CN112093725A - 一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，涉及机器人技术领域，针对现有的工业生产用搬运机器人的搬运过程中，容易在转弯或者高速前进过程中出现货物掉落现象，且需要工作人员手动操作进行充电，自主化程度较低的问题，现提出如下方案，包括底座，底座的底面安装有驱动机构，顶面安装有竖向设置的导向板，导向板上滑动连接有升降板，升降板的上侧设有缓冲板，缓冲板与升降板之间连接有减震限位机构，且升降板、底座和导向板之间连接有升降机构。本发明可对货物进行固定和限位，避免货物的掉落，搬运的安全性高，还可根据蓄电池的余量以及距离充电位置的距离等实际情况，自行分析判断，实现自主充电，智能化程度高。

Description

一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置，主要由机械身体、记忆或程序功能和核心零件等组成，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、货物和仿生学的产物，包括家务型、操作型、程控型、数控型、搜救类、平台型和学习控制型等几大类，目前，机器人在工业、医学、农业甚至军事等领域中均等有重要用途。
现有的工业生产用货物搬运机器人中，机器人的托盘高度唯一，不能做到自由的伸展，而且搬运机器人的搬运过程中，容易在转弯或者高速前进过程中出现货物掉落现象，另外，现有的搬运机器人充电方式是在低电量报警或没有电停止工作后，工作人员手动操作，对搬运机器人进行充电回路进行充电操作，自主化程度较低，为此我们提出了一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在现有的工业生产用搬运机器人的搬运过程中，容易在转弯或者高速前进过程中出现货物掉落现象，且需要工作人员手动操作进行充电，自主化程度较低的缺点，而提出的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，包括底座，所述底座的底面安装有驱动机构，顶面安装有竖向设置的导向板，所述导向板上滑动连接有升降板，所述升降板的上侧设有缓冲板，所述缓冲板与升降板之间连接有减震限位机构，且升降板、底座和导向板之间连接有升降机构，所述底座的内部开设有空腔，空腔内安装有蓄电池，所述蓄电池的充电端通过导线连接有充电插头，空腔的侧壁上开设有与充电插头相配合的活动通道，所述充电插头的外壁安装有上安装有上滑块和下滑块，所述活动通道的侧壁上开始开设有分别与上滑块和下滑块相配合的上滑槽和下滑槽，所述上滑槽的内部固定有电动推杆，所述电动推杆的输出端与上滑块固定相连，活动通道的外端铰接有防尘板；
所述蓄电池的顶面安装有中央处理器，中央处理器内包括电量监控模块、第一GPS模块、数据处理模块和执行模块，数据处理模块的输入端与蓄电池、电量监控模块和第一GPS模块的输出端相连，数据处理模块的输出端与执行模块的输入端相连，所述充电插头匹配的充电插座处安装有第二GPS模块，第二GPS模块的输出端通过无线网络与数据处理模块的输入端相连。
优选的，所述驱动机构包括固定在底座底面的驱动器，驱动器的两端均转动连接有轮轴，两个轮轴的两端均固定有移动轮。
优选的，所述升降机构包括安装在空腔内的电机，电机的输出端固定安装有固定管，固定管的内部活动连接有伸缩杆，伸缩杆的顶端与升降板转动相连，固定管的外壁上安装有环形板，环形板的外侧壁上开设有皮带槽，皮带槽内配合有皮带，且环形板通过皮带连接有传动带轮，传动带轮的内部开设有同轴的螺纹孔，螺纹孔内配合有螺纹杆，且螺纹杆与升降板螺纹相连。
优选的，所述螺纹杆竖向设置，导向板的内部开设有与螺纹杆相配合的矩形通槽。
优选的，所述伸缩杆是由多个由内至外依次套接的伸缩管组成，内径最小的伸缩管与升降板转动相连，每个伸缩管的下端外壁上均固定有两个导向块，伸缩管和固定管的内壁上均沿轴向开设有与导向块相配合的导向槽，导向槽的侧壁顶端设有半球形的凸粒，导向块的侧壁上开设有与凸粒相配合的凹槽。
优选的，所述减震限位机构包括固定在缓冲板底面的四个导向柱，升降板上开设有与四个导向柱相配合的通孔，每个导向柱上均套接有弹簧，且弹簧的两端分别于升降板和缓冲板相连，缓冲板的一侧两端均绑接有限位绳，另一侧两端均固定有U形的限位板，两个限位绳的一端分别穿过同一端的限位板，并缠绕有绕绳杆，绕绳杆的两端均固定转动连接有U形的活动板，活动板的顶部固定有两个连接滑块，且连接滑块与升降板的底面滑动相连，活动板的一侧设有两个对称设置的弹性板。
