CN216638816U - 一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，包括本体、举升组件、第一检测模块和控制模块。本体上设置第一滚轮和第一电机，第一电机驱动第一滚轮让本体移动移动。本体上设置至少一个容纳槽，每一容纳槽内设置一个举升组件；举升组件从容纳槽离开或是回到本体。第一检测模块为TOF深度传感器，在举升组件从容纳槽内移动的方向上、第一检测模块对举升组件与本体之间的相对距离进行检测；控制模块用于接收第一检测模块的反馈以驱动本体和/或举升组件的后续动作。本实用新型以TOF深度传感器替代传统的拉绳式传感器，检测结果更加精确，响应速度更快；安装及拆卸方便，无需考虑被测物体形状，环境适应性强；寿命长，成本低。

Description

一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统

技术领域

本实用新型涉及搬运机器人领域，具体涉及一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统。

背景技术

目前市面上移动机器人的主要结构包括一个移动的本体，以及从移动本进出的举升组件，举升组件用于抬起物品，本体用于运载物品；对于举升组件来说需要经常伸缩以完成不同物品的抬起和放下；举升组件的伸缩长度需要实时确定，才能保证整个搬运机器人使用的安全。对于举升组件伸缩距离的检测如图1所示，使用的是传统的拉绳传感器，通过滑轮将拉绳传感器的系绳与举升组件后端进行连接，线绳与举升组件移动方向需要平行，此时举升组件伸出或收回带动线绳的拉伸和收缩，才能达到检测举升组件距离的目的。

而拉绳传感器存在的缺点使其不能完美适应举升组件距离检测的情况。拉绳式位移传感器的功能是把机械运动转换成可以计量，记录或传送的电信号。拉绳位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起。

由于采用系绳进行连接，线绳在拉伸或收缩时，线绳内部产生的力严重影响线绳的拉伸和收缩过程，造成检测结果失误较大；在某些特殊使用场景下，需要拉绳传感器线绳的输出线距离很长，造成信号减弱，导致检测结果不精确或响应速度慢；拉绳式传感器安装复杂，传感器需安装在固定位置，拉绳需与检测的移动物体连接，安装及拆卸复杂；拉绳式传感器的线绳易受磨损，导致传感器的寿命减少，成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：

一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，包括本体和举升组件，

所述本体上设置第一滚轮和第一电机，所述第一电机驱动所述第一滚轮让所述本体移动移动；所述本体用于搬载物品到指定位置。

所述本体上设置至少一个容纳槽，每一所述容纳槽内设置一个所述举升组件；所述举升组件从所述容纳槽离开或是回到所述本体；所述举升组件用于将所述物品抬起。

还包括第一检测模块和控制模块；

所述第一检测模块为TOF深度传感器，在所述举升组件从容纳槽内移动的方向上、所述第一检测模块对所述举升组件与所述本体之间的相对距离进行检测；

所述控制模块用于接收所述第一检测模块的反馈以驱动所述本体和/或所述举升组件的后续动作。

进一步的：所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块在所述容纳槽的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

进一步的：在所述本体上开设检测孔，所述检测孔为贯穿孔；所述检测孔的一端位于所述本体侧板上，所述第一检测模块安装在该孔端；所述检测孔的另一端位于所述举升组件后端所对应的容纳槽壁上。

进一步的：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

进一步的：所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块从所述容纳槽的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

进一步的：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

进一步的：所述举升组件包括底板、剪叉、顶板；所述剪叉安装在所述底板和所述顶板之间；在所述底板上设置第二滚轮和第二电机，所述第二电机驱动所述第二滚轮使所述举升组件可以主动离开所述容纳槽或回到所述容纳槽。

进一步的：所述举升组件和所述本体之间设置滑轨组件，所述滑轨组件包括限位块和至少一条滑轨；所述滑轨设置在所述举升组件的两侧；所述滑轨的后端设置滚轮，所述滚轮在所述容纳槽底壁上滚动，在所述容纳槽前方设置限位块；所述滑轨的前端同样设置限位块；所述举升组件上设置滑轮，所述滑轮在所述滑轨内滚动。

进一步的：在所述本体上表面设置第二检测模块，所述第二检测模块为超声波传感器，所述第二检测模块用于检测所述本体正上方的载物情况。

进一步的：所述第二检测模块嵌入所述本体上表面，所述第二检测模块上表面不高于所述本体上表面。

本实用新型的技术效果是：

本实用新型区别于目前市面上使用的拉绳式传感器检测举升组件距离的方式，以TOF深度传感器替代传统的拉绳式传感器，检测结果更加精确，响应速度更快。在安装方式上，由于是非接触式检测，无需增加机械结构，安装及拆卸方便，无需考虑被测物体形状，环境适应性强。在长距离的情况下，改变TOF光源的发射功率，即可在不影响检测结果及响应速度的情况下，增加距离的检测范围。TOF传感器不易消耗，寿命长，无需经常更换，成本下降。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1是现有技术中用于距离检测的结构示意图；

