CN110155758B - 绳索驱动智能平仓并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种绳索驱动智能平仓并联机器人，包括底座，多组支撑柱、卷扬机、绳索、定滑轮组件，中心工作台，中心转盘，直驱直线电机，平仓工具，激光扫描仪，上位机。多组定滑轮组件包括支架、转轴、定滑轮、码盘、转台。本发明绳索驱动智能平仓并联机器人自行完成平仓作业，提高粮仓的利用率，减少人工平仓的繁琐操作，减轻人工劳动强度，降低平仓经济成本。

Description

绳索驱动智能平仓并联机器人

技术领域

本发明涉及并联机器人技术领域，具体涉及一种绳索驱动智能平仓并联机器人。

背景技术

随着社会进步，现在所建的粮仓规模越来越大，粮层越来越厚，尤其是使用的机械入仓代替了原有的人工操作，在提高工作效率、降低作业成本和员工劳动强度等方面优势突出。然而，筒式仓中心定点和平房仓移动点的机械进粮方式会在仓内形成单个或多个圆锥状粮堆，这种椎体状粮堆对安全储量极为不利，粮仓利用率也降低了很多，因此在入粮完成后需对粮面进行平整，平仓后的粮层厚度一致，有利于进行通风降温与熏蒸杀虫，提高储粮稳定性。

目前我国粮仓平仓工作基本上是依靠人工进行，不仅工作量大，平仓慢、时间长，而且作业环境恶劣，人工平仓费用高且平仓质量难以保证。因此，粮仓急需一种平仓快、操作简便、平仓效果好的智能平仓机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种绳索驱动智能平仓并联机器人，以解决现有技术的不足。

本发明采用以下技术方案：

一种绳索驱动智能平仓并联机器人，包括底座，多组支撑柱、卷扬机、绳索、定滑轮组件，中心工作台，中心转盘，直驱直线电机，平仓工具，激光扫描仪，上位机，

多组定滑轮组件包括支架、转轴、定滑轮、码盘、转台，定滑轮固定在转轴上，转轴安装在支架上，码盘设在转轴一端，支架设于转台上，支架在转台上可绕Z轴自转；

多组支撑柱均布在底座四周，多组卷扬机设在对应支撑柱外侧底部，多组定滑轮组件通过转台安装在对应支撑柱顶端；

多组绳索并联连接在中心工作台上，绳索经过相应定滑轮，末端和相应卷扬机连接；

激光扫描仪设在中心工作台底部一侧，中心工作台底部中心连接中心转盘，中心转盘底部连接直驱直线电机，直驱直线电机的运动输出部分连接平仓工具；中心转盘在其电机驱动下可带动直驱直线电机和平仓工具进行360°转动，直驱直线电机可带动平仓工具进行来回直线运动；

激光扫描仪、卷扬机、码盘、中心转盘、直驱直线电机和上位机实时通讯连接：上位机控制激光扫描仪、卷扬机、中心转盘、直驱直线电机工作，激光扫描仪、码盘、中心转盘、直驱直线电机实时将数据传输给上位机，上位机根据激光扫描仪实时构建的粮仓三维坡度曲线图对平仓作业进行全局路径规划，根据码盘、中心转盘、直驱直线电机实时信号及激光扫描仪实时构建的粮仓三维坡度曲线图进行局部路径规划矫正。

进一步地，还包括多组辅助轮，多组辅助轮设于相应支撑柱上；多组绳索并联连接在中心工作台上，绳索依次经过相应辅助轮、定滑轮，末端和相应卷扬机连接。

进一步地，平仓工具为一组平仓工具、两组同步平仓工具或多组同步平仓工具。

进一步地，相邻支撑柱通过连接杆连接。

本发明的有益效果：

1.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人中心工作台底部中心连接中心转盘，中心转盘底部连接直驱直线电机，直驱直线电机的运动输出部分连接平仓工具，中心转盘在其电机驱动下可带动直驱直线电机和平仓工具进行360°转动，直驱直线电机可带动平仓工具进行来回直线运动进行平仓动作，使得平仓动作更加顺畅，平仓面积更大。

2.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人通过激光扫描仪构建粮仓三维坡度曲线图，使得各部分待作业区的位置信息能准确传递给上位机，利于上位机进行全局路径规划及局部路径规划矫正。

3.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人通过3股及以上的绳索驱动方式，使得并联机器人有足够的可达空间，进而完成平仓作业。

4.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人多组绳索并联连接在中心工作台上，绳索经过相应辅助轮、定滑轮，末端和相应卷扬机连接；通过辅助轮后末端连接卷扬机的方式，使得经过定滑轮的绳索滤去水平方向的分力同时起到矫正绳索的作用，在相同条件下卷扬机上的输出转矩减小，达到省电节能的效果。

5.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人平仓工具优选多组同步平仓工具，可使得平仓效率大大提升，平仓效果更加好。

6.本发明绳索驱动智能平仓并联机器人自行完成平仓作业，提高粮仓的利用率，减少人工平仓的繁琐操作，减轻人工劳动强度，降低平仓经济成本。

附图说明

图1为本发明绳索驱动智能平仓并联机器人的结构示意图。

图2为本发明绳索驱动智能平仓并联机器人的俯视图。

图3为本发明绳索驱动智能平仓并联机器人的侧视图。

图4为本发明绳索驱动智能平仓并联机器人的正视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。

一种绳索驱动智能平仓并联机器人，包括底座，多组支撑柱12、卷扬机6、绳索1、辅助轮5、定滑轮组件，中心工作台8，中心转盘9，直驱直线电机10，平仓工具11，激光扫描仪7，上位机，

