取放货结构、物流机器人及仓储系统的制作方法

本技术实施例涉及物流仓储，具体涉及一种取放货结构、物流机器人及仓储系统。

背景技术：

1、目前，随着技术发展，人们的生产力不断提高，各种产品的产量与需求日益增大，进而使产品及其原材料的仓储需求也不断增大，因此人们建立了仓库以更好地进行存储。

2、在仓库存储的物品数量较大时，如果仅通过人力进行物品的管理，物品的取出与放置的效率较差，在一些原材料种类复杂、吞吐量大的领域，物流仓储效率甚至会直接影响生产作业的效率。因此，人们往往通过机器人辅助进行物流仓储，机器人在对仓库中的物品进行取放货时，能够更好地取放重量大的物品，且可以以较少的人力进行配合的情况下进行大量物品的取放，通过设计合理的自动化程序，甚至能够实现完全由机器人自动管理仓库物品的效果。

3、然而，现有的物流仓储技术中，机器人在执行取放货操作时容易撞上物料箱或者遮挡物，进而发生问题。因此，迫切需要设计一种合理的取放货结构，降低取放货机器人在作业时发生问题的概率。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种取放货结构、物流机器人及仓储系统，用于解决取放货机器人的机械臂对遮挡物的检测效果较差的问题。

2、根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种取放货结构，包括主体结构、第一机械臂和第一传感器，第一机械臂设置于主体结构上且可相对于主体结构直线移动，第一传感器设置于第一机械臂上，第一传感器用于在第一机械臂伸出移动时检测第一机械臂前方的遮挡物，第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角α，夹角α大于0°且小于90°。

3、本技术实施例提出的取放货结构在实际应用时，通过使第一传感器发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，当第一传感器通过第一感应光束检测到第一距离小于第一距离阈值时，意味着第一机械臂与遮挡物的最短距离亦小于实际作业所需的安全距离，此时第一机械臂停止移动，避免第一机械臂与遮挡物产生磕碰，降低了由于机械臂磕碰产生意外的概率，同时，由于第一传感器的第一发射点发射的第一感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成大于0°且小于90°的夹角α，使得第一传感器发出的第一感应光束还能够检测到机械臂端面边缘的区域，进而能够避免机械臂的端面边缘磕碰遮挡物，且本技术实施例对第一传感器的感应要求较低，只需要能够射出单线束的感应光束的传感器便可基本实现本技术实施例的技术效果，不要求必须采用多线束或多个传感器，降低了应用成本，有利于在物流仓储等对本技术实施例提出的取放货结构需求量较大的技术领域进行大量部署。

4、在一种可选的方式中，第一机械臂用于对物料箱进行取放，第一传感器用于在第一机械臂对物料箱进行取放时，通过第一发射点发射第一感应光束以检测第一发射点至遮挡物的第一距离，第一机械臂用于在第一传感器检测到第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动。通过使第一机械臂在第一传感器检测到第一距离小于或等于第一距离阈值时停止移动，使得本技术实施例提供的取放货结构能够在第一传感器感应到遮挡物且遮挡物即将与第一机械臂产生碰撞时，及时使第一机械臂停止移动，避免第一机械臂与遮挡物的碰撞，降低了磕碰意外发生的概率。

5、在一种可选的方式中，第一传感器倾斜设置于第一机械臂上，以形成夹角α，和/或，夹角α＞5°，和/或，夹角α＜33°，和/或，第一感应光束所在直线与水平面平行，和/或，第一传感器设置于第一机械臂的伸出端的端部，和/或，第一传感器设置于第一机械臂伸出端的端面的中心位置，和/或，第一传感器为激光测距传感器。在实际应用中，传感器射出的光束往往都是与传感器主体的至少一个端面平行的，若要使传感器射出倾斜的感应射线可能需要对传感器进行定制，不利于成本，通过将第一传感器倾斜设置于第一机械臂上，可以方便地实现使第一感应光束倾斜，而夹角α＞5°和/或夹角α＜33°则是在物流仓储领域中常用的参数，在这个范围内设置夹角α可以检测到实际作业中可能出现的绝大多数遮挡物，更加便于技术人员装配。而通过使第一感应光束所在直线与水平面平行，可以使得第一感应光束的倾斜角度正好就是夹角α的余角，更利于技术人员对夹角α的精确设置，不易使得角度产生偏差。通过将第一传感器设置于第一机械臂的伸出端的端部，使得第一机械臂在移动时能够保证第一传感器能够最先检测到遮挡物，不容易出现第一机械臂已经与遮挡物产生磕碰后第一传感器才检测到遮挡物的意外，而将第一传感器设置于第一机械臂伸出端的端部的中心位置则能够使第一传感器的感应面积更加均衡，减少伸出端的端面部位的感应盲区。通过采用激光测距传感器，在保证了本技术实施例感应避障功能的实现的同时，也能够提高第一传感器感应遮挡物的精度。

