CN113526409A - 一种医疗废弃物垃圾桶agv牵引机器人 - Google Patents

一种医疗废弃物垃圾桶agv牵引机器人 Download PDF

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Abstract

一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，属于垃圾处理技术领域，包括车身、抬升机构和底盘，其中抬升机构设置在车身的前侧，包括抬升电缸和抬升臂，抬升电缸的一端与车身固定连接，抬升电缸的伸缩端带动抬升臂的升降，底盘包括设置在机体底部的行走轮和驱动系统。本发明结构新颖，构思巧妙，自动化程度高，安全性能好，具有高效率、无人化、智能化等优点。

Description

一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，尤其涉及医疗废弃物的处理，具体是一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人。
背景技术
医疗废弃物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，是一种典型的危险废物，包括感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物和化学性废物，都具有相当大的危险，需要尽量避开人手接触。
医疗废弃物在装袋盛桶后，再集中搬运到后续的处理工艺流程中，由于医疗废弃物的特殊性，无法采用垃圾搬运车倾倒入车来搬运，需要将垃圾连桶一起搬运。现有的搬运手段大多采用人工搬运配合小型叉车运输，不仅工作强度高，搬运成本高，还容易发生倾倒的意外，搬运过程中存在接触与感染的风险，这都严重影响医疗废弃物的处理要求，也对相应的工作人员的身心健康带来较大的威胁。
因此，现有技术中需要一种新的能够脱离人工的话无人化的处理方案，来代替传统的人工搬运装卸。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，来代替传统人工搬运装卸。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，包括车身、抬升机构和底盘，其中抬升机构设置在车身的前侧，包括抬升电缸和抬升臂，抬升电缸的一端与车身固定连接，抬升电缸的伸缩端带动抬升臂的升降，底盘包括设置在机体底部的行走轮和驱动系统。
在本发明中，所述抬升机构的下端设置有固定支架，抬升机构通过固定支架与车身固定连接，抬升机构包括竖直设置的抬升固定支架和抬升电缸，抬升电缸的一端设置在固定支架上，抬升电缸的伸缩端沿抬升固定支架伸缩，抬升电缸的伸缩端带动抬升臂升降，抬升臂水平布置，抬升臂上设置有若干个钩爪，钩爪与医疗废弃物垃圾桶相配合，托举起医疗废弃物垃圾桶。
在本发明中，所述抬升固定支架包括平行设置的两条，抬升固定支架远离车身的一侧设置有两级滑块板，其中第一级滑块板嵌设在抬升固定支架的远离车身的一侧侧面，并沿抬升固定支架自由上下滑动，第二级滑块板嵌设在第一级滑块板的远离抬升固定支架的一侧侧面，并沿第一级滑块板自由上下滑动，两侧的第二级滑块板通过平衡板相连接，平衡板上通过导向固定块设置抬升臂。
进一步的，所述抬升电缸设置在两条抬升固定支架之间，抬升电缸的伸缩端连接有十字顶杆，十字顶杆为横竖两根杆呈十字形交叉固定而成的结构，十字顶杆的上端连接有电缸顶板，电缸顶板的两端分别与两侧的第一级滑块板的上部固定连接，十字顶杆的左右两端分别通过轴承固定有链轮，链轮上绕过有链条，链条的一端连接到链条移动拉板，另一端连接到链条固定拉板，链条移动拉板设置在第二级滑块板的下部，链条固定拉板设置在抬升电缸的下部，并与之固定连接。
进一步的，所述链条移动拉板的两端分别与两侧第二级滑块板的下部固定连接。
