一种物流机器人

1.本实用新型涉及一种机器人技术领域，特别是关于一种基于wifi通信与条形码识别的物流机器人。


背景技术：

2.在当前人力成本持续走高的情况下，无人化的物流系统的重要性就愈发的显著。而在众多智能化物流设备及系统中，物流机器人最具柔性化优势，如行驶路径可以根据仓储货位要求而灵活变化，不受场地、道路和空间的限制等等。由此对可以自主进行路径规划、物料识别、定位抓取、异常状态播报，独立完成整个搬运流程的物流机器人的需求就日趋明显。如何实现原料区、粗加工区、半成品区、精加工区、库存区等多区域往复的搬运任务，成为目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于wifi通信与条形码识别的物流机器人，其能实现多区域搬运，并能有效提高工作效率与稳定性，拓宽物流机器人的工作场景。
4.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种物流机器人，其包括底盘，以及设置在所述底盘上的云台面、机械臂、机械爪和视觉检测模块；所述底盘的上部中央位置处设置有所述云台面，所述云台面上设置有所述机械臂，位于所述机械臂的末端设置有所述机械爪，并在所述机械爪的上部设置有所述视觉检测模块；
5.所述底盘包括上层底板、下层底板、侧板、云台、云台舵机、驱动齿轮、云台齿轮；所述云台由云台内圈和云台外圈构成；所述上层底板中部设置有一通孔，该通孔用于容置所述云台，所述云台面安装在该云台的上表面；所述下层底板的上方设置有所述上层底板，位于所述上层底板和下层底板之间的周缘处设置有支撑用的所述侧板，所述下层底板上设置有所述云台舵机，所述云台舵机的输出端与所述驱动齿轮同轴连接，所述驱动齿轮与一小齿轮啮合，该小齿轮与所述云台齿轮同轴连接，所述云台齿轮设置在所述云台内圈内，并与所述云台内圈紧配合，由所述云台齿轮带动所述云台内圈转动；所述云台内圈与所述云外外圈活动连接，所述云台面与所述云台内圈固定连接。
6.进一步，所述下层底板上设置有主控板、电机驱动板、电池和车轮电机；所述主控板与所述电机驱动板电连接，所述电机驱动板与各电机电连接，所述电池与所述主控板和各电机连接；所述车轮电机设置为三个，分别与一全向轮连接；在所述车轮电机的两侧还分别设置有支撑保护板，用于保护设置在所述车轮电机尾部的霍尔编码器。
7.进一步，所述机械臂包括第一驱动臂、第二驱动臂、支撑臂、第一固定板、第二固定板、传动短杆、第一舵机、第一从动臂、第二从动臂、三角连接板和第二舵机，所述第一从动臂的第一端设置有第一连接孔和第二连接孔；
8.所述第一固定板和第二固定板分别设置在所述云台面的两侧，所述第一固定板的
外侧设置有所述第一舵机，所述第一舵机的输出端与设置在所述第一固定板内侧的所述传动短杆一端连接，所述传动短杆的另一端与所述第一驱动臂的第一端连接，所述第一驱动臂的第二端与所述第一从动臂第一端的第一连接孔连接；所述第二固定板的外侧设置有所述第二舵机，所述第二舵机的输出端与设置在所述第二固定板内侧的所述第二驱动臂的第一端连接，所述第二驱动臂的第一端位于所述第二固定板的前部；所述第二驱动臂的第二端与所述三角连接板的顶角连接；所述支撑臂的第一端设置在所述第二固定板的内侧，位于所述第二固定板的后部；所述支撑臂的第二端与所述三角连接板的第一个底角连接，所述三角连接板的第二个底角与所述第二从动臂的第一端连接，且该第二个底角同时与所述第一从动臂的第二连接孔连接；所述第一从动臂的第二端和第二从动臂的第二端都与所述机械爪连接，所述第一从动臂、第二从动臂、三角连接板和机械爪构成平行四连杆机构，通过所述支撑臂使得该平行四连杆机构有一对平行边与地面始终垂直。
9.进一步，所述云台面上，位于所述第一固定板和第二固定板之间设置有用于控制各舵机转向的舵机控制板。
10.进一步，所述机械爪包括连接板、连杆、第三舵机、控制连线、主动齿轮、从动齿轮、第一爪头、第二爪头和弹簧；所述连接板的后部上端与所述第二从动臂的第二端连接，后部下端与所述第一从动臂的第二端连接；所述连杆穿设在所述连接板下部，所述连杆采用中空结构，所述主动齿轮通过第一连接轴与所述第一爪头的第一端连接，且该第一连接轴活动设置在所述连杆的第一端；与所述主动齿轮啮合的所述从动齿轮通过第二连接轴与所述第二爪头的第一端连接，且该第二连接轴活动设置在所述连杆的第二端；位于所述第一爪头的第一端和第二爪头的第一端之间设置有所述弹簧；所述主动齿轮上设置有偏心孔，所述控制连线的第一端固定设置在该偏心孔上，所述控制连线的第二端与设置在所述云台面前部的所述第三舵机连接，由所述第三舵机带动所述控制连线拉紧，带动所述主动齿轮和从动齿轮在所述连杆上由外向内转动，使所述第一爪头和第二爪头向内靠近实现所述机械爪的闭合，同时将所述弹簧压缩；所述第三舵机停止动作时，所述第一爪头与所述第二爪头之间通过所述弹簧的弹力分开，实现所述机械爪的张开。
11.进一步，所述视觉检测模块设置在所述连接板的前部上方。
12.进一步，所述云台面的前部设置有卡扣、载物台和盘型凸轮；所述载物台和盘型凸轮设置在所述上层底板上，所述载物台的周向间隔设置有四个开口，各所述开口内分别设置有所述卡扣，所述卡扣的底部通过转轴与所述载物台活动连接；所述盘型凸轮位于所述载物台的内侧，且所述盘型凸轮与设置在所述底盘内的凸轮舵机连接，由所述凸轮舵机控制其转动，所述盘型凸轮控制所述卡扣锁紧或放松放置在所述载物台上的物块。
13.进一步，所述底盘上设置有三个全向轮，三个所述全向轮两两之间的夹角为120
°
。
14.进一步，所述底盘的侧板上设置有充电口。
15.进一步，所述视觉检测模块采用openmv视觉检测模块。
16.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用平行四连杆机构实现机械爪始终保持竖直不随连杆的运动而改变方向，为抓取提供便利,提高抓取的准确性与可靠性。2、本实用新型可以完成原料区、粗加工区、半成品区、精加工区、库存区等多区域往复的搬运任务，较以往的物流机器人可大大提高工作效率与稳定性，并拓宽物流机器人的工作场景。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例中物流机器人整体结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例中底盘结构示意图；
19.图3是本实用新型实施例中机械臂和机械爪结构示意图；
20.图4是本实用新型实施例中卡扣和载物台结构示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“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和简化描述，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。
23.如图1～图3所示，本实用新型提供一种基于wifi通信与条形码识别的物流机器人，其包括底盘1，以及设置在底盘1上的云台面2、机械臂、机械爪和视觉检测模块3。底盘1的上部中央位置处设置有云台面2，云台面2上设置有机械臂，位于机械臂的末端设置有机械爪，并在机械爪的上部设置有视觉检测模块3。
24.上述实施例中，在底盘1上还设置有三个全向轮4，三个全向轮4两两之间的夹角为120
°
。
25.在一个优选的实施例中，如图2所示，底盘1包括上层底板5、下层底板6、侧板7、云台、云台舵机8、驱动齿轮9和云台齿轮10；其中，云台由云台内圈11和云台外圈12构成。上层底板5中部设置有一通孔，该通孔用于容置云台，云台面2安装在该云台的上表面。
26.下层底板6的上方设置有上层底板5，位于上层底板5和下层底板6之间的周缘处设置有支撑用的侧板7。下层底板6上设置有云台舵机8，云台舵机8的输出端与驱动齿轮9同轴连接，驱动齿轮9与一小齿轮啮合，该小齿轮与云台齿轮10同轴连接，进而驱动云台齿轮10转动。云台齿轮10设置在云台内圈11内，并与云台内圈11为紧配合，进而由云台齿轮10带动云台内圈11进行转动；云台内圈11与云台外圈12为活动连接，云台面2与云台内圈11固定连接。
27.上述实施例中，下层底板6上还设置有主控板13、电机驱动板14、电池15和车轮电机16。主控板13与电机驱动板14电连接，电机驱动板14与各电机电连接，由主控板13向电机驱动板14传输控制信号，进而由电机驱动板14驱动各电机动作。电池15与主控板13和各电机连接，用于为主控板13和各电机供电。车轮电机16设置为三个，分别与一全向轮4连接，用于驱动全向轮4动作；在车轮电机16的两侧还分别设置有支撑保护板42，用于保护设置在车轮电机16尾部的霍尔编码器。
28.使用时，由云台舵机8带动驱动齿轮9进行360度旋转，进而由驱动齿轮9带动云台内圈11与云台外圈12形成相互转动，实现机械臂的360
°
旋转。
29.在一个优选的实施例中，如图3所示，机械臂用于带动机械爪进行上下运动和前后
