CN211427154U - 基于slam技术的多机协作机器人物料配送系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及智能化配送领域，目的是提供基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，本实用新型集成了上位机软件、基于SLAM技术的物料输送机器人、电控开关门的半导体物料配送系统，机器人根据扫描得到的工厂地图、以及实时检测到的人员以及障碍物，动态规划机器人的移动路径，到达备料处，操作人员输入需要备料的生产设备编号，并根据编号将物料放置在具有密码锁的存储仓中，机器人根据多目的地物料配送的最优路径算法，规划好运行路线，开始自行前往目的地，操作工在机器人触控屏上输入相应设备的设备号，只有设备号正确才能打开相应的货舱。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能化配送技术领域，具体涉及基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统。
背景技术
传统的半导体生产中，半导体生产设备生产所需要的物料是需要产线员工定期去往库房获取加工原料，存在如下弊端：工人自行取料影响加工效率；取料耗时导致产线工人数配置较多，人工成本较高；人工取料过程中料盒的错拿错放导致产出废品，为了解决上述问题，许多半导体企业引入物料配送机器人，但是现有的物料配送机器人存在以下问题，移动时对周围环境的感知能力有限，无法适应人员、设备、机器人共存的复杂环境，缺乏与外界交互的手段，能够执行的功能简单，缺乏灵活可控的上位机软件进行运动管理，物料输送种类单一。
因此，急需一种能够满足现有半导体生产以及半导体物料的配送机器人，并且能够避免上述机器人所存在的问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，集成了上位机软件、基于SLAM技术的物料输送机器人、电控开关门的半导体物料配送系统，多种类型的舱位可供选择，适合不同的产线，灵活性增加；
本实用新型所采用的技术方案是：基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，系统包括有可移动的机器人和多台上位机，机器人包括有主控模块、供电模块、通信模块、移动模块和采集模块，所述主控模块还连接有预警模块、 输入模块和急停模块，所述急停模块的输出端与所述移动模块连接，所述输入模块的输出端与所述主控模块连接，所述采集模块的输出端与所述主控模块连接，所述主控模块与所述预警模块的输入端连接，所述移动模块为机器人底部的可移动底盘，所述可移动底盘上还设置有多个配送仓，所述配送仓上设置有仓门开关模块，用户通过输入模块向所述主控模块发送匹配的指令，所述主控模块通过启动所述仓门开关模块使得对应的所述配送仓的仓门打开，所述主控模块通过通信模块与所述上位机无线连接，所述主控模块将采集模块获取的数据进行处理得到SLAM构图，所述主控模块根据所述SLAM构图向所述移动模块发送运行指令，所述移动模块带动机器人到达配送地点，所述供电模块对机器人各模块进行供电。
优选的，所述采集模块包括有激光雷达、相机和超声波，所述激光雷达、相机和超声波用于获取外部环境数据，所述主控模块通过所述外部环境数据生成外部环境的SLAM构图。
优选的，所述配送仓上的仓门开关模块为电磁锁开关。
优选的，所述输入模块为显示屏，通过在显示屏上输入相应的设备输入信息，当设备输入信息与所述主控模块内预存的对应阈值相同时，所述主控模块驱动所述仓门开关模块打开所述配送仓的仓门。
优选的，所述预警模块包括有报警灯和蜂鸣器，当机器人到达配送地点时，所述主控模块驱动所述预警模块工作。
优选的，所述供电模块为可充电式锂电池。
优选的，仓库中还包含有多个电控门，电控门上设置有电控开关门模块，所述主控模块通过通信模块发送开门驱动信号，所述电控开关门模块接收驱动信号并打开电动门。
优选的，所述电控门上还设置有连杆机构和电机，电机与连杆机构连接，当所述电控门接收所述驱动信号时，所述电机驱动所述连杆机构打开所述电控门。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1. 送货机器人自动配送加工原料至相应工位，工人无需走动，提高生产效率，工人取料节省的时间可省下来照看更多机器，从而大大减少产线工人数量，极大降低人工成本；
2. 送货机器人不同储货舱配备密码机构，用以匹配不同工位设备，防止错放错拿，提高产品合格率，通过电控门将生产区和备料区进行空间隔离，方便工厂管理，多种类型的舱位可供选择，适合不同的产线，灵活性增加，不同工厂仅需要机器人从新构图，不需要增加其他的设备，产品的普适性增加。
附图说明
图1为基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统的电控开关模块的原理图；
图2为本实用新型的实施例中机器人的结构原理图；
