本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著自動(dòng)搬運(yùn)技術(shù)的發(fā)展，以及自動(dòng)搬運(yùn)小車在各行業(yè)應(yīng)用的深入和擴(kuò)展，對(duì)搬運(yùn)小車的靈活性和控制的精確性提出越來越高的要求，例如自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(簡稱AGV)，其利用電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，并沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛完成搬運(yùn)工作，具有行動(dòng)快捷、可控性強(qiáng)和安全性好等優(yōu)勢(shì)。不過即使AGV提高了搬運(yùn)的自動(dòng)化程度，但是現(xiàn)有的AGV還需與多個(gè)機(jī)械手配套使用才能完成搬運(yùn)。

首先，現(xiàn)有的機(jī)械手都是裝在固定區(qū)域，只能在固定的范圍內(nèi)進(jìn)行工作，因此為了完成貨品的轉(zhuǎn)運(yùn)，需要在多個(gè)工位安裝機(jī)械手，如利用一機(jī)械手抓取貨品放到AGV上，然后AGV移動(dòng)到貨品放置的指定位置處，最后利用另一機(jī)械手將貨物抓取放到指定位置，該過程需要配備兩個(gè)機(jī)械手，由于機(jī)械手的安裝位置是固定的，因此機(jī)械手的活動(dòng)范圍是有限，降低了使用效率，提高了使用成本。

另一方面，AGV是根據(jù)事先規(guī)劃好的軌跡行走的，一旦行駛過程中遇到障礙物，就無法避開障礙物，完成搬運(yùn)工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的是提供了一種通過工控機(jī)和激光傳感器配合進(jìn)行地圖設(shè)置、導(dǎo)航和壁障活動(dòng)，因此不需要按照事先規(guī)劃的地圖行走的基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人。

本實(shí)用新型的另一目的是提供了一種基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人，其外殼上部設(shè)置有一個(gè)機(jī)械手，并通過該機(jī)械手抓取貨品，增加了機(jī)械手抓取的活動(dòng)范圍，并降低了使用成本。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型提供了一種基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人，包括外殼，所述外殼的內(nèi)部設(shè)置有控制主板和工控機(jī)，所述控制主板和所述工控機(jī)為通信連接；

所述控制主板接口連接有電源、電源管理模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述外殼側(cè)面上分別設(shè)置有與所述電源、所述電源管理模塊和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊配合的插孔，其中所述電源、所述電源管理模塊和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別可拆卸安裝在所述插孔內(nèi)；

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還與至少兩電機(jī)電連接，每一所述電機(jī)傳動(dòng)連接有一驅(qū)動(dòng)輪，兩所述驅(qū)動(dòng)輪均位于所述外殼的下部；

所述工控機(jī)電連接有激光傳感器和機(jī)械手，所述激光傳感器安裝在所述外殼的前側(cè)，所述機(jī)械手通過機(jī)械手安裝板固定在所述外殼的上部。

進(jìn)一步，所述外殼的側(cè)面設(shè)置有外設(shè)接口，所述外設(shè)接口與所述控制主板電連接，所述外設(shè)接口包括網(wǎng)口、程序燒寫扣、USB、HDMI和/或手動(dòng)充電口。

進(jìn)一步，所述外殼的左右兩側(cè)還分別設(shè)置有燈帶，所述燈帶和所述控制主板電連接；

所述外殼上還設(shè)置有所述燈帶安裝的環(huán)形槽，所述環(huán)形槽呈方環(huán)形或圓環(huán)形。

進(jìn)一步，所述外殼上設(shè)置有所述激光傳感器固定的掃描槽，所述掃描槽兩端分別從所述外殼的前側(cè)延伸至所述外殼兩側(cè)所述環(huán)形槽的內(nèi)部，且所述掃描槽呈C型，該開口朝向所述外殼后側(cè)。

進(jìn)一步，所述外殼的側(cè)面還設(shè)置喇叭，所述喇叭與所述控制主板電連接。

進(jìn)一步，所述外殼的側(cè)面還設(shè)置有超聲波傳感器，所述超聲波傳感器和所述控制主板電連接。

進(jìn)一步，所述外殼的下部設(shè)置有萬向輪，所述萬向輪的底部和所述驅(qū)動(dòng)輪的底部齊平。

進(jìn)一步，所述外殼的橫截面呈方形，且圓弧過渡。

進(jìn)一步，所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人還配備有一個(gè)充電座，所述外殼的下部設(shè)置有與所述充電座配合的取電座，通過所述充電座和所述取電座配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電源進(jìn)行充電。

