CN109573596A - 一种搬运机器人 - Google Patents

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刘星
董杰
刘琦
陈璋涛
欧阳红琳
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Abstract

本发明公开了一种搬运机器人，包括移动机架，所述移动机架上设置有升降支架、升降驱动机构和动力系统，所述升降支架与升降驱动机构相连，所述升降支架上设置有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和第二夹爪之间设置有夹持空间，所述第一夹爪和第二夹爪均与动力系统相连。第一夹爪和第二夹爪可以夹持住货物，升降驱动机构可用于驱动第一夹爪和第二夹爪的升降，实现货物的提起和放下，移动机架移动到目标位置，从而实现将货物搬运到指定的位置，本机器人可试下货物的搬运，替代人工劳动，效率更高，减少人工需求量，降低人工成本。

Description

一种搬运机器人
技术领域
本发明涉及搬运设备领域，具体涉及一种搬运机器人。
背景技术
随着物流行业的发展，货物搬运效率越来越受物流公司的重视，传统的货物搬运由人工搬运，效率低下，人工成本高昂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种搬运机器人，实现货物的自动搬运，提高搬运效率，且降低人工成本。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种搬运机器人，包括移动机架，所述移动机架上设置有升降支架、升降驱动机构和动力系统，所述升降支架与升降驱动机构相连，所述升降支架上设置有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和第二夹爪之间设置有夹持空间，所述第一夹爪和第二夹爪均与动力系统相连。
进一步地，所述动力系统包括两个气缸以及与气缸连接的供气系统，所述气缸的缸体固定安装在升降支架上，两个气缸的活塞杆分别与第一夹爪和第二夹爪固定连接。
进一步地，所述供气系统包括气泵和气瓶，气泵和气瓶均固定安装在移动机架上，所述气泵通过管道与气瓶相连，所述气瓶连接有两根送气管，每根送气管连接有换向阀，所述换向阀的两个出口通过管道与气缸的两端连通。
进一步地，所述升降驱动机构包括升降电机，所述升降电机连接有竖直的丝杆，所述丝杆与升降支架螺纹配合，升降支架与移动机架在竖直方向上滑动配合。
进一步地，所述移动机架底部的两侧设置有履带，所述履带由行走电机驱动。
进一步地，所述升降支架的下表面设置有第一超声波传感器。
进一步地，所述夹持空间的下方设置有第一光电传感器、第二超声波传感器和摄像头。
进一步地，所述第一夹爪和第二夹爪的外侧壁设置有第二光电传感器。
进一步地，所述第一夹爪和第二夹爪均为弧形板。
进一步地，所述夹持空间的下方设置有半圆环形的支撑筒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：第一夹爪和第二夹爪可以夹持住货物，升降驱动机构可用于驱动第一夹爪和第二夹爪的升降，实现货物的提起和放下，移动机架移动到目标位置，从而实现将货物搬运到指定的位置，本机器人可实现货物的搬运，替代人工劳动，效率更高，减少人工需求量，降低人工成本。
附图说明
图1为本发明一个方向的立体示意图。
图2为本发明另一个方向的立体示意图。
附图标记：1—移动机架；2—升降支架；3—第一夹爪；4—第二夹爪；5—气缸；6—气泵；7—气瓶；8—送气管；9—换向阀；10—升降电机；11—丝杆；12—履带；13—行走电机；14—第一超声波传感器；15—第一光电传感器；16—第二超声波传感器；17—第二光电传感器；18—支撑筒；19—摄像头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的一种搬运机器人，包括移动机架1，所述移动机架1上设置有升降支架2、升降驱动机构和动力系统，所述升降支架2与升降驱动机构相连，所述升降支架2上设置有第一夹爪3和第二夹爪4，所述第一夹爪3和第二夹爪4之间设置有夹持空间，所述第一夹爪3和第二夹爪4均与动力系统相连。
移动机架1为具有足够支撑强度的架体结构，可采用铝合金等型材焊接而成。为了实现移动机架1的移动，在移动机架1的底部设置了行走机构，行走机构可以是行走电机驱动的滚轮等，为了使移动机架1的移动更加平稳，在移动机架1底部的两侧设置了履带12，履带12与地面的接触面积大，有利于搬运重物时保持平稳地移动。履带12由行走电机13驱动，行走电机13固定安装在移动机架1上，通过传动轴等与履带12相连，用于带动履带12转动。
