[0001] 本发明涉及物品存取技术领域，尤其涉及一种存取机构、存取装置及存取方法。

[0002] 在物品存取技术领域，尤其在物流仓储设备（如AGV自动导引小车、RGV有轨导引小车等搬运或者转运设备）和自助售货设备中，存取机构的主要功能是存取物品（如从货架货格、桌面、输送线等任何位置将物品取出、将物品存入至货架上的目标位置，前述的物品包括物品本身、包装箱、周转箱等任何形式的容器）。现有的存取机构多适用于对于整个收纳箱或者整个托盘的进行存取。在需要拆零存取或者自助零售单件商品存取的应用场合，由于不同种类物品的包装形状（如异形）、材质（如软、硬质材料）、体积重量（大小种类）等各异，且尺寸规格（如长、宽、高）差异较大，导致同一存取机构无法适应，需要频繁更换不同的存取夹具或存取机构，效率较低；虽然还有的存取机构在结构上作了改进，能够使用夹取和吸取两种方式进行存取，但结构复杂、占用空间较大，实用场景常常受限（如无法从狭小的货架货格中取出多种规格甚至异形的物品）。

[0003] 另外，在收到多任务订单时，存取机构常常需要逐个进行存取，如一次需要取出5件不同规格的物品，存取机构只能先取出第一件物品存放在缓存架上，再取出第二件物品存放在缓存架上，以此类推，直到完成五件物品的取出作业，再送至目标位置，效率较低。

[0028] 为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

[0029] 根据本发明的较优实施例，提出了一种存取机构，该机构适用于对物料进行存取，适用于在物流仓储设备（如AGV自动导引小车、RGV有轨导引小车等搬运或者转运设备）和自助售货设备中进行物料存取。

[0030] 如图1至图9所示，该存取机构包括置物平台1、移动设备以及存取装置。置物平台1用于暂存待存入的物品6或者取出的物品6。

[0031] 移动设备设置在置物平台1上。移动设备包括横向移动装置2。

[0032] 存取装置，设置在移动设备上，其能够受移动设备的驱动沿进深方向移动和作垂直升降移动。存取装置包括至少两个存取臂5。每个存取臂5包括用于夹持物品的夹持片5-1和用于吸取物品的吸盘5-2。夹持片5-1和吸盘5-2连接为一体，吸盘5-2设置在夹持片5-1上的任意位置（底部、侧面和顶部）。所述每个所述吸盘5-2均可独立存取物品；每个所述夹持片5-1，均可独立沿横向方向移动和均可独立作垂直升降移动。吸盘5-2、夹持片5-1均可单独存取物品。所述存取物品的方式包括吸取和/或夹持。

[0033] 每个所述存取臂5与横向移动装置2单独连接（此连接为直接连接或者间接连接），每个所述存取臂5可受横向移动装置2的驱动单独沿横向方向移动、以调整相邻两个存取臂5之间的距离，即能够实现根据物品的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及目标位置调整存取臂5在横向方向上的位置，进而调整夹持片5-1和吸盘5-2在横向方向上的位置，并且在采用夹持的方式存取物品时，通过调整相邻两个存取臂5之间的距离能够实现根据物品的宽度夹持物品。前述的硬材质物品定义为在受持续恒定外力的作用下、外表面产生弹性变形的物品，前述的软材质物品定义为在受持续恒定外力的作用下、外表面产生塑性变形的物品。当然，还可以根据物品的重量、材质等信息调整夹持物品的力度（如通过两个夹持片之间的夹持力矩来调整夹持力度）；同时在采用吸取的方式存取物品时，也可以通过调整相邻两个存取臂5之间的距离实现根据物品的宽度选择不同的吸取位置。物品越宽，相邻两个存取臂5之间的距离越大。

[0034] 在某些实施例中，所述移动设备还包括纵向移动装置3和升降装置4。所述纵向移动装置3，设置在置物平台1上。升降装置4，设置在纵向移动装置3的上方，可随着纵向移动装置3沿进深方向移动。横向移动装置2，设置在升降装置4的上方，整体可随着升降装置4作垂直升降移动。每个存取臂5与横向移动装置2单独连接，因此，所有存取臂5也间接地随着垂直升降装置4作垂直升降移动（存取不同高度的物品）以及间接地随着纵向移动装置3沿进深方向移动（存取不同深度的物品）。由于所有存取臂5随着垂直升降装置4一起作垂直升降移动，在存取物品时，不需要作业的存取臂5有可能与目标物品旁边放置的非目标物品干涉，为了有效避免不需要作业的存取臂5与目标物品旁边放置的非目标物品干涉，每个所述存取臂5还对应设有一个升降部。每个所述升降部能够单独驱动其对应的存取臂5进行升降。在本实施例中，如图3所示，所述升降部包括推动气缸5-5、推动条5-4以及支撑件5-3。推动气缸5-5安装在支撑件5-3上。推动条5-4，具有第一端和第二端，推动条5-4第一端与推动气缸5-5的输出端铰接，推动条5-4第二端与存取臂5铰接，其被设置成受推动气缸5-5的气压驱动带动与其铰接的存取臂5（夹持片5-1）作垂直升降移动。如此，仅需要作业的存取臂5（夹持片5-1）下降进行物品存取即可，其余的不需要作业的存取臂5保持在非目标物品上方位置即可，这样，能够有效避免干涉的情况发生；同时每个存取臂5能够单独升降移动，在高度方向上定位更加精准，整体存取机构更加紧凑。在本实施例中，升降装置4采用滚珠丝杠机构传动，当然，本领域的技术人员也可根据实际需求选取其它结构或者构造的升降结构，在此不再赘述。

[0035] 在另一些实施例中，所述移动设备还包括纵向移动装置3和升降装置4。所述升降装置4，设置在置物平台1上。纵向移动装置3，设置在升降装置4的上方，可随着升降装置4作垂直升降移动。横向移动装置2，设置在纵向移动装置3的上方，整体可随着纵向移动装置3沿进深方向移动。每个存取臂5与横向移动装置2单独连接，因此，所有存取臂5也间接地随着纵向移动装置3沿进深方向移动（存取不同深度的物品）以及间接地随着垂直升降装置4作垂直升降移动（存取不同高度的物品）。由于所有存取臂5随着垂直升降装置4一起作垂直升降移动，在存取物品时，不需要作业的存取臂5有可能与目标物品旁边放置的非目标物品干涉，为了有效避免不需要作业的存取臂5与目标物品旁边放置的非目标物品干涉，每个所述存取臂5还对应设有一个升降部。每个所述升降部能够单独驱动其对应的存取臂5进行升降。在本实施例中，如图3所示，所述升降部包括推动气缸5-5、推动条5-4以及支撑件5-3。推动气缸5-5安装在支撑件5-3上。推动条5-4，具有第一端和第二端，推动条5-4第一端与推动气缸5-5的输出端铰接，推动条5-4第二端与存取臂5铰接，其被设置成受推动气缸5-5的气压驱动带动与其铰接的存取臂5（夹持片5-1）作垂直升降移动。如此，仅需要作业的存取臂5（夹持片5-1）下降进行物品存取即可，其余的不需要作业的存取臂5保持在非目标物品上方位置即可，这样，能够有效避免干涉的情况发生；同时每个存取臂5能够单独升降移动，在高度方向上定位更加精准，整体存取机构更加紧凑。在本实施例中，升降装置4采用滚珠丝杠机构4-1传动，当然，本领域的技术人员也可根据实际需求选取其它结构或者构造的升降结构，在此不再赘述。

