分拣机器人及物流系统的制作方法

文档序号:15462398发布日期:2018-09-18 18:29阅读:178来源:国知局

本发明涉及物流运送技术领域,具体而言,涉及分拣机器人及物流系统。



背景技术:

本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

分拣机器人是一种具备了传感器、物镜和电子光学系统的机器人,可以快速进行货物分拣。现有的分拣机器人的抓取结构的结构比较复杂,抓取效果不好。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种分拣机器人,其具有结构简单、使用方便及抓取牢固的特点,能够实现对任意位置的货物进行抓取和运送。

本发明的另一目的在于提供一种物流系统,其具有结构简单、使用方便及抓取牢固的特点,能够实现对任意位置的货物进行抓取和运送。

本发明提供一种技术方案:

一种分拣机器人,包括抓取结构、图像采集模块、定位模块、控制模块及运动平台。抓取结构包括连接组件、驱动组件、第一抓取件、第二抓取件及伸缩组件。驱动组件包括安装件和驱动设备,驱动设备安装于安装件内,第一抓取件和第二抓取件均安装于安装件上并与安装件转动连接,且第一抓取件与驱动设备传动连接,第二抓取件与第一抓取件传动连接。伸缩组件包括第一安装座、第二安装座、丝杆及驱动件,第一安装座用于与运动平台连接,丝杆与第一安装座转动连接,驱动件与丝杆传动连接,以使丝杆绕丝杆的轴线转动,丝杆与第二安装座配合,以使第二安装座在丝杆转动时沿丝杆的轴线平移。连接组件的一端与安装件固定连接,连接组件的另一端与第二安装座固定连接。图像采集模块安装于连接组件上,定位模块安装于运动平台上,驱动件、驱动设备、图像采集模块及定位模块均与控制模块通信连接。图像采集模块用于采集图像信息,定位模块采集位置信息,控制模块用于根据图像信息和位置信息控制驱动件和驱动设备的工作状态,控制模块还用于与后台控制终端通信。

进一步地,上述图像采集模块包括摄像头、安装结构及调节设备,调节设备安装于连接组件上,摄像头通过安装结构与调节设备连接,调节设备和摄像头均与控制模块通信连接,摄像头用于采集图像信息并将图像信息发送至控制模块,控制模块还用于控制调节设备以调节摄像头的角度。

进一步地,上述调节设备包括调节电机和固定板,调节电机通过固定板安装于连接组件上。安装结构包括第一固定件和与第一固定件连接的第二固定件,摄像头安装于第一固定件上,第二固定件与调节电机的输出轴传动连接,第一固定件和第二固定件均与固定板和连接组件间隔设置,且固定板和第二固定件均为L形。

进一步地,上述运动平台包括基板和驱动系统,第一安装座和控制模块均安装于基板上。驱动系统包括均安装于基板上的第一驱动轮组和第二驱动轮组,基板为矩形,第一驱动轮组与第二驱动轮组平行设置,且第一驱动轮组靠近抓取结构设置。第一驱动轮组和第二驱动轮组均与控制模块通信连接,控制模块还用于控制第一驱动轮或者第二驱动轮开启。

进一步地,上述第一抓取件和第二抓取件的结构一致,且第一抓取件与第二抓取件对称设置,第一抓取件和第二抓取件在相互靠近的部分设置有能够相互啮合的齿形部,第一抓取件通过齿形部与第二抓取件联动。

进一步地,上述第一抓取件包括安装部、连接部及多个抓取部,安装部与连接部连接,多个抓取部均与连接部连接,且多个抓取部平行间隔地设置。安装部与安装件转动连接,且齿形部设置于安装部。

进一步地,上述抓取部包括相互连接的第一抓取部和第二抓取部,且第一抓取部与第二抓取部之间所成的角度为钝角,第二抓取部安装于连接部上。第一抓取部上连续设置有多个第一齿,第二抓取部上连续设置有多个第二齿。

进一步地,上述连接组件包括第一连接件、第二连接件及第三连接件,第一连接件、第二连接件及第三连接件依次连接并成U形,且第一连接件与第三连接件平行设置,第一连接件与安装件连接,第三连接件与第二安装座连接。第三连接件在远离第二连接件的一端端部设置有装配部,装配部与第二连接件平行设置,第三连接件通过装配部安装于第二安装座上。

