一种基于机械臂的机场出港行李快速定位搬运系统的制作方法

本发明公开了一种基于机械臂的机场出港行李快速定位搬运系统，属于工业视觉技术领域。

背景技术：

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。其可以用于码垛、装配等工业场景，但是其成本较高，在行李搬运过程中如果大批量使用机械臂会产生高昂的成本。

机械臂第七轴又称机器人行走轴，机械臂轨道等，主要用于扩大机械臂作业半径，扩展机械臂使用范围功能，主要应用于焊接、铸造、机械加工、智能仓储、汽车、航天等行业领域。但目前的第七轴对于环境要求较高，工作条件相对苛刻，定位精度不高。

现在国内机场日趋先进化，智能化，有很多以前必须用人工的工作都已经使用上了较先进的机器人技术。但是在航站楼中的行李搬运仍采用传统的人力搬运，费时耗力，人工成本高，且搬运效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于机械臂的机场出港行李快速定位搬运系统，特别地，可以用于机场行出港李搬运的工作环境下，以解决上述机场出港行李快速定位搬运的问题。

本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：

一种基于机械臂的机场出港行李快速定位搬运系统，包括快速移动定位第七轴主体，所述快速移动定位第七轴主体顶部设置有机械臂安装单元，所述机械臂安装单元顶部设置有机械臂，所述快速移动定位第七轴主体下部分别设置有锁紧装置和导向及防倾翻装置分别与导轨总成相配合；

所述快速移动定位第七轴主体包括支撑主体、行进机构和四个结构相同的滚轮，所述行进机构设置在支撑主体上，四个所述滚轮分别设置在行进机构上，所述导轨总成包括两条导轨。

优选的是，所述支撑主体包括通过四个支撑杆两端连接的第七轴上板和第七轴下板。

优选的是，所述行进机构包括分别旋转安装在第七轴下板上的第一链轮轴和第二链轮轴以及固定在第七轴下板上的第一电机，四个所述滚轮分别固定在第一链轮轴和第二链轮轴两端，所述第一电机的主轴上固定有第一链轮，所述第一链轮轴上分别套设有第二链轮以及设置在第二链轮两侧的第三链轮和第四链轮，所述第二链轮轴上分别套设有与第三链轮和第四链轮相对应的第五链轮和第六链轮，所述第一链轮和第二链轮、第三链轮和第五链轮与第四链轮和第六链轮分别通过第一传动链、第二传动链和第三传动链传动连接。

优选的是，所述快速移动定位第七轴主体前后两端分别设有防撞装置，所述防撞装置包括固定在快速移动定位第七轴主体端部的防撞胶垫和快速移动定位第七轴主体上端部的传感器。

优选的是，所述导向及防倾翻装置包括四个导向及防倾翻总成，四个所述导向及防倾翻总成分别均匀对称固定在第七轴下板底部，所述导向及防倾翻总成包括一端固定在第七轴下板底部第一固定板和第二固定板，所述第一固定板另一端固定有两个结构相同的导向杆，两个所述导向杆一端旋转安装有导向滑轮与导轨腹板贴合，所述第二固定板一端固定有连接杆，所述连接杆一端旋转安装有防倾翻滑轮与导轨上板内侧贴合。

优选的是，所述锁紧装置包括固定在第七轴下板底部的液压缸和固定钩，所述固定钩一端固定在液压缸的输出端，所述固定钩为l型，所述固定钩的横边上部可与导轨相接触。

优选的是，所述导向杆内侧设有滑槽，所述滑槽内设置有弹簧，所述导向滑轮两侧轴旋转设置在滑槽内并可沿着滑槽压缩弹簧移动。

优选的是，所述机械臂安装单元包括：第二电机、传动总成、丝杠、机械臂安装座、四个导向轴和四个导向轴固定架，四个所述导向轴通过导向轴固定架支撑固定在第七轴上板上，所述第二电机固定在第七轴上板上且丝杠一端旋转设置在第七轴上板，所述第二电机的主轴与丝杠一端通过传动总成连接，所述机械臂安装座通过立板上设置的滑板和螺母分别套设在导向轴和丝杠上。

优选的是，所述丝杠包括两个对称布置在第二电机两侧且通过丝杠连接板连接在一起，所述传动总成包括固定在第二电机上的主动齿轮和分别固定在丝杠一端上的传动齿轮。

优选的是，所述导轨总成设置在地面上的凹槽内，所述导轨总成还包括设置在凹槽内端部的防撞护板、磁栅尺和磁栅尺读数头，两条所述导轨之间设置有磁栅尺，所述磁栅尺读数头固定在第七轴下板的底部。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用步进电机驱动，导轨上设有磁栅尺，主体上设有读数头与之配合，实现精密定位；机械臂安装单元可上下升降，电机驱动丝杠转动，四根导向柱导向，规避了机械臂的机械手抓取范围死区；

