CN115092638A - 全向移动搬运机器人 - Google Patents

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CN115092638A CN202210852288.XA CN202210852288A CN115092638A CN 115092638 A CN115092638 A CN 115092638A CN 202210852288 A CN202210852288 A CN 202210852288A CN 115092638 A CN115092638 A CN 115092638A
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driving
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盛柳炳
杨桂林
姚建华
王慰军
余泉霖
刘强
张驰
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Zhejiang University of Technology ZJUT
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
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Zhejiang University of Technology ZJUT
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
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Abstract

本发明公开了一种全向移动搬运机器人。所述全向移动搬运机器人包括：全向移动平台；抓取单元，设置在所述全向移动平台上，所述抓取单元包括至少两个具有多自由度的操作机械臂、至少两个抓取机构、升降调节机构和间距调节机构，所述操作机械臂与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接，所述抓取机构包括固定底板、力传感器、真空吸盘，所述固定底板与所述操作机械臂转动连接，所述真空吸盘、力传感器设置在所述固定底板上；视觉识别单元，设置在所述全向移动平台上；控制单元，与所述抓取单元、视觉识别单元连接。本发明提供的全向移动搬运机器人可以实现对多种不同形状、材质、体积的产品的抓取搬运工作，适应性更广泛。

Description

全向移动搬运机器人
技术领域
本发明特别涉及一种全向移动搬运机器人，属于搬运机器人技术领域。
背景技术
作为制造服务业的典型，仓储物流业近年来在我国得到了井喷式的发展。仓储是以满足供应链上下游的需求为目的，依托仓库设施、利用信息技术对货物存储、加工包装、分拣配送等进行有效计划、管理和执行的物流活动，是物流一体化运作和商品流通的重要环节。然而，我国仓储业的传统经营方式还没有根本性改变，仓储自动化与信息化管理仍处于较低水平，造成我国物流企业商品库存时间过长、占压资金过多，限制了电子商务等行业的快速发展。
根据联商资讯中心的调查显示，目前大多数电商仓库中心依然依靠人工进行接单、入库、拣货、出货等繁重作业，效率低下，导致大量订单堆积。总之，目前我国仓储管理仍处于人工管理或半自动化管理状态，效率不高，自动化、信息化水平偏低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种全向移动搬运机器人，从而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种全向移动搬运机器人，包括：
全向移动平台，具有用于承载产品的承载台面；
抓取单元，设置在所述全向移动平台上，所述抓取单元包括至少两个具有多自由度的操作机械臂、至少两个抓取机构、升降调节机构和间距调节机构，
所述操作机械臂与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接，所述升降调节机构至少用于驱使所述操作机械臂沿第一方向升降运动，所述间距调节机构用于驱使所述操作机械臂沿第二方向运动，以改变任意两个操作机械臂于第二方向上的间距，所述第一方向和第二方向呈角度设置，
所述抓取机构包括固定底板、力传感器、真空吸盘和第四驱动机构，所述固定底板与所述操作机械臂转动连接，所述第四驱动机构与所述固定底板传动连接，并至少用于驱使所述固定底板相对于所述操作机械臂转动，所述真空吸盘固定设置在所述固定底板上，并至少用于与产品接触，以夹取产品，所述力传感器设置在所述固定底板上，并至少用于监测抓取机构与产品接触时产生的压力；
