CN108994812A - 制药生产线用智能机器人及智能生产系统 - Google Patents
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Abstract
制药生产线用智能机器人，包括行走小车，行走小车上设置有控制箱和升降机构；升降机构包括固定设置在行走小车上的升降电机和若干个导向杆，升降电机的输出轴与导向杆均垂直设置，升降电机驱动连接有丝杠，丝杠上配合套设有活动板，导向杆穿过活动板，活动板上设置有调向机构；调向机构包括固定设置在活动板上的调向电机和穿设在活动板上的转轴，调向电机的输出轴垂直向上设置并且驱动连接有主动齿轮，转轴的上端固定套设有从动齿盘，从动齿盘与主动齿轮相啮合，从动齿盘上固定设置有摄像头，转轴的下部固定套设有随动盘，随动盘固定连接有二关节机械手。本发明能够自动巡视、获取设备运行状态信息和对设备进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及制药生产线技术领域，具体的说是制药生产线用智能机器人及智能生产系统。
背景技术
目前，伴随着经济的发展，药品制造设备也正在经历着更新换代开发创新的历程，从传统的分散、单一的制药设备转变成高自动化的流水式制药生产线，极大地提高了生产效率，也能够避免传统生产过程中材料和半成品在转移过程中产生的污染等情况，从而提升药品品质。
制药生产线中有很多的自动化设备，例如分拣输送装置、压片机、药瓶下料装置、贴标机等等，现有技术中，这些自动化设备大都是独立运行和维护，因此需要有相关人员不断巡视和处理，为了减少人员的工作量，现有技术中开发了一些远程监控的装置，操作人员无需到达现场也能够了解各个设备的运行状态，但是对设备的调整依然需要人员到现场进行，而人员的移动可能会将污染物带到生产线上对药品产生污染，因此现有技术仍然存在不足。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供制药生产线用智能机器人及智能生产系统，能够自动巡视、获取设备运行状态信息和对设备进行调整，生产效率更高，也更有利于高度无菌化生产。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：制药生产线用智能机器人，包括行走小车，行走小车上设置有控制箱和升降机构；所述升降机构包括固定设置在所述行走小车上的升降电机和若干个导向杆，升降电机的输出轴与导向杆均垂直设置，升降电机驱动连接有丝杠，丝杠上配合套设有活动板，导向杆穿过活动板，活动板上设置有调向机构；所述调向机构包括固定设置在所述活动板上的调向电机和穿设在活动板上的转轴，调向电机的输出轴垂直向上设置并且驱动连接有主动齿轮，转轴的上端固定套设有从动齿盘，从动齿盘与主动齿轮相啮合，从动齿盘上固定设置有摄像头，转轴的下部固定套设有随动盘，随动盘固定连接有二关节机械手；所述升降电机、所述调向电机、所述摄像头和所述二关节机械手均与所述控制箱电连接。
所述行走小车包括车体，车体的中部开设有水平延伸的通道，通道内上下活动设置有浮动板，浮动板的上表面和下表面各通过若干个缓冲装置与车体相连接，浮动板上转动设置有方向轮轴和驱动轮轴，方向轮轴的两端各固定套设有一个方向轮，驱动轮轴的两端各固定套设有一个驱动轮。
所述缓冲装置包括固定设置在所述通道的上壁或者下壁上的套管，套管垂直设置，套管内滑动设置有伸缩杆，在伸缩杆与套管的封闭端之间填充有压缩气体。
所述浮动板上设置有驱动电机，驱动电机通过齿轮箱驱动所述驱动轮轴转动。
所述浮动板上设置有调向气缸和T型支撑架，T型支撑架由一体连接的垂直部分和水平部分组成，垂直部分与浮动板转动连接，所述方向轮轴从水平部分中穿过并且与水平部分转动连接，方向轮轴上还套设有轴套，轴套与调向气缸的输出活塞之间通过万向节相连接。
所述导向杆设置为四个，四个导向杆的下部之间固定设置有支承板，支承板的中部嵌设有支承轴承，所述升降电机的输出轴与所述丝杠的下端均与支承轴承配合连接。
每个所述导向杆的上端均固定设置有一个限位板，限位板的横截面积大于导向杆的横截面积。
所述活动板还通过若干个连杆固定连接有用于支撑所述转轴的随动板，转轴的下端与随动板转动连接。