(2)本发明通过锁紧装置，采用液压缸驱动的摩擦式锁紧方式，精确可靠；行进机构对称设计，链条传动自运行，可平衡拖动整体行进，导轨下沉安置，第七轴上板上表面与地面相平，减小地上占用空间高度，第七轴停用时可取出，然后盖上盖板，当成平整地面，不影响其他活动；

(3)本发明通过在第七轴主体的前后两端分别设有传感器软防撞和防撞胶垫硬防撞作为双重保护，同时第七轴行程两端设有防撞护板，保证安全，主体两侧带有导向装置，由弹簧推动导向滑轮紧贴工字钢导轨腹板面，保证行进方向；

(4)本发明通过导向及防倾翻装置各有四个，前后对称且左右对称，防倾翻滑轮紧贴工字钢导轨上板面，实现防倾翻及前后平衡导向，为应对大量的行李输送滑槽轨道，可采用长导轨和二至三个分散排列的机械臂第七轴系统，充分满足运输效率要求。

附图说明

图1为本发明的等轴测视图；

图2为本发明快速移动定位第七轴主体的等轴测视图；

图3为本发明行进机构的等轴测视图；

图4本发明防撞装置的等轴测视图；

图5本发明锁紧装置的等轴测视图；

图6本发明锁紧装置的左视图；

图7本发明导向及防倾翻装置的等轴测视图；

图8本发明导向及防倾翻装置的部分等轴测视图；

图9本发明机械臂安装单元的等轴测视图；

图10本发明机械臂安装单元的部分等轴测视图；

图11本发明导轨总成(6)的等轴测视图。

其中：1-快速移动定位第七轴主体，101-第七轴下板，102-第七轴上板，103-第一滚轮，104-第二滚轮，105-第三滚轮，106-第四滚轮，107-液压工作站，108-第一电机，109-第一链轮，110-第二链轮，111-第三链轮，112-第四链轮，113-第五链轮，114-第六链轮，115-第一传动链，116-第二传动链117-第三传动链，118-第一链轮轴，119-第二链轮轴，120-轴承座，121-支撑杆，2-防撞装置，201-防撞胶垫，202-传感器，3-锁紧装置，301-液压缸，302-固定钩，4-导向及防倾翻装置，401-第一固定板，402-导向杆，403-导向滑轮，404-弹簧，405-第二固定板，406-连接杆，407-防倾翻滑轮，5-机械臂安装单元，501-第二电机，502-主动齿轮，503-传动齿轮，504-丝杠，505-丝杠连接板，506-机械臂安装座，507-立板，508-导向轴，509-导向轴轴座，510-导向轴固定架，6-导轨总成，601-磁栅尺，602-导轨，603-防撞护板，604-磁栅尺读数头。

具体实施方式

以下根据附图1-11对本发明做进一步说明：

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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装置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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本专利第一实施例在现有技术的基础上提供了一种基于机械臂的机场出港行李快速定位搬运系统，包括快速移动定位第七轴主体1，快速移动定位第七轴主体1顶部安装有机械臂安装单元5，机械臂安装单元5顶部安装有机械臂7，快速移动定位第七轴主体1下部分别安装有锁紧装置3和导向及防倾翻装置4分别与导轨总成6相配合，接下来将逐一介绍上述提到的部件的具体结构和连接方式。

首先介绍一下快速移动定位第七轴主体1，如图2-3所示，其包括支撑主体、行进机构和四个结构相同的第一滚轮103、第二滚轮104、第三滚轮105和第四滚轮106，行进机构安装在支撑主体上，第一滚轮103、第二滚轮104、第三滚轮105和第四滚轮106分别安装在行进机构上，。

支撑主体包括通过四个支撑杆121两端连接的第七轴上板102和第七轴下板101，行进机构包括分别通过四个轴承座120旋转安装在第七轴下板101上的第一链轮轴118和第二链轮轴119以及通过螺栓固定在第七轴下板101上的第一电机108，第一滚轮103、第二滚轮104、第三滚轮105和第四滚轮106分别固定在第一链轮轴118和第二链轮轴119两端，第一电机108的主轴上固定有第一链轮109，第一链轮轴118上分别套设有第二链轮110以及安装在第二链轮110两侧的第三链轮111和第四链轮112，第二链轮轴119上分别套设有与第三链轮111和第四链轮112相对应的第五链轮113和第六链轮114，第一链轮109和第二链轮110、第三链轮111和第五链轮113与第四链轮112和第六链轮114分别通过第一传动链115、第二传动链116和第三传动链117传动连接。第一电机108运行为机械臂第七轴提供动力来源，链轮及传动链传动带动机械臂第七轴在导轨上行走，同时整个机构尽可能采用标准件，最大限度节约成本。

