CN113172643A - 实验室自动物流***机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供实验室自动物流***机器人，涉及物流机器人领域。该实验室自动物流***机器人，包括载物台和移动机器人本体，所述载物台固定设置在移动机器人本体的上端，所述载物台的后侧壁靠上端处设置有工业平板、控制面板以及数字键盘，所述工业平板和数字键盘位于同一水平面，位于所述工业平板和数字键盘上端的载物台侧壁上固定设置有自主按键，所述载物台的顶端一侧固定设置有扬声器。该机器人基于激光导航移动，路径灵活，多重安全设置，规避行进中障碍物，提高机器人安全性，自动避障，满足线路多变的需求，通过机器人运输代替人工，大大减少了成本，提高了效率，并且能够避免配送出错。
Description
技术领域
本发明涉及物流机器人技术领域，具体为实验室自动物流***机器人。
背景技术
BUS***是精益物流***中的一个工具，通过它可实现物品(包括实验室样品)的有序流动，覆盖交货，运输，中转，分拣，配送等各个环节。
现有BUS***为BUS人员推车载物配送，每隔固定的时间运行一次，通过人工记录或识别任务，实现点对点的运送，包括TIC行业(第三方检测行业通常也被称为TIC行业,包含检测(Testing),检验(Inspection)和认证(Certification)三大类)，目前也主要是以人工运送为主。
随着第三方实验室的业务多样化，BUS***的运转对人工要求越来越高。一方面实验室产品线的丰富，需要增加工人数量；另一方面，业务量的增大，需要人工记忆、识别、转运内容变多，对应脑力和体力工作强度提高。同时，人工记忆任务的复杂多样，一定程度增大出错概率，响应的不及时会提高任务的滞后性。
目前人工BUS***应用于实验室内物流运转时主要存在以下缺点：(1)现有检测行业包含交货、运输、中转、分拣、配送等多个工作，工序多，需要多名专职或兼职人员，人力成本高；(2)现有实验室BUS***需要人推车载物在实验室区域内多点走动，由于工作强度较高，暂无法实现高频次运行，使任务出现一定的滞后性；(3)现有实验室BUS***在多任务时需要人为记忆每一件货物的目标位置，当任务繁多时，取送物品出错概率高，造成检测事故；(4)现有实验室BUS***无法规避实验室人员运送化学品的风险；(5)现有实验室BUS***无法实现人与人之间的无接触式传递，做到有效隔离。
综上所述，为了保证实验室物流的正常轻松运行，需要设计一种实验室自动物流***机器人。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了实验室自动物流***机器人，解决了目前实验室物流***依靠人工进行，导致成本高、劳动强度高、出错率高，同时工人会接触到化学品的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：实验室自动物流***机器人，包括载物台和移动机器人本体，所述载物台固定设置在移动机器人本体的上端，所述载物台的后侧壁靠上端处设置有工业平板、控制面板以及数字键盘，所述工业平板和数字键盘位于同一水平面，位于所述工业平板和数字键盘上端的载物台侧壁上固定设置有自主按键，所述载物台的顶端一侧固定设置有扬声器，所述载物台的顶端两侧中心处均固定设置有侧向激光，所述载物台的顶端两侧中心均设置有急停按键，所述载物台的顶端中心处设置有三色灯，所述三色灯的两侧均设置有无线通讯头，且无线通讯头连接在载物台顶端；
所述载物台的内侧壁之间设置有多块货架底板，多块所述货架底板之间以及货架底板与载物台顶部之间均设置有多块货架隔板。
优选的，所述货架底板呈前高后低的倾斜放置，多个所述货架底板的后侧均设置有储液器，且储液器的下端贯穿货架底板，所述储液器的顶端以及底端均设置有管接头，所述管接头的下端连接有导流管，所述导流管的下端连接到下方的储液器上方的管接头，最下层货架底板的储液器下方的管接头连接有排液管，且排液管的底端贯穿载物台底端通至外端。
