CN207851615U - 一种智能搬运车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能搬运车，包括搬运车本体、机械手、摄像头和控制器；搬运车本体的两侧各自设有履带，搬运车的两侧分别设有用于驱动驱动轮的驱动电机，驱动电机与控制器电连接；摄像头设于搬运车本体的前侧；机械手包括固定架、机械臂和机械爪，固定架的一端固定连接在搬运车本体的前侧，机械臂的一端可上下转动地铰接在固定架的另一端上，固定架上设有用于驱动机械臂绕在机械臂与固定架的铰接点上的第一舵机，第一舵机与控制器电连接；机械手通过第一舵机、第二舵机实现角度调节和抓取目标物体。本实用新型实施例能够有效地简化搬运车的结构，使其体积减小，并能实现自主识别目标物体，从而提高搬运车的自动化程度。

Description

一种智能搬运车

技术领域

本实用新型涉及搬运车技术领域，尤其是涉及一种智能搬运车。

背景技术

随着工业自动化、智能化的要求，各行各业，特别是仓储业、运输业等行业，实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化，降低对人力的依存度，提高工作过程中的安全性，以及清洁生产等需求的日益膨胀，智能化自动化产品越来越受到人们的青睐，在物品搬运方面也涌现出各式各样的自动化搬运车。但随着社会的发展，物品种类越来越多，物品本身的个体性越来越受到重视，这就要求人们对每个物品进行编号区分。而传统的搬运小车只能实现点到点的机械式搬运，并不能满足我们的需求。

现有技术中，通用的自动化搬运车大多体积较大，由于体积过于庞大，并不适合家庭使用，另一方面行驶路线已经规划好，更改比较困难。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种智能搬运车，以解决现有的自动化搬运小车体积过于庞大、不能自主规划路线的技术问题，从而有效地简化搬运车的结构，并能实现自主识别目标物体，从而提高搬运车的自动化程度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能搬运车，包括搬运车本体、机械手、摄像头和控制器；

所述搬运车本体的两侧各自设有履带，所述履带内侧的两端设有驱动轮和张紧轮，所述履带内侧的顶部设有拖轮，所述履带内侧的底部设有支重轮，所述搬运车的两侧分别设有用于驱动所述驱动轮的驱动电机，所述驱动电机与所述控制器电连接；

所述摄像头设于所述搬运车本体的前侧，所述摄像头与所述控制器电连接；

所述机械手包括固定架、机械臂和机械爪，所述固定架的一端固定连接在所述搬运车本体的前侧，所述机械臂的一端可上下转动地铰接在所述固定架的另一端上，所述固定架上设有用于驱动所述机械臂绕在所述机械臂与所述固定架的铰接点上的第一舵机，所述第一舵机与所述控制器电连接；

所述机械爪包括固定板、第二舵机、第一传动轴、第二传动轴、第一夹臂和第二夹臂，所述固定板可转动地连接在所述机械臂的另一端上，所述第二舵机固定连接在所述固定板上，所述第一传动轴的一端可转动地连接在所述固定板上且设有第一齿轮，所述第二传动轴的一端可转动地连接在所述固定板上且设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合配合，且所述第一齿轮与所述第二舵机的传动轴啮合配合，所述第一夹臂的一端连接在所述第一传动轴的另一端上，所述第二夹臂的一端可转动地连接在所述第二传动轴的另一端上，所述第一舵机与所述控制器电连接。

作为优选方案，所述机械臂上设有第三舵机，所述第三舵机固定连接在所述机械臂的另一端上，所述第三舵机的传动轴与所述固定板固定连接。

作为优选方案，所述控制器包括单片机；所述单片机的第一舵机控制端与所述第一舵机的控制端电连接，所述单片机的第二舵机控制端与所述第二舵机的控制端电连接，所述单片机的第三舵机控制端与所述第三舵机的控制端电连接。

