馒头摆放机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种馒头摆放机器人，包括主箱体，主箱体与头部壳体连接，头部壳体上设置有摄像头装置，主箱体内设置有存储装置，主箱体的一侧外壁上设置有第一机械臂，另一侧外壁上设置有第二机械臂，存储装置设置于第一机械臂和第二机械臂之间，主箱体的一侧外壁上设有A移动装置，另一侧外壁上设置有B移动装置，主箱体的底部设置有旋转装置，旋转装置设置在A移动装置与B移动装置之间，存储装置的背面设置有拨叉机构。本发明实现了快速抓取馒头胚，转移馒头盘的操作，独立完成了馒头胚从成形到成熟的一系列操作，本发明可替代人工，不仅降低了劳动强度，节约了人力资源，而且提高了生产效率，改善了生产环境。
【专利说明】
馒头摆放机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种馒头摆放机器人，属于机械自动化技术领域。
【背景技术】
[0002]馒头是我国的传统食品，是北方人民的主食之一。目前我国的馒头加工主要集中于手工作坊及大型食堂蒸房，主要工序包括摆放馒头胚、转移馒头盘、收集蒸熟的馒头等工作，每个环节都需要人工劳作，其人力需求多、劳动强度大，而这种生产方式已不适应人力资源越来越紧张的趋势，更不符合消费者对安全、健康的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种馒头摆放机器人，其可替代人工，实现快速抓取馒头胚，转移馒头胚的操作，独立完成馒头胚从成形到成熟的一系列操作。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:一种馒头摆放机器人，包括主箱体，主箱体与头部壳体连接，头部壳体上设置有摄像头装置，主箱体内设置有存储装置，主箱体的一侧外壁上设置有第一机械臂，另一侧外壁上设置有第二机械臂，存储装置设置于第一机械臂和第二机械臂之间，主箱体的一侧外壁上设有A移动装置，另一侧外壁上设置有B移动装置，主箱体的底部设置有旋转装置，旋转装置设置在A移动装置与B移动装置之间，存储装置的背面设置有拨叉机构，存储装置通过齿轮组件与拨叉机构连接，拨叉机构与电机连接。齿轮组件包括传动齿轮和传动带。摄像头装置可自动定位识别已成形的馒头胚，并通过摄像头装置的引导，使第一机械臂和第二机械臂准确的抓取馒头胚，第一机械臂和第二机械臂可将抓取的馒头胚逐个放置于托盘上的馒头盘中；通过移动装置和旋转装置的配合，同时在摄像头装置的引导下，机器人会移动到靠近蒸箱的位置，通过第一机械臂和第二机械臂将存储装置内托盘上的馒头盘逐层取出，并将馒头盘放于蒸箱内，通过观察表盘指针的示数，确认馒头蒸熟之后，机器人通过第一机械臂和第二机械臂将蒸箱内的馒头盘取出，再将馒头盘逐层转移到馒头架上。
[0005]前述的这种馒头摆放机器人，所述摄像头装置为实时定位摄像头。摄像头装置采用实时定位摄像头，可实时监视、精准定位，其一方面能够准确读取馒头胚的位置信息，另一方面可引导机器人在桌子、蒸箱、馒头架之间的移动，从而及时校正第一机械臂或第二机械臂的抓取位置，以及该机器人的行走路线。
[0006]前述的这种馒头摆放机器人，所述存储装置包括至少一层存放腔，存放腔两侧的内壁上设置有滑轨装置，存放腔内设置有一个托盘，托盘与滑轨装置连接。托盘通过滑轨装置可平行移动。馒头盘放在托盘上，托盘可通过滑轨装置的作用移出存放腔，以便于第一机械臂和第二机械臂抓取馒头盘。
[0007]前述的这种馒头摆放机器人，所述托盘包括底板和侧壁板，侧壁板上设置有定位孔，托盘通过定位孔与滑轨装置连接。侧壁板可阻挡馒头盘的滑动，避免馒头盘触碰存放腔的内壁。
[0008]前述的这种馒头摆放机器人，所述第一机械臂和第二机械臂均包括连接部和加持部，加持部与连接部连接，加持部包括定位夹部和活动夹部，活动夹部设置于定位夹部上。第一机械臂和第二机械臂的工作效率高且互不干扰，二者可独立完成取、放的动作。活动夹部为可转换结构，其可实现对馒头或馒头盘等不同物体的抓取;第一机械臂和第二机械臂均通过定位夹部和活动夹部完成抓取成形的馒头胚动作，其抓取效率可达到1.5秒/对。
[0009]前述的这种馒头摆放机器人，所述A移动装置和B移动装置均包括一个移动轮和支撑部，移动轮设置在支撑部的底部。设置于A移动装置和B移动装置底部的移动轮的尺寸为9寸，通过这两个移动轮可实现机器人的移动。
[0010]前述的这种馒头摆放机器人，所述旋转装置包括四个换向轮和旋转组件，换向轮设置在旋转组件的底部，旋转组件与主箱体连接。通过控制换向轮的旋转方向，即可实现机器人的灵活转向，当四个换向轮和移动轮同时旋转时，机器人行进；当移动轮保持静止，换向轮旋转时，可实现机器人的转向。此外，通过控制移动轮和换向轮的转速，即可实现行走速度的调节。其中四个换向轮均采用麦克纳姆轮，使得机器人运行更加灵活高效。
[0011]前述的这种馒头摆放机器人，所述拨叉机构包括旋转销、拨盘、液压杆和拨叉杆，旋转销通过连杆与拨叉杆连接，旋转销和拨叉杆均与拨盘轴连接，拨盘与液压杆连接，拨盘包括驱动齿轮和支架杆，驱动齿轮设置于支架杆的一端。拨盘上的支架杆上固定有驱动齿轮，该驱动轮可与齿轮组件的传动轮啮合连接。该拨叉机构节能高效，其液压杆可沿与滑轨装置平行的方向伸缩定长，旋转销、拨叉杆及连接二者的连杆共同组成曲柄滑块机构。通过拨叉机构与齿轮组件之间的带传动，可实现滑轨装置的移动，进而带动托盘移动。
[0012]前述的这种馒头摆放机器人，所述移动轮的直径尺寸大于换向轮的直径尺寸。
[0013]前述的这种馒头摆放机器人，所述齿轮组件包括传动齿轮和传动带，传动齿轮通过传动带与滑轨装置连接。通过拨叉机构的驱动齿轮带动传动齿轮，从而通过传动带带动滑轨装置的滚珠丝杠的转动，以实现滑轨装置的移动。
[0014]与现有技术相比，本发明通过摄像头装置、移动装置、旋转装置、存储装置、拨叉机构第一机械臂及第二机械臂等结构的有机结合，实现了快速抓取馒头胚，转移馒头盘的操作，独立完成了馒头胚从成形到成熟的一系列操作，本发明可替代人工，不仅降低了劳动强度，节约了人力资源，而且提高了生产效率，改善了生产环境。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
[0016]图2是本发明的拨叉机构的结构示意图；
[0017]图3是本发明的托盘的结构示意图。
[0018]附图标记:1-主箱体，2-头部壳体，3-摄像头装置，4-存储装置，5-第一机械臂，6_第二机械臂，7-A移动装置，8-B移动装置，9-旋转装置，I O-滑轨装置，11-连接部，12-加持部，13-定位夹部，14-活动夹部，15-支撑部，16-换向轮，17-旋转组件，18-托盘，19-底板，20-侧壁板，21-定位孔，22-拨叉机构，23-旋转销，24-拨盘，25-液压杆，26-拨叉杆，27-存放腔，28-移动轮，29-齿轮组件，30-驱动齿轮，31-支架杆，32-传动齿轮，33-传动带。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0020]本发明的实施例1:一种馒头摆放机器人，包括主箱体I，主箱体I与头部壳体2连接，头部壳体2上设置有摄像头装置3，主箱体I内设置有存储装置4，主箱体I的一侧外壁上设置有第一机械臂5，另一侧外壁上设置有第二机械臂6，存储装置4设置于第一机械臂5和第二机械臂6之间，主箱体I的一侧外壁上设有A移动装置7，另一侧外壁上设置有B移动装置8，主箱体I的底部设置有旋转装置9，旋转装置9设置在A移动装置7与B移动装置8之间，存储装置4通过齿轮组件29与拨叉机构22连接，存储装置4的背面设置有十工位旋转周期式拨叉机构22，存储装置4通过齿轮组件29与拨叉机构22连接，拨叉机构22与电机连接。摄像头装置3为实时定位摄像头。存储装置4包括至少一层存放腔27，存放腔27两侧的内壁上设置有滑轨装置10，存放腔27内设置有一个托盘18，托盘18滑轨装置10连接。托盘18包括底板19和侧壁板20，侧壁板20上设置有定位孔21，托盘18通过定位孔21与滑轨装置10连接。
[0021]本发明的实施例2:—种馒头摆放机器人，包括主箱体I，主箱体I与头部壳体2连接，头部壳体2上设置有摄像头装置3，主箱体I内设置有存储装置4，主箱体I的一侧外壁上设置有第一机械臂5，另一侧外壁上设置有第二机械臂6，存储装置4设置于第一机械臂5和第二机械臂6之间，主箱体I的一侧外壁上设有A移动装置7，另一侧外壁上设置有B移动装置8，主箱体I的底部设置有旋转装置9，旋转装置9设置在A移动装置7与B移动装置8之间，存储装置4的背面设置有拨叉机构22，存储装置4通过齿轮组件29与拨叉机构22连接，，拨叉机构22与电机连接。摄像头装置3为实时定位摄像头。存储装置4包括至少一层存放腔27，存放腔27两侧的内壁上设置有滑轨装置10，存放腔27内设置有一个托盘18，托盘18滑轨装置10连接。托盘18包括底板19和侧壁板20，侧壁板20上设置有定位孔21，托盘18通过定位孔21与滑轨装置10连接。第一机械臂5和第二机械臂6均包括连接部11和加持部12，加持部12与连接部11连接，加持部12包括定位夹部13和活动夹部14，活动夹部14设置于定位夹部13上。A移动装置7和B移动装置8均包括一个移动轮28和支撑部15，移动轮28设置在支撑部15的底部。
[0022]本发明的实施例3:—种馒头摆放机器人，包括主箱体I，主箱体I与头部壳体2连接，头部壳体2上设置有摄像头装置3，主箱体I内设置有存储装置4，主箱体I的一侧外壁上设置有第一机械臂5，另一侧外壁上设置有第二机械臂6，存储装置4设置于第一机械臂5和第二机械臂6之间，主箱体I的一侧外壁上设有A移动装置7，另一侧外壁上设置有B移动装置8，主箱体I的底部设置有旋转装置9，旋转装置9设置在A移动装置7与B移动装置8之间，存储装置4的背面设置有拨叉机构22，存储装置4通过齿轮组件29与拨叉机构22连接，拨叉机构22与电机连接。摄像头装置3为实时定位摄像头。存储装置4包括六层存放腔27，存放腔27两侧的内壁上设置有滑轨装置10，存放腔27内设置有一个托盘18，托盘18滑轨装置10连接。托盘18包括底板19和侧壁板20，侧壁板20上设置有定位孔21，托盘18通过定位孔21与滑轨装置10连接。第一机械臂5和第二机械臂6均包括连接部11和加持部12，加持部12与连接部11连接，加持部12包括定位夹部13和活动夹部14，活动夹部14设置于定位夹部13上。A移动装置7和B移动装置8均包括一个移动轮28和支撑部15，移动轮28设置在支撑部15的底部。旋转装置9包括四个换向轮16和旋转组件17，换向轮16设置在旋转组件17的底部，旋转组件与主箱体I连接。四个换向轮16为尺寸相同的的麦克那姆轮，四个麦克那姆轮的直径尺寸为6寸。拨叉机构22包括旋转销23、拨盘24、液压杆25和拨叉杆26，旋转销23通过连杆与拨叉杆26连接，旋转销23和拨叉杆26均与拨盘24轴连接，拨盘24与液压杆25连接，拨盘24包括驱动齿轮30和支架杆31，驱动齿轮30设置于支架杆31的一端。移动轮28的直径尺寸大于换向轮16的直径尺寸，齿轮组件29包括传动齿轮32和传动带33，传动齿轮32通过传动带33与滑轨装置10连接。摄像头装置3可自动定位识别已成形的馒头胚，并通过摄像头装置3的引导，使第一机械臂5和第二机械臂6准确的抓取馒头胚，第一机械臂5和第二机械臂6可将抓取的馒头胚逐个放置于托盘18上的馒头盘中；通过移动装置和旋转装置9的配合，同时在摄像头装置3的引导下，机器人会移动到靠近蒸箱的位置，通过第一机械臂5和第二机械臂6将存储装置4内托盘18上的馒头盘逐层取出，并将馒头盘放于蒸箱内，通过观察表盘指针的示数，确认馒头蒸熟之后，机器人通过第一机械臂5和第二机械臂6将蒸箱内的馒头盘取出，再将馒头盘逐层转移到馒头架上。本发明的存储装置4内可放置六层馒头盘，具有使用灵活方便、容量大、清洁方便等优点。
[0023]本发明的一种实施例的工作原理:
[0024]通过设置在头部壳体2上的摄像头装置3，来定位识别摆放在桌子上的馒头胚，摄像头装置3可准确读取馒头胚的位置信息，然后引导设置在主箱体I上的第一机械臂5和第二机械臂6抓取馒头胚，调整自由度的第一机械臂5和第二机械臂6活动夹部14的端头，使用夹取馒头胚的尖端头，通过该活动夹部14的间断头准确对馒头胚进行抓取，完成抓取动作后，多自由度的第一机械臂5和第二机械臂6可灵活地将馒头胚放置于馒头盘中，在放置馒头胚过程中，将采取从里到外逐排放置的方式，以便于馒头胚的摆放;待馒头盘放满后，通过拨叉机构22控制该层存放腔27内的滑轨装置10运行，使其将托盘18拉回到存放腔27内，从而使托盘18上的馒头盘被暂时储存在存放腔27内；然后通过拨叉机构22控制另一层存放腔27内的滑轨装置10运行，从而使此层内的托盘18被推出，机器人则重复将桌子上的馒头胚转移到馒头盘内的工作程序。待存储装置4内的馒头盘装满馒头胚后，在摄像头的引导以及移动装置与旋转装置9的联动配合下，机器人迅速移动到蒸箱的前面，并转换与定位夹部13连接的活动夹部14的端头，调整到便于夹取馒头盘的方形端头，通过活动夹部14的方形端头灵活地取出存储装置4内托盘18上的馒头盘，取出方式为从下到上或者从上到下逐层取出，然后将馒头盘放于蒸箱内；待一定时间馒头蒸熟之后，通过第一机械臂5和第二机械臂6的活动夹部14，将蒸箱内的馒头盘逐层取出，并转移到馒头架上。
[0025]机器人移动过程中，当设置在A移动装置7和B移动装置8底部的移动轮28和设置在旋转装置9底部的四个换向轮16旋转时，机器人行进；当移动轮28保持静止，四个换向轮16旋转时，机器人转向；同时通过控制移动轮28和换向轮16的转速，来调节机器人的行走速度。
[0026]托盘18的移动通过设置存储装置4背面的拨叉机构22与齿轮组件29的带传动实现。拨叉机构22的液压杆25可沿与滑轨装置10平行的方向伸缩定长，旋转销23、拨叉杆26与连接二者的连杆共同组成曲柄滑块机构，旋转销23上带有电机，通过电机的旋转间接带动拨叉杆26转动，通过拨叉杆26拨动带有电机的拨盘24旋转。目标层馒头盘需要推出时，使拨盘24旋转，让拨盘24上固定有驱动齿轮30的支架杆31旋转至目标层的传动齿轮32的下方，该传动齿轮32与目标层内滑轨装置10的滚珠丝杠通过传动带33连接。此时液压杆25伸长至最长状态，恰好使拨盘24上的驱动齿轮30与传动带33上的传动齿轮32啮合，此时拨盘24上的电机带动驱动齿轮30转动，从而带动传动齿轮32转动，进而通过传动带33使滑轨装置10的滚珠丝杠快速旋转，以实现与滑轨装置10固定连接的托盘18的移动。
【主权项】
1.一种馒头摆放机器人，其特征在于，包括主箱体(I)，主箱体(I)与头部壳体(2)连接，头部壳体(2)上设置有摄像头装置(3)，主箱体(I)内设置有存储装置(4)，主箱体(I)的一侧外壁上设置有第一机械臂(5)，另一侧外壁上设置有第二机械臂(6)，所述存储装置(4)设置于第一机械臂(5)和第二机械臂(6)之间，所述主箱体(I)的一侧外壁上设有A移动装置(7)，另一侧外壁上设置有B移动装置(8)，主箱体(I)的底部设置有旋转装置(9)，所述旋转装置(9)设置在A移动装置(7)与B移动装置(8)之间，所述存储装置(4)的背面设置有拨叉机构(22),存储装置(4)通过齿轮组件(29)与拨叉机构(22)连接，拨叉机构(22)与电机连接。2.根据权利要求1所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述摄像头装置(3)为实时定位摄像头。3.根据权利要求1或2所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，存储装置(4)包括至少一层存放腔(27)，存放腔(27)两侧的内壁上设置有滑轨装置(10)，存放腔(27)内设置有一个托盘(18)，托盘(18)与滑轨装置(10)连接。4.根据权利要求3所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，托盘(18)包括底板(19)和侧壁板(20)，侧壁板(20)上设置有定位孔(21)，托盘(18)通过定位孔(21)与滑轨装置(10)连接。5.根据权利要求4所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述第一机械臂(5)和第二机械臂(6)均包括连接部(11)和加持部(12)，加持部(12)与连接部(11)连接，加持部(12)包括定位夹部(13)和活动夹部(14)，活动夹部(14)设置于定位夹部(13)上。6.根据权利要求4或5所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述A移动装置(7)和B移动装置(8)均包括一个移动轮(28)和支撑部(15)，移动轮(28)设置在支撑部(15)的底部。7.根据权利要求6所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述旋转装置(9)包括四个换向轮(16)和旋转组件(I 7 )，换向轮(I 6)设置在旋转组件(I 7)的底部，旋转组件与主箱体(I)连接。8.根据权利要求7所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述拨叉机构(22)包括旋转销(23)、拨盘(24)、液压杆(25)和拨叉杆(26)，旋转销(23)通过连杆与拨叉杆(26)连接，旋转销(23)和拨叉杆(26)均与拨盘(24)轴连接，拨盘(24)与液压杆(25)连接，拨盘(24)包括驱动齿轮(30)和支架杆(31)，驱动齿轮(30)设置于支架杆(31)的一端。9.根据权利要求7或8所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述移动轮(28)的直径尺寸大于换向轮(16)的直径尺寸。10.根据权利要求9所述的一种馒头摆放机器人，其特征在于，所述齿轮组件(29)包括传动齿轮(32)和传动带(33)，传动齿轮(32)通过传动带(33)与滑轨装置(1)连接。
【文档编号】B65G65/02GK106044254SQ201610578517
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】王新刚, 陈鹏, 卢承华, 刘佳鑫
【申请人】东北大学秦皇岛分校