一种智能取放机器人的制作方法

本实用新型涉及一种机器人，尤其是一种智能取放机器人。

背景技术：

进行黑醋酿造时，通常采用将酒酪、麸皮、稻糠等醋醅料放置在醋醅池中发酵的方式。而该方式中，醋醅料表面的微生物由于充分接触氧气，会持续发酵，导致醋醅料表面持续升温，但过高的温度则会导致微生物停止生长，发酵停止，不利于酿造；同时，醋醅料内部的微生物由于缺少氧气，则发酵缓慢，同样不利于酿造。

目前，通常采用翻醅操作应对此种情况，即将醋醅料内外进行翻转，以同时保证醋醅料内外部微生物的发酵。而在翻醅前，通常采用测温杆实时测量醋醅池内的温度，以作为翻醅的操作依据，然而，现有技术中，需要在翻醅前取回测温杆及在翻醅后放回测温杆，该取放过程如何自动化操作现已成为实现智能化翻醅操作的核心要素。

技术实现要素：

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种智能取放机器人，以实现全自动、智能化的取放操作。

技术方案：一种智能取放机器人，包括支架平台、安装在所述支架平台上的旋转机构和控制机构、安装在所述旋转机构上并随其旋转的升降机构、安装在所述升降机构上并随其升降的取放机构，所述取放机构具有抓取部，所述取放机构通过所述抓取部抓取待取放物，所述旋转机构、升降机构、取放机构分别与所述控制机构信号关联。

本实用新型的原理是：通过控制机构信号控制支架平台上的旋转机构、升降机构、取放机构形成联动。在抓取待取放物时，利用控制机构信号控制旋转机构旋转，带动升降机构旋转，从而带动取放机构旋转至待取放物上方，再利用控制机构信号控制升降机构下降，带动取放机构下降至与待取放物对应高度，之后再利用控制机构信号控制取放机构通过抓取部抓取待取放物，并进行回收。在放回待取放物时，过程相反。本结构通过与控制机构信号关联的旋转机构、升降机构、取放机构实现了全自动、智能化的取放操作。

优选的，所述旋转机构采用回转驱动，所述旋转机构上设置有与所述控制机构信号关联的伺服电机。

优选的，所述升降机构包括驱动装置A、上传动轴、下传动轴、传送装置、升降座、立柱，所述立柱安装在所述旋转机构上并随其旋转，所述上传动轴、下传动轴分别横向安装在所述立柱的上端和下端，所述驱动装置A与所述上传动轴连接并与所述控制机构信号关联，所述传送装置绕设在所述上传动轴、下传动轴上形成回转，所述升降座固定在所述传送装置上并随其往复回转而升降，所述取放机构固定在所述升降座上。

进一步，所述升降座包括线性滑轨、滑块、圈状底座，所述线性滑轨竖向固定在所述立柱上，所述滑块安装在所述线性滑轨上，所述圈状底座套设在所述立柱上，所述圈状底座内侧分别与所述滑块和传送装置固定，外侧与所述取放机构固定。本结构的圈状底座利用滑块、传送装置多点固定，形成稳定的升降结构，同时，圈状底座套设在立柱上也可防止其侧翻。

进一步，所述升降机构还包括顶板、缓冲垫，所述顶板固定在所述立柱上端，所述缓冲垫分别设置于所述升降座的顶部和底部，对应于所述传送装置往复回转的极限位置，上下两个所述缓冲垫分别配合所述顶板和旋转机构形成机械限位保护。本结构利用驱动装置A实现电子限位，利用顶板、旋转机构配合缓冲垫实现机械限位保护，保证了升降机构得到有效的升降保护。

优选的，所述传送装置包括链条和链轮，所述链轮套装在所述上传动轴、下传动轴上，所述链条绕设在上下两个所述链轮上形成回转。

优选的，所述取放机构包括驱动装置B、夹具固定杆、手指夹具，所述夹具固定杆连接在所述升降机构上并随其升降，所述手指夹具安装在所述夹具固定杆前端，所述驱动装置B与所述手指夹具连接并与所述控制机构信号关联，所述手指夹具形成所述抓取部。

