一种移动拣货放货装置及方法与流程

本发明涉及注塑生产的智能仓储技术领域，具体为一种移动拣货放货装置及方法。

背景技术：

随着科技的进步，注塑行业走向智能时代，智能仓储在注塑工厂中的重要性显而易见。仓库的拣货放货工作量巨大，智能化处理尤为重要。

现有技术中，一般是由叉车配合人工拣货放货，费时费力，不够智能。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是为了提供一种移动拣货放货装置及方法，使用高自由度操纵臂快速完成货物拾取，并放置于移动基座上的储物箱，移动基座自主导航移动，并由操纵臂完成放货，节约了时间成本，释放了工人压力。

为了达到上述发明的目的，本发明实施例提出的一种移动拣货放货装置及方法是通过以下技术方案实现的：

一种移动拣货放货装置，包括：

带储物箱的移动基座，用于装货物并移动；

用于拣货或放货的至少一个操纵臂，操纵臂连接于带储物箱的移动基座；

用于监测数据的一个或多个传感器，传感器连接于带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂；

用于存储数据的存储器，存储器连接于多个传感器；

连接于一个或多个传感器/存储器，带储物箱的移动基座，和至少一个操纵臂的处理器，处理器用于控制带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂以规定路径拣货或放货，以完成拣货放货的指示任务。

进一步地，拣货放货的指示任务至少包含待拾取、和/或放置货物的至少一个标识，指示任务通过仓库管理系统发出、客户端订单系统发出、和/或手动输入发出。

进一步地，标识包括：货物的形状、尺寸、重量、颜色、材料、和/或条形码。

进一步地，规定路径是通过移动拣货放货装置的位置距离待拣货放货货物的位置形成初始路径，再根据障碍物监测，以及拣货放货指示任务的优先级调整初始路径的方式确定。

进一步地，传感器包括：3d视觉传感器、和/或能够感测局部环境的3d图像能力的任何3d设备。

进一步地，操纵臂可升降并可360度旋转，用以升高、降低、和/或旋转所述操纵臂以拾取货物或放下货物。

一种移动拣货放货方法，包括：

根据拣货放货的指示任务中的货物标识，确定待拣货放货货物的位置；

根据移动拣货放货装置的位置以及待拣货放货货物的位置，确定初始行驶路径；

移动拣货放货装置根据障碍物监测，调整初始行驶路径，以规定路径拣货或放货；

当多个移动拣货放货装置相遇时，根据拣货放货指示任务的优先级，优先级最高的移动拣货放货装置优先通过。

进一步地，标识包括：货物的形状、尺寸、重量、颜色、材料、和/或条形码。

进一步地，拣货放货的指示任务是通过仓库管理系统发出、客户端订单系统发出、和或手动输入发出。

进一步地，优先级包括：表示时间参数的任何信息、和/或能够影响拣货放货的其他变量。

本发明提供的一种移动拣货放货装置及方法，通过带储物箱的移动基座，用于装货物并移动；用于拣货或放货的至少一个操纵臂，所述操纵臂连接于带储物箱的移动基座；用于监测数据的一个或多个传感器，所述传感器连接于带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂；用于存储数据的存储器，所述存储器连接于多个传感器；连接于一个或多个传感器/存储器，带储物箱的移动基座，和至少一个操纵臂的处理器，所述处理器用于控制带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂以规定路径拣货或放货，以完成拣货放货的指示任务。使用高自由度操纵臂快速完成拾取，并放置于移动基座上的储物箱，移动基座自主导航移动，并由操纵臂完成拣货放货，节约了时间成本，释放了工人压力。

附图说明

图1为移动拣货放货装置的结构示意图；

图2为移动拣货放货方法的流程图。

如图1所示，一种移动拣货放货装置100，包括：

带储物箱的移动基座101，用于装货物并移动；

用于拣货或放货的至少一个操纵臂102，操纵臂连接于带储物箱的移动基座101；

用于监测数据的一个或多个传感器103，传感器连接于带储物箱的移动基座101和至少一个操纵臂102；

用于存储数据的存储器104，存储器连接于多个传感器103；

连接于一个或多个传感器103，存储器104，带储物箱的移动基座101，和至少一个操纵臂102的处理器105，处理器用于控制带储物箱的移动基座101和至少一个操纵臂102以规定路径拣货或放货，以完成拣货放货的指示任务，拣货放货具体指根据发货订单挑选目标货物并抓取货物的动作，放货是指将货物放置货架、和/或放置储物箱的动作。