进一步的，所述抬升臂有两只，相对应的，导向固定块有两个，分别与抬升臂一一对应，抬升臂穿过导向固定块，并沿着导向固定块左右滑动，抬升臂为梳状，钩爪的一端固定在每个抬升臂的分支杆的端部，钩爪的另一端向上设置。
进一步的，所述抬升电缸的伸缩端与十字顶杆的下端的连接处设置有压力传感器，称量抬升臂抬升的医疗废弃物垃圾桶的重量，并记录牵引的医疗废弃物垃圾桶数量。
在本发明中，所述车身前侧的下部设置有推动装置，推动装置包括水平设置的平推电缸，平推电缸的一端垂直固定在机体侧面，平推电缸的伸缩端固定设置有平推板，平推板的左右两侧均设置有平推延长杆，平推板朝向车身的一侧对称设置有两条平推电缸导杆，平推电缸的中部设置有平推导杆定位件，约束平推电缸导杆的行程。
在本发明中，所述行走轮包括两个驱动轮和一个万向轮，万向轮设置在车身底部的后侧，驱动轮对称设置在车身底部的左右两侧，驱动系统包括伺服电机和减速机，每个驱动轮分别对应一个伺服电机和减速机，分别由各自的伺服电机独立驱动。
进一步的，所述驱动轮通过驱动轴和轴承座设置在车体的底部，驱动轴穿过轴承座的中心，轴承座内安装设置有两个深沟球轴承，两个深沟球轴承之间设置有轴套，两个深沟球轴承的内圈通过轴套固定连接，靠近轴承座的深沟球轴承的外圈与轴承座固定连接，另一个深沟球轴承的外侧通过轴承压板与驱动轴固定连接，靠近轴承座的深沟球轴承的内圈通过环状的轴挡板与轴承座固定设置，驱动轴穿过深沟球轴承和轴承座，与减速机的转轴平键连接，减速机为直角式行星减速机。
在本发明中，所述车身的下部设置有导航避障机构，包括防撞开关和非接触式激光避障传感器，其中非接触式激光避障传感器设置在车身的前侧和后侧，车身的后侧还设置有激光导航传感器，激光导航传感器位于非接触式激光避障传感器的上方，防撞开关位于激光导航传感器和非接触式激光避障传感器之间，车身的顶部还设置有旋转警示灯和急停按钮。
在本发明中，所述车身的前侧设置有扫码器，医疗废弃物垃圾桶的对应位置贴有二维码标签。
在本发明中，所述车身的下部设置有锂电池作为动力源，车身下部的左右侧面设置有充电刷板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明通过抬升机构搬运起医疗废弃物垃圾桶，在驱动系统的指导下，能够实现医疗废弃物垃圾桶搬运的无人化和自动化，有效的避免医疗废弃物可能的泄露风险和对人体造成危害的可能，安全性能好，搬运效率高；
（2）本发明的抬升机构通过链轮的提升放大，有效的提高了抬升臂的抬升行程，使得电缸仅需要很少的伸缩行程即可实现抬升机构对医疗废弃物垃圾桶的有效抬升和搬运，抬升效果好；
（3）本发明的抬升臂通过导向固定块的调节和钩爪的抓取，能够有效的同时抬升2-3个医疗废弃物垃圾桶，搬运效率大大提升；
（4）本发明中抬升机构和推动装置配合，使得医疗废弃物垃圾桶在抬升和放下时能够避免摇晃和碰撞，通过推动医疗废弃物垃圾桶，还能将其准确放置到指定的位置；
（5）本发明通过驱动轮和驱动系统的配合，两侧驱动轮的异步驱动能够有效的实现整体的直行和转向，循迹效果好；
（6）本发明的导航避障机构通过非接触式避障传感器与防撞开关配合，能够有效的解决了牵引机器人在移动过程中遇到障碍物时应对问题，基于SLAM技术的激光导航传感器能够对环境进行轮廓建模、地图编辑和路线规划，自主性高，满足柔性化牵引需求，定位精确，可靠稳定；
（7）本发明通过扫码器对医疗废弃物垃圾桶上二维码标签的识别，可实现对垃圾桶的数据统计，在需要时能够追溯垃圾桶的相关信息；
（8）本发明通过充电刷板实现了自动充电，锂电池电量不足时驱动牵引机器人去充电，充电完成后去工作或待机，自动化智能化程度高。
因此，本发明结构新颖，构思巧妙，自动化程度高，安全性能好，具有高效率、无人化、智能化等优点。
附图说明
图1 为本发明的整体外形示意图；
图2 为本发明另一视角的外形示意图；
图3 为本发明的抬升机构结构示意图；