多组定滑轮组件包括支架、转轴、定滑轮2、码盘3、转台4，定滑轮2固定在转轴上，转轴安装在支架上，码盘3设在转轴一端，支架设于转台4上，支架在转台4上可绕Z轴自转；

平仓工具11为一组平仓工具、两组同步平仓工具或多组同步平仓工具；

多组支撑柱12均布在底座四周，多组卷扬机6设在对应支撑柱12外侧底部，多组辅助轮5设于相应支撑柱12上；多组定滑轮组件通过转台安装在对应支撑柱12顶端；为了使各支撑柱12更牢固、稳定，相邻支撑柱12可通过连接杆连接；

多组绳索1并联连接在中心工作台8上，绳索1经过相应辅助轮5、定滑轮2，末端和相应卷扬机6连接；

激光扫描仪7设在中心工作台8底部一侧，中心工作台8底部中心连接中心转盘9，中心转盘9底部连接直驱直线电机10，直驱直线电机10的运动输出部分连接平仓工具11，直驱直线电机10安装方向与平仓工具11对应；中心转盘9在其电机驱动下可带动直驱直线电机10和平仓工具11进行360°转动，直驱直线电机10可带动平仓工具11进行来回直线运动进行平仓动作；

激光扫描仪7、卷扬机6、码盘3、中心转盘9、直驱直线电机10和上位机实时通讯连接：上位机控制激光扫描仪7、卷扬机6、中心转盘9、直驱直线电机10工作，激光扫描仪7、码盘3、中心转盘9、直驱直线电机10实时将数据传输给上位机，上位机根据激光扫描仪7实时构建的粮仓13三维坡度曲线图对平仓作业进行全局路径规划，根据码盘3、中心转盘9、直驱直线电机10实时信号及激光扫描仪7实时构建的粮仓13三维坡度曲线图进行局部路径规划矫正。

上位机进行全局路径规划、局部路径规划矫的具体方法由本领域技术人员根据现有技术可实现，且不是本发明的保护点，故在此不再详细赘述。

上述绳索驱动智能平仓并联机器人工作过程如下：

在初始作业阶段，激光扫描仪7构建粮仓13三维坡度曲线图，使得各部分待作业区的位置信息能准确传递给上位机，之后上位机对平仓作业进行全局路径规划。上位机控制卷扬机6的驱动器以驱动卷扬机6工作，带动绳索1移动，绳索1移动带动定滑轮2转动时，码盘3会产生电信号，进而转化为数字信号后反馈给上位机。上位机控制中心转盘9和直驱直线电机10工作，中心转盘9将旋转角度数据、直驱直线电机10将来回直线运动数据实时反馈给上位机。激光扫描仪7实时构建粮仓13三维坡度曲线图，并传送给上位机。上位机根据码盘3、中心转盘9和直驱直线电机10反馈的实时信号及激光扫描仪7实时构建的粮仓13三维坡度曲线图进行局部路径规划矫正；由上位机将偏差信号传递给卷扬机6的驱动器、中心转盘9的电机和直驱直线电机10，驱动卷扬机6、中心转盘9和直驱直线电机10工作，使得中心工作台8到达指定位置，从而也就得到了基于此位置的圆形平仓工作区，此间通过平仓工具进行平仓作业，直至扫描所得的粮仓13三维坡度曲线图中谷峰和谷底的差值达到预先所设定的阈值之内。

Claims (2)

1.一种绳索驱动智能平仓并联机器人，其特征在于，包括底座，多组支撑柱、卷扬机、绳索、定滑轮组件，中心工作台，中心转盘，直驱直线电机，平仓工具，激光扫描仪，上位机，

多组定滑轮组件包括支架、转轴、定滑轮、码盘、转台，定滑轮固定在转轴上，转轴安装在支架上，码盘设在转轴一端，支架设于转台上，支架在转台上可绕Z轴自转；

平仓工具为一组平仓工具、两组同步平仓工具或多组同步平仓工具；

多组支撑柱均布在底座四周，多组卷扬机设在对应支撑柱外侧底部，多组定滑轮组件通过转台安装在对应支撑柱顶端；相邻支撑柱通过连接杆连接；

多组绳索并联连接在中心工作台上，绳索经过相应定滑轮，末端和相应卷扬机连接；

激光扫描仪设在中心工作台底部一侧，中心工作台底部中心连接中心转盘，中心转盘底部连接直驱直线电机，直驱直线电机的运动输出部分连接平仓工具；中心转盘在其电机驱动下可带动直驱直线电机和平仓工具进行360°转动，直驱直线电机可带动平仓工具进行来回直线运动；

激光扫描仪、卷扬机、码盘、中心转盘、直驱直线电机和上位机实时通讯连接：上位机控制激光扫描仪、卷扬机、中心转盘、直驱直线电机工作，激光扫描仪、码盘、中心转盘、直驱直线电机实时将数据传输给上位机，上位机根据激光扫描仪实时构建的粮仓三维坡度曲线图对平仓作业进行全局路径规划，根据码盘、中心转盘、直驱直线电机实时信号及激光扫描仪实时构建的粮仓三维坡度曲线图进行局部路径规划矫正。

2.根据权利要求1所述的绳索驱动智能平仓并联机器人，其特征在于，还包括多组辅助轮，多组辅助轮设于相应支撑柱上；多组绳索并联连接在中心工作台上，绳索依次经过相应辅助轮、定滑轮，末端和相应卷扬机连接。