CN103171639A - 自动导引搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动导引搬运机器人，包括：设于车身内部的控制元件，与控制元件相连的行走机构、动作机构、磁导航机构、避撞机构、自充电机构；行走机构包括设置于车身底部的车轮；动作机构包括:载料辊、升降机构及平移机构；磁导航机构包括设置于地面的磁道及设置于车身底部的导航传感器；避撞机构包括设置于车身两端下方的激光安全保护装置及设置于车身下方四周的接触式防护装置；自充电机构包括设置于车身内部的电池组、与电池组相连的充电连接器及电量传感器；控制元件通过远程终端控制，控制元件与远程终端之间通过无线局域网进行信息交换。本发明的自动导引搬运机器人实现了作业的完全自动化，安全可靠。

Description

自动导引搬运机器人

技术领域

本发明涉及智能物流搬运输送车辆技术领域，尤其涉及一种自动导引搬运机器人。

背景技术

在生产业、建筑业、物流业一般需要搬运较大重量的物料，仅仅通过人力来搬运，需要花费人们大量的体力，且工作效率低下。另外，部分行业需要在高温/粉尘/辐射/高危等恶劣环境下完成搬运工作，长期在此环境下工作，对人们的身体健康及人生安全造成极大的威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程控制，完全实现作业自动化的自动导引搬运机器人。

为了实现上述目的，本发明提供的自动导引搬运机器人包括：设于车身内部的控制元件，与控制元件相连的行走机构、动作机构、磁导航机构、避撞机构、自充电机构，由此，通过控制元件控制行走机构、动作机构、磁导航机构、避撞机构、自充电机构运作；

行走机构包括设置于车身底部的车轮，车轮与控制元件连接，由此，自动导引搬运机器人通过车轮行走，车轮由控制元件控制；

动作机构包括: 载料辊、升降机构及平移机构，升降机构及平移机构与控制元件连接，载料辊分别与升降机构及平移机构连接，由此，物料装设于载料辊上，载料辊通过升降机构及平移机构实现上料及料物的转移，升降机构及平移机构通过控制元件控制；

磁导航机构包括设置于地面的磁道及设置于车身底部的导航传感器，导航传感器与控制元件连接，由此，通过导航传感器检测地面磁道的磁场，发送信息给控制元件，由控制元件判断偏移信息，控制车身沿磁道行走；

避撞机构包括设置于车身两端下方的激光安全保护装置及设置于车身下方四周的接触式防护装置，激光安全保护装置及接触式防护装置分别与控制元件连接，由此，激光安全保护装置发射激光束，激光束遇障碍物反射，激光安全保护装置接受反射激光束后发送信号给控制元件，控制元件控制车身停止行走，当障碍物消除后，控制元件控制车身继续行走，接触式防护装置在收到撞击时，发送信号给给控制元件，控制元件控制车身停止行走，当障碍物消除后，控制元件控制车身继续行走；

自充电机构包括设置于车身内部的电池组、与电池组相连的充电连接器及电量传感器，充电连接器、电量传感器与充电连接器与控制元件连接，由此，当电量传感器检测到电池组电量不足时，发送信号给控制元件，控制元件控制车身行走至充电站位置，控制元件发送指令给充电连接器，使充电连接器自动对接充电站地面的电极板进行充电，当电池组充满电后，电量传感器再次发送信号给控制元件，控制元件发出信号，断开对接，停止充电；

控制元件通过远程终端控制，控制元件与远程终端之间通过无线局域网进行信息交换，由此，实现远程控制。

在一些实施方式中，车轮包括：两个驱动轮、从动轮及支撑轮，驱动轮通过驱动电机驱动，驱动电机及驱动轮连接于控制元件。

在一些实施方式中，驱动轮为舵轮，从动轮为定向脚轮，支撑轮为万向轮。

由此，车身通过驱动轮实现牵引及转向，通过从动轮支撑车身的负载，通过支撑轮分担车身多余负载。

在一些实施方式中，升降机构包括设于车身上方的升降平台，升降平台通过垂直设置的多个第一液压缸驱动升降，第一液压缸通过第一液压缸控制器控制其同步运作，第一液压缸控制器连接于控制元件。

在一些实施方式中，平移机构包括多组平移滑块，每组平移滑块分别通过第二液压缸驱动移动，每组第二液压缸分别连接于控制元件。

由此，使用液压缸使驱动更加 平稳。

在一些实施方式中，升降平台为一长方形台面，平移滑块设于升降平台上表面，每组平移滑块的下表面均设有滑槽，于升降平台的宽度方向上设有多道与滑槽相对应的滑轨，平移滑块在升降平台上方沿滑轨滑动。

