一种物流机器人系统及分拣方法

技术领域

本发明涉及物流分拣技术领域，尤其涉及一种物流机器人系统及分拣方法。

背景技术

物流系统是指由两个或两个以上的物流功能单元构成，以完成物流服务为目的的有机集合体；物流系统的“输入”即指采购、运输、储存、流通加工、装卸、搬运、包装、销售、物流信息处理等物流环节所需的劳务、设备、材料、资源等要素，由外部环境向系统提供的过程。

公开号为CN110976313A的中国专利文件公开了一种物流配送分拣系统及分拣方法，包括进料流水线、运料流水线、分拣机器人、双路并行运出抬升流水线以及卡车运输流水线，多条进料流水线互相间隔交错设置在运料流水线进入段的两侧并与运料流水线相通，多个分拣机器人互相间隔交错设置在运料流水线后端两侧；每个分拣机器人对应有双路并行运出抬升流水线，所述分拣机器人置于双路并行运出抬升流水线的中间，所述双路并行运出抬升流水线包括较高端和较低端，较低端与分拣机器人连通，较高端与卡车运输流水线连通；分拣机器人从下至上依次包括机械臂底座、大臂转动盘、大臂、小臂转动环、小臂、机械爪转动环以及机械爪，所述大臂通过大臂转动盘转动连接在机械臂底座上，所述小臂转动环通过活动轴与大臂铰接，所述小臂与小臂转动环固定连接，所述机械爪通过机械爪转动环转动连接在小臂末端；所述进料流水线以及运料流水线均包括传送皮带，所述机械爪上设有物流分拣用取物夹以及机械臂摄像头；该物流配送分拣系统有利于提高运输、分拣效率。

针对上述相关技术，申请人认为相关技术中的物流配送分拣系统可以对货物商品进行分拣、运输以及装车，但是不方便对大量的货物商品进行暂时存储。

发明内容

本发明目的在于提供一种物流机器人系统及分拣方法，以解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种物流机器人系统，包括进料流水线、运料流水线以及分拣机器人，所述进料流水线以及分拣机器人均有多个，多个所述进料流水线均与运料流水线相连通，系统还包括储存流水线以及多条送料流水线，所述储存流水线以及多条送料流水线均与运料流水线相连通，且所述储存流水线比送料流水线更靠近运料流水线的进料端，所述储存流水线的进料端以及多条送料流水线的进料端均设有所述分拣机器人；所述储存流水线包括机架、圆形钢架以及多个储存仓，所述机架设置在运料流水线两侧地面上，所述圆形钢架沿圆形钢架的中轴线转动设置在机架上，多个所述储存仓通过绳索水平吊挂在圆形钢架圆周上，所述储存仓靠近运料流水线的一端开口设置，所述储存仓内底壁铺设有多根用于输送货物的辊轴，且多个所述储存仓的开口端在转动过程中均可与分拣机器人相连通；所述储存流水线上设有驱动组件，所述驱动组件用于驱动圆形钢架转动。

本方案中，通过转动圆形钢架，可将不同的储存仓与分拣机器人相连通，便于分拣机器人将不同归属信息或者发货信息的货物分拣送至不同的储存仓中进行暂时储存，且实现了以少量分拣机器人对大量货物进行分拣储存的效果，提高了系统对货物的储存功能，同时节省了分拣机器人的投入数量和成本。

优选地，所述储存仓内的多根辊轴上绕设有皮带，所述储存仓一端部的辊轴同轴线连接有储存电机，且所述储存仓的开口端与运料流水线相连通。

优选地，所述储存仓的开口端设置有红外光电计数器。

优选地，所述储存仓的开口端滑动设置有仓门，所述储存仓上设置有第一气缸，所述第一气缸的一端与储存仓相连接、另一端与所述仓门相连接，且所述仓门的滑动方向与第一气缸的伸缩方向一致。

优选地，多个所述储存仓的内圈至少水平吊挂有一个所述储存仓，所述储存仓转动至运料流水线处与运料流水线相连通，且所述储存仓与运料流水线相交处也设有所述分拣机器人。

优选地，所述运料流水线正下方设置有活动板以及皮带输送机，所述皮带输送机设置在活动板上，所述运料流水线下方还设置有活动组件，所述活动组件用于移动活动板且使皮带输送机的一端与储存仓的开口端连通、另一端与运料流水线连通。

本方案中，可以通过活动组件能够使得皮带输送机的一端与储存仓连通、另一端与运料流水线连通，便于储存仓内的货物通过皮带被快速输送至皮带输送机上，皮带输送机将货物输送至运料流水线上，分拣机器人再将运料流水线上的货物分拣至对应送料流水线上，最后由送料流水线将货物输送至指定地点；本方案一定程度上减少了储存仓中的皮带等待分拣机器人回转抓取货物的时间。

