基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人制造技术

本发明专利技术提供一种基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，该机器人包括有外壳，还包括有监控系统、六自由度智能机械手臂系统、全方位移动系统、自主充电系统、止回系统、安全防丢系统、RFID系统。有益效果是该机器人可以通过手机、电脑远程控制。在主人对需要操作的物体输入至RFID询问器后，能够识别出贴有对应RFID标签目标物的位置，并根据需求对物体进行处理。该机器人机械手臂可以灵活、可靠地对物品进行抓取，该机器人全方位移动系统的每个电机控制爬楼车轮。该机器人由内置蓄电池或锂电池供电，当电量较低时发出报警提示并可以自主充电。

Six degree of freedom omnidirectional conveying robot based on intelligent mechanical arm

The invention provides a six degree of freedom omni-directional handling robot based on an intelligent mechanical arm. The robot includes a shell, including a monitoring system, a six degree of freedom intelligent mechanical arm system, an omni-directional mobile system, an autonomous charging system, a check system, a security anti losing system, and a RFID system. The beneficial effect is that the robot can be controlled remotely by mobile phone and computer. When the owner enters a RFID interrogator on the object that needs to be operated, it can identify the location of the corresponding RFID tag target and handle the object according to the requirements. The robot arm can grasp the articles flexibly and reliably, and each motor of the omni directional mobile system controls the climbing wheel. The robot is powered by a built-in battery or lithium battery. When the battery is low, it sends an alarm and can charge itself.

【技术实现步骤摘要】
基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人
本专利技术涉及一种智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，属于人工智能与机械设计领域，重点在于人工智能领域。
技术介绍
随着世界的发展与进步，人工智能领域已占得主导地位，机器人也随之变多，因此如何在尽可能小的体积上实现生活中必备的功能已成为首要问题。目前搬运机器人尚处于起步阶段，且较多适用于工业，家用搬运机器人鲜见报道，机械手臂自由度较低，受地形范围影响较大，因此亟待开发该领域的相关产品。
技术实现思路
