本發(fā)明涉及機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種搬運(yùn)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，按照人類的指揮執(zhí)行任務(wù)，隨著科技的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，機(jī)器人系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬用、噴漆、檢測(cè)、研磨拋光、激光加工等，其中搬運(yùn)機(jī)器人在搬運(yùn)工作上應(yīng)用廣泛。使用者對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人速度、精度、成本、結(jié)構(gòu)等因素要求越來(lái)越高，然而現(xiàn)有的機(jī)器人存在抓取圓柱殼體結(jié)構(gòu)困難的問題，以及搬運(yùn)過(guò)程轉(zhuǎn)彎不靈活等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種搬運(yùn)機(jī)器人，旨在改善現(xiàn)有機(jī)器人搬運(yùn)圓柱殼體物體抓取不穩(wěn)、容易中途掉落的問題，以及搬運(yùn)過(guò)程轉(zhuǎn)彎不靈活的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

搬運(yùn)機(jī)器人，所述搬運(yùn)機(jī)器人包括：

基座；

撥動(dòng)裝置，包括撥桿與支座，所述撥桿設(shè)在所述支座上，所述撥桿繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述支座繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

抓取裝置，包括支架、機(jī)械手，所述機(jī)械手包括第一半圓柱殼、第二半圓柱殼，所述第一半圓柱殼固定在所述支架上，所述第二半圓柱殼與所述支架可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二半圓柱殼相對(duì)所述第一半圓柱殼配合形成圓柱殼；

行走裝置，設(shè)在所述基座上，用于驅(qū)動(dòng)所述基座移動(dòng)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述抓取裝置還包括豎直支桿、連桿、第一舵機(jī)，所述支架套設(shè)在所述豎直支桿上，且可沿所述豎直支桿往復(fù)移動(dòng)，所述連桿連接所述第一舵機(jī)與支架。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述連桿包括第一桿與第二桿，所述第一桿采用弧形結(jié)構(gòu)，所述第二桿采用弧形結(jié)構(gòu)，所述第一桿的兩端分別鉸接所述第一舵機(jī)與所述第二桿，所述第二桿的另一端與所述支架鉸接。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述支架包括固定座以及與所述固定座鉸接的轉(zhuǎn)動(dòng)件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件固定在所述第二半圓柱殼的外壁上。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第二半圓柱殼的底部設(shè)有向外翻折的翻折邊。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述撥桿包括第一桿部和第二桿部，所述第二桿部設(shè)在所述第一桿部末端，所述第二桿部相對(duì)所述第一桿部彎折。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述行走裝置包括主動(dòng)輪與從動(dòng)輪，所述從動(dòng)輪采用萬(wàn)向輪。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一半圓柱殼與所述第二半圓柱殼配合處留有間隙。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述機(jī)器人還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、灰度傳感器電路、驅(qū)動(dòng)電路，所述單片機(jī)與所述灰度傳感電路、所述驅(qū)動(dòng)電路連接。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述單片機(jī)采用stm32f104。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的搬運(yùn)機(jī)器人，使用時(shí)，通過(guò)撥動(dòng)裝置將圓柱型的物體撥向抓取裝置，抓取裝置通過(guò)可開合的第二半圓柱殼與第一半圓柱殼配合形成抓取的結(jié)構(gòu)。兩個(gè)半圓柱殼形成的機(jī)械手，抓取過(guò)程與圓柱物體的外壁能夠有較大的接觸面積，能夠穩(wěn)定抓取圓柱型物體。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例，搬運(yùn)機(jī)器人在第一視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例，搬運(yùn)機(jī)器人在第二視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例，搬運(yùn)機(jī)器人在第三視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例，搬運(yùn)機(jī)器人在第四視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖標(biāo)：基座1；底板11；安裝臺(tái)12；固定板13；行走裝置2；從動(dòng)輪21；主動(dòng)輪22；撥動(dòng)裝置3；支座31；撥桿32；第二舵機(jī)33；第三舵機(jī)34；第一桿部321；第二桿部322；抓取裝置4；連桿41；第一桿411；第二桿412；機(jī)械手42；第一半圓柱殼421；第二半圓柱殼422；第一舵機(jī)43；支架44；固定座441；轉(zhuǎn)動(dòng)件442；弧形部442a；間隙423。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

參照?qǐng)D1至圖4所示，搬運(yùn)機(jī)器人包括基座1、撥動(dòng)裝置3、抓取裝置4、行走裝置2以及控制系統(tǒng)，撥動(dòng)裝置3與抓取裝置4設(shè)在基座1上。行走裝置2設(shè)在基座1上，用于驅(qū)動(dòng)基座1以及基座1上的其它裝置移動(dòng)。控制系統(tǒng)與撥動(dòng)裝置3、抓取裝置4、行走裝置2有線或者無(wú)線連接，并控制撥動(dòng)裝置3、抓取裝置4、行走裝置2的運(yùn)行。

