CN113199454A - 一种轮式移动智能物流作业机器人*** - Google Patents
一种轮式移动智能物流作业机器人*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN113199454A CN113199454A CN202110694240.6A CN202110694240A CN113199454A CN 113199454 A CN113199454 A CN 113199454A CN 202110694240 A CN202110694240 A CN 202110694240A CN 113199454 A CN113199454 A CN 113199454A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target object
- camera
- trolley
- destination
- vehicle body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/021—Optical sensing devices
- B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/04—Viewing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
物流行业的仓储、分拣、运输任务越来越繁重,时间节奏越来越快,传统的人工或半自动化作业方式,效率低、易出错、人力成本高,急需发展移动速度快、运载能力强、运动灵活的智能物流机器人。因此,本发明提供了一种轮式移动智能物流作业机器人***,属于机械电子自动化技术领域,该机器人***包括车轮、编码电机、车体、控制***模块、惯性测量模块、锂电池、单片机、载物台、传感器支座、深度相机、广角单目相机、激光雷达、机械臂、机械手、支撑腿、超声波传感器,以锂电池作为动力源,多传感器和智能算法共同作用,实现目标货物的识别、定位,机器人路径规划和自主快速移动,货物的抓取和装卸,具有非常广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人***,尤其涉及一种轮式移动智能物流作业机器人***,属于机械电子自动化技术领域。
背景技术
近年来,物流行业发展迅速,货物的仓储、分拣、运输任务越来越繁重,时间节奏越来越快。传统的人工或半自动化作业方式,效率低、易出错、人力成本高,已经不能满足物流运输行业的发展需求。轮式移动的机器人,具有移动速度快,运载能力强,运动灵活,而且容易完成货物的抓取、分拣、运输作业,因此成为物流行业中智能制造设备发展的重点方向。具有定位、导航、目标识别和物体抓取功能的轮式作业机器人,可以满足物流行业对快速、安全、低成本的智能搬运装备的需求,具有非常广阔的应用前景。
发明内容
1、发明目的:
本发明提供一种可以快速自主移动,能够自动识别货物、定位、抓取和卸载货物到指定区域的机器人***,可以在仓库、厂区等封闭道路环境下工作。
2、技术方案:
本发明一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于,包括以下部分:车轮、编码电机、车体、控制***模块、惯性测量模块、锂电池、单片机、载物台、传感器支座、深度相机、广角单目相机、激光雷达、机械臂、机械手、支撑腿、超声波传感器;它们之间的关系是:车轮承载车体,与其相连的编码电机驱动车轮滚动,同时输出对应的编码信息,经过处理后的编码信息作为车体移动的里程计,车体作为各个元器件的承载体;控制***模块作为整个***的控制器模块,负责处理深度相机、广角单目相机、激光雷达采集的数据,处理过后将对应的指令发送给单片机;惯性测量模块位于车体的质心处,作为机器人运动姿态的判定器件,同时辅助修正里程计信息;锂电池作为整个***的电源模块,为整个***提供电力支撑,单片机负责接收控制***模块传输过来的信息,驱动并解析编码器电机传过来的编码信息,并处理后生成里程计信息,解析惯性测量模块的信息,处理成为机器人的运动姿态,同时将生成的加速度二次积分,通过卡尔曼滤波融合编码器信息进行里程计修辅,发送指令控制数字舵机的精确转动,使机械臂运动到指定位置,深度相机需先与机械臂进行标定,确定相机坐标系相对于机械臂底座的转换关系,并将目标物转换为深度相机提供目标物的位姿,用于微调机器人车体抓取前的位姿,之后用视觉来控制抓取;广角单目相机主要用来尽可能的采集外界环境信息,检测是否存在目标物;激光雷达主要用于定位建图,同时小车自主探索和移动,并且不断更新地图;超声波传感器为自主移动时避障提供传感信息,与广角单目相机进行融合,提供点云的物理信息;支撑腿具有伸缩功能,用于在确定好抓取位姿后,将车体微抬,使车轮不受力,防止在抓取过程中小车的偏移,抓取完成将目标物放置在载物台上;如果在进行目标物搜寻的过程中已经定位到目标物需要搬运的目的地,则以此为起始点并记录到已经建好的地图中,开始进行路径规划,使小车移动到搬运目的地,如若没有发现目标物需要搬运的目的地,则继续自主搜寻搬运目的地,直至找到,之后在目的地卸载目标物,在搜寻到目标物及搬运目的地的时候将这两个位置点信息加到地图中,便于大批量的搬运作业;
所述车轮为自制件,中间设有钢制的轴套,用于安装车轴,主体结构采用35%质量含量的玻璃纤维增强尼龙或尼龙6或尼龙66材料,使用模压成型工艺制造,尺寸可以根据实际车体的大小来确定;
