CN111421550A - 一种基于激光slam的机器人码垛控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于码垛技术领域，具体的说是一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，包括以下步骤：S1：获取三维数据信息并进行数学建模，构建三维地图；S2：检测有无产品输送并发送信号，通过视觉相机识别产品，在产品库中搜索与产品相符的产品型号；S3：获取仓储笼特征和位置，计算出码垛点位置，码垛机器人最佳抓取产品以及码垛位置；S4：获取仓储笼轮廓特征和位置并与当前信息比对；若存在偏差，通过重新获取的信息进行更新；S5：抓取产品并将产品放置到码垛点；S6：重复执行S1～S5，直至仓储笼放置满或完成所有产品的码垛；本发明简单有效，能够快速完成产品的码垛，同时，产品支架存在偏斜时依旧可以正常放置，具有较高的容错性。

Description

一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法

技术领域

本发明属于码垛技术领域，具体的说是一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法。

背景技术

SLAM(simultaneouslocalizationandmapping)是同步定位与地图构建技术，或并发建图与定位技术，指的是：机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过不断观测到的周围环境特征定位自身位置和姿态，再根据自身位置构建周围环境的增量式地图，从而达到同时定位和地图构建的目的，解决机器人在未知环境中的移动问题。

在自动化领域中，工业机器人常用来完成搬运、装配、加工等作业。在某些实际的机器人码垛系统中，对机器人制动识别要求更高；而传统情况下，工业机器人一般将工件放置到形状尺寸固定的料框中，将工业机器人放置一一示教固定即可。但是，若在机器人放置工件的料框形状尺寸不固定的情况下，那么传统的示教码垛点就难以满足要求；另外若在仓储笼的规格比较大的情况下，传统的3D工业相机也无法满足要求；因此，可见传统的一些处理方法难以完成复杂环境下的码垛任务。可见，现有技术还有待改进和提高。

现有技术中也出现了一些解决方案，如申请号为CN201910986609.3的中国专利，通过设置桁架机器人和SLAM激光雷达，采用SLAM三维地图构建技术，能够精准地获取仓储笼的三维轮廓特征以及工业机器人与仓储笼之间的相对位置，从而实现对码垛点位置的精确定位，相对局限性较大的示教码垛点方法和3D工业相机确定码垛点的方法，可以解决工业机器人在仓储笼形状各异、规格较大等复杂环境下的识别问题；但该方案任存在不足之处，码垛机器人仍旧是处于固定位置，同时对于放置产品的支架依旧要求拜访整齐，不能出现偏斜，但是在实际生产中产品支架等的位置总是存在一定的偏差，这些偏差容易导致码垛机器人无法运行或运行卡顿，影响生产。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1：码垛机器人通过SLAM激光雷达获取移动过程中的三维数据信息结合AGV定位系统进行数学建模；并根据Pioneer-LX的运动结构和机械结构建立机器人坐标系统，构建三维地图；

S2：物流线通过传感器检测有无产品输送并发送检测信号至码垛机器人，有产品输送，码垛机器人接收检测信号，通过视觉相机识别产品，并获取产品图片并将其与预设的产品库进行比对，在产品库中搜索与产品相符的产品型号；

S3：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置，计算码垛点位置并将计算结果发送至码垛机器人，码垛机器人控制传动板下降，使底座与地面之间不接触，车轮接触地面后驱动车轮运转，使码垛机器人移动至最佳抓取产品以及码垛位置后，控制传动板上升，使底座与地面接触，车轮与地面分离，从而固定码垛机器人；

S4：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置时，获取当前的三维数据信息并将其与三维地图中的三维数据信息进行比对；若两者存在偏差，码垛机器人通过SLAM激光雷达重新获取移动过程中的三维数据信息并更新三维地图；

