一種自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化自動(dòng)化產(chǎn)品越來越受到人們的青睞，在物品搬運(yùn)方面也涌現(xiàn)出各式各樣的自動(dòng)化搬運(yùn)小車。但隨著社會(huì)的發(fā)展，物品種類越來越多，物品本身的個(gè)體性越來越受到重視，這就要求人們對(duì)每個(gè)物品進(jìn)行編號(hào)區(qū)分。而傳統(tǒng)的搬運(yùn)小車只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的機(jī)械式搬運(yùn)，并不能滿足我們的需求。
[0003]通用的搬運(yùn)小車大多體積較大，且轉(zhuǎn)彎半徑較大，更為重要的一點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)小車正前方物體的抓取，因而在一些空間較為狹小的地方將無法完成抓取任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車，不僅能夠識(shí)別貨物，而且能在螺旋副的自鎖結(jié)構(gòu)下搬運(yùn)較重的貨物，并在車體保持固定的情況下能對(duì)貨物進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車，包括車體、升降機(jī)構(gòu)、機(jī)械手和輔助識(shí)別設(shè)備;
[0007]所述車體包括底盤、四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和過渡板，四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)均安裝在底盤底部，四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)底盤相對(duì)地面移動(dòng)或轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)過渡板相對(duì)底盤轉(zhuǎn)動(dòng);轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向舵機(jī)和設(shè)置在底盤上的弧形槽，在過渡板上設(shè)置有中心孔和螺釘，轉(zhuǎn)向舵機(jī)的底座通過舵機(jī)固定支架固定在底盤上，轉(zhuǎn)向舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在過渡板的中心孔內(nèi)，過渡板上的螺釘設(shè)置在弧形槽內(nèi)，通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)過渡板相對(duì)底盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過弧形槽和螺釘實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度限定；
[0008]所述升降機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌蓋板、絲桿、滑塊、導(dǎo)柱、升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和萬向輪，絲桿與滑塊組成絲桿螺母機(jī)構(gòu)，在滑塊上設(shè)置有導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱穿過導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的兩端分別與導(dǎo)軌蓋板和過渡板固定，絲桿的兩端通過軸承分別與導(dǎo)軌蓋板和過渡板連接;所述升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相嚙合的大齒輪和小齒輪，小齒輪通過電機(jī)V驅(qū)動(dòng)，電機(jī)V安裝在底盤底部;絲桿的下端向下伸出過渡板，伸出部分先通過蹄形結(jié)構(gòu)與大齒輪的中心連接(類似于鍵合)，然后安裝一個(gè)限位螺母，最后在末端安裝一個(gè)萬向輪，限位螺母限制大齒輪沿絲桿軸向竄動(dòng)，絲桿蹄形結(jié)構(gòu)限制大齒輪沿絲桿周向轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0009]所述機(jī)械手安裝在滑塊上；
[0010]所述輔助識(shí)別設(shè)備包括掃碼器、超聲波傳感器、主控制芯片、電池組和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，掃碼器安裝在機(jī)械手上，超聲波傳感器安裝在過渡板上，主控制芯片、電池組和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板安裝在底盤，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作;掃碼器用于識(shí)別貨物編碼，超聲波傳感器用于探測間距和輔助保持安全間距，主控制芯板用于協(xié)調(diào)小車的各項(xiàng)功能，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用于控制電機(jī)動(dòng)作;主控制芯片可以采用Ar du i no單片機(jī)。