在一些实施方式中，载料辊的个数与平移滑块相同，载料辊分别通过连接臂与平移滑块一一连接。

由此，通过载料辊与平移滑块连接，实现载料辊的独立平移，方便上料，通过载料辊与平移滑块连接，平移滑块与升降平台连接，实现载料辊的整体升降，方便对接转料。

在一些实施方式中，还设有一推料板，推料板套设于载料辊上，推料板通过一第三液压缸的驱动，沿载料辊轴线往复移动，第三液压缸连接于控制元件。由此，通过推料板推动载料辊上的物料，实现物料的转移及下料。

在一些实施方式中，车身侧面设有上料窗12。由此，从上料窗12实现上料、下料及物料转移。

在一些实施方式中，接触式防护装置包括弹性缓冲防护边及设于弹性缓冲防护边内部的与之相连的传感器。由此，当弹性缓冲防护边被障碍区撞击受力变形时，传感器发送信号给控制元件，控制元件控制车身停止行走；在障碍物清除，弹性缓冲防护边恢复原状后，传感器再次发出信号给控制元件，控制元件控制车身继续行走。

本发明的自动导引搬运机器人可替代高温/粉尘/辐射/高危等恶劣环境下的人工作业，且提高了工作效率。实现了作业的完全自动化，灵活性高，安全可靠。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的自动导引搬运机器人的结构示意图；

图2为图1所示的自动导引搬运机器人的主视图；

图3为图1所示的自动导引搬运机器人的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步的详细描述说明。但此实施方式并不限制本发明，本领域的技术人员根据此实施方式所做处的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明为集液压驱动、磁导航、无限通信等技术一体的自动导引搬运机器人。

如图1至图3所示，本发明的自动导引搬运机器人包括：行走机构10、动作机构20、磁导航机构30、避撞机构40、自充电机构50。

本发明的自动导引搬运机器人由车身1内部的控制元件60控制行走机构10、动作机构20、磁导航机构30、避撞机构40及自充电机构50运作。控制元件60通过远程终端控制，控制元件60与远程终端之间采用无线局域网，通过预先编排的程序进行信息交换。同时，也可通过与控制元件60相连的操作面板80与控制元件60相连控制其工作。

行走机构10包括设置于车身1底部的车轮100。

如图所示，车轮100包括：两个驱动轮101、从动轮102及支撑轮103。驱动轮101为舵轮，即为牵引/转向一体化的驱动轮，通过连接于控制元件60的驱动电机，在本发明的此实施方式中，驱动电机为伺服电机驱动，提供车身行走的牵引力，同时驱动轮101也连接于控制元件60，驱动轮101在控制元件60的控制下，可绕其连接轴旋转控制车身1行走的方向，设置两个驱动轮101，分别设于车身1前后两端，控制两个驱动轮101的方向一致，实现了车身1的直行、横行及斜行；从动轮102为定向脚轮，支撑车身1的负载；支撑轮103为万向轮，无动力，其距离地面的高度为2mm，车身1空载时支撑轮103不受力，已保证驱动轮101对地面有足够的摩擦力，车身1加载后，支撑轮103着地，为驱动轮101分担多余负载，保障车身转弯时不会倾斜。本发明的自动导引搬运机器人的从动轮102及支撑轮103的数量根据载重吨位而定。

动作机构20包括用于车身对接转料时的升降机构201及方便上料的平移机构202。

如图所示，升降机构201包括设于车身1上方的长方形升降平台2011，升降平台2011与车身1上表面平行；设于升降平台2011四角处的四个第一液压缸2012，第一液压缸2012垂直于升降平台2011；以及设于升降平台2011一侧的第一液压缸控制器2013，第一液压缸2012与第一液压缸控制器2013连接，第一液压缸控制器2013与控制元件60连接。第一液压缸控制器2013接收控制元件60的指令控制四个第一液压缸2012同步运作，使升降平台2011平稳升降。