图3为本实用新型的实施例中配送仓的工作原理图；
图4为本实用新型的实施例中机器人外部的结构图；
图5为本实用新型的实施例中的机器人立体图。
具体实施方式
下面结合本实用新型的附图1～5，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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1：
基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，机器人系统包括有主控模块、供电模块、通信模块、移动模块和采集模块，所述主控模块还连接有预警模块、 输入模块和急停模块，所述急停模块的输出端与所述移动模块连接，所述输入模块的输出端与所述主控模块连接，所述采集模块的输出端与所述主控模块连接，所述主控模块与所述预警模块的输入端连接，所述移动模块为机器人底部的可移动底盘，所述可移动底盘上还设置有多个配送仓，所述配送仓上设置有仓门开关模块，用户通过输入模块向所述主控模块发送匹配的指令，所述主控模块通过启动所述仓门开关模块使得对应的所述配送仓的仓门打开，所述主控模块通过通信模块与电脑上位机无线连接，所述主控模块将采集模块获取的数据进行处理得到SLAM构图，所述主控模块根据所述SLAM构图向所述移动模块发送运行指令，所述移动模块带动机器人到达配送地点，所述供电模块对机器人各模块进行供电。
进一步，所述采集模块包括有激光雷达、相机和超声波，所述激光雷达、相机和超声波用于获取外部环境数据，所述主控模块通过所述外部环境数据生成外部环境的SLAM构图。
进一步，所述主控模块上还设置有电控开关门模块，当所述通信模块获取电脑上位机的开门指令时，所述主控模块驱动所述电控开关门模块打开电控门。
值得说明的是，所述配送仓上的仓门开关模块为电磁锁开关。
进一步，所述预警模块包括有报警灯和蜂鸣器，当机器人到达配送地点时，所述主控模块驱动所述预警模块工作。
进一步的，所述供电模块为可充电式锂电池。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例2，结合具体的半导体工厂中的实际应用，进一步改进为，系统包括为三个部分，放置在物料准备室内的多台电脑以及装在在电脑上的上位机软件、多台基于SLAM技术的物料输送机器人和隔绝备料室和生产产线的电控开关门，其中，物料输送机器人的结构参照附图4，电机驱动的可移动底盘，底盘上装载在机器人四周的激光雷达、相机、超声波等多种传感器，可充电锂电池和三个带有电磁锁的小型配送仓储，一个带有电磁锁的大型配送仓储，满足大小不同的物料需求。
值得说明的是，请参照图5，机器人的底盘上还包括有主控模块、WIFI通信模块、用于收集和存放随工单的公共仓储、开关和急停开关模块、显示屏模块和报警灯和蜂鸣器模块。
值得说明的是，电控开关门结构包括WIFI通信模块、电机、连杆机构和配送仓仓门门体。
值得说明的是，本实施例中的机器人在实际应用中包含多种功能为：1.操作工可以通过电脑远程呼叫、控制、监测物料输送机器人；2.多台电脑主机与多台物料输送机器人可通过网络通信，协同工作；3.物料输送机器人具有根据现场环境自动运行、自动避障、自动导航的功能；4.一台物料输送机器人具有三个小型配送仓储、一个大型配送仓储，可以满足不同数量、不同规格的物料的输送；5.防误拿功能，物料输送仓通过电磁锁上锁，只有到达工位后输入正确的工位号才能打开相应的仓门；6.状态指示和提醒功能，通过报警灯和蜂鸣器对机器人状态进行显示，并通过声光等提醒工人完成操作；7.人机交互功能，通过机器人搭载的触控显示屏，方便操作人员直接操作机器人；8.生产区和备料区的空间隔离功能，通过电控门来将生产区和备料区隔离，并且通过机器人搭载的通信模块，控制电控门在机器人经过时打开。
值得说明的是，机器人各项功能的工作原理为1.以激光雷达为主，相机、超声波等其他传感器为辅的多传感器融合的SLAM构图技术，即通过多种传感器实时检测外部环境，从而生成外部环境地图，以及得到机器人在地图中的位置，地图中的其他可移动障碍物的位置等；2.主控模块根据SLAM构图和实时环境检测进行动态路径规划；3.同设备工位号相关联的密码式储货仓；4.多上位机与多机器人通过网络组网进行通信，并在相同SLAM构图下的地图共享、控制、协作技术；5.通过上位机、机器人报警模块、机器人显示屏等结构，完成备料、取料、返回、充电等功能的业务流程操作；6.通过上位机进行多目的地物料配送路径的最优规划技术；7.通过机器人和电控门之间的WIFI通信实现机器人对电控门开关控制。
