厂区智能物流机器人的制作方法

本实用新型涉及机械领域，具体地说是一种厂区智能物流机器人。

背景技术：

现有机器人在运行过程中导向转向存在滞后性，机器人导向不灵敏、转向不及时，容易偏离预定路线，且其转向装置都是由转向杆控制转动方向，然后轮子从动转向，没有是单独控制每个轮子自动转向的，且没有轮子转向最大角度限位功能。

现有机器人上装载的升降装置一般是一个电机控制一个升降杆的升降，如果一个平台是由两个升降杆共同支撑，则需有两个电机来控制两个升降杆的升降。两个升降杆由两个电机分别控制，两个电机启停难以同步，平台升降不稳定，会造成安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种厂区智能物流机器人。

本实用新型的目的是解决现有机器人在运行过程中导向转向存在滞后性，机器人导向不灵敏、转向不及时，容易偏离预定路线，平台升降不稳定，存在安全隐患的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种厂区智能物流机器人，包括机体，所述机体底部设有车轮装置，所述车轮装置中至少有1个是自动转向车轮装置，所述机体内设有升降装置，顶升装置顶部连接顶升板，所述机体底部还设有导向信号采集器，机体内设有中央控制器，所述导向信号采集器与中央控制器通信连接，中央控制器与自动转向车轮装置、升降装置通信连接。

优选的，所述自动转向车轮装置包括轮架、转向电机，所述轮架上设有滚轮，所述转向电机与第一同步轮相连接，第一同步轮通过第一同步带与第二同步轮传动连接，第二同步轮与轮架传动连接并可带动轮架转动，第二同步轮下侧设有定位片，定位片随第二同步轮一起转动，它还设有转向限位传感器，所述转向限位传感器位置与定位片位置对应，所述转向限位传感器与中央控制器通信连接，中央控制器与转向电机通信连接并可控制转向电机启停，所述滚轮内设有轮毂电机，中央控制器与轮毂电机通信连接并可控制轮毂电机启停。

优选的，所述自动转向车轮装置上还设有避震装置，所述避震装置包括避震固定板和避震活动板，避震活动板的右侧边通过铰链固定在避震固定板上，避震活动板的左侧边通过螺栓与避震固定板相连接，所述螺栓从下往上依次穿过避震固定板、避震活动板、避震弹簧、螺母，所述避震活动板位于定位片下方，避震固定板位于避震活动板下方，滚轮位于避震固定板下方，所述轮架上部穿过避震固定板与避震活动板接触，所述转向限位传感器固定在传感器连接片上，传感器连接片固定在避震活动板上。

优选的，所述的升降装置包括升降电机，升降电机与第三同步轮连接，第三同步轮通过第二同步带与第四同步轮传动连接，第四同步轮与第一蜗轮传动连接，第一蜗轮与第一蜗杆传动连接，第一蜗轮与第一联轴器传动连接，第一联轴器与升降机传动轴传动连接，升降机传动轴与第二联轴器传动连接，第二联轴器与第二蜗轮传动连接，第二蜗轮与第二蜗杆传动连接，第一蜗杆、第二蜗杆上方设有顶升板，所述顶升板下方设有防尘板，防尘板上设有红外距离传感器、磁性距离传感器，红外距离传感器、磁性距离传感器分别与中央控制器通信连接，中央控制器与升降电机通信连接并可控制升降电机启停。

