基于机器人的拣货或补货系统的制作方法

本实用新型涉及智能物流技术领域，尤其涉及基于机器人的拣货或补货方法及系统。

背景技术：

伴随着电子商务的发展，新零售模式不断兴起，人们购物观念也在不断变化，开始越来越注重消费体验，而时效性对用户体验起着至关重要的作用。

仓储服务作为消费服务背后的重要环节对货品的时效性起着至关重要的作用。目前国内外各大物流企业都在想方设法加快仓库的吞吐速度以提高货品的时效性，减少货物的运输时间。目前主流的智能仓储方案主要有自动化立体库解决方案和智能仓储机器人解决方案。其都采用将货物直接运送到拣货员面前的“货到人”形式，其中自动化立体库捡货效率高、吞吐量大，但建造和维护成本高，使用不灵活。而智能仓储机器人虽捡货效率不及自动化立体库，但使用方式灵活、投入成本低，投入产出比较高，并且运营维护灵活。

货到人的机器人智能仓储机器人解决方案得到了大范围的推广，但机器人智能仓储机器人解决方案也有问题，例如，如果需要捡一件货，机器人需要将该货物所在的货架抬到捡货站，捡货员根据系统提示到相应的货格将货物取出，因货架较高，遇到放在上层的货物，拣货员需要使用梯子捡货，由于捡货效率较低，经常会出现机器人扛着货架在捡货站排队的情况，捡货站成了整个系统效率的瓶颈。

技术实现要素：

目前的自动化仓储机器人系统中，依然需要机器人与人的配合，人员相对于机器来讲存在诸多的不确定性，如熟练度、易于疲劳等问题，需要我们通过逐渐完善系统的设计来简化工作人员的工作，降低人员的不确定性对系统效率的影响。目前工作站拣货员的捡货效率已经成为了自动化仓储机器人系统的瓶颈，提高捡货站的捡货效率将大大提高机器人系统的效率。有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于机器人的拣货或补货系统，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

本实用新型实施例提供了一种基于机器人的拣货或补货系统，包括：

工作站，所述工作站为目标对象被拣货或补货的区域；

移动机器人，所述移动机器人具有抓取装置以及至少一个容纳位；

第一目标货架，所述第一目标货架内设有一个或多个目标对象；

所述移动机器人用于根据导航路径从起始位置行走到第一目标货架，并利用所述抓取装置从所述第一目标货架中抓取一个或多个目标对象并放置在所述容纳位中；还用于根据导航路径从所述第一目标货架行走到所述工作站，在被拣货或补货之前，利用所述抓取装置从所述容纳位中抓取出目标对象并等待拣货或补货。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述工作站包括准备区和等待区。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述移动机器人用于从所述第一目标货架处行走到所述准备区，并利用所述抓取装置从所述容纳位中抓取出目标对象；还用于从所述准备区行走到所述等待区进行排队，以便等待所述目标对象被拣货或补货。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述至少一个容纳位为延垂直方向叠加的至少一个隔层，所述抓取装置可根据拣货或补货高度调节到任意一个隔层，以便在所述移动机器人离开所述准备区之前所述抓取装置连带抓取的目标对象到达预设的拣货或补货高度。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述等待区能够同时容纳多个等待拣货或补货的移动机器人。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述目标对象为订单物品或装有订单物品的容器。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：

播种墙，所述目标对象在被拣货出后被放入到所述播种墙中。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：

周转箱，所述周转箱设置于所述等待区的一侧，所述周转箱下方设置有显示装置，所述显示装置用于提示被拣货或补货的目标对象的信息。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：传送装置，所述传送装置位于所述工作站，所述传送装置包括传送起始端和终止端；

所述移动机器人还用于行走到所述工作站之后，控制所述抓取装置将所述目标对象放置在所述传送装置的传送起始端上等待拣货。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述移动机器人还用于在所述传送装置的传送终止端，控制所述抓取装置将被拣货后的目标对象抓取到所述容纳位中，从所述传送装置的传送终止端行走到第二目标货架处，并利用所述抓取装置将拣货后的目标对象从所述容纳位抓取出，并放置到第二目标货架中。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述传送装置为传送带。

