档案管理机器人
技术领域
本实用新型涉及档案管理设备技术领域,尤其是涉及一种档案管理机器人。
背景技术
随着社会的发展,档案馆档案文件越来越多,档案文件的整理目前多为人工整理结合档案管理软件系统来实现,人工整理的工作效率低,人工成本高,且人工在劳动强度大的时候容易疲乏,不注意的情况下存在着较高的出错率,为降低人工劳动强度,现在推出了针对用于档案整理的机构。
现有技术中针对于档案存取的机构,往往都是对现有的库房进行整体性的改造,例如需要加装轨道以及抓取装置,上述改造对于空间的要求很高,同时也会导致投入的成本比较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种档案管理机器人,以缓解现有技术中存在的需要改变库房结构,对空间的要求很高,同时也会导致投入成本较高的技术问题。
本实用新型提供的一种档案管理机器人,包括:控制器、自主导航移动装置、识别装置、执行装置;
所述控制器、所述识别装置和所述执行装置设置于所述自主导航移动装置上,所述控制器与外部操作系统电信号连接,所述控制器用于接收外部操作系统的信号,并根据上述信号控制所述自主导航移动装置移动和控制所述执行装置对档案进行存取固定,所述识别装置用于对档案进行识别,并将此识别信息反馈至所述控制器处。
在本实用新型较佳的实施例中,所述执行装置包括升降装置、机械臂和吸附装置;
所述升降装置通过所述机械臂与所述吸附装置连接,所述升降装置远离所述机械臂的一端与所述自主导航移动装置连接,所述升降装置用于带动所述吸附装置在竖直方向往复运动;
所述机械臂的自由端与所述吸附装置连接,吸附装置所述吸附装置用于对档案吸取固定。
在本实用新型较佳的实施例中,所述升降装置包括第一驱动机构和丝杠传动机构;
所述第一驱动机构的固定端与所述自主导航移动装置连接,所述第一驱动机构的输出端通过所述丝杠传动机构与所述机械臂传动连接,所述第一驱动机构通过所述第一驱动机构带动所述机械臂在竖直方向往复运动;
所述第一驱动机构与所述控制器电信号连接,所述控制器根据所述识别装置反馈的信息控制所述第一驱动机构的启闭。
在本实用新型较佳的实施例中,所述吸附装置包括支撑架、第二驱动机构、滑动机构和吸附部;
所述支撑架的一端与所述机械臂的自由端连接,所述第二驱动机构和所述滑动机构均设置于所述支撑架上,所述第二驱动机构通过所述滑动机构与所述吸附部传动连接,所述第二驱动机构与所述控制器电信号连接,所述控制器根据所述识别装置反馈的信息控制所述第二驱动机构的启闭,所述第二驱动机构用于带动所述吸附部沿着所述滑动机构移动,所述吸附部上设置有用于与档案接触的吸盘。
在本实用新型较佳的实施例中,所述吸附部还包括气泵、气压阀、气压传感器和固定部;
所述固定部位于所述支撑架上,且所述固定部与所述滑动机构连接,所述固定部的一侧与所述第二驱动机构传动连接,所述固定部的另一侧设置有所述吸盘,所述第二驱动机构用于驱动所述固定部相对于所述滑动机构在所述支撑架内移动;
所述气泵和气压传感器与所述控制器电信号连接,所述气泵通过所述气压阀与所述吸盘连通,所述气压传感器设置于所述气压阀上,所述气压传感器用于通过所述气压阀接收所述吸盘处的气压变化,并将此气压信息输送至所述控制器处,所述气泵根据上述气压信息控制所述气泵的开度大小,所述气泵用于控制所述吸盘与档案的吸取或分离。
在本实用新型较佳的实施例中,所述识别装置通过所述执行装置与所述自主导航移动装置连接,所述识别装置包括识别机构、补光灯和固定件,所述补光灯以及所述识别机构均通过所述固定件与所述执行装置远离所述机械臂的一端连接;
所述识别机构包括条码扫描设备和/或视觉相机;所述条码扫描设备和/或视觉相机与所述控制器电信号连接。
在本实用新型较佳的实施例中,所述自主导航移动装置包括激光雷达和移动机构;
所述激光雷达设置于所述移动机构上,所述激光雷达与所述控制器电信号连接,所述激光雷达用于对所处环境进行平面建图,并将此环境信息输送至所述控制器处,所述控制器用于对上述环境的特征信息建立数学模型地图。
在本实用新型较佳的实施例中,所述自主导航移动装置还包括第一传感器;
