全向移動轉(zhuǎn)運機器人制造技術

本發(fā)明專利技術公開一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人，包括移動底盤、載貨架、旋轉(zhuǎn)機構、升降機構、機械手、視覺系統(tǒng)、激光傳感器、控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，移動底盤采用麥克納姆輪，實現(xiàn)全向移動，升降機構能夠調(diào)節(jié)機械手的高度，旋轉(zhuǎn)機構可以實現(xiàn)立柱的任意角度的回轉(zhuǎn)運動，再配合具有七個自由度的機械手，使工作范圍加大，激光傳感器和視覺系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確制導，操作方便，動作快捷，由它取代人工作業(yè)不僅降低了工作強度，提高了生產(chǎn)效率，且其具有高度靈活性和柔性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種轉(zhuǎn)運機器人，尤其涉及一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人。
技術介紹
移動機器人是機器人研究領域的一個重要組成部分。目前，在美國、日本等發(fā)達國家，機器人已應用于商場導購、物品移送、家居服務和大面積清掃等多個服務領域。如何能夠在狹窄、擁擠的場合靈活快捷地自由運動，成為機器人研究和設計的難點問題。本專利技術機器人能夠?qū)崿F(xiàn)全向移動，簡化機器人動作，使用于復雜狹小和特殊工作環(huán)境。隨著工廠生產(chǎn)自動化以及柔性制造系統(tǒng)、自動化立體倉庫的廣泛應用，建立新型物流管理系統(tǒng)使其實現(xiàn)作業(yè)連續(xù)化顯得尤為重要。最近幾年自動化搬運裝卸應用范圍和技術水平得到了迅猛的發(fā)展，其中機器人的應用越來越廣泛。針對搬運和裝卸作業(yè)的所有要求和特點，本專利是一款具有高度靈活性和柔性的全向移動轉(zhuǎn)運機器人。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人，該機器人可以在在狹窄、擁擠的場合靈活快捷地自由運動和工作，實現(xiàn)精確的定位導航，對象檢測，裝卸物品、檢測物品并且轉(zhuǎn)運該物品，解決人工接貨和裝車的需求不足和人工裝卸存在對貨物損壞的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、大批量地分揀貨物的特點。本專利技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人，包括移動底盤、載貨架、旋轉(zhuǎn)機構、升降機構、機械手、視覺系統(tǒng)、激光傳感器、控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，載貨架位于移動底盤的上方，升降機構位于載貨架前方且與旋轉(zhuǎn)機構、移動底盤連接，機械手通過旋轉(zhuǎn)機構與升降機構連接，控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)均位于移動底盤內(nèi)，激光傳感器固定在移動底盤的前后部位的左下方，視覺系統(tǒng)固定在移動底盤、機械手上。優(yōu)選地，所述移動底盤包括伺服電機、麥克納姆輪、聯(lián)軸器、電機支架，且是所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人的主體部分，伺服電機固定在電機支架上，聯(lián)軸器一端與伺服電機連接，電機支架與移動底盤連接，移動底盤上有四個麥克納姆輪，每個麥克納姆輪分別由一個伺服電機控制。優(yōu)選地，所述麥克納姆輪為麥克納姆輪，使機器人全向移動，且每個麥克納姆輪有一個電機控制，可實現(xiàn)底盤任意方向點對點的運動，所述電機為伺服電機。優(yōu)選地，所述升降機構包括立柱、同步帶輪、齒輪、齒輪軸、深溝球軸承、第二軸承座、電機、導軌、滑塊，同步帶輪和齒輪配合且與方形板固定，齒輪與齒輪軸連接，齒輪軸與深溝球軸承配合，深溝球軸承與第二軸承座配合，第二軸承座、電機、導軌都固定在立柱上，滑塊與導軌配合，滑塊之間通過方形板連接。優(yōu)選地，所述立柱是橫截面積為正方形的長方體，所述電機是直角減速機。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)機構包括旋轉(zhuǎn)軸、蝸輪蝸桿電機、聯(lián)軸器、推力軸承、第一軸承座，旋轉(zhuǎn)軸位于所述立柱的中心位置且與其連接，渦輪蝸桿電機固定于所述立柱的底部且與聯(lián)軸器一端連接，聯(lián)軸器另一端與旋轉(zhuǎn)軸相連接，推力軸承與所述移動底盤固定且與旋轉(zhuǎn)軸配合，推力軸承位于第一軸承座上，第一軸承座固定于所述立柱的底面上。