S5：码垛机器人接收计算结果抓取产品并将抓取的产品放置到仓储笼内的码垛点位置；

S6：重复执行S1～S5，直至仓储笼放置满或完成所有产品的码垛；

其中，S中所述码垛机器人包括底座和机械手；所述机械手固连在底座上表面中间位置；所述底座下表面开设有两个矩形凹槽；所述矩形凹槽对称设置；所述底座内部设置有空腔；所述矩形凹槽与底座内部空腔连通；所述空腔中安装有传动板；所述传动板可在空腔中上下运动；所述传动板下表面上固定安装有驱动机构；所述驱动机构设置有多组，对称分布在传动板两端；所述传动机构位于矩形凹槽中；所述传动机构包括电机一、安装架、电机二和车轮；所述电机一固连在传动板下表面上，且电机一的输出轴竖直向下；所述安装架固连在电机一的输出轴上；所述电机二固连在安装架上；所述车轮固连在电机二的输出轴上；所述电机一的输出轴与电机二的输出轴垂直；所述传动板上表面固定安装有气囊；所述气囊共有多个，且均匀安装在传动板周圈；所述空腔中安装有弹簧；所述弹簧位于传动板上表面与空腔上方内壁之间；所述弹簧位于气囊内侧；所述空腔中安装有液压缸；所述液压缸的缸体固连在空腔上方的内壁中间位置；所述液压缸上活塞杆一的按固连在传动板上表面的中间位置；

工作时，当码垛机器人计算得出最佳行进路径后，控制液压缸启动，将活塞杆一向下伸出，带动传动板向下运动，使固连在传动板上的驱动机构向下移动，从而使底座与地面分离，车轮接触地面，启动电机一和电机二，使车轮开始运转，使码垛机器人开始移动或原地转动调整姿态，同时，驱动机构能够快速有效的带动码垛机器人移动或调整自身姿态，解决大部分码垛机器人固定在某一位置使用的现状，避免产品堆放不整齐导致码垛机器人无法正常运行，影响生产的问题，同时，驱动机构带动码垛机器人移动或调整自身姿态还可以降低现有码垛机器人在存放产品时，产品支架必须摆放整齐，不能有歪斜的情况，使码垛机器人在产品支架存在轻微歪斜的情况下，能够通过驱动机构调整自身姿态和位置，保证码垛机器人的正常、稳定运行；当码垛机器人到达指定位置后，启动液压缸，将活塞杆一向上收起，带动传动板向上运动，使固连在传动板上的驱动机构向上移动，从而使车轮向上升起，车轮与地面分离，底座接触地面，从而使码垛机器人位置固定，之后，启动码垛机器人上的机械手，将产品放置到码垛点，同时，传动板上升的过程中，安装在空腔中的弹簧能够有效的减缓传动板上升的速度，防止传动板上升过快，导致传动板与空腔内壁碰撞导致零件出现损坏，降低维修成本，同时，在传动板位于最低位置时，弹簧可以为传动板提供支撑，保证传动板受力均匀，避免传动板受力不均导致变形。

优选的，所述底座下表面上固定安装有大吸盘；所述大吸盘包括吸盘支架和吸盘体；所述吸盘支架固连在底座下表面上；所述吸盘支架内设置有通孔；所述吸盘体固连在吸盘支架上，且吸盘体开口向下；所述吸盘体与吸盘支架内设置的通孔连通；所述大吸盘共有多个，均匀分布；所述大吸盘位于空腔的正下方；所述底座下表面开设有圆柱腔；所述圆柱腔内安装有活塞杆二；所述活塞杆二可在圆柱腔中上下运动，且活塞杆二与圆柱腔之间保持密封；所述气囊通过管道与圆柱腔连通；所述气囊与圆柱腔连通处位于活塞杆二的上方；所述底座下表面上通过铰链固连有支撑板；所述支撑板与气囊一一对应；所述活塞杆二末端固连有横杆；所述支撑板上固定安装有滑动架；所述滑动架共有两个，以活塞杆二为中心对称分布；所述横杆位于滑动架上，且横杆可在滑动架上自由滑动；所述支撑板下表面上固定安装有橡胶软块；所述支撑板下表面上开设有圆柱凹槽；所述圆柱凹槽中安装有活塞杆三；所述活塞杆三与圆柱凹槽之间保持密封；所述圆柱凹槽位于橡胶软块上方，且橡胶软块与圆柱凹槽之间保持密封；所述活塞杆三的末端位于橡胶软块中；所述大吸盘通过管道与圆柱凹槽连通；所述大吸盘与圆柱凹槽连通处位于活塞杆三的下方；

工作时，当液压缸启动，活塞杆一向上收起，传动板向上运动时，安装在传动板上方的气囊受到挤压，气囊中的压力增大，通过管道与气囊连通的圆柱腔中的压力增大，活塞杆二向下运动，由于支撑板铰接在底座上，支撑板在活塞杆二的作用下向下转动，直到支撑板下表面的橡胶软块接触地面，在支撑板的作用下码垛机器人受到向上的作用力，同时，当橡胶软块接触地面后，橡胶软块发生变形，从而使末端位于橡胶软块中的活塞杆三向上运动，使圆柱凹槽中处于负压状态，同时，当传动板向上运动时，底座下表面安装的大吸盘与地面接触，由于大吸盘与圆柱凹槽连通，在圆柱凹槽中负压的作用下，大吸盘中的吸盘体内侧存在负压，同时由于工厂的地面上都涂有一层油漆，使地面光滑平整，因此吸盘体在接触到地面后紧紧吸附在地面上，为码垛机器人提供一个向下的作用力，在向上和向下的作用力共同作用下，码垛机器人受力平衡，提高码垛机器人的固定效果，防止码垛机器人在取放产品时出现倾倒，产生事故。

优选的，所述圆柱凹槽上方开设有通气管道；所述吸盘体的边缘位置设置有吹气孔；所述通气管道通过管道与吹气孔连通；

工作时，当圆柱凹槽中的活塞杆三向上运动时，活塞杆三上方的气体受到挤压，压力升高，通过圆柱凹槽上方开设的通气管道到达吹气孔，最终压力增大的气体从吹起孔中吹出，将大吸盘周围的灰尘吹开，从而防止吸盘体与地面接触处存在过多的灰尘，影响吸盘体与地面之间的吸附，导致码垛机器人固定性降低，导致码垛机器人在使用过程中出现倾斜、倒伏，引起安全事故，增大码垛机器人运行成本。

优选的，所述活塞杆三的末端固连有圆板；所述圆板的下表面设置有齿状凸起；

工作时，当支撑板与地面之间开始接触并相互挤压后，支撑板上的橡胶软块发生变形，位于橡胶软块中的活塞杆三的末端设置的齿状凸起，能够有效的增加支撑板与地面之间的摩擦力，防止支撑板出现滑动，有效提高支撑板的固定效果，防止码垛机器人使用过程中出现倾斜现象，降低事故发生的概率，提高操作人员的安全保障。

优选的，所述吸盘体的内测设置有小吸盘；所述小吸盘共有多个，均匀分布在吸盘体的内侧；所述吸盘体内设置有气道；所述小吸盘通过气道连通到吸盘支架内设置的通孔中；

工作时，当吸盘体接触地面后，小吸盘同样与地面接触并吸附在地面上，防止吸盘体在受力时，吸盘体与地面之间分离，导致大吸盘提供的向下的作用力减小，影响到码垛机器人的稳定性，同时，小吸盘能够有效的提升吸盘体与地面支架的接触面积，避免接触面积不足，导致吸附力下降。

