智能物流分拣系统以及方法发明专利

专利名称：智能物流分拣系统以及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210415554.2

专利申请（专利权）人：深圳蓝胖子机器智能有限公司
权利人地址：广东省深圳市南山区招商街道赤湾社区赤湾左炮台路H6库赤湾石油基地H6库H6-1

专利发明（设计）人：刘启阳

专利摘要：本发明公开了智能物流分拣系统及方法，其包括进出料单元、仓储单元及移料单元，进出料单元用于输入包裹件、输入箱框、输出箱框，仓储单元配置有用于容设箱框的多个仓储工位，移料单元用于将包裹件、箱框在进出料单元与仓储单元之间移送；其还包括分拣机器人及设置在分拣机器人末端上的末端执行器，末端执行器配置有包裹拾取单元及箱框拾取单元，包裹拾取单元配置有转动的输送带，输送带用于承载包裹件；箱框拾取单元用于拾取外界的箱框；分拣机器人驱动两个拾取单元移动以切换包裹拾取单元、箱框拾取单元的姿势，便于包裹拾取单元拾取包裹件或便于箱框拾取单元拾取箱框。本发明自动程度更高，通用性更强，包裹分拣效率更高。

主权利要求：
1.智能物流分拣系统，其特征在于：
包括进出料单元、仓储单元(2)及移料单元(3)，进出料单元用于输入包裹件、输入箱框、输出箱框，仓储单元(2)配置有用于容设箱框的多个仓储工位，移料单元(3)用于将包裹件、箱框在进出料单元与仓储单元(2)之间移送；其特征在于：还包括分拣机器人(4)及设置在分拣机器人(4)末端上的末端执行器(5)，末端执行器(5)配置有包裹拾取单元(50)及箱框拾取单元(51)，包裹拾取单元(50)用于拾取外界的待分拣的包裹件；箱框拾取单元(51)用于拾取外界的箱框，箱框用于容设包裹件；分拣机器人(4)驱动两个拾取单元移动以切换包裹拾取单元(50)、箱框拾取单元(51)的姿势，便于包裹拾取单元(50)拾取包裹件或便于箱框拾取单元(51)拾取箱框；
所述末端执行器(5)还设有基准座(52)，所述包裹拾取单元(50)、箱框拾取单元(51)分别设置在基准座(52)的第一侧、基准座(52)的第二侧；
包裹拾取单元(50)配置有转动的输送带，输送带用于承载包裹件，分拣机器人(4)配置有活动设置的机械臂(42)，机械臂(42)的末端配置有转动的轴体件(40)及用于驱动轴体件(40)转动的动力件(41)；
末端执行器经由包裹拾取单元(50)的输送带承载由进出料单元输入的包裹件并将包裹件投递入仓储工位处的箱框内，待箱框满料时，分拣机器人(4)经由动力件(41)和轴体件(40)配合使用驱动基准座(52)转动，以切换包裹拾取单元(50)、箱框拾取单元(51)的姿势，箱框拾取单元(51)拾取仓储工位处的满载的箱框下料至移料单元(3)送出、并拾取由移料单元(3)输入的空载的箱框替换至仓储工位原处。
2.根据权利要求1所述的智能物流分拣系统，其特征在于：
所述包裹拾取单元(50)的上方架设有满载感应开关(53)，所述分拣机器人(4)配置有控制电路，在包裹拾取单元(50)每次将输送带的包裹件送入外界的箱框时，满载感应开关(53)用于自动监测外界的箱框是否处于满料状态；当监测仓储工位内的箱框处于满料状态时，控制电路接收满载感应开关(7)所发出的满料信号并触发动力件(41)带动基准座(52)转动，以使末端执行器由接放包裹状态切换为更换料箱状态。
3.根据权利要求2所述的智能物流分拣系统，其特征在于：
所述满载感应开关(53)包括架设于包裹拾取单元(50)的第一支架(530)以及安装于第一支架(530)的摄像单元(531)，摄像单元(531)用于拍照记录并累加输送带每次所投递入箱的包裹件的投料参数，在投料参数超过预设阈值时，摄像单元(531)发出满料信号。
4.根据权利要求3所述的智能物流分拣系统，其特征在于：
所述投料参数包括所输入所述输送带的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值。
5.根据权利要求1所述的智能物流分拣系统，其特征在于：
所述箱框拾取单元(51)包括安装于基准座(52)的第二基板(510)、分别对称设于第二基板(510)的左右两侧的两个夹料爪(511)以及用于驱动两个夹料爪(511)相互靠近或者远离的第二驱动源(512)，两个夹料爪(511)相互靠近以抱夹外界的箱框。
6.一种如权利要求1所述的智能物流分拣系统的分拣方法，其特征在于：
包括如下步骤，
在仓储单元(2)上配置用于容设箱框的多个仓储工位；
将用于容设包裹件的箱框自动输入；
利用分拣机器人(4)的箱框拾取单元(51)将输入的箱框自动摆放至仓储工位；
将多个包裹件自动输入；
利用分拣机器人(4)的包裹拾取单元(50)将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元(2)的一个箱框内或分别移送入仓储单元(2)的多个箱框内；
利用分拣机器人(4)的箱框拾取单元(51)将满载包裹件的箱框从仓储单元自动移出；
利用分拣机器人(4)驱动两个拾取单元平移或/和转动以切换箱框拾取单元(51)、包裹拾取单元(50)的姿势，便于箱框拾取单元(51)拾取箱框或便于包裹拾取单元(50)拾取包裹件。
7.根据权利要求6所述的智能物流分拣系统的分拣方法，其特征在于：所述箱框拾取单元(51)通过两个相互靠近的夹料爪(511)抱夹拾取箱框，所述包裹拾取单元(50)通过转动的输送带对输入的多个包裹件进行移送。
8.根据权利要求6所述的智能物流分拣系统的分拣方法，其特征在于：包括如下步骤：在包裹拾取单元(50)每次将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元(2)时，利用分拣机器人(4)的满载感应开关(53)自动监测仓储单元(2)内当前对应的箱框是否处于满料状态。
9.根据权利要求8所述的智能物流分拣系统的分拣方法，其特征在于：所述满载感应开关(53)通过记录和累加包裹拾取单元(50)每次所投递入箱的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值，并且满载感应开关(53)通过累加得到的数值与预设阈值作比较以判断仓储单元(2)内当前对应的箱框是否处于满料状态。 说明书 : 智能物流分拣系统以及方法技术领域[0001] 本发明涉及分拣机器人技术领域，尤其是涉及智能物流分拣系统以及方法。背景技术[0002] 传统的物流分拣系统是不成熟的，其配置的机器人一般是通过手指气缸或者吸料盘执行一些简单的接件和释放动作，通用性差，因此有必要予以改进。发明内容[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供智能物流分拣系统，包裹拾取与箱框拾取为一体，自动程度更高，通用性更强，包裹分拣效率更高。[0004] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：智能物流分拣系统，其包括进出料单元、仓储单元及移料单元，进出料单元用于输入包裹件、输入箱框、输出箱框，仓储单元配置有用于容设箱框的多个仓储工位，移料单元用于将包裹件、箱框在进出料单元与仓储单元之间移送；其还包括分拣机器人及设置在分拣机器人末端上的末端执行器，末端执行器配置有包裹拾取单元及箱框拾取单元，包裹拾取单元用于拾取外界的待分拣的包裹件；箱框拾取单元用于拾取外界的箱框，箱框用于容设包裹件；分拣机器人驱动两个拾取单元移动以切换包裹拾取单元、箱框拾取单元的姿势，便于包裹拾取单元拾取包裹件或便于箱框拾取单元拾取箱框。[0005] 进一步的技术方案中，所述末端执行器还设有基准座，所述包裹拾取单元、箱框拾取单元分别设置在基准座的第一侧、基准座的第二侧；[0006] 包裹拾取单元配置有转动的输送带，输送带用于承载包裹件，分拣机器人配置有活动设置的机械臂，机械臂的末端配置有转动的轴体件及用于驱动轴体件转动的动力件；[0007] 末端执行器经由包裹拾取单元的输送带承载由进出料单元输入的包裹件并将包裹件投递入仓储工位处的箱框内，待箱框满料时，分拣机器人经由动力件和轴体件配合使用驱动基准座转动，以切换包裹拾取单元、箱框拾取单元的姿势，箱框拾取单元拾取仓储工位处的满载的箱框下料至移料单元送出、并拾取由移料单元输入的空载的箱框替换至仓储工位原处。[0008] 进一步的技术方案中，所述包裹拾取单元的上方架设有满载感应开关，所述分拣机器人配置有控制电路，在包裹拾取单元每次将输送带的包裹件送入外界的箱框时，满载感应开关用于自动监测外界的箱框是否处于满料状态；当监测仓储工位内的箱框处于满料状态时，控制电路接收满载感应开关所发出的满料信号并触发动力件带动基准座转动，以使末端执行器由接放包裹状态切换为更换料箱状态。[0009] 进一步的技术方案中，所述满载感应开关包括架设于包裹拾取单元的第一支架以及安装于第一支架的摄像单元，摄像单元用于拍照记录并累加输送带每次所投递入箱的包裹件的投料参数，在投料参数超过预设阈值时，摄像单元发出满料信号。[0010] 进一步的技术方案中，所述投料参数包括所输入所述输送带的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值。[0011] 进一步的技术方案中，所述箱框拾取单元包括安装于基准座的第二基板、分别对称设于第二基板的左右两侧的两个夹料爪以及用于驱动两个夹料爪相互靠近或者远离的第二驱动源，两个夹料爪相互靠近以抱夹外界的箱框。[0012] 本发明还提供了一种智能物流分拣方法，其特征在于：包括如下步骤，在仓储单元上配置用于容设箱框的多个仓储工位；[0013] 将用于容设包裹件的箱框自动输入；[0014] 利用分拣机器人的箱框拾取单元将输入的箱框自动摆放至仓储工位；[0015] 将多个包裹件自动输入；[0016] 利用分拣机器人的包裹拾取单元将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元的一个箱框内或分别移送入仓储单元的多个箱框内；[0017] 利用分拣机器人的箱框拾取单元将满载包裹件的箱框从仓储单元自动移出；[0018] 利用分拣机器人驱动两个拾取单元平移或/和转动以切换箱框拾取单元、包裹拾取单元的姿势，便于箱框拾取单元拾取箱框或便于包裹拾取单元拾取包裹件。[0019] 所述箱框拾取单元通过两个相互靠近的夹料爪抱夹拾取箱框，所述包裹拾取单元通过转动的输送带对输入的多个包裹件进行移送。[0020] 更为具体的，包括如下步骤：在包裹拾取单元每次将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元时，利用分拣机器人的满载感应开关自动监测仓储单元内当前对应的箱框是否处于满料状态。[0021] 更为具体的，所述满载感应开关通过记录和累加包裹拾取单元每次所投递入箱的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值，并且满载感应开关通过累加得到的数值与预设阈值作比较以判断仓储单元内当前对应的箱框是否处于满料状态。[0022] 采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：[0023] 本发明通过传送带式的包裹拾取单元能够支持多种尺寸、形状、材质的物料分拣至仓储工位内的箱框，而在箱框满料时，箱框拾取单元能够对仓储工位内分拣满料后的箱框进行并且将空载的箱框替换至仓储工位原位；本发明集包裹分拣与箱框更替为一体，其相对于传统只能执行简单接放件的物流分拣系统，自动程度更高，通用性更强，包裹分拣效率更高。附图说明[0024] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0025] 图1是本发明的结构示意图；[0026] 图2是分拣机器人以及末端执行器的结构示意图；[0027] 图3是末端执行器的结构示意图；[0028] 图4是箱框拾取单元的结构示意图。具体实施方式[0029] 以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。[0030] 如图1至4所示，本发明提供的智能物流分拣系统，其包括进出料单元、仓储单元2及移料单元3，进出料单元用于输入包裹件、输入箱框、输出箱框，仓储单元2配置有用于容设箱框的多个仓储工位，移料单元3用于将包裹件、箱框在进出料单元与仓储单元2之间移送；其还包括分拣机器人4及设置在分拣机器人4末端上的末端执行器5，末端执行器5配置有包裹拾取单元50及箱框拾取单元51，包裹拾取单元50用于拾取外界的待分拣的包裹件，包裹拾取单元50配置有转动的输送带，输送带用于承载包裹件；箱框拾取单元51用于拾取外界的箱框，箱框用于容设包裹件；分拣机器人4驱动两个拾取单元移动以切换包裹拾取单元50、箱框拾取单元51的姿势，便于包裹拾取单元50拾取包裹件或便于箱框拾取单元51拾取箱框。[0031] 本发明通过传送带式的包裹拾取单元50能够支持多种尺寸、形状、材质的物料分拣至仓储工位内的箱框，而箱框拾取单元51能够对仓储工位内分拣满料后的箱框进行并且将空载的箱框替换至仓储工位原位；本发明集包裹分拣与箱框更替为一体，其相对于传统只能执行简单接放件的物流分拣系统，自动程度更高，包裹分拣效率更高。[0032] 具体的，该末端执行器具有接放包裹状态以及更换料箱状态，接放包裹状态时，包裹拾取单元50经由输送带承载包裹件并将包裹件投递入仓储工位指定的箱框内，待箱框装满时，末端执行器切换为更换料箱状态，箱框拾取单元51拾取满载的箱框并移送至下料工位，并且箱框拾取单元51将空载的箱框替换至仓储工位上原先的位置。[0033] 其中，所述末端执行器5还设有基准座52，所述包裹拾取单元50、箱框拾取单元51分别设置在基准座52的第一侧、基准座52的第二侧，分拣机器人4配置有活动设置的机械臂42，机械臂42的末端配置有转动的轴体件40及用于驱动轴体件40转动的动力件41，动力件41经由轴体件40驱动基准座52转动，以切换包裹拾取单元50、箱框拾取单元51的姿势。[0034] 具体的，所述包裹拾取单元50的上方架设有满载感应开关53，在包裹拾取单元50每次将输送带的包裹件送入外界的箱框时，满载感应开关53用于自动监测外界的箱框是否处于满料状态。在实际应用中，当满载感应开关53监测外界的箱框处于满料状态时，控制电路接收满载感应开关53所发出的满料信号至分拣机器人4，分拣机器人4经由轴臂带动基准座52转动，以使该末端执行器5由接放包裹状态切换为更换料箱状态。[0035] 具体的，所述满载感应开关53包括架设于包裹拾取单元50的第一支架530以及安装于第一支架530的摄像单元531，摄像单元531用于拍照记录并累加输送带每次所投递入箱的包裹件的投料参数，在投料参数超过预设阈值时，摄像单元531发出满料信号。其中，所述投料参数包括所输入所述输送带的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值。如，每次包裹件被上料到输送带时，摄像单元71拍照记录货物包裹体积并作累加，当摄像单元71所检测的体积累加值超过了箱框体积的x％或者预先设定的阈值时，摄像单元71发出满料信号。[0036] 具体的，所述箱框拾取单元51包括安装于基准座52的第二基板510、分别对称设于第二基板510的左右两侧的两个夹料爪511以及用于驱动两个夹料爪511相互靠近或者远离的第二驱动源512，两个夹料爪511相互靠近以抱夹外界的箱框。这样的结构设计能够保证对箱框平稳上下料，其承重效果佳。[0037] 其中，各个所述夹料爪511包括驱动连接于第二驱动源512的传动块5110、水平安装于传动块5110的支撑横杆5111以及垂直安装于支撑横杆5111的竖直夹料板5112，竖直夹料板5112开设有若干个与箱框的外棱限位配合的限位凹槽51120。[0038] 各个所述竖直夹料板5112与各个所述支撑横杆5111之间设有三角托架，在两个竖直夹料板5112相互靠近抱夹箱框时，两个三角托架均托持箱框的底部。[0039] 各个所述传动块5110与各个所述支撑横杆5111之间设有直角加强件；第二基板510对应各个夹料爪511的位置处安装有一导向轨5100，各个所述支撑横杆5111经由一滑块滑动连接于对应的导向轨5100。这样的结构设计，能够的结构能够确保箱框平稳输送。[0040] 在可行的实施方案中，所述第二驱动源512为安装于第二基板510的双向调距气缸，一夹料爪511驱动安装于双向调距气缸的第一驱动端、另一夹料爪511驱动安装于双向调距气缸的第二驱动端。[0041] 在另一可行的实施方案中，所述第二驱动源512包括安装在第二基板510上的驱动电机、转动设置在第二基板510上的丝杆件，两个夹料爪511均滑动设置在第二基板510上，丝杆件配置有螺旋方向相反的两个螺旋部，夹料爪511设有螺接套设在螺旋部外侧的螺母部，两个夹料爪511的螺母部分别螺接套设在丝杆件的两个螺旋部的外侧，驱动电机正反转动驱动两个夹料爪511彼此靠近或彼此远离。[0042] 本发明还提供了一种智能物流分拣方法，其特征在于：包括如下步骤，在仓储单元2上配置用于容设箱框的多个仓储工位；[0043] 将用于容设包裹件的箱框自动输入；[0044] 利用分拣机器人4的箱框拾取单元51将输入的箱框自动摆放至仓储工位；[0045] 将多个包裹件自动输入；[0046] 利用分拣机器人4的包裹拾取单元50将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元2的一个箱框内或分别移送入仓储单元2的多个箱框内；[0047] 利用分拣机器人4的箱框拾取单元51将满载包裹件的箱框从仓储单元自动移出；[0048] 利用分拣机器人4驱动两个拾取单元平移或/和转动以切换箱框拾取单元51、包裹拾取单元50的姿势，便于箱框拾取单元51拾取箱框或便于包裹拾取单元50拾取包裹件。[0049] 所述箱框拾取单元51通过两个相互靠近的夹料爪511抱夹拾取箱框，所述包裹拾取单元50通过转动的输送带对输入的多个包裹件进行移送。[0050] 更为具体的，包括如下步骤：在包裹拾取单元50每次将输入的多个包裹件自动移送入仓储单元2时，利用分拣机器人4的满载感应开关53自动监测仓储单元2内当前对应的箱框是否处于满料状态。[0051] 更为具体的，所述满载感应开关53通过记录和累加包裹拾取单元50每次所投递入箱的包裹件的体积数值、重量数值或者件数数值，并且满载感应开关53通过累加得到的数值与预设阈值作比较以判断仓储单元2内当前对应的箱框是否处于满料状态。[0052] 以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

专利地区：广东

专利申请日期：2022-04-20

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114803270B