作为优选方案，所述控制器还包括图像处理模块；所述图像处理模块的输入端与所述摄像头的输出端电连接，所述图像处理模块的输出端与所述单片机的信号端电连接。

作为优选方案，所述控制器还包括电机驱动模块；所述电机驱动模块的输入端与所述单片机的驱动端电连接，所述电机驱动模块的输出端与所述驱动电机的控制端电连接。

作为优选方案，所述单片机为arduino单片机。

作为优选方案，所述控制器还包括电源模块；所述电源模块的输出端与所述单片机的电源端电连接。

作为优选方案，所述驱动电机为直流电机。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于，通过所述摄像头识别需要搬运的目标物体，所述控制器通过所述驱动电机驱动所述履带，以使所述搬运车本体运动并靠近需要搬运的目标物体的位置，所述机械臂在所述第一舵机的驱动下向下转动以使所述机械爪接近目标物体，所述机械爪在所述第二舵机的驱动下，所述第一夹臂、所述第二夹臂张开以夹在目标物体上，然后所述第二舵机驱动所述第一夹臂、所述第二夹臂，从而使得所述机械爪可靠地抓取目标物体，所述第一舵机驱动所述机械臂向上转动，从而便于所述搬运车本体的行走。这样，所述智能搬运车的结构大大简化，且能够实现自动识别需要搬运的目标物体，并将目标物体夹取到目标位置，有效地提高了搬运车的自动化程度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的智能搬运车的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的智能搬运车的电路控制图；

图3展示了智能搬运车识别目标物体的过程图；

图4展示了智能搬运车抓取目标物体的过程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种智能搬运车，包括搬运车本体10、机械手20、摄像头17和控制器11；

所述搬运车本体10的两侧各自设有履带12，所述履带12内侧的两端设有驱动轮13和张紧轮14，所述履带12内侧的顶部设有拖轮15，所述履带12内侧的底部设有支重轮16，所述搬运车的两侧分别设有用于驱动所述驱动轮13的驱动电机18，所述驱动电机18与所述控制器11电连接；

所述摄像头17设于所述搬运车本体10的前侧，所述摄像头17与所述控制器11电连接；

所述机械手20包括固定架21、机械臂22和机械爪23，所述固定架21的一端固定连接在所述搬运车本体10的前侧，所述机械臂22的一端可上下转动地铰接在所述固定架21的另一端上，所述固定架21上设有用于驱动所述机械臂22绕在所述机械臂22与所述固定架21的铰接点上的第一舵机211，所述第一舵机211与所述控制器11电连接；

所述机械爪23包括固定板28、第二舵机231、第一传动轴24、第二传动轴25、第一夹臂26和第二夹臂27，所述固定板28可转动地连接在所述机械臂22的另一端上，所述第二舵机231固定连接在所述固定板28上，所述第一传动轴24的一端可转动地连接在所述固定板28上且设有第一齿轮，所述第二传动轴25的一端可转动地连接在所述固定板28上且设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合配合，且所述第一齿轮与所述第二舵机231的传动轴啮合配合，所述第一夹臂26的一端连接在所述第一传动轴24的另一端上，所述第二夹臂27的一端可转动地连接在所述第二传动轴25的另一端上，所述第一舵机211与所述控制器11电连接。

在本实用新型实施例中，通过所述摄像头17识别需要搬运的目标物体，所述控制器11通过所述驱动电机18驱动所述履带12，以使所述搬运车本体10运动并靠近需要搬运的目标物体的位置，所述机械臂22在所述第一舵机211的驱动下向下转动以使所述机械爪23接近目标物体，所述机械爪23在所述第二舵机231的驱动下，所述第一夹臂26、所述第二夹臂27张开以夹在目标物体上，然后所述第二舵机231驱动所述第一夹臂26、所述第二夹臂27，从而使得所述机械爪23可靠地抓取目标物体，所述第一舵机211驱动所述机械臂22向上转动，从而便于所述搬运车本体10的行走。这样，所述智能搬运车的结构大大简化，且能够实现自动识别需要搬运的目标物体，并将目标物体夹取到目标位置，有效地提高了搬运车的自动化程度。

参见图1，在本实用新型实施例中，所述机械臂22上设有第三舵机221，所述第三舵机221固定连接在所述机械臂22的另一端上，所述第三舵机221的传动轴与所述固定板28固定连接，从而使得所述机械爪23能够在所述第三舵机221的驱动下进行上下方向的角度调节，从而便于所述机械爪23可靠地抓获目标物体。

参见图2，在本实用新型实施例中，所述控制器11包括单片机111；所述单片机111的第一舵机211控制端与所述第一舵机211的控制端电连接，所述单片机111的第二舵机231控制端与所述第二舵机231的控制端电连接，所述单片机111的第三舵机221控制端与所述第三舵机221的控制端电连接。

参见图2，在本实用新型实施例中，所述控制器11还包括图像处理模块112；所述图像处理模块112的输入端与所述摄像头17的输出端电连接，所述图像处理模块112的输出端与所述单片机111的信号端电连接。