[0036] 在另一些实施例中，为了进一步简化整体结构，取消了前述某些实施例中的多个升降部。所述移动设备还包括纵向移动装置3和升降装置4。所述纵向移动装置3设置在置物平台1上。横向移动装置2，设置在纵向移动装置3的上方，可随着纵向移动装置3沿进深方向移动。升降装置4包括多个子升降装置。子升降装置的数量与存取臂5的数量相同。存取臂5，与子升降装置一一对应连接，即存取臂5通过对应的子升降装置与横向移动装置2间接连接。存取臂5可随着其对应的子升降装置作垂直升降移动，当然也可间接地随着横向移动装置2单独作横向移动、以及间接地随着纵向移动装置3沿进深方向移动。每个所述子升降装置与横向移动装置2单独连接，每个所述子升降装置可受横向移动装置2的驱动单独沿横向方向移动、以调整相邻两个存取臂5之间的距离，即能够实现根据物品的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及目标位置调整子升降装置（存取臂5）在横向方向上的位置，进而调整夹持片5-1和吸盘5-2在横向方向上的位置，并且在采用夹持的方式存取物品时，通过调整相邻两个子升降装置（存取臂5）之间的距离能够实现根据物品的宽度夹持物品，当然，在部分优选的实施例中，该存取机构还可以根据物品的重量、材质等信息调整夹持物品的力度（如通过两个夹持片之间的夹持力矩来调整夹持力度）。同时，在采用吸取的方式存取物品时，也可以通过调整相邻两个存取臂5之间的距离实现根据物品的宽度选择不同的吸取位置。物品越宽，相邻两个子升降装置（存取臂5）之间的距离越大。

[0037] 在某些实施例中，所述纵向移动装置3包括纵向驱动部3-2和纵向传动部3-1。所述纵向传动部3-1包括纵向同步带组件2-1（图中未完全示出）。纵向同步带组件2-1包括与纵向驱动部3-2连接的纵向主动轮、纵向从动轮以及套设在纵向主动轮和纵向从动轮之间的纵向同步带。纵向驱动部3-2驱动纵向主动轮旋转，纵向主动轮旋转带动纵向同步带沿进深方向移动（同时也带动纵向从动轮旋转）。纵向同步带沿进深方向移动，带动其上设置的装置（如横向移动装置2、升降装置4）整体沿进深方向移动。在本实施例中，纵向驱动部3-2为进深运动伺服电机，纵向传动部3-1包括纵向同步带组件2-1，当然，本领域的技术人员也可以根据实际需求选择其它类型的驱动装置（如气缸等）和传动装置（如丝杠、齿轮齿条等）。

[0038] 在一些优选的实施例中，如图3所示，所述横向移动装置2包括同步带组件2-1、离合器2-14以及横向驱动部2-2。同步带组件2-1包括与横向驱动部2-2连接的主动轮2-11、从动轮2-12以及套设在主动轮2-11和从动轮2-12之间的同步带2-13。每个存取臂5，对应设置一离合器2-14，并通过其对应的离合器2-14单独与所述同步带连接或者分离。离合器2-14使得存取臂5（或者子升降装置）与横向移动装置2的同步带连接或者分离；即每个存取臂5上安装有离合器2-14，可以选择性地控制存取臂5移动。进一步地，在一部分实施例中，每个存取臂5还对应设置一同步带轮和一定位销2-15，存取臂移动时，离合器2-14闭合定位销2-15回缩，同步带轮不旋转，带动存取臂5跟随同步带运动；到位停止时，离合器2-14打开，定位销2-15伸出，使存取臂5固定不动，仅同步带轮定轴旋转。

[0039] 在某些优选的实施例中，如图1所示，所述吸盘5-2的数量为多个，多个吸盘5-2分布在各个存取臂5上。吸盘5-2的气路5-2b的数量为多条。当需要采取吸取的方式时，多条所述吸盘气路5-2b可根据物品的尺寸、重量选择开启的气路5-2b数量和/或气路5-2b的气流量。比如，如图4所示，气路5-2b按照三路设计，包括前端气路、中部气以及尾端气路。中部气路的前端直接连接吸盘，吸盘的吸取区域朝下设置，其他的吸盘上方增加真空辅助阀5-2a。前端2个吸盘与中部2个吸盘的为主要受力点。中部气路其他吸盘主要用于辅助不同长度的物品，从而满足不同长度物品的吸附。尾端气路主要针对大型重型物品，优化吸盘的受力。
这样的气路分布，使存取臂5适用于存取臂兼容尺寸范围内所有尺寸的物品，另外还可以根据气流量来控制吸取力度，满足不同密度的物品的吸附。如此，能够实现吸取位置的调节以及吸取力度的调节，适应性更广。

