CN210558989U - 一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，包括导向板、衬板、车体和滑动板，车体的前端设置有导向板，导向板靠近车体的一侧设置有衬板，同时导向板的另一侧以导向板的竖直中心线位置对称设置有两个滑动板，且两个滑动板相对立的内侧对称设置有两个夹板，夹板的底部靠近导向板的一侧安装有第一距离传感器，同时夹板底部的另一侧安装有第二距离传感器，衬板靠近导向板一侧的顶部中心线位置安装有第一舵机，同时第一舵机通过电动伸缩杆固定连接在导向板一侧上。本实用新型通过设置有一系列的结构使本装置在使用过程中能够对不同尺寸物体进行自动识别搬运，同时避免了搬运机器人在搬运较重物体时因为夹持不住而导致物体掉落。

Description

一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人

技术领域

本实用新型涉及搬运机器人技术领域，具体为一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人。

背景技术

搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人，机器人的搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移到另一个加工位置，搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动，随着科技的不断发展，搬运机器人逐渐被运用到工业、物流、运输等领域，目前，现有的搬运机器人只能通过程序的输入执行固定尺寸物体的搬运而无法对不同尺寸的物体进行自动识别搬运，此外，现有的搬运机器人在搬运时大多采用夹持式搬运，在搬运较重的物体时经常会因为物体过重而掉落的情况，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，以解决上述背景技术中提出的现有的搬运机器人无法对不同尺寸的物体进行自动识别搬运和现有的搬运机器人在搬运时往往因为物体自身较重而导致夹持的物体掉落的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，包括导向板、衬板、车体和滑动板，所述车体的前端设置有导向板，所述导向板靠近车体的一侧设置有衬板，同时导向板的另一侧以导向板的竖直中心线位置对称设置有两个滑动板，且两个滑动板相对立的内侧对称设置有两个夹板，所述夹板的底部靠近导向板的一侧安装有第一距离传感器，同时夹板底部的另一侧安装有第二距离传感器，所述衬板靠近导向板一侧的顶部中心线位置安装有第一舵机，同时第一舵机通过电动伸缩杆固定连接在导向板一侧上，所述衬板的底部与第一舵机上下对齐的位置安装有第三距离传感器，所述车体的顶部靠近导向板的一端安装有第二舵机，同时车体的顶部另一端面上设置有放置台，所述第二舵机一侧的车体顶面上安装有PLC控制器，所述PLC控制器通过传导线分别与第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器、第一舵机、电动伸缩杆和第二舵机电性连接。

优选的，所述夹板靠近滑动板一侧的侧面上对称设置有两个滑动柱，所述滑动柱的另一端穿过滑动板延伸至滑动板的外侧与限位片固定连接。

优选的，所述滑动板和夹板之间位置的滑动柱的外表面上滑动套合有复位弹簧，其中两个滑动柱之间位置的滑动板上安装有压力传感器，所述压力传感器通过传导线与PLC控制器电性连接。

优选的，所述导向板的内部设置有螺旋杆，且螺旋杆转动连接在导向板的两侧上，其中螺旋杆的一端穿过导向板延伸至导向板的外侧与正反电机的输出端嵌合，所述正反电机固定连接在导向板的外表面上，所述正反电机通过传导线与PLC控制器电性连接。

优选的，所述螺旋杆上下两侧的导向板上设置有滑动槽，所述滑动板的一端固定连接有滑动块，且滑动块的上下端滑动卡合在滑动槽中，所述滑动块和螺旋杆之间螺旋连接。

优选的，所述导向板的顶部中心位置的一侧安装有第四距离传感器，所述车体前端面中心位置的下端安装有第五距离传感器，所述第四距离传感器和第五距离传感器分别通过传导线与PLC控制器电性连接。