优选的，所述吸盘体内侧固定安装有硬质橡胶块；所述硬质橡胶块呈环形；所述硬质橡胶块位于吸盘体与吸盘支架连接处；

工作时，在码垛机器人的运行过程中，大吸盘与地面之间不断接触与分离，在此过程中，吸盘体频繁变形，由于吸盘体为软橡胶制成，长时间、频繁变形后，吸盘体与吸盘支架连接处较易损坏，通过在吸盘体与吸盘支架连接处安装硬质橡胶块，能够在吸盘体吸附到地面的过程中，缓冲和吸收吸盘体与地面之间的冲击，从而有效的减缓吸盘体的老化过程，降低吸盘体损坏的可能，延长吸盘体的使用寿命，从而降低使用成本。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，通过设置传动板、驱动机构、液压缸，使码垛机器人能够自行移动或原地转动调整姿态，解决大部分码垛机器人固定在某一位置使用的现状，避免产品堆放不整齐导致码垛机器人无法正常运行，影响生产的问题，同时，驱动机构带动码垛机器人移动或调整自身姿态还可以降低现有码垛机器人在存放产品时，产品支架必须摆放整齐，不能有歪斜的情况，使码垛机器人在产品支架存在轻微歪斜的情况下，能够通过驱动机构调整自身姿态和位置，保证码垛机器人的正常、稳定运行。

2.本发明所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，通过设置吸盘体、小吸盘、活塞杆三、通气管道和橡胶软块，使码垛机器人能够更加稳定地固定在地面上，防止码垛机器人在使用过程中出现倾斜，最终使码垛机器人倾倒，影响使用，造成事故。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是图1中B处局部放大；

图4是图1中C处局部放大图；

图5是图1中D处局部放大图；

图6是本发明的方法流程图；

图中：底座1、传动板11、弹簧111、气囊12、大吸盘13、吸盘支架131、吸盘体132、硬质橡胶块133、小吸盘134、气道135、吹气孔136、圆柱腔14、活塞杆二15、横杆151、支撑板16、活塞杆三161、齿状凸起162、通气管道163、滑动架164、橡胶软块165、驱动机构17、电机一171、安装架172、电机二173、车轮174、机械手2、液压缸3。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1：码垛机器人通过SLAM激光雷达获取移动过程中的三维数据信息结合AGV定位系统进行数学建模；并根据Pioneer-LX的运动结构和机械结构建立机器人坐标系统，构建三维地图；

S2：物流线通过传感器检测有无产品输送并发送检测信号至码垛机器人，有产品输送，码垛机器人接收检测信号，通过视觉相机识别产品，并获取产品图片并将其与预设的产品库进行比对，在产品库中搜索与产品相符的产品型号；

S3：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置，计算码垛点位置并将计算结果发送至码垛机器人，码垛机器人控制传动板11下降，使底座1与地面之间不接触，车轮174接触地面后驱动车轮174运转，使码垛机器人移动至最佳抓取产品以及码垛位置后，控制传动板11上升，使底座1与地面接触，车轮174与地面分离，从而固定码垛机器人；

S4：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置时，获取当前的三维数据信息并将其与三维地图中的三维数据信息进行比对；若两者存在偏差，码垛机器人通过SLAM激光雷达重新获取移动过程中的三维数据信息并更新三维地图；

S5：码垛机器人接收计算结果抓取产品并将抓取的产品放置到仓储笼内的码垛点位置；

S6：重复执行S1～S5，直至仓储笼放置满或完成所有产品的码垛；

其中，S2中所述码垛机器人包括底座1和机械手2；所述机械手2固连在底座1上表面中间位置；所述底座1下表面开设有两个矩形凹槽；所述矩形凹槽对称设置；所述底座1内部设置有空腔；所述矩形凹槽与底座1内部空腔连通；所述空腔中安装有传动板11；所述传动板11可在空腔中上下运动；所述传动板11下表面上固定安装有驱动机构17；所述驱动机构17设置有多组，对称分布在传动板11两端；所述传动机构位于矩形凹槽中；所述传动机构包括电机一171、安装架172、电机二173和车轮174；所述电机一171固连在传动板11下表面上，且电机一171的输出轴竖直向下；所述安装架172固连在电机一171的输出轴上；所述电机二173固连在安装架172上；所述车轮174固连在电机二173的输出轴上；所述电机一171的输出轴与电机二173的输出轴垂直；所述传动板11上表面固定安装有气囊12；所述气囊12共有多个，且均匀安装在传动板11周圈；所述空腔中安装有弹簧111；所述弹簧111位于传动板11上表面与空腔上方内壁之间；所述弹簧111位于气囊12内侧；所述空腔中安装有液压缸3；所述液压缸3的缸体固连在空腔上方的内壁中间位置；所述液压缸3上活塞杆一的按固连在传动板11上表面的中间位置；