實(shí)施例中，基座1包括底板11和安裝臺(tái)12，安裝臺(tái)12設(shè)在底板11頂面。撥動(dòng)裝置3與抓取裝置4設(shè)在安裝臺(tái)12上。行走裝置2設(shè)在底板11上，行走裝置2包括主動(dòng)輪22與從動(dòng)輪21，從動(dòng)輪21采用萬(wàn)向輪，使得搬運(yùn)機(jī)器人能夠靈活轉(zhuǎn)向。

實(shí)施例中，優(yōu)選的，搬運(yùn)機(jī)器人包括兩個(gè)主動(dòng)輪22和一個(gè)從動(dòng)輪21，每個(gè)主動(dòng)輪22分別驅(qū)動(dòng)，從動(dòng)輪21位于主動(dòng)輪22后方，且在兩個(gè)主動(dòng)輪22之間。采用三輪的行走機(jī)構(gòu)使得機(jī)器人的轉(zhuǎn)向動(dòng)作靈活度大大提高，同時(shí)還具有較為穩(wěn)定的行走機(jī)構(gòu)。

底板11的兩側(cè)分別設(shè)有固定板13，每個(gè)固定板13上分別設(shè)有一個(gè)電機(jī)，兩個(gè)主動(dòng)輪22分別與兩側(cè)的電機(jī)連接。優(yōu)選的，固定板13上設(shè)有多個(gè)固定位置，可以根據(jù)主動(dòng)輪22的不同高度需求調(diào)整。

實(shí)施例中，撥動(dòng)裝置3包括撥桿32與支座31，撥桿32設(shè)在所述支座31上。撥桿32繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得撥桿32能夠上下運(yùn)動(dòng)接觸或者離開物體。支座31繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得撥桿32能夠左右或者前后運(yùn)動(dòng)撥動(dòng)物體。優(yōu)選的，建立空間直角坐標(biāo)系，以搬運(yùn)機(jī)器人所在運(yùn)動(dòng)平面平行的一組平面為xoy平面，以搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向平行的一組軸線為x軸，與x軸垂直的一組軸線為x軸，與xoy平面垂直的一組軸線為z軸。

實(shí)施例中，撥動(dòng)裝置3還包括第二舵機(jī)33和第三舵機(jī)34，第二舵機(jī)33設(shè)在支座31的下方，第二舵機(jī)33驅(qū)動(dòng)支座31繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第三舵機(jī)34設(shè)在支座31上，撥桿32位于支座31的側(cè)邊，第三舵機(jī)34驅(qū)動(dòng)撥桿32繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)第二舵機(jī)33與第三舵機(jī)34的驅(qū)動(dòng)作用，使得撥動(dòng)裝置3實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，能夠靈活有效的將物體撥動(dòng)至抓取裝置4。

優(yōu)選的，撥桿32包括第一桿部321和第二桿部322，第二桿部322設(shè)在第一桿部321末端，第二桿部322相對(duì)第一桿部321彎折。初始狀態(tài)，第一桿部321與y軸的夾角為45°至80°，撥桿32轉(zhuǎn)動(dòng)使得第二桿部322上下擺動(dòng)扣入或者脫離物體，撥桿32能夠方便的撥動(dòng)物體。更優(yōu)選的，初始狀態(tài)，第一桿部321與y軸的夾角為55°至65°。

優(yōu)選的，第二桿部322的末端為削尖的結(jié)構(gòu)，便于第二桿部322扣入物體內(nèi)，使得撥桿32能夠方便的撥動(dòng)圓柱殼體等物體。優(yōu)選的，第二桿部322相對(duì)第一桿部321的彎折角度為90°至120°。更優(yōu)選的，第二桿部322相對(duì)第一桿部321的彎折角度為90°，便于第二桿部322伸入物體內(nèi)，且移動(dòng)過(guò)程第二桿部322的推力相對(duì)垂直的施加在物體的側(cè)壁上，且推力均勻分在與物體之間的接觸線或面上，避免第二桿部322撥動(dòng)物體時(shí)將物體推倒，導(dǎo)致無(wú)法順利抓取物體。

