CN109715536A - 机器人纸箱卸载机 - Google Patents

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CN109715536A CN201780056052.2A CN201780056052A CN109715536A CN 109715536 A CN109715536 A CN 109715536A CN 201780056052 A CN201780056052 A CN 201780056052A CN 109715536 A CN109715536 A CN 109715536A
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克里斯多夫·J·威廉姆斯
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Abstract

本发明提供了一种用于卸载纸箱堆中的纸箱的机器人纸箱卸载机，其具有移动主体以及附接到所述移动主体的可移动机器人臂，所述可移动机器人臂在其可移动的端部处具有端部执行器以从所述纸箱堆卸载纸箱。传送机***附接到所述移动主体并且从所述纸箱卸载机的前部延伸到后部，以传送由所述可移动机器人臂接收在其上的纸箱。所述传送机***包括承载在所述移动主体上的中央部分以及从其延伸朝向所述纸箱堆的前部部分。所述前部部分被构造成使宽度从窄变为更宽，以用作捕获并且随后移动接收在其上的掉落纸箱的护罩。

Description

机器人纸箱卸载机
相关申请的交叉引用
本申请要求授予Michael Girtman的2016年9月14日提交的美国临时专利申请序列号即临时申请序列号62,394,748的优先权权益，该申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及一种用于搬运产品的装置，并且更具体地涉及一种被设计成从拖车内卸载产品诸如各种尺寸的纸板箱的自动箱卸载机。
背景技术
装载货物和产品的卡车和拖车穿越全国，以将产品运送到商店、仓库和配送中心的商业装卸月台。卡车可以具有安装在卡车上的拖车，或者可以是半牵引车拖车构造。为了降低零售店的间接成本，店内产品数量已经减少，而正在运输的产品现在被计为可用商店库存的一部分。作为一种补充耗尽库存的方法，在仓库和区域配送中心的卸载月台处快速卸载卡车已经获得了新的突出地位。
如果装载物有托盘，卡车通常用叉车卸载，如果产品堆放在卡车内，则用人工卸载。用人力手动卸载大型卡车货件可能很困难，而且由于时间和劳力造成的成本很高。因此，需要一种改进的卸载***，其能够比人力更快、更节省成本地从卡车拖车上卸下大量堆叠的箱子和货物。
发明内容
各种实施方案提供了一种能够在具有侧壁的半拖车内卸载纸箱堆中的纸箱的机器人纸箱卸载机。在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机可包括移动主体、附接到移动主体并且在其端部包括端部执行器的可移动机器人臂，该端部执行器被构造成从纸箱堆卸载纸箱。传送机***附接到移动主体并且从纸箱卸载机的前部延伸到后部，以传送由可移动机器人臂接收在其上的纸箱。传送机***包括承载在移动主体上的中央传送机以及可移动地附接到移动主体并且从其朝向纸箱堆延伸的前部传送机。其中前部传送机被构造成使宽度从窄变为更宽，以用作捕获并且随后移动接收在其上的掉落纸箱的护罩。
附图说明
并入本文并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施方案，并且与上面给出的一般描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的特征。
图1为机器人纸箱卸载机的实施方案的等轴视图，该机器人纸箱卸载机在卡车内操纵以卸载产品，诸如被描绘为堆叠在卡车内的纸箱堆的纸箱。
图2为沿图1的线2-2截取的图1的机器人纸箱卸载机的侧剖视图，示出了从纸箱堆卸载纸箱并且将纸箱排放到卸载月台传送机上。
图3为图2的机器人纸箱卸载机的局部侧剖视图，示出了传送机***的一部分向上枢转。
图4为图1的机器人纸箱卸载机的操纵器的等轴视图，示出了操纵器的部分的运动。
图5为图4的操纵器的等轴视图，示出了操纵器的伸展运动。
图6为图2的机器人纸箱卸载机的局部侧剖视图，示出了旋转前辊从卡车的底板上提起纸箱。
图7为机器人纸箱卸载机的替代实施方案的局部侧剖视图，该机器人纸箱卸载机具有带角的辊和纸箱铲。
图8至图13为示出了操作中的真空操纵器在其抓取、拉出和下放纸箱时的一系列框图。
图14为根据实施方案的另一机器人纸箱卸载机的右侧剖视图，该机器人纸箱卸载机包括真空操纵器。
图15为图14的真空操纵器的右侧的等轴视图。
图16为图14的真空操纵器的左侧的等轴视图。
图17A为实施方案真空杆的等轴视图。
图17B为图17A的真空杆的侧视图。
图18A为另一实施方案真空杆的等轴视图。
图18B为图18A的真空杆的侧视图。
图19为图14的真空操纵器的右侧的局部等轴视图，示出了根据通过透明顶盖所示的实施方案的内部特征。
图20为图14的真空操纵器的右侧的等轴视图，其中第二组真空杆伸出。
图21为图20的真空操纵器的右侧的侧剖视图。
图22为图14的真空操纵器的右侧的等轴视图，其中为了清楚说明移除了顶盖和各个真空杆。
图23为图22的真空操纵器的右侧的等轴视图，其中第二组真空杆、右侧组真空杆和滑动搁架伸出。
图24为图14的真空操纵器的左下侧的等轴视图，其中滑动搁架以及第一组、第二组和第三组真空杆伸出。
图25为图24的真空操纵器的左下侧的等轴视图，其中滑动搁架伸出而第一组、第二组和第三组真空杆缩回。
图26A为图14的真空操纵器的左侧的局部顶视图，该真空操纵器在纸箱移除操作期间的第一时间与纸箱堆接触。
图26B为图26A的真空操纵器的侧剖视图。
图27A为图26A的真空操纵器的左侧的局部顶视图，该真空操纵器在纸箱移除操作期间的第二时间与纸箱堆接触。
图27B为图27A的真空操纵器的侧剖视图。
图28A为图27A的真空操纵器的左侧的局部顶视图，该真空操纵器在纸箱移除操作期间的第三时间与纸箱堆接触。
图28B为图28A的真空操纵器的侧剖视图。
图29A为图28A的真空操纵器的左侧的局部顶视图，该真空操纵器在纸箱移除操作期间的第四时间与纸箱堆接触。
图29B为图29A的真空操纵器的侧剖视图。
图30A为图14的真空操纵器的局部前侧视图，其中右侧组真空杆缩回。
图30B为图30A的真空操纵器的局部前侧视图，其中右侧组真空杆伸出。
图31为图14的机器人纸箱卸载机的右侧剖视图，该机器人纸箱卸载机伸出以从卡车的底板上移除纸箱。
图32A为根据实施方案的枢转搁架的右侧等轴视图。
图32B为根据实施方案的枢转搁架的左下侧等轴视图。
图33A至图33C为枢转搁架的右侧视图，该枢转搁架从旋转向下状态转换到旋转向上状态。
图34为示出用于控制包括真空操纵器的机器人纸箱卸载机的实施方案方法的过程流程图。
图35A至图35B为示出具有机器人臂、移动主体和传送机***的实施方案机器人纸箱卸载机的透视图的图示。
图36为根据各种实施方案的示出机器人纸箱卸载机的透视图的图示，该机器人纸箱卸载机在卡车内操纵以卸载物品，诸如被描绘为堆叠在卡车前部内的一堆纸箱的纸箱。
图37A至图37C为根据各种实施方案的示出传送机***的透视图的图示，该传送机***包括机器人纸箱卸载机的解扰器、移动主体和机器人臂。
图37D至图37F为示出实施方案机器人纸箱卸载机的顶视图的图示，该机器人纸箱卸载机被构造有机器人臂以及能够侧向平移的传送机***。
图37G为示出机器人纸箱卸载机的顶视图的局部视图的图示，该机器人纸箱卸载机利用被构造成侧向移动的机器人臂的操纵器头部(例如，真空操纵器头部)的侧部操纵器(例如，杯)接近侧部物品。
图38为示出各种实施方案中的机器人臂、头部单元和反向平衡单元的透视图。
图39A为示出各种实施方案中的安装在包括解扰传送机单元的基部单元上的机器人臂、头部单元和反向平衡单元的侧视图的图示，示出了机器人臂和反向平衡单元的回缩位置。
图39B为进一步示出各种实施方案中的图39A的机器人臂、头部单元和反向平衡单元的侧视图的图示，示出了机器人臂和反向平衡单元的向上伸出位置。
图39C为进一步示出各种实施方案中的图39A和图39B的机器人臂、头部单元和反向平衡单元的侧视图的图示，示出了机器人臂和反向平衡单元的向下伸出位置。
图39D为进一步示出各种实施方案中的图39A、图39B和图39C的机器人臂、头部单元和反向平衡单元的侧视图的图示，示出了机器人臂和反向平衡单元在接合纸箱期间的向下伸出位置。
图40A为示出各种实施方案中的处于部分伸出状态的反向平衡单元的侧视图的图示，该反向平衡单元联接到处于缩回状态的机器人臂并且进一步联接到基部单元和控制单元。
图40B为示出各种实施方案中的处于中立状态的图40A的反向平衡单元的侧视图的图示，该反向平衡单元联接到处于中立状态的机器人臂并且进一步联接到基部单元和控制单元。
图40C为示出各种实施方案中的处于伸出状态的图40A的反向平衡单元的侧视图的图示，该反向平衡单元联接到处于伸出状态的机器人臂并且进一步联接到基部单元和控制单元。
图40D和图40E为示出实施方案机器人纸箱装载***的附加细节的图示。
图41A为示出实施方案中的机器人纸箱卸载***的元件细节的透视图的图示，该机器人纸箱卸载***包括操纵器头部和枢转驱动马达。
图41B为示出各种实施方案中的侧向移动头部单元的顶视图的图示，该侧向移动头部单元与定位在头部单元的侧部上的纸箱接合。
图41C为进一步示出各种实施方案中的侧向移动头部单元的顶视图的图示，该侧向移动头部单元与定位在头部单元的侧部上的纸箱脱离。
图42为示出具有不可接近区域的轴上的常规枢转材料搬运臂的顶视图的图示。
图43为示出各种实施方案中的机器人臂和侧向移动头部单元的顶视图的图示。
图44A为示出根据各种实施方案的包括解扰器的传送机***的透视图的图示。
图44B为示出根据各种实施方案的包括解扰器的传送机***的顶视图的图示。
图45A为示出根据实施方案的被构造成侧向移动的包括前端解扰器的传送机***的顶视图的图示。
图45B为示出根据实施方案的被构造成枢转的包括前端解扰器的传送机***的顶视图的图示。
图46为示出根据各种实施方案的人字形中央解扰器的各个区域的顶视图。
图47为示出根据各种实施方案的人字形中央解扰器的底视图的图示。
图48A至图48D为示出根据各种实施方案的与人字形中央解扰器的节段相关联的各种辊速度的顶视图。
图49为示出根据各种实施方案的人字形中央解扰器的中间节段的透视图的图示。
图50A至图50B为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的透视图的图示，该机器人纸箱卸载机配备有传送机***的前端解扰器。
图51至图53为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的前端解扰器的透视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有处于各种旋转(或折叠)状态的翼部(或外部行)。
图54A至图54C为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的前端解扰器的前视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有处于各种旋转(或折叠)状态的翼部(或外部行)。
图55A至图55C为示出根据各种实施方案的在各种宽度的不同卡车拖车内使用的机器人纸箱卸载机的前端解扰器的透视图。
图56为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的前端解扰器的透视图的图示。
图57A至图57B为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机被构造有用于以不同角度提升(或降低)前端解扰器的部件。
图58为示出根据各种实施方案的经由机器人纸箱卸载机的前端解扰器移动的物品的透视图的图示。
图59A至图59D为示出根据各种实施方案的物品在机器人纸箱卸载机的前端解扰器上行进一段时间的进展的图示。
图60A至图60F为示出根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机包括机器人臂以及包括前端搁架传送机的传送机***。
图61为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机、剪式升降机、升降机致动器和线性滑动件的前视图的图示。
图62A至图62B为示出根据一些实施方案的处于各种位置(例如，完全抬起、完全向下)的前端搁架传送机的侧视图的图示。
图63为示出根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的透视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有包括前端搁架传送机的传送机***。
图64A至图64C为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机使用包括前端搁架传送机的传送机***在卡车内操纵以卸载物品。
图65为示出根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有包括前端搁架传送机的传送机***，其中前支承件的枢转基架部分地伸出。
图66为示出根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有包括前端搁架传送机的传送机***，其中枢转致动器被构造成枢转枢转基架。
图67为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的透视图的图示，该前端搁架传送机具有完全伸出的枢转基架。
图68为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的侧视图的图示，该前端搁架传送机具有枢转基架。
图69为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的侧视图的图示，该前端搁架传送机具有枢转基架和带驱动器。
图70为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的侧视图的图示，该前端搁架传送机具有缩回的枢转基架。
图71A至图71B为示出根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的侧视图的图示，该机器人纸箱卸载机具有包括前端搁架传送机的传送机***，其中枢转基架处于各种构型。
图72为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的透视图的图示，该前端搁架传送机具有枢转地安装在枢转基架的端部上的侧向致动器。
图73A至图73B为示出根据一些实施方案的前端搁架传送机的前视图的图示，其中前部部分在各种位置(例如，中央位置、侧偏置位置)中附接到侧向致动器。
图74A至图74C为示出根据一些实施方案的传送机***的顶视图的图示，该传送机***包括被构造成侧向移动的前端搁架传送机。
图75A至图75C为示出根据一些实施方案的引导件的顶视图的图示，该引导件被构造成基于前端搁架传送机的侧向移动进行调节。
图76为根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的部件的透视图，该机器纸箱卸载机包括被构造成侧向移动的前端搁架传送机。
图77A至图77B为示出根据一些实施方案的机器人纸箱卸载机的部件的透视图的图示，该机器人纸箱卸载机包括止动棒，该止动棒被构造成相对于在前端搁架传送机的顶部上移动的纸箱旋转(或枢转)到各种位置。
图78为根据一些实施方案的前端搁架传送机的止动棒的透视图。
图79为根据一些实施方案的前端搁架传送机的踢辊的透视图。
图80为由机器人纸箱卸载机的计算设备执行的实施方案方法的处理器流程图。
图81为适用于各种实施方案的机器人纸箱卸载机的元件的部件框图。
图82为机器人纸箱卸载机的实施方案的等轴视图，该机器人纸箱卸载机具有可改变宽度的扩展传送机。
图83为通过旋转其部分而在宽度上变窄的图1的扩展传送机的等轴视图。
图84为机器人纸箱卸载机的另一实施方案的等轴视图，该机器人纸箱卸载机具有可通过侧向运动改变宽度的扩展传送机。
图85为通过传送机带的侧向扩展而改变宽度的扩展传送机的顶视图。
图86为侧向扩展传送机带的一个实施方案的等轴视图。
图87为具有齿的侧向扩展传送机带的第二实施方案的一部分的侧视图。图88为具有齿的侧向扩展传送机带的第二实施方案的等轴视图。
图89为图84的扩展传送机的等轴视图，示出了使扩展传送机扩展的侧向移动机构的实施方案。
图90为图84的扩展传送机的顶视图，示出了扩展传送机的侧向移动机构的另一实施方案。
图91为图84的扩展传送机的顶视图，示出了扩展传送机的侧向移动机构的又一实施方案。
图92A为图82和图84的机器人纸箱卸载机的前视图，示出了可移动地支承扩展传送机的任何实施方案的基架安装件并且示出了在卡车拖车中侧向移动到一侧的扩展传送机。
图92B为半拖车内的图92A的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机侧向地居中定位，并且包括扩展传送机上的较大双头箭头以示出其可侧向移动的方向，以及较小双头箭头以示出机器人臂可如何侧向移动操纵器以与扩展传送机的侧向移动相匹配。
图93为半拖车内的图82和图84中任一个的机器人纸箱卸载机的顶视图，示出了扩展传送机侧向移动到与卡车拖车的第一壁相邻的位置。
图94为定位在半拖车内的图93的机器人纸箱卸载机的另一顶视图，示出了扩展传送机在相反的方向上朝向卡车拖车的第二壁侧向移动。
图95为半拖车内的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机的一侧扩展。
图96为半拖车内的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机的两侧都扩展以接合半拖车的侧壁，并且其中扩展传送机的弹踢辊与纸箱堆的面接触。图97为半拖车内的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机的两侧都扩展以接合半拖车的侧壁，并且其中扩展传送机的弹踢辊与纸箱堆的面接触并且将护罩示出为阴影区域。
图97为半拖车内的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机的两侧都扩展以接合半拖车的侧壁，并且其中扩展传送机的弹踢辊与纸箱堆的面接触并且将护罩示出为阴影区域。
图98为半拖车内的机器人纸箱卸载机的顶视图，其中扩展传送机的两侧都扩展以接合半拖车的侧壁，并且其中扩展传送机的弹踢辊与纸箱堆的面接触，并且当扩展的传送机侧向移动时，纸箱朝向作为护罩的中央传送机移动。
具体实施方式
在以下描述中，相同的附图标记在若干视图中分配相同或对应的部分。此外，在以下描述中应当理解，术语诸如前部、后部、内部、外部等是为便于描述而使用的词语，并且不应被解释为限制性术语。在本专利中使用的术语并不意味着是限制性的，本文所述的设备或其部分可在其他取向上附接或利用。对特定示例和具体实施的参考是出于说明性目的，而不旨在限制本发明或权利要求书的范围。应当理解，被描述为全部或部分地以引用方式并入本文的任何专利、出版物或其他公开材料，仅在所并入的材料不与本公开中阐述的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度上，本文明确阐述的公开内容取代以引用方式并入本文的任何冲突材料。
本文使用的词语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何具体实施不一定被理解为比其他具体实施优选或有利。
图1至图6整体示出了用于从卡车或半拖车10内卸载纸箱12的机器人纸箱卸载机100的实施方案。例如，机器人纸箱卸载机100可被构造成被驱动到半拖车10中，从堆放在半拖车10的底板18上的纸箱壁或纸箱堆11中移出或移除纸箱12，并且将从半拖车10移出的纸箱12转移或卸载。然后可将纸箱12转移到商店、仓库或配送中心卸货舱中。纸箱12可以是用于运输产品的任何种类的产品容器，诸如但不限于纸板箱。机器人纸箱卸载机100可包括移动主体120，其尺寸和构造被设计成被驱动进和出半拖车10。机器人控制的纸箱移除器***160可定位在移动主体120上，并且可从移动主体120朝向纸箱堆11延伸，以从纸箱堆11移出和卸载纸箱12。例如，机器人控制的纸箱移除器***160可将从纸箱堆11的前部和顶部移出和卸载纸箱12。纸箱引导***175可位于纸箱移除器***160附近(例如，下方)，以在从堆11移出纸箱12时捕获纸箱。纸箱引导***175可还将纸箱12引导到传送机***135上并且沿着传送机***引导纸箱，该传送机***可从机器人纸箱卸载机100的一端延伸到机器人纸箱卸载机100的另一端。传送机***135可在机器人纸箱卸载机100的端部部分处排放卸载的纸箱12以便收集(例如，通过劳工)或将其排放到配送中心传送机19。可提供控制和可视化***180以控制和自动化卸载过程，并且操作机器人纸箱卸载机100。下面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，机器人纸箱卸载机100的移动主体120包括可移动地支承在四轮构造上的底盘121，其中每个轮122、123、124、125与底盘121的角相邻。例如，底盘121可以是大致矩形的底盘，其中每个轮122、123、124和125与角或矩形相邻。成角度的板128可升高到传送机***135的中央部分上方，并且可延伸穿过底盘121(例如，横向穿过底盘121)，用于将机器人控制的纸箱移除器***160附接到其上。第一驱动马达和第二驱动马达127(例如，驱动***)可通常位于机器人纸箱卸载机100的侧面(例如，左侧面和右侧面)内侧。第一驱动马达可被构造成驱动轮122，而第二驱动马达127可被构造成驱动轮123。其他轮诸如轮124、125可被构造成自由轮。因此，驱动马达诸如第一驱动马达和第二驱动马达127可在半拖车10内驱动和掌控机器人纸箱卸载机100。例如，使第一驱动马达和第二驱动马达127在相同方向上旋转可向前或向后驱动机器人纸箱卸载机100，使第一驱动马达和第二驱动马达127在相反方向上旋转可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，并且使第一驱动马达或第二驱动马达127中的一个旋转可使机器人纸箱卸载机100围绕相对的未驱动的驱动轮122或123枢转。
传送机***
从图2可以清楚看出，传送机***135包括用于运输纸箱12的多个独立控制的传送机。例如，独立控制的传送机可限定细长的“Z”形传送机***。在一个实施方案中，传送机***135可在前部处(例如，在最靠近纸箱堆11的传送机的端部处)较宽以接收纸箱12，并且可沿传送机***135朝向后部移动(例如，在距纸箱堆11最远的传送机的端部处)变窄。传送机***135的变窄可将卸载的纸箱12定位成一排以便排放。传送机***135可包括相对于底盘121固定的后部部分136a，以及可枢转地安装到底盘121并且从底盘延伸的前部部分136b。传送机***135的后部部分136a可包括后部传送机137和中央传送机138。后部传送机137可包括部分137a(例如，水平部分)，其可与配送中心传送机19对准以便卸载纸箱12。后部传送机137可还包括部分137b，其倾斜以将部分137a与中央传送机138联接起来。中央传送机138可定位在拖车底板18的近侧(例如，水平)，并且可从后部传送机137穿过底盘121延伸到传送机***135的前部部分136b。马达139可与后部传送机137联接以驱动后部传送机137，而马达140可联接到中央传送机138以驱动中央传送机138。参考本文的教导内容，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可使用任何合适数量的马达139、140来驱动传送机137、138。
传送机臂141可从底盘121枢转地延伸(例如，在朝向纸箱堆11的前方)，以支承传送机***135的前部部分136b。传送机臂141可围绕枢轴145旋转。传送机***135的前部部分136b可包括后续传送机142和前导传送机143。传送机142、143可在传送机臂141之间端对端地定位，以沿着传送机142、143运输纸箱12。辊144可与前导传送机143的远侧端部相邻定位并且可被构造成将纸箱12装载到前导传送机143上。辊144可以是大致圆柱形的并且可横向延伸穿过传送机臂141的端部。辊144可由与传送机臂141联接的辊驱动马达147供电。前导马达148和后续马达149与传送机臂141联接，以分别驱动前导传送机143和后续传送机142。
传送机轮150可与传送机臂141联接以将前部部分136b支承在拖车底板18上。升降机151可操作地连接在底盘121和传送机臂141之间，以将传送机***135的前部部分136b从拖车底板18提升到相对于其的任何角度位置，诸如但不限于图3所示的角度位置。在操作期间，前部部分136b可相对于中央传送机138向上或向下成角度。例如，可调节前部部分136b的角度位置以满足纸箱堆11的变化高度。可使前部部分136b成角度以保持在纸箱引导***175下方。当纸箱堆11处于最大值时，角度位置处于最大值，并且当纸箱堆11处于最小值时，角度位置处于最小值。如图3所示，将上游部分136b枢转到角度位置可缩短纸箱12在离开纸箱引导***175掉落或下落到传送机***135上时的掉落距离。升降机151可以是电力致动器，诸如马达但不限于此。
机器人控制的纸箱移除器***
转到图1至图4，机器人控制的纸箱移除器***160可被构造成从机器人纸箱卸载机100伸出(例如，延伸)以利用操纵器162将一个或多个纸箱12(例如，多个纸箱12)从纸箱堆11移出。从图3可以清楚看出，操纵器162可移动地附接到机器人***163的自由端。机器人***163的基部163a与覆盖传送机***135的中央传送机138的成角度板128相邻设置。机器人***163和操纵器162可由控制和可视化***180控制，并且可被构造成从纸箱堆11上的任何位置移出或卸载纸箱12。机器人***163和操纵器162的操作区域可从半拖车10的一侧延伸到另一侧以及从底板延伸到顶部。机器人***163可以是具有至少四个运动度的任何可用机器人臂，例如由Robotics America Corporation,3900West Hamlin Road,Rochester Hills MI 48309-3253销售的示例性Robot R-1000ia。
如图4所示，操纵器162可围绕腕式旋转接合部164旋转，以使操纵器162围绕纵向轴线A旋转。操纵器162可进一步围绕腕式枢转接合部165枢转，以使操纵器162围绕横向于轴线A取向的轴线B枢转。操纵器162包括基部166，该基部具有从其延伸的至少一个可致动元件，诸如爪状物167或指状物。如该实施方案所示，基部166可具有两个或更多个可致动元件，诸如三个指状物167，这些元件在其相应的近侧端部处可枢转地安装到基部166。第一致动器168可连接到每个可致动元件，诸如每个指状物167，以使指状物167相对于手部166围绕相应的轴线C向下枢转，轴线C与轴线B间隔开，如图4所示。第二致动器169可附接到手部166和每个指状物167，用于使指状物167围绕轴线D伸展开，轴线D横向于轴线C取向，如图5所示。第一致动器168和第二致动器169可以是但不限于电动或流体致动器。实施方案的流体致动器可利用可压缩流体或利用不可压缩流体操作。
纸箱引导***
纸箱引导***175可被构造成通过机器人纸箱卸载机100引导卸载或移开的纸箱12，如图1和图2所示。纸箱引导***175可包括位于纸箱移除器***160和传送机***135之间的搁架176，例如纸箱减速裙部。搁架176可包括表面174。例如，表面174可以是非竖直表面，诸如弯曲表面。搁架174可被构造成捕获掉落的纸箱12并且将滑动的移出纸箱12引导到传送机***135上。搁架176可由具有摩擦系数的材料构成，该摩擦系数被构造成在不阻止纸箱12滑动运动的情况下使在其上滑动的纸箱12减速。搁架176可由各种材料形成。例如，搁架176可由可弯曲或可偏转的材料形成，诸如织物、柔性塑料片材、打褶的可折叠结构等。纸箱引导***175可还包括定位在传送机***135的每一侧上的一对传送机引导件177。传送机引导件177从传送机***135的前部部分136b的传送机臂141延伸，并且可朝向后部部分136a变窄以将纸箱12引导到传送机***135上。
纸箱引导***175的框架178可枢转地附接到移动主体120的成角度板128(例如，在朝向纸箱堆11取向的成角度板128的前侧处)，使得纸箱引导***175从移动主体120向外延伸。在一个实施方案中，框架178可以是大致U形的，并且可包括从其向外延伸且伸展得更宽的一对框架臂178a和178b。框架臂178a和178b可终止于横向构件，诸如在框架臂178a和178b之间刚性地延伸(例如，在最靠近纸箱堆11的前端处从一侧延伸到另一侧)的缓冲器170。缓冲器170可包括位于刚性芯上的外覆盖件170a并且可旋转。在一个实施方案中，缓冲器170的至少一部分可以是可偏转材料，诸如弹性体或泡沫。在图2中提供弯曲箭头以示出框架臂178a、178b相对于移动主体120的枢转运动的方向。
先前描述的搁架176可悬挂在框架178上。框架升降机179可连接在框架178和成角度板128之间(参见图1)，以升高和降低框架178、缓冲器170和搁架176(参见图2的箭头)。框架升降机179可以是电力致动器，诸如马达但不限于此。如稍后将更详细描述，框架升降机179可将缓冲器170抵靠被移除的纸箱12下方的纸箱堆11的壁而放置，以使纸箱堆11的壁稳定在被移除的纸箱12下方。当搁架176降低到与传送机***135的至少一部分接触并且从接触折叠或减小高度时，搁架176的偏转特性可使机器人控制的纸箱移除器***160接近搁置在拖车底板18上的纸箱12。
