交叉带分拣设备的货品分拣系统及方法与流程

文档序号:24160790发布日期:2021-03-05 16:32阅读:115来源:国知局
交叉带分拣设备的货品分拣系统及方法与流程

[0001]
本发明属于物流分拣技术领域,具体涉及一种交叉带分拣设备的货品分拣系统及方法。


背景技术:

[0002]
现有技术中,对货物进行物流分拣输送大多是依赖人工进行分拣,尤其对于电商平台下单量较大的情况,一般也是通过人工辅助货品条形码的方式对货物的种类进行分拣,存在分拣速度慢、产生差率高等问题。目前,常用的一种物品分拣系统为交叉带分拣系统,其是由一组小车组成的封闭输送分拣系统,一般呈环形,由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的小车联接在一起,小车沿轨道运动,小车表面承载有待分拣物品,当小车移动到所规定的分拣位置时,转动皮带,完成把商品分拣到相应格口的任务。
[0003]
由于分拣系统的分拣能力与分拣系统的运行速度有直接关系,现有的分拣系统运行速度一般是设置好的固定值,分拣系统按来货进行作业,货物量不均匀。当货物量较少时,保持运行速度会造成能源浪费;当货物量增加时,分拣系统的分拣格口数量少,分拣系统的运行速度不能满足货量增加速度,造成货物分拣量不均匀,货物积压,运行效率调配不灵活。
[0004]
因此,现有技术中存在的分拣系统运行方式不灵活,影响运行效率的问题函待解决。


技术实现要素:

[0005]
本发明要解决的技术问题是提供一种交叉带分拣设备的货品分拣系统及方法,通过对交叉带分拣设备的改造,提高了分拣系统运行效率的灵活调配,提高分拣效果。
[0006]
为了解决上述技术问题,本发明采用的一种技术方案是:所述交叉带分拣设备的货品分拣系统,包括主输送轨道和布置在主输送轨道一侧或两侧的分拣轨道,其特征在于:在所述主输送轨道的一侧或两侧设置有机械手臂;所述主输送轨道沿输送方向输送承载有货物的小车,沿主输送轨道的输送方向上方布置摄像头;所述摄像头的输出端与识模块连接,识别模块与调度模块连接,将识别后的信息传输至调度模块,调度模块的控制端输出小车和机械手臂的控制信号,用于控制主输送轨道上相应小车或机械手臂的动作,使相应小车上的货物输送至分拣轨道使机械手臂按照调度模块提供的分拣规则分拣主输送轨道上的货物。
[0007]
进一步地,所述机械手臂设置在移动导轨上,机械手臂由调度模块控制沿移动导轨移动。
[0008]
进一步地,所述机械手臂的控制端接收机械手臂抓取控制单元的控制信号;所述机械手臂抓取控制单元包括:
[0009]
图像采集模块,所述图像采集模块实时采集多个摄像头拍摄的连续图像,并根据连续图像和主输送轨道的输送速度,判断相应小车和货物所处的位置;
[0010]
抓取对象选择模块,所述抓取对象选择模块根据调度模块确定的机械手臂参与分拣的货物种类,选择进入机械手臂抓取范围的对应货物进行抓取;
[0011]
抓取位姿调整模块,所述抓取位姿调整模块接收多个摄像头拍摄的图像,确定图像中货物的大小和中心位置,并根据图像中货物的轮廓与标识特征块的位置关系,计算出货物的偏转角度;所述抓取位姿调整模块根据货物的偏转角度、大小和中心位置,控制机械手臂的夹爪调整至对应的角度和相应的张开尺寸;
[0012]
以及,抓取控制模块,所述抓取控制模块实时接收多个摄像头拍摄的待抓取货物及其小车的连续图像,根据主输送轨道的输送速度,计算出机械手臂抓取货物的时间点,控制机械手臂动作。
[0013]
进一步地,所述小车的侧边框上设有标识特征块,每个小车上均有一组与该小车惟一对应的标识特征块。
[0014]
进一步地,所述标识特征块由多个不同位置或形状的凸点构成,并与各个小车一一对应。
[0015]
进一步地,在所述机械手臂的后侧设置用于接收被分拣物品的接收容器。
[0016]
本发明还提供一种交叉带分拣设备的货品分拣方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:
[0017]
