CN209533376U - 一种货架可旋转式智能物流小车 - Google Patents

Abstract

一种货架可旋转式智能物流小车，包括车板、四个车轮、四个直流电机、载物平台、载物盒、转盘、机械手、扫码器、用于识别地面上的黑白线的灰度传感器、用于测量与路面上障碍物的距离的超声波测距传感器和控制系统，所述载物平台通过平台支架安装在车板上，所述机械手通过转盘安装在载物平台的中心处，所述扫码器安装在机械手上，所述转盘与转盘舵机连接；所述载物盒设置有多个，多个载物盒均布在转盘的一周并安装在载物平台上，每个载物盒的下方设有一个用于驱动载物盒旋转的载物盒舵机。本实用新型提供了一种货架可旋转式智能物流小车，能够自主完成识别物料，装卸物料，货架可旋转，追寻轨迹，躲避障碍等功能。

Description

一种货架可旋转式智能物流小车

技术领域

本实用新型涉及物流小车技术领域，尤其是涉及一种货架可旋转式智能物流小车。

背景技术

智能化物流小车是一种由STM32控制的通过机械结构相互配合完成寻迹、扫码识别、抓取物料、避障、放置物料等一系列操作的自动化小车，其原理是通过STM32控制小车前进避障并控制机械臂抓取指定物料并放置在车上后前往规定区域将物料放置在指定区域，从而实现自动化智能化运送物料，节省人力提高效率。

现有的物流小车一般分为两种，一种是货架式小车，以货物架组合万向轮，起到运送货物的作用。但其存在诸多缺点:1.该类装置装物料与下物料都需要人手动搬运，2.该类装置需要人力推动前行，且装置较大，不易操控，造成人力资源极大的浪费。另一种是智能搬运小车，可以根据地上的磁钉来进行寻迹定位，运送货物，但缺点是车体只可用来放置物料，而物料的抓取需要其他装置进行辅助，其只起到搬运作用，功能单一，使整个物流系统变得庞大，不适用于小型物流产业。

综上所述，两种物流小车各有缺点，功能单一，这都不利于物流行业与产业的智能化与创新化，为物流行业也带来了诸多的不便。

发明内容

为了克服已有物流小车需要人工手动控制，和人工装卸物料的不便利与装卸过程中存在安全隐患，以及智能搬运小车存在的功能单一，导致的物流系统过于庞大等问题与不足，本实用新型提供了一种货架可旋转式智能物流小车，能够自主完成识别物料，装卸物料，货架可旋转，追寻轨迹，躲避障碍等功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种货架可旋转式智能物流小车，包括车板、四个车轮、四个直流电机、载物平台、载物盒、转盘、机械手、扫码器、用于识别地面上的黑白线的灰度传感器、用于测量与路面上障碍物的距离的超声波测距传感器和控制系统，所述四个车轮分别安装在车板的四个角，一个直流电机驱动一个车轮，所述载物平台通过平台支架安装在车板上，所述灰度传感器安装在车板的底部，所述超声波测距传感器安装在车板的前端上，所述机械手通过转盘安装在载物平台的中心处，所述扫码器安装在机械手上，所述转盘与转盘舵机连接，转盘舵机安装在载物平台上；

所述载物盒设置有多个，多个载物盒均布在转盘的一周并安装在载物平台上，每个载物盒的下方设有一个用于驱动载物盒旋转的载物盒舵机，所述载物盒舵机安装在载物平台的底部且其输出端与载物盒的底部连接；

所述载物盒包括底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面，后侧面朝向转盘设置，所述后侧面为倒T字型，左侧面和右侧面均为L型，左侧面、右侧面的缺口分别与后侧面的左右两侧缺口连通，所述前侧面、后侧面、左侧面和右侧面的上端都设有外沿，所有外沿形成便于机械手取放物料的载物盒的外延敞口；

所述控制系统包括STM32单片机、稳压模块和四个直流电机驱动器，所述STM32单片机和四个直流电机驱动器安装在车板上，所述稳压模块安装在载物平台的底部上，电源通过稳压模块与直流电机连接，一个直流电机驱动器与一个直流电机连接，所述机械手、扫码器、灰度传感器、超声波测距传感器分别与STM32单片机连接，STM32 单片机与转盘舵机、载物盒舵机、四个直流电机驱动器连接；

