基于二维码导航式智能搬运机器人的无人机载物流装置的制作方法

本实用新型涉及智能仓储技术领域，尤其涉及一种基于二维码导航式智能搬运机器人的无人机载物流装置。

背景技术：

随着物流业和无人化工厂等行业的发展，许多货物往往需要使用无人机进行三维空间上的运输，通过利用无人机不受空间高度限制的特点将物料运送到指定的区域。但现有的无人机运输系统续航能力差，需要人工频繁地回收，而且往往在运输过程中需要人工控制运动，无法在较为复杂的空间环境下工作。目前国内主要采用的智能物流系统主要包括智能立体仓库和基于工厂行车的空间物流调度以及AGV物流分拣仓储平台，基于此三种方式的物流运输大都有着各自的不足，因而越来越迫切的需要研发一种在三维空间基础上的基于快递无人机和AGV机器人联动协调的的物流运输装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的缺陷和不足的问题，本实用新型结合了以AGV小车为主体的导航式智能搬运机器人以及无人机，通过二维码作为路径规划和定位识别的基准，本实用新型具体采用以下技术方案：

一种基于二维码导航式智能搬运机器人的无人机载物流装置，其特征在于，包括：AGV仓储机器人和底部固定有物料传送装置的无人机；所述AGV仓储机器人包括设置在底部的全向移动底盘、以及设置在所述全向移动底盘上部的机体；所述机体的上侧设置带有二维码标识的无人机停机平台；所述机体的下侧以及物料传送装置的下侧均设置有二维码识别相机。

优选地，所述机体设置有AGV微处理器，与所述AGV微处理器连接的避障识别模块和无线通信模块。

优选地，所述全向移动底盘设置有与所述AGV微处理器连接的麦克纳姆轮。

优选地，所述物料传送装置包括倾斜设置的皮带输送装置和顶升电动推杆；所述皮带输送装置的底部设置有与皮带输送装置动力源耦合的开关门。

优选地，所述无人机停机平台上设置有无人机充电模块。

优选地，所述AGV微处理器还连接有无线射频识别模块和陀螺仪，所述麦克纳姆轮通过带有编码器的步进电机驱动。

优选地，所述全向移动底盘或机体上设置有无线充电模块，所述无线充电模块连接无人机充电模块。

优选地，所述无人机为八旋翼无人机。

本实用新型提供的方案结构简单、合理，与现有技术相比，本实用新型及其优选方案能够大大提升物流仓库当中平面物流运输和立体物流运输的有序性，充分利用了物流仓库的立体空间，完善了无人机和AGV机器人的联动协调机制。可以在完全无人工参与的环境下进行长时间的准确作业，大大提高了工作效率和工作环境的自动化程度。一方面可通过AGV在地面运载货物到指定位置；另一方面可通过AGV运送货物到固定位置后无人机再将物料运到指定的位置。通过这种机器协同联动的方法实现三维空间的无人化物流作业，极大地提高了工作效率，并可以通过在AGV机器人上设置的无人机充电装置保证无人机在较为复杂的环境下的工作准确度和续航能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例的立体图；

图2是本实用新型实施例的正视图；

图3是本实用新型实施例的俯视图；

图4是本实用新型实施例的侧视图；

图5是本实用新型实施例的三维空间工厂环境下作业俯视图；

图6是本实用新型实施例的三维空间工厂环境下作业立体图；

图7是本实用新型实施例的平面层作业工况局部视图；

图8是本实用新型实施例的高位层作业工况局部视图；

图中标号说明：1-八旋翼无人机；2-物料传送皮带；3-物料传送装置；4-麦克纳姆轮；5-全向移动底盘外围保护壳体；6-传感摄像头；7-无人机用工控电脑；8-开关门；9-顶升电动推杆；10-机体；11-无人机旋转马达；12-急停按钮；13-前避障识别模块；14-全向移动底盘；15-连接架；16-传送用滚筒；17-工控用触摸屏；18-AGV仓储机器人二维码识别相机；19-物料传送装置上盖板、20-悬挂驱动轮、21-平台转接板、22-物料、23-传送带驱动用皮带、24-皮带轮、25-步进电机、26-后避障识别模块、27-高层货运二维码地标、28-平面层用上料转运架、29-平面层上料工业机械臂、30-平面层用下料转运架、31-平面层下料工业机械臂、32-高层码垛机械臂、33-AGV仓储机器人、34-平面层车间数控加工中心、35-高层车间数控加工成中心、36-工控仓储管理调度中心数控柜、37无人机二维码识别相机悬挂隔板、38-传送皮带、39-高层物料仓储中心、40-无人机二维码识别相机、41-高层转运货物架、42-AGV仓储机器人循迹用二维码地标。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1至图8所示，本实施例方案当中，位于底部的平面移动装置为带有AGV微处理器的AGV仓储机器人33，其在平面上的移动通过全向移动底盘14驱动，设置在全向移动底盘14上方的是机体10，机体10的上侧为通过平台转接板21构成的无人机停机平台。

