[發明專利]一種自動揀貨機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 201810364326.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108381544B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 鄭衛軍;林吉君
• 申請（專利權）人: 杭州藍芯科技有限公司
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J9/16;B25J15/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種自動揀貨機器人，其特征在于，包括機器人底盤、控制器、機械臂、貨物識別系統、末端揀貨裝置、貨物緩存裝置等；

所述機器人底盤在控制器的控制下實現前進、后退、左轉、右轉運動；

所述機械臂在控制器的控制下實現水平方向的轉動和垂直方向的升降運動；

所述貨物識別系統在控制器的控制下實現單個貨物的識別和定位；

所述末端揀貨裝置搭載在機械臂上，在控制器的控制下通過旋轉、升降、伸縮運動到貨物儲存的位置，并且根據貨物品類采用不同方式實現貨物的揀取；揀取出來的貨物放置在貨物緩存裝置中。

2.如權利要求1所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述的機械臂包括水平旋轉底盤和垂直升降臂，所述水平旋轉底盤搭載在機器人底盤上；所述垂直升降臂搭載在水平旋轉底盤上。

3.如權利要求2所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述水平旋轉底盤包括旋轉控制電機與回轉支承，所述旋轉控制電機和回轉支承通過齒輪相嚙合，所述水平旋轉底盤能實現270度以上的旋轉，旋轉控制電機與控制器電連接。

4.如權利要求2所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述垂直升降臂包括一級升降結構和二級升降結構，二級升降結構搭載在一級升降結構上。

5.如權利要求1所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述的貨物識別系統包括RGB‐D相機，通過RGB‐D相機輸出貨物帶深度信息的點云圖，從而實現貨物位置的定位，并獲取到貨物長度和高度信息；通過RGB‐D相機輸出的貨物彩色圖片和數據庫中的貨物圖片進行對比分析，實現貨物的識別和核對。

6.如權利要求1所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述末端揀貨裝置包括貨物托盤前后伸縮臂、吸盤前后伸縮臂、吸盤高度調節升降臂和吸取裝置，所述貨物托盤前后伸縮臂和吸盤高度調節升降臂搭載在二級升降結構上，吸盤前后伸縮臂搭載在吸盤高度調節升降臂上，吸取裝置搭載在吸盤前后伸縮臂上。

7.如權利要求6所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述貨物托盤前后伸縮臂包括第一導軌、第一滑塊、第一電機、第一帶輪、第一同步帶、第一結構件、托盤、第二帶輪，第一電機驅動第一帶輪轉動，第一帶輪帶輪和第二帶輪通過第一同步帶連接，第一滑塊套接在第一導軌上，并且通過第一結構件和第一同步帶固定，第一托盤固定在第一滑塊上，第一導軌固定連接在二級升降結構上。

8.如權利要求6所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述吸盤前后伸縮臂包括一級伸縮機構和二級伸縮機構，

所述一級伸縮機構包括第二導軌、第二滑塊、第二電機、第三帶輪、第二同步帶、第四帶輪、第二結構件，第二電機驅動第三帶輪轉動，第三帶輪和第四帶輪通過第二同步帶連接，第二滑塊套接在第二導軌上，并且通過第二結構件與第二同步帶固定；

所述二級伸縮機構包括第三電機、齒輪、齒條、第三滑塊、第三導軌、第三結構件，第三電機驅動齒輪轉動，齒輪和齒條嚙合，第三滑塊套接在第三導軌上，并且通過第三結構件與齒條固定，第三電機與第三導軌相對靜止，第二導軌固定連接在齒條上。

9.如權利要求6所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述吸盤高度調節升降臂包括第四導軌、第四滑塊、絲桿、第四電機、絲桿螺母，第四電機驅動絲桿轉動，第四滑塊套接在第四導軌上，絲桿安裝在絲桿螺母上，吸盤前后伸縮臂安裝在絲桿和第四滑塊上。

10.如權利要求6所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述吸取裝置包括吸盤、真空泵、壓力開關、換向閥、氣管；真空泵的出入口和換向閥的A口相連通，換向閥的B口分別與壓力開關的入口和吸盤相連通，換向閥與控制器電連接。

11.如權利要求1所述的一種自動揀貨機器人，其特征在于：所述的貨物緩存裝置包括支架和從下之上依次放置在支架中的若干擱板。

12.一種基于如權利要求6至11所述的自動揀貨機器人的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)控制器接收到揀貨任務單，揀貨任務單中包含待揀取的各貨物所在的貨架及貨位號；

(2)控制器控制機器人底盤運動到待揀取貨物所在的貨架及貨位號前；

(3)控制器控制機械臂升降及旋轉運動，使末端揀貨裝置的托盤運動到待揀選貨物的底部高度，并且面向貨物；

(4)通過貨物識別系統攝到待揀取貨物，得出貨物和末端揀貨裝置的吸盤之間的相對位置信息；

(5)控制器控制末端揀貨裝置的托盤接近待揀取貨物的底部；

(6)控制器控制末端揀貨裝置的吸盤接近貨物中心位置，同時打開吸盤裝置的換向閥，吸盤裝置處于吸取狀態，當吸盤和貨物接觸上后，就能夠把貨物吸住；

(7)控制器控制末端揀貨裝置的吸盤帶著貨物往回收縮，當貨物離開貨架時，就會被貨物托盤前后伸縮臂的托盤托舉住；

(8)貨物被運送至貨物緩存裝置處，控制器控制吸盤再次向外伸長，此時托盤不向外伸張，當貨物推出托盤外延后，關閉換向閥，然后，吸盤往回收縮，吸盤吸取失去吸力，貨物就自動釋放到貨物緩存裝置中；

(10)揀貨機器人啟動走向下一個揀貨點，同時，通過控制器控制機械臂和末端揀貨裝置恢復到初始位置；

(11)當揀貨機器人完成揀貨單中所有貨物的揀選后，揀貨機器人把所有貨物帶到目的地。