导语
传统仓储自动化系统依赖多种传感器协同工作，存在成本高、控制复杂、感知维度有限等瓶颈。近日，北京京东远升科技有限公司与北京京东乾石科技有限公司联合获得授权的实用新型——货物输送装置及仓储物流系统（公开号：CN223328282U，公开日期：2025.09.12）突破了传统仓储感知瓶颈，通过在多自由度存取机构上集成三类激光雷达（水平扫描储位、垂直监测下方异物、立体巡检多层货架），构建协同感知网络。该方案以统一、高效的激光点云数据替代复杂多传感器组合，实现了货架储位精准测距、空间判断、安全避障与全局巡检，显著提升存取可靠性并简化系统控制，为高密度、高频次智能仓储场景提供核心技术支撑。
一、技术背景
在现代化仓储物流体系中，自动化、智能化的料箱存取系统是实现高效仓储的核心装备。这类系统通过可升降及水平移动的载货台，精准地完成料箱与货架上指定储位之间的自动转移作业，极大地提升了出入库效率，降低了运营成本。
然而，要实现精准、可靠的自动化存取，关键在于让系统能够“感知”环境。为此，业界进行了多种技术尝试。在一些相关技术中，为了保障料箱存取过程的准确与安全，系统通常在载货台上集成多种感测设备进行配合，例如采用摄像头进行视觉识别，或使用光电传感器进行位置检测，以获取储位状态、料箱外形等信息。在另一些相关技术中，则采用了相对简化的方案，例如利用单点激光测距仪进行距离测量或倾角测量，以辅助定位。
但经研究发现，上述现有技术方案均存在显著缺陷，影响了货物存取的最终可靠性。具体而言：
采用多种感测设备融合的方案，虽然能获取多维信息，但其弊端在于：第一，需要安装和配置多种不同类型的传感器，导致硬件结构复杂、成本高昂；第二，不同传感器的数据采集往往需要载货台执行不同的特定动作来配合，使得控制系统复杂，整体效率受到制约。
而采用单点激光测量的方案，虽然硬件有所简化，但其获取的环境信息维度单一、数据量有限，难以全面评估复杂场景（如料箱歪斜、储位空间判断等）。同时，该方案对传感器的安装位置要求极为苛刻，且同样需要载货台进行移动配合才能完成扫描，灵活性不足。
因此，现有技术普遍存在控制复杂、成本较高或感知能力有限等问题，构成了提升仓储系统可靠性与效率的技术瓶颈。如何设计一种更高效、更可靠的感知解决方案，已成为本领域一个亟待突破的关键问题。
二、系统构成情况
该专利所涉及的货物输送装置及仓储物流系统，主要由货架、货物输送装置两大主体构成。货物输送装置在驱动机构的带动下，在货架巷道内移动，通过先进的感知系统引导存取机构，完成全自动化的仓储作业。
其中，货物输送装置是该系统的执行核心，它由三个基础模块和一个感知模块构成：
存取机构、第一激光雷达和第二激光雷达的安装结构示意图
存取机构、第一激光雷达和第三激光雷达的安装结构示意图
1.存取机构（10）：具备承载货物的承载部（如传输皮带组件）和执行推拉动作的操作部。其核心功能是直接完成货物与货架储位之间的存入和取出操作。
2.驱动机构：与存取机构连接，负责驱动存取机构在货架前实现水平移动和垂直升降，使其能精准定位到任意一个货架储位。
3.多类型激光雷达感知系统：这是本专利的技术核心，由三类功能各异的激光雷达组成，均设置在存取机构上，形成了全方位的感知网络。
- 第一激光雷达（30）：主要负责对目标货架储位进行水平扫描。其典型特征是旋转扫描平面与水平面平行，用于获取操作层面的精确数据。通常以两组形式对称布置于存取机构承载部的两侧，以确保检测的全面性和数据的一致性。
第一激光雷达的扫描区域的示意图
- 第二激光雷达（40）：主要负责对存取机构的下侧空间进行扫描。以检测是否存在异物（如误入的运输小车或掉落货物）。其旋转扫描平面与水平面垂直，有效覆盖下方的安全区域。
第二激光雷达的扫描区域的示意图
- 第三激光雷达（50）：主要负责对货架在竖直方向上的多层储位进行大范围扫描。其扫描平面或弧形面被设计为能覆盖货架所有层的高度范围，用于实现竖向巡检和定位。
第三激光雷达的扫描区域的示意图
三、系统亮点
本专利系统的亮点在于其以多激光雷达协同感知为核心，构建了一个简化、高效且极其可靠的智能存取解决方案，具体体现在：
