一种搬运设备、方法及装置与流程

本技术涉及机器人，特别是涉及一种搬运设备、方法及装置。

背景技术：

1、随着工业机器人、协作机器人、移动机器人及仓储自动化设备的快速发展，夹爪等机器人末端执行器的使用场景已经从传统的小型零件抓取逐渐扩展至大件搬运、重载取放、复杂姿态运输、码垛拆垛和柔性分拣等场景。对于这类应用场景，夹爪不仅需要完成简单的开合动作，还需要同时满足承载能力、夹持稳定性、开合速度、轻量化、自锁安全、维护便利和多场景适配等要求。

2、在物流和码垛场景中，被抓取对象通常包括纸箱、周转箱、料框、包装件、桶状件、袋装件或非规则物体。这些物体的尺寸差异较大，表面材料和摩擦系数差异明显，且在搬运过程中会受到机器人加减速、摆动、急停、姿态变化等动态影响。相关技术中的搬运方法，采用平行夹爪进行搬运，主要依赖夹指与物体之间的摩擦力来实现夹持，当物体重量较大、表面摩擦系数较低或机器人运动加速度较大时，物体容易发生下滑、偏移甚至掉落的情况，导致搬运过程稳定性低。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种搬运设备、方法及装置，以提高搬运过程稳定性。具体技术方案如下：

2、本技术实施例提出了一种搬运设备，搬运设备包括第一夹爪，第一夹爪包括第一夹爪本体，以及与第一夹爪本体连接的第一托举夹指和第一升降夹指；第一托举夹指具有位于第一夹爪本体侧面的第一托举部；第一升降夹指具有位于第一夹爪本体侧面的第一下压部，第一下压部远离第一夹爪本体的一端与第一止挡部连接，第一止挡部从第一下压部向第一托举夹指延伸。

3、本技术实施例的搬运设备，通过其第一夹爪的第一托举夹指和第一升降夹指竖直方向开合的方式，实现对目标物品的夹持和释放；当第一夹爪闭合时，第一托举夹指的第一托举部从下方承受目标物体的重量，第一升降夹指的第一下压部向下压紧目标物体，提供防滑压紧力，两者共同实现稳定夹持，无需依赖摩擦力实现夹持，提高了夹持稳定性；且第一止挡部从第一下压部向第一托举夹指延伸，当第一夹爪闭合时，第一止挡部位于目标物体的侧面，能够对目标物体形成机械限位，能够在第一夹爪搬运、加速减速、转向、急停或姿态变化过程中防止目标物体相对于第一托举夹指发生向外滑移，从而减少目标物体发生下滑、偏移甚至掉落的情况，进一步提高了夹持稳定性，从而提高了搬运过程稳定性。

4、本技术实施例提出了一种搬运方法，应用于上述实施例的搬运设备，搬运方法包括：

5、控制第一夹爪移动至第一目标位置，以使第一托举部位于第一目标物体的下方，第一升降夹指位于第一目标物体的上方，且二者之间具有间隔；

6、控制第一升降夹指下降至第一下压部与第一托举部共同夹取第一目标物体，以使第一止挡部和第一夹爪本体分别位于第一目标物体相对的两侧。

7、本技术实施例的搬运方法，通过控制搬运设备的第一托举夹指和第一升降夹指竖直方向开合的方式，实现对目标物品的夹持和释放；当第一夹爪闭合时，第一托举夹指的第一托举部从下方承受第一目标物体的重量，第一升降夹指的第一下压部向下压紧第一目标物体，提供防滑压紧力，两者共同实现稳定夹持，无需依赖摩擦力实现夹持，提高了夹持稳定性；且第一止挡部从第一下压部向第一托举夹指延伸，当第一夹爪闭合时，第一止挡部位于第一目标物体的侧面，能够对第一目标物体形成机械限位，能够在第一夹爪搬运、加速减速、转向、急停或姿态变化过程中防止第一目标物体相对于第一托举夹指发生向外滑移，从而减少第一目标物体发生下滑、偏移甚至掉落的情况，进一步提高了夹持稳定性，从而提高了搬运过程稳定性。

8、在本技术的一些实施例中，控制第一升降夹指下降至第一下压部与第一托举部共同夹取第一目标物体之前，搬运方法还包括：

9、控制第一升降夹指下降至第一止挡部位于第一目标物体的侧面，第一下压部与第一目标物体之间具有间隔或虚接触；

10、控制第一夹爪沿第一方向正向移动第一距离，以钩取第一目标物体水平移动，第一方向与竖直方向垂直。

11、由以上可见，通过上述搬运方法，采用第一止挡部对第一目标物体进行钩取，钩取过程中，第一托举夹指位于第一目标物体的下方，第一下压部位于第一目标物体的上方，并与第一目标物体之间具有间隔或虚接触，此时第一下压部不对第一目标物体施加下压力，以便于第一夹爪能够带动第一目标物体水平移动，第一夹爪本体和第一止挡部分别位于第一目标物体相对的两侧，通过第一夹爪整体沿第一方向正向移动，利用第一止挡部钩取第一目标物体在水平方向上移动，利用第一夹爪实现了对第一目标物体先钩取再夹取的搬运方式，能够在密集码垛、紧凑货架、料箱堆叠、包装箱拆垛等场景下更容易接触并取出第一目标物体，减少了对第一目标物体两侧夹持空间的依赖，从而扩大了搬运设备和搬运方法的应用场景，提高了夹取成功率。

