CN106239471A - 一种转运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转运机器人，包括AGV小车、抓料臂和主控制器，AGV小车包括车体和转运底盘，车体内设有主控制器，车体上设有物料存放盒和自动定位机构；抓料臂包括依次旋转相连的底座、一端与底座旋转相连的第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、第四连接臂和第五连接臂，底座固定于AGV小车上，第五连接臂上设有抓取机构，抓取机构包括可自动切换的气抓头和吸盘，抓取机构的上端设有视觉采集机构；抓取机构、转运底盘、抓料臂、视觉采集机构和定位机构分别与主控制器电连接。本发明将定点放置物料及自行移动两者有效地结合在一起，提升了工作效率、加大了活动范围，可实现转运机器人自主对物体进行抓取转运，安全性好且可靠性高。

Description

一种转运机器人

技术领域

本发明涉及机械设计与制造领域，特别涉及到一种能够自主转运物体的转运机器人。

背景技术

在现代机械工业中，通过程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械进行多品种批量自动化生产，然而加工、装配等生产是不连续的。除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。现在市场上的大多数转运机器人都无法自主的转运物体，需要与固定位置的机器人进行配合，这个过程需要两个系统进行协作，增加了不稳定因素。在同时转运多个不同目标物体时，无法辨别物体大小与形状，易出现错误抓取目标物体问题，且容易对被抓取的物体造成损坏，而且在抓取的过程中需要逐个转运，转运效率十分低下。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种转运机器人，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种转运机器人，包括AGV小车、可自由抓取物体的抓料臂和主控制器，所述AGV小车包括车体以及用于带动车体运动的转运底盘，车体为内部空腔结构，车体内设有主控制器，车体上还设有物料存放盒和自动定位机构；所述抓料臂包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、第四连接臂和第五连接臂，底座固定于AGV小车上，第一连接臂的一端与底座可旋转相连，第二连接臂的一端与第一连接臂的另一端可旋转相连，第三连接臂的一端与第二连接臂的另一端可旋转相连，第四连接臂的一端与第三连接臂的另一端可转动相连，第五连接臂设于第四连接臂的另一端，第五连接臂的前端设有抓取机构，抓取机构包括可自动切换的气抓头和吸盘，抓取机构的上端设有视觉采集机构；抓取机构、转运底盘、抓料臂、视觉采集机构和定位机构分别与主控制器电连接。

进一步的，所述转运底盘包括驱动电机和驱动轮，驱动电机设于车体内，且与主控制器电连接，驱动轮至少有两组，且均匀分布于车体的下端。

进一步的，所述视觉采集机构为小型工业相机。

进一步的，所述车体的上端的一侧向上凸起形成容纳腔，物料存放盒嵌设于容纳腔内。

进一步的，所述底座的下端通过螺栓与车体相连，底座的上端设有旋转座，旋转座通过第一伺服电机驱动并可绕底座的轴心水平旋转，第一伺服电机与旋转座采用齿轮传动方式相连，旋转座与第一连接臂相连。

进一步的，所述第一连接臂通过第二伺服电机驱动，第一连接臂与第二伺服电机通过第一螺栓固定；第二连接臂通过第三伺服电机驱动，第二连接臂与第三伺服电机通过第二螺栓固定；第三连接臂通过第四伺服电机驱动，第三连接臂与第四伺服电机采用同步带传动方式相连；第四连接臂通过第五伺服电机驱动，第四连接臂与第五伺服电机通过第三螺栓固定，第五连接臂通过第六伺服电机驱动。

进一步的，所述主控制器包括整车电源模块、与后台控制器进行无线通讯的信号收发模块和信息处理模块。

进一步的，所述抓取机构还包括Y形结构的连接头，连接头通过螺栓件与第五连接臂相连，气抓头和吸盘分别设于连接头上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用AGV小车与六度自由机器人相互组合的方案，将抓料臂安装在AGV小车上，形成一个小型多用途移动作业机器人移动平台，实现了一机多用功能，将定点放置物料及自行移动两者有效地结合在一起，无需多台机器人协作，提升了工作效率、加大了活动范围，可实现转运机器人自主对物体进行抓取转运，安全性好且可靠性高，大大地提升了工作效率、加大了活动范围。

通过视觉采集机构使在同时转运多种物体时，对目标物体进行信息采集、分析和辨别，大大提高拿取目标物体的准确性。

增加抓取工具的选择，选择使用吸盘或气抓头，对于轻型、高精度的物体采用吸盘拿取，对于较重的物体采用气抓头拿取，拾取工具可随时根据物体属性切换，减少了对物体的损伤。

附图说明

图1为本发明所述的转运机器人的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明所述的一种转运机器人，包括AGV小车、可自由抓取物体的抓料臂和主控制器。AGV小车包括车体11以及用于带动车体11运动的转运底盘12。车体11为内部空腔结构，车体11内设有主控制器，主控制器设于控制箱内，控制箱隐藏于车体11内。车体11上还设有物料存放盒20和自动定位机构。抓料臂包括底座31、第一连接臂32、第二连接臂33、第三连接臂34、第四连接臂35和第五连接臂36。底座31固定于AGV小车上，第一连接臂32的一端与底座31可旋转相连。第二连接臂33的一端与第一连接臂32的另一端可旋转相连。第三连接臂34的一端与第二连接臂33的另一端可旋转相连。第四连接臂35的一端与第三连接臂34的另一端可转动相连。第五连接臂36设于第四连接臂35的另一端。第五连接臂36的前端设有抓取机构，抓取机构包括Y形结构的连接头、气抓头(图中未画)和吸盘(图中未画)，连接头通过螺栓件与第五连接臂可转动相连。气抓头和吸盘分别设于连接头上，并通过连接头的转动进行自动切换，气抓头和吸盘在连接头的同一平面内成80°夹角。抓取机构的上端设有视觉采集机构，在拾取与放置目标物体的过程中对目标物识别定位放置。对于轻型、高精度的物体采用吸盘拿取；对于较重的物体采用气爪头拿取，抓取机构可随时根据物体属性切换，大大地减少了对物体的损伤。

抓取机构、转运底盘12、抓料臂、视觉采集机构和定位机构分别与主控制器电连接。

转运底盘12包括驱动电机和驱动轮。驱动电机设于车体11内，且与主控制器电连接，驱动轮至少有两组，且均匀分布于车体11的下端。

视觉采集机构为小型工业相机。

车体11的上端的一侧向上凸起形成容纳腔，物料存放盒20嵌设于容纳腔内。

底座31的下端通过螺栓与车体11相连。底座31的上端设有旋转座311，旋转座311通过第一伺服电机驱动并可绕底座31的轴心水平旋转，第一伺服电机设于底座内。第一伺服电机与旋转座311采用齿轮传动方式相连，旋转座311与第一连接臂32相连。

第一连接臂32通过第二伺服电机321驱动，第一连接臂32与第二伺服电机321通过第一螺栓固定。第二连接臂33通过第三伺服电机驱动，第二连接臂33与第三伺服电机通过第二螺栓固定。第三连接臂34通过第四伺服电机驱动，第三连接臂34与第四伺服电机采用同步带传动方式相连。第四连接臂35通过第五伺服电机驱动，第四连接臂35与第五伺服电机通过第三螺栓固定。第五连接臂36通过第六伺服电机驱动。

主控制器包括整车电源模块、与后台控制器进行无线通讯的信号收发模块和信息处理模块。

本发明使用的过程中，后台控制器发出信号通过局域网传输到控制箱，信号经过处理使转运底盘12做出反应，AGV小车运动到指定拾取点位置，第一伺服电机、第二伺服电机321、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机和第六伺服电机分别驱动底座31、第一连接臂32、第二连接臂33、第三连接臂34、第四连接臂35和第五连接臂36联动，运动至抓取点正上方做抓取准备。视觉采集机构采集、上传物体大小、形状，后台控制器接收到视觉采集机构信号，通过主控制器控制选择相应的抓取工具。主控制器控制气抓头或吸盘，六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转，抓取目标物体并把物体放入物料存放盒20内。转运底盘12做出反应，机器人运动到指定放置点位置，六个伺服电机驱动六个关节联动从物料存放盒内抓取目标物体，主控制器控制气抓头或吸盘，把物体放入货架上。抓取转运完后，六个伺服电机驱动六个关节轴联动至归位状态，等待下一步指令。

视觉采集机构随着抓取机构的移动而移动，可以实时收集转运物体信息，气抓头和吸盘的切换根据视觉采集机构所采集物体的信息，控制抓料臂，控制第三连接臂34、第四连接臂35和第五连接臂转动并切换相适应的拾取工具，选取吸盘或气抓头。抓料臂根据调度指令，可将物料在AGV小车上搬运至放置点，也可以将货物由放置点搬运至AGV小车上。拾取与放置目标物体的过程中通过视觉采集机构可对目标物体大小、形状进行识别，尤其是在转运多种物体时，可对目标物体进行信息采集、分析和辨别，提高了抓料臂运行的准确率、以及系统的工作效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种转运机器人，其特征在于：包括AGV小车、可自由抓取物体的抓料臂和主控制器，所述AGV小车包括车体以及用于带动车体运动的转运底盘，车体为内部空腔结构，车体内设有主控制器，车体上还设有物料存放盒和自动定位机构；所述抓料臂包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、第四连接臂和第五连接臂，底座固定于AGV小车上，第一连接臂的一端与底座可旋转相连，第二连接臂的一端与第一连接臂的另一端可旋转相连，第三连接臂的一端与第二连接臂的另一端可旋转相连，第四连接臂的一端与第三连接臂的另一端可转动相连，第五连接臂设于第四连接臂的另一端，第五连接臂的前端设有抓取机构，抓取机构包括可自动切换的气抓头和吸盘，抓取机构的上端设有视觉采集机构；抓取机构、转运底盘、抓料臂、视觉采集机构和定位机构分别与主控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述转运底盘包括驱动电机和驱动轮，驱动电机设于车体内，且与主控制器电连接，驱动轮至少有两组，且均匀分布于车体的下端。

3.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述视觉采集机构为小型工业相机。

4.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述车体的上端的一侧向上凸起形成容纳腔，物料存放盒嵌设于容纳腔内。

5.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述底座的下端通过螺栓与车体相连，底座的上端设有旋转座，旋转座通过第一伺服电机驱动并可绕底座的轴心水平旋转，第一伺服电机与旋转座采用齿轮传动方式相连，旋转座与第一连接臂相连。

6.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述第一连接臂通过第二伺服电机驱动，第一连接臂与第二伺服电机通过第一螺栓固定；第二连接臂通过第三伺服电机驱动，第二连接臂与第三伺服电机通过第二螺栓固定；第三连接臂通过第四伺服电机驱动，第三连接臂与第四伺服电机采用同步带传动方式相连；第四连接臂通过第五伺服电机驱动，第四连接臂与第五伺服电机通过第三螺栓固定，第五连接臂通过第六伺服电机驱动。

7.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述主控制器包括整车电源模块、与后台控制器进行无线通讯的信号收发模块和信息处理模块。

8.根据权利要求1所述的转运机器人，其特征在于：所述抓取机构还包括Y形结构的连接头，连接头通过螺栓件与第五连接臂相连，气抓头和吸盘分别设于连接头上。