优选的，所述货架隔板的底端开设有导流槽。
优选的，多块所述货架底板以及货架隔板将载物台内端分为若干货物工位，且每个货物工位对应的货架底板外侧壁上均设置有指示灯。
优选的，所述载物台的后壁底端设置有若干声纳探测器。
优选的，所述实验室自动物流***机器人的工作流程包括以下步骤：
S1.机器人扫描工作点地图，然后建立机器人自身运行地图，并且在地图上标注待命点和工作站点；
S2.在每个站点需设置一个呼叫终端，不同站点呼叫终端通过不同编码，连入机器人网络中；
S3.工作人员通过呼叫终端向机器人发送任务，机器人支持任务叠加；
S4.机器人按照任务自动规划路径，然后依次完成所有任务；
S5.任务完成后机器人就近停靠在待命点。
8.优选的，所述S4中机器人规划路径的具体步骤为：
a.机器人运行过程中接到新任务，首先判断当前是否有任务在身，是则进行步骤b，否则进行步骤c；
b.判断当任务终点是否比新任务终点近，是则进行步骤d，否则进行步骤e；
c.自动规划前往待命点的最短路径，然后进行步骤f；
d.先规划最短路径执行当前任务，然后规划最短路径执行新任务，再进行步骤f；
e.先规划最短路径执行新任务，然后规划最短路径执行当前任务，再进行步骤f；
f.前往待命点，工作结束。
(三)有益效果
本发明提供了实验室自动物流***机器人。具备以下有益效果：
1、本发明设计的机器人基于激光导航移动，路径灵活，机器人前置主激光、侧向激光、后置声纳，多重安全设置，规避行进中障碍物，提高机器人安全性，自动避障，满足线路多变的需求。
2、本发明设计的机器人内部采用倾斜式载物平台设计，通过储液器、导流管实现自动引流，保持载物台库位干净整洁。
3、本发明设计的机器人可以实现任务实时接收，多任务协同处理模式，提高运送时效性，有效规避多任务处理出错事故。
4、本发明设计的机器人取代BUS人员，可以节约人员成本，同时机器运输，有效规避人员运送化学品的风险，在特定时期或特殊环境下，减少人与人之间的接触，降低相互感染的风险，提高运行频次，提高了整体办公效率。
附图说明
图1为本发明结构东北方向轴测图；
图2为本发明结构侧视图；
图3为本发明结构正剖视图；
图4为本发明结构后视图；
图5为本发明结构正视图；
图6为本发明结构仰视图；
图7为本发明结构俯视图；
图8为本发明结构西北轴测图；
图9为本发明的机器人路径规划流程示意图；
图10为本发明提出的呼叫终端示意图；
图11为本发明的机器人操控界面简图。
其中，1、载物台；2、三色灯；3、无线通讯头；4、扬声器；5、侧向激光；6、自主按键；7、数字键盘；8、工业平板；9、控制面板；10、导流槽；11、急停按键；12、指示灯；13、货架底板；14、声纳探测器；15、排液管；16、移动机器人本体；17、储液器；18、管接头；19、导流管；20、货架隔板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-8所示，本发明实施例提供实验室自动物流***机器人，包括载物台1和移动机器人本体16，移动机器人本体16选用高负载AGV小车，移动机器人本体16设置有前置主激光，用于对前方路径进行识别，载物台1固定设置在移动机器人本体16的上端，载物台1的后侧壁靠上端处设置有工业平板8、控制面板9以及数字键盘7，控制面板9设有机器人开关机按键，面板上显示屏可以显示当前机器人任务、目标点和故障等信息，工业平板8和数字键盘7位于同一水平面，位于工业平板8和数字键盘7上端的载物台1侧壁上固定设置有自主按键6，工业平板8用于人机交互，完成取放物料后信息的输入和确认，数字键盘7用于辅助人机信息交互，通过数字键盘7的自定义，完成信息的实体按键输入，自主按键6可以自定义机器人相关功能，如倒退、充电、取料确认、放料确认。