工作时，当码垛机器人计算得出最佳行进路径后，控制液压缸3启动，将活塞杆一向下伸出，带动传动板11向下运动，使固连在传动板11上的驱动机构17向下移动，从而使底座1与地面分离，车轮174接触地面，启动电机一171和电机二173，使车轮174开始运转，使码垛机器人开始移动或原地转动调整姿态，同时，驱动机构17能够快速有效的带动码垛机器人移动或调整自身姿态，解决大部分码垛机器人固定在某一位置使用的现状，避免产品堆放不整齐导致码垛机器人无法正常运行，影响生产的问题，同时，驱动机构17带动码垛机器人移动或调整自身姿态还可以降低现有码垛机器人在存放产品时，产品支架必须摆放整齐，不能有歪斜的情况，使码垛机器人在产品支架存在轻微歪斜的情况下，能够通过驱动机构17调整自身姿态和位置，保证码垛机器人的正常、稳定运行；当码垛机器人到达指定位置后，启动液压缸3，将活塞杆一向上收起，带动传动板11向上运动，使固连在传动板11上的驱动机构17向上移动，从而使车轮174向上升起，车轮174与地面分离，底座1接触地面，从而使码垛机器人位置固定，之后，启动码垛机器人上的机械手2，将产品放置到码垛点，同时，传动板11上升的过程中，安装在空腔中的弹簧111能够有效的减缓传动板11上升的速度，防止传动板11上升过快，导致传动板11与空腔内壁碰撞导致零件出现损坏，降低维修成本，同时，在传动板11位于最低位置时，弹簧111可以为传动板11提供支撑，保证传动板11受力均匀，避免传动板11受力不均导致变形。

作为本发明的一种实施方式，所述底座1下表面上固定安装有大吸盘13；所述大吸盘13包括吸盘支架131和吸盘体132；所述吸盘支架131固连在底座1下表面上；所述吸盘支架131内设置有通孔；所述吸盘体132固连在吸盘支架131上，且吸盘体132开口向下；所述吸盘体132与吸盘支架131内设置的通孔连通；所述大吸盘13共有多个，均匀分布；所述大吸盘13位于空腔的正下方；所述底座1下表面开设有圆柱腔14；所述圆柱腔14内安装有活塞杆二15；所述活塞杆二15可在圆柱腔14中上下运动，且活塞杆二15与圆柱腔14之间保持密封；所述气囊12通过管道与圆柱腔14连通；所述气囊12与圆柱腔14连通处位于活塞杆二15的上方；所述底座1下表面上通过铰链固连有支撑板16；所述支撑板16与气囊12一一对应；所述活塞杆二15末端固连有横杆151；所述支撑板16上固定安装有滑动架164；所述滑动架164共有两个，以活塞杆二15为中心对称分布；所述横杆151位于滑动架164上，且横杆151可在滑动架164上自由滑动；所述支撑板16下表面上固定安装有橡胶软块165；所述支撑板16下表面上开设有圆柱凹槽；所述圆柱凹槽中安装有活塞杆三161；所述活塞杆三161与圆柱凹槽之间保持密封；所述圆柱凹槽位于橡胶软块165上方，且橡胶软块165与圆柱凹槽之间保持密封；所述活塞杆三161的末端位于橡胶软块165中；所述大吸盘13通过管道与圆柱凹槽连通；所述大吸盘13与圆柱凹槽连通处位于活塞杆三161的下方；