步骤s1,摄像头拍摄主输送轨道上货物和小车的图像,识别模块识别出货物和小车的图像中的信息,并将识别出的信息发送给调度模块;
[0018]
步骤s2,调度模块根据收到的识别出的信息基于设定好的分拣规则,控制对应的小车在相应的分拣点将货物分配到相应的分拣轨道上;
[0019]
步骤s3,对每个分拣轨道设置一个分拣指数,调度模块对每个分拣轨道的分拣指数进行监控,当某条分拣轨道的分拣指数达到设置条件时,调度模块控制该分拣轨道一侧的机械手臂动作参与分拣,对主输送轨道上对应该条分拣轨道的货物进行分拣;或者,当调度模块接收到超出分拣轨道分拣规则以外的分拣指令时;
[0020]
步骤s4,由机械手臂抓取主输送轨道上的货物后,将抓取后的货物放置于分拣轨道或者接收容器中。
[0021]
进一步地,所述步骤s3的具体过程包括:
[0022]
步骤s301,图像采集模块实时采集多个摄像头拍摄的连续图像,并根据连续图像和主输送轨道的输送速度,判断相应小车和货物所处的位置;
[0023]
步骤s302,抓取对象选择模块根据调度模块确定的机械手臂参与分拣的货物种类,对进入机械手臂抓取范围的对应货物进行选择;
[0024]
步骤s303,抓取位姿调整模块接收多个摄像头拍摄的图像,选择待抓取货物的图像,确定图像中货物的大小和中心位置,并根据图像中货物的轮廓与标识特征块的位置关系,计算出货物的偏转角度;抓取位姿调整模块根据货物的偏转角度、大小和中心位置,控制机械手臂的夹爪调整至对应的角度和相应的张开尺寸;
[0025]
步骤s304,抓取控制模块,所述抓取控制模块实时接收多个摄像头拍摄的待抓取货物及其小车的连续图像,根据主输送轨道的输送速度,计算出机械手臂抓取货物的时间点,控制机械手臂动作。
[0026]
进一步地,所述步骤s302的具体选择策略是:识别模块将即将进入机械手臂的抓
取位置的对应类别的货物的信息传输至抓取对象选择模块,按照到达抓取位置先后的顺序将待抓取货物分别设定为第一待抓取货物x1、第二待抓取货物x2、第三待抓取货物x3
……
第n待抓取货物xn;抓取对象选择模块控制机械手臂恢复待抓取状态,根据图像采集模块确定的待抓取货物的位置,若第一待抓取货物x1未到达抓取位置时,则将选择该第一待抓取货物x1作为待抓取货物;若第一待抓取货物x1已到达或已离开抓取位置,则选择下一待抓取货物,以此类推,直至选择到合适的待抓取货物。
[0027]
进一步地,所述步骤s3中所述的分拣指数采用分拣量的阈值,调度模块对每个分拣轨道的分拣量与阈值进行比较,当某条分拣轨道的分拣量大于阈值时,调度模块控制该分拣轨道一侧的机械手臂动作参与分拣,对主输送轨道上对应该条分拣轨道的货物进行分拣,机械手臂抓取主输送轨道上符合该条分拣轨道分拣规则的货物。
[0028]
本发明的优点具体如下:
[0029]
本发明通过机械手臂抓取控制单元控制机械手臂,实现了机械手臂对分拣轨道的参与分拣,调节各条分拣轨道的分拣量;或者对超出分拣轨道分拣类别的货物进行单独分拣,提高了分拣系统运行效率的灵活调配,提高分拣效果;原理简单、方便实用、极大的缩减了开发时间,大大提高了工业生产的效率。
附图说明
[0030]
图1为本发明所述交叉带分拣设备的货品分拣系统的示意图。
[0031]
图2为拍摄模块所拍摄的装载货物的小车的图像示意图。
[0032]
图3为所述交叉带分拣设备的货品分拣系统的方框示意图。
[0033]
附图标记说明:10-主输送轨道、11-分拣轨道、12-机械手臂、13-小车、14-标识特征块、15-摄像头、16-识别模块、17-调度模块、18-接收容器、19-移动导轨、20-机械手臂抓取控制单元、201-图像采集模块、202-抓取对象选择模块、203-抓取位姿调整模块、204-抓取控制模块。
具体实施方式
[0034]
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
[0035]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]
实施例一:
[0037]
本发明所述交叉带分拣设备的货品分拣系统,包括主输送轨道10和布置在主输送轨道10一侧或两侧的分拣轨道11,在主输送轨道10的一侧或两侧设置有机械手臂12;主输送轨道10沿输送方向输送承载有货物的小车13,输送方向可以沿图1中由左往右输送,也可以沿图1中由右往左输送;货物的标签上具有条码信息和寄件信息。沿主输送轨道10的输送方向上方布置摄像头15,当货物和小车13沿主输送轨道10输送时,由多个摄像头15依次拍摄主输送轨道10上的货物和小车13的影像;所述小车13的侧边框上设有标识特征块14,每个小车13上均有一组与该小车13惟一对应的标识特征块14,标识特征块14由多个不同位置
或形状的凸点构成,并与各个小车13一一对应。所述摄像头15将拍摄的图像传输至识别模块16,由识别模块16识别拍摄的图像中的信息(条码信息或文字信息),将识别后的信息传输至调度模块17,调度模块17通过识别信息对货物进行分类,控制主输送轨道10上相应小车13的动作,使相应小车13上的货物输送至分拣轨道11。由于几个分拣轨道11的货物数量并不会保持一致,因而主输送轨道10在运行过程中,势必会存在某些分拣轨道11分拣货物较少,而某些分拣轨道11的分拣量较大;此时,所述机械手臂12用于在主输送轨道10一侧对分拣量较大的货物进行分拣,帮助减少分拣量较大的分拣轨道11的压力。
[0038]
进一步地,由于交叉带分拣设备的场地限制,分拣轨道11的布置数量有限,相应的主输送轨道10上货物的分拣类别就有限,机械手臂12设置在主输送轨道10一侧,可以增加分拣类别,在分拣轨道11进行货物分拣的基础上,机械手臂12再针对新的分拣类别进行分拣;并且,在所述机械手臂12的后侧设置用于接收被分拣物品的接收容器18。
[0039]
所述机械手臂12分拣货物的主要过程为:
[0040]
(1)摄像头15拍摄主输送轨道10上货物和小车13的图像,识别模块16识别出货物和小车13的图像中的条码信息和文字信息,并将识别出的信息发送给调度模块17;
[0041]
(2)调度模块17根据收到的识别出的信息基于设定好的分拣规则,并由图像中小车13上的标识特征块14精确控制对应的小车13,在相应的分拣点将货物分配到相应的分拣轨道11上;
[0042]
(3)为每个分拣轨道11设置一个分拣量的阈值,调度模块17对每个分拣轨道11的分拣量与阈值进行比较,当某条分拣轨道11的分拣量大于阈值时,调度模块17控制该分拣轨道11一侧的机械手臂12动作参与分拣,对主输送轨道10上对应该条分拣轨道11的货物进行分拣,机械手臂12抓取主输送轨道10上的货物,将抓取后的货物放置于分拣轨道11或者接收容器18中。
[0043]
作为本发明的一个具体实施方式,所述机械手臂12设置在移动导轨19上,机械手臂12可以通过调度模块17控制沿移动导轨19移动,实现机械手臂12在两个分拣轨道11之间位置的调整。当其中一条分拣轨道11的分拣量超过阈值,需要机械手臂12参与该条分拣轨道11的分拣时,机械手臂12可以沿移动导轨19移动至靠近该条分拣轨道11的位置。
[0044]
作为本发明的一个具体实施方式,当主输送轨道10上待分拣的货物分类较多,现有的交叉一定要分拣设备所具备的分拣轨道11不能满足货物分拣种类的需求,此时也可以通过机械手臂12参与分拣,按照设定的分拣规则将相应的货物抓取至接收容器18中。
[0045]
所述机械手臂12由机械手臂抓取控制单元20控制抓取的角度、位置以及抓取后货物的投放位置;所述机械手臂抓取控制单元20包括:
[0046]
图像采集模块201,所述图像采集模块201实时采集多个摄像头15拍摄的连续图像,并根据连续图像和主输送轨道10的输送速度,判断相应小车13和货物所处的位置;
[0047]
抓取对象选择模块202,所述抓取对象选择模块202根据调度模块17确定的机械手臂12参与分拣的货物种类,对进入机械手臂12抓取范围的对应货物进行选择;具体选择策略是:识别模块16将即将进入机械手臂12的抓取位置的对应类别的货物的信息传输至抓取对象选择模块201,在抓取位置之前可能存在多个符合机械手臂12抓取规则的货物,按照到达抓取位置先后的顺序分别设定为第一待抓取货物x1、第二待抓取货物x2、第三待抓取货物x3……
第n待抓取货物x
n
,抓取对象选择模块201控制机械手臂恢复待抓取状态,根据图像采
集模块201确定的待抓取货物的位置,若第一待抓取货物x1未到达抓取位置时,则将选择该第一待抓取货物x1作为待抓取货物;若第一待抓取货物x1已到达或已离开抓取位置,则选择下一待抓取货物,以此类推,直至选择到合适的待抓取货物;
[0048]
抓取位姿调整模块203,所述抓取位姿调整模块203接收多个摄像头15拍摄的图像,根据图像中小车13上的标识特征块14选择待抓取货物的图像,确定图像中货物的大小和中心位置,并根据图像中货物的轮廓与标识特征块的位置关系,计算出货物的偏转角度;抓取位姿调整模块203根据货物的偏转角度、大小和中心位置,控制机械手臂12的夹爪调整至对应的角度和相应的张开尺寸;
[0049]
以及,抓取控制模块204,所述抓取控制模块204实时接收多个摄像头15拍摄的待抓取货物及其小车13的连续图像,根据主输送轨道10的输送速度,计算出机械手臂12抓取货物的时间点,控制机械手臂12动作。
[0050]
本发明通过机械手臂抓取控制单元20控制机械手臂12,实现了机械手臂12对分拣轨道11的参与分拣,调节各条分拣轨道11的分拣量;或者对超出分拣轨道11分拣类别的货物进行单独分拣,提高了分拣系统运行效率的灵活调配,提高分拣效果;原理简单、方便实用、极大的缩减了开发时间,大大提高了工业生产的效率。
[0051]
实施例二:一种交叉带分拣设备的货品分拣方法,所述方法包括以下步骤:
[0052]
步骤s1,摄像头15拍摄主输送轨道10上货物和小车13的图像,识别模块16识别出货物和小车13的图像中的条码信息和文字信息,并将识别出的信息发送给调度模块17;
[0053]
步骤s2,调度模块17根据收到的识别出的信息基于设定好的分拣规则,并由图像中小车13上的标识特征块14精确控制对应的小车13,在相应的分拣点将货物分配到相应的分拣轨道11上;
[0054]
步骤s3,为每个分拣轨道11设置一个分拣量的阈值,调度模块17对每个分拣轨道11的分拣量与阈值进行比较,当某条分拣轨道11的分拣量大于阈值时,调度模块17控制该分拣轨道11一侧的机械手臂12动作参与分拣,对主输送轨道10上对应该条分拣轨道11的货物进行分拣;机械手臂12参与分拣的具体过程为:
[0055]
步骤s301,图像采集模块201实时采集多个摄像头15拍摄的连续图像,并根据连续图像和主输送轨道10的输送速度,判断相应小车13和货物所处的位置;
[0056]
步骤s302,抓取对象选择模块202根据调度模块17确定的机械手臂12参与分拣的货物种类,对进入机械手臂12抓取范围的对应货物进行选择;
[0057]
步骤s303,抓取位姿调整模块203接收多个摄像头15拍摄的图像,根据图像中小车13上的标识特征块14选择待抓取货物的图像,确定图像中货物的大小和中心位置,并根据图像中货物的轮廓与标识特征块的位置关系,计算出货物的偏转角度;抓取位姿调整模块203根据货物的偏转角度、大小和中心位置,控制机械手臂12的夹爪调整至对应的角度和相应的张开尺寸;
[0058]
步骤s304,抓取控制模块204,所述抓取控制模块204实时接收多个摄像头15拍摄的待抓取货物及其小车13的连续图像,根据主输送轨道10的输送速度,计算出机械手臂12抓取货物的时间点,控制机械手臂12动作。
[0059]
步骤s4,机械手臂12抓取主输送轨道10上的货物后,将抓取后的货物放置于分拣轨道11或者接收容器18中。
[0060]
以上对本申请所提供的一种交叉带分拣设备的货品分拣系统及方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
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