所述控制箱上还固定设置有无线通信装置，无线通信装置与控制箱电连接。
制药生产线用智能生产系统，包括控制主机和若干个如上所述的智能机器人，智能机器人与控制主机通信连接。
有益效果：本发明能够自动巡视、获取生产线上设备运行状态信息和对设备进行调整，生产效率更高，也更有利于高度无菌化生产。
附图说明
图1是本发明智能机器人的整体结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明智能机器人的行走小车结构剖视图；
图4时本发明智能机器人的角度调节装置结构俯视图。
附图标记：1-活动板，2-限位板，3-调向电机，4-主动齿轮，5-从动齿盘，6-摄像头，7-转轴，8-随动盘，9-触头，10-二关节机械手，11-连杆，12-随动板，13-导向杆，14-丝杠，15-支承轴承，16-支承板，17-升降电机，18-车体，19-浮动板，20-方向轮，21-轴套，22-驱动轮轴，23-控制箱，24-无线通信装置，25-驱动轮，26-方向轮轴，27-通道，28-驱动电机，29-齿轮箱，30-套管，31-压缩气体，32-伸缩杆，33-T型支撑架，34-轴套，35-万向节，36-调向气缸，37-限位滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和2，本发明的实施例一如下。
制药生产线用智能机器人，包括行走小车，行走小车上设置有控制箱23和升降机构。
升降机构包括固定设置在行走小车上的升降电机17和若干个导向杆13，升降电机17的输出轴与导向杆13均垂直设置，升降电机17驱动连接有丝杠14，丝杠14上配合套设有活动板1，导向杆13穿过活动板1，活动板1上设置有调向机构。
调向机构包括固定设置在活动板1上的调向电机3和穿设在活动板1上的转轴7，调向电机3的输出轴垂直向上设置并且驱动连接有主动齿轮4，转轴7的上端固定套设有从动齿盘5，从动齿盘5与主动齿轮4相啮合，从动齿盘5上固定设置有摄像头6，转轴7的下部固定套设有随动盘8，随动盘8固定连接有二关节机械手10。
升降电机17、调向电机3、摄像头6和二关节机械手10均与控制箱23电连接，控制箱23内设置有蓄电池和控制器。
本发明在使用之前，预先根据只要生产线上的设备分布情况设定好智能机器人的行进路线，然后智能机器人就可以按照行进路线进行移动。当移动到某一设备时，通过摄像头6对设备或者设备上的产品进行拍照或者摄像，得到的图像或者视频信息传输给控制器，因为大多数设备都具有显示装置来反应设备当前的一些参数，所以控制器通过对图像或者视频进行分析可以获知设备当前的运行状况和产品的处理状况，进而可以确定是否需要对设备进行调整，如果需要对设备进行调整，则控制器控制二关节机械手10实现。针对不同高度的设备，可以通过升降机构控制摄像头6和二关节机械手10的高度。
考虑到生产线上实际的空间环境复杂，在行进路线上摄像头6可能会出现无法正对设备的情况，因此本发明设置了调向机，能够对摄像头6的方向进行调整，从而能够准确地拍摄到各个设备。进一步的，因为需要根据摄像头6拍摄的图像和视频来确定二关节机械手10是否需要动作，所以为了降低控制过程的复杂度，本发明通过将摄像头6和二关节机械手10设置在同一个转轴7上，实现摄像头6和二关节机械手10同步转动、方向相同的目的，在控制二关节机械手10的时候只需要控制器俯仰角和伸缩量，而无需控制其方位角。
请参阅图3，在实施例一的基础上，本发明的实施例二进一步包括了如下技术特征。
行走小车包括车体18，车体18的中部开设有水平延伸的通道27，通道27内上下活动设置有浮动板19，浮动板19的上表面和下表面各通过若干个缓冲装置与车体18相连接，浮动板19上转动设置有方向轮轴26和驱动轮轴22，方向轮轴26的两端各固定套设有一个方向轮20，驱动轮轴22的两端各固定套设有一个驱动轮25。
因为生产线上各种线缆或者轨道的设置，会导致地面出现高低起伏的情况，因此智能机器人需要能够具备抗震的能力，避免因为过度震动造成损伤。本发明的智能机器人在遇到地面起伏产生的情况时，方向轮20和驱动轮25会产生震动，震动通过方向轮轴26和驱动轮轴22作用在浮动板19上，带动浮动板19上下震动，此时缓冲装置可以吸收震动，减缓车体18的震动，实现保持智能机器人稳定运行、避免损伤的目的。
