CN112978239A - 基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人 - Google Patents

基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人 Download PDF

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CN112978239A CN202110183008.6A CN202110183008A CN112978239A CN 112978239 A CN112978239 A CN 112978239A CN 202110183008 A CN202110183008 A CN 202110183008A CN 112978239 A CN112978239 A CN 112978239A
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李泽清
李泽明
王勇
张敏
黄戈
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Abstract

本发明公开了基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，通过位移机构与架体转动连接，控制器与架体固定连接，定位器与控制器电连接，光学接收器与定位器电连接，光学发射器与光学接收器电连接，电控箱与架体固定连接，液压缸与架体固定连接，活塞杆与液压缸固定连接，连接板与活塞杆固定连接，货叉与连接板固定连接，第一转轴与货叉转动连接，传动筒与第一转轴固定连接，传送带与传动筒滑动连接，第一电机与货叉固定连接，第一电机输出端与首尾第一转轴固定连接，第一电机驱动第一转轴带动传动筒转动，传送带跟随传动筒的运动方向移送，将货叉上的物品卸下，解决了自动导引搬运机器人工作效率较低的问题。

Description

基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人
技术领域
本发明涉及自动导引搬运机器人技术领域，尤其涉及基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人。
背景技术
自动导引搬运机器人主要集中在物料搬运上面，但在一些其他方面也可以使用到自动导引搬运机器人，现有的自动导引搬运机器人在进行卸货时，搬运货物在未使用规定层架的情况下，货叉无法搬运物品中退出，从而影响工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，旨在解决自动导引搬运机器人工作效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，包括架体、位移机构、控制器、两个光学接收器、若干光学发射器、定位器、电控箱、液压缸、活塞杆、连接板、两个货叉、若干第一转轴、若干传动筒、传送带和两个第一电机，所述位移机构与所述架体转动连接，并位于所述架体的一侧，所述控制器与所述架体固定连接，并位于远离所述位移机构的一侧，所述定位器与所述控制器电连接，并位于远离所述位移机构的一侧，两个所述光学接收器分别与所述定位器电连接，若干所述光学发射器分别与两个所述光学接收器电连接，所述电控箱与所述架体固定连接，并位于靠近所述控制器的一侧，两个所述液压缸分别与所述架体固定连接，均位于所述架体内部，两个所述活塞杆分别与两个所述液压缸输出端固定连接，两个所述连接板分别与两个所述活塞杆的另一侧固定连接，两个所述货叉分别与两个所述连接板固定连接，并位于远离所述架体的一侧，若干所述第一转轴分别与两个所述货叉转动连接，并贯穿所述货叉，若干所述传动筒分别与若干所述第一转轴固定连接，并位于所述第一转轴四周，所述传送带与若干所述传动筒滑动连接，并包裹所述传动筒，两个所述第一电机分别与所述货叉固定连接，并位于远离所述传动筒的一侧，两个所述第一电机输出端与首尾两个所述第一转轴固定连接。
其中，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个滑块，所述架体具有两个滑槽，两个所述滑槽均位于靠近所述连接板的一侧，两个所述滑块的一侧分别与两个所述连接板固定连接，均位于远离所述货叉的一侧，两个所述滑块的另一侧分别与所述架体滑动连接，均位于所述滑槽上。
其中，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括横杆，所述横杆与所述架体固定连接，并位于远离所述位移机构的一侧。
其中，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个复位弹簧，两个所述复位弹簧的一侧分别与两个所述液压缸固定连接，均位于所述活塞杆四周，两个所述复位弹簧的另一侧分别与所述连接板固定连接。
其中，所述位移机构包括四个第二转轴、四个滚轮和两个第二电机，所述架体具有四个安装槽，四个所述安装槽均位于远离所述控制器的一侧，四个所述第二转轴分别与所述架体转动连接，并位于所述安装槽内，四个所述滚轮分别四个所述第二转轴固定连接，均位于所述第二转轴四周，两个所述第二电机分别与所述架体固定连接，并位于靠近所述货叉的一侧，两个所述第二电机输出端分别与相邻的两个所述第二转轴固定连接。
其中，所述位移机构还包括四个防滑圈，四个所述防滑圈分别与四个所述滚轮固定连接，均位于所述滚轮四周。
其中，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括第一保护罩，所述第一保护罩与所述架体固定连接，并位于所述电控箱、所述控制器和所述定位器四周，所述第一保护罩具有散热口，所述散热口位于远离所述架体的一侧。
本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，通过所述位移机构与所述架体转动连接，并位于所述架体的一侧，所述控制器与所述架体固定连接，并位于远离所述位移机构的一侧，所述定位器与所述控制器电连接，并位于远离所述位移机构的一侧，两个所述光学接收器分别与所述定位器电连接，若干所述光学发射器分别与两个所述光学接收器电连接，所述电控箱与所述架体固定连接，并位于靠近所述控制器的一侧，两个所述液压缸分别与所述架体固定连接，均位于所述架体内部，两个所述活塞杆分别与两个所述液压缸输出端固定连接，两个所述连接板分别与两个所述活塞杆的另一侧固定连接，两个所述货叉分别与两个所述连接板固定连接，并位于远离所述架体的一侧，若干所述第一转轴分别与两个所述货叉转动连接，并贯穿所述货叉，若干所述传动筒分别与若干所述第一转轴固定连接，并位于所述第一转轴四周，所述传送带与若干所述传动筒滑动连接，并包裹所述传动筒，两个所述第一电机分别与所述货叉固定连接，并位于远离所述传动筒的一侧，两个所述第一电机输出端与首尾两个所述第一转轴固定连接，解决了自动导引搬运机器人工作效率较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人的结构示意图；
图2是本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人的前视图；
图3是本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人的后视图；
图4是本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人的剖视图。
1-架体、2-位移机构、3-控制器、4-光学接收器、5-光学发射器、6-定位器、 7-电控箱、8-液压缸、9-活塞杆、10-连接板、11-货叉、12-第一转轴、13-传动筒、 14-传送带、15-第一电机、16-滑块、17-滑槽、18-复位弹簧、19-安装槽、20-第二转轴、21-滚轮、22-第二电机、23-防滑圈、24-第一保护罩、25-散热口、26- 固定架、27-第三电机、28-扇叶、29-第二保护罩、30-横杆。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置或元件必须据有特定的方位、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，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。
请参阅图1至图4，本发明提供基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，包括架体1、位移机构2、控制器3、两个光学接收器4、若干光学发射器5、定位器6、电控箱7、液压缸8、活塞杆9、连接板10、两个货叉11、若干第一转轴12、若干传动筒13、传送带14和两个第一电机15，所述位移机构2与所述架体1转动连接，并位于所述架体1的一侧，所述控制器3 与所述架体1固定连接，并位于远离所述位移机构2的一侧，所述定位器6与所述控制器3电连接，并位于远离所述位移机构2的一侧，两个所述光学接收器4分别与所述定位器6电连接，若干所述光学发射器5分别与两个所述光学接收器4电连接，所述电控箱7与所述架体1固定连接，并位于靠近所述控制器3的一侧，两个所述液压缸8分别与所述架体1固定连接，均位于所述架体1 内部，两个所述活塞杆9分别与两个所述液压缸8输出端固定连接，两个所述连接板10分别与两个所述活塞杆9的另一侧固定连接，两个所述货叉11分别与两个所述连接板10固定连接，并位于远离所述架体1的一侧，若干所述第一转轴12分别与两个所述货叉11转动连接，并贯穿所述货叉11，若干所述传动筒13分别与若干所述第一转轴12固定连接，并位于所述第一转轴12四周，所述传送带14与若干所述传动筒13滑动连接，并包裹所述传动筒13，两个所述第一电机15分别与所述货叉11固定连接，并位于远离所述传动筒13的一侧，两个所述第一电机15输出端与首尾两个所述第一转轴12固定连接。
在本实施方式中，首先将若干所述光学发射器5安装在天花板上，所述光学发射器5在三维空间内发射红外编码光束，采用850纳米人眼安全红外光，每个空间方向上光的编码独特且唯一。所述光学接收器4负责接收编码光并进行编码信号预处理。所述定位器6内置定位算法，完成光学信号的实时解码，解算出光学标签相对于所述光学发射器5的垂直和水平角度，进而得到平面位置。所述控制器3内置所述光学发射器5的分组算法，调度若干所述光学发射器5之前的发光次序。每个所述光学发射器5的覆盖区域为一个圆，该圆的半径(R)取决于所述光学发射器5和所述光学接收器4之间的垂直高度差(h)，即R ＝2.5h。此覆盖区域内所有的所述定位器6均能单独接受光信号并解码算出当前位置，在同一自动导引搬运机器人上安装两个所述光学接收器4，并将两个所述光学接收器4的距离(mm)作为已知条件，可得出每个所述光学接收器4到与所述光学发射器5之间的距离，以及车身姿态角度，通过三角函数连续计算可得出运动中的自动导引搬运机器人的坐标变化，刷新率可达35Hz/s，在比对坐标和位姿数据一致后，确认到达站点，此时所述电控箱7控制所述液压缸8驱动所述活塞杆9上的连接板10连接的所述货叉11上下升降完成装货，然后所述位移机构2将货物搬运至指定区域，所述第一电机15驱动所述第一转轴12 上的所述传动筒13转动，所述传送带14跟随所述传动筒13运动方向移动，将所述货叉11上的货物卸下，每辆车上只要安装光学接收器4，即可完成定位，成本低。所述货叉11为专用层架货叉，可以插取任意特殊形状的层架，完成200KG 内，层架的运输和上下料。所述光学发射器5安装高度在10米以上，可覆盖直径就可达50米，无论现场墙体，货物，环境如何变化，都可以让自动导引搬运机器人正常行驶。现场临时堆放大量的无序纸箱，仍能够无视纸箱所带来的影响，通过自动导引搬运机器人完成仓库到产线不锈钢金属层架的物流运输任务，解决了自动导引搬运机器人工作效率较低的问题。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个滑块16，所述架体1具有两个滑槽17，两个所述滑槽17均位于靠近所述连接板10的一侧，两个所述滑块16的一侧分别与两个所述连接板10固定连接，均位于远离所述货叉11的一侧，两个所述滑块16的另一侧分别与所述架体1滑动连接，均位于所述滑槽17上。
在本实施方式中，所述连接板10通过所述滑块16在所述架体1上的滑槽 17上滑动，增加了所述连接板10在上下移动时的流畅性。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括横杆30，所述横杆30与所述架体1固定连接，并位于远离所述位移机构 2的一侧。
在本实施方式中，所述横杆30可避免所述连接块和所述滑块16滑出所述架体1。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个复位弹簧18，两个所述复位弹簧18的一侧分别与两个所述液压缸8 固定连接，均位于所述活塞杆9四周，两个所述复位弹簧18的另一侧分别与所述连接板10固定连接。
在本实施方式中，所述液压缸8与所述连接板10之间的所述复位弹簧18 提供预紧力，增加所述连接板10上的所述货叉11在搬运时的稳定性。
进一步的，所述位移机构2包括四个第二转轴20、四个滚轮21和两个第二电机22，所述架体1具有四个安装槽19，四个所述安装槽19均位于远离所述控制器3的一侧，四个所述第二转轴20分别与所述架体1转动连接，并位于所述安装槽19内，四个所述滚轮21分别四个所述第二转轴20固定连接，均位于所述第二转轴20四周，两个所述第二电机22分别与所述架体1固定连接，并位于靠近所述货叉11的一侧，两个所述第二电机22输出端分别与相邻的两个所述第二转轴20固定连接。
在本实施方式中，所述电机驱动与其连接的所述第二转轴20上的所述滚轮 21转动，从而带动所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人移动，另外两个所述第二转轴20上的滚轮21跟随移动方向转动，使所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人在移动过程中保持平稳。
进一步的，所述位移机构2还包括四个防滑圈23，四个所述防滑圈23分别与四个所述滚轮21固定连接，均位于所述滚轮21四周。
在本实施方式中，为避免所述滚轮21在制动状态下打滑，故在所述滚轮21 四周设置有所述防滑圈23，增加滚轮21与接触面的摩擦力。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括第一保护罩24，所述第一保护罩24与所述架体1固定连接，并位于所述电控箱7、所述控制器3和所述定位器6四周，所述第一保护罩24具有散热口 25，所述散热口25位于远离所述架体1的一侧。
在本实施方式中，为避免所述电控箱7、所述控制器3和所述定位器6在搬运过程中受撞击造成损伤，故在所述电控箱7、所述控制器3和所述定位器6四周设置有所述第一保护罩24，所述电控箱7、所述控制器3和所述定位器6在工作时所产生的热量从所述第一保护罩24上的所述散热口25排出。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括固定架26、第三电机27和扇叶28，所述固定架26与所述第一保护罩24 固定连接，并位于所述散热口25处，所述第三电机27与所述固定架26固定连接，并位于所述第一保护罩24内部，所述扇叶28与所述第三电机27输出端固定连接。
在本实施方式中，所述固定架26上的所述电机驱动所述扇叶28转动，将所述第一保护罩24内的热量加速从所述散热口25处排出。
进一步的，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括第二保护罩29，所述第二保护罩29与所述第一保护罩24固定连接，并位于所述扇叶28四周。
在本实施方式中，为避免异物卡住所述扇叶28影响其散热效果，故在所述扇叶28四周设置有所述第二保护罩29。
本发明的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，首先将若干所述光学发射器5安装在天花板上，所述光学发射器5在三维空间内发射红外编码光束，采用850纳米人眼安全红外光，每个空间方向上光的编码独特且唯一。所述光学接收器4负责接收编码光并进行编码信号预处理。所述定位器6内置定位算法，完成光学信号的实时解码，解算出光学标签相对于所述光学发射器5的垂直和水平角度，进而得到平面位置。所述控制器3内置所述光学发射器5的分组算法，调度若干所述光学发射器5之前的发光次序。每个所述光学发射器5的覆盖区域为一个圆，该圆的半径(R)取决于所述光学发射器 5和所述光学接收器4之间的垂直高度差(h)，即R＝2.5h。此覆盖区域内所有的所述定位器6均能单独接受光信号并解码算出当前位置，在同一自动导引搬运机器人上安装两个所述光学接收器4，并将两个所述光学接收器4的距离(mm) 作为已知条件，可得出每个所述光学接收器4到与所述光学发射器5之间的距离，以及车身姿态角度，通过三角函数连续计算可得出运动中的自动导引搬运机器人的坐标变化，刷新率可达35Hz/s，在比对坐标和位姿数据一致后，确认到达站点，此时所述电控箱7控制所述液压缸8驱动所述活塞杆9上的连接板 10连接的所述货叉11上下升降完成装货，然后所述位移机构2将货物搬运至指定区域，所述第一电机15驱动所述第一转轴12上的所述传动筒13转动，所述传送带14跟随所述传动筒13运动方向移动，将所述货叉11上的货物卸下，每辆车上只要安装光学接收器4，即可完成定位，成本低。所述货叉11为专用层架货叉，可以插取任意特殊形状的层架，完成200KG内，层架的运输和上下料。所述光学发射器5安装高度在10米以上，可覆盖直径就可达50米，无论现场墙体，货物，环境如何变化，都可以让自动导引搬运机器人正常行驶。现场临时堆放大量的无序纸箱，仍能够无视纸箱所带来的影响，通过自动导引搬运机器人完成仓库到产线不锈钢金属层架的物流运输任务，解决了自动导引搬运机器人工作效率较低的问题。
以上所揭露的仅为本发明基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，包括架体、位移机构、控制器、两个光学接收器、若干光学发射器、定位器、电控箱、液压缸、活塞杆、连接板、两个货叉、若干第一转轴、若干传动筒、传送带和两个第一电机，所述位移机构与所述架体转动连接，并位于所述架体的一侧，所述控制器与所述架体固定连接，并位于远离所述位移机构的一侧，所述定位器与所述控制器电连接，并位于远离所述位移机构的一侧，两个所述光学接收器分别与所述定位器电连接，若干所述光学发射器分别与两个所述光学接收器电连接，所述电控箱与所述架体固定连接，并位于靠近所述控制器的一侧，两个所述液压缸分别与所述架体固定连接，均位于所述架体内部，两个所述活塞杆分别与两个所述液压缸输出端固定连接，两个所述连接板分别与两个所述活塞杆的另一侧固定连接，两个所述货叉分别与两个所述连接板固定连接，并位于远离所述架体的一侧，若干所述第一转轴分别与两个所述货叉转动连接，并贯穿所述货叉，若干所述传动筒分别与若干所述第一转轴固定连接，并位于所述第一转轴四周，所述传送带与若干所述传动筒滑动连接，并包裹所述传动筒，两个所述第一电机分别与所述货叉固定连接，并位于远离所述传动筒的一侧，两个所述第一电机输出端与首尾两个所述第一转轴固定连接。
2.如权利要求1所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个滑块，所述架体具有两个滑槽，两个所述滑槽均位于靠近所述连接板的一侧，两个所述滑块的一侧分别与两个所述连接板固定连接，均位于远离所述货叉的一侧，两个所述滑块的另一侧分别与所述架体滑动连接，均位于所述滑槽上。
3.如权利要求1所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括横杆，所述横杆与所述架体固定连接，并位于远离所述位移机构的一侧。
4.如权利要求1所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括两个复位弹簧，两个所述复位弹簧的一侧分别与两个所述液压缸固定连接，均位于所述活塞杆四周，两个所述复位弹簧的另一侧分别与所述连接板固定连接。
5.如权利要求1所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述位移机构包括四个第二转轴、四个滚轮和两个第二电机，所述架体具有四个安装槽，四个所述安装槽均位于远离所述控制器的一侧，四个所述第二转轴分别与所述架体转动连接，并位于所述安装槽内，四个所述滚轮分别四个所述第二转轴固定连接，均位于所述第二转轴四周，两个所述第二电机分别与所述架体固定连接，并位于靠近所述货叉的一侧，两个所述第二电机输出端分别与相邻的两个所述第二转轴固定连接。
6.如权利要求5所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述位移机构还包括四个防滑圈，四个所述防滑圈分别与四个所述滚轮固定连接，均位于所述滚轮四周。
7.如权利要求1所述的基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述基于室内红外光学多曲面定位技术的自动导引搬运机器人还包括第一保护罩，所述第一保护罩与所述架体固定连接，并位于所述电控箱、所述控制器和所述定位器四周，所述第一保护罩具有散热口，所述散热口位于远离所述架体的一侧。
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