CN115196239A - 货物分拣装置及方法 - Google Patents

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CN115196239A CN202211023816.7A CN202211023816A CN115196239A CN 115196239 A CN115196239 A CN 115196239A CN 202211023816 A CN202211023816 A CN 202211023816A CN 115196239 A CN115196239 A CN 115196239A
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谭轲允
龙洪锋
朱意峰
柴振
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Abstract

本申请涉及一种货物分拣装置及方法，货物分拣装置包括货架、驱动组件和分拣机器人，货架包括对称设置的第一支架和多层平行固定于第一支架之间的置物架，置物架的至少一侧边缘设有第一导轨，驱动组件固定于第一支架，以驱动分拣机器人沿第一支架所在方向往复移动，以及，分拣机器人沿第一导轨往复移动。货物分拣方法应用于货物分拣装置，包括：根据货物运输任务筛选分拣机器人；确定分拣机器人的运输路线；根据运输路线确定至少一分拣机器人；控制分拣机器人根据运输路线执行货物运输任务。本申请能实现货物分拣的自动化，提升货物分拣效率。

Description

货物分拣装置及方法
技术领域
本申请涉及货物分拣技术领域，具体涉及一种货物分拣装置及方法。
背景技术
分拣是指根据出库单的要求或配送计划，将商品从拣货区或存储区拣取出来，并按一定的方式进行分类、集中的作业过程。分拣是仓库的重要作业环节，是货物出库的基础。分拣作业的效率将直接影响货物出库和订单完成的效率。现有技术中的分拣方式多种多样，但是都面临着不同的效率瓶颈，例如部分环节仍存在人力的辅助参与，自动化程度不高。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种货物分拣装置及方法，可以实现货物分拣的自动化，提升货物分拣效率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种货物分拣装置，包括货架、驱动组件和分拣机器人，所述货架包括对称设置的第一支架和多层平行固定于所述第一支架之间的置物架，所述置物架的至少一侧边缘设有第一导轨，所述驱动组件固定于所述第一支架，以驱动所述分拣机器人沿所述第一支架所在方向的方向往复移动，以及，所述分拣机器人沿所述第一导轨往复移动。
可选地，所述分拣机器人包括第一驱动轮、第二驱动轮以及固定连接所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的第二支架，所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的上方分别设有第一定位板和第二定位板，所述第一驱动轮和所述第二驱动轮驱动所述分拣机器人沿所述第一导轨往复移动。
可选地，所述分拣机器人还包括固定于所述第二支架且位于所述第一驱动轮和所述第二驱动轮之间的支撑板；所述支撑板上方设有载货框，所述载货框上方设有摄像头，所述支撑板和所述载货框之间设有驱动电机和垂直于所述第二支架的第二导轨，所述驱动电机驱动所述载货框沿所述第二导轨往复移动。
可选地，所述第二导轨和所述载货框之间设有电缸，所述电缸固定于所述第二导轨且与所述载货框通过顶杆可活动地连接，所述电缸收缩时驱动所述顶杆顶升所述载货框的一端。
可选地，所述驱动组件包括第三支架和升降导轨；所述升降导轨沿所述第三支架(的高度方向设置，所述升降导轨包括与所述第一支架平行设置的第四支架以及多个平行于所述第四支架的第三导轨；所述第三导轨上设有链条连接板和导向滚轮，所述链条连接板与链条链轮组件连接，所述第三支架上设有减速电机，所述减速电机驱动所述链条链轮组件以带动所述第三导轨沿所述第四支架移动。