[0011]優(yōu)選的，所述四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前輪1、前輪I1、后輪1、后輪I1、電機(jī)1、電機(jī)I1、電機(jī)II1、電機(jī)IV和電機(jī)固定支架，前輪1、前輪I1、后輪I和后輪II分別安裝在底盤下方的前后左右位置，電機(jī)1、電機(jī)I1、電機(jī)III和電機(jī)IV通過電機(jī)固定支架安裝在底盤下方;電機(jī)I驅(qū)動(dòng)前輪I，電機(jī)II驅(qū)動(dòng)前輪II，電機(jī)III驅(qū)動(dòng)后輪I，電機(jī)IV驅(qū)動(dòng)后輪II，底盤通過前后左右位置車輪轉(zhuǎn)速的差異實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。
[0012]優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌蓋板和過渡板與兩個(gè)軸承均采用外孔過盈配合的方式連接，絲桿與兩個(gè)軸承均采用內(nèi)孔過盈配合的方式連接。
[0013]優(yōu)選的，所述機(jī)械手包括舵機(jī)、U形鋼架和機(jī)械爪，U形鋼架通過鉚釘固定在滑塊上，舵機(jī)的底座固定在U形鋼架內(nèi)，機(jī)械爪的兩端分別與舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸和U形鋼架鉸接;通過控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪的抓取功能。
[0014]優(yōu)選的，四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)均采用直流減速電機(jī)，電機(jī)V為直流步進(jìn)電機(jī)。
[0015]優(yōu)選的，所述軸承采用圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承可以限制絲桿的軸向位移和自身的軸向力。
[0016]本發(fā)明中，通過四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)底盤相對(duì)地面移動(dòng)，通過左右兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速的差異實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)過渡板相對(duì)底盤轉(zhuǎn)動(dòng)，也即驅(qū)動(dòng)整個(gè)升降機(jī)構(gòu)相對(duì)底盤轉(zhuǎn)動(dòng);在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中采用了弧形槽，弧形槽一方面使得過渡板可沿其弧線轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面通過螺釘和弧形槽向過渡板施加一定的垂向約束能夠使過渡板能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明中，升降機(jī)構(gòu)的工作過程如下:電機(jī)V驅(qū)動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪與大齒輪嗤合傳動(dòng)，大齒輪與絲桿通過鍵合的方式傳遞扭矩與轉(zhuǎn)速，這樣絲桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由于絲桿的軸向移動(dòng)被兩個(gè)軸承限制在導(dǎo)軌蓋板和過渡板之間，使得與絲桿螺紋連接的滑塊產(chǎn)生軸向移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的升降運(yùn)動(dòng)。大齒輪通過過渡板上的軸承和限位螺母限制其直線移動(dòng)，使得小車能夠在螺旋副的自鎖結(jié)構(gòu)下搬運(yùn)較重的貨物;過渡板的設(shè)計(jì)，使得小車能夠在車體保持固定的情況下能夠?qū)ω浳镞M(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整。絲桿末端的萬向輪可承受一部分垂向載荷，同時(shí)也起到支撐作用，防止小車發(fā)生前傾。
[0017]有益效果:本發(fā)明提供的自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明通過安裝在機(jī)械爪下方的掃碼器可對(duì)要搬運(yùn)的物體進(jìn)行掃描識(shí)別，從而達(dá)到對(duì)指定物體進(jìn)行搬運(yùn)以及分類存放的目的;減少搬運(yùn)的失誤，提高了自動(dòng)化搬運(yùn)的可靠性;2、本發(fā)明通過舵機(jī)與弧形槽將底盤與升降機(jī)構(gòu)連接，使得升降機(jī)構(gòu)能夠相對(duì)底盤發(fā)生一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠抓取斜向的物體，大大提升了小車搬運(yùn)貨物的空間范圍；3、本發(fā)明小車安裝四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用四輪驅(qū)動(dòng)、差速轉(zhuǎn)向，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度的過彎，使得在狹小空間大角度的過道中搬運(yùn)貨物更為快捷便利，進(jìn)一步提高了其適用場合;4、本發(fā)明利用絲桿與滑塊的內(nèi)外螺紋配合來實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪的升降運(yùn)動(dòng)，通過絲桿的自轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊的垂向運(yùn)動(dòng)，利用絲桿與滑塊之間的自鎖性能使小車提取更重的貨物;5、本發(fā)明利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而通過嚙合帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)使與大齒輪同軸的絲桿發(fā)生自轉(zhuǎn)最后實(shí)現(xiàn)滑塊的垂向運(yùn)動(dòng)，通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速可較為精確的控制滑塊垂向運(yùn)動(dòng)的速度和距離即可較為精確的控制機(jī)械爪的移動(dòng)速度和懸空位置;6、本發(fā)明通過采用連接在絲桿下端的萬向輪支撐小車前端承受一部分垂向載荷，使得小車載重能力進(jìn)一步提升，同時(shí)也有效的抑制了小車前傾的可能性;7、本發(fā)明過渡板前端裝設(shè)的超聲波傳感器可探測后面小車與前車的距離并使兩車保持在設(shè)定的安全有效的距離范圍之內(nèi)，降低了交叉會(huì)車等情況的撞車傾向，保證了整個(gè)車隊(duì)的行車速度的一致性，使得搬運(yùn)效率大大提高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的絲桿下端以及附近區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖(已裝萬向輪)；
[0020]圖3為本發(fā)明的大小齒輪嚙合位置以及附近區(qū)域的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的絲桿下端以及附近區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖(未裝萬向輪)；
[0022]圖5為本發(fā)明的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0024]如圖1?圖5所示，為一種自動(dòng)識(shí)別貨物的智能搬運(yùn)小車，不僅能夠識(shí)別貨物，而且能在螺旋副的自鎖結(jié)構(gòu)下搬運(yùn)較重的貨物，并在車體保持固定的情況下能對(duì)貨物進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整;該小車包括車體1、升降機(jī)構(gòu)2、機(jī)械手3和輔助識(shí)別設(shè)備4。
[0025]所述車體I包括底盤1-1 1、四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和過渡板1-12，四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)均安裝在底盤1-11底部，四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)底盤1-11相對(duì)地面移動(dòng)或轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)過渡板1-12相對(duì)底盤1-11轉(zhuǎn)動(dòng);轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向舵機(jī)1-10和設(shè)置在底盤1-11上的弧形槽1-16，在過渡板1-12上設(shè)置有中心孔和三個(gè)螺釘1-17，轉(zhuǎn)向舵機(jī)1-10的底座通過舵機(jī)固定支架1-13固定在底盤1-11上，轉(zhuǎn)向舵機(jī)1-10的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在過渡板1-12的中心孔內(nèi)，過渡板1-12上的三個(gè)螺釘1-17設(shè)置在弧形槽1-16內(nèi)，通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)1-10轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)過渡板1-12相對(duì)底盤1-11轉(zhuǎn)動(dòng)，通過弧形槽1-16和螺釘實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度限定。
[0026]所述四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前輪11-1、前輪I1、后輪11-2、后輪111-3、電機(jī)11-5、電機(jī)
I1、電機(jī)III 1-6、電機(jī)IV和電機(jī)固定支架1-14，前輪11-1、前輪I1、后輪11-2和后輪II1-3分別安裝在底盤1-11下方的前后左右位置，電機(jī)11-5、電機(jī)I1、電機(jī)III 1-6和電機(jī)IV通過電機(jī)固定支架1-14安裝在底盤1-11下方；電機(jī)11-5驅(qū)動(dòng)前輪11-1，電機(jī)II驅(qū)動(dòng)前輪II，電機(jī)III 1-6驅(qū)動(dòng)后輪11-2，電機(jī)IV驅(qū)動(dòng)后輪111-3，底盤1-11通過前后左右位置車輪轉(zhuǎn)速的差異實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)均采用直流減速電機(jī)，電機(jī)V1-9為直流步進(jìn)電機(jī)。
[0027]所述升降機(jī)構(gòu)2包括導(dǎo)軌蓋板2-1、絲桿2-2、滑塊2-3、導(dǎo)柱2-4、升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和萬向輪2-6，絲桿2-2與滑塊2-3組成絲桿螺母機(jī)構(gòu)，在滑塊2-3上設(shè)置有導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱2-