CN104786236A - 一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业机器人的移动式应用领域，公开了一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，所述平台上安装工业机器人、控制工业机器人动作的机器人控制柜、以及为工业机器人和机器人控制柜供电的供电电缆；所述平台上设置控制系统，平台底部设置行走机构，控制系统控制行走机构带动整个平台运动，完成机器人作业。本发明采用基于麦克纳姆轮的全向移动平台作为机器人底座，可实现机器人在地上各方向全向移动；机器人定位工作时，采用四只电动升降支腿，将全向移动平台顶起至车轮离地，同时升降支腿的底部采用电磁吸盘吸附地面垫铁，将整个底座固定在工作工位，确保了机器人底座稳定性及刚度，保证了机器人末端的精度需求。
Description
技术领域
本发明属于工业机器人的移动式应用领域，涉及一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台。
背景技术
一般的工作机器人多采用固定式底座安装在水泥承台上，或通过导轨座安装在行程有限的移动平台上，难以实现工业机器人在整个厂房甚至厂区的随处应用，如需随处应用，往往需要对机器人重新拆装，使用非常不便。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，实现工业机器人在较大范围内全方位自由移动，以避免工业机器人在多个平台反复拆装以及相应的平台精度校准过程，提高工业机器人工作效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，所述平台上安装工业机器人、控制工业机器人动作的机器人控制柜、以及为工业机器人和机器人控制柜供电的供电电缆；所述平台上设置控制系统，平台底部设置行走机构，控制系统控制行走机构带动整个平台运动，完成机器人作业。
其中，所述行走机构包括分别安装在平台四个角的麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮连接一只伺服电机，伺服电机与控制系统连接，由控制系统通过4只伺服电机的同步速度矢量合成控制，实现平台的纵向、横向、斜向、原地转向运动以及复合运动。
其中，四个所述麦克纳姆轮中，两个前轮轮系通过铰接支架连接，铰接支架通过铰接轴安装在平台上，铰接支架可绕铰接轴旋转。
其中，所述平台四个角分别安装有调平支腿，每个调平支腿连接一个电动缸；平台上还设置有水平测量仪，用于测量移动平台的水平度，并将测得信息传递给控制系统，通过控制系统控制电动缸对调平支腿的长度进行调整。
其中，所述调平支腿的底座为电磁吸盘，可吸附地面垫铁。
其中，所述平台上设置有激光扫描仪和防撞触边，激光扫描仪有两个，分别安装在平台的前后两端，防撞触边分别安装在平台的的左右两侧；激光扫描仪设置警戒区域监控单元和停止区域监控单元，当警戒区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台移动速度减慢；当停止区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台停止运动；其中一侧防撞触边触碰到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台停止向该侧方向运动，而向反方向运动。
其中，所述平台的底盘上还设置有可收放的电缆盘，供电电缆置于电缆盘内，该电缆盘有内置卷簧，在平台移动过程中供电电缆可以随着平台的移动进行缩放；平台上还设置有电缆导向装置，以固定供电电缆缩放的通道。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，通过采用基于麦克纳姆轮的全向移动平台作为机器人底座，可实现机器人在地上各方向全向移动；机器人定位工作时，采用四只电动升降支腿，将全向移动平台顶起至车轮离地，同时升降支腿的底部采用电磁吸盘吸附地面垫铁，将整个底座固定在工作工位，确保了机器人底座稳定性及刚度，保证了机器人末端的精度需求；移动底盘行走与电动升降支腿通过控制系统控制，实现移动和固定两个过程快速转换。
附图说明
图1为本发明实施例中工业机器人在全向移动平台上的安装图；
图2为本发明实施例中全向智能移动平台整车结构图；
图3和图4分别为本发明实施例中全向智能移动平台整车的局部结构图。
图中，1-工业机器人；2-机器人控制柜；3-供电电缆；4-激光扫描仪；5-防撞触边；6-麦克纳姆轮；7-铰接支架；8-铰接轴；9-调平支腿；10-水平测量仪；11-电缆盘。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1所示，为本实施例用作工业机器人底盘的全向智能移动平台的安装结构示意图，工业机器人1、控制工业机器人1动作的机器人控制柜2、以及为工业机器人1和机器人控制柜2供电的供电电缆3均安装在平台上，平台底部设置行走机构，由行走机构带动整个平台运动，无需额外装置即可完成机器人的作业。