优选的，所述导向信号采集器为磁导航传感器，导向信号采集器包括设于机体底部前侧的前磁导航传感器和设于机体底部后侧的后前磁导航传感器。

优选的，所述机体上设有显示器、上位机交互天线、读卡器，显示器、上位机交互天线、读卡器与中央控制器电性连接。

优选的，所述机体前侧设有前安全触边、前防撞雷达、前信号灯，所述机体后侧设有后安全触边，后防撞雷达、后信号灯。

优选的，所述机体的两个前车轮装置中至少有一个是自动转向车轮装置，即前车轮自动转向车轮装置，两个后车轮装置中至少有一个是自动转向车轮装置，即后车轮自动转向车轮装置，机体内设有电源模块、后电源控制模块、前电源控制模块，电源模块分别与后电源控制模块、前电源控制模块电性连接，用于给后电源控制模块、前电源控制模块供电，前电源控制模块用于给中央控制器、前电机驱动器供电，中央控制器与前电机驱动器通信连接，并通过前电机驱动器控制前车轮自动转向车轮装置、升降装置，后电源控制模块用于给后电机驱动器供电，中央控制器与后电机驱动器通信连接，并通过后电机驱动器控制后车轮自动转向车轮装置。

优选的，所述机体上还设有接触式充电板、紧急备用充电口，接触式充电板、紧急备用充电口与电源模块电性连接。

优选的，所述机体上还设有电源开关、前急停开关、后急停开关，电源开关、前急停开关、后急停开关与后电源控制模块电性连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述智能物流机器人导向灵敏、转向及时，导向信号采集器所采集到的信号发送给中央控制器，由中央控制器控制转向电机开启，实现滚轮的自动转向，当滚轮实现90°转向时(包括正反90°)，限位传感器检测到信号并传递给中央控制器，控制器控制转向电机关闭，滚轮转向完毕，即其能够实现滚轮的转向最大角度(这里为正反90°)限位功能，大大提高了机器人转向运行过程中的精度，可实现横向移动或多角度方向移动。滚轮中设有轮毂电机，实现了转向轮和驱动轮一体的结构，适应更多不同的工作场景。升降装置的第一蜗杆、第二蜗杆的升降由一个升降电机进行控制，降低了成本，第一蜗杆、第二蜗杆升降动作同步，保证了顶升板的平稳升降。另外，红外距离传感器、磁性距离传感器还能实现限位功能，当顶升板上升/下降高度达到目标高度时，传感器将信号发送给中央控制器，中央控制器控制升降电机停止转动。

附图说明

图1为本实用新型厂区智能物流机器人的立体图之一。

图2为本实用新型厂区智能物流机器人的立体图之二。

图3为本实用新型厂区智能物流机器人的侧面视图。

图4为本实用新型厂区智能物流机器人的底面视图。

图5为本实用新型厂区智能物流机器人的内部结构图。

图6为自动转向车轮装置的立体图之一。

图7为自动转向车轮装置的立体图之二。

图8为自动转向车轮装置的定位片的结构示意图。

图9为自动转向车轮装置的剖视图。

图10为升降装置的立体图。

图11为升降装置的正面结构示意图。

图12为图10去掉顶升板后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

如图所示，提供了本实用新型厂区智能物流机器人，包括机体1，所述机体1底部设有车轮装置，所述车轮装置中至少有1个是自动转向车轮装置2，所述机体1内设有升降装置3，顶升装置3顶部连接顶升板4，所述机体1底部还设有导向信号采集器，机体1内设有中央控制器5，所述导向信号采集器与中央控制器5通信连接，中央控制器5与自动转向车轮装置2、升降装置3通信连接。

所述自动转向车轮装置2包括轮架21、转向电机23，所述轮架21上设有滚轮22，所述转向电机23与第一同步轮24相连接，第一同步轮24通过第一同步带25与第二同步轮26传动连接，第二同步轮26与轮架21传动连接并可带动轮架21转动。第一同步轮24与第二同步轮26之间设有涨紧轮27，涨紧轮27用于压紧同步带25。第二同步轮26下侧设有定位片28，定位片28随第二同步轮26一起转动，它还设有转向限位传感器29，所述转向限位传感器29位置与定位片28位置对应，所述转向限位传感器29与中央控制器5通信连接，中央控制器5与转向电机23通信连接并可控制转向电机23启停，所述滚轮22内设有轮毂电机，中央控制器5与轮毂电机通信连接并可控制轮毂电机启停。