在实施例二的基础上，本发明的实施例三进一步包括了如下技术特征。
缓冲装置包括固定设置在通道27的上壁或者下壁上的套管30，套管30垂直设置，套管30内滑动设置有伸缩杆32，在伸缩杆32与套管30的封闭端之间填充有压缩气体31。
当浮动板19产生上下震动的时候，会作用在伸缩杆32上，从而带动伸缩杆32上下移动，伸缩杆32的震动能量被压缩气体31吸收，从而实现缓冲的目的。而当智能机器人在平直地面上移动的时候，浮动板19上下的缓冲装置实现平衡，保证智能机器人正常稳定地移动。
在实施例二的基础上，本发明的实施例四进一步包括了如下技术特征。
浮动板19上设置有驱动电机28，驱动电机28通过齿轮箱29驱动驱动轮轴22转动。
因为驱动轮25需要随浮动板19上下活动，所以将驱动电机28和齿轮箱29均设置在浮动板19上，能够随驱动轮25同步活动，降低了装置的复杂度。
请参阅图4，在实施例二的基础上，本发明的实施例五进一步包括了如下技术特征。
浮动板19上设置有调向气缸36和T型支撑架33，T型支撑架33由一体连接的垂直部分和水平部分组成，垂直部分与浮动板19转动连接，方向轮轴26从水平部分中穿过并且与水平部分转动连接，方向轮轴26上还套设有轴套21，轴套21与调向气缸36的输出活塞之间通过万向节35相连接。调向气缸36、轴套21和T型支撑架33共同组成了角度调节装置。
当智能机器人需要转向的时候，控制器控制调向气缸36改变输出量，从而通过万向节35带动轴套21移动，进而通过轴套21拖动方向轮轴26绕垂直部分转动，最终改变方向轮20的方向，控制智能机器人转向。轴套21还可以是滑动设置在方向轮轴26上的，从而能够提高角度调节的幅度，从而具有大幅度调节的能力，本发明的角度调节装置和过程都比较简单。
在实施例一的基础上，本发明的实施例六进一步包括了如下技术特征。
导向杆13设置为四个，四个导向杆13的下部之间固定设置有支承板16，支承板16的中部嵌设有支承轴承15，升降电机17的输出轴与丝杠14的下端均与支承轴承15配合连接。
在实施例一中，丝杠14、活动板1、摄像头6、转轴7和二关节机械手10的重量全部由升降电机17承载，不利于升降电机17的运行，久而久之可能会导致升降电机17出现故障，因此通过设置支承板16和支承轴承15来承担这些重量，对升降电机17进行保护。其中支承轴承15可以设置成角接触轴承或者轴向推力轴承。
在实施例一的基础上，本发明的实施例七进一步包括了如下技术特征。
每个导向杆13的上端均固定设置有一个限位板2，限位板2的横截面积大于导向杆13的横截面积。
通过设置限位板2，能够避免升降机构在调节活动板1的高度时因为过度调节而导致活动板1从丝杠14上脱出。
在实施例一的基础上，本发明的实施例八进一步包括了如下技术特征。
活动板1还通过若干个连杆11固定连接有用于支撑转轴7的随动板12，转轴7的下端与随动板12转动连接。
在活动板1上下活动的时候带动随动板12同步活动，随动板12起到支撑转轴7的作用。
在实施例一的基础上，本发明的实施例九进一步包括了如下技术特征。
控制箱23上还固定设置有无线通信装置24，无线通信装置24与控制箱23电连接。
控制箱23可以通过无线通信装置24与远程的监控主机进行通信，将获取的设备的运行状态信息实时传输给监控主机，供相关人员查看。
在实施例二的基础上，本发明的实施例十进一步包括了如下技术特征。
浮动板19固定连接有若干个限位滑块37，在通道27的侧壁上开设有若干个一一对应地与限位滑块37相配合的限位滑槽。
限位滑块37与限位滑槽相配合用于防止浮动板19从车体18中脱落。
制药生产线用智能生产系统，包括控制主机和若干个上述的智能机器人，智能机器人与控制主机通信连接。
控制主机能够通过智能机器人实时获取各个设备的运行状态和产品信息，并且通过智能机器人对设备进行操作，从而大幅提高生产效率。并且本系统无需对生产线本身进行改动，能够适用于各种不同的生产线，从而大幅降低升级成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.制药生产线用智能机器人，其特征在于：包括行走小车，行走小车上设置有控制箱（23）和升降机构；