控制和可视化***
控制和可视化***180可协调和控制机器人纸箱卸载机100的***的所有功能。控制和可视化***180可被构造成操作机器人纸箱卸载机100以自动化卸载过程的至少一部分。控制和可视化***180可包括定位在底盘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为驱动马达126、127、传送机驱动马达139、140、148、149、辊驱动马达147、前部升降机151、框架升降机179、机器人***163和操纵器162提供定时、定序、归位例程和运动控制。
操作者界面185可与底盘121联接并且在传送机***135的一部分上方向内延伸。操作者界面185可包括操纵杆186、显示器187和小键盘188。操纵杆186可以是多用途控制器，并且可被构造成控制机器人***163和操纵器162的移动。操纵杆186可被重新构造成(经由小键盘188上的选择)掌控、驱动和止动机器人纸箱卸载机100。显示器187可显示各种各样的信息，包括但不限于错误消息、校准信息、状态指示符、***故障警告，并且可显示在小键盘188上输入或编辑的软件代码行。可使用小键盘188输入软件代码，用于机器人臂、传送机***135、驱动马达126、127、升降机151、179和传送机驱动马达139、140、148和149的运动控制。
控制和可视化***180可包括可视化传感器，诸如壁接近传感器193，用于防止机器人纸箱卸载机100与纸箱堆11的壁相撞。壁接近传感器193可以是附接到传送机引导件177中的至少一个的电传感器(诸如，在机器人纸箱卸载机100的前部处)，用于测量至少一个接近传感器193和纸箱堆11之间的接近度。当壁接近传感器193感测到机器人纸箱卸载机100与纸箱堆11相距所需的距离时，控制和可视化***180可止动机器人纸箱卸载机100。
上部纸箱传感器189可安装在框架178上以指示框架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，当缓冲器170接触纸箱堆11的面时，该接触开关跳闸。或者，在另一个实施方案中，上部纸箱传感器189可以是距离传感器，用于检测距纸箱堆11的面的距离。角度位置指示器可连接在成角度板128和框架178之间，以指示成角度板128和框架178之间的角度。当缓冲器170接触纸箱堆11时，角度位置指示器可向控制和可视化***180提供角度位置数据，可使用该角度位置数据来计算纸箱堆11的壁相对于机器人纸箱卸载机100和机器人控制的纸箱移除器***160的操纵器162的位置。例如，角度位置指示器可以是电位差计。
纸箱传感器191可附接到操纵器162的基部166(图5)，使得可查看或扫描与操纵器162相邻的纸箱提取或卸载区域。例如，纸箱传感器191可测量距所选纸箱12的距离，使得可适当地定位操纵器162以提取或卸载所选纸箱12。在一个替代实施方案中，纸箱传感器191可以是纸箱边缘检测器。可视化传感器可附接到底盘121的成角度板128，用于查看半拖车10的内部、机器人控制的纸箱移除器***160和纸箱堆11内的纸箱12。
操作
在操作期间，操作者可启动机器人纸箱卸载机100以启用启动和归位序列，从而验证各种***的操作并且将***部件移动到原始位置。例如，控制和可视化***180可经历测试例程以校准机器人控制的纸箱移除器***160并且将其归位，从而将框架178枢转和定位在机器人纸箱卸载机100的前缘后面，并且测试传送机***135的激活传送机。在完成启动测试和归位例程之后，操作者可手动选择操作者界面185上的驱动选择，并且使用操纵杆186掌控机器人纸箱卸载机100并且将其驱动到半拖车10中。可将机器人纸箱卸载机100推进到半拖车10中，直到至少一个接近传感器193经由控制和可视化***180发信号通知操作者机器人纸箱卸载机100与纸箱堆11相邻定位。
上部纸箱传感器189可用于识别纸箱堆11的高度和前部，并且控制和可视化***180可使用该信息将操纵器162定位成与所识别的纸箱堆11的位置相邻。操纵器162上的纸箱传感器191可重新扫描纸箱堆11以精化纸箱位置数据，从而确保准确选择和卸载纸箱12。
图2示出了机器人纸箱卸载机100从半拖车10卸载纸箱12，并且提供箭头以示出多个纸箱12a至12h在通过机器人纸箱卸载机100从纸箱堆11卸载时的路径。在图2中，控制和可视化***180选择用于从纸箱堆11(例如，纸箱堆11的顶部)卸载的纸箱12a，并且机器人控制的纸箱移除器***160从纸箱堆11耙出或移出纸箱12a。
操纵器162可将纸箱12a倾斜并且朝向搁架176向后拉动。需注意，可将纸箱引导***175的缓冲器170在纸箱12a正下方压靠(例如，有意地)纸箱堆11，以使纸箱堆11稳定在其下方。一旦从纸箱堆11中移除顶排纸箱12，控制和可视化***180便可致动框架升降机179并且可能驱动马达126、127以将缓冲器170和纸箱引导***175抵靠纸箱堆11重新定位在准备移除的新的最顶部排纸箱12下方。
重新转到图2，纸箱12b沿着弯曲搁架176向下滑动并且从其离开，然后马上掉落或下落到移动的传送机***135上。纸箱12c从后续传送机142过渡到中央传送机138上，以加入在其上向后行进的纸箱12d。纸箱12e和12f沿着后部传送机137的部分137b向上且向后移动。卸载的纸箱12g被示出为从后部传送机137的部分137a排放，并且到达配送中心传送机19上以便运送到配送中心中。随着纸箱堆11的高度减小，框架升降机179可向下降低纸箱引导***175。
在一个实施方案中，当可将搁架176降低到与传送机***135接触时，搁架176可被可操作地构造成抵靠传送机***135偏转或折叠。这种偏转或折叠可降低搁架176的高度，可使机器人控制的纸箱移除器***160能够到达折叠的搁架176上方，从而到达下部纸箱12。一旦可将移出的下部纸箱12拉动到折叠的搁架176上，便可升高机器人控制的纸箱移除器***160和搁架176以将纸箱12倾倒在传送机***135上。
如前所述并且在图6中最佳示出，辊144可位于传送机***135附近并且可通过辊驱动马达147旋转。如图所示，辊144是具有长度和圆形横截面的圆柱形。辊144在向上提升辊144接触的任何纸箱12的方向上旋转。一旦被提升，旋转的辊144可将纸箱12向下游拉动到辊144上并拉动到移动的传送机***135上进行提取。可根据需要重复这些过程，直到从半拖车10卸载所有纸箱12。
替代实施方案
图7示出了具有长度和非圆形横截面诸如六边形横截面的替代辊194。可使用辊194的其他合适的横截面构造，诸如八边形或肋状横截面。非圆形横截面沿着辊194纵向延伸并且放置在传送机***135的前部。辊194可具有沿着替代辊194纵向延伸的多个辊角195，并且当旋转时，辊角195形成具有高压的旋转脊，其冲击并且嵌入纸箱12中。已经证明向上旋转的压力和冲击线的组合在移出纸箱12时是有效的。
图7还包括从传送机臂141延伸到辊194的前方的纸箱铲196。纸箱铲196可以是楔形的，并且纸箱铲196的至少一部分可以是曲线197。纸箱铲196的前缘198可被驱动到搁置在底板18上的纸箱12下方。纸箱铲196可被构造成充当斜滑道，其在移动到下方时提升和倾斜纸箱12。如图所示，图7中的倾斜纸箱12可具有至少一个从底板18上提起的边缘。然后，纸箱12沿着纸箱铲196滑动并且向上拱，直到接触旋转辊194，以进一步提升纸箱12并且将其向下游拉动到传送机***135上。虽然纸箱铲196被示出为具有辊194，但是在另一个实施方案中，纸箱铲196也可与辊144一起使用。另外，在另一个实施方案中，纸箱铲196可在没有辊194或144的情况下使用，并且可直接附接在移动的传送机***135(未示出)的前部。
虽然上面描述了机器人纸箱卸载机100用于卸载半拖车10，但是本实施方案的机器人纸箱卸载机100不限于仅仅用于该用途，而是非常适合在其他环境中(诸如，在商店、仓库、配送中心、卸货舱内，在产品通道、货架、货板和冷冻柜之间)卸载纸箱12。
关于被描述为第一致动器168和第二致动器169或框架升降机179的致动器和升降机，这些致动器不限于电力致动器，而可以是可用可压缩或不可压缩流体(诸如，空气和油)操作的流体致动器。
真空拾取头
图8至图13示出了替代机器人控制的纸箱移除器***260，其具有带适形面的操纵器，诸如真空操纵器162，以将纸箱12从纸箱壁或纸箱堆11抓取、拉出和下放到主体传送机***235上。主体传送机***235在图14和图31中以不同实施方案示出，并且在具有如图8至图13所示的台面的真空操纵器162的测试中被模拟。另外，在测试期间，台面的边缘用作缓冲器170，以在从纸箱堆11移除纸箱12期间稳定纸箱堆。图8至图13示出了操作中的真空操纵器162在其将纸箱12抓取、拉出和下放到主体传送机***235上时的快照。
图8示出了真空操纵器162接近纸箱壁或纸箱堆11。真空操纵器瞄准纸箱12a、12b和12c。纸箱12a从纸箱堆11突出。真空操纵器162具有多个真空杯164，每个真空杯164安装在相应的引导杆165的一端。引导杆165是中空的并且可滑动地安装在引导框架167中。弹簧166连接在引导杆165和引导框架168之间，以使引导杆165向前偏置。止动件169位于每个引导杆165的中间部分上，以在止动件169接触引导框架167时阻止引导杆165向前移动。引导框架167由框架168保持，框架168可朝向和远离纸箱堆11移动，诸如通过机器人***(例如，机器人臂)。真空管线173连接到每个中空引导杆165，以将由连接到每个真空管线173的真空源171提供的真空供应给真空杯164。
图9示出了真空操纵器162与纸箱堆11的不平坦面接触并且朝向纸箱堆11向前移动，以确保真空杯164与纸箱12b吸力接触。需注意，附接到与纸箱12a接触的真空杯164的引导杆165比关联到与纸箱12b接触的真空杯164的引导杆165向后移动得更远。
在图10中，已将臂12升高以从纸箱堆11提升纸箱12a和12b。在图11中，臂12向后移动，从而向后拉动引导框架168，直到引导杆165的止动件169接触向后移动的引导框架168。一旦与纸箱12a、12b相关联的止动件99与向后移动的引导框架168接触，纸箱12a、12b便开始向后移动。由于纸箱12a和12b交错排列，因此与纸箱12b相关联的止动件在纸箱12a的止动件之前接触，并且纸箱12b在纸箱12a之前开始向后移动。在该视图中，纸箱12a和12b都被移动的真空操纵器162向后拉动。在图12中，向后移动的真空操纵器162将纸箱12a、12b从纸箱堆中拉出，并且将每个纸箱12a、12b的前端搁置在主体传送机***235上。在图13中，关闭真空，并且纸箱12a和12b已完全掉落到主体传送机***235上以便移除。
图14为包括操纵器诸如真空操纵器408的另一实施方案机器人纸箱卸载机400的右侧剖视图，该操纵器包括被构造成符合纸箱堆的不规则性的适形面。机器人纸箱卸载机400可类似于上面参考图1至图6描述的机器人纸箱卸载机100，并且可包括类似于上述那些的移动主体402和机器人控制的纸箱移除器***404。机器人纸箱卸载机400和机器人纸箱卸载机100之间的一个区别可在于，机器人纸箱卸载机400可包括联接到机器人***406的真空操纵器408。机器人***406可以是任何类型的机器人臂，诸如上述由Robotics America Corporation销售的Robot R-1000ia，并且可使真空操纵器408朝向纸箱堆11向前延伸，从纸箱堆11向后(例如，朝后)延伸到左侧、右侧并且/或者旋转真空操纵器408。机器人***406和真空操纵器408可连接到控制和可视化***，诸如上述控制和可视化***180，并且控制和可视化***可控制机器人***406、真空操纵器408和移动主体402的操作，以从纸箱堆11卸载纸箱。例如，控制和可视化***可监测从机器人***406和/或真空操纵器408上的传感器接收的传感器输入，并且将控制信号(诸如，电力控制信号或流体控制信号)发送到马达、阀门、致动器和/或机器人***406和/或真空操纵器408的其他设备，以基于传感器输入来控制机器人***406和/或真空操纵器408，从而从纸箱堆11卸载纸箱。如本文所用，术语“流体”是指任何可压缩或不可压缩流体。流体的示例可包括空气、油等。
图15为根据实施方案的真空操纵器408的右侧的等轴视图。真空操纵器408可包括操纵器框架410，其联接到引导框架412并且被构造成支承引导框架。真空操纵器408可包括一组或多组纸箱连接器(例如，真空杆)，诸如第一组真空杆416、第二组真空杆418和第三组真空杆420。真空杆组416、418和420中的每个真空杆可由引导框架412中的孔支承并且通过所述孔从真空操纵器408的内部部分延伸到引导框架412的前面外。在一个实施方案中，引导框架412可以是实心块，诸如树脂(例如，)块，其具有穿过该块钻出的一系列孔。每组真空杆416、418和420中的真空杆可穿过孔以从引导框架412和真空操纵器408延伸出并且延伸进引导框架和真空操纵器。这样，真空杆组416、418和420可形成真空操纵器408的适形面。顶盖414可固定到操纵器框架410，以保护真空杆和容纳在真空操纵器408内的其他设备。
在一个实施方案中，多个纸箱连接器组(诸如，真空杆组416、418和420)可由一系列具有固定到一端的真空杯的真空杆组成。在一个实施方案中，每个组416、418和420中的真空杯可具有不同的直径，使得组416、418和420由至少一个具有主真空杯422的真空杆和至少一个具有次真空杯424的真空杆组成。例如，组416、418和420可由平行排的主真空杯422和次真空杯424(诸如，两个竖直对齐的平行排的主真空杯422，其设置在竖直偏移的平行排的次真空杯424上方)组成。在一个实施方案中，真空杆组416、418和420可包括相同数量的真空杆和真空杯。在另一个实施方案中，真空杆组416、418和420可包括不同数量的真空杆和真空杯。例如，第一组416和第三组420可各自包括两排五个主真空杯422和一排四个次真空杯424，而第二组418(例如，中间组)包括两排四个主真空杯422和一排三个次真空杯424。在另一个实施方案中，真空杯排可包括不同类型的真空杯，诸如主真空杯422和次真空杯424两者。在一个实施方案中，主真空杯422的直径可相对大于次真空杯424的直径。在一个实施方案中，主真空杯422和次真空杯424可具有相同或不同的表面纹理，由相同或不同的材料制成，并且/或者可具有相同或不同的偏转深度。虽然依据两种不同类型的真空杯即主真空杯422和次真空杯424进行了讨论，但是在各种实施方案中可使用单一类型的真空杯或两种以上不同类型的真空杯。
每组真空杆416、418和420中的每个真空杆可连接到相应的真空发生器组。第一组真空发生器442在图15中被示出为联接到操纵器框架410。真空杆的相对端可包括真空联接器，其可通过真空管线连接到第一组真空发生器442中的一个真空发生器。在操作中，真空发生器可抽吸真空，真空可拉动流体通过真空管线、通过相应的真空杆并通过相应的真空杯。在一个实施方案中，通过相应的真空杆以及通过相应的真空杯抽吸的真空可使真空操纵器408的适形面能够附接到纸箱堆11中的所接触的纸箱，以从纸箱堆11卸载所接触的纸箱。
在一个实施方案中，真空操纵器408可包括可移动搁架，诸如滑动搁架426，其可通过移入和移出操纵器框架410而在与真空杆组416、418、420相同的方向上延伸(例如，当真空操纵器408平行于卡车或拖车的底板时向前和向后延伸)。在图15中，滑动搁架426被示出为缩回到真空操纵器408中。在各种实施方案中，可移动搁架诸如滑动搁架426可诸如通过朝向和远离纸箱堆滑动而朝向和远离纸箱堆移动。滑动搁架426可被构造成捕获从纸箱堆11移出的一个或多个纸箱，并且将纸箱引导到传送机***上。缓冲器428可联接到滑动搁架426的边缘。缓冲器428可被构造成在通过真空操纵器408从纸箱堆11移出(例如，移除)的一个或多个纸箱下方压靠纸箱堆11，以使纸箱堆稳定在被移出的一个或多个纸箱下方。这样，可移动搁架可包括缓冲器，以在卸载纸箱时稳定纸箱堆11。在另一个实施方案中，可移动搁架诸如滑动搁架426可枢转或旋转以从平行于卡车或拖车底板的位置向下摆动到垂直于卡车或拖车底板的位置。在一个实施方案中，整个滑动搁架426可枢转或旋转。在另一个实施方案中，滑动搁架的一部分可枢转或旋转。例如，滑动搁架的枢转部分可通过铰链或其他类型的接合部附接到滑动搁架的固定部分，并且枢转部分可相对于固定部分枢转或旋转。
在一个实施方案中，真空操纵器408可包括至少一个纸箱连接器，诸如真空杆，其被构造成从操纵器的一侧垂直于真空操纵器408的适形面延伸出。在一个实施方案中，真空操纵器可包括至少一个纸箱连接器，其被构造成从操纵器的一侧垂直于适形面延伸出，作为设置在操纵器框架410的左侧和/或右侧中的一者或两者上的一组或多组真空杆。右侧组真空杆444在图15中示出。侧组真空杆可在与从真空操纵器408的前部延伸的真空杆组416、418和420不同的方向上取向。例如，侧组真空杆可垂直于真空操纵器的前部和/或在其他方向/取向上延伸。在一个实施方案中，真空杆组444可包括一个或多个真空杆444，诸如两个真空杆，其具有固定到一端的真空杯，诸如次真空杯424。右侧组真空杆444可被构造成从操纵器框架410的右侧延伸和缩回并且延伸和缩回到该右侧中。在操作中，右侧组真空杆444可从真空操纵器408伸出，以接触、附接到并移出(例如，移除)布置在真空操纵器408的右侧的纸箱。当从卡车或拖车卸载纸箱时，从纸箱堆11的中心部分卸载纸箱可能导致真空操纵器408可能难以利用从真空操纵器408的前部延伸的真空杆组416、418和420来触及沿着卡车或拖车的侧面布置的纸箱列。侧组真空杆诸如右侧组真空杆444可从操纵器框架410延伸，以接触和操纵沿着卡车或拖车的侧面布置的这些纸箱列中的纸箱。侧组真空杆通过它们自身的缩回或者与机器人***406引起的真空操纵器408的移动相结合，可将这些侧面纸箱拉动到真空操纵器408可利用从真空操纵器408的前部延伸的真空杆组416、418和420接合纸箱的位置。另选地，侧组真空杆通过它们自身的缩回或者与由机器人***406引起的真空操纵器408的移动相结合，可将纸箱从它们各自的列移除并使它们掉落到传送机***上。
图16为真空操纵器408的左侧的等轴视图。图16示出了包括次真空杯424的左侧组真空杆446，其可通过操纵器框架410向外延伸到左侧。另外，在图16中，用于第一组真空杆416、第二组真空杆418和第三组真空杆420中的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被示出为联接到操纵器框架410。
图17A为等轴视图，并且图17B为实施方案纸箱连接器诸如真空杆429的侧视图，其具有固定到一端的主真空杯422。真空杆429可由中空引导杆430构成，主真空杯422可固定到其一端，并且真空联接器434可固定到相对端。沿着引导杆430诸如在真空联接器434的前部设置的可以是止动件432。止动件432可以是固定到引导杆430和/或形成在引导杆上的突出部，诸如套环、环、脊等。沿着引导杆430与止动件432相对的可以是设置在主真空杯422的附接点处或其后方的垫圈438。垫圈438可以是固定到引导杆430和/或形成在引导杆上的套环、环、脊等。压缩弹簧436可围绕引导杆430并且在与主真空杯422相对的一侧上从垫圈438延伸。当压缩时，压缩弹簧436可推靠垫圈438，从而对垫圈438施加力。穿过主真空杯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的孔可形成中心通道440，流体可通过该中心通道从主真空杯422行进穿过引导杆430的中心，并且从真空联接器434出来，从而行进穿过真空杆429。
图18A为等轴视图，并且图18B为上面参考图17A和图17B描述的实施方案纸箱连接器诸如真空杆429的侧视图，不同之处在于在图18A和图18B中，纸箱连接器诸如真空杆429被示出为包括固定到一端的次真空杯424。具有主真空杯422和/或次真空杯424的系列真空杆429可包括第一组真空杆416、第二组真空杆418和/或第三组真空杆420。当真空杆429接触纸箱的表面时，主真空杯422或次真空杯424可由于纸箱和引导杆430施加在主真空杯上的力而偏转和/或压缩。主真空杯422或次真空杯424的偏转和/或压缩距离可取决于各种因素，诸如真空杯的材料特性、真空杯的直径等。在一个实施方案中，主真空杯422或次真空杯424的最大偏转可为1.19英寸。在其他实施方案中，最大偏转或压缩距离可大于1.19英寸或小于1.19英寸。
图19为真空操纵器408的右侧的局部等轴视图，其中顶盖414被示出为清除以提供真空操纵器的内部构造的视图。图19示出了真空杆穿过引导框架412并且穿过板，例如与第一组真空杆416相关联的第一板468和与第二组真空杆418相关联的第二板470。示出了用于第一组真空杆416的所有真空杆，但是出于说明目的，移除了用于第二组真空杆418的多个真空杆。在移除真空杆的情况下，引导框架412中的引导框架开口454(例如，孔)以及第二板470中的板开口455(例如，孔)是可见的。真空杆可延伸穿过引导框架412并且穿过它们各自的板468和470，并且可滑动穿过引导框架412和它们各自的板468和470。
第一板468和第二板470各自可滑动地安装在操纵器框架410内，并且可朝向引导框架412向前移动并且远离引导框架412向后(例如，朝后)移动。在一个实施方案中，缩回缸474可联接到板并且可被致动以在操纵器框架410内移动板。例如，缩回缸474可安装在板和引导框架412之间，使得缩回缸474在真空杆组416、418和420的真空杯的相反方向上从引导框架412的后表面延伸。缩回缸474的延伸杆可延伸穿过板并且接触位于板的后表面上的U形支架472。在操作中，当缩回缸474伸出其延伸杆时，延伸杆可在U形支架472上施加力，从而将板推离引导框架412。在一个实施方案中，缩回缸474可以是压缩流体(例如，空气)缸，其被构造成在供应压缩流体(例如，空气)时伸出延伸杆。例如，控制和可视化***可控制压缩流体(例如，空气)分配器的一个或多个阀关闭，以将压缩流体(例如，空气)提供给缩回缸474，从而伸出延伸杆，并且可控制一个或多个阀打开，以将缸474排放到大气中，从而允许延伸杆缩回并且板朝向引导框架412向前滑动。
如图19所示，引导杆430a和430b的止动件432a和432b分别接触第一板468。当第一板468一直朝向引导框架412向前滑动时(例如，当缩回缸474的延伸杆未伸出时)，止动件432a和432b可接触第一板468并且防止它们各自的引导杆430a和430b向前移动得更远。当第一板468由于延伸杆的伸出向U形支架472施加的力而远离引导框架412滑回时，第一板468对止动件432a和432b施加力以将引导杆430a和430b拉回通过引导框架412，从而压缩引导框架412的前面和相应的垫圈之间的相应真空杆的压缩弹簧。这样，真空杆可缩回到真空操纵器408中，以防止真空杆损坏，诸如弯曲、折断等。例如，真空杆可在机器人纸箱卸载机400和/或机器人***406移动期间缩回，以保护真空杆免受损坏。当缩回缸474的延伸杆不再对U形支架472施加力时，各个真空杆的压缩弹簧推动引导框架412和各个垫圈的力可将真空杆向前推出引导框架412。这样，各个真空杆中的每一个可通过其弹簧朝向纸箱堆偏置。止动件432诸如止动件432a和432b可在板诸如第一板468上施加力，以在压缩弹簧使真空杆伸出时将板朝向引导框架412向前拉动。由于真空杆的伸出和缩回分别由压缩弹簧和/或缩回缸474控制，因此真空杆可被认为是弹簧加载的被动吸力设备。在一个实施方案中，与每个相应的真空杆组相关联的各个板可具有相同数量的相应U形支架472和缩回缸474。在另一个实施方案中，这些板可具有不同数量的相应U形支架472和缩回缸474。例如，中间板470可与两个U形支架472和两个缩回缸474相关联，而外部板(例如，第一板468和第三板471)可与三个U形支架472和三个缩回缸474相关联。
图19还示出了第一组真空发生器442的各方面，包括连接在一个真空发生器和第一组真空杆416中的一个真空杆的真空联接器434b之间的真空管线452。其他真空发生器和真空联接器诸如真空联接器434a可以类似的方式连接，但为了清楚说明，没有示出真空管线452。真空管线452可以是任何类型的连接件，诸如柔性管、管道、软管等。真空发生器可从压缩流体(例如，空气)歧管476接收压缩流体(例如，空气)。压缩流体可从压缩流体歧管476流到每个真空发生器，并且被迫穿过连接到相应真空管线452的开口并且从排气口478流出。这样，真空发生器可充当教育者，抽吸流体通过真空管线452并且通过真空的中心通道440，并且在真空杯接触纸箱的表面时抽吸真空或部分真空。在一个实施方案中，每组真空发生器442、448和450可具有其自身的相应压缩流体歧管476。
压缩流体歧管476和其他流体致动设备诸如缩回缸474可从压缩流体(例如，空气)分配器480接收压缩流体(例如，空气)。压缩流体管线可将压缩流体歧管476和其他流体致动设备诸如缩回缸474连接到压缩流体分配器480。压缩流体分配器480可从主压缩流体连接接收压缩流体(例如，空气)，并且可包括可由控制和可视化***远程控制的一系列阀，诸如电动操作阀，可循环打开和关闭这些阀以将压缩流体从主压缩流体连接提供到压缩流体歧管476和其他流体致动设备，诸如真空操纵器408的缩回缸474。在一个实施方案中，真空操纵器408可具有一个压缩流体分配器480。在另一个实施方案中，一个以上压缩流体分配器480可存在于真空操纵器上。
图20为真空操纵器408的右侧的等轴视图，其中第二组真空杆418伸出而滑动搁架426缩回。第一组真空杆416、第二组真空杆418和第三组真空杆420可以是可独立伸出和缩回的。这样，每一组多个纸箱连接器诸如第一组真空杆416、第二组真空杆418和第三组真空杆420可被构造成独立于其他组多个纸箱连接器朝向纸箱堆移动，以通过与纸箱堆接触而符合其不规则性，并且独立于其他组多个纸箱连接器远离纸箱堆移动，以卸载所接触的纸箱。如图20所示，当第二组真空杆418伸出时，各个真空杆的压缩弹簧436从引导框架412扩展出，从而推靠垫圈438以使真空杯向前延伸。如图20所示，通过真空杆418的延伸，各个真空杆可延伸穿过引导框架412，以使真空杯远离引导框架412和操纵器框架410延伸。真空杆的延伸范围可基于引导杆430的长度、弹簧436的未压缩长度、止动件432的位置、板468、470、471和引导框架412之间的间隔距离以及/或者引导框架412的深度。然而，真空杆的延伸可使真空杯能够从引导框架412向外延伸的范围比真空杯的深度更长并且超过真空杯在缩回状态下延伸的距离。这样，可使真空杯延伸为更深地进入纸箱堆11中，以触及可能不与纸箱堆11的正面对齐的纸箱，因为真空杯可从缩回位置向前延伸超过其自身的深度至该范围内的任何位置。另外，因为真空杆实际上是弹簧加载的被动吸力设备，其可自由地移动通过引导框架412以及仅受止动件432、垫圈438和弹簧436限制的板468、470、471，所以真空杆也可将相同的范围从其完全伸出位置向后偏转回到其缩回位置。这样，每个纸箱连接器诸如每个真空杆以及因此真空杆组416、418和420可偏转以符合纸箱堆11的面，并且操纵器的适形面可被构造成被动地符合纸箱堆11的不规则性以通过与纸箱堆11接触而将其卸载。在一个实施方案中，偏转可以是延伸距离加上真空杯本身的任何偏转/压缩距离这一范围。这样，有效偏转距离可大于真空杯本身的偏转距离。
图21为沿图20中所示的线A-A的真空操纵器408的右侧的侧剖视图。在图21中，中心通道440和从真空发生器通过真空管线452和真空联接器432的路径是可见的。另外，示出了将压缩流体歧管476联接到真空发生器的压缩流体管线477。如图21所示，用于第二组真空杆的压缩弹簧436延伸，而用于第一组真空杆的压缩弹簧436被压缩在垫圈438和引导框架412之间。另外，用于右侧组真空杆444的两个真空杯的侧部致动器482在图21中示出。
图22为真空操纵器408的右侧的等轴视图，其中为了清楚说明移除了顶盖和各个真空杆。图22示出了滑动搁架426缩回并且所有组416、418和420缩回。另外，右侧组真空杆444缩回。滑动搁架426可联接到一个或多个气动缸484，诸如两个气动缸484，所述气动缸可将滑动搁架426驱动进和出真空操纵器408。在一个实施方案中，气动缸484可以是具有磁联接器的气动无杆流体(例如，空气)缸。每个气动缸484可包括外部套环，其在流体(例如，空气)缸的外部上滑动并且通过缸壁磁联接到内部活塞。外部套环可联接到滑动搁架426，并且当活塞向前或向后驱动时，磁联接套环分别向前或向后驱动滑动搁架426。如果滑动搁架426以过高的冲击力冲击纸板堆11，则套环的磁联接件可提供磁解联。这样，可避免对滑动搁架426和/或纸箱堆11造成损坏。当活塞缩回时，套环可与活塞重新联接。气动缸484可联接到压缩流体分配器480并且接收压缩流体(例如，空气)，以基于控制压缩流体分配器480的阀的控制和可视化***来伸出和缩回滑动搁架426。
图23为真空操纵器408的右侧的等轴视图，其中第二组真空杆418、右侧组真空杆444和滑动搁架426伸出。为了清楚说明，已经移除了其他真空杆。如图23所示，当滑动搁架426伸出时，气动缸484的套环可向前移动以使滑动搁架426伸出。在一个实施方案中，滑动搁架426可在安装在滑动搁架426和操纵器框架410之间的轨道486上向前滑动。轨道486可以是使得滑动搁架426能够从真空操纵器伸出并缩回真空操纵器中的任何类型的轨道，诸如辊滑动件。滑动搁架426可以是连续搁架或模块化搁架，并且可包括各种搁架切口488。
图23还示出了当真空杆被压缩弹簧436伸出时与第二组真空杆418相关联的板470可向前移动，而第一板468和第三板471保持一直向后缩回，从而压缩压缩弹簧436。
