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一种防掉落的自动化搬运机器人

申请号 CN202410273707.3 申请日 2024-03-11 公开(公告)号 CN117945074A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 江苏理工学院; 发明人 朱凯; 傅瑜; 刘茜; 高慎远; 林伟; 姚雪莲; 范鑫;
摘要 本 发明 涉及自动化搬运技术领域,具体涉及一种防掉落的自动化搬运 机器人 ,包括:移动部,包括第一移动组件和 支撑 板,第一移动组件设置于支撑板的下表面用于驱动支撑板的移动;搬运部,其设置于支撑板的上表面,搬运部用于放置待搬运物品; 控制器 ,其设置于搬运部的顶部,控制器用于控制移动部和搬运部。本发明中移动部是机器人的移动组件,由第一移动组件和支撑板组成,用于放置待搬运物品。搬运部是机器人的搬运组件,包括储存架体和第二移动组件,用于存放物品。控制器是机器人的控制部分,用于控制移动部和搬运部的操作。在搬运过程中承托板在储存架体内是由上到下放置的,所以避免了待搬运物品的掉落,提高了搬运的效率及安全性。
权利要求

1.一种防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,包括:
移动部,包括第一移动组件和支撑板,所述第一移动组件设置于所述支撑板的下表面用于驱动所述支撑板的移动;
搬运部,其设置于所述支撑板的上表面,所述搬运部用于放置待搬运物品;
控制器,其设置于所述搬运部的顶部,所述控制器用于控制所述移动部和搬运部。
2.根据权利要求1所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述第一移动组件包括:
第一移动件,包括四个,所述第一移动件固定设置于所述支撑板的下表面;
第一驱动电机,其设置于所述第一移动件的一侧,所述第一驱动电机的驱动端与所述第一移动件的轴心相连接,且所述第一驱动电机与所述控制器无线连接。
3.根据权利要求2所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述搬运部包括:
储存架体,其设置于所述支撑板的上表面,所述储存架体为立方体结构;
第二移动组件,其设置于所述储存架体的内部,所述第二移动组件用于移动所述待搬运物品。
4.根据权利要求3所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述储存架体一侧壁在靠近所述支撑板的一端开设有传送口,且所述支撑板的一端伸出所述传送口。
5.根据权利要求4所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述第二移动组件包括:
滑轨,包括对称设置的两条,所述滑轨设置于所述支撑板的上表面;
第一滑,包括两个,其滑动设置于所述滑轨上;
步进电机,其设置于两所述滑轨相对的内侧,且所述步进电机位于所述支撑板位于所述储存架体内的一端,且所述控制器与所述步进电机无线连接。
6.根据权利要求5所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述第二移动组件还包括:
滚珠丝杆,其设置于两所述滑轨相对的内侧,且所述滚珠丝杆的一端与所述步进电机相连接;
第二滑块,其滑动设置于所述滚珠丝杆上;
螺母座,其设置于所述滚珠丝杆上;
承托板,其下表面分别与所述螺母座和两所述第一滑块和所述第二滑块的上表面相连接;
测距传感器,其设置于所述承托板上,所述测距传感器与所述控制器无线连接;
质量传感器,其设置于所述承托板的底部的下表面上,所述质量传感器与所述控制器无线连接;
传送组件,其设置于所述储存架体远离所述传送口的一内侧壁上。
7.根据权利要求6所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述传送组件包括:
第二驱动电机,包括两个,两所述第二驱动电机延与所述支撑板垂直方向依次设置于所述储存架体的一内侧壁上,且所述第二驱动电机与所述控制器无线连接;
传送轮,包括两个,其设置于所述第二驱动电机的驱动端上;
传送带,其套设于两所述传送轮上;
第一卡件,包括若干,所述第一卡件开口向下设置于所述传送带上;
传感器,包括若干,所述压力传感器设置于所述第一卡件的下表面,所述压力传感器与所述控制器无线连接。
8.根据权利要求7所述的防掉落的自动化搬运机器人,其特征在于,所述承托板为上方开口的立方体结构,且所述承托板靠近所述传送口的一侧设置有开口向上的第二卡件,所述承托板内部用于放置所述待搬运物品。