优选的，两个所述弹性板为开口方向相背的弧形板，且两个弹性板的一端固定在升降板的底面。
优选的，所述绕绳杆的一端穿过活动板的一端安装有手柄，手柄与活动板之间设有限位螺母，且限位螺母与绕绳杆通过螺纹相连。
优选的，所述执行模块的输出端与驱动器、电动推杆和电机的输入端通过导线相连，数据处理模块通过无线网络与上位机相连。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明中，通过对蓄电池电量以及机器人与充电插座的实时距离，结合机器人的工作状态可直接分析判断出适宜的充电时间点，并自动移动到抄点插座处进行自行充电，智能化程度高，实用性好；
2、本发明中，充电插头通过电动推杆来控制伸缩，充电时被电推出便于充电，充电结束后，则被拉回活动通道内，防尘板在重力的作用下转回原位置，对活动通道的端口进行遮挡，可避免灰尘等侵蚀充电插头，保证充电插头的安全性，并延长其使用寿命；
3、本发明中，通过减震限位机构对搬运的货物进行限位绑定，且绑定限位的操作简单，适用于不同的货品，限位效率高，限位后，在搬运移动的过程中，活动板通过连接滑块实现在升降板上的滑动缓冲，避免限位过紧而造成产品的损伤，使用安全可靠，同时搬运的过程中，弹簧可实现对缓冲板的缓冲，提高搬运的稳定性；
4、本发明中，利用减震限位机构实现对产品的固定后，启动电机，通过环形板和传动带轮之间的皮带连接，以及螺纹杆与升降板之间的螺纹连接，可实现升降板的上升和下降，同时伸缩杆随着升降板的升降而伸缩，起到平衡和辅助支撑的作用，保证了升降板的稳定性，进一步提高了对货物搬运的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的A处放大图；
图3为本发明的升降板和导向板的连接结构示意图；
图4为本发明的升降机构的结构示意图；
图5为本发明的升降板和减震限位机构的仰视图；
图6为本发明的固定管和伸缩管的连接结构示意图；
图7为本发明的控制框图。
图中标号：1、底座；2、驱动机构；21、驱动器；22、轮轴；23、移动轮；3、导向板；4、升降板；5、缓冲板；6、减震限位机构；61、限位螺母；62、导向柱；63、弹簧；64、限位绳；65、限位板；66、绕绳杆；67、活动板；68、连接滑块；69、弹性板；610、手柄；7、升降机构；71、电机；72、固定管；73、伸缩杆；74、环形板；75、传动带轮；76、螺纹杆；8、蓄电池；9、充电插头；10、活动通道；11、上滑块；12、下滑块；13、电动推杆；14防尘板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1、3和5，一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，包括底座1，底座1的底面安装有驱动机构2，驱动机构2包括固定在底座1底面的驱动器21，驱动器21的两端均转动连接有轮轴22，两个轮轴22的两端均固定有移动轮23，顶面安装有竖向设置的导向板3，导向板3上滑动连接有升降板4，升降板4的上侧设有缓冲板5，缓冲板5与升降板4之间连接有减震限位机构6，减震限位机构6包括固定在缓冲板5底面的四个导向柱62，升降板4上开设有与四个导向柱62相配合的通孔，每个导向柱62上均套接有弹簧63，且弹簧63的两端分别于升降板4和缓冲板5相连，缓冲板5的一侧两端均绑接有限位绳64，另一侧两端均固定有U形的限位板65，两个限位绳64的一端分别穿过同一端的限位板65，并缠绕有绕绳杆66，绕绳杆66的两端均固定转动连接有U形的活动板67，活动板67的顶部固定有两个连接滑块68，且连接滑块68与升降板4的底面滑动相连，活动板67的一侧设有两个对称设置的弹性板69，两个弹性板69为开口方向相背的弧形板，且两个弹性板69的一端固定在升降板4的底面，绕绳杆66的一端穿过活动板67的一端安装有手柄610，手柄610与活动板67之间设有限位螺母61，且限位螺母61与绕绳杆66通过螺纹相连。
将产品搬运到到缓冲板5上，将两个限位绳64绕过产品，并穿过限位板65，绑在绕绳杆66上，并转动手柄610，收卷限位绳64，并在收卷到适宜的程度，以及活动板67一定程度的挤压弹性板69后，通过将限位螺母61旋向活动板67，使其抵在活动板67，限制绕绳杆66的转动，使得两个限位绳64实现对产品的限位，通过启动驱动器21可通过移动轮23实现装置和产品的移动，实现搬运，在搬运的过程中，活动板67通过连接滑块68实现在升降板4上的滑动缓冲，避免限位过紧而造成产品的损伤，同时搬运的过程中，弹簧63可实现对缓冲板5的缓冲，提高搬运的稳定性。
