CN109808793B - 一种搬运小车及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动搬运小车，包括车体、行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台，所述的行走装置设于所述的车体下方，所述的定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台均设于所述的车体上，所述的控制装置分别与行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置相连；本发明实现了在特定轨迹路径上自动寻找储货区域，搬运对应二维码或条形码的物品，并运送到码货区至指定码放货架的操作，使得大件物品或者较重的物品的搬运较容易完成，且很容易将物品码放至高处的货架，有利于利用仓库内的上层空间，减少人力成本投入，减轻工人的劳动强度，提高工人的效率。

Description

一种搬运小车及其使用方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种搬运小车及其使用方法。

背景技术

在需要频繁搬运的生产线中，传统的人工搬运劳动量大，成本高，生产效率低，耗时耗力。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种搬运小车及其使用方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种自动搬运小车，包括车体、行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台，所述的行走装置设于所述的车体下方，所述的定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台均设于所述的车体上，所述的控制装置分别与行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置相连。

所述的车体上设有车板，所述的行走装置包括驱动轮、联轴器、电机，所述的驱动轮、联轴器、电机均为四个，且均匀分布于所述的车板底部，所述的电机通过联轴器与所述的驱动轮相连。

所述的定位装置包括八路传感器、红外线传感器、激光测距避障传感器和一路传感器，所述的八路传感器设于车体运行方向前端的车板中间位置上，所述的激光测距避障传感器设于车板上方与八路传感器相对应的位置上，所述的红外线传感器、一路传感器设于车板的右侧。

所述的抓取装置包括机械手、机械臂、水平移动机构，所述的机械手通过所述的机械臂与所述的水平移动机构相连，所述的水平移动机构设于所述的车板上方。

所述的水平移动机构包括设于车板一侧的支架，设于支架上的丝杠和用来驱动丝杠转动的伺服电机，所述的丝杠上设有滑块。

所述的机械臂包括U型连接架Ⅰ、U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ、U型连接架Ⅳ、直角连接架、一号舵机、二号舵机、三号舵机、四号舵机、五号舵机，所述的一号舵机设于所述的滑块上，所述的一号舵机依次通过U型连接架Ⅰ、直角连接架与二号舵机相连，所述的一号舵机和二号舵机的输出轴分别与U型连接架Ⅰ和U型连接架Ⅱ的两个内侧面相连，所述的直角连接架的第一面的外侧面与所述的一号舵机相连，所述的直角连接架的第二面的内侧面与二号舵机相连，所述的二号舵机依次通过U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ与三号舵机相连，所述的二号舵机和三号舵机的输出轴分别与U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ的两个内侧面相连，所述的四号舵机固定于所述的三号舵机的上侧面上，所述的四号舵机的输出轴与所述的U型连接架Ⅳ相连，所述的U型连接架Ⅳ的上端与五号舵机相连，所述的机械手包括安装板、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ和连杆Ⅲ，所述的连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ均为两个，所述的连杆Ⅰ的第一端设有圆形活动板，所述的圆形活动板的前端设有啮合齿，两个所述的连杆Ⅰ的第一端通过圆形活动板镜像对称地设于所述的安装板上、所述的连杆Ⅰ的第二端与所述的连杆Ⅱ的第一端相连，所述的连杆Ⅱ的第二端设有导向面、所述的连杆Ⅱ的第一端和第二端之间设有向内凸起点，所述的连杆Ⅲ的第一端与所述的凸起点相连，所述的连杆Ⅲ的第二端与所述的安装板上端相连；所述的五号舵机的输出轴与其中一个所述的圆形活动板的圆心相连。

所述的识别装置设于所述的机械手的上方，所述的识别装置为扫描设备，所述的扫描设备内设有扫描芯片和与扫描芯片相连的处理器。

所述的载物台包括竖直支杆、载物板安装架，载物板安装架上设有载物板，所述的载物板上均匀分布有若干个矩形凹槽，所述的竖直支杆至少为4个，均匀分布于所述的载物板安装架的下方，所述的竖直支杆与所述的车板上表面相连，所述的矩形凹槽的边缘设有四块导向板。

