CN220765775U - 一种建筑工地物品自动识别搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属搬运机器人技术领域，尤其涉及一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，包括：车体，所述车体上设有驱动机构和控制定位组件，所述车体顶部固接有承载板，所述承载板上固接有载物箱，所述载物箱的一侧设有两抓取组件，所述载物箱的顶部一侧固接有风淋防尘散热组件，所述风淋防尘散热组件内设有两OPENMV摄像头，所述OPENMV摄像头与所述控制定位组件电性连接，所述OPENMV摄像头与所述载物箱侧壁固接，所述车体的两端分别设有支撑组件，所述驱动机构和所述支撑组件与所述控制定位组件电性连接。本实用新型在风淋防尘散热组件作用下，实现散热同时，避免环境空气中的粉尘吸附在两OPENMV摄像头上，保持视野清晰。

Description

一种建筑工地物品自动识别搬运机器人

技术领域

本实用新型属搬运机器人技术领域，尤其涉及一种建筑工地物品自动识别搬运机器人。

背景技术

伴随着科技的发展与进步，创新型的生产方式备受瞩目，各企业对自动化水平的要求越来越高，传统的人工生产方式已然无法适应时代的变化。

现如今，工业化机器人已经发展的较为成熟，工地搬运智能机器人是一种能够辅助工人甚至取代工人在工地上搬运物资的机器人，它能够减小工人在搬运物资遇到危险的可能，保证了工人的生命安全。

现有的物品自动识别搬运机器人的识别系统暴露在空气中，而建筑工地粉尘污染较为严重，粉尘容易对物品自动识别搬运机器人的摄像头造成损坏，导致机器人无法识别物品，因此，亟需一种建筑工地物品自动识别搬运机器人来解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，包括：车体，所述车体上设有驱动机构和控制定位组件，所述车体顶部固接有承载板，所述承载板上固接有载物箱，所述载物箱的一侧设有两抓取组件，所述载物箱的顶部一侧固接有风淋防尘散热组件，所述风淋防尘散热组件内设有两OPENMV摄像头，所述OPENMV摄像头与所述控制定位组件电性连接，所述OPENMV摄像头与所述载物箱侧壁固接，所述车体的两端分别设有支撑组件，所述驱动机构和所述支撑组件与所述控制定位组件电性连接。

优选的，所述风淋防尘散热组件包括防护壳，所述防护壳的两端分别通过三角支撑板与所述载物箱侧壁固接，所述三角支撑板上设有进风部；

所述防护壳与两所述三角支撑板的边部嵌固有玻璃板；

所述防护壳、所述玻璃板和两所述三角支撑板围成腔体；两所述OPENMV摄像头设置在所述腔体内；

所述防护壳顶部开设有若干风道，若干所述风道沿所述防护壳顶部长度方向等间隔设置，所述风道的一端与所述腔体连通，所述风道的另一端连通有风嘴；

所述玻璃板的正下方设有永磁部，所述永磁部与所述载物箱侧壁固接。

优选的，所述永磁部包括磁铁，所述磁铁位于所述玻璃板正下方，所述磁铁与所述载物箱侧壁固接。

优选的，所述进风部包括进气扇，所述进气扇与所述三角支撑板转动连接，所述进气扇的进风一侧安装有滤网，所述滤网与所述三角支撑板固接。

优选的，所述抓取组件包括三轴机械臂，所述三轴机械臂的一端固接在所述承载板上。

优选的，所述驱动机构包括四个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮分别转动连接在所述车体的四角，所述麦克纳姆轮传动连接有驱动部，所述驱动部与所述控制定位组件电性连接。

优选的，所述驱动部包括电机，所述电机的固定端与所述车体固接，所述电机的输出轴与所述麦克纳姆轮轴心固接，所述电机与所述控制定位组件电性连接。

优选的，所述支撑组件包括升降电机，所述升降电机的固定端与所述车体的端部固接，所述升降电机的活动端固接有连接横梁，所述连接横梁的两端分别固接有滑动柱，所述滑动柱贯穿所述承载板和所述车体，两所述滑动柱的底端固接有同一支撑板的顶部，所述升降电机与所述控制定位组件电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：

使用时，车体在控制定位组件控制驱动机构作用下移动到指定位置，并通过两OPENMV摄像头对物品进行识别，识别物品后由两抓取组件将物品抓放至载物箱内，在车体运行前，通过开启风淋防尘散热组件，可以对两OPENMV摄像头散热同时，在两OPENMV摄像头前方形成风淋屏障，使得车体运行过程中，环境空气中的粉尘无法吸附在两OPENMV摄像头上，保持视野清晰，同时在抓取较重物件时，还可通过控制定位组件控制车体两端的支撑组件启动，将车体架起，提高抓取时的稳定性，防止翻车。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型风淋防尘散热组件结构示意图；

图3为本实用新型车体结构示意图；

其中，1、承载板；2、车体；3、麦克纳姆轮；4、载物箱；5、三轴机械臂；6、风淋防尘散热组件；7、OPENMV摄像头；8、连接立柱；9、滑动柱；10、升降电机；11、连接横梁；12、支撑板；13、电机；14、控制定位组件；601、防护壳；602、风道；603、风嘴；604、玻璃板；605、磁铁；606、进气扇；607、三角支撑板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1至图3，本实用新型公开了一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，包括：车体2，车体2上设有驱动机构和控制定位组件14，车体2顶部固接有承载板1，承载板1上固接有载物箱4，载物箱4的一侧设有两抓取组件，载物箱4的顶部一侧固接有风淋防尘散热组件6，风淋防尘散热组件6内设有两OPENMV摄像头7，OPENMV摄像头7与控制定位组件14电性连接，OPENMV摄像头7与载物箱4侧壁固接，车体2的两端分别设有支撑组件，驱动机构和支撑组件与控制定位组件14电性连接。

使用时，车体2在控制定位组件14控制驱动机构作用下移动到指定位置，并通过两OPENMV摄像头7对物品进行识别，识别物品后由两抓取组件将物品抓放至载物箱4内，在车体2运行前，通过开启风淋防尘散热组件6，可以对两OPENMV摄像头7散热同时，在两OPENMV摄像头7前方形成风淋屏障，使得车体2运行过程中，环境空气中的粉尘无法吸附在两OPENMV摄像头7上，保持视野清晰，同时在抓取较重物件时，还可通过控制定位组件14控制车体2两端的支撑组件启动，将车体2架起，提高抓取时的稳定性，防止翻车。

在车体2前后两侧中部分别固接连接立柱8，两连接立柱8的顶部与承载板1底部固接。

车体2周向还安装有雷达避障传感器(图中未画出)。

进一步优化方案，风淋防尘散热组件6包括防护壳601，防护壳601的两端分别通过三角支撑板607与载物箱4侧壁固接，三角支撑板607上设有进风部；

防护壳601与两三角支撑板607的边部嵌固有玻璃板604；

防护壳601、玻璃板604和两三角支撑板607围成腔体；两OPENMV摄像头7设置在腔体内；

防护壳601顶部开设有若干风道602，若干风道602沿防护壳601顶部长度方向等间隔设置，风道602的一端与腔体连通，风道602的另一端连通有风嘴603；

玻璃板604的正下方设有永磁部，永磁部与载物箱4侧壁固接。

进一步优化方案，永磁部包括磁铁605，磁铁605位于玻璃板604正下方，磁铁605与载物箱4侧壁固接。

进一步优化方案，进风部包括进气扇606，进气扇606与三角支撑板607转动连接，进气扇606的进风一侧安装有滤网，滤网与三角支撑板607固接。

使用时，防护壳601、玻璃板604和两个三角支撑板607围成密闭的腔体，在三角支撑板607上设置进风口，并通过安装进气扇606将空气吸入至腔体内，两OPENMV摄像头7设置在腔体内。

