纸箱堆。在一些实施例中，该机器人臂可以进一步包括用于使机器人臂的该部分从一侧移动到另一侧的线性致动器。在一些实施例中，该机器人臂可以被配置成在朝向和远离该纸箱堆移动时绕平行于该移动主体的前部的至少一条轴线进行枢转。在一些实施例中，当该机器人纸箱卸载机被定位在卡车挂车中的纸箱堆前时，该可移动机器人臂可以被配置成在不移动该移动主体的情况下用该末端执行器来从该纸箱墙中卸载任一纸箱。在一些实施例中，该机器人纸箱卸载机可以包括固定至该移动主体上的底座、和可移动臂，该可移动臂从该底座延伸并且是相对于该底座可移动的，其中平衡物可以连接在该底座与该可移动臂之间。在一些实施例中，该平衡物可以是用于在机械臂朝向纸箱堆以及远离纸箱堆延伸时对该臂进行平衡的一种在中心上的设计。在一些实施例中，该平衡物可以是弹簧。在一些实施例中，该平衡物可以是气体弹簧。在一些实施例中，该机械臂可以被配置成在第一位置、对齐的第二位置、以及第三位置之间移动，使得该平衡物在该机械臂处于该第一位置时是处于第一阻力状态下，该平衡物在该机械臂处于该第二位置时是处于中性阻力状态下，并且该平衡物在该机械臂处于该第三位置时是处于第二阻力状态下。
图35A示出了用于从卸载区域例如卡车或半挂车、库房、仓库、配送中心、卸载仓、产品过道之间、机架、货板、以及冷库中快速且有效地移动物品(例如，纸箱、盒子等)的机器人纸箱卸载机3500。一般而言，机器人纸箱卸载机3500可以包括：移动主体3510，该移动主体以轮子来滚动并且大小可以确定成且配置成有待定位在半挂车中(例如，被驱动进出其中)；机械臂3530，该机械臂可移动地联接至该移动主体3510上并且被配置成用于伸出进入和缩回离开卸载区域以便拉动物品(例如，纸箱、盒子等)；以及输送机***3550，该输送机***从前到后延伸跨过该移动主体3510的顶部并且穿过该机械臂3530，该机械臂被配置成“跨坐于”该输送机***3550的至少多个部分上。
如以上描述的，在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机3500的移动主体3510可以包括基本上矩形的底架3512，该底架可移动地支撑在四轮构型上，其中每个轮与底架3512的一个倒圆角相邻。移动主体3510可以附接至机械臂3530上并且可以包括用于控制或以其他方式移动该机器人纸箱卸载机3500的多种不同的部件。具体而言，移动主体3510可以包括多种不同的驱动马达，这些马达一般可以位于机器人纸箱卸载机3500的侧面之内(例如，左驱动马达用于驱动左前驱动轮3515，右驱动马达用于驱动右前驱动轮等等)。在一些实施例中，左后轮3514和右后轮可以被配置成自由滑行。这些驱动马达可以在卸载区域(例如，半挂车等等)内驱动该机器人纸箱卸载机3500并使其转向。使这些驱动马达在相同方向上旋转可以驱动该机器人纸箱卸载机3500向前或向后，使这些驱动马达在相反方向上旋转可以使机器人纸箱卸载机3500围绕在这些前驱动轮之间居中的点进行枢转，并且使这些驱动马达之一旋转而不使另一个驱动马达旋转可以使机器人纸箱卸载机3500围绕相反的、未被驱动的驱动轮进行枢转。
机器人纸箱卸载机3500还可以包括从机器人纸箱卸载机3500前部延伸到后部的输送机***3550(例如，整理输送机)，该输送机***能够将物品(例如，纸箱、盒子等等)引导到多个输送机上并沿着这些输送机进行引导(例如，多根皮带、多组辊等等)。类似于以上描述的其他实施例，输送机***3550可以在前部是宽的以便接收物品(例如，纸箱)并且从前到后变窄。输送机***3550的变窄可以将所卸载的物品定位在成队列以便卸下。在多个不同实施例中，输送机***3550可以在机器人纸箱卸载机3500的后部卸下物品以便人工收集、或者通过配送中心输送机收集。在一些实施例中，输送机***3550可以包括可以相对于底架3512固定的后部部分，该后部部分可以与其他输送机、皮带、平台等对齐或用来连接到其上。在其他实施例中，该后部部分可以是至少部分地可移动的，包括是可移动的以便补偿或实现该输送***的结构的任何变化。可以使用多种不同的马达来驱动输送机***3550的这些不同元件(例如，中央整理器3558、前端整理器3556等)。
输送机***3550可以包括中央区段(或中央整理器3558)以及前端整理器3556。该中央整理器3558可以位于移动主体3510的顶上并且可以在该跨坐设计的机械臂3530下方延伸并穿过该机械臂。换言之，该跨坐设计的机械臂3530可以“骑跨”中央整理器3558。如下文详细描述的，中央整理器3558可以具有从前到后延伸的多个不同的皮带或多组辊，这些皮带或辊能以不同的速度运转以便对置于其上的物品进行单个化和规整。具体而言，中央整理器3558可以包括多个排，每个排由多个辊构成并且被配置成用于使物品朝输送机***3550的后部移动，其中该多个排是位于沿中央整理器3558的一定长度延伸的一条中线3559的两侧。在一些实施例中，该中线3559可以沿长度方向从前端整理器3556延伸经过输送机***3550的其余部分(例如，经过中央整理器3558)到达机器人纸箱卸载机3500的后部。
前端整理器3556可以位于机器人纸箱卸载机3500的移动主体3510的前部处。换言之，前端整理器3556的后部可以联接到中央整理器3558的前部。前端整理器3556可以被定位成在物品被该跨坐设计的机械臂3530及其末端执行器或远端(即，机械手头部3532)从纸箱堆/墙中移出时捕获这些物品。前端整理器3556可以由具有动力辊或皮带的多个平行的排构成。在一些实施例中，前端整理器3556可以具有五个平行的排3560a、3560b、3560c、3560d、3560e以及用于将物品从外部排3560a、3560e引导到内部排3560b-3560d的引导器3562a、3562b。排3560a-3560e能以不同的速度运转以便对置于其上的物品进行单个化和规整。换言之，前端整理器3556可以充当小型规整器来组织并移取物品(例如，盒子、纸箱等)。例如，中心排3560c可以运转得最快以便首先快速从前端整理器3556中抽出纸箱，中间排3560b、3560d可以比中心排3560c更慢地运转，并且外部排3560a、3560e可以比中心排3560c和中间排3560b、3560d都慢地运转。在一些实施例中，可以将辊置于前端整理器3556的前部处以便辅助收回与地板相接触的物品。
在一些实施例中，前端整理器3556和/或中央整理器3558可能能够从一侧移动到另一侧。例如，前端整理器3556可以被配置成用于相对于中央整理器3558侧向地移动。
在多个不同实施例中，可以将多个装置附连至底架3512上并连接至前端整理器3556以便将前端整理器3556从地板上提升到多个不同的角位置(或预定义的角度)。例如，可以通过液压缸将前端整理器3556升高几度，使得其皮带或辊的多个排与中央整理器3558平行。作为另一个实例，可以经由电动螺杆致动器或气动缸使得前端整理器3556升高而使其成18度角(例如，从卸载区域的地板平面向上18度)，从而被朝中央整理器3558成角度使得前端整理器3556上的任何物品都可以辊轮输送向机器人纸箱卸载机3500而不翻倒。关于用于升高前端整理器3556的装置，这些装置的其他实施例(例如，致动器)不限于电气致动器、而可以是用可压缩的或不可压缩的流体(例如空气和油)可操作的流体致动器。
进一步，按照与上文参照前部部分136b描述的相类似的方式，在操作期间，前端整理器3556可以成角度来顺应物品堆或墙的变化的高度，使得当纸箱堆处于最大值时，前端整理器3556的角位置可以在最大值，并且当纸箱堆处于最小值时，前端整理器3556的角位置可以在最小值。前端整理器3556的这种枢转可以缩短物品在被该跨坐设计的机械臂3530从物品墙/堆中拉动时的掉落距离。在一些实施例中，前端整理器3556可以由电气致动器(例如马达，但不限于此)来旋转(即，升高、降低)。下文进一步描述了实施例输送机***。
机器人纸箱卸载机3500还可以具有机器人控制纸箱移取***，该纸箱移取***包括机械臂3530和机械手头部3532、从移动主体3510向前伸出以便从墙或物品(例如，纸箱堆或墙)的前部和顶部移出并卸载物品。机器人臂3530可以包括臂本体3534并且是可移动地联接、附接或固定至移动主体3510上的。在一些实施例中，机械手头部3532可以是可枢转地附接至臂本体3534的上部臂的两端上的真空机械手并且可以由马达(未示出)进行角度定位。多个不同的真空机械手可以附接至机械手头部3532上以便从墙或堆中抓住、拉拽和放下物品(例如，纸箱)。下文进一步详细描述机器人臂3530。
在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机3500还可以包括如上文描述的控制和可视化***。这样的控制和可视化***可以包括多种不同的可视化传感器(例如，相机等)、操作者界面(例如，操纵杆、显示器、小键盘等)以及处理器并且可能能够控制和自动进行卸载过程、并在卸载过程之前、期间和之后驱动和操纵该机器人纸箱卸载机3500进出卸载区域(例如，半挂车)。例如，这样的控制和可视化***可以提供计时、排序、归位例程以及对附接至机器人纸箱卸载机3500的多个不同部件(例如前端整理器3556)上的驱动马达的运动控制。在一些实施例中，机器人纸箱卸载机3500可以被配置成使用通信***(例如，附接至输送机***3550上的操作者界面或人机界面(HMI)等等)来与外部监视器进行通信。
在一些实施例中，控制和可视化***可以通过通信***(例如但不限于Wi-Fi***)连接到远程位置或远程***。例如，这样的通信***可以将机器人纸箱卸载机3500连接外部监视器(例如，远程的仓库或配送中心控制室、手持控制器、或计算机等)并且可以通过机器人纸箱卸载机3500的可视化***提供被动的远程观察。替代地，该外部监视器可以凌驾于机器人纸箱卸载机3500的控制和可视化***中固有的程序之上、并且对机器人纸箱卸载机3500采取主动命令和控制。用于机器人纸箱卸载机3500的程序也可以通过外部***例如该通信***和外部监视器来进行通信、运行和除错。
图35B展示了机器人纸箱卸载机3580的替代性实施例前端整理器3586。该前端整理器3586类似于以上描述的前端整理器3556，除了该前端整理器3586包括皮带3588a-3588e，例如轻量塑料皮带。类似于以上描述的这些排，前端整理器3586可以具有能以不同速度运转以便对置于其上的物品进行单个化和规整的五根平行的皮带3588a、3588b、3588c、3588d、3588e。例如，中心皮带3588c可以运转得最快以便首先快速从前端整理器3586中抽出倒在其上的物品，并且中间皮带3588b、3588d可以比中心皮带3588c更慢地运转，而外部皮带3588a、3588e可以比中心皮带3588c和中间皮带3588b、3588d都慢地运转。可以存在中线3559，该中线沿长度方向从前端整理器3586延伸经过该输送机***的其余部分(例如，经过该人字形中央整理器)到达机器人纸箱卸载机3580的后部。
图36展示了在卡车3602内运动的带有多个整理器的机器人纸箱卸载机3600，用于卸载物品(例如，纸箱)，这些物品被描绘为堆叠在该卡车3602前部内的物品堆3604。该机器人纸箱卸载机3600的输送机***3640可以包括前端整理器3620和中央整理器3613，该中央整理器包括中央输送机区段3610和后部输送机区段3612，这两个区段可以连在一起并安装在机器人纸箱卸载机3600的移动主体3601的顶上。输送机***3640可以接收在前端整理器3620上并排放置成排的多个物品(例如，纸箱)并且可以将这些物品规整和单个化成单列物品，这些物品从后端离开。从输送机***3640的后端出来的这单列物品可以与物品沿着输送机***3640的从前到后的移动方向共线。在图36中用方向箭头示出了这些出来的物品的移动方向。
输送机***3640的输送表面(即，中央输送机区段3610和后部输送机区段3612)可以包括多排输送机辊3616，这些输送机辊限定了使物品沿着其移动的输送表面。这多排输送机辊3616可以被配置成人字形图案以便对在其上移动的物品进行单个化和规整。虽然可以使用输送机辊3616来对置于机器人纸箱卸载机3600的输送机***3640上的物品(例如，纸箱)进行规整和单个化，但机器人纸箱卸载机3600上的规整和单个化不局限于此。
图37A-37C展示了机器人纸箱卸载机的单独的实施例部件，包括移动主体3756、安装到移动主体3756顶部上的跨坐设计的机械臂3740、以及安装到移动主体3756上并穿过该机械臂3740的带有多个整理器的输送机***3700。
图37A展示了至少由中央整理器3702和前端整理器3710构成的实施例的输送机***3700。该输送机***3700可以从机器人纸箱卸载机的前部延伸到后部。输送机***3700可以接收物品(例如，盒子、纸箱等)并在这些物品沿着输送机***3700从前部移动到后部时将其单个化并使其移动。多种不同的马达(未示出)可以驱动输送机***3700的输送机或皮带。
如以上描述的，前端整理器3710可以包括能以相同速度或不同速度运转以便对置于其上的物品进行规整和单个化的多个平行的排或皮带，例如五个平行的皮带3712a-3712e。这样的排或皮带3712a-3712e可以将物品移动进入到中央整理器3702上。进一步，该前端整理器3710可以被配置成围绕平行于该中央整理器3702的前边缘3701的轴线进行旋转(或枢转)。例如，该前端整理器3710可以被配置成在该轴线上向下旋转，使得该前端整理器3710的前边缘3711接触卸载区域的地板平面(例如，卡车挂车的地板等)。作为另一个实例，前端整理器3710可以被配置成用于在该轴线上向上旋转到预定角度，例如从卸载区域的地板平面向上18度。
在一些实施例中，中央整理器3702和/或前端整理器3710可以被配置成用于将其上承载的物品单个化或背离其相应侧面将这些物品聚拢到其相应的中心。在一些实施例中，中央整理器3702可以使用有源或有动力的辊皮带、或其任何等效物，例如在美国专利7,344,018中描述的那些，该美国专利的全部内容通过援引并入本文。这样的有源辊皮带可以包括嵌在内部的皮带辊，这些皮带辊是成角度的以便使在其上行进的物品沿希望的方向、例如朝皮带的一侧或中心偏置。
在一些实施例中，该中央整理器3702可以包括沿长度方向端对端放置和联接的、两个或更多个标准的28英寸(宽度)x 15英尺(长度)区段(或“小型整理器”)。
在一些实施例中，这种偏置可以通过具有与每个壁相邻并且在不同方向上成角度的辊将在其上行进的物品背离中央整理器3702和/或前端整理器3710的壁并朝向其中心聚拢，这些辊将物品朝这些不同的皮带或排的中线偏置。具有这些特征的一种输送机是由美国路易斯安娜州哈拉汉市(Harahan,La.,USA)的Intralox,L.L.C.公司制造和出售的ARBTMMerge 4000。在一些实施例中，多个引导器3716a、3716b可以沿着前端整理器3710的这些侧延伸。引导器3716a、3716b可以如图所示成角度以便沿着输送机***3700来引导物品。
图37B展示了实施例机械臂3740(也被称为机器人纸箱收回臂)。该机械臂3740可以可移动地安装在移动主体(例如下文描述的移动主体3756)顶上。为了降低重心，机械臂3740的多个部分可以跨坐于这样的移动主体的两侧上(即，机械臂3740可以具有“跨坐”设计)。这种设计可以有利于减小供机器人纸箱卸载机在卸载区域内使用所需的空间，因为以上描述的输送机***3700可能能够在移动主体上方运转并且因此占据与之相同的空间。换言之，借助将这些臂总体上布置在该机器人纸箱卸载***的宽度尺寸的最外部范围之处或附近的这种跨坐设计，这些机械臂3740的布置准许输送机(因此还有物品，例如纸箱、盒子)总体上在机械臂3740下方运行并穿过其中，这可以不消耗有用的卸载空间。
机器人臂3740可以包括一对枢转臂3742a、3742b以及侧向移动臂3744，以便移动和定位该机械手头部3750(例如，真空机械手头部或末端执行器或远端)。这些枢转臂3742a、3742b可以将机械手头部3750朝向和背离物品移动并且从物品上下移动，例如物品墙或物品堆中的物品(例如，在卡车挂车内的物品堆，等)。该侧向移动臂3744可以将机械手头部3750相对于装载区域的宽度从一侧移动到另一侧，例如从纸箱堆的左侧移动到这个堆的右侧。在一些实施例中，机械手头部3750也可以独立地围绕侧向轴线上下枢转。例如，机械手头部3750可以从面向纸箱堆的位置枢转到面向该纸箱堆和该机器人纸箱卸载机所在的卡车挂车的地板的位置。这些移动可以使得机械手头部3750能接合物品堆或物品墙中的、从地板到顶板以及从一侧到另一侧的、以及在不同大小的卸载区域(例如，不同宽度和/或高度的挂车)内的所有物品。当机械手头部3750被枢转到面向地板时，卸载区域内的物品可以通过其顶部被纸箱机器人臂3740拾起。这个特征在收回搁置在挂车地板上和/或仅从顶部可触及的物品(例如，纸箱)时是尤其有利的。机器人臂3740的这些移动部分的移动可以是通过电动齿轮马达或电动线性马达，但不局限于此。虽然这些臂被示出是形成为“U”形通道，但也可以使用管。