實(shí)施例中，抓取裝置4包括支架44、機(jī)械手42，所述機(jī)械手42包括第一半圓柱殼421、第二半圓柱殼422。第一半圓柱殼421固定在支架44上，第二半圓柱殼422與支架44可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，使得第二半圓柱殼422相對(duì)第一半圓柱殼421展開或者扣合。展開狀態(tài)，為預(yù)抓取物體狀態(tài)。抓取狀態(tài)，第二半圓柱殼422相對(duì)第一半圓柱殼421配合形成圓柱殼，適合抓取圓柱結(jié)構(gòu)的物體，第一半圓柱殼421與第二半圓柱殼422形成圓柱殼狀的機(jī)械手42，與物體外形相仿，抓取過(guò)程與物體之間形成多條線接觸或者面接觸，使得第一半圓柱殼421與第二半圓柱殼422能夠穩(wěn)定抓取圓柱結(jié)構(gòu)的物體。

優(yōu)選的，支架44包括固定座441，以及與固定座441鉸接的轉(zhuǎn)動(dòng)件442，轉(zhuǎn)動(dòng)件442繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)件442與固定座441的鉸接處位于第一半圓柱殼421與第二半圓柱殼422的配合處，使得第二半圓柱殼422可以大角度展開，便于物體進(jìn)入二者組成機(jī)械手42內(nèi)。同時(shí)，也保證第二半圓柱殼422可以較為精準(zhǔn)與第一半圓柱殼421體配合形成圓柱殼結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，第二半圓柱殼422的底部設(shè)有向外翻折的翻折邊，翻折邊具有導(dǎo)向作用。

實(shí)施例中，第一半圓柱殼421與第二半圓柱殼422配合處留有間隙423，便于第二半圓殼體扣合時(shí)施加夾緊力，能夠穩(wěn)定夾持物體。優(yōu)選的，轉(zhuǎn)動(dòng)件442固定在第二半圓柱殼422的外壁上，轉(zhuǎn)動(dòng)件442設(shè)有弧形部442a，弧形部442a與第二半圓柱殼422固定，能夠?qū)⒌诙雸A柱殼422穩(wěn)定固定在轉(zhuǎn)動(dòng)件442。抓取裝置4包括第四舵機(jī)，第四舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件442轉(zhuǎn)動(dòng)。

實(shí)施例中，抓取裝置4還包括豎直支桿、連桿41、第一舵機(jī)43，支架44套設(shè)在所述豎直支桿上，且可沿所述豎直支桿往復(fù)移動(dòng)。連桿41連接所述第一舵機(jī)43與支架44。第一舵機(jī)43驅(qū)動(dòng)連桿41運(yùn)動(dòng)，連桿41帶動(dòng)支架44沿豎直支桿運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手42上下移動(dòng)，能夠一次抓取多個(gè)物體，提高搬運(yùn)效率。優(yōu)選的，固定座441套設(shè)在豎直支桿。

實(shí)施例中，連桿41包括第一桿411與第二桿412，第一桿411的兩端分別鉸接第一舵機(jī)43與第二桿412，第二桿412的另一端與支架44鉸接。

第一桿411采用弧形結(jié)構(gòu)，第二桿412采用弧形結(jié)構(gòu)。初始狀態(tài)，第一桿411朝向遠(yuǎn)離豎直支桿的方向凸起，第二桿412朝向遠(yuǎn)離豎直支桿的方向凸起。第一舵機(jī)43的輸出軸沿y軸方向設(shè)置，通過(guò)連桿41將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)變，且具有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)巧妙的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)機(jī)械手42穩(wěn)定的在豎直支桿上線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)控制第一舵機(jī)43旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)限制機(jī)械手42上下運(yùn)動(dòng)的形成。優(yōu)選的，第一桿411與第二桿412的弧度相同且長(zhǎng)度相同，使得連桿41的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更佳緊湊合理。

第一舵機(jī)43驅(qū)動(dòng)第一桿411繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第一舵機(jī)43逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第一桿411拉動(dòng)第二桿412，并由第二桿412拉動(dòng)支架44沿豎直支桿向上移動(dòng)；第一舵機(jī)43順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第一桿411推動(dòng)第二桿412，并由第二桿412推動(dòng)支桿沿豎直支桿向下移動(dòng)。

控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、灰度傳感器電路、驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)與灰度傳感電路、驅(qū)動(dòng)電路連接。實(shí)施例中，在運(yùn)動(dòng)面上設(shè)置道路感應(yīng)線，通過(guò)灰度傳感電路檢測(cè)道路，智能控制機(jī)器人的行走軌跡。驅(qū)動(dòng)電路輸出pwm波來(lái)控制各個(gè)舵機(jī)、電機(jī)的工作。優(yōu)選的，單片機(jī)采用stm32f104，基于stm32f104的應(yīng)用，具有控制精度高，并可以根據(jù)不同的舵機(jī)數(shù)量靈活調(diào)整與控制。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。