一种货物搬运方法、装置及搬运机器人与流程

文档序号:37211284发布日期:2024-03-05 14:54阅读:119来源:国知局

本发明涉及装车,特别是涉及一种货物搬运方法、装置及搬运机器人。


背景技术:

1、在仓储和物流环节中,装、卸货作业基本是由人力完成,但是这种装、卸货作业的工作环境恶劣,且人工成本较高,因此,采用搬运机器人代替人工进行装、卸货作业成为了必然的趋势。

2、在现有技术中,搬运机器人通常是通过履带、轮子等可移动的底盘在车厢内移动,底盘上固定安装关节机械臂并配置有抓手进行装卸货作业。但是由于关节机械臂自身存在奇异点,在使用搬运机器人在装、卸货过程中,若关节机械臂处于奇异点时可能引起关节机械臂卡住或报错而无法正常工作,导致搬运机器人的装卸效率较低。


技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种货物搬运方法、装置及搬运机器人,以提高搬运机器人的装卸效率。具体技术方案如下:

2、第一方面,本技术实施例提供了一种货物搬运方法,应用于搬运机器人的处理器,所述搬运机器人还包括关节机械臂,所述方法包括:

3、获取需要搬运的货物的取货位置和卸货位置;

4、确定所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

5、确定所述关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径;

6、在所述第一运动路径所途经的位姿中,确定所述关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿;

7、调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;

8、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物。

9、在一种可能的实施方式中,所述调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括奇异点位姿,包括:

10、将所述第一运动路径从途经所述奇异点位姿调整为途经第二位姿,得到新的第一运动路径;

11、返回执行所述在所述第一运动路径途经的位姿中,确定所述关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿的步骤,直至所述新的第一运动路径途经的位姿中不包括奇异点位姿,得到所述第二运动路径。

12、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人还包括底座、平移轴,所述底座可移动地设置于平移轴,所述关节机械臂设置于所述底座,所述方法还包括:

13、确定关节机械臂在所述底座处于预设起点位时抓取到所述货物时所处的位姿,作为预设抓取位姿,其中,所述预设起点位为所述关节机械臂能够抓取到货物时所述底座在所述平移轴上的初始位置;

14、确定所述预设抓取位姿是否为奇异点位姿;

15、若所述预设抓取位姿为奇异点位姿,则调整所述底座在所述平移轴上的位置,得到新的预设起点位;

16、返回执行所述确定关节机械臂在所述底座处于预设起点位时抓取到所述货物时所处的位姿的步骤,直至所述关节机械臂在所述底座处于预设起点位时的预设抓取位姿不为奇异点位姿,得到所述底座在所述平移轴上的实际起点位;

17、向所述搬运机器人的驱动装置发送第二命令,以使所述驱动装置驱动所述底座移动至所述实际起点位。

18、在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

19、确定关节机械臂在所述底座处于预设终点位时码放所述货物时所处的位姿,作为预设卸货位姿,其中,所述预设终点位为所述关节机械臂能够在所述卸货位置码放所述货物时所述底座在所述平移轴上的预设位置;

20、确定所述预设卸货位姿是否为奇异点位姿;

21、若所述预设卸货位姿为奇异点位姿,则调整预设终点位的位置,得到新的预设终点位;

22、返回执行所述确定所述关节机械臂在所述预设终点位是否存在奇异点的步骤,直至所述关节机械臂在所述底座处于预设终点位时的预设卸货位姿不为奇异点位姿,得到所述底座在所述平移轴上的实际终点位;

23、所述向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物,包括:

24、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂从初始位姿运动至所述目标抓取位姿并到达所述取货位置,以所述目标抓取位姿抓取货物,其中,所述初始位姿为所述关节机械臂执行当前搬运任务之前的初始姿态;

25、驱动所述底座从所述实际起点位运动至所述实际终点位;

26、驱动所述关节机械臂在所述取货位置运动至所述卸货位置;

27、驱动所述关节机械臂按照所述第二运动路径以所述目标抓取位姿运动至所述目标卸货位姿;

28、驱动所述关节机械臂在所述卸货位置以所述目标卸货位姿码放货物。

29、在一种可能的实施方式中,所述调整所述底座在所述平移轴上的位置,包括:

30、将所述底座的位置向前平移,其中,将所述搬运机器人朝向卸货位置的方向表示为前方,将所述搬运机器人朝向所述取货位置的方向表示为后方;

31、所述调整预设终点位的位置,包括:

32、将所述预设终点位的位置向后平移。

33、在一种可能的实施方式中,在所述驱动所述关节机械臂在所述卸货位置以所述目标卸货位姿码放货物的步骤之后,所述方法还包括:

34、驱动所述底座运动至所述预设起点位;

35、驱动所述关节机械臂处于所述初始位姿。

36、在一种可能的实施方式中,所述确定所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿,包括:

37、确定所述关节机械臂以当前抓取方式在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂以当前抓取方式在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

38、所述调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿,包括:

39、若调整策略为调整途经位姿,则调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;

40、所述方法还包括:

41、若所述调整策略为调整抓取方式,则将所述关节机械臂的抓取方式调整为备选抓取方式;

42、确定所述关节机械臂以所述备选抓取方式抓取所述货物时的位姿,作为新的目标抓取位姿;并确定所述关节机械臂以所述备选抓取方式码放所述货物时的位姿,作为新的目标卸货位姿;

43、返回执行确定所述搬运机器人的关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径,直至所述关节机械臂以备选抓取方式从所述目标抓取位姿运动至所述目标卸货位姿的第一运动路径途经的位姿中不存在奇异点位姿。

44、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人设置有行走底盘,所述关节机械臂设置于所述行走底盘,所述方法还包括:

45、获取所述搬运机器人的多个作业点以及所述搬运机器人在每个作业点需要搬运的货物的数量;

46、所述确定所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿,包括:

47、针对每个作业点,确定所述搬运机器人在当前作业点时所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述搬运机器人在当前作业点时所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

48、所述方法还包括:

49、针对当前作业点,根据在当前作业点需要搬运的货物的数量,判断当前作业点需要搬运的货物是否搬运完成;

50、若当前作业点需要搬运的货物搬运完成,则向所述搬运机器人的确定装置发送移动命令,以使得所述驱动装置驱动所述行走底盘带动所述关节机械臂移动至下一个作业点。

51、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人有两个关节机械臂,所述方法还包括:

52、确定是否接收到使用所述两个关节机械臂各自执行当前搬运任务的第三命令;

53、所述获取需要搬运的货物的取货位置和卸货位置,包括:

54、若接到所述第三命令,分别获取各关节机械臂需要搬运的货物的取货位置和卸货位置;

55、所述确定所述搬运机器人的关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径,包括:

56、针对每个所述关节机械臂,确定关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径。

57、在一种可能的实施方式中,所述调整所述第一运动路径得到第二运动路径,包括:

58、针对每一个所述关节机械臂,调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;

59、所述方法还包括:

60、基于所述两个关节机械臂各自对应的所述第二运动路径,判断所述两个关节机械臂是否会发生碰撞;

61、若所述两个关节机械臂会发生碰撞,所述向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物,包括:

62、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置按顺序驱动所述两个关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物,其中,所述第一命令中包括所述两个关节机械臂执行各自对应的所述当前搬运任务时的执行顺序。

63、在一种可能的实施方式中,若所述两个关节机械臂不会发生碰撞,所述向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物,包括:

64、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置同时驱动所述两个关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物。

65、第二方面,本技术实施例提供了一种搬运机器人,所述搬运机器人包括:处理器、关节机械臂和驱动装置;

66、所述处理器,用于获取需要搬运的货物的取货位置和卸货位置;确定所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;确定所述关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径;在所述第一运动路径所途经的位姿中,确定所述关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿;调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令;

67、所述驱动装置,用于响应于所述第一命令驱动所述关节机械臂;

68、所述关节机械臂,用于以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物。

69、第三方面,本技术实施例提供了一种货物搬运装置,应用于搬运机器人的处理器,所述搬运机器人还包括关节机械臂,所述装置包括:

70、位置获取模块,用于获取需要搬运的货物的取货位置和卸货位置;

71、位姿确定模块,用于确定所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

72、路径确定模块,用于确定所述关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径;

73、奇异点确定模块,用于在所述第一运动路径所途经的位姿中,确定所述关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿;

74、路径调整模块,用于调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;

