CN110015530A - 一种自平衡智能搬运幼苗机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，包括：底盘、电路板、至少三根电动推杆、支撑柱和幼苗托盘；电路板上安装有控制模块、角度传感器和通讯模块，控制模块分别连接编码电机、电动推杆、角度传感器和通讯模块；控制模块用于通过通讯模块连接下位机获取工作指令，用于通过角度传感器检测幼苗托盘倾斜角度，并用于控制各电动推杆驱动幼苗托盘水平偏转，还用于控制编码电机驱动车轮运动。本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，具有远距离、自平衡、安全、快速地搬运幼苗功能，具有十分重要的意义。本发明可以配合车间机械手进行智能搬运，降低运营成本，提高工作效率。

Description

一种自平衡智能搬运幼苗机器
技术领域
本发明涉及智能搬运技术领域，尤其涉及一种自平衡智能搬运幼苗机器。
背景技术
育苗车间标准化、自动化批量生产高规模优质育苗，从育苗车间到养殖车间或仓库等地点距离远，不利于流水线操作，需要叉车或人工方式进行搬运，然而搬运操作时间长，造成整个工作效率降低和企业运营成本提高。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自平衡智能搬运幼苗机器。
本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，包括：底盘、电路板、至少三根电动推杆、支撑柱和幼苗托盘；
底盘上安装有多个车轮，底盘上还安装有用于驱动各车轮运动的编码电机；
电路板通过多根支撑柱水平安装在底盘上方并与底盘间隔设置；幼苗托盘通过垂直设置的多根电动推杆上下移动地水平安装在电路板上方并与电路板间隔设置，多根电动推杆呈多角形布置；底盘上安装有用于向电路板供电的电池组；
电路板上安装有控制模块、角度传感器和通讯模块，控制模块分别连接编码电机、电动推杆、角度传感器和通讯模块；控制模块用于通过通讯模块连接下位机获取工作指令，用于通过角度传感器检测幼苗托盘倾斜角度，并用于控制各电动推杆驱动幼苗托盘水平偏转，还用于控制编码电机驱动车轮运动。
优选的，包括四根呈矩形布置的电动推杆，电路板上设有与电动推杆一一对应的推杆固定支架；各电动推杆的底部与推杆固定支架连接，其顶部与幼苗托盘连接。
优选的，幼苗托盘底部设有与各电动推杆一一对应的推杆插孔，各电动推杆的顶端插入对于的推杆插孔，且电动推杆与推杆插孔拆卸连接。
优选的，底盘上对应每一个车轮分别安装有一个编码电机，各车轮通过联轴器与对应的编码电机的输出轴同轴连接。
优选的，底盘和电路板上均设有用于牵引导线的导线孔。
优选的，底盘上还安装有红外循迹模块，控制模块与红外循迹模块连接，用于根据红外循迹模块的循迹数据调整车轮前进方向。
优选的，底盘上还安装有LED探照灯。
优选的，底盘上安装有四个红外循迹模块，四个红外循迹模块分别安装在底盘的前后端并呈矩形分布；底盘上设有四个探照灯，且四个探照灯分别安装在底盘的前后端并呈矩形分布，四个探照灯所在矩形包围在四个红外循迹模块所在矩形的外周。
优选的，电路板上还安装有摄像头，控制模块与摄像头连接，控制模块用于通过摄像头扫描图像获取目的地。
优选的，电路板上还设有扩展模块，扩展模块上分别设有电机接线接口和循迹模块接线接口，控制模块通过扩展模块连接编码电机、红外循迹模块、角度传感器和通讯模块；角度传感器和通讯模块均安装在扩展模块上，且通讯模块采用无线通信模块。
本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，在运输过程中，通过角度传感器对幼苗托盘进行实时监控，并结合电动推杆调整幼苗托盘的水平偏转角度，有利于保证幼苗托盘在水平面上的稳定，避免幼苗受损。本发明中，通过控制模块控制编码电机工作，实现了机器运输路径的自动控制，实现了幼苗的自动搬运。