进一步地,上述伸缩组件还包括第三安装座、安装底板及导向杆,丝杆与第三安装座转动连接,驱动件安装于第三安装座上,且第一安装座和第三安装座分别位于丝杆的两端;第一安装座通过安装底板安装于运动平台上,导向杆与丝杆平行设置,且导向杆的两端分别与第一安装座和第三安装座固定连接,第二安装座与导向杆滑动连接。

一种物流系统,包括后台控制终端和分拣机器人。分拣机器人包括抓取结构、图像采集模块、定位模块、控制模块及运动平台。抓取结构包括连接组件、驱动组件、第一抓取件、第二抓取件及伸缩组件。驱动组件包括安装件和驱动设备,驱动设备安装于安装件内,第一抓取件和第二抓取件均安装于安装件上并与安装件转动连接,且第一抓取件与驱动设备传动连接,第二抓取件与第一抓取件传动连接。伸缩组件包括第一安装座、第二安装座、丝杆及驱动件,第一安装座用于与运动平台连接,丝杆与第一安装座转动连接,驱动件与丝杆传动连接,以使丝杆绕丝杆的轴线转动,丝杆与第二安装座配合,以使第二安装座在丝杆转动时沿丝杆的轴线平移。连接组件的一端与安装件固定连接,连接组件的另一端与第二安装座固定连接。图像采集模块安装于连接组件上,定位模块安装于运动平台上,驱动件、驱动设备、图像采集模块及定位模块均与控制模块通信连接。图像采集模块用于采集图像信息,定位模块采集位置信息,控制模块用于根据图像信息和位置信息控制驱动件和驱动设备的工作状态,控制模块还用于与后台控制终端通信。

相比现有技术,本发明提供的分拣机器人及物流系统的有益效果是:通过图像采集模块采集到的图像信息和定位模块获取的位置信息,控制模块对第一驱动轮组、第二驱动轮组、驱动设备及驱动件进行控制,以到达物品处对物品进行抓取,并将抓取的物品运送至指定位置,进而实现了对物品的抓取和运送。本发明提供的分拣机器人及物流系统具有结构简单、使用方便及抓取牢固的特点,能够实现对任意位置的货物进行抓取和运送。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的分拣机器人的结构示意图;

图2为本发明的实施例提供的伸缩组件的结构示意图;

图3为本发明的实施例提供的图像采集模块、连接组件、驱动组件、第一抓取件及第二抓取件的结构示意图;

图4为本发明的实施例提供的第一抓取件和第二抓取件的结构示意图;

图5为图4中V处的放大结构示意图;

图6为本发明的实施例提供的第一抓取件的结构示意图;

图7为图6中VII处的放大结构示意图;

图8为本发明实施例提供的连接组件的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的配合件的结构示意图;

图10为本发明的实施例提供的图像采集模块的结构示意图;

图11为本发明的实施例提供的控制模块的结构示意图;

图12为本发明的实施例提供的第一驱动轮组和第二驱动轮组的结构示意图。

图标:10-分拣机器人;100-抓取结构;110-连接组件;111-第一连接件;112-第二连接件;113-第三连接件;1131-装配部;1132-配合孔;1133-装配孔;1134-连接孔;114-配合件;120-驱动组件;121-安装件;122-驱动设备;130-第一抓取件;131-安装部;132-连接部;133-抓取部;1331-第一抓取部;1332-第二抓取部;1333-第一齿;1334-第二齿;134-齿形部;140-第二抓取件;150-伸缩组件;151-第一安装座;152-第二安装座;153-第三安装座;154-丝杆;155-驱动件;1551-步进电机;1552-步进连接轴;1553-步进支撑U形件;156-安装底板;157-导向杆;200-图像采集模块;210-摄像头;220-安装结构;221-第一固定件;223-第二固定件;230-调节设备;231-调节电机;232-固定板;300-定位模块;400-控制模块;500-运动平台;510-基板;520-驱动系统;521-第一驱动轮组;522-第二驱动轮组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

