CN112975896A - 一种建筑材料搬运机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑材料搬运机器人,其中,行走装置包括多个麦克纳姆轮和驱动麦克纳姆轮的行走轮伺服电机,行走轮伺服电机连接动力装置,取件送样装置连接可移动壳体且位于平台上方以抓取建筑材料,旋转盘支承于平台且相对于平台可转动,机械臂抓手连接活动杆,机械臂抓手经由伺服电机驱动,位置感应装置设在可移动壳体四周以采集位置信息,图像形成装置设在活动杆以采集图像信息;响应于位置信息,控制装置发送运动指令到行走装置,使得可移动壳体移动到第一预定位置,响应于图像信息,控制装置发送抓取指令到取件送样装置,使得机械臂抓爪移动到第二预定位置并抓取建筑材料到平台。本装置提高了搬运稳定性和自动化。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料搬运技术领域,尤其涉及一种建筑材料搬运机器人。
背景技术
随着科技的发展,机器人的应用越来越广泛,但总体来说,目前的机器人主要应用于机械、电子、航空等等高精度的企业,传统工程领域应用不高。建筑行业是一个精度要求相对不高的行业,建筑行业中大量的混凝土和钢筋等常规建筑材料的搬运和试验检测送样一般都是由人工来完成,常规建筑材料都比较沉重,人工搬运需要大量的工人,搬运常常存在伤人,搬运效率低、存放易倾倒等问题,同时,目前建筑业工人紧缺,建筑施工和建材检测企业,面临人员不足,人工成本过高问题。
针对这些的问题,对建筑材料的搬运进行机器人设计就显得很有必要了,一种建筑材料搬运智能机器人,有效缓解了建筑业人员紧缺和常用建筑材料搬运效率低等问题,提高了工作效率,节约了成本。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑材料搬运机器人,能够节约劳动力,提高建筑材料搬运效率,尤其适用于重复性的建材搬运和送样检测工作。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明的一种建筑材料搬运机器人包括:
可移动壳体,
动力装置,其设于所述可移动壳体以提供能源,
行走装置,其连接所述可移动壳体,所述行走装置包括多个麦克纳姆轮和驱动所述麦克纳姆轮的行走轮伺服电机,行走轮伺服电机连接所述动力装置,
平台,其设在所述可移动壳体上,
取件送样装置,其连接所述可移动壳体且位于平台上方以抓取建筑材料,所述取件送样装置包括,
旋转盘,其支承于所述平台且相对于所述平台可转动,
旋转臂,其连接所述旋转盘,旋转臂包括,
支撑杆,其固定于所述旋转盘,
活动杆,其可转动连接所述支撑杆,所述活动杆经由液压杆驱动,
机械臂抓手,其连接所述活动杆,所述机械臂抓手经由伺服电机驱动,
定位感应装置,其包括,
位置感应装置,其设在所述可移动壳体四周以采集位置信息,
图像形成装置,其设在所述活动杆以采集图像信息;
控制装置,其一端连接所述定位感应装置,另一端连接所述行走装置和取件送样装置,
响应于所述位置信息,控制装置发送运动指令到行走装置,使得可移动壳体移动到第一预定位置,
响应于所述图像信息,控制装置发送抓取指令到取件送样装置,使得机械臂抓爪移动到第二预定位置并抓取建筑材料到所述平台。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,麦克纳姆轮经由横杆连接以前行、横移、斜行、旋转及其组合。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述动力装置包括可充电电池,所述可充电电池电连接所述行走装置和取件送样装置。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述可充电电池包括两块12V的蓄电池。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述平台为设在可移动壳体的平板结构。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,旋转盘的转动范围为360°。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述机械臂抓手包括可开闭的卡钳件。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述卡钳件的卡接表面包覆锯齿形橡胶垫。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述图像形成装置包括摄像头或CCD相机。
所述的一种建筑材料搬运机器人中,所述控制装置包括基于所述位置信息生成运动指令的第一计算单元、基于所述图像信息生成抓取指令的第二计算单元以及显示屏。