说明书全文

一种防掉落的自动化搬运机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及自动化搬运技术领域,具体而言,涉及一种防掉落的自动化搬运机器人。

背景技术

[0002] 搬运机器人是一种自动化设备,专设计用于搬运物体或货物。它们通常被用于工厂、仓库、物流中心等环境,以提高生产效率和减少人成本。这些机器人可以根据预先设定的程序或通过传感器实时感知环境来执行各种任务,如搬运重物、运送物料、装卸货物等。
[0003] 而在搬运过程中,目前尚无法实现完全自动地将待搬运物品精准地置于搬运存储箱内。这在一定程度上增加了转移过程中的险,容易出现物品掉落的情况,从而可能导致物品受损。
[0004] 因此,如何设计一种防掉落的自动化搬运机器人,以解决在现有技术中夹取物品后在转移搬运过程中易于掉落损坏的问题成为技术发展的新趋势。

发明内容

[0005] 鉴于此,本发明提出了一种防掉落的自动化搬运机器人,主要是为了解决夹取物品后在转移搬运过程中易于掉落损坏的问题。
[0006] 一个方面,本发明提出了一种防掉落的自动化搬运机器人,包括:
[0007] 移动部,包括第一移动组件和支撑板,所述第一移动组件设置于所述支撑板的下表面用于驱动所述支撑板的移动;
[0008] 搬运部,其设置于所述支撑板的上表面,所述搬运部用于放置待搬运物品;
[0009] 控制器,其设置于所述搬运部的顶部,所述控制器用于控制所述移动部和搬运部。
[0010] 在本申请的一些实施例中,所述第一移动组件包括:
[0011] 第一移动件,包括四个,所述第一移动件固定设置于所述支撑板的下表面;
[0012] 第一驱动电机,其设置于所述第一移动件的一侧,所述第一驱动电机的驱动端与所述第一移动件的轴心相连接,且所述第一驱动电机与所述控制器无线连接。
[0013] 在本申请的一些实施例中,所述搬运部包括:
[0014] 储存架体,其设置于所述支撑板的上表面,所述储存架体为立方体结构;
[0015] 第二移动组件,其设置于所述储存架体的内部,所述第二移动组件用于移动所述待搬运物品。
[0016] 在本申请的一些实施例中,所述储存架体一侧壁在靠近所述支撑板的一端开设有传送口,且所述支撑板的一端伸出所述传送口。
[0017] 在本申请的一些实施例中,所述第二移动组件包括:
[0018] 滑轨,包括对称设置的两条,所述滑轨设置于所述支撑板的上表面;
[0019] 第一滑,包括两个,其滑动设置于所述滑轨上;
[0020] 步进电机,其设置于两所述滑轨相对的内侧,且所述步进电机位于所述支撑板位于所述储存架体内的一端,且所述控制器与所述步进电机无线连接。
[0021] 在本申请的一些实施例中,所述第二移动组件还包括:
[0022] 滚珠丝杆,其设置于两所述滑轨相对的内侧,且所述滚珠丝杆的一端与所述步进电机相连接;
[0023] 第二滑块,其滑动设置于所述滚珠丝杆上;
[0024] 螺母座,其设置于所述滚珠丝杆上;
[0025] 承托板,其下表面分别与所述螺母座和两所述第一滑块和所述第二滑块的上表面相连接;
[0026] 测距传感器,其设置于所述承托板上,所述测距传感器与所述控制器无线连接;
[0027] 质量传感器,其设置于所述承托板的底部的下表面上,所述质量传感器与所述控制器无线连接;
[0028] 传送组件,其设置于所述储存架体远离所述传送口的一内侧壁上。
