CN211403241U - 一种机器人输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人输送系统，包括机器人、信息地板块和接地地板块；两地板块都是无源部件，机械强度足够高，而且厚度、尺寸与普通地板块相似；这样，铺在地面上的信息地板块、接地地板块与普通地板块在视觉上能够友好融合。机器人行走在信息地板块和接地地板块上时，信息地板块数据结合指南针器件角度数据确定了机器人的坐标方位，机器人执行主控器的出行指令，能够准确抵达目的地并准确返回。本实用新型构造的输送系统成本低廉，行走姿态稳固不易倾倒，对使用环境的改造量小，系统置入和撤出都很简单，适合在不规范繁杂空间实施机器人输送物品。

Description

一种机器人输送系统

技术领域

本实用新型涉及机器人，特别是一种可以输送物品的行走机器人，尤其是在机器人行走的区域设置专用路标，供机器人识别的机器人输送系统。

背景技术

现有技术中，已经有多种可以输送物品的行走机器人，为了将物品准确地送到目的地，导航方式也有多种方式，例如：

一、在行走路线上设置多组二维码，由机器人的二维码扫描器识别区位，这种方式只能适用于专用的通道，如邮包分拣、餐厅送餐。

在餐厅送餐的应用中，这种专用的通道要占用大量的餐厅空间，有时候为了满足餐桌的配置，给设计专用的通道带来很大的困难；如果将行走路线设置在地面上，顾客们很容易将二维码踩踏模糊，使扫描器无法识别。

二、在行走路线上设置RFID标签，由机器人的RFID短距离无线接收器识别标签位置，这种方式在餐厅送餐的应用中可以将行走路线设置在地面上，这种区位识别的难点在于很难精确对位，扫描器与RFID标签之间的无线感应距离误差较大，容易误读。

三、在活动空间设置UWB设备导航，如201810585592.6的中国实用新型专利申请，基于UWB定位及航位推算的室内AGV导航控制方法。其控制原理为：设置多个UWB设备固定于设定空间穹顶的四角，AGV小车内部设置接收模块，该模块具有返回信号功能，多UWB设备对AGV小车进行航向角和距离的测量，从而计算出AGV小车的方位坐标。测量误差小于150mm。此方法适于在无遮挡空旷的场地上引导AGV小车运行，如果运行空间内物品繁多，AGV小车湮没在物品或树木之中，那么导航的精度会大打折扣，如果受控场地十分狭促，或是在顾客十分拥挤的餐馆，也会增大测距误差。

因此，人们一直在寻找一种顾客与机器人共有通道使用权，输送形式简洁，地标隐蔽，坚固耐用，不怕踩踏，无需维护，导航准确，精度适中，不怕干扰，成本低廉的机器人输送系统，现有技术中缺少这样的技术，有待于人们去开发。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决现有技术机器人输送系统导航输送形式复杂，若顾客与机器人共用行走通道，地标暴露在行走通道上，害怕踩踏，容易损坏，维护频繁，导航信号易受干扰，导航成本偏高的弊端，而提出一种机器人输送系统及控制方法。

本实用新型是这样实现的：

设计制造一种机器人输送系统，包括：一机器人，机器人的底座上设置驱动轮A、驱动轮B和一组导电万向轮，导电万向轮之间彼此绝缘，导电万向轮的竖轴杆与触头接触，触头与触头选通电路连接，触头选通电路连接单总线器件读入电路，单总线器件读入电路连接智能控制系统；

信息地板块，在机器人行走区间设置，所述信息地板块的表面为信息导电层，所述信息导电层连接单总线器件的数据端；

接地地板块，在机器人行走区间设置，所述接地地板块的表面为接地导电层，所述接地导电层连接单总线器件的地线端；

在机器人的一导电万向轮与连接数据端的信息导电层接触、另一导电万向轮与连接地线端的接地导电层接触时，智能控制系统读出该单总线器件的编码数据。

所述智能控制系统连接方位电路，所述方位电路输出机器人的轴向方位角数据给智能控制系统；所述智能控制系统还连接行走马达A驱动电路、行走马达B驱动电路、离合器A驱动电路、离合器B驱动电路、舵机马达A驱动电路、舵机马达B驱动电路和无线通讯单元。