在进气扇606的进风一侧还安装有滤网(图中未画出)，避免灰尘进入。

腔体内气体增多，多余气体通过防护壳601顶部开设的若干风道602排出，并由风嘴603吹出，形成气体屏障。

若干风嘴603吹出的风在玻璃板604的表面形成密实的气体屏障，避免灰尘靠近到玻璃板604，进而使玻璃板604保持清晰透亮。

在玻璃板604的下方还设有磁铁605，磁铁605与玻璃板604长度相匹配，磁铁605与载物箱4侧壁固接，磁铁605用于将空气中的部分灰尘吸附，进而减少灰尘随空气流动。

进一步的，若干风嘴603吹出的风与玻璃板604平行设置，在玻璃板604表面形成气体屏障的同时，也能够将玻璃板604表面的灰尘卷起，起到清洁作用。

进一步优化方案，抓取组件包括三轴机械臂5，三轴机械臂5的一端固接在承载板1上。

进一步优化方案，驱动机构包括四个麦克纳姆轮3，四个麦克纳姆轮3分别转动连接在车体2的四角，麦克纳姆轮3传动连接有驱动部，驱动部与控制定位组件14电性连接。

进一步优化方案，驱动部包括电机13，电机13的固定端与车体2固接，电机13的输出轴与麦克纳姆轮3轴心固接，电机13与控制定位组件14电性连接。

四个麦克纳姆轮3对应安装到车体2的四角，控制定位组件14控制四个电机13分别对四个麦克纳姆轮3进行驱动，使车体2可以在六个方向移动，无需进行车体2的旋转。

进一步优化方案，支撑组件包括升降电机10，升降电机10的固定端与车体2的端部固接，升降电机10的活动端固接有连接横梁11，连接横梁11的两端分别固接有滑动柱9，滑动柱9贯穿承载板1和车体2，两滑动柱9的底端固接有同一支撑板12的顶部，升降电机10与控制定位组件14电性连接。

当抓取较重物品时，通过控制定位组件14控制升降电机10缩短长度，带动连接横梁11高度降低，通过连接横梁11带动两个滑动柱9带动底部的支撑板12向下伸出，直至与地面接触，支撑板12的长度与车体2端部宽度相匹配，进而在两支撑板12与地面接触的情况下，可以增加车体2整体的稳定性，进而避免三轴机械臂5抓取较重物品时，车体2倾覆的情况。

本实用新型中，控制定位组件14至少包含有IMU、PLC可编程控制器、陀螺仪、正交编码器以及两个作为支撑的正交全向轮。

通过正交编码器捕捉全向轮的运动情况从而模拟当前定位坐标，控制定位组件14安装于位于车体2中央，配合主芯片完成闭环控制从而完成二维平面全向自由运动。

PLC可编程控制器使用STM32F407内核，集电机13驱动器和稳压模块为一体，作为核心控制板使用。

控制定位组件14与两OPENMV摄像头7电性连接。

OPENMV是一个开源，低成本，功能强大的机器视觉模块。OPENMV上的机器视觉算法包括寻找色块、人脸检测、眼球跟踪、边缘检测、标志跟踪等。以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，在小巧的硬件模块上，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口，通过使用OPENMV视觉模块，可减少开发成本，有效识别需要抓取的物品。OPENMV摄像头7及其使用的OPENMV系统为现有技术，此处不做赘述。

本实用新型的工作步骤分为以下几个步骤：

第一步：控制定位组件14执行复位命令，三轴机械臂5呈关闭状态，同时记录当前位置坐标为(0，0)。

第二步：控制定位组件14收到出发命令，经过中央处理器规划后获得前进轨迹，机器人通过控制定位组件14前往目标区域A，同时两OPENMV摄像头7开启避障功能。

第三步：机器人进行姿态矫正，移动至二维码信息前方，OPENMV摄像头7读取信息。

第四步：机器人中央处理器根据所得信息进行规划路径，机器人前往目标区域B。

第五步：机器人矫正姿态对目标区域B的物料进行巡视，通过OPENMV摄像头7所得图像与目标物料进行匹配，识别成功后移动至物料前方，通过两个三轴机械臂5配合将物料抓取并放置在载物箱4内。