优选的，所述导向板的顶部中心位置固定连接有第一气缸，同时第一气缸的顶部通过第一连接块与第二气缸的一端固定连接，所述第二气缸的另一端通过第二连接块与第三气缸的顶部固定连接，所述第三气缸的底部固定连接在第二舵机上，所述第一气缸、第二气缸和第三气缸分别通过传导线与PLC控制器电性连接。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型通过设置第一距离传感器、第二距离传感器、第四距离传感器、滑动块和螺旋杆，使用时，第五距离传感器在检测到前方物体达到预定搬运距离时，通过PLC控制器控制车体停止移动，并控制第二气缸开始伸出，此时第一距离传感器和第二距离传感器开始工作，在未接触到物体时，夹板上的第一距离传感器和第二距离传感器检测到的距离数值是相同的，当第一距离传感器和第二距离传感器检测到的距离数值不同时，说明夹板的前端已经位于物体的上方，此时第一气缸开始伸出，使第二距离传感器检测到的距离数值逐渐归零，说明此时夹板的前端已与物体的顶部接触，同时第一距离传感器会将检测到与地面的距离数值传输到PLC控制器，PLC控制器会控制电动伸缩杆伸出使衬板移动到第一距离传感器检测到的数值一半的位置，完成之后，PLC控制器控制正反电机转动，因为螺旋杆和滑动块之间螺旋连接的设置，在螺旋杆的转动下，两个滑动板会带动夹板向导向板两侧移动，当夹板移动到第一距离传感器和第二距离传感器检测到数值相同时，说明夹板位于物体的两侧，此时，PLC控制器会同时控制第一气缸和第二气缸伸出使衬板底部的第三距离传感器和导向板顶部的第四距离传感器检测的竖直完全归零，此时说明夹板位于物体两侧的中心位置并且导向板与物体接触，此时PLC控制器再一次控制正反电机向相反的方向转动，使两个滑动板向物体位置移动进行夹合，因为夹板上的滑动柱滑动套合在滑动板上的设置，在夹板夹持物体使夹板向滑动板方向移动从而挤压压力传感器到一定值时，夹板已将物体完全夹持柱，从而再同时控制第一气缸和第二气缸收缩来对物体进行搬运，该设置解决了现有的搬运机器人只能通过程序的输入执行固定尺寸物体的搬运而无法对不同尺寸的物体进行自动识别搬运的问题。

（2）本实用新型通过设置衬板和第一舵机，使用时，在第一气缸和第二气缸同时伸缩的情况下，物体被向上搬运，在物体离开地面之后，第三距离传感器检测到的数值发生变化，此时PLC控制器会控制第一舵机转动一百八十度，使衬板转动到物体的正下方对物体进行托起，避免物体掉落，该设置解决了现有的搬运机器人在搬运时大多采用夹持式搬运，在搬运较重的物体时经常会因为物体过重而掉落的情况的问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的右视图；

图3为本实用新型中导向板和滑动板部分的底部结构示意图；

图4为本实用新型图2中A处的放大图；

图5为本实用新型图3中B处的放大图。

图中附图标记为：1、第一连接块；2、第一气缸；3、电动伸缩杆；4、导向板；5、第一舵机；6、衬板；7、车体；8、放置台；9、第二气缸；10、第二连接块；11、第三气缸；12、PLC控制器；13、第二舵机；14、滑动板；15、夹板；16、限位片；17、正反电机；18、第五距离传感器；19、第三距离传感器；20、第二距离传感器；21、压力传感器；22、第四距离传感器；23、滑动块；24、螺旋杆；25、滑动槽；26、滑动柱；27、复位弹簧；28、第一距离传感器。

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。

请参阅图1-5，本实用新型提供的一种实施例：一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，包括导向板4、衬板6、车体7和滑动板14，车体7的前端设置有导向板4，导向板4的设置可以实现滑动板14的安装，导向板4靠近车体7的一侧设置有衬板6，衬板6的设置可以在物体搬运起来之后对物体的底部起到支撑的作用，同时导向板4的另一侧以导向板4的竖直中心线位置对称设置有两个滑动板14，滑动板14的设置可以实现夹板15和导向板4之间的间接连接，且两个滑动板14相对立的内侧对称设置有两个夹板15，夹板15用于对待搬运的物体进行夹持，夹板15的底部靠近导向板4的一侧安装有第一距离传感器28，同时夹板15底部的另一侧安装有第二距离传感器20，通过第一距离传感器28和第二距离传感器20的配合设置可以实现将夹板15准确的移动到物体的两侧进行夹合，衬板6靠近导向板4一侧的顶部中心线位置安装有第一舵机5，第一舵机5的设置可以实现衬板6角度的转动，同时第一舵机5通过电动伸缩杆3固定连接在导向板4一侧上，电动伸缩杆3的设置可以实现衬板6高度的调整，衬板6的底部与第一舵机5上下对齐的位置安装有第三距离传感器19，通过第三距离传感器19的设置可以实现夹板15准确移动到物体两侧的中心位置处，车体7的顶部靠近导向板4的一端安装有第二舵机13，第二舵机13的设置可以实现第三气缸11的角度转动，从而实现对物体的搬运，同时车体7的顶部另一端面上设置有放置台8，放置台8的设置用于待搬运物体的放置，第二舵机13一侧的车体7顶面上安装有PLC控制器12，PLC控制器12的型号为S7-400，为现有技术，PLC控制器12通过传导线分别与第一距离传感器28、第二距离传感器20、第三距离传感器19、第一舵机5、电动伸缩杆3和第二舵机13电性连接，第一距离传感器28、第二距离传感器20和第三距离传感器19的型号为GP2D12，电动伸缩杆3的型号为KELIWA/K100，为现有技术。