[0040] 综上所述，本发明较优实施例提出的存取机构的工作原理为：取出物品时：响应于物品信息选择抓取物品的存取臂5以及选择抓取物品的方式。所述物品信息至少包括物品的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及放置在置物平台1上的目标位置。所述抓取物品的方式包括吸取和/或夹持。

[0041] 对于硬质物品，将存取臂5升到目标位置高度后，利用横向移动装置2机构调整存取臂5宽度，待取物品两侧的存取臂5通过子升降装置或者升降部推动存取臂5下降和通过纵向移动装置3沿进深方向延伸至物品上方，利用存取臂5夹持片5-1最前端夹取物品，将物品拖拉至置物平台1上，物品完全走过安装在置物平台1上的检物传感器1-1，完成取货。对于软质物品，将存取臂5升到目标位置高度，待取物品两侧的存取臂5通过子升降装置或者升降部推动存取臂5下降和通过纵向移动装置3沿进深方向伸至物品上方，至吸盘5-2稳定吸附物品，将物品拖拉至夹具载货平台上方，物品完全走过安装在置物平台1上的检物传感器1-1，完成取货。

[0042] 存取装置取出物品后，物品放置在置物平台1上暂存。如图9所示，置物平台1包括多个暂存道。设定暂存道高度和宽度。先取放小于设定高度、宽度的硬质物品（不同宽度、同高度的硬质物品）、后取放小于设定高度和宽度软的包装物品。不同的暂存道按照取放物品的高度分类，按照先矮后高的规则进行取货并缓存在置物平台1上。置物平台1被每相邻的两个存取臂5虚拟划分成一个存取道，如，有4个存取臂5，则可以划分为三个暂存道，暂存道分别存放三种不同的高度物品进行取放；然后按照暂存道为单位，先存放硬包装物品后存放软包装物品；先存取小尺寸物品再存取大尺寸物品。放置在置物平台1上的已取物品在存取臂5的导向下，被待取物品推入置物平台1后端，完成单个暂存道的取货暂存过程。

[0043] 存入物品时：响应于物品信息选择抓取物品的存取臂5以及选择抓取物品的方式；所述物品信息至少包括物品6的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及目标位置；所述抓取物品的方式包括吸取和/或夹持。

[0044] 对于软质物品，将存取臂5上升到指定高度后，利用横向移动装置2调整存取臂5宽度，待存物品两侧的存取臂5通过子升降装置或者升降部推动存取臂5下降至吸盘5-2稳定吸附物品，通过纵向移动装置3将物品推至货架上（触发检物传感器1-1，系统获取前端位置精度，从而计算进伸深度），存取臂5回撤到存取臂5的到位传感器的位置，完成存货。对于硬质物品，将存取臂5下降到指定高度后，通过子升降装置或者升降部推动存取臂5下降和通过纵向移动装置3沿进深方向延伸至物品上方，利用存取臂5夹持片5-1最前端夹取物品，将物品推至货架上（物品前端触发检物传感器1-1，系统获取前端位置精度，从而计算进伸深度），存取臂5回撤到检物传感器1-1的范围之外，完成存货。

[0045] 在存取装置将待存入物品存入之前，存取装置需从置物平台1先取出待存物品，取出待存物品一般按照置物平台1暂存道上暂存的物品的先进后出的原则来完成置物平台1上单个暂存道的取出待存物品的过程（不同的暂存道预先按照存放商品的高度分类，按照先高后矮规则进行取出待存货物）。置物平台上设有检物传感器1-1，每次存放时，物品会扫过该传感器检测物品的前端位置，从而保证货叉进伸深度的精度。

[0046] 应当理解的是，存取装置的存取臂5沿着进深方向、横向方向和竖直方向移动的先后顺序不作限定，可以为任意顺序。另外，无论是存货还是取货，本领域的技术人员可根据物品的具体信息选择吸取和夹取的方式共同对物品进行存取。根据订单的需求，能够调节存取装置的作业存取臂5的数量以实现一次性混合存取多件不同物品，每个存取臂5的工作原理如前所述，在此不再赘述。

[0047] 根据本发明的改进，如图7结合图8所示，还提出一种物品存入方法，所述方法基于前述的存取机构，所述方法包括：待存入物品6放置在置物平台1上。

[0048] 响应于物品信息选择抓取物品6的存取臂5a以及选择抓取物品6的方式。所述物品信息至少包括物品6的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及目标位置。所述抓取物品6的方式包括吸取和/或夹持。

