物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质

文档序号:792500 发布日期:2021-04-13 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质 (Article sorting method, mechanical arm sorting system and storage medium ) 是由 申静朝 唐靖华 郭燃 于 2019-10-12 设计创作,主要内容包括:本申请实施例公开了一种物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质,机械臂分拣系统包括分拣框架和机械臂,机械臂包括用于分拣物品的机械臂末端执行器,分拣框架内设置有至少一个分拣柜,每个分拣柜中包括至少一个格口,至少一个格口中每个格口内底面设置有压力检测模块,机械臂分拣系统还包括与压力检测模块连接的控制模块;控制模块用于在向至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取目标格口的第一位置信息,以及获取分拣物品的实际格口对应的第一压力数据,并根据第一位置信息和第一压力数据确定物品是否分拣错误。本申请实施例在现有分拣装备没有防错分功能的基础上,提高了物品分拣效率,降低了分拣系统维护成本。(The embodiment of the application discloses an article sorting method, a mechanical arm sorting system and a storage medium, wherein the mechanical arm sorting system comprises a sorting frame and a mechanical arm, the mechanical arm comprises a mechanical arm end effector for sorting articles, at least one sorting cabinet is arranged in the sorting frame, each sorting cabinet comprises at least one cell, a pressure detection module is arranged on the inner bottom surface of each cell in the at least one cell, and the mechanical arm sorting system further comprises a control module connected with the pressure detection module; the control module is used for acquiring first position information of a target cell after the object is sorted to the target cell in at least one sorting cabinet, acquiring first pressure data corresponding to an actual cell of the sorted object, and determining whether the object is sorted wrongly according to the first position information and the first pressure data. According to the embodiment of the application, on the basis that the existing sorting equipment does not have the mistake proofing function, the article sorting efficiency is improved, and the maintenance cost of a sorting system is reduced.)

物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质

技术领域

本发明涉及物流技术领域,具体涉及一种物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质。

背景技术

在快递配送中,快递分拣是其非常重要的环节,如何低成本高效的分拣至关重要。现有分拣模式主要有人工分拣、交叉带、推臂分拣等模式,人工分拣成本高效率低,但分拣模式灵活,对二维码或地址信息模糊的物品也能正确分拣。交叉带、推臂分拣效率高,但存在占地面积大等缺点。由于交叉带和推臂等模块较多,结构复杂,供电、通信线路复杂,当某一个模块出现问题时就需要整体停机检测维修,维护成本高。

现有分拣装备没有防错分功能,由于设备或人为导致的错分将严重影响分拣效率、降低客户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质,提高了物品分拣效率,降低了分拣系统维护成本。

一方面,本申请提供一种机械臂分拣系统,所述机械臂分拣系统包括分拣框架和机械臂,所述机械臂设置在所述分拣框架内,所述机械臂包括用于分拣物品的机械臂末端执行器,所述分拣框架内设置有至少一个分拣柜,每个分拣柜中包括至少一个格口,所述至少一个格口中每个格口内底面设置有压力检测模块,所述机械臂分拣系统还包括与所述压力检测模块连接的控制模块;

所述压力检测模块用于在分拣物品时,检测分拣物品的实际格口对应的压力数据,并发送给所述控制模块;

所述控制模块用于在向所述至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息,以及获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据,并根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。

在本申请一些实施例中,所述控制模块包括中央处理器和压力数据采集器,所述压力数据采集器分别与所述至少一个分拣柜中各压力检测模块以及所述中央处理器连接;

所述压力数据采集器用于在向所述目标格口分拣物品时之后,采集所述目标格口对应的压力检测模块检测的第二压力数据,并发送给所述中央处理器;

所述中央处理器还用于根据所述第二压力数据,确定所述目标格口是否放置所述物品。

在本申请一些实施例中,所述中央处理器具体用于根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口,获取所述实际格口的第二位置信息,判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否匹配,若不匹配,确定所述物品分拣错误。

在本申请一些实施例中,所述机械臂末端执行器上方的分拣框架上设置有第一深度相机,所述第一深度相机与所述中央处理器连接;

所述第一深度相机用于在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,采集与所述物品的最短距离,并拍摄所述机械臂末端执行器中放置的物品的图像,并将所述最短距离和所述物品的图像发送给所述中央处理器;

所述中央处理器还用于:根据所述最短距离确定所述物品的高度;根据所述物品的图像确定所述物品的最大横截面长度;获取所述目标格口的长度和高度;若所述物品的高度大于所述所述目标格口的高度,或所述物品的最大横截面长度大于所述目标格口的长度,确定所述物品为体积异常物品。

在本申请一些实施例中,所述第一深度相机还用于在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,检测得到所述物品的几何中心信息,并将所述几何中心信息发送给所述中央处理器;

所述中央处理器具体用于根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量;在确定所述物品分拣错误之后,根据所述压力数据和所述物品的重量确定放置所述物品的实际格口。