图24为真空操纵器408的左下侧的等轴视图，其中滑动搁架426和真空杆组416、418和420伸出。因为所有真空杆组416、418和420都伸出，所以所有板468、470和471都被向前拉动到同一位置。可还看到气动缸484的套环随着滑动搁架426向前推动。左侧组真空杆446被示出为缩回。图25为真空操纵器408的左下侧的等轴视图，其中滑动搁架426伸出而真空杆组416、418和420缩回。当垫圈438和真空杯被拉回到引导框架412时，缩回缸474的延伸杆全部延伸，从而向后驱动板468、470和471并且压缩压缩弹簧436。图25还示出了用于右侧组真空杆444和左侧组真空杆446的侧部致动器482的下侧视图。侧部致动器482可固定到平行于引导框架12延伸的横梁490。
图26A、26B、27A、27B、28A、28B、29A和29B分别为在纸箱移除操作期间在不同时间与纸箱堆11接触的真空操纵器408的左侧的局部顶视图和侧剖视图。为了清楚起见，仅示出了具有次真空杯424的真空杆。
最初在纸箱移除操作期间，控制和可视化***可诸如使用传感器(例如，相机或其他类型的纸箱传感器)测量距纸箱堆11的距离，并将真空操纵器408定位在距纸箱堆11的面的初始距离处。如图26A和图26B所示，在定位真空操纵器408之后的第一时间，可切断将压缩流体激励到与第二组真空杆418和第三组真空杆420相关联的缩回缸474，从而允许压缩弹簧436向前驱动第二组真空杆418和第三组真空杆420，直到各个真空杯接触(或接合)待移除的纸箱I2H和12I。纸箱12H可比纸箱12I更靠近真空操纵器408，因此真空杆420A、420B和420C可不如真空杆420D、418A和418B伸出得远。真空杆418C可完全伸出直到其止动件434接触板470，因为在真空杆418C的前面没有纸箱阻碍其延伸。滑动搁架426可保持缩回。如图26A所示，每个真空杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C在一定范围内独立地延伸和偏转的能力使得由真空杆组418和420形成的真空操纵器408的适形面能够符合纸箱堆11的面的形状，从而符合纸箱堆11的不规则性。例如，当杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C最初延伸到完全延伸范围并且真空操纵器408被向前驱动到纸箱堆11中时，接触较近盒子12H的杆420A、420B和420C可比接触较远盒子12I的杆420D、418A和418B向后偏转得更远。在一个实施方案中，延伸范围可为9.5英寸、大于9.5英寸或小于9.5英寸。可使真空杯偏转整个延伸范围加上它们自身的偏转深度。可通过纸板箱的面使真空杯偏转整个延伸范围，直到真空杆弹簧436和垫圈438接触引导框架并且仍然进一步回到真空杯本身的偏转距离。例如，当真空杯的偏转深度从真空杯的边缘到中空引导管430的前端为1.19英寸并且延伸范围为9.5英寸时，真空杯可从其最大延伸到最大偏转偏转10.69英寸的最大距离。又如，当杆420A、420B、420C、420D、418A、418B和418C最初缩回并且在这些杆伸出之前向前驱动真空操纵器408时，接触较近盒子12H的杆420A、420B和420C可比接触较远盒子12I的杆420D、418A和418B(可延伸整个延伸范围)向前延伸更短的距离。真空杆延伸超过缩回状态的能力可使得能够触及/抓取从纸箱堆11的面向后放置的纸箱，同时也触及/抓取纸箱堆11的面处或从纸箱堆的面延伸的纸箱。这样，真空操纵器408可符合不平坦的纸箱堆11并且同时在纸箱堆11中的不同深度处卸载纸箱。
如图27A和图27B所示，在第二时间，真空发生器可将真空施加到第二组真空杆418和第三组真空杆420，以经由吸力用真空杯抓住纸箱12H和12I，从而有效地将真空杆420A、420B、420C、420D、418A和418B附接到纸箱12H和12I。可将压缩流体激励到缩回缸474，该缩回缸可向后驱动板470和471。当板470和471开始向后移动时，完全延伸或接近完全延伸的真空杆诸如真空杆420D、418A、418B和418C可开始缩回，因为这些真空杆的止动件432可能已经与板470和471接触，而未完全延伸的真空杆诸如真空杆420A、420B和420D可保持静止，直到它们各自的止动件432被向后移动的板470和471接触。这样，可存在“盲区”，其中尽管已施加真空并且真空操纵器408已开始将一些纸箱诸如纸箱12I远离真空操纵器移动，但是其他更近的纸箱诸如纸箱12H保持静止。基于纸箱12H和12I与真空操纵器408的距离而顺序移动这些纸箱及其对板432和470所接触的止动件471产生的影响可使被移除的纸箱线对齐。另外，机器人***492可将真空操纵器408从其初始位置升高高度406，以提升纸箱12H和12I。高度492可为任何高度，例如高度492可为两英寸。此外，滑动搁架426可从真空操纵器408向前延伸，以将缓冲器428抵靠纸箱堆11放置，从在被移出(例如，被移除)的纸箱12H和12I下方稳定纸箱堆11。如图28A和28B所示，可向后推动板470和471，直到压缩弹簧436被完全压缩。一旦压缩弹簧436被完全压缩，如图29A和29B所示，便可致动机器人***406以缩回真空操纵器408，同时远离引导框架412的前面进一步延伸滑动搁架426。在一个实施方案中，滑动搁架426可在真空操纵器408缩回时延伸，使得滑动搁架426延伸到距被移除的纸箱12H和12I的重心距离的百分之五十以上。一旦纸箱12H和12I完全被滑动搁架426支承，滑动搁架426便可缩回和/或枢转或向下旋转，并且可释放真空杯的吸力，从而将纸箱12H和12I下放到传送机***上。
图30A为真空操纵器408的局部前侧视图，其中右侧组真空杆444缩回。为了清楚说明，移除了第一组真空杆416的主真空杯422。右侧组真空杆444可由侧部致动器482伸出和缩回，该侧部致动器可以是电力或气动致动器，其可驱动中空引导杆496将真空杯424延伸到操纵器框架410的右侧并且从右侧延伸出来。真空联接器494可经由真空管线将引导杆496连接到真空发生器，以将流体(例如，空气)抽吸通过真空杯424、引导杆496和真空联接器494。图30B为与图30A相同的视图，不同之处在于引导杆496伸出，从而将真空杯424从操纵器框架410推出。这样，右侧组真空杆444可伸出和缩回以移出(例如，移除)真空操纵器408右侧上的盒子。左侧组真空杆446可以类似的方式被构造成从操纵器框架410的左侧伸出。
图31为机器人纸箱卸载机400的右侧剖视图，该机器人纸箱卸载机伸出以从卡车或拖车的底板上移除纸箱。在一个实施方案中，真空操纵器408可向下旋转诸如90度，以使真空杯面向卡车或拖车的底板。这样，真空杯可接触(或接合)卡车或拖车底板上的纸箱12X的顶部。可通过真空发生器将真空施加到真空杆以经由吸力用真空杯抓住纸箱12X，并且机器人***406可进行关节运动以提升真空操纵器408和纸箱12X，从而将纸箱移动到传送机***。图31还以虚线示出了真空操纵器408的第一位置，其中适形面朝向纸箱堆11，并且真空操纵器的第三位置将纸箱12X放置在传送机***上。
在一个实施方案中，滑动搁架426可枢转或旋转以从平行于前向真空杆的延伸方向的位置向下摆动到垂直于前向真空杆的位置。在一个实施方案中，整个滑动搁架426可枢转或旋转。在另一个实施方案中，滑动搁架426的一部分可枢转或旋转。例如，滑动搁架的枢转部分可通过铰链或其他类型的接合部附接到滑动搁架的固定部分，并且枢转部分可相对于固定部分枢转或旋转。图32A为根据实施方案的枢转滑动搁架426的右侧等轴视图，并且32B为同一枢转滑动搁架426的左下侧等轴视图。枢转滑动搁架426可包括固定搁架426a以及可连接缓冲器428的枢转搁架或托盘426b。固定搁架426a可包括附接点491，用于将气动缸484附接到固定搁架426a，从而将枢转滑动搁架426驱动进出操纵器框架410。在一个实施方案中，枢转搁架或托盘426b可旋转地联接到固定搁架426a和/或轨道486，诸如通过一个或多个铰链499。在一个实施方案中，活塞497诸如气动活塞可联接在安装到固定搁架426a的支架493和枢转搁架或托盘426b的突出臂495之间。活塞497的杆的延伸可升高和降低枢转搁架或托盘426b。
图33A至图33B为包括枢转搁架或托盘426b的操纵器的右侧视图，该枢转搁架或托盘从旋转向下状态转换到旋转向上状态。图33A示出了垂直于固定搁架426a的向下旋转的枢转搁架或托盘426b。活塞497的杆可缩回，从而将枢转搁架或托盘426b拉下。在一个实施方案中，枢转搁架或托盘426b可向下旋转以将纸箱下放到传送机***上和/或使真空杯能够更靠近纸箱堆11的纸箱定位。如图33A所示，当操纵器附接到纸箱堆11的纸箱时，枢转搁架或托盘426b可向下旋转。图33B示出了枢转搁架或托盘426b在旋转向下状态和旋转向上状态之间部分地向上旋转通过其运动范围。活塞497的杆可部分地伸出/缩回，由此向前/向后驱动突出臂495，从而使枢转搁架或托盘426b分别从旋转向下状态向上升高或者从旋转向上状态向下降低。图33C示出了平行于固定搁架426a的向上旋转的枢转搁架或托盘426b。活塞497的杆可完全伸出。在一个实施方案中，枢转搁架或托盘426b可向上旋转以支承纸箱和/或将缓冲器抵靠纸箱堆11放置以稳定纸箱堆11。在一个实施方案中，在将真空操纵器408放置在纸箱桩11处的适当位置之前，枢转搁架或托盘426b可向上旋转。在另一个实施方案中，在将真空操纵器408放置在纸箱桩11处的适当位置之后，枢转搁架或托盘426b可向上旋转。
图34为示出用于控制包括真空操纵器(诸如，上述真空操纵器408)的机器人纸箱卸载机的实施方案方法3300的过程流程图。在一个实施方案中，方法3300的操作可由连接到传送机***、机器人***和操纵器的控制和可视化***的处理器执行，以自动控制传送机***、机器人***和操纵器来卸载纸箱堆。
在框3302中，控制和可视化***可测量到要卸载的下一排纸箱堆的距离。例如，控制和可视化***可使用一个或多个传感器(诸如，一个或多个相机或者其他纸箱传感器)来测量该距离。在框3304中，控制和可视化***可将真空操纵器定位在远离该排的第一距离处。例如，该距离可以是选择的距离，以使真空操纵器的真空杆能够延伸到该排中的纸箱。控制和可视化***可使用到要卸载的下一排纸箱堆的测量距离来确定将真空操纵器定位在第一距离处所需的机器人***和移动主体致动。在真空操纵器包括枢转搁架或托盘的实施方案中，当真空操纵器被定位时或在真空操纵器被带到适当位置之后，枢转搁架或托盘可向上旋转。在框3306中，控制和可视化***可确定移除该排纸箱所需的真空杆组。例如，控制和可视化***可确定可激活一组、两组和/或三组真空杆。从每排移除纸箱可能不需要为每个纸箱移除操作选择所有组。
在框3308中，控制和可视化***可切断将流体运送激励到与所选真空杆组相关联的缩回缸。切断将流体运送激励到缩回缸可使每个所选组的压缩弹簧向前驱动真空杆以接触该排的纸箱。在框3310中，控制和可视化***可激活用于所选真空杆组的真空，以经由吸力抓住纸箱并将真空操纵器升高所选的高度，诸如两英寸。升高真空操纵器可升高纸箱，减少被移除的纸箱与纸箱堆中剩余的纸箱接触的表面积，从而使得更容易移出纸箱。
在任选框3311中，控制和可视化***可升高枢转搁架部分。如上所述，在任选实施方案中，可移动搁架的一部分可枢转或旋转。例如，滑动搁架的枢转部分可通过铰链或其他类型的接合部附接到可移动搁架的仅向前和向后滑动的固定部分，并且枢转部分相对于滑动部分枢转或旋转。这样，可移动搁架滑动件和/或可移动搁架枢转。控制和可视化***可任选地升高枢转搁架部分，以在卸载纸箱堆期间稳定纸箱堆。在框3312中，控制和可视化***可将流体运送再次激励到与所选真空杆组相关联的缩回缸并延伸搁架。如上所述，虽然可再次激励流体运送，但是在流体运送时和/或同时，所有真空杆可能不会开始移动，因为单独的真空杆是被动的并且直到相应的板接触其相应的止动件才会移动。因此，可能存在“盲区”，其中尽管已施加真空并且真空操纵器已开始移动一些纸箱，但是其他真空杆和/或纸箱仍然可保持等待其止动件与板接触。在一个实施方案中，可移动搁架或可移动搁架的部分、滑动和/或枢轴以及搁架可在开始流体运送的同时(诸如，几乎相同的时间)延伸，或者可在不同的时间开始。在框3314中，控制和可视化***可缩回真空操纵器并且延伸滑动搁架。机器人***可在搁架延伸时缩回真空操纵器，使得搁架延伸到被移除的纸箱的重心距离的百分之五十以上。
在框3316中，控制和可视化***可将真空操纵器定位在传送机***上，并且在框3318中，控制和可视化***可缩回搁架(并且任选地在搁架枢转的实施方案中降低枢转搁架部分)并且释放真空。在真空操纵器包括枢转搁架或托盘的实施方案中，除了或代替缩回滑动搁架以下放纸箱，枢转搁架或托盘还可向下旋转。无论是通过缩回搁架、倾斜真空操纵器和/或枢转搁架，纸箱都可落到传送机上。然后，方法3300可返回到框3300以测量到要卸载的下一排纸箱的距离。
术语“解扰传送机”可指实施方案机器人纸箱卸载机的传送机***的任何或所有部件，诸如前端装载机。术语“人字形中央解扰器”和“中央解扰器”在本文中用于指代由实施方案机器人纸箱卸载机使用的传送机***(或解扰传送机)的中央部分。人字形中央解扰器可由多排辊组成，这些辊以类似人字形(或V形)图案的构型朝向中心线成角度(或歪斜)。在各种实施方案中，人字形中央解扰器或中央解扰器可由纵向延伸的多个(例如，两个、三个等)节段(诸如，辊排的前部节段和辊排的后部节段)以及被沿各个节段纵向延伸的中心线分开的左侧和右侧组成。此外，术语“操纵器头部”和“端部执行器”和“远侧端部”在本文中可互换地指代联接到实施方案机器人纸箱卸载机的机器人臂并且被构造成拾取、取回和/或以其他方式在卸载区域内移动物品的器具，诸如被构造成从纸箱壁或纸箱堆中拾取纸箱并且将纸箱放置在纸箱卸载机的传送机***上的真空操纵器。
图35A至图35B示出了可包括机器人臂(或机器人纸箱取回臂)的实施方案机器人纸箱卸载机，该机器人臂可以是跨骑设计并且包括用于取回物品(例如，来自纸箱堆的纸箱)的端部执行器(例如，真空操纵器)、传送机***(例如，解扰传送机)和移动(或车辆)主体。这种实施方案机器人纸箱卸载机可适用于从卸载区域(诸如，卡车(或半)拖车、冷藏区域、装载月台等)有效且快速地卸载物品(例如，纸箱、纸板箱、用于运输产品的任何类型的产品容器等)。例如，根据各种实施方案的机器人纸箱卸载机可被构造成经由其移动主体驱动到半拖车中，以经由其联接到机器人臂的端部执行器(例如，操纵器头部)从堆放在半拖车的底板上的纸箱壁或纸箱堆中移出或移除纸箱，并经由其与移动主体一起行进并将纸箱输出到其他传送机的传送机***将移出的纸箱从半拖车转移或卸载到商店、仓库或配送中心卸货舱中。这类实施方案机器人纸箱卸载机能够通过一个移除动作移除横跨卸载区域(例如，半拖车)并排延伸的一排物品(例如，纸箱排)的大部分。例如，这类机器人纸箱卸载机可被构造成在一次移动中移除纸箱排的约40％至约100％。被设计成在空间受限的卸载区域内移动，这类实施机器人纸箱卸载机可最小化有效卸载所需的时间和精力，并为被移动的物品提供基本组织，以便在诸如配送中心的设施内进行后续处理。
下面描述的实施方案机器人纸箱卸载机可包括穿过跨骑移动主体的机器人臂的传送机***(例如，解扰传送机)。通过包括可移动地联接到移动主体的底盘外部并且跨骑移动主体的机器人臂，机器人纸箱卸载机可在卸载区域的整个宽度或几乎整个宽度处接近卸载区域。这些实施方案机器人纸箱卸载机能够从沿着卸载区域(例如，牵引车拖车等)内物品壁或堆的整个宽度或几乎整个宽度中拉动物品(例如，纸箱、盒子等)。物品可移动穿过跨骑机器人臂，从而提高对在卸载区域内操作所需的占地面积的利用。充分利用卸载区域内的占地面积可包括诸如批量解扰操作的操作，这些操作先前仅限于卸载后区域。传统技术不以这种通用方式利用空间，并且通常无法将机器人和解扰器放置在接近空间有限的卸载区域(例如，卡车拖车等)内。因此，实施方案技术是对无法在类似的条件下被部署成以高速和高吞吐量移除物品的这些传统技术的改进。各种实施方案机器人纸箱卸载机能够同时卸载多个物品(例如，纸箱)，诸如两个、三个、四个、五个或更多个物品，从而使得吞吐量等于或高于一分钟十个物品(例如，纸箱)，诸如一分钟十个物品、一分钟十至十五个物品、一分钟十五个物品、一分钟十五至十七个物品、一分钟十七个物品、一分钟十七至二十二个物品、一分钟十七至二十四个物品、一分钟二十二个物品、一分钟十至二十二个物品、一分钟二十四个物品、一分钟十至二十四个物品、一分钟十至二十四个或更多个物品或者一分钟二十四个或更多个物品。
下面描述的各种实施方案机器人纸箱卸载机包括各种解扰器，这些解扰器不仅从作为传送机的卸载区域移动物品，而且还通过分离和解扰(或解杂)来组织这些物品。具体地讲，实施方案机器人纸箱卸载机的中央传送机(例如，人字形中央解扰器)可包括多个动力辊区域，这些动力辊区域被构造成以不同速率移动物品，使得物品被移动成窄线。此外，实施方案传送机***可包括前端解扰器，前端解扰器还包括以不同速率移动物品的多个不同的带或辊组，使得能够对物品进行解扰。在一些实施方案中，这种前端解扰器还可包括能够向上(或向下)折叠以改变前端解扰器的宽度的任选辊或带的外部行(或翼部)，从而允许机器人纸箱卸载机定位在不同宽度的卸载区域(例如，拖车)内。通过在实际机器人纸箱卸载机上具有不同解扰器，下面描述的各种实施方案通过不仅移动物品，而且还在进入卸载过程的其他阶段(诸如仓库如仓库分拣设施内的其他阶段)之前组织这些物品来改进已知技术。
在一些实施方案中，前端解扰器可包括被供电从而以第一速率(或速度)移动物品的中央带(或行)、被供电从而以第二速率(或速度)移动物品的两个中间带(或行)以及被供电从而以第三速率(或速度)移动物品的两个外部带(或行或翼部)。在一些实施方案中，人字形中央解扰器可包括至少两个节段，这两个节段都具有用于解扰物品的各种动力辊区域。
应当理解，对解扰器、解杂器、解扰或解杂的引用可考虑处理多个物品(例如，宽组或排的物品)以形成窄线，从而改进后续搬运。这种处理可能不包括使物品变直。
在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机能够卸载纸箱堆并且可在整个底板(例如，卡车拖车底板)上移动。这种机器人纸箱卸载机可包括：移动主体；可移动机器人臂，其附接到移动主体并且在其一端包括端部执行器(或操纵器头部)，其中端部执行器可被构造成从纸箱堆以并排取向卸载一排纸箱；解扰传送机(或传送机***)，其安装在移动主体上并且被构造成以并排取向(或构型)从端部执行器接收该排纸箱，其中解扰传送机可进一步被构造成同时将该排纸箱朝向机器人纸箱卸载机的后部移动并在纸箱移动时分离纸箱。在一些实施方案中，解扰传送机可包括并排取向的多排传送机。在一些实施方案中，多排传送机中的至少一个传送机可被构造成以与多排传送机中的其他传送机不同的速度移动其上承载的纸箱。在一些实施方案中，多排传送机中的至少一个传送机可被构造成使在其上行进的纸箱向后移动并朝向解扰传送机的中心线移动。在一些实施方案中，多排传送机中的至少一个传送机可包括歪斜辊。在一些实施方案中，传送机排的辊可以人字形图案歪斜。在一些实施方案中，多排传送机中的传送机可包括带式传送机。在一些实施方案中，解扰传送机可包括前端解扰器和中央解扰器(例如，人字形中央解扰器)，其中前端解扰器可将纸箱送入中央解扰器。在一些实施方案中，前端解扰器可在前端解扰器与中央解扰器的交汇处可枢转地安装到移动主体，其中前端解扰器可具有可朝向和远离底板枢转地移动的前端。
在一些实施方案中，其中解扰传送机(或传送机***)包括中央解扰器，该中央解扰器可包括被构造成朝向传送机***的后部移动物品的多个排，其中该多个排位于沿中央解扰器的长度延伸的中心线的两侧。在一些实施方案中，多个排中的每一排可包括多个辊。在一些实施方案中，多个排中的多个辊中的每一个可朝中心线成角度。在一些实施方案中，多个排可与多个区域相关联，每个区域被构造成以不同的速度移动物品。在一些实施方案中，多个区域中的每一个可与驱动带、马达和变频驱动器(VFD)相关联。在一些实施方案中，多个区域中位于中央解扰器的中心线的第一侧上的第一组区域可被构造成以比多个区域中位于中央解扰器的中心线的第二侧上的第二组区域更快的速度移动物品。在一些实施方案中，多个区域可包括位于中央解扰器的中心线的第一侧上的三个区域和位于中央解扰器的中心线的第二侧上的三个区域。在一些实施方案中，中央解扰器可包括中央传送机和后部传送机。在一些实施方案中，中央解扰器可包括两个或更多个标准的28英寸(宽度)×15英尺(长度)节段，这些节段纵向端对端地联接。
在一些实施方案中，其中解扰传送机(或传送机***)包括中央解扰器和前端解扰器，前端解扰器可包括被构造成朝向中央解扰器移动物品的多个平行排。在一些实施方案中，多个平行排中的每一个可包括轻质塑料带或一组辊中的一者。在一些实施方案中，多个平行排中的每一个可被构造成以不同的速度朝向中央解扰器移动物品。在一些实施方案中，多个平行排可包括内排和最外排。在一些实施方案中，多个平行排可包括三个内排和三个最外排。在一些实施方案中，多个平行排的内排可被构造成以比多个平行排的最外排更快的速度朝向中央解扰器移动物品。在一些实施方案中，多个平行排的内排的中心排可被构造成以快速朝向中央解扰器移动物品，多个平行排的内排的两个中间排可被构造成以中速朝向中央解扰器移动物品，并且多个平行排的最外排的两个外排可被构造成以慢速朝向中央解扰器移动物品。在一些实施方案中，多个平行排的最外排中的每一个可包括一节段的辊，这些辊被构造成朝向多个平行排的内排向内沿对角线移动物物品。
在一些实施方案中，前端解扰器还可包括多个引导件，这些引导件被构造成从多个平行排的最外排朝向多个平行排的内排向内引导物品。在一些实施方案中，最外排中的每一个可被构造成在平行于内排的轴线上单独旋转。在一些实施方案中，前端解扰器可被构造成在平行于中央解扰器的前边缘的轴线上旋转。在一些实施方案中，前端解扰器可被构造成在轴线上向下旋转，使得前端解扰器的前边缘接触卸载区域的底板平面。在一些实施方案中，前端解扰器可被构造成在轴线上向上旋转直到预定义角度。在一些实施方案中，预定义角度为从卸载区域的底板平面向上18度。在一些实施方案中，前端解扰器可被构造成相对于中央解扰器侧向移动。在一些实施方案中，前端解扰器和人字形解扰器可被构造成通过与操纵器相关联的机器人臂从纸箱堆中传送纸箱。
在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机可包括可在整个底板上移动的移动主体、安装在移动主体上以在其上传送卸载的纸箱的传送机(例如，解扰传送机或传送机***)，以及可移动地附接到移动主体的机器人臂，其中传送机在机器人臂的可动部分之间穿过。在一些实施方案中，可移动机器人臂可包括远侧端部(或端部执行器或操纵器头部)，其可与机器人臂一起移动并且被构造成将纸箱从纸箱堆卸载到传送机上。在一些实施方案中，机器人臂的可移动部分可跨骑传送机的每一侧。在一些实施方案中，传送机可在可移动机器人臂之间从一侧延伸到另一侧，以使其宽度最大化。在一些实施方案中，可移动机器人臂的第一部分可枢转地附接到传送机下方的移动主体。在一些实施方案中，机器人臂的一部分可被构造成相对于移动主体从一侧移动到另一侧以接近纸箱堆。在一些实施方案中，机器人臂还可包括线性致动器，以将机器人臂的一部分从一侧移动到另一侧。在一些实施方案中，机器人臂可被构造成围绕平行于移动主体的前部的至少一个轴线枢转，同时朝向和远离纸箱堆移动。在一些实施方案中，当将机器人纸箱卸载机定位在卡车拖车中的纸箱堆前面时，可移动机器人臂可被构造成在不移动移动主体的情况下利用端部执行器从纸箱壁卸载任何纸箱。在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机可包括固定到移动主体的基部和从基部延伸并且可相对于基部移动的可移动臂，其中反向平衡件可在基部和可移动臂之间连接。在一些实施方案中，当臂朝向纸箱堆延伸并远离纸箱堆延伸时，反向平衡件可以是反向平衡机器人臂的偏心设计。在一些实施方案中，反向平衡件可以是弹簧。在一些实施方案中，反向平衡件可以是气弹簧。在一些实施方案中，机器人臂可被构造成在第一位置、第二位置和第三位置之间移动，使得当机器人臂处于第一位置时，反向平衡件处于第一阻力条件，当机器人臂处于第二位置时，反向平衡件处于中立阻力条件，并且当机器人臂处于第三位置时，反向平衡件处于第二阻力条件。
图35A示出了用于快速有效地从卸载区域(诸如，卡车或半拖车、商店、仓库、配送中心、卸货舱，产品通道、货架、货板和冷冻柜之间)移动物品(例如，纸箱、盒子等)的实施方案机器人纸箱卸载机3500。一般来讲，机器人纸箱卸载机3500可包括：移动主体3510，其在轮上滚动并且其尺寸和构造被设计成定位在半拖车内(例如，被驱动进出半拖车)；机器人臂3530，其可移动地联接到移动主体3510并且被构造成延伸到卸载区域中和从卸载区域中缩回以便拉动物品(例如，纸箱、盒子等)；和传送机***3550，其跨过移动主体3510的顶部从前部延伸到后部并且延伸穿过机器人臂3530，该机器人臂被构造成“跨骑”传送机***3550的至少一部分。
如上所述，在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机3500的移动主体3510可包括可移动地支承在四轮构型上的大致矩形的底盘3512，其中每个轮与底盘3512的角相邻。移动主体3510可附接到机器人臂3530，并且可包括用于控制或以其他方式移动机器人纸箱卸载机3500的各种部件。具体地讲，移动主体3510可包括可大致位于机器人纸箱卸载机3500的侧面内侧的各种驱动马达(例如，用于驱动左前驱动轮3515的左驱动马达、用于驱动右前轮驱动轮的右驱动马达等)。在一些实施方案中，左后轮3514和右后轮可被构造成自由轮。驱动马达可在卸载区域(例如，半拖车等)内驱动和掌控机器人纸箱卸载机3500。使驱动马达在相同方向上旋转可将机器人纸箱卸载机3500向前或向后驱动，使驱动马达在相反方向上旋转可使机器人纸箱卸载机3500围绕在前驱动轮之间居中的点枢转，并且使驱动马达中的一个旋转而使另一个不旋转可使机器人纸箱卸载机3500围绕相对的未驱动驱动轮枢转。
机器人纸箱卸载机3500还可包括传送机***3550(例如，解扰传送机)，其能够将物品(例如，纸箱、盒子等)引导到传送机(例如，带、辊组等)上并沿着传送机引导物品，该传送机从机器人纸箱卸载机3500的前部延伸到后部。与上述其他实施方案类似，传送机***3550可在前部较宽以接收物品(例如，纸箱)，并且从前部到后部变窄。传送机***3550的变窄可将卸载的物品定位成一排以便排放。在各种实施方案中，传送机***3550可在机器人纸箱卸载机3500的后部排放物品，以供劳工或配送中心传送机收集。在一些实施方案中，传送机***3550可包括可相对于底盘3512固定的后部部分，该后部部分可与其他传送机、带、平台等对齐或以其他方式用于连接到其他传送机、带、平台等。在其他实施方案中，该后部部分可至少部分地可移动，包括可移动以补偿或实现传送***的结构中的任何偏移。可使用各种马达来驱动传送机***3550的各种元件(例如，中央解扰器3558、前端解扰器3556等)。
传送机***3550可包括中央节段(或中央解扰器3558)和前端解扰器3556。中央解扰器3558可位于移动主体3510的顶部，并且可在跨骑设计机器人臂3530下方并穿过跨骑设计机器人臂延伸。换句话讲，跨骑设计机器人臂3530可“跨骑”中央解扰器3558。如下面详细描述，中央解扰器3558可具有从前到后延伸的各种带或辊组，这些带或辊组可以不同的速度运行以分离和解杂放置在其上的物品。具体地讲，中央解扰器3558可包括多个排，每个排包括多个辊并且被构造成朝向传送机***3550的后部移动物品，其中多个排位于沿中央解扰器3558的长度延伸的中心线3559的两侧。在一些实施方案中，中心线3559可从前端解扰器3556通过传送机***3550的其余部分(例如，通过中央解扰器3558)纵向延伸到机器人纸箱卸载机3500的后部。
前端解扰器3556可位于机器人纸箱卸载机3500的移动主体3510的前部。换句话讲，前端解扰器3556的后部可联接到中央解扰器3558的前部。前端解扰器3556可被定位成在物品被跨骑设计机器人臂3530及其端部执行器或远侧端部(即，操纵器头部3532)从纸箱堆/壁中移出时捕获物品。前端解扰器3556可由多个平行排的动力辊或带组成。在一些实施方案中，前端解扰器3556可具有五个平行排3560a、3560b、3560c、3560d、3560e，以及用于将物品从外排3560a、3560e引导到内排3560b至3560d的引导件3562a、3562b。排3560a至3560e可以不同的速度运行以分离和解杂放置在其上的物品。换句话讲，前端解扰器3556可充当组织和移除物品(例如，盒子、纸箱等)的小型解杂器。例如，中心排3560c可最快运行以首先快速将纸箱从前端解扰器3556中拉出，中间排3560b、3560d可比中心排3560c慢运行，并且外部排3560a、3560e可比中心排3560c和中间排3560b、3560d都慢运行。在一些实施方案中，可将辊可放置在前端解扰器3556的前部，以帮助取回与底板接触的物品。
在一些实施方案中，前端解扰器3556和/或中央解扰器3558能够并排移动。例如，前端解扰器3556可被构造成相对于中央解扰器3558侧向移动。
在各种实施方案中，设备可固定到底盘3512并且连接到前端解扰器3556，以将前端解扰器3556从底板提升到各种角度位置(或预定义角度)。例如，经由液压缸，前端解扰器3556可升高许多度，使得其成排的带或辊与中央解扰器3558平行。又如，经由电动螺杆致动器或气动缸，前端解扰器3556可升高，使得其成18度角(例如，从卸载区域的底板平面向上18度)、朝向中央解扰器3558成角度，使得前端解扰器3556上的任何物品都可朝向机器人纸箱卸载机3500滚动而不会翻滚。关于用于提升前端解扰器3556的设备，这些设备的其他实施方案(例如，致动器)不限于电力致动器，而可以是用可压缩或不可压缩流体(诸如，空气和油)操作的流体致动器。
