一种智能自主配送机器人的制作方法

本实用新型属于运输配送机器人领域，具体涉及一种智能自主配送机器人。

背景技术：

随着科技在不断地发展，智能自主移动机器人的应用成为一种趋势。在物流配送领域，智能自主配送机器人能够代替人自主完成物品的配送，特别是一些特殊的环境下，智能自主配送机器人可以代替有危害人的一些工作，如今年的疫情下，出现了各种移动机器人，可以代替医护人员完成药品、食物的配送，从而降低医护人员的交叉感染风险，提高管控工作效率，减轻医护人员的心理压力。

目前大多数配送机器人采用抽屉式车箱，需要人工存取物品，结合机械臂来存取的物品的智能自主配送机器人较少。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种智能自主配送机器人，具有自主存取和全程自动化的优点。

本实用新型实施例的技术方案是：

一种智能自主配送机器人，包括移动小车平台、立体循环式车箱和升降式机械臂，立体循环式车箱设置于移动小车平台上，所述升降式机械臂设置于立体循环式车箱后侧；

所述立体循环式车箱是由立体循环机构、箱架、多个小车箱和开口朝上的箱门结构组成，所述小车箱安装在立体循环机构的两条链条的两侧，所述立体循环机构通过4个u型底座固定在箱架上，箱架外侧安装有板，箱门框架固定在箱架上侧，通过螺栓固定；

所述立体循环机构包括链条、链轮、小车箱、挡板、u型底座以及用于驱动所述链轮转动的链轮驱动件，所述的驱动件包括电机、减速器、皮带轮、皮带、传动轴，传动轴与轴承间隙配合通过所述的u型底座的孔，所述u型底座安装在箱架上，所述链条绕于链轮上，所述链轮安装在所述传动轴上，所述链条两侧均匀分布有多个小车箱，挡板固定在u型底座的侧面。

所述的箱门框架是由小齿轮、齿条、限位器、顶壳、电机组成，所述的齿条安装在所述的箱门上，所述的箱门两侧安装有滚动小轮，所述的箱门卡在所述顶壳的卡槽内，所述的小齿轮安装在所述的顶壳上，所述的限位器安装在所述的顶壳上。

所述的升降式机械臂升降底座的结构由丝杆、导杆、轴承、电机组成，移动底座内有螺纹孔，丝杆通过底座内螺纹孔，丝杆的上端安装有轴承，轴承固定在l型底座，丝杆下端通过固定在l型底座上的轴承，丝杆下端安装有电机，通过电机带动丝杆，移动底座可以进行升降运动。

所述升降式机械臂由四自由度的机械臂、手爪和升降底座组成。

所述机械臂上安装有摄像头（9），与控制模块连接。

所述的车箱上安装有多个限位器，与控制模块连接。

所述小车的车头位置安装有激光雷达、视觉传感器、装ros系统的minipc、stm32、驱动器、路由器、电源。

所述的小车上设置有控制模块、通信模块和电源模块，其中控制模块和通信模块与所述的电源模块连接。控制模块是ros系统作为上位机和stm32作为下位机组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.带机械臂的立体循环式车箱，其中机械手可以自主的进行抓取来完成存放动作，提高配送机器人的自动化程度，且机械臂的动作可以上下移动，增加机械手的工作空间；立体循环式车箱，通过循环转动可以任意取每个小车箱的物品，方便存取。

2.应用在医院传染环境下医药用品的自主配送，大大的降低了医护人员的工作强度，减少医护人员进入的机会，从而降低医护人员交叉感染的概率。

附图说明

图1为本实用新型智能自主配送机器人的整体示意图；

图2为本实用新型智能自主配送机器人的整体结构示意图

图3为本实用新型智能自主配送机器人的立体循环结构示意图；

图4为本实用新型智能自主配送机器人的机械臂底座升降结构示意图；

图5为本实用新型智能自主配送机器人的控制原理示意图；

图中，1-底盘，2-皮带，3-小车箱，4-导轨，5-箱门，6-齿轮三，7-链条，8-机械臂，9-摄像头一，10-板，11-皮带轮，12-滑块，13-传动轴，14-u型底座，15-箱架，16-挡板，17-顶壳，18-链轮，19-齿条，20-丝杆，21-导杆，22-轴承，23-l型底座，24-移动底座，25-减速器，26-齿轮，27-连接板，28-齿轮一、二，29-小齿轮，50-车头、51-摄像头二。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

参照图1、图2，本实用新型提供一种智能自主配送机器人的整体示意图和结构示意图，智能自主配送机器人是由安装在移动底盘上1的立体循环式车箱和安装在立体循环式车箱后侧的升降式机械臂8组成，是一款自主存取配送的智能机器人。