在本申请一些实施例中,所述至少一个分拣柜中包括第一分拣柜和第二分拣柜,所述机械臂设置在所述第一分拣柜和所述第二分拣柜之间。

在本申请一些实施例中,所述机械臂分拣系统还包括设置在所述分拣框架上的深度信息采集模块,所述深度信息采集模块用于采集所述第一分拣柜的第一图像,以及采集所述第二分拣柜的第二图像;

所述中央处理器还用于根据所述第一图像确定所述第一分拣柜是否装满,根据所述第二图像确定所述第二分拣柜是否装满。

在本申请一些实施例中,所述深度信息采集模块包括第二深度相机和第三深度相机,所述第二深度相机设置在所述第一分拣柜上方的分拣框架上,所述第三深度相机设置在所述第二分拣柜上方的分拣框架上,所述第二深度相机和所述第三深度相机分别与与所述中央处理器连接;

所述第二深度相机用于采集所述第一分拣柜的第一图像,所述第三深度相机用于采集所述第二分拣柜的第二图像。

在本申请一些实施例中,所述机械臂上方的分拣框架上设置有第一横梁,所述第一分拣柜上方的分拣框架上设置有第二横梁,所述第二分拣柜上方的分拣框架上设置有第三横梁,所述第一深度相机设置在所述第一横梁上,所述第二深度相机设置在所述第二横梁上,所述第三深度相机设置在所述第三横梁上。

在本申请一些实施例中,所述机械臂末端执行器为内部中空的六面体,所述至少一面为敞口式或开合式,用于分拣货物的进出。

在本申请一些实施例中,所述机械臂末端执行器包括底板和四个侧板,所述底板或四个侧板中至少一个中设置有开孔。

在本申请一些实施例中,所述四个侧板包括相对设置的第一侧板和第二侧板,所述底板包括第一开合底板和第二开合底板,所述第一开合底板的一端设置在所述第一侧板底部,所述第二开合底板的一端设置在所述第二侧板底部。

在本申请一些实施例中,所述机械臂末端执行器还包括顶板,所述顶板包括第一开合顶板和第二开合顶板,所述第一开合顶板的一端设置在所述第一侧板顶部,所述第二开合顶板的一端设置在所述第二侧板顶板。

在本申请一些实施例中,所述四个侧板中包括相对设置的第三侧板和第四侧板,所述第三侧板上设置有至少一个加强板。

在本申请一些实施例中,所述第三侧板的高度大于所述第四侧板的高度。

在本申请一些实施例中,所述第四侧板上设置有至少一个开孔。

另一方面,本申请提供一种物品分拣方法,应用于机械臂分拣系统,所述机械臂分拣系统为所述的机械臂分拣系统,所述物品分拣方法的执行主体为所述机械臂分拣系统中的控制模块,所述方法包括:

在向所述至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息;

获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据;

根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。

在本申请一些实施例中,所述方法还包括:

在向所述目标格口分拣物品之后,采集所述目标格口对应的压力检测模块检测的第二压力数据;

根据所述第二压力数据,确定所述目标格口是否放置所述物品。

在本申请一些实施例中,所述根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误,包括:

根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口;

获取所述实际格口的第二位置信息;

判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否匹配;

若不匹配,确定所述物品分拣错误。

在本申请一些实施例中,所述机械臂末端执行器上方的分拣框架上设置有第一深度相机,所述第一深度相机与所述控制模块连接;所述方法还包括:

在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,获取所述第一深度相机采集的所述第一深度相机与所述物品的最短距离,以及所述所述第一深度相机拍摄的所述机械臂末端执行器中放置的物品的图像;

根据所述最短距离确定所述物品的高度;

根据所述物品的图像确定所述物品的最大横截面长度;

获取所述目标格口的长度和高度;

若所述物品的高度大于所述所述目标格口的高度,或所述物品的最大横截面长度大于所述目标格口的长度,确定所述物品为体积异常物品。

在本申请一些实施例中,所述方法还包括:

在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,获取所述第一深度相机检测的所述物品的几何中心信息;

所述根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口,包括:

根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量;

在确定所述物品分拣错误之后,根据所述第一压力数据和所述物品的重量确定放置所述物品的实际格口。

在本申请一些实施例中,所述机械臂为六自由度机械臂,所述根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量,包括:

获取所述机械臂空载时的B轴扭矩;

根据所述物品的几何中心,计算所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩;

根据所述所述机械臂空载时的B轴扭矩和所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩,计算所述物品的重量。

在本申请一些实施例中,所述机械臂分拣系统还包括设置在所述分拣框架上的第二深度相机和第三深度相机,所述第二深度相机设置在所述第一分拣柜上方的分拣框架上,所述第三深度相机设置在所述第二分拣柜上方的分拣框架上,所述第二深度相机和所述第三深度相机分别与与所述中央处理器连接;所述方法还包括:

获取所述第二深度相机采集的所述第一分拣柜的第一图像,所述第三深度相机采集的所述第二分拣柜的第二图像;

根据所述第一图像确定所述第一分拣柜是否装满;