实施例二
参照图1、3、4、5和6，升降板4、底座1和导向板3之间连接有升降机构7，升降机构7包括安装在空腔内的电机71，电机71的输出端固定安装有固定管72，固定管72的内部活动连接有伸缩杆73，伸缩杆73是由多个由内至外依次套接的伸缩管组成，内径最小的伸缩管与升降板4转动相连，每个伸缩管的下端外壁上均固定有两个导向块，伸缩管和固定管72的内壁上均沿轴向开设有与导向块相配合的导向槽，导向槽的侧壁顶端设有半球形的凸粒，导向块的侧壁上开设有与凸粒相配合的凹槽，固定管72的外壁上安装有环形板74，环形板74的外侧壁上开设有皮带槽，皮带槽内配合有皮带，且环形板74通过皮带连接有传动带轮75，传动带轮75的内部开设有同轴的螺纹孔，螺纹孔内配合有螺纹杆76，且螺纹杆76与升降板4螺纹相连，螺纹杆76竖向设置，导向板3的内部开设有与螺纹杆76相配合的矩形通槽。
在利用减震限位机构6实现对产品的固定后，启动电机71，通过电机71带着固定管72以及固定管72上的环形板74转动，环形板74通过皮带驱动传动带轮75，从而驱动螺纹杆76在导向板3内转动，螺纹杆76通过与升降板4之间的螺纹配合，实现升降板4的上升和下降，上升的过程中，伸缩杆73内的伸缩管从内之外依次被升降板4带着上提，每个伸缩管上导向块与所在导向槽上的凸粒相配合后，可避免伸缩管之间的脱离，此时伸缩杆73变长，下降过程则相反，升降板4将伸缩管下压，导向块与凸粒分离，伸缩杆73变短，伸缩杆73随着升降板4的升降而伸缩，起到平衡和辅助支撑的作用，保证了升降板4的稳定性，且伸缩杆73的变化不需要多余的动力，且伸缩长度不受限。
实施例三
参照图1、2和7，底座1的内部开设有空腔，空腔内安装有蓄电池8，蓄电池8的充电端通过导线连接有充电插头9，空腔的侧壁上开设有与充电插头9相配合的活动通道10，充电插头9的外壁安装有上安装有上滑块11和下滑块12，活动通道10的侧壁上开始开设有分别与上滑块11和下滑块12相配合的上滑槽和下滑槽，上滑槽的内部固定有电动推杆13，电动推杆13的输出端与上滑块11固定相连，活动通道10的外端铰接有防尘板14，蓄电池8的顶面安装有中央处理器，中央处理器内包括电量监控模块、第一GPS模块、数据处理模块和执行模块，数据处理模块的输入端与蓄电池8、电量监控模块和第一GPS模块的输出端相连，数据处理模块的输出端与执行模块的输入端相连，充电插头9匹配的充电插座处安装有第二GPS模块，第二GPS模块的输出端通过无线网络与数据处理模块的输入端相连，执行模块的输出端与驱动器21、电动推杆13和电机71的输入端通过导线相连，数据处理模块通过无线网络与上位机相连。
工作人员可通过上位机或者手机向数据处理模块发送信号，设定搬运目的地，数据处理模块自动规划路径，且第一GPS模块和第二GPS模块将机器人的位置和充电插座的位置信息实时发送给数据处理模块，同时电量监控模块间蓄电池8的实时电量也发送给数据处理模块，数据处理模块根据蓄电池8的实时电量以及机器人和充电插座之间的实施距离，以及当前的工作状态和目的地，分析判断是否需要充电，如果需要充电，数据处理模块发送信号给执行模块，启动驱动器21，通过移动轮23移动到充电插座处，直至与充电插座的距离适宜后，驱动电动推杆13，将充电插头9推出活动通道10，此时防尘板14被顶起，便于充电插头9插入充电插座，充电结束后，驱动电动推杆13将充电插头9拉回活动通道10内，此时防尘板14挡住活动通道10的端口，可避免灰尘进入活动通道10内，保证充电插头9的安全性，并延长其使用寿命；另外中央处理器的设置可智能控制装置的工作，智能化程度高。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明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 (9)

