本發(fā)明涉及一種倉儲自動搬運(yùn)的運(yùn)輸機(jī)械，也就是說，倉儲的貨物從甲地搬運(yùn)到乙地的一種自動運(yùn)輸機(jī)械，準(zhǔn)確地說是一種搬運(yùn)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

眾所周知，運(yùn)貨是各個行業(yè)不可缺少的過程，人工搬運(yùn)貨物隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不能完全滿足市場的需求。特別是現(xiàn)在的倉儲物流、機(jī)械加工車間毛坯加工成零件的搬運(yùn)動作非常頻繁，利用人工搬運(yùn)貨物生產(chǎn)成本很高，勞動強(qiáng)度非常大。有一些地方因溫度高、濕度大、腐蝕性強(qiáng)、危險(xiǎn)性大的物件采用人工搬運(yùn)貨物，極易發(fā)生安全事故；還有一些生產(chǎn)加工速度快、重復(fù)動作頻率高、邊角余料又鋒利，采用人工搬運(yùn)更是不行的。

因此，人們迫切希望有一種既經(jīng)濟(jì)，又可隨時(shí)搬運(yùn)，生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、操作控制方便、使用安全、維護(hù)簡便，功能齊全、適應(yīng)性強(qiáng)，故障少、使用壽命長的自動搬運(yùn)機(jī)械。

一種搬運(yùn)機(jī)器人，解決了傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)方法，利用控制系統(tǒng)模塊中的單片機(jī)控制模塊使行走底盤按照一定要求的行駛路線進(jìn)行自動行走和尋找目的地，再通過單片機(jī)控制模塊使機(jī)械手能自動抓取貨物進(jìn)行裝車與卸貨，從而達(dá)到機(jī)器人搬運(yùn)貨物的目的。

本方法簡化了搬運(yùn)的生產(chǎn)工藝，降低了搬運(yùn)生產(chǎn)成本，避免了人工搬運(yùn)的危險(xiǎn)性，隨時(shí)搬運(yùn)不受環(huán)境變化的影響。同時(shí)設(shè)備制造容易、性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、生產(chǎn)效率高、能一次性完成行走底盤的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、循跡、避障、自動尋找貨物地進(jìn)行自動裝貨、原路返回和尋找缷貨地點(diǎn)進(jìn)行自動缷貨，功能齊全、適應(yīng)性強(qiáng)、故障少、使用壽命長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有搬運(yùn)的不足，提供一種能自動搬運(yùn)貨物的機(jī)械。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的搬運(yùn)機(jī)器人，包括：行走底盤、車架、左驅(qū)動電機(jī)、右驅(qū)動電機(jī)、控制系統(tǒng)模塊、蓄電池、控制器、機(jī)械手，它還包括光電傳感器、視覺傳感器，所述行走底盤上依次安裝有車架、左驅(qū)動電機(jī)、右驅(qū)動電機(jī)、控制系統(tǒng)模塊、控制器、機(jī)械手；左驅(qū)動電機(jī)用螺釘安裝在行走底盤中 的車架左側(cè)的左前吊耳上，右驅(qū)動電機(jī)用螺釘安裝在行走底盤中的車架右側(cè)的右前吊耳上；控制系統(tǒng)模塊中的電路板用螺釘安裝在行走底盤中的車架中部的前端上，蓄電池安裝在行走底盤中的車架中部的后端上；機(jī)械手安裝在行走底盤中的車架前端的上面；光電傳感器呈橫向間距均勻的一字形排列在行走底盤中的車架前端的下面，視覺傳感器安裝在行走底盤中的車箱側(cè)板前端的兩側(cè)面；控制系統(tǒng)模塊中一定寬度的黒色的循跡線，涂在光電傳感器中間下面的道路上。