第一夹爪3和第二夹爪4相互配合，能够将货物夹持住，以便于搬运货物。第一夹爪3和第二夹爪4的夹持力由动力系统提供，动力系统可以驱动第一夹爪3和第二夹爪4相向或者反向运动，以调整夹持空间的大小，适应不同体积的货物，同时动力系统驱动第一夹爪3和第二夹爪4夹紧货物。第一夹爪3和第二夹爪4可以是现有各种结构的机械手，优选的，第一夹爪3和第二夹爪4采用弧形的夹持板，夹持板为塑料板，夹持面为弧形面，增加与货物的接触面积，可以更加稳定地抱紧货物。
升降支架2用于安装第一夹爪3和第二夹爪4，升降驱动机构用于驱动升降支架2上下移动，从而带动第一夹爪3和第二夹爪4上下移动，当第一夹爪3和第二夹爪4夹紧货物后，升降驱动机构驱动升降支架2向上移动，使货物离开地面或者货物垛，将货物运送至指定位置时，根据货物的对方要求，可以利用升降驱动机构驱动升降支架2向下移动，从而将货物下放置在地面上，也可以利用升降驱动机构驱动调节升降支架2的高度，将货物进行码垛。
由于动力系统主要用于推动第一夹爪3和第二夹爪4在水平方向上直线往复移动，因此，动力系统可采用两个液压缸、两个直线电机等常规的动力机构，作为本发明优选的实施方式：
所述动力系统包括两个气缸5以及与气缸5连接的供气系统，所述气缸5的缸体固定安装在升降支架2上，两个气缸5的活塞杆分别与第一夹爪3和第二夹爪4固定连接。气缸5采用空气作为介质，不需要消耗液压油，清洁无污染，成本低。供气系统用于为气缸5的运动提供动力，通过空气的压力推动活塞移动，进而推动第一夹爪3和第二夹爪4运动。
供气系统可采用现有常规的气动供气系统，优选的，所述供气系统包括气泵6和气瓶7，气泵6和气瓶7均固定安装在移动机架1上，所述气泵6通过管道与气瓶7相连，所述气瓶7连接有两根送气管8，每根送气管8连接有换向阀9，所述换向阀9的两个出口通过管道与气缸5的两端连通。气缸5的两端均设置有气孔，气缸5两端的气孔分别通过管道与换向阀9的两个出口连通，换向阀9用于控制气流的流动路径，使气流从气缸5的一端的气孔进入，从而推动活塞运动，气缸5另一端的气孔则排出气体。本供气系统具体的动作过程为：气泵6将外界的空气输入气瓶7，空气在气瓶7中压缩，从而具有了较高的压力，夹持货物时，控制换向阀9动作，将气流通入气缸5，推动活塞和活塞杆朝着货物的方向运动，直到第一夹爪3和第二夹爪4将货物夹紧；松开货物时，控制换向阀9动作，改变气流的进气管道，气流进入气缸5后，推动活塞和活塞杆朝着远离货物的方向运动，即可将货物松开。
升降驱动机构也可以是竖直设置的液压缸、直线电机等，优选的，所述升降驱动机构包括升降电机10，所述升降电机10连接有竖直的丝杆11，所述丝杆11与升降支架2螺纹配合，升降支架2与移动机架1在竖直方向上滑动配合。丝杆11的两端可通过轴承等可转动地安装在移动机架1上，升降电机10带动丝杆11转动，丝杆11在螺纹的作用下推动升降支架2竖直运动。
为了使货物在搬运的过程中保持稳定，所述夹持空间的下方设置有半圆环形的支撑筒18。货物的底部可以放在支撑筒18上，避免第一夹爪3和第二夹爪4对货物夹持不稳时货物落到地上而损坏。
所述升降支架2的下表面设置有第一超声波传感器14，第一超声波传感器14用于检测升降支架2的高度，以便于控制升降支架2升降至合适的高度。所述夹持空间的下方设置有第一光电传感器15、第二超声波传感器16和摄像头19。摄像头19用于拍摄货物，以便于寻找货物的位置，第一光电传感器15和第二超声波传感器1用于检测本机器人到货物之间的距离，以便于机器人准确地移动到货物所在位置。所述第一夹爪3和第二夹爪4的外侧壁设置有第二光电传感器17，第二光电传感器17用于检测第一夹爪3和第二夹爪4的位置，以便于更好地夹紧货物。
由于设置了上述各种传感器，本机器人的各种动作可以实现自动化控制，实现货物的自动化搬运。具体地，移动机架1上还设置了树莓派、k60单片机、oled显示屏等，机器人通过装在其正前方的摄像头19实时观察周围物体的摆放情况，摄像头19传回的图像数据经过树莓派处理后，树莓派将机器人将要进行的动作信息按照一定的通信协议通过串口发送至k60单片机，k60单片机再解析接收到的树莓派发送下来的信息后控制机器人动作。当我们设定好需要搬运的物品的颜色后机器人将会自动识别设定颜色的物体，当识别到目标物体后，机器人将会向目标物驶去，同时通过继电器控制换向阀9工作。第一光电传感器15和第二超声波传感器1实时监测机器人与目标物的距离，当检测到机器人行驶到目标物前时，换向阀9，第一夹爪3和第二夹爪4合拢抓取目标物，同时升降支架2开始工作，将目标物抱起。在抱取到目标物后，机器人开始寻找货物摆放区域，并向摆放区域驶去，在检测到行驶到摆放区域后机器人将目标物码垛放好后开始寻找下一个需要搬运的目标物。
综上，本机器人实现了货物的自动搬运，能够提高搬运效率，降低人工成本。

Claims (10)

1.一种搬运机器人，其特征在于，包括移动机架(1)，所述移动机架(1)上设置有升降支架(2)、升降驱动机构和动力系统，所述升降支架(2)与升降驱动机构相连，所述升降支架(2)上设置有第一夹爪(3)和第二夹爪(4)，所述第一夹爪(3)和第二夹爪(4)之间设置有夹持空间，所述第一夹爪(3)和第二夹爪(4)均与动力系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述动力系统包括两个气缸(5)以及与气缸(5)连接的供气系统，所述气缸(5)的缸体固定安装在升降支架(2)上，两个气缸(5)的活塞杆分别与第一夹爪(3)和第二夹爪(4)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述供气系统包括气泵(6)和气瓶(7)，气泵(6)和气瓶(7)均固定安装在移动机架(1)上，所述气泵(6)通过管道与气瓶(7)相连，所述气瓶(7)连接有两根送气管(8)，每根送气管(8)连接有换向阀(9)，所述换向阀(9)的两个出口通过管道与气缸(5)的两端连通。
4.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述升降驱动机构包括升降电机(10)，所述升降电机(10)连接有竖直的丝杆(11)，所述丝杆(11)与升降支架(2)螺纹配合，升降支架(2)与移动机架(1)在竖直方向上滑动配合。
5.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述移动机架(1)底部的两侧设置有履带(12)，所述履带(12)由行走电机(13)驱动。
6.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述升降支架(2)的下表面设置有第一超声波传感器(14)。
7.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述夹持空间的下方设置有第一光电传感器(15)、第二超声波传感器(16)和摄像头(19)。
8.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述第一夹爪(3)和第二夹爪(4)的外侧壁设置有第二光电传感器(17)。
9.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述第一夹爪(3)和第二夹爪(4)均为弧形板。
10.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于，所述夹持空间的下方设置有半圆环形的支撑筒(18)。
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