进一步，夹板15靠近滑动板14一侧的侧面上对称设置有两个滑动柱26，滑动柱26的另一端穿过滑动板14延伸至滑动板14的外侧与限位片16固定连接，限位片16的设置对滑动柱26的位置起到限位的作用，避免滑动柱26和滑动板14之间的脱离。

进一步，滑动板14和夹板15之间位置的滑动柱26的外表面上滑动套合有复位弹簧27，复位弹簧27的设置可以对夹板15的位置起到复位的作用，其中两个滑动柱26之间位置的滑动板14上安装有压力传感器21，压力传感器21的型号为CYYZ11，为现有技术，压力传感器21通过传导线与PLC控制器12电性连接。

进一步，导向板4的内部设置有螺旋杆24，螺旋杆24的设置可以在螺旋杆24转动的情况下实现滑动块23在导向板4上的移动，从而实现夹板15之间位置的调整，使该装置适用于不同尺寸物体的夹持，且螺旋杆24转动连接在导向板4的两侧上，其中螺旋杆24的一端穿过导向板4延伸至导向板4的外侧与正反电机17的输出端嵌合，正反电机17固定连接在导向板4的外表面上，正反电机17的型号为60ZDF，为现有技术，正反电机17通过传导线与PLC控制器12电性连接。

进一步，螺旋杆24上下两侧的导向板4上设置有滑动槽25，滑动板14的一端固定连接有滑动块23，且滑动块23的上下端滑动卡合在滑动槽25中，滑动块23滑动卡合在滑动槽25中的设置可以对滑动块23在导向板4中的移动起到导向的作用，滑动块23和螺旋杆24之间螺旋连接。

进一步，导向板4的顶部中心位置的一侧安装有第四距离传感器22，第四距离传感器22的设置可以用于导向板4和物体之间位置的检测，车体7前端面中心位置的下端安装有第五距离传感器18，第五距离传感器18的设置可以用于车体7和物体之间距离的检测，从而可以保持一定的搬运距离，第四距离传感器22和第五距离传感器18分别通过传导线与PLC控制器12电性连接，第四距离传感器22和第五距离传感器18的型号为GP2D12，为现有技术。

进一步，导向板4的顶部中心位置固定连接有第一气缸2，第一气缸2的设置可以实现物体的上下移动，同时第一气缸2的顶部通过第一连接块1与第二气缸9的一端固定连接，第二气缸9的设置可以实现物体的前后移动，第二气缸9的另一端通过第二连接块10与第三气缸11的顶部固定连接，第三气缸11的底部固定连接在第二舵机13上，第三气缸11的设置可以实现整个夹持装置的上下移动，第一气缸2、第二气缸9和第三气缸11分别通过传导线与PLC控制器12电性连接，第一气缸2、第二气缸9和第三气缸11的型号为SCJ50X100-50-S-FA，为现有技术。

