无人仓和无人车的对接设备及对接系统的制作方法

1.本公开涉及无人配送技术领域，具体地，涉及一种无人仓和无人车的对接设备及对接系统。


背景技术：

2.近年来，随着新零售、快递、外卖行业的迅猛发展，用户对送货的时效性要求越来越高，人工配送成本也越来越高，在此情况下，无人配送应运而生。
3.通常情况下，消费者下单后，智能货架接到订单需求，传递给无人仓系统，由运输机器人开始在不同的货架间收集订单商品，打包后交付给无人车，完成最后的配送履约。
4.但是，在运输机器人收集完商品到打包装车这部分动作目前仍由人工负责，不能完全体现无人门店的价值和特点，也无法达成24小时全自动运营的目标。


技术实现要素：

5.本公开的目的是提供一种无人仓和无人车的对接设备及对接系统，以部分地解决相关技术中存在的上述问题。
6.为了实现上述目的，本公开提供一种无人仓和无人车的对接设备，所述对接设备包括：机械手机构，该机械手机构包括移动平台和多轴机械手，所述多轴机械手可移动地设置在所述移动平台上；和送货器，该送货器设置在所述多轴机械手的执行端，所述送货器具有货物入口和朝向无人车停放区域开放的货物出口。
7.可选地，所述移动平台包括轨道、滑动安装座和驱动机构，所述多轴机械手设置在所述滑动安装座上，所述滑动安装座可移动地设置在所述轨道上，所述驱动机构与所述滑动安装座传动连接。
8.可选地，所述驱动机构包括电机和与所述电机相连的丝杠，所述丝杠可绕自身轴线转动地设置在所述轨道上且沿所述轨道的长度方向延伸，所述滑动安装座与所述丝杠螺纹配合，其中，所述滑动安装座抵接于所述轨道，以限制所述滑动安装座跟随所述丝杠转动。
9.可选地，所述移动平台还包括激光位移传感器，该激光位移传感器设置于所述滑动安装座。
10.可选地，所述送货器构造为翻转料斗，所述翻转料斗可绕水平轴线转动地安装在所述多轴机械手的执行端，所述货物出口远离所述多轴机械手设置。
11.可选地，所述多轴机械手至少包括沿竖直轴线延伸的第一转轴以及分别沿水平轴线延伸的第二转轴和第三转轴，所述第二转轴和所述第三转轴相互平行。
12.本公开的另一方面还提供一种无人仓和无人车的对接系统，所述对接系统包括配货设备和上述的无人仓和无人车的对接设备，所述配货设备用于在所述无人仓和所述对接设备之间运送货物。
13.可选地，所述对接设备至少为两组，该两组对接设备关于无人车停放区域对称设
置。
14.可选地，所述配货设备包括agv小车，该agv小车具有装卸机构，以能够在所述agv小车和所述送货器之间输送货物。
15.可选地，所述对接系统还包括控制系统，该控制系统包括控制器、人机交互设备、报警模块、通信模块和电源模块，所述控制器分别与所述人机交互设备、报警模块、通信模块、电源模块、移动平台和所述多轴机械手通信连接。
16.通过上述技术方案，即，本公开提供的无人仓和无人车的对接设备，利用了多轴机械手的灵活性好、自动化高、可控性强的特点，可以根据实际公开装配各种结构和自由度的机械手，能够适应更多的工作场合并且节约工作工件，此外，搭配移动平台，能够进一步增加本公开提供的对接设备的灵活度。具体工作中，多轴机械手通过送货器从货物入口接收货物，然后通过移动平台移动至卸货位置并通过送货器将货物从货物出口投放至无人车。因此，本公开无人仓和无人车的对接设备完全替代了整套配送流程中最后的人工环节，达到了24小时全流程无人化运营的目的。
17.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
19.图1是本公开示例性实施方式中提出的无人仓和无人车的对接设备的多轴机械手位于送货位置的结构示意简图；
20.图2是本公开示例性实施方式中提出的无人仓和无人车的对接设备的多轴机械手位于接货位置的结构示意简图；
21.图3是本公开示例性实施方式中提出的无人仓和无人车的对接设备的移动平台的俯视图；
22.图4是本公开示例性实施方式中提出的无人仓和无人车的对接设备的翻转料斗的结构简图；
23.图5是本公开示例性实施方式中提出的无人仓和无人车的对接系统的控制系统的框架示意图。
24.附图标记说明
[0025]1‑
移动平台；101
‑
轨道；102
‑
滑动安装座；103
‑
驱动机构；1031
‑
电机；1032
‑
丝杠；2
‑
多轴机械手；201
‑
第一转轴；202
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第二转轴；203