工作时，当液压缸3启动，活塞杆一向上收起，传动板11向上运动时，安装在传动板11上方的气囊12受到挤压，气囊12中的压力增大，通过管道与气囊12连通的圆柱腔14中的压力增大，活塞杆二15向下运动，由于支撑板16铰接在底座1上，支撑板16在活塞杆二15的作用下向下转动，直到支撑板16下表面的橡胶软块165接触地面，在支撑板16的作用下码垛机器人受到向上的作用力，同时，当橡胶软块165接触地面后，橡胶软块165发生变形，从而使末端位于橡胶软块165中的活塞杆三161向上运动，使圆柱凹槽中处于负压状态，同时，当传动板11向上运动时，底座1下表面安装的大吸盘13与地面接触，由于大吸盘13与圆柱凹槽连通，在圆柱凹槽中负压的作用下，大吸盘13中的吸盘体132内侧存在负压，同时由于工厂的地面上都涂有一层油漆，使地面光滑平整，因此吸盘体132在接触到地面后紧紧吸附在地面上，为码垛机器人提供一个向下的作用力，在向上和向下的作用力共同作用下，码垛机器人受力平衡，提高码垛机器人的固定效果，防止码垛机器人在取放产品时出现倾倒，产生事故。

作为本发明的一种实施方式，所述圆柱凹槽上方开设有通气管道163；所述吸盘体132的边缘位置设置有吹气孔136；所述通气管道163通过管道与吹气孔136连通；

工作时，当圆柱凹槽中的活塞杆三161向上运动时，活塞杆三161上方的气体受到挤压，压力升高，通过圆柱凹槽上方开设的通气管道163到达吹气孔136，最终压力增大的气体从吹起孔中吹出，将大吸盘13周围的灰尘吹开，从而防止吸盘体132与地面接触处存在过多的灰尘，影响吸盘体132与地面之间的吸附，导致码垛机器人固定性降低，导致码垛机器人在使用过程中出现倾斜、倒伏，引起安全事故，增大码垛机器人运行成本。

作为本发明的一种实施方式，所述活塞杆三161的末端固连有圆板；所述圆板的下表面设置有齿状凸起162；

工作时，当支撑板16与地面之间开始接触并相互挤压后，支撑板16上的橡胶软块165发生变形，位于橡胶软块165中的活塞杆三161的末端设置的齿状凸起162，能够有效的增加支撑板16与地面之间的摩擦力，防止支撑板16出现滑动，有效提高支撑板16的固定效果，防止码垛机器人使用过程中出现倾斜现象，降低事故发生的概率，提高操作人员的安全保障。

作为本发明的一种实施方式，所述吸盘体132的内测设置有小吸盘134；所述小吸盘134共有多个，均匀分布在吸盘体132的内侧；所述吸盘体132内设置有气道135；所述小吸盘134通过气道135连通到吸盘支架131内设置的通孔中；

工作时，当吸盘体132接触地面后，小吸盘134同样与地面接触并吸附在地面上，防止吸盘体132在受力时，吸盘体132与地面之间分离，导致大吸盘13提供的向下的作用力减小，影响到码垛机器人的稳定性，同时，小吸盘134能够有效的提升吸盘体132与地面支架的接触面积，避免接触面积不足，导致吸附力下降。

作为本发明的一种实施方式，所述吸盘体132内侧固定安装有硬质橡胶块133；所述硬质橡胶块133呈环形；所述硬质橡胶块133位于吸盘体132与吸盘支架131连接处；

工作时，在码垛机器人的运行过程中，大吸盘13与地面之间不断接触与分离，在此过程中，吸盘体132频繁变形，由于吸盘体132为软橡胶制成，长时间、频繁变形后，吸盘体132与吸盘支架131连接处较易损坏，通过在吸盘体132与吸盘支架131连接处安装硬质橡胶块133，能够在吸盘体132吸附到地面的过程中，缓冲和吸收吸盘体132与地面之间的冲击，从而有效的减缓吸盘体132的老化过程，降低吸盘体132损坏的可能，延长吸盘体132的使用寿命，从而降低使用成本。

