一种搬运机器人

1.本技术涉及机械装置领域，尤其涉及一种搬运机器人。


背景技术：

2.在我国的大多数物流企业中，需要在工厂、仓库、车间类大型场地实现货品的搬运，以进行货品的分类。
3.然而，搬运这种带有高度重复性和智能型的抓放工作只能依靠大量人力去完成，不仅给工厂增加了巨大的人工成本和管理成本，还难以保证分拣的正确率。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种搬运机器人。
5.第一方面，本技术提供了一种搬运机器人，包括：车体、机械臂、机械手、行走机构、控制单元及至少一个载物底座；
6.所述车体上设置有旋转底座，所述机械臂的固定端与所述旋转底座固定连接，所述机械臂的自由端与所述机械手固定连接，所述车体的底部设置有行走机构；
7.所述行走机构能够响应所述控制单元的控制带动所述车体移动至目标位置，所述机械手能够响应所述控制单元的控制将所述目标位置处的目标物体移动至所述载物底座上，或者，将放置于所述载物底座上的目标物体移动至所述目标位置。
8.可选地，所述机械手包括：夹具架、夹取舵机、舵机摆臂、第一连杆、第二连杆、第一夹具滑块、第二夹具滑块、第一夹爪和第二夹爪；
9.所述夹取舵机设置于所述夹具架的主体上，所述夹取舵机的输出轴与所述舵机摆臂的中心可转动连接，所述舵机摆臂的一端与所述第一连杆的一端可转动连接，所述舵机摆臂的另一端与所述第二连杆的一端可转动连接，所述第一连杆的另一端与所述第一夹具滑块的一端可转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第二夹具滑块的一端可转动连接，所述第一夹具滑块的另一端与所述第一夹爪固定连接，所述第二夹具滑块的另一端与所述第二夹爪固定连接；
10.所述夹具架上设置有滑动轴，所述第一夹具滑块和所述第二夹具滑块上分别设置有通孔，所述第一夹具滑块和所述第二夹具滑块与所述滑动轴滑动连接；
11.所述夹取舵机在转动时带动所述舵机摆臂转动，所述舵机摆臂的两端分别带动第一连杆和所述第二连杆运动，进而带动所述第一夹具滑块和所述第二夹具滑块沿所述滑动轴滑动，所述第一夹具滑块和所述第二夹具滑块在沿所述滑动轴滑动时分别带动所述第一夹爪和所述第二夹爪移动。
12.可选地，所述滑动轴的轴线方向与所述夹取舵机的输出轴的轴线方向垂直。
13.可选地，所述机械臂包括：第一舵机、第一短臂、第二舵机、第二短臂和第三舵机；
14.所述第一舵机的主体与所述旋转底座固定，所述第一舵机的输出轴与所述第一短
臂的一端固定，所述第一短臂的另一端设置有第二舵机，所述第二舵机的输出轴与所述第二短臂的一端固定，所述第二短臂的另一端设置有所述第三舵机，所述第三舵机的输出轴与所述机械手固定。
15.可选地，所述车体包括：底座电机、上层板和下层板；
16.所述旋转底座设置于所述上层板的上表面，所述底座电机设置于所述上层板和所述下层板之间，所述底座电机的输出轴穿过所述上层板与所述旋转底座的底面中心固定，所述上层板和所述下层板通过铜柱固定。
17.可选地，所述车体还包括：至少一个挡泥板；
18.所述挡泥板设置于所述车体的侧面并分别与所述上层板和所述下层板固定。
19.可选地，所述行走机构包括：四个麦克拉姆轮、至少一个驱动电机及至少一个电机驱动板；
20.所述麦克拉姆轮的轮轴与所述驱动电机的输出轴固定，所述驱动电机的控制端与所述电机驱动板的输出端电连接，所述电机驱动板的输入端与所述控制单元的控制端电连接。
21.可选地，所述搬运机器人还包括：openmv识别装置；
22.所述openmv识别装置与所述控制单元电连接，用于识别标识码信息并发送至所述控制单元。
23.可选地，所述搬运机器人还包括：循迹传感器；
24.所述循迹传感器与所述控制单元电连接，用于检测路面上的标记线路，并将线路检测信息发送至所述控制单元。
25.可选地，所述搬运机器人还包括：激光测距装置；
26.所述激光测距装置与所述控制单元电连接，用于检测路面上是否存在障碍物，并将障碍物检测信息发送至所述控制单元。
27.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
28.本技术实施例通过行走机构带动车体移动至目标位置，并通过机械臂带动机械手移动进而夹持并移动目标物体，实现物体的自动搬运，无需人工搬运，提高搬运效率，提高分拣的正确率。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
30.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
31.图1为本技术实施例提供的一种搬运机器人的结构图；