6、在一种可选的方式中，还包括第二传感器，第二传感器设置于第一机械臂上，第二传感器的第二发射点发射的第二感应光束所在直线与第一机械臂移动方向所在直线在水平面上的投影之间形成夹角β，夹角β大于0°且小于90°，第一传感器用于检测靠近第一机械臂一侧的遮挡物，第二传感器用于检测靠近第一机械臂另一侧的遮挡物。通过设置第二传感器，使第二传感器发射第二感应光束，使得第一机械臂不仅能够对其一个方向上的遮挡物做出响应，还能够对另一方向的遮挡物做出响应，进一步降低了第一机械臂磕碰的概率，并且使得本技术实施例提出的取放货结构在对多个并排摆放的物料箱进行取放货时能够同时感应第一机械臂两边的物料箱，避免了仅能对一边的遮挡物进行感应导致与另一边的遮挡物产生磕碰的意外发生。

7、在一种可选的方式中，第一传感器和/或第二传感器为激光测距传感器且第一感应光束和/或第二感应光束的光斑直径为0.5-5mm。通过采用激光测距传感器，并使第一感应光束和/或第二感应光束的光斑直径为0.5-5mm，可以使得第一传感器和/或第二传感器的感应更加精准，不易由于感应光束的扩散过大而影响第一传感器和/或第二传感器的精确度。

8、在一种可选的方式中，第一传感器具有角度控制装置，角度控制装置用于调整第一发射点的朝向，以在大于0°且小于90°的范围内调节夹角α的大小。通过设置角度控制装置，使得本技术实施例提出的取放货结构的中第一传感器所发射的第一感应光束与第一机械臂端面所在平面之间的夹角α可以实时调整控制，不需要在生产组装过程中预先定好固定的角度，技术人员在实际应用中可以根据实际需要随时对夹角α进行调整，降低了操作难度，提高了适用性与易用性。

9、在一种可选的方式中，包括至少两个第一机械臂，其中至少两个第一机械臂对称设置。由于在物流仓储领域中的某些情况下，物料箱可能会较重，单个机械臂难以确保能够承载物料箱的重量，通过在主体结构上设置至少两个第一机械臂，并使其中至少两个第一机械臂对称设置，使得本技术实施例提出的取放货结构可以由多个机械臂以更加稳定的方式对货物进行取放，且能承载更大重量的货物，不易出现货物重量较大而机械臂承载力不够的情况。

10、根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种物流机器人，包括如上任意一项实施例的取放货结构。在物流机器人上应用本技术实施例提供的取放货结构时，只需要技术人员根据夹角α与预设的安全距离，计算出第一距离阈值，将取放货结构中的第一传感器设置为感应到倾斜射出的第一感应光束的长度小于第一距离阈值时，便向第一机械臂发出调整信号，使得第一机械臂在接收到调整信号后停止移动，避免第一机械臂磕碰到遮挡物，能够降低物流机器人在进行物流仓储取放货物时由于机械臂磕碰导致故障的概率。

11、在一种可选的方式中，物流机器人还包括移动底盘，移动底盘与取放货结构连接，移动底盘用于支撑并带动取放货结构移动，移动底盘上设置有至少一个第三传感器，第三传感器连接于移动底盘，第三传感器用于射出第三感应光束，第三感应光束所在直线与移动底盘移动方向所在直线形成夹角γ，夹角γ大于0°且小于90°。通过在物流机器人的移动底盘上设置至少一个第三传感器，并使第三传感器发出的第三感应光束所在直线与移动底盘移动方向所在直线形成大于0°且小于90°的夹角γ，使得移动底盘在带动物流机器人移动时，能够对移动路线上的遮挡物进行感应，能够避免物流机器人在被移动底盘带动移动时由于感应不到遮挡物，而造成物流机器人与遮挡物产生磕碰。

12、本技术实施例提供的取放货结构通过使第一传感器发射出的第一感应光束与第一机械臂的端面所在的平面之间形成大于0°且小于90°的夹角α，扩大了第一传感器的感应范围，倾斜发射的第一感应光束能够更好地感应物流仓储领域中可能出现遮挡物导致机械臂磕碰的区域，并且使得操作人员可以根据实际需要灵活地设置第一机械臂的避障条件，提高了取放货结构感应遮挡物的概率和适用性。

13、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。