此外，以与上面参考前部部分136b描述的类似方式，在操作期间，前端解扰器3556可成角度以满足物品堆或壁的变化高度，使得当纸箱堆处于最大值时，前端解扰器3556的角度位置可处于最大值，并且当纸箱堆处于最小值时，前端解扰器3556的角度位置可处于最小值。前端解扰器3556的这种枢转可缩短物品在被跨骑设计机器人臂3530从物品壁/堆拉出时的掉落距离。在一些实施方案中，前端解扰器3556可经由电力致动器诸如马达旋转(即，升高、降低)，但不限于此。下面进一步描述实施方案传送机***。
机器人纸箱卸载机3500还可具有机器人控制的纸箱移除器***，其包括机器人臂3530和操纵器头部3532，该操纵器头部从移动主体3510向前延伸，以从壁或物品(例如，纸箱堆或壁)的前部和顶部移出和卸载物品。机器人臂3530可包括臂主体3534并且可移动地联接、附接或固定到移动主体3510。在一些实施方案中，操纵器头部3532可以是可枢转地附接到臂主体3534的上臂的端部的真空操纵器头部，并且可通过马达(未示出)成角度地定位。各种真空操纵器可附接到操纵器头部3532，以从壁或堆中抓取、拉出和下放物品(例如，纸箱)。下面进一步详细描述机器人臂3530。
在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机3500还可包括如上所述的控制和可视化***。这种控制和可视化***可包括各种可视化传感器(例如，相机等)、操作者界面(例如，操纵杆、显示器、小键盘等)和处理器，并且能够控制和自动化卸载过程，并在卸载过程之前、期间和之后驱动和掌控机器人纸箱卸载机3500进出卸载区域(例如，半拖车)。例如，这种控制和可视化***可为附接到机器人纸箱卸载机3500的各种部件(诸如，前端解扰器3556)的驱动马达提供定时、定序、归位例程和运动控制。在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机3500可被构造成使用通信***(例如，附接到传送机***3550的操作者界面或人机界面(HMI)等)与外部监视器进行通信。
在一些实施方案中，控制和可视化***可利用通信***(诸如，但不限于Wi-Fi***)连接到远程位置或***。例如，这种通信***可将机器人纸箱卸载机3500连接到外部监视器(例如，远程仓库或配送中心控制室、手持式控制器或计算机等)，并且可通过机器人纸箱卸载机3500的可视化***提供被动远程查看。或者，外部监视器可覆盖机器人纸箱卸载机3500的控制和可视化***中固有的编程，并且采用机器人纸箱卸载机3500的主动命令和控制。机器人纸箱卸载机3500的编程也可通过外部***诸如通信***和外部监视器进行通信、操作和调试。
图35B示出了机器人纸箱卸载机3580的替代实施方案前端解扰器3586。前端解扰器3586类似于上述前端解扰器3556，不同之处在于前端解扰器3586包括带3588a至3588e，诸如轻质塑料带。类似于上述排，前端解扰器3586可具有五个平行带3588a、3588b、3588c、3588d、3588e，这些平行带可以不同的速度运行以分离和解杂放置在其上的物品。例如，中心带3588c可最快运行以首先快速将倾倒在其上的物品从前端解扰器3586中拉出，中间带3588b、3588d可比中心带3588c慢运行，并且外部带3588a、3588e可比中心带3588c和中间带3588b、3588d都慢运行。可存在中心线3559，其从前端解扰器3586通过传送机***的其余部分(例如，通过人字形中央解扰器)纵向延伸到机器人纸箱卸载机3580的后部。
图36示出了具有解扰器的机器人纸箱卸载机3600，该机器人纸箱卸载机在卡车3602内操纵以卸载被描绘为堆叠在卡车3602前部内的一堆物品3604的物品(例如，纸箱)。机器人纸箱卸载机3600的传送机***3640可包括前端解扰器3620和中央解扰器3613，该中央解扰器包括中央传送机节段3610和后部传送机节段3612，这两个节段可结合在一起并且安装在机器人纸箱卸载机3600的移动主体3601的顶部上。传送机***3640可接收在前端解扰器3620上并排放置的多个物品(例如，纸箱)，并且可将物品解杂和分离成单文件行物品，这些物品从后端离开。从传送机***3640的后端出现的单文件行物品可与物品沿着传送机***3640从前到后的移动方向一致。出现的物品的移动方向由图36中所示的方向箭头示出。
传送机***3640的传送表面(即，中央传送机部分3610和后部传送机部分3612)可包括传送机辊排3616，它们限定传送表面以沿其移动物品。传送机辊排3616可以V形图案构造，以分离和解杂在其上移动的物品。尽管可使用传送机辊3616来解杂和分离放置在机器人纸箱卸载机3600的传送机***3640上的物品(例如，纸箱)，但是机器人纸箱卸载机3600上的解杂和分离并不限于此。
图37A至图37C示出了机器人纸箱卸载机的各个实施方案部件，包括移动主体3756、安装在移动主体3756的顶部上的跨骑设计机器人臂3740，以及安装在移动主体3756上并且穿过机器人臂3740的具有解扰器的传送机***3700。
图37A示出了至少由中央解扰器3702和前端解扰器3710组成的实施方案传送机***3700。传送机***3700可从机器人纸箱卸载机的前部延伸到后部。当物品沿着传送机***3700从前部移动到后部时，传送机***3700可接收、分离并移动物品(例如，盒子、纸箱等)。各种马达(未示出)可驱动传送机***3700的传送机或带。
如上所述，前端解扰器3710可包括多个平行排或带，诸如五个平行带3712a至3712e，这些平行带可以相同的速度或不同的速度运行以解扰和分离放置在其上的物品。这类排或带3712a至3712e可将物品移动进入中央解扰器3702。此外，前端解扰器3710可被构造成围绕与中央解扰器3702的前边缘3701平行的轴线旋转(或枢转)。例如，前端解扰器3710可被构造成在轴线上向下旋转，使得前端解扰器3710的前边缘3711接触卸载区域的底板平面(例如，卡车拖车的底板等)。又如，前端解扰器3710可被构造成在轴线上向上旋转直到预定义角度，诸如从卸载区域的底板平面向上18度。
在一些实施方案中，中央解扰器3702和/或前端解扰器3710可被构造成将其上承载的物品远离它们各自的侧部分离或合并到它们各自的中心。在一些实施方案中，中央解扰器3702可使用有源或动力辊带或其任何等同物，诸如美国专利7,344,018中所述的那些，该专利全文以引用方式并入本文。这种有源辊带可包括嵌入其中的带辊，这些带辊成角度以使在其上行进的物品在所需方向上(诸如，朝向带的侧部或中心)偏置。
在一些实施方案中，中央解扰器3702可由两个或更多个标准的28英寸(宽度)×15英尺(长度)节段(或“小型解杂器”)组成，这些节段纵向端对端地放置和联接。
在一些实施方案中，通过使辊与每个壁相邻并且在使物品朝向各个带或排的中心线偏置的不同方向上成角度，偏置可将在其上行进的物品远离中央解扰器3702和/或前端解扰器3710的壁和朝向中心合并。具有这些特征的一个传送机是由美国Harahan,La.的Intralox,L.L.C.制造和销售的ARBTMMerge 4000。在一些实施方案中，多个引导件3716a、3716b可沿着前端解扰器3710的侧部延伸。引导件3716a、3716b可如图所示成角度，以沿着传送机***3700引导物品。
图37B示出了实施方案机器人臂3740(也称为机器人纸箱取回臂)。机器人臂3740可移动地安装在移动主体(诸如，下面描述的移动主体3756)的顶部上。为了降低重心，机器人臂3740的一些部分可跨骑这种移动主体的侧部(即，机器人臂3740可具有“跨骑”设计)。该设计可有利于减小在卸载区域内使用机器人纸箱卸载机所需的空间，因为上述传送机***3700能够在与移动主体相同的空间上运行并因此占据与移动主体相同的空间。换句话讲，通过跨臂设计将臂大致放置在机器人纸箱卸载***宽度尺寸的最外侧范围处或附近，机器人臂3740的放置允许传送机(以及因此物品，诸如纸箱/盒子)大致在机器人臂3740下方并且通过机器人臂运行，这样可不占用有用的卸载空间。
机器人臂3740可包括一对枢转臂3742a、3742b和侧向移动臂3744，以移动和定位操纵器头部3750(例如，真空操纵器头部或端部执行器或远侧端部)。枢转臂3742a、3742b可将操纵器头部3750朝向和远离物品(诸如，一壁或一堆物品(例如，卡车拖车内的纸箱堆等)内的物品)以及从物品向上和向下移动。侧向移动臂3744可相对于装载区域的宽度将操纵器头部3750从一侧移动到另一侧，诸如从纸箱堆的左侧移动到堆的右侧。在一些实施方案中，操纵器头部3750也可围绕侧向轴线独立地上下枢转。例如，操纵器头部3750可从面向纸箱堆的位置枢转到面向纸箱堆和机器人纸箱卸载机所位于的卡车拖车底板的位置。这些移动可使操纵器头部3750能够接合从底板到顶篷和从一侧到另一侧的物品堆或壁内以及不同尺寸的卸载区域(例如，不同宽度和/或高度的拖车)内的所有物品。当操纵器头部3750枢转到面向底板时，卸载区域内的物品可通过机器人臂3740在其顶部被拾取。当取回搁置在拖车底板上并且/或者仅可从其顶部接近的物品(例如，纸箱)时，该特征是特别有益的。机器人臂3740的移动部分的移动可通过电动齿轮马达或电动线性马达进行，但不限于此。虽然这些臂被示出为形成“U”形通道，但是也可使用管道。
图37C示出了可以是单独的独立车辆的实施方案移动主体3756，该车辆可被构造成接收机器人纸箱卸载机的其他部件并与其成一体，或者在替代实施方案中，可被构造为机器人纸箱卸载机的一体部分。如图所示，移动主体3756可以是带凹口的或包括凹槽以为如上所述的机器人臂3740部分留空。轮3758可与移动主体3756的每个角相邻定位，并且每个轮可独立地提供动力以提供移动和转向。在内部，移动主体3756可包括内部结构框架、轮驱动马达、车辆控制器和能量源(诸如，电池或气体发生器(例如，液体丙烷(LP)气体发生器))，以为机器人纸箱卸载机提供动力并任选地为加压流体和真空源提供动力。还可通过将机器人纸箱卸载机连接或栓连到仓库、商店或配送中心内的电源来为机器人纸箱卸载机和移动主体3756提供动力。另外，机器人纸箱卸载机可连接到其他外部源以用于加压流体和真空。图37D至图37F示出了实施方案机器人纸箱卸载机3760，其包括移动主体、具有操纵器头部3764的机器人臂3762以及包括前端节段3766(例如，前端解扰器、“鼻部”传送机等)、中央节段3768(例如，人字形中央解扰器)和后部传送机3770的传送机***3765。机器人臂3762和传送机***3765(例如，前端解扰器和人字形中央解扰器)可被构造成侧向(即，从一侧到另一侧)移动(即平移或滑动)。由于机器人臂3762和传送机***3765两者从一侧到另一侧移动，这种实施方案机器人纸箱卸载机3760可有益于能够更好地从壁或堆中取回、分离和解扰物品。具体地讲，机器人纸箱卸载机3760一旦在卸载区域内部，便能够将物品(例如，纸箱)移除到机器人纸箱卸载机3760的侧部。例如，这种物品可以是位于拖车侧部的盒子或纸箱。为了侧向操纵机器人臂3762的操纵器头部3764(例如，真空操纵器头部)以获得绕过物品的间隙，传送机***3765的前端节段3766和中央节段3768可侧向移动。可也相对于前端节段3766和中央节段3768侧向移动机器人臂3762，以为操纵器头部3764提供间隙。操纵器头部3764的操纵器可在轨道上侧向移动，以便侧向移动以将操纵器头部3764的侧部交互元件(例如，真空杯)放置成与机器人纸箱卸载机3760的侧部上的物品接触。一旦物品被拾取，前端节段3766和中央节段3768便可与操纵器头部3764的操纵器一起侧向移动，以将被拾取的物品定位在前端节段3766上方以便释放。在一些实施方案中，当传送机***3765和机器人臂3762已经从其中心位置平移时，物品(在图37F中示为盒子3771)可从中央节段3768到后部传送机3770成一角度。在一些实施方案中，机器人臂3762和传送机***3765可被构造成沿着安装到机器人纸箱卸载机3760的移动主体前部的线性滑动件移动。在一些实施方案中，竖直铰链板可安装到线性滑动件的前部上，并且前端节段3766可从竖直铰链板铰接。此外，致动器可附接到竖直铰链板和前端节段3766以升高前端节段3766。在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机3760可包括安装在移动主体的前轮前部中的“鼻部传送机提升缸”，其能够提升前端节段3766。在各种实施方案中，可利用相机或其他传感器(例如，距离传感器)来提供可视化并将机器人纸箱卸载机引导到卸载区域(例如，半拖车)中。例如，这类距离传感器可像“路缘触角”一样起作用，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。或者，距离传感器可使用光、声音或其他方法来感测距离。图37D示出了实施方案机器人纸箱卸载机3760，其中机器人臂3762和传送机***3765处于居中(或非平移)位置。图37E示出了实施方案机器人纸箱卸载机3760，其中机器人臂3762和传送机***3765处于平移位置，使得机器人臂3762和传送机***3765侧向向右移动。图37F示出了实施方案机器人纸箱卸载机3760，其中机器人臂3762和传送机***3765处于平移位置，使得机器人臂3762和传送机***3765侧向向左移动。图37G示出了机器人纸箱卸载机3760利用机器人臂3762的操纵器头部3764(例如，真空操纵器头部)的操纵器3778的侧部操纵器杯3774(例如，真空杯)接近侧部物品3772(例如，纸箱)，该机器人臂被构造成如上面参考图37D至图37F描述那样侧向移动。操纵器3778可垂直于具有其他操纵器杯3780的其他操纵器引导杆3782定位。当操纵器3778(例如，外部真空操纵器)在轨道3776上侧向移动并且将侧部操纵器杯3774放置成与物品3772接触时，可通过侧部操纵器杯3774拾取物品3772。例如，当将真空施加到侧部操纵器杯3774时，物品3772可被拾取。托盘3788也可侧向滑动以便支承，诸如利用由线3789所示的放置。
图38示出了实施方案机器人纸箱装载***3800并且示出了机器人臂诸如纸箱取回臂3830的部件的透视图，该机器人臂包括支承框架或基部3801、纸箱接合端部执行器或远侧端部(例如，操纵器头部3810)和反向平衡单元3850。纸箱取回臂3830可称为“跨骑臂”构型，由此臂跨骑在传送***的侧部上。跨骑臂构型使传送***的面积最大化，以便通过最小化或消除可能由位于卸载区域内的纸箱取回臂3830产生的障碍物来促进最大吞吐量。纸箱取回臂3830的宽度提供了额外的优点，因为可使用宽纸箱接合头部单元来提供接合纸箱或物品的更宽区域。纸箱取回臂3830可被构造成使得纸箱可穿过臂结构的侧部，诸如在纸箱取回臂3830可操作以将纸箱放置在传送机***上时。纸箱取回臂3830可围绕至少一个水平轴线进行关节运动以缩回和伸出从而接合纸箱，诸如用于放置在可包括解扰、分离和其他***的传送机***上。因为纸箱取回臂3820被构造有围绕水平轴线进行关节运动的臂，所以纸箱取回臂的侧部之间的宽度可被最大化，并且在一些情况下可延伸到卸载空间的全宽度(例如，拖车的宽度)或接近全宽度。
反向平衡单元3850可被构造成诸如在下轴线处联接到纸箱取回臂3830，以反向平衡来自负载的力，特别是当纸箱取回臂3830处于完全伸出或完全缩回位置时。负载可来自臂部件本身并且可来自操纵器头部3810接合的纸箱。
在实施方案中，操纵器头部3810可被构造有支承纸箱接合机构的框架。例如，操纵器头部3810可被构造有沿着操纵器头部3810的前部部分和侧部部分(诸如，沿着其框架)的一系列真空头3811。在实施方案中，操纵器头部3810可具有用于抓取纸箱的三轴能力。例如，操纵器头部3810可向前和向后、旋转向上和向下并且从一侧到另一侧移动。操纵器头部3810可被构造成提供从一侧到另一侧的移动，使得一摞纸箱的面(即，纸箱面)可完全被接合，甚至在最极端的一侧，如下面将更详细地描述的。
如图39A至图39D所示，联接到反向平衡单元3950的纸箱取回臂3930可被被构造为跨骑纸箱引导***的臂主体，并且可通过框架或轨道3901附接到移动主体3903。反向平衡单元3950的缸3951的一端可在联接件3953b处附接到臂主体3905，该联接件可固定到缸3951。缸3951可包括轴3955，该轴具有附接到机器人臂3930的可移动联接件3953a。传送机***3970还可联接到移动主体3903。纸箱取回臂3930可在跨骑臂构型的每一侧上具有下臂部分3930a和上臂部分3930b。在一些实施方案中，轨道3901可使臂主体能够相对于移动主体3903向前或从一侧到另一侧移动。下臂部分3930a可枢转地附接到臂主体，并且可由下部马达围绕下臂轴线3933成角度地定位。上臂部分3930b围绕上轴线3931枢转地附接到下臂部分3930a的端部，并且可由上部马达成角度地定位。操纵器头部3910(或端部执行器或远侧端部)(诸如，真空操纵器头部)可枢转地附接到上臂3920b的端部，并且可由真空马达成角度地定位。在实施方案中，操纵器头部3910可包括真空操纵器3911，其附接到操纵器头部3910以从纸箱壁或纸箱堆中抓取、拉出和下放纸箱3990(例如，如图39D所示)。
实施方案纸箱取回臂3930可安装在移动主体3903的顶部上，以便降低重心。例如，纸箱取回臂3930的一些部分可跨骑在移动主体3903的侧部。移动主体3903可包括凹槽以为纸箱取回臂3930的其他部分留空。纸箱取回臂3930可包括每一侧上的一对枢转臂3930a、3930b以及用于移动和定位真空操纵器头部3910的侧向移动臂3930c。纸箱取回臂3930的枢转臂3930a、3930b可使操纵器头部3910朝向和远离纸箱堆移动，并且从纸箱堆的顶部到底部上下移动。侧向移动臂3930c可使操纵器头部3910相对于纸箱堆从一侧到另一侧移动。操纵器头部3910还可从至少面向纸箱堆的位置(例如，如图39A至图39C所示的臂位置A至C)枢转到面向拖车底板的位置(例如，图39D中的臂位置D)。这些移动可使操纵器头部3910能够接合从底板到顶篷和从一侧到另一侧的纸箱堆内以及不同尺寸的拖车内的纸箱3990。当操纵器头部3910枢转到面向底板时，纸箱3990可在纸箱3990的顶部被拾取，如图39D所示。当纸箱3990搁置在拖车的底板上时，或者当纸箱3990仅可从其顶部接近时，该特征在取回纸箱时可能是特别有益的。纸箱取回臂3930的移动部分的移动可通过电动马达或电动线性马达驱动，包括由齿轮、带、链条等驱动的马达，但不限于此。此外，虽然纸箱取回臂3930的臂被示出为形成“U”形通道或类似结构，但是也可使用管道来形成臂或其他特征。
如图39A至图39D所示，纸箱取回臂3930可具有安装在移动主体3903上的臂主体3905。臂主体3905可具有在其侧部之间延伸的至少一个横向构件，该横向构件可以是带凹口的以将移动主体3903接收在其内。臂主体3905可还包括主体附接点，以将纸箱取回臂3930固定到移动主体3903。在实施方案中，下臂3930a可具有第一端部和第二端部，第一端部在下臂轴线3933处枢转地附接到臂主体3905的侧部，并且第二端部在上臂轴线3931处枢转地附接到中间臂或上臂3930b。下臂轴线3933可由下臂3930a的第一端部在其每一侧上与臂主体3905的枢转附接限定。上臂轴线3931可由下臂3930a的第二端部在每一侧上与上臂3930b的枢转附接限定。下部构件诸如管或轴可沿着下臂轴线3933延伸以将每个下臂3930a连接在一起，并且可形成下臂3930a与臂主体3905的枢转附接的一部分。下部齿轮马达或致动器可附接到臂主体3905以经由齿轮件与下臂3930a接合，从而使下臂3920a围绕下臂轴线3933枢转。
上臂3930b可从下臂3930a的第二端部枢转地延伸并且围绕上部枢转轴线3931旋转。每个上臂3930b以及下臂3930a的在上臂轴线3931处结合的第二部分可在每一侧上通过上部结合构件结合，该上部结合构件可以是围绕上臂轴线3931将上臂3930b(以及下臂3930a的第二端部)连接一起的管或轴，并且可形成上臂3930b与下臂3930a的枢轴附接的一部分。上臂3930b可远离上臂轴线3931延伸，并且可终止于联接到端臂3930c的滑动件。端臂3930c可联接到可侧向移动头部单元3910并且便于其移动。上臂齿轮马达或致动器可附接到诸如下臂3930a以经由齿轮件与上臂3930b接合，从而使上臂3930b围绕上臂轴线3931枢转。在其他实施方案中，上臂轴线3931和下臂轴线3933以及下臂3930a和上臂3930b可通过在轴线位置与轴线同轴定位的驱动马达在每一侧上或在至少一侧上独立地驱动，并且可省略结合构件。
在实施方案中，端臂3930c可附接到端板3935，该端板将端臂3930c可移动地附接到侧向滑动件或可用于将端臂3930c隔开的其他结构。侧向滑动件可被取向成便于端臂3930c的侧向移动。线性马达可固定到上臂3930b的与侧向滑动件相邻的端部，并且可驱动端臂3930c的侧向移动。线性马达的致动可使端臂3930c侧向移动。
结合实施方案机器人纸箱装载***4000的其他方面在图40A至图40C中示出。实施方案机器人纸箱装载***4000可包括操纵器头部4010、控制单元4020、机器人臂4030、反向平衡单元4050和传送机***4090。传统的反向平衡***在机器人臂本身上的点之间提供反向平衡连接，并且不连接到机器人臂的基部。与传统的机器人臂反向平衡件相比，实施方案反向平衡单元4050可连接在机器人臂4030与支承机器人臂4030(诸如，臂主体4005、框架4001或移动主体4003)的基部之间。这样，当基于机器人臂4030与臂主体4005、框架4001或移动主体4003之间的连接将机器人臂4030放置在各种位置(诸如，图39A至图39D中所示的那些位置)时，实施方案反向平衡单元4050可有利地提供反向平衡力。反向平衡单元4050可反向平衡在机器人臂4030移动通过不同位置时产生的力，诸如以在操作期间接合和移动纸箱以便将其放置在传送机***4090上或附近。在图40A中所示的第一位置，机器人臂4030可处于缩回位置，该缩回位置可至少部分地由反向平衡单元4050支承。反向平衡单元4050可被构造有阻尼元件，诸如弹簧4057，用于抵抗在弹簧4057的压缩方向上施加在其上的力。反向平衡单元4050可在一端(诸如，在臂主体4005之外的位置中的下轴线4033附近)附接到下臂4030a，并且在另一端处附接到臂主体4005。反向平衡件4050可被构造成反向平衡机器人臂4030和用其捕获的任何纸箱的重量。在一些实施方案中，弹簧4057可以是气弹簧。
反向平衡单元4050可包括轴4055，该轴在至少包围弹簧4057和轴4055的缸4051内延伸穿过弹簧4057。轴4055可在一端附接到缸4051内的活塞或端板4059a。轴4055可在另一端附接到可移动联接件，该可移动联接件在缸4051的第一端部附近附接到下臂4030a。缸4051的另一端可在联接件4053b处附接到臂主体4005，该联接件可固定到缸4051。轴4055的端部可联接到端板4059a，使得当轴4055随着下臂4030a的移动而移动到缸4051中和从缸中移出时，端板4059a接触并容纳或保持弹簧4057的一端。弹簧4057的另一端可在缸4051的内表面处接触缸端部4059b。当轴4055从缸4051移出时，弹簧4057可被压缩在端板4059a和4059b之间，这可提供反抗轴4055的向外移动的抵抗力。当轴4055移动到缸4051中时，弹簧4057的压缩可减轻。弹簧4057的张力可被构造成使得其为轴4055进出缸4051的移动提供阻力。或者，弹簧4057可被构造成仅抵抗轴4055在一个方向上的移动。尽管反向平衡单元4050在本文中被描述为弹簧单元，但是其不限于此。用于反向平衡单元4050的其他构型是可能的，诸如气缸和活塞***、液压流体和活塞***，或者气体、流体、机械或弹簧***的组合等。
在各种实施方案中，机器人臂4030可被构造为肘节臂或“偏心”构型，该构型在靠近通过枢转轴线(诸如，机器人臂4030的下轴线4053)绘制并且垂直于移动主体4003的竖直线“C”的范围内枢转。在图40A和图40C中，机器人臂4030可分别处于缩回位置和伸出位置，在这两个位置中弹簧力可相对较高。反向平衡单元4050可补偿在这些位置处或者在机器人臂4030的移动的完全缩回或完全伸出的极限(其中弹簧力可被最大化)处由机器人臂4030产生的力。如图40B所示，机器人臂4030可移动到“中立”位置。在该位置，弹簧4057可完全延伸，并且弹簧力可被最小化(例如，低于在图40A和图40C的缩回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进一步移动可使弹簧4057如本文上面所述那样被压缩并且提供反向平衡机器人臂4030的力的抵抗力。因此，反向平衡单元4050可对机器人臂4030的移动具有稳定作用。
实施方案机器人纸箱装载***4000的其他细节在图40D和图40E中示出，这两个图为包括示例性机器人臂的示例性机器人纸箱装载***的透视图。例如，机器人臂4030可包括驱动马达4041，其可位于下臂4030a和上臂4030b之间的接合部的内部部分上。驱动马达4041可被定位成与轴线4031同轴或大致同轴。例如，驱动马达4041的中心驱动齿轮或机构可偏离轴线4031，以便接合上臂4030b的接收齿轮或机构。在实施方案中，驱动马达4041可包括齿轮驱动器或用于驱动上臂4030b的其他驱动机构。驱动马达4041可联接到上臂4030b的内表面。或者，驱动马达可安装到齿轮驱动组件或其他驱动组件，这些组件又可直接安装到上臂4030b的内表面或上臂4030b的接收驱动组件。机器人臂4030还可包括驱动马达4043，其可位于下臂4030a和主臂主体4005的框架部分4005b之间的接合部的内部部分上。驱动马达4043可被定位成在可延伸穿过机器人纸箱卸载***和机器人臂4030的穿通传送平台或机构下方。驱动马达4043可联接到下臂4030a的内表面。或者，驱动马达4043可安装到齿轮驱动组件或其他驱动组件，这些组件又可直接安装到下臂4030a的内表面或下臂4030a的接收驱动组件。在实施方案中，上臂4030b以及驱动马达4041和驱动马达4043可安装在下臂4030a的内侧，因为下臂4030a的外表面可限定机器人纸箱装载***4000的外部尺寸，并且可非常靠近卡车、集装箱或其他纸箱储存和卸载空间的侧壁。
在实施方案中，上臂4030b可远离轴线4031延伸并且可终止于侧向滑动件4037，该侧向滑动件将至少一个端臂4030c附接到每个上臂4030b。端臂4030c可附接到端板4035，该端板将端臂4030d可移动地附接到侧向滑动件4037并且限定端臂4030c的宽度。侧向滑动件4037被取向成使端臂4030c沿着轴线C侧向移动。线性马达4013可固定到上臂4030b的与侧向滑动件4037相邻的端部，并且可具有连接到端板4035或端臂4030c的可侧向移动连接件4039。线性马达4013的致动使连接件4039移动，从而使端臂4030c侧向移动。端臂4030c还可联接到操纵器头部4010，该操纵器头部也可随着端臂4030c的侧向移动而侧向移动。
操纵器头部4010可枢转地附接到端臂4030c的自由端或端部，并且可沿着枢转弧D'围绕头部枢转轴线枢转。头部马达4011可居中地安装在端臂4030c上，并且可在一端朝向端板4035延伸并且在另一端朝向操纵器头部4010延伸。头部马达4011可利用包括齿轮箱和带驱动***的组合的***(诸如，下面参考图41A描述的***)使操纵器头部4010沿着枢转弧D'围绕头部枢转轴线枢转。
图41A中示出了机器人纸箱卸载***4104括操纵器头部4110的部件的更多细节。如上所述，操纵器头部4110可枢转地附接到端臂4130c的端部。端臂4130c可枢转地附接到上臂4130b。操纵器头部4110的枢转可以由头部马达4117驱动。头部马达4117可以驱动带4111a，带可以位于端臂4130c的侧面的外侧。带4111a可驱动轴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到其上。皮带轮4115可以在端臂4130c的每侧的外侧上附接到轴4112的每个端部。如图所示，皮带轮4115也可以附接到操纵器头部4110的每一侧诸如皮带轮4119处，从而允许操纵器头部4110围绕枢转弧D’上的头部枢转轴线移动。轴承可以附接到皮带轮4115和4119每一者后面的端臂4130c，其中每个轴承支撑连接到皮带轮4115和4119的轴。头带4111b可以沿着端臂4130c的每侧的内侧在皮带轮4115和4119之间延伸并且附接到皮带轮4111c。头带4111b可以将旋转运动从轴4112传递到操纵器头部4110的枢轴。在实施方案中，操纵器头部4110可以配置有真空杆组4170，其可以用于通过一系列真空杯4170a夹持纸箱。附加的侧面真空杆4170b可以位于操纵器头部4110的侧面上，以接合沿着装载空间的侧面的纸箱。侧面真空杆4170b可以允许从侧面接近纸箱，诸如无需回缩机器人纸箱卸载臂或移动基座，这提供了更大的灵活性和效率。机器人臂4130可还包括驱动马达4143。
在实施方案中，操纵器头部4110包括操纵器框架4173，其在头部枢转轴线D-D处枢转地附接到端臂4130c。操纵器框架4173可以提供支撑操纵器头部4110的所有部件的结构，操纵器头部可以是真空操纵器头部。驱动带4111b可以延伸穿过端臂4130c并且附接到皮带轮4119，皮带轮可以固定到端臂4130c的侧面内侧的操纵器框架4173。操纵器头部4110可以是任何类型的操纵器头部诸如上面参照图8至图33C描述的真空操纵器。虽然可以参考图35A至图59D以及其他地方描述和示出真空操纵器，应当理解，其他操纵器单元也可与可侧向移动配置一起使用。例如，爪头、托盘头或头部技术的组合可全部受益于本文在机器人臂4130的各种实施方案中描述的特征。