32.图2为本技术实施例提供的一种机械手的结构图；
33.图3为本技术实施例提供的一种搬运机器人的主视图。
34.附图标记：1、车体，1.1、上层板，1.2、下层板，1.3、挡泥板，2、机械臂，2.1、第一舵机，2.2、第二舵机，2.3、第三舵机，2.4、第一短臂，2.5、第二短臂，3、机械手，3.1、夹具架，
3.2、夹取舵机，3.3、舵机摆臂，3.4、第一连杆，3.5、第二连杆，3.6、第一夹具滑块，3.7、第二夹具滑块，3.8、第一夹爪，3.9、第二夹爪，3.10、滑动轴，4、行走机构，4.1、麦克拉姆轮，4.2、驱动电机，5、载物底座，6、旋转底座，7、循迹传感器，8、激光测距装置。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.由于现有技术中，搬运这种带有高度重复性和智能型的抓放工作只能依靠大量人力去完成，不仅给工厂增加了巨大的人工成本和管理成本，还难以保证分拣的正确率。为此，本技术提供了一种搬运机器人，该搬运机器人能够实现物体的自动搬运，无需人工搬运，提高搬运效率，提高分拣的正确率。
37.如图1-3所示，该搬运机器人包括：车体1、机械臂2、机械手3、行走机构4、控制单元(图中未示出)及至少一个载物底座5；其中，车体1用于在行走机构移动时，带动机械臂2、机械手3、控制单元及载物底座5移动，机械臂2用于带动机械手移动，控制单元用于控制机械臂2、机械手3、行走机构4等的运动。
38.控制单元中的单片机采用stm32单片机主控板，基于硬件进行中断处理，其优点是最多可减少12个时钟周期数，在实际应用中可减少70％中断，能够控制本装置完成物流运输。
39.所述车体1上设置有旋转底座6，所述机械臂2的固定端与所述旋转底座6固定连接，所述机械臂2的自由端与所述机械手3固定连接，所述车体1的底部设置有行走机构4；其中，旋转底座6用于响应控制单元的控制带动机械臂转动。
40.所述行走机构4能够响应所述控制单元的控制带动所述车体1移动至目标位置，所述机械手3能够响应所述控制单元的控制将所述目标位置处的目标物体移动至所述载物底座5上，或者，将放置于所述载物底座5上的目标物体移动至所述目标位置。
41.实际应用中，可以在车身上设计三个载物底座5，能够实现一次性运输三个物体。
42.本技术实施例通过行走机构带动车体移动至目标位置，并通过机械臂带动机械手移动进而夹持并移动目标物体，实现物体的自动搬运，无需人工搬运，提高搬运效率，提高分拣的正确率。
43.在本技术的又一实施例中，所述机械手3包括：夹具架3.1、夹取舵机3.2、舵机摆臂3.3、第一连杆3.4、第二连杆3.5、第一夹具滑块3.6、第二夹具滑块3.7、第一夹爪3.8和第二夹爪3.9；
44.所述夹取舵机3.2设置于所述夹具架3.1的主体上，所述夹取舵机3.2的输出轴与所述舵机摆臂3.3的中心可转动连接，所述舵机摆臂3.3的一端与所述第一连杆3.4的一端可转动连接，所述舵机摆臂3.3的另一端与所述第二连杆3.5的一端可转动连接，所述第一连杆3.4的另一端与所述第一夹具滑块3.6的一端可转动连接，所述第二连杆3.5的另一端与所述第二夹具滑块3.7的一端可转动连接，所述第一夹具滑块3.6的另一端与所述第一夹爪3.8固定连接，所述第二夹具滑块3.7的另一端与所述第二夹爪3.9固定连接；
45.所述夹具架3.1上设置有滑动轴3.10，所述第一夹具滑块3.6和所述第二夹具滑块3.7上分别设置有通孔，所述第一夹具滑块3.6和所述第二夹具滑块3.7与所述滑动轴3.10滑动连接；
46.所述夹取舵机3.2在转动时带动所述舵机摆臂3.3转动，所述舵机摆臂3.3的两端分别带动第一连杆3.4和所述第二连杆3.5运动，进而带动所述第一夹具滑块3.6和所述第二夹具滑块3.7沿所述滑动轴3.10滑动，所述第一夹具滑块3.6和所述第二夹具滑块3.7在沿所述滑动轴3.10滑动时分别带动所述第一夹爪3.8和所述第二夹爪3.9移动，进而实现机械手的张开与收缩。
47.在本技术的又一实施例中，所述滑动轴3.10的轴线方向与所述夹取舵机3.2的输出轴的轴线方向垂直。
48.在本技术的又一实施例中，所述机械臂2包括：第一舵机2.1、第一短臂2.4、第二舵机2.2、第二短臂2.5和第三舵机2.3；
49.所述第一舵机2.1的主体与所述旋转底座6固定，所述第一舵机2.1的输出轴与所述第一短臂2.4的一端固定，所述第一短臂2.4的另一端设置有第二舵机2.2，所述第二舵机2.2的输出轴与所述第二短臂2.5的一端固定，所述第二短臂2.5的另一端设置有所述第三舵机2.3，所述第三舵机2.3的输出轴与所述机械手3固定。