可选地，所述链轮链条组件包括固定于所述第三支架顶部的第一安装板和固定于所述第三支架底部的第二安装板，所述第二安装板的靠近所述减速电机的一端设有驱动链轮，所述第二安装板的远离所述减速电机的一端以及所述第一安装板的两端分别设有从动链轮，链条依次连接所述驱动链轮和所述从动链轮；所述链条的两端分别连接升降导轨的顶部和底部。
本申请还提供一种货物分拣方法，应用于如上所述的货物分拣装置，包括以下步骤：
根据货物运输任务筛选分拣机器人；
确定所述分拣机器人的运输路线；
根据所述运输路线确定至少一分拣机器人；
控制所述分拣机器人根据所述运输路线执行所述货物运输任务。
可选地，所述货物运输任务为取料时，所述确定所述分拣机器人的运输路线，包括：
若所述分拣机器人为空载状态，则根据确定第一距离为运输路线，所述第一距离为所述分拣机器人所在位置与取料位的最短移动距离；
若所述分拣机器人为负载状态，则确定第二距离与第三距离之和为运输路线，所述第二距离为所述分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离，所述第三距离为所述投料位与所述取料位的最短移动距离。
可选地，所述控制所述分拣机器人根据所述运输路线执行所述货物运输任务，还包括：
若所述分拣机器人大于一个，则根据所述运输路线的能耗和/或类型确定目标运输路线；
控制所述分拣机器人根据所述目标运输路线执行所述货物运输任务。
可选地，所述货物运输任务为投料时，所述确定所述分拣机器人的运输路线，还包括：
根据所述货物运输任务确定目标投料位；
获取取料位与所述目标投料位之间的第四距离；
若所述分拣机器人为空载状态，则根据确定第四距离和第五距离之和为运输路线，所述第五距离为所述分拣机器人所在位置与所述取料位的最短移动距离；
若所述分拣机器人为负载状态，则确定第四距离和第六距离之和为运输路线，所述第六距离为所述分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离。
本申请的货物分拣装置及方法，货物分拣装置包括货架、驱动组件和分拣机器人，货架包括对称设置的第一支架和多层平行固定于第一支架之间的置物架，置物架的至少一侧边缘设有第一导轨，驱动组件固定于第一支架，以驱动分拣机器人沿第一支架所在方向往复移动，以及，分拣机器人沿第一导轨往复移动。货物分拣方法应用于货物分拣装置，包括：根据货物运输任务筛选分拣机器人；确定分拣机器人的运输路线；根据运输路线确定至少一分拣机器人；控制分拣机器人根据运输路线执行货物运输任务。本申请能实现货物分拣的自动化，提升货物分拣效率。
附图说明
图1是根据第一实施例示出的货物分拣装置的结构示意图之一；
图2是根据第一实施例示出的货物分拣装置的结构示意图之二；
图3是根据第一实施例示出的货架的结构示意图；
图4是根据第一实施例示出的分拣机器人的整体结构示意图；
图5是根据第一实施例示出的分拣机器人的局部结构示意图之一；
图6是根据第一实施例示出的分拣机器人的局部结构示意图之二；
图7是根据第一实施例示出的分拣机器人的局部结构示意图之三；
图8是根据第一实施例示出的驱动组件的结构示意图；
图9是根据第一实施例示出的升降导轨的结构示意图；
图10是根据第一实施例示出的链条链轮组件的结构示意图；
图11是根据第一实施例示出的货物分拣方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
第一实施例
如图1至3所示，为本申请实施例提供的一种货物分拣装置，包括货架1、驱动组件2和分拣机器人3，货架包括对称设置的第一支架4和多层平行固定于第一支架4之间的置物架6，置物架6的至少一侧边缘设有第一导轨61，驱动组件2驱动分拣机器人3沿第一支架4所在方向往复移动，以及，分拣机器人3沿第一导轨61往复移动。
本实施例中，货物分拣装置主要由货架1、驱动组件2，和分拣机器人组成。其中，驱动组件2固定于货架1两侧，分拣机器人3可活动地固定于货物分拣装置。可以理解地，分拣机器人既可以在驱动组件2的驱动下沿第一支架4所在方向上下移动，也可在控制器(图未示)控制下沿第一导轨61水平地往复移动，以在货架上完成货物运输任务。值得一提地是，在置物架6上还设有多个用于储存货物的料筐5，分拣机器人3在货架1上移动至目标位置后，对料框5进行投料，从而达到分拣货物的作用。
