基于激光雷达的轮式搬运机器人

1.本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种基于激光雷达的轮式搬运机器人。


背景技术：

2.搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。
3.目前，搬运机器人已然成为应用机器人运动轨迹实现代替人工搬运的自动化产品，但在搬运机器人的使用过程中仍旧会存在一定的问题，随着工业的效率需求，为了提高搬运效率，会让机器人的移动速度加快，目前绝大部分的机器人的移动结构均为驱动轮进行移动，在搬运重物时遇到转弯或者颠簸会让搬运的重物向侧边发生偏移，导致整个移动结构的重心位置发生偏移，导致重心不稳，经常会导致机器人发生侧翻等事故，影响了机器人的使用和企业的工业效率。
4.为此，提出一种基于激光雷达的轮式搬运机器人来解决上述提出的问题。


技术实现要素：

5.解决的技术问题
6.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于激光雷达的轮式搬运机器人，能够有效地解决现有技术中的机器人在搬运重物时容易重心不稳导致侧翻的问题。
7.技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.本发明提供一种基于激光雷达的轮式搬运机器人，本例中的搬运机器人内安装激光雷达，用来感知环境和物体分类，同时能够提供地形的三维高程图、到地面的高精度距离和接近速度，为现有技术，本例并无过多赘述，包括承重基板：
10.安装在所述承重基板的底端的六个驱动轮；
11.若干个设在承重基板的上端的搬运工作台，所述搬运工作台的上端用来放置所需搬运的货物；
12.设在每个所述搬运工作台的上端的滑台，所述滑台设有两个并分沿着搬运工作台长度方向导向滑动，所述滑台可随货物重量的不同而在搬运工作台上滑动不同的距离，在使用时，将货物放置在两个滑台之间，在货物重力的作用下让两个滑台背向移动，并在弹力的作用下让滑台可以对货物的中部提供一定的抵触力，本例中搬运的货物重量较重，滑台对称设在滑槽内并沿滑槽长度方向弹性滑动，滑台可随货物重量的不同而在搬运工作台上滑动不同的距离，本例中货物位移基于发生颠簸或急转弯发生的货物翻转或位移，在惯性力和急转产生的切向力作用下导致的机器人侧翻；
13.设在滑台两侧的调中结构，所述调中结构包括活动设在搬运工作台下端的配重块，所述配重块可当货物朝向滑台两侧移动而朝滑台中部方向移动来调整滑台的重心位置处，本例中的配重块在实际使用过程中可适当增添重量，并且在配重块的移动过程中，配重块和滑杆之间的摩擦力较小，在配重块一端受力的情况下会很容易的让配重块进行横向位移，以此来调整整个装置的重心位置，在正常状态下两个配重块分设在装置的两侧，提高装置的稳定性。
14.进一步地，三个所述驱动轮成组，同组的驱动轮等距设在承重基板的一侧，两组驱动轮分别对称设置，所述承重基板长度方向的一侧上端设有让驱动轮转动的驱动轮组。
15.进一步地，所述搬运工作台设有两个，两个搬运工作台沿承重基板长度方向设置，位于每个搬运工作台的上端中部分别沿搬运工作台长度方向开设有一滑槽，所述滑台对称设在滑槽内并沿滑槽长度方向弹性滑动。
16.进一步地，所述滑槽内插有两根对称的导向滑轴，所述导向滑轴沿滑槽长度方向设置，两个滑台分别套在导向滑轴的两侧，每根滑轴上分别套有一复位弹簧，所述复位弹簧和滑台的一端相抵触，通过斜面可以提高货物下压时的稳定性，同时一定程度上减少了货物的裸露面积，提供给货物侧边抵触力的同时也让货物的重心向下，不会造成货物甩出。
17.进一步地，两个所述滑台的对应端面分别设置为斜面，且该处斜面角度为
°
角。
18.进一步地，所述承重基板下侧并位于每个搬运工作台的下端分别插有两根滑杆，所述滑杆沿着搬运工作台宽度方向设置，且两根滑杆对称设在滑台的正下方，所述配重块套在两根滑杆上导向滑动，位于每个滑台下方的两根滑杆上的配重块分别设有两个，且两个配重块对称设置。
19.进一步地，所述搬运工作台宽度方向的两侧分别通过一根转轴铰接有一块供倾斜的货物抵触的斜板，所述斜板的侧端以铰接点为中心的上下部长度比例为2：1，转轴的两端和搬运工作台的接触处分别安装有一第一扭簧，当斜板位于搬运工作台上方的部分受到货物抵触造成斜板转动时，在杠杆力的作用下，斜板下端提供的抵触力较大，会快速的推动配重块进行移动，在斜板进行转动时，斜板的一端会抵触在抵板上，提供的抵触力会分隔成让配重块向下和向搬运工作台中部方向的推力，利用抵板的弹性铰接来抵消向下的力，并且在斜板转动过程中，会逐步让抵板发生转动，直至趋近于垂直状态，让配重块远离斜板方向移动。
20.进一步地，位于两块所述斜板的对应端面分别设有一曲形块，所述曲形块设在搬运工作台放置面的上部。
21.进一步地，所述配重块的一端朝向相邻的斜板，且位于该处端面上弹性铰接有一与斜板下端相配合的抵板，所述配重块朝向斜板的一侧端面设置为斜面，所述抵板通过一根连接轴转动安装在配重块斜面处的中部，连接轴的两端和配重块接触处分别安装有第二扭簧。
22.进一步地，所述斜板的下部朝向抵板的一端设有均匀分布的摩擦纹路，所述抵板朝向斜板的一端同样设置有与斜板上摩擦纹路相配合的防滑纹，所述斜板和抵板互相磁吸，通过防滑纹来增加斜板和抵板之间的摩擦力，来确保斜板转动能够给抵板足够的推力，避免发生滑脱，斜板和抵板互相磁吸，本例中的斜板内部设置磁芯，外表用耐磨的硬质橡胶套包裹，抵板外表用摩擦力较大的磨砂橡胶套，内部设置可被磁吸的金属材质，为现有技
术，本例并无过多赘述，在回复原位时，会在磁力的作用下将配重块拉回原味，磁吸力大于配重块滑动时的摩擦力，应对于货物经过碰撞时会回弹回原位，避免重心不稳，让配重块回弹。
23.有益效果
24.本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
25.本发明通过在用来放置重物的搬运工作台的下端设置两个可朝向搬运工作台中部移动的配重块，当承重基板因急转或颠簸导致搬运工作台上端放置的货物发生位移时，会根据抵触力度的不同而让斜板发生不同角度的转动，在斜板的抵触力作用下让配重块位移不同的距离来增加整个设备中部的重量，在平衡时，两个配重块的力会分摊到装置的两侧，提高整个设备的稳定性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
27.图1为本发明的结构整体示意图；
28.图2为本发明的结构正视示意图；
29.图3为本发明的结构分解示意图；
30.图4为本发明的搬运工作台分解示意图；
31.图5为本发明的斜板结构示意图；
32.图6为本发明的配重块结构示意图；
33.图7为本发明的斜板正视剖面示意图；
34.图8为本发明的结构鸟瞰示意图；
35.图9为本发明的图8中a处运动状态示意图；
36.图10为本发明的图8中b处结构示意图。
37.图中的标号分别代表：1、承重基板；11、驱动轮；12、驱动轮组；13、滑杆；2、搬运工作台；21、滑台；22、滑槽；221、导向滑轴；222、复位弹簧；23、斜板；231、第一扭簧；232、曲形块；3、调中结构；31、配重块；311、抵板；312、第二扭簧。
具体实施方式
38.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。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。
39.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
40.实施例：一种基于激光雷达的轮式搬运机器人，包括承重基板1，承重基板1的底端设有六个驱动轮11，本例中的六个驱动轮11相应的配备转向能力，三个驱动轮11成组，同组的驱动轮11等距设在承重基板1的一侧，两组驱动轮11分别对称设置，承重基板1长度方向
的一侧上端设有让驱动轮11转动的驱动轮组12，本例中的搬运机器人内安装激光雷达，用来感知环境和物体分类，同时能够提供地形的三维高程图、到地面的高精度距离和接近速度，为现有技术，本例并无过多赘述。
41.位于承重基板1的上端设有若干个用来搬运货物的搬运工作台2，每个搬运工作台2的上端分别设有两个沿着搬运工作台2长度方向导向滑动的滑台21，搬运工作台2设有两个，在实际使用过程中，搬运工作台2的数量和长度可结合企业实际搬运货物要求来作以调整，本例中实际示出的比例和数量并不局限，两个搬运工作台2沿承重基板1长度方向设置，位于每个搬运工作台2的上端中部分别沿搬运工作台1长度方向开设有一滑槽22，在使用时，将货物放置在两个滑台21之间，在货物重力的作用下让两个滑台21背向移动，并在弹力的作用下让滑台21可以对货物的中部提供一定的抵触力，本例中搬运的货物重量较重，滑台21对称设在滑槽22内并沿滑槽22长度方向弹性滑动，滑台21可随货物重量的不同而在搬运工作台2上滑动不同的距离，本例中货物位移基于发生颠簸或急转弯发生的货物翻转或位移，在惯性力和急转产生的切向力作用下导致的机器人侧翻。