视觉识别单元，设置在所述全向移动平台上，并至少用于采集周围环境以及待搬运的产品的图像信息；
控制单元，与所述抓取单元、视觉识别单元连接。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
1)本发明实施例提供的一种全向移动搬运机器人，在不需要更换自由部件的情况下可以实现对多种不同形状、材质、体积的产品的抓取搬运工作，适应性更广泛；
2)本发明实施例提供的一种全向移动搬运机器人的全向移动平台的回转半径相较于现有移动平台的回转半径更小，更适合在狭小、拥挤空间内作业，并且，激光测距传感器以及防撞传感器能够保证行驶过程中的安全性，避免意外情况发生；
3)本发明实施例提供的一种全向移动搬运机器人中的操作机械臂的自由度高，可以通过双操作机械臂的水平开合动作夹持物品，可在垂直平面上灵巧伸展完成在狭小货架空间内取放产品。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中提供的一种全向移动搬运机器人的结构示意图；
图2是本发明一典型实施案例中提供的一种全向移动搬运机器人的结构示意图；
图3是本发明一典型实施案例中提供的一种全向移动搬运机器人中全向移动平台底部的结构示意图；
图4是本发明一典型实施案例中提供的一种全向移动搬运机器人中抓取单元部分的结构示意图；
图5是本发明一典型实施案例中提供的一种全向移动搬运机器人中抓取机构的结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种全向移动搬运机器人，包括：
全向移动平台，具有用于承载产品的承载台面；
抓取单元，设置在所述全向移动平台上，所述抓取单元包括至少两个具有多自由度的操作机械臂、至少两个抓取机构、升降调节机构和间距调节机构，
所述操作机械臂与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接，所述升降调节机构至少用于驱使所述操作机械臂沿第一方向升降运动，所述间距调节机构用于驱使所述操作机械臂沿第二方向运动，以改变任意两个操作机械臂于第二方向上的间距，所述第一方向和第二方向呈角度设置，
所述抓取机构包括固定底板、力传感器、真空吸盘和第四驱动机构，所述固定底板与所述操作机械臂转动连接，所述第四驱动机构与所述固定底板传动连接，并至少用于驱使所述固定底板相对于所述操作机械臂转动，所述真空吸盘固定设置在所述固定底板上，并至少用于与产品接触，以夹取产品，所述力传感器设置在所述固定底板上，并至少用于监测抓取机构与产品接触时产生的压力；
视觉识别单元，设置在所述全向移动平台上，并至少用于采集周围环境以及待搬运的产品的图像信息；
控制单元，与所述抓取单元、视觉识别单元连接。
在一具体实施案例中，所述升降调节机构包括第二驱动机构和升降臂，所述升降臂沿第一方向固定设置在所述全向移动平台上，所述操作机械臂设置在所述升降臂上，所述第二驱动机构与所述操作机械臂传动连接并驱使所述操作机械臂沿所述升降臂运动，从而将所述操作机械臂调节至选定的高度位置处。
在一具体实施案例中，所述升降调节机构还包括升降横梁，所述升降横梁与所述升降臂活动配合，所述操作机械臂设置在所述升降横梁上，所述第二驱动机构与所述升降横梁传动连接，所述升降横梁能够与所述操作机械臂一起沿所述升降臂运动。
在一具体实施案例中，所述升降横梁沿第二方向设置，所述升降横梁上活动设置有至少两个滑块，所述滑块能够沿所述升降横梁运动，每一操作机械臂与一滑块对应且固定连接，所述操作机械臂能够在所述间距调节机构的驱使下与所述滑块一起沿所述升降横梁运动。
在一具体实施案例中，所述间距调节机构包括设置在所述升降横梁上的至少两个第三驱动机构，每一第三驱动机构与一操作机械臂传动连接。
在一具体实施案例中，所述升降调节机构还包括减速器，所述第二驱动机构经所述减速器与所述操作机械臂传动连接。
在一具体实施案例中，所述操作机械臂包括依次设置的多个连杆，相邻两个连杆之间通过转动副连接，任意两个相邻的连杆之间的角度可以调节，且两个相邻的连杆中的一者可以相对另一者发生转动。
在一具体实施案例中，所述抓取机构的固定底板还经转动副与其中一个连杆连接，所述固定底板与该连杆之间的角度可以调节，且所述固定底板与该连杆可以发生相对转动。
在一具体实施案例中，连接固定底板与连杆的转动副的轴线与其余转动副的轴线垂直。
在一具体实施案例中，连接两个连杆的转动副的轴线平行设置。