优选的，所述手指夹具包括夹具传动轴、左齿轮轴、右齿轮轴、左固定板、右固定板、左夹板、右夹板，所述夹具传动轴分别连接所述驱动装置B和左齿轮轴，所述左齿轮轴、右齿轮轴平行设置且相对啮合，所述左固定板、右固定板分别固定在所述左齿轮轴、右齿轮轴上，所述左夹板、右夹板分别固定在所述左固定板、右固定板前端且夹口相对设置形成所述抓取部，所述驱动装置B驱动所述夹具传动轴带动所述左齿轮轴、右齿轮轴相对啮合往复旋转，带动所述左夹板、右夹板的夹口卡合以抓取所述待取放物。

进一步，所述手指夹具还包括分别具有V型导向开口且方向相对的左导向板、右导向板，所述左导向板设置于所述左夹板的上方，所述右导向板对应于所述左导向板设置于所述右夹板的下方，所述左导向板、右导向板的V型导向开口分别向外延伸以扩大所述夹口的夹角，本结构有效扩大了抓取部的抓取范围。

进一步，所述左齿轮轴、右齿轮轴的上端和下端分别套设有上轴承、下轴承，所述上轴承、下轴承分别安装在上盖板、下盖板内，所述上盖板、下盖板与所述夹具固定杆固定，所述上盖板密封盖设在所述夹具固定杆前端。本结构保证了左齿轮轴、右齿轮轴的稳定啮合旋转。

进一步，所述左齿轮轴、右齿轮轴的齿部位于所述上轴承、下轴承之间，所述齿部与上轴承之间、齿部与下轴承之间分别安装有隔离装置以使所述上轴承、下轴承与齿部之间形成限位分隔，避免上轴承、下轴承与齿部之间出现横向摩擦，加速上轴承、下轴承与齿部的磨损。

进一步，所述左固定板、右固定板分别套设在所述左齿轮轴、右齿轮轴上且分别与所述齿部固定，所述隔离装置安装在所述左固定板、右固定板与下轴承之间。本结构有效保证左固定板、右固定板可随着左齿轮轴、右齿轮轴的啮合旋转而稳定相对旋转。

进一步，所述取放机构还包括下底板、调节角度的支架、激光接近开关，所述下底板与所述夹具固定杆固定，所述激光接近开关分别通过所述支架安装在所述下底板的左右两侧且与所述控制机构信号关联，左右两侧的所述激光接近开关发射的激光信号交叉形成感应点，所述感应点与待取放物的取放位置对应时，所述抓取部的抓取位置达到取放位置完成抓取。本结构利用形成交叉的感应点精准检测待取放物的取放位置，并联动控制抓取部对该取放位置实施抓取，保障了抓取精度。

进一步，还包括存放所述待取放物的取放仓管，所述取放仓管以所述旋转机构为圆心、以所述取放机构的长度为半径、周向均布设置在所述支架平台侧方，用于存放多个待取放物。

进一步，还包括安装在所述支架平台底部的行走机构，所述行走机构与所述控制机构信号关联，所述行走机构设置在轨道上并沿其行走，形成四轴联动结构。

优选的，所述行走机构包括驱动装置C、传动装置、纵向传送带、主动轮、从动轮，所述主动轮、从动轮前后设置且分别通过轴承座安装在所述支架平台底部，所述纵向传送带绕设在所述主动轮、从动轮上形成回转，所述驱动装置C通过所述传动装置连接所述主动轮，所述驱动装置C与所述控制机构信号关联，所述主动轮、从动轮落在所述轨道上并沿其行走。

优选的，所述传动装置包括后传动轴、竖向传送带，所述后传动轴通过轴承座安装在所述支架平台后部上方位置，所述驱动装置C连接所述后传动轴，所述竖向传送带绕设在所述主动轮、后传动轴上形成回转。

进一步，还包括安装在所述支架平台前端的防撞组件，所述防撞组件包括超声波传感器和安装在所述超声波传感器前端的防撞缓冲座，所述超声波传感器与所述控制机构信号关联形成主动防撞，所述防撞缓冲座形成被动防撞保护。