图2是本实用新型的第一检测模块安装位置结构示意图；

图3是第一检测模块的距离检测示意图；

图4是图3的简化示意图；

图5是第一检测模块在搬运中的流程示意图；

图6是本实用新型的第二检测模块安装位置结构示意图；

图7是本实用新型中超声波传感器参与的货物搬运流程控制图；

图8是本实用新型搬运托盘的示意图一(本图中箭头所指方向是搬运装卸的工作方向)；

图9是本实用新型搬运托盘的示意图二(本图中箭头所指方向是举升组件的工作方向)；

图10是本实用新型搬运托盘的示意图三；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-本体，101-容纳槽，102-举升组件，103-拉绳传感器，104-滑轮，105-线绳，106-滑轨组件；

2-第二检测模块，3-第一检测模块，301-检测距离，4-托盘。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1—图5所示，一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，包括本体和举升组件。

所述本体上设置第一滚轮和第一电机，所述第一电机驱动所述第一滚轮让所述本体移动移动；所述本体用于搬载物品到指定位置。

所述本体上设置至少一个容纳槽，每一所述容纳槽内设置一个所述举升组件；所述举升组件从所述容纳槽离开或是回到所述本体；所述举升组件用于将所述物品抬起。

在这里所述举升组件结构不做限定，本实用新型中由于举升组件可以完全收纳进入本体内，由本体承载托盘的重量，保证托盘的运输安全稳定，在需要转向时，本体可以原地旋转，旋转半径小，减少运输空间，在有限的空间内可以存储更多的托盘，有效的减少人工操作。

还包括第一检测模块和控制模块。

如图5所示，所述第一检测模块为TOF深度传感器，在所述举升组件从容纳槽内移动的方向上、所述第一检测模块对所述举升组件与所述本体之间的相对距离进行检测；所述控制模块用于接收所述第一检测模块的反馈以驱动所述本体和/或所述举升组件的后续动作。

在这里控制模块可以为PLC的全称是可编程控制器或是其他具有同样功能的模块，不做限定。

第一检测模块安装的位置不做限定，可以安装在本体上或是举升组件上，通过检测相对距离实现对举升组件伸缩距离的检测；至少包括如下四种情形：

方式一，所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块在所述容纳槽的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

更具体的结构例如在所述本体上开设检测孔，所述检测孔为贯穿孔；所述检测孔的一端位于所述本体侧板上，所述第一检测模块安装在该孔端；所述检测孔的另一端位于所述举升组件后端所对应的容纳槽壁上。

这样基本上无需对原本的结构进行过多的改造，直接安装在本体上就可以工作。同时也不影响本体上表面作为物品搬运的承载面使用，与原有结构以及使用均无干涉。

如图2所示，为举升组件距离检测装置示意图。其中TOF深度传感器3；举升组件102；搬运机器人本体1。TOF深度传感器需安装位置如图2所示，在容纳槽后方的本体上，即搬运机器人后面板上，在这里通过一个安装座和螺栓就可完成TOF深度传感器的安装。

如图4所示，面板上开孔以使TOF深度传感器发射器的光线能够通过该孔到达举升组件后端，从而检测到举升组件的移动距离。

如图3所示。TOF深度传感器需要检测的距离及举升组件的移动方向，举升组件向右伸出，TOF深度传感器发射器至搬运机器人举升组件的后端平面的距离即为需要检测的距离，需要检测该距离预防举升组件伸出的长度超出量程或收回时与搬运机器人发生碰撞。

TOF深度传感器用微小的发射器发射红外光或者激光，其中产生的光会从任何物体反弹并返回到传感器。根据光的发射与被物体反射后返回传感器之间的时间差，传感器可以测量物体与传感器之间的距离。在该方案中，TOF传感器可检测传感器到举升组件后端平面的距离，通过获得的距离，控制模块发出指令进行下一步的操作。

TOF深度传感器测量精确快速，不易受到环境影响，环境适应性强，因此适合各种不同环境下的举升组件的距离检测；同时传感器具有灵活性，能够检测各种形状和大小的近距离及远距离的物体，因此适合多种距离、多种形状的举升组件。

方式二，在某些实施例中：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

方式三，在某些实施例中：所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块从所述容纳槽的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

方式四，在某些实施例中：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

上述几种方式只是优选，并不作为第一检测模块安装位置的限定。

使用TOF深度传感器便于精准快速地检测举升组件的位置，预防举升组件伸出长度超出量程，或举升组件收回时对搬运机器人本体造成冲击所造成的危险情况。该举升组件的距离检测装置适用于各种举升组件的距离检测需求，安全可靠，精度及响应速度优良。

在某些实施例中：所述举升组件包括底板、剪叉、顶板；所述剪叉安装在所述底板和所述顶板之间；在所述底板上设置第二滚轮和第二电机，所述第二电机驱动所述第二滚轮使所述举升组件可以主动离开所述容纳槽或回到所述容纳槽。