在一具体实施案例中，所述操作机械臂还包括一底座，所述底座与其中一连杆经转动副连接，所述底座与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接。
在一具体实施案例中，连接底座与连杆的转动副的轴线与连接两个连杆的转动副的轴线垂直或平行。
在一具体实施案例中，所述底座与所述滑块固定连接。
在一具体实施案例中，所述视觉识别单元还与所述升降调节机构传动连接，并能够在所述升降调节机构的驱使下与所述操作机械臂一起沿第一方向运动。
在一具体实施案例中，所述视觉识别单元设置在所述升降臂上且与所述第二驱动机构传动连接。
在一具体实施案例中，所述视觉识别单元设置一云台上，所述云台设置在所述升降臂上且与所述第二驱动机构传动连接。
在一具体实施案例中，所述视觉识别单元包括双目视觉传感器和结构光的发生器，所述双目视觉传感器与所述结构光的发生器连接，所述结构光的发生器与所述控制单元连接。
在一具体实施案例中，所述全向移动平台包括底盘、至少一组带有偏置的双轮复合驱动脚轮、至少一组被动万向轮和第一驱动机构，所述双轮复合驱动脚轮、被动万向轮设置在所述底盘的底部，所述第一驱动机构设置在所述底盘上且与所述双轮复合驱动脚轮传动连接，其中，所述底盘的顶部设置有所述的承载台面，所述抓取单元设置在所述承载台面上。
在一具体实施案例中，所述承载台面上设置有储物槽。
在一具体实施案例中，所述承载台面具有第一区域和第二区域，所述升降调节机构设置在所述第一区域，所述储物槽设置在所述第二区域，其中，所述第一区域所在平面的高度高于第二区域所在平面高度，从而在所述承载台面上形成台阶结构。
在一具体实施案例中，所述全向移动平台还包括防撞传感器和激光测距传感器，所述防撞传感器和激光测距传感器设置在所述底盘上。
在一具体实施案例中，所述控制单元包括工控机，所述工控机设置在所述底盘内。
如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，需要说明的是，本发明实施例意在结合附图对一种全向移动搬运机器人的结构和工作原理等进行解释和说明，除非特别说明的之外，本发明实施例中的驱动电机、丝杆组件、带有偏置的双轮复合驱动脚轮、工况机以及各种功能传感器等均可以是本领域技术人员已知的，其均可以通过市购获得，在此不对其具体的产品型号进行限定，本领域技术人员可以根据具体需求进行选择；尤其需要说明的是，本发明实施例中出现的诸如驱动机构等功能机构是指能够实现相应功能的机构，功能机构的具体结构不做具体的限定。
实施例
请参阅图1，一种全向移动搬运机器人，包括全向移动平台100、抓取单元、视觉识别单元 400和控制单元，所述全向移动平台100可以移动，所述抓取单元、视觉识别单元400和控制单元设置在所述全向移动平台100上，所述抓取单元具有多个方向上的自由度，并至少用于固定抓取产品，所述视觉识别单元400至少用于采集周围环境以及待搬运的产品的图像信息，所述控制单元分别与所述全向移动平台100、抓取单元、视觉识别单元400连接，并至少用于接收视觉识别单元400的图像信息以及根据所述图像信息和其他指令控制所述全向移动平台 100、抓取单元的工作状态。
在本实施例中，请参阅图2和图3，所述全向移动平台100包括底盘110、一组带有偏置的双轮复合驱动脚轮150、两组被动万向轮140和第一驱动机构，所述双轮复合驱动脚轮150、被动万向轮140设置在所述底盘110的底部，所述第一驱动机构设置在所述底盘110上且与所述双轮复合驱动脚轮150传动连接，其中，所述底盘110的顶部设置有用于放置产品的承载台面，所述抓取单元设置在所述承载台面上。
在本实施例中，所述带有偏置的双轮复合驱动脚轮150设置在两组被动万向轮140之间，每一组被动万向轮140包括两个相对设置在底盘110两侧的被动万向轮140，每一组双轮复合驱动脚轮150包括两个相对设置在底盘110两侧的双轮复合驱动脚轮150；示例性的，所述底盘110可以是方形结构，四个被动万向轮140设置在底盘110底部的四个对角处；需要说明的是，本发明实施例中的双轮复合驱动脚轮150和被动万向轮140主要用于实现底盘110的全向移动功能，关于双轮复合驱动脚轮150和被动万向轮140的数量仅是示例性的，本领域技术人员可以根据具体需求调节所述双轮复合驱动脚轮150和被动万向轮140的数量、尺寸等。
本实施例中，所述带有偏置的双轮复合驱动脚轮在全局坐标系中，双轮复合驱动脚轮(即式中的滚轮)与回转中心的运动学关系至少满足下式：
Figure BDA0003752732010000061
