CN213568358U

CN213568358U - 快递运输机器人

Info

Publication number: CN213568358U
Application number: CN202020798482.0U
Authority: CN
Inventors: 陈华金; 车晓光; 李居柳; 方敏; 张宇豪
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2030-05-14

Abstract

本实用新型旨在提供一种快递运输机器人，包括万向轮、底座、驱动轴、驱动电机、工作台、基座、机械臂、扫描装置；万向轮设有四个，分布设于底座底部四周边缘；驱动轴设于底座前侧，底部通过轴承与底座连接，驱动轴中部设有皮带轮Ⅰ；驱动电机设于底座中部，驱动电机的转轴竖直向上延伸，驱动电机的转轴的顶部设有皮带轮Ⅱ，皮带轮Ⅱ与皮带轮Ⅰ通过皮带连接，驱动电机的转轴能够带动皮带轮Ⅱ转动动；工作台底部与驱动轴的顶端固定连接；基座设于底座后侧，竖直向上延伸，机械臂设有两个；扫描装置设于基座的前侧。该机器人克服现有技术的缺陷，具有结果简单、成本低廉、稳定性好的特点。

Description

快递运输机器人

技术领域

本实用新型涉及运输设备领域，具体涉及一种快递运输机器人。

背景技术

近些年，随着人们对快递物流行业的需求日益增长，快递物流行业迎来了快速发展期。但在快递物件分拣和入库过程中，存在着人力分拣繁琐、暴力运输、物件入库费时费力等各种问题。大型的快递集散中心配备自动运输机器人，但对于小型快递集散点，自动运输机器人的投入及维护均过高，难以实现运营维护，因此，小型快递集散点急需小型的、成本低廉的快递运输机器人。

发明内容

本实用新型旨在提供一种快递运输机器人，该机器人克服现有技术结构复杂、成本高的缺陷，具有结果简单、成本低廉、稳定性好的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种快递运输机器人，包括万向轮、底座、驱动轴、驱动电机、工作台、基座、机械臂、扫描装置；

所述的万向轮设有四个，分布设于底座底部四周边缘，每个万向轮分别与一个万向轮电机连接，在万向轮电机驱动下转动；所述的驱动轴设于底座前侧，底部通过轴承与底座连接，上部竖直向上延伸，能够相对于底座在水平方向自转，所述的驱动轴中部设有皮带轮Ⅰ；所述的驱动电机设于底座中部，位于驱动轴后侧，所述的驱动电机的底部与底座固定连接，所述的驱动电机的转轴竖直向上延伸，所述的驱动电机的转轴的顶部设有皮带轮Ⅱ，所述的皮带轮Ⅱ与皮带轮Ⅰ位于同一水平面上，所述的皮带轮Ⅱ与皮带轮Ⅰ通过皮带连接，所述的驱动电机的转轴能够带动皮带轮Ⅱ转动，进而通过皮带带动皮带轮Ⅰ及驱动轴转动；所述的工作台底部与驱动轴的顶端固定连接，能够在驱动轴的带动下在水平方向上转动；

所述的基座设于底座后侧，竖直向上延伸，所述的机械臂设有两个，分别固定安装于基座的两侧；所述的扫描装置设于基座的前侧，正对机器人的前进方向；所述的机械臂包括转动电机Ⅰ、转动电机Ⅱ、直臂Ⅰ、转动电机Ⅲ、直臂Ⅱ、转动电机Ⅳ、机械手，所述的转动电机Ⅰ设有两组，分别固定安装于基座的左右两侧，左右两侧的转动电机Ⅰ的转轴延水平方向左侧或右侧延伸；所述的转动电机Ⅱ固定安装于转动电机Ⅰ的转轴上，转动电机Ⅱ的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅰ一端固定安装于转动电机Ⅱ的转轴上，所述的转动电机Ⅲ固定安装于直臂Ⅰ的另一端上，转动电机Ⅲ的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅱ一端固定安装于转动电机Ⅲ的转轴上，所述的转动电机Ⅳ固定安装于直臂Ⅱ的另一端上，转动电机Ⅳ转轴与直臂Ⅱ的轴向重合，所述的机械手固定安装于转动电机Ⅳ转轴上。