所述编码电机为市购件,采用的是带有编码器的GB37-520直流减速电机,噪音相对较低,每旋转一周输出跳变330次,再根据车轮直径计算出运行距离,作为里程计;
所述车体为自制件,优选长方体,也可根据实际场景选择其他的外型,采用铝合金材料,进行切割焊接而成,内部预留有装载其他模块的位置,外部涂上防水涂层,防止雨水进入车内,而且可以防止腐蚀;
所述控制***模块为市购件,安装在车体的内部,用于各种传感器的数据处理,型号为NVIDIA JETSON TX2控制模组,安装Linux环境下的Ubuntu操作***;
所述惯性测量模块为市购件,型号为LPMS-IG1 RS232金属外壳IMU惯性测量模块,集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计及气压传感器;
所述锂电池为市购件,容量为12v 25000mA,置于车体内部的预留位置上,为整个机器人***提供电力;
所述单片机为自制件,含有USB转串口模块,4路编码器电机驱动模块,8路PWM舵机接口,一个IMU接口,用于机器人的运动控制,设有自编程的控制程序;
所述载物台为自制件,用于放置货物,大小及尺寸均可根据实际运输货物的体积和数量而定,外部材质为铝合金,内部贴有防撞垫;
所述传感器支座为自制件,材质为铝合金,用于承载深度相机、广角单目相机及激光雷达;
所述深度相机为市购件,型号为Intel Real Sense D435i,用于检测目标物,并输出相对于相机的欧式距离,用于移动小车的微调,相机固定好位置后,与车体坐标系的相对位置不变,对机械臂进行标定后,进行视觉控制抓取作业;
所述广角单目相机为市购件,型号为大恒MER2-231-41U3C,镜头为LM6HC,用于大范围检测目标物;首先对相机内外参进行标定,得到相机的内外参数;然后进行激光雷达与相机外参联合标定,得到相机相对于激光雷达的转换矩阵;采用软触发方式,即在激光雷达在正方向的时刻,通过调用相机软件开发包提供的应用程序编程(API)接口进行软触发,确保每帧都有对应的图像与点云;最后,输出目标物的位置,以供小车运动到其对应的范围内;
所述激光雷达为市购件,型号为Velodyne16,用于定位建图,在环境中随机撒点,这些点经过运算,连接起来,形成快速搜索随机树,成为机器人可以运行的轨迹,生成已经探索过的和未知区域的交界点,通过不断更新交界点来实时更新地图,在自主移动的过程中广角单目相机不断搜寻目标物,搜寻到目标物后采用距离估计值与实际值越接近的路径为最优路径,将小车移动到目标物位置范围内;
所述机械臂为自制件,用于承载机械手并带着机械手一起运动,使用铝合金材料制成,可实现五轴运动,机械臂逆运动学求解;
所述机械手为自制件,用于货物的抓取作业;形状与人手相同,共五个手指,每个手指采用钢或铝材料的金属直管和波纹管间隔组成,波纹管为关节,可以弯曲;每个手指管的内部设置有钢丝索,通过旋转电机的转动来控制钢丝索的收紧和放松,从而控制手指的弯曲和展开,五个手指联动实现对物体的抓取和放下,这种设计可以为机械手提供更加平滑的运动特性、更多灵活性和更好的控制性,使其更加灵巧;每个手指的末端嵌入椭球形塑料体,使用聚醚醚酮(PEEK)材料制成,用于手指管的密封,钢丝索的一端之间镶入塑料体内,另一端与旋转电机相连;
所述支撑腿自制件,主体材质为铝合金,实心,其末端固定一块防滑垫片,用于在进行视觉抓取的时候对小车进行支撑,小车进行移动时收起;
所述超声波传感器为市购件,型号为HRLV-MaxSonar-EZ MB1043,为机器人车体移动时的紧急避障提供障碍物信息;
本发明以锂电池作为动力源,在检测到目标物后,机器人移动到目标物附近范围内,之后采用深度相机对目标物的位置信息进行检测,判断是否满足视觉抓取的位姿,不满足,则微调小车的位置,直到找到逆解运算的解,将目标物进行抓取放置到载物台上,同时将此位置标记出来,更新在地图中,在搜寻目标物的同时,若是发现目标物需搬运的目的地,则将此目的地的中心位置标记出来,更新在新建的地图中,此时将地图中的抓取位置设为起始点,已经标记好的搬运目的地作为目标点,进行路径规划,将机器人移动到目的地,进行货物的卸载摆放作业,如果在搜寻目标物时,并无发现搬运目的地,则小车继续探索,并不断更新地图,直到找到搬运目的地,并将此目的地更新到新建的地图中,然后将目标物从载物台上卸载放置到搬运目的地;如果需要大量的抓取搬运,只需不断的交换起末位置,让小车进行循迹移动,到达指定位置后再微调小车位置,使小车能够及时的拿取及卸载目标物。
3、本发明一种轮式移动智能物流作业机器人***,相比现有技术具有以下进步和优点:
(1)探测范围更大,多传感器融合作业,效率更好,准确度更好。
(2)支撑脚底部采用防滑橡胶垫,小车移动到特定位置后,放下支撑脚,使得车体微离地面,机械臂抓取过程中更加稳健,不会因物体太重或偏载,造成车轮滑移。
(3)目标物与搬运设置点设置循迹功能,后续大批量的搬运不再需要大量的算力。
(4)机械手采用新型的柔性管-索联合运动方式,更接近人手的运动行为,使机械手具有更加平滑的运动特性、更多灵活性和更好的控制性。
总之,该***是一种智能化、多功能和高精确的机器人***,可以在仓库、厂区等封闭园区内进行货物自主搜寻,自动移动,自动装载和自动卸载作业,减少人力使用,提高物流作业的效率和准确率,具有非常广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的机器人***组成示意图;
图2是超声波传感器安装示意图;
图3是视觉传感器安装示意图;
图中符号说明如下:
1-车轮、12-编码器电机、2-车体、21-控制***模块、22-惯性测量模块、23-锂电池、24-单片机、3-载物台、4-传感器支座、5-深度相机、6-广角单目相机、7-激光雷达、8-机械臂、9-机械手、10-支撑腿、11-超声波传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明:
如附图所示,本发明一种轮式移动智能物流作业机器人***,包括以下部分:车轮1、编码电机12、车体2、控制***模块21、惯性测量模块22、锂电池23、单片机24、载物台3、传感器支座4、深度相机5、广角单目相机6、激光雷达7、机械臂8、机械手9、支撑腿10、超声波传感器11;它们之间的关系是:车轮1承载车体2,与其相连的编码电机12驱动车轮1滚动,同时输出对应的编码信息,经过处理后的编码信息作为车体2移动的里程计,车体2作为各个元器件的承载体;控制***模块21作为整个***的控制器模块,负责处理深度相机5、广角单目相机6、激光雷达7采集的数据,处理过后将对应的指令发送给单片机24;惯性测量模块22位于车体2的质心处,作为机器人运动姿态的判定器件,同时辅助修正里程计信息;锂电池23作为整个***的电源模块,为整个***提供电力支撑,单片机24负责接收控制***模块21传输过来的信息,驱动并解析编码器电机12传过来的编码信息,并处理后生成里程计信息,解析惯性测量模块22的信息,处理成为机器人的运动姿态,同时将生成的加速度二次积分,通过卡尔曼滤波融合编码器信息进行里程计修辅,发送指令控制数字舵机的精确转动,使机械臂8运动到指定位置,深度相机5需先与机械臂8进行标定,确定相机坐标系相对于机械臂底座的转换关系,并将目标物转换为深度相机5提供目标物的位姿,用于微调机器人车体抓取前的位姿,之后用视觉来控制抓取;广角单目相机6主要用来尽可能的采集外界环境信息,检测是否存在目标物;激光雷达7主要用于定位建图,同时小车自主探索和移动,并且不断更新地图;超声波传感器11为自主移动时避障提供传感信息,与广角单目相机6进行融合,提供点云的物理信息;支撑腿10具有伸缩功能,用于在确定好抓取位姿后,将车体微抬,使车轮1不受力,防止在抓取过程中小车的偏移,抓取完成将目标物放置在载物台3上;如果在进行目标物搜寻的过程中已经定位到目标物需要搬运的目的地,则以此为起始点并记录到已经建好的地图中,开始进行路径规划,使小车移动到搬运目的地,如若没有发现目标物需要搬运的目的地,则继续自主搜寻搬运目的地,直至找到,之后在目的地卸载目标物,在搜寻到目标物及搬运目的地的时候将这两个位置点信息加到地图中,便于大批量的搬运作业;
所述车轮1为自制件,中间设有钢制的轴套,用于安装车轴,主体结构采用35%质量含量的玻璃纤维增强尼龙或尼龙6或尼龙66材料,使用模压成型工艺制造,尺寸可以根据实际车体的大小来确定;
所述编码电机12为市购件,采用的是带有编码器的GB37-520直流减速电机,噪音相对较低,每旋转一周输出跳变330次,再根据车轮直径计算出运行距离,作为里程计;
所述车体2为自制件,优选长方体,也可根据实际场景选择其他的外型,采用铝合金材料,进行切割焊接而成,内部预留有装载其他模块的位置,外部涂上防水涂层,防止雨水进入车内,而且可以防止腐蚀;
所述控制***模块21为市购件,安装在车体2的内部,用于各种传感器的数据处理,型号为NVIDIA JETSON TX2控制模组,安装Linux环境下的Ubuntu操作***;
所述惯性测量模块22为市购件,型号为LPMS-IG1 RS232金属外壳IMU惯性测量模块,集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计及气压传感器;
所述锂电池23为市购件,容量为12v 25000mA,置于车体内部的预留位置上,为整个机器人***提供电力;
所述单片机24为自制件,含有USB转串口模块,4路编码器电机驱动模块,8路PWM舵机接口,一个IMU接口,用于机器人的运动控制,设有自编程的控制程序;
所述载物台3为自制件,用于放置货物,大小及尺寸均可根据实际运输货物的体积和数量而定,外部材质为铝合金,内部贴有防撞垫;
所述传感器支座4为自制件,材质为铝合金,用于承载深度相机、广角单目相机及激光雷达;
所述深度相机5为市购件,型号为Intel Real Sense D435i,用于检测目标物,并输出相对于相机的欧式距离,用于移动小车的微调,相机固定好位置后,与车体坐标系的相对位置不变,对机械臂8进行标定后,进行视觉控制抓取作业;
所述广角单目相机6为市购件,型号为大恒MER2-231-41U3C,镜头为LM6HC,用于大范围检测目标物;首先对相机内外参进行标定,得到相机的内外参数;然后进行激光雷达与相机外参联合标定,得到相机相对于激光雷达的转换矩阵;采用软触发方式,即在激光雷达在正方向的时刻,通过调用相机软件开发包提供的应用程序编程(API)接口进行软触发,确保每帧都有对应的图像与点云;最后,输出目标物的位置,以供小车运动到其对应的范围内;
所述激光雷达7为市购件,型号为Velodyne16,用于定位建图,在环境中随机撒点,这些点经过运算,连接起来,形成快速搜索随机树,成为机器人可以运行的轨迹,生成已经探索过的和未知区域的交界点,通过不断更新交界点来实时更新地图,在自主移动的过程中广角单目相机不断搜寻目标物,搜寻到目标物后采用距离估计值与实际值越接近的路径为最优路径,将小车移动到目标物位置范围内;
所述机械臂8为自制件,用于承载机械手9并带着机械手9一起运动,使用铝合金材料制成,可实现五轴运动,机械臂逆运动学求解;