本实用新型实施例提供的基于机器人的拣货或补货系统，通过设置工作站，使得移动机器人在一次运输多个拣货物品的同时，能够在工作站提前取出拣货物品并调整到合适的拣货高度，在拣货等待平台快速的完成物品的拣货工作，进而提高了物品拣货的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于机器人的拣货或补货系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种移动机器人结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种目标货架结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种基于机器人的拣货或补货系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种基于机器人的拣货或补货系统，包括：

工作站，工作站为目标对象被拣货或补货的区域；

工作站，包括准备区4和等待区5。

移动机器人1，移动机器人具有抓取装置以及至少一个容纳位，移动机器人用于根据导航路径从起始位置行走到第一目标货架2，并利用抓取装置从第一目标货架中抓取一个或多个目标对象并放置在容纳位中；还用于根据导航路径从第一目标货架行走到所述工作站，在被拣货或补货之前，利用抓取装置从所述容纳位中抓取出目标对象并等待拣货或补货。

移动机器人1可以与调度制服务器3通信，通过与调度服务器3进行通信连接，所述移动机器人1能够获取表单内容。该表单内容可以是根据用户的需要进行拣货的商品订单，表单中可以包含各种不同类型的物品(待分拣商品)，同一表单上的待分拣物品需要通过一个或多个器具(例如，周转箱)包装。表单对应的物品通常需要使用存储容器(例如，转转箱)进行放置，移动机器人1获取了表单的内容之后，能够选取并运送与所述表单相关的存储容器4。参见图2，所述移动机器人1具有抓取装置104以及多个容纳位1031。

调度服务器3是基于机器人的拣货或补货系统的控制单元，调度服务器3能够获取物品拣货需求(例如，物品订单)，基于物品拣货需求，确定使用一个或多个移动机器人1来获取并运送与拣货需求相关的物品。

第一目标货架位于物品存储区，所述物品货架中存有目标对象，移动机器人1上的抓取装置104能够从所述第一目标货架中选取一个或多个目标对象，并将所述目标对象放置在所述容纳位1031中。

准备区4可以是专门设置的平台，也可以是在地面上划分的一部分区域，准备区4的区域具有地理位置坐标或标识(例如，二维码或RFID等电子标签)，移动机器人1识别准备区4上的地理位置坐标或标识后，利用抓取装置104在所述准备区4将所述目标对象从所述容纳位1031中取出，并将所述目标对象调整到第一预设高度。第一预设高度为方便进行物品拣货的高度。

等待区5可以是专门设置的平台，也可以是在地面上划分的一部分区域，等待区5的区域具有地理位置坐标或标识(例如，二维码或RFID等电子标签)，移动机器人1识别等待区5上的地理位置坐标或标识后，按照调度服务器3的指令停留在等待区5的特定位置，以第一预设高度等待所述目标对象在所述等待区5被拣货。

参见图2，本实用新型实施例提供了一种移动机器人1，包括、驱动装置101、本体102、容纳装置103以及抓取装置104。

驱动装置101是移动机器人1的驱动组件，作为一个例子，驱动装置101可以包括一个或多个车轮，通过车轮的滚动来移动所述移动机器人1。所述驱动装置101可以设置于所述移动机器人1的底部。当然，所述驱动装置101也可以设置于所述移动机器人1的其他部位。

移动机器人1能够与进行物品运输调度的服务器进行通信，该通信方式可以是有线方式，也可以是无线的方式。通过与调度服务器进行通信，移动机器人1能够获知物品运输任务，该运输任务包括分配给移动机器人1的目的地坐标以及目标物品的具体ID标识(例如，物品编号等)，所述驱动装置101基于所述移动机器人1接收到的任务自动将所述移动机器人1移动到预设位置。

本体102是移动机器人1的整体支撑部件，作为一种情况，所述本体102设置于所述驱动装置101的上方，所述本体102用于支撑所述移动机器人1。

为了能够便于运输物品，在移动机器人1上设置了放置一个或多个物品的容纳装置103，所述容纳装置103设置于所述本体102之上，所述容纳装置103具有一个或多个容纳位1031，每个容纳位1031可以放置一个或多个待运输物品7。