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括工控機、控制器、風扇，工控機位于移動底盤內(nèi)部中間左側(cè)，控制器固定在移動底盤的右側(cè)，風扇位于移動底盤內(nèi)的前部位置，控制系統(tǒng)涉及傳感技術、驅(qū)動技術、控制理論和控制算法對移動底盤、機械手、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)和激光傳感器的數(shù)據(jù)進行分析和下發(fā)。優(yōu)選地，所述控制器為PLC可編程控制器。優(yōu)選地，所述機械手包括底座、手臂、手腕、手爪、末端執(zhí)行裝置，且有七個自由度，使工作范圍加大，機械手在所述立柱上由同步帶輪帶動其上下運動，自由調(diào)節(jié)高度，底座固定在所述升降機構滑塊的一個連接板上，手臂與底座、手腕連接，手腕與手臂、手爪連接，末端執(zhí)行裝置固定于手爪上。優(yōu)選地，所述手爪包括滑軌、電動缸、側(cè)板、力傳感器，力傳感器固定于所述手腕上實施檢測抓取力的大小，側(cè)板和滑軌相連接，使側(cè)板能夠自由伸縮，完成抓取物體的動作；所述末端執(zhí)行裝置為一組滑軌，由電動缸帶動。優(yōu)選地，所述激光傳感器包括第一激光傳感器、第二激光傳感器，對機器人周圍進行實施掃描并繪制地圖，由控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的分析和下發(fā)，有效保證轉(zhuǎn)運精度。優(yōu)選地，所述視覺系統(tǒng)包括第一視覺傳感器、第二視覺傳感器，第一視覺傳感器固定在移動底盤前部的中間位置，第二視覺傳感器固定在手爪上；第一視覺傳感器和第二視覺傳感器構成全向移動轉(zhuǎn)運機器人的雙目視覺機構。優(yōu)選地，所述第二視覺傳感器對要抓取物體進行識別，將控制信號傳遞給機械手末端的執(zhí)行器。優(yōu)選地，所述載貨架是方形載物箱，避免機器人在移動過程中貨物散落。優(yōu)選地，所述充電系統(tǒng)包括電池組。本專利技術的有益效果為：所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人自動化及智能化程度高，全向移動的特征使其能夠擴大工作范圍，全向轉(zhuǎn)運平臺通過激光傳感器、視覺傳感器和力矩傳感器的協(xié)作，完成工廠內(nèi)結(jié)構環(huán)境下的自主定位導航、目標精確定位及方便快捷的對象檢測。融合多傳感器完成自動化分揀中心的智能轉(zhuǎn)運及裝卸任務,替代人工完成復雜沉重且易造成損壞的任務。通過激光傳感器與視覺傳感器的協(xié)作完成定位精度補償實現(xiàn)機器人的精確定位。該全向移動機器人平臺著眼于自動化物流中心的智能化提升，對物流行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供參考。其次，地鐵檢修、風電核電大型設備的裝配及噴涂，自動焊接、涂膠，火箭飛機蒙皮的智能化鉚接，現(xiàn)代化無人工廠及新一代流水線都可應用該全向移動轉(zhuǎn)運機器人。由它取代人工作業(yè)會提高生產(chǎn)效率，提高安全性能。附圖說明圖1為本專利技術全向移動轉(zhuǎn)運機器人的整體結(jié)構示意圖；圖2為本專利技術全向移動轉(zhuǎn)運機器人的移動底盤的結(jié)構示意圖；圖3為本專利技術全向移，動轉(zhuǎn)運機器人的升降機構和旋轉(zhuǎn)機構的結(jié)構示意圖；圖4為本專利技術中手爪的結(jié)構示意圖。具體實施方式本專利技術的優(yōu)選實施案例結(jié)合附圖詳述如下：下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本專利技術的技術方案。請參照圖1至3所示，于本實施例中，一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人包括移動底盤1、升降機構、旋轉(zhuǎn)機構、載貨架3、激光傳感器、視覺系統(tǒng)、機械手、控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，載貨架3位于移動底盤1的上方，升降機構位于載貨架3前方且與旋轉(zhuǎn)機構、移動底盤1連接，機械手通過旋轉(zhuǎn)機構與升降機構連接，控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)均位于移動底盤1內(nèi)，激光傳感器固定在移動底盤1的前后部位的左下方，視覺系統(tǒng)固定在移動底盤1、機械手上。