進(jìn)一步，所述外殼的前側(cè)設(shè)置有紅外發(fā)射管，所述充電座上設(shè)置有與所述紅外發(fā)射管配合的紅外接收管。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型提供了如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型的工控機(jī)和激光傳感器配合進(jìn)行地圖設(shè)置、導(dǎo)航和壁障活動(dòng)，因此不需要按照事先規(guī)劃的地圖行走，提高了機(jī)器人行走軌跡的靈活性。

(2)本實(shí)用新型的外殼上部設(shè)置有一個(gè)機(jī)械手，并通過該機(jī)械手抓取貨品，增加了機(jī)械手抓取的活動(dòng)范圍，并降低了使用成本。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人的立體圖；

圖2為本實(shí)用新型所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人的后視圖；

圖3為本實(shí)用新型所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人的仰視圖；

圖4為本實(shí)用新型所述充電座的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本實(shí)用新型以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本實(shí)用新型的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒有背離本實(shí)用新型的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

參閱附圖1至圖3，示出了根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的一種基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人，包括外殼3，外殼3的內(nèi)部設(shè)置有控制主板14和工控機(jī)12，控制主板14和工控機(jī)12為通信連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，其中控制主板14接口連接有電源10(電源10可為鋰電池)、電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15，其中電源管理模塊11對(duì)電源10進(jìn)行變壓操作和提供電源保護(hù)，外殼3側(cè)面上分別設(shè)置有與電源10、電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15配合的插孔，其中電源10、電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15分別可拆卸安裝在插孔內(nèi)，方便了電源10、電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15的更換，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15還與至少兩電機(jī)電連接，每一電機(jī)傳動(dòng)連接有一驅(qū)動(dòng)輪17，兩驅(qū)動(dòng)輪17均位于外殼3的下部，工控機(jī)12電連接有激光傳感器6和機(jī)械手1，激光傳感器6安裝在外殼3的側(cè)面，機(jī)械手1通過機(jī)械手安裝板2固定在外殼3的上部，且外殼3的上部可為放置貨品的平臺(tái)。

在其它實(shí)施例中，機(jī)械手安裝板2通過緊固件安裝在外殼3上，且外殼3上設(shè)置有與緊固件配合的安裝孔，該安裝孔可為螺紋孔，因此機(jī)械手1拆卸時(shí)，只需分開機(jī)械手安裝板2和外殼3連接，就可將機(jī)械手1整體移走，便于機(jī)械手1的安裝和拆卸，另外通過外殼3上安裝孔，可以安裝其他型號(hào)的機(jī)械手，增加了安裝的靈活性。

在本實(shí)施例中，控制主板14可為STM32控制主板。

在其它實(shí)施例中，機(jī)械手1可為UR3機(jī)械手，UR3機(jī)械手是一種結(jié)構(gòu)緊湊且體積小的機(jī)械手，自重僅為11Kg，但是有效負(fù)載卻高達(dá)3Kg，其關(guān)節(jié)可360度旋轉(zhuǎn)，除了完成裝配、拋光、涂膠及擰螺釘作業(yè)外，還能輕松的完成零部件的抓取、裝配和放置作業(yè)。

在本實(shí)施例中，電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15均位于電源10下側(cè)，且電源管理模塊11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15呈水平排列，控制主板14和工控機(jī)12也呈水平排列，且位于電源管理模塊11或電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15下側(cè)。

在本實(shí)施例中，所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人還包括一蓋板，蓋板與外殼3扣合連接，用以遮擋外露的插孔。

在其它實(shí)施例中，蓋板的一側(cè)與外殼3鉸接，蓋板的另一側(cè)與外殼3扣合連接。

在本實(shí)施例中，外殼3的側(cè)面設(shè)置有外設(shè)接口13，外設(shè)接口13與控制主板14電連接，外設(shè)接口13包括網(wǎng)口、程序燒寫扣、USB、HDMI和/或手動(dòng)充電口等，優(yōu)選地，外設(shè)接口13和蓋板位于外殼3的同一側(cè)，且外設(shè)接口13位于蓋板的下側(cè)。

在本實(shí)施例中，外殼3的橫截面呈方形，且圓弧過渡。

在本實(shí)施例中，蓋板位于外殼3的后側(cè)，激光傳感器6位于外殼3前側(cè)，外殼3的左右兩側(cè)還分別設(shè)置有燈帶，燈帶和控制主板14電連接，燈帶可為彩色燈帶，可通過顯示不同顏色表示機(jī)器人的不同狀態(tài)，例如充電狀態(tài)、正常行駛狀態(tài)、故障狀態(tài)或低電狀態(tài)等。