所述智能控制系统连接测距单元，所述测距单元输出机器人与周围物体的距离数据给智能控制系统。

所述两导电万向轮之间的距离大于信息地板块和接地地板块的最小边长。

所述行走马达A驱动电路驱动驱动轮A，行走马达B驱动电路驱动驱动轮B。

本实用新型的优点在于：信息地板块和接地地板块都是无源部件，机械强度足够高，而且厚度、尺寸与普通地板块相似，这样铺在地面上的信息地板块、接地地板块与普通地板块融合成一体，视觉上无任何不适，信息地板块数据结合指南针器件角度数据确定了机器人的坐标方位，机器人执行主控器的出行指令，能够准确抵达目的地并准确返回。本实用新型构造的输送系统成本低廉，行走姿态稳固不易倾倒，对环境的改造量小，系统置入和撤出都很简单，适合在不规范繁杂空间实施机器人输送方案。

附图说明

图1是本实用新型机器人输送系统涉及的机器人底座上的布置示意图，底座11上设置有驱动轮A111、驱动轮B112，以及两只导电万向轮；

图2是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的导电万向轮中有一只坐落在信息地板块2上，另一只导电万向轮坐落在接地地板块3上；活动物品罩16封闭承物台面139时的示意图；

图3是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的导电万向轮示意图，导电轮121、主轴80、竖轴杆81之间是导电的连通体，触头83、弹片84、引出线86将导电轮121接触的信息地板块数据传输到智能控制系统100；

图4是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的信息地板块2和接地地板块3的示意图，信息地板基板29由硬质绝缘材料制成，信息地板电缆槽28供电缆线接入；接地地板基板39亦由硬质绝缘材料制成，接地地板电缆槽38供电缆线接入；

图5是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的信息地板块内镶嵌的单总线器件的示意图，该器件是一种无源器件，无需对其施加电压即可读出其编码数据，该器件只有两个电极；

图6是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的信息地板块2和接地地板块3在整个地板区域9上的布置示意图，普通地板91的尺寸是市场上常见的规格，信息地板块2和接地地板块3与普通地板91的尺寸相似；本实施例机器人的底座11上导电万向轮组是两只导电万向轮；

由图可以看出，驱动轮既可以并行驱动，也可以顺向驱动行进；

图7是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的主MCU1所连接的各个电路、单元的方框示意图；

图8是本实用新型机器人输送系统及控制方法涉及的的单总线器件读入电路102的电原理示意图，图中示出的是MCU2读取单总线器件4的数据，然后通过通讯口，将数据传输到主MCU1；当然，该电路也可以设置在主MCU1之处，直接读取单总线器件4的数据。

具体实施方式

下面结合实施例一和实施例二对本实用新型作进一步详细的描述。

参考图1～图8，机器人输送系统包括一机器人1，机器人1的底座11上设置驱动轮A111、驱动轮B112和一组导电万向轮，在如图1所示的实施例一中，该导电万向轮组有两只导电万向轮，彼此之间互相绝缘；

如图3所示，导电万向轮的竖轴杆81与触头83接触，触头13与触头选通电路101连接，触头选通电路101连接单总线器件读入电路102，单总线器件读入电路102连接智能控制系统；

导电轮121、主轴80、竖轴杆81之间是导电的连通体，触头83、弹片84、引出线86将导电轮121接触的信息地板块数据传输到智能控制系统100；

主轴套87与底座11互相绝缘，弹片螺栓85将弹片84固定在主轴套87上；竖轴杆81、主轴80在主轴套87中上下滑动，弹簧82始终将导电轮121压向地面，保证导电轮121与信息地板块2、接地地板块3良好的电气接触。

由于单总线器件4数据的读取只是毫秒级的过程，从导电轮121到弹片84之间的接触电阻只要不大于2KΩ，在导电轮121与信息地板块2、接地地板块3接触的瞬间，克服了接触不良，数据已经被读取很多次，由于读出的数据要经过CRC验证，因此读取的数据是可靠无误的，可信的。

在图2所示的实施例中，导电万向轮组的两只导电万向轮，彼此之间互相绝缘。

如图4所示的信息地板块2，在机器人行走区间设置，所述信息地板块2的表面为信息导电层21，所述信息导电层21连接单总线器件4的数据端41；

接地地板块3，在机器人行走区间设置，所述接地地板块3的表面为接地导电层31，所述接地导电层31连接单总线器件4的地线端42；

信息地板基板29由硬质绝缘材料制成，信息地板电缆槽28供电缆线接入；接地地板基板39亦由硬质绝缘材料制成，接地地板电缆槽38供电缆线接入；

当然，可以选择单总线器件4的数据端41、地线端42焊接引线，信息导电层21、接地导电层31焊接引线的做法。

如图5所示，单总线器件4可以选用ibutton器件，很多型号都可以选用，DS1982、DS1990、DS1991等等。在其他实施例，当然也可以选用其他形式的无源的单总线器件。