本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，具有远距离、自平衡、安全、快速地搬运幼苗功能，具有十分重要的意义。本发明可以配合车间机械手进行智能搬运，降低运营成本，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器结构示意图。
图2为本发明提出的幼苗托盘结构示意图。
图3为本发明提出的幼苗托盘背面结构示意图。
图4为本发明提出的自平衡模块结构示意图。
图5为本发明提出的底盘结构示意图。
图示：底盘1、车轮11、联轴器12、编码器13、电机固定支架14、固定螺丝孔15、导线孔16、编码电机17；电路板2、控制模块21、扩展模块22、电机接线接口23、循迹模块接线接口24、角度传感器25、通讯模块26、推杆固定支架27；电动推杆3、红外循迹模块31、LED探照灯32、电池组33、摄像头 34；支撑柱4；幼苗托盘5、幼苗盒51、推杆插孔52；开关6。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种自平衡智能搬运幼苗机器，包括：底盘1、电路板2、至少三根电动推杆3、支撑柱4和幼苗托盘5。幼苗托盘5用于装载幼苗盒51，如此，幼苗通过幼苗盒51分装，有利于提高幼苗运输的方便和安全。
底盘1上安装有多个车轮11，底盘1上还安装有用于驱动各车轮11运动的编码电机17。具体的，本实施方式中，底盘1上对应每一个车轮11分别安装有一个编码电机17，各车轮11通过联轴器12与对应的编码电机17的输出轴同轴连接。如此，通过编码电机17根据获取的编码指令针对性控制对应的车轮11 运动，不仅可以实现机器运动速度的调节，还可以对运动方向进行微调，使得该机器的运动更加灵活可靠。具体的，各编码电机17分别设有一个对应的编码器13，以方便编码电机与控制模块通信。本实施方式中，各编码电机17均通过电机固定支架14安装在底盘上，各电机固定支架14上均设有固定螺丝孔15，以便通过螺丝将电机固定支架14与底盘1固定连接。
具体的，本实施方式中，底盘1底部设有四个呈矩形分布的车轮11，以便通过车轮11带动底盘1运动。
电路板2通过多根支撑柱4水平安装在底盘1上方并与底盘1间隔设置，具体的，支撑柱4可采用铜柱。幼苗托盘5通过垂直设置的多根电动推杆3上下移动地水平安装在电路板2上方并与电路板2间隔设置，多根电动推杆3呈多角形布置，以方便通过各电动推杆3的伸缩调整幼苗托盘5的水平偏转角度，从而在幼苗托盘5倾斜时，通过控制对应的电动推杆3伸缩将幼苗托盘5调整到水平状态，避免幼苗受损。底盘1上安装有用于向电路板2供电的电池组33，电池组可具体采用锂电池组，以方便蓄电。
具体的，本实施方式中，包括四根呈矩形布置的电动推杆3，电路板2上设有与电动推杆3一一对应的推杆固定支架27，以保证各电动推杆3在垂直方向上的稳定安装，保证通过电动推杆3调整幼苗托盘5方向的可控性。各电动推杆3的底部与推杆固定支架27连接，其顶部与幼苗托盘5连接。具体的，本实施方式中，幼苗托盘5底部设有与各电动推杆3一一对应的推杆插孔52，各电动推杆3的顶端插入对于的推杆插孔52，且电动推杆3与推杆插孔52拆卸连接。如此，通过推杆插孔52的设置，即保证了电动推杆3与幼苗托盘5的连接稳定，又方便了在运输不同的幼苗时，对机器上的幼苗托盘5进行更换。
本实施方式中，电路板2上安装有控制模块21、角度传感器25和通讯模块 26，控制模块21分别连接编码电机17、电动推杆3、角度传感器25和通讯模块。控制模块21用于通过通讯模块26连接下位机获取工作指令，用于通过角度传感器25检测幼苗托盘5倾斜角度，并用于控制各电动推杆3驱动幼苗托盘 5水平偏转，还用于控制编码电机17驱动车轮11运动。