可以理解的，所述图像处理模块112为Openmv芯片，通过LAB图像软件设置目标物体颜色的阈值，依次实现对物体识别。

同时PID算法中的Kp与Ki的值的定值，以使所述驱动电机18能够运行稳定。所述智能搬运车在获取目标物体X轴、Y轴坐标后，与预设值对比得出误差，所述控制器11通过PID修正误差；X轴的Kp值的范围是0.4-0.8，最终值为0.6，Ki为0.15；Y轴的Kp值的范围是0.001-0.1，最终值为0.015，Ki为0。当设定的值超出以上范围时，搬运车的运行会很不稳定。

参见图2，在本实用新型实施例中，所述控制器11还包括电机驱动模块113；所述电机驱动模块113的输入端与所述单片机111的驱动端电连接，所述电机驱动模块113的输出端与所述驱动电机18的控制端电连接。所述电机驱动模块113为L298N模块，由于L298N模块构成的所述电机驱动模块113具有操作方便，集成度高，响应频率快，而且稳定性好，性能优良等诸多优点，因此可以通过所述电机驱动模块113方便地实现风扇的动作。

在本实用新型实施例中，所述单片机111包括但不限于arduino单片机。

参见图2，在本实用新型实施例中，所述控制器11还包括电源模块；所述电源模块的输出端与所述单片机111的电源端电连接，从而为所述单片机111提供电源。

参见图2，在本实用新型实施例中，所述驱动电机18为直流电机。

参见图1至图4，在本实用新型实施例中，所述智能搬运车的工作原理是：所述机械手20用于夹取和放下目标物体，所述搬运车本体10左右搬运目标物体的载体，所述摄像头17用于对需要搬运的目标物体进行识别，以使所述智能搬运车行动至抓取位置。

具体的，所述控制器11包括图像处理模块112，所述图像处理模块112为Openmv芯片；所述摄像头17配合Openmv芯片，从而所述摄像头17识别到目标物体，所述控制器11中的Openmv芯片实时获取目标物体的X轴，Y轴坐标，从而确定目标物体大概位置。

所述智能搬运车通过所述摄像头17获取到的坐标，所述控制器11通过PID算法得到所述搬运车本体10两侧的所述驱动轮13的速度，进而实时控制所述搬运车本体10行动并追踪目标物体。

当目标物体移出所述摄像头17获取坐标范围或者所述摄像头17无法识别到目标物体时，所述摄像头17则不会通过最后一次的坐标获取而令所述智能搬运车的速度处于固定值，相应地，所述智能搬运车不会行动。

当所述摄像头17识别到位置不变的目标物体后，所述图像处理模块112将目标物体的位置信息传输到所述控制器11，所述控制器11通过所述电机驱动模块113驱动所述搬运车本体10到达靠近目标物体的位置，到达位置后，所述控制器11发送停止指令到所述电机驱动模块113，以使所述搬运车本体10停止运动。

随后所述摄像头17与arduino芯片串口通信，所述摄像头17休眠5s，同时所述单片机111通过驱动所述第一舵机211、所述第三舵机221，以使所述机械手20靠近目标物体，所述单片机111控制所述第二舵机231以使所述机械爪23夹取目标物体。

当所述摄像头17退出休眠，若目标物体的位置更改，所述摄像头17获取到目标物坐标，所述控制器11驱动所述搬运车本体10运动以实时追踪，直到目标物体停止，继续进行上两步操作，从而实现目标物体的夹取和搬运。