图37C展示了实施例移动主体3756，该移动主体可以是分开的独立式载运工具，该载运工具被配置成用于接收机器人纸箱卸载机的其他部件并与之整合、或者在替代性实施例中可以被构造成机器人纸箱卸载机的一体部分。如图所示，移动主体3756可以是带凹口的或者包括多个凹陷以便让开(clear)机械臂3740的如上所述的多个部分。多个轮3758可以定位成与移动主体3756的各拐角相邻并且各自可以被独立地提供动力以便提供移动和转向。在内部，移动主体3756可以包括内部结构框架、多个轮驱动马达、载运工具控制器、以及能量源，例如蓄电池或气体发生器(例如，液态丙烷(LP)气体发生器)，以用于对机器人纸箱卸载机提供动力并可选地对加压流体和真空源提供动力。该机器人纸箱卸载机和移动主体3756也可以通过将机器人纸箱卸载机连接或栓系到在仓库、库房或配送中心内所存在的电源上来提供动力。此外，该机器人纸箱卸载机可以连接到其他外部的加压流体和真空源上。图37D-37F展示了实施例机器人纸箱卸载机3760，该机器人纸箱卸载机包括移动主体、带有机械手头部3764的机械臂3762、以及输送机***3765，该输送机***包括前端区段3766(例如，前端整理器、“鼻部”输送机等)和中央区段3768(例如，人字形中央整理器)、以及后部输送机3770。该机械臂3762和输送机***3765(例如，该前端整理器和人字形中央整理器)可以被配置成侧向地(即，从一侧到另一侧)移动(即，平移或滑动)。这样的实施例机器人纸箱卸载机3760可以有利地由于机械臂3762和输送机***3765二者的从一侧到另一侧的移动而实现从墙或堆中更好地将物品收回、单个化和整理。具体而言，机器人纸箱卸载机3760一旦位于卸载区域内就可能能够将物品(例如，纸箱)移动到机器人纸箱卸载机3760的一侧。例如，这样的物品可以是定位在挂车一侧的盒子或纸箱。为了向旁边运动机械臂3762的机械手头部3764(例如，真空机械手头部)以便获得空隙来绕过物品，输送机***3765的前端区段3766和中央区段3768可以侧向地移动。机械臂3762也可以相对前端区段3766和中央区段3768侧向地移动以便对机械手头部3764提供空隙。机械手头部3764的机械手可以是在轨道上可侧向移动的以便侧向地移动来将机械手头部3764的侧面互动元件(例如，真空吸杯)放置成与在机器人纸箱卸载机3760的一侧的物品相接触。一旦物品被拾起，前端区段3766和中央区段3768就可以与机械手头部3764的这些机械手一起侧向地移动以便将拾起的物品定位在前端区段3766上方来释放。在一些实施例中，该物品(在图37F中示出为盒子3771)可以在当输送机***3765和机械臂3762已经从其中心位置平移时、在该物品从中央区段3768来到后部输送机3770时呈角度。在一些实施例中，机械臂3762和输送机***3765可以被配置成用于沿着安装到机器人纸箱卸载机3760的移动主体的前部上的线性滑动件进行移动。在一些实施例中，竖直铰链板可以安装到该线性滑动件的前部上，并且前端区段3766可以从该竖直铰链板上铰接出来。进一步，致动器可以附接至该竖直铰链板和该前端区段3766上以便升高该前端区段3766。在一些实施例中，机器人纸箱卸载机3760可以包括安装在该移动主体的前轮前方的“鼻部输送机提升缸”，该鼻部输送机提升缸能够提升前端区段3766。在多个不同实施例中，可以利用相机或其他传感器(例如，距离传感器)来提供可视化并引导机器人纸箱卸载机进入卸载区域(例如，半挂车)。例如，这样的距离传感器可以像“路缘塞尺(curb feelers)”那样起作用，路缘塞尺使用接触来测量从卸载区域的壁到机器人纸箱卸载机3760的距离。替代地，距离传感器可以使用光、声音或其他方法来感测距离。图37D展示了机器人纸箱卸载机3760，其中机器人臂3762和输送机***3765处于居中的(或未平移过的)位置。图37E展示了该实施例机器人纸箱卸载机3760，其中机械臂3762和输送机***3765处于平移后的位置，使得机械臂3762和输送机***3765向右侧向地移动。图37F展示了该实施例机器人纸箱卸载机3760，其中机械臂3762和输送机***3765处于平移后的位置，使得机械臂3762和输送机***3765向左侧向地移动。图37G展示了正在用机器人臂3762的机械手头部3764(例如，真空机械手头部)的机械手3778的侧面机械手吸杯3774(例如，真空吸杯)触及侧面物品3772(例如，纸箱)的机器人纸箱卸载机3760，该机器人臂被配置成如以上参照图37D-F所描述地侧向移动。该机械手3778可以被定位成垂直于具有其他机械手吸杯3780的其他机械手引导杆3782。当机械手3778(例如，外部真空机械手)在轨道3776上侧向移动并将该侧面机械手吸杯3774放置成与物品3772相接触时，物品3772可以被该侧面机械手吸杯3774拾起。例如，当对该侧面机械手吸杯3774施加真空时，物品3772可以被拾起。托盘3788也可以向旁边滑动以便以线3789所示的布置进行支撑。
图38展示了实施例机器人纸箱装载***3800并且示出了机械臂(例如，纸箱收回臂3830)的部件的透视图，这些部件包括支撑框架或底座3801、接合纸箱的末端执行器或远端(例如，机械手头部3810)、以及平衡单元3850。该纸箱收回臂3830可以被称为“跨坐式臂”构型，其中这个臂跨坐于该输送***的两侧上。这种跨坐式臂构型通过将位于卸载区域内的纸箱收回臂3830可能引起的阻碍减到最小或消除，而将输送***面积最大化，从而有助于最大吞吐量。纸箱收回臂3830的宽度提供的额外的优点在于，可以使用宽的接合纸箱的头部单元来提供更宽的面积用于接合纸箱或物品。纸箱收回臂3830可以被配置成使得纸箱可以经过该臂结构的这些侧面，例如在纸箱收回臂3830操作来将纸箱放到输送机***上时。纸箱收回臂3830可以围绕至少一条水平轴线铰接以便缩回和伸出从而接合纸箱，以例如用于放置在可以包括整理、单个化和其他***的输送机***上。由于纸箱收回臂3820配置有多个臂，这些臂围绕水平轴线铰接，因此该纸箱收回臂的侧面之间的宽度可以最大化并且在一些情况下可以扩展到卸载空间的全部宽度或几乎全部宽度(例如，挂车的宽度)。
这些平衡单元3850可以被配置成例如在下轴线处联接到纸箱收回臂3830上，以用于抵消来自载荷的力，特别是当纸箱收回臂3830处于完全伸出或完全缩回位置中时。这些载荷可以来自这些臂部件本身以及来自机械手头部3810所接合的纸箱。
在实施例中，机械手头部3810可以配置有支撑纸箱接合机构的框架。例如，机械手头部3810可以沿着机械手头部3810的前部部分和这些侧面部分、例如沿着其框架配置有一系列真空头部3811。在实施例中，机械手头部3810可以具有三轴线抓住纸箱的能力。例如，机械手头部3810可以向前和向后、上下旋转、并且从一侧到另一侧地移动。机械手头部3810可以被配置成用于从一侧到另一侧的移动，使得一堆纸箱的面(即，纸箱面)可以被全部接合，甚至在最侧面的极端部处也是如此，如下文更详细描述的。
如图39A-39D所示，联接至平衡单元3950上的纸箱收回臂3930可以被配置成如下的臂本体，该臂本体跨坐于纸箱引导***上并且可以通过框架或轨道3901附接至移动主体3903上。这些平衡单元3950的缸3951的一端可以在联接器3953b处附接至该臂本体3905上，该联接器可以固定至缸3951上。这个缸3951可以包括轴3955，这个轴具有附接至机器人臂3930上的可移动的联接器3953a。输送机***3970也可以联接至该移动主体3903上。纸箱收回臂3930可以具有该跨坐式臂构型的下部臂部分3930a和上部臂部分3930b。在一些实施例中，轨道3901可以使得该臂本体能够相对于移动主体3903向前或从一侧到另一侧地移动。下部臂部分3930a可以可枢转地附接至该臂本体上并且可以通过多个下部马达围绕下部臂轴线3933进行角度定位。上部臂部分3930b围绕上部轴线3931可枢转地附接至下部臂部分3930a的两端上并且可以通过上部马达进行角度定位。机械手头部3910(或末端执行器或远端)、例如真空机械手头部可以可枢转地附接至上部臂3920b的两端并且通过真空马达进行角度定位。在实施例中，机械手头部3910可以包括多个真空机械手3911，这些真空机械手附接至机械手头部3910上以便从纸箱墙或纸箱堆中抓住、拉拽和放下纸箱3990(例如，如图39D中所示)。
该实施例纸箱收回臂3930可以安装在移动主体3903顶上以便降低重心。例如，纸箱收回臂3930的多个部分可以跨坐于移动主体3903的这些侧面上。移动主体3903可以包括凹陷以便让开纸箱收回臂3930的其他部分。纸箱收回臂3930可以在每侧包括一对枢转臂3930a、3930b并且包括侧向移动臂3930c，以便移动和定位该真空机械手头部3910。纸箱收回臂3930的这些枢转臂3930a、3930b可以将机械手头部3910朝向和背离纸箱堆移动、以及从纸箱堆的顶部到底部上下移动。该侧向移动臂3930c可以将机械手头部3910相对于纸箱堆从一侧移动到另一侧。机械手头部3910还可以至少从面向纸箱堆的位置(例如，臂位置A-C，在图39A-图39C中示出)枢转到面向挂车地板的位置(例如，图39D中的臂位置D)。这些移动可以使得机械手头部3910能接合纸箱堆中的、从地板到顶板以及从一侧到另一侧的、以及在不同大小的挂车内的纸箱3990。当机械手头部3910枢转成面向地板时，纸箱3990可以通过纸箱3990的顶部被拾起，如图39D所示。这个特征可以在收回搁置在挂车地板上的、或者仅可从纸箱3990的顶部触及的纸箱3990时是尤其有利的。纸箱收回臂3930的这些移动部分的移动可以通过电动马达或电动线性马达(包括通过齿轮、皮带、链条等等驱动的马达，但不局限于此)来驱动。进一步，虽然纸箱收回臂3930的这些臂被示出为形成“U”形通道或类似结构，但也可以使用管来形成这些臂或其他特征。
如图39A-图39D所示，纸箱收回臂3930可以具有安装到移动主体3903上的臂本体3905。臂本体3905可以具有在其两侧之间延伸的、可以带有凹口以便在其中接收移动主体3903的至少一个横构件。臂本体3905可以进一步包括用于将纸箱收回臂3930固定至移动主体3903上的多个本体附接点。在实施例中，下部臂3930a可以具有在下部臂轴线3933处可枢转地附接至臂本体3905的一侧上的第一端、以及在上部臂轴线3931处可枢转地附接至中间臂或上部臂3930b上的第二端。下部臂轴线3933可以由下部臂3930a的第一端与臂本体3905每一侧的枢转附接来限定。上部臂轴线3931可以由下部臂3930a的第二端与上部臂3930b在每一侧的枢转附接来限定。下部构件(例如管或轴)可以沿着下部臂轴线3933延伸以便将每个下部臂3930a连接在一起、并且可以形成这些下部臂3930a与臂本体3905的枢转附接部的一部分。下部齿轮马达或致动器可以附接至臂本体3905上以便通过齿轮作用与这些下部臂3930a相接合从而使这些下部臂3920a围绕下部臂轴线3933进行枢转。
上部臂3930b可以从这些下部臂3930a的第二端可枢转地伸出并且围绕上部枢转轴线3931进行旋转。每个上部臂3930b、以及下部臂3930a的在上部臂轴线3931处结合的第二部分可以在每侧通过上部结合构件相结合，该上部结合构件可以是将这些上部臂3930b(以及这些下部臂3930a的第二端)围绕上部臂轴线3931连接在一起的管或轴、并且可以形成这些上部臂3930b与这些下部臂3930a的枢转附接部的一部分。上部臂3930b可以背离上部臂轴线3931延伸并且可以在联接到端臂3930c上的滑动件中终止。该端臂3930c可以联接到侧向可移动的头部单元3910上并且促进其移动。上部臂齿轮马达或致动器可以附接至例如下部臂3930a上以便通过齿轮作用与上部臂3930b相接合，从而使这些上部臂3930b围绕上部臂轴线3931进行枢转。在其他实施例中，上部臂轴线3931和下部臂轴线3933、以及下部臂3930a和上部臂3930b可以在每侧、或在至少一侧独立地被驱动马达所驱动，这些驱动马达是与该轴线同轴地定位在该轴线位置处，并且可以省略这些结合构件。
在实施例中，这些端臂3930c可以附接至端板3935上，该端板将这些端臂3930c可移动地附接至侧向滑动件或其他结构上，该结构可以用于将这些端臂3930c间隔开。侧向滑动件可以被定向成利于这些端臂3930c的侧向移动。线性马达可以固定至上臂3930b的末端上、与这些侧向滑动件相邻，并且可以驱动这些端臂3930c的侧向移动。该线性马达的致动可以使这些端臂3930c侧向移动。
在图40A-40C中展示了实施例机器人纸箱装载***4000的其他方面。该实施例机器人纸箱装载***4000可以包括机械手头部4010、控制单元4020、机械臂4030、平衡单元4050以及输送机***4090。传统的平衡***在机械臂自身上的多个点之间提供平衡连接并且不连接到该机械臂的底座。与传统的机械臂平衡物相反，该实施例平衡单元4050可以连接在机械臂4030与支撑该机械臂4030的底座(例如臂本体4005、框架4001、或移动主体4003)之间。以此方式，该实施例平衡单元4050可以有利地在机械臂4030被置于不同位置(如在图39A-39D中所示的那些)中时、基于机械臂4030与该臂本体4005、框架4001、或移动主体4003之间的连接而提供平衡力。该平衡单元4050可以抵消在机械臂4030移动经过不同位置时、例如在操作过程中用于接合和移动纸箱以便放置在输送机***4090上或附近时所产生的力。在图40A中展示的第一位置中，机械臂4030可以处于可以至少部分地被该平衡单元4050支撑的缩回位置中。该平衡单元4050可以配置有阻尼元件，例如弹簧4057，该弹簧抵抗在弹簧4057的压缩方向上施加在其上的力。该平衡单元4050可以在一端处附接至下部臂4030a上，例如在下部轴线4033附近、在臂本体4005外侧的位置中，并且在另一端处附接至臂本体4005上。该平衡物4050可以被配置成用于平衡该机器人臂4030以及用其捕获的任何纸箱的重量。在一些实施例中，弹簧4057可以是气体弹簧。
该平衡单元4050可以包括轴4055，该轴在缸4051内延伸穿过弹簧4057，这个缸至少包围了弹簧4057和轴4055。这个轴4055可以在一端处附接至缸4051内的活塞或端板4059a上。轴4055可以在另一端处联接至可移动联接器4053a上，该可移动联接器在缸4051的第一端附近附接至下部臂4030a上。缸4051的另一端可以在联接器4053b处附接至臂本体4005上，该联接器可以固定至缸4051上。轴4055的该端可以联接至端板4059a上，使得当轴4055随着下部臂4030a的移动而移动进出缸4051时，该端板4059a接触并含有或固持弹簧4057的一端。弹簧4057的另一端可以在缸4051的内表面处接触缸末端4059b。当轴4055从缸4051中移动出来时，弹簧4057可以被压缩在端板4059a与4059b之间，这可以提供与轴4055的向外移动相反的阻力。当轴4055移动进入缸4051中时，弹簧4057的压缩可以被释放。弹簧4057的拉伸可以被配置成使得它在轴4055进出缸4051中时均提供抵抗该轴的移动的阻力。替代地，弹簧4057可以被配置成仅在一个方向上抵抗轴4055的移动。虽然平衡单元4050在此被描述为弹簧单元，但不局限于此。平衡单元4050的其他构型是可能的，例如气体缸和活塞***、液压流体和活塞***、或者气体、流体、机械或弹簧***的组合，等等。
在这些不同实施例中，机械臂4030可以被配置成“肘节臂”、或“中心上”构型，这种构型靠近经过枢转轴线、例如机械臂4030的下轴线4053并且垂直于移动主体4003所画出的竖直线“C”在一个范围内进行枢转。在图40A和图40C中，机器人臂4030可以分别处于缩回和伸出位置中，而弹簧力可能相对较高。该平衡单元4050可以补偿在这些位置中、或在机械臂4030的移动的完全缩回或完全伸出的极端部处该机械臂4030所产生的力，其中弹簧力可能被最大化。如图40B中，机械臂4030可以移动到“中性”位置。在这样的位置中，弹簧4057可以是完全伸出的并且弹簧力可以最大化(例如，低于在图40A和40C的缩回位置和伸出位置中施加的相对高的力)。臂4030在伸出或缩回方向上的进一步移动可能致使弹簧4057如上文所描述的被压缩、并且提供抵消机器人臂4030的力的阻力。该平衡单元4050由此可以对机器人臂4030的移动具有稳定化效果。
在图40D和图40E中展示了实施例的机器人纸箱装载***4000的其他细节，这两个图是包括实施例机械臂的示例性机器人纸箱装载***的透视图。例如，机器人臂4030可以包括多个驱动马达4041，这些驱动马达可以位于下部臂4030a与上部臂4030b之间的结合部的内部部分。这些驱动马达4041可以定位成是与轴线4031共轴或大致共轴的。例如，这些驱动马达4041的中央驱动齿轮或机构可以从轴线4031偏置从而接合上部臂4030b的接收齿轮或机构。在实施例中，这些驱动马达4041可以包括用于驱动上部臂4030b的齿轮驱动或其他驱动机构。这些驱动马达4041可以联接至上部臂4030b的内表面上。替代地，这些驱动马达可以安装至齿轮驱动组件或其他驱动组件上，该组件进而可以直接安装至上部臂4030b的内表面上或上部臂4030b的接收驱动组件上。机器人臂4030可以进一步包括多个驱动马达4043，这些驱动马达可以位于下部臂4030a与臂主体4005的框架部分4005b之间的结合部的内部部分处。这些驱动马达4043可以定位在穿通型输送平台或机构下方，该平台或机构可以延伸穿过该机器人纸箱卸载***和该机器人臂4030。这些驱动马达4043可以联接至下部臂4030a的内表面上。替代地，这些驱动马达4043可以安装至齿轮驱动组件或其他驱动组件上，该组件进而可以直接安装至下部臂4030a的内表面上或下部臂4030a的接收驱动组件上。在实施例中，上部臂4030b和这些驱动马达4041以及这些驱动马达4043可以安装在下部臂4030a内侧，因为这些下部臂4030a的内表面可以限定机器人纸箱装载***4000的外部尺寸并且可能非常靠近卡车、容器、或其他纸箱储存与卸载空间的侧壁。
在实施例中，上部臂4030b可以背离轴线4031延伸并且可以在将至少一个端臂4030c附接到每个上部臂4030b上的侧向滑动件4037中终止。端臂4030c可以附接至端板4035上，该端板将端臂4030d可移动地附接至侧向滑动件4037上并且限定了端臂4030c的宽度。侧向滑动件4037被定向成使端臂4030c沿着轴线C侧向移动。线性马达4013可以固定至上部臂4030b的末端上、与该侧向滑动件4037相邻，并且可以具有连接到端板4035或端臂4030c上的侧向可移动连接4039。该线性马达4013的致动使该连接4039移动，该连接使端臂4030c侧向移动。端臂4030c可以进一步联接至机械手头部4010，该机械手头部也可以随着端臂4030c的侧向移动而侧向移动。
机械手头部4010可以可枢转地附接到端臂4030c的自由端或两端上、并且可以围绕头部枢转轴线沿着枢转弧D’进行枢转。头部马达4011可以居中地安装到端臂4030c上并且可以在一端处朝端板4035延伸并且在另一端处朝机械手头部4010延伸。头部马达4011可以通过一个***使机械手头部4010围绕头部枢转轴线沿着枢转弧D’进行枢转，该***可以包括齿轮箱与皮带驱动***的组合，例如下文参照图41A所描述的***。
在图41A中展示了机器人纸箱卸载***4104的部件的进一步的细节，包括机械手头部4110。如以上说明的，机械手头部4110可以可枢转地附接到端臂4130c的末端上。端臂4130c可以可枢转地附接到上部臂4130b上。机械手头部4110的枢转可以由头部马达4117驱动。头部马达4117可以驱动皮带4111a，该皮带可以定位在端臂4130c的两侧的外侧上。皮带4111a可以驱动一个轴4112。轴4112可以延伸穿过端臂4130c的两侧并且可以可旋转地固定至其上。皮带轮4115可以在端臂4130c的每侧的外侧附接至轴4112的每端上。如图所示，这些皮带轮4115也可以附接至机械手头部4110的每侧上、例如在皮带轮4119处，从而允许机械手头部4110围绕头部枢转轴线在枢转弧D’上移动。轴承可以在皮带轮4115和4119中每一个皮带轮的后方附接至这些端臂4130c上，其中每个轴承支撑连接到皮带轮4115和4119上的一个轴。头部皮带4111b可以沿着端臂4130c的每侧的内侧在皮带轮4115与4119之间延伸并且附接至皮带轮4111c上。头部皮带4111b可以将来自轴4112的旋转运动转换成机械手头部4110的枢转。在实施例中，机械手头部4110可以配置有真空杆组4170，这些真空杆组可以用来通过一系列真空吸杯4170a抓住纸箱。额外的侧面真空杆4170b可以定位在机械手头部4110的两侧上以便与沿着装载空间的一侧的纸箱相接合。这些侧面真空杆4170b可以允许从侧面触及纸箱，例如不需要将机器人纸箱卸载臂或移动底座缩回，这提供了更大的灵活性和效率。机器人臂4130可以进一步包括多个驱动马达4143。