工作時(shí)，接通驅(qū)動電機(jī)的電路，在驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動下使行走底盤沿著黑色的循跡線道路上行走，通過控制系統(tǒng)模塊中的光電傳感器所接收到的反射光來判斷行走底盤行走的方向，當(dāng)某個光電傳感器在道路中的循跡線上時(shí)，反射光被黒色的循跡線收收，使光電傳感器的發(fā)射管截止產(chǎn)生高電平信號輸送給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊將信號處理后，經(jīng)行走控制器來控制行走底盤中左右驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，達(dá)到修正行走方向的目的；利用視覺傳感器發(fā)出超聲波信號對物體遠(yuǎn)近距離的感知，將感知的信號傳輸給單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊根據(jù)信號指令尋找貨運(yùn)的目的地。當(dāng)?shù)竭_(dá)貨運(yùn)目的時(shí)，單片機(jī)控制模塊發(fā)出指令傳輸給行走控制器，行走控制器將左右驅(qū)動電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)而停車裝貨。同時(shí)，單片機(jī)控制模塊又發(fā)出指令傳輸給機(jī)械手控制器，由機(jī)械手控制器控制機(jī)械手完成貨物的抓取、裝車；當(dāng)貨物裝滿車后，單片機(jī)控制模塊又發(fā)出指令使行走底盤調(diào)頭按原路黒色的循跡線返回至缷貨地。當(dāng)?shù)竭_(dá)缷貨目的地時(shí)，單片機(jī)控制模塊發(fā)出指令傳輸給行走控制器，行走控制器將驅(qū)動電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)而停車?yán)嬝?。單片機(jī)控制模塊又傳輸指令給機(jī)械手控制器，機(jī)械手控制器控制機(jī)械手完成貨物的抓取和缷貨。如此循環(huán)進(jìn)行貨物搬運(yùn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人搬運(yùn)貨物的目的。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型采用機(jī)械自動搬運(yùn)貨物，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果：搬運(yùn)機(jī)器人能一次性完成行走底盤的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、循跡、避障、尋找裝貨目的地、原路返回、尋找缷貸目的地；利用單片機(jī)控制模塊和配套的機(jī)械手，能一次性完成貨物的抓取、裝車與缷貨；工序集中、生產(chǎn)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、操作控制方便、使用維護(hù)簡便、功能齊全、適應(yīng)性強(qiáng)、故障少、使用壽命長。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型一種搬運(yùn)機(jī)器人的主剖視圖示意圖，圖2為本實(shí)用新型一種搬運(yùn)機(jī)器人圖1中的俯視圖示意圖，圖3為本實(shí)用新型一種搬運(yùn)機(jī)器人圖1中的A-A剖視圖示意圖，圖4為本實(shí)用新型一種搬運(yùn)機(jī)器人圖1中的電路示意圖。

附圖主要符號說明

在圖1、2、3、4中所示：1.右后吊耳，2.后輪軸，3.后右輪，4.電源，5.行走底盤，6.螺釘，7.右前吊耳，8.右前輪，9.循跡線，10.光電耦合器，11.右驅(qū)動電機(jī)，12.第一小孔，13螺釘，14.控制系統(tǒng)模塊，15.第二小孔，16.線束，17.第一視覺傳感器，18.第二視覺傳感器，19.前板，20.機(jī)械手，21.車架，22.右車箱側(cè)板，23.左前輪，24.左車箱側(cè)板，25.左后輪，26.右驅(qū)動電機(jī)軸，27.螺釘，28.右線束，29.左線束，30.左驅(qū)動電機(jī)，31.左前吊耳，32.螺釘，33.左驅(qū)動電機(jī)軸，34.單片機(jī)控制模塊，35.第一光電傳感器，36.第二光電傳感器，37.第三光電傳感器，38.第四光電傳感器，39.視覺傳感器，40.行走控制器，41.電源開關(guān)，42.控制器，43.機(jī)械手控制器。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)用新型的一種搬運(yùn)機(jī)器人，包括一個行走底盤5，工作時(shí)用來完成搬運(yùn)機(jī)器人的行走、停車、倒車、轉(zhuǎn)向和裝貨的工作；行走底盤5由右后吊耳1、后輪軸2、右前吊耳7、前板19、車架21、右車箱側(cè)板22、左車箱側(cè)板24、左前吊耳31、右前輪8、右后輪3、左前輪23、左后輪25、右驅(qū)動電機(jī)11、左驅(qū)動電機(jī)30組成，行走底盤5中的后輪軸2裝在車架21右側(cè)下部的右后吊耳1中和車架21左側(cè)下部的左后吊耳中，左后輪25裝在后輪軸2左側(cè)端部的軸承上，右后輪3裝在后輪軸2右側(cè)端部的軸承上；行走底盤5中的右驅(qū)動電機(jī)11用螺釘27固定在車架21右側(cè)下部的右前吊耳7上，右前輪8固裝在右驅(qū)動電機(jī)軸26上；行走底盤5中的左驅(qū)動電機(jī)30用螺釘32固定在車架21左側(cè)下部的左前吊耳31上，左前輪23固裝在左驅(qū)動電機(jī)軸33上；蓄電池4安裝在行走底盤5中的車架21中部的后端上；機(jī)械手20固定在行走底盤5中的車架21前端的上部位置上。