应当理解，下机器人臂的下轴(例如，4033)、上机器人臂的上轴(例如，4031)、滑动件的侧向移动轴(例如，4037)和头部枢轴D-D可以全部是平行的。因此，在实施方案中，操纵器头部4110可具有用于抓取纸箱4190的三轴能力。图41B和图41C示出了操纵器头部4110的顶视图，该操纵器头部可以另外构造成从卸载空间诸如拖车或其他空间抓取和移除纸箱4190。在示出实施方案4101的图41B的视图中，线性马达4113将操纵器头部4110沿着滑动件4037在轴线C-C上移动到最侧面位置A。如图所示，真空杆4173a可以沿着第一轴线从纸箱堆中抓取并拉出单个纸箱。在实施方案中，操纵器头部4110可进一步配置成接合纸箱4190，纸箱在第二垂直轴线上定位在操纵器头部4110的一侧上。如图41C的实施方案4102所示，操纵器头部4110可以通过沿着滑动件4037朝向侧面B侧向移动，从而即使在抵靠卸载空间的侧面B时仍接合纸箱4190。侧面真空杆4170b可以诸如通过沿着第二轴线延伸和回缩抓取纸箱4190。因此，侧面真空杆4173b可以构造成抓取并操纵贴在装载空间的壁诸如半拖车内部的包裹。如图39D所示，操纵器头部4110可以被构造成旋转以将真空杆4170a面向底板，以便通过其顶部抓取纸箱并垂直提升纸箱。
为了给真空杆4170a和侧面真空杆4170b提供动力，柔性或部分柔性的流体传导线诸如空气管线可以沿着端臂4130c延伸到操纵器头部4110。空气可以通过内置在机器人纸箱卸载***4000中的机载空气泵递送到空气管线，或者可以从外部源提供诸如从仓库或配送中心传送的压缩空气。
通过最大化对装载区域内的纸箱的接近，本文所述的实施方案机器人纸箱装载机***提供了优于更加常规的***4200的明显优势。如图42所示，在侧向枢轴4211和4213处铰接的机器人臂4210可以限制头部单元4215接近纸箱堆4290。例如，当围绕枢轴4213侧向铰接的臂部分4210b在端部位置之间移动时，不可接近区域4220可存在于臂部分4210b的行进端部附近。不可接近区域4220表示对于将臂4210***装载区域的特定位置限制接近纸箱堆4290的区域。
相反，如图43所示的实施方案机器人纸箱卸载***4300可以提供对纸箱堆4390的增强接近。臂组件4311可以移动进入和移动离开纸箱卸载区域。侧向驱动组件4313可以在端部位置(例如，卡车的或卸载空间的侧壁)之间侧向移动操纵器头部4315。操纵器头部4315的侧向线性运动可以提供对纸箱堆4390的面的所有区域的接近，从而提高卸载效率。
图44A示出了包括人字形中央解扰器4410和前端解扰器4420的实施方案传送机***4400的透视图。如上所述，前端解扰器4420可包括多排带或辊，用于将物品(例如，盒子、纸箱等)从前端解扰器4420的前端移动到后端。例如并且如图44所示，前端解扰器4420可包括五个单独的排4422a至4422e(即三个内排和两个最外排)，每排包括构造用于以不同速度移动物品的一组辊。在一些实施方案中并且如上所述，最外排422a、422e可以包括部分4424a、4424b，其被构造成将物品向内移动到内排422b至422d。例如，部分4424a、4424b可包括多个辊(或辊的一部分)，这些辊被构造和定向成以特定角度对角地向内驱动物品。在一些实施方案中，前端解扰器4420的排4422a至4422e中的每一者可包括动力带，动力带被驱动从而以各种速度移动。此外，如上所述，人字形中央解扰器4410可包括多个动力或驱动辊，这些辊被构造成当物品从人字形中央解扰器4410的前部移动到后部时对物品进行单个化和解扰。如上所述，前端解扰器4420可还包括成角度的引导件4430a、4430b，使得与引导件4430a、4430b接触的物品(例如，纸箱、盒子等)可以向内朝向内排4422b至4422d引导。图44B示出了实施方案传送机***4400的顶视图，其包括前端解扰器4420和人字形中央解扰器4410。
在一些实施方案中，前端解扰器可以被配置为相对于人字形中央解扰器移动或重新定位。因此，图45A示出了传送机***4500的顶视图，传送机***包括前端解扰器4520，前端解扰器被配置为相对于人字形中央解扰器4510侧向移动。例如，前端解扰器4520可以被配置为沿着平行于卸载区域的底板的轨道(例如，平行于卡车拖车底板)在两个方向(例如，向左或向右)上侧向移动。距离4530(图45A中所示的“d”)示出了由于前端解扰器4520的这种侧向移动而可能发生的人字形中央解扰器4510的示例性偏移。在各种实施方案中，前端解扰器4520的这种侧向移动可以由可能需要各种马达单元的液压或链驱动机构驱动。
图45B示出了传送机***4550的顶视图，传送机***包括前端解扰器4570，前端解扰器被配置为相对于人字形中央解扰器4560枢转。例如，前端解扰器4570可被配置为在特定轴上(例如，在平行于卸载区域的底板的平面上)沿着两个方向在枢轴点4582上旋转。角4580(图4513中所示的‘a’)示出了由于这种枢转功能可能发生的绕枢轴点4582的示例性旋转。在各种实施方案中，前端解扰器4520的这种侧向移动可以由可能需要各种马达单元的液压或链驱动机构驱动。
图46至图49示出了各种实施方案人字形中央解扰器。如上所述，在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机可以包括传送机***，该传送机***包括中心部分，其不仅被配置为从前向后移动物品(例如，盒子等)，而且还用于在卸载区域内单个化和解扰物品。具体地讲，联接到机器人纸箱卸载机的移动主体的人字形中央解扰器可以将从多个排以大量或分散方式到达的物品(例如，纸箱)从前端解扰器移动到中心路径，并且可以将这些物品分离成跟随领导路径。通过这种解扰和单个化可能产生一些间隙，最终结果是一系列分离的物品。换句话讲，到达人字形解扰器的物品的侧向取向通常可以转换成直线取向。
图46示出了传送机***的人字形中央解扰器4600部分的各个区域，该传送机***被配置为安装到如上所述的机器人纸箱卸载机的移动主体。在一些实施方案中，人字形中央解扰器4600可包括中央传送机4601(或中央传送机部分)和后部传送机4602(或后部传送机部分)。
传送机辊4612可以配置成排和区域，以偏置由人字形中央解扰器4600移动的物品(例如，纸箱、盒子等)。具体地讲，传送机辊4612可以对齐(或成角度)以使物品朝向人字形中央解扰器4600的中心线4620向内运送，并且分离或单个化物品。中心线4620可以沿着物品的运动方向纵向地平分人字形中央解扰器4600。例如，当人字形中央解扰器4600包括中央传送机4601和后部传送机4602两者时，中央传送机4601和后部传送机4602两者可以由中心线4620纵向平分。
传送机辊4612可以相对于中心线4620成一定角度倾斜，以产生沿中心线4620从前向后延伸的传送机辊的嵌套V形凸起。在一些实施方案中，每个V形凸起可包括四个传送机辊，其中两个同轴传送机辊从中心线4620的每一侧以倾斜角度延伸，如图所示。每个倾斜角度可以包括距中心线4620约81度。
此外，V形凸起中的每个传送机辊可以属于一排倾斜的传送机辊，所述传送机辊大致纵向延伸并且平行于中心线4620。具体地讲，如图所示，中央传送机4601的倾斜传送机辊可包括排4630a、4630b、4630c、4630d。内排4630b、4630c可包括从中心线4620的两侧延伸的内侧排，外排4630a、4630d可包括位于内排4630b、4630c外侧的外侧排。后部传送机4602的倾斜传送机辊可包括嵌套在中央传送机4601的V形凸起内的V形凸起，并且可包括大致纵向延伸并且平行于中心线4620的排4632a至4632d。内排4632b、4632c可包括邻近中心线4620的内排，并且外排4632a、4632d可包括位于其外侧的外侧排。排4632a、4632b、4632c和4632d中的每一者可以与排4630a、4630b、4630c、4630d纵向对齐。例如，第一排4630a和第二排4632a可以纵向对齐。
倾斜的传送机辊的嵌套V形凸起取向可以将在人字形中央解扰器4600上推进的物品(例如，盒子、纸箱等)向内朝中心线4620偏置。当物品越过中心线4620并且在另一侧接触传送机辊4612时，物品可以朝向中心线4620往回偏置。在人字形中央解扰器4600上推进的物品的路径可以穿过中心线4620往复编织。为了解扰和单个化此类物品，传送机辊4612可以随着传送机辊的区域4640a至4640f以不同速度运行而被驱动。传送机辊的区域4640a至4640f的每一者可以由不同马达驱动，并且每个马达可以是变速马达，其可以设定为以可以与其他马达不同的速度运行。在一些实施方案中，人字形中央解扰器4600可包括传送机辊4612的六个不同区域4640a至4640f，在中心线4620的任一侧上具有三个区域，每个区域由不同的马达驱动并具有不同的速度。
图47示出了传送机***的实施方案人字形中央解扰器4600部分的底视图，该传送机***被配置为安装到如上所述的机器人纸箱卸载机的移动主体。人字形中央解扰器4600可包括六个不同的马达4720a至4720f。每个马达4720a至4720f可以驱动带4730a至4730f(或驱动带)中的一个，并且每个带4730a至4730f可以接触并驱动传送机辊的六个区域中的一个，如上面参考图46所述的。传送机辊的每个区域可包括一排或多排，如上所述。每个马达4720a至4720f可以以不同于另一个马达的选定速度运行，并且因此传送机辊的每个区域可以以不同的速度运行。
以下是与图46至图47中描述的各种马达、辊排和区域相关联的示例性运动速度的图示。以下对锟排、区域和速度的描述旨在作为示例，并且因此不旨在限制各种实施方案。第一马达4720a可以驱动第一带4730a，所述第一带接触和驱动可包括传送机辊的第一区域4640a的辊的第二排4630b。在一些实施方案中，第一马达4720a可以使物品(例如，盒子、纸箱等)以第一速度移动诸如以每分钟约185英尺的速度移动。第二马达4720b可以驱动第二带4730b，第二带接触和驱动可包括传送机辊的第二区域4640b的辊的第三排4630c。在一些实施方案中，第二马达4720b可以使物品(例如，盒子、纸箱等)以第二速度移动诸如以每分钟约466英尺的速度移动。第三马达4720c可以驱动带4730c和辊的第五排4632a，其可以包括传送机辊的第三区域4640c。在一些实施方案中，第三马达4720c可以使物品(例如，盒子、纸箱等)以第三速度移动诸如以每分钟约276英尺的速度移动。第四马达4720d可以驱动带4730d，所述带可以接触和驱动辊的第一排4630a和辊的第六排4632b两者，其可包括传送机辊的第四区域4640d。在一些实施方案中，第四马达4720d可以使物品以每分钟约556英尺的第四速度移动。第五马达4720e可以驱动带4730e，所述带可以接触和驱动辊的第四排4630d和辊的第七排4632c，其可以包括传送机辊的第五区域4640e。在一些实施方案中，第五马达4720e可以使物品以每分钟约556英尺的第五速度移动。第六马达4720f可以驱动带4730f和辊的第八排4632d，其限定传送机辊的第六区域4640f。在一些实施方案中，第六马达4720f可以使物品以每分钟约276英尺的第六速度移动。
具有185英尺/秒的速度的辊的第二排4630b和具有466英尺/秒的速度的第三排4630c之间的速度差异意味着在辊的第三排4630c的顶部上(即在第二区域4640b内)行进的物品(例如，纸箱)可以超前于在以185英尺/秒移动的辊的第二排4630b上的第一区域4640a中移动的物品。另外，第一区域4640a和第二区域4640b之间的速度差异可以引起在中心线4620上移动的物品的初始侧向转动。
由于第五区域4640e和第四区域4640d可以被配置为以最快速度(例如，大约566英尺/分钟)移动并且可以加速从第一区域4640a和第二区域4640b进入的较慢移动物品(例如，纸箱)，这些区域4640d、4640e能够拉动进入物品之间的间隙，并且可以旋转矩形物品以与窄面一起引导。
第三区域4640c和第六区域4640f可以从传送机***排出物品(例如，盒子、纸箱)，并且可以是以较慢速度操作的短部分以引导物品朝向中心线4620转动。第三区域4640c和第六区域4640f两者都可以以大约278英尺/分钟的相同速度移动并且接收以大约566英尺/分钟的速度移动的物品，这促进了转动。
图48A至图48D示出了与利用变速电动马达驱动带的实施方案人字形中央解扰器4800、4850的区域相关联的各种马达的示例性辊速。在一些实施方案中，实施方案人字形中央解扰器4800、4850的每个区域可以具有独立的侧装式变频调速(VFD)驱动的空心轴安装的减速器，其尺寸适于500英尺/分钟(FPM)的基本速度。这种尺寸可以允许公共设计、易于更换的部件和显著的未来速度变化。在一些实施方案中，人字形中央解扰器4800、4850的每个马达可以与能够反转与马达相关联的带的方向和变化速度的单独VFD相关联。在一些实施方案中，马达可以配置成在向前或向后方向上运行。在一些实施方案中，当竖式带凸缘处于辊高度时，人字形中央解扰器4800、4850可以设置有(低)外凸缘背对背配置。
在一些实施方案中，人字形中央解扰器4800、4850的电动马达可以配置成以不同的水平运行，诸如图48A至图48B中的‘hz’(赫兹)所示。不同水平可能导致相应带以不同速度运行，因此与带相关联的辊顶部的物品沿着人字形中央解扰器4800、4850以不同速度移动。此外，一侧(左手侧(LHS)或右手侧(RHS))上的马达可以配置成以比另一侧更高的水平运行，以便引起在人字形中央解扰器4800、4850的带上移动的物品的初始并排转动。带的不同LHS和RHS速度可能引起物品的初始并排转动。
在一些实施方案中，并且如图48A至图48B所示，实施方案人字形中央解扰器4800可以包括三个或更多个区域(或部分)，诸如54英寸(宽度)x123英寸(长度)单体框架内的三个部分。具体地讲，实施方案人字形中央解扰器4800可以利用在LHS和RHS上利用不同速度的短“进给”(或前部)部分4830。例如，RHS马达可配置为基于57hz从500FPM中产生466FPM(或者基本FPM的约93.2％)，并且LHS马达可配置为基于22hz从500FPM中产生185FPM(或者基本FPM的约37％)。此外，人字形中央解扰器4800可以利用在短进给部分4830之后发生的长带第二部分4831，以便引起显著的加速，从而拉动窄面引导所需的间隙。例如，第二部分4831中的RHS和LHS马达两者可以被配置为基于67hz从500FPM中产生556FPM(或者基本FPM的约111％)。此外，人字形中央解扰器4800可包括最终排出部分4832，其以较低速度操作并且在长带第二部分4831之后发生，以便引起物品朝向人字形中央解扰器4800的中心转动。例如，排出部分4832中的RHS和LHS马达两者可以被配置为基于33hz从500FPM中产生278FPM(或者基本FPM的约55.6％)。
以下是如图48A所示的实施方案人字形中央解扰器4800的LHS和RHS带的示例性不同速度的图示。第一RHS马达可以在50hz下运行并且将其相关联的带4802a以626FPM移动，第二RHS马达可以在50hz下运行并且将其相关联的带4802b以466FPM移动，第三RHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4802c以556FPM移动，并且第四RHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4802d以278FPM移动。第一LHS马达可以在20hz下运行并且将其相关联的带4804a以250FPM移动，第二LHS马达可以在20hz下运行并且将其相关联的带4804b以185FPM移动，第三LHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4804c以556FPM移动，并且第四LHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4804d以278FPM移动。
以下是如图48B所示的实施方案人字形中央解扰器4800的LHS和RHS带的示例性不同速度的另一个图示。第二RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4802b，或者第二RHS马达可以在50hz下运行并且以466FPM移动其相关联的带4802b，第三RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4802c或者第三RHS马达可以在67hz下运行并且以556FPM移动其相关联的带4802c，并且第四RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4802d或者第四RHS马达可以在33hz下运行并且以278FPM移动其相关联的带4802d。第二LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4804b，或者第二LHS马达可以在20hz下运行并且以185FPM移动其相关联的带4804b，第三LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4804c或者第三LHS马达可以在67hz下运行并且以556FPM移动其相关联的带4804c，并且第四LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4804d或者第四LHS马达可以在33hz下运行并且以278FPM移动其相关联的带4804d。
图48C至图48D示出了实施方案人字形中央解扰器4850的简化示意图(即通过未示出辊和马达盖简化了附图)。图48C至图48D中所示的人字形中央解扰器4850可包括两个标准28英寸(宽)x 15英尺(长)的小型解杂器或部分。具体地讲，实施方案人字形中央解扰器4850可以利用第一部分4870和在第一部分4870之后发生的第二部分4872。
以下是如图48C所示的实施方案人字形中央解扰器4850的LHS和RHS带的示例性不同速度的图示。第一RHS马达可以在50hz下运行并且将其相关联的带4852a以466FPM移动，第二RHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4852b以556FPM移动，并且第三RHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4852c以278FPM移动。第一LHS马达可以在20hz下运行并且将其相关联的带4854a以185FPM移动，第二LHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4854b以556FPM移动，并且第三LHS马达可以在90hz下运行并且将其相关联的带4854c以278FPM移动。
以下是如图48D所示的实施方案人字形中央解扰器4850的LHS和RHS带的不同速度的另一个图示。第一RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4852a，或者第一RHS马达可以在50hz下运行并且以466FPM移动其相关联的带4852a，第二RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4852b或者第二RHS马达可以在67hz下运行并且以556FPM移动其相关联的带4852b，并且第三RHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4852c或者第三RHS马达可以在33hz下运行并且以278FPM移动其相关联的带4852c。第一LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4854a，或者第一LHS马达可以在20hz下运行并且以185FPM移动其相关联的带4854a，第二LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4854b或者第二LHS马达可以在67hz下运行并且以556FPM移动其相关联的带4854b，并且第三LHS马达可以在60hz下运行并且以500FPM移动其相关联的带4854c或者第三LHS马达可以在33hz下运行并且以278FPM移动其相关联的带4854c。
在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机的传送机***的人字形中央解扰器的各排辊可包括成角度(或向内倾斜)的辊，使得它们的水平轴线不与卸载区域的底板(例如，卡车拖车的底板)平行。这种成角度的辊可以促进物品(例如，纸箱)朝向传送机***的中心移动，从而提高解扰工作。图49示出了实施方案人字形中央解扰器4900的成角度的辊4902a、4902b。如上所述，辊4902a、4902b可以连接到纵向地将人字形中央解扰器4900一分为二的中心线4920的中心处。辊4902a、4902b可以成角度，使得它们的轴线不与地平面4930平行。例如，第一辊4902a可以在轴线4912上成角度，该轴线从平行于地平面4930的另一个轴线4910旋转若干度(示出为角度“a”4914)。由于该成角度构造，辊4902a、4902b可具有外部高度(即人字形中央解扰器4900的外边缘4917附近的高度)，该外部高度大于其内部高度(即人字形中央解扰器4900的中心线4920处的高度)。用距离4916(图49中的‘h’)示出了这种高度差，指示第一辊4902a的外部高度大于第一辊4902a的内部高度。在一些实施方案中，此类高度差可为大约3/4英寸。在一些实施方案中，当人字形中央解扰器4900的辊不倾斜时(即辊是平的)，物品(例如，纸箱、盒子)可以旋转(或滚动)更多。
图50A至图59D示出了机器人纸箱卸载机的前端解扰器。如上所述，在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机可包括前端解扰器部件，其可用于将物品(例如，纸箱、盒子等)朝向传送机***的中心移动(例如，至人字形中央解扰器)以供进一步处理，诸如分离和解扰。这种前端解扰器还可以被配置为使物品被移动、解扰和单个化。例如，当一系列盒子放置在前端解扰器上时，前端解扰器的辊和/或带的移动可导致盒子的大范围变窄或朝向前端解扰器的中间排移动(即解扰)，并且使得在盒子之间出现分离或间隙(即分离)。
在各种实施方案中，前端解扰器可以针对其不同排中的每一排使用不同的速度(或单排机速度)。例如，中心排可以高速移动以将中心物品(例如，盒子、纸箱)拉动到包装的前部，以便为沿外排(或翼部)向上移动并且移动到中心排上的物品腾出空间。以这种方式，一行物品(例如，盒子)可以以类似于飞鸟的‘V’形式的对齐从前端解扰器的前部移动到后部。
在各种实施方案中，实施方案前端解扰器可包括轻质塑料带，其位于前端解扰器上的多个平行排(例如，五排)上，所述平行排被配置为驱动放置在它们顶部的物品以朝向机器人纸箱卸载机的传送机***的中心移动。
在一些实施方案中，前端解扰器可以配置有可调节的外排(或翼部)，其可以围绕枢轴以各种角度向上或向下旋转(或折叠)。例如，前端解扰器的最外排可以折叠成“U”形。外排(或翼部)的这种旋转可以使前端装载机能够更好或更方便地放置在各种宽度和特性的安装位置(例如，不同宽度的卡车拖车)。此外，外排或翼部的这种旋转可允许外排旋转到紧密定位(例如，接触)卡车拖车的侧壁，使得外排能够用作捕获然后移动掉落物品(例如，盒子、纸箱等)的护罩。
在一些实施方案中，实施方案前端解扰器的外排(或翼部)可分别包括一部分带，其后是一部分塑料薄片，其中安装有锟。塑料薄片内的这种辊可以保持在一定角度，该角度构造成将物品(例如，纸箱)朝向前端解扰器的中心排或带(例如，五排的中心三排)引导。此外，这种辊可以由安装在塑料薄片下面的辊提供动力，所述辊在平行于倾斜表面的由前向后轴线上旋转。
图50A至图50B示出了用于从装载区域(例如，从卡车拖车5050等内的盒子5011的壁)取出物品5012(例如，盒子)的各种操作中的机器人纸箱卸载机5000。如上所述，机器人纸箱卸载机5000可包括车辆或移动主体5020、机器人臂5010(或机器人纸箱取回臂)和传送机***5075。此外，传送机***5075可包括连接到中央解扰器5041(或人字形中央解扰器)的前端解扰器5036，其包括中央传送机5039和后部传送机5040。在各种实施方案中，前端解扰器5036可包括多个平行行或带或多组辊，其构造成使物品5012朝向中央传送机5039移动。例如，前端解扰器5036可包括五排驱动轻质塑料带。在一些实施方案中，前端解扰器5036的最外侧行可以被构造成如下所述旋转，或者另选地可以是固定的。
前端解扰器5036和/或中央解扰器5041可以利用或作为小型解扰器(或小型解杂器)操作，以在其上接收物品5012(例如，盒子)的大部质量并且随着物品沿着传送机***5075从前向后移动将物品5012分离并单个化。如图所示，中央传送机5039和后部传送机5040可包括形成小型解扰器(或小型解杂器)的两个或更多个并排辊传送机部分。图SOB示出机器人纸箱卸载机5000的机器人臂5010(或纸箱取回臂)将物品5012(例如，盒子或纸箱)释放到传送机***5075的前端解扰器5036上。
图51至图53示出了机器人纸箱卸载机5102的传送机***的实施方案前端解扰器5100的各种视图，该前端解扰器5100具有能够以各种角度放置(或折叠)的外排(或翼部5110a、5110b)。如图51所示，前端解扰器5100可包括中间部分5134、左翼5110a和右翼5110b。翼部5110a、5110b可枢转地附接到中间部分5134。具体地讲，左翼5110a可以在平行于内排5135a至5135c的第一轴线5111a上单独旋转，右翼5110b可以在平行于内排5135a至5135c的第二轴线5101b上单独旋转。这种枢轴附接可以使翼部5110a、5110b能够以各种角度旋转，诸如图51所示角度a(例如，10度、15度、45度等)。在一些实施方案中，各个翼部5110a、5110b可以彼此不同的角度旋转。
在图51和图52中，左翼5110a和右翼5110b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的前端解扰器5100具有“u”形形状和更窄的横向宽度。换句话讲，当向上枢转时，前端解扰器5100可以更窄，使得机器人纸箱卸载机5102能够拉入更多窄卸载区域(例如，卡车拖车5220等)以便卸载物品5122(例如，盒子、纸箱等)。
中间部分5134可以包括多排辊或传送机带，其被构造成在朝向机器人纸箱卸载机5102的传送机***的中央解扰器的方向上移动物品。例如，中间部分5134可包括平行带的三个内排5135a、5135b、5135c。另外，每个翼部5110a、5110b可包括各排辊或传送机带。例如，如图51所示，右翼5110b可包括带5112，并且左翼5110a可包括带，每个带能够朝向机器人纸箱卸载机5102的传送机***的中心移动物品。在一些实施方案中，翼部5110a、5110b可包括轮式带的部分，其可附接到其相关带下游的翼部5110a、5110b。例如，一部分轮式带可位于左翼5110a的带的下游，并且另一部分轮式带5114可位于右翼5110b的带5112的下游。轮式带诸如带5114部分中的轮可以由安装在左右带下方的锟驱动。例如，用于驱动左翼5110a的带的辊5116可以安装在左翼5110a的下方。轮式带诸如5114可包括安装在其中的轮，轮取向成朝向中间部分5134驱动放置在其上的物品(例如，纸箱、盒子等)。在一些实施方案中，这种轮式带诸如5114可以是Intralox带。
图53示出了前端解扰器5100，其具有在公共平面上取向的多个排。换句话讲，翼部5110a、5110b可以向下旋转(或者不从默认位置向上旋转)，使得它们与中间部分5134在同一平面上。当机器人纸箱卸载机5102已被驱动到卡车拖车5220中就位并且左翼5110a和右翼5110b向下折叠到较宽位置时，可能发生这种情况。宽位置可以使左翼5110a和/或右翼5110b接触卡车拖车5220的侧壁。这可能是有益的，因为当左翼5110a和右翼5110b向下折叠时，其可以产生用于卸载过程的大型物品(例如，纸箱、盒子等)捕获区域。
图54A至图54C示出了机器人纸箱卸载机的前端解扰器5400的侧视图，其具有围绕枢轴处于各种旋转(或折叠)状态的翼部5410a、5410b。图54A示出了处于非旋转(或展开)状态的翼部5410a、5410b，使得翼部5410a、5410b共享公共平面5420。此外，公共平面5420可以平行于与中间部分5412相关联的另一平面5422。换句话讲，翼部5410a、5410b的表面和中间部分5412的排可以彼此平行。
在各种实施方案中，翼部5410a、5410b可附接到各种单元5414a、5414b(例如，液压缸等)，其配置成使翼部5410a、5410b分别在枢轴5416a、5416b上向上或向下旋转。图54B示出了右翼5410b的这种旋转。例如，单元5414b可以延伸活塞、杆或其他包括的缸5430b，使得单元5414b和右翼5410b围绕枢轴5416b向上旋转。这种旋转在图54B中示出为角度a。图54C示出了左翼5410a的这种附加旋转。例如，左翼5410a的单元5414a可以延伸活塞或其他包括的缸5430a，使得单元5414a和左翼5410a两者围绕枢轴5416a向上旋转。这种旋转在图54C中示出为角a’，该角可等于或不等于如图B中所示的右翼5410b的角a。
图55A至图55C示出了在各种宽度的不同卡车拖车5502、5532、5552内使用的机器人纸箱卸载机的传送机***5510的实施方案前端解扰器5520。如上所述，前端解扰器5520的翼部(或外排/侧部)可以诸如响应于液压缸的延伸(或回缩)向上或向下旋转(或折叠)。这种折叠可使前端解扰器5520进入各种宽度的空间，从而允许机器人纸箱卸载机在多个卸载区域中有用，诸如通过能够在不同尺寸的半拖车内移动。图55A示出了在宽卡车拖车5502内处于扁平(或展开)状态的前端解扰器5520(例如，具有大于用于运输货物/物品的一般卡车拖车的横向宽度的拖车等)。图55B示出了在一般或正常宽度卡车拖车5532内处于部分折叠状态的前端解扰器5520(例如，具有用于运输货物/物品的一般或标准横向宽度的拖车等)。图55C示出了在窄卡车拖车5552内处于完全折叠状态的前端解扰器5520(例如，具有小于用于运输货物/物品的一般卡车拖车的横向宽度的拖车等)。