当智能物流小车运行至取物地点时，通过STM32单片机控制机械手转动，同时通过扫码器扫描物料上的物料码，识别其是否为所要抓取的物料，若是则抓起该物料，若不是则进行下一个物料的判别，若是所要抓取的物料则作出抓取物料的动作，当抓起物料后，控制转盘舵机带动转盘转动，使得整个机械手转至所要寄放物料的载物盒对侧，此时再通过该载物盒底下的载物盒舵机旋转，使得载物盒开口一侧正对机械爪所抓取的物料，通过控制机械爪，放下物块，智能小车继续前进至下料区，再次通过扫码器扫码识别所要下料的区域，直至找到目标区域，进行下料动作。

进一步，所述机械手包括机械爪和机械臂，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的上端与第二机械臂的下端铰接，所述第一机械臂的下端与第一机械臂舵机连接，所述第一机械臂舵机安装在转盘上，所述第二机械臂的上端与第二机械臂舵机连接，所述第二机械臂舵机的机身上安装有机械爪舵机，所述机械爪舵机与机械爪连接，所述扫码器安装在机械爪舵机上；

所述机械爪包括两个带有齿轮的金属爪片，每个金属爪片的内侧分别粘贴有柔性海绵片，两个金属爪片上的齿轮相互啮合；所述第一机械臂舵机、第二机械臂舵机、机械爪舵机分别与STM32单片机连接。

再进一步，所述灰度传感器设置有六个，其中四个灰度传感器均布在车头槽线中，另外两个灰度传感器左右布置在两个车身前插中，两个车前插左右对称的安装在车板的前端底部上。

本实用新型的有益效果主要表现在：载物盒底部布置有载物盒舵机，能够旋转载物盒使其正对于机械爪，便于抓取，提高存取效率，实用性强；载物盒一侧设计成倒T字型，利于机械爪下料；利用灰度传感器和超声波测距传感器能在简单环境中进行智能循迹；机械臂顶部装有扫码器，通过扫码识别能够定向抓取相应的物料，并通过扫描下料区的条形码，再将其存放至相应货架，智能抓取、存放物料，节省人工劳力；载物盒呈环状布置在机械臂周围，便于机械臂周转存取。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1，一种货架可旋转式智能物流小车，包括车板19、四个车轮1、四个直流电机3、载物平台5、载物盒6、转盘13、机械手、扫码器9、用于识别地面上的黑白线的灰度传感器16、用于测量与路面上障碍物的距离的超声波测距传感器15和控制系统，所述四个车轮1分别安装在车板19的四个角，一个直流电机3驱动一个车轮1，所述载物平台5 通过平台支架14安装在车板19上，所述灰度传感器16安装在车板19的底部，所述超声波测距传感器15安装在车板19的前端上，所述机械手通过转盘13安装在载物平台5的中心处，所述扫码器9安装在机械手上，所述转盘13与转盘舵机连接，转盘舵机安装在载物平台5上；

所述载物盒6设置有多个，多个载物盒均布在转盘13的一周并安装在载物平台5上，每个载物盒6的下方设有一个用于驱动载物盒6旋转的载物盒舵机20，所述载物盒舵机20安装在载物平台5的底部且其输出端与载物盒6的底部连接；

所述载物盒6包括底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面，后侧面朝向转盘13设置，所述后侧面为倒T字型，左侧面和右侧面均为L型，左侧面、右侧面的缺口分别与后侧面的左右两侧缺口连通，所述前侧面、后侧面、左侧面和右侧面的上端都设有外沿，所有外沿形成便于机械手取放物料的载物盒6的外延敞口；

所述控制系统包括STM32单片机2、稳压模块和四个直流电机驱动器4，所述STM32单片机2和四个直流电机驱动器4安装在车板 19上，所述稳压模块安装在载物平台5的底部上，电源通过稳压模块与直流电机3连接，一个直流电机驱动器4与一个直流电机3连接，所述机械手、扫码器9、灰度传感器16、超声波测距传感器15分别与 STM32单片机2连接，STM32单片机2与转盘舵机、载物盒舵机20、四个直流电机驱动器4连接；

