一种物品取放智能机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种物品取放智能机器人，以中央处理器为总控单元，向机器人足、垂直臂、水平臂、机械手发送相应命令；机器人足完成行进和列定位，垂直臂完成行定位，水平臂完成物品的当前位置定位，机械手完成取/放操作。本发明专利技术的物品取放智能机器人，结构简单，各部件功能明确，用于多种场合下的物品取放工作，有效避免人为因素的引入。智能机器人通过导航算法优化，能够非常平稳的行驶，并自动分辩出分叉路口，根据设定指令到达指定物品处，自动完成物品的取放；同时，机器人可以对每次取放动作进行相应记录，省去了对操作进行人工记录的麻烦，节省了人工劳动力，提高了工作效率，降低了成本，为后端自动化流水线加工处理提供了更好的准备工作。

An intelligent robot for picking and placing articles

The invention provides an intelligent robot for taking and placing articles, which takes the central processing unit as the general control unit and sends corresponding commands to the foot, vertical arm, horizontal arm and manipulator of the robot; the robot foot completes the traveling and column positioning, the vertical arm completes the row positioning, the horizontal arm completes the current position positioning of the articles, and the manipulator completes the taking and placing operation. Do. The article taking and placing intelligent robot of the invention has the advantages of simple structure, clear functions of each component, and can be used for taking and placing articles in various situations, effectively avoiding the introduction of human factors. Intelligent robot can travel very smoothly through the optimization of navigation algorithm, and automatically identify the bifurcation intersection, according to the set instructions to arrive at the designated objects, automatically complete the collection and placement of items; at the same time, the robot can take corresponding records of each take-and-put action, eliminating the trouble of manual recording of the operation, saving money. It improves the working efficiency and reduces the cost, and provides a better preparation for the back-end automatic pipeline processing.

【技术实现步骤摘要】
一种物品取放智能机器人
本专利技术属于人工智能及设备管理领域，具体涉及一种物品取放智能机器人。
技术介绍
目前，随着计算机硬件及通信技术的发展，人工智能技术高度发展，各种机器人在越来越多的领域发挥着无法替代的作用，具有如工作精度高，可连续长时间工作等等优势，是原来的劳动力所无法实现的。在实验及工业领域，也出现了应用在各种不同场景下的机器人，解放了劳动力，提高了工作效率，并从长远的角度来看，降低了生产成本。实验动物行业广泛使用独立通气笼盒(IndividualVentilatedCages,IVC)对实验动物进行饲养和集中管理。IVC是指密闭独立的笼盒，盒内高换气频率(20-60次/h)的洁净气流独立流通，废气集中外排，并可在超净工作台或生物安全柜内操作和实验的微型SPF级实验动物饲育与实验设备。饲养期间需定期将笼盒取出添加饲料、更换垫料和对笼盒进行更换，操作完成后再将笼盒放回。目前，进入动物房，取出、搬运和放回笼盒的操作均由人工完成。实验动物饲养通常是在万级净化标准的动物房，对人员出入等有着严格的约束和标准。从各动物实验室按需求从各个笼架上取放笼盒的过程中，操作人员必须经历包括换鞋、更衣、风淋等流程，必须穿戴灭菌的工作服及手套口罩，来保证实验动物房中的万级洁净程度，操作比较繁琐。由工作人员取放及运输笼盒浪费人力、工作效率低，人员的出入及操作可能造成环境污染动物或动物污染环境，对动物及工作人员都存在安全隐患。另外，在同一实验动物房不同笼架中的不同笼盒更换周期也各不相同，这需要人工来记录更换时间点和生长情况等信息，工作极为繁杂。目前，还没有一种智能机器人可以代替人工进入实验动物房，对笼架上的笼盒进行取放操作。
技术实现思路
本专利技术实施例针对现有技术中智能机器人代替人工尚不完备的问题，提出了一种物品取放智能机器人，智能机器人首先完成对物品待取或放的位置的定位，在定位的基础上完成取放操作。以实验动物房为例，则智能机器人可完成IVC的取出、搬运和放回，实现自动操作，同时对相关操作及时进行记录，不需要工作人员进入动物房，降低动物房维护成本，提高动物实验效率，同时净化实验室，实现对实验动物房的精准、高效管理。根据本专利技术的一个方面，提供了一种物品取放智能机器人，所述智能机器人包括：中央处理器、机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源；其中，所述中央处理器同时与机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源相连，固定于机器人足上，用于向机器人足发送行进和停止的命令，向垂直臂发送升降的命令，向水平臂发送伸缩的命令，向机械手发送取/放的命令；所述机器人足，承载中央处理器、垂直臂、电源，用于接受中央处理器的命令，完成智能机器人的行进和所取/放物品的列定位；所述垂直臂固定于机器人足上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的行定位；所述水平臂固定于垂直臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的当前位置定位；所述机械手固定于水平臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于在定位完成后，完成物品的取/放操作；所述电源用于为所述机器人提供动力。进一步地，所述智能机器人足包括：底盘、驱动轮及驱动轮驱动器、万向轮、列定位感应装置、行进导航装置；其中，所述底盘用于列定位感应装置、行进导航装置、中央处理器的固定和承载；所述列定位感应装置安装于底盘前端，与中央处理器相连，用于接收中央处理器的列定位任务，通过感应物品的列定位磁条信息完成列定位；所述行进导航装置与中央处理器相连，用于接收中央处理器的行进任务，通过感应物品存放区的机器人磁轨，识别行进轨道，并将感应信息发送给中央处理器；所述驱动轮及驱动轮驱动器安装于底盘下侧，与地面接触，同时与所述中央处理器电连接，用于接收中央处理器的来自于行进导航装置的感应信息，根据感应信息驱动机器人沿机器人磁轨行进，完成导航与行进任务；所述万向轮装配于底盘下侧的四个方位，用于对底盘的辅助支撑。进一步地，所述驱动轮为2个，对称的安装于底盘的两侧，转向时两只驱动轮采用差动方式。进一步地，所述垂直臂包括：垂直架、垂直丝杆、第一滑块座、第一步进电机及驱动器；其中，所述垂直架固定在底盘上，垂直丝杆贯穿于所述垂直架，与第一步进电机及驱动器相连；所述第一步进电机及驱动器位于所述垂直架的最上端；所述第一滑块座安装于垂直丝杆上，与水平臂固定连接，垂直丝杆在第一步进电机的带动下旋转，水平臂与第一滑块座一同沿垂直丝杆上下移动。进一步地，所述水平臂包括：水平丝杆、第二滑块座、第二步进电机及驱动器；其中，所述水平丝杆固定在垂直臂的第一滑块座上，与第二步进电机及驱动器相连；所述第二步进电机及驱动器位于所述水平架的最后端；所述第二滑块座安装于水平丝杆上，与机械手固定连接；水平丝杆在第二步进电机的带动下旋转，机械手与第二滑块座一同沿水平丝杆前后移动。进一步地，所述机械手包括：侧板、舵机、连杆组、夹持片、直线滑轨、电机、限位开关；其中，所述侧板用于将所述机械手固定在水平臂上，同时用于固定舵机、直线滑轨；所述舵机至少为两个，两个舵机并列固定在侧板内侧，其轴线与侧板的轴线平行，并分别与其中一侧的夹持片相连，用于控制所述夹持片的开合；所述连杆组为两组，每组包括两个连杆，连接一个舵机与一个夹持片；两个连杆始终保持平行，保证两个夹持片始终保持平行；所述夹持片为对称的两个，内侧面始终与物品的两个外侧面平行；所述直线滑轨垂直于侧板，位于机械手最外的两侧；所述电机与直线滑轨相连，用于控制前端限位开关的伸出和收缩；所述限位开关位于直线滑轨的前端，用于完成碰触检测任务，检测机械手运行过程中是否发生了碰触事件，并且识别是哪个部位发生了碰触，协调机械手完成对所取/放物品的位置定位。进一步地，当所述智能机器人用于取/放IVC时，所述机械手还包括：推杆，拨叉，颜色感应器，托举叉；所述侧板还用于固定颜色感应器、托举叉；所述舵机为四个，其中两个与夹持片相连，另外两个舵机也固定在侧板上，其中一个舵机与推杆相连，另一个舵机与拨叉相连，为推杆和拨叉提供动力，使推杆推动笼盒，使拨叉顶起笼盒；所述推杆用于推动笼盒，使笼盒脱离卡扣；所述拨叉用于顶起笼盒，使笼盒到脱离卡槽；所述颜色感应器安装于侧板上，与舵机同侧，用于感应笼位上的笼盒是否脱离卡扣；所述托举叉固定在侧板上，与舵机同侧，位于直线滑轨的内侧，并与直线滑轨平行，同时位于整个机械手的最下端，在下面形成一个平面，用于稳固笼盒。进一步地，当所述智能机器人用于商超商品上架时，所述机械手还包括：拨叉，托举叉；所述侧板还用于固定托举叉；所述舵机为三个，其中两个与夹持片相连，另外一个舵机也固定在侧板上，与拨叉相连；所述拨叉用于顶起商品，使商品达到夹持片的高度；所述托举叉为一个条带将平面，非固定连接在侧板上，可进行90度翻转，当进行托举动作时，托举叉平面水平，用于托举上架商品；当完成托举动作时，托举叉平面垂直地面；托举叉在侧板上的方向与舵机同侧，位于直线滑轨的内侧，长度大于夹持片，并与直线滑轨平行。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例的智能机器人，结构简单，各部件功能明确，用于多种场合下的物品取放工作，有效避免人为因素的引入。智能机器人通过导航算法优化，能够非常平稳的行驶，并自动分辩出分叉路口，根据设定指令到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物品取放智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括：中央处理器、机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源；其中，所述中央处理器同时与机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源相连，固定于机器人足上，用于向机器人足发送行进和停止的命令，向垂直臂发送升降的命令，向水平臂发送伸缩的命令，向机械手发送取/放的命令；所述机器人足，承载中央处理器、垂直臂、电源，用于接受中央处理器的命令，完成智能机器人的行进和所取/放物品的列定位；所述垂直臂固定于机器人足上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的行定位；所述水平臂固定于垂直臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的当前位置定位；所述机械手固定于水平臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于在定位完成后，完成物品的取/放操作；所述电源用于为所述机器人提供动力。

【技术特征摘要】
1.一种物品取放智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括：中央处理器、机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源；其中，所述中央处理器同时与机器人足、垂直臂、水平臂、机械手、电源相连，固定于机器人足上，用于向机器人足发送行进和停止的命令，向垂直臂发送升降的命令，向水平臂发送伸缩的命令，向机械手发送取/放的命令；所述机器人足，承载中央处理器、垂直臂、电源，用于接受中央处理器的命令，完成智能机器人的行进和所取/放物品的列定位；所述垂直臂固定于机器人足上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的行定位；所述水平臂固定于垂直臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于完成机械手对所取/放物品的当前位置定位；所述机械手固定于水平臂上，与机器人足上的中央处理器电连接，用于在定位完成后，完成物品的取/放操作；所述电源用于为所述机器人提供动力。2.根据权利要求1所述的物品取放智能机器人，其特征在于，所述智能机器人足包括：底盘、驱动轮及驱动轮驱动器、万向轮、列定位感应装置、行进导航装置；其中，所述底盘上固定有列定位感应装置、行进导航装置、中央处理器；所述列定位感应装置安装于底盘前端，与中央处理器相连，用于接收中央处理器的列定位任务，通过感应物品的列定位磁条信息完成列定位；所述行进导航装置与中央处理器相连，用于接收中央处理器的行进任务，通过感应物品存放区的机器人磁轨，识别行进轨道，并将感应信息发送给中央处理器；所述驱动轮及驱动轮驱动器安装于底盘下侧，与地面接触，同时与所述中央处理器电连接，用于接收中央处理器的来自于行进导航装置的感应信息，根据感应信息驱动机器人沿机器人磁轨行进，完成导航与行进任务；所述万向轮装配于底盘下侧的四个方位，用于对底盘的辅助支撑。3.根据权利要求2所述的物品取放智能机器人，其特征在于，所述驱动轮为2个，对称的安装于底盘的两侧，转向时两只驱动轮采用差动方式。4.根据权利要求1所述的物品取放智能机器人，其特征在于，所述垂直臂包括：垂直架、垂直丝杆、第一滑块座、第一步进电机及驱动器；其中，所述垂直架固定在底盘上，垂直丝杆贯穿于所述垂直架，与第一步进电机及驱动器相连；所述第一步进电机及驱动器位于所述垂直架的最上端；所述第一滑块座安装于垂直丝杆上，与水平臂固定连接，垂直丝杆在第一步进电机的带动下旋转，水平臂与第一滑块座一同沿垂直丝杆上下移动。5.根据权利要求1所述的物品取放智能机器人，其特征在于，所述水平臂包括：水平丝杆、第二滑块座、第二步进电机及驱动器；其中，所述水平丝杆固定在垂直臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪军，窦希顺，
申请(专利权)人：中科产业控股深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44