载物台1的顶端一侧固定设置有扬声器4，载物台1的顶端两侧中心处均固定设置有侧向激光5，用于扫描机器人行进中左右两侧障碍物，避免前行、转弯时碰撞，载物台1的顶端两侧中心均设置有急停按键11，用于紧急情况下，人工一键制动，载物台1的顶端中心处设置有三色灯2，三色灯2用于显示机器人的工作状态，三色灯2的两侧均设置有无线通讯头3，且无线通讯头3连接在载物台1顶端，无线通讯头3用于接收工作人员发出的任务信息，载物台1的后壁底端设置有若干声纳探测器14，声纳探测器14可以探测机器人后端情况，配合前置主激光、侧向激光5保证机器人移动过程汇总能够规避障碍物。
载物台1的内侧壁之间设置有4块货架底板13，4块货架底板13之间以及货架底板13与载物台1顶部之间均设置有若干货架隔板20，4块货架底板13以及货架隔板20将载物台1内端分为9个货物工位，3大6小，且载物台1内侧采用防腐材料制成，且每个货物工位对应的货架底板13外侧壁上均设置有指示灯12，货架隔板20的底端开设有导流槽10。
货架底板13呈前高后低的倾斜放置，本实施例中其倾斜角设定为5°，货架底板13的后侧均设置有储液器17，且储液器17的下端贯穿货架底板13，储液器17的顶端以及底端均设置有管接头18，管接头18的下端连接有导流管19，导流管19的下端连接到下方的储液器17上方的管接头18，最下层货架底板13的储液器17下方的管接头18连接有排液管15，且排液管15的底端贯穿载物台1底端通至外端，当机器人移动过程中急停导致液体货物溅出时，液体会沿着倾斜货架底板13向后移动，经过导流槽10流入储液器17内端，然后通过导流管19流到载物台1底端，然后通过排液管15排出，保证载物台1内端的清洁。
该实验室自动物流***机器人的工作流程包括以下步骤：
S1.机器人先借助其激光扫描整个环境地图，建立机器人自身运行地图，地图上标注待命点和工作站点，每个工位点均可作为任务的发起点和目的地；
S2.每个站点需设置一个呼叫终端，不同站点呼叫终端通过不同编码，连入机器人网络中；
S3.机器人运行路线可按工作需要灵活设置，当机器人待命或执行任务时，工作人员可以通过呼叫终端向机器人发送任务，机器人支持任务叠加，多任务时按照主路线循环运行，实时将行进路线站点发出的任务并执行，并以当前位置同需求站点路线最短作为任务执行的优先级，而单任务运行时机器人可自主规划最短路线；
S4.机器人按照任务自动规划路径，然后依次完成所有任务；
S5.任务完成后机器人就近停靠在待命点。
如图9所示，其中机器人规划路径的具体步骤为：
a.机器人运行过程中接到新任务，首先判断当前是否有任务在身，是则进行步骤b，否则进行步骤c；
b.判断当任务终点是否比新任务终点近，是则进行步骤d，否则进行步骤e；
c.自动规划前往待命点的最短路径，然后进行步骤f；
d.先规划最短路径执行当前任务，然后规划最短路径执行新任务，再进行步骤f；
e.先规划最短路径执行新任务，然后规划最短路径执行当前任务，再进行步骤f；
f.前往待命点，工作结束。
每个站点发布任务时通过呼叫终端进行呼叫，呼叫终端界面显示机器人当前任务、下一任务、任务列表和当前站点编号，如图10所示。人工通过“呼叫”或“取消”按键控制对机器人的呼叫，界面呼叫状态可显示机器人是否呼叫成功，通过界面的“任务列表”，能实时查询当前任务的队列情况，并可“删除”或“暂停”当前任务。