75、第一命令发送模块,用于向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物。

76、在一种可能的实施方式中,所述路径调整模块,具体用于:

77、将所述第一运动路径从途经所述奇异点位姿调整为途经第二位姿,得到新的第一运动路径;

78、返回执行所述在所述第一运动路径途经的位姿中,确定所述关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿的步骤,直至所述新的第一运动路径途经的位姿中不包括奇异点位姿,得到所述第二运动路径;

79、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人还包括底座、平移轴,所述底座可移动地设置于平移轴,所述关节机械臂设置于所述底座,所述装置还包括:

80、抓取位姿确定模块,用于确定关节机械臂在所述底座处于预设起点位时抓取到所述货物时所处的位姿,作为预设抓取位姿,其中,所述预设起点位为所述关节机械臂能够抓取到货物时所述底座在所述平移轴上的初始位置;

81、所述抓取位姿确定模块,还用于确定所述预设抓取位姿是否为奇异点位姿;

82、底座调整模块,用于若所述预设抓取位姿为奇异点位姿,则调整所述底座在所述平移轴上的位置,得到新的预设起点位;

83、第一返回执行模块,用于返回执行所述确定关节机械臂在所述底座处于预设起点位时抓取到所述货物时所处的位姿的步骤,直至所述关节机械臂在所述底座处于预设起点位时的预设抓取位姿不为奇异点位姿,得到所述底座在所述平移轴上的实际起点位;

84、第二命令发送模块,用于向所述搬运机器人的驱动装置发送第二命令,以使所述驱动装置驱动所述底座移动至所述实际起点位;

85、在一种可能的实施方式中,所述装置还包括:

86、卸货位姿确定模块,用于确定关节机械臂在所述底座处于预设终点位时码放所述货物时所处的位姿,作为预设卸货位姿,其中,所述预设终点位为所述关节机械臂能够在所述卸货位置码放所述货物时所述底座在所述平移轴上的预设位置;

87、所述卸货位姿确定模块,还用于确定所述预设卸货位姿是否为奇异点位姿;

88、终点位调整模块,用于若所述预设卸货位姿为奇异点位姿,则调整预设终点位的位置,得到新的预设终点位;

89、第二返回执行模块,用于返回执行所述确定所述关节机械臂在所述预设终点位是否存在奇异点的步骤,直至所述关节机械臂在所述底座处于预设终点位时的预设卸货位姿不为奇异点位姿,得到所述底座在所述平移轴上的实际终点位;

90、在一种可能的实施方式中,所述第一命令发送模块,具体用于:

91、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置驱动所述关节机械臂从初始位姿运动至所述目标抓取位姿并到达所述取货位置,以所述目标抓取位姿抓取货物,其中,所述初始位姿为所述关节机械臂执行当前搬运任务之前的初始姿态;

92、驱动所述底座从所述实际起点位运动至所述实际终点位;

93、驱动所述关节机械臂在所述取货位置运动至所述卸货位置;

94、驱动所述关节机械臂按照所述第二运动路径以所述目标抓取位姿运动至所述目标卸货位姿;

95、驱动所述关节机械臂在所述卸货位置以所述目标卸货位姿码放货物;

96、在一种可能的实施方式中,所述底座调整模块,具体用于:

97、将所述底座的位置向前平移,其中,将所述搬运机器人朝向卸货位置的方向表示为前方,将所述搬运机器人朝向所述取货位置的方向表示为后方;

98、所述终点位调整模块,具体用于:

99、将所述预设终点位的位置向后平移;

100、在一种可能的实施方式中,所述第一命令发送模块,具体用于向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得驱动装置在所述驱动所述关节机械臂在所述卸货位置以所述目标卸货位姿码放货物的步骤之后,驱动所述底座运动至所述预设起点位;

101、驱动所述关节机械臂处于所述初始位姿;

102、位姿确定模块,具体用于:

103、确定所述关节机械臂以当前抓取方式在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述关节机械臂以当前抓取方式在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

104、所述路径调整模块,具体用于:

105、若调整策略为调整途经位姿,则调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括所述奇异点位姿;

106、所述装置还包括:

107、抓取方式调整模块,用于若所述调整策略为调整抓取方式,则将所述关节机械臂的抓取方式调整为备选抓取方式;