[0029] 在本申请的一些实施例中,所述传送组件包括:
[0030] 第二驱动电机,包括两个,两所述第二驱动电机延与所述支撑板垂直方向依次设置于所述储存架体的一内侧壁上,且所述第二驱动电机与所述控制器无线连接;
[0031] 传送轮,包括两个,其设置于所述第二驱动电机的驱动端上;
[0032] 传送带,其套设于两所述传送轮上;
[0033] 第一卡件,包括若干,所述第一卡件开口向下设置于所述传送带上;
[0034] 压力传感器,包括若干,所述压力传感器设置于所述第一卡件的下表面,所述压力传感器与所述控制器无线连接。
[0035] 在本申请的一些实施例中,所述承托板为上方开口的立方体结构,且所述承托板靠近所述传送口的一侧设置有开口向上的第二卡件,所述承托板内部用于放置所述待搬运物品。
[0036] 与现有技术相比,本发明存在以下有益效果:
[0037] 本发明中移动部是机器人的移动组件,由第一移动组件和支撑板组成,支撑板上方安装有搬运部,用于放置待搬运物品。搬运部是机器人的搬运组件,位于支撑板上表面,包括储存架体和第二移动组件,用于存放物品。控制器是机器人的控制部分,位于搬运部的顶部,用于控制移动部和搬运部的操作。
[0038] 进一步地,在夹取机构夹取待搬运物品后,本发明中的承托板可以放置待搬运物品,承托板在起始状态下位于储存架体的外侧的支撑板上,以便于相关夹取机构放置待搬运物品,降低夹取机构的放置难度,提高转移搬运待搬运物品的搬运效率。
[0039] 进一步地,控制器根据承托板的实时质量变化确定承托板上是否存在待搬运物品,当控制器检测到承托板的实时质量不等于0时,则控制步进电机驱动所述承托板向所述储存架体的内部移动,通过所述承托板上开口向上的第二卡件与所述传送带上开口向下的第一卡件相配合,使得承托板卡设在所述传送带上。
[0040] 进一步地,所述控制器实时接收压力传感器监测的压力数据,当存在压力数据不等于0时,则控制第二驱动电机驱动传送带与承托板向上运动,进而将承托板内的待搬运物品移动至储存架体的内部上方,控制器还实时接收测距传感器监测的距离数据,当监测距离小于预设距离时,控制器控制第二驱动电机停止运行,避免承托板于储存架体内顶部相互挤压,损坏待搬运物品。
[0041] 进一步地,承托板可以包括若干个,承托板为上方开口的立方体结构,且若干承托板依次移动至储存架体内,承托板在储存架体内是由上到下放置的,所以避免了待搬运物品的掉落,提高了搬运的效率及安全性。
[0042] 进一步地,控制器在转移待搬运物品时,可以根据实际情况控制第一驱动电机运行,进而驱动移动件移动,使机器人可以移动至目的地,提高了搬运物品的灵活性和适应性。附图说明
[0043] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。在附图中:
[0044] 图1为本发明实施例提供的一种防掉落的自动化搬运机器人的侧视图;
[0045] 图2为本发明实施例提供的一种防掉落的自动化搬运机器人的俯视图。
[0046] 图中:1、控制器;2、第一移动件;3、第一驱动电机;4、支撑板;5、储存架体;6、传送口;7、滑轨;8、第一滑块;9、第二滑块;10、步进电机;11、螺母座;12、滚珠丝杆;13、承托板;14、第二驱动电机;15、传送轮;16、传送带;17、第一卡件;18、第二卡件。