所述的ibutton器件用不锈钢外壳封装，有一定的机械强度，耐腐蚀，特别适合应用于信息地板块上。

在如图6所示的实施例一中，导电万向轮组12包括第一导电万向轮121和第二导电万向轮122，由于驱动轮A和驱动轮B可以并行行走，也可以顺向行走，因此图中的两导电万向轮此时为并行行走，分别坐落在信息地板块2和接地地板块3上，触头选通电路101不停地选通读取单总线器件4的方向，选通正确之后，单总线器件读入电路102读入单总线器件4的编码数据，根据控制中心发出的出行指令，得知此时的编码数据是行程中的“起始”位置，同时机器人通过方位电路103得到机器人的轴向方位角数据，将此方位角数据作为初始数据；

如图所示，按照指令，机器人依照方位角数据向前行走，行至下一个节点时，机器人复又读到信息地板块2的编码数据，机器人将此数据与指令中给出的数据进行比较，看是否是转弯节点，若不是转弯节点，则机器人继续前行；

前方抵达转弯节点时，机器人复又读出信息地板块2的编码数据，经过比对，与指令中给出的转弯信息地板块2的数据相同，计算转弯角度后，机器人左转，继续前行，抵达下一个左转节点，在此节点，机器人依然是比对信息地板块2的编码数据，数据相同，结合方位角数据左转后继续前行；

前方是本次出行的目的地，当目的地的信息地板块2编码数据被读出后，机器人比对出行指令中的数据，相同，机器人暂停在此处，进行相应的操作，操作完毕，机器人前行、转弯，返回到“起始”位置。

在整个行走过程中，如图中箭头所示，机器人一直遵循一条看不见，但是实际上存在的路线在走，行走中，机器人要与机器人避让，要与行人避让，要与障碍物避让，要修正自己的行走偏差。

如图7所示，所述智能控制系统还连接行走马达A驱动电路641、行走马达B驱动电路643、离合器A驱动电路642、离合器B驱动电路644、舵机马达A驱动电路645、舵机马达B驱动电路646和无线通讯单元105。

所述智能控制系统连接测距单元63，所述测距单元63输出机器人1与周围物体的距离数据给智能控制系统100。

所述两导电万向轮之间的距离大于信息地板块2和接地地板块3的最小边长；如果是正方形则各边长即最小边长，如果是长方形，则有最小边长之说。

所述行走马达A驱动电路641驱动驱动轮A111，行走马达B驱动电路643驱动驱动轮B112。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式和应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种机器人输送系统，其特征在于，所述系统包括一机器人（1），机器人（1）的底座（11）上设置驱动轮A（111）、驱动轮B（112）和一组导电万向轮，导电万向轮之间彼此绝缘，导电万向轮的竖轴杆（81）与触头（83）接触，触头（83）与触头选通电路（101）连接，触头选通电路（101）连接单总线器件读入电路（102），单总线器件读入电路（102）连接智能控制系统；

信息地板块（2），在机器人行走区间设置，所述信息地板块（2）的表面为信息导电层（21），所述信息导电层（21）连接单总线器件（4）的数据端（41）；

接地地板块（3），在机器人行走区间设置，所述接地地板块（3）的表面为接地导电层（31），所述接地导电层（31）连接单总线器件（4）的地线端（42）；

在机器人（1）的一导电万向轮与连接数据端（41）的信息导电层（21）接触、另一导电万向轮与连接地线端（42）的接地导电层（31）接触时，智能控制系统读出该单总线器件（4）的编码数据。

2.根据权利要求1所述的机器人输送系统，其特征在于，所述智能控制系统连接方位电路（103），所述方位电路（103）输出机器人（1）的轴向方位角数据给智能控制系统；所述智能控制系统还连接行走马达A驱动电路（641）、行走马达B驱动电路（643）、离合器A驱动电路（642）、离合器B驱动电路（644）、舵机马达A驱动电路（645）、舵机马达B驱动电路（646）和无线通讯单元（105）。

3.根据权利要求1所述的机器人输送系统，其特征在于，所述智能控制系统连接测距单元（63），所述测距单元（63）输出机器人（1）与周围物体的距离数据给智能控制系统。

4.根据权利要求1所述的机器人输送系统，其特征在于，所述两导电万向轮之间的距离大于信息地板块（2）和接地地板块（3）的最小边长。

5.根据权利要求2所述的机器人输送系统，其特征在于，所述行走马达A驱动电路（641）驱动驱动轮A（111），行走马达B驱动电路（643）驱动驱动轮B（112）。

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