请参阅图1至图12,本实施例提供了一种分拣机器人10,其具有结构简单、使用方便及抓取牢固的特点,能够实现对任意位置的货物进行抓取和运送。

需要说明,本实施例提供的分拣机器人10用于物流领域,以便对物品进行分拣。

本实施例提供的分拣机器人包括抓取结构100、图像采集模块200、定位模块300、控制模块400及运动平台500。抓取结构100包括连接组件110、驱动组件120、第一抓取件130、第二抓取件140及伸缩组件150。驱动组件120包括安装件121和驱动设备122,驱动设备122安装于安装件121内,第一抓取件130和第二抓取件140均安装于安装件121上并与安装件121转动连接,且第一抓取件130与驱动设备122传动连接,第二抓取件140与第一抓取件130传动连接。伸缩组件150包括第一安装座151、第二安装座152、丝杆154及驱动件155,第一安装座151用于与运动平台500连接,丝杆154与第一安装座151转动连接,驱动件155与丝杆154传动连接,以使丝杆154绕丝杆154的轴线转动,丝杆154与第二安装座152配合,以使第二安装座152在丝杆154转动时沿丝杆154的轴线平移。连接组件110的一端与安装件121固定连接,连接组件110的另一端与第二安装座152固定连接。图像采集模块200安装于连接组件110上,定位模块300安装于运动平台500上,驱动件155、驱动设备122、图像采集模块200及定位模块300均与控制模块400通信连接。图像采集模块200用于采集图像信息,定位模块300采集位置信息,控制模块400用于根据图像信息和位置信息控制驱动件155和驱动设备122的工作状态,控制模块400还用于与后台控制终端通信。

本实施例提供的抓取结构100包括连接组件110、驱动组件120、第一抓取件130、第二抓取件140及伸缩组件150。驱动组件120包括安装件121和驱动设备122,驱动设备122安装于安装件121内,第一抓取件130和第二抓取件140均安装于安装件121上并与安装件121转动连接,且第一抓取件130与驱动设备122传动连接,第二抓取件140与第一抓取件130传动连接。伸缩组件150包括第一安装座151、第二安装座152、丝杆154及驱动件155,第一安装座151用于与运动平台500连接,丝杆154与第一安装座151转动连接,驱动件155与丝杆154传动连接,以使丝杆154绕丝杆154的轴线转动,丝杆154与第二安装座152配合,以使第二安装座152在丝杆154转动时沿丝杆154的轴线平移。连接组件110的一端与安装件121固定连接,连接组件110的另一端与第二安装座152固定连接。

可以理解,丝杆154和第二安装座152组成一丝杠螺母机构,用于将驱动件155的旋转运动转换为第二安装座152的直线运动,进而带动连接组件110及安装于连接组件110上的第一抓取件130和第二抓取件140运动。

同时,需要说明,连接组件110的作用在于将安装于连接组件110上的驱动组件120、第一抓取件130、第二抓取件140等部件与伸缩组件150连接,以使驱动组件120、第一抓取件130及第二抓取件140等安装于连接组件110上的部件能够随伸缩组件150移动。驱动组件120的作用在于对第一抓取件130和第二抓取件140的抓取工作进行驱动,第一抓取件130和第二抓取件140相互配合实现将物品夹持在第一抓取件130和第二抓取件140之间以实现对物品的抓取。进一步地,第一抓取件130由驱动设备122进行驱动,第二抓取件140通过与第一抓取件130的联动实现与第一抓取件130的相对转动。在进行抓取时,伸缩组件150的驱动件155驱动第二安装座152在上下方向上移动,以将第一抓取件130和第二抓取件140调节至合适高度,然后驱动设备122开启,带动第一抓取件130转动,第二抓取件140随第一抓取件130的转动而转动,并且第一转动件和第二转动件之间的转动是相对的,以使第一抓取件130和第二抓取件140在远离安装件121的部分相互靠近,进而对物品进行抓取。

可选地,驱动件155可以安装在运动平台500上,比如驱动件155安装于第一安装座151上并驱动丝杆154相对第一安装座151转动。

请参阅图,在本实施例中,伸缩组件150还包括第三安装座153,丝杆154与第三安装座153转动连接,驱动件155安装于第三安装座153上,且第一安装座151和第三安装座153分别位于丝杆154的两端。

可选地,驱动件155包括步进电机1551、步进连接轴1552及步进支撑U形件1553,步进支撑U形件1553的开口朝向第三安装座153,步进连接轴1552位于步进支撑U形件1553相对的量侧壁之间,步进连接轴1552与步进电机1551的输出轴传动连接并与丝杆154传动连接,步进支撑U形件1553的底壁与步进电机1551连接。