外殼3上還可設(shè)置有燈帶安裝的環(huán)形槽9，其環(huán)形槽9呈方環(huán)形，即燈帶沿著方環(huán)形的環(huán)形槽9排列形成方環(huán)形的燈帶。

在其它實(shí)施例中，環(huán)形槽9呈圓環(huán)形。

在本實(shí)施例中，外殼3的前側(cè)設(shè)置有激光傳感器6固定的掃描槽5，掃描槽5兩端分別從外殼3的前側(cè)延伸至外殼3兩側(cè)環(huán)形槽9的內(nèi)部，其中掃描槽5呈C型，該開口朝向外殼3后側(cè)，因此激光傳感器6可順著該掃描槽5掃描外殼3前側(cè)和外殼3兩側(cè)的環(huán)境，從而進(jìn)行導(dǎo)航和壁障。

在本實(shí)施例中，外殼3的側(cè)面還設(shè)置喇叭4，喇叭4與控制主板14電連接，喇叭4位于外殼3的前側(cè)，且位于掃描槽5上側(cè)，該喇叭4可發(fā)出音樂和報(bào)警聲音，例如當(dāng)電源10電量不足等時(shí)發(fā)出報(bào)警聲音。

在本實(shí)施例中，外殼3的側(cè)面還設(shè)置有超聲波傳感器8，超聲波傳感器8和控制主板14電連接，超聲波傳感器8主要起到輔助壁障的作用，當(dāng)超聲波傳感器8掃描到障礙物時(shí)，通過控制主板14執(zhí)行機(jī)器人繞開障礙物行駛。

優(yōu)選地，超聲波傳感器8的數(shù)量為八個(gè)，且橫截面呈方形的外殼3的每個(gè)側(cè)邊均設(shè)置有兩個(gè)超聲波傳感器8，八個(gè)超聲波傳感器8均位于同一水平線上，且位于掃描槽5的上側(cè)。

在本實(shí)施例中，外殼3的下部設(shè)置有四個(gè)萬向輪18，四個(gè)萬向輪18的底部和驅(qū)動(dòng)輪17的底部齊平，具體地，其中兩個(gè)萬向輪18位于驅(qū)動(dòng)輪17第一側(cè)，另兩個(gè)萬向輪18位于驅(qū)動(dòng)輪17第二側(cè)。

參見圖4所示，所述基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人還配備有一個(gè)充電座20，外殼3的底部設(shè)置有與充電座20配合的取電座19，通過充電座20和取電座19配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源10進(jìn)行充電，具體技術(shù)方案可參照中國專利(CN201621057115.5)。

外殼3的前側(cè)設(shè)置有紅外發(fā)射管7，紅外發(fā)射管7位于掃描槽5的下側(cè)，充電座20上設(shè)置有與紅外發(fā)射管7配合的紅外接收管16。在具體操作中，當(dāng)控制主板檢測(cè)到機(jī)器人電量低，利用激光傳感器導(dǎo)航到充電座20附近，并利用紅外發(fā)射管7和紅外接收管16進(jìn)行充電座20和取電座19輔助對(duì)準(zhǔn)操作，當(dāng)充電座20銅片和取電座19上的銅片碰觸后實(shí)現(xiàn)對(duì)電源10的充電，在充電完成后，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)退出，實(shí)現(xiàn)充電座20和取電座19的分離。

下面介紹本實(shí)施例中的基于激光導(dǎo)航的搬運(yùn)機(jī)器人的工作原理：

機(jī)械手抓取貨品放到外殼的上部，然后根據(jù)工控機(jī)預(yù)先設(shè)置好的行走地圖進(jìn)行導(dǎo)航到需要放貨品的地方，然后機(jī)械手從外殼的上部抓取貨品放在指定的位置，之后機(jī)器人可重復(fù)上述動(dòng)作完成貨品的搬運(yùn)。本實(shí)用新型的工控機(jī)和激光傳感器配合配合進(jìn)行地圖設(shè)置、導(dǎo)航和壁障活動(dòng)，因此不需要按照事先規(guī)劃的地圖行走，提高了機(jī)器人行走軌跡的靈活性，另外機(jī)械手是安裝在外殼上的，使得機(jī)器人的操作覆蓋范圍廣，且降低了使用成本。

以上所述的實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的專利范圍采用，即凡依本實(shí)用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。