本实用新型涉及物流管理技术领域，尤其是涉及一种搬运机器人以及分拣系统。
背景技术：
物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来实现用户要求的过程。
物流是供应链活动的一部分，是为了满足客户需要而对商品、服务以及相关信息从产地到消费地的高效、低成本流动和储存进行的规划、实施与控制的过程。物流以仓储为中心，促进生产与市场保持同步。物流管理是指在社会生产过程中，根据物质资料实体流动的规律，应用管理的基本原理和科学方法，对物流活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物流活动实现最佳的协调与配合，以降低物流成本，提高物流效率和经济效益。
目前，现有的物流管理主要依靠人工进行货物搬运，这就导致了工人劳动强度大、工作效率低下、分拣差错率高以及暴力搬运导致的易碎品损坏率高等一系列问题的产生，严重制约了物流行业的发展。
综上，现有的物流管理依靠人工的方式存在劳动强度大、工作效率不高的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种搬运机器人以及分拣系统，以缓解现有技术中的物流管理依靠人工的方式存在劳动强度大、工作效率较低的技术问题。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种搬运机器人，包括：图像采集装置、位置传感器、运动装置、主控制器、搬运装置和障碍检测装置；其中，
所述图像采集装置、位置传感器、主控制器、搬运装置和障碍检测装置均设置在所述运动装置上；
所述图像采集装置、位置传感器、运动装置、搬运装置和障碍检测装置分别与所述主控制器相连接；
所述图像采集装置采集地面信息；
所述位置传感器采集搬运机器人与货物间的位置信息；
所述主控制器接收地面信息，控制运动装置带动搬运机器人移动到货物处；所述主控制器接收位置信息，控制搬运装置搬运货物；
所述障碍检测装置检测搬运机器人在移动过程中的障碍物信息。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述图像采集装置采用CCD图像传感器。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述运动装置包括驱动电机、底盘和设置于底盘上的驱动轮，所述驱动电机与所述主控制器相连接；所述驱动轮与所述驱动电机相连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述搬运装置包括机械手。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述搬运装置还包括置物托盘，所述置物托盘用于放置货物。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述障碍检测装置包括红外传感器或者超声波传感器的至少一种。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述运动装置还包括防撞块。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：设置于所述运动装置上的急停按钮，所述急停按钮与所述主控制器相连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括：状态指示灯，所述状态指示灯设置在运动装置上，所述状态指示灯用于指示搬运机器人工作状态。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种分拣系统，包括：上位机以及如第一方面及其可能的实施方式中任一项所述的搬运机器人；
所述上位机与所述搬运机器人相连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：
本实用新型实施例提供的搬运机器人以及分拣系统中，其中，该搬运机器人包括：图像采集装置、位置传感器、运动装置、主控制器、搬运装置和障碍检测装置；其中，所述图像采集装置、位置传感器、主控制器、搬运装置和障碍检测装置均设置在所述运动装置上；所述图像采集装置、位置传感器、运动装置、搬运装置和障碍检测装置分别与所述主控制器相连接；所述图像采集装置采集地面信息；所述位置传感器采集搬运机器人与货物间的位置信息；所述主控制器接收地面信息，控制运动装置带动搬运机器人移动到货物处；所述主控制器接收位置信息，控制搬运装置搬运货物；所述障碍检测装置检测搬运机器人在移动过程中的障碍物信息。因此，本实用新型实施例提供的技术方案，能够替代人工进行货物搬运和分拣，将人的双手从劳动中解放出来，由于无需采用人工进行搬运货物，防止物流管理中人工方式可能导致的工作效率低下、分拣差错率高以及暴力搬运导致的易碎品损坏率高等一系列问题的产生，从而能够缓解现有的物流管理依靠人工的方式存在劳动强度大、工作效率低，无法满足物流行业的高效率需求的问题，提高了货物搬运和分拣效率。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的一种搬运机器人的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的一种搬运机器人的结构框图；