如图3是本实用新型提供一种智能自主配送机器人的立体循环式车箱，包括箱架15、循环机构、平衡机构、箱门框架；循环机构是由链轮18、链条7组成，传动轴13与轴承间隙配合通过所述的u型底座14的孔，所述u型底座14安装在箱架15上，所述链条7绕于链轮18，所述链轮18安装在所述传动轴13上，位于上侧的两个链轮18位从动轮，下侧的两个链轮18为主动轮由传动轴13带动，所述的链条7上的两侧均匀的悬吊有若干能循环运动的小箱子3，挡板16可以防止链条7脱落；所述的驱动装置包括电机、皮带2、皮带轮11、减速器25，电机输出转速经过减速器25，再经皮带2和皮带轮11传动带动传动轴13转动，将立体循环式车箱的转动速度限制在一定的范围内，保证配送的安全性；小车箱3两端经过链条7上的连接板27，一端固定滑块12，另一端安装有齿轮26；所述的平衡机构是由垂直直线平衡机构和圆弧平衡机构两部分组成；所述的垂直直线平衡机构包括导轨4和滑块12，所述的导轨垂直安装在所述的箱架15上，所述的滑块12安装在所述的小车箱3活动杆的一端；所述的圆弧平衡机构包括齿轮一28、齿轮二28、齿轮三６、轴承，所述的齿轮一28、齿轮二28分别固定在两个轴承外圈上，这两个轴承内圈与所述的链轮18侧面的的两个凸轴过渡配合，所述的齿轮三6固定在所述的u型底座14侧面，所述的齿轮一28、齿轮二28与所述的齿轮三6啮合，小车箱的一端安装有齿轮26，所述的链轮分为带凸轴和平链轮，与小车箱3连接滑块12的一侧为平链轮，与小车箱3连接齿轮26的一侧为带凸轴的链轮，所述的齿轮一28、齿轮二28、齿轮三6及小车箱一端安装的齿轮26齿数和模数相同，但是内径不同，可以按照1：1的传动比进行传动，从而保证立体循环式车箱的平衡性；所述的向上开口的箱门框架包括小齿轮29、齿条19、箱门5、限位器、滚动小轮、顶壳17组成；所述的齿条19安装在所述的箱门5上，所述的滚动小轮安装在所述的箱门5上，所述的箱门5卡在所述顶壳的卡槽内，所述的小齿轮29安装在所述的顶壳17上，所述的限位器安装在所述的顶壳17上，所述的顶壳17与所述的箱架15通过螺栓固定，通过控制电机的正反转，再加上限位器，来保证箱门5的正常开合。

如图3是本实用新型提供一种智能自主配送机器人的立体循环式车箱，当智能自主配送机器人存储物品时，物品在移动式机械手8的工作范围内，如果没有在工作范围内，导航定位模块进行二次静态定位，在通过轨迹规划，运动到移动式机械手的工作范围内，通过控制箱门框架处的电机来控制控制箱门5打开，机械手8上的摄像头一9识别和定位，通过机械手8抓取来完成物品的储存，其中所述的立体循环式车箱有编号，并记住相应的小车箱3的编号，储存完成后控制箱门5关闭；当智能自主配送机器人放物品时，首先，要确定物品配送到正确的人或位置，同时也要保证放的位置在工作空间内，机械臂8升到最高处，通过摄像头识别小车箱3的编号，来确定所需的物品所在的小车箱3达到最高处，当达到最高处立体循环式车箱停止转动，在静态下确定物品的位置，通过机械臂3的轨迹规划，将物品放到合适的位置；通过移动底盘1、立体循环式车箱和移动式机械手8三者的协调配合完成存取动作。

如图4是本实用新型提供一种智能自主配送机器人的机械臂底座升降结构示意图，其中，上下两个所述的l型底座23安装在所述的立体循环式车箱一侧，在所述的l型底座23中心安装所述的轴承22，将所述的丝杆20安装在所述的轴承22中，所述的导杆21固定在上下两个所述的底座之间，所属的机械臂底座上有一个内螺纹孔与所述的丝杆20配合，所述的三根导杆21来保证所述的机械臂底座的平衡性；通过电机带动所述的丝杆20能够实现机械臂上下移动，增加机械手的工作空间。

如图5是本实用新型提供一种智能自主配送机器人的控制示意图，所述的智能自主配送机器人设置的控制模块包括通信模块、视觉模块、导航定位模块；控制模块是由ros系统作为上位机和stm32作为下位机组成，其中ros系统装有ros系统minipc、stm32、驱动器、路由器、激光雷达、电源等安装在智能自主配送机器人的车头部；摄像头51和激光雷达获取信息来完成智能自主配送机器人的定位与建图，stm32和驱动器控制带编码器电机，机械臂8上安装的摄像头一9主要进行物品的识别分类和定位。

本实用新型提供一种智能自主配送机器人，完成一个从护士站到病房的完整工作流程为：云端下达任务后，首先，智能自主配送机器人通过导航定位模块的自主导航达到达护士站；然后，根据任务通过机械臂上的摄像头一9进行识别、定位，通过机械手抓取来完成物品的储存，其中所述的立体循环式车箱中小车箱3有编号，并记住相应的小车箱3的编号，储存完成后控制箱门5关闭；其次，通过导航定位模块的自主导航到达病房；最后，智能自主配送机器人到达相应的病床后，打开箱门3，通过机械臂上的摄像头一9进行识别、定位，通过机械手抓取将物品放在桌子上，配送完成后向云端发送信息。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。