优选地，所述的机械手包括转盘、机械手指，所述的转盘与转动电机Ⅳ的转轴固定连接，所述的机械手指设有四个以上，呈圆周排列设于转盘的端面上，机械手指的前端为橡胶材料制成。

优选地，还包括支撑板、摄像头、红外感应装置、显示器、控制器，所述的支撑板固定安装于底座上，位于驱动轴的前侧；所述的摄像头设于基座的前侧，位于扫描装置的上方，所述的红外感应装置设于支撑板前侧，正对机器人的前进方向；所述的显示器设于基座顶部；所述的控制器设于基座内部，四个万向轮电机、驱动电机、机械臂、摄像头、扫描装置、红外感应装置、显示器均与控制器电连接；所述的摄像头用于拍摄机器人前方的图像，并将图像信号发送至控制器；所述的红外感应装置用于检测机器人运动方向前方的障碍物，并将障碍物信号发送至控制器；所述的扫描装置用于对工作台上的快递货物进行扫描，并将扫描到的快递信息发送至控制器；所述的转动电机均与控制器电连接，所述的转动电机能够在控制器的控制下完成摆臂、夹取以及夹盘转动的操作；

所述的控制器用于对接收到的障碍物信号进行路径规划，并根据路径规划，发送控制信号到各万向轮电机控制各个的万向轮转动与停止，从而控制机器人按照规划路径进行前进、转向或停止；所述的控制器还用于根据图像信号控制机械臂夹取快递货物，将快递货物放置于工作台上；所述的控制器还用于控制驱动电机带动工作台旋转；所述的控制器还用于将接收到的快递信息发送至显示器进行显示。

优选地，还包括手动控制面板，所述的手动控制面板设于基座的顶面上，与控制器电连接，用于接收使用者的操作指令，并发送至控制器。

优选地，还包括远程终端，所述的远程终端与控制器通过无线网络连接，用于发送操作指令至控制器，并接收控制器发来的快递运输信息。

优选地，所述的控制器为型号为STM32的单片机。

优选地，所述的扫描装置为型号为LV4500的扫描传感器。

优选地，所述的红外感应装置为型号为树莓派2的红外避障传感器。

本实用新型的工作过程如下：

控制器控制万向轮电机带动快递运输机器人运动至待运输快递的存放位置，通过摄像头采集图像信号，由控制器结合图像信号识别出快递货物，并控制机械臂夹取快递货物放置于工作台上，控制器控制工作台进行转动，扫描装置对快递货物的快递信息进行扫描，将快递信息发送至控制器，若经过预设的等待时间后未接收到快递信息，控制器控制机械臂夹起快递货物，带动快递货物在竖直方向旋转90度后放置回工作台上，扫描装置再次对快递货物的快递信息进行扫描，将快递信息发送至控制器；控制器根据快递信息对应的运输位置，控制万向轮电机带动快递运输机器人运动至对应的运输位置，运动过程中机械臂对快递货物进行定位夹紧；上述控制过程也可由人工操作完成。

本实用新型通过控制器结合万向轮实现快递机器人的运输功能，扫描装置能够迅速采集快递的基础信息，为后续运输打下基础，提高运输效率；通过机械臂结合摄像头的结构实现快递货物的夹取，方便快捷；通过旋转工作台与扫描装置的结合快速获取快递货物上的快递信息，同时结合机械臂对快递货物的旋转功能，避免出现快递信息位于顶面或底面而无法扫描获取的情况，进一步提高工作效率及工作稳定性；机械臂的直臂及夹盘结构有效地针对快递货物的形状设置，提高夹取的效率及稳定性，保证装置的稳定高效运行，夹盘的橡胶垫结构在保证夹取质量的同时，降低了夹盘对快递货物的损伤；通过手动控制面板或远程控制终端均可对控制器进行控制，避免出现系统错误时，将快递货物送错的情况发生，加强了使用者的控制手段，降低了出现运输错误的概率。