移動底盤1包括伺服電機29、麥克納姆輪2、聯(lián)軸器、電機支架，且是所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人的主體部分，伺服電機固定在電機支架上，聯(lián)軸器一端與伺服電機連接，電機支架與移動底盤連接；移動底盤上有四個麥克納姆輪2，每個麥克納姆輪分別由一個伺服電機29控制，可自由的轉(zhuǎn)運與停止，通過四個麥克納姆輪運動的合成，可實現(xiàn)底盤任意方向點對點的移動。載貨架3由上下兩層鋁型材方框通過四根鋁型材立柱連接而成，載貨架3制作成箱體，避免機器人在移動過程中貨物散落。升降機構包括立柱4、同步帶輪5、齒輪6、齒輪軸、深溝球軸承13、第二軸承座14、電機、導軌8、滑塊9，同步帶輪5和齒輪6配合且與方形板固定，齒輪6與齒輪軸連接，齒輪軸與深溝球軸承13配合，深溝球軸承13與第二軸承座14配合，第二軸承座14、電機、導軌8都固定在立柱4上，滑塊9與導軌8配合，滑塊9之間通過方形板連接，當?shù)妆P小車運動到適宜的位置，升降機開始做小范圍的調(diào)節(jié)，補償機械手不能到達的空間；立柱4是橫截面積為正方形的長方體，電機是直角減速機7。旋轉(zhuǎn)機構包括旋轉(zhuǎn)軸、蝸輪蝸桿電機10、聯(lián)軸器、推力軸承11、第一軸承座12，旋轉(zhuǎn)軸位于所述升降機構的立柱4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人，其特征在于，所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人包括移動底盤、載貨架、旋轉(zhuǎn)機構、升降機構、機械手、視覺系統(tǒng)、激光傳感器、控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，載貨架位于移動底盤的上方，升降機構位于載貨架前方且與旋轉(zhuǎn)機構、移動底盤連接，機械手通過旋轉(zhuǎn)機構與升降機構連接，控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)均位于移動底盤內(nèi)，激光傳感器固定在移動底盤的前后部位的左下方，視覺系統(tǒng)固定在移動底盤、機械手上。

【技術特征摘要】
1.一種全向移動轉(zhuǎn)運機器人，其特征在于，所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人包括移動底盤、載貨架、旋轉(zhuǎn)機構、升降機構、機械手、視覺系統(tǒng)、激光傳感器、控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，載貨架位于移動底盤的上方，升降機構位于載貨架前方且與旋轉(zhuǎn)機構、移動底盤連接，機械手通過旋轉(zhuǎn)機構與升降機構連接，控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)均位于移動底盤內(nèi)，激光傳感器固定在移動底盤的前后部位的左下方，視覺系統(tǒng)固定在移動底盤、機械手上。2.根據(jù)權利要求1所述的全向移動轉(zhuǎn)運機器人，其特征在于，所述移動底盤包括伺服電機、麥克納姆輪、聯(lián)軸器、電機支架，且是所述全向移動轉(zhuǎn)運機器人的主體部分，伺服電機固定在電機支架上，聯(lián)軸器一端與伺服電機連接，電機支架與移動底盤連接，移動底盤上有四個麥克納姆輪，每個麥克納姆輪分別由一個伺服電機控制。3.根據(jù)權利要求2所述的全向移動轉(zhuǎn)運機器人，其特征在于，所述升降機構包括立柱、同步帶輪、齒輪、齒輪軸、深溝球軸承、第二軸承座、電機、導軌、滑塊，同步帶輪和齒輪配合且與一個方形板固定，齒輪與齒輪軸連接，齒輪軸與深溝球軸承配合，深溝球軸承與第二軸承座配合，第二軸承座、電機、導軌都固定在立柱上，滑塊與導軌配合，滑塊之間通過方形板連接。4.根據(jù)權利要求3所述的全向移動轉(zhuǎn)運機器人，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機構包括旋轉(zhuǎn)軸、蝸輪蝸桿電機、聯(lián)軸器、推力軸承、第一軸承座，旋轉(zhuǎn)軸位于所述立柱的中心位置且與其連接，渦輪蝸桿電機固定于所述立柱的底部且與聯(lián)軸器一端連接，聯(lián)軸器另一端與旋轉(zhuǎn)軸相連接，推力軸承與所述移動底盤固定且...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周梅杰，孫杰，李得勝，楊日升，嵇建成，郭帥，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31