其中，α为滚轮与全局坐标系X轴夹角，S表示偏置距离，D表示左右两个滚轮的间距，上述方案为本发明的一个典型实施案例，但不限于此，所推导出的运动学方程仅代表本实施例的方案内容。应理解到，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改，补充或类似方式替代等，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围之内。
在本实施例中，所述第一驱动机构可以是旋转驱动电机或气缸等，其可以通过市购获得，所述第一驱动机构可以直接与所述双轮复合驱动脚轮150传动连接，也可以通过减速器与所述双轮复合驱动脚轮150传动连接。
在本实施例中，所述承载台面具有第一区域111和第二区域112，所述抓取单元、视觉识别单元安装在所述第一区域111，所述第二区域112设置有用于放置或容置产品的储物槽101，所述第一区域111所在平面的高度高于第二区域112所在平面高度，从而在所述承载台面上形成台阶结构，即可以理解的，所述承载台面为阶梯台面，所述全向移动搬运机器人在移动到目标货架执行搬运作业时，可将全向移动平台低平面一侧(即靠近承载台面第二区域112的一侧)潜入或伸入货架底部，从而降低操作时对于操作空间需求。
在本实施例中，通过将底盘110的承载台面设置为阶梯台面结构以及配合双轮复合驱动脚轮150，所述底盘110或全向移动平台可以实现任意的三自由度平面轨迹运动，特别适用于空间狭窄、拥挤的作业环境。
在本实施例中，所述全向移动平台100还包括防撞传感器120和激光测距传感器130，所述防撞传感器120和激光测距传感器130设置在所述底盘110上，示例性的，所述激光测距传感器130可以沿全向移动平台的行进方向设置在所述底盘110的端面上，所述防撞传感器120 可以设置在所述底盘110的侧面上，从而实现在全向移动平台行驶过程中的识别、躲避障碍物功能，达到更好，更安全的搬运作业效果。
在本实施例中，所述全向移动平台100的底盘110上还设置有电池槽，所述电池槽内设置有电源，所述电源与所述全向移动搬运机器人的用电功能机构电连接，并用于对全向移动搬运机器人提供电能。
在本实施例中，所述电源、减速器、第一驱动机构等重要部件可以设置在所述底盘110的单侧。
在本实施例中，所述全向移动平台的底盘110可以采用铝型材进行框架搭建，外侧面采用 304不锈钢材料包覆，以便于安装，降低成本。
在本实施例中，请参阅图1、图2和图4，所述抓取单元包括两个具有多自由度的操作机械臂210、两个抓取机构220、升降调节机构300和间距调节机构，所述抓取机构220安装在所述操作机械臂210的一端，所述操作机械臂210与所述升降调节机构300、间距调节机构传动连接，所述升降调节机构300至少用于驱使所述操作机械臂210沿第一方向升降运动，所述间距调节机构用于驱使所述操作机械臂210沿第二方向运动，以改变任意两个操作机械臂210于第二方向上的间距，从而使位于两个操作机械臂210上的两个抓取机构220完成对产品的抓取固定，其中，所述第一方向和第二方向呈角度设置，示例性的，所述第一方向可以是垂直于底盘 110承载台面的方向。
在本实施例中，所述升降调节机构300包括第二驱动机构和升降臂310，所述升降臂310 沿第一方向固定设置在所述全向移动平台100上，所述操作机械臂210设置在所述升降臂310 上，所述第二驱动机构与所述操作机械臂210传动连接并驱使所述操作机械臂210沿所述升降臂310运动，从而将所述操作机械臂210调节至选定的高度位置处。
在本实施例中，所述升降调节机构300还包括升降横梁320，所述升降横梁320与所述升降臂310活动配合，所述操作机械臂210设置在所述升降横梁320上，所述第二驱动机构与所述升降横梁320传动连接，所述升降横梁320能够与所述操作机械臂210一起沿所述升降臂 310运动。
在本实施例中，所述升降横梁320沿第二方向设置，所述升降横梁320上活动设置有至少两个滑块，所述滑块能够沿所述升降横梁320运动，每一操作机械臂210的一端与一滑块对应且固定连接，所述操作机械臂210能够在所述间距调节机构的驱使下与所述滑块一起沿所述升降横梁320运动，从而实现对两个操作机械臂210之间间距的调节，从而实现两个操作机械臂 210的打开和夹持动作。
在本实施例中，所述升降调节机构300还包括减速器，所述第二驱动机构经所述减速器与所述操作机械臂210传动连接，示例性的，所述第二驱动机构与所述减速器连接，同时所述减速器的输出端与所述操作机械臂210底部轴连接，用于提供所述单-双轻量化双复合操作机械臂 210的升降动作驱动动力。
