CN209890122U - 一种基于rfid的码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID的码垛机器人，其包括底座、操控台、连接架、臂舵机、小臂连杆、大臂连杆和货爪；底座位于码垛机器人的底端；操控台固定安装在底座的上部,操控台包括转动台、传动柱、电机箱、处理器、RFID读写器以及箱体；连接架固定在操控台的转动台上部，连接架的第一侧面固定连接有臂舵机，小臂连杆为多级连杆结构，小臂连杆的第一端与大臂连杆的第一端同轴并位于连接架的中间，小臂连杆的第二端活动连接有货爪，大臂连杆第二端也连接小臂连杆；货爪中心位置安装有RFID读写器附加天线。本实用新型提高了码垛机器人对货物的识别效率和对区域位置的精确判定，有效减轻了工作人员的工作量。

Description

一种基于RFID的码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及自动识别技术领域，具体为一种基于RFID的码垛机器人。

背景技术

现有的码垛机器人，机械臂本身可活动结构较少，灵活性较差，从而导致其与货物接触时贴合性能较差，导致较重的货物机械臂无法将其提起，影响工作效率。并且在对货物进行识别时的效率较差，通常需人工干预分类及定位后，机械臂才可以正常进行货物搬运，从而导致人工分类工作量大且易出现分类错误等问题。

RFID(Radio Frequency Identification)射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。同时RFID是一种简单的无线系统，只有三个基本器件：标签、读写器和天线。目前RFID主要用于控制、检测和目标定位。

所以，对机械臂进行改进，设计了一种基于RFID的码垛机器人，成为我们当前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供的一种基于RFID的码垛机器人，以解决上述背景技术中提识别效率低，灵活性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于RFID的码垛机器人，其包括：底座2、操控台3、连接架4、臂舵机5、小臂连杆6、大臂连杆7和货爪8；码垛机器人的底端为底座2，底座2上开有固定孔，用来固定码垛机器人；所述操控台3固定安装在底座2的上部,所述操控台包括转动台305、传动柱304、电机箱303、处理器301、RFID读写器302以及箱体；所述箱体固定安装在底座2上，箱体内部的固定安装有处理器301、电机箱303和RFID读写器302；传动柱304从箱体顶部中间垂直穿过箱体底端连接到电机箱303，所述传动柱304的顶端固定连接转动台305的中心位置；所述连接架4固定在操控台3的转动台305上部，连接架4的第一侧面固定连接有臂舵机5，所述小臂连杆6为多级连杆结构，小臂连杆6的第一端与大臂连杆7的第一端同轴并位于连接架4的中间，小臂连杆6的第二端活动连接有货爪8，所述大臂连杆第二端连接小臂连杆6，连接点位于小臂连杆第二端附近；臂舵机5带动大臂连杆7活动，大臂连杆7带动小臂连杆6活动，小臂两杆6带动货爪8活动；所述货爪8包括爪舵机801、减压器802、RFID读写器附加天线803、两个爪臂804和夹板805；所述爪舵机801为扁平圆柱形，爪舵机801的第一平面的中心连接在小臂连杆6的第二端；两个爪臂804的第一端对称安装在爪舵机801的第二平面边缘，第二端都分别安装有夹板805，爪舵机801的第二平面的中心安装有减压器802，所述减压器802中安装有RFID读写器附加天线803。

优选的，所述爪舵机801的第二平面的中心安装有减压器802，所述减压器802中安装有RFID读写器附加天线803具体为：所述减压器802包括减压器底座、弹簧柱以及压板；所述减压器底座、弹簧柱以及压板依次连接后，将减压器底座固定安装在爪舵机801的第二平面中间；所述减压器802的压板中间嵌入安装有RFID读写器附加天线803，RFID读写器附加天线803与操控台3中的RFID读写器302电连接，RFID读写器附加天线803功率小于RFID读写器302中自身的天线。

优选的，所述操控台3中，所述处理器301分别与所述RFID读写器302和所述电机箱303电连接，处理器301控制电机箱303运动，并通过传动柱304带动转动台305进行角度调节。