控制系統(tǒng)模塊14由單片機(jī)控制模塊34、光電耦合器10、循跡線9、視覺傳感器39組成，控制系統(tǒng)模塊14用來控制行走底盤5的行走和機(jī)械手20完成貨物的抓取、裝車和缷貨的動作。單片機(jī)控制模塊34和控制器42固裝在控制系統(tǒng)模塊14中的電路板上，控制系統(tǒng)模塊14中的電路板用螺釘6固定在行走底盤5中的車架21中部的前端上；光電傳感器10呈橫向間距均勻的一字形排列在行走底盤5中的車架21前端的下面；一定寬度的黒色的循跡線9，涂在第二光電傳感器36和第三光電傳感器37之間下面的道路上；視覺傳感器39中的第一視覺傳感器17安裝在左車箱側(cè)板24前端 的左側(cè)面，第二視覺傳感器18安裝在右車箱側(cè)板22前端的右側(cè)面。工作時(shí)，由控制系統(tǒng)模塊14中的光電耦合器10采集的尋跡信號和視覺傳感器39采集的貨物存放地的信號經(jīng)單片機(jī)控制模塊34處理后，去控制行走底盤5的行走和控制機(jī)械手20完成貨物的抓取、裝車和缷貨的動作。

光電耦合器10由第一光電傳感器35、第二光電傳感器36、第三光電傳感器37、第四光電傳感器38組成，光電耦合器10中的第一光電傳感器35的輸入端A并接在線束16上，第一光電傳感器35的輸入回路端G并接在低電位端K，第一光電傳感器35的輸出端Q與單片機(jī)控制模塊34的P1.0接口相連接，第一光電傳感器35的輸出回路端L并接在低電位端K；光電耦合器10中的第二光電傳感器36的輸入端B并接在線束16上，第二光電傳感器36的輸入回路端H并接在低電位端K，第二光電傳感器36的輸出端R與單片機(jī)控制模塊34的P1.1接口相連接，第二光電傳感器36的輸出回路端M并接在低電位端K；光電耦合器10中的第三光電傳感器37的輸入端C并接在線束16上，第三光電傳感器37的輸入回路端I并接在低電位端K，第三光電傳感器37的輸出端S與單片機(jī)控制模塊34的P1.2接口相連接，第三光電傳感器37的輸出回路端N并接在低電位端K；光電耦合器10中的第四光電傳感器38的輸入端D并接在線束16上，第四光電傳感器38的輸入回路端J并接在低電位端K，第四光電傳感器38的輸出端T與單片機(jī)控制模塊34的P1.3接口相連接，第四光電傳感器38的輸出回路端P并接在低電位端K；線束16的一端與單片機(jī)控制模塊34的RST接口相連接，線束16的另一端與電源開關(guān)41的一端W相連接，電源開關(guān)41的另一端與電源E1的正極相連接，電源E1的另一端接在低電位端X；光電耦合器10的輸入端由電源E1提供電能，受電源開關(guān)41控制；光電耦合器10用來沿涂有黒色的循跡線9道路行駛時(shí)，提供不同的電平信號給單片機(jī)控制模塊34，由單片機(jī)控制模塊34去控制行走底盤5沿黒色的循跡線9行走方向。

視覺傳感器39由第一視覺傳感器17、第二視覺傳感器18組成，視覺傳感器39中的第二視覺傳感器18的輸入端E并接在線束16上，第二視覺傳感器18的輸出端U與單片機(jī)控制模塊34的P1.4接口相連接；視覺傳感器39中的第一視覺傳感器17的輸入端F并接在線束16上，第一視覺傳感器17的輸出端V與單片機(jī)控制模塊34的P1.5接口相連接，視覺傳感器39由電源E1提供電能，受電源開關(guān)41控制；視覺傳感器39用來發(fā)射搜索貨物地和缷貨目的地的信號，將搜索的信號傳給單片機(jī)控制模塊34來判斷是否到達(dá)貨物地和缷貨地。