值得说明的是，机器人的实现步骤具体为，1.首先通过机器人所载有的激光雷达、相机、超声波等多个传感器，对工厂环境进行扫描、构图、检测；2.操作人员在上位机PC端进行操作，召唤机器人前往备料处；3.机器人根据扫描得到的工厂地图、以及实时检测到的人员以及障碍物，动态规划机器人的移动路径，到达备料处；4.操作人员输入需要备料的生产设备编号，并根据编号将物料放置在具有密码锁的存储仓中；5.机器人根据多目的地物料配送的最优路径算法，规划好运行路线，开始自行前往目的地；6.机器人前往生产设备途中，如需经过电控开关门，通过通信控制门打开后，通过，通过后门关闭；7.机器人到达其中一台生产设备附近后，通过报警灯和鸣峰器提醒操作人员操作；8.操作工在机器人触控屏上输入相应设备的设备号，只有设备号正确才能打开相应的货舱；9.机器人前往下一目的地，重复5-8步骤，直到所有物料配送完毕；9.机器人返回备料处等待下一次操作，或前往充电处进行充电和位置矫正。
综上所述，本实用新型的实施原理为：集成了上位机软件、基于SLAM技术的物料输送机器人、电控开关门的半导体物料配送系统，电机驱动的可移动底盘，底盘上装载在机器人四周的激光雷达、相机、超声波等多种传感器，可充电锂电池和三个带有电磁锁的小型配送仓储，一个带有电磁锁的大型配送仓储，满足大小不同的物料需求。
Claims (8)
1.基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，系统包括仓库内的机器人和多台上位机，机器人包括有主控模块、供电模块、通信模块、移动模块和采集模块，所述主控模块还连接有预警模块、 输入模块和急停模块，所述急停模块的输出端与所述移动模块连接，所述输入模块的输出端与所述主控模块连接，所述采集模块的输出端与所述主控模块连接，所述主控模块与所述预警模块的输入端连接，所述移动模块为机器人底部的可移动底盘，所述可移动底盘上还设置有多个配送仓，所述配送仓上设置有仓门开关模块，用户通过输入模块向所述主控模块发送匹配的指令，所述主控模块通过启动所述仓门开关模块使得对应的所述配送仓的仓门打开，所述主控模块通过通信模块与所述上位机无线连接，所述主控模块将采集模块获取的数据进行处理得到SLAM构图，所述主控模块根据所述SLAM构图向所述移动模块发送运行指令，所述移动模块带动机器人到达配送地点，所述供电模块对机器人各模块进行供电。
2.根据权利要求1所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述采集模块包括有激光雷达、相机和超声波，所述激光雷达、相机和超声波用于获取外部环境数据，所述主控模块通过所述外部环境数据生成外部环境的SLAM构图。
3.根据权利要求1所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述配送仓上的仓门开关模块为电磁锁开关。
4.根据权利要求1所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述输入模块为显示屏，通过在显示屏上输入相应的设备输入信息，当设备输入信息与所述主控模块内预存的对应阈值相同时，所述主控模块驱动所述仓门开关模块打开所述配送仓的仓门。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述预警模块包括有报警灯和蜂鸣器，当机器人到达配送地点时，所述主控模块驱动所述预警模块工作。
6.根据权利要求5所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述供电模块为可充电式锂电池。
7.根据权利要求6所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，仓库中还包含有多个电控门，电控门上设置有电控开关门模块，所述主控模块通过通信模块发送开门驱动信号，所述电控开关门模块接收驱动信号并打开电动门。
8.根据权利要求7所述的基于SLAM技术的多机协作机器人物料配送系统，其特征在于，所述电控门上还设置有连杆机构和电机，电机与连杆机构连接，当所述电控门接收所述驱动信号时，所述电机驱动所述连杆机构打开所述电控门。
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| CN202021492957.XU CN211427154U (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 基于slam技术的多机协作机器人物料配送系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113359734A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-07 | 苏州工业园区报关有限公司 | 一种基于ai的物流辅助机器人 |
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2020
- 2020-07-27 CN CN202021492957.XU patent/CN211427154U/zh active Active
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