如图4所示，分拣机器人3包括第一驱动轮81、第二驱动轮82以及固定连接第一驱动轮81和第二驱动轮82的第二支架13，第一驱动轮81和第二驱动轮82的上方分别设有第一定位板7和第二定位板14，第一驱动轮81和第二驱动轮82驱动分拣机器人3沿第一导轨61往复移动。支撑板11和第二支架13之间设有加强筋12，具有固定支撑的作用。
如图5所示，分拣机器人3还包括固定于第二支架13且位于第一驱动轮81和第二驱动轮82之间的支撑板11；支撑板11上方设有载货框10，载货框10上方设有摄像头9，用于检测识别货物。支撑板11和载货框10之间设有驱动电机41和垂直于第二支架13的第二导轨42，驱动电机41驱动载货框10沿第二导轨42往复移动。实际实现时，当分拣机器人3移动至指定的料框5位置，驱动电机41转动推动齿轮45和齿条46驱动滑块47在第二导轨42上移动，使载货框10移动至料框5的上方，便于投料。
如图6和图7所示，第二导轨42和载货框10之间设有电缸43，电缸43固定于第二导轨42且与载货框10通过顶杆44可活动地连接，电缸43收缩时驱动顶杆44顶升载货框10的一端。载货框10的底部远离顶杆44的另一端与第二导轨42可活动地连接。载货框10的一端被顶升时，载货框10的端盖101向外翻转，使货物掉落至料框5。
如图8和图9所示，驱动组件2包括第三支架15和升降导轨17；升降导轨17沿第三支架15的高度方向设置，升降导轨17包括与第一支架4平行设置的第四支架24以及多个平行于第四支架24的第三导轨22；第三导轨22上设有链条连接板20和导向滚轮21，链条连接板20与链条链轮组件连接，第三支架15上设有减速电机19，减速电机19驱动链条链轮组件以带动第三导轨22沿第四支架24移动。实际实现时，分拣机器人3的第一定位板7和第二定位板14分别可活动地固定于相邻的两个第三导轨22上，减速电机19驱动第三导轨22竖直移动时，带动分拣机器人3沿第一支架4所在方向往复移动。
本实施例中，驱动组件2还包括升降导向组件16，用于连接升降导轨17和链轮链条组件，在第三导轨22相对移动时起到导向的作用，同时对链轮链条组件起到承载支撑的作用。
如图10所示，链轮链条组件包括固定于第三支架15顶部的第一安装板251和固定于第三支架15底部的第二安装板252，第二安装板252的靠近减速电机19的一端设有驱动链轮31，第二安装板252的远离减速电机19的一端以及第一安装板251的两端分别设有从动链轮26，链条30依次连接驱动链轮31和从动链轮26；链条30的两端分别连接升降导轨17的顶部和底部。
本实施例中，链轮链条组件与减速电机19固定连接，减速电机19将电能转化为机械能的动力输出，以驱动链轮链条组件中的链条30环绕第三支架15转动。链轮链条组件还包括固定于第一安装板251和第二安装板252的链轮固定轴27和链轮固定块28，与链条30相对运动，具有传递力矩的作用。链条30的末端还设有固定件29，用于将链条30的两端分别与第三导轨22两端的链条连接板20固定连接。
本申请实施例的货物分拣装置，包括货架、驱动组件和分拣机器人，货架包括对称设置的第一支架和多层平行固定于第一支架之间的置物架，置物架的至少一侧边缘设有第一导轨，驱动组件固定于第一支架，以驱动分拣机器人沿第一支架所在方向往复移动，以及，分拣机器人沿第一导轨往复移动。本实施例的货物分拣装置能实现货物分拣的自动化，提升货物分拣效率。
第二实施例
图11是根据第一实施例示出的货物分拣方法的流程示意图。如图11所示，本申请实施例还提供一种货物分拣方法，应用于如上所述的货物分拣装置，包括以下步骤：
步骤801：根据货物运输任务筛选分拣机器人；
步骤802：确定分拣机器人的运输路线；
步骤803：根据运输路线确定至少一分拣机器人；
步骤804：控制分拣机器人根据运输路线执行货物运输任务。
本实施例中，步骤801中，首先筛选出下一时刻无取货任务的分拣机器人，作为执行货物运输任务的分拣机器人。
可选地，步骤802中，货物运输任务为取料时，确定分拣机器人的运输路线，包括：
若分拣机器人为空载状态，则根据确定第一距离为运输路线，第一距离为分拣机器人所在位置与取料位的最短移动距离；
若分拣机器人为负载状态，则确定第二距离与第三距离之和为运输路线，第二距离为分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离，第三距离为投料位与取料位的最短移动距离。