在某些实施例中采用剪叉组件，可以承担更高的载重，并且结构更简单便于维护和检修。在举升组件上安装有可以自主运行的第二滚轮和第二电机，可以实现举升组件和本体之间的运动相对独立，在举升组件承载重物时，本体可以向举升组件运动，避免举升组件在承载的情况下移动而造成承载物(托盘)跌落，有效的保证了运输过程中使用的安全性。

在某些实施例中：所述举升组件和所述本体之间设置滑轨组件，所述滑轨组件包括限位块和至少一条滑轨；所述滑轨设置在所述举升组件的两侧；所述滑轨的后端设置滚轮，所述滚轮在所述容纳槽底壁上滚动，在所述容纳槽前方设置限位块；所述滑轨的前端同样设置限位块；所述举升组件上设置滑轮，所述滑轮在所述滑轨内滚动。

滑轨组件的设置可以有效的保证，举升组件在进出本体时，遇到地面凹凸不平等情况时候可以自主调节，而且对于举升组件的伸出具有一个限位，保证使用的准确安全性。再有，在本系统中，滑轨可以让举升组件整体完全伸出本体一段距离，提高搬运距离。

如图6—图10所示，在某些实施例中：在所述本体上表面设置第二检测模块，所述第二检测模块为超声波传感器，所述第二检测模块用于检测所述本体正上方的载物情况。

超声波传感器在本体上表面的具体位置不做限定，根据实际所需的载物情况进行合理选择。优选的是当所述本体为方形时，所述检测模块安装在所述本体上表面的几何中心位置。因为物品在搬运过程中，需要与本体的中心重合，才能保证搬运的平稳，因此检测模块这样可以保证在载物搬运过程中，始终可以检测到物品，保证检测的准确性。

在某些实施例中：所述第二检测模块嵌入所述本体上表面，所述第二检测模块上表面不高于所述本体上表面。优选的是齐平或是低于本体表面。这样可以不影响载物在本体上的放置情况。

在本是实施例中，使用超声波传感器作为本体载物的检测模块，可以检测各种形状复杂的货物，超声波传感器货物检测装置的作用是检测搬运机器人上是否存在货物，通过反馈的信息控制搬运机器人后续的操作。

超声波传感器货物检测装置采用超声波传感器作为检测手段。主要采用直接反射式的检测模式，发送器和接收器位于同一侧，以检测对象作为反射面。位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到被测物。

超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天。

超声波传感器检测范围大，检测距离远，对不同形状的货物均具有准确的检测结果，能够保证对搬运机器人的后续控制操作安全和正确，有效阻止货物坍塌、货物的不断叠加和错误卸货的操作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，包括本体和举升组件，

所述本体上设置第一滚轮和第一电机，所述第一电机驱动所述第一滚轮让所述本体移动移动；

所述本体上设置至少一个容纳槽，每一所述容纳槽内设置一个所述举升组件；所述举升组件从所述容纳槽离开或是回到所述本体；

其特征在于：还包括第一检测模块和控制模块；

所述第一检测模块为TOF深度传感器，在所述举升组件从容纳槽内移动的方向上、所述第一检测模块对所述举升组件与所述本体之间的相对距离进行检测；

所述控制模块用于接收所述第一检测模块的反馈以驱动所述本体和/或所述举升组件的后续动作。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块在所述容纳槽的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

3.根据权利要求2所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：在所述本体上开设检测孔，所述检测孔为贯穿孔；所述检测孔的一端位于所述本体侧板上，所述第一检测模块安装在该孔端；所述检测孔的另一端位于所述举升组件后端所对应的容纳槽壁上。

4.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的后端检测所述举升组件后端与所述本体之间的相对距离。

5.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述第一检测模块安装在所述本体上，所述第一检测模块从所述容纳槽的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

6.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述第一检测模块安装在所述举升组件上，所述第一检测模块从所述举升组件的前端检测所述举升组件前端与所述本体之间的相对距离。

7.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述举升组件包括底板、剪叉、顶板；所述剪叉安装在所述底板和所述顶板之间；在所述底板上设置第二滚轮和第二电机，所述第二电机驱动所述第二滚轮使所述举升组件可以主动离开所述容纳槽或回到所述容纳槽。

8.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述举升组件和所述本体之间设置滑轨组件，所述滑轨组件包括限位块和至少一条滑轨；所述滑轨设置在所述举升组件的两侧；所述滑轨的后端设置滚轮，所述滚轮在所述容纳槽底壁上滚动，在所述容纳槽前方设置限位块；所述滑轨的前端同样设置限位块；所述举升组件上设置滑轮，所述滑轮在所述滑轨内滚动。

9.根据权利要求1所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：在所述本体上表面设置第二检测模块，所述第二检测模块为超声波传感器，所述第二检测模块用于检测所述本体正上方的载物情况。

10.根据权利要求9所述的搬运机器人上举升组件伸缩距离的检测系统，其特征在于：所述第二检测模块嵌入所述本体上表面，所述第二检测模块上表面不高于所述本体上表面。

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