CN113104575B - 智能单棉包搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及智能单棉包搬运机器人，包括底盘驱动机构、棉包抓取机构、电气控制系统和导航防障碍系统，底盘驱动机构包括底盘、驱动电机、差速驱动轮和支撑万向轮，底盘的下端的两侧均设置有差速驱动轮，驱动电机的输出端固定连接差速驱动轮，底盘的两侧均固定设置有两个支撑万向轮，电气控制系统包括控制显示屏和控制按钮，导航防障碍系统包括行走导航雷达、充电雷达、270°安全雷达和深度工业相机，本发明可以实现棉包的自动搬运，因此自动化程度高，从而降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

Description

智能单棉包搬运机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及智能单棉包搬运机器人。

背景技术

抓棉机，又称抓包机，一般有往复式抓棉机和圆盘式抓棉机两种型式，作为开清棉机组的第一道工序，适用于抓取各种不同等级的原棉、棉型化纤，间歇下降的抓棉机打手随转塔做往复或圆周运动，对棉包做精细抓取，初步开松及混和，向后道工序供应开松程度较好的棉束。

当车间抓棉机上包台上的棉包用完后，需通过搬运设备把仓库的棉包运输到抓棉机上包台上。单个棉包的重要约为225公斤，现有设备一般需要通过人工手动操作搬运设备，完成整个棉包的搬运，需多次重复人工操作，工作量大，劳动强度高。

发明内容

本发明的目的在于提供智能单棉包搬运机器人，以解决上述背景技术中提出的现有设备一般需要通过人工手动操作搬运设备，完成整个棉包的搬运，需多次重复人工操作，工作量大，劳动强度高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括底盘驱动机构、棉包抓取机构、电气控制系统和导航防障碍系统，所述底盘驱动机构包括底盘、驱动电机、差速驱动轮和支撑万向轮，所述底盘的下端的两侧均设置有差速驱动轮，所述驱动电机的输出端固定连接所述差速驱动轮，所述底盘的两侧均固定设置有两个所述支撑万向轮，所述电气控制系统包括控制显示屏和控制按钮，所述导航防障碍系统包括行走导航雷达、充电雷达、270°安全雷达和深度工业相机，所述转动板的一侧设置有缓压机构，所述缓压机构包括转动连接在转动板一侧前端的两个弧形夹板，所述转动板内腔的前端固定连接有固定板，所述弧形夹板外表面的一端固定连接有弧形滑条，所述弧形滑条自固定板的一侧贯穿至另一侧，所述弧形滑条的表面套设有弹簧，所述弹簧的一端与弧形夹板焊接，所述弹簧远离弧形夹板的一端与固定板相焊接。

优选的，所述棉包抓取机构位于所述底盘的后上方。

优选的，所述棉包抓取机构包括左软夹取板、右软夹取板、提升机构、电动往复机构，所述左软夹取板和所述右软夹取板通过所述电动往复机构(直线导轨)固定连接在所述提升机构的一侧。

优选的，所述提升机构包括伺服电机、滚珠丝杆、齿轮齿条和链轮链条。

优选的，所述行走导航雷达固定安装在所述底盘的上方。

优选的，所述充电雷达固定安装在所述底盘前方下侧。

优选的，所述270°安全雷达固定安装在所述底盘前后拐角处。

优选的，所述深度工业相机固定安装在所述棉包抓取机构的中间位置。

优选的，所述左软夹取板和右软夹取板相背的一侧均设置有防脱机构，所述防脱机构包括分别安装在左软夹取板和右软夹取板相背一侧的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定连接有齿板，所述左软夹取板和右软夹取板相背一侧的前端均安装有转动架，所述转动架的表面固定连接有齿轮，所述齿轮和齿板相啮合，所述转动架表面的顶部和底部均固定连接有转动板，位于两侧的两个转动板呈交错分布。

本发明的技术效果和优点：

1、通过设置有底盘驱动机构、棉包抓取机构、电气控制系统和导航防障碍系统，从而当抓棉机里的棉包用完时，启动电气控制系统，通过人机界面，人为触发搬运机器人命令，按照确定好的行驶路径，通过雷达导航系统，搬运机器人行驶到仓库，通过深度工业相机确定棉包的位置，自动控制搬运机器人上的棉包抓取机构，抓紧棉包，提升到一定的高度，搬运机器人按照设定好的路径返回到车间，把棉包放置在抓棉机设置好的点位上，完成一次棉包的搬运。

2、本发明可以实现棉包的自动搬运，因此自动化程度高，从而降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