在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机可利用连接件或连接器元件接合或以其他方式将前端解扰器与传送机***的中央解扰器(例如，人字形中央解扰器)连接。这种连接件可以是物理部分，其不仅在前端解扰器和中央解扰器的辊(或传送机带)之间提供表面，而且还可以包括移动元件以移动物品(例如，纸箱、盒子等)。具体地讲，连接件可以是包括平坦塑料片材的***，所述平坦塑料片材具有冲压在其中的一系列孔，其中每个孔可以具有以45度角向内定向的辊诸如朝向中央解扰器向内的辊。孔内的辊可以诸如经由一系列其他辊驱动。以这种方式，连接件可以能够沿向前方向以及向内方向推进物品(例如，盒子)。在一些实施方案中，连接件可以是Intralox***。图56示出了机器人纸箱卸载机5600的前端解扰器5602，其在五排前端解扰器5602和人字形中央解扰器5604之间配置有这种连接件5610。
图57A至图57B示出了机器人纸箱卸载机5700的实施方案，其配置有用于以不同角度提升(或降低)前端解扰器5702的部件。在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机5700可包括设备5710诸如液压缸设备、气动设备、流体设备和/或电动螺杆致动器，其能够移动前端解扰器5702，使得其在枢轴或铰链5720上向上或向下旋转。前端解扰器5702的这种运动可用于辅助从卡车拖车装载物品，诸如通过提升前端解扰器5702以从盒壁的顶部接收盒子，或者降低前端解扰器5702以辅助捕获从盒壁上掉落或拉出的盒子。
在各种实施方案中，设备5710可以在前部的低点处安装到移动主体5701。设备5710还可以瞄准向上方向，使得当设备5710延伸或以其他方式接合时(例如，活塞或杆被向上推出设备5710的主体)，前端解扰器5702可以向上旋转(或以其他方式移动)。类似地，设备5710(或缸)的顶部可以在未接合时枢转到水平位置(例如，活塞或杆被压缩)。
图57A示出了机器人纸箱卸载机5700，其具有下降至第一位置的前端解扰器5702，使得其与表面5706诸如卡车拖车底板进行物理接触。例如，设备5710可以处于默认延伸或布置中，使得前端解扰器5702处于搁置在表面5706上的默认位置。图57B示出了机器人纸箱卸载机5700，其具有升高到第二位置的前端解扰器5702，使得其不再与表面5706物理接触。例如，设备5710可以处于延伸状态(例如，活塞从设备5710的主体延伸)或布置，使得前端解扰器5702处于升高的第二位置。当机器人纸箱卸载机5700移动到卡车拖车中时，这种升高的第二位置可能是有用的，因为升高位置可能降低前端解扰器刮擦或以其他方式与表面5706相互作用的可能性。在各种实施方案中，前端解扰器5702可以限制其允许的旋转或其他移动的量。例如，设备5710可以被配置为仅允许前端解扰器5702升高或降低，使得前端解扰器上的物品不会滚转(例如，从水平设置开始最大旋转18度)。
图58示出了根据各种实施方案的经由机器人纸箱卸载机5800的前端解扰器5808传送的物品5820a至5820f(例如，盒子、纸箱等)。如上所述，前端解扰器5808可以包括多个排，其被配置为朝向机器人纸箱卸载机推进物品(即朝向机器人装载机的传送机***的中心处的人字形中央解扰器5804)。例如，前端解扰器5808可包括五排，每排可以利用单独的传送机带或一组辊将盒子朝向前端解扰器5808和机器人纸箱卸载机5800的另一个解扰器元件(例如，人字形中央解扰器5804等)之间的连接件5806驱动。
此外，前端解扰器5808的不同排驱动物体的速率可以改变。具体地讲，最外排可被配置为以第一速度或速率朝向人字形中央解扰器5804驱动物品，中间排可以以第二速度或速率朝向人字形中央解扰器5804驱动物品，并且最内排或中心排可以以第三速度或速率朝向人字形中央解扰器5804驱动物品。例如，最外排可以以低速移动物品，中间排可以以中速移动物品，并且最内(或中心)排可以快速移动物品。以这种方式，放置在前端解扰器5808上的物品可以在不同时间到达机器人纸箱卸载机的传送机***的下一部分(例如，人字形中央解扰器5804)，从而避免在相同或相似时间放置在前端解扰器5808上的物品的堵塞或阻塞。
图59A至图59D示出了物品5920至5928如何基于其在前端解扰器5900的各排5902至5910上的放置而随时间以不同的速率移动。第一排5902和第五排5910(即最外排)可被配置为以第一慢速率或速度移动物体。第二排5904和第四排5908(即中间排)可被配置为以第二中速率或速度移动物品。第三排5906(即中间排)可被配置为以第三快速率或速度移动物品。图59A示出了放置在排5902至5910的每一者的开头的物品5920至5928。图59B示出了在第一时间段之后物品5920至5928在排5902至5910上的推进。具体地讲，第一物品5920和第五物品5928分别基于第一排5902和第五排5910的第一速度移动了第一距离(在图59B中表示为距离‘a’)。第二物品5922和第四物品5926分别基于第二排5904和第四排5908的第二速度移动了第二距离(在图59B中表示为距离‘b’)。第三物品5924已经基于第三排5906的第三速度移动了第三距离(在图59B中表示为距离‘e’)。第一距离(a)可被认为是最短的，因为第一排5902和第五排5910的速度可以是低(或慢)速度，并且第三距离(c)可以被认为是最长的，因为第三排5906的速度是高(或快)速度。第二距离(b)可以在第一和第三距离(a,c)之间，因为第二排5904和第四排5908的速度可以仅是中速。
如图59C所示，在第二时间段(例如，类似于第一时间段)之后，第一物品5920和第五物品5928再次分别基于第一排5902和第五排5910的第一速度移动了第一距离(在图59C中表示为距离‘a’)，并且第二物品5922和第四物品5926再次分别基于第二排5904和第四排5908的第二速度移动了第二距离(在图59C中表示为距离‘b’)。不再显示第三物品5924，因为其已经由于第三排5906的速度移动经过连接件5932并且离开前端解扰器5900。
第一物品5920和第五物品5928可以分别与引导件5930a、5930b接触。如上所述，引导件5930a、5930b可以是以一定角度放置的材料片(例如，木材、金属、塑料等)，以使沿着各排移动的物品朝向前端解扰器5900的中心导向。换句话讲，第一引导件5930a可以成角度并且定位在前端解扰器5900上，使得第一物品5920可以从第一排5902朝向第二排5904引导，并且同样地，第二引导件5930b可以成角度并且定位成使得第五物品5928可以从第五排5910引导到第四排5908。由于沿着内排5904至5908移动的物体以比外排5902、5910更快的速度移动，由引导件5930a、5930b导向内排5904至5908的物品可能不会与已经在那些排5904至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可以由于与第一引导件5930a的接触而位于第二排5904上，并且第五物品5928可以由于与第二引导件5930b的接触而位于第四排5908上。第一物品5920和第五物品5928现在可以以与第二排5904和第四排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，因为其已经由于第二排5904和第四排5908的速度移动经过连接件5932并且离开前端解扰器5900。
在一些情况下，卸载区域内的纸箱(例如，制品、物品、盒子等)可能具有特定的卸载和/或其他移动要求。例如，由于制造商、零售店等的规范和/或物品的脆弱性，机器人纸箱卸载机可能无法从卡车上使盒子从纸箱堆下落一小段距离到传送机***(例如，大约18英寸、小于18英寸等)。当在卸载区域如牵引车拖车等内从高处卸载纸箱时，这可能是一个严重问题，因为从制品堆(或纸箱壁)的顶部到卸载区域的底板或者甚至机器人纸箱卸载机的传送机的表面可能存在几英尺的下落距离。
各种实施方案机器人纸箱卸载机可包括前端部件(或前部部分)诸如可移动搁架和传送机部分(这里通常称为“前端搁架传送机”)，其被配置为解决这些问题(例如，通过确保纸箱只下落一小段距离诸如约18英寸或更小)。具体地讲，前端搁架传送机可联接到机器人纸箱卸载机(例如，图1中所示的机器人纸箱卸载机100，图35A中所示的机器人纸箱卸载机3500等)，诸如可移动地附接到机器人纸箱卸载机的移动主体(或底盘)上。前端搁架传送机可包括至少一个或多个传送机，其经由一个或多个马达驱动，使得放置在其上的纸箱可以以定向方式移动(例如，向后朝向机器人纸箱卸载机的中心)。前端搁架传送机可以升高和降低到各种高度和间距，以便提供用于更好地接收要传送远离卸载区域的物品。例如，前端搁架传送机可以从默认位置(例如，一端位于底板上搁置)移动到至少升高位置以在其上接收纸箱，并且可以移动到降低位置以将纸箱存放在附接到机器人纸箱卸载机的第二传送机(例如，图35A中所示的传送机142、中央解扰器3558等)。
如本文所述，机器人纸箱卸载机的前部部分(例如，图1至图4中所示的前部部分136b、前端解扰器、前端搁架传送机等)可以经由各种部件连接和移动，所述部件连接到机器人纸箱卸载机的移动主体(例如，连接到底盘121的升降机151，用于提升传送机***135的前部部分136b)。类似地，在一些实施方案中，前端搁架传送机可以联接到支撑机构，该支撑机构被构造成在各个方向上移动前端搁架传送机。例如，经由剪式提升部件和/或致动器，支撑机构可以使前端搁架传送机上下移动，以便提供一个表面，该表面不仅靠近从卸载区域内各种高度移除的物品，而且还与卸载区域的底板平行(或接***行)。在各种实施方案中，配置用于提供前端搁架传送机的各种功能的马达、带和其他元件可以经由支撑机构与前端搁架传送机一起移动。例如，支撑机构的马达、皮带轮、带、螺钉等可用于升高前端搁架传送机的传送机和对应马达两者。
在各种实施方案中，设备包括支撑机构可以固定到机器人纸箱卸载机的底盘上并且连接到前端搁架传送机，以将前端搁架传送机提升离开底板至各种高度和/或角度位置。例如，经由致动器诸如液压缸，前端搁架传送机可被升高，使得其多排带或辊平行但上方具有中央解扰器。关于用于提升前端搁架传送机的设备，这些设备(例如，致动器)的其他实施方案不限于电力致动器，而可以是用可压缩或不可压缩流体诸如空气和油操作的流体致动器、机械致动器或任何其他类型致动器。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括在本文所述的机器人纸箱卸载机的传送机***(例如，图1的传送机***6435、图35A中所示的传送机***3550等)内或以其他方式延伸。在这种情况下，前端搁架传送机可以替换和/或补充传送机***的其他前端元件(或前部部分)。例如，可以使用前端搁架传送机代替前端解扰器(例如，图35A中所示的前端解扰器3556)。在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括本文所述的前端解扰器的功能，诸如构造用于使其上的纸箱被解扰并且朝向前端搁架的后部和中心移动的一个或多个带。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括多排平行的动力辊或带。例如，前端搁架传送机可具有五个平行的排以及用于将物品从外排引导至内排的引导件。此类排可以不同的速度运行以单个化和解杂放置在其上的物品。例如，中心排可最快运行以首先快速将纸箱从前端搁架传送机中拉出，中间排可比中心排运行地更慢，并且外排可比中心排和中间排两者运行的都慢。
在一些实施方案中，前端搁架传送机能够侧向移动。例如，前端搁架传送机可以配置成相对于机器人纸箱卸载机的中央解扰器侧向移动。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括在如本文所述的纸箱引导***内(例如，图1所示的纸箱引导***175等)。例如，前端搁架传送机可以包括在纸箱引导***175的搁架176内或以其他方式对其予以替换。
可以经由本文所述的控制和可视化***控制前端搁架传送机。例如，控制和可视化***包括各种可视化传感器(例如，相机、激光雷达、雷达等)、操作员界面(例如，操纵杆、显示器、键盘等)和处理器，并且能够诸如通过使支撑机构将前端搁架传送机移动以接收盒子，控制与前端搁架传送机一起移动的马达以将盒子向后移动，使止动棒升高和降低以允许盒子移动离开前端搁架传送机并且至中央传送机上(例如，人字形中央传送机)，从而控制并使卸载过程自动化。
在各种实施方案中，前端传送机可以与如本文所述的机器人臂分开地移动(例如，图35A中所示的机器人臂3530)。例如，当从卸载区域取回(或“拾取”)物品时，机器人臂可以以第一方式(例如，向前)移动，并且前端搁架传送机可以以第二方式(例如，向上)移动。具体地讲，当处于降低(或默认)位置(例如，搁置在卸载区域的底板上)时，前端搁架传送机可以成角度，使得前尖端(或最前端)倾斜放置在底板上，并且前端搁架传送机的后端与机器人纸箱卸载机的传送机***的其余部分处于同一高度。在机器人臂的拾取操作期间(例如，向上拉动纸箱并且平行于机器人纸箱卸载机的传送机***的后部传送机)，前端搁架传送机可以向上移动到升高位置以与机器人臂相遇。当处于升高位置时(例如，未搁置在装载区域的底板上)，前端搁架传送机可以配置成具有水平放置，使得前端搁架传送机提供与可通过机器人臂拉动纸箱的卸载区域的底板平行的表面。当处于升高位置时，前端搁架传送机也可以成角度，诸如以改善机器人臂的可操纵性(例如，前端搁架传送机的尖端或“鼻部”可以向下倾斜)。在一些实施方案中，前端搁架传送机可以基于机器人臂(和操纵器)拾取的物品的高度向上或向下倾斜。例如，当针对位于机器人纸箱卸载机的移动主体上方的盒子升起时，前端搁架传送机可以水平地定位在机器人臂下方。然而，当移动以为机器人纸箱卸载机的移动主体下方的盒子提供传送机时，前端搁架传送机可以向下倾斜。或者，当从纸箱堆的顶部拾取纸箱时，前端传送机可以使其鼻部倾斜以为机器人臂的部分提供间隙。
在一些实施方案中，前端搁架传送机上的传送机的间距和/或速度可以配置成使得放置在前端搁架传送机的表面上的物品能够避免与机器人臂接触。例如，前端搁架传送机上的一个或多个带可以由附接的电动马达驱动，其速度使得掉落在带上的盒子可以
在一些实施方案中，放置在前端搁架传送机上的纸箱可以由机器人纸箱装载机使用如本文所述的各种成像技术来跟踪。例如，机器人纸箱卸载机经由计算设备和各种传感器(例如，灯、雷达、激光雷达、测距单元、相机等)可以跟踪沿前端搁架传送机上的一个或多个传送机带移动的纸箱。
以下是前端搁架传送机的使用的一般图示。机器人纸箱卸载机可以放置在卡车、拖车或其他区域内，并且可以构造成从卡车的底板或从纸箱堆的顶排、纸箱壁等移除多个纸箱。机器人纸箱卸载机可包括如本文所述的各种部件和/或设备，包括：在轮子上滚动并且可以被定尺寸和配置成定位在半拖车内(例如，驱入进入和离开)的移动主体，可移动地联接到移动主体并且被构造成延伸到和回缩离开卸载区域以用于拉动物品(例如，纸箱、盒子等)的机器人臂，以及配置用于传送存放在其上的纸箱的传送机***。由表面和一个或多个传送机组成的前端搁架传送机可以可移动地联接到移动主体。前端搁架传送机可以通过支撑机构(例如，气动管、剪式升降机等)在各个方向上移动。具体地讲，支撑机构可以被配置为使前端搁架传送机上下移动，诸如移动到与操纵器相邻的第一位置，以接收多个与其一起移除的纸箱，并且接收到与传送机***的后部部分相邻的第二位置。在给定时间，机器人臂可以将操纵器(例如，爪状物、真空头部等)移动到纸箱壁的顶层。同时，前端搁架传送机可以经由支撑机构与机器人臂操纵器一起向上移动。前端搁架传送机的表面(以及因此传送机)可以俯仰或不俯仰以与机器人臂的操纵器平行。在一些实施方案中，前端搁架传送机可以定位成使得前端搁架传送机的前端接触被移除的那些纸箱下方的纸箱壁，从而在移除期间支撑纸箱壁。操纵器可以从纸箱壁上拉出一个或多个物品，将拉出的物品下放到前端搁架传送机的表面上。然后，支撑机构可以使前端搁架传送机向下移动，使得前端搁架传送机的表面与在机器人臂下面朝向后部区域运行的传送机***的传送机(例如，人字形传送机)平行。前端搁架传送机的传送机可以将拉出的物品向后移动到传送机***的传送机上，传送机继而可将物品移动到后部区域。物品可以或可以不经由传送机***解扰，并且可以移动以放置在如本文所述的其他单元(例如，其他传送机机构、手动移除等)中。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括位于前端搁架传送机后端的止动棒。这种止动棒可以是板、线、块和/或可以与前端搁架传送机的表面齐平地上下移动的任何其他元件。具体地讲，当止动棒与前端搁架传送机的表面齐平时，纸箱可以自由地向后移动离开前端搁架传送机。然而，当止动棒接合、升高、旋转/枢转/铰接或以其他方式定位以不与前端搁架传送机的表面处于齐平位置时，可阻挡或防止纸箱向后移动离开前端搁架传送机。以这种方式，当前端搁架传送机不与机器人纸箱卸载机的主体(或传送机***的各种传送机的传送表面)齐平时，止动棒可以保持纸箱，并且当前端搁架传送机在主体上方或平行于主体时，则可以下放纸箱。当前端搁架传送机平行于主体时，前端搁架可向前移动以允许止动棒向下旋转到水平位置。在水平位置，止动棒可以桥接前端搁架传送机的传送表面和主体之间的间隙，以防止制品在被传送时掉落在其间。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括附接到前端搁架传送机前部的辊(或“弹踢”辊或“踢”辊)。例如，辊可类似于本文结合辊144所述的那些。当前端搁架传送机位于机器人臂的操纵器(例如，操纵器162、操纵器头部3532等)下方以接收产品时，这种辊可用作缓冲器。此外，辊可用于从底板上拾取纸箱。在一些实施方案中，辊可包括一个或多个凸角(或翼片或脊或角)，其可被旋转以干扰或以其他方式移动物品。例如，当辊旋转时，辊的凸角可以向上摆动以与卸载区域底板上的物品(例如，纸箱、盒子等)接触。因此，纸箱可以向上提升并被拉到辊上并到达前端搁架传送机上。然后可以将纸箱传送到传送机***的其余部分，诸如传送到中央传送机部分3610上，然后传送到后部传送机部分3612。在一些实施方案中，辊可以是六边形，其具有形成多个凸角的点(例如，具有六边形横截面的辊194)。在一些实施方案中，辊可包括单个凸角，类似于汽车凸轮凸角。在一些实施方案中，辊可以由硬质材料诸如金属和/或塑料构成。
以下是具有辊(或“踢”辊)和止动棒的前端搁架传送机的非限制性图示。当机器人臂向前定位以拾取高于机器人纸箱卸载机的后部传送机的纸箱壁中的盒子时，前端搁架传送机可以单独地移动(经由支撑机构)到机器人臂的操纵器的正下方。前端搁架传送机端部上的辊可以移动到与纸箱壁接触，以提高拾取期间的稳定性。机器人臂的操纵器可以从纸箱壁拉出一个或多个盒子，将盒子拖动并释放到前端搁架传送机上。支撑机构可以开始使前端搁架传送机向下移动到与机器人纸箱卸载机的其他传送机(例如，中央人字形传送机等)对齐的位置。可以接合前端搁架传送机上的带式传送机，以“V”形式向后移动纸箱(例如，如参考图59A至图59D所述，盒子可朝向前端搁架传送机的中心移动)。可以接合止动棒，使得已经传送到前端搁架传送机后部的箱子可以停止从前端搁架传送机上掉落下来。当前端搁架传送机与其他传送机一致地移动时，止动棒可以降低，使得盒子能够离开到其他传送机上并继续移动到机器人纸箱卸载机的后部。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可被配置为一次接收多个纸箱(由机器人臂的操纵器进行的单个“拾取”)。例如，前端搁架传送机可以一次支撑大约350磅的盒子或其他物品。在一些实施方案中，使用前端搁架传送机结合机器人臂，机器人纸箱卸载机能够移动大量物品，从而能够在卸载区域中实现非常有效和快速的卸载过程。例如，基于机器人纸箱卸载机的部件的不同配置(例如，前端搁架传送机的传送机速度等)，机器人纸箱卸载机能够从每小时移动少量纸箱(例如，大约100纸箱/小时等)到每小时移动相对较高数量的纸箱(例如，最多大约1300纸箱/小时或更高)。
这里描述的实施方案前端搁架传送机可以提高从卸载区域移除纸箱的速度和质量。具体地讲，由于经由支撑机构的可调节高度和定位，前端搁架传送机可以独立地定位在高于机器人纸箱卸载机的传送机的纸箱附近。通过减小拉动纸箱的机器人臂操纵器和纸箱掉落的传送机表面之间的距离，这种前端搁架传送机可以减少卸载过程中受损物品的数量。
在一些实施方案中，用于卸载纸箱壁中的多个纸箱的机器人纸箱卸载机可以在底板上移动，并且可以包括至少一个移动主体，附接到移动主体的可移动机器人臂，并且可以包括在其自由端的操纵器，用于从纸箱壁上移除多个纸箱，其中机器人臂被构造成将操纵器移动到相对于移动主体的不同位置以获取多个纸箱，附接到移动主体并且被构造成传送在其上存放的纸箱的传送机***，该传送机***可以包括前端搁架传送机，该前端搁架传送机安装在移动主体上并且构造成从操纵器接收多个纸箱并将所述多个纸箱提供给传送机***的其他后部部分，并且传送机***还可以包括支撑机构，该支撑机构联接到移动主体并且被构造成将前端搁架传送机移动到操纵器下方的至少第一位置以接收随之移除的多个纸箱。在一些实施方案中，前端搁架传送机可进一步配置为同时朝向传送机***的后部部分移动多个纸箱，并且在纸箱移动时单个化纸箱。在一些实施方案中，支撑机构可以进一步构造成将前端搁架传送机与接收在其上的纸箱从第一位置移动到邻近传送机***后部部分的第二位置。在一些实施方案中，前端搁架传送机可以响应于移动到第二位置而平行于卸载区域的底板取向。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括踢辊，踢辊构造成将纸箱朝向前端搁架传送机的传送机移动。在一些实施方案中，踢辊可进一步构造成响应于前端搁架传送机移动到第一位置而稳定纸箱壁。在一些实施方案中，支撑机构可包括基架升降机。在一些实施方案中，支撑机构可包括至少一个剪式升降机。在一些实施方案中，响应于通过支撑机构移动到第一位置，前端搁架传送机可以在任何给定时间移动至操纵器或操纵器处理的一排纸箱的18英寸内。
在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机整体和/或至少机器人纸箱卸载机的传送机***可以配置成以大约100纸箱/小时或更大速率移动多个纸箱，诸如100纸箱/小时，高于100纸箱/小时，100纸箱/小时至1300纸箱/小时，1300纸箱/小时，高于1300纸箱/小时等。在一些实施方案中，前端搁架传送机可包括并排取向的多排传送机。在一些实施方案中，所述多排传送机中的至少一个传送机可被构造成以与多排传送机中的其他传送机不同的速度移动其上承载的纸箱。在一些实施方案中，多排传送机中的至少一个传送机可被构造成使在其上行进的纸箱向后移动并朝向前端搁架传送机的中心线移动。在一些实施方案中，多排传送机中的传送机可包括带式传送机。在一些实施方案中，前端搁架传送机可以构造成相对于移动主体侧向移动。
在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机可以包括或以其他方式耦合到使用至少配置为执行处理器可执行指令的处理器的计算设备。在一些实施方案中，处理器可以被配置为执行从卸载区域内的纸箱壁卸载纸箱的方法，包括基于处理的传感器数据将机器人纸箱卸载机的移动主体移动到纸箱壁的操作，基于处理的传感器数据定位机器人纸箱卸载机的机器人臂以从纸箱壁收集一排纸箱，将前端搁架传送机定位在机器人臂下方，检测前端搁架传送机上的纸箱排中的纸箱，将前端搁架传送机定位到与机器人纸箱卸载机的中央传送机的公共高度，并且配置前端搁架传送机上的传送机带以将纸箱移动到中央传送机上。在一些实施方案中，该方法还可包括以下操作：配置止动棒以将纸箱保持在前端搁架传送机上，并且配置前端搁架传送机上的止动棒使其降低，使得响应于将前端搁架传送机定位到与中央传送机相同的水平，纸箱可以离开前端搁架传送机并且进入中央传送机。在一些实施方案中，该方法还可包括用于在前端搁架传送机的前部配置踢辊以使其旋转的操作，使得来自卸载区域内的纸箱移动到前端搁架传送机上。在一些实施方案中，该方法还可以包括用于接收和处理卸载区域的传感器数据的操作，其中传感器数据包括雷达传感器数据、激光雷达传感器数据和来自相机传感器的图像中的一个或多个。
图60A至图60F示出了卸载区域(例如，卡车拖车、仓库、运输集装箱等)内的机器人纸箱卸载机6000的示例性操作。机器人纸箱卸载机6000可至少包括机器人臂6002、移动主体6008和传送机***6005，传送机***包括根据一些实施方案的前端搁架传送机6012和中央传送机6006(例如，中央解扰器传送机)。在一些实施方案中，三个单独的组件诸如机器人臂6002、移动主体6008和传送机***6005可以共享公共零件，这些零件组合在一起形成一体结构，以减少零件数量和重量，而不是从所述三个单独组件组装机器人纸箱卸载机6000。
如本文所述，机器人臂6002可包括操纵器头部6004，操纵器头部可包括用于从纸箱壁6020拉动、抓取或以其他方式“拾取”物品的各种部件。例如，操纵器头部6004可包括用于拉动盒子离开一堆纸箱的不同高度的真空头部。前端搁架传送机可包括前弹踢辊6011，其可从前端搁架传送机6012延伸至接触纸箱或朝向前端搁架传送机6012回缩以移动远离纸箱壁6020的纸箱。或者，前弹踢辊6011可以放置在一堆盒子上。
图60A示出了机器人纸箱卸载机6000的默认或非活动状态，其中机器人臂6002尚未处于从纸箱臂6020移除物品的活动过程。此外，前端搁架传送机6012可以处于默认位置，使得前端(和踢辊6011)放置在卸载区域的底板上。图60B示出了机器人纸箱卸载机6000，其中前端搁架传送机6012诸如通过致动器升高到水平位置。此外，机器人臂6002可以移动(例如，旋转)，使得操纵器头部6004准备从纸箱壁6020拾取(例如，拉动、抓取等)。前端搁架传送机6012的前弹踢辊6011可以与纸箱壁6020接触，以用作缓冲器以稳定纸箱壁6020。前弹踢辊6011也可以旋转以向上冲击纸箱以松开纸箱壁6020。
图60C示出了前端搁架传送机6012的第二升高位置，其中支撑机构6024(例如，剪式升降机等)将前端搁架传送机6012升高到中央传送机6006的上方。此外，前端搁架传送机6012可以利用致动器在鼻部处向上或向下倾斜(或俯仰)。图60D示出了前端搁架传送机6012的另一实施方案第二提升位置，其中可配置鼻部俯仰致动器6040以使前端搁架传送机6012倾斜以接收***纵器头部6004抓取的纸箱。鼻部俯仰致动器6040可以被认为是支撑机构6024的一些实施方案的一部分。此外，辅助负载轮6026可以包括在支撑机构6024内。
图60E示出了处于塌缩状态的支撑机构6024(例如，剪式升降机、致动器等)，从而允许前端搁架传送机6012与卸载区域的底板成一定角度定位。踢辊6011可用于犁入和提升搁置在底板上的纸箱诸如盒子6021，其被示出为提升并移动到前端搁架传送机6012上。图60F示出了处于提升(或升高)位置并且在机器人臂6002正下方某个角度的前端搁架传送机6012。前端搁架传送机6012还可包括线性滑动机构6050，其使得前端搁架传送机6012能够相对于移动主体6008和机器人臂6002从一侧移动到另一侧。图61示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机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的另一视图。
图62A至图62B示出了处于各种位置的实施方案前端搁架传送机6010。图62A示出了处于第一位置(例如，“完全抬起”位置)的前端搁架传送机6010a，其适于接纳物品诸如由操纵器头部从纸箱壁的较高部分(例如，拖车内的顶部盒排)拉动的那些。鼻部俯仰致动器6040可以完全或显著延伸，以使前端搁架传送机6012a倾斜，从而允许放置在前端搁架传送机6012a的表面上(即传送机的顶部上的)的物品移动朝向机器人纸箱卸载机并远离纸箱壁。图62A还示出了前端搁架传送机6012b的“完全向下”位置，使得踢辊6011向下成角度。在一些实施方案中，前端搁架传送机6012b能够向下成角度，使得踢辊6011可以位于卸载区域的底板下方。例如，参考机器人纸箱卸载机的轮胎附近的枢轴点6075，踢辊6011可以从默认位置向下旋转若干度6080(例如，2.93度等)。图62B示出了处于提升位置的前端搁架传送机2010的另一视图(例如，具有延伸的鼻部俯仰致动器6040和支撑机构6024)。在一些实施方案中，支撑机构6024(例如，剪式升降机)可具有大约20英寸的深度。
图63至图79示出了根据一些实施方案的另一示例性机器人纸箱卸载机6400的部件和用途，其被配置用于从卸载区域(例如，卡车等)卸载多个纸箱并且用于将所获取的纸箱传送出卸载区域。机器人纸箱卸载机6400的各种部件可以与本文其他地方描述的类似。例如并且如图63所示，机器人纸箱卸载机6400可包括具有机器人臂6404的移动主体6402，以获取位于机器人纸箱卸载机6400前方的纸箱。操纵器头部6406可以附接到机器人臂6404的自由端并且可以随其移动以移除纸箱，诸如从纸箱堆(或纸箱壁)的顶排和/或从卸载区域的底板移除。动力传送机(例如，传送机***6405)可以附接到机器人纸箱卸载机6400，用于在其上传送或移动所获取的纸箱。传送机***6405可包括如本文所述的中央传送机6414诸如人字形传送机。
在一些实施方案中，传送机***6405可包括实施方案前端搁架传送机6412。前端搁架传送机6412可包括一个或多个动力传送机6410，其被配置成移动放置在其上的纸箱(例如，朝向机器人纸箱卸载机6400的中心或后部向后移动)。支撑机构6420可以附接到移动主体6402的前部(例如，底盘等)并且附接到前端搁架传送机6412。支撑机构6420可以相对于机器人纸箱卸载机6400移动和定位前端搁架传送机6412。在一些实施方案中，前端搁架传送机6412可包括前弹踢辊6011，其可从前端搁架传送机6012延伸至接触纸箱或朝向前端搁架传送机6012回缩以移动远离纸箱壁6020的纸箱。或者，可以致动支撑机构6240以将前弹踢辊6011抵靠纸箱壁6020的纸箱放置。
