全向移动转运机器人制造技术

本发明专利技术公开一种全向移动转运机器人，包括移动底盘、载货架、旋转机构、升降机构、机械手、视觉系统、激光传感器、控制系统和充电系统，移动底盘采用麦克纳姆轮，实现全向移动，升降机构能够调节机械手的高度，旋转机构可以实现立柱的任意角度的回转运动，再配合具有七个自由度的机械手，使工作范围加大，激光传感器和视觉系统能够实现精确制导，操作方便，动作快捷，由它取代人工作业不仅降低了工作强度，提高了生产效率，且其具有高度灵活性和柔性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转运机器人，尤其涉及一种全向移动转运机器人。
技术介绍
移动机器人是机器人研究领域的一个重要组成部分。目前，在美国、日本等发达国家，机器人已应用于商场导购、物品移送、家居服务和大面积清扫等多个服务领域。如何能够在狭窄、拥挤的场合灵活快捷地自由运动，成为机器人研究和设计的难点问题。本专利技术机器人能够实现全向移动，简化机器人动作，使用于复杂狭小和特殊工作环境。随着工厂生产自动化以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，建立新型物流管理系统使其实现作业连续化显得尤为重要。最近几年自动化搬运装卸应用范围和技术水平得到了迅猛的发展，其中机器人的应用越来越广泛。针对搬运和装卸作业的所有要求和特点，本专利是一款具有高度灵活性和柔性的全向移动转运机器人。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全向移动转运机器人，该机器人可以在在狭窄、拥挤的场合灵活快捷地自由运动和工作，实现精确的定位导航，对象检测，装卸物品、检测物品并且转运该物品，解决人工接货和装车的需求不足和人工装卸存在对货物损坏的问题，能够实现连续、大批量地分拣货物的特点。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种全向移动转运机器人，包括移动底盘、载货架、旋转机构、升降机构、机械手、视觉系统、激光传感器、控制系统和充电系统，载货架位于移动底盘的上方，升降机构位于载货架前方且与旋转机构、移动底盘连接，机械手通过旋转机构与升降机构连接，控制系统、充电系统均位于移动底盘内，激光传感器固定在移动底盘的前后部位的左下方，视觉系统固定在移动底盘、机械手上。优选地，所述移动底盘包括伺服电机、麦克纳姆轮、联轴器、电机支架，且是所述全向移动转运机器人的主体部分，伺服电机固定在电机支架上，联轴器一端与伺服电机连接，电机支架与移动底盘连接，移动底盘上有四个麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮分别由一个伺服电机控制。优选地，所述麦克纳姆轮为麦克纳姆轮，使机器人全向移动，且每个麦克纳姆轮有一个电机控制，可实现底盘任意方向点对点的运动，所述电机为伺服电机。优选地，所述升降机构包括立柱、同步带轮、齿轮、齿轮轴、深沟球轴承、第二轴承座、电机、导轨、滑块，同步带轮和齿轮配合且与方形板固定，齿轮与齿轮轴连接，齿轮轴与深沟球轴承配合，深沟球轴承与第二轴承座配合，第二轴承座、电机、导轨都固定在立柱上，滑块与导轨配合，滑块之间通过方形板连接。优选地，所述立柱是横截面积为正方形的长方体，所述电机是直角减速机。优选地，所述旋转机构包括旋转轴、蜗轮蜗杆电机、联轴器、推力轴承、第一轴承座，旋转轴位于所述立柱的中心位置且与其连接，涡轮蜗杆电机固定于所述立柱的底部且与联轴器一端连接，联轴器另一端与旋转轴相连接，推力轴承与所述移动底盘固定且与旋转轴配合，推力轴承位于第一轴承座上，第一轴承座固定于所述立柱的底面上。优选地，所述控制系统包括工控机、控制器、风扇，工控机位于移动底盘内部中间左侧，控制器固定在移动底盘的右侧，风扇位于移动底盘内的前部位置，控制系统涉及传感技术、驱动技术、控制理论和控制算法对移动底盘、机械手、控制系统、视觉系统和激光传感器的数据进行分析和下发。优选地，所述控制器为PLC可编程控制器。优选地，所述机械手包括底座、手臂、手腕、手爪、末端执行装置，且有七个自由度，使工作范围加大，机械手在所述立柱上由同步带轮带动其上下运动，自由调节高度，底座固定在所述升降机构滑块的一个连接板上，手臂与底座、手腕连接，手腕与手臂、手爪连接，末端执行装置固定于手爪上。优选地，所述手爪包括滑轨、电动缸、侧板、力传感器，力传感器固定于所述手腕上实施检测抓取力的大小，侧板和滑轨相连接，使侧板能够自由伸缩，完成抓取物体的动作；所述末端执行装置为一组滑轨，由电动缸带动。优选地，所述激光传感器包括第一激光传感器、第二激光传感器，对机器人周围进行实施扫描并绘制地图，由控制系统进行数据的分析和下发，有效保证转运精度。优选地，所述视觉系统包括第一视觉传感器、第二视觉传感器，第一视觉传感器固定在移动底盘前部的中间位置，第二视觉传感器固定在手爪上；第一视觉传感器和第二视觉传感器构成全向移动转运机器人的双目视觉机构。优选地，所述第二视觉传感器对要抓取物体进行识别，将控制信号传递给机械手末端的执行器。优选地，所述载货架是方形载物箱，避免机器人在移动过程中货物散落。优选地，所述充电系统包括电池组。