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第三转轴；204
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机械臂；205
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机械支臂；206
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第四转轴；3
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无人车；4
‑
agv小车；5
‑
送货器；501
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翻转料斗；5011
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固定底板；5012
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侧板；6
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控制器；7
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人机交互设备；8
‑
报警模块；9
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通信模块；10
‑
电源模块。
具体实施方式
[0026]
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0027]
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相关构件轮廓的内、外。“第一、第二”等是指为了区分一个要素与另一个要素，不具有顺序性和重要性。
[0028]
下面将参照附图和具体实施方式对本公开作进一步的说明。
[0029]
根据本公开的第一个方面，提供一种无人仓和无人车的对接设备，参考图1至图5所示，所述对接设备包括：机械手机构，该机械手机构包括移动平台1和多轴机械手2，多轴机械手2可移动地设置在移动平台1上；和送货器5，该送货器5设置在多轴机械手2的执行端，送货器5具有货物入口和朝向无人车停放区域开放的货物出口。
[0030]
通过上述技术方案，即本公开提供的无人仓和无人车的对接设备，利用了多轴机械手的灵活性好、自动化高、可控性强的特点，可以根据实际公开装配各种结构和自由度的机械手，能够适应更多的工作场合并且节约工作工件，此外，搭配移动平台，能够进一步增加本公开提供的对接设备的灵活度。具体工作中，多轴机械手2通过送货器5从货物入口接收货物，然后通过移动平台1移动至卸货位置并通过送货器5将货物从货物出口投放至无人车。因此，本公开无人仓和无人车的对接设备完全替代了整套配送流程中最后的人工环节，达到了24小时全流程无人化运营的目的。
[0031]
其中，图1示出了多轴机械手2在移动平台1上移动至送货位置时的状态示意图，所述无人车停放区域内停放有无人车3，在送货位置，多轴机械手2通过送货器5将货物投入无人车3中；图2示出了多轴机械手2在移动平台1上移动至接货位置时的状态示意图，在接货位置，多轴机械手2通过送货器5接收来自无人仓的货物。
[0032]
移动平台1可以以任意合适的方式构造，其目的是使得多轴机械手2可以在移动平台1上从接货位置移动至送货位置。例如，在一些实施方式中，参考图1至图3所示，移动平台1可以包括轨道101、滑动安装座102和驱动机构103，多轴机械手2设置在滑动安装座102上，滑动安装座102可移动地设置在轨道101上，驱动机构103与滑动安装座102传动连接。这样，通过驱动机构103驱动滑动安装座102在轨道101上移动，即可实现多轴机械手2在移动平台1上的移动。
[0033]