附图说明

图1为本实用新型提供的快递运输机器人的结构示意图；

图中各部分的名称及序号如下：

1为万向轮，2为底座，3为驱动轴，4为驱动电机，5为工作台，6为基座，7为机械臂，8为扫描装置，9为皮带轮Ⅰ，10为皮带轮Ⅱ，11为皮带，12为支撑板，13为摄像头，14为红外感应装置，15为显示器，16为手动控制面板；

71为转动电机Ⅰ，72为转动电机Ⅱ，73为直臂Ⅰ，74为转动电机Ⅲ，75为直臂Ⅱ，76为转动电机Ⅳ，77为机械手，78为转盘，79为机械手指。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的快递运输机器人，包括万向轮1、底座2、驱动轴3、驱动电机4、工作台5、基座6、机械臂7、扫描装置8；

所述的万向轮1设有四个，分布设于底座2底部四周边缘，每个万向轮1分别与一个万向轮电机连接，在万向轮电机驱动下转动；所述的驱动轴3设于底座2前侧，底部通过轴承与底座2连接，上部竖直向上延伸，能够相对于底座2在水平方向自转，所述的驱动轴3中部设有皮带轮Ⅰ9；所述的驱动电机4设于底座2中部，位于驱动轴3后侧，所述的驱动电机4的底部与底座2固定连接，所述的驱动电机4的转轴竖直向上延伸，所述的驱动电机4的转轴的顶部设有皮带轮Ⅱ10，所述的皮带轮Ⅱ10与皮带轮Ⅰ9位于同一水平面上，所述的皮带轮Ⅱ10与皮带轮Ⅰ9通过皮带11连接，所述的驱动电机4的转轴能够带动皮带轮Ⅱ10转动，进而通过皮带11带动皮带轮Ⅰ9及驱动轴3转动；所述的工作台5底部与驱动轴3的顶端固定连接，能够在驱动轴3的带动下在水平方向上转动；

所述的基座6设于底座2后侧，竖直向上延伸，所述的机械臂7设有两个，分别固定安装于基座6的两侧；所述的扫描装置8设于基座6的前侧，正对机器人的前进方向；所述的机械臂7包括转动电机Ⅰ71、转动电机Ⅱ72、直臂Ⅰ73、转动电机Ⅲ74、直臂Ⅱ75、转动电机Ⅳ76、机械手77，所述的转动电机Ⅰ71设有两组，分别固定安装于基座6的左右两侧，左右两侧的转动电机Ⅰ71的转轴延水平方向左侧或右侧延伸；所述的转动电机Ⅱ72固定安装于转动电机Ⅰ71的转轴上，转动电机Ⅱ72的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅰ73一端固定安装于转动电机Ⅱ72的转轴上，所述的转动电机Ⅲ74固定安装于直臂Ⅰ73的另一端上，转动电机Ⅲ74的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅱ75一端固定安装于转动电机Ⅲ74的转轴上，所述的转动电机Ⅳ76固定安装于直臂Ⅱ75的另一端上，转动电机Ⅳ76转轴与直臂Ⅱ75的轴向重合，所述的机械手77固定安装于转动电机Ⅳ76转轴上；

所述的机械手77包括转盘78、机械手指79，所述的转盘78与转动电机Ⅳ76的转轴固定连接，所述的机械手指79设有四个以上，呈圆周排列设于转盘78的端面上，机械手指79的前端为橡胶材料制成；

还包括支撑板12、摄像头13、红外感应装置14、显示器15、控制器，所述的支撑板12固定安装于底座2上，位于驱动轴3的前侧；所述的摄像头13设于基座6的前侧，位于扫描装置8的上方，所述的红外感应装置14设于支撑板12前侧，正对机器人的前进方向；所述的显示器15设于基座6顶部；所述的控制器设于基座6内部，四个万向轮电机、驱动电机4、机械臂7、摄像头13、扫描装置8、红外感应装置14、显示器15均与控制器电连接；所述的摄像头13用于拍摄机器人前方的图像，并将图像信号发送至控制器；所述的红外感应装置14用于检测机器人运动方向前方的障碍物，并将障碍物信号发送至控制器；所述的扫描装置8用于对工作台5上的快递货物进行扫描，并将扫描到的快递信息发送至控制器；所述的转动电机均与控制器电连接，所述的转动电机能够在控制器的控制下完成摆臂、夹取以及转盘78转动的操作；