控制器42由行走控制器40和機(jī)械手控制器43組成，行走控制器40和機(jī)械手控制器43固裝在控制系統(tǒng)模塊(14)中的電路板上，控制器42中的行走控制器40的輸入端INI與單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.0接口相連接，行走控制器40中的輸入端IN2接口與單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.1接口相連接，行走控制器40的輸出端OUT1接口經(jīng)右線束28與右驅(qū)動電機(jī)11的輸入端相連接；右驅(qū)動電機(jī)11的輸出端經(jīng)右線束28與行走控制器40的輸出端OUT2接口相連接，行走控制器40的輸入端IN3接口與單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.2接口相連接；行走控制器40的輸入端IN4接口與單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.3接口相連接，行走控制器40的輸入端IN5接口與單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.4接口相連接；行走控制器40的輸出端OUT3接口經(jīng)右線束29與左驅(qū)動電機(jī)30的輸入端相連接，左驅(qū)動電機(jī)30的輸出端經(jīng)右線束29與行走控制器40的輸出端OUT4接口相連接；行走控制器40的電源輸入端ENB接口與電源開關(guān)41的一端W并聯(lián)迲接，行走控制器40的電源輸入端Vss接口與電源開關(guān)41的一端Y并聯(lián)連接，行走控制器40的GND接口和單片機(jī)控制模塊34的GND接口并接在低電位端Z；行走控制器40用來控制左驅(qū)動電機(jī)30和右驅(qū)動電機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)；控制器42中的機(jī)械手控制器43的各輸入端與單片機(jī)控制模塊34的對應(yīng)輸出端接口相連接，機(jī)械手控制器43中的各輸出端接口與機(jī)械手20中的各對應(yīng)電機(jī)接口相連接；機(jī)械手控制器43用來控制機(jī)械手20對貨物的抓取、裝車和缷貨。

本搬運(yùn)機(jī)器人的工作方式如下：

工作時(shí)，合上電源開關(guān)41，行走底盤5沿著涂有黒色的循跡線9道路上行駛，光電耦合器10會不斷地向地面發(fā)射紅外光。當(dāng)?shù)诙怆妭鞲衅?6發(fā)射的紅外光被黑色的循跡線9吸收時(shí)，第二光電傳感器36的收管接被截止，使第二光電傳感器36的R與單片機(jī)控制模塊34的輸入端P1.1為高電平的信號；通過單片機(jī)控制模塊34將信號處理后，由單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.3與IN4和P0.4與IN5輸出一個指令給行走控制器40。行走控制器40由輸出端OUT3和OUT4將蓄電池E2的電能供給左驅(qū)動電機(jī)30，使右驅(qū)動電機(jī)30繼續(xù)驅(qū)動行走底盤5行走；同時(shí)，單片機(jī)控制模塊34由輸出端P0.1與IN2和P0.2與IN3輸出一個指令給行走控制器40，行走控制器40由輸出接口OUT1和OUT2將右驅(qū)動電機(jī)11反相轉(zhuǎn)動，使行走底盤5向右方向小轉(zhuǎn)彎，當(dāng)向右方向修正轉(zhuǎn)彎后，第二光電傳感器36離開黒色的循跡線9恢復(fù)直線行駛。

當(dāng)?shù)谝还怆妭鞲衅?5發(fā)射的紅外光被黑色的循跡線9吸收時(shí)，第一光電傳感器35 的接收管被截止，使第一光電傳感器35的輸出端T與單片機(jī)控制模塊34的輸入端P1.0為高電平的信號，通過單片機(jī)控制模塊34將信號處理后，單片機(jī)控制模塊34由輸出端P0.3與IN4和P0.4與IN5輸出一個指令給行走控制器40。行走控制器40的輸出接口OUT3和OUT4將蓄電池E2的電能供給左驅(qū)動電機(jī)30，使右驅(qū)動電機(jī)30繼續(xù)驅(qū)動行走底盤5行走；同時(shí)，由單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.1與IN2和P0.2與IN3輸出一個指令給行走控制器40，行走控制器40的輸出接口OUT1和OUT2將蓄電池E2的電能反相供給右驅(qū)動電機(jī)11，使右驅(qū)動電機(jī)11產(chǎn)生反相轉(zhuǎn)動，使行走底盤5向右方向的大轉(zhuǎn)彎，直到第一光電傳感器35和第二光電傳感器36離開黒色的循跡線9時(shí)恢復(fù)直線行駛。

當(dāng)?shù)谌怆妭鞲衅?7發(fā)射的紅外光被黑色的循跡線9吸收時(shí)，第三光電傳感器37的接收管被截止，使第三光電傳感器37的輸出端S與單片機(jī)控制模塊34輸入端P1.2為高電平信號，通過單片機(jī)控制模塊34將信號處理后，單片機(jī)控制模塊34由輸出端P0.1與IN2和輸出端P0.2與IN3輸出一個指令給行走控制器40。行走控制器40的輸出接口OUT1和OUT2將蓄電池E2的電能供給右驅(qū)動電機(jī)11，使右驅(qū)動電機(jī)11繼續(xù)驅(qū)動行走底盤5行走；同時(shí)，單片機(jī)控制模塊34由輸出端P0.3與IN4和輸出端P0.4與IN5輸出一個指令給行走控制器40，使行走控制器40的輸出接口OUT3和OUT4將蓄電池E2的電能反相傳給左驅(qū)動電機(jī)30，使左驅(qū)動電機(jī)30反向轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)行走底盤5向左方向的小轉(zhuǎn)彎，當(dāng)向左方向修正轉(zhuǎn)彎后，第三光電傳感器37離開黒色的循跡線9時(shí)恢復(fù)直線行駛。

當(dāng)?shù)谒墓怆妭鞲衅?8發(fā)射的紅外光被黑色的循跡線9吸收時(shí)，第四光電傳感器38的輸出端T與單片機(jī)控制模塊34的輸入端P1.3為高電平信號，通過單片機(jī)控制模塊34將信號處理后，由單片機(jī)控制模塊34的輸出端P0.1與IN2和輸出端P0.2與IN3輸出一個指令給行走控制器40。行走控制器42的輸出接口OUT1和OUT2將蓄電池E2的電能供給右驅(qū)動電機(jī)11，使右驅(qū)動電機(jī)11繼續(xù)驅(qū)動行走底盤5行走；同時(shí)，單片機(jī)控制模塊34由輸出端P0.3與IN4和輸出端P0.4與IN5輸出指令給行走控制器40的輸出接口OUT3和OUT4將蓄電池E2的電能反相供給左驅(qū)動電機(jī)30，使左驅(qū)動電機(jī)30反相轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)行走底盤5向左方向的大轉(zhuǎn)彎，一直到第三光電傳感器37和第四光電傳感器38離開黒色的循跡線9時(shí)恢復(fù)直線行駛。

當(dāng)光電耦合器10發(fā)射的紅外光發(fā)射在道路上的白色區(qū)域時(shí)，四個光電傳感器的接收 管都導(dǎo)通，單片機(jī)控制模塊34的輸入端都產(chǎn)生低電平信號，單片機(jī)控制模塊34輸出指令給行走控制器40，行走控制器40將蓄電池E2的電能供給左驅(qū)動電機(jī)30和右驅(qū)動電機(jī)11產(chǎn)生同向驅(qū)動，使行走底盤5沿黒色的循跡線9直線行走。

當(dāng)行走底盤5直線行走時(shí)，視覺傳感器39將向行走底盤5左右兩側(cè)進(jìn)行貨物地點(diǎn)的收搜，當(dāng)行走底盤5左側(cè)的第一視覺傳感器17收搜到貨物地點(diǎn)很近時(shí)，第一視覺傳感器17輸出端V將信號傳給單片機(jī)控制模塊34的輸入端P1.5，單片機(jī)控制模塊34將信號處理后輸出指令給行走控制器40，行走控制器40使左驅(qū)動電機(jī)30和右驅(qū)動電機(jī)11停止運(yùn)動。同時(shí)，控制系統(tǒng)模塊14中的單片機(jī)控制模塊34輸出指令給機(jī)械手控制器43，機(jī)械手20在機(jī)械手控制器43的控制下完成貨物的抓取和裝車。當(dāng)貨物裝車完畢，在控制系統(tǒng)模塊14的作用下使行走底盤5調(diào)頭沿路尋跡返回，當(dāng)行走底盤5右側(cè)的第二視覺傳感器18收搜到缷貨地點(diǎn)很近時(shí)，第二視覺傳感器18將信號經(jīng)輸出端U傳給單片機(jī)控制模塊34的輸入端P1.4，經(jīng)單片機(jī)控制模塊34處理后輸出指令給行走控制器40，行走控制器40使左驅(qū)動電機(jī)30和右驅(qū)動電機(jī)11停止運(yùn)動。同時(shí)，單片機(jī)控制模塊34輸出指令給機(jī)械手控制器42，機(jī)械手20在機(jī)械手控制器42的控制下完成貨物的抓取和缷車。

關(guān)斷電源開關(guān)40搬運(yùn)機(jī)器人停止工作，周而復(fù)始從而實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人的目的。