具体地，参见图2所示，本实施例中，平台上安装有控制系统，连接控制系统的激光扫描仪4和防撞触边5，激光扫描仪4有两个，分别安装在平台的前后两端，防撞触边5分别安装在平台的的左右两侧。激光扫描仪4设置警戒区域监控单元和停止区域监控单元，当警戒区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台移动速度减慢；当停止区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台停止运动；其中一侧防撞触边5触碰到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台将停止向该侧方向运动，而只能向反方向运动。
参见图3所示，行走机构包括分别安装在平台四个角的麦克纳姆轮6，每个麦克纳姆轮6连接一只伺服电机，伺服电机与控制系统连接，由控制系统通过4只伺服电机的同步速度矢量合成控制，实现平台的纵向、横向、斜向、原地转向运动以及复合运动，从而实现平台的全方位行驶。
进一步地，两个前轮轮系通过铰接支架7连接在一起，当地面不平整时，可以通过该结构实现整车附着力的均衡性，确保移动精度。具体地，铰接支架7通过铰接轴8安装在平台上，铰接支架7可绕铰接轴8旋转。
参见图4所示，平台四个角分别安装有调平支腿9，每个调平支腿9连接一个电动缸，平台上还设置有高精度的水平测量仪10，用于测量移动平台的水平度，并将测得信息传递给控制系统的PLC，通过PLC控制电动缸对调平支腿9的长度进行调整，可以实现平台的调平精度不超过30分；调平支腿9的底座为电磁吸盘，可吸附地面垫铁，从而对平台起到支撑以及稳固作用。
本实施例中，平台底盘上还设置有可收放的电缆盘11，供电电缆3置于电缆盘11内，该电缆盘11有内置卷簧，在平台移动过程中供电电缆3可以随着平台的移动进行缩放；平台上还设置有电缆导向装置，以固定供电电缆3缩放的通道，避免电缆在平台移动过程中与平台上的其它装置发生磕碰、摩擦等情况，保证用电安全。
由上述技术方案可以看出，本发明采用基于麦克纳姆轮的全向移动平台作为机器人底座，可实现机器人在地上各方向全向移动；机器人定位工作时，采用四只电动升降支腿，将全向移动平台顶起至车轮离地，同时升降支腿的底部采用电磁吸盘吸附地面垫铁，将整个底座固定在工作工位，确保了机器人底座稳定性及刚度，保证了机器人末端的精度需求；移动底盘行走与电动升降支腿通过控制系统控制，实现移动和固定两个过程快速转换。
同现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、工业机器人在不同工位间移动无需借助吊车等大型吊装作业工具；
2、可以实现工业机器人在多个工位之间沿预定轨迹自主导航移动；
3、可以实现工业机器人在工位上自动稳定加固，提高机器人作业精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述平台上安装工业机器人、控制工业机器人动作的机器人控制柜、以及为工业机器人和机器人控制柜供电的供电电缆；所述平台上设置控制系统，平台底部设置行走机构，控制系统控制行走机构带动整个平台运动，完成机器人作业。
2.如权利要求1所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述行走机构包括分别安装在平台四个角的麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮连接一只伺服电机，伺服电机与控制系统连接，由控制系统通过4只伺服电机的同步速度矢量合成控制，实现平台的纵向、横向、斜向、原地转向运动以及复合运动。
3.如权利要求2所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，四个所述麦克纳姆轮中，两个前轮轮系通过铰接支架连接，铰接支架通过铰接轴安装在平台上，铰接支架可绕铰接轴旋转。
4.如权利要求1所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述平台四个角分别安装有调平支腿，每个调平支腿连接一个电动缸；平台上还设置有水平测量仪，用于测量移动平台的水平度，并将测得信息传递给控制系统，通过控制系统控制电动缸对调平支腿的长度进行调整。
5.如权利要求4所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述调平支腿的底座为电磁吸盘，可吸附地面垫铁。
6.如权利要求1所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述平台上设置有激光扫描仪和防撞触边，激光扫描仪有两个，分别安装在平台的前后两端，防撞触边分别安装在平台的的左右两侧；激光扫描仪设置警戒区域监控单元和停止区域监控单元，当警戒区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台移动速度减慢；当停止区域监控单元扫描到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台停止运动；其中一侧防撞触边触碰到障碍物时向控制系统发送信号，控制系统控制平台停止向该侧方向运动，而向反方向运动。
7.如权利要求1-6中任一项所述的用作工业机器人底盘的全向智能移动平台，其特征在于，所述平台的底盘上还设置有可收放的电缆盘，供电电缆置于电缆盘内，该电缆盘有内置卷簧，在平台移动过程中供电电缆可以随着平台的移动进行缩放；平台上还设置有电缆导向装置，以固定供电电缆缩放的通道。
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