一种工业化智能运动控制运载机器人

本发明属于自动搬运设备技术领域，具体涉及一种工业化智能运动控制运载机器人。

背景技术：

货物的运输搬运时，具体涉及到比如低位货物运输时，采用地牛、低位叉车等搬运工具搬运，均需配备专门的地牛、叉车工人，耗费人力且自动化程度不高，无法满足工厂托盘的自动化搬运需求。进行搬运时需要进行托举动作，方可实现自动搬运，托举搬运时，需要采用其他的设备进行托举操作，另外高、低位搬运的货物，卸货时，需要借助其他的托举设备实现卸货，整个搬运的过程中，需要多个人操作、监管，浪费人力，另外，实现托举的装置，不便于抓放物品，灵活度低，操作不方便，因此需要一个自动化程度更高的运载机器人。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种工业化智能运动控制运载机器人，满足高低位自动化搬运需求，且整个过程实现自动装载和卸载，整体自动程度高。

本发明采用的技术方案如下：

一种工业化智能运动控制运载机器人,包括运动底盘，所述运动底盘上设有载板，所述运动底盘与载板之间设有电动旋转盘，所述载板的上方一侧设有运载叉体，所述运载叉体通过升降动力驱动结构实现自动升降，所述载板的上方另一侧设有电控箱体，所述电控箱体包括控制系统和传感器系统，所述运载叉体与电控箱体之间设有可转动的机械轴臂结构，所述机械轴臂结构的顶端设有可转动的伸缩机械臂，所述伸缩机械臂的顶端设有可旋转的机械抓手结构，所述机械抓手结构包括可移动且可翻动的抓板。

进一步的，所述升降动力驱动结构包括双输出轴电机，所述双输出轴电机的两端均设有涡轮杆，所述涡轮杆驱动齿轮转动，所述齿轮的中心处固定设有丝杠，所述丝杠驱动运载叉体上下移动。

进一步的，所述运载叉体包括联动板，所述联动板与丝杠相对的一侧设有与丝杠配合的螺纹套。

进一步的，所述升降动力驱动结构包括外壳体，所述外壳体包括可拆卸开的上盖体和下盖体，所述外壳体的外沿处设有安装螺纹孔，所述载板上设有与安装螺纹孔对应的连接螺纹孔，所述载板上设有电机槽口。

进一步的，所述外壳体的上表面设有红外测距传感器，所述红外测距传感器与运载叉体竖向对应。

进一步的，所述机械轴臂结构包括主转轴，所述主转轴的底端设有底板，所述底板的中心处设有用于固定主转轴的第一轴承，所述底板的下表面设有带动主转轴转动的旋转电机，所述底板通过设于载板上的支柱支撑，所述主转轴的顶端设有包含两个侧板的支耳，所述支耳上横向贯穿有第一辅助转轴，所述第一辅助转轴的一端设有固定于支耳外侧的第一辅助电机，所述第一辅助转轴上设有用于支撑伸缩机械臂的支板。

进一步的，所述支板的中心处设有第二轴承，所述第二轴承内固定贯穿有第二辅助转轴，所述第二辅助转轴的一端设有第二辅助电机，所述第二辅助转轴的另一端设有用于与伸缩机械臂连接的连接板。

进一步的，所述机械抓手结构包括抓手座板，所述抓手座板与伸缩机械臂相对的一侧设有固定板，所述固定板固定于第三辅助转轴上，所述第三辅助转轴贯穿固定于伸缩机械臂顶端的联动耳上，所述第三辅助转轴的一端设有固定于联动耳外侧的第三辅助电机，所述抓手座板的另一侧设有用于带动抓板移动的电动滑轨，所述抓板设于联动支架上，所述联动支架包括上、下间隔设置的两个滑板，所述滑板的一端设有与电动滑轨配合的滑块，上、下两个滑板之间设有用于连接抓板的圆柱轴，所述抓板的内侧面设有抓指。

进一步的，所述圆柱轴上活动贯穿有联动杆，所述联动杆的一端通过铰接槽口与气缸内气缸伸缩杆的自由端铰接，所述气缸设于上下间隔的两个电动滑轨之间，所述气缸的两侧设有侧导向块，所述气缸下方的电动滑轨上表面设有与侧导向块的侧向滑轨；所述气缸通过连接架与联动支架固定连接。

进一步的，所述传感器系统包括导航雷达、360度全景摄像头、避障传感器，所述控制系统包括处理器和存储器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用可升降的运载叉体，便于实现不同底板高度物体的搬运，实用更加方便，运载叉体通过升降动力驱动结构实现驱动升降，升降动力驱动结构结构设计合理，整体便于安装和卸载，便于实现后期的维修、维护工作；升降动力驱动结构内通过带动涡轮杆的双输出轴电机实现驱动两个齿轮转动，动力驱动的过程中，动力噪音小，另外驱动传动件之间均为硬质件联动，提供整体动力驱动设备的实用寿命。

2.本发明中，通过机械抓手结构实现货物的装载和卸载，提高运载机器人的自动化程度，减少劳动力的投入，其中机械抓手结构整体运动灵活，可实现多方位不同角度状态的调整，便于抓取和放置物品，实用方便。

3.本发明中，带有抓指的抓板在气缸的带动作用下可实现翻动，便于实现抓取物品，可气缸结构随抓板实现移动，便于实现调节两个抓板之间的间距，气缸结构设计合理，移动过程中在导向的作用下，稳定性强，提高抓手结构的实用寿命。

附图说明

图1为本发明一种工业化智能运动控制运载机器人的结构示意图；

图2为本发明中载板的结构示意图；

图3为本发明中升降动力驱动结构的示意图；

图4为本发明中运载叉体的结构示意图；

图5为本发明中机械轴臂结构的结构示意图；

图6为本发明中抓手座板与伸缩机械臂连接的俯视图；

图7为本发明中图1中区域a的局部放大图；

图8为本发明中抓手的结构示意图；

图9为本发明中气缸的结构示意图。

图中标记：

1-运动底盘；11-电动旋转盘；12-平衡配重块；

2-载板；20-电控箱体；21-电机槽口；22-支柱；23-连接螺纹孔；

3-升降动力驱动结构；30-丝杠；31-双输出轴电机；32-涡轮杆；33-齿轮；

34-外壳体；35-安装螺纹孔；36-红外测距传感器；

4-运载叉体；41-联动板；42-螺纹套；

5-机械轴臂结构；51-主转轴；52-底板；520-第一轴承；53-支耳；54-第一辅助转轴；55-第一辅助电机；56-支板；57-第二辅助转轴；571-第二轴承；572-连接板；58-第二辅助电机；

6-机械抓手结构；61-抓手座板；611-固定板；62-电动滑轨；63-气缸；631-气缸伸缩杆；632-侧导向块；633-连接架；64-联动支架；641-滑板；642-滑块；643-圆柱轴；644-联动杆；645-铰接槽口；65-抓板；651-抓指；

7-伸缩机械臂；71-联动耳；72-第三辅助电机；73-第三辅助转轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1所示，一种工业化智能运动控制运载机器人,包括运动底盘1，所述运动底盘1上设有载板2，所述运动底盘1与载板2之间设有电动旋转盘11，所述载板2的上方一侧设有运载叉体4，所述运载叉体4通过升降动力驱动结构3实现自动升降，所述载板2的上方另一侧设有电控箱体20，所述电控箱体20包括控制系统和传感器系统，所述运载叉体4与电控箱体20之间设有可转动的机械轴臂结构5，所述机械轴臂结构5的顶端设有可转动的伸缩机械臂7，所述伸缩机械臂7的顶端设有可旋转的机械抓手结构6，所述机械抓手结构6包括可移动且可翻动的抓板65。

如图2-4所示，所述升降动力驱动结构3包括双输出轴电机31，所述双输出轴电机31的两端均设有涡轮杆32，所述涡轮杆32驱动齿轮33转动，所述齿轮33的中心处固定设有丝杠30，所述丝杠30驱动运载叉体4上下移动；所述运载叉体4包括联动板41，所述联动板41与丝杠30相对的一侧设有与丝杠30配合的螺纹套42；所述升降动力驱动结构3包括外壳体34，所述外壳体34包括可拆卸开的上盖体和下盖体，所述外壳体34的外沿处设有安装螺纹孔35，所述载板2上设有与安装螺纹孔35对应的连接螺纹孔23，所述载板2上设有电机槽口21；所述外壳体34的上表面设有红外测距传感器36，所述红外测距传感器36与运载叉体4竖向对应。

如图5所示，所述机械轴臂结构5包括主转轴51，所述主转轴51的底端设有底板52，所述底板52的中心处设有用于固定主转轴51的第一轴承520，所述底板52的下表面设有带动主转轴51转动的旋转电机，所述底板52通过设于载板2上的支柱22支撑，所述主转轴51的顶端设有包含两个侧板的支耳53，所述支耳53上横向贯穿有第一辅助转轴54，所述第一辅助转轴54的一端设有固定于支耳53外侧的第一辅助电机55，所述第一辅助转轴54上设有用于支撑伸缩机械臂7的支板56。

其中，所述支板56的中心处设有第二轴承571，所述第二轴承571内固定贯穿有第二辅助转轴57，所述第二辅助转轴57的一端设有第二辅助电机58，所述第二辅助转轴57的另一端设有用于与伸缩机械臂7连接的连接板572。