所述机械手9为自制件,用于货物的抓取作业;形状与人手相同,共五个手指,每个手指采用钢或铝材料的金属直管和波纹管间隔组成,波纹管为关节,可以弯曲;每个手指管的内部设置有钢丝索,通过旋转电机的转动来控制钢丝索的收紧和放松,从而控制手指的弯曲和展开,五个手指联动实现对物体的抓取和放下,这种设计可以为机械手提供更加平滑的运动特性、更多灵活性和更好的控制性,使其更加灵巧;每个手指的末端嵌入椭球形塑料体,使用聚醚醚酮(PEEK)材料制成,用于手指管的密封,钢丝索的一端之间镶入塑料体内,另一端与旋转电机相连;
所述支撑腿10自制件,主体材质为铝合金,实心,其末端固定一块防滑垫片,用于在进行视觉抓取的时候对小车进行支撑,小车进行移动时收起;
所述超声波传感器11为市购件,型号为HRLV-MaxSonar-EZ MB1043,为机器人车体移动时的紧急避障提供障碍物信息;
如附图所示,本发明以锂电池作为动力源,在检测到目标物后,机器人移动到目标物附近范围内,之后采用深度相机对目标物的位置信息进行检测,判断是否满足视觉抓取的位姿,不满足,则微调小车的位置,直到找到逆解运算的解,将目标物进行抓取放置到载物台上,同时将此位置标记出来,更新在地图中,在搜寻目标物的同时,若是发现目标物需搬运的目的地,则将此目的地的中心位置标记出来,更新在新建的地图中,此时将地图中的抓取位置设为起始点,已经标记好的搬运目的地作为目标点,进行路径规划,将机器人移动到目的地,进行货物的卸载摆放作业,如果在搜寻目标物时,并无发现搬运目的地,则小车继续探索,并不断更新地图,直到找到搬运目的地,并将此目的地更新到新建的地图中,然后将目标物从载物台上卸载放置到搬运目的地;如果需要大量的抓取搬运,只需不断的交换起末位置,让小车进行循迹移动,到达指定位置后再微调小车位置,使小车能够及时的拿取及卸载目标物。
本发明按照设想实施特例进行了说明,但不局限于上述实例,凡是符合本发明的思路,采用相似结构及材料替换的方法所获得的技术方案,都属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于,包括以下部分:车轮、编码电机、车体、控制***模块、惯性测量模块、锂电池、单片机、载物台、传感器支座、深度相机、广角单目相机、激光雷达、机械臂、机械手、支撑腿、超声波传感器;它们之间的关系是:车轮承载车体,与其相连的编码电机驱动车轮滚动,同时输出对应的编码信息,经过处理后的编码信息作为车体移动的里程计,车体作为各个元器件的承载体;控制***模块作为整个***的控制器模块,负责处理深度相机、广角单目相机、激光雷达采集的数据,处理过后将对应的指令发送给单片机;惯性测量模块位于车体的质心处,作为机器人运动姿态的判定器件,同时辅助修正里程计信息;锂电池作为整个***的电源模块,为整个***提供电力支撑,单片机负责接收控制***模块传输过来的信息,驱动并解析编码器电机传过来的编码信息,并处理后生成里程计信息,解析惯性测量模块的信息,处理成为机器人的运动姿态,同时将生成的加速度二次积分,通过卡尔曼滤波融合编码器信息进行里程计修辅,发送指令控制数字舵机的精确转动,使机械臂运动到指定位置,深度相机需先与机械臂进行标定,确定相机坐标系相对于机械臂底座的转换关系,并将目标物转换为深度相机提供目标物的位姿,用于微调机器人车体抓取前的位姿,之后用视觉来控制抓取;广角单目相机主要用来尽可能的采集外界环境信息,检测是否存在目标物;激光雷达主要用于定位建图,同时小车自主探索和移动,并且不断更新地图;超声波传感器为自主移动时避障提供传感信息,与广角单目相机进行融合,提供点云的物理信息;支撑腿具有伸缩功能,用于在确定好抓取位姿后,将车体微抬,使车轮不受力,防止在抓取过程中小车的偏移,抓取完成将目标物放置在载物台上;如果在进行目标物搜寻的过程中已经定位到目标物需要搬运的目的地,则以此为起始点并记录到已经建好的地图中,开始进行路径规划,使小车移动到搬运目的地,如若没有发现目标物需要搬运的目的地,则继续自主搜寻搬运目的地,直至找到,之后在目的地卸载目标物,在搜寻到目标物及搬运目的地的时候将这两个位置点信息加到地图中,便于大批量的搬运作业;
所述车轮为自制件,中间设有钢制的轴套,用于安装车轴,主体结构采用35%质量含量的玻璃纤维增强尼龙或尼龙6或尼龙66材料,使用模压成型工艺制造,尺寸可以根据实际车体的大小来确定;
所述编码电机为市购件,采用的是带有编码器的GB37-520直流减速电机,噪音相对较低,每旋转一周输出跳变330次,再根据车轮直径计算出运行距离,作为里程计;
所述车体为自制件,优选长方体,也可根据实际场景选择其他的外型,采用铝合金材料,进行切割焊接而成,内部预留有装载其他模块的位置,外部涂上防水涂层,防止雨水进入车内,而且可以防止腐蚀;
所述控制***模块为市购件,安装在车体的内部,用于各种传感器的数据处理,型号为NVIDIA JETSON TX2控制模组,安装Linux环境下的Ubuntu操作***;
所述惯性测量模块为市购件,型号为LPMS-IG1 RS232金属外壳IMU惯性测量模块,集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计及气压传感器;
所述锂电池为市购件,容量为12v 25000mA,置于车体内部的预留位置上,为整个机器人***提供电力;
所述单片机为自制件,含有USB转串口模块,4路编码器电机驱动模块,8路PWM舵机接口,一个IMU接口,用于机器人的运动控制,设有自编程的控制程序;
所述载物台为自制件,用于放置货物,大小及尺寸均可根据实际运输货物的体积和数量而定,外部材质为铝合金,内部贴有防撞垫;
所述传感器支座为自制件,材质为铝合金,用于承载深度相机、广角单目相机及激光雷达;