优选的，所述小臂连杆6为四级连杆结构，大臂连杆7包括第一大臂连杆和第二大臂连杆，第一大臂连杆和第二大臂连杆都为摇臂，小臂连杆6第一端和第一大臂连杆7第一端同心通过轴承安装在连接架4的第一侧板和第二侧板之间，第一大臂连杆第二端和小臂连杆6的第3级连杆相连接，第二大臂连杆第二端和小臂连杆6的第4级连杆相连接。

优选的，所述臂舵机5的内部连接有主动齿轮501，主动齿轮501的顶部搭接相连有从动齿轮502，从动齿轮502的齿轮轴通过轴承搭接在连接架4的轴承支撑孔上，轴的另一端通过键与大臂连杆7第一端连接，臂舵轮5控制主动齿轮501运动，主动齿轮501与从动齿轮502啮合传输动力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:

1.本实用新型的基于RFID的码垛机器人，RFID收发天线，能够在货爪活动至货物顶端时对配合RFID读写器对货物同时进行扫描，有效提高了装置主体对货物的识别效率，进一步确保装置主体对区域位置的精确判定再将其夹运至装置主体固定位置两侧指定货架上便于工作人员整理，提高装置主体本身的工作效率，体现了本实用新型的高效识别性。

2.本实用新型的基于RFID的码垛机器人，货爪通过壁舵控制小臂连杆与大臂连杆进行运动，使得货爪对准货物，并通过爪舵机控制货爪对货物进行夹取搬运，之后通过臂爪上的夹板能够提高货爪的爪货能力，且通过减压器能够提高货爪与货物之间的贴合强度，有利于货爪对货物抓取时的牢固物稳定，防止货爪在爪货时货物发生意外掉落，对使用者造成一定程度的经济损失，体现了本实用新型的高效性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的操控台部分剖面结构示意图；

图3为本实用新型的臂舵机部分剖面结构示意图；

图4为本实用新型的货爪部分结构示意图。

图中：

2、底座， 3、操控台， 301、处理器，

302、RFID读写器， 303、电机箱， 304、传动柱， 305、转动台，

4、连接架， 5、臂舵机， 501、主动齿轮， 502、从动齿轮，

503、挡板， 6、小臂连杆， 7、大臂连杆， 8、货爪，

801、爪舵机， 802、减压器， 803、RFID读写器附加天线，

804、爪臂， 805、夹板。

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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于RFID的码垛机器人，其包括：底座2、操控台3、连接架4、臂舵机5、小臂连杆6、大臂连杆7和货爪8。码垛机器人的底端为底座2，底座2的顶端中间固定安装有操控台3，操控台3的顶端小臂连杆6和大臂连杆7的两侧分别固定连接有连接架4，连接架4的第一侧面固定连接有臂舵机5，小臂连杆6为多级连杆结构，小臂连杆6的第一端与大臂连杆7的第一端同轴并位于连接架4的中间，大臂连杆7与臂舵机5齿轮链接，小臂连杆6的第二端活动连接有货爪8；大臂连杆7第二端连接小臂连杆6，连接点靠近小臂连杆6第二端，用于支撑小臂连杆6。

底座2为扁平结构，可以是圆形、长方形或多边形，底座2上开有圆形或其它形状的固定孔，位于整个码垛机器人的最下方，通过固定孔可以将码垛机器人安装在需要的地方。

操控台3固定安装在底座2的顶端中间,包括扁平圆柱形转动台305、传动柱304、电机箱303、处理器301、RFID读写器302以及箱体。箱体固定安装在底座2上，箱体内部的底部中间固定安装有处理器301，箱体内部的顶部中间固定安装有电机箱303。箱体内部侧面固定安装有RFID读写器302。传动柱304位于箱体上部，传动柱304的底端从箱体顶部中间垂直穿过箱体连接到电机箱303，传动柱304的顶端固定连接转动台305的中心位置。处理器301分别与RFID读写器302和电机箱303电连接，RFID读写器302可传送信息至处理器301，处理器301控制电机箱303运动，并通过传动柱304带动转动台305进行角度调节。

