快递分拣机器人的制作方法

本发明涉及分拣运输技术领域，特别涉及一种快递分拣机器人。

背景技术：

智能机器人，是自动执行工作的机器装置；机器人既可以接受人类的指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术指定的原则纲领行动；机器人的主要任务是在例如生产业、建筑业，或是其它危险行业中，协助或取代人类的工作。

机器人行业中包括分拣机器人，其主要作用可以是用于快速准确的指定地垫卸货，现有技术中，申请公布号为cn106514670a的中国发明公开了一种分拣机器人，包括直线滚、驱动机构、电池、拍摄机构、托盘、屏障传感器、万向轮、翻转机构和主控板、这种分拣机器人的托盘上放置货物，驱动机构带动直线滚轮运动来运送货物，拍摄机构向下拍摄画面，寻找与卸货点保持一定安全距离的定点，驱动机构在分拣机器人达到定点后停止工作，然后通过翻转机构翻转平放的托盘，从而将货物卸下，货物安全达到卸货点，从而实现安全卸货的目的。

现有技术中存在的不足是，由于托盘的单个翻转设置，分拣机器人每次只能携带一个货物，或携带在同一个卸货点多个货物，不能一次携带多个货物将他们分别分配到不同的卸货点，因此每运送完一个货物后就需要回到装货点继续运货，将消耗许多电能，并且使在装货点负责装货的工人装货动作较为频繁。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快递分拣机器人，其完成一次装货卸货过程时，可将多个货物在它们相应的卸货点卸下。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种快递分拣机器人，包括驱动机构、翻转机构和控制器，所述驱动机构和翻转机构受控于控制器，所述驱动机构包括底盘、驱动轮、变向轮、与所述驱动轮连接驱动电机，所述底盘上设有光电传感器、定位模块、和路径获取模块，所述驱动电机、变向轮、光电传感器、定位模块、路径获取模块与控制器电连接；所述翻转机构包括垂直于底盘并与底盘转动连接的转轴、步进电机、设于转轴端部的转动盘和设于所述转动盘上可翻转的多个托盘，所述转轴上设有与其同轴的从动锥齿轮，所述步进电机上设有与所述从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述托盘的底部与所述转动盘的边缘转动连接，所述转动盘底部设有伸缩电机，所述伸缩电机的伸缩杆穿过所述转动盘可顶斜所述托盘，所述步进电机、伸缩电机受控于所述控制器；控制器根据路径获取模块采集行驶路径控制驱动机构带动快递分拣机器人移动卸货点后，控制器根据翻转控制信息获取模块采集的翻转信息控制翻转机构上放置有该卸货点货物的转动盘转动至卸货点上方可卸货的位置，控制托盘翻转，货物掉落至卸货点。

通过采用上述技术方案，机器人的路径获取模块接收到路径信息后，通过控制器控制驱动机构移动，并通过光电传感器避让障碍物，当机器人移动到卸货点后，翻转机构的转动盘在转轴的驱动下转动，使放置有该卸货点货物的托盘转动至可卸货的位置，然后托盘在伸缩杆的推动下倾斜，货物翻落入卸货点。

进一步的，所述转动盘边缘设水平设置有转动杆，所述托盘与所述转动杆转动连接。

通过采用上述技术方案，托盘可在转动盘的边缘转动，从而使托盘倾斜，货物从倾斜的托盘滑落至卸货点。

进一步的，所述伸缩杆的端部转动连接有滚轮，所述托盘底部设有供所述滚轮滚动的滑槽，所述滚轮限位于所述滑槽内。

通过采用上述技术方案，伸缩杆端部设置的滚轮，一方面可减小伸缩杆对托盘摩擦损耗，另一方面，其限位于滑槽内，可避免托盘翻转。

进一步的，所述底盘上设有径向限位转轴的支架，所述支架上设有轴承，所述转轴穿设与所述轴承的内圈。

通过采用上述技术方案，支架的设置将转轴轴向定位，避免转轴倾倒，转轴与轴承配合，减小转轴与支架的摩擦损耗。

进一步的，所述路径获取模块采集行驶路径并将信息传送到控制器，所述光电传感器检测到行驶方向的前方有障碍物并将信息传送到控制器，控制器经过分析处理，控制驱动机构停止，等待障碍物离开后继续行驶或重新规划路线后继续行驶。