所述机械手为自制件,用于货物的抓取作业;形状与人手相同,共五个手指,每个手指采用钢或铝材料的金属直管和波纹管间隔组成,波纹管为关节,可以弯曲;每个手指管的内部设置有钢丝索,通过旋转电机的转动来控制钢丝索的收紧和放松,从而控制手指的弯曲和展开,五个手指联动实现对物体的抓取和放下,这种设计可以为机械手提供更加平滑的运动特性、更多灵活性和更好的控制性,使其更加灵巧;每个手指的末端嵌入椭球形塑料体,使用聚醚醚酮(PEEK)材料制成,用于手指管的密封,钢丝索的一端之间镶入塑料体内,另一端与旋转电机相连。
2.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述深度相机为市购件,型号为Intel Real Sense D435i,用于检测目标物,并输出相对于相机的欧式距离,用于移动小车的微调,相机固定好位置后,与车体坐标系的相对位置不变,对机械臂进行标定后,进行视觉控制抓取作业。
3.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述广角单目相机为市购件,型号为大恒MER2-231-41U3C,镜头为LM6HC,用于大范围检测目标物;首先对相机内外参进行标定,得到相机的内外参数;然后进行激光雷达与相机外参联合标定,得到相机相对于激光雷达的转换矩阵;采用软触发方式,即在激光雷达在正方向的时刻,通过调用相机软件开发包提供的应用程序编程(API)接口进行软触发,确保每帧都有对应的图像与点云;最后,输出目标物的位置,以供小车运动到其对应的范围内。
4.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述激光雷达为市购件,型号为Velodyne16,用于定位建图,在环境中随机撒点,这些点经过运算,连接起来,形成快速搜索随机树,成为机器人可以运行的轨迹,生成已经探索过的和未知区域的交界点,通过不断更新交界点来实时更新地图,在自主移动的过程中广角单目相机不断搜寻目标物,搜寻到目标物后采用距离估计值与实际值越接近的路径为最优路径,将小车移动到目标物位置范围内。
5.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述机械臂为自制件,用于承载机械手并带着机械手一起运动,使用铝合金材料制成,可实现五轴运动,机械臂逆运动学求解。
6.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述支撑腿自制件,主体材质为铝合金,实心,其末端固定一块防滑垫片,用于在进行视觉抓取的时候对小车进行支撑,小车进行移动时收起。
7.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:所述超声波传感器为市购件,型号为HRLV-MaxSonar-EZ MB1043,为机器人车体移动时的紧急避障提供障碍物信息。
8.根据权利要求1所述的一种轮式移动智能物流作业机器人***,其特征在于:以锂电池作为动力源,在检测到目标物后,机器人移动到目标物附近范围内,之后采用深度相机对目标物的位置信息进行检测,判断是否满足视觉抓取的位姿,不满足,则微调小车的位置,直到找到逆解运算的解,将目标物进行抓取放置到载物台上,同时将此位置标记出来,更新在地图中,在搜寻目标物的同时,若是发现目标物需搬运的目的地,则将此目的地的中心位置标记出来,更新在新建的地图中,此时将地图中的抓取位置设为起始点,已经标记好的搬运目的地作为目标点,进行路径规划,将机器人移动到目的地,进行货物的卸载摆放作业,如果在搜寻目标物时,并无发现搬运目的地,则小车继续探索,并不断更新地图,直到找到搬运目的地,并将此目的地更新到新建的地图中,然后将目标物从载物台上卸载放置到搬运目的地;如果需要大量的抓取搬运,只需不断的交换起末位置,让小车进行循迹移动,到达指定位置后再微调小车位置,使小车能够及时的拿取及卸载目标物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110694240.6A CN113199454A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种轮式移动智能物流作业机器人*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110694240.6A CN113199454A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种轮式移动智能物流作业机器人*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113199454A true CN113199454A (zh) | 2021-08-03 |
Family
ID=77022594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110694240.6A Pending CN113199454A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种轮式移动智能物流作业机器人*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113199454A (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114382331A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 上海智远弘业智能技术股份有限公司 | 一种用于立体停车库的agv智能搬运机器人***及工作方法 |