平移机构202包括设于升降平台2011上方的平移滑块2021及第二液压缸2022。升降平台2011上表面，于其宽度方向上设有滑轨1101，平移滑块2021下表面设有与滑轨1101相对应的滑槽，平移滑块2021上方设有第二液压缸2022，平移滑块2021通过第二液压缸2022与升降平台2011其中一长边连接，平移滑块2021在第二液压缸2022的驱动下可沿滑轨1101在升降平台2011上表面的宽度方向上滑动，第二液压缸2022与控制元件60连接。如图所示，在本发明的此实施方式中，一共设有三组平移机构202，三组平移机构202在升降平台2011上表面纵向排列，三组平移机构202接收控制元件60的工作指令独立运作。

如图所示，本发明的自动导引搬运机器人还包括设于车身1内的载料辊11。如图所示，在本发明的此实施方式中，载料辊11共设有三组。载料辊11为圆柱形，三组载料辊11水平设置，相互平行，且在同一水平面内。三组载料辊11的一端通过三支连接臂分别连接于平移滑块2021，升降平台2011于其宽度方向上，在三支连接臂的对应位置处分别开设平移槽口，三组载料辊11随平移滑块2021在车身1的宽度方向上平移，三组载料辊11独立运作。

如图所示，另外设有一推料板12，推料板12设有三个与载料辊11相对应的套设孔121，推料板12通过套设孔121套设于载料辊11上，推料板12与载料辊11垂直。推料板12通过第三液压缸122与车身内壁连接，推料板12在第三液压缸122的驱动可沿载料辊11的轴向移动，第三液压缸122连接于控制元件60，由控制元件60控制第三液压缸122运作。

如图所示，车身1的侧面，设有上料窗12。

如图所示，平移滑块2021旁设有光电进程开关2023，升降平台2011旁设有机械进程开关（图中未示出）。通过光电进程开关2023、机械进程开关控制平移滑块2021及升降平台2011的移动进程。

上料时，控制元件60控制第三液压缸122及第二液压缸2022出杆，第三液压缸122堆动推料板12至靠近窗口位置，第二液压缸2022推动载料辊11伸出上料窗12外，将料物运至载料辊11上（三组第二液压缸2022可当运作，即可单独对其中一个载料辊11上料）。上料完毕后，控制元件60控制第三液压缸122及第二液压缸2022同时收杆，载料辊11收入车身1内。

在两台本发明的自动导引搬运机器人将进行对接时，使两台自动导引搬运机器人平行，调节两台自动导引搬运机器人的升降平台2011至同一高度，将两台自动导引搬运机器人的载料辊11一一对接，对装有物料的自动导引搬运机器人进行操作，通过控制元件60控制该机器人的第三液压缸122出杆，通过推料板12将载料辊11上的物料推至另一台自动导引搬运机器人的载料辊11上，即完成物料的转移。

磁导航机构30，本发明的自动导引搬运机器人行走的地面埋设有永磁性磁钉，用磁钉设定好车身1的行走磁道。

如图所示，车身1底部设有导航传感器301，连接到控制元件60。导航传感器301内部排布有采样点，能够检测出地面磁钉上方的微弱磁场，每一个采样点都有一路对应的输出。自动导引搬运机器人运行时，导航传感器301内部的采样点会输出信号，控制元件60依靠输出的信号判断磁钉相对导航传感器301的偏移信息，控制元件60根据这些偏移信息对车身1的行走进行调整，从而保证车身1沿磁道前行、后退。

避撞机构40，包括非接触式检测装置和接触式防护装置402。

如图所示，非接触式检测装置包括设于车身1前后两端下方，与控制元件60连接的激光安全保护装置401。激光安全保护装置401用旋转不可见的激光束扫掠，形成一激光平面，该激光平面内的障碍物会将激光束反射回激光安全保护装置401的检测窗口。当检测窗口检测到障碍物的反射激光束时，发送信号给控制元件60，控制元件60发送停止指令给驱动驱动轮101运作的伺服电机，控制电机停住运行，车身1停止行走；障碍物清除后，检测窗口检测到反射激光束消失时，再出发出信号给控制元件60，控制元件60发送工作指令给驱动驱动轮101运作的伺服电机，控制电机开始运行，车身1继续行走。由此，以非接触式方式检测障碍物。

如图所示，接触式防护装置402设于车身四周底边处，与控制元件60相连。接触式防护装置402包括弹性缓冲防护边及设于弹性缓冲防护边内部的与之相连的传感器，当弹性缓冲防护边被障碍区撞击受力变形时，传感器发送信号给控制元件60，控制元件60发送停止指令给驱动驱动轮101运作的伺服电机，控制电机停住运行，车身登梯1停止行走；障碍物清除后，弹性缓冲防护边恢复原状后，传感器再次发出信号给控制元件60，控制元件60发送工作指令给驱动驱动轮101运作的伺服电机，控制电机开始运行，车身1继续行走。由此，以接触式方式检测障碍物。