所述第一传感器均与所述控制器电信号连接,所述第一传感器用于识别环境中的标志物,并将此标志物信息传递至所述控制器处,所述控制器用于根据上述标志物信息反馈所述移动机构的定位信息。
在本实用新型较佳的实施例中,所述自主导航移动装置还包括电源和无线传输装置;
所述电源与所述控制器、第一传感器、激光雷达、识别装置和执行装置电连接;
所述无线传输装置与所述控制器电信号连接,所述无线传输装载用于与外部终端电信号连接。
在本实用新型较佳的实施例中,还包括文件缓冲架;
所述文件缓冲架与所述自主导航移动装置连接,所述文件缓冲架远离所述自主导航移动装置的一端设置有放置槽,所述放置槽用于暂放待存放或待取回的档案。
本实用新型提供的档案管理机器人,包括:控制器、自主导航移动装置、识别装置、执行装置;控制器和执行装置设置于自主导航移动装置上,识别装置通过执行装置与自主导航移动装置连接,自主导航移动装置能够带动控制器、识别装置和执行装置在特定区域内进行移动,控制器与外部操作系统电信号连接,当控制器接收到外部操作系统的调度指令后,控制器能够控制自主导航移动装置移动至所需档案的所在位置,并且根据识别装置对该档案的识别信息进而判断所对应的档案是否正确,同时控制执行装置对档案进行存取固定,本实施例提供的档案管理机器人是利用控制器以及自主导航移动装置实现在档案室等空间内的自主移动,不需要对库房进行任何改造,缓解现有技术中存在的需要改变库房结构,对空间的要求很高,同时也会导致投入的成本较高的技术问题,更加适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的档案管理机器人的整体结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的档案管理机器人的执行装置的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的档案管理机器人的吸附装置的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的档案管理机器人的局部放大结构示意图。
图标:100-控制器;200-识别装置;201-识别机构;202-补光灯;203-固定件;300-执行装置;400-升降装置;401-第一驱动机构;402-丝杠传动机构;500-机械臂;600-吸附装置;601-支撑架;602-第二驱动机构;603-滑动机构;604-吸附部;614-吸盘;624-气压阀;634-气压传感器;644-固定部;700-文件缓冲架;800-自主导航移动装置。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
如图1-图4所示,本实施例提供的一种档案管理机器人,包括:控制器100、自主导航移动装置800、识别装置200、执行装置300;控制器100、识别装置200和执行装置300设置于自主导航移动装置800上,控制器100与外部操作系统电信号连接,控制器100用于接收外部操作系统的信号,并根据上述信号控制自主导航移动装置800移动和控制执行装置300对档案进行存取固定,识别装置200用于对档案进行识别,并将此识别信息反馈至控制器100处。
需要说明的是,本实施例提供的控制器100采用工控机,其中工控机通过路由器与控制板进行通讯;由于工控机属于本领域常规技术,此处将不再赘述。
本实施例中,自主导航移动装置800是指具有导航、定位等功能的智能行走设备,随着智能行走设备的高速发展,目前,已知的智能行走设备有很多种,本实施例中采用的是AGV(Automated Guided Vehicle,简称AGV)小车,这种小车能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,工业应用中不需驾驶员的搬运车,以可充电之蓄电池为其动力来源;一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为,或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线,电磁轨道黏贴于地板上,无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