CN114413925A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-29 | 南通理工学院 | 一种输送用路径规划无人车及其操作方法 |
CN114714357A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-08 | 五邑大学 | 一种分拣搬运方法、分拣搬运机器人及存储介质 |
CN114798253A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 北京克莱明科技有限公司 | 一种高空作业的设备及其控制方法 |
CN115206173A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-18 | 广域铭岛数字科技有限公司 | 汽车的换电演示方法 |
CN115240530A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 广域铭岛数字科技有限公司 | 汽车生产的演示方法 |
US11518254B1 (en) * | 2021-09-10 | 2022-12-06 | Adata Technology Co., Ltd. | Power adjustment system and power adjustment method of autonomous mobile device |
CN115778427A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-14 | 北京航空航天大学 | 一种多模式医用超声检测机器人与操作方法 |
CN116968002A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-31 | 星猿哲科技(深圳)有限公司 | 移动基座 |
CN117284499A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 北京航空航天大学 | 一种基于单目视觉-激光的空间展开机构位姿测量方法 |
WO2024063704A1 (en) * | 2022-07-11 | 2024-03-28 | Delivers Ai Robotik Otonom Surus Bilgi Teknolojileri A.S. | A delivery robot including peripheral and depth cameras |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101439513A (zh) * | 2007-11-19 | 2009-05-27 | 江南大学 | 复合驱动多种类关节的姿态表现机器人 |
CN106041927A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-26 | 西安交通大学 | 结合eye‑to‑hand和eye‑in‑hand结构的混合视觉伺服***及方法 |
CN106950985A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 成都通甲优博科技有限责任公司 | 一种自动送货方法及装置 |
CN108655026A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-16 | 上海交通大学 | 一种机器人快速示教分拣***和方法 |
CN109917786A (zh) * | 2019-02-04 | 2019-06-21 | 浙江大学 | 一种面向复杂环境作业的机器人感知***及***运行方法 |
CN110216703A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 北京交通大学 | 一类并联的多模式机器人灵巧手 |
CN110216704A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 北京交通大学 | 一种并联的机器人灵巧手 |
CN209919908U (zh) * | 2019-03-27 | 2020-01-10 | 华南理工大学 | 五指仿生机械手 |
CN111240324A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-06-05 | 郑州大学 | 智能搬运分类机器人小车 |
CN111821140A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-27 | 南京麦澜德医疗科技有限公司 | 一种可穿戴式软体手功能康复手套 |
CN111906785A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-10 | 谈斯聪 | 多模式综合信息识别移动式双臂机器人装置***及方法 |
CN112109074A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-12-22 | 深圳市三宝创新智能有限公司 | 一种机器人目标图像抓取方法 |
-
2021
