物流机器人及其控制方法与流程

1.本技术涉及机器人领域，特别涉及一种物流机器人及其控制方法。


背景技术：

2.基于室内自动驾驶的物流机器人在医院等场所已经普遍应用，特别是在疫情期间，具有自主导航的机器人（amr）替代医护人员运送物品，避免物品配送过程的医护人员的接触，降低了医护人员交叉感染的风险。
3.目前机器人的物品上下料主要依赖手工，为了进一步提高自动化程度，做到真正非接触式无人配送，可以在机器人上下料时提供自动接驳装置或者机械手，当机器人到达收发区时，机器人先进行位置对准并确认物品已就绪，然后由自动接驳装置或机械手完成物品的上下料过程，从而替代人工操作，实现全流程自动化。
4.在以上物品上下料过程中，传统的方式需要自动接驳装置或机械手与机器人进行无线通讯，告知对方一端已完成某种操作，对端可以继续进行后续的动作。由于无线通讯可能干扰或不稳定的情况，经常容易出现机器人与自动接驳装置或机械手通讯故障的情况，从而导致机器人不能自动完成上下料，影响正常的物品配送流程。
5.在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本技术的一个目的在于提高物流机器人的工作可靠性。
7.为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，本技术提供一种物流机器人的控制方法，所述物流机器人具有行走机构以及载台；所述方法包括：控制行走机构带动所述载台行进到指定位置；监测所述载台上所承载物品的重量变化；若所述载台上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作过程中；若在所述物品装卸操作过程中，所述载台上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值，则确定物品装卸完成，控制所述行走机构进行下一步动作。
8.根据本技术一实施例，所述若所述载台上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作，包括：若所述载台上物品的重量处于增加趋势，且单次重量增加量大于或等于第一重量，则确定处于物品上料操作；若所述载台上物品的重量处于下降趋势，且单次重量减少量大于或等于第一重量，则确定处于物品下料操作。
9.根据本技术一实施例，所述若所述载台上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作，包括：
获取所述载台上首次重量变化以及第二次重量变化时所间隔的时长；根据该时长确定所述预设时长阈值。
10.根据本技术一实施例，所述根据该时长确定所述预设时长阈值的步骤之后，所述方法包括：自所述载台上第三次重量变化，依次获取所述载台每相邻两次重量变化所间隔的时长，该时长作为调整时长；根据已确定的所述预设时长阈值以及最新获得的所述调整时长，更新所述预设时长阈值。
11.根据本技术一实施例，所述方法还包括：拍摄待上料物品类型；根据所述物品类型，确定所述预设时长阈值。
12.根据本技术一实施例，所述若所述载台上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作的步骤后，所述方法还包括：若在物品装卸操作过程中，获取到装卸完成指令，则控制所述行走机构进行下一步动作；其中，所述装卸完成指令由用户发出或由接驳装置发出。
13.根据本技术一实施例，所述若所述载台上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作过程中的步骤之后还包括：在所述物品装卸操作过程中，监测所述载台上物品重量的累计值；当所述物品重量的累计值达到警戒重量时，发出警报。
14.根据本技术一实施例，所述控制行走机构带动载台行进到指定位置，还包括：行进到指定位置，获取当前可接收物品的重量；显示或播放所述可接收物品的重量。
15.本技术还提出一种物流机器人，包括：载台，用于通过上料操作接收物品，以及通过下料操作交付物品；重力检测装置，设置在所述载台上，用于感应在上料操作/下料操作时，所述载台上所承载物品的重量变化；行走机构，承托所述载台，以运送所述物品；控制模块，与所述重力检测装置以及所述行走机构电连接，所述控制机构用于根据所述载台上物品的重量变化，以确定上料操作/下料操作是否完成，以进一步控制所述行走机构的下一步动作。
16.根据本技术一实施例，所述物流机器人包括计时模块，所述计时模块与所述控制模块电连接，所述计时模块用于记录所述载台上物品重量相邻两次变化的间隔时长；所述控制模块在所述载台上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值的情形下，确定物品装卸完成，从而控制所述行走机构进行下一步动作。
17.根据本技术一实施例，所述物流机器人包括人机交互模块，所述人机交互模块用于接收装卸完成指令；所述控制模块与所述人机交互模块电连接，以在所述人机交互模块接收到所述装卸完成指令时，则控制所述行走机构进行下一步动作。
