一种转运整理机器人的制作方法

文档序号:15258608发布日期:2018-08-24 21:06阅读:903来源:国知局

本发明涉及智能机器人领域,具体涉及一种转运整理机器人。



背景技术:

调查显示,我国在企业生产过程中,由人力进行货物整理占有相当大的比例。目前,我国货物整理是一个大规模的产业,但货物整理存在密集化程度高、人力与资金投入大、成本高效率低等问题。工厂中产品的码垛、转移和整理是生产过程中必须的步骤,仅仅依靠工人不仅耗费劳动力,而且产能效率极低。传统的人工码垛,提升难、操作难、培训难且无连通性,运作成本高且生产效率低;高位码垛机码垛速度快,但机体庞大,对空间的要求比较高,功能少只能实现部分简单操作,易损件多不便于维护和保养,对小型企业不适用。

随着科技的快速发展,越来越多的工厂生产趋向于智能化,智能化的工厂生产运作不仅效率比工人高,而且可编程操作的智能化生产精度也比工人准确。机器人开始逐渐被工厂青睐,因此,设计一种转运整理机器人是很有必要的。



技术实现要素:

针对现有货物整理存在的不足,本发明提供了一种转运整理机器人,能有效的进行货物的整理与搬运,提高了货物整理的效率,节省了大量的人力、物力。

本发明采用以下的技术方案:

一种转运整理机器人,包括机器人躯干,机器人躯干分为上部躯干和下部躯干,上部躯干相对下部躯干能360度转动,所述上部躯干的顶部连接有头部,上部躯干上部两侧连接有机械手臂,下部躯干的底部连接有移动部;

所述机械手臂包括与上部躯干转动连接的肩关节,肩关节的前端转动连接有肘关节,肘关节的前端连接有大臂,大臂的前端转动连接有腕关节,腕关节的前端连接有前臂,前臂的前端转动连接有机械爪;

所述移动部包括底座,底座的底部安装有多个活动脚轮。

优选地,所述头部内装有视觉系统,视觉系统包括arm处理器、coms图像传感器和高清相机,高清相机与coms图像传感器相连,coms图像传感器与arm处理器相连;

所述上部躯干内设置有plc控制系统;

所述机械手臂内设置有传感器系统;

所述底座内装有锂电池;

锂电池分别为机械手臂、视觉系统、plc控制系统和传感器系统供电;

arm处理器、传感器系统、机械手臂和活动脚轮均与plc控制系统相连。

优选地,所述传感器系统包括位置传感器和重力传感器,位置传感器能实时监测机械手臂的位置信息,并送至plc系统处理;重力传感器能感应机械手内货物的重量,并将重量信息送至plc系统处理。

优选地,所述高清相机拍摄的图像,经coms图像传感器送至arm处理器处理,arm处理器处理后送至plc控制系统,plc控制系统根据图像自主判别物体形状,选定合适抓取位置。

优选地,所述机械爪包括旋转手腕,旋转手腕上连接有多个支撑板,支撑板连接有连接板,连接板连接有夹持手指。

优选地,所述活动脚轮为麦克纳姆轮,麦克纳姆轮有四个。

本发明具有的有益效果是:

本发明提供的转运整理机器人是一种用于转运和整理的机器人,机器人在转运货物的同时将其有序摆放,适用于搬运与整理的多种场合,能有效提高生产效率。机器人配有自由移动的底座及仿人类双臂,可实现多自由度的运动;同时该机器人配有视觉系统,能有效的进行货物的整理与搬运,提高了货物整理的效率,节省了大量的人力、物力。

附图说明

图1为转运整理机器人的结构示意图。

图2为机械手臂的结构示意图。

图3为机械爪的结构示意图。

图4为转运整理机器人控制过程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明:

结合图1至图4,一种转运整理机器人,包括机器人躯干,机器人躯干分为上部躯干1和下部躯干2,上部躯干1相对下部躯干2能360度转动。

其中,上部躯干1的顶部连接有头部3,上部躯干1上部两侧连接有机械手臂,下部躯干的底部连接有移动部。

机械手臂包括与上部躯干转动连接的肩关节4,肩关节的前端转动连接有肘关节5,肘关节的前端连接有大臂6,大臂的前端转动连接有腕关节7,腕关节的前端连接有前臂8,前臂的前端转动连接有机械爪9。

如图4所示,机械爪包括旋转手腕12,旋转手腕上连接有多个支撑板13,支撑板连接有连接板14,连接板连接有夹持手指15。

移动部包括底座10,底座的底部安装有多个活动脚轮11,具体的,活动脚轮为麦克纳姆轮,麦克纳姆轮有四个。

在头部内装有视觉系统,视觉系统包括arm处理器、coms图像传感器和高清相机,高清相机与coms图像传感器相连,coms图像传感器与arm处理器相连。

上部躯干内设置有plc控制系统。

机械手臂内设置有传感器系统。

底座内装有锂电池。

锂电池分别为机械手臂、视觉系统、plc控制系统和传感器系统供电。

arm处理器、传感器系统、机械手臂和活动脚轮均与plc控制系统相连。

高清相机拍摄的图像,经coms图像传感器送至arm处理器处理,arm处理器处理后送至plc控制系统,plc控制系统根据图像自主判别物体形状,选定合适抓取位置。

传感器系统包括位置传感器和重力传感器,位置传感器能实时监测机械手臂的位置信息,并送至plc系统处理;重力传感器能感应机械手内货物的重量,并将重量信息送至plc系统处理。

plc控制系统能控制麦克纳姆轮移动,控制机械手臂移动、抓取和放置货物,也能控制上部躯干转动。

cmos图像传感器采集的视频数据通过8位视频数据总线进入arm处理器数据接口,由arm处理器将此视频数据存入sdram存储器;或将此图像压缩成jpeg格式再存人sdram存储器。arm处理器通过控制接口来控制cmos图像传感器,控制接口包括iic总线和由arm处理器提供的cmos图像传感器主时钟信号、复位信号及图像传感器的hsync和vsync信号等,从而自主辨别,精准抓取。

视觉系统能自主完成货物识别,位置确定,准确抓取、有序摆放等一系列的动作,提高了货物整理的效率和质量。

机械手臂采用仿生结构,使设计更加人性化。机械手臂仿照人类双臂设计,且增设可360度旋转的基座,实现多自由度运动,增加了机器人运动的灵活性,可抓取不同表面形状货物的不同位置。

麦克纳姆轮移动方向的随意性较大,可实现平面内任意方向的平动和转向,保证了机器人在工作移动中的准确度。

机械手臂中的重力传感器能感应货物重量,从而输出合适的抓取力度,保证货物不被损坏,当货物被抓取移动至摆放位置,货物触地重力减小,机械手臂自动放开,避免了操作不当引起的货物脱落。

plc控制系统得到命令,支配机械手臂按规定的程序运动。人们给予机械手臂的指令信息与机器人视觉系统相结合,控制机械手臂自动化运转。位置传感器与视觉系统结合组成反馈回路,控制机械手臂的运动位置,并随时将机械手臂的实际位置反馈给plc控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使机械手臂以一定的精度达到设定位置,使整个转运整理过程高效运作。

当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

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