[发明专利]带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法

说明书

本发明公开了一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法。该机器人叉齿组件包括叉齿组件和防碰撞顶翻装置，其中，叉齿组件包括升降模块、旋转模块、伸缩模块，具有升降、旋转、伸缩功能，防碰撞顶翻装置包括安装在叉齿组件上的测距传感器和编码器，测距传感器用于检测叉齿前方有无物体，测量物体相对传感器的距离或者物体的外形尺寸，编码器用于反馈叉齿组件的行程和角度，以确保叉齿组件在X、Y、Z维度上到达合适的行程和角度。通过测距传感器与编码器相互配合，能够精确检测物体尺寸，精确控制叉齿动作，不会造成因为叉齿组件的伸缩、旋转，而碰撞到货架甚至推动货架或把车体自身反向推倾斜、推倒、推翻的情况发生。

技术领域

本发明涉及物流仓储领域，尤其涉及一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法。

背景技术

传统物流仓储行业，在存取货物任务中，多以人工或人工通过推车、叉车等方式进行；在存放和取出的过程中，通过人的视觉和感觉判断，来规避与货架及其他物体刮擦、碰撞。

随着物流技术的革新，越来越多的智能化设备被用于存取货物，如多自由度机械手臂类搬运机器人、无人搬运AGV、仓储搬运机器人。通过机械手臂的多关节分步动作，来实现从货架上存取货物，同时利用工业相机的机器视觉判断货物及货架位置，避免机械手臂与货架及其它物体发生碰撞，进而损坏货架、手臂自身及货物。同样对于移动无人搬运AGV、仓储搬运机器人存取货物时，对货物和货架的位置及外形尺寸有一定的精度要求，在货架变形、设备与货架相对位置有偏差的情况下，移动无人搬运AGV或机器人多用工业相机的机器视觉、安全激光扫描仪、接近开关等来避免因固化的机械动作，造成与货架碰撞、刮擦，进而把自己推翻或把货架推移、变形、货物掉落等事故发生。

传统物流仓储行业在以人工或人工通过推车、叉车等工具存取货物时，通过人的视觉和感觉判断，造成动作的精准度较低，刮擦、推动、推翻货架、损坏货物的概率较高。

一般智能化设备，如无人搬运AGV、机械手臂在存取货物的时候，通过工业相机的机器视觉和相映算法，安全激光扫描仪的方法，增加了实现难度及复杂度，实现成本也大幅度增加，简捷程度不足。采用接近开关的方法，精度不够高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法，以克服现有技术存在的缺陷，精确检测物体尺寸，精确控制叉齿动作，不会造成因为叉齿组件的伸缩、旋转，而碰撞到货架甚至推动货架或把车体自身反向推倾斜、推倒、推翻的情况发生。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法，使得仓储搬运机器人每次取放货物时，通过测距传感器及编码器的配合，能够精确检测物体尺寸，精确控制叉齿动作，不会造成因为叉齿组件的伸缩、旋转，而碰撞到货架甚至推动货架或把车体自身反向推倾斜、推倒、推翻的情况发生。

为实现上述目的，本发明提供了一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件及相应的防护方法，具体地，本发明提供的技术方案如下：

一种带防碰撞顶翻装置的机器人叉齿组件，包括叉齿组件和防碰撞顶翻装置，其中，叉齿组件包括升降模块、旋转模块、伸缩模块，具有升降、旋转、伸缩功能，防碰撞顶翻装置包括安装在叉齿组件上的测距传感器和编码器，测距传感器用于检测叉齿前方有无物体，测量物体相对传感器的距离或者者物体的外形尺寸，编码器用于反馈叉齿组件的行程和角度，以确保叉齿组件在X、Y、Z维度上到达合适的行程和角度。

进一步地，测距传感器的类型可以是超声波、可见光、红外光或者激光。

进一步地，测距传感器的测距精度为毫米级，测量范围为0-3000mm。

进一步地，测距传感器的激光检测维度可以是一维、二维或者三维。

进一步地，编码器的读出方式可以是接触式或者非接触式。