工作原理：使用时，第五距离传感器18在检测到前方物体达到预定搬运距离时，通过PLC控制器12控制车体7停止移动，并控制第二气缸9开始伸出，此时第一距离传感器28和第二距离传感器20开始工作，在未接触到物体时，夹板15上的第一距离传感器28和第二距离传感器20检测到的距离数值是相同的，当第一距离传感器28和第二距离传感器20检测到的距离数值不同时，说明夹板15的前端已经位于物体的上方，此时第一气缸2开始伸出，使第二距离传感器20检测到的距离数值逐渐归零，说明此时夹板15的前端已与物体的顶部接触，同时第一距离传感器28会将检测到与地面的距离数值传输到PLC控制器12，PLC控制器12会控制电动伸缩杆3伸出使衬板6移动到第一距离传感器28检测到的数值一半的位置，完成之后，PLC控制器12控制正反电机17转动，因为螺旋杆24和滑动块23之间螺旋连接的设置，在螺旋杆24的转动下，两个滑动板14会带动夹板15向导向板4两侧移动，当夹板15移动到第一距离传感器28和第二距离传感器20检测到数值相同时，说明夹板15位于物体的两侧，此时，PLC控制器12会同时控制第一气缸2和第二气缸9伸出使衬板6底部的第三距离传感器19和导向板4顶部的第四距离传感器22检测的竖直完全归零，此时说明夹板15位于物体两侧的中心位置并且导向板4与物体接触，此时PLC控制器12再一次控制正反电机17向相反的方向转动，使两个滑动板14向物体位置移动进行夹合，因为夹板15上的滑动柱26滑动套合在滑动板14上的设置，在夹板15夹持物体使夹板15向滑动板14方向移动从而挤压压力传感器21到一定值时，夹板15已将物体完全夹持柱，从而再同时控制第一气缸2和第二气缸9收缩来对物体进行搬运，在物体离开地面之后，第三距离传感器19检测到的数值发生变化，此时PLC控制器12会控制第一舵机5转动一百八十度，使衬板6转动到物体的正下方对物体进行托起，同时PLC控制器12会控制第二舵机13转动，并控制第三气缸11伸出来将搬运的物体放置在放置台8上，实现搬运。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (7)

1.一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，包括导向板（4）、衬板（6）、车体（7）和滑动板（14），其特征在于：所述车体（7）的前端设置有导向板（4），所述导向板（4）靠近车体（7）的一侧设置有衬板（6），同时导向板（4）的另一侧以导向板（4）的竖直中心线位置对称设置有两个滑动板（14），且两个滑动板（14）相对立的内侧对称设置有两个夹板（15），所述夹板（15）的底部靠近导向板（4）的一侧安装有第一距离传感器（28），同时夹板（15）底部的另一侧安装有第二距离传感器（20），所述衬板（6）靠近导向板（4）一侧的顶部中心线位置安装有第一舵机（5），同时第一舵机（5）通过电动伸缩杆（3）固定连接在导向板（4）一侧上，所述衬板（6）的底部与第一舵机（5）上下对齐的位置安装有第三距离传感器（19），所述车体（7）的顶部靠近导向板（4）的一端安装有第二舵机（13），同时车体（7）的顶部另一端面上设置有放置台（8），所述第二舵机（13）一侧的车体（7）顶面上安装有PLC控制器（12），所述PLC控制器（12）通过传导线分别与第一距离传感器（28）、第二距离传感器（20）、第三距离传感器（19）、第一舵机（5）、电动伸缩杆（3）和第二舵机（13）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述夹板（15）靠近滑动板（14）一侧的侧面上对称设置有两个滑动柱（26），所述滑动柱（26）的另一端穿过滑动板（14）延伸至滑动板（14）的外侧与限位片（16）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述滑动板（14）和夹板（15）之间位置的滑动柱（26）的外表面上滑动套合有复位弹簧（27），其中两个滑动柱（26）之间位置的滑动板（14）上安装有压力传感器（21），所述压力传感器（21）通过传导线与PLC控制器（12）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述导向板（4）的内部设置有螺旋杆（24），且螺旋杆（24）转动连接在导向板（4）的两侧上，其中螺旋杆（24）的一端穿过导向板（4）延伸至导向板（4）的外侧与正反电机（17）的输出端嵌合，所述正反电机（17）固定连接在导向板（4）的外表面上，所述正反电机（17）通过传导线与PLC控制器（12）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述螺旋杆（24）上下两侧的导向板（4）上设置有滑动槽（25），所述滑动板（14）的一端固定连接有滑动块（23），且滑动块（23）的上下端滑动卡合在滑动槽（25）中，所述滑动块（23）和螺旋杆（24）之间螺旋连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述导向板（4）的顶部中心位置的一侧安装有第四距离传感器（22），所述车体（7）前端面中心位置的下端安装有第五距离传感器（18），所述第四距离传感器（22）和第五距离传感器（18）分别通过传导线与PLC控制器（12）电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种自动识别拾取地面物体的搬运清理机器人，其特征在于：所述导向板（4）的顶部中心位置固定连接有第一气缸（2），同时第一气缸（2）的顶部通过第一连接块（1）与第二气缸（9）的一端固定连接，所述第二气缸（9）的另一端通过第二连接块（10）与第三气缸（11）的顶部固定连接，所述第三气缸（11）的底部固定连接在第二舵机（13）上，所述第一气缸（2）、第二气缸（9）和第三气缸（11）分别通过传导线与PLC控制器（12）电性连接。

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