所述的控制器用于对接收到的障碍物信号进行路径规划，并根据路径规划，发送控制信号到各万向轮电机控制各个的万向轮1转动与停止，从而控制机器人按照规划路径进行前进、转向或停止；所述的控制器还用于根据图像信号控制机械臂7夹取快递货物，将快递货物放置于工作台5上；所述的控制器还用于控制驱动电机4带动工作台5旋转；所述的控制器还用于将接收到的快递信息发送至显示器15进行显示；

还包括手动控制面板16，所述的手动控制面板16设于基座6的顶面上，与控制器电连接，用于接收使用者的操作指令，并发送至控制器；

还包括远程终端，所述的远程终端与控制器通过无线网络连接，用于发送操作指令至控制器，并接收控制器发来的快递运输信息；

所述的控制器为型号为STM32的单片机；

所述的扫描装置8为型号为LV4500的扫描传感器；

所述的红外感应装置14为型号为树莓派2的红外避障传感器。

本实用新型的工作过程如下：

本实施例中的控制器为型号为STM32的单片机，制造商为深圳市航顺芯片技术研发有限公司；扫描装置8为型号为LV4500的扫描传感器，制造商为广州市远景达科技开发有限公司厦门分公司；红外感应装置14为型号为树莓派2的红外避障传感器，制造商为深圳市多微斯科技有限公司；

本实施例机器人的自动避障运动方案可参照如下参考文献的方案执行：参考文献1：“一种基于树莓派的AGV小车方案_林敏”、参考文献2“基于ROS的机器人导航系统架构设计_李胜”；

本实施例机器人的机械臂夹取控制过程可参照如下参考文献的方案执行：参考文献3-机械手臂的视觉识别抓取方法CN104048607A。

Claims

1.一种快递运输机器人，包括万向轮（1）、底座（2）、驱动轴（3）、驱动电机（4）、工作台（5）、基座（6）、机械臂（7）、扫描装置（8）；其特征在于：

所述的万向轮（1）设有四个，分布设于底座（2）底部四周边缘，每个万向轮（1）分别与一个万向轮电机连接，在万向轮电机驱动下转动；所述的驱动轴（3）设于底座（2）前侧，底部通过轴承与底座（2）连接，上部竖直向上延伸，能够相对于底座（2）在水平方向自转，所述的驱动轴（3）中部设有皮带轮Ⅰ（9）；所述的驱动电机（4）设于底座（2）中部，位于驱动轴（3）后侧，所述的驱动电机（4）的底部与底座（2）固定连接，所述的驱动电机（4）的转轴竖直向上延伸，所述的驱动电机（4）的转轴的顶部设有皮带轮Ⅱ（10），所述的皮带轮Ⅱ（10）与皮带轮Ⅰ（9）位于同一水平面上，所述的皮带轮Ⅱ（10）与皮带轮Ⅰ（9）通过皮带（11）连接，所述的驱动电机（4）的转轴能够带动皮带轮Ⅱ（10）转动，进而通过皮带（11）带动皮带轮Ⅰ（9）及驱动轴（3）转动；所述的工作台（5）底部与驱动轴（3）的顶端固定连接，能够在驱动轴（3）的带动下在水平方向上转动；