本实施例提供的自主导航移动装置800包括激光雷达和移动机构;激光雷达设置于移动机构上,激光雷达与控制器100电信号连接,激光雷达用于对所处环境进行平面建图,并将此环境信息输送至控制器100处,控制器100用于对上述环境的特征信息建立数学模型地图。
其中,控制器100对上述环境的特征信息建立数学模型地图可以利用高精度SLAM算法对环境的特征信息进行建立数学模型;其中,SLAM算法全称为simultaneouslocalization and mapping也可称为CML全称为Concurrent Mapping and Localization)进行地图的创建并上传至控制器100中。具体地,将激光雷达扫描的数据匹配地图得出的定位数据,规划出抵达目标点路径,通过CAN口控制移动机构发出控制移动的指令,本实施例提供的档案管理机器人即可抵达目标点。
其中,为了提高定位精度,在本实用新型较佳的实施例中,自主导航移动装置800还包括第一传感器;第一传感器均与控制器100电信号连接,第一传感器用于识别环境中的标志物,并将此标志物信息传递至控制器100处,控制器100用于根据上述标志物信息反馈移动机构的定位信息。
可选地,第一传感器可以为电磁传感器和光学传感器,优选地,第一传感器设置为光学传感器,光学传感器用于识别环境中的特定的标志物,利用在档案文件存储柜前的固定位置提前贴上特定的标志物,利用光学传感器来校正和提高定位精度,为在此位置实现高精度的存取任务。
可选地,移动机构采用六轮悬挂差速驱动系统,移动机构采用移动小车,小车全车360度通过5级安全防碰撞处理,专为室内地面设计的双轮式万向移动轮胎,满足室内沟槽坡度等的越障需求;同时移动机构内置Intel高速处理器,能够满足对图像数据、点云数据等数据的分析处理的速度要求,保证该六轮悬挂差速驱动系统的正常运行,系统内安装有编码器,实时反馈轮速信息,实现对移动机构底盘的闭环控制,内置IMU能够对移动底盘运动姿态进行实时控制及反馈,通过采集速度、角度等信息,以保证行驶过程维持姿态,平顺速度,防止倾倒的功能。
在本实用新型较佳的实施例中,自主导航移动装置800还包括电源和无线传输装置;电源与控制器100、第一传感器、激光雷达、识别装置200和执行装置300电连接;无线传输装置与控制器100电信号连接,无线传输装载用于与外部终端电信号连接。
可选地,电源可以采用大容量锂电池组,能够支持整体结构连续运行10小时。无限传输装置可以利用高带宽无线数据传输,或者通过局域网以及蓝牙信号传输,能够实现多种传输数据与控制做到实时传输即可,从而可以利用远程终端对机器人在现场的所有情况进行监控。
本实施例提供的档案管理机器人,包括:控制器100、自主导航移动装置800、识别装置200、执行装置300;控制器100和执行装置300设置于自主导航移动装置800上,识别装置200通过执行装置300与自主导航移动装置800连接,自主导航移动装置800能够带动控制器100、识别装置200和执行装置300在特定区域内进行移动,控制器100与外部操作系统电信号连接,当控制器100接收到外部操作系统的调度指令后,控制器100能够控制自主导航移动装置800移动至所需档案的所在位置,并且根据识别装置200对该档案的识别信息进而判断所对应的档案是否正确,同时控制执行装置300对档案进行存取固定,本实施例提供的档案管理机器人是利用控制器100以及自主导航移动装置800在档案室等空间内的自主移动,不需要对库房进行任何改造,缓解现有技术中存在的需要改变库房结构,对空间的要求很高,同时也会导致投入的成本较高的技术问题,更加适合推广使用。
在本实用新型较佳的实施例中,执行装置300包括升降装置400、机械臂500和吸附装置600;升降装置400通过机械臂500与吸附装置600连接,升降装置400远离机械臂500的一端与自主导航移动装置800连接,升降装置400用于带动吸附装置600在竖直方向往复运动;机械臂500的自由端与吸附装置600连接,吸附装置600吸附装置600用于对档案吸取固定。