具体实施方式

[0047] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0048] 参阅图1‑2所示,本实施例提供了一种防掉落的自动化搬运机器人,包括:
[0049] 移动部,包括第一移动组件和支撑板4,所述第一移动组件设置于所述支撑板4的下表面用于驱动所述支撑板4的移动;
[0050] 搬运部,其设置于所述支撑板4的上表面,所述搬运部用于放置待搬运物品;
[0051] 控制器1,其设置于所述搬运部的顶部,所述控制器1用于控制所述移动部和搬运部。
[0052] 可以理解的是,本实施例中通过设置第一移动组件和支撑板4,实现了支撑板4的移动功能,使得搬运机器人可以自主移动,提高了搬运机器人的灵活性和便捷性,搬运部设置于支撑板4的上表面,使得待搬运物品可以方便地放置在搬运部中,并通过搬运部实现物品的搬运,简化了物品搬运的步骤和过程,控制器1设置于搬运部的顶部,使得控制器1可以方便地对移动部和搬运部进行控制,提高了搬运机器人的可控性和智能化程度。
[0053] 在本申请的一种具体实施例中,所述第一移动组件包括:
[0054] 第一移动件2,包括四个,所述第一移动件2固定设置于所述支撑板4的下表面;
[0055] 第一驱动电机3,其设置于所述第一移动件2的一侧,所述第一驱动电机3的驱动端与所述第一移动件2的轴心相连接,且所述第一驱动电机3与所述控制器1无线连接。
[0056] 可以理解的是,本实施例中所述第一移动组件包括四个第一移动件2,这些第一移动件2固定设置于支撑板4的下表面。这种设计使得支撑板4可以在四个方向上实现平稳且高效的移动。无论是在平面上的平移,还是调整位置或方向,都可以通过这四个第一移动件2来实现,大大提高了设备的机动性和灵活性。
[0057] 具体而言,每个第一移动件2都配有一个第一驱动电机3,这些第一驱动电机3设置于第一移动件2的一侧,并与第一移动件2的轴心相连接,通过精确控制每个第一驱动电机3的转动,可以实现对机器人位置的精确控制,适用于需要高精度定位和操作的场景。第一驱动电机3与控制器1之间采用无线连接,这不仅简化了设备结构,减少了布线复杂性,还提高了设备的可维护性和可扩展性。同时,无线连接使得设备可以实现远程控制、监控和数据分析,进一步提高了设备的智能化平。
[0058] 在本申请的一种具体实施例中,所述搬运部包括:
[0059] 储存架体5,其设置于所述支撑板4的上表面,所述储存架体5为立方体结构;
[0060] 第二移动组件,其设置于所述储存架体5的内部,所述第二移动组件用于移动所述待搬运物品。
[0061] 可以理解的是,本实施例中的储存架体5的设计允许物品被整齐地放置和储存,从而提高了空间的利用率。立方体结构也使得物品在储存时更加紧凑,减少了浪费。同时,第二移动组件的设置使得待搬运物品可以方便地在储存架体5内移动,从而加快了搬运的速度。由于第二移动组件的存在,物品不需要依赖人工或其他外部工具进行搬运,而是通过自动化的方式移动,大大提高了搬运的灵活性。通过自动化的搬运方式,可以减少对人力资源的依赖,从而降低企业的运营成本。同时,由于搬运效率的提高,也可以减少因人力搬运而产生的错误和损耗。
[0062] 在本申请的一种具体实施例中,所述储存架体5一侧壁在靠近所述支撑板4的一端开设有传送口6,且所述支撑板4的一端伸出所述传送口6。
[0063] 在本申请的一种具体实施例中,所述第二移动组件包括:
[0064] 滑轨7,包括对称设置的两条,所述滑轨7设置于所述支撑板4的上表面;
[0065] 第一滑块8,包括两个,其滑动设置于所述滑轨7上;
[0066] 步进电机10,其设置于两所述滑轨7相对的内侧,且所述步进电机10位于所述支撑板4位于所述储存架体5内的一端,且所述控制器1与所述步进电机10无线连接。
[0067] 在本申请的一种具体实施例中,所述第二移动组件还包括:
[0068] 滚珠丝杆,其设置于两所述滑轨7相对的内侧,且所述滚珠丝杆的一端与所述步进电机10相连接;
[0069] 第二滑块9,其滑动设置于所述滚珠丝杆上;
[0070] 螺母座11,其设置于所述滚珠丝杆上;
[0071] 承托板,其下表面分别与所述螺母座11和两所述第一滑块8和所述第二滑块9的上表面相连接;
[0072] 测距传感器,其设置于所述承托板上,所述测距传感器与所述控制器1无线连接;
[0073] 质量传感器,其设置于所述承托板的底部的下表面上,所述质量传感器与所述控制器1无线连接;
[0074] 传送组件,其设置于所述储存架体5远离所述传送口6的一内侧壁上。