定位片28的形状是由两个半径不同的半圆同圆心组合而成，一个半圆半径较大，一个半圆半径较小。

所述自动转向车轮装置2上还设有避震装置，所述避震装置包括避震固定板210和避震活动板211，避震活动板211的右侧边通过铰链212固定在避震固定板210上，避震活动板211的左侧边通过螺栓213与避震固定板210相连接，所述螺栓213从下往上依次穿过避震固定板210、避震活动板211、避震弹簧214、螺母215，所述避震活动板211位于定位片28下方，避震固定板210位于避震活动板211下方，滚轮22位于避震固定板210下方，所述轮架21上部穿过避震固定板210与避震活动板211接触，轮架21上下运动可以带动避震活动板211上下运动。所述转向限位传感器29固定在传感器连接片216上，传感器连接片216固定在避震活动板211上。

所述的升降装置3包括升降电机31，升降电机31与第三同步轮32连接，第三同步轮32通过第二同步带33与第四同步轮34传动连接，第四同步轮34与第一蜗轮35传动连接，第一蜗轮35与第一蜗杆36传动连接，第一蜗轮35与第一联轴器37传动连接，第一联轴器37与升降机传动轴38传动连接，升降机传动轴38与第二联轴器39传动连接，第二联轴器39与第二蜗轮310传动连接，第二蜗轮39与第二蜗杆311传动连接，第一蜗杆36、第二蜗杆311上方设有顶升板4，所述顶升板4下方设有防尘板312，防尘板312上设有红外距离传感器313、磁性距离传感器314，红外距离传感器313、磁性距离传感器314分别与中央控制器5通信连接，中央控制器5与升降电机31通信连接并可控制升降电机31启停。红外距离传感器、磁性距离传感器都是用于测定顶升板与传感器之间的垂直距离，红外距离传感器的测距范围是2-15厘米，磁性距离传感器的测距范围是0-5毫米。升降装置的第一蜗轮、第一蜗杆、第二蜗轮、第二蜗杆的动作由一个升降电机进行控制，降低了成本，提高了空间利用率，第一蜗杆、第二蜗杆升降动作同步，保证了顶升板的平稳升降。本机体中设置了前后两组升降装置，如图3、5所示，使用两组升降装置能够增强顶升板的承重能力强，使之升降更为平稳。

所述导向信号采集器为磁导航传感器，导向信号采集器包括设于机体1底部前侧的前磁导航传感器6和设于机体1底部后侧的后前磁导航传感器7。

所述机体上设有显示器8、上位机交互天线9、读卡器，读卡器包括前读卡器10、后读卡器11，显示器8、上位机交互天线9、读卡器与中央控制器5电性连接。

所述机体1前侧设有前安全触边12、前防撞雷达14、前信号灯15，所述机体1后侧设有后安全触边13，后防撞雷达16、后信号灯17。除此之外，机体1前侧还可以设有前激光雷达、前超声波雷达、前红外线传感器；机体1后侧还可以设有后激光雷达、后超声波雷达、后红外线传感器。

所述机体1的两个前车轮装置中至少有一个是自动转向车轮装置，即前车轮自动转向车轮装置，两个后车轮装置中至少有一个是自动转向车轮装置，即后车轮自动转向车轮装置。其中一种实施方式是机体1的四个车轮装置都是自动转向车轮装置。另一种实施方式是前后对角的两个车轮装置是自动转向车轮装置。

机体1内设有电源模块18、后电源控制模块19、前电源控制模块110，电源模块18分别与后电源控制模块19、前电源控制模块110电性连接，用于给后电源控制模块19、前电源控制模块110供电，前电源控制模块110用于给中央控制器5、前电机驱动器供电，中央控制器5与前电机驱动器通信连接，并通过前电机驱动器控制前车轮自动转向车轮装置中的转向电机、轮毂电机以及升降装置中的升降电机，后电源控制模块19用于给后电机驱动器111供电，中央控制器5与后电机驱动器111通信连接，并通过后电机驱动器111控制后车轮自动转向车轮装置中的转向电机、轮毂电机。