50.第一舵机2.1的主体可随旋转底座6的旋转转动，第一舵机2.1的输出轴带动所述第一短臂2.4转动，第二舵机2.2的输出轴带动所述第二短臂2.5转动，第三舵机2.3的输出轴带动所述机械手3转动。
51.实际应用中，六自由度的机械臂下安装可360
°
旋转的旋转底座6，用第一舵机2.1、第二舵机2.2和第三舵机2.3连接机械手与机械手臂，可以实现物体反转放置以及手臂旋转抓取功能，从而达到多方向多位置夹取仓储物体。
52.在本技术的又一实施例中，所述车体1包括：底座电机(图中未示出)、上层板1.1和下层板1.2；
53.所述旋转底座6设置于所述上层板1.1的上表面，所述底座电机设置于所述上层板1.1和所述下层板1.2之间，所述底座电机的输出轴穿过所述上层板1.1与所述旋转底座6的底面中心固定，所述上层板1.1和所述下层板1.2通过铜柱固定。
54.另外，为了避免赃物弄脏车体内部，所述车体1还包括：至少一个挡泥板1.3；
55.所述挡泥板1.3设置于所述车体1的侧面并分别与所述上层板1.1和所述下层板1.2固定。
56.在实际应用中，上层板1.1和下层板1.2可以采用pmma板材，满足强度的同时能够使得底盘的质量更加轻巧，加工过程更加环保。
57.在本技术的又一实施例中，所述行走机构4包括：四个麦克拉姆轮4.1、至少一个驱动电机4.2及至少一个电机驱动板(图中未示出)；
58.所述麦克拉姆轮4.1的轮轴与所述驱动电机4.2的输出轴固定，所述驱动电机4.2的控制端与所述电机驱动板的输出端电连接，所述电机驱动板的输入端与所述控制单元的控制端电连接。
59.实际应用中，在搬运机器人的前后车轮选用麦克拉姆轮，该轮的优点是通过其机械式机构能够进行全方位的任意移动，从而机器人的路线变得更加精准，时间同时也会大
幅缩短，路径的规划变得更加快捷简单。
60.实际应用中，驱动电机4.2可以采用直流减速电机，以带动麦克拉姆轮4.1，也就是说，在搬运机器人的驱动方面选择带有光电传感器的直流减速电机，该电机经过编码调试后，可将机器人的速度稳定在设定值上，这样使得机器人速度的调试时间大大缩短，设置最佳的速度后，其匀速行驶也保证了物料的安全性，与机械手、openmv的工作相结合，使得物料的识别、抓取更加精准。
61.在本技术的又一实施例中，所述搬运机器人还包括：openmv识别装置(图中未示出)；
62.所述openmv识别装置与所述控制单元电连接，用于识别标识码信息并发送至所述控制单元。
63.实际应用中，可以使用openmv识别装置作为二维码分拣运输的智能仓储机器人的高速视觉识别模块，准确识别每个物品所贴的二维码，识别物体颜色、智能抓取以及搜寻预定位指定物品。
64.在本技术的又一实施例中，所述搬运机器人还包括：循迹传感器7；
65.所述循迹传感器7与所述控制单元电连接，用于检测路面上的标记线路，并将线路检测信息发送至所述控制单元。
66.实际应用中，可以预先规划搬运机器人的运动轨迹，通过仓库地面上的循迹线进行路径规划，该方式可使得机器人的行走实现最少的转向，直接使用巡线前进结合激光测距可以实现车辆的前进，取放物体的时间也被缩短，定位更加准确，取放位置更加准确。
67.在本技术的又一实施例中，所述搬运机器人还包括：激光测距装置8；
68.所述激光测距装置8与所述控制单元电连接，用于检测路面上是否存在障碍物，并将障碍物检测信息发送至所述控制单元。
69.搬运机器人在物流仓库中，搬运机器人可以通过四个循迹传感器，将路径信息上传，然后达到目标位置后，控制舵机带动机械臂执行动作寻找指定物品，利用openmv识别装置进行扫码领取任务，随后再利用openmv识别装置对放置的物体颜色和位置进行采集，确定是否为搬运物料，不是指定物品则机械臂更改动作继续识别；直至发现指定物品，夹取物体。
70.夹取时，机械手通过夹取舵机3.2带动第一连杆3.4和第二连杆3.5拉伸开带动第一夹具滑块3.6和第二夹具滑块3.7，从而控制夹的第一夹爪3.8和第二夹爪3.9开合夹取。
71.机械臂2下安装360
°
旋转底座6，用三个舵机2.1、2.2和2.3连接机械臂2与机械手3，旋转底座6带动整个机械手臂进行旋转，机械手臂的弯曲由连杆和夹具滑块控制，从而可以实现物体反转放置以及手臂旋转抓取功能。从而通过以上操作，实现分拣功能。
72.装满指定物品之后小车根据所收集的地面信息进行循迹，行径途中通过激光测距装置检查是否存在障碍物，到达信息所提示的指定地点，中央处理器发出指令给舵机，从而带动机械手3的舵机进行动作，机械臂放置物料，物体实现搬运仓库物品的功能。
73.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
74.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。