在实施例中，机械手头部4110包括机械手框架4173，该机械手框架在头部枢转轴线D-D处可枢转地附接至端臂4130c上。机械手框架4173可以提供用于支撑机械手头部4110的所有部件的一种结构，该机械手头部可以是真空机械手头部。该驱动皮带4111b可以延伸穿过端臂4130c并附接到这些皮带轮4119上，这些皮带轮可以在端臂4130c的两侧的内侧固定至机械手框架4173上。机械手头部4110可以是任何类型的机械手头部，例如以上参照图8-33C所描述的真空机械手。虽然可能是参照图35A-59D以及在其他地方描述和展示了真空机械手，但将了解的是，可能按侧向可移动的构型来使用其他机械手单元。例如，卡爪头部、托盘头部、或多种头部技术的组合全都可以从本文在机器人臂4130的多个不同实施例中描述的特征中受益。
将了解的是，下部机械臂的下轴线(例如，4033)、上部机械臂的上轴线(例如，4031)、滑动件(例如，4037)的侧向移动轴线、以及头部枢转轴线D-D可以是平行的。因此在实施例中，机械手头部4110可以具有三轴抓住纸箱4190的能力。图41B和41C示出了机械手头部4110的顶视图，该机械手头部可以另外被配置成从卸载空间(例如挂车或其他空间)中抓住并移取纸箱4190。在示出了实施例4101图41B的视图中，线性马达4113已经将机械手头部4110沿着滑动件4037在轴线C-C上移动到了最侧面位置A。如图所示，这些真空杆4173a可以沿着第一轴线从纸箱堆中抓住并拉动单一纸箱。在实施例中，机械手头部4110可以进一步被配置成用于接合在第二垂直轴线上位于机械手头部4110的一侧的纸箱4190。如在图41C的实施例4102中所示，机械手头部4110可以甚至在纸箱4190抵靠卸载空间的侧面B时通过沿着滑动件4037朝侧面B侧向移动来接合该纸箱。这些侧面真空杆4170b可以例如通过沿着该第二轴线伸出和缩回来抓住纸箱4190。因此，这些侧面真空杆4173b可以被配置成用于抓住和操纵堆靠在装载空间的壁(例如半挂车的内部)上的包装物。在图39D中可见，机械手头部4110可以被配置成旋转到使这些真空杆4170a面朝地板，以便通过纸箱的顶部来抓住该纸箱并竖直地提升该纸箱。
为了对这些真空杆4170a和这些侧面真空杆4170b提供动力，挠性或部分挠性的流体传导管线(例如空气管线)可以沿着端臂4130c延伸到机械手头部4110。空气可以通过内置于机器人纸箱卸载机***4000中的自带空气泵被递送至该空气管线、或者可以从外部来源(例如从仓库或配送中心传导的压缩空气)提供。
在此描述的实施例机器人纸箱装载机***在更常规的***4200的基础上通过最大化到达装载区域内的纸箱的通路而提供了明显的优点。如图42所示，铰接在侧向枢转件4211和4213处的机械臂4210可以限制头部单元4215对纸箱堆4290的触及。例如，当围绕枢转件4213侧向地铰接的臂部分4210b在多个终点位置之间移动时，在臂部分4210b的行进终点附近可能存在不可触及区4220。不可触及区4220代表了针对臂4210向装载区域中的具体***位置而言对纸箱堆4290的触及受限的区域。
相反，如图43所示的实施例机器人纸箱卸载机***4300可以提供对纸箱堆4390的增强的触及。臂组件4311可以移动进出纸箱卸载区域。侧向驱动组件4313可以使机械手头部4315在多个终点位置(例如，卡车或卸载空间的侧壁)之间侧向移动。机械手头部4315的侧向线性移动可以提供对纸箱堆4390的一个面的所有区域的触及，因此提高了卸载效率。
图44A展示了包括人字形中央整理器4410和前端整理器4420的实施例输送机***4400的透视图。如以上描述的，该前端整理器4420可以包括用于将物品(例如，盒子、纸箱等)从前端整理器4420的前端移动到后端的多排皮带或辊。例如，并且如图44所示，前端整理器4420可以包括五个独立的排4422a-4422e(即，三个内部排和两个最外部排)，每个排由一组被配置成用于以不同速度来移动物品的辊构成。在一些实施例中并且如以上描述的，这些最外部排422a、422e可以包括被配置成用于使物品向内移动到内部排422b-422d的区段4424a、4424b。例如，这些区段4424a、4424b可以包括被配置和定向成用于以某个角度沿对角线方向向内驱动物品的多个辊(或具有多个辊的区段)。在一些实施例中，前端整理器4420的这些排4422a-4422e中的每一个排可以由被提供动力来以不同速度移动的有动力皮带构成。进一步，并且如以上描述的，该人字形中央整理器4410可以由多个有动力或被驱动的辊构成，这些辊被配置成用于在物品从人字形中央整理器4410的前部移动到后部时对物品进行单个化和整理。如以上描述的，前端整理器4420还可以包括引导器4430a、4430b，这些引导器是成角度的，使得与引导器4430a、4430b相接触的物品(例如，纸箱、盒子等)可以向内指向内部排4422b-4422d。图44B示出了包括前端整理器4420和人字形中央整理器4410的实施例输送机***4400的顶视图。
在一些实施例中，前端整理器可以被配置成相对于人字形中央整理器移动或重新定位。相应地，图45A展示了包括前端整理器4520的输送机***4500的顶视图，该前端整理器被配置成相对于人字形中央整理器4510侧向移动。例如，该前端整理器4520可以被配置成用于沿着与卸载区域的地板平行(例如，与卡车挂车地板平行)的轨道在两个方向(例如，左或右)上从一侧移动到另一侧。距离4530(在图45A中示出的‘d’)展示了与人字形中央整理器4510的示例性偏移量，这可能是由于前端整理器4520的这种从一侧到另一侧的移动而出现的。在多个不同实施例中，前端整理器4520的这种侧向移动可以被可能需要不同马达单元的液压的、或链条驱动的机构所驱动。
图45B展示了包括前端整理器4570的输送机***4550的顶视图，该前端整理器被配置成相对于人字形中央整理器4560进行枢转。例如，前端整理器4570可以被配置成用于在枢转点4582上、在两个方向上、在一条特定轴线(例如，在平行于卸载区域的地板的平面上)进行旋转。角度4580(‘a’，在图45B中示出)展示了围绕枢转点4582的示例性旋转，这可能是由于这样的枢转功能而出现的。在多个不同实施例中，前端整理器4520的这种侧向移动可以被可能需要不同马达单元的液压的、或链条驱动的机构所驱动。
图46-49展示了多种不同实施例的人字形中央整理器。如以上描述的，在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机可以包括输送机***，该输送机***包括被配置成不仅从前到后移动物品(例如，盒子等)而且还在卸载区域内对物品进行单个化和整理的中心区段。具体而言，联接到机器人纸箱卸载机的移动主体上的人字形中央整理器可以将来自多个排的以大的或散布的方式到达的物品(例如，纸箱)从前端整理器移动到中心路径并且可以将这些物品分离到一条尾随领导者的路径中。通过这样的整理和单个化可能出现某种空隙，其中最终结果是一列多个分开的物品。换言之，到达该人字形整理器上的物品的从一侧到另一侧的取向可以总体上被转化成成列的队列取向。
图46展示了输送机***的人字形中央整理器4600部分的多个不同的区，该输送机***被配置成安装到以上描述的机器人纸箱卸载机的移动主体上。在一些实施例中，人字形中央整理器4600可以包括中央输送机4601(或中央输送机区段)和后部输送机4602(或后部输送机区段)。
输送机辊4612可以被布置在多个排和区中用于偏置正被人字形中央整理器4600移动的物品(例如，纸箱、盒子等)。具体而言，这些输送机辊4612可以是对齐的(或成角度的)以致使朝人字形中央整理器4600的中线4620向内运送物品、并且用于将这些物品分开或单个化。该中线4620可以沿着物品的移动方向在长度方向上平分人字形中央整理器4600。例如，当人字形中央整理器4600包括中央输送机4601和后部输送机4602二者时，中央输送机4601和后部输送机4602均可以在长度方向上被中线4620平分。
输送机辊4612可以是相对于中线4620成角度斜置的，以便创造出沿着中线4620从前部延伸到后部的输送机辊的嵌入人字形。在一些实施例中，每个人字形可以包括四个输送机辊，其中从所示的中线4620各侧以斜置角度延伸出两个同轴的输送辊。每个斜置角度可以包括离中线4620约81度。
进一步，一个人字形中的每个输送机辊可以属于总体上在长度方向上并且平行于中线4620延伸的一排斜置的输送机辊。具体而言，中央输送机4601的斜置的输送机辊可以包括所示的排4630a、4630b、4630c、4630d。内部排4630b、4630c可以包括从中线4620两侧延伸的内侧排，并且外部排4630a、4630d可以包括位于内部排4630b、4630c外侧的外部排。后部输送机4602的斜置的输送机辊可以包括嵌在中央输送机4601的人字形中的人字形并且可以包括总体上在长度方向上并且平行于中线4620延伸的排4632a-4632d。内部排4632b、4632c可以包括与中线4620相邻的内部排，并且外部排4632a、4632d可以包括在其外侧的外部排。排4632a、4632b、4632c和4632d中的每一个排可以在长度方向上与排4630a、4630b、4630c、4630d对齐。例如，第一排4630a和第二排4632a可以在长度方向上对齐。
斜置的输送机辊的这种嵌入的人字形取向可以将在人字形中央整理器4600上被推进的物品(例如，盒子、纸箱等)朝中线4620向内偏置。当物品经过中线4620并接触另一侧的输送机辊4612时，这些物品可以被偏置返回中线4620。在人字形中央整理器4600上被推进的物品的路径可以跨中线4620来回摆动。为了对这样的物品进行规整和单个化，这些输送机辊4612可以作为以不同速度运转的输送机辊区4640a-4640f来驱动。每个输送机辊区4640a-4640f可以由不同的马达来驱动，并且每个马达可以是可以设定成以不同于其他马达的速度运转的变速马达。在一些实施例中，人字形中央整理器4600可以包括输送机辊4612的六个不同的区4640a-4640f，其中在中线4620每侧有三个区，其中每个区由不同的马达驱动并且具有不同的速度。
图47展示了输送机***的人字形中央整理器4600部分的底视图，该输送机***被配置成安装到以上描述的机器人纸箱卸载机的移动主体上。该人字形中央整理器4600可以包括六个不同的马达4720a-4720f。每个马达4720a-4720f可以驱动这些皮带(例如驱动皮带)4730a-4730f之一，并且每个皮带4730a-4730f可以接触并驱动这六个输送机辊区中的一个，如以上参照图46描述的。每个输送机辊区可以包括一个或多个排，如以上描述的。每个马达4720a-4720f能以不同于另一个马达的选定速度运转，并且因此每个输送机辊区能以不同的速度运转。
以下是对与图46-47中描述的不同的马达、多排辊、以及区相关联的示例性移动速度的展示。以下对多排辊、区和速度的描述应理解为例子、并且因此不旨在限制各个实施例。第一马达4720a可以驱动第一皮带4730a，该第一皮带接触并驱动第二排4630b辊，这些辊可以构成第一输送机辊区4640a。在一些实施例中，第一马达4720a可以致使物品(例如，盒子、纸箱等)以第一速度、例如约185英尺每分钟移动。第二马达4720b可以驱动第二皮带4730b，该第二皮带接触并驱动递第三排4630c辊，这些辊可以构成第二输送机辊区4640b。在一些实施例中，第二马达4720b可以致使物品(例如，盒子、纸箱等)以第二速度、例如约466英尺每分钟移动。第三马达4720c可以驱动皮带4730c和第五排4632a辊，这些辊可以构成第三输送机辊区4640c。在一些实施例中，第三马达4720c可以致使物品(例如，盒子、纸箱等)以第三速度、例如约276英尺每分钟移动。第四马达4720d可以驱动皮带4730d，该皮带可以接触并驱动第二排4630a辊和第六排4632b辊，这些辊可以构成第四输送机辊区4640d。在一些实施例中，第四马达4720d可以致使物品以约556英尺每分钟的第四速度移动。第五马达4720e可以驱动皮带4730e，该皮带可以接触并驱动第四排4630d辊和第七排4632c辊，这些辊可以构成第五输送机辊区4640e。在一些实施例中，第五马达4720e可以致使物品以约556英尺每分钟的第五速度移动。第六马达4720f可以驱动皮带4730f和第八排4632d辊，这些辊限定了第六输送机辊区4640f。在一些实施例中，第六马达4720f可以致使物品以约276英尺每分钟的第六速度移动。
具有185英尺每秒的速度的第二排4630b辊与具有466英尺每秒的速度的第三排4630c辊之间的速度差异意味着，在第三排4630c辊顶上(即，在第二区4640b之内)行进的物品(例如，纸箱)可以超前于以185英尺每秒移动的第二排4630b辊上的第一区4640a中移动的物品。此外，第一区4640a与第二区4640b之间的速度差异可能引起物品跨中线4620的初始的从一侧到另一侧的转向。
由于第五区4640e和第四区4640d可以被配置成以最快速度(例如，约566英尺每分钟)移动并且可以使从第一区和第二区4640a、4640b进入的移动较慢的物品(例如，纸箱)加速，这些区4640d、4640e可能能够在进入的物品之间拉开空隙、并且可以旋转矩形的物品来使窄面朝前。
第三区4640c和第六区4640f可以将物品(例如，盒子、纸箱)从输送机***中排出、并且可以是以较慢速度运行以便引起物品朝中线4620转向的短区段。第三区4640c和第六区4640f能以约278英尺每分钟的相同速度移动、并且接收以约566英尺每分钟移动的物品，这促进了转向。
图48A-48D展示了与实施例人字形中央整理器4800、4850的多个区相关联的不同马达的示例性辊速度，从而利用变速电动马达来驱动皮带。在一些实施例中，实施例人字形中央整理器4800、4850的每个区可以具有独立的侧面安装的变频驱动驱(VFD)驱动的中空轴安装式减速器，其大小被确定为用于500英尺每分钟(FPM)的基本速度。这样的大小可以允许实现普通的设计，尤其是可更换的部件，以及显著的未来速度变化。在一些实施例中，人字形中央整理器4800、4850的每个马达可以与能够反转方向并且改变与马达相关联的皮带的速度的单独的VFD相关联。在一些实施例中，这些马达可以被配置成用于在向前方向或反方向上运转。在一些实施例中，人字形中央整理器4800、4850可以因为竖直皮带凸缘处在辊的高度处而设有背靠背的(低)外侧凸缘。
在一些实施例中，人字形中央整理器4800、4850的电动马达可以被配置成用于以例如在图48A-48B中用‘hz’(赫兹)指示的不同水平进行运转。不同水平可以致使相应皮带以不同速度运转、并且因此致使在与这些皮带相关联的辊顶上的物品沿着人字形中央整理器4800、4850以不同速度移动。进一步，一侧的马达(左手侧(LHS)或右手侧(RHS))可以被配置成用于以比另一侧更高的水平运转以便引起在人字形中央整理器4800、4850的皮带上移动的物品的初始的并排转向。皮带的不同LHS和RHS速度可以引起物品的初始的并排转向。
在一些实施例中，并且如图48A-48B所示，该实施例人字形中央整理器4800可以由三个或更多个区(或区段)构成，例如在54英寸(宽度)x 123英寸(长度)单片式(unibody)框架内的三个区段。具体而言，该实施例人字形中央整理器4800可以利用短的“进给(infeed)”(或前)区段4830，该区段在LHS和RHS上利用了不同的速度。例如，RHS马达可以被配置成基于57hz引起466FPM而非500FPM(或基本FPM的大致93.2％)，而LHS马达可以被配置成基于22hz引起185FPM而非500FPM中(或基本FPM的大致37％)。进一步，人字形中央整理器4800可以利用在短的进给区段4830之后出现的长的皮带第二区段4831，以便引起显著加速从而拉开空隙，这是获得窄面朝前所需要的。例如，第二区段4831中的RHS和LHS马达可以被配置成基于67hz引起556FPM而非500FPM(或基本FPM的大致111％)。进一步，人字形中央整理器4800可以包括最终排出区段4832，该最终排出区段以较慢速度运行并且在长的皮带第二区段4831之后出现以便引起物品朝人字形中央整理器4800的中心的转向。例如，排出区段4832中的RHS和LHS马达可以被配置成基于33hz引起278FPM而非500FPM(或基本FPM的大致55.6％)。
以下是对如图48A中所示的实施例人字形中央整理器4800的LHS和RHS皮带的示例性不同速度的展示。第一RHS马达可以50hz运转并使其相关联的皮带4802a以626FPM移动，第二RHS马达可以50hz运转并使其相关联的皮带4802b以466FPM移动，第三RHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4802c以556FPM移动，并且第四RHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4802d以278FPM移动。第一LHS马达可以20hz运转并使其相关联的皮带4804a以250FPM移动，第二LHS马达可以20hz运转并使其相关联的皮带4804b以185FPM移动，第三LHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4804c以556FPM移动，并且第四LHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4804d以278FPM移动。