一种分拣方法，利用到上述物流机器人系统，包括以下步骤：

1）货物通过多个进料流水线被输入系统；

2）货物通过对应的进料流水线进入到运料流水线中；

3）分拣机器人对运料流水线上的货物信息进行识别，然后将货物分拣至对应送料流水线中，送料流水线将货物输送至对应装车区域；

分拣机器人识别到需暂存且归属信息或发货信息相同的货物时，仓门开启，分拣机器人将货物分拣至同一储存仓中，系统同时对上述储存仓进行标记，储存电机通过辊轴以及皮带将货物输送至储存仓的内部；

当分拣机器人识别到需暂存且归属信息或发货信息不同的货物时，通过驱动组件转动圆形钢架，使另一储存仓转至所述分拣机器人的分拣点处，分拣机器人可将归属信息或发货信息不同的货物进行分类储存，系统同时对已储存货物的储存仓进行标记；

货物被装进储存仓的过程中，红外光电计数器对货物进行计数，当货物数量达到最高值时，仓门关闭；

4）当需要将储存仓内的货物取出时，储存电机通过皮带将储存仓内的货物输送到储存仓的开口端处，然后由分拣机器人将货物拾取放在运料流水线上，同时由红外光电计数器进行计数，当取出的货物数量达到需求值时，储存仓停止向运料流水线输送货物；

若需将储存仓内的全部货物取出，可以通过活动组件移动活动板，使得皮带输送机的一端与储存仓连通、另一端与运料流水线连通，储存仓内的货物通过皮带被输送至皮带输送机上，皮带输送机将货物输送至运料流水线上，分拣机器人再将运料流水线上的货物分拣至对应送料流水线上，最后由送料流水线将货物输送至指定地点。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中设置有储存流水线，储存流水线包括机架、圆形钢架以及多个储存仓，圆形钢架转动设置在机架上，再将多个储存仓水平吊挂在圆形钢架的圆周上，转动圆形钢架即可将不同的储存仓与分拣机器人进行连通，进而可以通过一台分拣机器人对多个储存仓进行分拣装货，进而方便一台分拣机器人更多的货物进行分拣储存，大大提高了系统对货物进行分拣储存的能力，同时减少了分拣机器人的投入数量以及成本，有利于提高经济效益；

2、可以通过活动组件能够使得皮带输送机的一端与储存仓的开口端连通、另一端与运料流水线连通，便于储存仓内的货物通过皮带被快速输送至皮带输送机上，皮带输送机将货物输送至运料流水线上，分拣机器人再将运料流水线上的货物分拣至对应送料流水线上，最后由送料流水线将货物输送至指定地点；本方案一定程度上减少了储存仓中的皮带等待分拣机器人回转抓取货物的时间，便于快速取出储存仓内货物。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的实施例1的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的图1中A部放大图；

图3为本发明的实施例1的图1中B部放大图；

图4为本发明的实施例1的局部结构示意图，旨在展示活动组件移动活动板后皮带输送机的位置；

图5为本发明的实施例2的局部结构示意图，旨在展示活动组件移动活动板后皮带输送机的位置。

附图标记所代表的为：1、进料流水线；2、运料流水线；3、分拣机器人；4、储存流水线；41、机架；411、支撑杆；412、中心轴；413、吊架；4131、转动槽；42、圆形钢架；422、方管；43、储存仓；431、绳索；432、吊环；5、送料流水线；6、驱动组件；61、支撑板；62、液压缸；63、安装板；64、驱动轮胎；65、驱动电机；7、皮带；8、储存电机；9、仓门；10、第一气缸；11、滑条；12、红外光电计数器；13、活动板；14、皮带输送机；15、支架；16、第二气缸；17、固定座；18、导杆；19、水平伸缩气缸；20、推板；21、平移板；22、竖直升降气缸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1