12、在本技术的一些实施例中，控制第一夹爪沿第一方向正向移动第一距离之后，搬运方法还包括：

13、控制第一夹爪沿第一方向反向移动第二距离，以增大第一托举部与第一目标物体的重叠面积。

14、由以上可见，通过上述方法步骤，可以增大第一夹爪夹持第一目标物体时，第一托举部与第一目标物体的接触面积，从而实现更加稳定的夹持。

15、在本技术的一些实施例中，第一托举部远离第一夹爪本体的一端与第一钩取结构连接，第一钩取结构从第一托举部向远离第一升降夹指的方向延伸；控制第一夹爪移动至第一目标位置之前，搬运方法还包括：

16、控制第一夹爪移动至第二目标位置，以使第一托举部位于第一目标物体的上方，第一钩取结构位于第一目标物体的侧面；

17、控制第一夹爪下降至第一钩取结构位于第一目标物体的侧面，第一托举部与第一目标物体之间具有间隔或虚接触；

18、控制第一夹爪沿第二方向正向移动第三距离，以钩取第一目标物体水平移动，第二方向与竖直方向垂直。

19、由以上可见，第一钩取结构使得第一夹爪具备侧向钩取和辅助拉出的能力，通过上述方法步骤，控制第一夹爪水平位移，利用第一钩取结构钩取第一目标物体在水平方向上移动，钩取过程中，第一钩取结构位于第一目标物体的侧面，第一托举部与第一目标物体之间具有间隔或虚接触，此时第一下压部不对第一目标物体施加下压力，以便于第一夹爪能够带动第一目标物体水平移动，利用第一夹爪实现了对第一目标物体先钩取再夹取的搬运方式，能够在密集码垛、紧凑货架、料箱堆叠、包装箱拆垛等场景下更容易接触并取出第一目标物体，减少了对第一目标物体两侧夹持空间的依赖，从而扩大了搬运设备和搬运方法的应用场景，提高了夹取成功率。

20、在本技术的一些实施例中，搬运设备还包括第二夹爪，第二夹爪包括第二夹爪本体，以及与第二夹爪本体连接的第二托举夹指和第二升降夹指；第二托举夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二托举部；第二升降夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二下压部，第二下压部远离第二夹爪本体的一端与第二止挡部连接，第二止挡部从第二下压部向第二托举夹指延伸；搬运方法还包括：

21、控制第二夹爪移动至第二目标位置，以使第二托举部位于第二目标物体的下方，第二下压部位于第二目标物体的上方，且二者之间具有间隔；第二目标物体和第一目标物体连接设置；

22、控制第二升降夹指下降至第二下压部与第二托举部共同夹取第二目标物体，以使第二止挡部和第二夹爪本体分别位于第二目标物体相对的两侧，第二夹爪和第一夹爪在水平方向上并排设置，第二止挡部位于第二夹爪本体靠近第一夹爪的一侧，第一止挡部位于第一夹爪本体靠近第二夹爪的一侧。

23、由以上可见，第一夹爪夹持第一目标物体，第二夹爪夹持第二目标物体，第一目标物体和第二目标物体连接设置，通过上述方法步骤实现了第一夹爪和第二夹爪协同搬运同一物品。

24、在本技术的一些实施例中，搬运设备还包括第二夹爪，第二夹爪包括第二夹爪本体，以及与第二夹爪本体连接的第二托举夹指和第二升降夹指；第二托举夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二托举部；第二升降夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二下压部，第二下压部远离第二夹爪本体的一端与第二止挡部连接，第二止挡部从第二下压部向第二托举夹指延伸；控制第一夹爪沿第一方向正向移动第一距离之后，搬运方法还包括：

25、控制第二夹爪移动至第二目标位置，以使第二托举部位于第二目标物体的下方，第二下压部位于第二目标物体的上方，且二者之间具有间隔；第二目标物体和第一目标物体连接设置；

26、控制第二升降夹指下降至第二下压部与第二托举部共同夹取第二目标物体，以使第二止挡部和第二夹爪本体分别位于第二目标物体相对的两侧，第二夹爪和第一夹爪在水平方向上并排设置，第二止挡部位于第二夹爪本体靠近第一夹爪的一侧，第一止挡部位于第一夹爪本体靠近第二夹爪的一侧。