当智能物流小车运行至取物地点时，通过STM32单片机2控制机械手转动，同时通过扫码器9扫描物料上的物料码，识别其是否为所要抓取的物料，若是则抓起该物料，若不是则进行下一个物料的判别，若是所要抓取的物料则作出抓取物料的动作，当抓起物料后，控制转盘舵机带动转盘13转动，使得整个机械手转至所要寄放物料的载物盒6对侧，此时再通过该载物盒6底下的载物盒舵机20旋转，使得载物盒开口一侧正对机械爪所抓取的物料，通过控制机械爪8，放下物块，智能小车继续前进至下料区，再次通过扫码器9扫码识别所要下料的区域，直至找到目标区域，进行下料动作。

进一步，所述机械手包括机械爪8和机械臂，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的上端与第二机械臂的下端铰接，所述第一机械臂的下端与第一机械臂舵机连接，所述第一机械臂舵机安装在转盘上，所述第二机械臂的上端与第二机械臂舵机连接，所述第二机械臂舵机的机身上安装有机械爪舵机10，所述机械爪舵机 10与机械爪8连接，所述扫码器9安装在机械爪舵机10上；

所述机械爪8包括两个带有齿轮的金属爪片，每个金属爪片的内侧分别粘贴有柔性海绵片7，两个金属爪片上的齿轮相互啮合；所述第一机械臂舵机、第二机械臂舵机、机械爪舵机10分别与STM32单片机2连接。

如图1所示，车身包括一个车板19、四个直流电机3、四个车轮 1、一对车身前插17；所述直流电机3通过电机支架对应固定在车板 19上，所述车轮1通过联轴器对应固连在直流电机3上，所述车身前插17通过螺钉与车板19相固连。

机械臂是通过U型支架12组成的，U型支架12彼此相接构成机械臂关节；机械臂安装在车身中央；转盘13与转盘舵机形成转动副，每个舵机均通过舵机支架安装，机械爪舵机10通过舵机支架11安装在第二机械臂舵机上，机械爪舵机10通过舵盘与机械爪8连接，构成转动副；带齿轮的金属爪片的两齿轮相互啮合构成齿轮副，机械爪舵机10通过转动实现机械爪的转动以及两个金属爪片8的张开和闭合；所述扫码器9设置在机械爪舵机上方。

所述载物盒用于存放由机械手拿取的物料，平台支架14对应设置在车板19上，所述载物平台5设置在平台支架14上，载物盒6对应设置在载物平台5上，载物盒舵机20安装在载物平台5上，并与载物盒6底部相连。所述载物盒6设计成一侧有开口，呈倒T字型。该设计能使得机械爪放下物料时不与载物盒干涉，提高下料效率以及下料时的精准性与稳定性。

所述STM32单片机2布置在车板19左侧，所述直流电机驱动器 4布置在车板19左侧。

传感器用于检测环境状态并将检测信息反馈到STM32控制板中，所述传感器包括灰度传感器16以及超声波测距传感器15，其中灰度传感器16用于识别地面上的黑白线，超声波测距传感器15用于测量与路面上障碍物的距离；其中，有四个灰度传感器15均布在车头槽线中，可根据使用条件调整灰度传感器15间的安装距离，另有两个灰度传感器15各左右布置在所述车身前插17中，车身前插17开有槽线，可根据使用条件调整灰度传感器16距离车板19的安装距离；所述超声波传感器15布置在车头中央。

本实用新型的使用方法：当智能物流小车运行至取物地点时，通过STM32单片机控制转盘舵机转动一定角度，实现在一定范围内机械臂的转动，同时通过扫码器扫描物料上的物料码，识别其是否为所要抓取的物料，若是则抓起该物料，若不是则进行下一个物料的判别，若是所要抓取的物料则作出抓取物料的动作，当抓起物料后，控制转盘舵机带动转盘转动一定角度，使得整个机械手转至所要寄放物料的载物盒对侧，此时再通过该载物盒底下的载物盒舵机旋转，使得载物盒开口一侧正对机械爪所抓取的物料，通过机械爪舵机控制机械爪放下物料，智能小车继续前进至下料区，再次通过扫码器扫码识别所要下料的区域，直至找到目标区域，进行下料动作。