根据所述第二图像确定所述第二分拣柜是否装满。

另一方面,本申请还提供一种机械臂分拣系统,所述机械臂分拣系统包括分拣框架和机械臂,所述机械臂设置在所述分拣框架内,所述机械臂包括用于分拣物品的机械臂末端执行器,所述分拣框架内设置有至少一个分拣柜,每个分拣柜中包括至少一个格口,所述至少一个格口中每个格口内底面设置有压力检测模块,所述机械臂分拣系统还包括与所述压力检测模块连接的控制模块,所述压力检测模块用于在分拣物品时,检测分拣物品的实际格口对应的压力数据,并发送给所述控制模块;所述控制模块包括:

一个或多个处理器;

存储器;以及

一个或多个应用程序,其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中,并配置为由所述处理器执行以实现所述的物品分拣方法。

另一方面,本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器进行加载,以执行所述的物品分拣方法中的步骤。

本申请实施例中机械臂分拣系统包括分拣框架和机械臂,机械臂包括用于分拣物品的机械臂末端执行器,分拣框架内设置有至少一个分拣柜,每个分拣柜中包括至少一个格口,至少一个格口中每个格口内底面设置有压力检测模块,机械臂分拣系统还包括与压力检测模块连接的控制模块;压力检测模块用于在分拣物品时,检测分拣物品的实际格口对应的压力数据,并发送给控制模块;控制模块用于在向至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取目标格口的第一位置信息,以及获取分拣物品的实际格口对应的第一压力数据,并根据第一位置信息和第一压力数据确定物品是否分拣错误。本申请实施例在现有分拣装备没有防错分功能的基础上,创造性地在分拣柜的每个格口下面设置压力检测模块,并通过控制模块根据目标格口的第一位置信息和压力检测模块检测的第一压力数据,来对物品错分进行自检,提高了物品分拣效率,降低了分拣系统维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的物品分拣系统的结构示意图;

图2是本发明实施例中机械臂分拣系统的一个实施例结构示意图;

图3是本发明实施例中机械臂末端执行器的一个实施例结构示意图;

图4是本发明实施例中机械臂末端执行器的另一个实施例结构示意图;

图5是本发明实施例中机械臂末端执行器的另一个实施例结构示意图;

图6是本发明实施例中机械臂末端执行器空载时的扭矩示意图;

图7是本发明实施例中机械臂末端执行器分拣物品时的扭矩示意图;

图8是本发明实施例中物品分拣方法的一个实施例流程示意图;

图9是本发明实施例中步骤803的一个实施例流程示意图;

图10是本发明实施例中机械臂分拣系统中的控制装置为服务器的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此,本发明并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明实施例提供一种物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质,以下分别进行详细说明。

请参阅图1,图1为本发明实施例所提供的物品分拣系统的场景示意图,该物品分拣系统可以包括上游供件系统101、物品扫码系统102和机械臂分拣系统103。

其中,上游供件系统101可以是供件传送带,上游供件系统用于传输待分拣物品,上游供件系统上设置有物品扫码系统102,例如,当上游供件系统为供件传送带时,供件传送带上可以设置有扫码系统和光栅,即物品扫码系统102包括扫码系统和光栅,该物品扫码系统102用于扫码获取上游供件系统101上待分拣物品的物品信息(如物品名称,物品编码等),并将该物品信息传输给机械臂分拣系统103中的控制装置(可以是机械臂控制器或者工控设备),机械臂分拣系统103可以根据待分拣物品的物品信息,为待分拣物品在至少一个分拣柜分配空闲的格口,以存放该待分拣物品。光栅的作用是让传送带启动和停止用的,假如新的待分拣物品来到指定位置,机械臂末端执行器还没有到达起始位置,就停止上游供件系统101(如供件传送带),防止待分拣物品掉地上,机器臂末端到达起始位置后再启动上游供件系统101(如供件传送带),机械臂分拣系统103用于将上游供件系统101上到达指定位置的待分拣物品分拣存放到至少一个分拣柜中分配的格口中。

如图2所示,所述机械臂分拣系统103包括分拣框架104和机械臂105,所述机械臂105设置在所述分拣框架104内,所述机械臂105包括用于分拣物品的机械臂末端执行器106,所述分拣框架104内设置有至少一个分拣柜107,每个分拣柜中包括至少一个格口108,所述至少一个格口中每个格口108内底面设置有压力检测模块109,所述机械臂分拣系统103还包括与所述压力检测模块连接的控制模块;所述压力检测模块109用于在分拣物品时,检测分拣物品的实际格口对应的压力数据,并发送给所述控制模块;所述控制模块用于在向所述至少一个分拣柜107中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息,以及获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据,并根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。本发明实施例在现有分拣装备没有防错分功能的基础上,创造性的在分拣柜的每个格口下面设置压力检测模块,并通过控制模块根据目标格口的第一位置信息和压力检测模块检测的第一压力数据,来对物品错分进行自检,提高了物品分拣效率,降低了分拣系统维护成本。