1.一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的底面安装有驱动机构(2)，顶面安装有竖向设置的导向板(3)，所述导向板(3)上滑动连接有升降板(4)，所述升降板(4)的上侧设有缓冲板(5)，所述缓冲板(5)与升降板(4)之间连接有减震限位机构(6)，且升降板(4)、底座(1)和导向板(3)之间连接有升降机构(7)，所述底座(1)的内部开设有空腔，空腔内安装有蓄电池(8)，所述蓄电池(8)的充电端通过导线连接有充电插头(9)，空腔的侧壁上开设有与充电插头(9)相配合的活动通道(10)，所述充电插头(9)的外壁安装有上安装有上滑块(11)和下滑块(12)，所述活动通道(10)的侧壁上开始开设有分别与上滑块(11)和下滑块(12)相配合的上滑槽和下滑槽，所述上滑槽的内部固定有电动推杆(13)，所述电动推杆(13)的输出端与上滑块(11)固定相连，活动通道(10)的外端铰接有防尘板(14)；
所述蓄电池(8)的顶面安装有中央处理器，中央处理器内包括电量监控模块、第一GPS模块、数据处理模块和执行模块，数据处理模块的输入端与蓄电池(8)、电量监控模块和第一GPS模块的输出端相连，数据处理模块的输出端与执行模块的输入端相连，所述充电插头(9)匹配的充电插座处安装有第二GPS模块，第二GPS模块的输出端通过无线网络与数据处理模块的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述驱动机构(2)包括固定在底座(1)底面的驱动器(21)，驱动器(21)的两端均转动连接有轮轴(22)，两个轮轴(22)的两端均固定有移动轮(23)。
3.根据权利要求1所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述升降机构(7)包括安装在空腔内的电机(71)，电机(71)的输出端固定安装有固定管(72)，固定管(72)的内部活动连接有伸缩杆(73)，伸缩杆(73)的顶端与升降板(4)转动相连，固定管(72)的外壁上安装有环形板(74)，环形板(74)的外侧壁上开设有皮带槽，皮带槽内配合有皮带，且环形板(74)通过皮带连接有传动带轮(75)，传动带轮(75)的内部开设有同轴的螺纹孔，螺纹孔内配合有螺纹杆(76)，且螺纹杆(76)与升降板(4)螺纹相连。
4.根据权利要求3所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述螺纹杆(76)竖向设置，导向板(3)的内部开设有与螺纹杆(76)相配合的矩形通槽。
5.根据权利要求3所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述伸缩杆(73)是由多个由内至外依次套接的伸缩管组成，内径最小的伸缩管与升降板(4)转动相连，每个伸缩管的下端外壁上均固定有两个导向块，伸缩管和固定管(72)的内壁上均沿轴向开设有与导向块相配合的导向槽，导向槽的侧壁顶端设有半球形的凸粒，导向块的侧壁上开设有与凸粒相配合的凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述减震限位机构(6)包括固定在缓冲板(5)底面的四个导向柱(62)，升降板(4)上开设有与四个导向柱(62)相配合的通孔，每个导向柱(62)上均套接有弹簧(63)，且弹簧(63)的两端分别于升降板(4)和缓冲板(5)相连，缓冲板(5)的一侧两端均绑接有限位绳(64)，另一侧两端均固定有U形的限位板(65)，两个限位绳(64)的一端分别穿过同一端的限位板(65)，并缠绕有绕绳杆(66)，绕绳杆(66)的两端均固定转动连接有U形的活动板(67)，活动板(67)的顶部固定有两个连接滑块(68)，且连接滑块(68)与升降板(4)的底面滑动相连，活动板(67)的一侧设有两个对称设置的弹性板(69)。
7.根据权利要求6所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，两个所述弹性板(69)为开口方向相背的弧形板，且两个弹性板(69)的一端固定在升降板(4)的底面。
8.根据权利要求6所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述绕绳杆(66)的一端穿过活动板(67)的一端安装有手柄(610)，手柄(610)与活动板(67)之间设有限位螺母(61)，且限位螺母(61)与绕绳杆(66)通过螺纹相连。
9.根据权利要求1所述的一种具有电能自动补充装置的移动式工业搬运机器人，其特征在于，所述执行模块的输出端与驱动器(21)、电动推杆(13)和电机(71)的输入端通过导线相连，数据处理模块通过无线网络与上位机相连。
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