图4 为本发明的推动装置结构示意图；
图5 为本发明的底盘结构示意图；
图6 为本发明的驱动轮安装结构分解图；
图7 为本发明的工作状态示意图；
图8 为本发明的另一工作状态示意图。
图中：车身1、万向轮2、锂电池3、伺服电机4、减速机5、轴挡板6、轴承座7、深沟球轴承8、轴套9、轴承压板10、驱动轴11、驱动轮12、抬升固定支架13、抬升臂14、压力传感器15、链条16、十字顶杆17、电缸顶板18、第一级滑块板19、链轮20、链条固定拉板21、第二级滑块板22、导向固定块23、平衡板24、钩爪25、抬升电缸26、链条移动拉板27、固定支架28、非接触式激光避障传感器29、充电刷板30、防撞开关31、激光导航传感器32、急停按钮33、旋转警示灯34、扫码器35、推动装置36、平推电缸37、平推板38、平推延长杆39、平推电缸导杆40、平推导杆定位件41、定位套管42。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，如图1和2所示，包括车身1、抬升机构和底盘，抬升机构设置在车身1的前侧，抬升机构的正下方设置有推动装置36，车身1的前侧设置有扫码器35，车身1的下部设置有导航避障机构，包括防撞开关31和非接触式激光避障传感器29，其中非接触式激光避障传感器29设置在车身1的前侧和后侧，车身1的后侧还设置有激光导航传感器32，激光导航传感器32位于非接触式激光避障传感器29的上方，防撞开关31位于激光导航传感器32和非接触式激光避障传感器29之间，车身1的顶部还设置有旋转警示灯34和急停按钮33，车身1的下部设置有锂电池3作为动力源，车身1下部的左右侧面设置有充电刷板30。
在图3中，抬升机构的下端设置有固定支架28，抬升机构通过固定支架28与车身1固定连接，抬升机构包括竖直设置的抬升固定支架13和抬升电缸26，抬升固定支架13包括平行设置的两条，抬升固定支架13远离车身1的一侧设置有两级滑块板，其中第一级滑块板19嵌设在抬升固定支架13的远离车身1的一侧侧面，并沿抬升固定支架13自由上下滑动，第二级滑块板22嵌设在第一级滑块板19的远离抬升固定支架13的一侧侧面，并沿第一级滑块板19自由上下滑动，两侧的第二级滑块板22通过平衡板24相连接，平衡板24上通过导向固定块23设置抬升臂；抬升电缸26设置在两条抬升固定支架13之间，抬升电缸26的一端设置在固定支架28上，抬升电缸26的伸缩端沿抬升固定支架13伸缩，抬升电缸26的伸缩端连接有十字顶杆17，抬升电缸26的伸缩端与十字顶杆17的下端的连接处设置有压力传感器15，十字顶杆17为横竖两根杆呈十字形交叉固定而成的结构，十字顶杆17的上端连接有电缸顶板18，电缸顶板18的两端分别与两侧的第一级滑块板19的上部固定连接，十字顶杆17的左右两端分别通过轴承固定有链轮20，链轮20上绕过有链条16，链条16的一端连接到链条移动拉板27，另一端连接到链条固定拉板21，链条移动拉板27设置在第二级滑块板22的下部，链条移动拉板27的两端分别与两侧第二级滑块板22的下部固定连接，链条固定拉板21设置在抬升电缸26的下部，并与之固定连接。
抬升臂14有两只，水平布置，相对应的，导向固定块23有两个，分别与抬升臂14一一对应，抬升臂14穿过导向固定块23，并沿着导向固定块23左右滑动，抬升臂14为梳状，抬升臂14上设置有若干个钩爪25，钩爪25的一端固定在每个抬升臂14分支杆的端部，钩爪25的另一端向上设置。
在图4中，推动装置36包括水平设置的平推电缸37，平推电缸37的一端垂直固定在车身1侧面，平推电缸37的伸缩端固定设置有平推板38，平推板38的左右两侧均设置有平推延长杆39，平推板38朝向车身的一侧对称设置有两条平推电缸导杆40，平推电缸37的中部设置有平推导杆定位件41，平推导杆定位件41上对称设置有两个定位套管42，两条平推电缸导杆40分别穿过两侧的定位套管42，并在平推电缸37的带动下沿定位套管42自由滑动。