伸缩运动，该机械臂包括第一固定板17、第二固定板18、第一舵机19、传动短杆20、第一驱动臂21、第一从动臂22、第二舵机23、第二驱动臂24、三角连接板25、支撑臂26和第二从动臂27；其中，第一从动臂22的第一端设置有第一连接孔和第二连接孔。
30.第一固定板17和第二固定板18分别设置在云台面2的两侧，第一固定板17的外侧设置有第一舵机19，第一舵机19的输出端与设置在第一固定板17内侧的传动短杆20一端连接，由第一舵机19带动传动短杆20动作。传动短杆20的另一端与第一驱动臂21的第一端连接，第一驱动臂21的第二端与第一从动臂22第一端的第一连接孔连接，进而由第一驱动臂21在第一舵机19的驱动下带动第一从动臂22进行平面滑移运动。第二固定板18的外侧设置有第二舵机23，第二舵机23的输出端与设置在第二固定板18内侧的第二驱动臂24的第一端连接，第二驱动臂24的第一端位于第二固定板18的前部；第二驱动臂24的第二端与三角连接板25的顶角连接。支撑臂26的第一端设置在第二固定板18的内侧，位于第二固定板18的后部；支撑臂26的第二端与三角连接板25的第一个底角连接，支撑臂26起到辅助前伸的作用和限制固定的作用，使得前伸时三角连接板25不发生旋转而只做平面运动。三角连接板25的第二个底角与第二从动臂27的第一端连接，且该第二个底角同时与第一从动臂22的第二连接孔连接。第一从动臂22的第二端和第二从动臂27的第二端都与机械爪连接，由第一从动臂22、第二从动臂27、三角连接板25和机械爪构成平行四连杆机构，通过支撑臂26使得该平行四连杆机构有一对平行边与地面始终垂直，保证机械爪在抓取过程中始终与地面垂直而不随机械臂的运动而上下转动。
31.上述实施例中，在云台面2上，位于第一固定板17和第二固定板18之间还设置有用于控制各舵机转向的舵机控制板28。舵机控制板28与设置在底盘1内的主控板13进行通讯，由主控板13向舵机控制板28传输控制信号。
32.在一个优选的实施例中，机械爪包括连接板29、连杆30、主动齿轮31、第一和第二爪头32、从动齿轮33、第三舵机34、控制连线和弹簧。连接板29的后部上端与第二从动臂27的第二端连接，后部下端与第一从动臂22的第二端连接；连杆30穿设在连接板29下部，且视觉检测模块3设置在连接板29的前部上方。连杆30采用中空结构，主动齿轮31通过第一连接轴与第一爪头32的第一端连接，且该第一连接轴活动设置在连杆30的第一端；与主动齿轮31啮合的从动齿轮33通过第二连接轴与第二爪头32的第一端连接，且该第二连接轴活动设置在连杆30的第二端。位于第一爪头32的第一端和第二爪头32的第一端之间设置有弹簧。主动齿轮31上设置有偏心孔，控制连线的第一端固定设置在该偏心孔上，控制连线的第二端与设置在云台面2前部的第三舵机34连接，由第三舵机34带动控制连线拉紧，带动主动齿轮31在连杆30上由连杆30的外端向内侧转动，进而带动从动齿轮33也在连杆上由外向内转动，使得第一爪头32和第二爪头32向内靠近实现机械爪的闭合，同时将弹簧压缩；当第三舵机34停止动作时，第一爪头32与第二爪头32之间通过弹簧的弹力分开，实现机械爪的张开。
33.上述各实施例中，在云台面2上，位于云台面2的后部设置有开关35、扬声器36和oled显示屏37。开关35、扬声器36和oled显示屏37均与主控板13电连接，由扬声器36实现语音播报，oled显示屏37显示机器人的状态信息。
34.上述各实施例中，如图4所示，位于云台面2的前部设置有卡扣38、载物台39和盘型凸轮43。载物台39和盘型凸轮43设置在上层底板5上，载物台39的周向间隔设置有四个开口，各开口内分别设置有卡扣38，卡扣38的底部通过转轴与载物台39活动连接。盘型凸轮43
位于载物台39的内侧，且盘型凸轮43与设置在底盘1内的凸轮舵机连接，由凸轮舵机控制其转动，进而由盘型凸轮43控制卡扣38锁紧或放松放置在载物台39上的各种运输的物块40。使用时，当物块40放入载物台39后，凸轮舵机旋转相应角度，使盘型凸轮43的长边与卡扣38接触，卡扣38由转轴产生杠杆现象，使得卡扣38上侧向下旋转扣紧物块40。
35.上述各实施例中，视觉检测模块3采用openmv视觉检测模块。
36.上述各实施例中，位于底盘1的侧板7上还设置有充电口41，该充电口41与主控板13连接，用于为电池充电。
37.上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。