42.滑槽22内插有两根对称的导向滑轴221，导向滑轴221沿滑槽22长度方向设置，两个滑台21分别套在导向滑轴221的两侧，每根导向滑轴221上分别套有一复位弹簧222，复位弹簧222和滑台21的一端相抵触，两个滑台21的对应端面分别设置为斜面，且该处斜面角度为45
°
角，通过斜面可以提高货物下压时的稳定性，同时一定程度上减少了货物的裸露面积，提供给货物侧边抵触力的同时也让货物的重心向下，不会造成货物甩出。
43.位于滑台21的两侧分别设有一组调中结构3，调中结构包括活动设在搬运工作台2下端的配重块31，本例中的配重块31在实际使用过程中可适当增添重量，并且在配重块31的移动过程中，配重块31和滑杆13之间的摩擦力较小，在配重块31一端受力的情况下会很容易的让配重块31进行横向位移，以此来调整整个装置的重心位置，在正常状态下两个配重块31分设在装置的两侧，提高装置的稳定性，承重基板1下侧并位于每个搬运工作台2的下端分别插有两根滑杆13，滑杆13沿着搬运工作台2宽度方向设置，且两根滑杆13对称设在滑台21的正下方，配重块31套在两根滑杆13上导向滑动，位于每个滑台21下方的两根滑杆13上的配重块31分别设有两个，且两个配重块31对称设置，配重块31可当货物朝向滑台21两侧移动而朝滑台21中部方向移动来调整滑台21的重心位置处。
44.参照图7-8，搬运工作台2宽度方向的两侧分别通过一根转轴铰接有一块供倾斜的货物抵触的斜板23，斜板23的侧端以铰接点为中心的上下部长度比例为2：1，当斜板23位于搬运工作台2上方的部分受到货物抵触造成斜板23转动时，在杠杆力的作用下，斜板23下端提供的抵触力较大，会快速的推动配重块31进行移动，转轴的两端和搬运工作台2的接触处分别安装有一第一扭簧231，通过第一扭簧231来让斜板23复位的同时也将斜板23瞬时受到的抵触力平缓的传达给配重块31，位于两块斜板23的对应端面分别设有一曲形块232，曲形块232设在搬运工作台2放置面的上部，参照图5，曲形块232的曲面朝向搬运工作台2的中部，可以在货物抵触到曲形块232上时能够推动斜板23进行转动。
45.参照图6，配重块31的一端朝向相邻的斜板23，且位于该处端面上弹性铰接有一与斜板23下端相配合的抵板311，配重块31朝向斜板23的一侧端面设置为斜面，本例中的抵板311在正常状态下，斜板23和抵板311的接触处靠近抵板311的铰接处所在平面，在斜板23进行转动时，斜板23的一端会抵触在抵板311上，提供的抵触力会分隔成让配重块31向下和向
搬运工作台2中部方向的推力，利用抵板311的弹性铰接来抵消向下的力，并且在斜板23转动过程中，会逐步让抵板311发生转动，直至趋近于垂直状态，让配重块31远离斜板23方向移动，抵板311通过一根连接轴转动安装在配重块31斜面处的中部，连接轴的两端和配重块31接触处分别安装有第二扭簧312。
46.参照图6，斜板23的下部朝向抵板311的一端设有均匀分布的摩擦纹路，抵板311朝向斜板23的一端同样设置有与斜板23上摩擦纹路相配合的防滑纹，通过防滑纹来增加斜板23和抵板311之间的摩擦力，来确保斜板23转动能够给抵板311足够的推力，避免发生滑脱，斜板23和抵板311互相磁吸，本例中的斜板23内部设置磁芯，外表用耐磨的硬质橡胶套包裹，抵板311外表用摩擦力较大的磨砂橡胶套，内部设置可被磁吸的金属材质，为现有技术，本例并无过多赘述，在回复原位时，会在磁力的作用下将配重块31拉回原味，磁吸力大于配重块31滑动时的摩擦力，应对于货物经过碰撞时会回弹回原位，避免重心不稳，让配重块31回弹。
47.综上所述，本实施例提供了一种基于激光雷达的轮式搬运机器人，包括承重基板，安装在所述承重基板的底端的六个驱动轮，若干个设在承重基板的上端的搬运工作台，所述搬运工作台的上端用来放置所需搬运的货物，设在每个所述搬运工作台的上端的滑台，所述滑台设有两个并分沿着搬运工作台长度方向导向滑动，所述滑台可随货物重量的不同而在搬运工作台上滑动不同的距离，设在滑台两侧的调中结构，所述调中结构包括活动设在搬运工作台下端的配重块，所述配重块可当货物朝向滑台两侧移动而朝滑台中部方向移动来调整滑台的重心位置处。
48.通过在用来放置重物的搬运工作台的下端设置两个可朝向搬运工作台中部移动的配重块，当承重基板因急转或颠簸导致搬运工作台上端放置的货物发生位移时，会根据抵触力度的不同而让斜板发生不同角度的转动，在斜板的抵触力作用下让配重块位移不同的距离来增加整个设备中部的重量，在平衡时，两个配重块的力会分摊到装置的两侧，提高整个设备的稳定性。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。