需要说明,步进电机1551的控制既可以采用有线的方式,也可以采用无线通信的方式进行控制。

在本实施例中,伸缩组件150还包括安装底板156和导向杆157,第一安装座151通过安装底板156安装于运动平台500上,导向杆157与丝杆154平行设置,且导向杆157的两端分别与第一安装座151和第三安装座153连接,且第二安装座152与导向杆157滑动连接。

需要说明,安装底板156与运动平台500之间可以是螺栓连接,也可以是焊接等。第一安装座151可以与安装底板156之间采用螺栓连接的方式进行连接固定。并且,为了增加导向和平衡效果,导向杆157的数量为两个,并位于丝杆154的两侧。导向杆157不会相对第一安装座151和第三安装座153转动,并能够使第二安装座152沿其滑动。

需要说明,用户对于驱动设备122的控制既可以由有线的方式进行控制,也可以通过无线的方式进行控制。

请参阅图和图,在本实施例中,第一抓取件130和第二抓取件140的结构一致,且第一抓取件130与第二抓取件140对称设置,第一抓取件130和第二抓取件140在相互靠近的部分设置有能够相互啮合的齿形部134,第一抓取件130通过齿形部134与第二抓取件140联动。

也就是说,第一抓取件130和第二抓取件140的结构完全一致,两者的区别在于第一抓取件130是由驱动设备122进行驱动的,而第二抓取件140是在第一抓取件130转动后带动的。

还需要说明,设置在第一抓取件130上的齿形部134和设置在第二抓取件140上的齿形部134是能够啮合的,以实现运动的传递。并且,该齿形部134可以类比齿轮传动。

在下面的说明中,仅对第一抓取件130的具体结构进行说明,而根据第一抓取件130与第二抓取件140对称设置可以推知第二抓取件140的结构以及其设置的方式。

请参阅图在本实施例中,第一抓取件130包括安装部131、连接部132及多个抓取部133,安装部131与连接部132连接,多个抓取部133均与连接部132连接,且多个抓取部133平行间隔地设置。安装部131与安装件121转动连接,且齿形部134设置于安装部131。

请参阅图,在本实施例中,抓取部133包括相互连接的第一抓取部1331133和第二抓取部1332133,且第一抓取部1331133与第二抓取部1332133之间所成的角度为钝角,第二抓取部1332133安装于连接部132上。

在本实施例中,第一抓取部1331133上连续设置有多个第一齿1333,第二抓取部1332133上连续设置有多个第二齿1334。

可以理解,第一齿1333和第二齿1334的作用是增加抓取的牢固,并且在第一抓取件130上的第一齿1333和第二齿1334与设置在第二抓取件140上的第一齿1333和第二齿1334配合,能够进一步提高抓取的稳定。

在本实施例中,连接部132上设置有多个与第二抓取部1332133配合的条形槽,且多个条形槽均匀间隔且相互平行地设置。

需要说明,第二抓取部1332133与条形槽配合可以是第二抓取部1332133卡接于条形槽,也可以是第二抓取部1332133部分容置于条形槽内并通过焊接的方式与连接部132配合。

请参阅图,在本实施例中,连接组件110包括第一连接件111、第二连接件112及第三连接件113,第一连接件111、第二连接件112及第三连接件113依次连接并成U形,且第一连接件111与第三连接件113平行设置,第一连接件111与安装件121连接,第三连接件113用于与伸缩结构连接。

在本实施例中,第三连接件113在远离第二连接件112的一端端部设置有装配部1131,装配部1131与第二连接件112平行设置,第三连接件113通过装配部1131安装于第二安装座152上。

可选地,装配部1131上间隔地设置有配合孔1132和装配孔1133,第三连接件113上设置有与装配孔1133连通的连接孔1134,配合孔1132、装配孔1133及连接孔1134均与第二安装座152固定连接。

可选地,上述连接孔1134、配合孔1132及装配孔1133均通过螺栓等连接部132件与第二安装座152固定。

请参阅图,在本实施例中,连接组件110还包括配合件114,第一连接件111与安装件121间隔设置并通过配合件114与安装件121连接,配合件114的一端与第一连接件111连接,配合件114的另一端穿过安装件121并与驱动设备122连接,且配合件114与安装件121连接。