且至少一个容纳位为延垂直方向叠加隔层，隔层至少为一个，抓取装置可根据拣货或补货高度调节到任意一个隔层，以便在移动机器人离开准备区之前抓取装置连带抓取的目标对象到达预设的拣货或补货高度。

驱动装置101将移动机器人1运送到预设位置之后，通过抓取装置104自动选取目标物品。所述抓取装置104基于所述移动机器人1接收到的任务，从与所述预设位置对应的物品存放装置中选取目标物品，并将选取的所述目标物品自动放置在所述容纳装置103的容纳位1031中。

抓取装置104可以采取多种方式来实现，根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述抓取装置104包括伸缩组件1042，所述伸缩组件1042从所述物品存放装置中选取目标物品，为了配合伸缩组件1042，抓取装置104还可以包括伸缩支撑件1043，所述伸缩支撑件1043用于对伸缩组件1042进行支撑。

物品存放装置中的目标物品高度不同，为了能够将不同高度的目标物品放置到容纳位1031中，根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述抓取装置104包括升降组件1045，所述升降组件1045将所述伸缩组件1042提升到与所述目标物品匹配的高度，升降组件1045可以是任何能够进行高度升降的装置。

抓取装置104在选取物品的过程中，基于实际的需要，需要进行姿态调整，根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述物品自动运输设备还包括：旋转组件105，所述容纳装置103及所述抓取装置104设置在所述旋转组件105之上。

伸缩组件1042可以采用多种方式来选取物品，根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述伸缩组件1042包括夹抱部1041，所述夹抱部1041通过夹抱的方式从与所述预设位置对应的物品存放装置中选取目标物品。

图3为本实用新型实施例提供的目标货架2的一种示意图，存储容器与拣货容器可以是目标货架2的一种具体实现形式，目标货架2存储物品7。在特定实施例中，目标货架2包括多个储存箱，每个储存箱能够容纳物品7。另外，在特定实施例中，物品7也可以从目标货架2内或目标货架2上的挂钩或杆进行悬挂。物品7在目标货架2上能够以任何适当的方式放置在目标货架2的内部或外表面。目标货架2能够被移动机器人1滚动、携带或以其他方式移动。为了方便移动机器人对目标货架2进行移动，目标货架2包括一个或多个支撑部202以及用于标识临时货架身份的临时货架识别点201，物品存放系统可以包括任何适当数量的目标货架2。

物品7代表适合于在自动库存、仓库、制造和/或零件处理系统中存储分拣、或传送的任何物品，其可以是任何的材料，可以是有生命或无生命的物体。作为一个例子，物品7可以表示存储在仓库中的商品的物品。移动机器人1可以检索指定目标货架2，该目标货架2包含与要打包的客户订单相关联的特定物品7，以便递送给客户或其他方。

作为另一个例子，物品7可以代表存储在机场的行李设施中的行李。移动机器人1可以取回包含要被运输、追踪的行李的目标货架2。这可以包括选择特定的行李物品用于爆炸物筛选，移动与已经转换了登机口的航班相关联的行李物品，或者移除属于已经错过了航班的乘客的行李物品。

作为又一个示例，物品7可以表示制造工具包的各个组件。更具体地说，这些组件可以表示打算包含在组装产品中的组件，例如用于定制计算机系统的计算机组件。在这样的实施例中，移动机器人1可以检索由与客户订单相关的规范所标识的特定组件。

作为又一个示例，物品7可以代表人。例如，在医院环境中，目标货架2可以表示包含特定患者的床。因此，物品存放系统可以被配置为提供用于移动医院病床的安全有效的系统，这限制了患者受伤的可能性并且减少了由于人为错误而导致的错误的可能性。总之，物品7可以是适合于以任何适当形式的目标货架2存储的任何合适的物品。

