移动抓取机器人和自动取货方法技术

本发明专利技术提供一种移动抓取机器人和自动取货方法。该移动抓取机器人包括：可移动基座；支撑柱，所述支撑柱安装于所述可移动基座的上方；机械臂，所述机械臂安装于所述支撑柱的顶端；机械手，所述机械手安装于所述机械臂的末端；中转箱，所述中转箱装设于所述支撑柱；其中，所述支撑柱在所述可移动基座的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器，并且该对所述避障传感器在所述支撑柱的高度方向上具有高度差；并且，所述机械手装设有与所述机械手同步移动的视觉系统。本发明专利技术的移动抓取机器人同时设置有避障传感器、视觉系统和惯性测量单元，通过视觉系统的视觉信息和避障传感器获取的信息同步实现避障。

【技术实现步骤摘要】
移动抓取机器人和自动取货方法
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种移动抓取机器人和自动取货方法。
技术介绍
近年来随着科技的发展，机器人技术逐渐被广泛应用于电商物流行业，但电商物流使用的机器人仍局限于特定场地、规则物体的搬运，在电商物流中还大量存在着复杂物品分拣需求，如3C类商品的分拣，目前还仍然是劳动密集型工作。分拣工作分为商品打包前的拣选和打包后的投递工作，商品打包后包装较为规整，且具有易于识别的条形码，因此可以通过传送带等方式进行自动化投递；商品打包前由于包装不规则，表面没有统一识别码进行区分，因此极大地增加了自动化分拣难度。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种移动抓取机器人，该移动抓取机器人包括：可移动基座；支撑柱，所述支撑柱安装于所述可移动基座的上方；机械臂，所述机械臂安装于所述支撑柱的顶端；机械手，所述机械手安装于所述机械臂的末端；中转箱，所述中转箱装设于所述支撑柱；其中，所述支撑柱在所述可移动基座的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器，并且该对所述避障传感器在所述支撑柱的高度方向上具有高度差；并且，所述机械手装设有与所述机械手同步移动的视觉系统。可选地，所述支撑柱在所述可移动基座的后退侧安装有惯性测量单元，所述惯性测量单元位于同一侧的所述避障传感器的下方。可选地，还包括中转箱组件；所述中转箱组件安装于所述支撑柱和所述可移动基座的侧面。可选地，所述中转箱组件包括：连接板，所述连接板固定于所述支撑柱的所述可移动基座的后退侧；中转箱，所述中转箱一端的底部与所述连接板铰接电动缸，所述电动缸安装于所述可移动基座的侧面并且输出端铰接于所述中转箱的底面。可选地，所述中转箱位于同一侧的所述避障传感器的上方。可选地，所述中转箱的上边缘不高于所述支撑柱的上表面。可选地，所述中转箱的远离所述支撑柱的一端设置有端盖，所述端盖与所述中转箱的可移动基座铰接。本专利技术的实施例还提供了一种自动取货方法，该自动取货方法用于控制上述的移动抓取机器人抓取货品，并且所述自动取货方法包括由所述移动抓取机器人的控制器执行的以下步骤：利用所述避障传感器的采集信号驱动所述可移动基座向货架位置移动；当所述可移动基座到达所述货架后，触发所述视觉系统拍照和采集点云；根据所述视觉系统获得的图像及点云数据，确定货架内的货品的位置和抓取点；当根据确定的所述抓取点判断出所述货品适于抓取时，通过所述点云数据确定所述货品周围的障碍物位置；根据所述货品的位置和抓取点、以及所述障碍物位置，驱动所述机械臂移动和所述机械手协同移动，以利用所述机械手将所述货品抓取放入至所述中转箱。可选地，通过所述点云数据确定所述货品周围的障碍物位置和驱动所述机械臂移动和所述机械手协同移动之间还包括：根据所述货品的位置和抓取点、以及所述障碍物位置，驱动所述可移动基座移动进行位置补偿。可选地，所述控制器判断待抓取货品是否适于抓取包括：将抓取点的法向作为抓取方向，并判断抓取点的法向与视觉系统的镜头法向的夹角；若抓取点的法向与相机镜头的法向方向相同，则机械手放弃抓取，并重复识别其它货品的位置和抓取点。由以上技术方案可知，本专利技术的移动抓取机器人同时设置有避障传感器、视觉系统和惯性测量单元，通过视觉系统的视觉信息和避障传感器获取的信息同步实现避障，提高避障的准确度，并且结构简单，体积小，可在较小体积范围内抓取货品。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例的移动抓取机器人立体图。图2为图1中机械臂示意图。图3为本专利技术实施例的移动抓取机器人侧视图。图4为图3中支撑柱示意图。图5为本专利技术第一实施例机械手示意图。图6为本专利技术第二实施例机械手示意图。图7为本专利技术第二实施例双目视觉系统示意图。图8为本专利技术实施例的自动取货流程图。图9为本专利技术另一实施例的自动取货流程图。图10为图9中步骤S2具体流程图。其中：1可移动基座2支撑柱21支撑柱安装板、22加强筋3机械臂31第一转动臂32第二转动臂321第一弯折部、322第二弯折部、323第二转动臂本体33第三转动臂、333第三转动臂本体、331第三弯折部、332第四弯折部34第四转动臂、35第五转动臂、37机械臂安装板4机械手41支架、42两指式机械手、43吸盘式机械手51视觉系统安装架52摄像装置6双目视觉系统61主壳、62电机、63减速器、64蜗杆、65轴承、66旋转翼板、68转轴661外齿71连接板、72中转箱、73电动缸721端盖8激光雷达传感器9惯性测量单元具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。为了解决现有技术中对机器人自动化分拣货品难度大的技术问题，如图1所示，图1为移动抓取机器人结构示意图，本专利技术的实施例提供了一种移动抓取机器人，该移动抓取机器人包括可移动基座1、转向轮、机械臂3、机械手4、中转箱组件和传感器系统。可移动基座1内部安装有通讯系统、供电系统和转向系统等，可移动基座1下方安装有转向轮，转向轮可以包括麦克纳姆轮，麦克纳姆轮可向任意方向运动，转向系统与麦克纳姆轮相连，驱动麦克纳姆轮移动和转向。可移动基座1上表面安装有支撑柱2，支撑柱2与机械臂3相连，机械臂3安装于支撑柱2的末端，机械臂3的末端设置有机械手4。可移动基座1的上表面还安装有控制器，控制器位于支撑柱2的周向，节省安装空间同时不会妨碍机械臂3的移动。控制器将速度指令发送至转向系统，进而控制转向轮的速度和转向角度。该支撑柱2竖立于可移动基座1的上方，具体可以是可移动基座1的上表面固定有支撑柱安装板21，支撑柱2固定于支撑柱安装板21，支撑柱安装板21可以增加支撑柱2与可移动基座1的接触面积，防止机械臂3末端的机械手4抓取物品时支撑柱2与可移动基座1之间的局部受力太大而导致该部分结构被破坏，可选地，支撑柱2的侧面与支撑柱安装板21的上表面设置有加强筋22，该加强筋22设置于支撑柱2的在可移动基座1的前进侧和后退侧的侧面，保证在可移动基座1移动时，即使可移动基座1突然停止产生惯性力，支撑柱2和支撑柱安装板21之间的连接仍然稳固。机械臂3安装于支撑柱2的顶端面，该机械臂3具有六个自由度，可以实现机械臂3末端的机械手4抓取任意方向的物品，支撑柱2的顶端面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动抓取机器人，其特征在于，包括：可移动基座(1)；支撑柱(2)，所述支撑柱(2)安装于所述可移动基座(1)的上方；机械臂(3)，所述机械臂(3)安装于所述支撑柱(2)的顶端；机械手(4)，所述机械手(4)安装于所述机械臂(3)的末端；中转箱(72)，所述中转箱(72)装设于所述支撑柱(2)；其中，所述支撑柱(2)在所述可移动基座(1)的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器(8)，并且该对所述避障传感器(8)在所述支撑柱(2)的高度方向上具有高度差；并且，所述机械手(4)装设有与所述机械手(4)同步移动的视觉系统。