连接架4固定在操控台3的转动台305上部，臂舵机5的从动齿轮502的齿轮轴通过轴承搭接在连接架4的轴承支撑孔上，轴的另一端通过键与大臂连杆7第一端连接，小臂连杆6跟随大臂连杆7运动，小臂连杆6第二端连接货爪8，大臂连杆7第二端连接小臂连杆6，连接点靠近小臂连杆6第二端，用于支撑小臂连杆6。臂舵机5控制大臂连杆7带动小臂连杆6运动，小臂连杆6带动货爪8运动。

本实施例中连接架4包括第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板相互平行，垂直固定安装在操控台3的转动台305上部。臂舵机5固定安装再第一侧板的外部，小臂连杆6第一端和大臂连杆7第一端通过轴与轴承安装在第一侧板和第二侧板之间的轴承支撑孔上。小臂连杆6为四级连杆结构，连杆从下到上依次为第1级至第4级连杆，大臂连杆7包括第一大臂连杆和第二大臂连杆，第一大臂连杆和第二大臂连杆可以是摇臂结构或者伸缩杆结构，只要能带动小臂连杆6运动即可；小臂连杆6第一端和第一大臂连杆7第一端同心通过轴与轴承安装在第一侧板和第二侧板之间，小臂连杆6第二端连接货爪8，第一大臂连杆第二端和小臂连杆6的第3级连杆相连接，第二大臂连杆第二端和小臂连杆6的第4级连杆相连接。臂舵机5的内部底部活动连接有主动齿轮501，主动齿轮501的顶部搭接相连有从动齿轮502，臂舵机5的内部中间固定连接有挡板503。臂舵轮5接收嵌入式控制板301的控制信号，控制主动齿轮501运动，主动齿轮501与从动齿轮502啮合传输动力，从动齿轮502起到减速增扭作用。

货爪8安装在小臂连杆6第二端，货爪8包括爪舵机801、减压器802、RFID读写器附加天线803、两个爪臂804和夹板805。货抓8的第一平面的中心连接在小臂连杆6的第二端，爪舵机801为扁平圆柱形，爪舵机801操控两个爪臂804运动实现抓手抓取动作。两个爪臂804的第一端对称安装在爪舵机801的第二平面边缘，第二端都分别安装有夹板805，夹板805能够提高货爪8的爪货能力。爪舵机801的第二平面的中心安装有减压器802，减压器802依次包括互相连接的减压器底座、中间的弹簧柱以及顶端的压板。减压器底座固定安装在爪舵机801的第二平面中间，减压器802能够在货爪8接触货物后通过其顶端的压板与中间的弹簧柱起到对货物减压的效果，防止货爪8在抓取货物时，由于机械本身的动力较大导致货物损坏，对使用者造成一定程度的经济损失，同时通过减压器802能够提高货爪8与货物之间的贴合强度，有利于货爪8对货物抓取时的牢固物稳定。减压器802的压板中间嵌入安装有RFID读写器附加天线803，RFID读写器附加天线803与操控台3中的RFID读写器302电连接，作为RFID读写器302的附加天线，RFID读写器附加天线803功率小于RFID读写器302中自身的天线。通过RFID读写器附加天线803能够在货爪8活动至货物附近时对货物进行扫描。

工作原理：首先，将本申请的一种基于RFID的码垛机器人通过底座2将其固定在生产线传送带的两侧，通过RFID读写器302能够对基于RFID的码垛机器人面前的货物进行初步定位，确保基于RFID的码垛机器人能够大致对准货物，再通过货爪8中的RFID读写器附加天线803能够在货爪8活动至货物顶端时配合RFID读写器302对货物同时进行扫描，对货物精确定位，有效提高了对货物的识别效率，进一步确保码垛机器人对区域位置的精确判定将其夹运至码垛机器人固定位置两侧指定货架上便于工作人员整理，提高码垛机器人的工作效率，体现了本实用新型的高效识别性。

当货物通过RFID读写器302与RFID读写器附加天线803定位后，它们将货物RFID卡的数据发送给处理器301，通过处理器301根据接收的数据控制其顶部电机箱303内的电机进行运作，并通过传动柱304带动其顶部的转动台305进行角度调节，便于使用者使用，体现了本实用新型的灵活性；

紧接着，通过壁舵机5接收处理器301的控制信号，控制其顶端的大臂连杆7进行运动，大臂连杆7带动小臂连杆6运动使得控制其右端的货爪8对准货物，并通过爪舵机801控制货爪8对货物进行夹取搬运，便于使用者使用，之后再通过臂爪804上设置的夹板805能够提高货爪8的爪货能力；