在本实施例中，所述升降臂310包括丝杆组件，所述丝杆组件作为变距机构设置在所述升降臂310内，所述丝杆组件包括正反滚珠丝杆以及螺纹连接在正反滚珠丝杆上的丝杆螺母，所述第二驱动机构与所述正反滚珠丝杆传动连接，所述升降横梁320与所述丝杆螺母固定连接，其中，所述第二驱动机构为旋转机构，例如，所述第二驱动机构可以是旋转驱动电机或旋转驱动气缸等。
在本实施例中，所述间距调节机构包括设置在所述升降横梁320上的至少两个第三驱动机构，每一第三驱动机构与一操作机械臂210传动连接，优选的，所述第三驱动机构直接与所述滑块传动连接，通过驱使滑块于升降横梁320上运动来实现对操作机械臂210的驱动，进而实现对两个操作机械臂210之间间距的调节；其中，所述第三驱动机构为直线驱动机构，所述直线驱动机构可以是直线驱动电机或直线驱动气缸等。
在本实施例中，所述升降横梁320可以是滑轨，所述滑块可以是与升降横梁320滑动配合的，所述第三驱动机构是直线驱动机构，或者，所述升降横梁320也可以是包括正反滚珠丝杆组件，正反滚珠丝杆组件作为变距机构可以被设置在所述升降横梁内，所述滑块与正反滚珠丝杆组件中的丝杆螺母固定连接，所述第三驱动机构与正反滚珠丝杆组件的正反滚珠丝杆传动连接，所述第三驱动机构为旋转驱动机构；通过采用正反滚珠丝杆组件调节两个具有多自由度的操作机械臂210之间的间距，可以增大对目标产品抓取搬运时的夹持作用力，使产品搬运更平稳、安全。
在本实施例中，所述操作机械臂210包括依次设置的多个连杆，位于两端的两个连杆分别经转动副与滑块、抓取机构220转动连接，并且，相邻两个连杆之间也通过转动副连接，任意两个相邻的连杆之间的角度可以调节，且两个相邻的连杆中的一者可以相对另一者发生转动，从而使所述操作机械臂210具有多个方向上的自由度。
示例性的，所述操作机械臂210包括依次设置的底座211、第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214，其中，所述底座211、第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214中相邻的两者之间通过转动副215转动连接，所述底座211固定设置在滑块上(当然所述底座可以是与滑块一体设置的)，所述第三连杆214与所述抓取机构220之间通过转动副215转动连接，并且，所述第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214之间的转动副的轴线是平行的，所述第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214之间的转动副的轴线与第三连杆214与所述抓取机构 220之间、所述底座211与第一连杆212之间的转动副的轴线是垂直的，或者，所述第三连杆 214可以通过一转轴224转动连接，所述抓取机构220能够以所述转轴224为轴旋转±180°，基由如此设置，使得所述操作机械臂210具有多个方向上的自由度，可以理解的，所述底座 211、第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214之间的相对转动，可以通过驱动机构的驱动实现。
在本实施例中，所述底座211、第一连杆212、第二连杆213、第三连杆214、转动副215 的结构和尺寸等参数在此不予限制。
在本实施例中，请参阅图5，所述抓取机构220为具有力反馈多功能柔顺抓取机构，所述抓取机构220固定底板221、真空吸盘222、力传感器223和第四驱动机构，所述固定底板221 与所述操作机械臂210转动连接，所述第四驱动机构与所述固定底板221传动连接，并至少用于驱使所述固定底板相对于所述操作机械臂210转动，所述真空吸盘222固定设置在所述固定底板221的一侧，并至少用于与产品接触，以夹取产品，所述力传感器设置在所述固定底板 221的两侧，并至少用于监测抓取机构220与产品接触时产生的压力。
在本实施例中，所述抓取机构220集成了力传感器、电机、真空吸盘等部件，可以适应多种产品形状及表面材料的灵巧抓取。在本实施例中，所述真空吸盘222对产品的吸附固定的方式和原理是本领域技术人员所知悉的，在此不对其具体的结构和工作原理进行赘述。
在本实施例中，所述真空吸盘222可以通过吸附的方式单独进行产品的抓取，也可以通过两个操作机械臂的开合以及两个真空吸盘222对产品进行吸附固定的同时进行夹持固定；需要说明的是，在具有力反馈多功能柔顺抓取装置的固定底板221的两侧均装有压力传感器223，其可以测量抓取机构220所受压力，以确定抓取力、夹持力大小；另一侧设置的真空吸盘可以针对表面光滑、质量一定的目标产品实现抓取、搬运工作。