- 2021-06-22 CN CN202110694240.6A patent/CN113199454A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101439513A (zh) * | 2007-11-19 | 2009-05-27 | 江南大学 | 复合驱动多种类关节的姿态表现机器人 |
CN106041927A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-26 | 西安交通大学 | 结合eye‑to‑hand和eye‑in‑hand结构的混合视觉伺服***及方法 |
CN106950985A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 成都通甲优博科技有限责任公司 | 一种自动送货方法及装置 |
CN108655026A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-16 | 上海交通大学 | 一种机器人快速示教分拣***和方法 |
CN109917786A (zh) * | 2019-02-04 | 2019-06-21 | 浙江大学 | 一种面向复杂环境作业的机器人感知***及***运行方法 |
CN209919908U (zh) * | 2019-03-27 | 2020-01-10 | 华南理工大学 | 五指仿生机械手 |
CN110216703A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 北京交通大学 | 一类并联的多模式机器人灵巧手 |
CN110216704A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 北京交通大学 | 一种并联的机器人灵巧手 |
CN111240324A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-06-05 | 郑州大学 | 智能搬运分类机器人小车 |
CN112109074A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-12-22 | 深圳市三宝创新智能有限公司 | 一种机器人目标图像抓取方法 |
CN111821140A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-27 | 南京麦澜德医疗科技有限公司 | 一种可穿戴式软体手功能康复手套 |
CN111906785A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-10 | 谈斯聪 | 多模式综合信息识别移动式双臂机器人装置***及方法 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11518254B1 (en) * | 2021-09-10 | 2022-12-06 | Adata Technology Co., Ltd. | Power adjustment system and power adjustment method of autonomous mobile device |
CN114382331A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 上海智远弘业智能技术股份有限公司 | 一种用于立体停车库的agv智能搬运机器人***及工作方法 |
CN114413925A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-29 | 南通理工学院 | 一种输送用路径规划无人车及其操作方法 |
CN114714357A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-08 | 五邑大学 | 一种分拣搬运方法、分拣搬运机器人及存储介质 |
CN114798253A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 北京克莱明科技有限公司 | 一种高空作业的设备及其控制方法 |
WO2024063704A1 (en) * | 2022-07-11 | 2024-03-28 | Delivers Ai Robotik Otonom Surus Bilgi Teknolojileri A.S. | A delivery robot including peripheral and depth cameras |
CN115240530A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 广域铭岛数字科技有限公司 | 汽车生产的演示方法 |
CN115206173A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-18 | 广域铭岛数字科技有限公司 | 汽车的换电演示方法 |
CN115206173B (zh) * | 2022-07-29 | 2024-04-12 | 广域铭岛数字科技有限公司 | 汽车的换电演示方法 |
CN115778427A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-14 | 北京航空航天大学 | 一种多模式医用超声检测机器人与操作方法 |