进一步地，拣货放货的指示任务是通过仓库管理系统发出、客户端订单系统发出、和/或手动输入发出。

在具体实施例中，手动输入拣货放货的指示任务的输入设备可以是触摸屏手动输入、和/或语音命令输入。更具体地，每个移动拣货放货装置还可以具有用户界面，其包括一个显示器和输入设备。输入设备可以是触摸屏、语音设备、键盘，输入按钮或这些设备的任意组合。

进一步地，存储器104可以是磁盘，usb闪存设备或其他形式的外部存储器存储设备。这种数据通过邻近通信技术例如近场通信（nfc），蓝牙、和/或短程射频识别（rfid）标准传输。

进一步，当传感器检测接近障碍物，或检测有不安全的信号警示，处理器可以控制移动拣货放货装置的速度、紧急制动或调转方向以避开障碍物。

在具体实施例中，移动拣货放货装置还可以配备有安全警示特征：一个或多个安全灯、警告信号灯、喇叭、和/或紧急停止按钮，用于显示是否处于正常工作的状态、转向提醒、异常警报、人工强制紧急制动。其中紧急停止按钮可安装在附近工人方便到达的地方。

进一步地，标识包括：货物的形状、尺寸、重量、颜色、材料、和/或条形码。

在具体实施例中，标识可以包括货物的尺寸、形状、三维形状、产品重量，外观等数据以及sku(stockkeepingunit)标记码、条形码等。

进一步地，传感器包括：3d视觉传感器、和/或能够感测局部环境的3d图像能力的任何3d设备，例如3d深度相机、彩色相机、灰度相机、激光测距设备、雷达设备或其组合产品。具体地，传感器型号可以是trispector3d视觉传感器：trispector1008小视野、trispector1030中视野、trispector1060大视野三种型号，可覆盖不同应用，小视野用于检查产品本身，中视野用于检查产品外包装，大视野用于检查运输箱和仓储箱。

进一步地，操纵臂可升降并可360度旋转，用以升高、降低、和/或旋转所述操纵臂以拾取货物或放置货物。

在具体实施例中，操纵臂可采用球坐标式操纵臂、关节式操纵臂、直角坐标式操纵臂、和/或圆柱坐标式操纵臂。其中，球坐标式操纵臂的特点是将手臂装在枢轴上，枢轴又装在叉形架上，能在垂直面内做圆弧状上下俯仰动作，更适合三维扫描；关节式操纵臂的特点是像人手一样有肘关节，可以实现多自由度，适合在较狭窄的空间工作；直角坐标式操纵臂特点是可伸缩、左右和上下移动，按直角坐标形式x、y、z3个方向的直线进行运动，适合于工作位置成行排列或传送带配合使用的一种操纵臂。

进一步地，操纵臂抓取货物的部分可以是夹子、吸盘、电粘附末端执行器、和/或磁性末端执行器。

在一个优选的实施方案中，操纵臂抓取货物的部分可以是吸盘，吸盘带真空抽吸阀，例如：booka生产的双层波纹真空吸盘pj.ts。处理器105控制真空抽吸阀按钮的打开与关闭，并根据要抓取的货物尺寸、重量计算真空抽吸力度，这大大避免了直接抓取需要的复杂计算。

在其他实施例中，操纵臂抓取货物的部分可以是机械制动的夹持器（例如由mg995舵机控制的夹持器）、电粘附末端执行器、磁性末端执行器。其中，使用电粘附末端执行器的，提供相反磁场的电磁铁，永磁铁或磁铁阵列；使用磁性末端执行器的，可逆静电粘附，通过可释放地使用磁力将物品粘附到末端执行器上。

在具体实施例中，移动拣货放货装置还可以包括电池、和/或一个充电端口，用于充电。

进一步地，操纵臂具有高自由度，可以沿着操纵臂设置多个关节，保证自由移动和铰接。

进一步地，存储器包括仓库地图存储数据，具体地，包括仓库架基本信息：诸如搁架尺寸（宽度、深度和高度）、单独的货架水平高度、搁板面宽度、和/或列宽。仓库架基本信息可以是手动输入、或者一些实施例从已有数据文件加载、或者一些实施例由移动拣货放货装置自动收集的映射数据。

进一步地，移动基座包括主体部、设置于主体部上的处理器105、储物箱、一个或多个传感器103、和驱动电机。传感器103收集运动平衡状态，并发送给处理器105；处理器105分析处理数据后，发送命令给驱动电机；驱动电机驱动移动基座移动。移动基座可具有两个主驱动轮，各由一个电机驱动，每个驱动轮可具有提供运动反馈的编码器，其被用于精确地控制与预估每个车轮的速度、旋转和平移速度。在另一个实施例中，移动基座还可以使用被动轮，例如脚轮，用于稳定性和重量分布。移动基座的型号有neobotixmpo-700、neobotixmpo-500、neobotixmp-500等。

进一步地，规定路径是通过移动拣货放货装置的位置距离待拣货放货货物的位置形成初始路径，再根据障碍物监测，以及拣货放货指示任务的优先级调整初始路径的方式确定。具体实施方式是利用栅格法、可视图法和自由空间法基于环境地图建模，根据移动拣货放货装置的位置距离待拣货放货货物的位置形成初始路径；基于传感器对障碍物的监测信息，以及拣货放货指示任务的优先级，利用人工势场法、障碍栅格法、模糊逻辑法调整初始路径。

在本发明的一种具体实施方式中，处理器105为嵌入式arm芯片或asic芯片，适合处理移动服务机器人类型数据，用于分析处理拣货放货指示任务数据、以及传感器监测数据，进而控制带储物箱的移动基座101和至少一个操纵臂102以规定路径拣货或放货，以完成拣货放货的指示任务。

如图2所示，一种移动拣货放货方法，包括：

s1根据拣货放货的指示任务中的货物标识，确定待拣货放货货物的位置；

s2根据移动拣货放货装置的位置以及待拣货放货货物的位置，确定初始行驶路径；

s3移动拣货放货装置根据障碍物监测，调整初始行驶路径，以规定路径拣货放货；

s4当多个移动拣货放货装置相遇时，根据拣货放货指示任务的优先级，优先级最高的移动拣货放货装置优先通过。

在具体实施例中，拣货放货、行驶路径都需要校准数据，才能完成准确的抓取、放下动作，以及无障碍行驶。具体地，根据移动拣货放货装置上的传感器采集的数据，校准数据，调整制动驱动参数，并且将调整后的制动驱动参数保存到存储器，用以完成自主学习的过程。

进一步地，标识包括：货物的形状、尺寸、重量、颜色、材料、和/或条形码。

进一步地，拣货放货的指示任务是通过仓库管理系统发出、客户端订单系统发出、和/或手动输入发出。

进一步地，优先级包括：表示时间参数的任何信息，或者能够影响拣货放货的其他变量。

本发明提供的一种移动拣货放货装置及方法，通过带储物箱的移动基座，用于装货物并移动；用于拣货或放货的至少一个操纵臂，所述操纵臂连接于带储物箱的移动基座；用于监测数据的一个或多个传感器，所述传感器连接于带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂；用于存储数据的存储器，所述存储器连接于多个传感器；连接于一个或多个传感器/存储器，带储物箱的移动基座，和至少一个操纵臂的处理器，所述处理器用于控制带储物箱的移动基座和至少一个操纵臂以规定路径拣货或放货，以完成拣货放货的指示任务。使用高自由度操纵臂快速完成拾取，并放置于移动基座上的储物箱，移动基座自主导航移动，并由操纵臂完成拣货放货，节约了时间成本，释放了工人压力。

本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。