在本实施例中，所述第四驱动机构可以是旋转驱动机构，例如可以是旋转驱动电机或旋转驱动气缸等。
在本实施例中，所述抓取机构220的两侧均能够用于与产品接触并对产品进行抓取，具体可以通过使固定底板221转动来实现固定底板221不同侧与产品相对，从而可以针对不同的目标产品的表面材质以及重量特性等因素选择合适的抓取方式，保证抓取力。
在本实施例中，请参阅图1-图3，所述视觉识别单元400设置在所述升降臂310上且与所述第二驱动机构传动连接，并能够在所述第二驱动机构的驱使下与所述操作机械臂210一起沿升降臂310运动。
在本实施例中，所述视觉识别单元400设置一云台330上，所述云台330与所述升降臂 310的丝杆螺母固定连接，所述云台330设置在所述升降横梁320的上方，并至少用于支撑视觉识别单元400，当全向移动搬运机器人在移动或者带有变距机构(可以是正反滚珠丝杆组件)的升降横梁320在升降的过程中，保持视觉识别单元400的相对稳定性，使视觉识别单元 400收集到的图像信息清晰。
在本实施例中，所述视觉识别单元400包括双目视觉传感器410和结构光的发生器420，所述双目视觉传感器410和结构光的发生器420连接，所述结构光的发生器420与所述控制单元连接。
在本实施例中，所述控制单元包括工况机，所述全向移动搬运机器人中的电气功能机构以及电源均与所述工况机连接，需要说明的是，所述工况机以及工况机所使用的控制操作系统等均可以是通过市购获得，在此不作具体的限定。
在本实施例中，所述全向移动搬运机器人通过带有偏置的双轮复合驱动脚轮150的全向移动平台100移动到对应货架处，所述抓取单元的操作机械臂210通过升降机构调整高度，采用具有力反馈多功能柔顺抓取机构220移动到产品两侧并进行夹紧，最后抓取目标产品放置于全向移动平台的储物槽101内。
本实施例提供的一种全向移动搬运机器人进行产品搬运的过程可以包括：
S1、全向移动搬运机器人接收到搬运指定商品的信号，通过全向移动平台向指定货架移动，期间通过防撞传感器与激光测距传感器判断拟定路线上方是否有障碍物阻挡，若有则通过全向移动平台进行避让，保证移动过程中的安全；
S2、到达指定货架点，全向移动平台调整前进方向垂直于货架平面，视觉识别单元确认目标商品所在点，根据目标产品所处货架高度调整升降横梁的高度到达与商品同一高度平面，驱动升降横梁中的变距机构(可以是正反滚珠丝杆组件)扩大两个操作机械臂之间的间距，保证两个操作机械臂的横向距离大于目标产品的横向尺寸；
S3、全向移动平台向前方移动将底盘的水平面低的一侧潜入货架底部空间，减小操作机械臂与目标产品的距离，调整操作机械臂姿态以及具有力反馈多功能柔顺抓取机构的抓取部件 (可以是一个吸盘或两个吸盘或两个固定底板)；
S4、驱动升降横梁中的变距机构(可以是正反滚珠丝杆组件)，减小两个操作机械臂之间的水平间距，抓取机构接触目标产品后，通过力传感器反馈停止驱动变距机构，确认完成抓取动作；
S5、升降机构驱动升降横梁提升适当高度，保证抓取目标产品抬离货架表面，随后全向移动平台向后移动，退出货架底部；
S6、两个操作机械臂调整姿态，保证目标产品位于储物槽正上方，随后降低升降横梁的高度，使目标产品放入储物槽中，操作机械臂恢复到初始高度、间距以及姿态即完成了一次抓取、搬运工作；整体过程自动化程度高，无需人力参与，效率明显提高。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全向移动搬运机器人，其特征在于，包括：
全向移动平台，具有用于承载产品的承载台面；
抓取单元，设置在所述全向移动平台上，所述抓取单元包括至少两个具有多自由度的操作机械臂、至少两个抓取机构、升降调节机构和间距调节机构，
所述操作机械臂与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接，所述升降调节机构至少用于驱使所述操作机械臂沿第一方向升降运动，所述间距调节机构用于驱使所述操作机械臂沿第二方向运动，以改变任意两个操作机械臂于第二方向上的间距，所述第一方向和第二方向呈角度设置，
所述抓取机构包括固定底板、力传感器、真空吸盘和第四驱动机构，所述固定底板与所述操作机械臂转动连接，所述第四驱动机构与所述固定底板传动连接，并至少用于驱使所述固定底板相对于所述操作机械臂转动，所述真空吸盘固定设置在所述固定底板上，并至少用于与产品接触，以夹取产品，所述力传感器设置在所述固定底板上，并至少用于监测抓取机构与产品接触时产生的压力；
视觉识别单元，设置在所述全向移动平台上，并至少用于采集周围环境以及待搬运的产品的图像信息；