27、由以上可见，先通过第一夹爪的第一止挡部钩取第一目标物体，然后通过第一夹爪夹持第一目标物体，第二夹爪夹持第二目标物体，实现了先钩取再夹取的搬运方式，第一夹爪和第二夹爪协同搬运同一物品，能够在密集码垛、紧凑货架、料箱堆叠、包装箱拆垛等场景下更容易接触并取出物品，减少了对物品两侧夹持空间的依赖，从而扩大了搬运设备的应用场景，提高了夹取成功率。

28、在本技术的一些实施例中，搬运设备还包括第二夹爪，第二夹爪包括第二夹爪本体，以及与第二夹爪本体连接的第二托举夹指和第二升降夹指；第二托举夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二托举部；第二升降夹指具有位于第二夹爪本体侧面的第二下压部，第二下压部远离第二夹爪本体的一端与第二止挡部连接，第二止挡部从第二下压部向第二托举夹指延伸；控制第一夹爪沿第二方向正向移动第三距离之后，搬运方法还包括：

29、控制第二夹爪移动至第二目标位置，以使第二托举部位于第二目标物体的下方，第二下压部位于第二目标物体的上方，且二者之间具有间隔；第二目标物体和第一目标物体连接设置；

30、控制第二升降夹指下降至第二下压部与第二托举部共同夹取第二目标物体，以使第二止挡部和第二夹爪本体分别位于第二目标物体相对的两侧，第二夹爪和第一夹爪在水平方向上并排设置，第二止挡部位于第二夹爪本体靠近第一夹爪的一侧，第一止挡部位于第一夹爪本体靠近第二夹爪的一侧。

31、由以上可见，先通过第一夹爪的第一钩取结构钩取第一目标物体，然后通过第一夹爪夹持第一目标物体，第二夹爪夹持第二目标物体，实现第一夹爪和第二夹爪协同搬运同一物品，能够在密集码垛、紧凑货架、料箱堆叠、包装箱拆垛等场景下更容易接触并取出物品，减少了对物品两侧夹持空间的依赖，从而扩大了搬运设备的应用场景，提高了夹取成功率。

32、在本技术的一些实施例中，第一夹爪本体包括基座和驱动模块，驱动模块与基座可拆连接，驱动模块驱动第一升降夹指升降，在搬运设备搬运第一目标物体和第二目标物体之间，搬运方法还包括：

33、将第一夹爪的驱动模块由第一驱动模块更换为第二驱动模块；在第一目标物体的重量大于第二目标物体的重量的情况下，第一驱动模块的输出扭矩大于第二驱动模块的输出扭矩；在第一目标物体的重量小于第二目标物体的重量的情况下，第一驱动模块的输出扭矩小于第二驱动模块的输出扭矩。

34、由以上可见，通过上述方法步骤对驱动模块进行更换，根据不同应用需求快速切换驱动配置，从而扩大了搬运设备和搬运方法的应用场景。

35、本技术实施例提出了一种搬运装置，应用于上述实施例的搬运设备，搬运装置包括：

36、移动控制模块，用于控制第一夹爪移动至第一目标位置，以使第一托举部位于第一目标物体的下方，第一升降夹指位于第一目标物体的上方，且二者之间具有间隔；

37、升降控制模块，用于控制第一升降夹指下降至第一下压部与第一托举部共同夹取第一目标物体，以使第一止挡部和第一夹爪本体分别位于第一目标物体相对的两侧。

38、本技术实施例的搬运装置，通过移动控制模块和升降控制模块控制第一托举夹指和第一升降夹指竖直方向开合的方式，实现对第一目标物品的夹持和释放；当第一夹爪闭合时，第一托举夹指的第一托举部从下方承受第一目标物体的重量，第一升降夹指的第一下压部向下压紧第一目标物体，提供防滑压紧力，两者共同实现稳定夹持，无需依赖摩擦力实现夹持，提高了夹持稳定性；且第一止挡部从第一下压部向第一托举夹指延伸，当第一夹爪闭合时，第一止挡部位于第一目标物体的侧面，能够对第一目标物体形成机械限位，能够在第一夹爪搬运、加速减速、转向、急停或姿态变化过程中防止第一目标物体相对于第一托举夹指发生向外滑移，从而减少第一目标物体发生下滑、偏移甚至掉落的情况，进一步提高了夹持稳定性，从而提高了搬运过程稳定性。

39、本技术实施例提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的方法步骤。

40、本技术实施例的计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的方法步骤，通过搬运设备的第一托举夹指和第一升降夹指竖直方向开合的方式，实现对第一目标物品的夹持和释放，无需依赖摩擦力实现夹持，提高了夹持稳定性；且第一止挡部能够对第一目标物体形成机械限位，能够在第一夹爪搬运、加速减速、转向、急停或姿态变化过程中防止第一目标物体相对于第一托举夹指发生向外滑移，从而减少第一目标物体发生下滑、偏移甚至掉落的情况，进一步提高了夹持稳定性，从而提高了搬运过程稳定性。

41、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。