图3为本实用新型实施例二提供的另一种搬运机器人的结构示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的另一种搬运机器人的结构框图；
图5为本实用新型实施例三提供的分拣系统的结构示意图。
图标：11-图像采集装置；12-位置传感器；13-运动装置；14-主控制器；15-搬运装置；16-障碍检测装置；131-驱动电机；132-底盘；133-驱动轮；151-机械手；152-置物托盘；17-报警装置；135-防撞块；136-急停按钮；18-状态指示灯；19-磁导航传感器；100-上位机；200-搬运机器人。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
目前现有的物流管理依靠人工的方式存在劳动强度大、工作效率不高，无法满足物流行业的高效率需求的问题。基于此，本实用新型实施例提供的一种搬运机器人以及分拣系统，可以缓解现有技术中的物流管理依靠人工的方式存在工作效率低，无法满足物流行业的高效率需求的技术问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种搬运机器人进行详细介绍。
实施例一：
本实用新型实施例提供的一种搬运机器人，用于物流管理领域，具体应用于物流行业的货物搬运操作，如图1和图2所示，该搬运机器人包括：图像采集装置11、位置传感器12、运动装置13、主控制器14、搬运装置15和障碍检测装置16。
其中，上述图像采集装置、位置传感器、主控制器、搬运装置和障碍检测装置均设置在上述运动装置上。
上述图像采集装置、位置传感器、运动装置、搬运装置和障碍检测装置分别与上述主控制器相连接。
上述图像采集装置采集地面信息。
上述位置传感器采集搬运机器人与货物间的位置信息。
上述运动装置带动搬运机器人移动。
上述主控制器接收地面信息，控制运动装置带动搬运机器人移动到货物处；上述主控制器接收位置信息，控制搬运装置搬运货物。
上述障碍检测装置检测搬运机器人在移动过程中的障碍物信息。
具体的，上述图像采集装置设置在运动装置的前端，当搬运机器人在前进方向上进行移动时，图像采集装置实时采集地面信息，并传输至主控制器，主控制器接收地面信息，根据地面信息控制运动装置巡线(控制路线)前进，从而带动搬运机器人移动到货物处。
上述位置传感器设置在运动装置的前端，用于实时采集搬运机器与货物间的位置信息，并传输至主控制器，主控制器接收位置信息，根据位置信息调整搬运装置的状态和姿势，控制搬运装置搬运货物。
上述障碍检测装置设置在运动装置的前端，用于实时检测搬运机器人在移动过程中的障碍物信息，换句话说，上述障碍检测装置用于进行障碍物检测，当移动过程中有障碍物时，传递信号给主控制器，主控制器命令运动装置停止运动，搬运机器人停止行进，当障碍物移除后，继续行进。
进一步的，上述图像采集装置采用工业相机。
在本实施例中，上述图像采集装置采用CCD工业相机，即上述图像采集装置包括CCD图像传感器。
其中，CCD的英文全称是“Charge-coupled Device”，中文全称是电行耦合元件，通常称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号，CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)，一块CCO上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号，CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电行转给它相邻的电容。
CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和重现，CCD图像传感器具有如下特点：
(1)体积小重量轻。
(2)功耗小，工作电压低；抗冲击与震动，性能稳定，寿命长。
(3)灵敏度高，噪声低，动态范围大。