第六步：机器人成功夹取后，前往目标区域C进行物料堆放，此时坐标位置由中央处理器结合控制定位组件14进行调整，精确堆放由OPENMV摄像头7对靶纸进行颜色识别，机器人旋转三轴机械臂5进行三维空间物料位置调整，达到目标位置后三轴机械臂5松开。

第七步：机器人返回初始坐标，执行复位命令直至接收到下一出发命令。

在车体2上还可搭载3D激光雷达(图中未画出)、局域网基站(图中未画出)、GNSSRTK接收机(图中未画出)、GPS和4G模块，3D激光雷达用于在车体2行进过程中对周围环境进行扫描，用来扫描周围场景，建立地图基本信息采集功能，将信息通过局域网基站或4G模块传输至中央处理器，可生成3D场景地图，配合使用GPS、GNSS RTK接收机和GNSS RTK基准站实现定位匹配和自主导航。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于，包括：车体(2)，所述车体(2)上设有驱动机构和控制定位组件(14)，所述车体(2)顶部固接有承载板(1)，所述承载板(1)上固接有载物箱(4)，所述载物箱(4)的一侧设有两抓取组件，所述载物箱(4)的顶部一侧固接有风淋防尘散热组件(6)，所述风淋防尘散热组件(6)内设有两OPENMV摄像头(7)，所述OPENMV摄像头(7)与所述控制定位组件(14)电性连接，所述OPENMV摄像头(7)与所述载物箱(4)侧壁固接，所述车体(2)的两端分别设有支撑组件，所述驱动机构和所述支撑组件与所述控制定位组件(14)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述风淋防尘散热组件(6)包括防护壳(601)，所述防护壳(601)的两端分别通过三角支撑板(607)与所述载物箱(4)侧壁固接，所述三角支撑板(607)上设有进风部；

所述防护壳(601)与两所述三角支撑板(607)的边部嵌固有玻璃板(604)；

所述防护壳(601)、所述玻璃板(604)和两所述三角支撑板(607)围成腔体；两所述OPENMV摄像头(7)设置在所述腔体内；

所述防护壳(601)顶部开设有若干风道(602)，若干所述风道(602)沿所述防护壳(601)顶部长度方向等间隔设置，所述风道(602)的一端与所述腔体连通，所述风道(602)的另一端连通有风嘴(603)；

所述玻璃板(604)的正下方设有永磁部，所述永磁部与所述载物箱(4)侧壁固接。

3.根据权利要求2所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述永磁部包括磁铁(605)，所述磁铁(605)位于所述玻璃板(604)正下方，所述磁铁(605)与所述载物箱(4)侧壁固接。

4.根据权利要求2所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述进风部包括进气扇(606)，所述进气扇(606)与所述三角支撑板(607)转动连接，所述进气扇(606)的进风一侧安装有滤网，所述滤网与所述三角支撑板(607)固接。

5.根据权利要求1所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述抓取组件包括三轴机械臂(5)，所述三轴机械臂(5)的一端固接在所述承载板(1)上。

6.根据权利要求1所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述驱动机构包括四个麦克纳姆轮(3)，四个所述麦克纳姆轮(3)分别转动连接在所述车体(2)的四角，所述麦克纳姆轮(3)传动连接有驱动部，所述驱动部与所述控制定位组件(14)电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述驱动部包括电机(13)，所述电机(13)的固定端与所述车体(2)固接，所述电机(13)的输出轴与所述麦克纳姆轮(3)轴心固接，所述电机(13)与所述控制定位组件(14)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种建筑工地物品自动识别搬运机器人，其特征在于：所述支撑组件包括升降电机(10)，所述升降电机(10)的固定端与所述车体(2)的端部固接，所述升降电机(10)的活动端固接有连接横梁(11)，所述连接横梁(11)的两端分别固接有滑动柱(9)，所述滑动柱(9)贯穿所述承载板(1)和所述车体(2)，两所述滑动柱(9)的底端固接有同一支撑板(12)的顶部，所述升降电机(10)与所述控制定位组件(14)电性连接。