其中,机械臂500采用具有动力驱动的机械臂500,具体地,机械臂500是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置,机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂,直角坐标系机械手臂,球坐标系机械手臂,极坐标机械手臂,柱坐标机械手臂等;机械臂500具有六个自由度,通过在执行机构加装机械臂500,可以到达空间内的任何坐标点,优选地,本实施例采用的遨博6自由度协作机械臂500,用于提高机器人执行存取任务的自由度,能够更加灵活的完成任务;多关节机械臂500,负载5kg,工作范围850mm,关节旋转角度-360°~+360°,6自由度全面覆盖上下、前后、左右、俯仰、滚转、偏角所有方位,最大速度关节:180°/s;重复精度:0.1mm;由于机械臂500的具体结构属于现有技术,此处将不再赘述。
在本实用新型较佳的实施例中,升降装置400包括第一驱动机构401和丝杠传动机构402;第一驱动机构401的固定端与自主导航移动装置800连接,第一驱动机构401的输出端通过丝杠传动机构402与机械臂500传动连接,第一驱动机构401通过第一驱动机构401带动机械臂500在竖直方向往复运动;第一驱动机构401与控制器100电信号连接,控制器100根据识别装置200反馈的信息控制第一驱动机构401的启闭。
本实施例中,丝杠传动机构402可以采用立式多级丝杆,其中,丝杠传动机构402一端固定在自主导航移动装置800,另一端用于固定机械臂500,为了提高机械臂500的高度可满足不同高度文档案的存取,第一驱动机构401采用驱动电机,驱动电机的输出端与丝杠传动机构402连接,驱动电机转动可以传动丝杆转动,通过多级嵌套,可以实现丝杆长度多级伸缩,从而实现高度的变化。
在本实用新型较佳的实施例中,吸附装置600包括支撑架601、第二驱动机构602、滑动机构603和吸附部604;支撑架601的一端与机械臂500的自由端连接,第二驱动机构602和滑动机构603均设置于支撑架601上,第二驱动机构602通过滑动机构603与吸附部604传动连接,第二驱动机构602与控制器100电信号连接,控制器100根据识别装置200反馈的信息控制第二驱动机构602的启闭,第二驱动机构602用于带动吸附部604沿着滑动机构603移动,吸附部604上设置有用于与档案接触的吸盘614。
其中,支撑架601作为档案吸取过程中的支撑机构,支撑架601可以采用U型支架,其中U型支架的底壁作为支撑档案的一侧壁,另外可以在U型支架的开口位置设置有挡板,挡板作为支撑档案的另一侧壁,需要说明的是,挡板的面积小于U型支架的底壁,使得在吸取的过程中能够对档案进行两侧的固定,可选地,U型支架和挡板之间为可拆卸连接。
其中,第二驱动机构602可以采用气缸推动或者采用驱动电机和丝杠的传动方式,通过利用第二驱动机构602能够带动吸附部604沿着U型支架的一侧壁往复运动,具体地,当需要利用吸附部604对存放架上的档案进行吸取时,此时利用第二驱动机构602带动吸附部604伸出支撑架601的一端,利用吸盘614将档案盒吸取固定,并且此时第二驱动机构602带动吸附部604向支撑架601内移动,利用支撑架601的支撑作用能够更好的对档案进行固定。
可选地,滑动机构603可以采用滑轨、滑道或者滑槽等,其中吸附部604可以利用滑轮或者滑块与滑轨滑动连接,进而能够在驱动机构的作用力下,驱动吸附部604沿着滑动机构603进行往复滑动。
在本实用新型较佳的实施例中,吸附部604还包括气泵、气压阀624、气压传感器634和固定部644;固定部644位于支撑架601上,且固定部644与滑动机构603连接,固定部644的一侧与第二驱动机构602传动连接,固定部644的另一侧设置有吸盘614,第二驱动机构602用于驱动固定部644相对于滑动机构603在支撑架601内移动;气泵和气压传感器634与控制器100电信号连接,气泵通过气压阀624与吸盘614连通,气压传感器634设置于气压阀624上,气压传感器634用于通过气压阀624接收吸盘614处的气压变化,并将此气压信息输送至控制器100处,气泵根据上述气压信息控制气泵的开度大小,气泵用于控制吸盘614与档案的吸取或分离。