针对现有技术中结构上的不足，本专利技术的目的是提供一种基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，以解决家用搬运机器人的不足之处，更加智能可靠。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，其中：该机器人包括有外壳，还包括有监控系统、六自由度智能机械手臂系统、全方位移动系统、自主充电系统、止回系统、安全防丢系统、RFID系统。本专利技术的效果是：(1)本专利技术智能机械手臂有六个自由度，分别由仿肩膀旋转模块、手臂伸缩杆、仿大臂旋转关节、仿小臂旋转关节、仿手指旋转关节、仿手腕旋转关节控制，并且智能机械手臂可以在机械手臂滑轨上滑动，极大增加其可抓取范围，手指前方的机械爪磁力贴片可以更加可靠地抓取物品，手掌中心的RFID识别器能够对物品标签进行二次识别，可靠性更强。(2)本专利技术全方位移动系统由十二个子车轮组成，使机器人能够在爬楼梯时如履平地，为防止机器人在爬楼梯时下滑，本机器人自动开启止回板并调整角度，止回板采用高摩擦材料，每个爬楼车轮在爬楼梯时将止回摆杆角度改为竖直，使止回棘轮只进不退；由于三个子车轮在进行移动时容易颠簸，因此加入五个避震器来减小对搬运物品造成的损坏；红外避障传感器识别到与障碍物距离设定值，如5cm时，摄像头舵机旋转，找到与障碍物距离较远的方向前进；机器人在平地移动时电动万向轮伸缩杆将电动万向轮伸出并将爬楼车轮顶起，由电动万向轮驱动机器人前进，当机器人需要爬楼梯时，电动万向轮收回至外壳内，由爬楼车轮驱动机器人前进。(3)本专利技术具有较高的安全防丢功能，在下楼帮主人取快递或外卖时，送货人员将物品放入机器人中后自动关闭可伸缩盖板并开启盖板锁，生成取货密码，只有当主人指纹识别通过或者在显示屏输入正确的取货密码后才能打开，并且本机器人含有GPS定位功能，主人可以在手机上看到机器人的位置，防止丢失。(4)本专利技术可以帮助主人对目标物进行处理，当主人在手机、电脑输入目标物名称时，信号传输至RFID询问器，RFID询问器可以通过无线射频识别出对应贴有RFID标签贴片目标物的位置，机器人将自动移动至目标物位置处将物品进行处理。(5)本专利技术能够代替主人对房间进行安全检查，通过记录门、窗、水、电、煤气的位置，将实时情况通过摄像头传输至主人手机，并通过控制机械手臂对其进行处理。(6)本专利技术可以实现自主充电功能，电量由显示屏记录显示，当电量较低时，机械手臂自动将充电插头接入电源进行充电。(7)本专利技术拥有取证功能，在需要时开启录音装置以及摄像头。(8)本专利技术可以在声音较大或检测到下雨时，自动关闭门窗。附图说明图1是基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人结构示意图；图2是本专利技术的六自由度智能机械手臂结构示意图；图3是本专利技术的机器人爬楼模拟图；图4是图3的后视图；图5是本专利技术内部止回棘轮机构示意图；图6是图1的内部截面图；图7是本专利技术RFID询问器结构示意图；图8是本专利技术RFID标签贴片示意图；图9是本专利技术电动万向轮驱动示意图；图10是图1的侧面截面图；图11是本专利技术搬运物品执行过程流程图；图12是本专利技术上下楼取物品执行过程流程图；图13是本专利技术关窗执行过程流程图；图14是本专利技术RFID通信传输流程图。图中：1.蜂鸣器2.止回板3.显示屏4.指纹识别器5.机械手臂滑轨6.六自由度智能机械手臂7.全方位移动系统8.机械爪磁力贴片9.RFID识别器10.自主充电系统11.红外避障传感器12.外壳13.盖板锁14.舵机15.摄像头16.补光灯17.录音装置18.可伸缩盖板19.固定支座20.仿肩膀旋转模块21.手臂伸缩杆22.仿大臂旋转关节23.仿小臂旋转关节24.仿手指旋转关节25.仿手腕旋转关节26.止回板伸缩杆27.止回板支撑杆28.止回板固定支座29.应急装置30.子车轮31.棘轮机构固定支座32.止回摆杆33.止回棘轮34.避震器35.电机36.蓄电池37.充电插头38.可回拉绕线盒39.RFID询问器40.天线41.机械手臂支撑柱42.机械手臂支撑板43.电动万向轮44.隔板45.电动万向轮固定支座46.电动万向轮伸缩杆47.电动万向轮前进电机48.电动万向轮方向电机49.电机齿轮50.传动齿轮51.电动万向轮支撑杆52.目标物53.RFID标签贴片54.监控系统具体实施方式下面结合附图对本专利技术的基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人结构加以说明。如图1-图14所示，所述基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人包括监控系统54、六自由度智能机械手臂6系统、全方位移动系统7、自主充电系统10、止回系统、安全防丢系统、RFID系统。所述监控系统54结构包括舵机14、摄像头15、补光灯16、录音装置17；所述舵机14通过螺栓固定在外壳12前上方，所述摄像头15固定安装在舵机14轴上，所述补光灯16固定安装在摄像头15上方，所述录音装置17固定安装在摄像头15两侧。所述六自由度智能机械手臂6包括固定支座19、仿肩膀旋转模块20、手臂伸缩杆21、仿大臂旋转关节22、仿小臂旋转关节23、仿手指旋转关节24、仿手腕旋转关节25、机械爪磁力贴片8、RFID识别器9、机械手臂支撑柱41、机械手臂支撑板42。所述固定支座19安装于外壳12两侧的机械手臂滑轨5内，所述仿肩膀旋转模块20安装在固定支座19上方，所述手臂伸缩杆21通过螺栓固定安装在机械手臂支撑柱41，所述仿大臂旋转关节22固定安装在机械手臂支撑柱41上侧，所述仿小臂旋转关节23与仿手腕旋转关节25通过轻质金属条连接，所述仿手指旋转关节24安装于机械手臂支撑板42前侧，所述机械爪磁力贴片8通过铰链安装于六自由度智能机械手臂6手指前方，所述RFID识别器9固定安装在六自由度智能机械手臂6手心中央。所述全方位移动系统7包括四个电机35、十二个子车轮30、五个避震器34、两个红外避障传感器11、应急装置29、三个电动万向轮43、隔板44；所述隔板44安装于外壳12内部，所述电机35通过螺栓固定安装在外壳12内部下方，具体位置每两个电机35紧贴左右其中一侧外壳12壁，每三个子车轮30组成一个爬楼车轮，固定安装在电机35的三等分线上，所述五个避震器34固定安装在隔板44与外壳12底盘之间，所述两个红外避障传感器11固定安装在外壳12的前下方，所述应急装置29安装在外壳12后方底侧，所述电动万向轮固定支座45通过螺栓与隔板44固定安装，所述电动万向轮伸缩杆46固定安装在电动万向轮固定支座45，所述电动万向轮前进电机47轴部与电动万向轮43固定连接，所述电动万向轮方向电机48轴部与电机齿轮49固定连接，所述电机齿轮49与传动齿轮50互相咬合，所述传动齿轮50与电动万向轮支撑杆51固定连接。所述自主充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，其特征是：该机器人包括有外壳(12)，还包括有监控系统(54)、六自由度智能机械手臂(6)系统、全方位移动系统(7)、自主充电系统(10)、止回系统、安全防丢系统、RFID系统；所述监控系统(54)结构包括舵机(14)、摄像头(15)、补光灯(16)、录音装置(17)；所述舵机(14)通过螺栓固定在外壳(12)前上方，所述摄像头(15)固定设在舵机(14)轴上，所述补光灯(16)固定在摄像头(15)上方，所述录音装置(17)固定在摄像头(15)两侧；所述六自由度智能机械手臂(6)包括固定支座(19)、仿肩膀旋转模块(20)、手臂伸缩杆(21)、仿大臂旋转关节(22)、仿小臂旋转关节(23)、仿手指旋转关节(24)、仿手腕旋转关节(25)、机械爪磁力贴片(8)、RFID识别器(9)、机械手臂支撑柱(41)、机械手臂支撑板(42)；所述固定支座(19)安装于外壳(12)两侧的机械手臂滑轨(5)内，所述仿肩膀旋转模块(20)安装在固定支座(19)上方，所述手臂伸缩杆(21)通过螺栓固定安装在机械手臂支撑柱(41)，所述仿大臂旋转关节(22)固定安装在机械手臂支撑柱(41)上侧，所述仿小臂旋转关节(23)与仿手腕旋转关节(25)通过轻质金属条连接，所述仿手指旋转关节(24)安装于机械手臂支撑板(42)前侧，所述机械爪磁力贴片(8)通过铰链安装于六自由度智能机械手臂(6)手指前方，所述RFID识别器(9)固定安装在六自由度智能机械手臂(6)手心中央；所述全方位移动系统(7)包括四个电机(35)、十二个子车轮(30)、五个避震器(34)、两个红外避障传感器(11)、应急装置(29)、三个电动万向轮、隔板(44)；所述隔板(44)安装于外壳(12)内部，所述电机(35)通过螺栓固定在外壳(12)内部下方，具体位置每两个电机(35)紧贴左右其中一侧外壳(12)壁，每三个子车轮(30)组成一个爬楼车轮，固定在电机(35)的三等分线上，所述五个避震器(34)固定在隔板(44)与外壳(12)底盘之间，所述两个红外避障传感器(11)固定在外壳(12)的前下方，所述应急装置(29)设在外壳(12)后方底侧，所述电动万向轮固定支座(45)通过螺栓与隔板(44)固定安装，所述电动万向轮伸缩杆(46)固定在电动万向轮固定支座(45)，所述电动万向轮前进电机(47)轴部与电动万向轮(43)固定连接，所述电动万向轮方向电机(48)轴部与电机齿轮(49)固定连接，所述电机齿轮(49)与传动齿轮(50)互相啮合，所述传动齿轮(50)与电动万向轮支撑杆(51)固定连接；所述自主充电系统(10)包括蓄电池(36)、充电插头(37)、可回拉绕线盒(38)；所述蓄电池(36)固定在外壳(12)内部底侧，所述可回拉绕线盒(38)固定在外壳(12)内部底侧位于蓄电池(36)前方，所述充电插头(37)通过导线与可回拉绕线盒(38)连接，位于外壳(12)前下方开口处；所述止回系统包括止回板伸缩杆(26