所述的控制装置包括树莓派和与其相连的T型板；所述的树莓派正上方还设有降温装置，所述的降温装置为风扇。

所述的一种自动搬运小车的使用方法，包括以下步骤：

(1)首先，在搬运区域画若干条连贯的循迹用黑线，以红外线传感器、八路传感器和一路传感器能够识别的宽度为准，将货架摆放在小车运行方向的右侧，货架分为储货区和码货区货架，在储货区和码货区的货架与循迹用黑线之间均画有与循迹用黑线相垂直的三条平行排列的定位用黑线。

(2)开启控制装置，控制装置启动行走装置中的八路传感器，追踪循迹用黑线进行车的移动。

(3)当行走至储货区，通过红外线传感器定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行。

(4)机械臂和扫描设备启动，对储货区货架上物品的标码进行扫描，然后将扫描好的货品搬运至矩形凹槽内，同时将扫描信息、货品的位置信息记录在处理器中。

(5)启动行走装置按照循迹用黑线的轨迹向前行走，通过红外线传感器定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行。

(6)机械臂和扫描设备启动，对码货区货架上的标码进行扫描，然后将载物板上与之对应的货品通过机械手放入指定货架，搬运完成。

(7)在上述步骤(2)和(5)中，小车寻迹过程中，如果激光测距避障传感器检测到有障碍物，将进行避障动作，即左转躲避障碍物并且重新找线路前进，然后继续循迹，如果没有检测到有障碍物只进行步骤(2)和(5)的寻迹操作。

本发明的有益效果是：实现了在特定轨迹路径上自动寻找储货区域，搬运对应二维码或条形码的物品，并运送到码货区至指定码放货架的操作，使得大件物品或者较重的物品的搬运较容易完成，且很容易将物品码放至高处的货架，有利于利用仓库内的上层空间，减少人力成本投入，减轻工人的劳动强度，提高工人的效率。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的机械手的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，一种自动搬运小车，包括车体、行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台，所述的行走装置设于所述的车体下方，所述的定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台均设于所述的车体上，所述的控制装置分别与行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置相连。

所述的车体上设有车板14，所述的行走装置包括驱动轮15、联轴器、电机16，所述的驱动轮15、联轴器、电机1均为四个，且均匀分布于所述的车板14底部，所述的电机16通过联轴器与所述的驱动轮15相连。

所述的定位装置包括八路传感器、红外线传感器17、激光测距避障传感器13和一路传感器，所述的八路传感器设于车体运行方向前端的车板14中间位置上，所述的激光测距避障传感器13设于车板14上方与八路传感器相对应的位置上，所述的红外线传感器17、一路传感器设于车板14的右侧。

所述的抓取装置包括机械手、机械臂、水平移动机构，所述的机械手通过所述的机械臂与所述的水平移动机构相连，所述的水平移动机构设于所述的车板上方。

所述的水平移动机构包括设于车板14一侧的支架，设于支架上的丝杠18和用来驱动丝杠17转动的伺服电机19，所述的丝杠19上设有滑块20；水平移动机构通过伺服电机19、丝杠和滑块的配合，使机械臂和机械手的移动速度更快，定位更加精确。

所述的机械臂包括U型连接架Ⅰ21、U型连接架Ⅱ6、U型连接架Ⅲ5、U型连接架Ⅳ4、直角连接架22、一号舵机8、二号舵机7、三号舵机25、四号舵机26、五号舵机27，所述的一号舵机8设于所述的滑块20上，所述的一号舵机8依次通过U型连接架Ⅰ21、直角连接架22与二号舵机7相连，所述的一号舵机8和二号舵机7的输出轴分别与U型连接架Ⅰ21和U型连接架Ⅱ6的两个内侧面相连，所述的直角连接架22的第一面的外侧面与所述的一号舵机8相连，所述的直角连接架22的第二面的内侧面与二号舵机7相连，所述的二号舵机7依次通过U型连接架Ⅱ6、U型连接架Ⅲ5与三号舵机25相连，所述的二号舵机7和三号舵机25的输出轴分别与所述的U型连接架Ⅱ6、U型连接架Ⅲ5的两个内侧面相连，所述的四号舵机26固定于所述的三号舵机25的上侧面上，所述的四号舵机26的输出轴与所述的U型连接架Ⅳ4相连，所述的U型连接架Ⅳ4的上端与五号舵机27相连，所述的机械手包括安装板28、连杆Ⅰ30、连杆Ⅱ31和连杆Ⅲ1，所述的连杆Ⅰ30、连杆Ⅱ31、连杆Ⅲ1均为两个，所述的连杆Ⅰ30的第一端设有圆形活动板29，所述的圆形活动板29的前端设有啮合齿，两个所述的连杆Ⅰ30的第一端通过圆形活动板镜像对称地设于所述的安装板28上、所述的连杆Ⅰ30的第二端与所述的连杆Ⅱ31的第一端相连，所述的连杆Ⅱ的31第二端设有导向面32，通过设置导向面32，使得机械手更加容易的夹取物块，所述的连杆Ⅱ31的第一端和第二端之间设有向内的凸起点2，所述的连杆Ⅲ1的第一端与所述的凸起点2相连，所述的连杆Ⅲ1的第二端与所述的安装板28上端相连；所述的五号舵机27的输出轴与其中一个所述的圆形活动板29的圆心相连。