【技术特征摘要】
1.一种移动抓取机器人，其特征在于，包括：可移动基座(1)；支撑柱(2)，所述支撑柱(2)安装于所述可移动基座(1)的上方；机械臂(3)，所述机械臂(3)安装于所述支撑柱(2)的顶端；机械手(4)，所述机械手(4)安装于所述机械臂(3)的末端；中转箱(72)，所述中转箱(72)装设于所述支撑柱(2)；其中，所述支撑柱(2)在所述可移动基座(1)的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器(8)，并且该对所述避障传感器(8)在所述支撑柱(2)的高度方向上具有高度差；并且，所述机械手(4)装设有与所述机械手(4)同步移动的视觉系统。2.根据权利要求1所述的移动抓取机器人，其特征在于，所述支撑柱(2)在所述可移动基座(1)的后退侧安装有惯性测量单元(9)，所述惯性测量单元(9)位于同一侧的所述避障传感器(8)的下方。3.根据权利要求2所述的移动抓取机器人，其特征在于，还包括中转箱组件；所述中转箱组件安装于所述支撑柱(2)和所述可移动基座(1)的侧面。4.根据权利要求3所述的移动抓取机器人，其特征在于，所述中转箱组件包括：连接板(71)，所述连接板(71)固定于所述支撑柱(2)的所述可移动基座(1)的后退侧；中转箱(72)，所述中转箱(72)一端的底部与所述连接板(71)铰接；电动缸(73)，所述电动缸(73)安装于所述可移动基座(1)的侧面并且输出端铰接于所述中转箱(72)的底面。5.根据权利要求4所述的移动抓取机器人，其特征在于，所述中转箱(72)位于同一侧的所述避障传感器(8)的上方。6.根据权利要求5所述的移动抓取...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜峣，冯一骁，李逢春，李铁民，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11