)、止回板支撑杆(27)、止回板固定支座(28)、止回板(2)、棘轮机构固定支座(31)、止回摆杆(32)、止回棘轮(33)；所述止回板固定支座(28)通过螺栓固定在外壳(12)后方中心处，所述止回板伸缩杆(26)通过铰链设于止回板固定支座(28)，所述止回板(2)通过铰链设于止回板伸缩杆(26)底部，所述止回板支撑杆(27)通过铰链设于止回板(2)和止回板伸缩杆(26)之间；所述内部棘轮机构固定支座(31)固定于外壳(12)内部左右两壁，所述止回摆杆(32)套在棘轮机构固定支座(31)上，所述止回棘轮(33)固定在三个子车轮(30)中心，与电机(35)轴固定；所述安全防丢系统包括蜂鸣器(1)、显示屏(3)、指纹识别器(4)、可伸缩盖板(18)、盖板锁(13)；所述可伸缩盖板(18)一侧与外壳(12)顶部通过铰链连接，所述蜂鸣器(1)、显示屏(3)、指纹识别器(4)均固定在可伸缩盖板(18)末端上方，所述盖板锁(13)通过铰链安装在可伸缩盖板(18)前端；所述RFID系统包括RFID询问器(39)、天线(40)和RFID标签贴片(53)，所述天线(40)安装于所述RFID询问器(39)顶端；所述RFID标签贴片(53)粘贴于目标物(52)表面；所述RFID询问器(39)与所述RFID标签贴片(53)通过无线通信传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于智能机械手臂的六自由度全方位搬运机器人，其特征是：该机器人包括有外壳(12)，还包括有监控系统(54)、六自由度智能机械手臂(6)系统、全方位移动系统(7)、自主充电系统(10)、止回系统、安全防丢系统、RFID系统；所述监控系统(54)结构包括舵机(14)、摄像头(15)、补光灯(16)、录音装置(17)；所述舵机(14)通过螺栓固定在外壳(12)前上方，所述摄像头(15)固定设在舵机(14)轴上，所述补光灯(16)固定在摄像头(15)上方，所述录音装置(17)固定在摄像头(15)两侧；所述六自由度智能机械手臂(6)包括固定支座(19)、仿肩膀旋转模块(20)、手臂伸缩杆(21)、仿大臂旋转关节(22)、仿小臂旋转关节(23)、仿手指旋转关节(24)、仿手腕旋转关节(25)、机械爪磁力贴片(8)、RFID识别器(9)、机械手臂支撑柱(41)、机械手臂支撑板(42)；所述固定支座(19)安装于外壳(12)两侧的机械手臂滑轨(5)内，所述仿肩膀旋转模块(20)安装在固定支座(19)上方，所述手臂伸缩杆(21)通过螺栓固定安装在机械手臂支撑柱(41)，所述仿大臂旋转关节(22)固定安装在机械手臂支撑柱(41)上侧，所述仿小臂旋转关节(23)与仿手腕旋转关节(25)通过轻质金属条连接，所述仿手指旋转关节(24)安装于机械手臂支撑板(42)前侧，所述机械爪磁力贴片(8)通过铰链安装于六自由度智能机械手臂(6)手指前方，所述RFID识别器(9)固定安装在六自由度智能机械手臂(6)手心中央；所述全方位移动系统(7)包括四个电机(35)、十二个子车轮(30)、五个避震器(34)、两个红外避障传感器(11)、应急装置(29)、三个电动万向轮、隔板(44)；所述隔板(44)安装于外壳(12)内部，所述电机(35)通过螺栓固定在外壳(12)内部下方，具体位置每两个电机(35)紧贴左右其中一侧外壳(12)壁，每三个子车轮(30)组成一个爬楼车轮，固定在电机(35)的三等分线上，所述五个避震器(34)固定在隔板(44)与外壳(12)底盘之间，所述两个红外避障传感器(11)固定在外壳(12)的前下方，所述应急装置(29)设在外壳(12)后方底侧，所述电动万向轮固定支座(45)通过螺栓与隔板(44)固定安装，所述电动万向轮伸缩杆(46)固定在电动万向轮固定支座(45)，所述电动万向轮前进电机(47)轴部与电动万向轮(43)固定连接，所述电动万向轮方向电机(48)轴部与电机齿轮(49)固定连接，所述电机齿轮(49)与传动齿轮(50)互相啮合，所述传动齿轮(50)与电动万向轮支撑杆(51)固定连接；所述自主充电系统(10)包括蓄电池(36)、充电插头(37)、可回拉绕线盒(38)；所述蓄电池(36)固定在外壳(12)内部底侧，所述可回拉绕线盒(38)固定在外壳(12)内部底侧位于蓄电池(36)前方，所述充电插头(37)通过导线与可回拉绕线盒(38)连接，位于外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏刚，席悦，姚万祥，郝浩东，李赛男，郑智淼，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12