通过采用上述技术方案，由于多个分拣机器人同时在地面工作，因此必然会导致分拣机器人在行驶中产生阻挡，因此通过光电传感器检测机器人前方是否有障碍物，再由控制器控制驱动装置，可有效避免分拣机器人碰撞。可重新规划路线的功能，当有一个机器人损坏而造成时，其他机器人不必在原路线上等待该损坏的机器人离开，直线重新路线绕过即可，避免因一个机器人损坏而导致真个运送系统瘫痪的情况发生。

进一步的，所述转动盘的上端面设有与所述控制器电连接的压力传感器，所述压力传感器抵接所述托盘，当所述托盘放置货物后，所述压力传感器传送信息至控制器，控制器判断出所述托盘上有货物，机器人开始工作。

通过采用上述技术方案，压力传感器的设置可判断托盘上是否有货物，当机器人移动至装货点停止后，只有判断得到托盘上存在货物，机器人才会开始工作。

进一步的，所述定位模块为激光雷达。

通过采用上述技术方案，利用雷达系统来追踪它在预置地图中的位置，清楚每个物品卸货点的位置，自动导航到卸货点的所在位置等待执行任务。

进一步的，还包括侧壳和顶板，所述侧壳呈环状并其下端与所述底盘边缘固定，所述侧壳上端与所述顶板固定，所述顶板上设有供所述转轴穿过的通孔。

通过采用上述技术方案，侧壳和顶板的设置可起到一定的防尘作用，减少进入底盘上零件或模块灰尘。

进一步的，所述底盘上还固定有电池和充电模块，所述侧壳上固定有开关按钮、充电接口和指示灯，所述开关按钮连接在所述电池的总输出线路上，所述充电模块分别与充电接口、控制器和电池电连接，所述指示灯与所述控制器电连接。

通过采用上述技术方案，电池可通过充电模块充电，并且开关按钮在电池的总输出路线上，因此可通过开关按钮控制机器人的启闭，指示灯用于表示电源模块的状态。

综上所述，本发明具有以下有益效果：该快递分拣机器人每进行沿着行驶路径每进行一次来回，可将多个货物卸下至货物对应的卸货点，从而减少来回装货的次数，降低装货点负责装货的工人的装货频率，在一定程度上可减少返回装货的次数，减少电能的消耗，起到节能的效果，并减轻装货工人的工作负担。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的部分剖视图，示出了机器人内部部分结构；

图3是翻转机构的爆炸图；

图4是托盘、转动盘等部分结构示意图；

图5是托盘底部与滚轮的连接结构示意图；

图6是图5中a部的放大图。

图中，1、控制器；2、底盘；3、驱动轮；4、变向轮；5、光电传感器；6、定位模块；7、路径获取模块；8、翻转控制信息获取模块；9、转轴；10、步进电机；11、转动盘；12、托盘；13、从动锥齿轮；14、主动锥齿轮；15、伸缩电机；16、伸缩杆；17、转动杆；18、滚轮；19、滑槽；20、支架；21、轴承；22、压力传感器；23、侧壳；24、顶板；25、电池；26、充电模块；27、开关按钮；28、充电接口；29、指示灯；30、驱动电机；31、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

一种快递分拣机器人，如图1和图2所示，包括驱动机构、翻转机构和控制器1，且驱动结构和翻转机构均受控于控制器1。机器人在驱动机构的驱动下移动至卸货点，然后通过翻转机构将货物倾倒至卸货点。