所述的识别装置3设于所述的机械手的上方，所述的识别装置3为扫描设备，所述的扫描设备内设有扫描芯片和与扫描芯片相连的处理器。

所述的载物台包括竖直支杆、载物板安装架12，载物板安装架12上设有载物板11，所述的载物板11上均匀分布有若干个矩形凹槽9，所述的竖直支杆至少为4个，均匀分布于所述的载物板安装架12的下方，所述的竖直支杆与所述的车板14上表面相连，所述的矩形凹槽9的边缘设有四块导向板10；将载物盘的位置与取料区的位置一一对应，使机械手在夹取完物块后，只需将机械臂翻转就能迅速放置物块，高效、迅速，节约了宝贵的时间。除此之外，在每个载料口设置了导向板，起导向作用，使物块更加平稳得进入。

所述的控制装置包括树莓派和与其相连的T型板；所述的树莓派正上方还设有降温装置，所述的降温装置为风扇。

所述的一种自动搬运小车的使用方法，包括以下步骤：

(1)首先，在搬运区域画若干条连贯的循迹用黑线，以红外线传感器17、八路传感器和一路传感器能够识别的宽度为准，将货架摆放在小车运行方向的右侧，货架分为储货区和码货区货架，在储货区和码货区的货架与循迹用黑线之间均画有与循迹用黑线相垂直的三条平行排列的定位用黑线。

(2)开启控制装置，控制装置启动行走装置中的八路传感器，追踪循迹用黑线进行车的移动。

(3)当行走至储货区，通过红外线传感器定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行。

(4)机械臂和扫描设备启动，对储货区货架上物品的标码进行扫描，然后将扫描好的货品搬运至矩形凹槽内，同时将扫描信息、货品的位置信息记录在处理器中。

(5)启动行走装置按照循迹用黑线的轨迹向前行走，通过红外线传感器17定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行。

(6)机械臂和扫描设备启动，对码货区货架上的标码进行扫描，然后将载物板上与之对应的货品通过机械手放入指定货架，搬运完成。

(7)在上述步骤(2)和(5)中，小车寻迹过程中，如果激光测距避障传感器检测到有障碍物，将进行避障动作，即左转躲避障碍物并且重新找线路前进，然后继续循迹，如果没有检测到有障碍物只进行步骤(2)和(5)的寻迹操作。

Claims (1)

