一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其主要技術特點是：由一臺自動存取機器人和一臺裝箱機器人通過自身的工業總線連接安裝在一起，自動存取機器人包括自動存取機器人車體、安裝在車體底部的自動存取機器人車輪、安裝在動存取機器人車體上的升降車以及安裝在升降車上的伸縮式存取裝置；裝箱機器人包括裝箱機器人車體、安裝在車體底部的裝箱機器人車輪和安裝在裝箱機器人車體上的裝箱機器人抽屜式貨架。本發明將取貨機器人和裝箱機器人通過自身的工業總線組合安裝在一起，實現了倉儲貨物分揀功能：有效縮短了貨物搬運過程中的往返搬運時間，大大降低了機器人往返運送貨物的運輸成本，從整體上提高了的倉儲貨物分揀效率。
【專利說明】—種基于多機器人組合的倉儲揀貨車
【技術領域】
[0001]本發明屬于AGV【技術領域】，尤其是一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車。
【背景技術】
[0002]倉儲貨物分揀是指根據出庫單的要求或配送計劃，將商品從揀貨區或儲存區揀取出來，并按一定的方式進行分類、集中的作業過程。目前，通常采用批量分揀方法來實現倉儲貨物分揀功能，即:首先分揀種類再分揀數量，倉儲后臺服務器將多張出貨單或揀貨單的各個出貨項進行分類匯總；然后，指定專用設備按照貨物種類批量提取貨物，并運送到貨物分揀區；最后，由分揀區工作人員從單品種批量貨物中分揀出每個訂單的數量，裝箱出庫。
[0003]現有技術通常根據貨物特點、訂單結構和訂貨頻度不同，選用不同的自動化揀貨設備，其中，機器人揀貨設備適用于頻度高、批量大、品種多的貨物分揀的應用場合。機器人揀貨設備分兩種，第一種機器人揀貨設備是亞馬遜公司的Kiva倉儲配送機器人，該倉儲配送機器人能夠搬運擺滿了物品的整個貨架，該揀貨設備以整個貨架為存取單位，有效提高了運送貨物的速度，其不足在于:貨架貨物的并發使用率低，因為，整架貨物并不都是本次貨物分揀所需要的，那些不需要的產品由于不能被其他訂單并發使用，使得整個倉儲分揀效率降低。第二種機器人揀貨設備是機器人自動存取車，該車除了具有Kiva倉儲配送機器人的搬運功能外，還具有升降功能和伸縮式存取功能，能夠將貨架上某一層的貨物取出或放入，該機器人以貨物托盤為存取單位，劃小存取對象，提高貨架整體貨物的并發使用效率，其不足在于:當批量分揀的貨物品種比較多時，如果采用單機器人操作，則單機器人單品種提取貨物的整體時間就比較長，若采用多機器人并發操作，雖然可以成倍提高倉儲取貨效率，但多機器人使用成本將會成倍地加大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，用于提高貨物分揀的并發效率并降低機器人揀貨設備的使用成本。
[0005]本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0006]一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，由一臺自動存取機器人和一臺裝箱機器人通過自身的工業總線連接安裝在一起，所述的自動存取機器人包括自動存取機器人車體、安裝在自動存取機器人車體底部的自動存取機器人車輪、安裝在自動存取機器人車體上的升降車以及安裝在升降車上的伸縮式存取裝置；所述的裝箱機器人包括裝箱機器人車體、安裝在裝箱機器人車體底部的裝箱機器人車輪和安裝在裝箱機器人車體上的裝箱機器人抽屜式貨架。
[0007]而且，所述的升降車包括升降車電機、升降車鏈條、升降車鏈輪、升降車立柱和升降車載貨板，四個升降車立柱垂直安裝在存取機器人車體上表面四角處，所述的升降車電機固裝在一側升降車立柱的頂端，該升降車電機通過皮帶連接驅動軸，在驅動軸上安裝有用于測速的編碼器，四根升降車鏈條與驅動軸嚙合在一起，其中兩根升降車鏈條位于自動存取機器人車體的前側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩前端點固裝在一起，另外兩根升降車鏈條位于移動車體的后側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩后端點固裝在一起；在升降車載貨板上表面兩側分別設置有長條形狀且寬度為載貨板寬度的車輪凹槽，在升降車載貨板一個車輪凹槽的側面安裝有升降車讀碼器，其下表面兩側和中間分別設置有兩個長條形狀且寬度為載貨板寬度的取貨伸縮鉤子安裝凹槽以及裝箱伸縮鉤子安裝凹槽；在升降車載貨板的四角均安裝有升降車導向裝置并與升降車立柱滑槽安裝在一起。
[0008]而且，所述的升降車導向裝置包括一對連接桿和導向輪，一對連接桿安裝在升降車載貨板的一個頂角兩側，所述的導向輪通過導向軸安裝在一對連接桿之間，該導向輪嵌裝在升降車立柱滑槽內。
[0009]而且，所述的伸縮式存取裝置包括伸縮式取貨鉤子、伸縮式裝箱鉤子、取貨橫向推拉裝置、裝箱橫向推拉裝置、取貨縱向升降裝置和裝箱縱向升降裝置，所述的伸縮式取貨鉤和伸縮式裝箱鉤子分別水平安裝在降車載貨板底部設置的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內；所述的取貨橫向推拉裝置和裝箱橫向推拉裝置分別安裝在伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內并與鉤子安裝在一起，兩個橫向推拉裝置分別用于推拉鉤子做水平橫向運動；所述的取貨縱向升降裝置和裝箱縱向升降裝置分別安裝在各自鉤子底部的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內，縱向升降裝置用于驅動鉤子上下移動。
[0010]而且，所述的裝箱機器人抽屜式貨架包括裝箱貨架前后支撐梁、裝箱貨架左右支撐梁、裝箱貨架支撐底板、裝箱貨架支撐立柱和裝箱貨架托盤導軌，兩個裝箱貨架前后支撐梁和兩個裝箱貨架左右支撐梁分別固裝在四個裝箱貨架支撐立柱上端的前后兩側和左右兩側，裝箱貨架托盤導軌從上至下對稱安裝在左右貨架支撐立柱的內側，在每對貨架托盤導軌上安裝有可沿貨架托盤導軌前后移動的裝箱機器人抽屜式貨架托盤。
[0011]而且，所述裝箱機器人抽屜式貨架托盤包括托盤抽屜、托盤承重側翼，所述的托盤承重側翼安裝在托盤抽屜兩側，在每個托盤承重側翼的底部均布安裝有一排托盤滾輪，在托盤抽屜的底部表面制有前后兩排推拉托盤的方孔，前排為取貨推拉托盤方孔，后排為裝箱推拉托盤方孔。
[0012]而且，所述自動存取機器人和裝箱機器人的連接方式為:在自動存取機器人車體一側設置有自動存取機器人觸點凹槽，該觸點凹槽設置有自動存取機器人總線接口磁極和自動存取機器人總線接口觸點；在裝箱機器人車體的一側設置有裝箱機器人觸點凹槽，該觸點凹槽設置有裝箱機器人總線接口磁極和裝箱機器人總線接口觸點，裝箱機器人總線接口磁極和裝箱機器人總線接口觸點被自動存取機器人總線接口磁極和自動存取機器人總線接口觸點吸引并彈出:通過兩對磁極相接從而實現兩組觸點相接。
[0013]本發明的優點和積極效果是:
[0014]本發明將取貨機器人和裝箱機器人通過自身的工業總線組合安裝在一起并構成統一的控制電路，實現了倉儲貨物分揀功能:既可以單品種按照貨格取貨，提高貨架整體貨物的并發調度效率，又可以在單品種分散取貨的同時，原地進行多品種集成裝箱，有效縮短了貨物搬運過程中的往返搬運時間，大大降低了機器人往返運送貨物的運輸成本，克服了制約倉儲貨物的分揀速度提高的瓶徑問題，從整體上提高了的倉儲貨物分揀效率。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的主視結構示意圖；
[0016]圖2是本發明的側視結構示意圖；
[0017]圖3是自動存取機器人的結構示意圖；
[0018]圖4是升降式載貨板的俯視圖；
[0019]圖5a是伸縮式取貨鉤子和伸縮式裝箱鉤子的安裝位置示意圖；
[0020]圖5b是取貨橫向推拉裝置和取貨縱向升降裝置的安裝位置示意圖；
[0021]圖5c是裝箱橫向推拉裝置和裝箱縱向升降裝置的安裝位置示意圖；
[0022]圖6是裝箱機器人的結構示意圖；
[0023]圖7a是抽屜式托盤的側視圖
[0024]圖7b是抽屜式托盤的仰視圖；
[0025]圖8是本發明的兩種機器人之間連接關系示意圖；
[0026]圖9是將貨物從地面貨架鉤取到升降式載貨板的處理過程示意圖；
[0027]圖10是將貨物從升降式載貨板反推到揀貨車自身貨架的處理過程示意圖；
[0028]1-1-1:自動存取機器人車體；1-1-2 ；自動存取機器人車輪；1-1-3:自動存取機器人觸點凹槽；1-1_3-1:自動存取機器人總線接口磁極；1-1_3-2自動存取機器人總線接口觸點；1-2-0:編碼器；1-2-1:升降車電機；1-2-2:升降車鏈條；1-2-3:升降車鏈輪；1_2_4:升降車立柱；1-2-5:升降車載貨板；1-2-6:升降車載貨板車輪凹槽；1-2-7:升降車載貨板攝像頭；1-2-8:伸縮式取貨鉤子安裝溝槽；1-2-9:伸縮式裝箱鉤子安裝溝槽；1-2-10:導向輪；1-2-11:連接桿裝箱機器人車體；2-1-2:裝箱機器人車輪；2_1_3:裝箱機器人觸點凹槽；2-1-3-1裝箱機器人總線接口磁極；2-1-3-2:裝箱機器人總線接口觸點；2-2-0:裝箱貨架前后支撐梁；2-2-1:裝箱貨架左右支撐梁'2-2-2:裝箱貨架支撐立柱；
2-2-3:裝箱貨架導軌；2_2_4:裝箱貨架抽屜式貨物托盤；2_2_4_1:托盤抽屜；2_2_4_2取貨推拉托盤方孔；2-2-4-3裝箱推拉托盤方孔；2-2-4-4托盤承重側翼；2_2-4_5托盤滾輪；2-2-5:貨物；2-2-6:裝箱貨架支撐板；3-1-1:伸縮式取貨鉤子；3_2_1:取貨橫向推拉裝置；3-3-1:取貨縱向升降裝置；3-1-2:伸縮式裝箱鉤子；3-2-2:裝箱橫向推拉裝置；
3-3-2:裝箱縱向升降裝置。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述。
[0030]一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，如圖1及圖2所示，由一臺自動存取機器人和一臺裝箱機器人連接構成。圖1給出了兩臺機器人的前后關系的透視圖，其中前排機器人為自動存取機器人，后排機器人為裝箱機器人；圖2為圖1的側視圖，其中，左側部分為自動存取機器人，右側部分為裝箱機器人，兩臺機器人通過自身的工業總線組合安裝在一起并構成統一的組合控制電路。
[0031]如圖3所示，自動存取機器人包括自動存取機器人車體1-1-1、安裝在自動存取機器人車體底部的自動存取機器人車輪1-1-2、安裝在動存取機器人車體上的升降車以及安裝在升降車上的伸縮式存取裝置。下面對升降車和伸縮式存取裝置的結構分別進行說明:
[0032]升降車包括升降車電機1-2-1、升降車鏈條1-2-2、升降車鏈輪1_2_3、升降車立柱1-2-4和升降車載貨板1-2-5，四個升降車立柱1-2-4垂直安裝在車體上表面四角處，所述的升降車電機固裝在一側升降車立柱的頂端，該升降車電機通過皮帶連接驅動軸，在驅動軸上安裝有用于測速的編碼器1-2-0，四根升降車鏈條與驅動軸嚙合在一起，其中兩根升降車鏈條位于自動存取機器人車體的前側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩前端點固裝在一起，另外兩根升降車鏈條位于移動車體的后側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩后端點固裝在一起。如圖4所示，在升降車載貨板上表面兩側分別設置有長條形狀且寬度為載貨板寬度的車輪凹槽1-2-6，在升降車載貨板一個車輪凹槽的側面安裝有升降車讀碼器1-2-7 ;其下表面兩側和中間分別設置有兩個長條形狀且寬度為載貨板寬度的取貨伸縮鉤子安裝凹槽1-2-8以及裝箱伸縮鉤子安裝凹槽1-2-9 ;在升降車載貨板的四角均安裝有升降車導向裝置并與升降車立柱滑槽安裝在一起。所述的升降車導向裝置包括一對連接桿1-2-11和導向輪1-2-10，所述的一對連接桿安裝在升降車載貨板的一個頂角兩側，所述的導向輪通過導向軸安裝在一對連接桿之間，該導向輪嵌裝在升降車立柱滑槽內。
[0033]所述的伸縮式存取裝置如圖5a、圖5b、圖5c所示，包括伸縮式取貨鉤子3_1_1、伸縮式裝箱鉤子3-1-2、取貨橫向推拉裝置3-2-1、裝箱橫向推拉裝置3-2-2、取貨縱向升降裝置3-3-1和裝箱縱向升降裝置3-3-2。所述的伸縮式取貨鉤和伸縮式裝箱鉤子分別水平安裝在降車載貨板底部設置的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內；所述的取貨橫向推拉裝置和裝箱橫向推拉裝置分別安裝在伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內并與鉤子安裝在一起，兩個橫向推拉裝置分別用于推拉鉤子做水平橫向運動；所述的取貨縱向升降裝置和裝箱縱向升降裝置分別安裝在各自鉤子底部的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內，縱向升降裝置用于驅動鉤子上下移動。
[0034]如圖6所示，所述的裝箱機器人包括裝箱機器人車體2-1-1、裝箱機器人車輪
2-1-2和裝箱機器人抽屜式貨架；所述的裝箱機器人抽屜式貨架包括裝箱貨架前后支撐梁2-2-0、裝箱貨架左右支撐梁2-1-1、裝箱貨架支撐底板2-2-6、裝箱貨架支撐立柱2-2-2和裝箱貨架托盤導軌2-2-3，兩個裝箱貨架前后支撐梁和兩個裝箱貨架左右支撐梁分別固裝在四個裝箱貨架支撐立柱上端的前后兩側和左右兩側，裝箱貨架托盤導軌從上至下對稱安裝在左右貨架支撐立柱的內側，在每對貨架托盤導軌上安裝有可沿貨架托盤導軌前后移動的裝箱機器人抽屜式貨架托盤2-2-4。如圖7a和圖7b所示，所述裝箱機器人抽屜式貨架托盤包括托盤抽屜2-2-4-1、托盤承重側翼2-2-4-4，所述的托盤承重側翼安裝在托盤抽屜兩側，在每個托盤承重側翼的底部均布安裝有一排托盤滾輪2-2-4-5，在托盤抽屜的底部表面制有前后兩排推拉托盤的方孔，第一排為取貨推拉托盤方孔2-2-4-2，第二排為裝箱推拉托盤方孔2-2-4-3。
[0035]自動存取機器人和裝箱機器人通過自身的工業總線組合安裝在一起并構成組合控制電路。如圖8所示，在自動存取機器人車體一側設置有與AGV機器人控制電路相連接的自動存取機器人觸點凹槽1-1-3，該觸點凹槽為主動式觸點凹槽并設置有自動存取機器人總線接口磁極1-1-3-1和自動存取機器人總線接口觸點1-1-3-2 ;在裝箱機器人車體的一側設置有裝箱機器人觸點凹槽2-1-3，該觸點凹槽為被動式觸點凹槽并設置有裝箱機器人總線接口磁極2-1-3-1和裝箱機器人總線接口觸點2-1-3-2。當自動存取機器人的車體與裝箱機器人車體接近時，裝箱機器人總線接口磁極和裝箱機器人總線接口觸點被自動存取機器人總線接口磁極和自動存取機器人總線接口觸點吸引而彈出:通過兩對磁極(N、S)相接從而實現兩組觸點相接，由于觸點與自動存取機器人的總線相連接并與裝箱機器人的總線相連接，當兩組觸點結合在一起時，兩組總線也并到了一起，從而實現了通過兩臺機器人上的觸點凹槽和觸點裝置將兩臺AGV機器人連接到共同的工業總線上之目標。
[0036]如圖9所示，倉儲揀貨車取貨過程如下:
[0037]①伸縮式取貨鉤子處于初始狀態，此時，鉤子埋藏在鉤子凹槽里面；
[0038]②伸縮式取貨鉤子被橫向推出，此時，鉤子被水平推出，其位置恰好到達托盤的第一排方孔的下方。
[0039]③伸縮式取貨鉤子被向上頂起，此時，鉤子被向上頂起，其位置恰好到達托盤方孔鉤住托盤。
[0040]④伸縮式取貨鉤子將托盤鉤回到載貨板設定的標準位置上；
[0041]如圖10所示，倉儲揀貨車裝箱過程如下:
[0042]⑤當伸縮式取貨鉤子將貨物回推到載貨板上時，伸縮式裝箱鉤子恰好對準貨物托盤的第二排方孔，此時，裝箱鉤子被頂起到第二排方孔入口，而取貨鉤子在第一排方孔處由頂起變為落下。
[0043]⑥伸縮式裝箱鉤子鉤住托盤的第二排方孔開始將托盤向右移動到裝箱貨架上；
[0044]⑦伸縮式裝箱鉤子鉤住托盤的第二排方孔將托盤移動到貨架的目標位置上。
[0045]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:由一臺自動存取機器人和一臺裝箱機器人通過自身的工業總線連接安裝在一起，所述的自動存取機器人包括自動存取機器人車體、安裝在自動存取機器人車體底部的自動存取機器人車輪、安裝在自動存取機器人車體上的升降車以及安裝在升降車上的伸縮式存取裝置；所述的裝箱機器人包括裝箱機器人車體、安裝在裝箱機器人車體底部的裝箱機器人車輪和安裝在裝箱機器人車體上的裝箱機器人抽屜式貨架。
2.根據權利要求1所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述的升降車包括升降車電機、升降車鏈條、升降車鏈輪、升降車立柱和升降車載貨板，四個升降車立柱垂直安裝在存取機器人車體上表面四角處，所述的升降車電機固裝在一側升降車立柱的頂端，該升降車電機通過皮帶連接驅動軸，在驅動軸上安裝有用于測速的編碼器，四根升降車鏈條與驅動軸嚙合在一起，其中兩根升降車鏈條位于自動存取機器人車體的前側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩前端點固裝在一起，另外兩根升降車鏈條位于移動車體的后側并通過升降車鏈輪與升降車載貨板的兩后端點固裝在一起；在升降車載貨板上表面兩側分別設置有長條形狀且寬度為載貨板寬度的車輪凹槽，在升降車載貨板一個車輪凹槽的側面安裝有升降車讀碼器，其下表面兩側和中間分別設置有兩個長條形狀且寬度為載貨板寬度的取貨伸縮鉤子安裝凹槽以及裝箱伸縮鉤子安裝凹槽；在升降車載貨板的四角均安裝有升降車導向裝置并與升降車立柱滑槽安裝在一起。
3.根據權利要求2所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述的升降車導向裝置包括一對連接桿和導向輪，一對連接桿安裝在升降車載貨板的一個頂角兩側，所述的導向輪通過導向軸安裝在一對連接桿之間，該導向輪嵌裝在升降車立柱滑槽內。
4.根據權利要求1所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述的伸縮式存取裝置包括伸縮式取貨 鉤子、伸縮式裝箱鉤子、取貨橫向推拉裝置、裝箱橫向推拉裝置、取貨縱向升降裝置和裝箱縱向升降裝置，所述的伸縮式取貨鉤和伸縮式裝箱鉤子分別水平安裝在降車載貨板底部設置的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內；所述的取貨橫向推拉裝置和裝箱橫向推拉裝置分別安裝在伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內并與鉤子安裝在一起，兩個橫向推拉裝置分別用于推拉鉤子做水平橫向運動；所述的取貨縱向升降裝置和裝箱縱向升降裝置分別安裝在各自鉤子底部的伸縮式取貨鉤子安裝凹槽和伸縮式裝箱鉤子安裝凹槽內，縱向升降裝置用于驅動鉤子上下移動。
5.根據權利要求1所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述的裝箱機器人抽屜式貨架包括裝箱貨架前后支撐梁、裝箱貨架左右支撐梁、裝箱貨架支撐底板、裝箱貨架支撐立柱和裝箱貨架托盤導軌，兩個裝箱貨架前后支撐梁和兩個裝箱貨架左右支撐梁分別固裝在四個裝箱貨架支撐立柱上端的前后兩側和左右兩側，裝箱貨架托盤導軌從上至下對稱安裝在左右貨架支撐立柱的內側，在每對貨架托盤導軌上安裝有可沿貨架托盤導軌前后移動的裝箱機器人抽屜式貨架托盤。
6.根據權利要求5所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述裝箱機器人抽屜式貨架托盤包括托盤抽屜、托盤承重側翼，所述的托盤承重側翼安裝在托盤抽屜兩側，在每個托盤承重側翼的底部均布安裝有一排托盤滾輪，在托盤抽屜的底部表面制有前后兩排推拉托盤的方孔，前排為取貨推拉托盤方孔，后排為裝箱推拉托盤方孔。
7.根據權利要求1所述的一種基于多機器人組合的倉儲揀貨車，其特征在于:所述自動存取機器人和裝箱機器人的連接方式為:在自動存取機器人車體一側設置有自動存取機器人觸點凹槽，該觸點凹槽設置有自動存取機器人總線接口磁極和自動存取機器人總線接口觸點；在裝箱機器人車體的一側設置有裝箱機器人觸點凹槽，該觸點凹槽設置有裝箱機器人總線接口磁極和裝箱機器人總線接口觸點，裝箱機器人總線接口磁極和裝箱機器人總線接口觸點被自動存取機器人總線接口磁極和自動存取機器人總線接口觸點吸引并彈出:通過兩對磁極相接從而實現兩組觸點相接。
【文檔編號】B65G1/04GK104003089SQ201410161127
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】劉征 申請人:無錫普智聯科高新技術有限公司