CN116968002A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-31 | 星猿哲科技(深圳)有限公司 | 移动基座 |
CN116968002B (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-05 | 星猿哲科技(深圳)有限公司 | 移动基座 |
CN117284499A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 北京航空航天大学 | 一种基于单目视觉-激光的空间展开机构位姿测量方法 |
CN117284499B (zh) * | 2023-11-24 | 2024-01-19 | 北京航空航天大学 | 一种基于单目视觉-激光的空间展开机构位姿测量方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113199454A (zh) | 一种轮式移动智能物流作业机器人*** | |
US11911916B2 (en) | Natural pitch and roll | |
CN108955688B (zh) | 双轮差速移动机器人定位方法及*** | |
US9870002B1 (en) | Velocity control of position-controlled motor controllers | |
CN110045739A (zh) | 一种智能仓储物料机器人、控制***及控制方法 | |
US7693681B2 (en) | System for determining three dimensional position of radio transmitter | |
WO2020051923A1 (en) | Systems And Methods For VSLAM Scale Estimation Using Optical Flow Sensor On A Robotic Device | |
Liu | Robot systems for rail transit applications | |
CN112183133A (zh) | 一种基于ArUco码引导的移动机器人自主充电方法 | |
JP4171459B2 (ja) | 移動体の回転移動量利用方法とその装置、及びコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体 | |
Zong et al. | Research on obstacle avoidance method for mobile robot based on multisensor information fusion | |
CN109572857B (zh) | 一种麦克纳姆轮智能仓储agv及其路径规划方法 | |
US10179619B1 (en) | Robotic foot sensor | |
CN115299245A (zh) | 一种智能水果采摘机器人的控制方法及控制*** | |
CN114714357A (zh) | 一种分拣搬运方法、分拣搬运机器人及存储介质 | |
Aref et al. | Position-based visual servoing for pallet picking by an articulated-frame-steering hydraulic mobile machine | |
CN204462850U (zh) | 一种全向自动叉车 | |
CN209273446U (zh) | 一种跟随式机器人 | |
Bi et al. | Intelligent Logistics Handling Robot: Design, Control, and Recognition | |
Wang et al. | Agv navigation based on apriltags2 auxiliary positioning | |
US20230071598A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, computer program, and mobile robot | |
US20240208058A1 (en) | Methods and apparatus for automated ceiling detection | |
Putra et al. | A Robust Visual-IMU-Wheel Odometry Using PID Controller for Autonomous Soccer Robots | |
WO2024039552A1 (en) | Systems and methods of coordinating a mobile robot and parcel handling equipment | |
Sekine et al. | Trial of Utilization of an Environmental Map Generated by a High-Precision 3D Scanner for a Mobile Robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210803 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |