TWI710439B - 自主移動搬運機器人 - Google Patents

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TWI710439B TW108112177A TW108112177A TWI710439B TW I710439 B TWI710439 B TW I710439B TW 108112177 A TW108112177 A TW 108112177A TW 108112177 A TW108112177 A TW 108112177A TW I710439 B TWI710439 B TW I710439B
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Abstract

本發明涉及一種自主移動搬運機器人，包括：主體，包括底座和豎板；行走機構，包括安裝於底座的主動輪和從動輪；作業機構，包括兩個機械手臂，每個機械手臂包括近端連接於豎板的機械臂和樞轉地連接在機械臂的遠端的夾具，機械臂設置為能夠使得夾具到達所需位置，兩個機械手臂帶動兩個夾具相互靠近和遠離，以夾取和釋放目標物體；承載機構，包括用於承載目標物體的多個板狀的承載件，多個承載件均固定於豎板的同一側，前側或後側，且沿垂直方向間隔設置；以及控制系統，用於控制行走機構的走或停和轉向，以及控制機械手臂的運動。本發明提供的自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運目標物體，無需人工裝卸，有效地提高了生產速度和工作效率。

Description

自主移動搬運機器人
本發明係為自動化移動搬運機器人技術領域，尤指一種自主移動搬運機器人。
自動導引運輸車或無人搬運車，以輪式移動為特徵，其活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制，具有自動性和柔性的特點，因此被廣泛應用於自動化物流系統中，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。
例如，在半導體生產系統中，通常使用無人搬運車運輸裝有矽片的正面開口標準箱(foup，front opening unified pod)，例如從機台搬運到貨架，或從貨架搬運到機台，或從一個貨架搬運到另一個貨架。
然而，現有的無人搬運車，通常一次只能搬運一個正面開口標準箱，且需要人工裝卸，效率十分不良。
本發明的目的是提供一種自主移動搬運機器人，該自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運目標物體，無需人工裝卸，有效地提高了生產速度和工作效率。
為了實現上述目的，本發明提供一種自主移動搬運機器人，主體， 包括底座、固定於所述底座且沿垂直方向向上延伸的豎板；行走機構，包括安裝於所述底座的主動輪和從動輪；作業機構，包括一個機械手臂，該機械手臂包括近端連接於所述豎板的機械臂和樞轉地連接在所述機械臂的遠端的用於抓取或釋放目標物體的夾爪，所述機械臂設置為能夠運動以使得所述夾爪到達所需位置；承載機構，包括用於承載所述目標物體的多個板狀的承載件，多個所述承載件固定於所述豎板且沿垂直方向間隔設置；以及控制系統，用於控制所述行走機構的走或停和轉向，以及控制所述機械手臂的運動和控制所述夾爪抓取或釋放所述目標物體。
通過上述技術方案，本發明提供的自主移動搬運機器人能夠一次性搬運多個目標物體。其工作過程具體為：首先，空載的自主移動搬運機器人通過控制系統的控制行走機構，行走到存放目標物體的第一位置；之後，通過控制系統控制夾爪的姿態(繞其自身樞轉軸的旋轉角度)和機械臂的運動，將夾爪送至所需位置，以抓取目標物體；之後，通過控制機械臂的運動，將所抓取的目標物體放置在承載機構的一個承載件上，由此完成一個目標物體的裝車。之後，可以重複上述工作過程，至全部的承載件上均放置有目標物體。之後，通過控制行走機構，自主移動搬運機器人整體行進至目標物體所要運輸至的第二位置，通過機械手臂依次將目標物體從其對應的承載件上夾持並送至第二位置的對應放置位置上，實現目標物體的卸車。在此過程中，可以通過控制行走機構改變自主移動搬運機器人的位置，以便於機械手臂的作業。通過以上描述，本發明提供的自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運目標物體，無需人工裝卸，且單程能夠運送多個目標物體，有效地提高了生產速度和工作效率。另外，通過將多個承載件沿垂直向依次佈置，可以有效地利用底座的上部空間，有益於實現自主移動搬運 機器人的小型化，具有更廣的應用範圍和更高的敏捷性。
11:底座
110:鉸接座
111:底板
112:裙板
113:距離檢測裝置
114a:第一避障感測器
114b:第二避障感測器
115:防撞條
116:底部攝影機
12:豎板
13:殼體
14:操作介面螢幕
2:行走機構
21:主動輪
211:安裝支架
212:驅動電機
213:主動輪滾輪
214:樞轉軸
215:卡箍
22:彈簧柱塞
23:萬向輪
3:機械臂
31:伸縮臂
32:旋轉臂
321:第一臂節
322:第二臂節
331:第一驅動裝置
332:第二驅動裝置
333:第三驅動裝置
341:絲桿
342:固定座
351:第一固定板
352:第二固定板
361:滑塊
362:導桿
4:夾具
41:夾具主體
411:支撐台
412:凸台
413:溝狀槽
421:第一彈性夾持件
4211:第一近端
4212:第二近端
4213:端部
422:第二彈性夾持件
4221:第二近端
4222:第二遠端
431:第一緩衝墊
432:第二緩衝墊
44:定位件
45:接近感測器
46:封板
47:第一信號光源
48:連接塊
491:拍照攝影機
492:閃光燈
5:承載件
51:板狀主體
511:主機板
512:夾層板
5121:開孔
513:蓋板
52:定位結構
53:無線射頻辨識天線
54:目標物體檢測裝置
55:第二信號光源
56:急停按鈕
57:雙鏡頭攝影機
58:第三避障感測器
6:夾爪
61:夾爪主體
62:固定夾持件
621:固定連接部
622:固定夾持部
623:第一中間連接部
63:活動夾持件
631:活動連接部
632:活動夾持部
633:第二中間連接部
641:滑軌
642:滑槽
65:驅動件
66:關節塊
100:單側承載兩臂式自主移動搬運機器人
200:雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人
300:單臂自主移動搬運機器人
400:目標物體
500:機台
圖1：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的立體示意圖。
圖2：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的主視示意圖。
圖3：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的主視示意圖，其中，為了示出底座內的結構部件，未示出裙板。
圖4：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的側視示意圖。
圖5：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的側視示意圖，其中，為了示出底座內的結構部件，未示出裙板。
圖6：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的後視示意圖。
圖7：係本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的俯視示意圖。
圖8：係本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構的立體示意圖。
圖9：係本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構的另一立體示意圖。
圖10：係本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構的立體另一示意圖，在該圖中未示出從動輪。
圖11：係本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構中的主動輪的立體示意圖。
圖12：係本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂的立體示意圖。
圖13：係本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂的另一立體示意圖，在該圖中，能夠看到臂節為中空，且能看到第二驅動裝置和第三驅動裝置。
圖14：係本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具的立體示意圖。
圖15係本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具的另一方向的立體示意圖。
圖16：係本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具的另一立體示意圖，為了示出內部結構，該圖中未示出封板。
圖17：係本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具的內部結構的俯視示意圖。
圖18：係本發明的第五種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件的立體示意圖。
圖19：係本發明的第五種較佳實施例另一實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件的立體示意圖。
圖20：係本發明的第五種較佳實施例另一實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件的立體示意圖，為了示出內部結構，省去蓋板。
圖21：係本發明的第六種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的側視示意圖。
圖22：係本發明的第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的立體示 意圖。
圖23：係本發明的第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的夾爪的立體示意圖。
圖24：係本發明的第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的夾爪的另一方向立體示意圖。
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
在本發明中，為了便於理解，定義自主移動搬運機器人具有長度、寬度和高度，分別對應縱向方向(X軸)、橫向方向(Y軸)和垂向方向(Z軸)，其中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”、“左、右”、“前、後”通常是指在垂向方向上的“上、下”、橫向方向上的“左、右”、縱向方向上的“前、後”，“內、外”是指相對於對應的部件的輪廓的內、外，“遠、近”是指相對於某一部件或結構的距離上的遠、近。另外，本發明所使用的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是僅為了區別一個要素和另一個要素，不具有順序性和重要性。
依據本發明的第一方面，提供一種單側承載兩臂式自主移動搬運機器人，圖1至圖7示出了其中的一種實施方式。參照圖1所示，所述單側承載兩臂式自主移動搬運機器人100包括：主體，包括底座11、固定於所述底座11且沿垂直方向向上延伸的豎板12；行走機構2，包括安裝於所述底座11的主動 輪和從動輪；作業機構，包括兩個機械手臂，每個所述機械手臂包括近端連接於所述豎板12的機械臂3和樞轉地連接在所述機械臂3的遠端的夾具4，所述機械臂3設置為能夠使得所述夾具4到達所需位置，兩個所述機械手臂設置為相互協作地運動以通過兩個所述夾具4夾取或釋放目標物體400；承載機構，包括用於承載所述目標物體400的多個板狀的承載件5，多個所述承載件5固定於所述豎板12的同一側(前側，或後側，圖1至圖7所示的實施方式中，承載件5均固定於豎板12的前側，但在其它實施例中，承載件5也可以均固定在豎板12的後側)，且沿垂直方向間隔設置；以及控制系統，用於控制所述行走機構的走或停和轉向，以及控制所述機械手臂的所述運動。
通過上述技術方案，依據本發明的第一方面提供的自主移動搬運機器人，能夠一次性搬運多個目標物體400。其工作過程具體為：首先，空載的自主移動搬運機器人通過控制系統的控制行走機構2，行走到存放目標物體400的第一位置；之後，通過控制系統控制夾具4的姿態(繞其自身樞轉軸的旋轉角度)和機械臂3的運動，將夾具4送至所需位置，通過機械臂3的運動，實現夾具4對目標物體400的夾持；之後，通過控制機械臂3的運動，將所夾持的目標物體400放置在承載機構的一個承載件5上，由此完成一個目標物體400的裝車。之後，可以重複上述工作過程，至全部的承載件5上均放置有目標物體400。之後，通過控制行走機構2，自主移動搬運機器人整體行進至目標物體400所要運輸至的第二位置，通過機械手臂依次將目標物體400從其對應的承載件5上夾持並送至第二位置的對應放置位置上，實現目標物體400的卸車。在此過程中，可以通過控制行走機構2改變自主移動搬運機器人的位置，以便於機械手臂的作業。通過以上描述，本發明提供的自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運 目標物體400，無需人工裝卸，且單程能夠運送多個目標物體400，有效地提高了生產節拍和工作效率。另外，通過將多個承載件5沿垂向依次佈置，可以有效地利用底座11的上部空間，有益於實現自主移動搬運機器人的小型化，具有更廣的應用範圍和更高的敏捷性。
本發明提供的自主移動搬運機器人可以應用於無人化生產車間，例如，可以應用於矽片的生產車間中，目標物體400即為裝有矽片的正面開口標準箱，通過中央控制下發指令給自主移動搬運機器人，可以將正面開口標準箱在貨架、機台500、倉儲位置之間搬運。
其中，底座11可以包括底板111，用於安裝行走機構，同時，豎板12的下端也可以固定在底板111上。另外，本發明提供的自主移動搬運機器人需要自帶電源，以能夠為各用電部件功能。因此，自主移動搬運機器人還包括電源，該電源設置在底板111上，為了美觀，底座11還設置有裙板112，該裙板122沿垂向方向延伸，包圍在底板111的外周，以為電源和電線等提供放置空間。另外，主體還可以包括與豎板12圍成封閉空間的殼體13，殼體13上設置有人機交交互操作台，例如操作介面螢幕14(參照圖6中所示)，該操作介面螢幕14傾斜設置(參照圖4和圖6中所示)，以便於人機交交互操作，該操作介面螢幕14屬於控制系統。
在本發明的第一種較佳實施例提供的具體實施方式中，所述底座11可以設置有位於所述自主移動搬運機器人前側(和/或後側)沿所述自主移動搬運機器人的橫向方向間隔佈置的兩個距離檢測裝置113，以用於在裝車時，檢測所述自主移動搬運機器人與放置目標物體400的貨架之間的距離，參照圖3中所示。所述距離檢測裝置113與所述控制系統電連接，以根據所述距離檢測裝置 113的距離信號控制所述行走機構2，從而使得所述自主移動搬運機器人與用於存放所述目標物體400的貨架對正，此處的對齊可以理解為使得自主移動搬運機器人與貨架的相對位置，允許目標物體400能夠整體平移至對應的承載件5上，以目標物體400的定位空槽能夠與下文中所述的承載件5上的定位結構配合在一起為准。其中，所述距離檢測裝置113可以以任意合適的方式構造，例如，可以構造為鐳射感測器。
為了保障自主移動搬運機器人的安全行駛，所述底座11的前側和後側可以均設置有用於檢測其周圍障礙物的第一避障感測器114a，該第一避障感測器114a與所述控制系統電連接，所述控制系統收到所述第一避障感測器114a發出的危險信號之後控制所述行走機構2停止運動並發出警報，該警報可以是聲音警報，也可以是光線警報，例如，通過下文中所述的第一信號光源發出紅色光線進行警報。
可選擇地，所述第一避障感測器114a的左側和/或右側設置有第二避障感測器114b，用於輔助第一避障感測器114a，以增大探測範圍和靈敏度。另外，在最頂層的承載件5上，還設置有第三避障感測器58，在自主移動搬運機器人的上部分檢測周圍障礙物，輔助第一避障感測器114a，有益於增大探測範圍和靈敏度。當避障感測器檢測到障礙物時，發出危險信號，控制系統受到該信號之後立即停止行走機構2的行走動作，並發出警報。
由於自主移動搬運機器人不進行左右平移，因此，只需要檢測前後方的障礙物即可。可選擇地，參照圖5中所示，所述第一避障感測器114a包括分別位於所述自主移動搬運機器人前側和後側的兩個紅外感測器，以對其前方(沿紅外線傳播的方向，紅外線從後向前傳播)的扇形區域進行擴散式檢測。
另外，所述底座11可以設置有兩個圍繞在所述底座11外側的防撞條115，可選擇地，所述防撞條115中設置有與所述控制系統電連接的碰撞感測器，所述控制系統收到所述碰撞感測器發出的危險信號之後控制所述行走機構2停止運動並發出警報，以防止在緊急碰撞的情況下自主移動搬運機器人繼續行走。
此外，所述底座11的下表面上設置有與所述控制系統電連接的底部攝影機116(參照圖7中所示)，用於無跡導航中抓取地面特徵，配合下文中將要描述的雙鏡頭攝影機57(設置在最上層的承載件5的側面上，對應於自主移動搬運機器人的行進方向的前方或後方，用於抓取周圍環境特徵)，以對自主移動搬運機器人自身進行定位和通過軌跡補償修正位置偏差。所述底座11的四個拐角處均設置有與所述控制系統電連接的地面距離檢測裝置，將所探測的距離資訊發送給給控制系統，控制系統根據該距離資訊判斷行進前方的底面是否平整，並據此控制行走機構的行走。
其中，行走機構可以以任意合適的方式構造，可選擇地，所述行走機構構造為依據本發明第二種較佳實施例提供的行走機構。
其中，從動輪可以以任意合適的方式構造。
其中，機械手臂可以以任意合適的方式構造，可選擇地，所述機械手臂中的機械臂可以構造為根據本發明協力廠商面提供的機械臂，機械手臂中的夾持裝置可以構造為根據本發明第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具。
其中，承載機構可以以任意合適的方式構造，可選擇地，所述承載機構中的承載件可以構造為根據本發明的第五種較佳實施例提供的自主移動 搬運機器人用承載件。
依據本發明的第二種較佳實施例，提供一種行走機構，參照圖8至圖11中所示，所述行走機構包括兩個所述主動輪21和至少兩個所述從動輪，所述主動輪21具有中心旋轉軸線(若主動輪21繞該中心旋轉軸線沿第一方向轉動時前進，則反向轉動為後退，由此，當根據本發明第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人設置有該行走機構時，該中心旋轉軸線與上述自主移動搬運機器人的橫向方向平行)，且所述主動輪21鉸接於所述底座11，所述底座11與所述主動輪21之間設置有彈性偏壓件，該彈性偏壓件的第一端偏壓所述底座11，所述彈性偏壓件的與所述第一端相對的第二端偏壓所述主動輪21，以使得所述主動輪21能夠繞與所述中心旋轉軸線平行的樞轉軸線轉動而相對於所述底座11上下移動。
現有的四輪行走機構行走在不平整的地面上時，會出現一個主動輪懸空或雖然四個輪子均著地但受力並不均勻即對地壓力不相等的情況，在這種情況下，各輪子與地面的摩擦力不同，容易出現打滑現象，從而影響行走軌跡。
通過上述技術方案，本發明提供的行走機構通過設置彈性偏壓件，能夠驅動主動輪21繞其樞轉軸線轉動而相對於底座11上下移動，即時調節主動輪21的對地壓力，保證兩個主動輪21與地面之間的摩擦力，避免出現打滑現象或者保證兩個主動輪21與地面之間的打滑程度大致相同，保證實際移動量，從而確保行走軌跡。
在本發明提供的具體實施方式中，主動輪21可以以任意合適的方式構造。可選擇地，參照圖11中所示，所述主動輪21包括安裝支架211、固定於該安裝支架211的驅動電機212、固定於該驅動電機212輸出軸的主動輪滾 輪213，所述驅動電機212驅動該主動輪滾輪213繞所述驅動電機212輸出軸的軸線轉動，所述安裝支架211通過樞轉軸214與固定於所述底座11的鉸接座110連接，其中，樞轉軸214可以以任意合適的方式構造，例如，可以構造為銷軸，一端通過自身的頭部止擋於安裝支架211，另一端通過止擋件止擋於鉸接座110，例如通過卡箍215止擋於鉸接座110，如圖11中所示。所述彈性偏壓件的所述第二端偏壓所述安裝支架211。作為一種選擇，所述彈性偏壓件可以構造為彈簧柱塞22，該彈簧柱塞22固定於所述底座11，且所述彈簧柱塞22的頭部抵靠於所述安裝支架211以用作所述第二端。此外，為了提供足夠的彈性偏壓力，每個主動輪21可以對應設置有兩個彈簧柱塞22。作為另一種選擇，所述彈性他偏壓件還可以構造為碟簧等類似的部件。
可選擇地，所述從動輪可以構造為萬向輪23，以允許行走機構360轉彎。可選擇地，兩個所述主動輪21的中心旋轉軸線共線，所述從動輪組包括兩對所述從動輪，其中，沿所述中心旋轉軸線的方向，一對所述從動輪位於所述主動輪21的一側，另一對所述從動輪位於所述主動輪21的另一側，通過這種佈置，允許行走機構在向前或向後行走時都能夠360°轉彎。可選擇地，所述兩對所述從動輪關於所述中心旋轉軸線對稱佈置，以使得行走機構的重心落在兩個主動輪21的中心旋轉軸線的連線中心上。
其中，在本發明第二種較佳實施例提供的行走機構中，上述萬向輪可以以任意合適的方式構造。
在上述技術方案的基礎上，本發明第二種較佳實施例還提供一種自主移動搬運機器人，該自主移動搬運機器人包括上述行走機構2，因此，同樣具有上述優點。
依據本發明的第三種較佳實施例，提供一種機械臂，圖12和圖13示出了其一種具體實施方式；參照圖12和圖13中所示，所述機械臂3包括伸縮臂31、旋轉臂32和驅動裝置。所述旋轉臂32包括多個依次鉸接的臂節，所述旋轉臂32的近端鉸接於所述伸縮臂31的遠端，所述旋轉臂32的遠端用於樞轉地連接夾持裝置(例如夾具4或夾爪6)，以夾持或釋放目標物體400；所述驅動裝置包括：用於驅動所述伸縮臂31在橫向方向上移動的第一驅動裝置331和用於驅動所述臂節繞其自身的鉸接軸轉動的第二驅動裝置332，其中，所述臂節自身的鉸接軸彼此相互平行且平行於所述橫向方向。
通過上述技術方案，本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂具有三個相互垂直方向(即XYZ方向)上的自由度，通過第一驅動裝置331驅動伸縮臂31在橫向方向上移動，能夠調整伸縮臂31和夾持裝置在橫向方向(即X方向)上的位置，通過驅動第二驅動裝置332驅動旋轉臂32的臂節繞其各自的鉸接軸轉動，能夠調整夾持裝置在與橫向方向垂直的平面(即XZ平面)內的位置，因此，通過本發明提供的機械臂，能夠將夾持裝置送至空間的某一個位置。而由於待夾取的目標物體400所在的位置在三維空間內的X、Y、Z座標相對於機械臂的原點位置來說是確定的，因此，通過驅動第一驅動裝置331和第二驅動裝置332，能夠使得夾持裝置到達待夾持位置，以準備夾持所述目標物體400；之後，通過驅動伸縮臂31在橫向方向上的移動或驅動臂節繞其自身的鉸接軸轉動，能夠使得夾持裝置到達夾持位置，以夾持所述目標物體400；而通過驅動伸縮臂31在橫向方向上的移動和/或驅動臂節繞其自身的鉸接軸轉動，能夠運送目標物體400至目標位置，之後，通過驅動伸縮臂31在橫向方向上的移動和/或驅動臂節繞其自身的鉸接軸轉動，能夠使得夾持裝置釋放目標物體400，或者，使 得釋放目標物體400之後的夾持位置遠離目標物體400以進行下一個目標物體400的夾持。
後述將結合圖12和圖13詳細描述本發明人的第三種較佳實施例提供的機械臂3。
在本發明申請提供的具體實施方式中，第一驅動裝置331可以以任意合適的方式構造，例如可以構造為液壓油缸或氣缸；可選擇地，所述第一驅動裝置331構造為電機，所述伸縮臂31通過傳動裝置與所述電機的輸出軸連接，以使得所述電機的輸出軸的旋轉運動能夠轉換為所述伸縮臂31在所述橫向方向上的直線運動。
其中，為了優化利用有限的空間，實現小型化的目標，所述電機選用空心軸電機；而傳動裝置可以以任意合適的方式構造，例如，可以構造為齒輪齒條傳動結構。可選擇地，所述傳動裝置構造為絲桿傳動裝置，包括相互配合的絲桿341和螺母，參照圖12和圖13中所示，所述絲桿341通過固定座342固定，例如，當將機械臂3應用於自主移動搬運機器人時，絲桿341通過固定座342固定於自主移動搬運機器人的所述主體(具體為豎板12)，所述螺母固定於所述空心軸電機的空心輸出軸(當然，也可以是在空心輸出軸上設置內螺紋)，所述空心軸電機與所述伸縮臂31固定連接；由此，當空心輸出軸例如正轉時，帶動伸縮臂朝向第一方向運動，當空心輸出軸例如反轉時，帶動伸縮臂朝向與所述第一方向相反的第二方向運動，從而調整夾持裝置在橫向方向上的位置。
其中，為了避免空心軸電機、伸縮臂31、旋轉臂32、夾持裝置甚至目標物體400的重量都由絲桿341承擔，進而使得絲桿341出現彎曲等形變甚至斷裂而影響正常工作，所述空心軸電機可以固定於第一固定板351，所述伸 縮臂31可以固定於第二固定板352，而所述第一固定板351和第二固定板352均固定於滑塊361，該滑塊361與設置有所述機械臂3的設備上所設置的沿所述橫向方向延伸的導桿362相配合，以使得伸縮臂31、旋轉臂32、夾持裝置甚至目標物體400能夠隨空心軸電機的轉動而在橫向方向上移動；在這種情況下，空心軸電機和伸縮臂31、旋轉臂32、夾持裝置甚至目標物體400的重量都通過第一固定板351和第二固定板352以及滑塊361與導桿362的配合傳遞給所述設備，由該設備來承擔；在圖17和圖18所示的具體實施方式中，導桿362設置在自主移動搬運機器人的豎板12上；可選擇地，所述伸縮臂31沿所述橫向方向延伸，且中空以便於佈線。
在本發明申請之較佳實施例中，第二驅動裝置332可以以任意合適的方式構造，例如可以構造為液壓油缸或氣缸。可選擇地，所述第二驅動裝置332也可以為空心軸電機，所述旋轉臂32包括第一臂節321和第二臂節322，以獲得一種類似人體胳膊的仿生結構，參照圖12和圖13中所示，所述第一臂節321的近端與所述伸縮臂31之間通過一所述空心軸電機鉸接，所述第一臂節321的遠端與所述第二臂節322的近端通過一所述第二驅動裝置332鉸接，可選擇地，所述臂節中空，以便於佈線。
可選擇地，所述驅動裝置還包括用於驅動所述夾持裝置繞其自身的樞轉軸214轉動的第三驅動裝置333，其中，所述樞轉軸214可以設置為平行於所述橫向方向，以使得所述夾持裝置能夠繞其自身的樞轉軸214轉動以調整其自身的姿態。在本發明申請之較佳實施例中，該第三驅動裝置333可以以任意合適的方式構造，例如，可以構造為液壓油缸或氣缸。可選擇地；所述第三驅動裝置333可以構造為空心軸電機，該空心軸電機設置在所述旋轉臂32的遠端(圖 17和18所示的實施方式中，用作第三驅動裝置333的空心軸電機設置在第二臂節322的遠端)，所述空心軸電機的空心軸用於與所述夾持裝置連接，可以理解為，夾持裝置通過空心軸電機樞轉地連接於旋轉臂32的遠端。
在上述技術方案的基礎上，本發明的第三種較佳實施例還提供一種作業機構，該作業機構包括夾持裝置和上述的機械臂3，所述夾持裝置樞轉地連接於機械臂3的遠端。此外，本發明的第三種較佳實施例還提供一種自主移動搬運機器人，該自主移動搬運機器人設置有該作業機構。
依據本發明的第四種較佳實施例，提供一種自主移動搬運機器人用的夾具4，圖14至圖17示出了其一種實施方式。所述夾具4包括夾具主體41和彈性夾持件，所述夾具主體41設置有用於目標物體400的支撐台411和高於所述支撐台411的凸台412，所述彈性夾持件具有固定連接於所述凸台412的近端和與該近端相對的遠端，該遠端用於與目標物體400抵接，以與所述支撐台411相配合而可釋放地夾持所述目標物體400。
通過上述技術方案，本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具4通過設置夾具主體41為目標物體400提供支撐台411，在夾持目標物體400時，目標物體400通過支撐台411支撐，通過彈性夾持件的遠端抵接與目標物體400而將目標物體400保持在支撐台411上，從而實現對目標物體400的夾持，進一步可以帶動目標物體400移動。當需要釋放目標物體400時，夾具4可以直接移開，以遠離目標物體400的方式，使得目標物體400離開支撐台411，而彈性夾持件不再抵接目標物體400，從而實現對目標物體400的釋放。
在本發明提供的具體實施方式中，彈性夾持件可以以任意合適的 方式構造。可選擇地，所述彈性夾持件包括第一彈性夾持件421，該第一彈性夾持件421具有固定於所述凸台412的第一近端4211和與該第一近端4211相對的第一遠端4212，該第一遠端4212延伸至所述支撐台411的上方以形成為彈性夾持部，該彈性夾持部與所述支撐台411之間限定用於所述目標物體400的夾持空間，所述彈性夾持部為所述目標物體400提供朝向所述支撐台411的彈性夾緊力。其中，所述第一遠端4212的端部4213可以朝向遠離所述支撐台411的方向折彎，以用於引導所述目標物體400進入所述夾持空間。
其中，為了避免目標物體400受到支撐台411集中的應力，可選擇地，所述支撐台411上可以設置有由彈性材料製成的第一緩衝墊431。可選擇地，該第一緩衝墊431設置有兩個，該兩個所述第一緩衝墊431在所述夾持空間中間隔設置。
在本發明提供的具體實施方式中，所述彈性夾持件還可以包括第二彈性夾持件422，參照圖16和圖17中所示，所述夾具主體41在支撐台411和所述凸台412之間設置有溝狀槽413，所述第二彈性夾持件422設置在所述溝狀槽413中，所述第二彈性夾持件422具有固定於所述凸台412的側壁的第二近端4221和與該第二近端4221相對的第二遠端4222，該第二遠端4222用於與所述目標物體400抵接，以能夠為所述目標物體400提供朝外的彈性夾緊力，在使用時，需要兩個夾具4搭配使用，兩個夾具4在相對的兩側夾持目標物體400，夾具4的第二遠端422提供的朝外的彈性夾緊力恰好將位於兩者之間的目標物體400夾緊；其中，所述第二遠端(4222)的端部折疊，且折彎處朝外，以避免施加給目標物體400集中的應力；可選擇地，為了避免在使用兩個夾具4將目標物體400夾緊在兩者之間的情況下，目標物體400受到凸台412的集中應力，所述 凸台412的側壁可以連接有由彈性材料製成的第二緩衝墊432，該第二緩衝墊432可以設置有兩個，該兩個所述第二緩衝墊432間隔地設置在所述凸台412的側壁上。
在本發明提供的具體實施方式中，所述夾具4可以包括用於與所述目標物體400上的標記(例如凹口結構)對齊的定位件44，該定位件44可伸縮地連接於所述凸台412，所述定位件44的端部設置有對準感測器(例如光電感測器)，當所述定位件44的端部與所述標記對準時，所述對準感測器發出確認信號，反之則發出報警信號；所述凸台412上設置有接近感測器45(例如光電感測器)，當所述定位件44縮回以接近所述接近感測器45時，所述接近感測器45發出確認信號。
可選擇地，所述夾具4還包括封板46，該封板46在所述凸台412的上方與所述凸台412固定連接，所述夾具4設置有用於指示所述目標物體400處於夾持位置的第一信號光源47，該第一信號光源47設置在所述封板46中，所述封板46由半透明材料製成，由此，通過封板46能夠將第一信號光源47發出的光散射到環境中，以使得用戶能夠遠距離觀察到。
可選擇地，所述夾具4還包括用於與自主移動搬運機器人的機械臂3樞轉地連接的連接塊48，所述夾具主體41固定連接於所述連接塊48。第一信號光源47可以固定在該連接塊48上，封板46上設置有對應的容納孔，當將夾具主體41與固定塊48連接時，固定於凸台412的封板46恰好使得第一信號光源47位於容納孔中。
在上述技術方案的基礎上，本發明的第四種較佳實施例還提供一種自主移動搬運機器人用作業機構，該作業機構包括成對的機械手臂，每個機械 手臂均包括機械臂和上述的自主移動搬運機器人用夾具4，該夾具4連接於所述機械臂的遠端，每對機械手臂中的兩個夾具4相互協作以夾持或釋放目標物體400。
每對機械手臂中，兩個夾具4相對設置，參照圖1中所示，當兩個夾具4相互靠近時，用於夾持目標物體400，當兩個夾具4相互遠離時，用於釋放目標物體400。
其中，在上述技術方案的基礎上，本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人作業機構中的機械手臂可以以任意合適的方式構造，例如，可以構造為依據本發明第三種較佳實施例提供的機械臂3。
可選擇地，兩個所述機械手臂的兩個所述夾具4的其中一者的前側可以設置有拍照攝影機491，兩個所述機械手臂的兩個所述夾具4的其中另一者的前側可以設置有閃光燈492，用於對拍照攝影機491進行補光。在夾持目標物體400之前，可以通過拍照攝影機491對其前方進行拍照，以抓取視覺特徵點。
另外，本發明的第四種較佳實施例還提供一種自主移動搬運機器人，該自主移動搬運機器人包括本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人作業機構。
依據本發明的第五種較佳實施例，提供一種自主移動搬運機器人用承載件5，圖18至圖20示出了其中的一種實施方式。參照圖18至圖20中所示，所述承載件5包括：板狀主體51，具有用於承載目標物體400的承載表面；定位結構52，該定位結構52固定於所述承載表面，用於與所述目標物體400的定位孔槽相配合，以限制所述目標物體400在所述板狀主體51上的移動；無線 射頻辨識天線53(RFID,Radio Frequency Identification)，該無線射頻辨識天線53固定於所述板狀主體51，用於讀取所述目標物體400的編號；以及目標物體檢測裝置54，該目標物體檢測裝置54固定於所述板狀主體51，用於檢測是否有目標物體400放置在承載件5上。
通過上述技術方案，本發明的第五種較佳實施例提供的承載件5能夠承載目標物體400的同時，還能夠獲知所承載的目標物體400的編號，以使得用戶能夠掌握該承載件5所承載的目標物體400的資訊。在目標物體400放置到承載表面上時，通過定位結構52不僅能夠防止目標物體400在外力的作用下在承載表面上發生滑動，甚至掉落，而且還能夠使得放置在承載表面上的任一目標物體400的位置唯一，這有利於自動化裝卸目標物體400。另外，通過目標物體檢測裝置454，能夠確認承載件5上是否有目標物體400，一方面可以避免重複重複放置目標物體400，另一方面，可以知道該承載件5是否閒置。
在本發明提供的具體實施方式中，定位結構52可以以任意合適的方式構造。可選擇地，所述定位結構52設置為三個定位柱，三個所述定位柱呈連線為三角形狀佈置，如圖18至圖20中所示。所述目標物體檢測裝置54包括從承載表面突出的檢測部，當所述目標物體400的定位孔槽與所述定位結構52相配合時，該檢測部在目標物體400的重力作用下能夠縮回到所述板狀主體51中，所述目標物體檢測裝置54發出確認信號，以指示有所述目標物體400放置在所述承載表面上。
在本發明提供的具體實施方式中，無線射頻辨識天線53可以以任意合適的方式配置；可選擇地，如圖18至圖20中所示，所述無線射頻辨識天線53與所述目標物體檢測裝置54鄰近設置，以便於佈線。
在本發明提供的具體實施方式中，目標物體檢測裝置54可以以任意合適的方式構造；可選擇地，所述目標物體檢測裝置54構造為光電感測器，其工作原理可以是：當到有目標物體400放置在所述承載件5上時，所述目標物體400覆蓋所述光電感測器，所述光電感測器發出確定信號。
在本發明提供的具體實施方式中，板狀主體51可以以任意合適的方式構造。可選擇地，參照圖19和圖20中所示，所述板狀主體51包括依次重疊連接的主機板511、夾層板512和蓋板513，所述夾層板512設置有開孔5121，在所述開孔5121內設置有第二信號光源55，該第二信號光源55能夠發出多種顏色的光線，每種顏色的光線指示一種工作狀況，例如，第二信號光源55可以發出指示警報的紅色光線，指示正常的綠色光線，指示電源不足的藍色光線等等。所述蓋板513和所述夾層板512均由半透明或透明材料製成，以將第二信號光源55所發出的光線散射到周圍環境，供用戶從多個角度和多個位置觀察；另外，所述蓋板513上設置有急停按鈕56，以在緊急情況下停止自主移動搬運機器人的工作。
其中，為了使得用戶從各個角度和方位都能夠觀察到第二信號光源55發出的光線，所述第二信號光源55可以構造為條狀，並且所述開孔5121內設置有四條所述第二信號光源55，分別朝向前、後、左、右發出光線，以使得第二信號光源55發出的光線照射到每一個方位和角落。
在本發明提供的具體實施方式中，所述蓋板513和所述夾層板512可以均由有機玻璃材料製成，以具有易於加工、透光性強、耐衝擊、耐用等有點。
在本發明提供的具體實施方式中，所述承載件5設置有雙鏡頭攝 影機57，例如，可以獲得150。立體景深。所述雙鏡頭攝影機57可以固定於所述板狀主體51，例如，可以固定在板狀主體5的側面上。
可選擇地，所述承載件5設置有第三避障感測器58，該第三避障感測器58在前側固定於所述板狀主體51，所述第三避障感測器58設置有兩個，所述雙鏡頭攝影機57位於兩個所述避障感測器58之間。
在上述技術方案的基礎上，本發明第五種較佳實施例還提供一種自主移動搬運機器人，包括本本發明第五種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具。
綜上，能夠獲得一種根據本發明第一種較佳實施例提供的單側承載兩臂式自主移動搬運機器人，該單側承載兩臂式自主移動搬運機器人包括本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構、依據本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂3、依據本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具4、依據本發明的第五種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件5。其中，對於行走機構來說，驅動電機212與控制系統電連接，以通過控制系統控制驅動電機212的轉動。對於機械臂3來說，固定座342和導桿362可以設置在殼體13中，固定在豎板12的一側，而兩個機械臂3的絲桿341可以合併為一個，即固定座342固定在該絲桿的中間位置，左側的絲桿部分用於左側的機械臂，右側的絲桿部分用於右側的機械臂。構造為空心軸電機的第一驅動裝置331、第二驅動裝置332和第三驅動裝置333均與控制系統電連接，夾具4固定在用作第三驅動裝置333的空心軸電機的空心軸上。夾具4中的對準感測器、接近感測器45、第一信號光源47、拍照攝影機491和閃光燈492均與控制系統電連接；承載件5中的無線射頻辨識天線53、目標物體檢測裝置54、第二信號光源55、 急停按鈕56、雙鏡頭攝影機57和第三避障感測器58均與控制系統電連接；在該自主移動搬運機器人中，設置有兩個機械臂，該兩個機械臂關於自主移動搬運機器人的縱向方向對稱佈置；該自主移動搬運機器人設置有三個承載件5，定義豎板12的設置有承載件5的一側為前，另一側為後；其中，最上方的承載件5是以圖19和圖20所示的實施方式構造，下方的兩個承載件5是以圖18中所示的實施方式構造，也就是說，只有最上方的承載件5上設置有第二信號光源55、急停按鈕56、雙鏡頭攝影機57和第三避障感測器58，也只有最上方的承載件5的板狀主體51有主機板511、夾層板512和蓋板513構成；下面將以半導體工廠的無人車間為工作環境，以將作為目標物體400的正面開口標準箱在貨架和機台之間運輸為工作內容，結合附圖詳細說明這種自主移動搬運機器人的工作過程。
首先，空載的自主移動搬運機器人接收指令之後，驅動行走機構運行至貨架前方，此時自主移動搬運機器人面向貨架站定位置，通過左右兩側的距離檢測裝置113檢測與貨架之間的距離，將該兩個距離進行對比，若相等，則說明自主移動搬運機器人正對貨架，反之，則控制系統控制一個或兩個主動輪21的轉動，以將自主移動搬運機器人調整為與貨架對正；之後，第二驅動裝置332運轉，以將夾具4送至貨架上待夾取的正面開口標準箱的前方，此時夾具4上的拍照攝影機491對前方進行拍照，抓取視覺特徵點，控制系統判斷此時的夾具4的位置是否處於對正位置，若為是，則兩個機械手臂的第二驅動裝置332同步地驅動旋轉臂32繞其鉸接軸轉動，以將兩個夾具4同步地向前移動至待夾取位置，即分別位於正面開口標準箱的兩側。若為否，則可以通過控制第一驅動裝置331旋轉以同時向左或向右移動兩個伸縮臂31，從而使得夾具4到達對正位置； 之後，控制兩個機械手臂的第一驅動裝置331驅動兩個伸縮臂31相對運動，以使得兩個夾具4相互靠近，以使得正面開口標準箱的被夾持部分進入夾具4的夾持空間，分別被第一彈性夾持件421保持在支撐台411上；在夾具4與正面開口標準箱接觸時，若定位件44的端部與正面開口標準箱上的標記對準，則向控制系統發出確認信號，控制夾具4繼續相對運動，兩個夾具4的第二彈性夾持件422發生彈性形變，從正面開口標準箱的兩側提供相對的夾持力，定位件44收到正面開口標準箱的推力而縮回，當接近所述接近感測器45時，接近感測器45發出確認信號給控制系統，控制系統控制機械臂3停止運動，夾具4停止，其上的第一信號光源47發出綠色光線，指示完成該正面開口標準箱的夾持。若定位件44的端部未與正面開口標準箱上的標記對準，則發出報警信號給控制系統，控制系統停止機械臂3的運動，並控制第一信號光源47發出紅色光線和/或聲音信號，以告知使用者，調整正面開口標準箱的位置，以便於夾具4能夠正確地夾持。
在夾具4夾持到正面開口標準箱之後，控制系統控制機械臂3運動以將被夾持的正面開口標準箱放置在其中一個承載件5上，例如，最下方的承載件5上。正面開口標準箱放置在承載件5上時，若正面開口標準箱的定位孔槽與定位結構52相配合，則目標物體檢測裝置54發出確認信號給控制系統，指示正面開口標準箱已放置在該承載件5上。通過承載件5上的無線射頻辨識天線53，能夠讀取該正面開口標準箱的FID碼，從而獲知放置在該承載件5上的正面開口標準箱的信息。
自此，完成一個正面開口標準箱的裝車。
以此類推，可以在完成上一個正面開口標準箱的裝車之後，控制 系統控制行走機構，以使得自主移動搬運機器人行走至下一個待裝車的位於貨架上的正面開口標準箱，進行該正面開口標準箱的裝車。
在滿載之後，控制系統控制自主移動搬運機器人行走至機台卸車。在行走的過程中，通過底部攝影機116拍攝底板圖像，獲取底板特徵，以確定自主移動搬運機器人當前所在位置，在位置出現偏差時，進行軌跡補償。在底板特徵無法確認時，可以通過雙鏡頭攝影機57拍攝的環境圖像，通過同步定位與地圖構建(SLAM或Simultaneous localization and mapping)演算法，確定自主移動搬運機器人的當前位置。在行走的過程中，由於使用了本發明第二種較佳實施例提供的行走機構，因此能夠保證兩個主動輪21的對地壓力，確保其自主移動搬運機器人的行進方向；通過地面距離檢測裝置感知前方的路況，一旦發現坑窪或障礙物，控制系統控制自主移動搬運機器人停止行走並報警；同時，若通過第一避障感測器114a和/或第二避障感測器114b和/或第三避障感測器58和/或碰撞感測器檢測到自主移動搬運機器人行進方向上有障礙物，則控制系統會控制自主移動搬運機器人立即停止行走並報警；此外，若承載件5上的正面開口標準箱被人取走，控制系統在目標物體檢測裝置54發送來的信號之後，控制自主移動搬運機器人立即停止行走並報警。
依據本發明的第六種較佳實施例，提供一種雙側承載式自主移動搬運機器人200，該自主移動搬運機器人與本發明的第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人的區別特徵在於：依據本發明的第六種較佳實施例提供的雙側承載式自主移動搬運機器人中設置有兩個所述豎板12，殼體13位於兩個豎板12之間，與兩個豎板12的相互面對的側面圍成封閉空間，機械臂3的第一驅動裝置331、絲桿341、固定座342等結構設置在該封閉空間中。而兩個豎板12朝 外的兩個側面均固定有所述承載件5，位於同一側的所述承載件5沿垂直方向間隔均勻地設置，參照圖21中所示；考慮到空間佈置，在本發明的第六種較佳實施例提供的雙側承載式自主移動搬運機器人中不再設置操作介面螢幕，即人機交互介面。
依據本發明的第六種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人，能夠一次性搬運多個目標物體400。其工作過程具體為：首先，空載的自主移動搬運機器人通過控制系統的控制行走機構2，行走到存放目標物體400的第一位置；之後，通過控制系統控制夾具4的姿態(繞其自身樞轉軸的旋轉角度)和機械臂3的運動，將夾具4送至所需位置，通過機械臂3的運動，實現夾具4對目標物體400的夾持；之後，通過控制機械臂3的運動，將所夾持的目標物體400放置在承載機構的一個承載件5上，由此完成一個目標物體400的裝車。之後，可以重複上述工作過程，至全部的承載件5上均放置有目標物體400；之後，通過控制行走機構2，自主移動搬運機器人整體行進至目標物體400所要運輸至的第二位置，通過機械手臂依次將目標物體400從其對應的承載件5上夾持並送至第二位置的對應放置位置上，實現目標物體400的卸車；在此過程中，可以通過控制行走機構2改變自主移動搬運機器人的位置，以便於機械手臂的作業；通過以上描述，本發明提供的自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運目標物體400，無需人工裝卸，且單程能夠運送多個目標物體400，有效地提高了生產速度和工作效率；另外，通過將多個承載件5沿垂直方向依次佈置，可以有效地利用底座11的上部空間，有益於實現自主移動搬運機器人的小型化，具有更廣的應用範圍和更高的敏捷性。
基於以上所述，也能夠獲得一種依據本發明的第六種較佳實施例 提供的雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人，該雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人包括本發明的第二種較佳實施例提供的行走機構、依據本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂3、依據本發明的第四種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用夾具4、依據本發明的第五種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件5。
由於該雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人與依據本發明的第一種較佳實施例提供的單側承載兩臂式自主移動搬運機器人之間的上述區別特徵，因此，其工作過程也僅在該處存在區別，即在正面開口標準箱(目標物體400)裝車時，當一側承載件5已對應裝滿正面開口標準箱時，需要繼續將另一側的承載件5也裝滿，卸車亦然；另外，對於這種雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人來說，可以定義縱向上的任意一個方向為前方。
依據本發明第七種較佳實施例，提供一種單臂自主移動搬運機器人300，該自主移動搬運機器人與本發明第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人之間的區別特徵，可以是：依據本發明第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人中只設置有一個機械手臂，參照圖22中所示，所述機械手臂包括機械臂3(該機械臂3可以與本發明第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人中的機械臂3相同)和樞轉地連接在機械臂3的遠端的用於抓取或釋放目標物體400的夾爪6(而不再是夾具4)，所述機械臂3設置為能夠運動以使得所述夾爪6到達所需位置。
除了上述區別特徵之外，依據本發明第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人與本發明第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人之間 還可以具有另一區別特徵，該區別特徵可以與依據本發明第六種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人與依據本發明第一種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人之間的區別特徵相同，即依據本發明第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人中，設置有兩個所述豎板12，殼體13位於兩個豎板12之間，與兩個豎板12的相互面對的側面圍成封閉空間，機械臂3的第一驅動裝置331、絲桿341、固定座342等結構設置在該封閉空間中。而兩個豎板12朝外的兩個側面均固定有所述承載件5，位於同一側的所述承載件5沿垂向方向間隔均勻地設置，參照圖21中所示。考慮到空間佈置，不再設置操作介面螢幕，即人機交互介面。
通過上述技術方案，本發明第七種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人，能夠一次性搬運多個目標物體400。其工作過程具體為：首先，空載的自主移動搬運機器人通過控制系統的控制行走機構2，行走到存放目標物體400的第一位置；之後，通過控制系統控制夾爪6的姿態(繞其自身樞轉軸的旋轉角度)和機械臂3的運動，將夾爪6送至所需位置，以抓取目標物體400；之後，通過控制機械臂3的運動，將所抓取的目標物體400放置在承載機構的一個承載件5上，由此完成一個目標物體400的裝車。之後，可以重複上述工作過程，至全部的承載件5上均放置有目標物體400。之後，通過控制行走機構2，自主移動搬運機器人整體行進至目標物體400所要運輸至的第二位置，通過機械手臂依次將目標物體400從其對應的承載件5上夾持並送至第二位置的對應放置位置上，實現目標物體400的卸車。在此過程中，可以通過控制行走機構2改變自主移動搬運機器人的位置，以便於機械手臂的作業。通過以上描述，本發 明提供的自主移動搬運機器人能夠實現自動化搬運目標物體400，無需人工裝卸，且單程能夠運送多個目標物體400，有效地提高了生產節拍和工作效率。另外，通過將多個承載件5沿垂向依次佈置，可以有效地利用底座11的上部空間，有益於實現自主移動搬運機器人的小型化，具有更廣的應用範圍和更高的敏捷性。
其中，夾爪6可以以任意合適的方式構造。可選擇地，參照圖23和圖24中所示，所述夾爪6包括抓手主體61、固定夾持件62和活動夾持件63，所述固定夾持件62固定於所述夾爪主體61，所述活動夾持件63活動地連接於所述夾爪主體61，以能夠靠近和遠離所述固定夾持件62，與所述固定夾持件62相配合地實現對所述目標物體400的抓取和釋放。
可選擇地，所述活動夾持件63通過滑動連接結構連接於所述夾爪主體61，以靠近和遠離固定夾持件62。在本發明提供的具體實施方式中，可以以任意合適的方式構造所述滑動連接結構。可選擇地，所述滑動連接結構包括相互配合的滑軌641和滑槽642，所述滑軌641和滑槽642中的一者設置於所述夾爪主體61，所述滑軌641和滑槽642中的另一者設置於所述活動夾持件63。例如，所述滑軌641設置於所述夾爪主體61。而為了避免滑槽642從滑軌641脫離，所述滑槽642可以構造為燕尾槽。
在本發明提供的具體實施方式中，所述活動夾持件63與所述夾爪主體61之間可以設置有驅動件65，該驅動件65用於驅動所述活動夾持件63運動以靠近或遠離所述固定夾持件62。其中，驅動件65可以以任意合適的方式構造，可選擇地，所述驅動件65構造為氣缸，該氣缸的缸體固定於所述夾爪主體61，所述氣缸的活塞桿的端部固定於所述活動夾持件63。當活塞桿從缸體中 伸出時，驅動活動夾持件63遠離固定夾持件62，以釋放目標物體400。當活塞桿縮回缸體時，驅動活動夾持件63靠近固定夾持件62，以抓取目標物體400。
在本發明提供的具體實施方式中，固定夾持件62可以以任意合適的方式構造。可選擇地，所述固定夾持件62包括與所述夾爪主體61連接的固定連接部621、固定夾持部622和連接在所述固定連接部621與所述固定夾持部622之間的第一中間連接部623，所述活動夾持件63包括與所述夾爪主體61連接的活動連接部631、活動夾持部632和連接在所述活動連接部631與所述活動夾持部632之間的第二中間連接部633，所述第一中間連接部623和所述第二中間連接部633使得所述固定連接部621和所述活動連接部631與所述夾爪主體61之間具有用於所述目標物體400的夾持空間，所述固定夾持部622和所述活動夾持部632彼此相對地延伸，以用於承托目標物體400。
另外，所述夾爪6還包括樞轉地連接在所述機械臂3的遠端的關節塊66，所述夾爪主體61固定於該關節塊66。當機械臂3為依據本發明的協力廠商面提供的機械手臂時，該關節塊66固定於用作第三驅動裝置的空心軸電機的空心輸出軸。
另外，在本發明提供的具體實施方式中，夾爪6中也可以如本發明第四種較佳實施例提供的夾具4一樣，其中設置有定位件、對準感測器、接近感測器等結構。
基於以上所述，也能夠獲得一種依據本發明第七種較佳實施例提供的單臂自主移動搬運機器人，該單臂自主移動搬運機器人包括本發明第二種較佳實施例提供的行走機構、依據本發明的第三種較佳實施例提供的機械臂3、 依據本發明第五種較佳實施例提供的自主移動搬運機器人用承載件5。
由於該雙側承載兩臂式自主移動搬運機器人與依據本發明第一種較佳實施例提供的單側承載兩臂式自主移動搬運機器人之間的上述區別特徵，因此，其工作過程也僅在該處存在區別，即在整個裝卸正面開口標準箱(目標物體400)的過程中，使用單個機械手臂，且使用上述夾爪6對正面開口標準箱進行抓取和釋放。另外，在裝車時，當一側承載件5已對應裝滿正面開口標準箱時，需要繼續將另一側的承載件5也裝滿，卸車亦然。另外，對於這種雙側承載單臂式自主移動搬運機器人來說，也可以定義縱向上的任意一個方向為前方
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
100:單側承載兩臂式自主移 動搬運機器人
11:底座
12:豎板
13:殼體
114b:第二避障感測器
115:防撞條
2:行走機構
3:機械臂
4:夾具
5:承載件
56:急停按鈕
57:雙鏡頭攝影機
58:第三避障感測器

Claims (10)

  1. 一種自主移動搬運機器人，包括：主體，包括底座(11)、固定於所述底座(11)且沿垂直方向向上延伸的豎板(12)；行走機構(2)，包括安裝於所述底座(11)的主動輪和從動輪；作業機構，包括兩個機械手臂，每個所述機械手臂包括近端連接於所述豎板(12)的機械臂(3)和樞轉地連接在所述機械臂(3)的遠端的夾具(4)，所述機械臂(3)設置為能夠使得所述夾具(4)到達所需位置，兩個所述機械手臂帶動兩個所述夾具(4)相互靠近和遠離，以夾取和釋放目標物體(400)；其中，所述機械臂(3)包括伸縮臂(31)、旋轉臂(32)和與所述控制系統電連接的驅動裝置，所述旋轉臂(32)包括多個依次鉸接的臂節，所述旋轉臂(32)的近端鉸接於所述伸縮臂(31)的遠端，所述旋轉臂(32)的遠端用於樞轉地連接所述夾具(4)，所述驅動裝置包括：用於驅動所述伸縮臂(31)在橫向方向上移動的第一驅動裝置(331)和用於驅動所述臂節繞其自身的鉸接軸轉動的第二驅動裝置(332)，其中，所述臂節自身的鉸接軸彼此相互平行且平行於所述橫向方向；其中，所述夾具(4)包括夾具主體(41)和彈性夾持件，所述夾具主體(41)設置有用於目標物體(400)的支撐台(411)和高於所述支撐台(411)的凸台(412)，所述彈性夾持件具有固定連接於所述凸台(412)的近端和與該近端相對的遠端，該遠端用於與目標物體(400)抵接，以與所述支撐台(411)相配合而可釋放地夾持所述目標物體(400)；承載機構，包括用於承載所述目標物體(400)的多個板狀的承載件(5)，多個所述承載件(5)均固定於所述豎板(12)的同一側，前側或後側，且沿垂直方向間隔設置；以及控制系統，用於控制所述行走機構的走或停和轉向，以及控制 所述機械手臂的所述運動。
  2. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，包括底座(11)以及安裝於該底座(11)的兩個主動輪(21)和至少兩個從動輪，所述主動輪(21)具有中心旋轉軸線，且所述主動輪(21)鉸接於所述底座(11)，所述底座(11)與所述主動輪(21)之間設置有彈性偏壓件，該彈性偏壓件的第一端偏壓所述底座(11)，所述彈性偏壓件的與所述第一端相對的第二端偏壓所述主動輪(21)，以使得所述主動輪(21)能夠繞與所述中心旋轉軸線平行的樞轉軸線轉動而相對於所述底座(11)上下移動；可選擇地，所述主動輪(21)包括安裝支架(211)、固定於該安裝支架(211)的驅動電機(212)、固定於該驅動電機(212)輸出軸的主動輪滾輪(213)，所述驅動電機(212)與所述控制系統電連接且用於驅動該主動輪滾輪(213)繞所述驅動電機(212)輸出軸的軸線轉動，所述安裝支架(211)通過樞轉軸(214)與固定於所述底座(11)的鉸接座(110)連接，所述彈性偏壓件的所述第二端偏壓所述安裝支架(211)，可選擇地，所述彈性偏壓件構造為彈簧柱塞(22)，該彈簧柱塞(22)固定於所述底座(11)，且所述彈簧柱塞(22)的頭部抵靠於所述安裝支架(211)以用作所述第二端；可選擇地，每個所述主動輪(21)對應設置有兩個所述彈簧柱塞(22)；可選擇地，所述樞轉軸(214)構造為銷軸，一端通過自身的頭部止擋於所述安裝支架(211)，另一端通過止擋件止擋於所述鉸接座(110)，可選擇地，所述止擋件構造為卡箍(215)；可選擇地，兩個所述主動輪(21)的中心旋轉軸線共線，所述從動輪組包括兩對所述從動輪，其中，沿所述中心旋轉軸線的方向，一對所述從動輪位於所述主動輪(21)的一側，另一對所述從動輪位於所述主動輪(21)的另一側；可選擇地，所述兩對所述從動輪關於所述中心旋轉軸線對稱佈置。
  3. 如請求項1或2所述的自主移動搬運機器人，所述從動輪構造為萬向輪(23)。
  4. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述第一驅動裝置(331)構造為電機，所述伸縮臂(31)通過傳動裝置與所述電機的輸出軸連接，以使得所述輸出軸的旋轉運動能夠轉換為所述伸縮臂(31)在所述橫向方向上的直線運動，可選擇地，所述電機為空心軸電機，所述傳動裝置構造為絲桿傳動裝置，包括相互配合的絲桿(341)和螺母，所述絲桿(341)通過固定座(342)固定，所述螺母固定於所述空心軸電機的空心輸出軸，所述空心軸電機與所述伸縮臂(31)固定連接，可選擇地，所述空心軸電機固定於第一固定板(351)，所述伸縮臂(31)固定於第二固定板(352)，所述第一固定板(351)和第二固定板(352)均固定於滑塊(361)，該滑塊(361)與設置有所述機械臂(3)的設備上所設置的沿所述橫向方向延伸的導桿(362)相配合；可選擇地，所述第二驅動裝置(332)為空心軸電機，所述旋轉臂(32)包括第一臂節(321)和第二臂節(322)，所述第一臂節(321)的近端與所述伸縮臂(31)之間通過一所述空心軸電機鉸接，所述第一臂節(321)的遠端與所述第二臂節(322)的近端通過一所述第二驅動裝置(332)鉸接；可選擇地，所述臂節的延伸方向與所述橫向方向垂直，且所述臂節中空；所述伸縮臂(31)沿所述橫向方向延伸且中空；可選擇地，所述驅動裝置還包括用於驅動所述夾具(4)繞其自身的樞轉軸轉動的第三驅動裝置(333)，所述樞轉軸設置為平行於所述橫向方向，可選擇地，所述第三驅動裝置(333)為空心軸電機，該空心軸電機設置在所述旋轉臂(32)的遠端，所述空心軸電機的空心軸用於與所述夾具(4)連接。