图64A至图64C示出了根据各种实施方案的用于使用包括前端搁架传送机6412的传送机***6405卸载物品(例如，纸箱6451)的卸载区域(例如，卡车、仓库、商店或货物集装箱等)内的机器人纸箱卸载机6400的操作。图64A至图64C中所示的操作可以类似于图60A至图60F的那些，不同之处在于前端搁架传送机6412可以利用不同的支撑机构6420，其包括基架升降机6430而不是剪式升降机型部件。
图64A示出了处于提升位置的前端搁架传送机6412，其朝向卸载区域内的纸箱壁6450。可以基于支撑机构6420的基架升降机6430的延伸实现这种提升的运动。具体地讲，可移动支撑机构6420可包括基架升降机6430，其延伸和回缩以将前端搁架传送机6412从默认位置移动到各种其他位置(例如，第一位置、第二位置等)。
图64B示出了联接到机器人纸箱卸载机6400的机器人臂6404的操纵器头部6406，其从纸箱壁6450的顶排6452卸载纸箱。前端搁架传送机6412可处于提升位置，使得从顶排6452到前端搁架传送机6412(及其上的传送机)的表面的距离在特定距离或下降阈值内(例如，约18英寸等)。可移动支撑机构6420可将前端搁架传送机6412移动到邻近纸箱壁6450并位于顶排6452下方的第一位置，使得前端搁架传送机6412的踢辊6416可以与纸箱壁6450接触，以稳定纸箱壁6450。例如，当纸箱6451从纸箱壁6450的顶排6452拉出并到达前端搁架传送机6412上时，踢辊6416可以将纸箱壁6450保持就位。可以通过延伸支撑机构6420的基架升降机6430实现这种提升运动。
图64C示出了处于第二位置的前端搁架传送机6412，其中前端搁架传送机6412经由支撑机构6420下降以与传送机***6405的中央传送机6414(例如，中央人字形传送机等)的传送表面保持平行和水平。例如，一旦纸箱6451被接收到前端搁架传送机6412上，可移动支撑机构6420即可将前端搁架传送机6412移动到中央传送机6414附近。可以通过回缩支撑机构6420的基架升降机6430实现这种下降运动。当前端搁架传送机6412与中央传送机6414相邻时，动力传送机***6405的前部部分和后部部分两者即可致动以将纸箱从机器人纸箱卸载机6400的前部向下游传送到后部。例如，在支撑机构6420将前端搁架传送机6412移动到第二位置之后，纸箱6451可朝向传送机***6405的中央传送机6414传送。从机器人纸箱卸载机6400的后部，纸箱6451可以手动卸载或从卸载区域传送到仓库或配送中心。或者，为了加快传送机吞吐量，前端搁架传送机6412可以经由后支撑机构6420降低到中央传送机6414的传送表面上方小于32英寸的量。在其上传送的纸箱12可从前端搁架传送机6412掉落并到达中央传送机6414的传送表面上。为了减少纸箱12中物品的破损，该量可以是十八英寸或更小。前端搁架传送机6412可以是水平的或成角度的，以使纸箱下落到中央传送机6414上，并且图60C中可以看到纸箱下落位置的一个示例。
图65至图66还示出了支撑机构6420的基架升降机6430的进一步细节。基架升降机6430的基管6532可枢转地附接到枢轴6572，其中轴和承载布置位于基管6532的任一侧。在一些实施方案中，基部柄脚6531可从基管6532延伸并枢转地附接到枢轴致动器6534。枢轴致动器6534枢转地附接到移动主体6402和基管6532的柄脚6531。枢轴致动器6534可以延伸和回缩，以使枢轴基管6532和支撑机构6420围绕枢轴6572沿着弧形(或弯曲)路径移动。当枢轴致动器6534回缩时，前端搁架传送机6412可以远离移动主体6402以弧形移动，如图65所示。当枢轴致动器6534如图66所示那样延伸时，前端搁架传送机6412可以朝向移动主体6402以弧形移动。在一些实施方案中，枢轴致动器6534可以是电动的或流体的。流体致动器可包括可压缩和不可压缩流体诸如分别为空气和液压流体。
图67至图69示出了根据一些实施方案的支撑机构6420的基架升降机6430的详细视图。参考图67，基架升降机6430可以延伸构造示出。基架升降机6430可包括可延伸且可回缩地嵌套在一起的三个管状部分。具体地讲，基管6532可以是中空的并且可以包含嵌套的中空中心管6736，其中第一滑动件6737连接在其之间。端管6738可以嵌套在中心管6736的空腔内，并且可以通过其间的可延伸和可回缩的第二滑动件6739连接到其上。延伸致动器6740可以延伸和回缩基架升降机6430的柱。图68示出了穿过所有三个延伸管状部分(例如，基管6532、中心管6736和端管6738)的剖视图。第一滑动件6737可以在基管6532和中心管6736之间连接(或“滑动地”连接)，并且第二滑动件6839可以在中心管6736和端管6738之间互连(或“滑动地”互连)。第一滑动件6737和第二滑动件6839可以是传统的线性滑动件，并且可以包括滚珠轴承。
参考图69，延伸致动器6740可以附接到中空中心管6736，并且连接到定位在中心管6736的中空部内的驱动皮带轮6942。带6944可以缠绕在驱动皮带轮6942和惰轮6946周围，其中该部分穿过基管6532和中心管6736。惰轮6946可以固定(或“旋转”固定)在中空中心管6736内，并且可以响应于延伸致动器6740的激活而旋转。基部夹具6948可将带6944夹持到中空基管6532的内部。夹具支架6939可以从端管6738的一侧延伸，并且中心夹具6950可以将带6944夹紧到其上。当驱动皮带轮6942沿第一方向旋转时，附接到带6944的基部夹具6948和中心夹具6950的每一者可以沿相反方向线性移动。反转驱动皮带轮6942的旋转方向可以反转基部夹具6948的线性方向。基部夹具6948和中心夹具6950可限于在驱动皮带轮6942和惰轮6946之间移动而不与其接触。
如图69所示，可以致动延伸致动器6440以逆时针旋转驱动皮带轮6942，并且向上移动中心夹具6950以如图所示延伸附接的第一端管6738。驱动皮带轮6942的这种相同的旋转运动也可以将中心管6736拉到所示的延伸位置。当延伸致动器6740旋转以向上移动中心管6736时，延伸致动器6740可以与中心管6736一起向上提升。在一些实施方案中，延伸致动器6740可以是电动的或流体致动的，并且可以包括齿轮箱。如果是流体致动的，则可以用可压缩气体或不可压缩流体中的一种或多种致动延伸致动器6740，所述可压缩气体或不可压缩流体可以分别包括空气或液压流体。
图70示出了根据一些实施方案的具有回缩的枢转基架升降机6430的前端搁架传送机6412。如图所示，延伸致动器6740可以顺时针旋转以塌缩基架升降机6430并将基管6532、中心管6736和端管6738嵌套在一起，处于所示的回缩位置。此外，中心夹具6950可以向下移动到与惰轮6946相邻的位置，并且基架夹具6948可以向上移动到与驱动皮带轮6942相邻的位置。如进一步所示，前枢轴7072可枢转地附接到从端管6738的两侧延伸的轴7060。侧向致动器7070可以附接到前枢轴7072，前端搁架致动器6412可以附接到侧向致动器7070，并且两者可以在其周围枢转。端部柄脚7066可以从端管6738延伸，并且刀片7074可以从侧向致动器7070延伸。端部致动器7064可在第一端部处枢转地附接到端部柄脚7066，并且在第二端部处枢转地附接到刀片7074。端部致动器7064可以是线性延伸和收缩的致动器，并且可以围绕前枢轴7072和轴7060枢转侧向致动器7070。
图71A至图71B示出了根据一些实施方案的处于各种构造的枢转基架升降机6430。图71A示出了处于提升和成角度构造的基架升降机6430(例如，其中端部致动器延伸以使前端搁架传送机6412的前部部分倾斜)。具体地讲，端部致动器7064可以延伸，其可以将侧向致动器7070和前端搁架传送机6412枢转到所示的位置。基架升降机6430可以在图71A中完全延伸。图71B示出了处于回缩构造的基架升降机6430，其中端部致动器7064延伸以使前端搁架传送机6412的前部部分倾斜并且枢轴致动器回缩。具体地讲，端部致动器7064可以延伸，使得基架升降机6430回缩，并且枢轴致动器6534可以回缩，从而将前端搁架传送机6412移动到所示的角位置。
图72示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机6412的下侧的透视放大视图，该前端搁架传送机具有可枢转地安装在枢转基架升降机6430的端部上的侧向致动器7070。具体地讲，侧向致动器7070可构造成相对于机器人纸箱卸载机的移动主体6402侧向移动前端搁架传送机6412。如图72所示，前枢轴7072可以可旋转地安装在端管6738的轴7060上。前枢轴7072和刀片7074可以固定到侧向致动器7070的下平台7276。上平台7278可以安装(或“可滑动地”安装)到位于上平台7278和下平台7276之间的平台滑动件7280。线性平台致动器7282可以固定到下平台7276，并且可以具有一端连接到推板7286的可定位的延伸轴7284。延伸轴7284可以扩展或回缩以将前端搁架传送机6412侧向定位到任一侧。推板7286可以固定到上平台7278，并且可以响应于延伸轴7284的定位和重新定位从而沿着平台滑动件7280线性地移动上平台7278。在一些实施方案中，线性平台致动器7282可以是电动的或流体致动的，并且可以包括齿轮箱。
在一些实施方案中，前端搁架传送机可构造成相对于机器人纸箱卸载机的移动主体和机器人臂侧向移动(例如，从一侧到另一侧)。图73A至图73B示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机6412的前视图，其中前部部分可以在各种位置(例如，中央位置、侧偏置位置)附接到侧向致动器7070。图73A示出了居中侧向位置，其中基架升降机6430可以部分地延伸，并且侧向致动器7070和前端搁架传送机6412两者可以相对于移动主体6402居中。图73B示出了当线性平台致动器7282已经回缩，将侧向致动器7070侧向移动到所示悬伸至移动主体6402一侧的位置所引起的配置。虽然未在图73B中示出，线性平台致动器7282可以延伸以偏压侧向致动器7070和前端搁架传送机6412以悬伸至移动主体6402的相对侧。图74A至图74C进一步示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机7402的示例性侧向移动。图74A示出了中心侧向位置，图74B示出了左侧向位置，并且图74C示出了右侧向位置。
在各种实施方案中，机器人纸箱卸载机的前端元件或前部部分(例如，前端解扰器、前端搁架传送机等)可包括引导机构，以确保在传送机***上向后移动的纸箱(例如，盒子等)保持在传送机上。例如并且如本文所述，实施方案前端解扰器(例如，前端解扰器3710、4420)可包括成角度的引导件(例如，部件3716a、3716b或4430a、4430b)，以将将经由前端解扰器上的传送机移动的物品引导到传送机***的中央传送机上(例如，中央传送机4601等)此类引导件可以采用各种形式(例如，线、条、板等)，并且可以由各种材料(例如，塑料、金属等)构成。在一些实施方案中，此类引导件可以以特定角度固定，诸如以某个角度(例如，30度、45度等)固定。然而，在一些实施方案中，引导件可以被配置为可调节的，以对应于引导件固定到的前端元件的运动。具体地讲，引导件可以响应于前端搁架传送机(或前端解扰器)的侧向移动成角度。例如，当前端搁架传送机移动到机器人纸箱卸载机的中央传送机的左侧或右侧时，联接到前端搁架传送机的引导件可以成角度以更好地将在前端搁架传送机的表面上移动的任何纸箱引导到中央传送机。以这种方式，可以防止从前端搁架传送机离开的纸箱12从前端搁架传送机掉落到底板上。
图75A至图75C示出了根据一些实施方案的示例性引导件7530a、7530b的顶视图，其被配置为基于机器人纸箱卸载机的示例性前端搁架传送机6412的侧向移动进行调节。给定前端搁架传送机6412相对于机器人纸箱卸载机的移动主体6402(以及因此传送机***的其余部分)的不同位置，引导件7530a、7530b可以成角度以将纸箱6502朝向移动主体6402的中心引导。图75A至图75C中的虚线示出了引导件7530a、7530b的不同角度。
图75A示出了相对于机器人纸箱卸载机的移动主体6402处于中心位置的前端搁架传送机6412。引导件7530a、7530b可以处于默认位置或角度，以将盒子7502引导到移动主体6402的中心。例如，引导件7530a、7530b可以以对称的方式成角度(例如，左引导件7530a与相关枢轴点成一定角度，右引导件7530b与相关枢轴点成一定角度等)。图75B示出了侧向移位到机器人纸箱卸载机的移动主体6402右侧的前端搁架传送机6412。响应于向右的侧向移动，引导件7530a、7530b可以成角度以辅助盒子7502朝向移动主体6402的中心向左移动。例如，左引导件7530a可以与相关枢轴点成b度角(例如，在b度角处，左引导件7530a可以几乎是直的(或者几乎与前端搁架传送机6412的传送机平行)，并且右引导件7530b可以与相关枢轴点成-c度角。图75C示出了侧向移位到机器人纸箱卸载机的移动主体6402左侧的前端搁架传送机6412。响应于向左的侧向移动，引导件7530a、7530b可以成角度以辅助盒子7502朝向移动主体6402的中心向右移动。例如，左引导件7530a可以与相关枢轴点成c度角，并且右引导件7530b可以与相关枢轴点成-b度角(例如，在-b度角，右引导件7530b可以是近似直的(或者几乎与前端搁架传送机6412的传送机平行))。
图76示出了示例性机器人纸箱卸载机的部件的透视图。如图所示，联接到机器人纸箱卸载机的移动主体6402的支撑机构6420可被构造成相对于移动主体6402侧向移动前端搁架传送机6412。响应于这种侧向运动，联接到前端搁架传送机6412的引导件7530a、7530b可以以各种角度倾斜，以对应于前端搁架传送机6412的侧向运动。引导件7530a、7530b可以使用各种方式成角度(例如，经由马达自动地、由操作员手动地等)。例如并且如图76所示，引导件7530a、7530b的端点7606a、7606b可以活动联接到连杆，连杆响应于前端搁架传送机6412的侧向移动，或者另选地响应于轨道***的由附接到前端搁架传送机6412底部的一个或多个马达驱动的元件，从而定位引导件7530a、7530b。
如本文所述，机器人纸箱卸载机的一些实施方案前端元件(或前部部分)可包括止动棒，止动棒被构造成防止(或允许)纸箱(例如，盒子)移动离开此类前端元件的表面并且移动到机器人纸箱卸载机的其他部件上(例如，传送机***的其他中央传送机)。例如，止动棒可以是板或其他结构，其可以升高和降低以控制箱子在前端搁架传送机顶部上的移动。图77A至图77B示出了示例性机器人纸箱卸载机的部件的透视图，其包括位于前端搁架传送机6412的后端的止动棒7702。如本文所述，前端搁架传送机6412可以通过联接到机器人纸箱卸载机的移动主体6402的支撑机构6420移动(例如，升高、降低等)。前端搁架传送机6412上的传送机可以被构造成朝向机器人纸箱卸载机(例如，中央传送机)的中央部分移动箱子7502，可以将箱子7502朝向止动棒7702移动。图77A示出了止动棒7702向上旋转(或枢转)到第一位置，使得盒子7502可与止动棒7702接触，从而阻止盒子7502被驱动离开前端搁架传送机6412。在一些实施方案中，响应于支撑机构6420将前端搁架传送机6412相对于移动主体6402(以及因此机器人纸箱卸载机的传送机***的其余部分)定位在升高位置，止动棒7702可以向上旋转以停止盒子7502。图77B示出了止动棒7702b向下旋转(或枢转)到第二位置，使得盒子7502可以不与止动棒7702b接触，从而允许盒子7502被驱动离开前端搁架传送机6412。为了加速卸载，前端搁架传送机6412可以降低到中央传送机6414的传送表面上方的位置，该位置为止动棒7702向下旋转提供间隙(例如，参见图60C)。随着前端搁架传送机6412连同新装载的拾取制品向下移动，其传送机可被致动以将制品向后驱动到止动棒7702和引导件7530a、7530b中。当处于安全下落高度时，止动棒7702可以旋转至止动棒位置7702b以外，使得成束的制品7502能够从前端搁架传送机6412上掉落。当前端搁架传送机6412成角度或水平时，止动棒7702可相对于前端搁架传送机6412移动。如果前端搁架传送机6412在制品压靠在其上的情况下成角度，则向下旋转止动棒7702可允许重力加速制品运动离开前端搁架传送机6412。或者，当前端搁架传送机6412枢转到成角度位置诸如图60C所示的位置时，前端搁架传送机6412可以用作动力滑动件以提高吞吐量。从纸箱堆中拾取的纸箱可以被快速拾取、释放到倾斜的前端搁架传送机6412上，并且快速向下传送并且远离机器人臂6002、6404等。由于通过快速移除上排纸箱降低纸箱壁高度，前端搁架传送机6412的角度和高度可以根据需要改变。当前端搁架传送机6412的上下运动被很大程度地最小化时，可以增加纸箱吞吐量，并且当将纸箱从拾取位置传送到中央传送机6412的传送表面时，机器人臂6002、6404不必等待搁架传送机6412上下移动。当前端搁架传送机6412用作动力滑动件时，纸箱可以下落某个安全距离至前端搁架传送机6412上，或者下落某个安全距离至中央传送机6412的传送表面上。
图78示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机6412的止动棒7702的详细透视图。止动棒7702可以经由各种机构枢转到各种位置。在一些实施方案中，止动棒7702可以使用一个或多个带齿鼓形马达7802或链驱动器诸如通过使用离合器旋转(或枢转)。链7804可以连接到前端搁架传送机6412下方的大型驱动马达。图78中移除了前端搁架传送机6412的带以示出示例性部件7802、7804。
如本文所述，示例性机器人纸箱卸载机的各种前端元件可包括踢辊以帮助将纸箱(例如，盒子)移动到传送机***上。图79示出了根据一些实施方案的前端搁架传送机6412的示例性踢辊6416。可以经由连接到机器人纸箱卸载机的内部马达的链驱动器(例如，联接到前端搁架传送机6412的底侧)驱动踢辊6416。例如，链7902可以由马达接合，以便以各种速度沿向后方向驱动踢辊6416的旋转。
图80示出了用于计算设备的处理器执行用于控制机器人纸箱卸载机的操作的实施方案方法8000，该机器人纸箱卸载机包括如本文所述的前端搁架传送机。方法8000的操作可以经由本文所述的控制和可视化***的处理器执行，诸如连接到或包括在机器人纸箱卸载机内的控制***，其被配置为自动控制机器人纸箱卸载机的各种部件诸如移动主体的移动(例如，向前/向后/侧向驱动、制动等)、传送机***(例如，操纵前端搁架传送机的角度和/或位置、调整各种传送机带的速度等)、经由传感器进行数据采集和处理以及控制机器人臂(例如，定位和激活机器人头部等)。在一些实施方案中，方法8000可以与本文所述的其他例程的操作一起执行，诸如结合参考图34描述的方法3300的任何操作组合。在一些实施方案中，可以利用图81中描述的一个或多个部件来实现或以其他方式执行方法8000的操作。例如，可编程逻辑控制器(例如，PLC 8118)和视觉***8126(或可视化***)可以与机器人纸箱卸载机的其他部件、模块和/或其他功能组合使用，以控制前端搁架传送机、止动棒机构和/或踢辊，以捕获或以其他方式接收用于向后传送的纸箱。
在框8002中，计算设备的处理器可以接收和处理具有纸箱壁的卸载区域的传感器数据(例如，雷达、激光雷达、视频等)。例如，处理器可以连续或间歇地(例如，当处理器激活传感器时按需)从耦接到计算设备的一个或多个传感器接收传感器数据诸如图像数据、激光雷达数据、雷达数据等。机器人纸箱卸载机可以使用各种传感器诸如相机、激光雷达、雷达、运动检测器、麦克风等。在一些实施方案中，接收的数据的处理可以包括图像和其他数据处理操作，诸如2015年6月4日提交的标题为“Truck Unloader Visualization(卡车卸载可视化)”的美国专利申请No.14/730,926中所述的，其全部内容通过引用并入本文。例如，处理器可以处理图像数据，以便识别可以从卡车卸载的各个盒子(或其他物品)的壁。在一些实施方案中，处理器可以针对每次拾取重复利用纸箱壁的单个图像。例如，基于纸箱壁的图像数据的单个分析(例如，识别边缘、检测到倾斜的箱子和/或间隙、估计距离等)，处理器可以使机器人纸箱卸载机通过重新评估新图像从纸箱壁检索所有盒子。在一些实施方案中，处理器可以针对来自纸箱壁的每排纸箱利用纸箱壁的单个图像。例如，处理器可以在从卸载区域内的每个连续排移除纸箱之前生成新的图像和分析。
在框8004中，计算设备的处理器可以基于处理的传感器数据将机器人纸箱卸载机车辆移动到纸箱壁。例如，处理器可以生成并执行用于使机器人纸箱卸载机的车辆(或移动主体)安全地进入牵引车拖车的后部、装载舱或任何其他卸载区域的命令。在框8006中，计算设备的处理器可基于处理的传感器数据定位机器人臂以从纸箱壁收集下一排纸箱(例如，盒子)。在一些实施方案中，框8006的操作可以包括移动机器人臂的操纵器头部的一些或全部操作，如参考图33的框3302至3318所描述的。
在框8008中，计算设备的处理器可将前端搁架传送机定位在机器人臂下方。例如，处理器可以生成并执行用于使前端搁架传送机经由如本文所述的支撑机构(例如，使用基架升降机、剪式升降机等)升起的命令。定位可包括垂直移动(例如，升高或降低前端搁架传送机)、侧向移动(例如，将前端搁架传送机向右、向左或向中间滑动)，并且/或者倾斜前端搁架传送机(例如，向前或向后倾斜)。在各种实施方案中，前端搁架传送机的位置可以在机器人臂的操纵器头部的底部和/或由操纵器头部卸载的纸箱壁的当前行的正下方(例如，在18英寸内)。
在框8010中，计算设备的处理器可以配置止动棒以将纸箱保持在前端搁架传送机上。例如，处理器可以生成并执行命令，该命令使得后端处的杆(例如，远离纸箱壁)升高，使得在前端搁架传送机的传送带上向后行进的任何盒子可能无法从前端搁架传送机的表面上掉落。在框8011中，计算设备的处理器可以配置踢辊以旋转。例如，处理器可以生成并执行命令以使踢辊开始转动，使得踢辊的凸角、边缘和/或其他突起部可以与纸箱壁上(以及/或者卸载区域的底板上的)盒子接触，使盒子向上撞击并潜在地移动到前端搁架传送机的表面上。在一些实施方案中，一旦机器人纸板箱卸载机已经在卸载区域内移动，可以选择性地激活踢辊或者另选地可以连续地激活踢辊。
在框8012中，计算设备的处理器可以检测来自前端货架传送机上的纸箱壁的当前纸箱行的纸箱(例如，盒子)。例如，基于图像处理、运动检测和/或其他存在数据，处理器可以确定由于机器人臂和/或踢辊的操纵器头部的动作而将一个或多个盒子放置在前端搁架传送机上(例如，来自卸载区域的底板的盒子)。在框8014中，计算设备的处理器可以配置前端搁架传送机上的传送带以移动纸箱。在一些实施方案中，前端搁架传送机的传送带和/或机器人纸箱卸载机的传送机***的其他传送带或部分(例如，人字形中央传送机等)可以配置成以可变速度操作。此外，各种传送机可以配置成能够实现各种纸箱吞吐量诸如每小时100个纸箱、每小时1000个纸箱或每小时1300个纸箱。在一些实施方案中，一旦机器人纸板箱卸载机已经在卸载区域内移动，可以选择性地激活或者另选地可以连续地激活前端搁架传送机的表面上的传送带。
在框8016中，计算设备的处理器可以将前端搁架传送机定位到与机器人纸箱卸载机的传送机***的中央传送机相同的高度。例如，处理器可以生成并执行用于使前端搁架传送机升高(或降低)的命令，其中前端搁架传送机的表面平行并且邻近一个或多个中央人字形传送机，所述中央人字形传送机在机器人臂下方运行并且构造成将盒子移动到机器人纸箱卸载机的后部。在框8018中，计算设备的处理器可以将止动棒配置为下降，从而允许纸箱离开前端搁架传送机并进入机器人纸箱卸载机的传送机***的其余部分(例如，进入中央传送机)。然后，处理器可以在框8002中继续传感器数据收集和处理操作。
图81示出了适于在各种实施方案中使用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、包括驱动器/安全模块8112和运动模块8114的机器人臂和传送机***8115、可编程逻辑控制器(或PLC 8118)、包括车辆控制器模块8122和手动控制模块8124的基础运动模块8120，以及可包括一个或多个计算设备8128(或“PC”)和传感器设备8130的视觉***8126(或可视化***)。在一些实施方案中，机器人纸箱卸载机8101的视觉***8126可包括连接到每个传感器设备8130的PC 8128。在其中机器人纸箱卸载机8101上存在多于一个传感器设备8130的实施方案中，每个传感器设备8130的PC 8128可以联网在一起，并且PC 8128中的一个可以作为主PC 8128操作，其从其他连接的PC 8128接收数据，可以对接收到的数据及其自身数据(例如，坐标变换、重复消除、误差检查等)执行数据处理，并且可以将来自所有PC 8128的组合和处理数据输出到PLC 8118。在一些实施方案中，网络接口模块8104在其和PC 8128之间可能不具有PLC内联，并且PLC8118可以作为车辆控制器和/或驱动器/安全***。
机器人纸箱卸载机8101可以经由网络8103诸如局域网络与具有网络接口模块8104(例如，无线电部件等)的远程位置或***连接。具体地讲，网络接口模块8104可以使得机器人纸箱卸载机8101能够连接到外部监视器8102。外部监视器8102可以是远程仓库或配送中心控制室、手持式控制器或计算机中的任何一者，并且可以通过机器人纸箱卸载机8101的视觉***8126提供被动远程观察。或者，外部监视器8102可以超持视觉***8126中固有的编程并且承担机器人纸箱卸载机8101的主动命令和控制。机器人纸箱卸载机8101的编程也可以通过外部***诸如外部监视器8102进行通信、操作和调试。承担命令和控制的外部监视器8102的示例可包括远程定位的操作员或远程***，诸如仓库或配送服务器***(即如上所述的远程设备)。使用外部监视器8102承担机器人纸箱卸载机8101的命令和控制的示例性实施方案可包括人工或计算机干预机器人纸箱卸载机8101的移动诸如从一个卸载隔区移动到另一个，或者使外部监视器8102承担机器人臂的控制以移除难以用自动例程卸载的物品(例如，盒子、纸箱等)。外部监视器8102可以包括以下中的任何一项：可视监视器、键盘、操纵杆、I/O端口、CD读取器、计算机、服务器、手持式编程设备或可用于执行上述实施方案的任何部分的任何其他设备。
机器人纸箱卸载机8101可包括人机接口模块8106(或HMI模块8106)，其可用于控制和/或接收用于机器人臂和传送机***8115和/或基础运动模块8120的输出信息。HMI模块8106可用于控制(或可以自身包括)操纵杆、显示器和小键盘，其可用于重新编程、超持机器的自动控制，以及从点到点驱动机器人纸箱卸载机8101。可以由视觉***8126单独地或以任何组合致动的致动器8110和距离传感器可用于帮助将机器人纸箱卸载机8101引导到卸载区域(例如，拖车)中。I/O模块8108可以将致动器和距离传感器8110连接到PLC 8118。机器人臂和传送机***8115可包括移动臂和/或传送机所需的所有部件，诸如驱动器/引擎和运动协议或控制。基础运动模块8120可以是用于移动整个机器人纸箱卸载机8101的部件。换句话说，基础运动模块8120可以是引导车辆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的整体机电运动或控制示例性功能，诸如控制机器人臂或传送机***8115。例如，PLC 8118可将机器人臂的操纵器头部移动到用于从物品壁获取物品(例如，盒子、纸箱等)的位置。又如，PLC 8118可以控制踢辊(例如，图64A、图79中的踢辊6416)的旋转的激活、速度和方向，止动棒(例如，图78中的止动棒7702)的位置(或枢转)，以及/或者构造成移动前端搁架传送机(例如，前端搁架传送机6412)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)的各种调整。PLC 8118和视觉***8126的其他电子元件可以安装在位于传送机下方、靠近传送机或在机器人纸箱卸载机8101上的其他地方的电气盒(未示出)中。PLC 8118可以自动操作机器人纸箱卸载机8101的全部或部分，并且可以从距离传感器8110接收位置信息。I/O模块8108可以将致动器和距离传感器8110连接至PLC 8118。
机器人纸箱卸载机8101可包括视觉***8126，该视觉***包括传感器设备8130(例如，相机、麦克风、3D传感器等)和一个或多个计算设备8128(称为个人计算机或“PC”8128)。机器人纸箱卸载机8101可以使用传感器设备8130和视觉***8126的一个或多个PC8128实时或接近实时地在机器人纸箱卸载机8101前部进行扫描。可由PLC 8118响应于确定机器人纸箱卸载机8101触发前向扫描，诸如响应于机器人纸箱卸载机8101处于开始检测卸载区域中的纸箱的位置而发送的触发。前向扫描能力可用于防碰撞，发送到人体形状识别(安全)，确定卸载区域的尺寸(例如，卡车或拖车)，以及用于扫描卸载区域的地板以寻找松散物品(例如，纸箱、盒子等)。视觉***8126的3D能力还可以提供深度感知、边缘识别，并且可以创建物品壁(或纸箱堆)的3D图像。视觉***8126可以单独操作或与PLC 8118协同操作以识别在机器人纸箱卸载机8101前面的物品的边缘、形状和近/远距离。例如，可以相对于机器人纸箱卸载机8101测量和计算物品壁中每个单独的纸箱的边缘和距离，并且视觉***8126可以单独操作或者与PLC 8118协同操作以选择特定的纸箱进行移除。
