一种有升降购物箱的双轴单臂机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，包括固定水平导轨、固定水平导轨马达、移动水平导轨、移动水平导轨马达、固定水平导套、移动水平导套、机械手控制器、手臂组件、购物箱组件，其中所述购物箱组件包括购物箱升降机构，所述购物箱升降机构包括购物箱升降马达，移动水平导套上安装有手臂组件，固定水平导轨马达驱动固定水平导套上的移动水平导轨在固定水平导轨上移动，移动水平导轨马达驱动手臂组件和购物箱组件在移动水平导轨上一起移动，采用上述技术方案的有益效果是：通过仿照贴片机的原理来设计出一个二个导轨和一个手臂、一个购物箱构成的机械手，可以把商品从货架拿到取物处给顾客，使商店销售真正做到无人看守。

A Double Axis Single Arm Manipulator with Lifting Shopping Box

The invention discloses a two-axis single-arm manipulator with a lifting shopping box, which comprises a fixed horizontal guide rail, a fixed horizontal guide rail motor, a mobile horizontal guide rail, a mobile horizontal guide rail motor, a fixed horizontal guide sleeve, a mobile horizontal guide sleeve, a manipulator controller, an arm component and a shopping box component, wherein the shopping box component comprises a shopping box lifting mechanism, and the shopping box elevator. The structure includes a shopping box elevator motor, an arm assembly is installed on the moving horizontal guide sleeve, a movable horizontal guide rail on the fixed horizontal guide sleeve is driven by the fixed horizontal guide motor to move on the fixed horizontal guide rail, and a movable horizontal guide rail motor to drive the arm assembly and the shopping box assembly to move together on the movable horizontal guide rail. The beneficial effect of adopting the above technical scheme is as follows: The principle is to design a manipulator consisting of two guideways, an arm and a shopping box, which can take the goods from the shelf to the place where they are fetched to the customers, so that the shop sales can be truly unattended.

【技术实现步骤摘要】
一种有升降购物箱的双轴单臂机械手
本专利技术涉及无人商店设备
，特别涉及一种有升降购物箱的双轴单臂机械手。
技术介绍
最早商店卖货都是有人的，有一个柜台，要买什么东西就告诉售货员，售货员就拿什么东西，买卖都在柜台上完成的，顾客是不能进到商店里面去的；后来搞成大卖场、超市，人们可以进去选东西，出来再买单；再后来有人搞无人商店，让顾客去自己选商品再自己去买单；也有的商店，把商品上贴上什么感应标签的，是可以自动感应出什么商品及其价格，顾客自己自觉买单。目前市场上已经出现了一种自动售货机，这种售货机只能销售很少的商品，也就是几种，十几种吧，根本满足不了人们日常生活的需要，医院里也有一种自动取药机，那也是只能取几种药而已，完全不能称为无人商店。最早商店是有售货员拿商品出来在柜台上交易的，做一个机械手设备代替这个售货员就好啦，这样就能开个无人商店了。现在科技很发达，做个这样的机械手也是很容易的。这个机械手设备就从SMT设备(也就是电子工厂里的贴片机)里提炼出来的，下面简单地介绍一个SMT设备：SMT设备是把各种不同的物料，主要是一些很小的电子原件，有的很小，元件201，只有一个毫米，把这些小物料拿起来，放到主板的各种不同的位置上去，再去过高温锡炉，等上面沾满锡，温度降下来后这些电子原件就牢牢地固定在上面，当然各个物料的位置和需要贴到主板上去的位置都要在电脑里事先设置好的，并且贴的顺序也是事先设置好的。每个主板有几百个甚至有几千个电子元件，SMT设备都能把这些准确无误地拿起来放到该放的地方去。这个设备尺寸的精度很高，能达到千分之一毫米，自然地这个设备很贵了，贵的有200万人民币一台的，也有精度要求不高的，便宜的有2万人民币一台的。这个设备主要是靠那个伺服马达来实现从数值参数(在电脑等设备里只需输入一个数值)到距离(机械手就运动这么一个距离)的转换，也就是说当给出一个要运动的数值，伺服马达就会按照要求运动，直至达到目的地。这个方式也就是多对多的方式，即在送料处把多种物料拿起来，送到主板上各个不同的位置上去。因为一个主板上有几百个或者上千个零件，贴完这些零件总的时间又不能太长，所以这个贴片机贴起元件时，机械手运动的速度很快，快到几乎看不清机械手的运动，故这个设备的效率也很高。还有一种用伺服马达做的机械设备，注塑机，这种注塑机没有油缸，只有伺服马达驱动，这种注塑机比那种有油缸的注塑机还要精密，一个注塑机注塑量到一克的一百分之一都能精确得到，调各种参数时，每设定一个数值，马达就会按数值运动到不同的位置.日常用的电梯也是由伺服马达驱动的，每按一个数字按钮，电梯就会在对应的楼层停下来，这个也是把数字转换成不同的位置的例子，不过把电梯运动位置的参数换成楼层了。这个伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，也就是说它随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转,这样就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，所以伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)，可以根据商店需要来确定线数。这个机械手的原理、方法都有了，大小就不成问题了，同时根据这个多对多的方式，即把多个位置上的每个物品拿起来，可以放到多个不同的位置的任何一个位置上去，就可以确定把这种机械手应用到无人商店里去。这个SMT设备在电子工业世界里都用了几十年了，技术都已经很成熟了。电子元件那么小的都没有问题，对于这个有电子元件100倍大的日常用品就更没有问题了，所以这种伺服马达做的机械手在用在无人商店上是没有问题的。只需要对SMT设备里贴片部分进行优化，就可以设计出一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，这个机械手的精度要远远低于这个SMT贴片机注塑机的，拿一个商品，误差不超过一个厘米都没事。京东，顺丰等企业在分拣包裹时用了那么多的小机器人在来来回回地跑，网络上还称为中国的一大创举，实际上用这个机械手更合适，成本更低，更简单。顾客扫贴在商品上的本店二维码后或者通过其他设备输入所购买商品的信息，商店系统里控制器就会收到商品信息，就把商品信息传输给在仓储区内的机械手，等顾客付款后，机械手就去把在仓储区内这个按照系统指定位置放置的商品(仓储区里的商品可以不贴二维码)拿到系统指定的取物处，顾客就可以通过手机平板等设备把取物处的门打开，就可以把所买的商品取走了。有用到这个机械手的无人商店在空间上分为操作区和仓储区，操作区主要是摆放所要售卖的商品，供客户选择扫码用，仓储区主要是存放所售卖的商品，仓储区和操作区是分开的，客户只能在操作区看商品，扫码，不能进入仓储区的。当客户在操作区看到商品后，想购买，就拿手机或者其他扫码设备来扫贴在商品上的本店二维码，想购买商品的信息就通过手机或平板等网络(3G,4G,5G,Wifi,BT等等)传到该商店的控制器，控制器就通过这个伺服马达机械手去拿这些商品放到取物处，客户去取物处拿商品就可以了。由于这个机械手精度要求可以不高，经过很多次运行后，累计的误差可能会有些大，所以要指定一个取物处为基本原点，当机械手运动到这里时，机械手系统就会自动把位置信息归零，一切从头计算，误差就清零了。有的一个商店有两个操作区，因为仓储区内商品摆放是一排一排的，在一排排货架的两端都可以设置成一个操作区。商店概略如图1，其中注释1表示取物处，2表示储货架，3表示机械手，4表示展示柜，5表示仓储区，6表示总控制器，7表示机械手控制器，8表示手臂组件,9表示购物箱组件，10表示操作区。由此可见该无人商店系统由这几部分组成，操作区(操作区内商品都要贴上本店的二维码和价格)，仓储区(仓储区内商品严格按所录入位置摆放)，机械手，取物处，总控制器等组成。操作区里展示的商品摆放也有一定的讲究，日常用品消耗多的要摆放在显眼的地方，日常用的较少的商品可以放在角落里，并按种类分清楚摆放，如纸品要放在一起，饮料也归为一大类，单独放在一起，食品类也单独放在另一个地方，个别消耗大的可以多摆几个同样的，以便多个客户扫码，等等都要分类放置,如图2，注释里11表示行的标识(行数)，12表示列的标识(列数)，13表示的二维码，14表示的是商品的标签。操作区设置多个取物处，可供多人同时购物，基本上在操作区下面最下面的一层都是取物处，每个顾客在手机上扫码后买单完了，系统就通过手机通知顾客在哪个取物处取商品，等顾客到了这个取物处时，就在手机里开关设置里打开取物处，就可以把所购的商品去走了。之所以要在手机里设置取物处的开关，就怕这个顾客的商品被别的顾客拿走了。取物处的开关是由系统供电的电磁阀控制的，当取物处的门关闭时，电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，所述机械手的移动水平导轨设置在储货架上方，其特征在于，包括固定水平导轨、固定水平导轨马达、移动水平导轨、移动水平导轨马达、固定水平导套、移动水平导套、机械手控制器、手臂组件、购物箱组件，其中所述购物箱组件包括购物箱升降机构，所述购物箱升降机构包括购物箱升降马达，固定水平导轨上安装有固定水平导套，固定水平导套上安装有移动水平导轨，移动水平导轨安装有移动水平导套，移动水平导套上安装有手臂组件，固定水平导轨马达驱动固定水平导套上的移动水平导轨在固定水平导轨上移动，移动水平导轨马达驱动手臂组件和购物箱组件在移动水平导轨上一起移动，所述机械手控制器根据顾客订单自动生成机械手运动程式，所述机械手控制器生成运动程式的依据包括位置、重量、体积、长度，所述机械手运动程式只执行一次。

【技术特征摘要】
2018.06.20 CN 20181063344131.一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，所述机械手的移动水平导轨设置在储货架上方，其特征在于，包括固定水平导轨、固定水平导轨马达、移动水平导轨、移动水平导轨马达、固定水平导套、移动水平导套、机械手控制器、手臂组件、购物箱组件，其中所述购物箱组件包括购物箱升降机构，所述购物箱升降机构包括购物箱升降马达，固定水平导轨上安装有固定水平导套，固定水平导套上安装有移动水平导轨，移动水平导轨安装有移动水平导套，移动水平导套上安装有手臂组件，固定水平导轨马达驱动固定水平导套上的移动水平导轨在固定水平导轨上移动，移动水平导轨马达驱动手臂组件和购物箱组件在移动水平导轨上一起移动，所述机械手控制器根据顾客订单自动生成机械手运动程式，所述机械手控制器生成运动程式的依据包括位置、重量、体积、长度，所述机械手运动程式只执行一次。2.根据权利要求1所述的一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，其特征在于，所述机械手的移动水平导轨在固定水平导轨上能移动的最大距离L1，0.1米＜L1＜500米。3.根据权利要求1所述的一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，其特征在于，所述机械手的移动水平导套在移动水平导轨上能移动的最大距离L2，0.1米＜L2＜500米。4.根据权利要求1所述的一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，其特征在于，所述机械手的购物箱升降导套在购物箱升降导轨上能移动的最大距离L7，0.1米＜L7＜100米。5.根据权利要求1所述的一种有升降购物箱的双轴单臂机械手，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市太惠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44