一種適用于多場景的移動機器人工作中心制造技術

技術編號：42868950 閱讀：21 留言：0更新日期：2024-09-27 17:30

一種適用于多場景的移動機器人工作中心，包括任務調度系統，自主移動機器人庫、執行機構庫與末端執行器庫；自主移動機器人庫包含了若干個不同類型的移動機器人；執行機構庫包含了若干個不同類型的執行機構，若干個不同類型的執行機構以網格狀的布局形式分布在第一格柵內；末端執行器庫包含了若干個與不同類型的執行機構相適配的末端執行器，若干個所述末端執行器以網格狀的布局形式分布在第二格柵內；任務調度系統接收上位機分配的工作任務以后，將工作任務分解成若干個執行命令。本發明專利技術中的移動機器人可以根據所執行的任務類型，自由搭載不同的執行機構與末端執行器，滿足了不同的功能需求，提高了機器人的利用率，降低了企業運營成本。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及移動機器人，具體涉及一種適用于多場景的移動機器人工作中心。

技術介紹

1、隨著社會生產中的人力成本逐步增高，機器人在不同場合下的應用也越來越廣泛。工業機器人可以取代人工完成加工、上下料、碼垛、搬運、巡檢等任務，這可以極大減輕工人的勞動強度，有效降低生產單位的人力成本，且數據化、標準化的執行動作降低了任務執行的不確定性，更有利于生產工藝的管理和優化改進。

2、移動機器人作為一種典型的工業機器人，根據移動機器人搭載的執行機構分類，其可以分為叉車機器人、頂升機器人、滾筒機器人、牽引機器人、機械臂融合機器人、巡檢機器人等，它們可以完成諸如叉舉、頂升裝卸、搬運、滾筒移載、牽引、裝配、巡檢等單一的功能，在汽車制造業、3c半導體、煙草行業、倉儲物流等大批量生產任務的場景中得到廣泛的應用。但對于一些特殊應用場景，其需要執行的任務種類多、每項任務的生產需求少，且產品型號和種類變化快。若采用傳統單一功能的移動機器人，其無法滿足多任務、多場景的使用需求，需要配備多個不同種類的移動機器人去完成不同的任務；移動機器人可以模塊化更換其上搭載的執行機構，來完成不同類型的工作任務，但是大多采用的是手動裝卸且安裝接口不統一，裝卸時自動化水平不夠高且效率較低；同時單項任務生產需求少，單一功能的機器人經常處于閑置狀態，其利用率往往不高，這些問題導致企業的運營成本過高或資源浪費，不利于企業的智慧化轉型升級，導致移動機器人在工程制造業、離散制造業、輕工業等傳統制造業領域的應用仍然較少。

技術實現思路

<p>1、本專利技術旨在解決移動機器人在柔性化生產和小批量、多批次、多品種生產等場景中的單機器人功能不足或多機器人同時工作時利用率不高、資源浪費等問題。

2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：

3、一種適用于多場景的移動機器人工作中心，包括任務調度系統，自主移動機器人庫、執行機構庫與末端執行器庫；

4、所述自主移動機器人庫包含了若干個不同類型的移動機器人，所述若干個不同類型的移動機器人可按相應的導航方式沿設定軌道自主移動；

5、所述執行機構庫包含了若干個不同類型的執行機構；

6、所述末端執行器庫包含了若干個與不同類型的執行機構相適配的末端執行器；

7、所述任務調度系統被配置為接收上位機分配的工作任務，并將工作任務分解成若干個執行命令，當所述工作任務需要執行機構與末端執行器配合執行時，所述任務調度系統將第一執行命令發送給相應的移動機器人、執行機構與末端執行器，所述第一執行命令用于指示所述移動機器人與執行機構及末端執行器的配對并沿設定軌道運動至工作中心，執行相應的工作任務；當所述工作任務只由執行機構獨立執行時，所述任務調度系統將第二執行命令發送給相應的移動機器人與執行機構，所述第二執行命令用于指示所述移動機器人與執行機構配對并沿設定軌道運動至工作中心，執行相應的工作任務。機器人攜帶執行機構進入目標工位開始執行特定的工作任務時，整個過程中無需人為干預，全程自動化、智能化，充分減少了勞動力。