在上述技术方案中,本发明提供的一种建筑材料搬运机器人,具有以下有益效果:建筑材料搬运机器人结构简单,使用方便,节约劳动力,搬运混凝土和钢筋等常用建筑材料时定位准确、搬运速度快、搬运时平稳性好、智能化、远程操控,可在检测实验室和建筑工地进行广泛推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种建筑材料搬运机器人的西南角俯视图;
图2是一种建筑材料搬运机器人的东南角俯视图;
图3是一种建筑材料搬运机器人的左视图;
图4是一种建筑材料搬运机器人的右视图;
图5是一种建筑材料搬运机器人机械臂抓手的俯视图。
图中:行走装置-1、动力装置-2、定位感应装置-3、取件送样装置-4、平台-5、控制装置-6、建筑材料-7,麦克纳姆轮-1-1、行走轮伺服电机-1-2,可移动壳体-2-1、位置感应装置3-1、图像形成装置3-2、活动杆-4-1、液压杆-4-2、支撑杆-4-3、旋转盘-4-4、旋转臂伺服电机-4-5、伺服电机-4-6、机械臂抓手-4-7、锯齿形橡胶垫-4-8。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1-5所示,在一个实施例中,本发明的一种建筑材料搬运机器人包括,
可移动壳体2-1,
动力装置2,其设于所述可移动壳体2-1以提供能源,
行走装置1,其连接所述可移动壳体2-1,所述行走装置1包括多个麦克纳姆轮1-1和驱动所述麦克纳姆轮1-1的行走轮伺服电机1-2,行走轮伺服电机1-2连接所述动力装置2,
平台5,其设在所述可移动壳体2-1上,
取件送样装置4,其连接所述可移动壳体2-1且位于平台5上方以抓取建筑材料7,所述取件送样装置4包括,
旋转盘4-4,其支承于所述平台5且相对于所述平台5可转动,
旋转臂,其连接所述旋转盘4-4,旋转臂包括,
支撑杆4-3,其固定于所述旋转盘4-4,
活动杆4-1,其可转动连接所述支撑杆4-3,所述活动杆4-1经由液压杆4-2驱动,
机械臂抓手4-7,其连接所述活动杆4-1,所述机械臂抓手4-7经由伺服电机4-6驱动,
定位感应装置3,其包括,
位置感应装置3-1,其设在所述可移动壳体2-1四周以采集位置信息,图像形成装置3-2,其设在所述活动杆4-1以采集图像信息;
控制装置6,其一端连接所述定位感应装置3,另一端连接所述行走装置1和取件送样装置4,
响应于所述位置信息,控制装置6发送运动指令到行走装置1,使得可移动壳体2-1移动到第一预定位置,
响应于所述图像信息,控制装置6发送抓取指令到取件送样装置4,使得机械臂抓爪移动到第二预定位置并抓取建筑材料7到所述平台5。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,麦克纳姆轮1-1经由横杆连接以前行、横移、斜行、旋转及其组合。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述动力装置2包括可充电电池,所述可充电电池电连接所述行走装置1和取件送样装置4。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述可充电电池包括两块12V的蓄电池。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述平台5为设在可移动壳体2-1的平板结构。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,旋转盘4-4的转动范围为360°。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述机械臂抓手4-7包括可开闭的卡钳件。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述卡钳件的卡接表面包覆锯齿形橡胶垫4-8。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述图像形成装置3-2包括摄像头或CCD相机。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,所述控制装置6包括基于所述位置信息生成运动指令的第一计算单元、基于所述图像信息生成抓取指令的第二计算单元以及显示屏。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,位置感应装置3-1为红外测量装置。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,机械臂抓手4-7相对于旋转臂可360°旋转,连接所述旋转盘4-4的所述旋转臂可旋转180°。进一步,所述旋转臂经由旋转臂伺服电机4-5驱动。
所述的一种建筑材料搬运机器人的优选实施例中,建筑材料7为混凝土样品,进一步地,其为混凝土立方体试块。
在一个实施例中,所述机械臂抓手4-7始终保持与所述平台平行。这有利于平稳搬运。
在一个实施例中,所述的机器人的下部设有行走装置1,所述的行走装置1包括麦克纳姆轮1-1,可实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等全方位的四个麦克纳姆轮1-1和连接横杆运动。所述的智能机器人的下部设有动力装置2,所述的动力装置2包括行走驱动电机和两块12V的蓄电池,其中通过连接横杆将四块支撑块传递给四个行走大滚轮,底板固定在四块支撑块上,平板下方悬挂着行走驱动电机和两块12V的蓄电池。进一步地,所述的蓄电池上设有电源接口,两块12V的蓄电池串联在一起,为机器人行走装置1、旋转臂升降装置和取件送样装置4提供动力。所述的智能机器人的定位感应装置3位于机器人四周和旋转臂的上方,四周定位感应装置3具有红外线接收装置,旋转臂的上方的位感应装置还带有高清摄像头,感应装置能获取待取建筑材料7位置、送样检测时的试验机位置、行走时周边物体的位置等信息,智接收周边信息后通过控制装置6分析后,即可实现机器人智能抓取试样、搬运和送样等设定工作。
所述的智能机器人的取件送样装置4由活动杆4-1、液压杆4-2、支撑杆4-3、可360°旋转盘4-4、伺服电机旋转臂、机械臂抓手4-7和锯齿形橡胶组成,所述的旋转盘4-4可旋转360°,实现水平位置改变,活动杆4-1、液压杆4-2和支撑杆4-3组成的旋转臂可让取件送样装置4实现垂直位置改变,进而实现取件和送样的功能。
所述的智能机器人的控制装置6位于如试样存放平板的平台5下方,所述的控制装置6为该机器人的中枢神经系统,其包括传感系统、计算机系统和行走系统,能接受定位感应装置3发射反馈的信息,并能控制机器人的滚轮行走停止、旋转臂的旋转、机械臂抓手4-7松紧。
建筑材料搬运智能机器人的装置结构简单,可解放劳动力,能智能搬运常用建筑材料、搬运速度快、搬运时平稳性好,非常适用于替代重复性强人工体力工作,可在检测实验室和建筑工地进行推广应用。
最后应该说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,其包括:
可移动壳体,
动力装置,其设于所述可移动壳体以提供能源,
行走装置,其连接所述可移动壳体,所述行走装置包括多个麦克纳姆轮和驱动所述麦克纳姆轮的行走轮伺服电机,行走轮伺服电机连接所述动力装置,
平台,其设在所述可移动壳体上,
取件送样装置,其连接所述可移动壳体且位于平台上方以抓取建筑材料,所述取件送样装置包括,
旋转盘,其支承于所述平台且相对于所述平台可转动,
旋转臂,其连接所述旋转盘,旋转臂包括,
支撑杆,其固定于所述旋转盘,
活动杆,其可转动连接所述支撑杆,所述活动杆经由液压杆驱动,
机械臂抓手,其连接所述活动杆,所述机械臂抓手经由伺服电机驱动,
定位感应装置,其包括,
位置感应装置,其设在所述可移动壳体四周以采集位置信息,
图像形成装置,其设在所述活动杆以采集图像信息;
控制装置,其一端连接所述定位感应装置,另一端连接所述行走装置和取件送样装置,
响应于所述位置信息,控制装置发送运动指令到行走装置,使得可移动壳体移动到第一预定位置,
响应于所述图像信息,控制装置发送抓取指令到取件送样装置,使得机械臂抓爪移动到第二预定位置并抓取建筑材料到所述平台。
2.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,麦克纳姆轮经由横杆连接以前行、横移、斜行、旋转及其组合。
3.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述动力装置包括可充电电池,所述可充电电池电连接所述行走装置和取件送样装置。
4.根据权利要求3所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述可充电电池包括两块12V的蓄电池。
5.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述平台为设在可移动壳体的平板结构。
6.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,旋转盘的转动范围为360°。
7.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述机械臂抓手包括可开闭的卡钳件。
8.根据权利要求7所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述卡钳件的卡接表面包覆锯齿形橡胶垫。
9.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述图像形成装置包括摄像头或CCD相机。
10.根据权利要求1所述的一种建筑材料搬运机器人,其特征在于,所述控制装置包括基于所述位置信息生成运动指令的第一计算单元、基于所述图像信息生成抓取指令的第二计算单元以及显示屏。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210618 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |