一种直线定位搬运机器人及控制方法与流程

本发明属于自动化技术领域，尤其涉及用于建筑业和自动仓储业的搬运机器人。

背景技术：

劳动力的老龄化和过去的人口红利使我们看到，最初的劳动力低成本已经不复存在。劳动力价格已经形成上涨趋势。当今社会，工业自动化迅速发展，但砌墙作业和仓储作业上大多还是人工作业，虽然目前已有多款砌墙机器人和仓储机器人，但是由于机械构造复杂、制造成本高或是功能单一、需要安装导轨等各方面因素，特别是定位难度最大，并未广泛投入到工地现场作业中。因此在当前建筑行业亟需一种直线定位搬运机器人及控制方法来完成墙体砌筑、抹灰喷涂和仓储搬运等工作。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种直线定位搬运机器人及控制方法，本发明采用拉绳传感器两侧安装接近开关的方式实现准确理想的直线定位控制，移动平台底部采用纵横分离的四个可升降驱动结构，机器中结构简单、制作成本低、无需要安装导轨、操作方便，大大提高工作效率，节省人力成本，提高产品质量，可实现纵横方向任意行走和旋转；可实现非平整地面上自动调平；可实现自动推进物体；可实现自行涂抹浆料；可实现任意定位高度放置或提取物体；可实现自动抓取物体并按照位移传感器反馈信号准确放置到所需平面上。本发明能够克服现有机器中结构复杂、笨重不灵活，制作成本过高、操作不便，无法全向行走，需要铺设导轨，无法准确定位等缺陷，提高工作效率，降低劳动力成本。

一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：包括可伸缩横向行走机构(1)、可伸缩纵向行走机构(2)、伺服升降机构（3）、升降万象轮（4）、无杆气缸（5）、抓放机构（6）、伸缩机构（7）、抬升机构（8）、涂抹机构（9）、推进器（10）、升降导轨（11）、同步轮（12）、移动平台（13）、拉线传感器（14）、同步带（15）、控制器（16）、激光平面（17）、钢丝绳(18)和接近传感器（19）；区别与现有技术的主要特征在于：在拉绳传感器的钢丝绳两侧安装接近开关的方式感应移动平台的位置偏离情况，并通过拉成传感器反馈的距离信号进行定位；移动平台底部采用纵横分离的四个可升降驱动结构，方便实现纵横独立移动，从而实现准确理想的直线定位控制。。

所诉的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述可伸缩横向行走机构(1)安装在移动平台（13）底部横向对称，并配置两个可升降的驱动轮，驱动轮上都装有驱动电机；通过气缸带动可伸缩横向行走机构(1)压紧于地面上，实现横向前进后退和旋转移动。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述可伸缩纵向行走机构(2)安装在移动平台（13）底部纵向对称布置，并配置两个可升降的驱动轮，驱动轮上都装有驱动电机；通过气缸带动可伸缩纵向行走机构(2)压紧于地面上，实现纵向前进后退和旋转移动。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述升降万象轮（4）配置有自动调节高度的电动推杆，安装在移动平台（13）四脚位置；移动平台（13）下装有倾角传感器；通过倾角传感器反馈的信号，由电动推杆驱动升降运动，从而实现调整移动平台（13）的水平度。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述伺服升降机构（3）安装在移动平台（13）底部；并与轴、同步轮和同步皮带连接；同步带两端固定在无杆气缸（5）上；无杆气缸（5）在升降导轨（11）上下滑动；通过伺服升降机构（3）驱动无杆气缸（5）上下移动。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述抓放机构（6）安装在伸缩机构（7）上，通过气缸驱动抓放机构（6）旋转、夹紧和打开；伸缩机构（7）固定在无杆气缸（5）上，可横向滑移；抓放机构（6）和伸缩机构（7）可以安装多组并列；实现横向任意位置提取和放置物体；抓放机构（6）可以更换成其他执行机构即可实现其他功能。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述伸缩机构（7）上安装激光接收器感传感器，并在所需定位平面上平行安装激光平面（17），伸缩机构（7）可以根据激光接收器感传感器收到的信号控制伸缩机构（7）的伸缩长度，实现激光平面上定位放置和抓取物体。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述推进器（10）安装在移动平台（13）上面；所需抓取物体放置在移动平台上面；推进器（10）通过气缸把物体推进涂抹机构（9）的下面，实现物体的推进。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述涂抹机构（9）放置在物体的上面，并留出间隙；涂抹机构（9）为楔形结构，底部出料口采用锯齿型；物体进入涂抹机构（9）下面时，实现浆料涂抹在物体上表面。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述抬升机构（8）安装在移动平台（13）的下面，靠近伺服升降机构（3），物体进入抬升机构上面后，由气缸驱动抬升机构（8），等待抓放机构（6）提取。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述拉线传感器（14）安装在移动平台（13）的下面；两个拉线传感器（14）安装在同一直线对称位置上；从拉线传感器分别拉出钢丝绳（18）的两端固定在与所定位平面平行的两端；在钢丝绳（18）的两侧安装接近传感器（19），接近传感器可用电极接近开关、电容式接近开关或电感式接近开关；通过接近传感器（19）接收的信号控制可伸缩横向行走机构(1)、可伸缩纵向行走机构(2)运动，从而调整移动平台（13）至两根钢丝绳与所需定位平面平行。

根据激光接收器感传感器收到的信号控制伸缩机构（7）的伸缩长度，实现激光平面上定位放置和抓取物体。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述推进器（10）安装在移动平台（13）上面；所需抓取物体放置在移动平台上面；推进器（10）通过气缸把物体推进涂抹机构（9）的下面，实现物体的推进。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述涂抹机构（9）放置在物体的上面，并留出间隙；涂抹机构（9）为楔形结构，底部出料口采用锯齿型；物体进入涂抹机构（9）下面时，实现浆料涂抹在物体上表面。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述抬升机构（8）安装在移动平台（13）的下面，靠近伺服升降机构（3），物体进入抬升机构上面后，由气缸驱动抬升机构（8），等待抓放机构（6）提取。

所述的一种直线定位搬运机器人及控制方法，其特征在于：所述拉线传感器（14）安装在移动平台（13）的下面；两个拉线传感器（14）安装在同一直线对称位置上；从拉线传感器分别拉出钢丝绳（18）的两端固定在与所定位平面平行的两端；在钢丝绳（18）的两侧安装接近传感器（19），接近传感器可用电极接近开关、电容式接近开关或电感式接近开关；通过接近传感器（19）接收的信号控制可伸缩横向行走机构(1)、可伸缩纵向行走机构(2)运动，从而调整移动平台（13）至两根钢丝绳与所需定位平面平行。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的一种直线定位搬运机器人及控制方法的结构示意图。

图2为图1所示一种直线定位搬运机器人及控制方法的等轴测图。

附图标号说明

可伸缩横向行走机构(1)、可伸缩纵向行走机构(2)、伺服升降机构（3）、升降万象轮（4）、无杆气缸（5）、抓放机构（6）、伸缩机构（7）、抬升机构（8）、涂抹机构（9）、推进器（10）、升降导轨（11）、同步轮（12）、移动平台（13）、拉线传感器（14）、同步带（15）、控制器（16）、激光平面（17）、钢丝绳(18)和接近传感器（19）

具体实施方式

步骤一：把物体放入移动平台（13），并把浆料加入涂抹机构（9），在待定位平面安装好平面激光发射器，使激光发射器发出的平面光与定位平面平行；把装在移动平台（13）上的两个拉线传感器(14)的钢丝绳（18）两端分别拉到所需定位平面的两端。

步骤二：启动控制器（16），机器人会根据拉线传感器(14)反馈的位置情况和偏离情况驱动可伸缩纵向行走机构(2)的前进或后退等动作，直到机器人与激光平面平行，并使两根拉线传感器的线为同一直线；并把移动平台（13）驱动到初始位置。

步骤三：推进器（10）把物体通过气缸推入涂抹机构（9）底部，浆料落入物体上面。

步骤四：抬升机构（8）把推入物体抬高。

步骤五：伺服升降驱动（3）带动无杆气缸（5）、抓放机构（6）和伸缩机构（7）到达物体上面，通过无杆气缸（5）横向移动伸缩机构（7）并带动抓放机构（6）移到物体上面，夹住物体。

步骤六：伺服升降驱动（3）带动无杆气缸（5）、抓放机构（6）和伸缩机构（7）把物体移到所需位置上，打开抓放机构（6），把物体放置到所需位置上。

步骤七：根据物体的尺寸和放置位置宽度计算所下一个物体的位置，重复步骤三到步骤六。