(4)响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像。
(5)应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。
进一步的，上述运动装置包括驱动电机131、底盘132和设置于底盘132上的驱动轮133。
上述驱动电机与上述驱动轮相连接；上述驱动电机131与上述主控制器相连接；上述主控制器通过上述驱动电机驱动上述驱动轮行进。
进一步的，上述驱动电机采用直流电机。
优选的，本实施例中，上述驱动电机采用无刷直流电机。
具体的，本实施例中的驱动电机采用双路无刷直流电机。
上述底盘构成搬运机器人的主体结构。
进一步的，上述底盘呈长方体结构。上述主控制器和上述驱动电机设置在上述底盘内部，上述图像采集装置设置在上述底盘的前端上部，上述位置传感器设置在上述底盘的前端中部，上述障碍检测装置设置在上述底盘的前端上部和下部。需要说明的是，这里的前端是指沿机器人行进方向。
考虑到如何使搬运机器人更加精确的巡线前进。进一步的，上述底盘上设置有传感器模块(未示于图中)，传感器模块与主控制器相连接，用于采集地面信息。
进一步的，上述传感器模块包括：设置于上述底盘结构底端，且与上述主控制器通信连接的多个巡线传感器和/或多个灰度传感器。
上述巡线传感器用于采集所在场地(即地面)上的反射信号，并向上述主控制器发送上述反射信号，以使上述主控制器判断上述搬运机器人是否沿着控制路线移动。
上述灰度传感器用于采集所在场地上的灰度信号，并向上述主控制器发送上述灰度信号，以使上述主控制器判断上述搬运机器人是否沿着控制路线移动。
通过传感器模块和图像采集装置的配合使用可以确保搬运机器人巡线前进。
进一步的，上述驱动轮为多个，且多个上述驱动轮均匀的分布设置在底盘的两侧。
进一步的，上述驱动轮为履带式驱动轮或者万向轮的一种。
进一步的，上述主控制器包括32位单片机，具体的，上述主控制器包括STM32系列单片机。
进一步的，上述搬运装置包括机械手151。机械手设置在底盘的两侧，且位于驱动轮的上方。搬运装置作为搬运机器人的“手”，是进行货物搬运的主要机构。考虑到机械手在外部可能受到意外擦碰损伤，因此本实施例中的搬运装置搬运货物前，搬运装置的机械手是位于底盘内部，未伸出外部，当进行货物搬运时，机械手伸出底盘进行货物搬运。需要说明的是，机械手也可以直接设置在外部，节省伸出时间，从而进一步减少搬运货物时间。
进一步的，机械手可以是单臂机械手臂或者双臂机械手臂。具体根据实际搬运需求选用。
进一步的，上述搬运装置还包括置物托盘152，上述置物托盘用于放置货物。
具体的，当搬运装置搬运货物时，可以通过机械手将货物放置在置物托盘上。
进一步的，置物托盘152为方形结构或者圆形结构。本实施例中，置物托盘152为方形结构。
进一步的，上述置物托盘上还设置有称重传感器，用于识别货物重量。
考虑到货物重量不一，为了防止货物过载对搬运机器人造成的损坏，进一步的，上述搬运机器人还包括超重报警模块，用于超重报警。优选的是，超重报警模块采用外置喇叭。
具体的，上述称重传感器、上述超重报警模块均分别与主控制器相连接，称重传感器将识别的货物重量传输至主控制器，主控制器根据货物重量判断是否超出预设重量，当超出预设重量时，控制超重报警模块发出超重报警。
进一步的，上述障碍检测装置包括红外传感器或者超声波传感器的至少一种。
本实用新型实施例提供的搬运机器人包括：图像采集装置、位置传感器、运动装置、主控制器、搬运装置和障碍检测装置；其中，上述图像采集装置、位置传感器、主控制器、搬运装置和障碍检测装置均设置在上述运动装置上；上述图像采集装置、位置传感器、运动装置、搬运装置和障碍检测装置分别与上述主控制器相连接；上述图像采集装置采集地面信息；上述位置传感器采集搬运机器人与货物间的位置信息；上述主控制器接收地面信息，控制运动装置带动搬运机器人移动到货物处；上述主控制器接收位置信息，控制搬运装置搬运货物；上述障碍检测装置检测搬运机器人在移动过程中的障碍物信息。因此，本实用新型实施例提供的技术方案，能够替代人工进行货物搬运和分拣，将人的双手从劳动中解放出来，由于无需采用人工进行搬运货物，防止物流管理中人工方式可能导致的工作效率低下、分拣差错率高以及暴力搬运导致的易碎品损坏率高等一系列问题的产生，从而能够缓解现有的物流管理依靠人工的方式存在劳动强度大、工作效率低，无法满足物流行业的高效率需求，提高了货物搬运和分拣效率。
实施例二：
如图3和图4所示，本实用新型实施例提供了另一种搬运机器人，与实施例一的区别在于，考虑到如何提醒工作人员进行障碍物清除，该搬运机器人还可以包括：报警装置17。