本实施例中,吸附部604作为与档案直接接触的结构,吸附部604利用吸盘614吸附的方式与档案进行接触,其中,气泵能够向吸盘614位置进行吸气,从而使的吸盘614的一侧呈负压状态,吸盘614在负压的情况下直接与档案进行接触,利用吸盘614在文件侧面进行吸合文档,实现了文档的稳定抓取;同时,由于气泵是通过气压阀624向吸盘614进行吸气,因此在档案与吸盘614吸合后,此时吸盘614处的压力会发生变化,气压阀624能够接收此时吸盘614处的压力变化,气压传感器634能够检测气压阀624的压力变化信息,并将此压力变化信息发送给控制器100;此时控制器100能够接收吸盘614处的压力变化,并且能够根据此压力变化信息调节气泵的开度大小,以使吸盘614能够更好的与档案进行固定;同时,控制器100在确定吸盘614将档案固定后,控制第二驱动机构602运行,使得吸附部604和档案能够进入都支撑架601的支撑区域内,并控制下一步指令进行运行。
在本实用新型较佳的实施例中,识别装置200通过执行装置300与自主导航移动装置800连接,识别装置200包括识别机构201和补光灯202和固定件203,补光灯202以及识别机构201均通过固定件203与执行装置300远离机械臂500的一端连接;识别机构201包括条码扫描设备和/或视觉相机;条码扫描设备和/或视觉相机与控制器100电信号连接。
可选地,识别机构201可以采用视觉相机,补光灯202是负责给视觉相机打光使用,在一些光线不好的环境下,需要提高光亮,视觉相机负责识别档案特征;另外,识别机构201也可以采用扫描设备,此时需要在档案盒的外部设置有条形码或者二维码,利用扫描设备对档案盒的条形码或者二维码进行识别,能够更好的对档案进行识别。
在本实用新型较佳的实施例中,还包括文件缓冲架700;文件缓冲架700与自主导航移动装置800连接,文件缓冲架700远离自主导航移动装置800的一端设置有放置槽,放置槽用于暂放待存放或待取回的档案。
本实施例中,当需要一次运输多个档案时,此时可以利用文件缓冲架700将多个档案分别存放在文件缓冲架700的放置槽内;进一步地,放置槽可以针对档案的体积大小进行设置,其中,执行装置300将档案进行吸取后将档案暂存在文件缓冲架700上,此时通过自主导航移动装置800带动需要移动的档案运动至目的地,再通过执行装置300将文件缓冲架700上的档案进行逐个吸取放置。
具体地过程,取档案:本实施例提供的档案管理机器人根据调度指令,由充电放置区出发,通过二维码导航,沿设计路径到达取料点(相应的密集柜)后,完成AGV的精确定位。然后AGV停止,通过升降装置400上升至相应高度,通过识别装置200的视觉精准定位档案盒,配合执行装置300利用气压原理进行抓取动作;当自主导航移动装置800到达指定的档案盒所在的位置后,气动执行装置300动作,吸取档案盒,然后取出;取出完成后,AGV沿设计路径运行到放料点(输送装置),气动执行装置300,完成放下档案盒动作,执行装置300恢复原位;完成后,根据调度指令回充电放置区或者进行下一次取送料。
存档案:本实施例提供的档案管理机器人同步根据调度指令,由充电放置区出发,通过二维码导航,沿设计路径到达取料点(输送装置)后,完成AGV的精确定位。需要说明的是,存档案过程中需要通过识别装置200对即将存档的档案进行精准定位,将此时档案盒特征信息存档至控制器100中,并且将此时放置在执行装置300上的档案沿设计路径运行到放料点(相对应的密集柜),执行装置300完成放下动作,完成放料,执行装置300恢复原位。完成后,根据调度指令档案管理机器人回充电放置区或者进行下一次取送料。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。