自充电机构50，本发明的自动导引搬运机器人由设置于车身1内部的电池组501供电，电池组501下方设有与控制元件60相连的充电连接器502及电量传感器503，在充电站位置的地面设置有电极板。当电池组501处于低电量时，电量传感器503发送信号给控制元件60，控制元件60发出充电信号，并控制车身1行走至充电站位置，充电连接器502自动对接电极板进行充电，当电池组501充满电后，电量传感器503再次发送信号给控制元件60，控制元件60发出信号，断开对接，停止充电。

本发明的自动导引搬运机器人可替代高温/粉尘/辐射/高危等恶劣环境下的人工作业，且提高了工作效率。实现了作业的完全自动化，灵活性高，安全可靠。

Claims (10)

1.自动导引搬运机器人，其特征在于，包括：设于车身（1）内部的控制元件（60），与控制元件（60）相连的行走机构（10）、动作机构（20）、磁导航机构（30）、避撞机构（40）、自充电机构（50）；

所述行走机构（10）包括设置于车身（1）底部的车轮（100），所述车轮（100）与所述控制元件（60）连接；

所述动作机构（20）包括: 载料辊（11）、升降机构（201）及平移机构（202），所述升降机构（201）及平移机构（202）与所述控制元件（60）连接，载料辊（11）分别与升降机构（201）及平移机构（202）连接；

所述磁导航机构（30）包括设置于地面的磁道及设置于车身（1）底部的导航传感器（301），所述导航传感器（301）与所述控制元件（60）连接；

所述避撞机构（40）包括设置于车身（1）两端下方的激光安全保护装置（401）及设置于车身（1）下方四周的接触式防护装置（402），所述激光安全保护装置（401）及所述接触式防护装置（402）分别与所述控制元件（60）连接；

所述自充电机构（50）包括设置于车身（1）内部的电池组（501）、与电池组（501）相连的充电连接器（502）及电量传感器（503），所述充电连接器（502）、电量传感器（503）与所述控制元件（60）连接；

所述控制元件（60）通过远程终端控制，所述控制元件（60）与远程终端之间通过无线局域网进行信息交换。

2.根据权利要求1所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述车轮（100）包括：两个驱动轮（101）、从动轮（102）及支撑轮（103），所述驱动轮（101）通过驱动电机驱动，所述驱动电机及驱动轮（101）连接于所述控制元件（60）。

3.根据权利要求2所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述驱动轮（101）为舵轮，所述从动轮（102）为定向脚轮，所述支撑轮（103）为万向轮。

4..根据权利要求1或3所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述升降机构（201）包括设于车身（1）上方的升降平台（2011），所述升降平台（2011）通过垂直设置的多个第一液压缸（2012）驱动升降，所述第一液压缸（2012）通过第一液压缸控制器（2013）控制其同步运作，所述第一液压缸控制器（2013）连接于所述控制元件（60）。

5.根据权利要求4所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述平移机构（202）包括多组平移滑块（2021），每组所述平移滑块（2021）分别通过第二液压缸（2022）驱动移动，所述每组第二液压缸（2022）分别连接于所述控制元件（60）。

6..根据权利要求5所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述升降平台（2011）为一长方形台面，所述平移滑块（2021）设于所述升降平台（2011）上表面，所述每组平移滑块（2021）的下表面均设有滑槽，于所述升降平台（2011）的宽度方向上设有多道与所述滑槽相对应的滑轨（1101），所述平移滑块（2021）在所述升降平台（2011）上方沿滑轨（1101）滑动。

7.根据权利要求6所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述载料辊（11）的个数与所述平移滑块（2021）相同，所述载料辊（11）分别通过连接臂与所述平移滑块（2021）一一连接。

8..根据权利要求7所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，还设有一推料板（12），所述推料板（12）套设于所述载料辊（11）上，所述推料板（12）通过一第三液压缸（122）的驱动，沿载料辊（11）轴线往复移动，所述第三液压缸（122）连接于所述控制元件（60）。

9..根据权利要求8所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述车身侧面设有上料窗12。

10.根据权利要求1或3或9所述的自动导引搬运机器人，其特征在于，所述接触式防护装置（402）包括弹性缓冲防护边及设于弹性缓冲防护边内部的与之相连的传感器。

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