所述升降机构包括固定设置在所述行走小车上的升降电机（17）和若干个导向杆（13），升降电机（17）的输出轴与导向杆（13）均垂直设置，升降电机（17）驱动连接有丝杠（14），丝杠（14）上配合套设有活动板（1），导向杆（13）穿过活动板（1），活动板（1）上设置有调向机构；
所述调向机构包括固定设置在所述活动板（1）上的调向电机（3）和穿设在活动板（1）上的转轴（7），调向电机（3）的输出轴垂直向上设置并且驱动连接有主动齿轮（4），转轴（7）的上端固定套设有从动齿盘（5），从动齿盘（5）与主动齿轮（4）相啮合，从动齿盘（5）上固定设置有摄像头（6），转轴（7）的下部固定套设有随动盘（8），随动盘（8）固定连接有二关节机械手（10）；
所述升降电机（17）、所述调向电机（3）、所述摄像头（6）和所述二关节机械手（10）均与所述控制箱（23）电连接。
2.如权利要求1所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述行走小车包括车体（18），车体（18）的中部开设有水平延伸的通道（27），通道（27）内上下活动设置有浮动板（19），浮动板（19）的上表面和下表面各通过若干个缓冲装置与车体（18）相连接，浮动板（19）上转动设置有方向轮轴（26）和驱动轮轴（22），方向轮轴（26）的两端各固定套设有一个方向轮（20），驱动轮轴（22）的两端各固定套设有一个驱动轮（25）。
3.如权利要求2所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述缓冲装置包括固定设置在所述通道（27）的上壁或者下壁上的套管（30），套管（30）垂直设置，套管（30）内滑动设置有伸缩杆（32），在伸缩杆（32）与套管（30）的封闭端之间填充有压缩气体（31）。
4.如权利要求2所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述浮动板（19）上设置有驱动电机（28），驱动电机（28）通过齿轮箱（29）驱动所述驱动轮轴（22）转动。
5.如权利要求2所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述浮动板（19）上设置有调向气缸（36）和T型支撑架（33），T型支撑架（33）由一体连接的垂直部分和水平部分组成，垂直部分与浮动板（19）转动连接，所述方向轮轴（26）从水平部分中穿过并且与水平部分转动连接，方向轮轴（26）上还套设有轴套（21），轴套（21）与调向气缸（36）的输出活塞之间通过万向节（35）相连接。
6.如权利要求1所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述导向杆（13）设置为四个，四个导向杆（13）的下部之间固定设置有支承板（16），支承板（16）的中部嵌设有支承轴承（15），所述升降电机（17）的输出轴与所述丝杠（14）的下端均与支承轴承（15）配合连接。
7.如权利要求1所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：每个所述导向杆（13）的上端均固定设置有一个限位板（2），限位板（2）的横截面积大于导向杆（13）的横截面积。
8.如权利要求1所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述活动板（1）还通过若干个连杆（11）固定连接有用于支撑所述转轴（7）的随动板（12），转轴（7）的下端与随动板（12）转动连接。
9.如权利要求1所述的制药生产线用智能机器人，其特征在于：所述控制箱（23）上还固定设置有无线通信装置（24），无线通信装置（24）与控制箱（23）电连接。
10.制药生产线用智能生产系统，其特征在于：包括控制主机和若干个如权利要求1-9中任一项所述的智能机器人，智能机器人与控制主机通信连接。
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