底盘包括设置在车身1底部的行走轮和驱动系统，如图3和4所示，行走轮包括两个驱动轮12和一个万向轮2，万向轮2设置在车身1底部的后侧，驱动轮12对称设置在车身1底部的左右两侧，驱动系统包括伺服电机4和减速机5，每个驱动轮12分别对应一个伺服电机4和减速机5，分别由各自的伺服电机4独立驱动。
在图4中，驱动轮12通过驱动轴11和轴承座7设置在车体1的底部，驱动轴11穿过轴承座7的中心，轴承座7内安装设置有两个深沟球轴承8，两个深沟球轴承8之间设置有轴套9，两个深沟球轴承8的内圈通过轴套9固定连接，靠近轴承座7的深沟球轴承8的外圈与轴承座7固定连接，另一个深沟球轴承8的外侧通过轴承压板10与驱动轴11固定连接，靠近轴承座7的深沟球轴承8的内圈通过环状的轴挡板6与轴承座7固定设置，驱动轴11穿过深沟球轴承8和轴承座7，与减速机5的转轴平键连接，减速机5为直角式行星减速机。
本发明所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人用于医疗废弃物垃圾桶的搬运时，如图7和8所示，牵引机器人移动到医疗废弃物垃圾桶区域后，扫码器35识别医疗废弃物垃圾桶，抬升臂14承托医疗废弃物垃圾桶桶盖开合的转轴处，钩爪25插入到缝隙处，此时抬升臂14可以同时承托抬升起2个到3个的医疗废弃物垃圾桶；抬升电缸26工作，其伸缩端伸长，推动十字顶杆17上升，带动着第一级滑块板19提升，链轮20转动，链条16带动链条移动拉板27提升，进一步带动第二级滑块板22携带着抬升臂14提升，抬升臂14承托起医疗废弃物垃圾桶提升，随着抬升电缸26的工作，医疗废弃物垃圾桶抬升完成；在远程指导下，牵引机器人搬运着医疗废弃物垃圾桶循迹移动，在激光导航传感器32对环境的识别下，对环境进行轮廓建模、地图编辑和路线规划，自主定位导航，保证牵引机器人将医疗废弃物垃圾桶搬运到目标区域。
在移动轨迹上遇到发现障碍物进入非接触式激光避障传感器29的防护范围时，对防护范围内障碍物感知实现对应功能，包括减速和停止，若在一定的时间内，障碍物离开防护范围，则牵引机器人将自动启动，继续执行任务，若超过预设时间，安全防护仍处于触发状态，触发长时间停车报警，旋转警示灯34警告，需人工确认才可继续执行任务，确保生产作业安全稳定运行。
因此，结合上述构造和工作过程可以发现，本发明所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人结构新颖，构思巧妙，自动化程度高，安全性能好，具有高效率、无人化、智能化等优点。

Claims (10)

1.一种医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：包括车身、抬升机构和底盘，其中抬升机构设置在车身的前侧，包括抬升电缸和抬升臂，抬升电缸的一端与车身固定连接，抬升电缸的伸缩端带动抬升臂的升降，底盘包括设置在机体底部的行走轮和驱动系统。
2.根据权利要求1所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述抬升机构的下端设置有固定支架，抬升机构通过固定支架与车身固定连接，抬升机构包括竖直设置的抬升固定支架和抬升电缸，抬升电缸的一端设置在固定支架上，抬升电缸的伸缩端沿抬升固定支架伸缩，抬升电缸的伸缩端带动抬升臂升降，抬升臂水平布置，抬升臂上设置有若干个钩爪，钩爪与医疗废弃物垃圾桶相配合，托举起医疗废弃物垃圾桶。
3.根据权利要求1所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述抬升固定支架包括平行设置的两条，抬升固定支架远离车身的一侧设置有两级滑块板，其中第一级滑块板嵌设在抬升固定支架的远离车身的一侧侧面，并沿抬升固定支架自由上下滑动，第二级滑块板嵌设在第一级滑块板的远离抬升固定支架的一侧侧面，并沿第一级滑块板自由上下滑动，两侧的第二级滑块板通过平衡板相连接，平衡板上通过导向固定块设置抬升臂。