108、备选抓取位姿确定模块,确定所述关节机械臂以所述备选抓取方式抓取所述货物时的位姿,作为新的目标抓取位姿;并确定所述关节机械臂以所述备选抓取方式码放所述货物时的位姿,作为新的目标卸货位姿;

109、第三返回执行模块,用于返回执行确定所述搬运机器人的关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径,直至所述关节机械臂以备选抓取方式从所述目标抓取位姿运动至所述目标卸货位姿的第一运动路径途经的位姿中不存在奇异点位姿;

110、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人设置有行走底盘,所述关节机械臂设置于所述行走底盘,所述装置还包括:

111、数量获取模块,用于获取所述搬运机器人的多个作业点以及所述搬运机器人在每个作业点需要搬运的货物的数量;

112、所述位姿确定模块,具体用于针对每个作业点,确定所述搬运机器人在当前作业点时所述关节机械臂在所述取货位置抓取货物时所处的目标抓取位姿,并确定所述搬运机器人在当前作业点时所述关节机械臂在所述卸货位置码放货物时所处的目标卸货位姿;

113、所述装置还包括:

114、判断模块,用于针对当前作业点,根据在当前作业点需要搬运的货物的数量,判断当前作业点需要搬运的货物是否搬运完成;

115、若当前作业点需要搬运的货物搬运完成,则向所述搬运机器人的确定装置发送移动命令,以使得所述驱动装置驱动所述行走底盘带动所述关节机械臂移动至下一个作业点。

116、在一种可能的实施方式中,所述搬运机器人有两个关节机械臂,所述装置还包括:

117、第三命令接收模块,用于确定是否接收到使用所述两个关节机械臂各自执行当前搬运任务的第三命令;

118、所述位置获取模块,具体用于:

119、若接到所述第三命令,分别获取各关节机械臂需要搬运的货物的取货位置和卸货位置;

120、所述路径确定模块,具体用于:

121、针对每个所述关节机械臂,确定关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径;

122、所述路径调整模块,具体用于:

123、针对每一个所述关节机械臂,调整所述第一运动路径得到第二运动路径,以使得所述第二运动路径途经的位姿中不包括奇异点位姿;

124、在一种可能的实施方式中,所述装置还包括:

125、判断模块,用于基于所述两个关节机械臂各自对应的所述第二运动路径,判断所述两个关节机械臂是否会发生碰撞;

126、所述第一命令发送模块,具体用于:

127、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置按顺序驱动所述两个关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物,其中,所述第一命令中包括所述两个关节机械臂执行各自对应的所述当前搬运任务时的执行顺序;

128、在一种可能的实施方式中,若所述两个关节机械臂不会发生碰撞,所述第一命令发送模块,具体用于:

129、向所述搬运机器人的驱动装置发送第一命令,以使得所述驱动装置同时驱动所述两个关节机械臂以所述目标抓取位姿在所述取货位置抓取货物,按照所述第二运动路径从所述取货位置运动至所述卸货位置,以所述目标卸货位姿在所述卸货位置码放货物。

130、第四方面,本技术实施例提供了一种电子设备,包括:

131、存储器,用于存放计算机程序;

132、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一所述的货物搬运方法。

133、第五方面,本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的货物搬运方法。

134、本发明实施例有益效果:

135、本发明实施例提供的一种货物搬运方法,搬运机器人的处理器根据所接收到的当前搬运任务,确定出搬运机器人的关节机械臂从目标抓取位姿运动至目标卸货位姿的第一运动路径,并确定第一运动路径途经的位姿中关节机械臂存在奇异点的奇异点位姿,然后调整第一运动路径,使得调整后的运动路径途经的位姿中不包括奇异点位姿,作为第二运动路径,然后向搬运机器人的驱动装置发送命令,以使得驱动装置驱动关节机械臂按照第二运动路径执行当前搬运任务。通过本技术实施例的方法,在确定得到关节机械臂需要搬运的货物的第一运动路径后,确定出该第一运动路径途经的位姿中的奇异点位置,通过调整第一运动路径途经的位姿中的奇异点位姿得到第二运动路径,使得关节机械臂在第二运动路径包括的位姿中不存在奇异点位姿,避免了奇异点位姿造成关节机械臂卡住或报错的问题,提高了搬运机器人的装卸效率。

136、当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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