本实施例中，根据货物运输任务的类型计算出分拣机器人对应的运输路线。具体地，当执行取料任务时，若分拣机器人为空载状态，则根据分拣机器人所在位置与取料位之间的最短移动距离作为运输路线；若分拣机器人为负载状态时，分拣机器人需要完成当前的货物运输任务之后方可执行下一个货物运输任务。因此，负载状态下的分拣机器人的运输路线为分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离，加上投料位与取料位的最短移动距离之和。
可选地，步骤803中，根据运输路线确定至少一分拣机器人时，可对步骤802中计算出的运输路线进行筛选，确定运输路线较短的一个或多个分拣机器人用于执行货物运输任务。
可选地，步骤803中，控制分拣机器人根据运输路线执行货物运输任务，还包括：
若分拣机器人大于一个，则根据运输路线的能耗和/或类型确定目标运输路线；
控制分拣机器人根据目标运输路线执行货物运输任务。
本实施例中，若步骤803中筛选出多个分拣机器人，则可根据运输路线的能耗和/或类型进一步筛选出唯一分拣机器人用于执行货物运输任务。具体地，可以计算分拣机器人对应的运输路线所需的能耗或者不同类型路线的比例。例如，筛选出运输路线能耗最低的分拣机器人或运输路线中水平移动类型路线比例较高的分拣机器人作为最终执行货物运输任务的分拣机器人。
可选地，步骤802中，货物运输任务为投料时，确定分拣机器人的运输路线，还包括：
根据货物运输任务确定目标投料位；
获取取料位与目标投料位之间的第四距离；
若分拣机器人为空载状态，则根据确定第四距离和第五距离之和为运输路线，第五距离为分拣机器人所在位置与取料位的最短移动距离；
若分拣机器人为负载状态，则确定第四距离和第六距离之和为运输路线，第六距离为分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离。
本实施例中，根据货物运输任务的类型计算出分拣机器人对应的运输路线。具体地，当执行投料任务时，首先确定取料位于目标投料位的第四距离。接着，若分拣机器人为空载状态，则根据分拣机器人所在位置与取料位之间的最短移动距离，加上第四距离作为运输路线；若分拣机器人为负载状态时，分拣机器人需要完成当前的货物运输任务之后方可执行下一个货物运输任务。因此，负载状态下的分拣机器人的运输路线为分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离，加上第四距离之和。
在一种实施方式中，在执行货物运输任务之前，还包括对货物进行预分拣的步骤。具体地，控制预分拣机器人将来料堆垛货物分拣到输送结构上，同时完成物体识别，在分拣***中进行信息登记。接着，通过输送结构将货物传输到分拣机器人，并锁定货物的属性信息，可通过编码器反馈转动位置信息实现。
在一实施方式中，分拣机器人执行货物运输任务之前，还包括确定货物对应的料筐，将该料框位置作为货物的投料位。可根据货物规格属性、当前任务订单及上架料筐负载情况选取合适的货物存放料筐。
在执行取料任务时，分拣机器人按照路径规划依次到达输送结构的传送带末端，即接驳位。到位后分拣机器人向***发送到位信息，输送结构滚动将货物滚动到分拣机器人上，并绑定机器人和该货物的信息。
本申请实施例的货物分拣方法，应用于货物分拣装置，包括：根据货物运输任务筛选分拣机器人；确定分拣机器人的运输路线；根据运输路线确定至少一分拣机器人；控制分拣机器人根据运输路线执行货物运输任务。本实施例的货物分拣方法能实现货物分拣的自动化，提升货物分拣效率。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种货物分拣装置，其特征在于，包括货架(1)、驱动组件(2)和分拣机器人(3)，所述货架包括对称设置的第一支架(4)和多层平行固定于所述第一支架(4)之间的置物架(6)，所述置物架(6)的至少一侧边缘设有第一导轨(61)，所述驱动组件(2)固定于所述第一支架(4)，以驱动所述分拣机器人(3)沿所述第一支架(4)所在方向往复移动，以及，所述分拣机器人(3)沿所述第一导轨(61)往复移动。
2.根据权利要求1所述的货物分拣装置，其特征在于，所述分拣机器人(3)包括第一驱动轮(81)、第二驱动轮(82)以及固定连接所述第一驱动轮(81)和所述第二驱动轮(82)的第二支架(13)，所述第一驱动轮(81)和所述第二驱动轮(82)的上方分别设有第一定位板(7)和第二定位板(14)，所述第一驱动轮(81)和所述第二驱动轮(82)驱动所述分拣机器人(3)沿所述第一导轨(61)往复移动。
3.根据权利要求2所述的货物分拣装置，其特征在于，所述分拣机器人(3)还包括固定于所述第二支架(13)且位于所述第一驱动轮(81)和所述第二驱动轮(82)之间的支撑板(11)；所述支撑板(11)上方设有载货框(10)，所述载货框(10)上方设有摄像头(9)，所述支撑板(11)和所述载货框(10)之间设有驱动电机(41)和垂直于所述第二支架(13)的第二导轨(42)，所述驱动电机(41)驱动所述载货框(10)沿所述第二导轨(42)往复移动。
4.根据权利要求3所述的货物分拣装置，其特征在于，所述第二导轨(42)和所述载货框(10)之间设有电缸(43)，所述电缸(43)固定于所述第二导轨(42)且与所述载货框(10)通过顶杆(44)可活动地连接，所述电缸(43)收缩时驱动所述顶杆(44)顶升所述载货框(10)的一端。
5.根据权利要求1所述的货物分拣装置，其特征在于，所述驱动组件(2)包括第三支架(15)和升降导轨(17)；所述升降导轨(17)沿所述第三支架(15)的高度方向设置，所述升降导轨(17)包括与所述第一支架(4)平行设置的第四支架(24)以及多个平行于所述第四支架(24)的第三导轨(22)；所述第三导轨(22)上设有链条连接板(20)和导向滚轮(21)，所述链条连接板(20)与链条链轮组件连接，所述第三支架(15)上设有减速电机(19)，所述减速电机(19)驱动所述链条链轮组件以带动所述第三导轨(22)沿所述第四支架(24)移动。
6.根据权利要求5所述的货物分拣装置，其特征在于，所述链轮链条组件包括固定于所述第三支架(15)顶部的第一安装板(251)和固定于所述第三支架(15)底部的第二安装板(252)，所述第二安装板(252)的靠近所述减速电机(19)的一端设有驱动链轮(31)，所述第二安装板(252)的远离所述减速电机(19)的一端以及所述第一安装板(251)的两端分别设有从动链轮(26)，链条(30)依次连接所述驱动链轮(31)和所述从动链轮(26)；所述链条(30)的两端分别连接升降导轨(17)的顶部和底部。
7.一种货物分拣方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的货物分拣装置，包括以下步骤：
根据货物运输任务筛选分拣机器人；
确定所述分拣机器人的运输路线；
根据所述运输路线确定至少一分拣机器人；
控制所述分拣机器人根据所述运输路线执行所述货物运输任务。
8.根据权利要求7所述的货物分拣方法，其特征在于，所述货物运输任务为取料时，所述确定所述分拣机器人的运输路线，包括：
若所述分拣机器人为空载状态，则根据确定第一距离为运输路线，所述第一距离为所述分拣机器人所在位置与取料位的最短移动距离；
若所述分拣机器人为负载状态，则确定第二距离与第三距离之和为运输路线，所述第二距离为所述分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离，所述第三距离为所述投料位与所述取料位的最短移动距离。
9.根据权利要求7所述的货物分拣方法，其特征在于，所述控制所述分拣机器人根据所述运输路线执行所述货物运输任务，还包括：
若所述分拣机器人大于一个，则根据所述运输路线的能耗和/或类型确定目标运输路线；
控制所述分拣机器人根据所述目标运输路线执行所述货物运输任务。
10.根据权利要求7所述的货物分拣方法，其特征在于，所述货物运输任务为投料时，所述确定所述分拣机器人的运输路线，还包括：
根据所述货物运输任务确定目标投料位；
获取取料位与所述目标投料位之间的第四距离；
若所述分拣机器人为空载状态，则根据确定第四距离和第五距离之和为运输路线，所述第五距离为所述分拣机器人所在位置与所述取料位的最短移动距离；
若所述分拣机器人为负载状态，则确定第四距离和第六距离之和为运输路线，所述第六距离为所述分拣机器人所在位置与当前任务所在的投料位的投料距离。
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