[0075] 可以理解的是,本实施例中通过第二移动组件实现了承托板在支撑板4上的灵活移动。步进电机10驱动滚珠丝杆旋转,使得螺母座11和承托板可以沿滑轨7平滑移动,这种设计允许用户轻松地将物品从一个位置移动到另一个位置,大大提高了存储和取物的效率。测距传感器被安装在承托板上,与控制器1无线连接,可以实时监测承托板及其上的物品的精确位置。质量传感器被安装在承托板的底部,可以实时监测承托板上物品的质量。传送组件被设置在储存架体5内远离传送口6的一侧,可以将承托板传送至储存架体5的内部高处,同时承托板的结构的上方开口的立方体结构,避免了掉落风险,进而降低了物品损坏率并提高了物品搬运效率。
[0076] 在本申请的一种具体实施例中,所述传送组件包括:
[0077] 第二驱动电机,包括两个,两所述第二驱动电机延与所述支撑板4垂直方向依次设置于所述储存架体5的一内侧壁上,且所述第二驱动电机与所述控制器1无线连接;
[0078] 传送轮,包括两个,其设置于所述第二驱动电机的驱动端上;
[0079] 传送带,其套设于两所述传送轮上;
[0080] 第一卡件17,包括若干,所述第一卡件17开口向下设置于所述传送带上;
[0081] 压力传感器,包括若干,所述压力传感器设置于所述第一卡件17的下表面,所述压力传感器与所述控制器1无线连接。
[0082] 可以理解的是,本实施例中通过设置两个第二驱动电机,并让它们延与支撑板4垂直方向依次设置于储存架体5的内侧壁上,这实现了传送带的连续、稳定的运转。当第二驱动电机启动时,它们会驱动传送轮旋转,进而驱动传送带进行循环运动。这种设计使得物品可以在传送带上自动、连续地传送,大大提高了工作效率。通过在传送带上开口向下设置若干第一卡件17,可以在物品传送过程中稳定地固定承托板,防止物品在传送过程中滑落或移动。通过设置若干压力传感器于第一卡件17的下表面,可以实时监测物品的重量或压力变化。这些压力传感器与控制器1无线连接,可以将监测到的数据传输给控制器1,使得控制器1可以根据实时数据对传送组件进行智能控制,如调整传送速度、启动或停止传送等。
[0083] 在本申请的一种具体实施例中,所述承托板为上方开口的立方体结构,且所述承托板靠近所述传送口6的一侧设置有开口向上的第二卡件18,所述承托板内部用于放置所述待搬运物品。
[0084] 可以理解的是,本实施例中承托板的结构为一个上方开口的立方体,这样的设计既确保了物品可以轻松放入避免掉落,又能保证物品在承托板内部得到稳定的支撑。特别是在承托板靠近传送口6的一侧,设置有开口向上的第二卡件18,通过第二卡件18与第一卡件17的相互配合,使得承托板可以稳定的卡设在传送带上,进而通过传送带的运动移动至储存架体5的内部高处,进一步降低物品掉落风险,提高物品搬运效率。
[0085] 具体而言,本实施例中的防掉落的自动化搬运机器人的具体工作流程如下:
[0086] 在夹取机构夹取待搬运物品后,本发明中的承托板可以放置待搬运物品,承托板在起始状态下位于储存架体5的外侧的支撑板4上,以便于相关夹取机构放置待搬运物品,降低夹取机构的放置难度,提高转移搬运待搬运物品的搬运效率。
[0087] 控制器1根据承托板的实时质量变化确定承托板上是否存在待搬运物品,当控制器1检测到承托板的实时质量不等于0时,则控制步进电机10驱动所述承托板向所述储存架体5的内部移动,通过所述承托板上开口向上的第二卡件18与所述传送带上开口向下的第一卡件17相配合,使得承托板卡设在所述传送带上。
[0088] 所述控制器1实时接收压力传感器监测的压力数据,当存在压力数据不等于0时,则控制第二驱动电机驱动传送带与承托板向上运动,进而将承托板内的待搬运物品移动至储存架体5的内部上方,控制器1还实时接收测距传感器监测的距离数据,当监测距离小于预设距离时,控制器1控制第二驱动电机停止运行,避免承托板于储存架体5内顶部相互挤压,损坏待搬运物品。
[0089] 承托板可以包括若干个,承托板为上方开口的立方体结构,且若干承托板依次移动至储存架体5内,承托板在储存架体5内是由上到下放置的,所以避免了待搬运物品的掉落,提高了搬运的效率及安全性。
[0090] 控制器1在转移待搬运物品时,可以根据实际情况控制第一驱动电机3运行,进而驱动移动件移动,使机器人可以移动至目的地,提高了搬运物品的灵活性和适应性。
[0091] 本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0092] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0093] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0094] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0095] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
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