控制单元，与所述抓取单元、视觉识别单元连接。
2.根据权利要求1所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述升降调节机构包括第二驱动机构和升降臂，所述升降臂沿第一方向固定设置在所述全向移动平台上，所述操作机械臂设置在所述升降臂上，所述第二驱动机构与所述操作机械臂传动连接并驱使所述操作机械臂沿所述升降臂运动，从而将所述操作机械臂调节至选定的高度位置处。
3.根据权利要求2所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述升降调节机构还包括升降横梁，所述升降横梁与所述升降臂活动配合，所述操作机械臂设置在所述升降横梁上，所述第二驱动机构与所述升降横梁传动连接，所述升降横梁能够与所述操作机械臂一起沿所述升降臂运动。
4.根据权利要求3所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述升降横梁沿第二方向设置，所述升降横梁上活动设置有至少两个滑块，所述滑块能够沿所述升降横梁运动，每一操作机械臂与一滑块对应且固定连接，所述操作机械臂能够在所述间距调节机构的驱使下与所述滑块一起沿所述升降横梁运动。
5.根据权利要求4所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述间距调节机构包括设置在所述升降横梁上的至少两个第三驱动机构，每一第三驱动机构与一操作机械臂传动连接；
和/或，所述升降调节机构还包括减速器，所述第二驱动机构经所述减速器与所述操作机械臂传动连接。
6.根据权利要求4所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述操作机械臂包括依次设置的多个连杆，相邻两个连杆之间通过转动副连接，任意两个相邻的连杆之间的角度可以调节，且两个相邻的连杆中的一者可以相对另一者发生转动。
7.根据权利要求6所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述抓取机构的固定底板还经转动副与其中一个连杆连接，所述固定底板与该连杆之间的角度可以调节，且所述固定底板与该连杆可以发生相对转动；
和/或，连接固定底板与连杆的转动副的轴线与其余转动副的轴线垂直；
和/或，连接两个连杆的转动副的轴线平行设置；
和/或，所述操作机械臂还包括一底座，所述底座与其中一连杆经转动副连接，所述底座与所述升降调节机构、间距调节机构传动连接；
和/或，连接底座与连杆的转动副的轴线与连接两个连杆的转动副的轴线垂直或平行；
和/或，所述底座与所述滑块固定连接。
8.根据权利要求2所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述视觉识别单元还与所述升降调节机构传动连接，并能够在所述升降调节机构的驱使下与所述操作机械臂一起沿第一方向运动；
和/或，所述视觉识别单元设置在所述升降臂上且与所述第二驱动机构传动连接；
和/或，所述视觉识别单元设置一云台上，所述云台设置在所述升降臂上且与所述第二驱动机构传动连接；
和/或，所述视觉识别单元包括双目视觉传感器和结构光的发生器，所述双目视觉传感器与所述结构光的发生器连接，所述结构光的发生器与所述控制单元连接。
9.根据权利要求1所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述全向移动平台包括底盘、至少一组带有偏置的双轮复合驱动脚轮、至少一组被动万向轮和第一驱动机构，所述双轮复合驱动脚轮、被动万向轮设置在所述底盘的底部，所述第一驱动机构设置在所述底盘上且与所述双轮复合驱动脚轮传动连接，其中，所述底盘的顶部设置有所述的承载台面，所述抓取单元设置在所述承载台面上。
10.根据权利要求9所述的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述承载台面上设置有储物槽；
和/或，所述承载台面具有第一区域和第二区域，所述升降调节机构设置在所述第一区域，所述储物槽设置在所述第二区域，其中，所述第一区域所在平面的高度高于第二区域所在平面高度，从而在所述承载台面上形成台阶结构；
和/或，所述全向移动平台还包括防撞传感器和激光测距传感器，所述防撞传感器和激光测距传感器设置在所述底盘上；
和/或，所述控制单元包括工控机，所述工控机设置在所述底盘内。
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