3、通过弧形滑条和弹簧的配合使用，使得弧形夹板能够更加准确的贴合棉包的表面，使得弧形夹板能够与棉包紧密贴合，一方面避免了弧形夹板对棉包造成损坏，另一方面提高了弧形夹板对棉包夹持时的稳定性。

附图说明

图1为本发明结构的示意图。

图2为本发明结构棉包抓取机构和防脱机构的立体示意图。

图3为本发明结构棉包抓取机构和防脱机构的俯视图。

图4为本发明结构缓压机构的立体拆分示意图。

图中：1、底盘驱动机构；101、底盘；102、差速驱动轮；103、支撑万向轮；2、棉包抓取机构；201、左软夹取板；202、右软夹取板；203、提升机构；204、电动往复机构；3、电气控制系统；301、控制显示屏；302、控制按钮；4、导航防障碍系统；401、行走导航雷达；402、充电雷达；403、270°安全雷达；404、深度工业相机，5、防脱机构，501、电动伸缩杆，502、齿板，503、转动架，504、齿轮，505、转动板，6、缓压机构，601、弧形夹板，602、固定板，603、弧形滑条，604、弹簧。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

智能单棉包搬运机器人，包括底盘驱动机构1、棉包抓取机构2、电气控制系统3和导航防障碍系统，底盘驱动机构1包括底盘101、驱动电机、差速驱动轮102和支撑万向轮103，底盘101的下端的两侧均设置有差速驱动轮102，驱动电机的输出端固定连接差速驱动轮102，底盘101的两侧均固定设置有两个支撑万向轮103，电气控制系统3包括控制显示屏301和控制按钮302，导航防障碍系统包括行走导航雷达401、充电雷达402、270°安全雷达403和深度工业相机404。

在本实施例中，棉包抓取机构2位于底盘101的后上方。

值得说明的是，从而便于本发明抓取棉包和移动。

在本实施例中，棉包抓取机构包括左软夹取板201、右软夹取板202、提升机构203、电动往复机构204，电动往复机构204包括直线导轨和电伸缩杆，左软夹取板201和右软夹取板202通过电动往复机构204固定连接在提升机构203的一侧。

值得说明的是，棉包抓取机构和提升机构203通过电气机控制电动往复机构204实现。

在本实施例中，提升机构203包括伺服电机、滚珠丝杆、齿轮齿条和链轮链条，提升机构203是通过伺服电机控制滚珠丝杆往复运动达到上升和下降。

值得说明的是，通过伺服电机带动齿轮齿条和链轮链条的移动以及滚珠丝杆往复运动来达到提升功能。

在本实施例中，行走导航雷达401固定安装在底盘101的上方。

值得说明的是，行走导航雷达401处于一定高度，因此能够探测行走路径上的障碍物。

在本实施例中，充电雷达402固定安装在底盘101前方下侧。

值得说明的是，因此充电时便于精准定位充电设备。

在本实施例中，270°安全雷达403固定安装在底盘101前后拐角处。

值得说明的是，因此能探测底盘101下方270°范围内行走路径上的障碍物。

在本实施例中，深度工业相机404固定安装在棉包抓取机构2的中间位置。

值得说明的是，因此能够便于拍摄棉包的位置。

在本实施例中，左软夹取板201和右软夹取板202相背的一侧均设置有防脱机构5，防脱机构5包括分别安装在左软夹取板201和右软夹取板202相背一侧的电动伸缩杆501，电动伸缩杆501的输出端固定连接有齿板502，左软夹取板201和右软夹取板202相背一侧的前端均安装有转动架503，转动架503的表面固定连接有齿轮504，齿轮504和齿板502相啮合，转动架503表面的顶部和底部均固定连接有转动板505，位于两侧的两个转动板505呈交错分布。

在本实施例中，转动板505的一侧设置有缓压机构6，缓压机构6包括转动连接在转动板505一侧前端的两个弧形夹板601，转动板505内腔的前端固定连接有固定板602，弧形夹板601外表面的一端固定连接有弧形滑条603，弧形滑条603自固定板602的一侧贯穿至另一侧，弧形滑条603的表面套设有弹簧604，弹簧604的一端与弧形夹板601焊接，弹簧604远离弧形夹板601的一端与固定板602相焊接。

值得说明的是，通过弧形滑条603和弹簧604的配合使用，使得弧形夹板601能够更加准确的贴合棉包的表面，使得弧形夹板601能够与棉包紧密贴合，一方面避免了弧形夹板601对棉包造成损坏，另一方面提高了弧形夹板601对棉包夹持时的稳定性。

