一种大负载拆垛机器人及拆垛方法技术

本公开提出了一种大负载拆垛机器人及拆垛方法，它解决了国内现有设备普遍存在移动不方便、效率低、成本高、性能差的问题，本公开采用移动小车加连杆式拆垛机械臂，利用移动小车的灵活性增加拆垛地点的范围，这样可以有效的解决不定点拆垛，减少物流搬运过程中的工作流程，提高搬运效率；采用的机械臂为大负载机械臂，机械臂末端能负载30公斤的抓手以及抓取重量为50公斤以上的物料，机械臂的最高负载可达100公斤。

【技术实现步骤摘要】
一种大负载拆垛机器人及拆垛方法
本公开涉及机器人拆垛
，特别是涉及一种大负载拆垛机器人及拆垛方法。
技术介绍
在仓储物流快速发展的同时，自动化立体仓库技术也得到快速发展且应用越来越广泛，在大量使用了堆垛机之后劳动力成本得到控制。随着经济增长方式的进一步转变，自动化和智能化技术将会得到更加广泛的应用，一些新技术、新工艺以及新设备的使用将会不断增加。自动化码垛技术作为物流方面的重要环节，已经开始进入了人们的视野，在工业自动化中已经得到了广泛的应用。例如在自动化流水线上，通过机器人把从流水线上输送过来的纸箱等物料按照实现规定的摆放规则依次在托盘上堆放起来，这个过程便称之为码垛，其主要目的是为了使得物料的存储、搬运、运输变得更加方便有序。码垛分为自动化码垛和人工码垛两种方式，自动化码垛一般是采用机械手或者码垛机器人来进行的，其适用情况为规则整齐的物料以及吞吐量大的场合。人工码垛主要适用于物料搬运难度小，码垛速度要要求低的情况。随着科技的进步，一些简单的机械式自动化码垛设备开始产生，比如码垛机械手等，这些简单的机械式自动化码垛设备在码垛作业时大大地减轻了人工码垛所需要的劳动力并且使得工人基本上摆脱了恶劣的码垛作业环境。随着自动化生产规模的逐渐扩大，在人们希望码垛速度更快，在单位时间内码垛的数量大大增加的同时，使用货车对物品进行运输与周转的情况越来越多，这也使得在运输与周转的过程中，装卸货的工作越来越多。传统的装卸货是采用人工装卸货，但是现在用人成本高、招工难、管理难等问题日益严重，且工人的工作强度大、工作效率低。随着自动化的不断发展，出现了拆垛装置，但是国内现有的设备普遍存在移动不方便、效率低、成本高、性能差、不能不定点拆垛等缺点，只能简单的将物料做水平运动或垂直运动，并且拆垛装置的夹取方式普遍为夹取方式，对形状不固定的物料容易对物料本身产生损坏。现有技术还存在着不能移动重量过重的物料的情况，大部分的拆垛装置只能移动30公斤左右的物料。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种大负载拆垛机器人及拆垛方法，采用移动小车加连杆式拆垛机械臂，利用移动小车的灵活性增加拆垛地点的范围，这样可以有效的解决不定点拆垛的问题，减少物流搬运过程中的工作流程，提高搬运效率；机械臂为大负载机械臂，机械臂末端能负载30公斤的抓手以及抓取重量为50公斤以上的物料，机械臂的最高负载可达100公斤。一种移动小车，包括：底板、行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮、第一链条、第二链条、第三链条、第四链条、第五链条、第六链条及电池装置；所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮及电池装置均设置在底板底部；所述第一主动轮与第二主动轮分别对称设于底板一侧的两端，所述第一被动轮与第二被动轮分别对称设于底板另一侧的两端；所述电池装置与所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机分别连接；所述行走驱动器与所述行走电机连接，所述转向驱动器与所述转向电机连接；所述行走电机输出轴与所述行走减速机连接；所述行走减速机通过第一链条与第一主动轮连接，所述行走减速机通过第二链条与第二主动轮连接；所述转向减速机通过第三链条与第一主动轮连接，所述转向减速机通过第四链条与第二被动轮连接；所述第一主动轮通第五链条与所述第二主动轮连接，所述第一被动轮通过第六链条与所述第二被动轮连接。