一种物流机器人系统，参照图1、图2，包括进料流水线1、运料流水线2以及分拣机器人3，进料流水线1以及分拣机器人3均设置有多个，多个进料流水线1的出料端均与运料流水线2相连通，物流机器人系统还包括储存流水线4以及多条送料流水线5，储存流水线4的进料端以及多条送料流水线5的进料端均分别与运料流水线2相连通，且储存流水线4比送料流水线5更靠近运料流水线2的前端（前端为运料流水线2的进料端），储存流水线4的进料端以及多条送料流水线5的进料端均设有分拣机器人3，储存流水线4进料端的分拣机器人3能够将运料流水线2上的货物分拣在储存流水线4上，送料流水线5的进料端旁侧的分拣机器人3能够将运料流水线2上的货物分拣在送料流水线5上；储存流水线4包括机架41、圆形钢架42以及多个储存仓43，机架41跨设在运料流水线2两侧的地面上，圆形钢架42的内部通过多根支撑杆411焊接有中心轴412，中心轴412的两端通过轴承转动连接在机架41上，圆形钢架42背离圆形钢架42径向的外侧沿圆形钢架42的圆周焊接有多个吊架413，每个储存仓43通过4根绳索431水平吊挂在吊架413上，每个储存仓43的顶壁四角均连接有1根绳索431，4根绳索431远离储存仓43的一端均连接有吊环432，且储存仓43靠近运料流水线2端的两根绳索431连接同一个吊环432、另一端的两根绳索431连接另一个吊环432，2个吊环432均套设在吊架413上，吊架413上开设有转动槽4131，且吊环432位于转动槽4131内，吊环432与转动槽4131的槽壁间隙配合，吊环432可在吊架413的转动槽4131内转动，使得多个储存仓43在圆形钢架42转动过程中始终保持水平状态；储存仓43靠近运料流水线2的一端开口设置，储存仓43的开口端既是进料端也是出料端，储存仓43内底壁铺设有多根用于输送货物的辊轴（辊轴未在附图中示出），多个储存仓43的开口端在转动过程中均可靠近分拣机器人3，且分拣机器人3能够将运料流水线2上的货物分拣至储存仓43的进料端；储存流水线4上设有驱动组件6，驱动组件6用于驱动圆形钢架42转动。

具体地，参照图1、图2，结合图3，驱动组件6包括支撑板61、液压缸62、安装板63、驱动轮胎64以及驱动电机65；支撑板61通过螺栓固定在地面上，安装板63的一端与支撑板61铰链连接，液压缸62的一端与支撑板61的侧壁铰链连接、另一端与安装板63的底部铰链连接，驱动电机65安装在安装板63的上方，驱动电机65的输出轴与驱动轮胎64同轴线连接，圆形钢架42上焊接有方管422，方管422为横截面为矩形的圆形钢管，且驱动轮胎64与方管422的一侧管壁相抵接，液压缸62可控制安装板63沿安装板63的铰接轴上下摆动，液压缸62伸长可使得安装板63靠近方管422，进而使得驱动轮胎64与方管422相抵紧，启动驱动电机65，驱动电机65带动驱动轮胎64转动，驱动轮胎64与方管422之间的摩擦力将带动方管422以及圆形钢架42转动；本实施例中，货物通过进料流水线1进入到运料流水线2中，需要暂存的货物由分拣机器人3分拣至储料流水线的储存仓43内，储存仓43内铺设有辊轴，货物在分拣机器人3的推动下可沿辊轴进入到储存仓43的内部，便于将储存仓43的空间充分利用起来，且分拣机器人3识别到需要暂存的货物的发货信息或者归属信息不相同时，可通过驱动组件6转动圆形钢架42，使得另一个储存仓43转动至分拣机器人3的分拣点处，进而将不同发货信息或者不同归属信息的货物进行分类拾取以及储存，且系统对已储存有货物的储存仓43进行标记；便于通过少量的分拣机器人3对大量的货物进行分拣储存，提高了物流机器人系统对大量的货物进行暂时储存的功能。在其他实施例中，驱动组件6包括驱动电机65、减速箱、第一链条盘以及第二链条盘；驱动电机65以及减速箱均设置在地面上，且驱动电机65的输出轴与减速箱的输入轴同轴线连接，减速箱的输出轴与第一链条盘同轴线连接，第二链条盘与中心轴412同轴线连接，且第一链条盘与第二链条盘之间绕设链条，本实施例中驱动电机65通过链条将动力传递至圆形钢架42上，以实现圆形钢架42转动。

作为一种优选的实施方式，参照图1、图2，每个储存仓43内的多根辊轴上绕设有皮带7，且储存仓43一端部的辊轴同轴线连接有储存电机8，储存电机8安装在储存仓43外侧，储存仓43的开口端与运料流水线2直接连通；分拣机器人3将货物拾取放进储存仓43内时，系统可以启动储存电机8，储存电机8可带动辊轴以及皮带7转动，皮带7可将货物输送至储存仓43的内部；反转储存电机8，可将货物通过皮带7直接输送到运料流水线2中，然后通过分拣机器人3将货物分拣至对应送料流水线5中，最后输送至对应的装车区域。