01感知技术的统一与深化
专利方案摒弃了传统方案中“摄像头+光电传感器”等多种传感器混杂的模式，也超越了“单点激光”测量信息有限的弊端，统一采用激光雷达作为核心感知元件。通过利用激光雷达获取的丰富点云数据，系统能进行三维层面的精确测量和判断，感知深度和广度得到质的提升。
02“分工协同”的感知网络
本专利最巧妙的设计在于为不同功能的激光雷达赋予了明确的“职责分工”。第一激光雷达专注操作精度（如距离、占位、空间判断）；第二激光雷达专注运行安全（下方异物检测）；第三激光雷达专注系统巡检与定位（多层货架异常检测、高度定位）。三者协同工作，共同保障了存取作业从宏观路径到微观操作的全流程可靠性与安全性。
03 硬件结构与控制逻辑的简化
由于采用统一的激光雷达技术并进行了精准的功能划分，系统无需安装和配置多种异构设备，大大简化了硬件结构，降低了成本和安装复杂度。同时，减少了载货台为配合不同传感器而执行的冗余动作，使得控制逻辑更为简洁、高效，从根本上提升了系统响应速度和稳定性。
四、应用场景
本专利实施场景示意图
1.高密度、立体化仓储系统
该专利明确指出系统包含货架和可在其轨道上移动的货物输送装置（GT）。货架具有“至少一层储货层”，且每层有多个“货架储位”，相邻货架间形成巷道供装置运行。这表明其核心应用场景是高位货架仓库或自动化立体仓库（AS/RS）。这类仓库通常空间利用率高，货架密集，通道狭窄，需要设备精准定位和避障，与本专利解决的“可靠性”问题高度契合。
2. 需高频、精准存取操作的仓储系统
该专利背景技术指出，传统系统使用多种传感器（摄像头、光电传感器等）或单点激光，存在控制复杂、成本高、对安装位置要求高的问题。本专利通过集成激光雷达，旨在简化系统、提升存取可靠性。
因此，该专利系统适用于电商分拨中心、快递转运中心、智能制造仓库等场景。这些场景要求7x24小时不间断运行，对货物存取的速度、准确性和设备稳定性（可靠性）有极高要求。专利装置能减少因传感器误判或设备碰撞导致的停机，满足高频次作业需求。
3.货物规格多样或存放模式灵活的仓库
该专利特别说明了货架储位的两种形成方式：一种是，由货架框架围出的固定储位。另外一种是，由已存放货物在左右两侧间隔出的空间作为储位（非固定位置存储）。
第一激光雷达的功能之一，正是扫描这种相邻货物间的空间，判断是否有足够空间存入新货物。因此，该技术非常适合SKU多样化、货物尺寸不统一的仓库，以及采用自由摆放或动态储位分配策略的仓库。
4. 存在安全运行风险的复杂作业环境
本专利设置了第二激光雷达，专门用于扫描存取机构下侧，检测是否存在异物，如掉落的货物或场地运输小车，以防止碰撞。同时，第三激光雷达用于对多层货架进行巡检，检测各层是否有货物凸出等异常状态，预防水平移动中的碰撞。
这明确了其可以适用于人、机、物可能并存的复杂物流场地。例如，场内有移动『机器人』️协同作业的仓库，或者因震动、搬运等原因可能导致货位上的货物发生位移的场景。
通过第二激光雷达进行存取机构下方异物扫描的示意图
5. 要求高精度定位与状态监控的智能化仓库
第一激光雷达用于精确测量待取货物与存取机构之间的距离。第三激光雷达还可用于扫描货架横梁以获取高度信息，辅助驱动机构对存取机构进行高度定位。
因此，该专利系统适用于对库存盘点准确性、货位状态实时性要求极高的场景，如冷链仓库、高价值商品仓库或对接WMS实现数字孪生的智能仓库。激光雷达提供的点云数据不仅能指导操作，还能为上层管理系统提供丰富的现场数据。
【注：本文旨在传递技术创新信息，不构成任何形式的投资或采购建议。本文介绍的“货物输送装置及仓储物流系统”基于官方公开的实用新型专利（公开号：CN223328282U，公开日期：2025.09.12），专利权人为北京京东远升科技有限公司和北京京东乾石科技有限公司。文中所示结构示意图及说明均源自该专利申请公开文本（说明书附图），仅用于技术原理阐释，版权©️归申请人/发明人所有】
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