本发明工作原理：本实施例的智能单棉包搬运机器人在使用时，当抓棉机里的棉包用完时，启动电气控制系统3，通过人机界面，人为触发搬运机器人命令，驱动电机带动差速驱动轮102实现差速行走，按照确定好的行驶路径，通过雷达导航系统，行走导航雷达401固定安装在底盘101的上方，因此能够探测行走路径上的障碍物，270°安全雷达403固定安装在底盘101前后拐角处，因此能探测底盘101下方270°范围内行走路径上的障碍物，搬运机器人行驶到仓库，通过深度工业相机404确定棉包的位置，自动控制搬运机器人上的棉包抓取机构2抓紧棉包，启动电动伸缩杆501，电动伸缩杆501拉动齿板502，齿板502带动齿轮504旋转，齿轮504在旋转的过程中带动转动板505发生翻转，随后转动板505带动弧形夹板601与棉包的表面相贴合，接着弧形夹板601的受到挤压，弧形滑条603发生滑动，对弹簧604进行压缩，使得弧形夹板601与棉包紧密贴合，然后通过提升机构203中的伺服电机驱动齿轮齿条、链轮链条和电动往复机构204等抓取棉包后提升到一定的高度，搬运机器人按照设定好的路径返回到车间，把棉包放置在抓棉机设置好的点位上，完成一次棉包的搬运，通过充电雷达402固定安装在底盘101前方下侧，因此在需要充电时便于精准定位充电设备，实现自动充电，本发明在触发命令后，整个运输过程多次重复搬运可以实现自动化搬运，因此自动化程度高，便于使用。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.智能单棉包搬运机器人，包括底盘驱动机构(1)、棉包抓取机构(2)、电气控制系统(3)和导航防障碍系统，其特征在于：所述底盘驱动机构(1)包括底盘(101)、驱动电机、差速驱动轮(102)和支撑万向轮(103)，所述底盘(101)的下端的两侧均设置有差速驱动轮(102)，所述驱动电机的输出端固定连接所述差速驱动轮(102)，所述底盘(101)的两侧均固定设置有两个所述支撑万向轮(103)，所述棉包抓取机构(2)包括左软夹取板(201)、右软夹取板(202)、提升机构(203)、电动往复机构(204)，所述左软夹取板(201)和所述右软夹取板(202)通过所述电动往复机构(204)固定连接在所述提升机构(203)的一侧，所述电气控制系统(3)包括控制显示屏(301)和控制按钮(302)，所述导航防障碍系统包括行走导航雷达(401)、充电雷达(402)、270°安全雷达(403)和深度工业相机(404)，所述左软夹取板(201)和右软夹取板(202)相背的一侧均设置有防脱机构(5)，所述防脱机构(5)包括分别安装在左软夹取板(201)和右软夹取板(202)相背一侧的电动伸缩杆(501)，所述电动伸缩杆(501)的输出端固定连接有齿板(502)，所述左软夹取板(201)和右软夹取板(202)相背一侧的前端均安装有转动架(503)，所述转动架(503)的表面固定连接有齿轮(504)，所述齿轮(504)和齿板(502)相啮合，所述转动架(503)表面的顶部和底部均固定连接有转动板(505)，位于两侧的两个转动板(505)呈交错分布，所述转动板(505)的一侧设置有缓压机构(6)，所述缓压机构(6)包括转动连接在转动板(505)一侧前端的两个弧形夹板(601)，所述转动板(505)内腔的前端固定连接有固定板(602)，所述弧形夹板(601)外表面的一端固定连接有弧形滑条(603)，所述弧形滑条(603)自固定板(602)的一侧贯穿至另一侧，所述弧形滑条(603)的表面套设有弹簧(604)，所述弹簧(604)的一端与弧形夹板(601)焊接，所述弹簧(604)远离弧形夹板(601)的一端与固定板(602)相焊接。

2.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述棉包抓取机构(2)位于所述底盘(101)的后上方。

3.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述提升机构(203)包括伺服电机、滚珠丝杆、齿轮齿条和链轮链条。

4.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述行走导航雷达(401)固定安装在所述底盘(101)的上方。

5.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述充电雷达(402)固定安装在所述底盘(101)前方下侧。

6.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述270°安全雷达(403)固定安装在所述底盘(101)前后拐角处。

7.根据权利要求1所述的智能单棉包搬运机器人，其特征在于：所述深度工业相机(404)固定安装在所述棉包抓取机构(2)的中间位置。