[0049] 被选择的存取臂5a按照选择的抓取方式（吸取和/或夹持）从物品6的源位置（置物平台1上）抓取物品6。

[0050] 移动设备响应于目标位置，带动被选择的存取臂5移动至目标位置，前述移动包括沿进深方向移动、作垂直升降移动和沿横向方向移动中的一种或多种。

[0051] 被选择的存取臂5a受横向移动装置2的驱动单独沿横向方向移动和/或关闭吸盘气路5-2b、以将抓取的物品6释放在物品6对应的目标位置（外界）。如图7（采用夹取方式）和图8（采用吸取方式）所示，存取臂5a是选择的抓取物品6的存取臂，存取臂5b是未被选择的存取臂。

[0052] 在某些实施例中，该存入方法还包括：被选择的存取臂5a按照选择的抓取方式从物品的源位置抓取物品6时，还可根据物品信息调节夹持力度和/或吸取力度。被选择的存取臂5a按照选择的抓取方式从物品6的源位置抓取物品6后，被选择的存取臂5a推动物品6至目标位置。

[0053] 更详尽的物品存入方法同前述的存取机构的工作原理，在此不再赘述。

[0054] 根据本发明的改进，如图5结合图6所示，还提出一种物品取出方法，所述方法基于前述的存取机构，所述方法包括：响应于物品信息选择抓取物品6的存取臂5a以及选择抓取物品6的方式；所述物品信息至少包括物品6的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及放置在置物平台1上的目标位置；
所述抓取物品6的方式包括吸取和/或夹持。如图5（采用夹取方式）和图6（采用吸取方式）所示，存取臂5a是选择的抓取物品6的存取臂，存取臂5b是未被选择的存取臂。

[0055] 移动设备响应于源位置，带动被选择的存取臂5a移动至源位置，前述移动包括沿进深方向移动、作垂直升降移动和沿横向方向移动中的一种或多种。

[0056] 被选择的存取臂5a受横向移动装置2的驱动单独沿横向方向移动和/或开启吸盘气路5-2b、以从源位置（外界）抓取（吸取和/或夹持）物品6。

[0057] 移动设备响应于置物平台1上的目标位置，带动被选择的存取臂5a移动至目标位置；前述移动包括沿进深方向移动、作垂直升降移动和沿横向方向移动中的一种或多种。

[0058] 被选择的存取臂5a受横向移动装置2的驱动单独沿横向方向移动和/或关闭吸盘气路5-2b、以将抓取的物品6释放在物品6对应的目标位置（如图9所示的置物平台1上）。

[0059] 在某些实施例中，该取出方法还包括：被选择的存取臂5a按照选择的抓取方式从物品的源位置抓取物品时，还可根据物品信息调节夹持力度和/或吸取力度。被选择的存取臂5a按照选择的抓取方式从物品6的源位置抓取物品6后，被选择的存取臂5a拖动物品6至目标位置。

[0060] 更详尽的物品取出方法同前述的存取机构的工作原理，在此不再赘述。

[0061] 根据本发明的改进，还提出一种存取装置，其包括至少两个存取臂5。每个存取臂5，可沿进深方向水平伸缩，包括用于夹持物品的夹持片5-1和用于吸取物品的吸盘5-2。夹持片5-1和吸盘5-2连接为一体。相邻两个存取臂5之间的距离可调节。每个所述存取臂5可单独作横向方向移动、以调整相邻两个存取臂之间的距离。如此，能够实现根据物品的宽度、高度、软硬材质种类、源位置以及目标位置调整存取臂5在横向方向上的位置，进而调整夹持片5-1和吸盘5-2在横向方向上的位置，并且在采用夹持的方式存取物品时，通过调整相邻两个存取臂5之间的距离能够实现根据物品的宽度夹持物品。前述的硬材质物品定义为在受持续恒定外力的作用下、外表面产生弹性变形的物品。前述的软材质物品定义为在受持续恒定外力的作用下、外表面产生塑性变形的物品。

[0062] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。