8、進一步，所述執行機構庫包括豎直設置的四條導軌，所述第一格柵水平設置在四條導軌圍成的空間頂部，所述執行機構以網格狀的布局形式分布在第一格柵內，所述執行機構在收到任務調度系統發送的執行命令以后，所述第一格柵沿四條導軌向下移動，同時，所述執行機構在磁吸式滑塊的作用下沿第一格柵內的導軌向下滑動，也可以僅由第一格柵沿四條導軌向下移動，或者僅由執行機構在磁吸式滑塊的作用下沿第一格柵內的導軌向下滑動。當所述執行機構運動至接近第一接口時，執行機構通過設置在移動機器人平臺上的第一接安裝到移動機器人平臺上。

9、進一步，所述執行機構的拆裝還可以通過快換機構實現，當移動機器人移動到執行機構庫時，所述快換機構收到任務調度系統發送的執行命令并取出第一格柵中對應的執行機構，然后通過設置在執行機構和移動機器人平臺上相適配的第一接口將執行機構快速安裝到移動機器人平臺上；當移動機器人完成相應的工作任務以后，所述快換機構取出執行機構并放回第一格柵中的相應位置，以供下個工作周期使用，完成執行機構的拆除。

10、進一步，當所述工作任務需要執行機構與末端執行器配合執行時，所述執行機構為多功能機械臂，所述末端執行器包括與多功能機械臂相適配的焊槍、噴槍、夾爪和拋光機，所述執行機構與末端執行器配合執行的工作任務包括焊接、噴涂、上下料與拋光。通過不同的末端執行器的選擇滿足更多任務的需求。

11、進一步，若干個所述末端執行器以網格狀的布局形式分布在第二格柵內，所述末端執行器通過電磁式卡扣固定在第二格柵內，當移動機器人搭載多功能機械臂移動至第二格柵處相對應的末端執行器所在位置時，電磁式卡扣放松，所述多功能機械臂自動對準末端執行器上的第二接口，然后通過電子鎖自動鎖緊，完成末端執行器的安裝。

12、進一步，所述工作任務只由執行機構獨立執行時，所述執行機構包括轉移運送機構、牽引機構和數據采集模塊和監測模塊，具體地，轉移運送機構包括但不限于背簍、皮帶、滾筒、頂升機構，所述執行機構完成的任務包括裝配、搬運、移栽、牽引和巡檢作業。通過不同的機器人執行機構的搭配滿足不同任務功能需求。

13、進一步，所述移動機器人包括移動機器人平臺，所述移動機器人平臺與執行機構上設置有相適配的第一接口，所述多功能機械臂與執行機構上設置有相適配的第二接口，所述第一接口和第二接口均包括機械連接接口、電氣連接接口與控制軟件接口，所述機械連接接口用于固定移動機器人平臺與執行機構，和，所述機械連接接口用于固定多功能機械臂與末端執行器，所述電氣連接接口包括供電接口和控制通訊接口，所述電氣連接接口為執行機構和末端執行器提供電源和控制信號，所述第一接口與第二接口的動力源來自氣動、電動或液壓。

14、進一步，所述移動機器人平臺頂部設置有一組或多組第一接口，當移動機器人平臺頂部設置有多組第一接口時，所述移動機器人平臺可同時搭載多個執行機構并一次完成多項任務。

15、進一步，所述自主移動機器人庫還包含了不同類型的移動機器人，移動機器人的額定載荷可以是但不限于輕載、中載和重載，移動機器人的尺寸可以是但不限于小型、中型及大型，移動機器人的運動形式可以是但不限于輪式、履帶式及足式，移動機器人的導航方式可以是但不限于磁導航、二維碼導航、慣性導航、激光導航、視覺導航、slam導航、衛星導航及混合導航，在任務調度系統的統一調度下通過配置不同的移動機器人來適應不同的工作場景。所述自主移動機器人庫中還配置了若干個為移動機器人提供動力源的自動充電樁，自動充電樁可以根據移動機器人的尺寸和型號，自動匹配充電電壓和充電探針間距，機器人可以在電量不足時自動導航到充電樁前完成充電；為移動機器人在非工作狀態下提供停靠點的停車位以及滿足移動機器人多種場景需求的通信方式；多種通信方式可以是但不限于光通信、工業以太網、5g通信及藍牙通信，多種通信方式滿足了低延時、穩定性高、保密環境等多種場景下的通信需求。