4.根据权利要求3所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述抬升电缸设置在两条抬升固定支架之间，抬升电缸的伸缩端连接有十字顶杆，抬升电缸的伸缩端与十字顶杆的下端的连接处设置有压力传感器，十字顶杆为横竖两根杆呈十字形交叉固定而成的结构，十字顶杆的上端连接有电缸顶板，电缸顶板的两端分别与两侧的第一级滑块板的上部固定连接，十字顶杆的左右两端分别通过轴承固定有链轮，链轮上绕过有链条，链条的一端连接到链条移动拉板，另一端连接到链条固定拉板，链条移动拉板设置在第二级滑块板的下部，链条固定拉板设置在抬升电缸的下部，并与之固定连接。
5.根据权利要求4所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述链条移动拉板的两端分别与两侧第二级滑块板的下部固定连接。
6.根据权利要求4所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述抬升臂有两只，相对应的，导向固定块有两个，分别与抬升臂一一对应，抬升臂穿过导向固定块，并沿着导向固定块左右滑动，抬升臂为梳状，钩爪的一端固定在每个抬升臂的分支杆的端部，钩爪的另一端向上设置。
7.根据权利要求1所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述车身前侧的下部设置有推动装置，推动装置包括水平设置的平推电缸，平推电缸的一端垂直固定在机体侧面，平推电缸的伸缩端固定设置有平推板，平推板的左右两侧均设置有平推延长杆，平推板朝向车身的一侧对称设置有两条平推电缸导杆，平推电缸的中部设置有平推导杆定位件。
8.根据权利要求1所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述行走轮包括两个驱动轮和一个万向轮，万向轮设置在车身底部的后侧，驱动轮对称设置在车身底部的左右两侧，驱动系统包括伺服电机和减速机，每个驱动轮分别对应一个伺服电机和减速机，分别由各自的伺服电机独立驱动。
9.根据权利要求7所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述驱动轮通过驱动轴和轴承座设置在车体的底部，驱动轴穿过轴承座的中心，轴承座内安装设置有两个深沟球轴承，两个深沟球轴承之间设置有轴套，两个深沟球轴承的内圈通过轴套固定连接，靠近轴承座的深沟球轴承的外圈与轴承座固定连接，另一个深沟球轴承的外侧通过轴承压板与驱动轴固定连接，靠近轴承座的深沟球轴承的内圈通过环状的轴挡板与轴承座固定设置，驱动轴穿过深沟球轴承和轴承座，与减速机的转轴平键连接，减速机为直角式行星减速机。
10.根据权利要求1所述的医疗废弃物垃圾桶AGV牵引机器人，其特征在于：所述车身的下部设置有导航避障机构，包括防撞开关和非接触式激光避障传感器，其中非接触式激光避障传感器设置在车身的前侧和后侧，车身的后侧还设置有激光导航传感器，激光导航传感器位于非接触式激光避障传感器的上方，防撞开关位于激光导航传感器和非接触式激光避障传感器之间，车身的顶部还设置有旋转警示灯和急停按钮，车身的前侧设置有扫码器，医疗废弃物垃圾桶的对应位置贴有二维码标签。
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CN114180239A (zh) * 2021-11-26 2022-03-15 云南昆船智能装备有限公司 一种基于agv的自动化无人垃圾箱搬运系统

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