提供三维空间方向上物料运输的装置包括八旋翼无人机1和固定在八旋翼无人机1底部的物料传送装置3。

物料传送装置3可以通过二维码标识识别并停靠在平台转接板21上，并可以通过电磁吸合器固定，并可以通过无人机充电模块进行充电，并可以在需要时飞离平台转接板21，同时通过物料传送装置3携带物料22，由此实现三维空间作业。

上述整体装置通过无线通信模块，在工控仓储管理调度中心数控柜36的远程控制下进行调度作业。

对于物料传送装置3的具体结构，其通过连接架15与八旋翼无人机1相固定，并通过传送用滚筒16带动物料传送皮带2从而实现物料的上下料转运机械结构运动，物料传送皮带2通过连接有传送带驱动用皮带23和皮带轮24的步进电机25提供运输的电气控制动力。开关门8与步进电机25的运转相耦合，当步进电机25运转需要输入或输出物料22时，开关门8根据需要打开或关闭。

装置整体在平面层作业工况下，当整体装置移动到平面层用上料转运架28时，平面层上料工业机械臂29通过将初加工好的物料装夹转运到平面层用上料转运架28上，由平面层用上料转运架28将物料22输送到物料传送皮带2上，然后物料传送皮带2将物料22运送到物料传送装置机体3的中央位置等待执行下一步任务，当整体装置移动到平面层用下料转运架30时，由物料传送皮带2通过步进电机25提供动力将物料22运输到开关门8处，然后开关门8打开，由平面层下料工业机械臂31抓取物料22将其放置到平面层用下料转运架30上。该种设计的结构简单、合理，有益效果在于能够通过预先设计好的程序一键完成物料在三维空间上的搬运，这不仅提高了物料在搬运过程中的工作效率，而且很大程度地提高了工作环境的智能化和无人化程度。

在本实施例中，AGV仓储机器人33通过麦克纳姆轮4实现全周向作业运动，从而使得整套装置结构灵活且紧凑，麦克纳姆轮4通过带有编码器的步进电机直接驱动，麦克纳姆轮4和悬挂驱动轮20分别安装在全向移动底盘外围保护壳体5内部。急停按钮12、前避障识别模块13以及后避障识别模块26分别安装于机体10上，用于实现自主避障和人工手动急停，同时还有一工控用触摸屏17安装在机体10的上部外围，用于人工操作编程使用。AGV仓储机器人二维码识别相机18通过平台转接板21镜头朝下悬挂安装在机体10的底部，通过识别地面的AGV循迹用二维码地标42进行定位导航，通过平面层的转运操作将待加工的物料通过平面层用下料转运架30运送到平面层车间数控加工中心34完成工件的加工。同时，机体10上还设置有无线射频识别模块和陀螺仪，用于识别快递货架位置。机体10通过蓄电池供电，蓄电池同时给无人机充电模块供电，并设置有无线充电模块利用设置在工厂内的外部电源进行充电。

在本实施例中，通过八旋翼无人机1机体下方安装的物料传送装置3，当需要运输货物到高层时，由机体10按照AGV仓储机器人循迹用二维码地标42循迹运送物料22到制定的位置，该位置由工控仓储管理调度中心数控柜36或者工控用触摸屏17预先设定好的程序进行自动建图，优化好路径以后进行自主循迹导航，实现空间仓储调度的智能化管理。八旋翼无人机1机体上安装有传感摄像头6，用于捕捉高层现场的实时画面以实现空间物流调度的工况侦查，八旋翼无人机1机体内部安装有无人机用工控电脑7，通过无人机用工控电脑7来控制无人机旋转马达11的运行，八旋翼无人机1还包括有常规无人机具备的陀螺仪模块、电子罗盘模块、气压计模块、超声测距传感器、蓝牙通讯模块、无人机无线通讯模块和导航定位模块。位于物料传送装置3底部的无人机二维码识别相机40镜头朝下地悬挂安装于无人机二维码识别相机悬挂隔板37上，物料传送装置上盖板19下方装有物料传送皮带2，当八旋翼无人机1机体启动运行时，通过程序系统的预先设置移动到对应的高层货运二维码地标27处，并根据设置向靠近高层转运货物架的一侧移动一定距离，接下来顶升电动推杆9在无人机用工控电脑7的控制下缓慢顶升呈楔形，然后开关门8打开，同时物料传送皮带2在步进电机25的作用下带动下将物料22通过空中投递的方式放置到高层转运货物架41上，再由高层码垛机械臂32将物料22摆正位置，经过高层转运货物架41上的传送皮带38运送到高层物料仓储中心39的车间物料放置处，再由高层车间数控加工成中心35对物料选取进行加工作业。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的基于二维码导航式智能搬运机器人的无人机载物流装置，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。