具体方法步骤如下：

工作时，当码垛机器人计算得出最佳行进路径后，控制液压缸3启动，将活塞杆一向下伸出，带动传动板11向下运动，使固连在传动板11上的驱动机构17向下移动，从而使底座1与地面分离，车轮174接触地面，启动电机一171和电机二173，使车轮174开始运转，使码垛机器人开始移动或原地转动调整姿态；当码垛机器人到达指定位置后，启动液压缸3，将活塞杆一向上收起，带动传动板11向上运动，使固连在传动板11上的驱动机构17向上移动，从而使车轮174向上升起，车轮174与地面分离，底座1接触地面，从而使码垛机器人位置固定，之后，启动码垛机器人上的机械手2，将产品放置到码垛点；当液压缸3启动，活塞杆一向上收起，传动板11向上运动时，安装在传动板11上方的气囊12受到挤压，气囊12中的压力增大，通过管道与气囊12连通的圆柱腔14中的压力增大，活塞杆二15向下运动，由于支撑板16铰接在底座1上，支撑板16在活塞杆二15的作用下向下转动，直到支撑板16下表面的橡胶软块165接触地面，同时，当橡胶软块165接触地面后，橡胶软块165发生变形，从而使末端位于橡胶软块165中的活塞杆三161向上运动，使圆柱凹槽中处于负压状态，同时，当传动板11向上运动时，底座1下表面安装的大吸盘13与地面接触，由于大吸盘13与圆柱凹槽连通，在圆柱凹槽中负压的作用下，大吸盘13中的吸盘体132内侧存在负压，吸盘体132在接触到地面后紧紧吸附在地面上；当圆柱凹槽中的活塞杆三161向上运动时，活塞杆三161上方的气体受到挤压，压力升高，通过圆柱凹槽上方开设的通气管道163到达吹气孔136，最终压力增大的气体从吹起孔中吹出；当支撑板16与地面之间开始接触并相互挤压后，支撑板16上的橡胶软块165发生变形，位于橡胶软块165中的活塞杆三161的末端设置的齿状凸起162，能够有效的增加支撑板16与地面之间的摩擦力，防止支撑板16出现滑动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

S1：码垛机器人通过SLAM激光雷达获取移动过程中的三维数据信息结合AGV定位系统进行数学建模；并根据Pioneer-LX的运动结构和机械结构建立机器人坐标系统，构建三维地图；

S2：物流线通过传感器检测有无产品输送并发送检测信号至码垛机器人，有产品输送，码垛机器人接收检测信号，通过视觉相机识别产品，并获取产品图片并将其与预设的产品库进行比对，在产品库中搜索与产品相符的产品型号；

S3：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置，计算码垛点位置并将计算结果发送至码垛机器人，码垛机器人控制传动板(11)下降，使底座(1)与地面之间不接触，车轮(174)接触地面后驱动车轮(174)运转，使码垛机器人移动至最佳抓取产品以及码垛位置后，控制传动板(11)上升，使底座(1)与地面接触，车轮(174)与地面分离，从而固定码垛机器人；

S4：码垛机器人读取三维地图并获取仓储笼的三维轮廓特征和位置时，获取当前的三维数据信息并将其与三维地图中的三维数据信息进行比对；若两者存在偏差，码垛机器人通过SLAM激光雷达重新获取移动过程中的三维数据信息并更新三维地图；

S5：码垛机器人接收计算结果抓取产品并将抓取的产品放置到仓储笼内的码垛点位置；

S6：重复执行S1～S5，直至仓储笼放置满或完成所有产品的码垛；

其中，S2中所述码垛机器人包括底座(1)和机械手(2)；所述机械手(2)固连在底座(1)上表面中间位置；所述底座(1)下表面开设有两个矩形凹槽；所述矩形凹槽对称设置；所述底座(1)内部设置有空腔；所述矩形凹槽与底座(1)内部空腔连通；所述空腔中安装有传动板(11)；所述传动板(11)可在空腔中上下运动；所述传动板(11)下表面上固定安装有驱动机构(17)；所述驱动机构(17)设置有多组，对称分布在传动板(11)两端；所述传动机构位于矩形凹槽中；所述传动机构包括电机一(171)、安装架(172)、电机二(173)和车轮(174)；所述电机一(171)固连在传动板(11)下表面上，且电机一(171)的输出轴竖直向下；所述安装架(172)固连在电机一(171)的输出轴上；所述电机二(173)固连在安装架(172)上；所述车轮(174)固连在电机二(173)的输出轴上；所述电机一(171)的输出轴与电机二(173)的输出轴垂直；所述传动板(11)上表面固定安装有气囊(12)；所述气囊(12)共有多个，且均匀安装在传动板(11)周圈；所述空腔中安装有弹簧(111)；所述弹簧(111)位于传动板(11)上表面与空腔上方内壁之间；所述弹簧(111)位于气囊(12)内侧；所述空腔中安装有液压缸(3)；所述液压缸(3)的缸体固连在空腔上方的内壁中间位置；所述液压缸(3)上活塞杆一的按固连在传动板(11)上表面的中间位置。

2.根据权利要求1所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述底座(1)下表面上固定安装有大吸盘(13)；所述大吸盘(13)包括吸盘支架(131)和吸盘体(132)；所述吸盘支架(131)固连在底座(1)下表面上；所述吸盘支架(131)内设置有通孔；所述吸盘体(132)固连在吸盘支架(131)上，且吸盘体(132)开口向下；所述吸盘体(132)与吸盘支架(131)内设置的通孔连通；所述大吸盘(13)共有多个，均匀分布；所述大吸盘(13)位于空腔的正下方；所述底座(1)下表面开设有圆柱腔(14)；所述圆柱腔(14)内安装有活塞杆二(15)；所述活塞杆二(15)可在圆柱腔(14)中上下运动，且活塞杆二(15)与圆柱腔(14)之间保持密封；所述气囊(12)通过管道与圆柱腔(14)连通；所述气囊(12)与圆柱腔(14)连通处位于活塞杆二(15)的上方；所述底座(1)下表面上通过铰链固连有支撑板(16)；所述支撑板(16)与气囊(12)一一对应；所述活塞杆二(15)末端固连有横杆(151)；所述支撑板(16)上固定安装有滑动架(164)；所述滑动架(164)共有两个，以活塞杆二(15)为中心对称分布；所述横杆(151)位于滑动架(164)上，且横杆(151)可在滑动架(164)上自由滑动；所述支撑板(16)下表面上固定安装有橡胶软块(165)；所述支撑板(16)下表面上开设有圆柱凹槽；所述圆柱凹槽中安装有活塞杆三(161)；所述活塞杆三(161)与圆柱凹槽之间保持密封；所述圆柱凹槽位于橡胶软块(165)上方，且橡胶软块(165)与圆柱凹槽之间保持密封；所述活塞杆三(161)的末端位于橡胶软块(165)中；所述大吸盘(13)通过管道与圆柱凹槽连通；所述大吸盘(13)与圆柱凹槽连通处位于活塞杆三(161)的下方。

3.根据权利要求2所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述圆柱凹槽上方开设有通气管道(163)；所述吸盘体(132)的边缘位置设置有吹气孔(136)；所述通气管道(163)通过管道与吹气孔(136)连通。

4.根据权利要求2所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述活塞杆三(161)的末端固连有圆板；所述圆板的下表面设置有齿状凸起(162)。

5.根据权利要求2所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述吸盘体(132)的内测设置有小吸盘(134)；所述小吸盘(134)共有多个，均匀分布在吸盘体(132)的内侧；所述吸盘体(132)内设置有气道(135)；所述小吸盘(134)通过气道(135)连通到吸盘支架(131)内设置的通孔中。

6.根据权利要求2所述一种基于激光SLAM的机器人码垛控制方法，其特征在于：所述吸盘体(132)内侧固定安装有硬质橡胶块(133)；所述硬质橡胶块(133)呈环形；所述硬质橡胶块(133)位于吸盘体(132)与吸盘支架(131)连接处。

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