本实用新型可在相应环境下实现智能物流的功能，提高存取效率，实用性强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并未限制本实用新型的专利范围，利用本实用新型说明书及附图内容所述结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种货架可旋转式智能物流小车，其特征在于：包括车板、四个车轮、四个直流电机、载物平台、载物盒、转盘、机械手、扫码器、用于识别地面上的黑白线的灰度传感器、用于测量与路面上障碍物的距离的超声波测距传感器和控制系统，所述四个车轮分别安装在车板的四个角，一个直流电机驱动一个车轮，所述载物平台通过平台支架安装在车板上，所述灰度传感器安装在车板的底部，所述超声波测距传感器安装在车板的前端上，所述机械手通过转盘安装在载物平台的中心处，所述扫码器安装在机械手上，所述转盘与转盘舵机连接，转盘舵机安装在载物平台上；

所述载物盒设置有多个，多个载物盒均布在转盘的一周并安装在载物平台上，每个载物盒的下方设有一个用于驱动载物盒旋转的载物盒舵机，所述载物盒舵机安装在载物平台的底部且其输出端与载物盒的底部连接；

所述载物盒包括底面、前侧面、后侧面、左侧面和右侧面，后侧面朝向转盘设置，所述后侧面为倒T字型，左侧面和右侧面均为L型，左侧面、右侧面的缺口分别与后侧面的左右两侧缺口连通，所述前侧面、后侧面、左侧面和右侧面的上端都设有外沿，所有外沿形成便于机械手取放物料的载物盒的外延敞口；

所述控制系统包括STM32单片机、稳压模块和四个直流电机驱动器，所述STM32单片机和四个直流电机驱动器安装在车板上，所述稳压模块安装在载物平台的底部上，电源通过稳压模块与直流电机连接，一个直流电机驱动器与一个直流电机连接，所述机械手、扫码器、灰度传感器、超声波测距传感器分别与STM32单片机连接，STM32 单片机与转盘舵机、载物盒舵机、四个直流电机驱动器连接；

当智能物流小车运行至取物地点时，通过STM32单片机控制机械手转动，同时通过扫码器扫描物料上的物料码，识别其是否为所要抓取的物料，若是则抓起该物料，若不是则进行下一个物料的判别，若是所要抓取的物料则作出抓取物料的动作，当抓起物料后，控制转盘舵机带动转盘转动，使得整个机械手转至所要寄放物料的载物盒对侧，此时再通过该载物盒底下的载物盒舵机旋转，使得载物盒开口一侧正对机械爪所抓取的物料，通过控制机械爪，放下物块，智能小车继续前进至下料区，再次通过扫码器扫码识别所要下料的区域，直至找到目标区域，进行下料动作。

2.如权利要求1所述的一种货架可旋转式智能物流小车，其特征在于：所述机械手包括机械爪和机械臂，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的上端与第二机械臂的下端铰接，所述第一机械臂的下端与第一机械臂舵机连接，所述第一机械臂舵机安装在转盘上，所述第二机械臂的上端与第二机械臂舵机连接，所述第二机械臂舵机的机身上安装有机械爪舵机，所述机械爪舵机与机械爪连接，所述扫码器安装在机械爪舵机上；

所述机械爪包括两个带有齿轮的金属爪片，每个金属爪片的内侧分别粘贴有柔性海绵片，两个金属爪片上的齿轮相互啮合；所述第一机械臂舵机、第二机械臂舵机、机械爪舵机分别与STM32单片机连接。

3.如权利要求1或2所述的一种货架可旋转式智能物流小车，其特征在于：所述灰度传感器设置有六个，其中四个灰度传感器均布在车头槽线中，另外两个灰度传感器左右布置在两个车身前插中，两个车前插左右对称的安装在车板的前端底部上。