综上，本实用新型提供一种智能搬运车，包括搬运车本体10、机械手20、摄像头17和控制器11；所述搬运车本体10的两侧各自设有履带12，所述履带12内侧的两端设有驱动轮13和张紧轮14，所述履带12内侧的顶部设有拖轮15，所述履带12内侧的底部设有支重轮16，所述搬运车的两侧分别设有用于驱动所述驱动轮13的驱动电机18，所述驱动电机18与所述控制器11电连接；所述摄像头17设于所述搬运车本体10的前侧，所述摄像头17与所述控制器11电连接；所述机械手20包括固定架21、机械臂22和机械爪23，所述固定架21的一端固定连接在所述搬运车本体10的前侧，所述机械臂22的一端可上下转动地铰接在所述固定架21的另一端上，所述固定架21上设有用于驱动所述机械臂22绕在所述机械臂22与所述固定架21的铰接点上的第一舵机211，所述第一舵机211与所述控制器11电连接；所述机械爪23包括固定板28、第二舵机231、第一传动轴24、第二传动轴25、第一夹臂26和第二夹臂27，所述固定板28可转动地连接在所述机械臂22的另一端上，所述第二舵机231固定连接在所述固定板28上，所述第一传动轴24的一端可转动地连接在所述固定板28上且设有第一齿轮，所述第二传动轴25的一端可转动地连接在所述固定板28上且设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合配合，且所述第一齿轮与所述第二舵机231的传动轴啮合配合，所述第一夹臂26的一端连接在所述第一传动轴24的另一端上，所述第二夹臂27的一端可转动地连接在所述第二传动轴25的另一端上，所述第一舵机211与所述控制器11电连接。通过所述摄像头17识别需要搬运的目标物体，所述控制器11通过所述驱动电机18驱动所述履带12，以使所述搬运车本体10运动并靠近需要搬运的目标物体的位置，所述机械臂22在所述第一舵机211的驱动下向下转动以使所述机械爪23接近目标物体，所述机械爪23在所述第二舵机231的驱动下，所述第一夹臂26、所述第二夹臂27张开以夹在目标物体上，然后所述第二舵机231驱动所述第一夹臂26、所述第二夹臂27，从而使得所述机械爪23可靠地抓取目标物体，所述第一舵机211驱动所述机械臂22向上转动，从而便于所述搬运车本体10的行走。这样，所述智能搬运车的结构大大简化，且能够实现自动识别需要搬运的目标物体，并将目标物体夹取到目标位置，有效地提高了搬运车的自动化程度。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能搬运车，其特征在于，包括搬运车本体、机械手、摄像头和控制器；

所述搬运车本体的两侧各自设有履带，所述履带内侧的两端设有驱动轮和张紧轮，所述履带内侧的顶部设有拖轮，所述履带内侧的底部设有支重轮，所述搬运车的两侧分别设有用于驱动所述驱动轮的驱动电机，所述驱动电机与所述控制器电连接；

所述摄像头设于所述搬运车本体的前侧，所述摄像头与所述控制器电连接；

所述机械手包括固定架、机械臂和机械爪，所述固定架的一端固定连接在所述搬运车本体的前侧，所述机械臂的一端可上下转动地铰接在所述固定架的另一端上，所述固定架上设有用于驱动所述机械臂绕在所述机械臂与所述固定架的铰接点上的第一舵机，所述第一舵机与所述控制器电连接；

所述机械爪包括固定板、第二舵机、第一传动轴、第二传动轴、第一夹臂和第二夹臂，所述固定板可转动地连接在所述机械臂的另一端上，所述第二舵机固定连接在所述固定板上，所述第一传动轴的一端可转动地连接在所述固定板上且设有第一齿轮，所述第二传动轴的一端可转动地连接在所述固定板上且设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合配合，且所述第一齿轮与所述第二舵机的传动轴啮合配合，所述第一夹臂的一端连接在所述第一传动轴的另一端上，所述第二夹臂的一端可转动地连接在所述第二传动轴的另一端上，所述第一舵机与所述控制器电连接。

2.如权利要求1所述的智能搬运车，其特征在于，所述机械臂上设有第三舵机，所述第三舵机固定连接在所述机械臂的另一端上，所述第三舵机的传动轴与所述固定板固定连接。

3.如权利要求2所述的智能搬运车，其特征在于，所述控制器包括单片机；

所述单片机的第一舵机控制端与所述第一舵机的控制端电连接，所述单片机的第二舵机控制端与所述第二舵机的控制端电连接，所述单片机的第三舵机控制端与所述第三舵机的控制端电连接。

4.如权利要求3所述的智能搬运车，其特征在于，所述控制器还包括图像处理模块；

所述图像处理模块的输入端与所述摄像头的输出端电连接，所述图像处理模块的输出端与所述单片机的信号端电连接。

5.如权利要求3或4所述的智能搬运车，其特征在于，所述控制器还包括电机驱动模块；

所述电机驱动模块的输入端与所述单片机的驱动端电连接，所述电机驱动模块的输出端与所述驱动电机的控制端电连接。

6.如权利要求3所述的智能搬运车，其特征在于，所述单片机为arduino单片机。

7.如权利要求3所述的智能搬运车，其特征在于，所述控制器还包括电源模块；

所述电源模块的输出端与所述单片机的电源端电连接。

8.如权利要求1所述的智能搬运车，其特征在于，所述驱动电机为直流电机。