一种小型塔式智能搬运车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型塔式智能搬运车，包括车架，在车架上设置有底盘行进机构单元、智能控制单元和用于夹持抓取物料的抓放机构单元；其中，底盘行进机构单元包括分别与直流电机相连接的麦克纳姆轮，还有灰度传感器和激光或超声波测距传感器；智能控制单元，用于控制抓取机构单元实现抓取、旋转，以及底盘行进机构单元的运动；抓取机构单元包括机械爪、步进电机、同步带轮、旋转杆。其结构简单，适用于对货物进行搬运，通过抓取装置，可直接对货物进行抓取搬运，满足智能自主识别物料信息的功能，可进入复杂工作环境区域工作，不需要装载机械进行配合工作，能够有效提高货物搬运的效率，降低货物的运输成本。降低货物的运输成本。降低货物的运输成本。

【技术实现步骤摘要】
一种小型塔式智能搬运车


[0001]本技术属于物料搬运
，具体涉及一种小型塔式智能搬运车。

技术介绍

[0002]搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，液压电压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。但是，现有的大多数搬运机器人均不具有对货物进行颜色形状识别且位置距离测量的能力，需要装载机械配合对其进行装卸，使运载成本提高，而卸货的效率降低。
[0003]现在的搬运机器人在部分复杂的工作环境中，无法正常的行进与工作，也不能满足机器物体识别与测距的功能，上部抓取杆的转动精度不够精确导致无法正常的抓取货物以及卸载放入指定区域，且需要对货物进行装载机械对货物装载，庞大的机身使其不具有广泛的适用性，整体运行成本昂贵，并且效率低下，不利于提高货物的搬运效率。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本技术的目的在于，提供一种可实现超复杂环境内准确抓取物料功能的小型塔式智能搬运车。
[0005]为了实现上述任务，本技术采用如下的技术解决方案：
[0006]一种小型塔式智能搬运车，包括车架，其特征在于，在车架上设置有底盘行进机构单元、智能控制单元和用于夹持抓取物料的抓放机构单元；其中：
[0007]所述底盘行进机构单元包括：设置在车架下方的底盘，在底盘四角设置的麦克纳姆轮，麦克纳姆轮通过轴承与直流电机相连接，直流电机安装在底盘的内腔顶部，底盘的内腔四角均设置有输出端，所述输出端分别对应于麦克纳姆轮固接的直流电机，直流电机通过轴承带动麦克纳姆轮以不同转速进行方向控制；在底盘四周中央对称设置有4个灰度传感器；在底盘一侧以及底盘一侧上方的连杆上，分别设置两个方向相互正交的激光或超声波测距传感器；
[0008]所述抓放机构单元包括：设置在车架中央的电动转台，在电动转台底部连接有第一舵机，第一舵机上端连接有步进电机；电动转台上方一侧通过一对旋转杆连接升降杆，在旋转杆与升降杆的连接处设置有同步带轮，在升降杆上有摄像头，在升降杆下方连接有第二舵机，第二舵机通过机械爪保护外壳连接第三舵机，第三舵机与机械爪相连接；在电动转台上靠近旋转杆一侧还设置有万向球；
[0009]所述智能控制单元为在底盘内腔底部安装的控制电路板，控制电路板上的元器件包括视觉模块、驱动电路板、单片机和扩展电路板；其中：
[0010]驱动电路板为两个二路电机驱动电路板，可通过驱动直流电机对四个麦克纳姆轮进行控制；
[0011]扩展电路板为灰度传感器和超声传感器提供足够的电源接口，并将相关的单片机IO口单独引出方便连线；
[0012]视觉模块用于接收摄像头识别货物特征信息形成的电信号，并进行数据处理后将数据传输给单片机，单片机对数据进行有效分析后，将操作命令传输给驱动电路板和扩展电路板，由驱动电路板和扩展电路板对直流电机、电动转台、第一舵机、第二舵机、第三舵机、机械爪进行控制，使得机械爪夹取货物，并随着麦克纳姆轮的滚动，将货物运输至指定位置；
[0013]到达指定位置后，视觉模块将信息传递至单片机，单片机发出驱动步进电机指令，使步进电机带动升降杆向下运动，降低高度，到达指定高度后，机械爪由第三舵机带动向外转动，放置物品，动作完成。
[0014]本技术的其它特点是：
[0015]所述单片机采用Arduino Mega 2560单片机。
[0016]所述视觉模块采用OpenMV4Cam H7Plus OV5640视觉模块。
[0017]所述麦克纳姆轮为全向轮。