进一步的，所述第一主动轮与第一被动轮在同一侧，所述第二主动轮与第二被动轮在同一侧；所述行走减速机设置在所述第一主动轮与第二主动轮连线的中点位置；所述转向减速机设置在所述第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮这四个轮的对角线交点位置；所述电池装置为蓄电池。一种大负载拆垛机器人，包括：所述的移动小车、拆垛机械臂、抓手、底座、风机、绕线器、测距传感单元、输送带、控制单元、操作盒；所述移动小车顶部设有所述底座、输送带、控制单元、操作盒及风机；所述拆垛机械臂通过所述底座连接到所述移动小车；所述拆垛机械臂的末端设有所述抓手；所述抓手上设有所述测距传感单元；所述风机通过电磁阀和软管与所述抓手连接；所述控制单元分别与所述操作盒、移动小车、拆垛机械臂、抓手、测距传感单元及风机连接；所述绕线器分别与所述操作盒、控制单元、拆垛机械臂、抓手、测距传感单元及风机连接。进一步的，所述移动小车的所述行走驱动器和转向驱动器分别与所述控制单元相连。进一步的，所述拆垛机械臂设置在所述移动小车的一侧；所述拆垛机械臂包括大臂和小臂，所述大臂和小臂均为四联杆型机械臂；所述拆垛机械臂能够进行垂直和水平方向的自由运动，对物料拆垛进行搬运。进一步的，所述抓手通过弹簧与所述拆垛机械臂末端连接，所述弹簧能使所述抓手在放下物料时自动恢复到原始状态；所述抓手末端设有海绵；当所述抓手吸料时，电磁阀关闭通往外界的阀门，风机抽取所述软管内的空气产生负压，所述抓手利用负压将物料吸起；当所述抓手放料时，电磁阀打开通往外界的阀门，所述软管内负压逐渐消失，物料与所述抓手分离；所述测距传感单元包括激光测距传感器和行程开关；所述激光测距传感器设置于所述抓手末端，用于检测所述抓手与物料之间的距离；所述行程开关设置于所述抓手末端边缘，当所述抓手完全与物料接触时，所述行程开关闭合，物料被所述抓手吸起。进一步的，所述行程开关能被碰触传感器替代。进一步的，所述输送带设置在所述拆垛机械臂活动范围下的所述移动小车一侧边缘，所述输送带与机械臂在同一侧，将所述拆垛机械臂搬运的物料传送到指定区域；所述绕线器通过万向铰接机构连接到所述移动小车，通过外接接电源给所述移动拆垛机器人供电。进一步的，所述操作盒包括转向按键、前进按键、后退按键、操作杆及显示器；通过所述转向按键、前进按键、后退按键、操作杆将控制指令发送到所述控制单元，实现对所述拆垛机械臂、抓手、移动小车的控制；所述显示器能够显示所述控制单元采集处理的各项数据；所述控制单元对所述测距传感单元采集的数据进行处理，根据数据处理结果控制所述拆垛机械臂、抓手的动作；所述控制单元接收所述操作盒下达的控制指令，根据控制指令对所述拆垛机械臂、抓手、移动小车进行控制。一种大负载拆垛机器人的拆垛方法，具体步骤包括：通过所述操作盒中的所述转向按键、前进按键、后退按键控制所述移动小车移动到工作范围内；通过所述操作盒中的所述操纵杆控制所述拆垛机械臂进行向前向上的运动，使所述拆垛机械臂运行到需要拆垛垛料的最上方，并根据激光测距传感器与抓手的相对位置使激光测距传感器发出的光斑照射在物料上，记录当前所述抓手的位置为初始位置；通过所述操作盒中的操纵杆控制所述拆垛机械臂运行到输送带上方，记录当前所述抓手的位置为放置位置；当机械臂向下运行直到抓手与地面接触，显示器中会显示抓手的运行高度，将此数值设置到地面高度参数中；同时将单个物料高度进行设置；启动程序自动运行，所述拆垛机械臂先运行到初始位置后，然后垂直向下快速运行；当所述激光测距传感器检测到所述抓手至物料表面距离到达设定应减速范围内时，所述控制单元控制所述拆垛机械臂运行速度改为慢速运行直到所述行程开关触碰到物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动小车，其特征是，包括：底板、行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮、第一链条、第二链条、第三链条、第四链条、第五链条、第六链条及电池装置；所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮及电池装置均设置在底板底部；所述第一主动轮与第二主动轮分别对称设于底板一侧的两端，所述第一被动轮与第二被动轮分