以下是对如图48B中所示的实施例人字形中央整理器4800的LHS和RHS皮带的示例性的不同速度的另一个展示。第二RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4802b以500FPM移动或者第二RHS马达可以50hz运转并使其相关联的皮带4802b以466FPM移动，第三RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4802c以500FPM移动或者第三RHS马达可以67hz运转并使其相关联的皮带4802c以556FPM移动，并且第四RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4802d以500FPM移动或者第四RHS马达可以33hz运转并使其相关联的皮带4802d以278FPM移动。第二LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4804b以500FPM移动或者第二LHS马达可以20hz运转并使其相关联的皮带4804b以185FPM移动，第三LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4804c以500FPM移动或者第三LHS马达可以67hz运转并使其相关联的皮带4804c以556FPM移动，并且第四LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4804d以500FPM移动或者第四LHS马达可以33hz运转并使其相关联的皮带4804d以278FPM移动。
图48C-48D展示了实施例人字形中央整理器4850的简化示意图(即，通过不绘出辊和马达盖而简化的图)。图48C-48D中所示的人字形中央整理器4850可以由两个标准的28英寸(宽度)x 15英尺(长度)的小型规整器或区段构成。具体而言，该实施例人字形中央整理器4850可以利用第一区段4870和在该第一区段4870之后出现的第二区段4872。
以下是对如图48C中所示的实施例人字形中央整理器4850的LHS和RHS皮带的示例性的不同速度的展示。第一RHS马达可以50hz运转并使其相关联的皮带4852a以466FPM移动，第二RHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4852b以556FPM移动，并且第三RHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4852c以278FPM移动。第一LHS马达可以20hz运转并使其相关联的皮带4854a以185FPM移动，第二LHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4854b以556FPM移动，并且第三LHS马达可以90hz运转并使其相关联的皮带4854c以278FPM移动。
以下是对如图48D中所示的实施例人字形中央整理器4850的LHS和RHS皮带的不同速度的另一个展示。第一RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4852a以500FPM移动或者第一RHS马达可以50hz运转并使其相关联的皮带4852a以466FPM移动，第二RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4852b以500FPM移动或者第二RHS马达可以67hz运转并使其相关联的皮带4852b以556FPM移动，并且第三RHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4852c以500FPM移动或者第三RHS马达可以33hz运转并使其相关联的皮带4852c以278FPM移动。第一LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4854a以500FPM移动或者第一LHS马达可以20hz运转并使其相关联的皮带4854a以185FPM移动，第二LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4854b以500FPM移动或者第二LHS马达可以67hz运转并使其相关联的皮带4854b以556FPM移动，并且第三LHS马达可以60hz运转并使其相关联的皮带4854c以500FPM移动或者第三LHS马达可以33hz运转并使其相关联的皮带4854c以278FPM移动。
在一些实施例中，机器人纸箱卸载机的输送机***的人字形中央整理器的这多排辊可以包括以下辊：这些辊是成角度的(或向内倾斜的)，使得其水平轴线不与卸载区域的地板(例如，卡车挂车的地板)平行。这样的成角度的辊可以促进物品(例如，纸箱)朝输送机***的中心移动，因此改善了整理效果。图49展示了实施例人字形中央整理器4900的成角度的辊4902a、4902b。如以上描述的，这些辊4902a、4902b在中心在中线4920处结合，该中线在长度方向上平分该人字形中央整理器4900。这些辊4902a、4902b可以成角度，使得其轴线不与地平面4930平行。例如，第一辊4902a可以成角度到轴线4912上，该轴线从与地平面4930平行的另一轴线4910转过了几度(示出为角度‘a’4914)。由于这种成角度的构型，辊4902a、4902b可以具有外部高度(即，在人字形中央整理器4900的外边缘4917附近的高度)，该外部高度大于其内部高度(即，在人字形中央整理器4900的中线4920处的高度)。这样的高度差是用距离4916(图49中的‘h’)展示的，表明第一辊4902a的外部高度大于该第一辊4902a的内部高度。在一些实施例中，这样的高度差可以是大致3/4英寸。在一些实施例中，当人字形中央整理器4900的辊不是倾斜的(即，这些辊是平坦的)时候，物品(例如，纸箱、盒子)可以更大程度地自旋(或自转)。
图50A-59D针对机器人纸箱卸载机的前端整理器。如以上描述的，在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机可以包括前端整理器部件，这些部件可以用来将物品(例如，纸箱、盒子等)朝该机器人纸箱卸载机的输送机***的中心(例如，朝人字形中央输送机)移动以便进一步处理，例如单个化和整理。这样的前端整理器还可以被配置成用于致使物品移动、整理和单个化。例如，当一系列盒子被放在前端整理器上时，该前端整理器的辊和/或皮带的移动可以致使散布得很宽的盒子变窄或者朝该前端整理器的中间排移动(即，整理)、而且在这些盒子之间造成间隔或空隙(即，单个化)。
在多个不同实施例中，该前端整理器可以对其不同的排中的每个排采用不同的速度(或单个化器速度)。例如，中心排可以高速移动以便将中心物品(例如，盒子、纸箱)拉到这个组的前部从而留出空间供物品沿外部排(或翼)移动上来并移动到这些中心排上。以此方式，一列物品(例如，盒子)能以类似于飞鸟的‘V’字形的对齐方式从前端整理器的前部移动到后部。
在多个不同实施例中，实施例的前端整理器可以包括定位在前端整理器上的多个平行的排(例如，五个排)上的轻量塑料皮带，这些皮带被配置成用于驱动放置在其顶上的物品朝机器人纸箱卸载机的输送机***的中心移动。
在一些实施例中，该前端整理器可以配置有可调节的外部排(或翼)，这些外部排可以围绕枢转件以不同的角度向上或向下旋转(或折叠)。例如，前端整理器的最外部排可以向上折叠成“U”形。这些外部排(或翼)的这种旋转可能能够实现该前端装载机在具有多种不同宽度和特征的安装场所(例如，不同宽度的卡车挂车)中的更好或更方便的布置。进一步，这些外部排或翼的这种旋转可以允许外部排旋转进入卡车挂车的侧壁的关闭位置(例如，触碰)，从而使得这些外部排能够充当可以捕获并然后移动掉落的物品(例如，盒子、纸箱等)的搁板。
在一些实施例中，这些实施例前端整理器的外部排(或翼)可以各自包括皮带区段，该皮带区段之后是其中安装有辊的一个塑料板部分。这样的位于塑料板内的辊可以保持一个角度，该角度被配置成引导物品(例如，纸箱)朝向该前端整理器的中心排或皮带(例如，五个排中的中心三个排)。进一步，这样的辊可以由安装在该塑料板下方的、在平行于该成角度表面的前后轴线上旋转的辊提供动力。
图50A-50B展示了在用于从装载区域(例如，从卡车挂车5050的盒子墙5011，等等)收回物品5012(例如，盒子)的多个不同操作中的机器人纸箱卸载机5000。如以上描述的，该机器人纸箱卸载机5000可以包括载运工具或移动主体5020、机械臂5010(或机器人纸箱收回臂)、以及输送机***5075。进一步，输送机***5075可以包括连接到中央整理器5041(或人字形中央整理器)上的前端整理器5036，该中央整理器包括中央输送机5039和后部输送机5040。在多个不同实施例中，该前端整理器5036可以包括被配置成用于使物品5012朝中央输送机5039移动的平行的多排皮带或多组辊。例如，该前端整理器5036可以包括五排被驱动的轻量塑料皮带。在一些实施例中，前端整理器5036的最外部排可以被配置成如下文所述进行旋转、或者替代地可以是固定的。
前端整理器5036和/或中央整理器5041可以利用小型整理器(或小型规整器)或作为小型整理器运行，以用于在其上接收大量的物品5012(例如，盒子)并在物品沿着输送机***5075从前到后移动时将这些物品5012分开和单个化。如图所示，中央输送机5039和后部输送机5040可以包括并排辊输送机的两个或更多区段，这些区段形成了小型整理器(或小型规整器)。图50B示出了机器人纸箱卸载机5000的机械臂5010(或纸箱收回臂)，以用于将物品5012(例如，盒子或纸箱)释放到输送机***5075的前端整理器5036上。
图51-53展示了机器人纸箱卸载机5102的输送机***的实施例前端整理器5100，该前端整理器5100具有能够以不同角度布置(或折叠)的外部排(或翼5110a、5110b)。如图51所示，前端整理器5100可以包括中间部分5134、左翼5110a、和右翼5110b。这些翼5110a、5110b可以可枢转地附接至中间部分5134上。具体而言，左翼5110a可以单独地在与内部排5135a-5135c平行的第一轴线5101a上旋转，而右翼5110b可以单独地在与内部排5135a-5135c平行的第二轴线5101b上旋转。这样的枢转附接可以使得这些翼5110a、5110b能够以不同角度旋转，例如在图51中被示为角度a(例如，10度、15度、45度等)。在一些实施例中，这些独立的翼5110a、5110b能以彼此不同的角度旋转。
在图51和图52中，左翼5110a和右翼5110b被示出为相对于中间部分5134向上枢转(或向上旋转)，使得机器人纸箱卸载机5102的前端整理器5100具有“u”形形状和较窄的横向宽度。换言之，当向上枢转时，前端整理器5100可以更窄，从而使得机器人纸箱卸载机5102能够拉入更窄的卸载区域(例如，卡车挂车5220等)中来卸载物品5122(例如，盒子、纸箱等)。
中间部分5134可以包括被配置成将物品沿一个方向朝机器人纸箱卸载机5102的输送机***的中央整理器移动的多排辊或输送机皮带。例如，中间部分5134可以包括三个内部排5135a、5135b、5135c的平行皮带。此外，每个翼5110a、5110b可以包括独立的多排辊或输送机皮带。例如，如图51所示，右翼5110b可以包括皮带5112而左翼5110a可以包括皮带，每个皮带都能够将物品朝机器人纸箱卸载机5102的输送机***的中心移动。在一些实施例中，这些翼5110a、5110b可以包括多个带轮皮带区段，这些区段可以在其相关联皮带的下游附接至这些翼5110a、5110b上。例如，一个带轮皮带区段可以在左翼5110a的皮带下游，而另一个带轮皮带区段5114可以在右翼5110b的皮带5112下游。这些带轮皮带区段(例如皮带5114)中的轮可以由被安装在该左侧皮带和右侧皮带下方的辊来驱动。例如，用于驱动左翼5110a的皮带的辊5116可以安装在左翼5110a下方。带轮的皮带(例如5114)可以包括安装在其中的轮，这些轮被定向成用于朝向中间部分5134驱动置于其上的物品(例如，纸箱、盒子等)。在一些实施例中，这样的带轮的皮带(例如5114)可以是Intralox皮带。
图53展示了具有定向在共同的平面上的多个排的前端整理器5100。换言之，这些翼5110a、5110b可以向下旋转(或不从默认位置向上旋转)，使得它们位于与中间部分5134相同的平面上。当机器人纸箱卸载机5102已经在卡车挂车5220中驱动就位并且左翼5110a和右翼5110b被向下折叠到宽位置时，可能出现这样的情况。这个宽位置可能致使左翼5110a和/或右翼5110b触碰到卡车挂车5220的一个或多个侧壁。这可能是有利的，因为当左翼5110a和右翼5110b向下折叠时，它们可以为卸载过程产生大的物品(例如，纸箱、盒子等)捕获区域。
图54A-54C示出了根据机器人纸箱卸载机的、具有围绕枢转件处于多种不同旋转状态下的翼5410a、5410b的前端整理器5400的前视图。图54A示出了处于未旋转(或未折叠)状态下使得这些翼5410a、5410b共用一个共同平面5420的翼5410a、5410b。进一步，该共同平面5420可以与同中间部分5412相关联的另一个平面5422平行。换言之，翼5410a、5410b的表面和中间部分5412的这多个排可以相互平行。
在多个不同实施例中，这些翼5410a、5410b可以附接至多个不同的单元5414a、5414b(例如，液压缸等)上，这些单元被配置成用于致使翼5410a、5410b在枢转件5416a、5416b上相应地向上或向下旋转。图54B示出了右翼5410b的这种旋转。例如，单元5414b可以使包括活塞、杆、或其他件的缸5430b伸出，从而致使单元5414b和右翼5410b均围绕枢转件5416b向上旋转。这样的旋转在图54B中被示出为角度a。图54C示出了左翼5410a的此类额外的旋转。例如，用于左翼5410a的单元5414a可以使包括活塞或其他件的缸5430a伸出，从而致使单元5414a和左翼5410a均围绕枢转件5416a向上旋转。这样的旋转在图54C中被示出为角度a'，该角度可以等于或不等于图B中所示的针对右翼5410b的角度a。
图55A-55C展示了在具有不同宽度的不同卡车挂车5502、5532、5552中使用的机器人纸箱卸载机的输送机***5510的实施例前端整理器5520。如以上描述的，前端整理器5520的这些翼(或外部排/侧)可以例如响应于液压缸的伸出(或缩回)而向上或向下旋转(或折叠)。这样的折叠可以使得前端整理器5520能够进入具有不同宽度的空间，从而允许该机器人纸箱卸载机可用于多个卸载区域，例如通过能够在不同大小的半挂车的内部移动。图55A展示了在宽的卡车挂车5502(例如，具有的横向宽度大于用于运输货物/物品的普通卡车挂车的一种挂车，等等)中处于展平的(或未折叠的)状态的前端整理器5520。图55B展示了在普通或正常宽度的卡车挂车5532(例如，用于运输货物/物品的具有平均或标准横向宽度的挂车，等等)中处于部分折叠状态的前端整理器5520。图55C展示了在窄的卡车挂车5552(例如，具有的横向宽度小于用于运输货物/物品的普通卡车挂车的一种挂车，等等)中处于完全折叠状态的前端整理器5520。
在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机可以利用连接或连接元件来将输送机***的前端整理器与中央整理器(例如，人字形中央整理器)相结合或以其他方式连接。这样的连接可以是不仅在前端整理器和中央整理器的辊(或输送机皮带)之间提供表面、并且还可以包括用于移动物品(例如，纸箱、盒子等)的移动元件的实体区段。具体而言，连接可以是包括平坦塑料片而在该塑料片中冲出了一系列孔的一种***，其中每个孔可以具有朝内以45度定位的、例如向内朝中央整理器的辊定位的辊。这些孔中的辊可以例如经由一系列其他的辊来驱动。以此方式，该连接可能能够在向前方向以及向内方向上推进物品(例如，盒子)。在一些实施例中，该连接可以是Intralox***。图56示出了机器人纸箱卸载机5600的前端整理器5602，在五排的前端整理器5602与人字形中央整理器5604之间配置有一个连接5610。
图57A-57B展示了配置有用于以不同角度来提升(或降低)前端整理器5702的机器人纸箱卸载机5700。在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机5700可以包括可能能够移动前端整理器5702使得它在枢转件或铰链5720上向上或向下旋转的装置5710，例如液压缸装置、气动装置、流体、和/或电动螺杆致动器。前端整理器5702的这种移动可以用来辅助从卡车挂车上装载物品，例如通过提升该前端整理器5702来从盒子墙的顶部接收盒子、或者通过降低该前端整理器5702以帮助捕获从该盒子墙掉落的或拉下的盒子。
在多个不同实施例中，该装置5710可以安装至移动主体5701上的在前部的一个较低点处。该装置5710也可以指向向上方向，使得当装置5710伸出或以其他方式被接合时(例如，活塞或杆向上被推出装置5710的本体)，前端整理器5702可以向上旋转(或以其他方式移动)。类似地，装置5710(或缸)的顶部可以枢转出来以到达未接合的水平位置(例如，其中活塞或杆被向下压缩)。
图57A展示了机器人纸箱卸载机5700，该机器人纸箱卸载机具有的前端整理器5702低于第一位置，使得它与表面5706、例如卡车挂车地板发生物理接触。例如，装置5710可以处于默认的范围或安排中，使得前端整理器5702处于搁置在表面5706上的默认位置中。图57B展示了机器人纸箱卸载机5700，该机器人纸箱卸载机具有的前端整理器5702升高到第二位置，使得它不再与表面5706发生物理接触。例如，装置5710可以处于伸出的状态(例如，活塞从装置5710的本体中伸出)或安排中，使得前端整理器5702处于升高的第二位置。当机器人纸箱卸载机5700移动进入卡车挂车中时这样的升高的第二位置可能是有用的，因为该升高的位置可以减小前端整理器刮擦表面5706或与之相互作用的可能性。在多个不同实施例中，前端整理器5702在其允许的旋转(或其他移动)量方面可能受限。例如，装置5710可以被配置成仅准许前端整理器5702被升高或降低成使得前端整理器上的物品不翻滚(例如，从设定水平最多旋转18度)。
图58展示了根据多个不同实施例经由机器人纸箱卸载机5800的前端整理器5808输送的物品5820a-5820f(例如，盒子、纸箱等)。如以上描述的，前端整理器5808可以由被配置成用于将物品朝该机器人纸箱卸载机(即，朝在该机器人装载机的输送机***的中心的人字形中央整理器5804)推进的多个排。例如，前端整理器5808可以包括五个排，这些排各自可以包括单独的输送机皮带或一组辊，以便朝向机器人纸箱卸载机5800的前端整理器5808与另一个整理器元件(例如，人字形中央整理器5804等)之间的连接5806驱动盒子。