如图2所示，驱动机构包括底盘2、驱动轮3和变向轮4，驱动轮3上同轴连接有驱动电机30，底盘2上设有光电传感器5、定位模块6、路径获取模块7和翻转控制信息获取模块8。并且驱动电机30、变向轮4、光电传感器5、定位模块6、路径获取模块7、翻转控制信息获取模块8与控制器1电连接。如图1所示，底盘2的边缘与环形的侧壳23一端连接，侧壳23的上端规定连接有顶板24，从而使底盘2、侧壳23以及顶板24形成一个空腔，可减少底盘2上的零部件或模块进灰。

底盘2上还固定有电池25和充电器模块26，侧壳23上固定有开关按钮27、充电接口28和指示灯29，开关按钮27连接在电池25的总输出路上，从而可通过开关按钮27控制整个机器人的启闭。

如图3和图4所示，翻转机构包括转轴9、步进电机10、转动盘11和托盘12。转轴9垂直于底盘2，并与底盘2转动连接，转轴9通过支架20轴向定位，支架20与转轴9通过支架20上的轴承21的内圈转动连接，从而减少了转轴9转动时对支架20的摩擦损耗。转轴9的底部同轴设置有从动锥齿轮13，步进电机10的转轴9上设置有与从动锥齿轮13啮合的主动锥齿轮14。顶板24上设置有通孔31，转轴9穿过通孔31，转轴9端部同轴连接有转动盘11，在本实施例中，转动盘11优选为正方形，其每条边上均设置有与其边平行的转动杆17。托盘12共有四个，呈正方形，其底部角平分线位置与转动杆17转动连接，也就是说，托盘12一半抵接于转动盘11上，另一半悬空。转动盘11的底部，与每个托盘12相匹配的设置有一个伸缩电机15，伸缩电机15的伸缩杆16穿过转动盘11可推动托盘12，使托盘12以转动杆17为轴倾斜。如图5和图6所示，为减小伸缩杆16与托盘12底部的摩擦损耗，伸缩杆16的端部转动连接有滚轮18，在托盘12上沿着滚轮18的移动路劲设置有滑槽19，并且滚轮18限位于滑槽19内，不会从滑槽19上脱落，因此托盘12将要倾翻时受到滚轮18上连接的伸缩杆16牵引而不会倾翻。其中，步进电机10、伸缩电机15受控于所述控制器1。转动盘11的上端还设置有与控制器1电连接的压力传感器22，压力传感器22抵接托盘12，当托盘12放置货物后，压力传感器22传送信息至控制器1，控制器1判断出托盘12上有货物，四个托盘12上至少有一个托盘12有货物，快递分拣机器人才开始工作。

在本发明的实施例中，定位模块6为激光雷达。利用雷达系统来追踪它在预置地图中的位置，清楚每个物品卸货点的位置，自动导航到卸货点的所在位置等待执行任务。

本发明的快递分拣机器人工作原理：机器人移动至装货点，通过压力传感器22检测四个托盘12上至少有一个托盘12有货物后，控制器1控制驱动电机30转动、变向轮4调整方向，机器人移动至高清摄像头下方。高清摄像头对托盘12上的货物进行扫描后，与高清摄像头连接的中央处理器获得货物的信息，中央处理器经过分析处理得到各个货物的卸货点并规划出进过各个卸货点的移动路径，以及根据扫描得到的各个货物所在托盘12的位置计算出翻转信息。控制器1根据路径获取模块7采集的移动路径移动至卸货点后，根据翻转控制信息获取模块8采集的翻转信息控制步进电机10转动，带动转盘转动至需要卸货的托盘12能够将货物卸到卸货点的位置，控制伸缩电机15使伸缩杆16推动托盘12倾斜，货物沿着倾斜的托盘12落到卸货点，伸缩杆16复位。同理，机器人移动至下一卸货点进行卸货。机器人卸完货后回到装货点。而当机器人通过光电传感器5检测前方出现其他机器人阻挡时，控制器1控制驱动电机30停止，待前方机器人移走后继续按照移动路径移动，而在前方机器人损坏时，中央处理器将重新规划移动路径和翻转信息发送至被阻挡的机器人，使该机器人按照新的行驶路径和翻转信息卸货，保证所有卸货机器人构成卸货系统运行流畅。