[发明专利]一种自动拣货机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种自动拣货机器人，其特征在于，包括机器人底盘、控制器、机械臂、货物识别系统、末端拣货装置、货物缓存装置等；

所述机器人底盘在控制器的控制下实现前进、后退、左转、右转运动；

所述机械臂在控制器的控制下实现水平方向的转动和垂直方向的升降运动；

所述货物识别系统在控制器的控制下实现单个货物的识别和定位；

所述末端拣货装置搭载在机械臂上，在控制器的控制下通过旋转、升降、伸缩运动到货物储存的位置，并且根据货物品类采用不同方式实现货物的拣取；拣取出来的货物放置在货物缓存装置中。

2.如权利要求1所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述的机械臂包括水平旋转底盘和垂直升降臂，所述水平旋转底盘搭载在机器人底盘上；所述垂直升降臂搭载在水平旋转底盘上。

3.如权利要求2所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述水平旋转底盘包括旋转控制电机与回转支承，所述旋转控制电机和回转支承通过齿轮相啮合，所述水平旋转底盘能实现270度以上的旋转，旋转控制电机与控制器电连接。

4.如权利要求2所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述垂直升降臂包括一级升降结构和二级升降结构，二级升降结构搭载在一级升降结构上。

5.如权利要求1所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述的货物识别系统包括RGB‐D相机，通过RGB‐D相机输出货物带深度信息的点云图，从而实现货物位置的定位，并获取到货物长度和高度信息；通过RGB‐D相机输出的货物彩色图片和数据库中的货物图片进行对比分析，实现货物的识别和核对。

6.如权利要求1所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述末端拣货装置包括货物托盘前后伸缩臂、吸盘前后伸缩臂、吸盘高度调节升降臂和吸取装置，所述货物托盘前后伸缩臂和吸盘高度调节升降臂搭载在二级升降结构上，吸盘前后伸缩臂搭载在吸盘高度调节升降臂上，吸取装置搭载在吸盘前后伸缩臂上。

7.如权利要求6所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述货物托盘前后伸缩臂包括第一导轨、第一滑块、第一电机、第一带轮、第一同步带、第一结构件、托盘、第二带轮，第一电机驱动第一带轮转动，第一带轮带轮和第二带轮通过第一同步带连接，第一滑块套接在第一导轨上，并且通过第一结构件和第一同步带固定，第一托盘固定在第一滑块上，第一导轨固定连接在二级升降结构上。

8.如权利要求6所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述吸盘前后伸缩臂包括一级伸缩机构和二级伸缩机构，

所述一级伸缩机构包括第二导轨、第二滑块、第二电机、第三带轮、第二同步带、第四带轮、第二结构件，第二电机驱动第三带轮转动，第三带轮和第四带轮通过第二同步带连接，第二滑块套接在第二导轨上，并且通过第二结构件与第二同步带固定；

所述二级伸缩机构包括第三电机、齿轮、齿条、第三滑块、第三导轨、第三结构件，第三电机驱动齿轮转动，齿轮和齿条啮合，第三滑块套接在第三导轨上，并且通过第三结构件与齿条固定，第三电机与第三导轨相对静止，第二导轨固定连接在齿条上。

9.如权利要求6所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述吸盘高度调节升降臂包括第四导轨、第四滑块、丝杆、第四电机、丝杆螺母，第四电机驱动丝杆转动，第四滑块套接在第四导轨上，丝杆安装在丝杆螺母上，吸盘前后伸缩臂安装在丝杆和第四滑块上。

10.如权利要求6所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述吸取装置包括吸盘、真空泵、压力开关、换向阀、气管；真空泵的出入口和换向阀的A口相连通，换向阀的B口分别与压力开关的入口和吸盘相连通，换向阀与控制器电连接。

11.如权利要求1所述的一种自动拣货机器人，其特征在于：所述的货物缓存装置包括支架和从下之上依次放置在支架中的若干搁板。

12.一种基于如权利要求6至11所述的自动拣货机器人的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)控制器接收到拣货任务单，拣货任务单中包含待拣取的各货物所在的货架及货位号；

(2)控制器控制机器人底盘运动到待拣取货物所在的货架及货位号前；

(3)控制器控制机械臂升降及旋转运动，使末端拣货装置的托盘运动到待拣选货物的底部高度，并且面向货物；

(4)通过货物识别系统摄到待拣取货物，得出货物和末端拣货装置的吸盘之间的相对位置信息；

(5)控制器控制末端拣货装置的托盘接近待拣取货物的底部；

(6)控制器控制末端拣货装置的吸盘接近货物中心位置，同时打开吸盘装置的换向阀，吸盘装置处于吸取状态，当吸盘和货物接触上后，就能够把货物吸住；

(7)控制器控制末端拣货装置的吸盘带着货物往回收缩，当货物离开货架时，就会被货物托盘前后伸缩臂的托盘托举住；

(8)货物被运送至货物缓存装置处，控制器控制吸盘再次向外伸长，此时托盘不向外伸张，当货物推出托盘外延后，关闭换向阀，然后，吸盘往回收缩，吸盘吸取失去吸力，货物就自动释放到货物缓存装置中；

(10)拣货机器人启动走向下一个拣货点，同时，通过控制器控制机械臂和末端拣货装置恢复到初始位置；

(11)当拣货机器人完成拣货单中所有货物的拣选后，拣货机器人把所有货物带到目的地。