当接收到取料任务时，机器人前往对应站点，通过扬声器4播放语音提示到位信息，人工将物料放置到载物台1对应库位，并通过机器人工业平板8界面输入物料放置库位和运送站点编号，如图11所示，最后操控自主按键6，给机器人“放料完成”确认信息，完成接料任务，前往对应的目标站点送料。当机器人到达送料目标站点时，机器人通过语音提示人工取料，并用指示灯12点亮显示待取物料库位，人工取料完成后通过操控自主按键6，给机器人“取料完成”确认信息，完成送料任务。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.实验室自动物流***机器人，包括载物台(1)和移动机器人本体(16)，其特征在于：所述载物台(1)固定设置在移动机器人本体(16)的上端，所述载物台(1)的后侧壁靠上端处设置有工业平板(8)、控制面板(9)以及数字键盘(7)，所述工业平板(8)和数字键盘(7)位于同一水平面，位于所述工业平板(8)和数字键盘(7)上端的载物台(1)侧壁上固定设置有自主按键(6)，所述载物台(1)的顶端一侧固定设置有扬声器(4)，所述载物台(1)的顶端两侧中心处均固定设置有侧向激光(5)，所述载物台(1)的顶端两侧中心均设置有急停按键(11)，所述载物台(1)的顶端中心处设置有三色灯(2)，所述三色灯(2)的两侧均设置有无线通讯头(3)，且无线通讯头(3)连接在载物台(1)顶端；
所述载物台(1)的内侧壁之间设置有多块货架底板(13)，多块所述货架底板(13)之间以及货架底板(13)与载物台(1)顶部之间均设置有多块货架隔板(20)。
2.根据权利要求1所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：所述货架底板(13)呈前高后低的倾斜放置，多个所述货架底板(13)的后侧均设置有储液器(17)，且储液器(17)的下端贯穿货架底板(13)，所述储液器(17)的顶端以及底端均设置有管接头(18)，所述管接头(18)的下端连接有导流管(19)，所述导流管(19)的下端连接到下方的储液器(17)上方的管接头(18)，最下层货架底板(13)的储液器(17)下方的管接头(18)连接有排液管(15)，且排液管(15)的底端贯穿载物台(1)底端通至外端。
3.根据权利要求1所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：所述货架隔板(20)的底端开设有导流槽(10)。
4.根据权利要求1所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：多块所述货架底板(13)以及货架隔板(20)将载物台(1)内端分为若干货物工位，且每个货物工位对应的货架底板(13)外侧壁上均设置有指示灯(12)。
5.根据权利要求1所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：所述载物台(1)的后壁底端设置有若干声纳探测器(14)。
6.根据权利要求1所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：所述实验室自动物流***机器人的工作流程包括以下步骤：
S1.机器人扫描工作点地图，然后建立机器人自身运行地图，并且在地图上标注待命点和工作站点；
S2.在每个站点需设置一个呼叫终端，不同站点呼叫终端通过不同编码，连入机器人网络中；
S3.工作人员通过呼叫终端向机器人发送任务，机器人支持任务叠加；
S4.机器人按照任务自动规划路径，然后依次完成所有任务；
S5.任务完成后机器人就近停靠在待命点。
7.根据权利要求6所述的实验室自动物流***机器人，其特征在于：所述S4中机器人规划路径的具体步骤为：
a.机器人运行过程中接到新任务，首先判断当前是否有任务在身，是则进行步骤b，否则进行步骤c；
b.判断当任务终点是否比新任务终点近，是则进行步骤d，否则进行步骤e；
c.自动规划前往待命点的最短路径，然后进行步骤f；
d.先规划最短路径执行当前任务，然后规划最短路径执行新任务，再进行步骤f；
e.先规划最短路径执行新任务，然后规划最短路径执行当前任务，再进行步骤f；
f.前往待命点，工作结束。
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