16、本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，包括任務調度系統，自主移動機器人庫、執行機構庫與末端執行器庫；

2.根據權利要求1所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述執行機構庫包括豎直設置的四條導軌(1)，所述四條導軌(1)圍成的空間頂部水平設置有第一格柵(2)，所述執行機構以網格狀的布局形式分布在第一格柵(2)內，所述執行機構收到任務調度系統發送的執行命令后，所述第一格柵(2)沿四條導軌向下移動，和/或，所述執行機構在磁吸式滑塊(3)的作用下沿第一格柵(2)內的導軌向下滑動，當所述執行機構向下運動至接近移動機器人平臺的第一接口時，所述執行機構通過第一接口安裝到移動機器人平臺上。

3.根據權利要求2所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述執行機構的安裝還通過快換機構實現，當移動機器人移動到執行機構庫時，所述快換機構收到任務調度系統發送的第一執行命令或第二執行命令并取出第一格柵(2)中對應的執行機構，通過設置在執行機構和移動機器人平臺上相適配的第一接口將執行機構安裝到移動機器人平臺上。

4.根據權

5.根據權利要求4所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，若干個所述末端執行器以網格狀的布局形式分布在第二格柵內，所述末端執行器通過電磁式卡扣固定在第二格柵內，當移動機器人搭載多功能機械臂移動至第二格柵處相對應的末端執行器所在位置時，電磁式卡扣放松，所述多功能機械臂自動對準末端執行器上的第二接口，完成末端執行器的安裝。

6.根據權利要求1所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，當所述工作任務只由執行機構獨立執行時，所述執行機構包括轉移運送機構、牽引機構和數據采集模塊和監測模塊。

7.根據權利要求4所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述移動機器人包括移動機器人平臺，所述移動機器人平臺與執行機構上均設置有相適配的第一接口，所述多功能機械臂與執行機構上均設置有相適配的第二接口，所述第一接口和第二接口均包括機械連接接口、電氣連接接口與控制軟件接口，所述機械連接接口用于固定移動機器人平臺與執行機構，和，所述機械連接接口用于固定多功能機械臂與末端執行器，所述電氣連接接口包括供電接口和控制通訊接口，所述電氣連接接口為執行機構和末端執行器提供電源和控制信號，所述第一接口與第二接口的動力源來自氣動、電動或液壓。

8.根據權利要求7所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述移動機器人平臺的頂部設置有一組或多組第一接口，當移動機器人平臺頂部設置有多組第一接口時，所述移動機器人平臺可同時搭載多個執行機構并一次完成多項任務。

9.根據權利要求1所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述自主移動機器人庫還包含了若干個為移動機器人提供動力源的自動充電樁，為移動機器人在非工作狀態下提供停靠點的停車位以及滿足移動機器人多種場景需求的通信方式。

10.根據權利要求1所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，所述任務調度系統接收上位機分配的工作任務為多項時，所述任務調度系統根據不同的工作任務所對應的優先級將第三執行命令依次發送給相應的移動機器人，所述第三執行命令用于指示所述移動機器人駛出移動機器人庫。

...

【技術特征摘要】

1.一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，包括任務調度系統，自主移動機器人庫、執行機構庫與末端執行器庫；

4.根據權利要求1所述的一種適用于多場景的移動機器人工作中心，其特征在于，當所述工作任務需要執行機構與末端執行器配合執行時，所述執行機構為多功能機械臂，所述末端執行器包括與多功能機械臂相適配的焊槍、噴槍、夾爪和拋光機。

【專利技術屬性】
技術研發人員：卞長生，陶怡，楊會甲，陳海江，張歧，王露，喬會翔，朱超，李坤東，關錦菊，郭瑞，
申請(專利權)人：西安航天自動化股份有限公司，
類型：發明
國別省市：

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