进一步，前端整理器5808的不同的多个排驱动物品的速率可以改变。具体而言，这些最外部排可以被配置成用于以第一速度或速率朝向人字形中央整理器5804驱动物品，这些中间排可以第二速度或速率朝向人字形中央整理器5804驱动物品，并且这一个或多个最内部排或中心排可以第三速度或速率朝向人字形中央整理器5804驱动物品。例如，这些最外部排可以慢速移动物品，这些中间排可以中等速度移动物品，并且这一个或多个最内部(或中心)排可以快速移动物品。以此方式，置于前端整理器5808上的物品可以在不同时刻到达该机器人纸箱卸载机的输送机***的下一个区段(例如，人字形中央整理器5804)，从而避免置于前端整理器5808上的物品在同一或相似时刻发生卡住或堵塞。
图59A-59D展示了可以如何基于物品在前端整理器5900的这些不同排5902-5910上的布置而随时间并以不同速度来移动物品5920-5928。第一排5902和第五排5910(即，最外部排)可以被配置成用于以第一慢速率或速度来移动物品。第二排5904和第四排5908(即，中间排)可以被配置成用于以第二中等速率或速度来移动物品。第三排5906(即，中心排)可以被配置成用于以第三快速率或速度来移动物品。图59A示出了被置于每一排5902-5910的开始处的物品5920-5928。图59B示出了在第一时间段之后位于排5902-5910上的物品5920-5928。具体而言，对应地基于第一排5902和第五排5910的速度，第一物品5920和第五物品5928已经移动了第一距离(表示为图59B中的距离‘a’)。对应地基于第二排5904和第四排5908的速度，第二物品5922和第四物品5926已经移动了第二距离(表示为图59B中的距离‘b’)。基于第三排5906的第三速度，第三物品5924已经移动了第三距离(表示为图59B中的距离‘c’)。该第一距离(a)可以被认为是最短距离，因为第一排5902和第五排5910的速度可能是低(或慢)速度，并且该第三距离(c)可以被认为最长，因为第三排5906的速度是高(或快)速度。该第二距离(b)可以在第一与第三距离(a，c)之间，因为第二排5904和第四排5908可能仅是中间速度。
如图59C所示，在第二时间段(例如，类似于该第一时间段)之后，对应地基于第一排5902和第二排5910的第一速度该第一物品5920和第五物品5928已经再次移动了第一距离(表示为图59C中的距离‘a’)，并且对应地基于第二排5904和第四排5908的第二速度该第二物品5922和第四物品5926已经再次移动了第二距离(表示为图59C中的距离‘b’)。不再示出第三物品5924，因为它由于第三排5906的速度已经移动经过了连接5932并离开了前端整理器5900。
第一物品5920和第五物品5928可以对应地与引导器5930a、5930b相接触。如以上描述的，引导器5930a、5930b可以是成角度地布置以便致使沿着这些不同排移动的物品指向前端整理器5900的中心的材料(例如，木材、金属、塑料等)片。换言之，第一引导器5930a可以是成角度的并且在前端整理器5900上定位成使得第一物品5920可以从第一排5902朝第二排5904被引导，并且同样，第二引导器5930b可以是成角度的并定位成使得第五物品5928可以从第五排5910朝第四排5908被引导。在沿着内部排5904-5908移动的物品正以比外部排5902、5910更快的速度移动时，通过引导器5930a、5930b而指向内部排5904-5908的物品会不太可能与已经在这些排5904-5908中移动的物品碰撞。
相应地，并且如图59D所示，在第三时间段之后，第一物品5920由于与第一引导器5930a接触而可能位于第二排5904上，并且第五物品5928由于与第二引导器5930b接触而可能位于第四排5908上。第一物品5920和第五物品5928现在可能正以与第二排和第四排5904、5908相关联的第二速度移动。不再示出第二物品5922和第四物品5926，因为它们由于第二排5904和第四排5908的速度而已经移动经过了连接5932并且离开了前端整理器5900。
在一些情景中，卸载区域内的纸箱(例如，货物、物品、箱子等等)可能具有具体的卸载和/或其他移动要求。例如，由于制造商、零售店等等的规格和/或物品的易碎性，机器人纸箱卸载机可能无法将卡车上的盒子从堆中下降小距离而放到输送机***上(例如，大致18英寸、小于18英寸等等)。当在卸载区域内的大的高度处、例如拖拉机挂车上卸载纸箱时，可能存在明显的问题，因为从货物堆(或纸箱墙)的顶部到卸载区域的地板或甚至机器人纸箱卸载机的输送机的表面上存在几英尺的下降距离。
多种不同实施例机器人纸箱卸载机可以包括前端部件(或前部部分)，例如可移动搁板和输送机区段(在此总称为“前端搁板输送机”)，其被配置成用于解决这一问题(例如，通过确保纸箱仅下落小距离，例如大致18英寸或更小)。具体地，前端搁板输送机可以联接到机器人纸箱卸载机(例如，图1中展示的机器人纸箱卸载机100、图35A中展示的机器人纸箱卸载机3500等等)上，例如可移动地附接至该机器人纸箱卸载机的移动主体(或底架)上。该前端搁板输送机可以包括经由一个或多个马达被驱动的至少一个或多个输送机，使得放置于其上的纸箱可以按定向方式移动(例如，向后朝向该机器人纸箱卸载机的中心)。该前端搁板输送机可以被升高和降低到不同高度和俯仰度，以便提供更好地接纳从卸载区域被输送走的纸箱的表面。例如，从默认位置(例如，一端搁置在地板上)开始，该前端搁板输送机可以至少移动到升高位置以便在其上接纳纸箱、并且可以移动到降低位置以便将纸箱布置到附接至该机器人纸箱卸载机上的第二输送机(例如，输送机142、图35A中展示的中央整理器3558等等)上。
如在此描述的，该机器人纸箱卸载机的前部部分(例如，图1-4中展示的前部部分136b、前端整理器、前端搁板输送机等等)可以连接到与该机器人纸箱卸载机的移动主体相连接的多个不同部件(例如，连接至底架121上以便升降输送机***135的前部部分136b的升降机151)上并且通过其来移动。类似地，在一些实施例中，该前端搁板输送机可以连接至支撑机构上，该支撑机构被配置成用于沿多种不同方向移动该前端搁板输送机。例如，经由剪式升降机的部件和/或致动器，该支撑机构可以致使该前端搁板输送机上下移动以便提供一种表面，该表面不仅靠近正从卸载区域内的不同高度被移取的物品、而且还平行于(或几乎平行于)卸载区域的地板。在多个不同实施例中，被配置成用于提供该前端搁板输送机的多种不同功能的马达、皮带和其他元件可以经由该支撑机构随着该前端搁板输送机移动。例如，该支撑机构的马达、皮带轮、皮带、螺杆等等可以用来升高输送机以及该前端搁板输送机的对应马达二者。
在多个不同实施例中，可以将多个装置(包括该支撑机构在内)附连至该机器人纸箱卸载机的底架上并连接至该前端搁板输送机上以便将该前端搁板输送机抬升离开地板到达不同的高度和/或角位置。例如，经由致动器、例如液压缸，该前端搁板输送机可以被升高成使得其多排皮带或辊是平行的、但位于中央整理器上方。关于用于升高前端整理器的装置，这些装置的其他实施例(例如，致动器)不限于电气致动器、而可以是用可压缩的或不可压缩的流体(例如空气和油)可操作的流体致动器、机械致动器、或任何其他类型的致动器。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括在如在此描述的机器人纸箱卸载机的输送机***(例如，图1的输送机***6435、图35A中展示的输送机***3550等等)内或是其延伸部。在这样的情况下，该前端搁板输送机可以替代和/或补充输送机***的其他前端元件(或前部部分)。例如，该前端搁板输送机可以替代前端整理器(例如，图35A中展示的前端整理器3556)来使用。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括在此描述的前端整理器的功能，例如被配置成用于对其上的纸箱进行整理并将其朝向该前端搁板输送机的后部和中心移动的一个或多个皮带。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括多排平行的动力辊或皮带。例如，该前端搁板输送机可以具有五个平行排以及用于引导物品从外部排到内部排的引导器。这样的排能以不同的速度运转以便对置于其上的物品进行单个化和规整。例如，中心排可以运转得最快以便首先快速从该前端搁板输送机中抽出纸箱，中间排可以比中心排更慢地运转，并且外部排可以比中心排和中间排都慢地运转。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可能能够从一侧移动到另一侧。例如，前端搁板输送机可以被配置成用于相对于该机器人纸箱卸载机的中央整理器侧向地移动。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以被包括在如在此描述的纸箱引导***(例如，图1中展示的纸箱引导***175等等)内。例如，该前端搁板输送机可以被包括在纸箱引导***175的搁板176内或代替该搁板。
该前端搁板输送机可以经由如在此描述的控制与可视化***进行控制。例如，一种控制与可视化***包括多种不同的可视化传感器(例如，相机、激光雷达等等)、操作者界面(例如，操纵杆、显示器、键盘等等)以及处理器并且可能能够控制卸载过程并使之自动化，例如，通过致使该支撑机构将该前端搁板输送机向上移动以便接纳箱子、控制马达随着该前端搁板输送机移动来将箱子向后移动、使止挡杆升高和降低以允许箱子移动离开该前端搁板输送机并移动到中央输送机(例如，人字型中央输送机)上。
在多个不同实施例中，前端输送机可以单独地从如在此描述的机器人臂(例如，图35A中展示的机器人臂3530)移动。例如，当从卸载区域取得(或“拾取”)物品时，该机器人臂可以按第一方式移动(例如，向前)并且该前端搁板输送机可以按第二方式移动(例如，向上)。具体地，当处于下降(或默认)位置(例如，搁置在卸载区域的地板上)时，该前端搁板输送机可以成角度，使得前尖端(或最前端)指向下而搁置在地板上并且该前端搁板输送机的后端与该机器人纸箱卸载机的输送机***的其余部分处于相同高度处。在该机器人臂的拾取操作(例如，将箱子拉到该机器人纸箱卸载机的输送机***的后部输送机上方且与之平行)的过程中，该前端搁板输送机可以向上移动到升高位置以便碰到该机器人臂。当处于升高位置(例如，没有搁置在卸载区域的地板上)时，该前端搁板输送机可以被配置成具有水平布置，使得该前端搁板输送机提供与卸载区域的地板平行的表面，该机器人臂可以在这个表面上拉动箱子。该前端搁板输送机在处于升高位置中时也可以是成角度的，例如以便改进机器人臂的机动性(例如，该前端搁板输送机的尖端或“鼻部”可以指向下)。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以基于该机器人臂(以及机械手)正在拾取的物品的高度而指向上或向下。例如，当为了在该机器人纸箱卸载机的主体上方的箱子而升高时，该前端搁板输送机可以水平地定位在该机器人臂下方。然而，当进行移动以便为在该机器人纸箱卸载机的移动主体下方的箱子提供输送机时，该前端搁板输送机可以指向下。替代地，当从纸箱堆的顶部拾取箱子时，该前端输送机的鼻部可以指向上以便为该机器人臂的多个部分提供间隙。
在一些实施例中，该前端搁板输送机上的这些输送机的间距和/或速度被配置成使得置于该前端搁板输送机的表面上的物品能够避免与该机器人臂接触。例如，该前端搁板输送机上的该一个或多个皮带可以被所附接的马达以以下速度驱动，该速度使得掉落到这些皮带上的箱子可以足够快地移动而错过被在重新定位以进行随后拾取的机器人臂撞到。
在一些实施例中，该机器人纸箱卸载机可以使用如在此描述的多种不同成像技术来跟踪被置于该前端搁板输送机上的纸箱。例如，该机器人纸箱卸载机经由计算设备和多种不同传感器(例如，光、雷达、激光雷达、测距单元、相机等等)可以跟踪沿着该前端搁板输送机上的一个或多个输送机皮带移动的纸箱。
以下是对前端搁板输送机的使用的总体展示。机器人纸箱卸载机可以置于卡车、挂车、或其他区域上并且可以被配置成用于从卡车地板或从纸箱堆、纸箱墙等等的顶部排中移取多个纸箱。该机器人纸箱卸载机可以包括如在此描述的多种不同部件和/或设备，包括：在轮子上滚动的并且可以经大小确定和配置成有待定位在半挂车内(例如，驶入和驶出其中)的移动主体、可移动地联接至该移动主体上并且被配置成伸入和缩回离开卸载区域以便拉动物体(例如，纸箱、箱子等等)的机器人臂、以及被配置成用于输送布置在其上的纸箱的输送机***。由一个表面和一个或多个输送机组成的前端搁板输送机可以可移动地联接至该移动主体上。该前端搁板输送机可以通过支撑机构(例如，气动管、剪式升降机等等)沿多个不同方向移动。具体地，支撑机构可以被配置成用于将该前端搁板输送机上下移动，例如移动到与机械手相邻的第一位置以便接纳用机械手移取的该多个纸箱、并且移动到与该输送机***的该后部部分相邻的第二位置。在给定时刻，该机器人臂可以将机械手(例如，卡爪、真空头等等)移动到纸箱墙的顶部高度。同时，该前端搁板输送机可以通过该支撑机构与该机器人臂机械手一起向上移动。该前端搁板输送机的这个表面(因此还有输送机)可以或者可以不俯仰成与该机器人臂的机械手平行。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以被定位成使得，该前端搁板输送机的前端接触正在被移取的纸箱下方的纸箱墙，由此在移取过程中支撑该纸箱墙。该机械手可以从该纸箱墙中拉出一个或多个物品、将所拉出的物品下降到该前端搁板输送机的该表面上。该支撑机构接着可以致使该前端搁板输送机向下移动，使得该前端搁板输送机的该表面变成与该输送机***的、在该机器人臂下方朝后部区域运转的输送机(例如，人字型输送机)平行。前端搁板输送机的这些输送机可以将所拉出的物品向后移动到该输送机***的这些输送机上，这些输送机进而可以将这个或这些物品移动到该后部区域。这个或这些物品可以或可以不经由该输送机***被整理、并且可以进行移动以便放置到如在此描述的其他单元(例如，其他输送机机构、手动移取等等)中。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以在该前端搁板输送机的后端上包括止挡杆。这样的止挡杆可以是可以上下移动到与该前端搁板输送机的该表面齐平的板、金属丝、块、和/或任何其他元件。具体地，当该止挡杆被定位成与该前端搁板输送机的该表面齐平时，纸箱可以自由地向后移动离开该前端搁板输送机。然而，当该止挡杆被接合、升高、旋转/枢转/铰接向上、或以其他方式定位成不处于与该前端搁板输送机的该表面齐平的位置时，可能阻挡或防止纸箱向后移动离开该前端搁板输送机。以此方式，该止挡杆可以在该前端搁板输送机不与该机器人纸箱卸载机的主体(或者该输送机***的多个不同输送机的输送表面)等高时保持纸箱、并且在该前端搁板输送机高于或平行于该主体时可以被下降。当该前端搁板输送机平行于该主体时，该前端搁板可以向前移动以便允许该止挡杆向下旋转到等高位置。在该等高位置中，该止挡杆可以横跨该前端搁板输送机的这些输送表面与该主体之间的空隙以防止物品在被输送时掉落其间。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括附接至该前端搁板输送机的前部上的辊(或“踢开”辊或“踢”辊)。例如，该辊可以类似于参照辊144在此描述的。这样的辊在该前端搁板输送机位于该机器人臂的机械手(例如，机械手162、机械手头部3532等等)下方以便接纳产品时可以充当缓冲器。进一步，该辊可以将纸箱从地板上拾走。在一些实施例中，该辊可以包括可以旋转以扰乱或以其他方式移动物品的一个或多个凸部(或翻板或脊或拐角)。例如，当该辊在旋转时，该辊的凸部可以向上摆动而与卸载区域地板上的物品(例如，纸箱、箱子等等)相接触。该纸箱因此可以被向上提升到该辊上并且提升到该前端搁板输送机上。该纸箱接着可以被输送到该输送机***的其余部分上，例如到中央输送机区段3610接着到后部输送机区段3612上。在一些实施例中，该辊可以是六边形的、具有多个点形成多个凸部(例如，辊194具有六边形截面)。在一些实施例中，该辊可以包括单一凸部，类似于汽车凸轮凸部。在一些实施例中，该辊可以由硬质材料构成，例如金属和/或塑料。
以下是对具有辊(或“踢”辊)和止挡杆的前端搁板输送机的非限制性展示。当机器人臂被向前定位以便拾取纸箱墙中高于该机器人纸箱卸载机的后部输送机的纸箱时，该前端搁板输送机可以(经由该支撑机构)单独移动到正好在该机器人臂的机械手下方。在该前端搁板输送机的末端上的这个辊可以移动到与纸箱墙相接触以改进拾取过程中的稳定性。该机器人臂的机械手可以从纸箱墙中拉出一个或多个箱子、将这些箱子拖动并释放到该前端搁板输送机上。该支撑机构可以开始将该前端搁板输送机向下移动到与该机器人纸箱卸载机的其他输送机(例如，中央人字型输送机等等)共线的位置。前端搁板输送机上的皮带输送机可以被接合，从而将纸箱以“V”形式向后移动(例如，箱子可以如参照图59A-59D所描述的朝该前端搁板输送机的中心移动)。该止挡杆可以被接合，使得可以阻止已经输送到该前端搁板输送机的后部的箱子从该前端搁板输送机上掉落。当该前端搁板输送机移动到与其他输送机共线时，该止挡杆可以被降低，从而使得这些箱子能够离开到其他输送机上并继续到达该机器人纸箱卸载机的后部。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以被配置成用于单次(通过机器人臂的机械手的单次“拾取”)接纳多个纸箱。例如，该前端搁板输送机可以一次支撑大致350磅的箱子或其他物品。在一些实施例中，通过使用前端搁板输送机与机器人臂的组合，机器人纸箱卸载机可能能够移动大量物品，从而能够在卸载区域中实现非常有效且快速的卸载程序。例如，该机器人纸箱卸载机基于该机器人纸箱卸载机的部件的不同配置(例如，前端搁板输送机的输送机速度)，可能能够每小移动少量纸箱(例如，大致100个纸箱/小时等等)到每小时移动相对大量纸箱(例如，上至大致1300个纸箱/小时等等)。
在此描述的实施例前端搁板输送机可以改进卸载区域的纸箱移取的速度和品质。具体地，由于通过支撑机构实现的可调高度和定位，多个前端搁板输送机可以独立地定位成靠近高于该机器人纸箱卸载机的多个输送机的纸箱。通过减小在拉动纸箱的机器人臂机械手与纸箱掉落其上的输送机表面之间的距离，这样的前端搁板输送机可以减少在卸载程序过程中受损物品的数量。