具体的，本实施方式中，通讯模块26采用无线通信模块，具体可采用 EPS8266，控制模块通过无线通信从下位机获取目的地后，通过控制各编码电机 17工作使得车轮11带动机器将幼苗托盘5运输到目的地；运输过程中，控制模块通过角度传感器25对幼苗托盘5的倾斜程度进行实时监控，当幼苗托盘5的水平偏转角度达到预设阈值，则控制模块21控制对应的电动推杆3伸缩以将幼苗托盘5调整到水平状态，保证幼苗托盘5在机器运输过程中的水平状态，从而避免幼苗受损。
具体的，本实施方式中，控制模块在通过角度传感器25获取到幼苗托盘5 的倾斜状态后，控制模块可对应的控制处于幼苗托盘5低端的电动推杆3伸展，或者控制处于幼苗托盘5高端的电动推杆3收缩以调整幼苗托盘5的偏转角度达到水平状态。具体的，电动推杆3的伸缩长度可通过幼苗托盘5的偏转角度和高低端电动推杆3的相对距离进行计算。
本实施方式中，底盘1和电路板2上均设有用于牵引导线的导线孔16。电池组33用于给电路板2上的控制模块等供电，控制模块通过导线与各电学模块连接。通过导线孔16对导线进行规整，有利于保证机器上布线的整洁，提高机器工作安全。
本实施方式中，电路板2上还安装有摄像头34，控制模块21与摄像头34 连接。如此，本实施方式中，控制模块可通过摄像头34扫描图像获取目的地，从而控制机器运输到目的地。具体的，本实施方式中，结合摄像头，可将目的地直接印制在幼苗托盘5上，从而通过摄像头34扫描幼苗托盘5获得对应的目的地，方便运输。且，该种目的地获取方式，有利于避免目的地串扰，有利于提高运输准确率。具体的，目的地可通过二维码或者条形码的方式印制在幼苗托盘上。
本实施方式中，底盘1上还安装有红外循迹模块31，控制模块21与红外循迹模块31连接，用于根据红外循迹模块31的循迹数据调整车轮11前进方向。红外循迹模块31的设置，可配合机器运行轨迹上预设的路面标志进行导向，从而保证机器准确的将幼苗托盘5运输到目的地。
本实施方式中，底盘1上还安装有LED探照灯32。LED探照灯32的设置，方便红外循迹模块31在黑夜中进行循迹导向，从而可实现机器一天24小时的工作。
本实施方式中，底盘1上安装有四个红外循迹模块31，四个红外循迹模块 31分别安装在底盘1的前后端并呈矩形分布。四个红外循迹模块31的设置，方便了机器前后导向，方便机器在运输起始位置和目的地之间的往复运动。
本实施方式中，底盘1上设有四个LED探照灯32，且四个LED探照灯32分别安装在底盘1的前后端并呈矩形分布，四个LED探照灯32所在矩形包围在四个红外循迹模块31所在矩形的外周。如此，保证了红外循迹模块31在黑暗环境中可从探照灯32得到足够的光线补偿，保证其正常工作。
本实施方式中，电路板2上还设有扩展模块22，扩展模块22上分别设有电机接线接口23和循迹模块接线接口24，控制模块通过扩展模块连接编码电机 17、红外循迹模块31、角度传感器25和通讯模块26。角度传感器25和通讯模块26均安装在扩展模块22上，且通讯模块26采用无线通信模块。扩展模块22 的设置，有利于对该机器中各电力线和信号线的排布进行规制，从而简洁布线。
本实施方式中，电路板2上还设有开关6，以控制机器运行，具体的，开关 6与电池组连接，用于控制电池组开关，从而控制机器通断电。本实施方式中，电池组通过电路板给机器中各耗电模块例如控制模块、扩展模块、摄像头、红外循迹模块等供电。具体实施时，电池组也可通过电路板给控制模块供电，然后由控制模块给相连接的其他电器元件供电。
本实施方式中，电路板上还设有光线传感器，控制模块分别连接光线传感器和LED探照灯，以便控制模块在光线传感器检测到的光强小于预设光强阈值时控制LED探照灯开启进行光线补偿，保证红外循迹模块的正常工作。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，包括：底盘(1)、电路板(2)、至少三根电动推杆(3)、支撑柱(4)和幼苗托盘(5)；
底盘(1)上安装有多个车轮(11)，底盘(1)上还安装有用于驱动各车轮(11)运动的编码电机(17)；