最后，通过减压器802能够在货爪8接触货物后通过其顶端的压板与中间的弹簧柱起到对货物减压的效果，防止货爪8在抓取货物时，由于机械本身的动力较大导致货物损坏，对使用者造成一定程度的经济损失，同时通过减压器802能够提高货爪8与货物之间的贴合强度，有利于货爪8对货物抓取时的牢固物稳定，体现了本实用新型对货物的保护性，这就是本申请的一种基于RFID的码垛机器人的工作原理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于RFID的码垛机器人，其特征在于：其包括：底座(2)、操控台(3)、连接架(4)、臂舵机(5)、小臂连杆(6)、大臂连杆(7)和货爪(8)；

所述底座(2)位于码垛机器人的底端，底座(2)上开有固定孔，用来固定码垛机器人；

所述操控台(3)固定安装在底座(2)的上部,所述操控台包括转动台(305)、传动柱(304)、电机箱(303)、处理器(301)、RFID读写器(302)以及箱体；所述箱体固定安装在底座(2)上，箱体内部固定安装有处理器(301)、电机箱(303)和RFID读写器(302)；所述传动柱(304)从箱体顶部中间垂直穿过箱体底端连接到电机箱(303)，传动柱(304)的顶端固定连接转动台(305)的中心位置；

所述连接架(4)固定在操控台(3)的转动台(305)上部，连接架(4)的第一侧面固定连接有臂舵机(5)，所述小臂连杆(6)为多级连杆结构，小臂连杆(6)的第一端与大臂连杆(7)的第一端同轴并位于连接架(4)的中间，小臂连杆(6)的第二端活动连接有货爪(8)，所述大臂连杆第二端连接小臂连杆(6)，连接点位于小臂连杆第二端附近；

所述货爪(8)包括爪舵机(801)、减压器(802)、RFID读写器附加天线(803)、两个爪臂(804)和夹板(805)；所述爪舵机(801)为扁平圆柱形，爪舵机(801)的第一平面的中心连接在小臂连杆(6)的第二端；两个爪臂(804)的第一端对称安装在爪舵机(801)的第二平面边缘，两个爪臂的第二端都安装有夹板(805)，爪舵机(801)的第二平面的中心安装有减压器(802)，所述减压器(802)中安装有RFID读写器附加天线(803)。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的码垛机器人，其特征在于：所述爪舵机(801)的第二平面的中心安装有减压器(802)，所述减压器(802)中安装有RFID读写器附加天线(803)具体为：

所述减压器(802)包括减压器底座、弹簧柱以及压板；所述减压器底座、弹簧柱以及压板依次连接后，将减压器底座固定安装在爪舵机(801)的第二平面中间；

所述减压器(802)的压板中间嵌入安装有RFID读写器附加天线(803)，RFID读写器附加天线(803)与操控台(3)中的RFID读写器(302)连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的码垛机器人，其特征在于：

所述操控台(3)中，所述处理器(301)分别与所述RFID读写器(302)、所述电机箱(303)和所述RFID读写器附加天线(803)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于RFID的码垛机器人，其特征在于：

所述小臂连杆(6)为四级连杆结构，大臂连杆(7)包括第一大臂连杆和第二大臂连杆，第一大臂连杆和第二大臂连杆都为摇臂，小臂连杆(6)第一端和第一大臂连杆(7)第一端同心通过轴承安装在连接架(4)的第一侧板和第二侧板之间，第一大臂连杆第二端和小臂连杆(6)的第3级连杆相连接，第二大臂连杆第二端和小臂连杆(6)的第4级连杆相连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于RFID的码垛机器人，其特征在于：

所述臂舵机(5)的内部有主动齿轮(501)和从动齿轮(502)，主动齿轮(501)的顶部搭接相连从动齿轮(502)，从动齿轮(502)的齿轮轴通过轴承搭接在连接架(4)的轴承支撑孔上，轴承通过键与大臂连杆(7)第一端连接，臂舵机(5)控制主动齿轮(501)运动，主动齿轮(501)与从动齿轮(502)啮合传输动力。

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