在操作中，移动机器人1能够在与物品存放系统相关联的工作空间内的点之间移动，并且当耦合到目标货架2时，能够在工作空间内的位置之间运输目标货架2，也可以通过抓取装置获取目标货架上的目标对象。基于接收到的命令，移动机器人1可确定移动机器人1的运动目的地。例如，在特定实施例中，移动机器人1可从物品存放系统的管理员或管理装置(例如，调度服务器3)中接收识别移动机器人1的目的地的信息。移动机器人1可以通过无线接口、有线连接或使用任何其它合适的部件来接收信息，以便于与物品存放系统的操作员或管理装置进行通信。一般地，基于控制管理装置或操作员的命令，可以全部或部分地控制移动机器人1至任何需要的地方。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述等待区5能够容纳多个同时等待拣货的移动机器人1。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述目标对象为待拣货物品或装有待拣货物品的容器。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：播种墙6，播种墙6是可以是用用来放置目标对象的临时区域，所述目标对象在拣货操作区被拣货出，被拣货出的目标对象被放入到与订单相关的播种墙6中。

移动机器人1可以具有传感装置，通过该传感装置，移动机器人1能够判断处于预设高度的目标对象是否被拣货出去，根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述移动机器人1上处于预设高度的目标对象被拣货后，所述移动机器人1自动离开所述等待区5。

参见图4，在机器人需要补货时，可以采用人工补货和机器人辅助补货两种形式，如果需要补充少量部分货品，可以采用机器人辅助补货的形式，与机器人辅助捡货的形式类似，机器人在机器人准备区将料箱从机器人的货物储存装置上抓取，并调整至合适的高度，拣货员直接将需要补充的货物直接放至料箱中，机器人将料箱放至货物储存装置，并离开机器人等待区前往货架区。如需大量补货，机器人可从货架区收集大量料箱，到达机器人等待区由拣货员直接人工补货，将一个机器人的货物储存装置装满后，机器人离开机器人等待区前往货架区。根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，当所述移动机器人1需要补货时，所述移动机器人1从所述容纳位1031中抓取补货容器，并以第二预设高度将所述补货容器移动至等待区5。

为了能够保证货物准确的捡取，可在机器人等待区的一侧，待捡的周转箱下方的位置设置显示装置，用于提示需要捡取的货品的名称和数量，显示装置可以采用投影的形式，也可以采用电子显示屏的形式。投影仪或电子显示屏接收服务器的指令，保证显示的信息无误根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：周转箱，所述周转箱设置于所述等待区5的一侧，所述周转箱下方设置有显示装置，所述显示装置用于提示待检物品的信息。

另外如遇到拣货后周转箱空置的情况，捡货员可直接将周转箱收起，以免去机器人将周转箱送回货架区，补货时机器人还需要将周转箱运至机器人等待区所造成的时间浪费。

另外也可以在移动机器人1拣货过程中加入传输皮带，采用捡货机器人与传输皮带配合的方式进行捡货，如图4所示，机器人在机器人放货区将周转箱箱放下后，由传输皮带传输至拣货员的捡货位置，捡货员捡货后周转箱由传输皮带运至传输皮带的另一端，并由移动机器人1在机器人收货区将周转箱收起，待将移动机器人1的货物存储装置装满后，拣货机器人将周转箱运回至货架区。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述系统还包括：传送装置(例如，传送皮带)，所述移动机器人1移动到所述等待区5之后，所述传送装置接收所述目标对象。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述传送装置在位于所述传送装置的目标对象在拣货位置被拣货后，将所述目标对象的周转箱运送至预设位置。

根据本实用新型实施例的一种具体实现方式，所述移动机器人1在预设位置接收所述传送装置运送的周转箱，并将所述周转箱运送至货架区。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

虽然比如“第一”、“第二”等的序数将用于描述各种组件，但是在这里不限制那些组件。该术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如，第一组件可以被称为第二组件，且同样地，第二组件也可以被称为第一组件，而不脱离实用新型构思的教导。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出的项目的任何和全部组合。

在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。

包括技术和科学术语的在这里使用的术语具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义，只要不是不同地限定该术语。应当理解在通常使用的词典中限定的术语具有与现有技术中的术语的含义一致的含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。