作为一种优选的实施方式，参照图2，储存仓43的开口端的内侧壁上设置有红外光电计数器12，红外光电计数器12与系统通信连接，分拣机器人3将货物分拣至储存仓43的过程中，红外光电计数器12对进仓的货物进行计数，当货物数量达到储存仓43所能储存的最大货物数量时，分拣机器人3停止向该储存仓43分拣货物，此时系统控制驱动组件6转动圆形钢架42，使得另一个储存仓43转动至分拣机器人3的分拣点处，随后分拣机器人3对当前储存仓43进行装货。

作为一种优选的实施方式，参照图2，储存仓43的开口端滑动设置有仓门9，储存仓43上设置有第一气缸10，第一气缸10的一端与储存仓43相连接、另一端与仓门9相连接，且仓门9的滑动方向与第一气缸10的伸缩方向一致；储存仓43的开口端沿竖直方向开设有滑槽（滑槽未在附图中示出），仓门9上焊接有滑条11，滑条11位于滑槽内且与滑槽滑移配合，滑条11以及滑槽的横截面形状相配合，且滑条11以及滑槽的横截面形状可以为倒梯形或者T形，以增强仓门9与储存仓43之间连接的稳定性，第一气缸10竖直设置储存仓43的外侧壁上，且仓门9的两侧均设有第一气缸10；货物分拣完成后通过第一气缸10缩短关闭仓门9，需取出储存仓43内货物时通过第一气缸10伸长开启仓门9，仓门9有利于提高储存仓43的密封性能。

作为一种优选的实施方式，参照图1、图2，外圈的多个储存仓43之间还至少水平吊挂有一个储存仓43，内圈的储存仓43转动至运料流水线2处与运料流水线2相连通，且储存仓43与运料流水线2相交处也设有分拣机器人3；本实施例中外圈有8个储存仓43，8个储存仓43的内圈还吊挂有1个储存仓43，且内圈的储存仓43通过4根绳索431吊挂在中心轴412上，中心轴412上也开设有转动槽4131，4根绳索431与储存仓43顶壁的四角处对应连接，且靠近运料流水线2的两根绳索431连接有同一吊环432，剩余2根绳索431连接有另一个吊环432，2个吊环432均套设在中心轴412的转动槽4131内，使得储存仓43在中心轴412以及圆形钢架42转动的过程中始终保持水平。在其他实施例中，多个储存仓43的内圈还可以水平吊挂2个、3个或者4个储存仓43。

作为一种优选的实施方式，参照图1、图2，结合图4，运料流水线2正下方设置有活动板13以及皮带输送机14，皮带输送机14设置在活动板13上，运料流水线2靠近储存仓43的侧壁上开设有供活动板13以及皮带输送机14进出的缺口（缺口未在附图中展示），运料流水线2下方还设置有活动组件，活动组件用于移动皮带输送机14且使皮带输送机14的一端与储存仓43的进料端连通、另一端与运料流水线2连通；活动组件包括支架15以及第二气缸16，支架15焊接在运料流水线2正下方的内侧壁上，活动板13的一端与支架15铰链连接，第二气缸16的一端与运料流水线2下方的内侧壁铰链连接、另一端与活动板13背离皮带输送机14的一侧板面铰链连接；第二气缸16缩短时，皮带输送机14以及活动板13均位于运料流水线2下方，且皮带式输送机以及活动板13均竖直朝下（此时活动板13的铰接轴在活动板13上方，皮带输送机14位于活动板13此时靠近缺口的一侧板面上）；第二气缸16伸长时，活动板13以及皮带输送机14被第二气缸16从运料流水线2正下方推出，活动板13以及皮带输送机14向上摆动，皮带输送机14的一端与储存仓43的开口端连通、另一端与运料流水线2连通；方便皮带7将储存仓43内部的全部货物快速地输送至皮带输送机14上，然后皮带输送机14将货物快速输送至运料流水线2上，随后由分拣机器人3将货物分拣至对应的送料流水线5上，最后由送料流水线5将货物输送至对应的部位。需要注意的是，本实施例中，储存仓43停靠在运料流水线2旁边时，储存仓43中皮带距离水平面的高度高于运料流水线2顶部距离水平面的高度。

本发明中，一种分拣方法，使用到上述的物流机器人系统，包括以下步骤：

1）将若干货物放置在对应的进料流水线1上，若干货物被输入物流机器人系统；

2）若干货物通过对应的进料流水线1进入到运料流水线2中，运料流水线2对若干货物进行运输；

3）分拣机器人3对运料流水线2上的货物信息进行识别，然后将货物分拣至对应送料流水线5中，送料流水线5将货物输送至对应装车区域；工作人员在装车区域接收货物并将货物装车；