所述的基座（6）设于底座（2）后侧，竖直向上延伸，所述的机械臂（7）设有两个，分别固定安装于基座（6）的两侧；所述的扫描装置（8）设于基座（6）的前侧，正对机器人的前进方向；所述的机械臂（7）包括转动电机Ⅰ（71）、转动电机Ⅱ（72）、直臂Ⅰ（73）、转动电机Ⅲ（74）、直臂Ⅱ（75）、转动电机Ⅳ（76）、机械手（77），所述的转动电机Ⅰ（71）设有两组，分别固定安装于基座（6）的左右两侧，左右两侧的转动电机Ⅰ（71）的转轴延水平方向左侧或右侧延伸；所述的转动电机Ⅱ（72）固定安装于转动电机Ⅰ（71）的转轴上，转动电机Ⅱ（72）的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅰ（73）一端固定安装于转动电机Ⅱ（72）的转轴上，所述的转动电机Ⅲ（74）固定安装于直臂Ⅰ（73）的另一端上，转动电机Ⅲ（74）的转轴竖直向下延伸；所述的直臂Ⅱ（75）一端固定安装于转动电机Ⅲ（74）的转轴上，所述的转动电机Ⅳ（76）固定安装于直臂Ⅱ（75）的另一端上，转动电机Ⅳ（76）转轴与直臂Ⅱ（75）的轴向重合，所述的机械手（77）固定安装于转动电机Ⅳ（76）转轴上。

2.如权利要求1所述的快递运输机器人，其特征在于：

所述的机械手（77）包括转盘（78）、机械手指（79），所述的转盘（78）与转动电机Ⅳ（76）的转轴固定连接，所述的机械手指（79）设有四个以上，呈圆周排列设于转盘（78）的端面上，机械手指（79）的前端为橡胶材料制成。

3.如权利要求1所述的快递运输机器人，其特征在于：

还包括支撑板（12）、摄像头（13）、红外感应装置（14）、显示器（15）、控制器，所述的支撑板（12）固定安装于底座（2）上，位于驱动轴（3）的前侧；所述的摄像头（13）设于基座（6）的前侧，位于扫描装置（8）的上方，所述的红外感应装置（14）设于支撑板（12）前侧，正对机器人的前进方向；所述的显示器（15）设于基座（6）顶部；所述的控制器设于基座（6）内部，四个万向轮电机、驱动电机（4）、机械臂（7）、摄像头（13）、扫描装置（8）、红外感应装置（14）、显示器（15）均与控制器电连接；所述的摄像头（13）用于拍摄机器人前方的图像，并将图像信号发送至控制器；所述的红外感应装置（14）用于检测机器人运动方向前方的障碍物，并将障碍物信号发送至控制器；所述的扫描装置（8）用于对工作台（5）上的快递货物进行扫描，并将扫描到的快递信息发送至控制器；所述的转动电机均与控制器电连接，所述的转动电机能够在控制器的控制下完成摆臂、夹取以及转盘（78）转动的操作；

所述的控制器用于对接收到的障碍物信号进行路径规划，并根据路径规划，发送控制信号到各万向轮电机控制各个的万向轮（1）转动与停止，从而控制机器人按照规划路径进行前进、转向或停止；所述的控制器还用于根据图像信号控制机械臂（7）夹取快递货物，将快递货物放置于工作台（5）上；所述的控制器还用于控制驱动电机（4）带动工作台（5）旋转；所述的控制器还用于将接收到的快递信息发送至显示器（15）进行显示。

4.如权利要求1所述的快递运输机器人，其特征在于：

还包括手动控制面板（16），所述的手动控制面板（16）设于基座（6）的顶面上，与控制器电连接，用于接收使用者的操作指令，并发送至控制器。

5.如权利要求1所述的快递运输机器人，其特征在于：

还包括远程终端，所述的远程终端与控制器通过无线网络连接，用于发送操作指令至控制器，并接收控制器发来的快递运输信息。

6.如权利要求3所述的快递运输机器人，其特征在于：

所述的控制器为型号为STM32的单片机。

7.如权利要求1所述的快递运输机器人，其特征在于：

所述的扫描装置（8）为型号为LV4500的扫描传感器。

8.如权利要求3所述的快递运输机器人，其特征在于：

所述的红外感应装置（14）为型号为树莓派2的红外避障传感器。