一种物料搬运机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种物料搬运机器人，其特征在于，包括底盘以及设置在底盘上的物料搬运装置和控制模块，所述底盘本体的前后部左右对称设置有车轮，所述各车轮独立驱动；所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块；所述底盘本体中前部设置有主控芯片，所述底盘本体左后部设置移动控制模块；所述底盘本体右后部设置有物料搬运装置控制模块；所述底盘本体前端中部左右对称的设置有循迹模块，所述底盘本体的中部设置有物料搬运装置。本实用新型专利技术使用简单，工作过程全自动，有效的提高了物料搬运的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种物料搬运机器人
本技术属于物料搬运设备领域，具体涉及一种物料搬运机器人。
技术介绍
物料搬运机器人竞赛项目是全国大学生工程训练综合能力竞赛的子项目，比赛规则如下：机器人需要从物料提取区将直径或底边长为50mm，高度为80mm,重量约为60g的圆柱形物料搬运至物料存放区。首先机器人需要行至平板电脑前，平板电脑上会显示存储物料搬运顺序信息的二维码，通过二维码读取需要搬运的三种颜色物料的顺序，再移动到物料提取区按照任务要求的顺序依次将物料搬运并准确放置到物料存放区对应的颜色区域内，完成任务后机器人回到出发区域。根据比赛规则，要想顺利完成比赛任务，必须设计一款具有场地目标位置识别、自主路径规划、自主移动、二维码读取、物料颜色识别、物料抓取和搬运功能的智能移动机器人。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本技术设计了一种物料搬运机器人，可以实现场地目标位置自主识别、自主路径规划、自主移动、二维码读取、物料颜色识别、物料抓取和搬运。为了解决上述存在的技术问题，本技术采用了以下方案：一种物料搬运机器人，包括底盘以及设置在底盘上的物料搬运装置和控制模块，所述底盘本体的前后部左右对称设置有车轮，所述各车轮独立驱动；所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块；所述底盘本体中前部设置有主控芯片；所述底盘本体左后部设置移动控制模块；所述底盘本体右后部设置有物料搬运装置控制模块；所述底盘本体前端中部左右对称的设置有循迹模块；所述底盘本体的中部设置有物料搬运装置。进一步，所述物料搬运装置控制模块由舵机控制芯片构成，所述物料搬运装置控制模块的信号控制端通过信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述移动控制模块由直流电机驱动芯片构成，所述直流电机驱动芯片有两个，所述直流电机芯片可同时独立的控制两个直流电机，所述各直流电机驱动芯片的信号控制引脚通过相对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块，所述图像采集处理模块由单个Openmv组成，所述图像采集处理模块的信号控制引脚通过对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述物料搬运装置包括机械臂、机械爪和舵机部分，所述机械臂由底座和机械臂骨骼组成，所述机械爪为二指式机械爪。所述机械臂通过螺栓连接于所述底盘本体中部，所述机械爪通过螺栓和所述机械臂连接，所述舵机部分包括四个舵机，所述舵机与所述舵机控制芯片连接，所述舵机控制芯片有一个，所述舵机控制芯片的信号控制引脚通过相对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述寻迹模块包括灰度传感器，所述灰度传感器为单路灰度传感器，所述寻迹模块包括五个灰度传感器，所述各灰度传感器通过铜柱与所述底盘本体连接，所述各灰度传感器的信号输入端和信号输出端分别通过信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上。进一步，其特征在于，所述车轮有四个，均为麦克纳姆轮，分别与相对应的电机的输出轴连接，所述电机为直流电机，所述电机通过电机支架固定在所述底盘本体的下方，所述电机支架为L形电机支架，所述电机与相对应的直流电机驱动芯片连接。工作时，所述主控芯片发送PWM波和高低电平给所述电机驱动芯片进而驱动各电机正转或反转，实现物料搬运机器人的前进、后退、向左平移前进、向右平移前进等基本动作；所述各灰度传感器根据检测返回的信号，判断机器人相对场地引导线的位置，进而判断机器人底盘的姿态，并将信号发送给主控芯片，主控芯片按照流程调整机器人姿态，从而实现寻迹行走；所述各灰度传感器根据检测返回的信号，判断机器人在场地中所处的位置，将检测信号发送给所述主控板进行计数，计数到达所设定次数所述主控板发送信息执行所对应的操作，进而实现固定位置处相对应的操作；所述图像采集处理模块读取平板电脑显示的二维码中包含的信息，并将读取信息发送给所述主控板；所述图像采集处理模块识别物料的颜色信息，进而得到物料摆放的位置信息，并将其发送给所述控制板；所述舵机控制板控制所述舵机的运动，使所述物料搬运装置实现物料的夹取操作。该物料搬运机器人具有以下有益效果：(1)本技术可以在设定的比赛场景中实现场地目标位置识别、自主路径规划、自主移动、二维码读取、物料颜色识别、物料抓取和搬运的操作。(2)本技术提供了一种无需人工参与的物料搬运机器人，操作简便、效率高，大大降低了人工成本。(3)本技术物料搬运效率高，物料搬运机器人使用的车轮为麦克纳姆轮，可实现任意方向的平移运动，无需转向，缩短了物料搬运时间，提高了搬运效率。