18.根据本技术一实施例，所述物流机器人包括多个颜色互异的警示灯；
所述控制模块根据所述载台上已承载物品的重量逼近预设承载极限的程度，控制相应的警示灯点亮。
19.根据本技术一实施例，所述物流机器人包括显示器或语音播放装置；所述显示器用于在所述物流机器人行进到指定位置时，显示可接收的物品重量和/或物品类型；所述语音播放装置用于在所述物流机器人行进到指定位置时，播放可接收的物品重量和/或物品类型。
20.本技术方案的物流机器人通过监测所述载台上所承载物品的重量变化，并能够根据所述载台上物品的重量处于变化趋势，判断是否处于物品装卸操作过程中；若在所述物品装卸操作过程中，所述载台上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值，则确定物品装卸完成，控制所述行走机构进行下一步动作。本技术的物流机器人无需依靠与接驳装置的通信确定上料/下料的完成，从而避免了因通信故障而影响物品配送流程，因此提高了物流机器人配送物品的可靠性和稳定性。
21.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
22.通过参照附图详细描述其示例实施例，本技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
23.图1是根据一实施例示出的一种物流机器人的结构示意图。
24.图2是根据一实施例示出的一种物流机器人的电路结构框图。
25.图3是根据一实施例示出的一种物流机器人的控制方法流程图。
26.图4是根据另一实施例示出的一种物流机器人的控制方法的部分流程图。
27.附图标记说明如下：1物流机器人；10、载台；20、重力检测装置；30、行走机构；40、控制模块；50、计时模块；60、人机交互模块；70、警示灯；80、显示器。
具体实施方式
28.尽管本技术可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本技术原理的示范性说明，而并非旨在将本技术限制到在此所说明的那样。
29.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本技术的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本技术的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
30.在附图所示的实施方式中，方向的指示（诸如上、下、左、右、前和后）用于解释本技术的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
31.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本技术的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本技术的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
32.以下结合本说明书的附图，对本技术的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。
33.本技术提出一种物流机器人，用于运送物品。请参阅图1和图2，图1是根据一实施例示出的一种物流机器人1的结构示意图。图2是根据一实施例示出的一种物流机器人1的电路结构框图。在一实施例中物流机器人1包括载台10、重力检测装置20、行走机构30、控制模块40。载台10用于通过上料操作接收物品，以及通过下料操作交付物品；重力检测装置20设置在载台10上，用于感应在上料操作/下料操作时，载台10上所承载物品的重量变化；行走机构30承托载台10，以运送物品； 控制模块40与重力检测装置20以及行走机构30电连接，控制机构用于根据载台10上物品的重量变化，以确定上料操作/下料操作是否完成，以进一步控制行走机构30的下一步动作。
34.在此载台10可以是开放式载台10，也可以是封闭式载台10。对于封闭式载台10，具有可以开闭的门体，在需要装卸物品时，门体可以自动打开。在装卸完成物品时，门体可以关闭。
35.载台10可以设置在行走机构30的上方，行走机构30包括驱动电机以及多个滚轮，由驱动电机驱动滚轮滚动，从而使得物流机器人1得以“行走”。
36.载台10的结构可以有多种样式，例如呈层架式、框体样式、平台样式等。
37.控制模块40可以包括mcu、处理器或其他控制类芯片。控制模块40控制行走机构30的启停。示意性的，控制模块40可以根据设定的路径控制行走机构30到指定的位置处上料，以及到指定的位置处下料。
38.在本实施例中，载台10的底部还设置有重力检测装置20，用于感应载台10上所承载的重量以及重量变化。具体的，当有物品放置在载台10上时，物品因重力施加压力于重力检测装置20上，进而重力检测装置20的以感应到托盘上当前物品的重量值。
39.具体的，重力检测装置20可以多种形式，例如采用重力传感器，或者采用应变式称重传感器的弹性体，将被测物体的质量转变为形变；还可以采用电容式称重传感器的弹性体将被测的质量转变为位移等方式来测算重力。重力检测装置20具有称重面，称重面大致与载台10的承载面的形状和尺寸相同，从而避免以物品在载台10上因位置偏移重力检测装置20而无法被准确的感应到。
40.重力检测装置20与控制模块40电连接，以将检测到的重量值发送至控制模块40。控制模块40接收到重力值，通过比对前次接收到的重量值，从而计算出重量变化。
41.在下述实施例中，将对物流机器人1的控制方法的实施例进行说明。物流机器人1的结构请参照上述实施例。
42.本技术方案的物流机器人1通过监测载台10上所承载物品的重量变化，并能够根据载台10上物品的重量处于变化趋势，判断是否处于物品装卸操作过程中；若在物品装卸操作过程中，载台10上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值，则确定物品装卸完成，控制行走机构30进行下一步动作。本技术的物流机器人1无需依靠与接驳装置
的通信确定上料/下料的完成，从而避免了因通信故障而影响物品配送流程，因此提高了物流机器人1配送物品的可靠性和稳定性。
43.请参阅图3，图3是根据一实施例示出的一种物流机器人1的控制方法流程图。
44.在一实施例中，物流机器人1的控制方法，包括：s21，控制行走机构30带动载台10行进到指定位置。
45.在此由控制模块40控制行走机构30行进到指定位置，在控制模块40内部可以存储有路径数据，以及取货点（上料点）、卸货点（下料点）位置信息。在控制模块40内还可以配置有自动路径规划、智能避障算法，从而实现自动配送、自动返程的功能。
46.在物流机器人1到达指定位置后，可以由人工进行上下料操作，也可以由接驳装置，例如机械手进行上下料操作。
47.s22，监测载台10上所承载物品的重量变化。
48.在此由重量检测装置检测载台10上所承载物品的重量，具体可以是每隔0.1秒~2秒检测一次。将检测到的重量值发送至控制模块40。
49.s23，若载台10上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作过程中；在此“变化趋势”可以包括载台10上所承载物品的总重量一直处于增加趋势或一直处于减少趋势，或者重量处于增加以及减少的变动之中。
50.在一实施例中，若载台10上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作，包括：若载台10上物品的重量处于增加趋势，且单次重量增加量大于或等于第一重量，则确定处于物品上料操作；若载台10上物品的重量处于下降趋势，且单次重量减少量大于或等于第一重量，则确定处于物品下料操作。
51.在该实施例中，第一重量为一较小的重量值，以避免因外界干扰因素，造成载台10上物品总重量发生微小变动，从而造成控制模块40的误判。
52.在此“单次重量增加量”是指在上料过程中，每次运送到载台10上的物品重量。
53.具体的，如果检测到载台10上物品的总重量从零增加到一个特定的重量值，并保持一段时间，代表上料操作；如果从某个重量值增加到一个特定的重量值，并保持一段时间，代表中途上料操作。
54.如果载台10上物品的总重量从某个重量值减少到一个特定的重量值，并保持一段时间，代表中途下料操作；如果载台10上物品的总重量从一个特定的重量值减少到接近零，并保持一段时间，代表下料操作完成。
55.若是载台10上物品的总重量从某个重量值处于增加和减小的波动中，代表上下料操作同时在进行。
56.s24，若在物品装卸操作过程中，载台10上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值，则确定物品装卸完成，控制行走机构30进行下一步动作。
57.应当理解，无论在上料或下料过程中，相邻两次上料或相邻两次下料之间会有一间隔时长，这是人工/接驳装置的单次上料/下料的动作周期。因此在该实施例中，当载台10上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值，则表示上料或下料完成。在此，行走机构30进行下一步动作可以是通过程序预先设定，也可以是在上料/下料完成后，
由人工当场设定。此时行走机构30可以行进到下一目的地，或者保持在原地（在下料完成时，可以在原地等待调配）。
58.在该实施例中，预设时长阈值可以是预设的，不可变的。为了保证上下料有充分的时间，可以设置一较长的预设时长阈值。为了提高物流机器人1的运送效率，在一实施例中，若载台10上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作，包括：s25，获取载台10上首次重量变化以及第二次重量变化时所间隔的时长；s26，根据该时长确定预设时长阈值。
59.具体的，物流机器人1包括计时模块50，计时模块50与控制模块40电连接，计时模块50用于记录载台10上物品重量相邻两次变化的间隔时长；控制模块40在载台10上物品的重量保持不变，且重量保持时长达到预设时长阈值的情形下，确定物品装卸完成，从而控制行走机构30进行下一步动作。
60.在此，可以根据载台10上首次以及第二次重量变化时所间隔的时长与一预设系数的乘积，计算出预设时长阈值。该预设系数可以是2~5。
61.具体的，例如在物品装卸操作过程中，载台10上第一次重量发生变化与第二次重量变化的间隔时长为3秒，则可以设置预设时长阈值为6秒、9秒等。
62.本实施例通过根据载台10上首次重量变化以及第二次重量变化时所间隔的时长，确定预设时长阈值，能够根据每次上料/下料对接的接驳装置的动作快慢灵活设置，从而避免物流机器人1在上料/下料完成后等待过长的时间。因此本实施例在保证上下料顺利进行的前提下，提高了物流机器人1的运送效率。
63.进一步的，在一实施例中，根据该时长确定预设时长阈值的步骤之后，该方法还包括：自载台10上第三次重量变化，依次获取载台10每相邻两次重量变化所间隔的时长，该时长作为调整时长；根据已确定的预设时长阈值以及最新获得的调整时长，更新预设时长阈值。
64.其中，新的预设时长阈值t1 =k（t0/k+t）/2；其中t0为当前预设时长，t为调整时长，其中k为上述预设系数。示意性的，载台10上第一次重量发生变化与第二次重量变化的间隔时长为3秒，预设系数为2。则计算出预设时长阈值为t0为6秒。第三次重量发生变化的间隔时长为5秒，则计算出新的预设时长阈值t1=（6/2+5）/2
×
2=8秒。因此新的预设时长阈值为8秒，随着上料/下料操作的进行，不断的对预设时长阈值进行更新。
65.在此，调整时长不应超过当前已确定的预设时长阈值，若是超过，无需更新预设时长阈值，且则判断此时物品装卸完成。
66.本实施例在过上料/下料操作的进行过程中，根据相邻两次重量变化的间隔时长不断更新预设时长阈值，以使预设时长与当前接驳装置的动作周期相匹配，在保证上下料顺利进行的前提下，进一步提高了物流机器人1的运送效率。
67.在一实施例中，方法还包括：拍摄待上料物品类型；根据物品类型，确定预设时长阈值。
68.在该实施例中，物流机器人1上设置有摄像头或红外感应元件，能够感应到物体的类型或体积。示意性的，可以根据上料过程中，接驳装置单次运送的物体体积，估算该预设
时长阈值。体积越小，该预设时长阈值越短，体积越大，该预设时长阈值越长。
69.在一实施例中，若载台10上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作的步骤后，方法还包括：若在物品装卸操作过程中，获取到装卸完成指令，则控制行走机构30进行下一步动作；其中，装卸完成指令由用户发出或由接驳装置发出。
70.对应的，在该实施例中，物流机器人1包括人机交互模块60，人机交互模块60用于接收装卸完成指令；控制模块40与人机交互模块60电连接，以在人机交互模块60接收到装卸完成指令时，则控制行走机构30进行下一步动作。
71.人机交互模块60可以包括按钮、触控屏、语音接收组件等。当装卸完成时，用户或接驳装置可以直接通过人机交互模块60发出装卸完成指令，使得物流机器人1无需等待即可以立即进行下一步动作，有效的提高了物流机器人1的运送效率。
72.在一实施例中，若载台10上物品的重量处于变化趋势，则确定处于物品装卸操作过程中的步骤之后还包括：在物品装卸操作过程中，监测载台10上物品重量的累计值；当物品重量的累计值达到警戒重量时，发出警报。
73.具体的，物流机器人1包括多个颜色互异的警示灯70。控制模块40根据载台10上已承载物品的重量逼近预设承载极限的程度，控制相应的警示灯70点亮。例如，物理机器人有红、黄、绿三种颜色的灯。警戒重量为20kg，承载极限为25kg。在上料过程中，当载台10所承载的重量小于20kg时，物流机器人1上的绿灯亮，表示还可以接收上料。当载台10所承载的重量达到20kg时，黄色灯亮，表示已经达到警戒重量，不可放置较重的物品了。当载台10所承载的重量达到25kg时，红色灯亮，表示此时无法再接收物品。此时可以控制物流机器人1直接启动下一步动作。
74.在一实施例中，控制行走机构30带动载台10行进到指定位置，还包括：行进到指定位置，获取当前可接收的物品重量；显示或播放可接收的物品重量。
75.在此，可接收的物品的重量可以是承载极限重量与当前承载重量的差值。
76.具体的，物流机器人1包括显示器80和/或语音播放装置；显示器80用于在物流机器人1行进到指定位置时，显示可接收的物品重量和/或物品类型；语音播放装置用于在物流机器人1行进到指定位置时，播放可接收的物品重量和/或物品类型。
77.应当理解，显示器80/语音播放装置与控制模块40电连接，以接收控制模块40所传来的载台10上当前的载重信息以及物品类型信息，从而进行显示/播报。
78.虽然已参照几个典型实施方式描述了本技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本技术能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。