所述机体1上还设有接触式充电板112、紧急备用充电口113，接触式充电板112、紧急备用充电口113与电源模块18电性连接。

所述机体1上还设有电源开关114、前急停开关115、后急停开关116，电源开关、前急停开关、后急停开关与后电源控制模块19电性连接。

其工作过程如下：打开电源开关，电源模块为后电源控制模块、前电源控制模块供电，前电源控制模块给中央控制器供电，中央控制器分别通过前电机驱动器、后电机驱动器控制前车轮自动转向车轮装置与后车轮自动转向车轮装置中的轮毂电机转动，自动转向车轮装置中滚轮滚动，机器人开始运动。磁导航传感器检测工作区域地面磁条的磁场强度信号，并将信号发送给中央控制器，中央控制器经过程序判断以后，当遇到需要转向路口时，中央控制器将信号发送给前后电机驱动器，控制转向电机转动，转向电机启动，带动第一同步轮转动，第一同步轮通过第一同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动定位片、轮架转动，轮架带动滚轮转动转向，实现滚轮转向功能。与此同时，限位传感器用于检测定位片的信号，当定位片转动到预设角度时，限位传感器检测到信号并将该信号发送给中央控制器，中央控制器控制转向电机停止转动，滚轮即停止转向，实现滚轮的转向最大角度限位功能。这里为限位传感器初始位置对应的是定位片的大半圆中间位置，当大半圆的两边转动到限位传感器时，限位传感器检测到信号并将该信号发送给中央控制器，中央控制器控制转向电机停止转动，从而实现滚轮正反90°转向。当遇到路面凸起，滚轮被顶起，带动避震活动板被顶起，避震固定板不动，避震弹簧被压缩，起到避震作用。

当顶升板需要升降时，中央控制器通过电机驱动器启动升降电机，升降电机带动第三同步轮转动，第三同步轮通过第二同步带带动第四同步轮转动，然后再依次带动第一蜗轮、第一联轴器、升降机传动轴、第二联轴器、第二蜗轮转动，第一蜗轮转动带动第一蜗杆升降，第二蜗轮转动带动第二蜗杆升降，由于第一蜗轮、第二蜗轮是由同一升降电机带动的，所以其动作同步，因此第一蜗杆、第二蜗杆也升降同步，实现顶升板的升降。另外，红外距离传感器、磁性距离传感器用于实现限位功能。红外距离传感器用于实现顶升板的上限位，当顶升板升高到目标高度时，红外距离传感器检测到该高度并将这一信号传递给中央控制器，中央控制器控制升降电机停止转动，顶升板停止上升。磁性距离传感器用于实现顶升板的下限位，下降到目标高度时，磁性距离传感器检测到该高度并将这一信号传递给中央控制器，中央控制器控制升降电机停止转动，顶升板停止下降。

此外，中央处理器可以通过上位机交互天线与上位机之间进行交互，可以在上位机通过可视化操作界面方便的控制机器人，同时可以在上位机的图形界面查看和修改机器人的各个运行状态和参数。其支持无线网络通信+5g，5g的低延时、大宽带，能将本智能物流机器人的运行状态实时反馈到上位机。显示器的设置使机器人的控制可视化，可以在显示器触摸屏上查看和修改机器人的各个运行状态和参数。前后电源控制模块的设置是为了在不需要的时候关闭空闲模块的电源，节约电量。

另外，导向信号采集器除了是磁导航传感器外，还可以是激光导航传感器或二维码导航传感器或陀螺仪导航传感器或视觉导航传感器，又或者是这5种导航方式中的任意两种或多种组合导航的方式，如磁导航+陀螺仪导航、二维码导航+陀螺仪导航、磁导航+视觉导航、激光导航+视觉导航、二维码导航+视觉导航、陀螺仪导航+视觉导航等。