电路板(2)通过多根支撑柱(4)水平安装在底盘(1)上方并与底盘(1)间隔设置；幼苗托盘(5)通过垂直设置的多根电动推杆(3)上下移动地水平安装在电路板(2)上方并与电路板(2)间隔设置，多根电动推杆(3)呈多角形布置；底盘(1)上安装有用于向电路板(2)供电的电池组(33)；
电路板(2)上安装有控制模块(21)、角度传感器(25)和通讯模块(26)，控制模块(21)分别连接编码电机(17)、电动推杆(3)、角度传感器(25)和通讯模块；控制模块(21)用于通过通讯模块(26)连接下位机获取工作指令，用于通过角度传感器(25)检测幼苗托盘(5)倾斜角度，并用于控制各电动推杆(3)驱动幼苗托盘(5)水平偏转，还用于控制编码电机(17)驱动车轮(11)运动。
2.如权利要求1所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，包括四根呈矩形布置的电动推杆(3)，电路板(2)上设有与电动推杆(3)一一对应的推杆固定支架(27)；各电动推杆(3)的底部与推杆固定支架(27)连接，其顶部与幼苗托盘(5)连接。
3.如权利要求2所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，幼苗托盘(5)底部设有与各电动推杆(3)一一对应的推杆插孔(52)，各电动推杆(3)的顶端插入对于的推杆插孔(52)，且电动推杆(3)与推杆插孔(52)拆卸连接。
4.如权利要求1所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，底盘(1)上对应每一个车轮(11)分别安装有一个编码电机(17)，各车轮(11)通过联轴器(12)与对应的编码电机(17)的输出轴同轴连接。
5.如权利要求1所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，底盘(1)和电路板(2)上均设有用于牵引导线的导线孔(16)。
6.如权利要求1所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，底盘(1)上还安装有红外循迹模块(31)，控制模块(21)与红外循迹模块(31)连接，用于根据红外循迹模块(31)的循迹数据调整车轮(11)前进方向。
7.如权利要求6所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，底盘(1)上还安装有LED探照灯(32)。
8.如权利要求7所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，底盘(1)上安装有四个红外循迹模块(31)，四个红外循迹模块(31)分别安装在底盘(1)的前后端并呈矩形分布；底盘(1)上设有四个探照灯(32)，且四个探照灯(32)分别安装在底盘(1)的前后端并呈矩形分布，四个探照灯(32)所在矩形包围在四个红外循迹模块(31)所在矩形的外周。
9.如权利要求1所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，电路板(2)上还安装有摄像头(34)，控制模块(21)与摄像头(34)连接，控制模块用于通过摄像头(34)扫描图像获取目的地。
10.如权利要求1至9任一项所述的自平衡智能搬运幼苗机器，其特征在于，电路板(2)上还设有扩展模块(22)，扩展模块(22)上分别设有电机接线接口(23)和循迹模块接线接口(24)，控制模块通过扩展模块连接编码电机(17)、红外循迹模块(31)、角度传感器(25)和通讯模块(26)；角度传感器(25)和通讯模块(26)均安装在扩展模块(22)上，且通讯模块(26)采用无线通信模块。
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