本专利技术的有益效果为：所述全向移动转运机器人自动化及智能化程度高，全向移动的特征使其能够扩大工作范围，全向转运平台通过激光传感器、视觉传感器和力矩传感器的协作，完成工厂内结构环境下的自主定位导航、目标精确定位及方便快捷的对象检测。融合多传感器完成自动化分拣中心的智能转运及装卸任务,替代人工完成复杂沉重且易造成损坏的任务。通过激光传感器与视觉传感器的协作完成定位精度补偿实现机器人的精确定位。该全向移动机器人平台着眼于自动化物流中心的智能化提升，对物流行业的转型升级提供参考。其次，地铁检修、风电核电大型设备的装配及喷涂，自动焊接、涂胶，火箭飞机蒙皮的智能化铆接，现代化无人工厂及新一代流水线都可应用该全向移动转运机器人。由它取代人工作业会提高生产效率，提高安全性能。附图说明图1为本专利技术全向移动转运机器人的整体结构示意图；图2为本专利技术全向移动转运机器人的移动底盘的结构示意图；图3为本专利技术全向移，动转运机器人的升降机构和旋转机构的结构示意图；图4为本专利技术中手爪的结构示意图。具体实施方式本专利技术的优选实施案例结合附图详述如下：下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。请参照图1至3所示，于本实施例中，一种全向移动转运机器人包括移动底盘1、升降机构、旋转机构、载货架3、激光传感器、视觉系统、机械手、控制系统和充电系统，载货架3位于移动底盘1的上方，升降机构位于载货架3前方且与旋转机构、移动底盘1连接，机械手通过旋转机构与升降机构连接，控制系统、充电系统均位于移动底盘1内，激光传感器固定在移动底盘1的前后部位的左下方，视觉系统固定在移动底盘1、机械手上。移动底盘1包括伺服电机29、麦克纳姆轮2、联轴器、电机支架，且是所述全向移动转运机器人的主体部分，伺服电机固定在电机支架上，联轴器一端与伺服电机连接，电机支架与移动底盘连接；移动底盘上有四个麦克纳姆轮2，每个麦克纳姆轮分别由一个伺服电机29控制，可自由的转运与停止，通过四个麦克纳姆轮运动的合成，可实现底盘任意方向点对点的移动。载货架3由上下两层铝型材方框通过四根铝型材立柱连接而成，载货架3制作成箱体，避免机器人在移动过程中货物散落。升降机构包括立柱4、同步带轮5、齿轮6、齿轮轴、深沟球轴承13、第二轴承座14、电机、导轨8、滑块9，同步带轮5和齿轮6配合且与方形板固定，齿轮6与齿轮轴连接，齿轮轴与深沟球轴承13配合，深沟球轴承13与第二轴承座14配合，第二轴承座14、电机、导轨8都固定在立柱4上，滑块9与导轨8配合，滑块9之间通过方形板连接，当底盘小车运动到适宜的位置，升降机开始做小范围的调节，补偿机械手不能到达的空间；立柱4是横截面积为正方形的长方体，电机是直角减速机7。旋转机构包括旋转轴、蜗轮蜗杆电机10、联轴器、推力轴承11、第一轴承座12，旋转轴位于所述升降机构的立柱4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全向移动转运机器人，其特征在于，所述全向移动转运机器人包括移动底盘、载货架、旋转机构、升降机构、机械手、视觉系统、激光传感器、控制系统和充电系统，载货架位于移动底盘的上方，升降机构位于载货架前方且与旋转机构、移动底盘连接，机械手通过旋转机构与升降机构连接，控制系统、充电系统均位于移动底盘内，激光传感器固定在移动底盘的前后部位的左下方，视觉系统固定在移动底盘、机械手上。

【技术特征摘要】
1.一种全向移动转运机器人，其特征在于，所述全向移动转运机器人包括移动底盘、载货架、旋转机构、升降机构、机械手、视觉系统、激光传感器、控制系统和充电系统，载货架位于移动底盘的上方，升降机构位于载货架前方且与旋转机构、移动底盘连接，机械手通过旋转机构与升降机构连接，控制系统、充电系统均位于移动底盘内，激光传感器固定在移动底盘的前后部位的左下方，视觉系统固定在移动底盘、机械手上。2.根据权利要求1所述的全向移动转运机器人，其特征在于，所述移动底盘包括伺服电机、麦克纳姆轮、联轴器、电机支架，且是所述全向移动转运机器人的主体部分，伺服电机固定在电机支架上，联轴器一端与伺服电机连接，电机支架与移动底盘连接，移动底盘上有四个麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮分别由一个伺服电机控制。3.根据权利要求2所述的全向移动转运机器人，其特征在于，所述升降机构包括立柱、同步带轮、齿轮、齿轮轴、深沟球轴承、第二轴承座、电机、导轨、滑块，同步带轮和齿轮配合且与一个方形板固定，齿轮与齿轮轴连接，齿轮轴与深沟球轴承配合，深沟球轴承与第二轴承座配合，第二轴承座、电机、导轨都固定在立柱上，滑块与导轨配合，滑块之间通过方形板连接。4.根据权利要求3所述的全向移动转运机器人，其特征在于，所述旋转机构包括旋转轴、蜗轮蜗杆电机、联轴器、推力轴承、第一轴承座，旋转轴位于所述立柱的中心位置且与其连接，涡轮蜗杆电机固定于所述立柱的底部且与联轴器一端连接，联轴器另一端与旋转轴相连接，推力轴承与所述移动底盘固定且...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梅杰，孙杰，李得胜，杨日升，嵇建成，郭帅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31