进一步，还包括电源组件，所述电源组件包括电连接的锂电池组和充电刷板，所述锂电池组和充电刷板分别固定在所述支架平台上，所述行走机构、旋转机构、升降机构、取放机构、控制机构通过所述电源组件供电。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：1、利用与行走机构、旋转机构、升降机构、取放机构信号关联的控制机构自动控制取放机器人的行走动作、旋转动作、升降动作、取放动作，实现了全自动、智能化的取放操作；2、旋转机构、升降机构、取放机构形成联动，实现了对于待取放物的精准取放操作。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型的左侧视图；

图3为旋转机构、升降机构的结构示意图；

图4为图3中A位置的放大示意图；

图5为顶板上方结构示意图；

图6为滑块、线性滑轨位置的放大示意图；

图7为升降座位置的放大剖视图；

图8为取放机构抓取状态的结构示意图；

图9为取放机构放开状态的结构示意图；

图10为手指夹具的剖视结构示意图；

图11为行走机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

一种智能取放机器人，结合其在醋醅池内测温杆取放上的应用，说明其具体结构。

如附图1、2所示，包括支架平台1、旋转机构2、升降机构3、取放机构4、控制机构5、取放仓管6、行走机构7、防撞组件8、电源组件9。

本实施例中，待取放物为如附图1中所示的测温杆100，测温时，测温杆100均布插入醋醅池内。智能取放机器人的行走机构7安装在支架平台1底部，并落在醋醅池的池壁轨道上沿其行走。旋转机构2、控制机构5安装在支架平台1上，升降机构3安装在旋转机构2上并随其旋转，取放机构4安装在升降机构3上并随其升降，取放机构4具有抓取部，取放机构4通过抓取部抓取测温杆100。旋转机构2、升降机构3、取放机构4、行走机构7分别与控制机构5信号关联。取放仓管6以旋转机构2为圆心、以取放机构4的长度为半径、周向均布设置在支架平台1侧方，抓取部在逐一抓取测温杆100后，将其存放到取放仓管内。

本实施例中，如附图3、4所示，旋转机构2采用回转驱动，该旋转机构2上设置有与控制机构5信号关联的伺服电机21。

如附图3-7所示，升降机构3具体包括驱动装置A31、上传动轴32、下传动轴33、传送装置34、升降座35、立柱36、顶板37、缓冲垫38，立柱36安装在旋转机构2上并随其旋转，上传动轴32、下传动轴33分别横向安装在立柱36的上端和下端，驱动装置A31与上传动轴32连接并与控制机构5信号关联，传送装置34绕设在上传动轴32、下传动轴33上形成回转，升降座35固定在传送装置34上并随其往复回转而升降，取放机构4固定在升降座35上。顶板37固定在立柱36上端，缓冲垫38分别设置于升降座35的顶部和底部，对应于传送装置34往复回转的极限位置，上下两个缓冲垫38分别配合顶板37和旋转机构2形成机械限位保护。本实施例中，驱动装置A31具体为电连接的伺服电机A31-1和减速机A31-2，驱动装置A31、上传动轴32位于顶板37上方并通过不锈钢防护罩密封盖设，以抵挡酸腐。传送装置34优选采用链条341和链轮342，链轮342套装在上传动轴32、下传动轴33上，链条341绕设在上下两个所述链轮342上形成回转。升降座35具体包括线性滑轨351、滑块352、圈状底座353，线性滑轨351竖向固定在立柱36上，所述滑块352安装在线性滑轨351上，圈状底座353套设在立柱36上，圈状底座353内侧分别与滑块352和传送装置34固定，外侧与取放机构4固定。

如附图8-10所示，取放机构4具体包括驱动装置B41、夹具固定杆42、手指夹具43、下底板44、调节角度的支架45、激光接近开关46，夹具固定杆42连接在升降机构3上并随其升降，手指夹具43安装在夹具固定杆42前端，驱动装置B41与手指夹具43连接并与控制机构5信号关联，下底板44与夹具固定杆42固定，激光接近开关46分别通过支架45安装在下底板44的左右两侧且与控制机构5信号关联，左右两侧的激光接近开关46发射的激光信号交叉形成感应点，该感应点与测温杆100的取放位置对应时，手指夹具的抓取位置达到该取放位置完成抓取。本实施例中，手指夹具43具体包括夹具传动轴431、左齿轮轴432、右齿轮轴433、左固定板434、右固定板435、左夹板436、右夹板437、左导向板438、右导向板439、上轴承4310、下轴承4311、上盖板4312、下盖板4313，夹具传动轴431分别连接驱动装置B41和左齿轮轴432，左齿轮轴432、右齿轮轴433平行设置且相对啮合，左固定板434、右固定板435分别固定在左齿轮轴432、右齿轮轴433上，左夹板436、右夹板437分别固定在左固定板434、右固定板435前端且夹口相对设置形成抓取部，驱动装置B41驱动夹具传动轴431带动左齿轮轴432、右齿轮轴433相对啮合往复旋转，带动左夹板436、右夹板437的夹口卡合以抓取测温杆100。左导向板438、右导向板439分别具有V型导向开口且方向相对，左导向板438设置于左夹板436的上方，右导向板439对应于左导向板438设置于右夹板437的下方，左导向板438、右导向板439的V型导向开口分别向外延伸以扩大夹口的夹角。上轴承4310、下轴承4311分别套设于左齿轮轴432、右齿轮轴433的上端和下端，上轴承4310、下轴承4311分别安装在上盖板4312、下盖板4313内，上盖板4312、下盖板4313与夹具固定杆42固定，上盖板4312密封盖设在夹具固定杆42前端。左齿轮轴432、右齿轮轴433的齿部4314位于上轴承4310、下轴承4311之间，齿部4314与上轴承4310之间、齿部4314与下轴承4311之间分别安装有隔离装置4315以使上轴承4310、下轴承4311与齿部4314之间形成限位分隔。左固定板434、右固定板435分别套设在左齿轮轴432、右齿轮轴433上且分别通过沉头螺栓4316与齿部4314的底面固定，隔离装置4315安装在左固定板434、右固定板435与下轴承4311之间。隔离装置4315可采用手指垫圈或与左齿轮轴432、右齿轮轴433一体成型的凸环部。

如附图11所示，行走机构7具体包括驱动装置C71、传动装置72、纵向传送带73、主动轮74、从动轮75，主动轮74、从动轮75前后设置且分别通过轴承座安装在支架平台1底部，纵向传送带73绕设在主动轮74、从动轮75上形成回转，驱动装置C71通过传动装置72连接主动轮74，驱动装置C71与控制机构5信号关联，主动轮74、从动轮75落在醋醅池的池壁轨道上并沿其行走。本实施例中，传动装置72包括后传动轴721、竖向传送带722，后传动轴721通过轴承座安装在支架平台1后部上方位置，驱动装置C71连接后传动轴721，竖向传送带722绕设在主动轮74、后传动轴721上形成回转。本实施例中，驱动装置C71具体为电连接的伺服电机C71-1和减速机C71-2。

本实施例中，为实现防撞功能，还设置了防撞组件8，防撞组件8安装在支架平台1前端，防撞组件8包括超声波传感器82和安装在超声波传感器82前端的防撞缓冲座81，超声波传感器82与控制机构5信号关联形成主动防撞，防撞缓冲座81形成被动防撞保护。

本实施例中，为实现无线控制，还设置了电源组件9，电源组件9包括电连接的锂电池组91和充电刷板92，锂电池组91和充电刷板92分别固定在支架平台1上，行走机构7、旋转机构2、升降机构3、取放机构4、控制机构5通过电源组件9供电。

抓取测温杆时，控制机构通过驱动装置C信号控制主动轮、从动轮在醋醅池的池壁轨道上行走，以控制取放机器人稳定行进至各个测温杆处；通过伺服电机信号控制回转驱动旋转，以带动手指夹具旋转至测温杆抓取位置上方；通过驱动装置A信号控制传送装置在上传动轴、下传动轴之间旋转，以带动升降座上下升降，从而带动手指夹具升降至测温杆抓取位置；通过驱动装置B信号控制夹具传动轴往复回转，以带动左齿轮轴、右齿轮轴相对啮合，从而带动左固定板上的左夹板、右固定板上的右夹板夹口相接以抓取测温杆；再通过旋转机构、升降机构、取放机构联动配合，将测温杆存放到取放仓管内。

放回测温杆时，与抓取测温杆的过程相反。

本实施例实现了全自动、智能化的测温杆取放操作，为精准确定翻醅时间和进行翻醅机的翻醅操作提供了保障。