下面介绍一下安装快速移动定位第七轴主体1前后两端分别设有防撞装置2，如图4所示，防撞装置2包括通过粘接固定在快速移动定位第七轴主体1端部的防撞胶垫201和快速移动定位第七轴主体1上端部的传感器202。当传感器202检测到第七轴运行路线上出现障碍物时，传感器202反馈信号给控制系统，控制系统紧急制动，最大限度保障机械臂第七轴运行安全性。

如图5-6所示为锁紧装置(3)，其包括固定在第七轴下板101底部的液压缸301和固定钩302，固定钩302一端通过螺栓固定在液压缸301的输出端，固定钩302为l型，固定钩302的横边上部可与导轨602相接触。当机械臂第七轴运行到指定位置时，液压缸301推杆上行，带动固定钩302上行，位于固定勾302弯曲部末端的摩擦块上行抵住导轨602的翼板下缘完成锁紧，本发明采取的锁紧装置安装方便。

下面介绍一下导向及防倾翻装置4，如图7-8所示，其包括四个导向及防倾翻总成，四个导向及防倾翻总成分别均匀对称通过螺栓固定在第七轴下板101底部，导向及防倾翻总成包括一端通过螺栓固定在第七轴下板101底部第一固定板401和第二固定板405，第一固定板401另一端通过螺栓固定有两个结构相同的导向杆402，导向杆402内侧设有滑槽，所述滑槽内设置有弹簧404，导向滑轮403两侧轴旋转设置在滑槽内并可沿着滑槽压缩弹簧404移动。导向滑轮403与导轨602腹板贴合，第二固定板405一端通过螺栓固定有连接杆406，连接杆406一端旋转安装有防倾翻滑轮407与导轨602上板内侧贴合。本发明采取的导向及防倾翻装置结构简单，导向性好，可有效防止机械臂第七轴路径偏移或倾翻。

下面介绍一下机械臂安装单元5，如图9-10其包括：第二电机501、传动总成、丝杠504、机械臂安装座506、四个导向轴508和四个导向轴固定架510，四个导向轴508通过导向轴固定架510支撑通过导向轴轴座509采用螺栓固定在第七轴上板102上，第二电机501固定在第七轴上板(102)上且丝杠504一端旋转安装在第七轴上板102，第二电机501的主轴与丝杠504一端通过传动总成连接，丝杠504包括两个对称布置在第二电机501两侧且通过丝杠连接板505连接在一起，传动总成包括固定在第二电机501上的主动齿轮502和分别固定在丝杠504一端上的传动齿轮503，械臂安装座506通过立板507上设置的滑板和螺母分别套设在导向轴508和丝杠504上。

最后介绍一下导轨总成6，如图11所示，导轨总成(6)设置在地面上的凹槽内，其包括：两条导轨602、安装在凹槽内端部的防撞护板603、磁栅尺601和磁栅尺读数头604，两条导轨602之间安装有磁栅尺601，磁栅尺读数头604通过螺栓固定在第七轴下板101的底部与磁栅尺配合精密定位，防撞护板603设于第七轴行程两端，与防撞胶垫201配合保证安全。

具体工作方式：

当乘客办理托运后，行李通过传送带传送到指定滑槽，开始从滑槽滑下，等待抓取，第一电机108带动第一链轮109开始转动，第一链轮109通过第一传动链115带动第一链轮110转动，第二链轮110通过第一链轮轴118带动第三链轮111及第四链轮112转动，第三链轮111及第四链轮112分别通过第二传动链116及第三传动链117带动第五链轮113及第六链轮114转动，第五链轮113及第六链轮114带动第二链轮轴119转动，两根第一链轮轴118和第二链轮轴119带动四个滚轮转动，完成快速移动定位第七轴主体1的行进。

磁栅尺读数头604通过识别导轨内侧的磁栅尺示数进行精密定位，抵达目标位置时，液压缸301推杆上行，带动固定钩302上行，位于固定钩302弯曲部末端的摩擦块上行抵住导轨602的翼板下缘完成锁紧。

锁紧后，第二电机501启动，带动主动齿轮502转动，主动齿轮502带动与其啮合的传动齿轮503转动，进而带动两根丝杠504以及机械臂安装座506沿着导向轴上下运动，调整机械臂的高度，规避机械臂的死区，最终完成行李搬运。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。