驱动机构103可以以任意合适的方式构造，其目的是驱动滑动安装座102在轨道101上移动。例如，在一些实施方式中，参考图1至图3所示，驱动机构103可以包括电机1031和与电机1031相连的丝杠1032，丝杠1032可绕自身轴线转动地设置在轨道101上且沿轨道101的长度方向延伸，滑动安装座102与丝杠1032螺纹配合，其中，滑动安装座102抵接于轨道101，以限制滑动安装座102跟随丝杠1032转动。这样，电机1031驱动丝杠1032转动，进而通过丝杠传动地方式，实现滑动安装座102在轨道101上的移动。其中，电机1031可以通过同步带驱动所述丝杠1032转动，也可以通过其他合适的方式驱动丝杠1032转动，例如通过齿轮传动或通过减速器驱动丝杠1032转动，本公开在此不作具体限制。
[0034]
在一些具体的实施方式中，滑动安装座102可以以任意合适的方式抵接于轨道101，以限制滑动安装座102跟随丝杠1032转动。例如，移动平台1可以包括引导机构，该引导机构包括相互配合的滑轨和滑块，所述滑轨设置于所述轨道101且沿着所述轨道101的长度方向延伸，所述滑块设置于所述滑动安装座102。这样，滑动安装座102可以通过滑块与滑轨相配合，以抵接于轨道101。通过此种方式，一方面可以限制滑动安装座102跟随丝杠1032转动，另一方面也可以使得滑动安装座102在轨道101上移动更加平稳。
[0035]
在另一些实施方式中，驱动机构103还可以包括齿条、齿轮和第一驱动电机，所述齿条设置于轨道101上且沿轨道101的长度方向延伸，所述齿轮可绕自身轴线转动地设置于滑动安装座102且与所述齿条啮合，所述第一驱动电机与所述齿轮传动连接。这样，通过第
一驱动电机驱动齿轮转动，可以使得滑动安装座通过齿轮齿条传动地方式在轨道101上移动。
[0036]
其中，轨道101可以具有一定的弯曲弧度，相应地，齿条沿着轨道101延伸也可以具有一定的弯曲弧度。这样，可以根据本公开提供的对接设备的实际应用场景及应用空间等因素对轨道101的延伸方向和弯曲弧度进行合理布置，以达到合理利用空间及增大适用范围的目的。
[0037]
在又一些实施方式中，驱动机构103还可以包括带轮、同步带和第二驱动电机，所述带轮的数量为两个且分别可转动地安装于轨道101的两端，所述第一同步带环绕在两个所述带轮上，并且能够随着所述带轮的转动而传动，所述第二驱动电机的输出端与任意一个所述带轮驱动连接，滑动安装座102固连于所述同步带。这样，通过第二驱动电机驱动与其连接的带轮转动，带动同步带传动，进而实现滑动安装座102在轨道101上的移动。
[0038]
考虑到多轴机械手2及滑动安装座102在轨道101上移动时，需要对其进行精确的定位，以使得位于多轴机械手2执行端的送货器5能够适于进行装卸货操作。因此，在一些实施方式中，移动平台1还可以包括激光位移传感器，该激光位移传感器设置于滑动安装座102。在一些具体的实施方式中，激光位移传感器可以设置于滑动安装座102朝向无人车3的一侧；这样，通过激光位移传感器能够实时测量及反馈滑动安装座102至无人车3之间的距离，当检测到滑动安装座102与无人车3之间的距离满足预设距离时，滑动安装座102停止移动，多轴机械手2进行装卸货操作。
[0039]
送货器5可以以任意合适的方式构造，其目的是能够完成接收货物和投放货物的操作。例如，在一些实施方式中，参考图1、图2和图4所示，送货器5构造为翻转料斗501，翻转料斗501可绕水平轴线转动地安装在多轴机械手2的执行端，所述货物出口远离多轴机械手2设置。这样，翻转料斗501通过所述货物入口接收货物后，可以通过翻转的方式将货物从货物出口投放至无人车，随后通过再次翻转的方式复位以重新接收货物。
[0040]
为了避免货物在转送过程中掉落，在一些实施方式中，参考图4所示，翻转料斗501包括固定底板5011和围绕在固定底板5011边缘设置的侧板5012，侧板5012具有形成所述货物出口的缺口，并且侧板5012的顶部围成所述货物入口，固定底板5011为方形，侧板5012的数量为三块，并依次围绕在固定底板5011的三个边上。这样，通过三个侧板5012形成三面防护的结构，不仅能够防止货物在转送过程中掉落，而且能够增加货物的转运量以及能够提高装货效率。
[0041]
本公开中的多轴机械手2可以根据实际公开任意布置，选择适合的自由度即可。考虑到多轴机械手2在货物转运过程中，需要完成在水平方向上的回转动作、竖直方向上的伸展收缩动作以及翻转料斗501的翻转动作，因此在一些实施方式中，参考图1和图2所示，多轴机械手2至少包括沿竖直轴线延伸的第一转轴201以及分别沿水平轴线延伸的第二转轴202和第三转轴203，第二转轴202和第三转轴203相互平行。这样，通过控制第一转轴201转动可以使得多轴机械手2完成在水平方向上的回转动作，如由图1中示出的多轴机械手2朝向无人车3一侧回转至图2中多轴机械手2朝向配货设备一侧。其中，第二转轴202和第三转轴203之间设置有机械臂204，翻转料斗501通过第三转轴203转动地连接于机械臂204。这样，通过控制第二转轴202可以使得机械臂204绕第二转轴202旋转，进而可以调整翻转料斗501于竖直方向上的高度位置。因此，当将翻转料斗501移动至对准无人车3的接货口时，可
以控制第三转轴203转动，进而完成翻转料斗501的翻转过程。其中，第一转轴201、第二转轴202、第三转轴203的转动均可以通过设置驱动电机来进行控制，例如采用步进电机，本公开对其具体的工作原理不作限制。
[0042]
在一些具体的实施方式中，为了便于调整翻转料斗501于竖直方向上的位置，机械臂204可以包括机械支臂205和第四转轴206，机械支臂205和第四转轴206的数量可以为多个，且相邻两个机械支臂205通过一个第四转轴206转动连接。这样，当需要调整翻转料斗501在竖直方向上的位置时，可以通过控制对应的第四转轴206转动，使对应的机械支臂205绕第四转轴206转动，来达到调整翻转料斗501位置的目的。其中，第四转轴206地转动也可以通过设置驱动电机来进行控制，例如步进电机，本公开对其具体的工作原理不作限制。
[0043]
基于上述技术方案，本公开还提供一种无人仓和无人车的对接系统，所述对接系统包括配货设备和上述的无人仓和无人车的对接设备，所述配货设备用于在所述无人仓和所述对接设备之间运送货物。这样，配货设备从无人仓取出货物后传送给送货器5，多轴机械手2在移动平台1上移动至预设位置后，控制送货器5对准无人车3的接货口进行投放货物，即可完成全流程无人化的配货过程。
[0044]
为了增加配货效率，在一些实施方式中，所述对接设备至少为两组，该两组对接设备关于无人车停放区域对称设置。这样，通过无人车3两侧的对接设备同时对无人车3进行配货，可有效提高配货效率，同时可节省占地资源，节约成本。
[0045]
在一些实施方式中，参考图2所示，所述配货设备包括agv小车4，该agv小车4具有装卸机构，以能够在agv小车4和送货器5之间输送货物。其中，装卸机构可以采用传送带输送机构，以将来自无人仓的货物通过传送带输送给送货器5。agv小车4为较成熟的现有技术，此处不再对其具体结构进行赘述。
[0046]
在一些实施方式中，参考图5所示，所述对接系统还包括控制系统，该控制系统包括控制器6、人机交互设备7、报警模块8、通信模块9和电源模块10，控制器6分别与人机交互设备7、报警模块8、通信模块9、电源模块10、移动平台1和多轴机械手2通信连接。通过该控制系统，实现对所述对接系统中各个设备的自动控制，包括对多轴机械手2及驱动机构103的控制等，最终实现将接收的来自无人仓的货物输送到无人车3中。
[0047]
其中，电源模块10可以连接市电，用于为所述对接系统中的各设备供电；通信模块9可以采用rs485总线、rs232总线、wifi模块、4g/5g模块、蓝牙模块、zigbee模块中的一种或多种，以与外部通信连接，如与所述对接系统外部的云平台或者控制和监控中心通信连接等，以接收和发送各种信息，本公开对此不作具体限定。
[0048]
报警模块8用于实现所述对接系统的故障报警功能，提供报警指示，例如可以通过声光报警器发出声光报警或通过通信模块9将报警信息传送至云平台发出警示；通过此种方式能够便于对所述对接系统的维护保养以及便于操作人员快速地查找出故障原因。
[0049]
人机交互设备7可以采用触摸屏，通过该触摸屏可以显示设备视图、操作画面、故障报警和信息查询及维护等信息。例如，可以通过设备视图界面反映各设备的工作状态、技术参数、运行位置和相应的物料信息等；通过操作画面界面可以对实际的设备进行手动和半自动的操作；通过故障报警界面可以提供安全、防护装置的状态异常报警，并提供各种故障信息的查询、报警分级等信息；通过信息查询及维护界面可以查询当前货物的信息。
[0050]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实
施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0051]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0052]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。