具体的,压力检测模块109可以是压力传感器,压力传感器(PressureTransducer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器、平膜盒式压力传感器或薄膜压力传感器,本发明实施例中压力检测模块109可以是各种类型的压力传感器,例如可以是平膜盒式压力传感器或薄膜压力传感器,具体此处不作限定。

本发明实施例中,至少一个分拣柜107可以包括多个,优选的,如图2所示,机械臂分拣系统103都可以对应设置为2个分拣柜,分别设置在机械臂105的两侧,以便于机械臂105对物品的分拣。

图1中,自动供件的上游供件系统101以相等时间间隔匀速供件,上游供件系统101和机械臂分拣系统103都具有独立的控制系统,两个控制系统可以都与工控设备建立通信连接,待分拣物品经过物品扫码系统102时,自动计算该物品的流向,即对应的分拣格口,并将分拣该待分拣物品的格口信息发给工控设备,工控设备进行路径规划,路径规划完以后将规划路径发给机械臂分拣系统103中的控制装置,机械臂分拣系统103中的控制装置控制机械臂末端执行器完成物品分拣,分拣完成后机械臂末端执行器回到机械臂末端执行器106的固定起始位置,完成物品分拣。

机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置,每个机械臂105中都设置有可驱动的机械臂末端执行器106以及驱动机械臂末端执行器106的控制装置,机械臂分拣系统103中的控制装置可控制机械臂末端执行器106按空间位姿(位置和姿态)的时变要求进行移动,从而完成某一工业生产的作业要求。工控设备用于为机械臂规划运动路径,并将规划好的运动路径发送给机械臂105,使得机械臂105中的控制装置可以按照接收的运动路径驱动机械臂末端执行器106进行物品分拣。

本发明实施例中,机械臂可以是六自由度机械臂,但也不局限于六自由度机械臂,例如五自由度机械臂、七自由度机械臂均可,具体此处不作限定。

需要说明的是,本发明实施例中机械臂末端执行器106为可以承装物品的结构,例如吸盘或铲子、六面体形状结构等,由于传统机械臂末端执行器106多为吸盘,吸盘难以吸起重量较大物品,本发明实施例中主要用于物流领域的物品分拣,且物流领域的物品表面不平整也难以吸起,本发明实施例中机械臂末端执行器106优选为六面体形状,上端开口,具体的,所述机械臂末端执行器可以为内部中空的六面体,所述至少一面为敞口式或开合式,用于分拣货物的进出,分拣物品时,物品从上游供件系统投入,物品可以直接掉入机械臂末端执行器106中进行分拣,具体的,机械臂末端执行器106运动到目标格口后机械臂末端执行器106可以旋转180°或者直接打开机械臂末端执行器底板,物品靠重力落到分拣格口,该设计可以保证机械臂末端执行器106在高速运动情况下不会飞出,能够满足多种待分拣物品的类型,例如各种不同规格的盒子,信封,包装袋或文件夹等。

如图3所示,当机械臂末端执行器106为六面体形状时,所述机械臂末端执行器106可以包括底板113和四个侧板,所述底板或四个侧板中至少一个中设置有开孔114,该开孔为减重开孔,以减小机械臂机械臂末端执行器的重量,优选的,所述底板113和四个侧板中均可以设置开孔114,且开孔数量尽可能的多设置,以尽可能的减小机械臂机械臂末端执行器的重量,降低能耗以及提高机械臂末端执行器的轻便度和灵活度。需要说明的,在底板113或四个侧板中设置多个开孔时,该多个开孔可以是相同大小,也可以是不同大小,具体可根据实际情况进行设置,此处不作限定。

其中,如图3、图4所示,所述四个侧板包括相对设置的第一侧板115和第二侧板116,由于机械臂末端执行器106旋转旋转180°放置分拣物品是要浪费时间的,会降低10%左右的物品分拣效率,因此,本发明实施例中,将机械臂末端执行器106的底板113设置为开合式底板,具体的,即所述底板113包括第一开合底板1131和第二开合底板1132,所述第一开合底板1131的一端设置在所述第一侧板115底部,所述第二开合底板1132的一端设置在所述第二侧板116底部,当底板113闭合时,所述第一开合底板1131远离所述第一侧板115的一端和第二开合底板1132远离所述第二侧板116的一端贴合,将机械臂末端执行器106底部闭合,可防止机械臂末端执行器106中放置的物品掉落,当机械臂末端执行器106到达目标格口时,机械臂末端执行器106无需旋转180度,直接打开第一开合底板1131和第二开合底板1132即可依靠物品重力对物品进行分拣到目标格口,提高了分拣效率。

为了对机械臂末端执行器106结构加固,所述第一侧板115上可以设置有至少一个加强板,同样的,第二侧板116也可以设置有至少一个加强板。

在本发明一些实施例中,如图3、图4所示,所述四个侧板中包括相对设置的第三侧板117和第四侧板118,所述第三侧板117上同样可以设置有至少一个加强板119。

如图3所示,在本发明一些实施例中,所述第三侧板117的高度大于所述第四侧板118的高度,即所述第三侧板117、第四侧板118分别为高、矮边,高矮边设计防止侧板对第一深度相机110光线遮挡,影响机械臂末端执行器106中放置的物品的体积测量。