在一些实施例中，一种用于卸载纸箱墙中的多个纸箱的机器人纸箱卸载机可以是在地板上可移动的并且可以至少包括：移动主体；可移动机器人臂，该可移动机器人臂附接至该移动主体上并且在其自由端处可以包括用于移取该纸箱墙中的该多个纸箱的机械手，其中该机器人臂被配置成用于将该机械手相对于该移动主体移动到不同位置以便获取该多个纸箱，输送机***，该输送机***附接至该移动主体上并且被配置成用于输送布置在其上的纸箱，该输送机***可以包括前端搁板输送机，该前端搁板输送机安装在该移动主体上并且被配置成用于从该机械手接纳该多个纸箱并将该多个纸箱提供至该输送机***的其他后部部分，并且该输送机***可以进一步包括支撑机构，该支撑机构联接至该移动主体上并且被配置成用于将该前端搁板输送机至少移动到在该机械手下方的第一位置以便接纳用其移取的该多个纸箱。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以进一步被配置成用于将该多个纸箱同时朝该输送机***的后部部分移动并且在这些纸箱移动时对这些纸箱进行单个化。在一些实施例中，该支撑机构可以进一步被配置成用于将该前端搁板输送机以及其上接纳的纸箱从该第一位置移动到邻近于该输送机***的该后部部分的第二位置。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以响应于正在被移动至第二位置而被定向成平行于卸载区域的地板。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括被配置成用于将纸箱朝该前端搁板输送机的多个输送机移动的踢辊。在一些实施例中，该踢辊可以进一步被配置成响应于该前端搁板输送机正在被移动到该第一位置而稳定化该纸箱墙。在一些实施例中，该支撑机构可以包括脚柱式升降机。在一些实施例中，该支撑机构可以至少包括剪式升降机。在一些实施例中，响应于正在被该支撑机构移动到该第一位置，该前端搁板输送机可以在给定时刻被移动到该机械手的、或该机械手所操作的一排纸箱的18英寸之内。
在一些实施例中，该机器人纸箱卸载机整体、和/或该机器人纸箱卸载机的至少该输送机***可以被配置成用于以大致100个纸箱/小时或更大、例如100个纸箱/小时、高于100个纸箱/小时、在100个纸箱/小时与1300个纸箱/小时之间、1300个纸箱/小时、高于1300个纸箱/小时等等的速率移动该多个纸箱。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以包括并排定向的多排输送机。如在一些实施例中，该多排输送机中的至少一个输送机可以被配置成用于使其上承载的纸箱以与该多排输送机中的其他输送机不同的速度移动。在一些实施例中，该多排输送机中的至少一个输送机可以被配置成用于使在其上行进的纸箱向后并且朝向该前端搁板输送机的中线移动。在一些实施例中，该多排输送机中的输送机可以包括皮带输送机。在一些实施例中，该前端搁板输送机可以被配置成相对于该移动主体侧向地移动。
在一些实施例中，该机器人纸箱卸载机可以包括或以其他方式连接至计算设备上，该计算设备至少使用了被配置成用于执行处理器可执行指令的处理器。在一些实施例中，该处理器可以被配置成用于执行一种从卸载区域内的纸箱墙中卸载纸箱的方法，该方法包括以下操作：基于经处理的传感器数据来将该机器人纸箱卸载机的移动主体移动到该纸箱墙、基于该经处理的传感器数据来定位该机器人纸箱卸载机的机器人臂以便获取该纸箱墙中的一排纸箱、将前端搁板输送机定位在该机器人臂下方、检测在该前端搁板输送机上的这排纸箱中的纸箱、将该前端搁板输送机定位成与该机器人纸箱卸载机的中央输送机同高度、并且配置该前端搁板输送机上的输送机皮带以便将这些纸箱移动到该中央输送机上。在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下操作：配置止挡杆以便保持该前端搁板输送机上的纸箱、以及响应于将该前端搁板输送机定位成与该中央输送机同高度配置该前端搁板输送机上的该止挡杆使之降低从而使得这些纸箱可以离开该前端搁板输送机并进入该中央输送机中。在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下操作：配置在该前端搁板输送机的前部上的踢辊来旋转，使得来自该卸载区域内的纸箱移动到该前端搁板输送机上。在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下操作：接收并处理该卸载区域的传感器数据，其中该传感器数据包括雷达传感器数据、激光雷达传感器数据、以及来自相机传感器的图像中的一者或多者。
图60A-60F展示了机器人纸箱卸载机6000在卸载区域(例如，卡车挂车、仓库、船运集装箱等等)内的示例性操作。根据一些实施例，该机器人纸箱卸载机6000可以至少包括机器人臂6002、移动主体6008、以及输送机***6005，该输送机***包括前端搁板输送机6012和中央输送机6006(例如，中央整理器输送机)。在一些实施例中，不同于由三个分开的组件例如机器人臂6002、移动主体6008和输送机***6005来组装成该机器人纸箱卸载机6000，这三个分开的组件可以共用共同部件，这些共同部件组合在一起形成整体构造从而减少部件数量和重量。
如在此描述的，机器人臂6002可以包括机械手头部6004，该机械手头部可以包括用于拉动、抓取、或以其他方式“拾取”纸箱墙6020中的物品的多种不同部件。例如，该机械手头部6004可以包括用于从箱子堆的不同高度处拉出箱子的真空头。该前端搁板输送机可以包括前踢辊6011，该前踢辊可以从前端搁板输送机6012伸出以便接触纸箱、或者朝前端搁板输送机6012缩回以便移动离开纸箱墙6020的纸箱。替代地，该前踢辊6011可以抵靠箱子堆放置。
图60A展示了机器人纸箱卸载机6000的默认或未激活状态，其中机器人臂6002尚未处于从纸箱墙6020中移取物品的活动过程中。进一步，前端搁板输送机6012可以处于默认位置，使得前端(以及踢辊6011)搁置在卸载区域的地板上。图60B展示了机器人纸箱卸载机6000，其中前端搁板输送机6012例如被多个致动器提升到水平位置。进一步，机器人臂6002可以移动(例如，转到)到使得机械手头部6004准备好从纸箱墙6020中拾取(例如，拉动、抓取等等)纸箱。该前端搁板输送机6012的前踢辊6011可以与纸箱墙6020相接触以便充当缓冲器来稳定化该纸箱墙6020。该前踢辊6011还可以旋转以便将纸箱朝上踢从而使纸箱墙6020变松散。
图60C展示了前端搁板输送机6012的第二升高位置，其中支撑机构6024(例如，剪式升降机等等)将该前端搁板输送机6012提升到高于中央输送机6006。进一步，前端搁板输送机6012可以通过多个致动器在鼻部处被向上或向下倾斜(或俯仰)。图60D展示了前端搁板输送机6012的第二升高位置的另一个实施例，其中鼻部俯仰致动器6040可以被配置成用于使前端搁板输送机6012指向上以便接纳被机械手头部6004抓取的纸箱。该鼻部俯仰致动器6040可以被视为该支撑机构6024的某些实施例的一部分。进一步，在该支撑机构6024内可以包括辅助负载轮6026。
图60E展示了处于收拢状态的支撑机构6024(例如，剪式升降机、致动器等等)，该状态允许前端搁板输送机6012相对于卸载区域的地板以一定角度定位。该踢辊6011可以铲入搁置在地板上的纸箱(例如被示为被提升的箱子6021)中并将其提升并且移动到前端搁板输送机6012中。图60F展示了处于升高(或抬高)位置并且在机器人臂6002下方成角度的前端搁板输送机6012。前端搁板输送机6012还可以包括线性滑动机构6050，该线性滑动机构能够使该前端搁板输送机6012相对于移动主体6008和机器人臂6002从一侧到另一侧地移动。图61展示了根据一些实施例的前端搁板输送机6012以及线性滑动机构6050、支撑机构6024(例如，剪式升降机)和俯仰致动器6040的另一个视图。
图62A-62B展示了在多个不同位置中的实施例前端搁板输送机6010。图62A展示了在适合于接纳物品、例如被机械手头部从纸箱墙的较高部分(例如，挂车内的顶部箱子排)中拉出箱子的第一位置(例如，“完全升高”位置)中的前端搁板输送机6010a。鼻部俯仰致动器6040可以完全或显著地伸出以致使前端搁板输送机6012a倾斜，从而允许被置于该前端搁板输送机6012a的表面上(即，在输送机顶上)的物品朝向该机器人纸箱卸载机且背离纸箱墙移动。图62A还展示了前端搁板输送机6012b的“完全降低”位置，使得踢辊6011是向下成角度的。在一些实施例中，前端搁板输送机6012b可能能够向下成角度，使得踢辊6011可以位于卸载区域地板的下方。例如，关于在该机器人纸箱卸载机的轮胎附近的枢转点6075，踢辊6011可以从默认位置向下旋转一定度数6080(例如，2.93度等等)。图62B展示了处于升高位置中的前端搁板输送机2010的另一个视图(例如，具有伸出的鼻部俯仰致动器6040和支撑机构6024)。在一些实施例中，该支撑机构6024(例如，剪式升降机)可以具有大致20英寸的深度。
图63-79展示了根据一些实施例的另一个示例性机器人纸箱卸载机6400的部件和使用，该机器人纸箱卸载机被配置成用于从卸载区域(例如，卡车等)卸载多个纸箱并将所获取的纸箱从该卸载区域输送出去。机器人纸箱卸载机6400的多个不同实施例可以类似于本文其他地方描述的。例如并且如图63所示，机器人纸箱卸载机6400可以包括移动主体6402，该移动主体具有用于获取位于该机器人纸箱卸载机6400前方的纸箱的机器人臂6404。机械手头部6406可以附接至该机器人臂6404的自由端上并且可以随之可移动来移取纸箱，例如从纸箱堆(或纸箱墙)的顶部排和/或从卸载区域的地板上移取纸箱。动力输送机(例如，输送机***6405)可以附接至该机器人纸箱卸载机6400上以便输送或移动其上的所获取的纸箱。该输送机***6405可以包括如在此描述的中央输送机6414，例如一个或多个人字型输送机。
在一些实施例中，该输送机***6405可以包括实施例前端搁板输送机6412。该前端搁板输送机6412可以包括一个或多个被配置成用于移动置于其上的纸箱的动力输送机6410(例如，向后朝向该机器人纸箱卸载机6400的中心或后部移动)。支撑机构6420可以附接至移动主体6402的前部(例如，底架等等)上并且附接至该前端搁板输送机6412上。该支撑机构6420可以相对于该机器人纸箱卸载机6400移动和定位该前端搁板输送机6412。在一些实施例中，该前端搁板输送机6412可以包括前踢辊6011，该前踢辊可以从前端搁板输送机6012伸出以便接触纸箱、或者朝前端搁板输送机6012缩回以便移动离开纸箱墙6020的纸箱。替代地，该支撑机构6240可以被致动来将该前踢辊6011抵靠纸箱墙6020的纸箱放置。
图64A-64C展示了根据多个不同实施例的机器人纸箱卸载机6400在卸载区域(例如，卡车、仓库、商店、或货物集装箱等等)内通过使用输送机***6405来卸载物品(例如，纸箱6451)的操作，该输送机***包括前端搁板输送机6412。图64A-64C中展示的操作可能类似于图60A-60F的那些，除了前端搁板输送机6412可以利用了不同的支撑机构6420，该支撑机构包括脚柱式升降机6430而不是剪式升降机型部件。
图64A展示了处于升高位置中、向上且朝向卸载区域内的纸箱墙6450的前端搁板输送机6412。这样的升高移动可以基于支撑机构6420的脚柱式升降机6430的伸出来完成。具体地，该可移动的支撑机构6420可以包括脚柱式升降机6430，该脚柱式升降机伸出和缩回而使前端搁板输送机6412从默认位置移动到不同的其他位置(例如，该第一位置、第二位置等等)。
图64B展示了联接至该机器人纸箱卸载机6400的机器人臂6404上的、用于从纸箱墙6450的顶部排6452卸载纸箱的机械手头部6406。前端搁板输送机6412可以处于升高位置中，使得从顶部排6452到该前端搁板输送机6412(以及其上的这些输送机)的表面的距离位于某个距离或掉落阈值(例如，大致18英寸等等)之内。该可移动的支撑机构6420可以将前端搁板输送机6412移动到与纸箱墙6450相邻且在顶部排6452下方的第一位置，使得前端搁板输送机6412的踢辊6416可以与纸箱墙6450相接触从而稳定化该纸箱墙6450。例如，这些踢辊6416可以在从纸箱墙6450的顶部排6452中拉出纸箱6451并拉到前端搁板输送机6412上时将该纸箱墙6450保持在位。这样的升高移动可以通过使支撑机构6420的脚柱式升降机6430伸出来完成。
图64C展示了处于第二位置中的前端搁板输送机6412，其中该前端搁板输送机6412经由支撑机构6420被降低到与输送机***6405的中央输送机6414(例如，中央人字型输送机等等)的输送表面平行且等高。例如，一旦纸箱6451被接纳到前端搁板输送机6412上，该可移动的支撑机构6420就可以将前端搁板输送机6412移动到与该中央输送机6414邻接。这样的降低移动可以通过使支撑机构6420的脚柱式升降机6430缩回来完成。当前端搁板输送机6412与该中央输送机6414邻接时，该动力输送机***6405的前部部分和后部部分均可以致动来将纸箱从该机器人纸箱卸载机6400的前部向下游移动到后部。例如，在该支撑机构6420将该前端搁板输送机6412移动到该第二位置之后，可以朝该输送机***6405的中央输送机6414输送这些纸箱6451。从该机器人纸箱卸载机6400的后部，这些纸箱6451可以被手动卸载或输送离开卸载区域并进入仓库或配送中心。替代地，为了加速输送机的通过量，该末端搁板输送机6412可以经由该支撑机构6420被降低到在该中央输送机6414的输送表面上方、相隔小于三十二英寸的量。在其上输送的纸箱12可以从该末端搁板输送机6412上掉落并掉到该中央输送机6414的输送表面上。为了减少纸箱12中物品的破裂，这个量可以是十八英寸或更小。前端搁板输送机6412可以是水平的或成角度的来使得纸箱掉落到中央输送机6414上，并且在图60C中可见纸箱掉落位置的实例。
图65-66展示了支撑机构6420的脚柱式升降机6430的进一步细节。该脚柱式升降机6430的基管6532可以通过该基管6532任一侧上的轴与轴承安排而枢转地附接至枢转件6572上。在一些实施例中，基础凸舌6531可以从该基管6532延伸并且枢转地附接至枢转致动器6534上。枢转致动器6534枢转地附接至该移动主体6402以及该基管6532的凸舌6531上。该枢转致动器6534可以伸出和缩回以便使该枢转基管6532和支撑机构6420绕该枢转件6572沿弧形(或弯曲)路径移动。随着该枢转致动器6534缩回，该前端搁板输送机6412可以背离该移动主体6402沿弓形移动，如图65所示。随着该枢转致动器6534如图66所示伸出，该前端搁板输送机6412可以朝该移动主体6402沿弓形移动。在一些实施例中，该枢转致动器6534可以是电动的或流体的。流体性致动器可以包括可压缩和不可压缩的流体，例如对应地为空气和液压流体。
图67-69展示了根据一些实施例的支撑机构6420的脚柱式升降机6430的详细视图。参见图67，该脚柱式升降机6430可以描绘为伸出构型。该脚柱式升降机6430可以包括可伸出且可缩回地嵌套在一起的三个管状部分。具体地，基管6532可以是中空的并且可以含有嵌套在其内的中空中心管6736，在其间连接了第一滑动件6737。端管6738可以嵌套在该中心管6736的中空部内并且可以通过其间的可伸出且可缩回的第二滑动件6739连接至该中心管上。伸出致动器6740可以将脚柱式升降机6430的柱伸出和缩回。图68展示了穿过所有三个伸出的管状部分(例如，基管6532、中心管6736和端管6738)的截面视图。第一滑动件6737可以连接(或“滑动地”连接)在该基管6532与该中心管6736之间，并且第二滑动件6839可以互连(或“滑动地”互连)在该中心管6736与该端管6738之间。该第一和第二滑动件6737、6839可以是常规的线性滑动件并且可以包括球轴承。
参见图69，该伸出致动器6740可以附接至该中空中心管6736上并且连接至位于该中心管6736的中空部内的传动皮带轮6942上。皮带6944可以缠绕在该传动皮带轮6942和空转皮带轮6946上，其中该截面是穿过该基管6532和中心管6736的。该空转皮带轮6946可以固定(或“旋转地”固定)在该中空中心管6736内并且可以响应于该伸出致动器6740的激活而旋转。基础夹具6948可以将该皮带6944夹紧到该中空基管6532的内侧上。夹具托架6939可以从该端管6738的一侧延伸，并且中心夹具6950可以将该皮带6944夹紧到其上。随着该传动皮带轮6942沿第一方向旋转，该基础夹具6948以及附接至该皮带6944上的中心夹具6950中的每一者可以沿相反方向线性地移动。反转该传动皮带轮6942的旋转方向可以反转该基础夹具6948的线性方向。该基础夹具6948和该中心夹具6950可以被限制为在该传动皮带轮6942与该空转皮带轮6946之间与之无接触地移动。
如图69所示，该伸出致动器6440可以被致动来使该传动皮带轮6942逆时针旋转并且使该中心夹具6950向上移动从而使所附接的第一端管6738如图所示伸出。该传动皮带轮6942的这种同样的旋转移动还可以将该中心管6736向上拉到所示的伸出位置。随着该伸出致动器6740旋转而将该中心管6736向上移动，该伸出致动器6740可以自身随着中心管6736向上升高。在一些实施例中，该伸出致动器6740可以是电动的或流体的并且可以包括齿轮箱。如果是流体的，该伸出致动器6740可以用可压缩的气体或不可压缩的流体(对应地可以包括空气或液压流体)中的一者或两者来致动。
图70展示了根据一些实施例的具有缩回的枢转脚柱式升降机6430的前端搁板输送机6412。如图所示，该伸出致动器6740可以顺时针旋转来收拢该脚柱式升降机6430并且将该基管6532、该中心管6736和该端管6738嵌套在一起成为所示的缩回位置。进一步，该中心夹具6950可以向下移动到与该空转皮带轮6946相邻的位置，并且该基础夹具6948可以向上移动到与该传动皮带轮6942相邻的位置。如图进一步所示，多个前枢转件7072可以枢转附接至从该端管6738的两侧伸出的轴7060上。侧向致动器7070可以附接至这些前枢转件7072上，该前端搁板输送机6412可以附接至该侧向致动器7070上，并且这两者均可以绕其枢转。末端凸舌7066可以从该端管6738延伸，并且刀状件7074可以从该侧向致动器7070延伸。末端致动器7064的第一端可以枢转附接至该末端凸舌7066上并且第二端附接至该刀状件7074上。该末端致动器7064可以是线性伸出和缩回的致动器、并且可以使该侧向致动器7070绕这些前枢转件7072和轴7060枢转。