[0018]所述智能控制单元还包括外接电源，外接电源分别与驱动电路板、单片机和扩展电路板相连接。
[0019]所述摄像头采用OpenMV摄像头。
[0020]本技术的小型塔式智能搬运车，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
[0021]采用麦克纳姆轮负责小型塔式智能搬运车的运动，电动转台负责将抓放机构旋转至需搬运的物料的正上方，再通过步进电机与机械爪将物料抓起至合适位置，智能控制单元通过传感器采集信息经单片机分析处理后控制机械爪的第二舵机和机械爪的第一舵机实现上述功能，在控制电动转台运动将旋转杆旋转至合适角度，从而带动底盘行进机构单元运动，此装置不需要改变机身位置来控制前进方向，极大地简便搬运过程，提高搬运物料的效率，且机身小、重量轻的特点使其有极强的环境适应性。
[0022]抓放机构单元用于在复杂环境中准确抓取货物，且到达指定位置后平稳放置。
[0023]通过控制第三舵机可以实现旋转杆上的物料在任意适当角度平稳悬停。
[0024]通过设置的摄像头能够图片采集货物信息，实现抓放机构单元精准夹取操作。
[0025]智能控制单元的视觉模块通过灰度传感器采集货物的信息，经单片机分析处理后控制抓取机构单元上的机械爪上的第一舵机与第二舵机实现抓取及旋转的功能。
[0026]设置外接电源能够为搬运车及各控制模块提供持续的稳定动力支持。
[0027]由于机身的特殊性，车身前进只需要控制旋转杆合适位置即可，车架四角的麦克纳姆轮在通过智能控制单元信息处理也能实现在狭小空间前进。
附图说明
[0028]图1为本技术的小型塔式智能搬运车结构示意图；
[0029]图2为图1的侧视结构示意图；
[0030]图3为图1的俯视结构示意图；
[0031]图4为底盘行进机构单元结构示意图；
[0032]图5为底盘行进机构单元仰视结构示意图；
[0033]图6为本抓放机构单元结构示意图。
[0034]图7为智能控制单元的内部结构示意图；
[0035]图中的标记分别表示：1、灰度传感器，2、麦克纳姆轮，3、直流电机，4、底盘，5、超声波传感器，6、连杆，7、机械爪，8、第三舵机，9、机械爪保护外壳，10、第二舵机，11、车架，12、第一舵机，13、电动转台，14、OpenMV摄像头，15、同步带轮，16、升降杆，17、万向球，18、旋转杆，19、步进电机。
[0036]以下结合附图和实施例对本技术作进一步地详细说明。
具体实施方式
[0037]在以下的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型塔式智能搬运车，包括车架(11)，其特征在于，在车架(11)上设置有底盘行进机构单元、智能控制单元和用于夹持抓取物料的抓放机构单元；其中：所述底盘行进机构单元包括：设置在车架(11)下方的底盘(4)，在底盘(4)四角设置的麦克纳姆轮(2)，麦克纳姆轮(2)通过轴承与直流电机(3)相连接，直流电机(3)安装在底盘(4)的内腔顶部，底盘(4)的内腔四角均设置有输出端，所述输出端分别对应于麦克纳姆轮(2)固接的直流电机(3)，直流电机(3)通过轴承带动麦克纳姆轮(2)以不同转速进行方向控制；在底盘(4)四周中央对称设置有4个灰度传感器(1)，在底盘(4)一侧以及底盘(4)一侧上方的连杆(6)上，分别设置两个方向相互正交的激光或超声波测距传感器(5)；所述抓放机构单元包括：设置在车架(11)中央的电动转台(13)，在电动转台(13)底部连接有第一舵机(12)，第一舵机(12)上端连接有步进电机(19)；电动转台(13)上方一侧通过一对旋转杆(18)连接升降杆(16)，在旋转杆(18)与升降杆(16)的连接处设置有同步带轮(15)，在升降杆(16)上有摄像头(14)，在升降杆(16)下方连接有第二舵机(10)，第二舵机(10)通过机械爪保护外壳(9)连接第三舵机(8)，第三舵机(8)与机械爪(7)相连接；在电动转台(13)上靠近旋转杆(18)一侧还设置有万向球(17)；所述智能控制单元为在底盘(4)内腔底部安装的控制电路板，控制电路板上的元器件包括视觉模块、驱动电路板、单片机和扩展电路板；其中：驱动电路板为两个二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮亮，邓伟，佘红旭，张苏鸾，田浩，窦泽康，董秋江，张未知，张锦华，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：