(4)本技术工作稳定可靠，物料搬运机器人通过图像采集处理模块准确读取加工顺序信息和物料摆放位置信息，主控板通过获取的加工顺序信息和物料摆放位置信息控制物料搬运装置准确抓取物料并放至所对应的物料加工区，提高物料抓取的准确性。附图说明图1：本技术实施方式中物料搬运机器人立体结构示意图；图2：本技术实施方式中物料搬运机器人主视结构示意图；图3：本技术实施方式中物料搬运机器人底盘布局示意图；图4：本技术实施方式中物料搬运机器人机械臂爆炸图；图5：本技术实施方式中物料搬运机器人物料搬运装置结构示意图；图6：本技术实施方式中物料搬运机器人机械臂底座三维图；图7：本技术实施方式中物料搬运机器人机械臂骨骼结构示意图；图8：本技术实施方式中物料搬运机器人机械抓结构示意图；图9：本技术实施方式中物料搬运机器人竞赛场地布局示意图。附图标记说明：1—底盘本体；2—舵机控制芯片；31—直流电机驱动芯片Ⅰ；32—直流电机驱动芯片Ⅱ；4—物料搬运装置；41—机械臂骨骼；42—舵机部分；421—右舵机；422—左舵机；423—下舵机；424—上舵机；43—底座；5—图像采集处理模块；61—灰度传感器Ⅰ；62—灰度传感器Ⅱ；63—灰度传感器Ⅲ；64—灰度传感器Ⅳ；65—灰度传感器Ⅴ；7—主控芯片；8—车轮；81—车轮Ⅰ；82—车轮Ⅱ；83—车轮Ⅲ；84—车轮Ⅳ；9—直流电机；91—电机Ⅰ；92—电机Ⅱ；93—电机Ⅲ；94—电机Ⅳ；10—机械爪。具体实施方式下面结合附图，对本技术做进一步说明：图1至图8示出了本技术物料搬运机器人的一种实施方式。图1：本技术实施方式中物料搬运机器人立体结构示意图；图2：本技术实施方式中物料搬运机器人主视结构示意图；图3：本技术实施方式中物料搬运机器人底盘布局示意图；图4：本技术实施方式中物料搬运机器人机械臂爆炸图；图5：本技术实施方式中物料搬运机器人物料搬运装置结构示意图；图6：本技术实施方式中物料搬运机器人机械臂底座三维图。如图1、图2、图3所示，本实施方式中的物料搬运机器人，包括底盘本体1以及对称设置在底盘本体1左右两侧的车轮8，各车轮独立驱动。底盘本体1的中前部设置有主控芯片7，底盘本体1的左后部设置有移动控制模块3；底盘本体1的右后部设置有物料搬运装置控制模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物料搬运机器人，其特征在于，包括底盘以及设置在底盘上的物料搬运装置和控制模块，所述底盘本体的前后部左右对称设置有车轮，所述各车轮独立驱动；所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块；所述底盘本体中前部设置有主控芯片；所述底盘本体左后部设置移动控制模块；所述底盘本体右后部设置有物料搬运装置控制模块；所述底盘本体前端中部左右对称的设置有循迹模块；所述底盘本体的中部设置有物料搬运装置，所述物料搬运装置控制模块由舵机控制芯片构成，所述物料搬运装置控制模块的信号控制端通过信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述移动控制模块由直流电机驱动芯片构成，所述直流电机驱动芯片有两个，所述直流电机芯片可同时独立的控制两个直流电机，所述各直流电机驱动芯片的信号控制引脚通过相对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块，所述图像采集处理模块由单个Openmv组成，所述图像采集处理模块的信号控制引脚通过对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述物料搬运装置包括机械臂、机械爪和舵机部分，所述机械臂由底座和机械臂骨骼组成，所述机械爪为二指式机械爪，所述机械臂通过螺栓连接于所述底盘本体中部，所述机械爪通过螺栓和所述机械臂连接，所述舵机部分包括四个舵机，所述舵机与所述舵机控制芯片连接，所述舵机控制芯片有一个，所述舵机控制芯片的信号控制引脚通过相对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述寻迹模块包括灰度传感器，所述灰度传感器为单路灰度传感器，所述寻迹模块包括五个灰度传感器，所述各灰度传感器通过铜柱与所述底盘本体连接，所述各灰度传感器的信号输入端和信号输出端分别通过信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种物料搬运机器人，其特征在于，包括底盘以及设置在底盘上的物料搬运装置和控制模块，所述底盘本体的前后部左右对称设置有车轮，所述各车轮独立驱动；所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块；所述底盘本体中前部设置有主控芯片；所述底盘本体左后部设置移动控制模块；所述底盘本体右后部设置有物料搬运装置控制模块；所述底盘本体前端中部左右对称的设置有循迹模块；所述底盘本体的中部设置有物料搬运装置，所述物料搬运装置控制模块由舵机控制芯片构成，所述物料搬运装置控制模块的信号控制端通过信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述移动控制模块由直流电机驱动芯片构成，所述直流电机驱动芯片有两个，所述直流电机芯片可同时独立的控制两个直流电机，所述各直流电机驱动芯片的信号控制引脚通过相对应的信号线连接到所述主控芯片对应的引脚上，所述底盘本体前部设置有图像采集处理模块，所述图像采集处理模块由单个Openmv组成，所述图像采集处理模块的信号控制引脚通过对应的信号线连接到所述主控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治文，杨田，张硕，史颖刚，刘利，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61