图71A-71B展示了根据一些实施例的处于多种不同构型的脚柱式升降机6430。图71A展示了处于升高且成角度的构型的脚柱式升降机6430(例如，末端致动器伸出而使得前端搁板输送机6412的前部部分伸出)。具体地，该末端致动器7064可以伸出，这可以使该侧向致动器7070和该前端搁板输送机6412枢转到所示的位置。在图71A中该脚柱式升降机6430可以完全伸出。图71B展示了处于缩回构型的脚柱式升降机6430，其中末端致动器7064伸出而使得前端搁板输送机6412的前部部分伸出并且其中该枢转致动器缩回。具体地，该末端致动器7064可以伸出，从而致使该脚柱式升降机6430被缩回，并且该枢转致动器6534可以缩回，因此使该前端搁板输送机6412移动到所示的位置。
图72展示了根据一些实施例的具有枢转地安装在枢转脚柱式升降机6430的一端上的侧向致动器7070的前端搁板输送机6412的放大透视图。具体地，该侧向致动器7070可以被配置成用于使该前端搁板输送机6412相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体6402侧向地移动。如图72所示，这些前枢转件7072可以可旋转地安装在该端管6738的轴7060上。这些前枢转件7072和该刀状件7074可以固定至该侧向致动器7070的下甲板7276上。上甲板7278可以安装(或“滑动地”安装)至位于该上甲板7278与下甲板7276之间的多个甲板滑动件7280上。线性甲板致动器7282可以固定至该下甲板7276上并且可以具有可定位的伸出轴7284，该伸出轴的一端附接至推板7286上。该伸出轴7284可以伸出或缩回以便将该前端搁板输送机6412向任一侧侧向地定位。该推板7286可以固定至该上甲板7278上并且可以响应于该伸出轴7284的定位和重新定位而使该上甲板7278沿着这些夹板滑动件7280线性地移动。在一些实施例中，该线性夹板致动器7282可以是电动的或流体的并且可以包括齿轮箱。
在一些实施例中，该前端搁板输送机可以被配置成用于相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体和机器人臂侧向地(例如，从一侧到另一侧)移动。图73A-73B展示了根据一些实施例的前端搁板输送机6412的前视图，其中前部部分在多个不同位置(例如，中央位置、侧偏置位置)附接至侧向致动器7070上。图73A展示了居中的侧向位置，其中该脚柱式升降机6430可以部分地伸出，并且该侧向致动器7070和该前端搁板输送机6412可以均是相对于该移动主体6402居中的。图73B展示了当该线性甲板致动器7282已经缩回从而使该侧向致动器7070侧向地移动到悬于移动主体6402的一侧上方的所示位置时得到的构型。虽然在图73B中未示出，但该线性甲板致动器7282可以伸出以便将该侧向致动器7070和该前端搁板输送机6412偏置到悬于该移动主体6402的相反侧上方。图74A-74C进一步展示了根据一些实施例的前端搁板输送机7402的示例性侧向移动。具体地，图74A展示了中心侧向位置，图74B展示了左边侧向位置，并且图74C展示了右边侧向位置。
在多个不同实施例中，机器人纸箱卸载机的前端元件或前部部分(例如，前端整理器、前端搁板输送机等等)可以包括引导机构，以便确保在输送机***上向后移动的纸箱(例如，箱子等等)留在输送机上。例如并且如在此描述的，实施例前端整理器(例如，前端整理器3710、4420)可以包括成角度引导器(例如，部件3716a、3716b或者4430a、4430b)以用于将经由输送机在该前端整理器上移动的物品引导到该输送机***的中央输送机(例如，中央输送机4601等等)上。这样的引导器可以采取多种不同的形式(例如，金属丝、棒、板等等)并且可以由多种不同的材料(例如，塑料、金属等等)构成。在一些实施例中，这样的引导器可以以具体角度固定，例如以某些角度(例如，30度、45度等等)固定。然而，在一些实施例中，引导器可以被配置成是可调整来与这些引导器所附连的前端元件的移动相对应。具体地，引导器可以响应于前端搁板输送机(或前端整理器)的侧向移动地成角度。例如，当前端搁板输送机向该机器人纸箱卸载机的中央输送机的左侧或右侧移动时，联接至该前端搁板输送机上的引导器可以成角度来更好地将在该前端搁板输送机的表面上移动的任何纸箱引导至该中央输送机上。以此方式，可以防止从该前端搁板输送机离开的纸箱12从该前端搁板输送机上掉落到地板上。
图75A-75C展示了根据一些实施例的示例性引导器7530a、7530b的顶视图，这些引导器被配置成用于基于机器人纸箱卸载机的示例性前端搁板输送机6412的侧向移动进行调整。给定了该前端搁板输送机6412相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体6402(并且因此该输送机***的其余部分)的不同位置时，这些引导器7530a、7530b可以成角度来将箱子6502朝该移动主体6402的中心引导。图75A-75C中的虚线展示了这些引导器7530a、7530b的不同角度。
图75A展示了相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体6402处于居中位置的前端搁板输送机6412。这些引导器7530a、7530b可以处于默认位置或角度以便将箱子7502引导至该移动主体6402的中心。例如，这些引导器7530a、7530b可以以对称的方式成角度(例如，左边引导器7530a与相关枢转点成a度的角度，右边引导器7530b与相关枢转点成-a度的角度等等)。图75B展示了相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体6402的右边侧向偏移的前端搁板输送机6412。响应于这种向右边的侧向移动，这些引导器7530a、7530b可以成角度来辅助将箱子7502朝该移动主体6402的中心的向左移动。例如，左边引导器7530a可以与相关枢转点成b度的角度(例如，在b度角度时，左边引导器7530a可以是几乎笔直的(或几乎与前端搁板输送机6412的这些输送机平行))，并且右边引导器7530b可以与相关枢转点成-c度的角度。图75C展示了相对于该机器人纸箱卸载机的移动主体6402的左边侧向偏移的前端搁板输送机6412。响应于这种向左边的侧向移动，这些引导器7530a、7530b可以成角度来辅助将箱子7502朝该移动主体6402的中心的向右移动。例如，左边引导器7530a可以与相关枢转点成c度的角度并且右边引导器7530b可以与相关枢转点成-b度的角度(例如，在-b度角度时，右边引导器7530b可以是几乎笔直的(或几乎与前端搁板输送机6412的这些输送机平行))。
图76展示了示例性机器人纸箱卸载机的部件的透视图。如图所示，联接至该机器人纸箱卸载机的移动主体6402上的支撑机构6420可以被配置成用于使该前端搁板输送机6412相对于移动主体6402侧向地移动。响应于这样的侧向移动，联接至该前端搁板输送机6412上的引导器7530a、7530b可以成多个不同的角度来与该前端搁板输送机6412的这些侧向移动相对应。这些引导器7530a、7530b可以使用多种不同的方式(例如，经由马达自动地、由人类操作者手动地等等)来成角度。例如并且如图76所示，这些引导器7530a、7530b的端点7606a、7606b可以可移动地联接至联动装置上，该联动装置响应于该前端搁板输送机6412的侧向移动而将这些引导器7530a、7530b定位，或者替代地联接至跟踪***的、被附连至该前端搁板输送机6412的底部的一个或多个马达驱动的多个元件上。
如在此描述的，机器人纸箱卸载机的一些实施例前端元件(或前部部分)可以包括止挡杆，该止挡杆被配置成用于防止(或允许)纸箱(例如，箱子)移动离开此类前端元件的表面并移动到该机器人纸箱卸载机的其他部件(例如，输送机***的中央输送机)上。例如，止挡杆可以是可以被升高和降低以控制箱子在前端搁板输送机顶上移动的板或其他结构。图77A-77B展示了示例性机器人纸箱卸载机的部件的透视图，包括位于前端搁板输送机6412的后端处的止挡杆7702在内。如在此描述的，该前端搁板输送机6412可以通过联接至该机器人纸箱卸载机的移动主体6402上的支撑机构6420被移动(例如，抬高、降低等等)。该前端搁板输送机6412上的输送机可以被配置成用于使箱子7502朝该机器人纸箱卸载机的中央部分(例如，中央输送机)移动，这可以使箱子7502朝该止挡杆7702移动。图77A展示了止挡杆7702向上旋转(或枢转)到第一位置，使得箱子7502可以与该止挡杆7702相接触，因此阻止箱子7502被驱动离开该前端搁板输送机6412。在一些实施例中，该止挡杆7702可以响应于支撑机构6420将该前端搁板输送机6412定位在相对于该移动主体6402(并且因此该机器人纸箱卸载机的输送机***的其余部分)而言抬高的位置而向上旋转以便阻挡箱子7502。图77B展示了止挡杆7702b向上旋转(或枢转)到第二位置，使得箱子7502不与该止挡杆7702b相接触，因此允许箱子7502被驱动离开该前端搁板输送机6412。为了加速卸载，该前端搁板输送机6412可以被降低到在该中央输送机6414的输送表面上方的位置，该位置为该止挡杆7702提供了向下旋转的间隙(例如，参见图60C)。随着该前端搁板输送机6412带着新的所拾取货物的负载向下移动，其输送机可以被致动来将这些货物向后驱动到该止挡杆7702和引导器7530a、7530b。当在安全掉落高度时，该止挡杆7702可以旋转离开止挡杆位置7702b，从而使得聚集在一起的货物7502能够从该前端搁板输送机6412上掉落。当前端搁板输送机6412是成角度的或水平时，该止挡杆7702可以相对于该前端搁板输送机6412移动。如果该前端搁板输送机6412是相对于压靠在其上的货物成角度的，则将止挡杆7702向下旋转可以允许重力使货物加速移动离开该前端搁板输送机6412。替代地，当该前端搁板输送机6412枢转至如图60C所示位置的成角度位置时，该前端搁板输送机6412可以充当动力滑动件来提高通过量。从纸箱堆中拾取的纸箱可以被快速拾起、释放到倾斜的前端搁板输送机6412上、并且被快速向下输送并离开该机器人臂6002、6404，等等。该前端搁板输送机6412的角度和高度可以根据要求随着纸箱墙高度由于快速地移取了上排纸箱而减小来改变。当该前端搁板输送机6412的上下移动基本上减到最少时，可以增大纸箱处理量，并且当将纸箱从拾取场所输送到该中央输送机6412的输送表面时，机器人臂6002、6404不必等待该搁板输送机6412上下移动。当前端搁板输送机6412被用作动力滑动件时，纸箱可以掉落一段安全距离而到达该前端搁板输送机6412上、或者掉落一段安全距离而到达该中央输送机6412的输送表面上。
图78展示了根据一些实施例的前端搁板输送机6412的止挡杆7702的详细透视图。该止挡杆7702可以经由多个不同的机构枢转到多个不同的位置。在一些实施例中，该止挡杆7702可以使用一个或多个带齿鼓形电动机7802或链条驱动器、例如通过使用离合器而被旋转(或枢转)。链条7804可以链接至该前端搁板输送机6412下方的大的驱动马达上。该前端搁板输送机6412的皮带在图78中被移除，以便示出示例性的部件7802、7804。
如在此描述的，示例性机器人纸箱卸载机的多个不同前端元件可以包括踢辊，以帮助将纸箱(例如，箱子)移动到该输送机***上。图79展示了根据一些实施例的前端搁板输送机6412的示例性踢辊6416。这些踢辊6416可以经由链接至该机器人纸箱卸载机的内部马达上的(例如，联接至该前端搁板输送机6412的底侧上的)链条驱动器来驱动。例如，链条7902可以与多个马达相接合以便驱动踢辊6416以多个不同速度沿向后的方向旋转。
图80展示了用于使计算设备的处理器执行多个控制包括如在此描述的前端搁板输送机的机器人纸箱卸载机的操作的一种实施例方法8000。该方法8000的操作可以经由如在此描述的控制与可视化***的处理器来执行，例如连接至机器人纸箱卸载机上或包括在其内的控制***，该控制***被配置成用于自动控制该机器人纸箱卸载机的纸箱不同部件，例如该移动主体的移动(例如，驱动向前/向后/向侧面等等)、该输送机***(例如，操纵该前端搁板输送机的角度和或位置、调整多个不同输送机皮带的速度等等)、经由传感器的数据获取和处理、以及该机器人臂(例如，定位和激活一个或多个机械手头部等等)。在一些实施例中，方法8000可以与如在此描述的其他例程的操作一起执行，例如结合参照图34所描述的方法3300的操作。在一些实施例中，可以采用如图81中描述的一个或多个部件来实施或以其他方式执行方法8000的操作。例如，可以将可编程逻辑控制器(例如，PLC 8118)和视觉***8126(或可视化***)结合机器人纸箱卸载机的其他部件、模块、以及其他功能来使用，以控制前端搁板输送机、止挡杆机构、和/或踢辊来捕捉或接纳纸箱从而向后输送。
在框8002中，该计算设备的该处理器可以接收并处理具有纸箱墙的卸载区域的传感器数据(例如，雷达、激光雷达、视频等等)。例如，该处理器可以连续或间歇地(例如，按需地、在传感器被该处理器激活时)从联接至该计算设备上的一个或多个传感器接收传感器数据，例如图像数据、激光雷达数据、雷达数据等等。机器人纸箱卸载机可以使用多种不同的传感器，例如相机、激光雷达、雷达、运动检测器、扬声器等等。在一些实施例中，对所接收的数据的处理可以包括如在2015年6月4日提交的题为“卡车卸载机可视化(TruckUnloader Visualization)”的美国专利申请号14/730,926中描述的图像和其他数据处理操作，该申请的全部内容通过援引并入本文。例如，该处理器可以处理图像数据以便标识可以从卡车上卸载的单独箱子(或其他物品)墙。在一些实施例中，该处理器可以对于每次拾取迭代利用单一纸箱墙图像。例如，基于对纸箱墙的图像数据的单一分析(例如，标识边缘、检测到的倾斜纸箱、和/或空隙，估计距离等等)，该处理器可以使该机器人纸箱卸载机通过重新评估新图像来获取该纸箱墙中的所有箱字。在一些实施例中，该处理器可以对于纸箱墙中的每一排纸箱利用单一纸箱墙图像。例如，该处理器可以在从卸载区域内的依次的每一排中移取纸箱之前生成新图像并进行分析。
在框8004中，该计算设备的该处理器可以基于经处理的传感器数据使机器人纸箱卸载机载运工具移动到该纸箱墙处。例如，该处理器可以生成并执行使该机器人纸箱卸载机的载运工具(或移动主体)安全进入卡车挂车背部、装货间、或任何其他卸载区域中的命令。在框8006中，该计算设备的该处理器可以基于该经处理的传感器数据来定位该机器人臂以便收集纸箱墙中的下一排纸箱(例如，箱子)。在一些实施例中，框8006的操作可以包括如参照图33的框3302-3318所描述的用于移动该机器人臂的机械手头部的这些操作中的一些或全部操作。
在框8008中，该计算设备的该处理器可以将该前端搁板输送机定位在该机器人臂下方。例如，该处理器可以生成并执行使该前端搁板输送机经由如在此描述的支撑机构(例如，使用脚柱式升降机、剪式升降机等等)被升高的命令。这种定位可以包括竖直移动(例如，升高或降低该前端搁板输送机)、侧向移动(例如，将该前端搁板输送机向右、向左、或向中心滑动)、和/或将该前端搁板输送机倾斜(例如，指向前或后)。在多个不同实施例中，该前端搁板输送机的位置可以在该机器人臂的机械手头部的底部和/或该机械手头部正在卸载的纸箱墙当前排的正下方(例如，-18英寸之内)。
在框8010中，该计算设备的该处理器可以配置止挡杆以便保持该前端搁板输送机上的纸箱。例如，该处理器可以生成并执行使后端(例如，背离该纸箱墙)处的杆升高从而使得在该前端搁板输送机的输送机皮带上向后行进的任何箱子都不能从该前端搁板输送机的表面上掉落的命令。在框8011中，该计算设备的该处理器可以配置踢辊使之旋转。例如，该处理器可以生成并执行使踢辊开始转动从而使得该踢辊的凸部、边缘和/或其他突起可以与该纸箱墙上的(和/或卸载区域地板上的)箱子相接触的命令，从而致使这些箱子向上拱起并有可能被移动到该前端搁板输送机的表面上。在一些实施例中，该踢辊可以被选择性激活、或者替代地可以一旦该机器人纸箱卸载机已经移动到卸载区域内就持续激活。
在框8012中，该计算设备的该处理器可以检测该前端搁板输送机上的纸箱墙的当前纸箱排中的纸箱(例如，箱子)。例如，基于图像处理、运动检测、和/或其他存在性数据，该处理器可以确定，由于该机器人臂的机械手头部和/或该踢辊的动作，一个或多个箱子已被放在该前端搁板输送机上(例如，来自卸载区域地板上的箱子)。在框8014中，该计算设备的该处理器可以配置该前端搁板输送机上的输送机皮带来移动这些纸箱。在一些实施例中，该前端搁板输送机的这些输送机皮带、和或该机器人纸箱卸载机的输送机***的其他输送机皮带或区段(例如，人字中央输送机等等)可以被配置成以多个不同速度运行。进一步，多个不同输送机可以被配置成能够实现不同的纸箱通过量，例如100个纸箱/小时、1000个纸箱/小时、或1300个纸箱/小时。在一些实施例中，该前端搁板输送机的表面上的这些输送机皮带可以被选择性激活、或者替代地可以一旦该机器人纸箱卸载机已经移动到卸载区域内就持续激活。
在框8016中，该计算设备的该处理器可以将该前端搁板输送机定位成与该机器人纸箱卸载机的输送机***的中央输送机等高。例如，该处理器可以生成并执行以下命令：使该前端搁板输送机被抬高，从而使得该前端搁板输送机的表面是与在该机器人臂下方运转且被配置成用于将箱子移动到该机器人纸箱卸载机的后部的一个或多个中央人字输送机平行且相邻的。在框8018中，该计算设备的该处理器可以配置该止挡杆使之降低，从而允许纸箱离开该前端搁板输送机并进入该机器人纸箱卸载机的输送机***的其余部分(例如，来到该中央输送机上)。该处理器接着可以继续在框8002中进行传感器数据收集和处理操作。
图81展示了适合用于多个不同实施例中的机器人纸箱卸载机8101的示例性部件。机器人纸箱卸载机8101可以包括：外部监视器8102、网络接口模块8104、HMI模块8106、输入/输出模块(I/O模块8108)、致动器/距离传感器模块8110、机器人臂以及输送机***8115(包括驱动/安全模块8112和运动模块8114)、可编程逻辑控制器(或PLC 8118)、基本运动模块8120(包括载运工具控制器模块8122和手动控制模块8124)、以及视觉***8126(或可视化***)(可以包括一个或多个计时设备8128(或“PC”)和传感器设备8130)。在一些实施例中，机器人纸箱卸载机8101的视觉***8126可以包括连接至每个传感器设备8130上的PC8128。在机器人纸箱卸载机8101上存在多于一个传感器设备8130的实施例中，用于每个传感器设备8130的所述PC 8128可以联网到一起，并且所述PC 8128之一可以用作主PC 8128来从其他所连接的PC 8128接收数据，可以对所接收的数据以及其自身的数据执行数据处理(例如，坐标变换、重复剔除、误差检查等等)，并且可以将来自所有PC 8128的组合的且经处理的数据输出给PLC 8118。在一些实施例中，所述网络接口模块8104可以不具有在自身与PC 8128之间的在线PLC，并且PLC 8118可以用作载运工具控制器和/或驱动/安全***。
机器人纸箱卸载机8101可以通过网络接口模块8104(例如，无线电等等)经由网络8103(如局域网络)连接至远处位置或***。具体地，网络接口模块8104可以使机器人纸箱卸载机8101能够连接至外部监视器8102。外部监视器8102可以是远程的仓库或配送中心控制室、手持控制器、或计算机中的任一者，并且可以通过机器人纸箱卸载机8101的视觉***8126提供被动的远程观察。替代地，所述外部监视器8102可以超越视觉***8126中固有的程序，并且承担对机器人纸箱卸载机8101的主动命令和控制。用于机器人纸箱卸载机8101的程序也可以通过外部***(如所述外部监视器8102)来进行通信、运行和除错。承担命令和控制的外部监视器8102的实例可以包括位于远程的人类操作员或远程***，如仓库或配送服务器***(即，如上文描述的远程设备)。使用外部监视器8102来承担对机器人纸箱卸载机8101命令和控制的示例性实施例可以包括人力或计算机干预机器人纸箱卸载机8101的移动，如从一个卸货隔间到另一个、或者使外部监视器8102承担对机器人臂的控制来移取利用自主例程难以卸载的物品(例如，箱子、纸箱等等)。外部监视器8102可以包括以下各项中的任一项：视觉监视器、键盘、操纵杆、I/O端口、CD读取器、计算机、服务器、手持编程设备、或可以用来执行以上描述的实施例的任何部分的任何其他设备。
机器人纸箱卸载机8101可以包括人机界面模块8106(或HMI模块8106)，所述HMI模块可以用来控制机器人臂和输送机***8115和/或基本运动模块8120、和/或接收所述机器人臂和输送机***和/或基本运动模块的输出信息。所述HMI模块8106可以用来控制(或可以自身包括)可以用来进行预编程、超越所述机器的自主控制、并且将机器人纸箱卸载机8101从一个点驱动到另一个点的操纵杆、显示器、以及键盘。可以单独致动或以任意组合来通过视觉***8126而致动的所述致动器8110、以及所述距离传感器可以用来辅助将机器人纸箱卸载机8101引导进入卸载区域(例如，挂车)中。所述I/O模块8108可以将所述致动器和距离传感器8110连接至所述PLC 8118。所述机器人臂和输送机***8115可以包括移动所述臂和/或所述输送机所需的所有部件，如驱动器/引擎和运动协议或控件。所述基本运动模块8120可以是用于使整个机器人纸箱卸载机8101移动的部件。换言之，基本运动模块8120可以是用来操控所述载运工具进出卸载区域所需的部件。
PLC 8118可以控制机器人纸箱卸载机8101的总体机电运动、或控制示例性功能(如控制机器人臂或送机***8115)。例如，PLC 8118可以使机器人臂的机械手头部移动就位以从物品墙获取物品(例如，箱子、纸箱等等)。作为另一个实例，PLC 8118可以控制踢辊(例如，图64A、79中的踢辊6416)的激活、速度、和方向，止挡杆(例如，图78中的止挡杆7702)的位置(或枢转)，和/或被配置成用于控制使前端搁板输送机(例如，前端搁板输送机6412)移动的支撑机构(例如，图60B中的支撑机构6024、图64A中的支撑机构6420)的多种不同调整。PLC 8118、以及视觉***8126的其他电子元件可以安装在位于输送机下方、邻近于输送机的、或在机器人纸箱卸载机8101上的其他地方的电子箱(未示出)中。PLC 8118可以自主地操作整个机器人纸箱卸载机8101或其一部分，并且可以接收来自所述距离传感器8110的位置信息。所述I/O模块8108可以将所述致动器和距离传感器8110连接至所述PLC 8118。
机器人纸箱卸载机8101可以包括视觉***8126，所述视觉***包括多个传感器设备8130(例如，相机、扬声器、3D传感器等等)以及一个或多个计算设备8128(被称为个人计算机或“PC”8128)。机器人纸箱卸载机8101可以使用视觉***8126的所述传感器设备8130和所述一个或多个PC 8128来在机器人纸箱卸载机8101前方实时地或接近实时地进行扫描。PLC 8118可以响应于确定了机器人纸箱卸载机8101、如响应于机器人纸箱卸载机8101就位而发送的触发信号来触发向前扫描，以便开始检测卸载区域中的纸箱。这种向前扫描能力可以用于避免碰撞、发送人类形状识别(安全性)、对卸载区域(例如，卡车或挂车)设置大小、以及扫描已卸载区域的地板上的零散物品(例如，纸箱、箱子等等)。视觉***8126的这种3D能力还可以提供深度感知、边缘识别、并且可以创建物品墙(或纸箱堆)的3D图像。视觉***8126可以独自或与PLC 8118相结合地运行以便识别在机器人纸箱卸载机8101前方的物品的边缘、形状、以及近/远距离。例如，可以相对于机器人纸箱卸载机8101来测量和计算物品墙中每个单独纸箱的边缘和距离，并且视觉***8126可以独自或与PLC 8118相结合地运行以便选择特定纸箱进行移取。
在一些实施例中，视觉***8126可以对所述PLC提供信息，如：既定从卸载区域移取的纸箱的XYZ坐标位置、以及机器人臂或机器人纸箱卸载机8101的移动本体将行进的一条或多条移动路径。PLC 8118和视觉***8126可以独立地或一起工作，如进行迭代式移动和视觉检查过程，以便进行纸箱可视化、初始归位、以及运动准确性检查。在载运工具移动期间、或在纸箱移取期间所述相同过程可以用作准确性检查。替代性地，PLC 8118可以将所述移动和视觉检查过程用作一种检查，以判断从上一次视觉检查之后一个或多个纸箱是否从纸箱堆上掉落或被重新定位。虽然在以上关于图81讨论的这些不同实施例中以及在此描述的所有其他实施例中已经分开地描述了图81中的多种不同的计算设备和/或处理器，如PLC 8118、载运工具控制器8122、以及PC 8128，但所描述的所述计算设备和/或处理器可以相组合，并且由分开的计算设备和/或处理器来执行的在此描述的所述操作可以由较少的计算设备和/或处理器来执行，如具有执行在此描述的操作的不同模块的单一计算设备或处理器。举例而言，组合在单一电路板上的不同处理器可以执行在此描述的、属于不同计算设备和/或处理器的所述功能，运行多个线程/模块的单一处理器可以执行在此描述的、属于不同计算设备和/或处理器的功能等等。
如在此使用的，处理器可以是可以通过软件指令(应用程序)来配置以用于执行多种功能(包括以上描述的这些不同实施例的功能)的任何可编程的微处理器、微计算机、或一个或多个多处理器芯片。在这些不同的装置中，可以提供多个处理器，例如专用于无线通信功能的处理器和专用于运行其他应用程序的处理器。典型地，软件应用程序在被访问和载入这些处理器中之前可以被存储在内部存储器中。这些处理器可以包括足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多装置中，该内部存储器可以是易失性或非易失性存储器，例如闪存存储器、或二者的组合。出于本说明的目的，对存储器的一般性提及是指处理器可访问的存储器，包括***这些不同装置中的内部存储器或可移除存储器、以及在这些处理器内的存储器。
以上方法说明和过程流程图仅是作为展示性实例提供的并且不旨在要求或暗示：这些不同实施例的步骤都必须按所呈现的顺序来执行。本领域技术人员将了解的是，以上实施例中的步骤顺序可以按任意顺序来执行。“此后”、“接着”、“下一个”等词语不旨在限制步骤的顺序；这些词语只用来引导读者阅读该方法说明。进一步，例如使用冠词“一个”、“一种”(a/an)或“该”以单数形式提及权利要求要素不应解释成将该要素限制为单数形式。
可以将与在此所披露的实施例相联系地描述的这些不同说明性的逻辑块、模块、电路、和算法步骤实现为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的此可互换性，上文已经总体上就它们的功能性而言描述了多种不同展示性部件、块、模块、电路、和步骤。将这样的功能性实现为硬件还是软件取决于在整体***上强加的具体应用和设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个具体应用使用不同方式来实施所描述的功能性，但是这些实施决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。
可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或其被设计成用于执行在此所描述的功能的其任何组合来实现或实现用于实施与在此披露的这些实施例相联系地描述的这些不同展示性逻辑、逻辑块、模块、和电路的硬件。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。还可以将处理器实施为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器连同一个DSP核心、或任何其他这样的配置。替代地，可以通过专用于给定功能的电路来执行某些步骤或方法。
在一个或多个示例性实施例，可以以硬件、软件、固件、或其任何组合来实施所描述的功能。如果实现在软件中，可以在非瞬态的处理器可读的、计算机可读的、或服务器可读的介质、或非瞬态的处理器可读的存储介质上将这些功能作为一个或多个指令或代码进行存储或传输。在此披露的方法或算法的步骤可以实施成处理器可执行的软件模块或处理器可执行的软件指令，该模块或指令可以驻留于非瞬态的计算机可读存储介质、非瞬态的服务器可读存储介质、和/或非瞬态的存储器可读存储介质上。在多个不同实施例中，这样的指令可以是存储的处理器可执行指令或存储的处理器可执行软件指令。实体的、非瞬态的计算机可读存储介质可以是可由计算机访问的任何可用的介质。例如但非限制，这样的非瞬态计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备，或可以用于以指令或数据结构的形式来存储所期望的程序代码并可以由计算机访问的任何其他介质。如在此所使用的盘和碟包括压缩光碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中，盘通常磁性地复制数据，而碟使用激光光学地复制数据。上述项的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。此外，方法或算法的运行可能作为代码和/或指令的组合或集合驻留在实体的非瞬态的处理器可读存储介质和/或计算机可读介质(可以被并入计算机程序产品中)上。
为了展示和描述的目的已经呈现了对实施例的上述描述。上述描述并不旨在是穷尽的或将本发明限制于所披露的精确形式。根据以上传授内容，显而易见的修改或变化是可能的。选择并描述该实施例是为了最佳地说明本发明的原理和其实际应用，从而使得本领域普通技术人员能够在多种不同实施例中并且通过适合于所考虑的具体用途的多种不同修改来最佳地利用本发明。尽管仅详细解释了本发明的有限数量的实施例，但应当理解的是，本发明在其范围上不限于在先前说明中阐述或在附图中示出的部件的构造和安排的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够按不同方式来实践或执行。此外，在描述该实施例时，为了清楚起见而使用专用术语。应当理解的是，每个专用术语包括以一种类似方式起作用以便达到一种类似目的的所有技术等效物。

Claims (26)

1.一种用于卸载纸箱堆中的纸箱的机器人纸箱卸载机，该机器人纸箱卸载机是在地板上可移动的，该机器人纸箱卸载机包括：
移动主体；
可移动机器人臂，该可移动机器人臂附接至该移动主体上并且在其一端处包括末端执行器，该末端执行器被配置成用于从该纸箱堆卸载纸箱；
具有前部部分的输送机***，该输送机***被配置成用于输送被该可移动机器人臂布置在其上的纸箱；以及
附接至该移动主体和该输送机***的该前部部分上的升降机，该升降机被配置成用于相对于该地板移动该输送机***的前部部分。
2.如权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中该输送机***的前部部分是前端搁板输送机。
3.该机器人纸箱卸载机，其中该升降机包括：
支撑件，该支撑件被配置成用于将该前端搁板输送机至少移动到在该末端执行器下方的第一位置以便接纳从该纸箱堆中移取的纸箱。
4.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机进一步被配置成用于将布置在其上的纸箱同时朝该输送机***的后部部分移动并且在这些纸箱移动时对这些纸箱进行单个化。
5.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该支撑件进一步被配置成用于将该前端搁板输送机以及布置在其上的纸箱从该第一位置移动到邻近于该输送机***的后部部分的第二位置。
6.如权利要求5所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机在该第二位置中是平行于该地板定向的。
7.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机在该前端搁板输送机的前端处包括缓冲器。
8.如权利要求7所述的机器人纸箱卸载机，其中：
该缓冲器被配置成用于在该前端搁板输送机处于该第一位置中并且该末端执行器卸载了纸箱时稳定化该纸箱堆。
9.如权利要求8所述的机器人纸箱卸载机，其中该缓冲器是辊，该辊包括沿着该辊在长度方向上延伸的至少一个辊拐角。
10.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该支撑件包括脚柱式升降机。
11.如权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中该支撑件包括剪式升降机。
12.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中当该前端搁板输送机处于该第一位置时该前端搁板输送机在距该末端执行器的、或正被该末端执行器卸载的一排纸箱的18英寸之内。
13.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机包括并排定向的多排输送机。
14.如权利要求13所述的机器人纸箱卸载机，其中该多排输送机中的至少一个输送机被配置成用于使其上承载的纸箱以与该多排输送机中的另一个输送机不同的速度移动。
15.如权利要求12所述的机器人纸箱卸载机，其中该多排输送机中的至少一个输送机被配置成用于使在其上行进的纸箱向后并且朝向该前端搁板输送机的中线移动。
16.如权利要求13所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机被配置成相对于该移动主体侧向移动。
17.如权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中该前端搁板输送机包括止挡杆，该止挡杆被配置成用于至少旋转到第一位置而使得该止挡杆被配置成阻挡在该前端搁板输送机上移动的纸箱、并且旋转到第二位置而使得该止挡杆被配置成不阻挡在该前端搁板输送机上移动的纸箱。
18.如权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中该机器人纸箱卸载机被配置成用于以或以高于100个纸箱/小时的速率卸载该纸箱堆中的纸箱。
19.如权利要求18所述的机器人纸箱卸载机，其中该机器人纸箱卸载机被配置成用于以从100个纸箱/小时到1300个纸箱/小时的速率卸载该纸箱堆中的纸箱。
20.如权利要求18所述的机器人纸箱卸载机，其中该机器人纸箱卸载机被配置成用于以或以高于1300个纸箱/小时的速率卸载该纸箱堆中的纸箱。
21.一种控制用于从纸箱堆卸载纸箱的机器人纸箱卸载机的方法，该方法包括：
经由处理器来基于经处理的传感器数据定位该机器人纸箱卸载机的机器人臂以便从该纸箱堆收集一个或多个纸箱；
经由该处理器来将前端搁板输送机定位在该机器人臂下方；
经由该处理器来将该前端搁板输送机定位成与该机器人纸箱卸载机的中央输送机同高度；以及
经由该处理器来激活该前端搁板输送机上的输送机皮带以便将该一个或多个纸箱移动到该中央输送机上。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：
经由该处理器来升高止挡杆以便将该一个或多个纸箱保持在该前端搁板输送机上；并且
经由该处理器来降下该前端搁板输送机上的止挡杆，从而响应于将该前端搁板输送机定位成与该中央输送机同高度使得该一个或多个纸箱能够离开该前端搁板输送机并且进入该中央输送机中。
23.如权利要求21所述的方法，其中该经处理的传感器数据包括雷达传感器数据、激光雷达传感器数据、以及来自相机传感器的图像中的一者或多者。
24.如权利要求21所述的方法，进一步包括：
经由该处理器来确定该一个或多个纸箱是否已经全部从该前端搁板输送机移动到该中央输送机上；
响应于确定该一个或多个纸箱已经全部从该前端搁板输送机移动到该中央输送机上，经由该处理器来停用该前端搁板输送机上的这些输送机皮带；
经由该处理器来基于该经处理的传感器数据将该机器人纸箱卸载机的该机器人臂定位到第二位置中以便从该纸箱堆收集第二组的一个或多个纸箱；
经由该处理器来将该前端搁板输送机定位在处于该第二位置中的该机器人臂下方；
经由该处理器来检测该前端搁板输送机上的该第二组中的一个或多个纸箱；
经由该处理器来将该前端搁板输送机从处于该第二位置中的该机器人臂下方定位成与该机器人纸箱卸载机的该中央输送机同高度；并且
经由该处理器来激活该前端搁板输送机上的输送机皮带以便将该第二组中的一个或多个纸箱移动到该中央输送机上。
25.如权利要求21所述的方法，进一步包括：
响应于确定从该纸箱堆的第一面卸载了所有纸箱，经由该处理器来激活一个或多个传感器以便收集新的传感器数据；
经由该处理器来基于所收集的新的传感器数据生成新的经处理的传感器数据；并且
经由该处理器来基于该新的经处理的传感器数据定位该机器人纸箱卸载机的该机器人臂以用于从该纸箱堆的第二面收集一个或多个纸箱。
26.如权利要求21所述的方法，进一步包括经由该处理器来检测该前端搁板输送机上的来自纸箱堆的一个或多个纸箱。
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