图3、图4中的机械臂末端执行器结构由于上端开口,为了保证物品不从机械臂末端执行器中掉落出来,需保证机械臂末端执行器在运动过程中顶面始终向上,这对于机械臂末端执行器的运动路径规划要求较高,基于此,本发明实施例中,可以在机械臂末端执行器进一步设置顶板,可在机械臂末端执行器106中分拣物品之后,对机械臂末端执行器106进行封口,分拣物品掉落,具体如图5所示,在本发明一些实施例中,所述机械臂末端执行器106还包括顶板,所述顶板包括第一开合顶板120和第二开合顶板121,所述第一开合顶板120的一端设置在所述第一侧板115顶部,所述第二开合顶板121的一端设置在所述第二侧板116顶板,本发明实施例中,在机械臂末端执行器106分拣物品时,机械臂末端执行器106顶板张开(第一开合顶板120和第二开合顶板121向两端张开),物品掉入机械臂末端执行器106内,机械臂末端执行器106运动过程中机械臂末端执行器106顶板合上,机械臂末端执行器106到达目标格口进行分拣时,机械臂末端执行器106旋转180°或者机械臂末端执行器106底板张开(设置开合底板的场景),物品掉入目标格口,当机械臂末端执行器106设置顶板时,该机械臂末端执行器106可以满足运动过程中机械臂末端执行器106以任意姿态运动,不必担心机械臂末端执行器106内物品飞出,可以减小运动规划算法的难度,提高分拣效率。但顶板的设置在一定程度上增加了机械臂末端执行器106的重量,因此,本发明实施例中,为了降低机械臂末端执行器质量,所述第四侧板上也可以设置有至少一个开孔,另外,机械臂末端执行器106的材料可采用橡胶、塑料、合成材料等重量较轻材料,进一步减小机械臂末端执行器106重量。

需要说明的是,图3~图5中机械臂末端执行器结构仅为示例,本发明实施例中机械臂末端执行器106包含但不局限于如图3~图5所示形状,例如机械臂末端执行器106也可为顶面开口的圆柱体、底面扇形圆柱体等各种形状,具体此处不作限定。

在本发明一些实施例中,机械臂分拣系统的控制模块可以进一步包括中央处理器和压力数据采集器,所述压力数据采集器分别与所述至少一个分拣柜中各压力检测模块以及所述中央处理器连接;

所述压力数据采集器用于在向所述目标格口分拣物品之后,采集所述目标格口对应的压力检测模块检测的第二压力数据,并发送给所述中央处理器;此时,所述中央处理器还用于根据所述第二压力数据,确定所述目标格口是否放置所述物品。

进一步的,中央处理器和压力数据采集器可以设置在机械臂控制柜中,机械臂控制柜设置在所述至少一个分拣柜中其中一个分拣柜的一侧。

具体的,压力数据采集器时时采集每个格口的压力传感器数据F(x,y),x,y为格口坐标(可以预先以至少分拣柜中其中一个位置为坐标原点,建立坐标系),并将采集到的压力数据时时的发送给中央处理器。表示机械臂是否空闲的变量为IDLE,初始化状态下机械臂空闲,IDLE=0,当IDLE=0时,中央处理器向上游供件系统发送供件指令Supply,并将IDLE设置为1,上游供件系统收到供件指令Supply后向机械臂末端执行器106执行器供件,物品扫码系统102获取物品二维码信息,在物品分拣系统对应设置的数据库中查询应该分往哪一个格口P(x,y)(相关分拣数据已经储存到数据库中),并将分拣格口信息P(x,y)发给中央处理器。

具体的,所述中央处理器根据所述第二压力数据,确定所述目标格口是否放置所述物品具体可以是如下过程:当物品分拣到实际格口时,实际格口的压力数据会发生变化,以此为依据对物品是否错分进行判断,假设分拣前某目标格口(x1,y1)出压力数据为F1,分拣后该目标格口压力数据应该为F2=F1+G1,G1为测出的物品重量,假如分拣后目标格口(x1,y1)压力数据未发生变化,而实际格口(x2,y2)压力数据发生了变化,则认为应该分向目标格口(x1,y1)的物品被错误的分向了实际格口(x2,y2),检测到物品错分后,中央处理器报错错误信息并通知后续人工处理,分拣完毕后将IDLE设置为0,并进行下一轮分拣。

在本发明一些实施例中,所述中央处理器具体用于根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口,获取所述实际格口的第二位置信息,判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否匹配,若不匹配,确定所述物品分拣错误。以上述实施例为例,当根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口(x2,y2),而目标格口为(x1,y1),此时,认为应该分向目标格口(x1,y1)的物品被错误的分向了实际格口(x2,y2),确定所述物品分拣错误。