在一些实施方案中，视觉***8126可向PLC提供诸如以下的信息：特定XYZ、旨在从卸载区域移除的纸箱的坐标位置以及机器人臂或机器人纸箱卸载机8101的移动主体行进的一个或多个运动路径。PLC 8118和视觉***8126可以独立工作或者一起工作，诸如用于纸箱可视化、初始归位和运动精度检查的迭代移动和视觉检查过程。在车辆运动期间或在纸箱移除期间可以使用相同的过程作为精确度检查。另选地，PLC 8118可以使用移动和可视化过程作为检查，以查看自上次视觉检查以来一个或多个纸箱是否已经从纸箱堆掉落或重新定位。尽管图81中的各种计算设备和/或处理器诸如PLC 8118、车辆控制器8122和PC8128已经被单独描述，在关于图81所讨论的各种实施方案和本文描述的所有其他实施方案中，可以组合所描述的计算设备和/或处理器，并且本文中描述的由单独计算设备和/或处理器执行的操作可以由较少的计算设备和/或处理器诸如具有执行本文描述的操作的不同模块的单个计算设备或处理器执行。例如，组合在单个电路板上的不同处理器可以执行归因于不同计算设备和/或处理器的本文描述的操作，运行多个线程/模块的单个处理器可以执行归因于不同计算设备和/或处理器的本文描述的操作等。
图82至图98描绘了用于从卡车/半拖车10或集装箱内或从仓库卸载纸箱12的本创新(或装置)的机器人纸箱卸载机9000的实施方案。下文描述的机器人纸箱卸载机9000的至少一部分可以在2016年9月14日提交给Michael Girtman的临时专利申请序列号No.62,394,748中找到，该文献全文以引用方式并入本文。本创新的机器人纸箱卸载机9000被构造成在半拖车10内操作并且包括：移动主体9020；附接到移动主体9020的可移动机器人臂9030，该机器人臂在其端部处具有端部执行器9032，其被构造成从纸箱堆11卸载纸箱；以及传送机***9040，所述传送机***附接到移动主体9020，并且从纸箱卸载机的前部延伸到后部，以传送由可移动机器人臂9030在其上接收到的纸箱。传送机***9040包括承载在移动主体上的中央传送机9050和可移动地附接到移动主体9020并且从其朝向纸箱堆11延伸的前部传送机9060、9160、9260(在实施方案中)。本发明的前部部分或前部传送机9060、9160、9260被构造成将宽度(朝向半拖车10的侧壁9006)从窄变为更宽以充当捕捉并且随后将接收在其上的下落纸箱12从半拖车10中的纸箱堆11移动的护罩9190。如下所述，提供前部传送机9060、9160、9260，其可以加宽以与卡车或半拖车10(参见图95至图98)的侧壁9006形成密封9004(参见图97)，这可以防止纸箱落在前部传送机9060、9160、9260的侧面和卡车拖车10的侧壁9006之间并且落在半拖车的底板18上。密封或填充前部传送机9060、9160、9260与半拖车10的侧壁9006之间的间隙可通过减少或消除停止机器人或自主控制的卸载过程以手动或自动取回落在半拖车10的底板18上的纸箱12的需要，从而加快机器人纸箱卸载机9000的卸载过程。
随着前部传送机9060、9160、9260相对于底板垂直上下移动，侧向地朝向半拖车10的侧壁9006中的任一者，并且朝向纸箱堆11或远离纸箱堆11移动时，可通过提供保持密封9004的前部传送机9060、9160、9260获得额外的运行速度增益。基架9070(图84)可位于前部传送机9060、9160、9260和机器人纸箱卸载机9000的移动主体9020之间，以使前部传送机9060、9160、9260沿上述方向移动。下面更详细地描述运动和密封。在一些情况下，可以通过侧向移动前部传送机9060、9160、9260以形成与半拖车10的一个侧壁9006的密封9004，而无需通过其侧向移动加宽前部传送机9060、9160、9260从而形成密封9004(参见图93)。前部传送机9060、9160、9260的密封9004可包括轮、旋转构件、滑动件、光滑材料诸如UHMW或PTFE条带、可折叠材料诸如波纹管或翼片，或者任何其他实施方案，以保持密封9004并且确保卸载过程期间前部传送机9060、9160、9260与半拖车10的侧壁9006之间的光滑移动接触。密封9004可以被认为是防止纸箱12掉落的摩擦接触或窄间隙。另外，前部传送机可以加宽以在更宽的半拖车10中操作或变窄以在更窄的半拖车10中操作。加宽和变窄过程可以通过机器人或自动控制。通过减少因掉落到底板上而损坏的货物的数量，并且防止底板上的纸箱12随着机器人纸箱卸载机9000操纵以允许接近掉落的纸箱12而被机器人纸箱卸载机9000碾过或损坏，具有能够使前部传送机9060、9160、9260与侧壁9006接触或密封9004的前部传送机9060、9160、9260提供了额外的优点。另外，通过在拖车壁9006和机器人纸箱卸载机9000之间提供额外的间隙，提供可以变窄的前部传送机9060、9160、9260可以加速卡车卸载机9000进出半拖车10的移动，如图51至图55所示。
机器人纸箱卸载机9000可被构造成被驱动到半拖车10中，从堆放在半拖车10的底板18上的纸箱壁或纸箱堆11中移出或移除纸箱12，并将移出的纸箱12从卡车或半拖车10转移或卸载。然后可将纸箱12转移到商店、仓库或配送中心卸货舱中。机器人纸箱卸载机9000可包括移动主体9020，其尺寸和构造被设计成被驱动进和出半拖车10。机器人控制的纸箱移除器***或机器人臂9030可定位或附接在移动主体9020上，并且可从移动主体9020朝向纸箱堆11延伸，以从纸箱堆11移出和卸载纸箱12。例如，机器人控制的纸箱移除器***或机器人臂9030可以利用操纵器9032从纸箱堆11的前部和顶部移出和卸载纸箱12，并且可以将卸载的纸箱12放置在传送机***9040上并沿着传送机***，该传送机***可以从机器人纸箱卸载机100的一端延伸到机器人纸箱卸载机100的另一端。传送机***9040可在机器人纸箱卸载机9000的端部部分处排放卸载的纸箱12以便收集(例如，通过劳工)或将其排放到配送中央传送机。
如图84至图98所示，机器人纸箱卸载机9000的传送***9040可包括固定地附接到移动主体9020的中心或中央传送机9050，以及通过基座9070可移动地附接到移动主体9020的前部传送机9060、9160、9260。前部传送机9060、9160、9260与具有基架9070的机器人纸箱卸载机9000的可移动附接可使前部传送机9060、9160、9260能够相对于底板18枢转，如图82和图83所示，可独立地朝向和远离纸箱堆11移动，可相对于底板18垂直上下移动，并且可相对于机器人纸箱卸载机9000从一侧到另一侧侧向地移动。可以提供图84和图92A中描绘的基架9070以执行那些运动，但是可以设想其他机构或装置。
机器人纸箱卸载机9000的前部传送机9060、9160、9260的三个实施方案在下面描述，并且每个实施方案可以用相同的中央传送机9050操作。第一实施方案是机器人纸箱卸载机9000可包括可旋转地加宽的前部传送机9060，其包括称为翼部9062的可折叠或可旋转部分。该第一实施方案至少在图51至图55C和图83中示出。第二实施方案是机器人纸箱卸载机9000，其可包括可侧向加宽的前部传送机9160、9260，其在图82至图98中示出。如下所述，可侧向加宽的前部传送机9160可包括三个实施方案，可侧向加宽的前部传送机9160A(参见图85和图89)、可侧向加宽的前部传送机9160B(参见图90)和可侧向加宽的前部传送机9160C(参见图91)。机器人纸箱卸载机9000的第三实施方案可包括可旋转地加宽的和线性加宽的前部传送机9260的组合，其在至少图82和图83中描述。组合的可旋转地加宽的和线性加宽的前部传送机9260可包括上述翼部9062，所述翼部可适于包括嵌入在翼部9062中的可侧向移动的侧部部分9162，所述侧部部分可使用机构诸如图91所示的那个侧向向外扩展。前部传送机9060、9160、9260的扩展或加宽运动可由命令和控制***的处理器机械地控制，该命令和控制***包括计算设备诸如至少在段落[0323]至[0337]中描述和在本申请图82和图84中所示的PLC 8118。
本实施方案的机器人纸箱卸载机9000的中央传送机9050可包括解扰传送机(例如，图82和图84中所示的人字形中央解扰器)，并且可以包括多个动力辊区域，其被配置为以不同速率移动物品，使得物品被移动成窄线。此外，实施方案传送机***可包括前端解扰器，前端解扰器还包括以不同速率移动物品的多个不同的带或辊组，使得能够对物品进行解扰。在一些实施方案中，这种前端解扰器还可以包括能够向上(或向下)折叠以改变前端解扰器的宽度的可选辊或带的外部行(或翼部)，从而允许机器人纸箱卸载机定位在不同宽度的卸载区域(例如，拖车)内。通过在实际机器人纸箱卸载机上具有不同解扰器，下面描述的各种实施方案通过不仅移动物品，而且还在进入卸载过程的其他阶段(诸如仓库如仓库分拣设施内的其他阶段)之前组织这些物品来改进已知技术。
本创新机器人纸箱卸载机9000的第一可旋转加宽的实施方案如图51至图55B所示，并且具有可旋转地加宽的前部传送机9060，其包括具有平带9063的中央非加宽传送表面。前端传送机或其前部部分9060可以是解扰器，并且可以配置有中央平坦部分(平带9063)，其具有可以围绕枢轴以各种角度向上或向下旋转(或折叠)的可调节外排(或翼部)9062。例如，前端解扰器的最外排可以是折叠成“U”形的翼部9062。外排或翼部9062的这种旋转可以使前端装载机能够更好或更方便地放置在各种宽度和特性的安装位置(例如，不同宽度的卡车、拖车、集装箱)。此外，外排或翼部9062的这种旋转可允许外翼部9062旋转到紧密定位(例如，接触)半拖车10的侧壁9006，使得外排或翼部9062能够用作捕获然后移动掉落物品(例如，纸箱12等)的护罩。展开翼部9062参见图82，并且折叠翼部9062参见图83。具有折叠外排或翼部9062的前端传送机9062的详细描述可以至少在本申请的段落[0257]至[0263]中找到并且至少在图51至图55C中示出，其教导了可以是宽度改变的前端传送机9060的可旋转实施方案的折叠可调节外排(或翼部)9062。
机器人纸箱卸载机9000的第二可侧向加宽的实施方案包括可从中央部分延伸和回缩的可侧向移动侧部部分9162，如图84至图91所示。将可侧向移动侧部部分9162向外侧移动使靠近纸箱堆的前部传送机9160、9260变宽，以用作可以捕获然后移动掉落物品(例如，盒子、纸箱等)的护罩。例如，当机器人纸箱卸载机9000被驱动到半拖车中并且与纸箱堆11相邻时，前部传送机9160可以包括位于中心的平行宽带9063，其限定某个宽度的平坦传送表面以便于进入半拖车10，并且通过侧向移动可侧向移动的侧部部分9162的带状部分可以侧向加宽，所述带状部分可以延伸出前部传送机9160(参见图85、图90、图95和图96)。当机器人纸箱卸载机9000在半拖车10中并且前部传送机9160变宽时，侧部部分9162可以朝向半拖车10的侧壁9006侧向移动(参见图95和图96)，以增加传送机尺寸和可以放置移出或卸载的纸箱12的面积。
可以在前部传送机9060、9160、9260的前部设置踢辊9108。对于前部传送机9060，踢辊9018的长度是固定的。对于前部传送机9160、9260，可加宽踢辊9109可以包括在可侧向移动侧部部分9162的前部，并且构造成随着前部传送机9160加宽而变宽。可侧向加宽的实施方案提供了对折叠翼部设计的改进，在于可侧向加宽的前部传送机9160、9260使得踢辊9019能够被调节到卡车拖车底板18的宽度并且移动到底板高度以随之拾取纸箱12。
可侧向移动的侧部部分9162A在图85和图89中示出，可侧向移动侧部部分9162B在图90中示出，并且可侧向移动的侧部部分9162C在图91中示出。可侧向移动侧部部分9162A、B、C中的每一者是可侧向移动侧部部分9162的替代实施方案。
如图85和图89至图90所示，除了固定长度的踢辊9108之外，可侧向移动的侧部部分9162A的每一者还可以在其前部包括至少一个可加宽踢辊9109。踢辊(9018,9109)可以旋转并且可以包括在接触时提升纸箱的凸角。旋转踢辊(9018,9109)可以将纸箱提升离开底板至可侧向加宽的前部传送机9160、9260上，或者可以将纸箱12移出纸箱壁11中。其中当可侧向移动侧部部分(9162)改变宽度时，相邻可加宽踢辊9109之间的间距相应地改变。可加宽踢辊9109可包括一系列小宽度踢辊9109，其可由可改变长度的驱动轴可旋转地驱动(未示出)。弹簧9010可围绕可变长度驱动轴定位在相邻踢辊9109之间。随着前部传送机9160A变宽，可加宽踢辊9109被弹簧9010分开，所述弹簧随着前部传送机9160A变宽将可加宽踢辊9109伸展离开。随着前部传送机9160变窄，弹簧9110塌缩，使可加宽弹踢辊9109的宽度变窄。在图85所示的实施方案中，可侧向移动侧部部分9162A中的一个被示出为在踢辊9109分离的情况下变宽，并且一个示出为在踢辊9109合在一起的情况下变窄。
前部传送机9160A的可侧向移动侧部部分9162A的每一者可具有可加宽的传送表面诸如可加宽的带9130，以与其一起传送制品。可加宽的带9130可包括三个大致平坦的带，其具有两个并排的表面带以在其上传送纸箱12，以及位于并排表面带下方的下层带9132。并排表面带可包括窄的内表面带9134，以及较宽的外表面带9136，其可以相对于下层带9132的顶部上的每个窄的内表面带9134侧向移动，并且可以与侧面接触在一起。当通电时，所有嵌套的平带9132、9134和9136可以一起移动或行进以传送其上的纸箱12。当内表面带9134和较宽外表面带9136侧向分离时，下层带9132暴露以形成传送表面的一部分。当内表面带9134和较宽的外表面带9136侧向地放在一起时，下层带9132被覆盖在下面。如图所示，当外带9136侧向移动时，窄内表面带9134和下层内带9132可保持在相同的侧向位置。侧向移动机构9140可位于前部传送机9160、9260内，以侧向移动可移动的侧部部分9162A。
图86至图88示出了位于下层内带9132顶部上的外表面带9134、9136中的一个。一个或多个光滑或润滑表面诸如表面9138可位于外表面带9134、9136和下层内带9132一个或多个上，以确保它们之间的侧向滑动。在图87中，光滑表面9138可包括PTFE、尼龙、acetel、UHMW或任何其他润滑材料的层或涂层，以便于侧向滑动并可减少它们之间的阻力。图88和图89描绘了齿9140，其可以减小带9132、9134、9136之间的表面接触面积，这可以减小它们之间的阻力。齿9140可以是润滑的并且可以在带9132、9134和9136之间提供接触点，以减小用于加宽或缩窄前部传送机9160A所需的侧向力。齿9140可使可移动带9132、9134、9136的运动同步，同时提供对可移动侧部部分9162A的侧向运动的低阻力。
图89描绘了前部传送机9160A，其中两个可侧向移动的侧部部分9162A回缩以使前部传送机9160A变窄。示出从可移动侧部部分9162A移除一个可加宽的带9130，以在其中暴露可侧向移动机构9140，其可包括剪式机构9141。还示出移除三个位于中心的宽带9063中的一个。马达9142可固定到支架9144，其中丝杠9146从其延伸并与剪式机构9141可操作地接合，但不限于此。马达9142可以沿第一方向旋转以延伸或加宽前部传送机9160A，并且可以沿第二方向旋转以回缩与其接合的可移动侧部部分9162A以使前部传送机9160A变窄。侧轨道9082被示出为在传送机表面上方延伸，以引导纸箱12在其上移动到中央传送机9050上，并且防止掉落在前部传送机9160A上的纸箱12掉落到卡车或半拖车10的底板18上。侧轨道9082可以与图82至图98中所示的所有实施方案一起使用。
图90示出了前部传送机9160的另选实施方案，从此称为9160B，其具有可侧向移动的侧部部分9162B。前部传送机9160B可使用上述侧向移动机构9140以延伸和回缩可侧向移动的侧部部分9162B。可侧向移动的侧部部分9162B包括在其上与可侧向移动的侧部部分9162B和可扩展波纹管9170一起侧向移动的可加宽的带9130，以桥接当可侧向移动的侧部部分9162B延伸时暴露的间隙。上述侧向移动机构9140可以移动可侧向移动的侧部部分9162B。在该实施方案中，可扩展波纹管9170可以是侧向扩展的波纹管并且是动力带。
图91示出了前部传送机9160的又一个另选实施方案，从此称为9160C，其具有可侧向移动的侧部部分9162C。可侧向移动的侧部部分9162C可包括可在其上放置或接纳纸箱12的可侧向移动的搁架或板。可侧向移动的侧部部分9162C不供电，而仅是可侧向移动的护罩。每个可侧向移动的侧部部分9162C可以利用上述侧向移动机构9140移动。这种侧向扩展的剪式机构9141可以与第三实施方案一起使用，其包括可旋转地加宽和可线性加宽的前部传送机9260的组合，其在至少图82和图83中描述。可旋转地加宽且可线性加宽的前部传送机9260可包括可旋转部分或翼部9062，并且翼部9062可适于包括嵌入翼部9062中的可侧向移动的侧部部分9162C。如图85、图89至图91所示，前部传送机9160可包括不同的可侧向加宽设计/机构诸如9160A、9160B、9160C(即9160A、B、C)。
至少图82至图84以及图92A、图92B示出了安装在机器人纸箱卸载机或卡车卸载机9000的基架机构9070上的前部传送机9060、9160、9260。图92A和92B示出了前部传送机9060、9160、9260驱动离开中心驱动至半拖车10中，并且其中传送机9060、9160、9260处于机器人纸箱卸载机9000上的侧向中心位置。基架机构9070可以将前部传送机9060、9160、9260沿箭头所示的方向侧向移动到图93所示的位置，从而与半拖车10的侧壁9006A形成密封9004。前部传送机9060、9160、9260经由基架9070的侧向移动可将前部传送机9060、9160、9260定位成在机器人纸箱卸载机9000的任一侧上接纳纸箱12。纸箱12被示出为在半拖车10的底板18上，以示出在拖车壁9060和前部传送机9060、9160、9260之间提供间隙时遇到的问题。当发生这种情况时，可支承本创新的卡车卸载机9600，可以向下倾斜可侧向加宽的前部传送机9160、9260以使前踢辊9108、9109到达底板高度并加宽，并且可以旋转踢辊以将纸箱12拾取到可侧向加宽的前部传送机9160、9260上。在该视图中，前部传送机可以是可旋转地加宽的前部传送机9160、可侧向加宽的前部传送机9160，或者侧向和可旋转地加宽的传送机9260。
图93至图98示出了可侧向扩展的前部传送机9160、9260，并且机架机构9070在图3中侧向移动了前部传送机9160、9260，以密封9004抵靠半拖车10的一侧上的一个侧壁9006A。图93示出了前部传送机9160、9260与侧壁9006A接触的侧向移动在前部传送机9160、9260和侧壁9006B之间留下间隙。在图94中，基架机构9070已使前部传送机9060、9160、9260远离壁9006A移动到更靠近壁9006B的位置。
图95示出了前部传送机9160、9260的一个可移动部分9162A、9162B或9162C(也称为9160A、B、C)，其扩展以形成与壁9006的密封9004，并且形成与纸箱壁11的纸箱12接触的踢辊9108、9109的密封。
图96示出了两个可侧向移动的部分9162A、9I62B或9162C，其扩展以形成与半拖车10的壁9006A、9006B的密封9004，以及与纸箱壁11的纸箱12接触的踢辊9108、9109的密封。在可侧向移动部分9162A、9162B或9162C移动到图95所示的密封位置，并且踢辊9108、9109与纸箱壁11的纸箱12接触时，防止纸箱从前部传送机9160、9260掉落到拖车底板18上。纸箱壁11中的纸箱12可以用弹踢辊9109和9108移出以落到前部传送机9160、9260上。先前描述的PLC 8118可以计算前部传送机9060、9160、9260与基架3070的最佳运动以及可移动部分9162A、9162B或9162C的最佳延伸，以在纸箱12被卸载时形成延伸穿过整个半拖车的护罩9190。
图97示出了作为阴影区域的护罩9190，该阴影区域限定在与半拖车10的壁9006A、9006B密封的可侧向移动部分9162A、9162B或9162C，以及与纸箱壁11的纸箱12接触的踢辊9108、9109之间，并且通过与可侧向扩展的前部传送机9160、9260的后部相邻的成角度侧轨道9082限定。提供较大箭头以示出可扩展的前部传送机9160、9260如何沿着该方向移动到更靠近侧壁900B的位置。较小箭头定位在操纵器9032上，以示出操纵器9032如何定位成更靠近侧壁9006B以与前部传送机9160、9260的中心线成直线。
当可侧向移动部分9162A、9162B或9162C延伸以与半拖车10的壁9006A、9006B密封时，位于其之间的可侧向移动的前部传送机9160、9260可以侧向移动，同时可侧向移动部分9162A、9162B或9162C保持与半拖车10的壁9006A、9006B密封。
图98示出了护罩9190的区域，其上存放有多个纸箱12朝向中央传送机9050向后移动。随着可侧向移动部分9162A、9162B或9162C保持与半拖车10的壁9006A、9006B接触，位于其之间的前部传送机9160、9260可朝向侧壁9006A移动以与中央传送机9050对齐，并且加速纸箱12从前部传送机9160、9260到中央传送机9050上的移动。
如本文所用，处理器可以是任何可编程微处理器、微型计算机或一个或多个多处理器芯片，其可由软件指令(应用程序)配置以执行包括上述各种实施方案的功能的各种功能。在各种设备中，可以提供多个处理器，诸如专用于无线通信功能的一个处理器和专用于运行其他应用程序的一个处理器。通常，软件应用程序在被访问和加载到处理器之前可以存储在内部存储器中。处理器可包括足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多设备中，内部存储器可以是易失性或非易失性存储器诸如闪存存储器或两者的混合。出于本说明的目的，对存储器的一般引用是指处理器可访问的存储器，包括***到各种设备的内部存储器或可移除存储器和处理器内的存储器。
提供前述方法描述和过程流程图仅作为说明性示例，并且不旨在要求或暗示必须以所呈现的顺序执行各种实施方案的步骤。如本领域技术人员将理解的，上述实施方案中的步骤顺序可以以任何顺序执行。字词诸如“之后”、“然后”、“接下来”并不旨在限制步骤的顺序；这些字词仅用来引导读者通过方法的描述。此外，例如，使用冠词“一个”、“一种”或“该”对单数形式的权利要求元素的任何引用都不应被解释为将元素限制为单数。
结合本文中所揭示的实施方案描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，上文已经大体上就其功能描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。将此类功能实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个***的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这种具体实施决策不应被解释为导致偏离本发明的范围。
用于实施结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、离散栅极或晶体管逻辑、离散硬件部件或设计用于执行本文描述的功能的任何组合实施或执行。通用处理器可以是微处理器，然而或者，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器、或者任何其他此类配置。另选地，一些步骤或方法可以通过特定于给定功能的电路来执行。
在一个或多个示例性实施方案中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以软件实现，这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂态处理器可读、计算机可读或服务器可读介质或非暂态处理器可读存储介质上或通过其传输。本文公开的方法或算法的步骤可以体现在处理器可执行软件模块或处理器可执行软件指令中，所述处理器可执行软件模块或处理器可执行软件指令可以驻留在非暂态计算机可读存储介质、非暂态服务器可读存储介质和/或非暂态处理器可读存储介质上。在各种实施方案中，此类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。有形、非暂态计算机可读存储介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。作为示例而非限制，此类非暂态计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备，或者可用于以指令或数据结构的形式存储所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而磁盘用激光光学地再现数据。上述的组合也包括在非暂态计算机可读存储介质的范围内。另外，方法或算法的操作可以作为代码和/或指令的一个或任意组合或集合驻留在有形、非暂态处理器可读存储介质和/或计算机可读介质上，其可以并入计算机程序产品中。
已经出于说明和描述的目的呈现了实施方案的前述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上述教导内容，可进行明显的修改或改变。选择和描述实施方案是为了最佳说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域普通技术人员能够在各种实施方案中并且以适合于预期的特定用途的各种修改最好地利用本发明。尽管仅详细解释了本发明的有限数量的实施方案，但应当理解，本发明的范围不限于前面的描述中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。另外，在描述实施方案时，为了清楚起见，使用了特定术语。应当理解，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。

Claims (10)

1.一种机器人纸箱卸载机(9000)，所述机器人纸箱卸载机用于卸载具有侧壁(9006)的半拖车(10)内的纸箱堆(11)中的纸箱(12)，所述机器人纸箱卸载机(9000)包括：
移动主体(9020)；
能够移动的机器人臂(9030)，所述能够移动的机器人臂附接到所述移动主体(9020)并且在其端部处包括端部执行器(9032)，所述端部执行器(9032)被构造成从所述纸箱堆(11)卸载纸箱(12)；
传送机***(9040)，所述传送机***附接到所述移动主体(9020)并且从所述纸箱卸载机(9000)的前部延伸到后部，以传送通过所述能够移动的机器人臂接收在其上的纸箱，所述传送机***包括承载在所述移动主体上的中央传送机(9050)以及可移动地附接到所述移动主体(9020)并且从那里朝向所述纸箱堆(11)延伸的前部传送机(9060、9160、9260)，
其中所述前部传送机9160、9260被构造成将宽度从窄变为更宽以充当捕捉并且随后移动接收在其上的下落纸箱(12)的护罩(9010)，所述前部传送机9160、9260还包括与侧向移动机构9140接合以将所述宽度从窄变为更宽的能够侧向移动的侧部部分(9162)。
2.根据权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中所述侧向移动机构(9140)可包括剪式机构(9141)。
3.根据权利要求2所述的机器人纸箱卸载机，其中所述剪式机构(9141)可与马达(9142)可操作地接合，以加宽和变窄所述能够移动的侧部部分(9162)。
4.根据权利要求3所述的机器人纸箱卸载机，其中所述马达(9142)通过丝杠(9146)与所述剪式机构(9141)可操作地接合。
5.根据权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中所述前部传送机(9060、9160、9260)的所述能够移动侧部部分(9162)的传送表面包括能够侧向加宽的带(9130)，所述带大致是平带并且当所述能够移动的侧部部分(9162)侧向延伸时可以加宽，并且当所述能够移动的侧部部分(9162)侧向回缩时可以变窄。
6.根据权利要求5所述的机器人纸箱卸载机，其中所述能够侧向加宽的带(9130)包括三个平带，所述三个平带具有嵌套在内表面带(9134)和较宽外表面带(9136)内的下层带(9132)，当所述内表面带(9134)和所述较宽外表面带(9136)通过所述能够移动侧部部分(9162)的运动侧向分离时，所述下层带(9132)暴露以形成所述传送表面的一部分，并且当所述内表面带(9134)和所述较宽外表面带(9136)侧向地放在一起时，所述下层带(9132)被覆盖在下面。
7.根据权利要求6所述的机器人纸箱卸载机，其中所述下层带(9132)和所述表面带(9134、9136)包括齿(9140)，以减小所述带(9132、9134、9136)之间的表面接触面积并且减小其间的阻力。
8.根据权利要求6所述的机器人纸箱卸载机，其中所述能够侧向加宽的带9130下层带9132和所述表面带9134、9136还包括至少一个光滑的或润滑的表面，以为所述能够移动侧部部分(9162)的侧向移动提供低阻力。
9.根据权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中当所述传送机***的所述前部传送机(9060、9160、9260)被构造成与半拖车(10)的侧壁9006形成密封(9004)，以防止纸箱12掉落在所述前部传送机(9060、9160、9260)的侧面和卡车拖车(10)的所述侧壁9006之间并且掉落到所述半拖车(10)的底板18上。
10.根据权利要求1所述的机器人纸箱卸载机，其中所述前部传送机(9160、9260)的所述能够侧向移动的侧部部分(9162)中的每一者还包括在其前部处的多个能够加宽的踢辊(9109)，以将纸箱提升离开所述底板(18)并且提升到所述能够侧向加宽的前部传送机9060、9160上，其中当所述能够侧向移动的侧部部分(9162)改变宽度时，相邻能够加宽的踢辊(9109)之间的间距相应地改变。
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