可以理解,配合件114与第一连接件111、安装件121及驱动设备122均进行连接能够提高连接的稳定性,并且驱动设备122还固定地设置在安装件121上,以进一步提高第一抓取件130和第二抓取件140的抓取能力。

在本实施例中,图像采集模块200包括摄像头210、安装结构220及调节设备230,调节设备230安装于连接组件110上,摄像头210通过安装结构220与调节设备230连接,调节设备230和摄像头210均与控制模块400通信连接,摄像头210用于采集图像信息并将图像信息发送至控制模块400,控制模块400还用于控制调节设备230以调节摄像头210的角度。

在本实施例中,调节设备230包括调节电机231和固定板232,调节电机231通过固定板232安装于连接组件110上。安装结构220包括第一固定件221和与第一固定件221连接的第二固定件223,摄像头210安装于第一固定件221上,第二固定件223与调节电机231的输出轴传动连接,第一固定件221和第二固定件223均与固定板232和连接组件110间隔设置。

可以理解,上述间隔是便于摄像头210调整角度。

在本实施例中,固定板232和第二固定件223均为L形,且固定板232与连接组件110通过螺栓连接,第一固定件221与第二固定件223通过螺栓连接。且固定板232和第二固定件223均为L形。

在本实施例中,运动平台500包括基板510和驱动系统520,第一安装座151和控制模块400均安装于基板510上。驱动系统520包括均安装于基板510上的第一驱动轮组521和第二驱动轮组522,基板510为矩形,第一驱动轮组521和第二驱动轮组522相互平行地设置,且第一驱动轮组521靠近抓取结构设置。第一驱动轮组521和第二驱动轮组522均与控制模块400通信连接,控制模块400还用于控制第一驱动轮组521或者第二驱动轮组522开启。

可选地,在本实施例中,定位模块300采用超声波定位原理进行定位,当然,也可以采用红外等进行定位。同时,在本实施例中,定位模块300位四个,并分别位于基板510的四边上。

需要说明,控制模块400为控制器和通信设备组成,通信设备用于收发信号,控制器用于根据预设的指令对图像信息、位置信息或者通信设备接收的后台控制设备发出的控制信号进行响应。

本实施例提供的分拣机器人10的有益效果:通过图像采集模块200采集到的图像信息和定位模块300获取的位置信息,控制模块400对第一驱动轮组521、第二驱动轮组522、驱动设备122及驱动件155进行控制,以到达物品处对物品进行抓取,并将抓取的物品运送至指定位置,进而实现了对物品的抓取和运送。本实施例提供的分拣机器人10具有结构简单、使用方便及抓取牢固的特点,能够实现对任意位置的货物进行抓取和运送。

第二实施例

参阅图1至图12,本实施例提供了一种物流系统,包括后台控制终端和分拣机器人10。分拣机器人10包括抓取结构100、图像采集模块200、定位模块300、控制模块400及运动平台500。抓取结构100包括连接组件110、驱动组件120、第一抓取件130、第二抓取件140及伸缩组件150。驱动组件120包括安装件121和驱动设备122,驱动设备122安装于安装件121内,第一抓取件130和第二抓取件140均安装于安装件121上并与安装件121转动连接,且第一抓取件130与驱动设备122传动连接,第二抓取件140与第一抓取件130传动连接。伸缩组件150包括第一安装座151、第二安装座152、丝杆154及驱动件155,第一安装座151用于与运动平台500连接,丝杆154与第一安装座151转动连接,驱动件155与丝杆154传动连接,以使丝杆154绕丝杆154的轴线转动,丝杆154与第二安装座152配合,以使第二安装座152在丝杆154转动时沿丝杆154的轴线平移。连接组件110的一端与安装件121固定连接,连接组件110的另一端与第二安装座152固定连接。图像采集模块200安装于连接组件110上,定位模块300安装于运动平台500上,驱动件155、驱动设备122、图像采集模块200及定位模块300均与控制模块400通信连接。图像采集模块200用于采集图像信息,定位模块300采集位置信息,控制模块400用于根据图像信息和位置信息控制驱动件155和驱动设备122的工作状态,控制模块400还用于与后台控制终端通信。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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