上述报警装置与上述主控制器相连接，主控制器在接收到障碍检测装置发送的信号，命令运动装置停止运动的同时，控制报警装置发出警报，以提示工作人员进行障碍清理，保证搬运机器人的正常运行。
进一步的，上述报警装置包括声光一体化报警器，可以发出声光警报，警示效果佳。
上述声光一体化报警器可以单独安装在运动装置上，也可以集成在主控制器的电路板上，本实施例对此不作限定。
本实施例中，图像采集装置采用CMOS工业相机。
相对于CCD工业相机，CMOS工业相机非常省电，不像由二极管组成的CCD，CMOS电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右。
上述运动装置除了包括驱动电机、底盘和设置于底盘上的驱动轮之外，进一步的，上述运动装置还包括支撑轮组件(未示于图中)。
进一步的，上述支撑轮组件为四个，且分别设置在上述底盘的四个角。
上述支撑轮组件包括可旋转支撑架和支撑轮，上述可旋转支撑架可拆卸的安装在上述底盘上，上述支撑轮可拆卸安装在上述可旋转支撑架上。
进一步的，上述支撑轮采用万向脚轮。
进一步的，上述运动装置还包括防撞块135。防撞块用于缓冲，能够防止撞击造成的冲击力对搬运机器人的损害，起到保护搬运机器人的作用。
进一步的，防撞块为多个，防撞块设置在底盘的前端和后端。当然，根据实际情况，也可以在底盘的两侧设置防撞块。
进一步的，防撞块采用弹性材料支撑，具体的，防撞块可以采用弹簧或者海绵等。
考虑到如何对搬运机器人在突发状况下进行紧急停止，进一步的，该搬运机器人还包括：设置于上述运动装置上的急停按钮136，上述急停按钮与上述主控制器相连接。
为了提示工作人员搬运机器人的状态，进一步的，该搬运机器人还包括：状态指示灯18，上述状态指示灯设置在运动装置上，上述状态指示灯用于指示搬运机器人工作状态。当搬运机器人处于工作状态下，状态指示灯亮起；当搬运机器人处于非工作状态下，状态指示灯不亮。
具体的，上述状态指示灯与主控制器相连接，且设置在底盘的前端上部。
进一步的，上述状态指示灯采用绿光LED灯。当搬运机器人处于工作状态下，状态指示灯亮起绿灯；当搬运机器人处于非工作状态下，状态指示灯不亮。
进一步的，上述状态指示灯还可以包括充电指示灯，用于指示搬运机器人的充电状态。当搬运机器人处于充电状态下，充电指示灯亮起红灯；当搬运机器人处于非充电状态下，充电指示灯不亮。
考虑到如何使搬运机器人更加精确的巡线前进。进一步的，本实施例中，传感器模块包括磁导航传感器19，磁导航传感器采集地面上的磁信息，并向上述主控制器发送上述磁信息，以使上述主控制器判断上述搬运机器人是否沿着控制路线移动。
通过图像采集装置和传感器模块的配合使用，保证了搬运机器人的巡线前进过程，确保整个工作过程的顺利进行。
需要说明的是，场地(地面)上预先设置有机器人的前进的磁轨道，磁导航传感器可以与磁轨道配合完成巡线前进。
进一步的，磁轨道采用磁条制成，这与需要通电才能产生磁场的铜线相比解决了信号的稳定性、强弱和连续性差的问题。本实用新型采用自带磁性的磁条可以获得十分稳定的信号，能够保证整个工作过程的顺利进行。
且，本实用新型的磁轨道可以根据工作场所来自行铺设，实现最优路径运输，提高整个系统工作效率；并且根据快递任务、路况的不同设置了三种不同的速度，工作人员可按照实际场地需求自动调整，适应性更强，操作更加灵活。
本实施例中的障碍检测装置光电开关，光电开关的数量为4个，以中心轴对称的形式分布于底盘上。
进一步的，该搬运机器人还可以包括语音播放装置(未示于图中)，能够在搬运机器人运输过程中会自动播放音乐，为工作人员制造轻松愉悦的工作氛围，娱乐性更强。具体的，语音播放装置可以是MP3播放器。
进一步的，为了提高搬运机器人的使用，该搬运机器人还包括电源和电源接口，具有充电功能。
具体的，电源采用24V锂电蓄电池，用于为主控制器供电，保证搬运机器人的正常工作；电源接口通过电源适配器与外接220V交流电源相连，以实现充电功能。
实施例三：
本实用新型实施例提供的一种分拣系统，如图5所示，分拣系统可以包括：上位机100以及上述实施例任一项提供的搬运机器人200。
其中，上述上位机与上述搬运机器人相连接。
进一步的，上述上位机与上述搬运机器人的主控制器相连接；
具体的，上述上位机与上述搬运机器人的主控制器通过无线通信连接。
在一个实施例中，上述上位机可以是遥控装置。
在另外一个实施例中，上位机也可以是工业控制计算机。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
本实用新型实施例提供的分拣系统，与上述实施例提供的搬运机器人具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。