1.一种自动搬运小车，其特征在于，包括车体、行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台，所述的行走装置设于所述的车体下方，所述的定位装置、抓取装置、识别装置、控制装置、载物台均设于所述的车体上，所述的控制装置分别与行走装置、定位装置、抓取装置、识别装置相连；所述的车体上设有车板，所述的行走装置包括驱动轮、联轴器、电机，所述的驱动轮、联轴器、电机均为四个，且均匀分布于所述的车板底部，所述的电机通过联轴器与所述的驱动轮相连；所述的定位装置包括八路传感器、红外线传感器、激光测距避障传感器和一路传感器，所述的八路传感器设于车体运行方向前端的车板中间位置上，所述的激光测距避障传感器设于车板上方与八路传感器相对应的位置上，所述的红外线传感器、一路传感器设于车板的右侧；所述的抓取装置包括机械手、机械臂、水平移动机构，所述的机械手通过所述的机械臂与所述的水平移动机构相连，所述的水平移动机构设于所述的车板上方；所述的水平移动机构包括设于车板一侧的支架，设于支架上的丝杠和用来驱动丝杠转动的伺服电机，所述的丝杠上设有滑块；所述的机械臂包括U型连接架Ⅰ、U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ、U型连接架Ⅳ、直角连接架、一号舵机、二号舵机、三号舵机、四号舵机、五号舵机，所述的一号舵机设于所述的滑块上，所述的一号舵机依次通过U型连接架Ⅰ、直角连接架与二号舵机相连，所述的一号舵机和二号舵机的输出轴分别与U型连接架Ⅰ和U型连接架Ⅱ的两个内侧面相连，所述的直角连接架的第一面的外侧面与所述的一号舵机相连，所述的直角连接架的第二面的内侧面与二号舵机相连，所述的二号舵机依次通过U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ与三号舵机相连，所述的二号舵机和三号舵机的输出轴分别与U型连接架Ⅱ、U型连接架Ⅲ的两个内侧面相连，所述的四号舵机固定于所述的三号舵机的上侧面上，所述的四号舵机的输出轴与所述的U型连接架Ⅳ相连，所述的U型连接架Ⅳ的上端与五号舵机相连，所述的机械手包括安装板、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ和连杆Ⅲ，所述的连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、连杆Ⅲ均为两个，所述的连杆Ⅰ的第一端设有圆形活动板，所述的圆形活动板的前端设有啮合齿，两个所述的连杆Ⅰ的第一端通过圆形活动板镜像对称地设于所述的安装板上、所述的连杆Ⅰ的第二端与所述的连杆Ⅱ的第一端相连，所述的连杆Ⅱ的第二端设有导向面、所述的连杆Ⅱ的第一端和第二端之间设有向内凸起点，所述的连杆Ⅲ的第一端与所述的凸起点相连，所述的连杆Ⅲ的第二端与所述的安装板上端相连；所述的五号舵机的输出轴与其中一个所述的圆形活动板的圆心相连；所述的识别装置设于所述的机械手的上方，所述的识别装置为扫描设备，所述的扫描设备内设有扫描芯片和与扫描芯片相连的处理器；所述的载物台包括竖直支杆、载物板安装架，载物板安装架上设有载物板，所述的载物板上均匀分布有若干个矩形凹槽，所述的竖直支杆至少为4个，均匀分布于所述的载物板安装架的下方，所述的竖直支杆与所述的车板上表面相连，所述的矩形凹槽的边缘设有四块导向板；所述的控制装置包括树莓派和与其相连的T型板；所述的树莓派正上方还设有降温装置，所述的降温装置为风扇；所述的一种自动搬运小车的使用方法，包括以下步骤：

（1）首先，在搬运区域画若干条连贯的循迹用黑线，以红外线传感器、八路传感器和一路传感器能够识别的宽度为准，将货架摆放在小车运行方向的右侧，货架分为储货区和码货区货架，在储货区和码货区的货架与循迹用黑线之间均画有与循迹用黑线相垂直的三条平行排列的定位用黑线；

（2）开启控制装置，控制装置启动行走装置中的八路传感器，追踪循迹用黑线进行车的移动；

（3）当行走至储货区，通过红外线传感器定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行；

（4）机械臂和扫描设备启动，对储货区货架上物品的标码进行扫描，然后将扫描好的货品搬运至矩形凹槽内，同时将扫描信息、货品的位置信息记录在处理器中；

（5）启动行走装置按照循迹用黑线的轨迹向前行走，通过红外线传感器定位，一路传感器接近定位用黑线的位置时，车辆停止运行；

（6）机械臂和扫描设备启动，对码货区货架上的标码进行扫描，然后将载物板上与之对应的货品通过机械手放入指定货架，搬运完成；

（7）在上述步骤（2）和（5）中，小车寻迹过程中，如果激光测距避障传感器检测到有障碍物，将进行避障动作，即左转躲避障碍物并且重新找线路前进，然后继续循迹，如果没有检测到有障碍物只进行步骤（2）和（5）的寻迹操作。

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