别对称设于底板另一侧的两端；所述电池装置与所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机分别连接；所述行走驱动器与所述行走电机连接，所述转向驱动器与所述转向电机连接；所述行走电机输出轴与所述行走减速机连接；所述行走减速机通过第一链条与第一主动轮连接，所述行走减速机通过第二链条与第二主动轮连接；所述转向减速机通过第三链条与第一主动轮连接，所述转向减速机通过第四链条与第二被动轮连接；所述第一主动轮通第五链条与所述第二主动轮连接，所述第一被动轮通过第六链条与所述第二被动轮连接。

【技术特征摘要】
1.一种移动小车，其特征是，包括：底板、行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮、第一链条、第二链条、第三链条、第四链条、第五链条、第六链条及电池装置；所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机、第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮及电池装置均设置在底板底部；所述第一主动轮与第二主动轮分别对称设于底板一侧的两端，所述第一被动轮与第二被动轮分别对称设于底板另一侧的两端；所述电池装置与所述行走电机、行走驱动器、转向电机、转向驱动器、行走减速机、转向减速机分别连接；所述行走驱动器与所述行走电机连接，所述转向驱动器与所述转向电机连接；所述行走电机输出轴与所述行走减速机连接；所述行走减速机通过第一链条与第一主动轮连接，所述行走减速机通过第二链条与第二主动轮连接；所述转向减速机通过第三链条与第一主动轮连接，所述转向减速机通过第四链条与第二被动轮连接；所述第一主动轮通第五链条与所述第二主动轮连接，所述第一被动轮通过第六链条与所述第二被动轮连接。2.如权利要求1所述的一种移动小车，其特征是，所述第一主动轮与第一被动轮在同一侧，所述第二主动轮与第二被动轮在同一侧；所述行走减速机设置在所述第一主动轮与第二主动轮连线的中点位置；所述转向减速机设置在所述第一主动轮、第二主动轮、第一被动轮、第二被动轮这四个轮的对角线交点位置；所述电池装置为蓄电池。3.一种大负载拆垛机器人，其特征是，包括：如权利要求1和2中所述的移动小车、拆垛机械臂、抓手、底座、风机、绕线器、测距传感单元、输送带、控制单元、操作盒；所述移动小车顶部设有所述底座、输送带、控制单元、操作盒及风机；所述拆垛机械臂通过所述底座连接到所述移动小车；所述拆垛机械臂的末端设有所述抓手；所述抓手上设有所述测距传感单元；所述风机通过电磁阀和软管与所述抓手连接；所述控制单元分别与所述操作盒、移动小车、拆垛机械臂、抓手、测距传感单元及风机连接；所述绕线器分别与所述操作盒、控制单元、拆垛机械臂、抓手、测距传感单元及风机连接。4.如权利要求3所述的一种大负载拆垛机器人，其特征是，所述移动小车的所述行走驱动器和转向驱动器分别与所述控制单元相连。5.如权利要求3所述的一种大负载拆垛机器人，其特征是，所述拆垛机械臂设置在所述移动小车的一侧；所述拆垛机械臂包括大臂和小臂，所述大臂和小臂均为四联杆型机械臂；所述拆垛机械臂能够进行垂直和水平方向的自由运动，对物料拆垛进行搬运。6.如权利要求3所述的一种大负载拆垛机器人，其特征是，所述抓手通过弹簧与所述拆垛机械臂末端连接，所述弹簧能使所述抓手在放下物料时自动恢复到原始状态；所述抓手末端设有海绵；当所述抓手吸料时，电磁阀关闭通往外界的阀门，风机抽取所述软管内的空气产生负压，所述抓手利用负压将物料吸起；当所述抓手放料时，电磁阀打开通往外界的阀门，所述软管内负压逐渐消失，物料与所述抓手分离；所述测距传感单元包括激光测距传感器和行程开关；所述激光测距传感器设置于所述抓手末端，用于检测所述抓手与物料之间的距离；所述行程开关设置于所述抓手末端边缘，当所述抓...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，赵永国，刘广亮，王鹏，孙杰，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37