  5. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述彈性夾持件包括第 一彈性夾持件(421)，該第一彈性夾持件(421)具有固定於所述凸台(412)的第一近端(4211)和與該第一近端(4211)相對的第一遠端(4212)，該第一遠端延伸至所述支撐台(411)的上方以形成為彈性夾持部，該彈性夾持部與所述支撐台(411)之間限定用於所述目標物體(400)的夾持空間，所述彈性夾持部為所述目標物體(400)提供朝向所述支撐台(411)的彈性夾緊力；可選擇地，所述第一遠端(4212)的端部(4213)朝向遠離所述支撐台(411)的方向折彎，以用於引導所述目標物體(400)進入所述夾持空間；可選擇地，所述支撐台(411)上設置有由彈性材料製成的第一緩衝墊(431)，可選擇地，該第一緩衝墊(431)設置有兩個，該兩個所述第一緩衝墊(431)在所述夾持空間中間隔設置；可選擇地，所述彈性夾持件包括第二彈性夾持件(422)，所述夾具主體(41)在所述支撐台(411)和所述凸台(412)之間設置有溝狀槽(413)，所述第二彈性夾持件(422)設置在所述溝狀槽(413)中，所述第二彈性夾持件(422)具有固定於所述凸台(412)的側壁的第二近端(4221)和與該第二近端(4221)相對的第二遠端(4222)，該第二遠端(4222)用於與所述目標物體(400)抵接，以能夠為所述目標物體(400)提供朝外的彈性夾緊力，可選擇地，所述第二遠端(4222)的端部折疊，且折彎處朝外，可選擇地，所述凸台(412)的側壁連接有由彈性材料製成的第二緩衝墊(432)，可選擇地，該第二緩衝墊(432)設置有兩個，該兩個所述第二緩衝墊(432)間隔地設置在所述凸台(412)的側壁上；可選擇地，所述夾具(4)包括用於與所述目標物體(400)上的標記對齊的定位件(44)，該定位件(44)可伸縮地連接於所述凸台(412)，所述定位件(44)的端部設置有與所述控制系統電連接的對準感測器，當所述定位件(44)的端部與所述標記對準時，所述對準感測器發出確認信號，反之則發出報警信號；所述凸台(412) 上設置有與所述控制系統電連接的接近感測器(45)，當所述定位件(44)縮回以接近所述接近感測器(45)時，所述接近感測器(45)發出確認信號；可選擇地，所述夾具(4)還包括封板(46)，該封板(46)在所述凸台(412)的上方與所述凸台(412)固定連接，所述夾具(4)設置有用於指示所述目標物體(400)處於夾持位置的第一信號光源(47)，該第一信號光源(47)與所述控制系統電連接且設置在所述封板(46)中，所述封板(46)由半透明材料製成；可選擇地，所述夾具(4)還包括用於與自主移動搬運機器人的機械臂樞轉地連接的連接塊(48)，所述夾具主體(41)固定連接於所述連接塊(48)；可選擇地，兩個所述機械手的兩個所述夾具(4)的其中一者的前側設置有與所述控制系統電連接的拍照攝影機(491)，兩個所述機械手的兩個所述夾具(4)的其中另一者的前側設置有與所述控制系統電連接的閃光燈(492)。
  6. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述承載件(5)包括：板狀主體(51)，具有用於承載目標物體(400)的承載表面，定位結構(52)，該定位結構(52)固定於所述承載表面，用於與所述目標物體(400)的定位孔槽相配合，以限制所述目標物體(400)在所述板狀主體(51)上的移動，無線射頻辨識天線(53)，該無線射頻辨識天線(53)與所述控制系統電連接且固定於所述板狀主體(51)，用於讀取所述目標物體(400)的編號，以及目標物體檢測裝置(54)，該目標物體檢測裝置(54)與所述控制系統電連接且固定於所述板狀主體(51)，用於檢測是否有目標物體(400)放置在承載件(5)上；可選擇地，所述定位結構(52)設置為三個定位柱，三個所述定位柱呈連線為三角形狀佈置，所述目標物體檢測裝置(54)包括從承載表面突出的檢測部，當所述目標物體(400)的定位孔槽與所述定位結構(52)相配合時，該檢測部在目標 物體(400)的重力作用下能夠縮回到所述板狀主體(51)中，所述目標物體檢測裝置(54)發出確認信號，以指示有所述目標物體(400)放置在所述承載表面上；可選擇地，所述無線射頻辨識天線(53)與所述目標物體檢測裝置(54)鄰近設置，以便於佈線；可選擇地，所述目標物體檢測裝置(54)構造為光電感測器；可選擇地，所述板狀主體(51)包括依次重疊連接的主機板(511)、夾層板(512)和蓋板(513)，所述夾層板(512)設置有開孔(5121)，在所述開孔(5121)內設置有與所述控制系統電連接的第二信號光源(55)，該第二信號光源(55)能夠發出多種顏色的光線，每種顏色的光線指示一種工作狀況；所述蓋板(513)和所述夾層板(512)均由半透明或透明材料製成，得以透光；所述蓋板(513)上設置有與所述控制系統電連接的急停按鈕(56)；可選擇地，所述第二信號光源(55)構造為條狀，並且所述開孔(5121)內設置有四條所述第二信號光源(55)，分別朝向前、後、左、右發出光線；可選擇地，所述蓋板(513)和所述夾層板(512)均由有機玻璃材料製成；可選擇地，所述承載件(5)設置有與所述控制系統電連接的雙鏡頭攝影機(57)，該雙鏡頭攝影機(57)固定於所述板狀主體(51)；可選擇地，所述承載件(5)設置有與所述控制系統電連接的第三避障感測器(58)，該第三避障感測器(58)固定於所述板狀主體(51)，可選擇地，所述第三避障感測器(58)設置有兩個，所述雙鏡頭攝影機(57)位於兩個所述避障感測器(58)之間。
  7. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述底座(11)設置有位於所述自主移動搬運機器人前側和/或後側沿所述自主移動搬運機器人的橫向方向間隔佈置的兩個距離檢測裝置(113)，以用於檢測所述自主移動搬運機器人與貨架之間的距離，所述距離檢測裝置(113)與所述控制系統電連接，以根 據所述距離檢測裝置(113)的距離信號控制所述行走機構(2)，從而使得所述自主移動搬運機器人與用於存放所述目標物體(400)的貨架對正，可選擇地，所述距離檢測裝置(113)構造為紅外感測器。
  8. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述底座(11)的前側和後側均設置有用於檢測周圍障礙物的第一避障感測器(114a)，該第一避障感測器(114a)與所述控制系統電連接，所述控制系統收到所述第一避障感測器(114a)發出的危險信號之後控制所述行走機構(2)停止運動並發出警報，可選擇地，所述第一避障感測器(114a)的左側和/或右側設置有第二避障感測器(114b)，可選擇地，所述第一避障感測器(114a)包括分別位於所述自主移動搬運機器人前側和後側的兩個紅外感測器，可選擇地，所述底座(11)設置有兩個圍繞在所述底座(11)外側的防撞條(115)，可選擇地，所述防撞條(115)中設置有與所述控制系統電連接的碰撞感測器，所述控制系統收到所述碰撞感測器發出的危險信號之後控制所述行走機構(2)停止運動並發出警報。
  9. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述主體包括與所述豎板(12)圍成封閉空間的殼體(13)，所述殼體上設置有操作介面螢幕(14)，該操作介面螢幕(14)傾斜設置，以便於人機交交互操作，所述控制系統包括該操作介面螢幕(14)。
  10. 如請求項1所述的自主移動搬運機器人，所述底座(11)的下表面上設置有與所述控制系統電連接的底部攝影機(116)，所述底座(11)的四個拐角處均設置有與所述控制系統電連接的地面距離檢測裝置。
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