如图6-9所示，所述机械抓手结构6包括抓手座板61，所述抓手座板61与伸缩机械臂7相对的一侧设有固定板611，所述固定板611固定于第三辅助转轴73上，所述第三辅助转轴73贯穿固定于伸缩机械臂7顶端的联动耳71上，所述第三辅助转轴73的一端设有固定于联动耳71外侧的第三辅助电机72，所述抓手座板61的另一侧设有用于带动抓板65移动的电动滑轨62，所述抓板65设于联动支架64上，所述联动支架64包括上、下间隔设置的两个滑板641，所述滑板641的一端设有与电动滑轨62配合的滑块642，上、下两个滑板641之间设有用于连接抓板65的圆柱轴643，所述抓板65的内侧面设有抓指651。

其中，所述圆柱轴643上活动贯穿有联动杆644，所述联动杆644的一端通过铰接槽口645与气缸63内气缸伸缩杆631的自由端铰接，所述气缸63设于上下间隔的两个电动滑轨62之间，所述气缸63的两侧设有侧导向块632，所述气缸63下方的电动滑轨62上表面设有与侧导向块632的侧向滑轨；所述气缸63通过连接架633与联动支架64固定连接。

其中，所述传感器系统包括导航雷达、360度全景摄像头、避障传感器，所述控制系统包括处理器和存储器。

其中，采用可升降的运载叉体4，便于实现不同底板高度物体的搬运，实用更加方便，运载叉体4通过升降动力驱动结构3实现驱动升降，升降动力驱动结构3结构设计合理，整体便于安装和卸载，便于实现后期的维修、维护工作；

升降动力驱动结构3包括的可拆卸开的上盖体和下盖体，保护且用于固定动力驱动机构，另外便于实现将升降动力驱动结构3固定安装于载板2，固定化牢固，便于安装，有效提高装配效率。

升降动力驱动结构3内通过带动涡轮杆32的双输出轴电机31实现驱动两个齿轮33转动，动力驱动的过程中，动力噪音小，另外，驱动传动件之间均为硬质件联动，提供整体动力驱动设备的实用寿命。

具体工作的过程中，运载叉体4需要进行升降的过程中，双输出轴电机31启动工作，带动两端的涡轮杆32转动，涡轮杆32转动的过程中，驱动齿轮33转动，齿轮33转动的同时带动丝杠30转动，最终实现带动运载叉体4实现升降，红外测距传感器36可以辅助检测运载叉体4的升降高度。

具体工作的过程中，通过机械抓手结构6实现货物的装载和卸载，提高运载机器人的自动化程度，减少劳动力的投入，其中机械抓手结构6整体运动灵活，可实现多方位不同角度状态的调整，便于抓取和放置物品，实用方便。

其中，通过机械轴臂结构5实现带动伸缩机械臂7在水平方向上转动，通过第一辅助转轴54实现带动伸缩机械臂7实现竖直方向上的翻动，另外，第二辅助电机58可实现带动伸缩机械臂7本身转动，伸缩机械臂7的伸缩杆端部的第三辅助电机72可以实现带动抓手座板61旋动转动，通过电动滑轨62与滑块642的配合实现带动调节两个抓板65之间的具体，气缸63内气缸伸缩杆631伸缩的过程中，可带动实现抓板65的翻动，气缸63的两个加装侧导向块632，在气缸63随同抓板65移动的过程中，可提高移动的稳定性。

机械抓手结构6整体装配化程度高，灵活方便，便于抓放物品。

其中，控制系统包括的处理器和存储器，在存储器中存储自动搬运机器人系统的程序、数据，所述处理器处理或运行自动搬运机器人系统的程序、数据，处理器可以为1个或多个，以实现程序所需的处理效率。

传感器系统中的360度全景摄像头可以配合扫描环境信息，且可以配合扫描对接物体的特征点信息，便于配合指导驱动装置的动作。

其中，导航雷达具体可以包括安全型激光雷达，安全型激光雷达设置安全防护区域，当物体侵入安全防护区域时，控制系统的驱动控制单元控制运动底盘1停止运动，物体离开安全防护区域时，运动底盘1恢复行走。

其中，需要说明的是，避障传感器包括激光传感器、超声波传感器等，所述避障传感器可以安装于运动底盘1的四面，保证避障传感器的扫描范围，从而保证运输货物的安全。

其中，该工业化智能运动控制运载机器人还包括操作终端，所述电控箱体2还包括通讯单元，所述操作终端通过所述通讯单元与所述通讯单元通讯，发送任务指令。其中，电控箱体2上还包括急停开关，当遇到紧急情况时，按下急停按钮，运动底盘1停止，紧急情况消除后，松开急停按钮，按下急停复位按钮，运动底盘1回复运行。

本发明一种工业化智能运动控制运载机器人，满足高低位自动化搬运需求，且整个过程实现自动装载和卸载，整体自动程度高。

需要说明的是，在发明中的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明中的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是多个元件内部的连通，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。