如图2所示,所述机械臂末端执行器106上方(例如可以是正上方)分拣框架104上可以设置有第一深度相机110,所述第一深度相机110与所述中央处理器连接;所述第一深度相机110用于在所述物品放置于所述机械臂末端执行器106中时,采集与所述物品的最短距离,并拍摄所述机械臂末端执行器106中放置的物品的图像,并将所述最短距离和所述物品的图像发送给所述中央处理器;其中,最短距离指的是第一深度相机110的相机镜头到机械臂末端执行器106中放置的物品最高点的垂直距离。

由于分拣柜中分拣格口的尺寸一般是固定的,例如为长宽为a*a的正方体形状,因此可以通过该最短距离和物品图像测量物品的体积,判断物品是否为体积异常物品,在物品分拣前进行一次物品体积判断,通过物品体积判断是否错分检,具体的,所述中央处理器还用于:根据所述最短距离确定所述物品的高度;根据所述物品的图像确定所述物品的最大横截面长度;获取所述目标格口的长度和高度;若所述物品的高度大于所述所述目标格口的高度,或所述物品的最大横截面长度大于所述目标格口的长度,确定所述物品为体积异常物品。

另外,还可以借助第一深度相机110,在物品分拣前进行一次物品重量判断,通过物品重量判断是否错分检,具体的,所述第一深度相机110还用于在所述物品放置于所述机械臂末端执行器106中时,检测得到所述物品的几何中心信息,并将所述几何中心信息发送给所述中央处理器;

此时,所述中央处理器具体用于根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量;在确定所述物品分拣错误之后,根据所述压力数据和所述物品的重量确定放置所述物品的实际格口。

在具体实施时,当物品投入机械臂末端执行器106中时,第一深度相机110、机械臂关节扭矩数据将发生变化,通过第一深度相机110获取物品体积信息,关节扭矩数据获取物品重量信息,具体计算方法如下所示:

物品体积:当没有物品时,需对第一深度相机110进行标定,相机安装位置与机械臂末端执行器106底部的距离为H1,当物品放入机械臂末端执行器106时,第一深度相机110与物品的最短距离为H2,则物品的最大高度为H=H1-H2,根据第一深度相机110获得物品的RGB图像计算物品的最大横截面长度为L(根据物品的图像计算物品的最大横截面长度的方式为现有技术,此处不再赘述)。

物品重量:当没有物品时,以机械臂为六自由度机械臂,所述根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量,可以进一步包括:获取所述机械臂空载时的B轴扭矩;根据所述物品的几何中心,计算所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩;根据所述所述机械臂空载时的B轴扭矩和所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩,计算所述物品的重量。

具体的,以机械臂为六自由度机械臂为例,中央处理器采集到的机械臂六个关节的扭矩分别为M1,M2,M3,M4,M5,M6。空载时机械臂B轴(手腕摆动)扭矩为M50=L0*G0,如图6所示,其中L0表示机械臂B轴轴心距其负载重心的距离,G0表示机械臂B轴负载(本体与机械臂末端执行器)的重量。当有物品送入机械臂末端执行器后,即可计算机械臂放置所述物品时的B轴扭矩M51,如图7所示,M51=L0*G0+L1*G1,其中L1表示机械臂B轴关节轴心距物品的平面几何中心的距离,物品的几何中心由第一深度相机110测得,G1表示物品重量。关节扭矩数据可以通过机械臂控制器底层采集,因此可以求出物品重量

G1=(M51-M50)/L1

当中央处理器采集到物品体积信息、重量信息、格口压力数据时,首先判断物品体积时候大于物品格口,当物品体积大于格口大小时物品分拣不下去,会卡在格口处,导致物品被压坏或者影响机械臂分拣,所以当L>a或者H1-H2>a时,认为该物品过大,容易卡到格口处,机械臂将其分拣到空旷的异常体积物品处理区。当物品体积小于格口大小时,中央处理器根据机械臂末端执行器初始位置和物品扫码系统发送的目标格口数据进行运动规划(运动规划算法如RRT、PRM、A*、人工势场等),将规划的轨迹发送到机械臂控制器,机械臂控制器控制机械臂完成分拣,当物品分拣到对应格口时,对应格口的压力数据会发生变化。假设分拣前某目标格口(x1,y1)出压力数据为F1,分拣后该目标格口压力数据应该为F2=F1+G1,G1为测出的物品重量,假如分拣后目标格口(x1,y1)压力数据未发生变化,而实际格口(x2,y2)压力数据发生了变化,则认为应该分向目标格口(x1,y1)的物品被错误的分向了实际格口(x2,y2),检测到物品错分后,中央处理器报错错误信息并通知后续人工处理,分拣完毕后将IDLE设置为0,并进行下一轮分拣。

在本发明一些实施例中,所述至少一个分拣柜107中包括第一分拣柜和第二分拣柜,所述机械臂设置在所述第一分拣柜和所述第二分拣柜之间。

进一步的,所述机械臂分拣系统还可以包括设置在所述分拣框架上的深度信息采集模块,所述深度信息采集模块用于采集所述第一分拣柜的第一图像,以及采集所述第二分拣柜的第二图像;所述中央处理器还用于根据所述第一图像确定所述第一分拣柜是否装满,根据所述第二图像确定所述第二分拣柜是否装满。

如图2所示,所述深度信息采集模块包括设置在所述分拣框架104上的第二深度相机111和第三深度相机112,所述第二深度相机111设置在所述第一分拣柜上方(例如可以是正上方)的分拣框架上,所述第三深度相机112设置在所述第二分拣柜上方(例如可以是正上方)的分拣框架上,所述第二深度相机111和所述第三深度相机112分别与与所述中央处理器连接;所述第二深度相机111用于采集所述第一分拣柜的第一图像,所述第三深度相机112用于采集所述第二分拣柜的第二图像;所述中央处理器还用于根据所述第一图像确定所述第一分拣柜是否装满,根据所述第二图像确定所述第二分拣柜是否装满。第二深度相机111可以检测相机镜头距第一分拣柜中第一格口的深度距离H3,若第一格口中未分拣物品时,第二深度相机111相机镜头距第一分拣柜中第一格口的深度距离H4,若H4=H3,则表明第一分拣柜中第一格口未分拣物品,H3<H4,则表示第一格口中已分拣物品,依次类推,可以检测第一分拣柜中每个格口中是否分拣物品,当第一分拣柜中所有格口均分拣物品时,确认第一分拣柜中已装满。

同理,第三深度相机112可以检测相机镜头距第二分拣柜中第二格口的深度距离H5,若第二格口中未分拣物品时,第三深度相机112相机镜头距第二分拣柜中第二格口的深度距离H6,若H5=H6,则表明第二分拣柜中第二格口未分拣物品,H5<H6,则表示第二格口中已分拣物品,依次类推,可以检测第二分拣柜中每个格口中是否分拣物品,当第二分拣柜中所有格口均分拣物品时,确认第二分拣柜中已装满。

如图2所示,在本发明一些实施例中,所述机械臂上方(例如可以是正上方)的分拣框架上设置有第一横梁,所述第一分拣柜上方的分拣框架上设置有第二横梁,所述第二分拣柜上方的分拣框架上设置有第三横梁,所述第一深度相机110设置在所述第一横梁上,所述第二深度相机111设置在所述第二横梁上,所述第三深度相机112设置在所述第三横梁上。

为了更好实施本发明实施例中机械臂分拣系统,在机械臂分拣系统基础之上,本发明实施例中还提供一种物品分拣方法,该物品分拣方法应用于机械臂分拣系统,所述机械臂分拣系统为如上实施例中所述的机械臂分拣系统,所述物品分拣方法的执行主体为所述机械臂分拣系统中的控制模块,如图8所示,为本发明实施例中物品分拣方法的一个实施例流程示意图,所述方法包括:

801、在向所述至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息。

其中,物品可以是文件,包装快件的盒子,信封等各种类型的物品。

另外,本发明实施例中,可以预先以至少一个分拣柜中的一个位置作为坐标原点,建立坐标系,至少一个分拣柜中每个格口都对应有坐标信息,该目标格口的第一位置信息,可以为目标格口在预先建立的坐标系中的坐标信息。

802、获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据。

具体的,可以通过设置在实际格口下方的压力检测模块(例如压力传感器)检测实际格口的第一压力数据。

803、根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。

本发明实施例在现有分拣装备没有防错分功能的基础上,创造性的在分拣柜的每个格口下面设置压力检测模块,并通过控制模块根据目标格口的第一位置信息和压力检测模块检测的第一压力数据,来对物品错分进行自检,提高了物品分拣效率,降低了分拣系统维护成本。

在本发明一些实施例中,如图9所示,所述根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误,可以进一步包括:

901、根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口。

902、获取所述实际格口的第二位置信息。

同样的,所述实际格口的第二位置信息也可以是所述实际格口在预先建立的坐标系中的坐标信息。

903、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否匹配。

具体的,可以通过第一位置信息和第二位置信息是否相同来判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否匹配,若所述第一位置信息和所述第二位置信息,则所述第一位置信息和所述第二位置信息匹配,否则不匹配,若不匹配,执行步骤904,若匹配,确定所述物品分拣正确。

904、确定所述物品分拣错误。

在本发明一些实施例中,所述方法还包括:在向所述目标格口分拣物品之后,采集所述目标格口对应的压力检测模块检测的第二压力数据;根据所述第二压力数据,确定所述目标格口是否放置所述物品。例如,分拣前某目标格口(x1,y1)出压力数据为F1,当第二压力数据在分拣后认为F1,则表示目标格口的压力数据无变化,未分拣物品。

如图2所示,在本发明另一些实施例中,所述机械臂末端执行器106上方的分拣框架上设置有第一深度相机110,所述第一深度相机110与所述控制模块连接;所述方法还包括:

在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,获取所述第一深度相机采集的所述第一深度相机与所述物品的最短距离,以及所述所述第一深度相机拍摄的所述机械臂末端执行器中放置的物品的图像;根据所述最短距离确定所述物品的高度;根据所述物品的图像确定所述物品的最大横截面长度;获取所述目标格口的长度和高度;若所述物品的高度大于所述所述目标格口的高度,或所述物品的最大横截面长度大于所述目标格口的长度,确定所述物品为体积异常物品。

在本发明另一些实施例中,所述物品分拣方法还可以进一步包括:在所述物品放置于所述机械臂末端执行器中时,获取所述第一深度相机检测的所述物品的几何中心信息。此时,所述根据所述第一压力数据确定放置所述物品的实际格口,包括:根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量;在确定所述物品分拣错误之后,根据所述第一压力数据和所述物品的重量确定放置所述物品的实际格口。

在本发明一些实施例中,所述机械臂为六自由度机械臂,所述根据所述物品的几何中心,计算所述物品的重量,包括:获取所述机械臂空载时的B轴扭矩;根据所述物品的几何中心,计算所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩;根据所述所述机械臂空载时的B轴扭矩和所述机械臂放置所述物品时的B轴扭矩,计算所述物品的重量。

在本发明一些实施例中,所述机械臂分拣系统还包括设置在所述分拣框架上的第二深度相机和第三深度相机,所述第二深度相机设置在所述第一分拣柜上方的分拣框架上,所述第三深度相机设置在所述第二分拣柜上方的分拣框架上,所述第二深度相机和所述第三深度相机分别与与所述中央处理器连接;所述方法还包括:获取所述第二深度相机采集的所述第一分拣柜的第一图像,所述第三深度相机采集的所述第二分拣柜的第二图像;根据所述第一图像确定所述第一分拣柜是否装满;根据所述第二图像确定所述第二分拣柜是否装满。

需要说明的是,在上述机械臂分拣系统及物品分拣方法的实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见上文针对其他实施例的详细描述,此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种机械臂分拣系统,述机械臂分拣系统包括分拣框架和机械臂,所述机械臂设置在所述分拣框架内,所述机械臂包括用于分拣物品的机械臂末端执行器,所述分拣框架内设置有至少一个分拣柜,每个分拣柜中包括至少一个格口,所述至少一个格口中每个格口内底面设置有压力检测模块,所述机械臂分拣系统还包括与所述压力检测模块连接的控制模块,所述压力检测模块用于在分拣物品时,检测分拣物品的实际格口对应的压力数据,并发送给所述控制模块;所述控制模块包括:

一个或多个处理器;

存储器;以及

一个或多个应用程序,其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中,并配置为由所述处理器执行上述物品分拣方法实施例中任一实施例中所述的物品分拣方法中的步骤。

本发明实施例还提供一种机械臂分拣系统,其集成了本发明实施例所提供的控制装置,下面结合一具体实施例对本发明实施例中机械臂分拣系统中的一个实施例是示意图,如图10所示,其示出了本发明实施例所涉及的控制装置为服务器时的结构示意图,具体来讲:

该服务器可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器1001、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器1002、电源1003和输入单元1004等部件。本领域技术人员可以理解,图10中示出的服务器结构并不构成对服务器的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

其中:

处理器1001是该服务器的控制中心,利用各种接口和线路连接整个服务器的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1002内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1002内的数据,执行服务器的各种功能和处理数据,从而对服务器进行整体监控。可选的,处理器1001可包括一个或多个处理核心;优选的,处理器1001可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1001中。

存储器1002可用于存储软件程序以及模块,处理器1001通过运行存储在存储器1002的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器1002可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据等。此外,存储器1002可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地,存储器1002还可以包括存储器控制器,以提供处理器1001对存储器1002的访问。

服务器还包括给各个部件供电的电源1003,优选的,电源1003可以通过电源管理系统与处理器1001逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源1003还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该服务器还可包括输入单元1004,该输入单元1004可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出,服务器还可以包括显示单元等,在此不再赘述。具体在本实施例中,服务器中的处理器1001会按照如下的指令,将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器1002中,并由处理器1001来运行存储在存储器1002中的应用程序,从而实现各种功能,如下:

在向所述至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息;

获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据;

根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。

本领域普通技术人员可以理解,上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成,或通过指令控制相关的硬件来完成,该指令可以存储于一计算机可读存储介质中,并由处理器进行加载和执行。

为此,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,该存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器进行加载,以执行本发明实施例所提供的任一种物品分拣方法中的步骤。例如,所述计算机程序被处理器进行加载可以执行如下步骤:

在向所述至少一个分拣柜中的目标格口分拣物品之后,获取所述目标格口的第一位置信息;

获取放置所述物品的实际格口对应的第一压力数据;

根据所述第一位置信息和所述第一压力数据确定所述物品是否分拣错误。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见上文针对其他实施例的详细描述,此处不再赘述。

具体实施时,以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例,在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例,在此不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种物品分拣方法、机械臂分拣系统及存储介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,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,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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