分拣机器人3识别到需暂存且归属信息或发货信息相同的货物时，系统控制第一气缸10伸长，仓门9开启，分拣机器人3将货物分拣至同一储存仓43中，系统同时对上述储存仓43进行标记，储存电机8开启，储存电机8通过辊轴以及皮带7将货物输送至储存仓43的内部；

当分拣机器人3识别到需暂存且归属信息或发货信息不同的货物时，系统通过驱动组件6转动圆形钢架42，使另一储存仓43转至分拣机器人3的分拣点处，分拣机器人3可将归属信息或发货信息不同的货物进行分类储存，系统同时对已储存货物的储存仓43进行标记；一个储存仓43中只储存同一类的货物；

货物被装进储存仓43的过程中，红外光电计数器12对货物进行计数，本实施例中，货物的包装箱大小一致，则每个储存仓43储存货物的数量上限一致，当储存的货物数量达到最高值时，系统控制第一气缸10缩短，仓门9关闭；

4）当需要将储存仓43内的一半货物取出时，储存电机8通过皮带7将储存仓43内的货物输送到储存仓43的开口端处，红外光电计数器12感应到储存仓43开口端有待取出的货物时，储存电机8暂停运行，此时由分拣机器人3将货物拾取放在运料流水线2上，红外光电计数器12对取出的货物进行计数，分拣机器人3将储存仓43开口端的货物取出后，储存电机8再次启动，重复上述步骤，当取出的货物数量达到需求值时，储存仓43停止向运料流水线2输送货物。

若需将储存仓43内的全部货物取出，可以伸长第二气缸16，第二气缸16将皮带输送机14从运料流水线2下方推出，使得皮带输送机14的一端与储存仓43的开口端相连通、另一端与运料流水线2相连通，储存仓43内的货物通过皮带7被快速地输送至皮带输送机14上，皮带输送机14将货物输送至运料流水线2上，分拣机器人3再将运料流水线2上的货物分拣至对应送料流水线5上，最后由送料流水线5将货物输送至指定地点，减少了储存仓43中皮带停滞等待分拣机器人3回转分拣的时间。

需要注意的是，本实施例中，进料流水线1、运料流水线2以及送料流水线5均包括传送带，由传送带实现货物的传送；运料流水线2位于机架41的下方，使得运料流水线2更加靠近储存仓43，便于储存以及取出货物；由于外圈的储存仓43以及内圈的储存仓43在转动过程中均需可以与运料流水线2一侧的分拣机器人3相连通，运料流水线2所处地面比圆形钢架42所处地面更高，方便运料流水线2能够同时靠近外圈的分拣机器人3和内圈的分拣机器人3。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，参照图1、图2，结合图5，储存仓43停靠在运料流水线2旁边时，储存仓43中皮带距离水平面的高度与运料流水线2顶部距离水平面的高度一致，运料流水线2正下方地面上固定设置有固定座17，活动组件包括导杆18、平移板21、1个水平伸缩气缸19以及2个竖直升降气缸22，导杆18水平穿过固定座17且与固定座17滑动配合，水平伸缩气缸19通过螺栓水平设置在固定座17上，水平伸缩气缸19的长度方向与导杆18的长度方向一致，且水平伸缩气缸19以及导杆18相同方向的一端连接有推板20，推板20位于导杆18靠近运料流水线2缺口的一端，平移板21水平焊接在推板20上方，平移板21上方竖直设置有2个竖直升降气缸22， 2个竖直升降气缸22远离平移板21的一端水平设置有活动板13，皮带输送机14水平设置在活动板13上；当水平伸缩气缸19伸长时，推板20、平移板21、竖直升降气缸22、活动板13以及皮带输送机14通过缺口被水平推出到运料流水线2的外部，然后竖直升降气缸22伸长，活动板13以及皮带输送机14被竖直向上顶升，使得皮带输送机14的一端与储存仓43的开口端相连通、另一端与运料流水线2相连通，此时可方便将储存仓43内的全部货物通过皮带7快速输送到运料流水线2上，减少了储存仓43中皮带停滞等待分拣机器人3回转分拣的时间；储存仓43内的货物被全部取出后，缩短竖直升降气缸22，皮带输送机14以及活动板13下降，随后缩短水平伸缩气缸19，皮带输送机14被拉回到运料流水线2的正下方进行隐藏，方便驱动组件6转动储存仓43，皮带输送机14此时隐藏在运料流水线2的正下方，则皮带输送机14不会对吊架413的转动造成阻碍。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。