4穿過導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱2-4的兩端分別與導(dǎo)軌蓋板2-1和過渡板1-12固定，絲桿2-2的兩端通過軸承2-8分別與導(dǎo)軌蓋板2-1和過渡板1-12連接;所述升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括相嚙合的大齒輪2-5和小齒輪1-15，小齒輪1-15通過電機(jī)V1-9驅(qū)動，電機(jī)V1-9安裝在底盤1-11底部;絲桿2-2的下端向下伸出過渡板1-12，伸出部分先通過蹄形結(jié)構(gòu)與大齒輪2-5的中心鍵合，然后安裝一個限位螺母2-7，最后在末端安裝一個萬向輪2-6，限位螺母2-7限制大齒輪2-5沿絲桿2-2軸向竄動，絲桿蹄形結(jié)構(gòu)限制大齒輪2-5沿絲桿2-2周向轉(zhuǎn)動。所述導(dǎo)軌蓋板2-1和過渡板1-12與兩個軸承2-8均采用外孔過盈配合的方式連接，絲桿2-2與兩個軸承2-8均采用內(nèi)孔過盈配合的方式連接;所述軸承2-8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。
[0028]所述機(jī)械手3安裝在滑塊2-3上;所述機(jī)械手3包括舵機(jī)3-1、U形鋼架3-2和機(jī)械爪3-3，U形鋼架3-2通過鉚釘固定在滑塊2-3上，舵機(jī)3-1的底座固定在U形鋼架3_2內(nèi)，機(jī)械爪3-3的兩端分別與舵機(jī)3-1的轉(zhuǎn)動軸和U形鋼架3-2鉸接。
[0029]所述輔助識別設(shè)備4包括掃碼器4-1、超聲波傳感器4-2、主控制芯片4-3、電池組4-4和電機(jī)驅(qū)動板4-5，掃碼器4-1安裝在機(jī)械手3上，超聲波傳感器4-2安裝在過渡板1-12上，主控制芯片4-3、電池組4-4和電機(jī)驅(qū)動板4-5安裝在底盤1-11，通過電機(jī)驅(qū)動板4-5驅(qū)動電機(jī)工作；掃碼器用于識別貨物編碼，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)小車的各項功能，電機(jī)驅(qū)動板用于控制電機(jī)動作；主控制芯片可以采用Arduino單片機(jī)。
[0030]本案的小車，通過四輪驅(qū)動以及差速轉(zhuǎn)向可實現(xiàn)360度原地轉(zhuǎn)向，且抓取機(jī)構(gòu)可繞垂線相對車體發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，使得小車不僅能夠抓取正前方的物體，也能抓取斜向的物體;具體工作過程如下:按下開關(guān)按鈕，使電池組4-4向主控制芯片4-3和電機(jī)驅(qū)動板4-5供電，小車在主控程序下沿軌跡向前移動到貨物所在位置，途中通過超聲波傳感器4-2探測與前車之間的距離并始終保持在設(shè)定安全范圍之內(nèi)，提高搬運效率。小車到達(dá)貨物所在位置后停止前進(jìn)，此時電機(jī)11 -5、電機(jī)I1、電機(jī)III 1-6和電機(jī)IV均停轉(zhuǎn)，電機(jī)V1-9開始正向旋轉(zhuǎn)并將旋轉(zhuǎn)運動通過小齒輪1-15傳到大齒輪2-5再傳到絲桿2-2，最終實現(xiàn)滑塊2-3的上升運動，當(dāng)掃碼器4-1掃描到貨物編碼后，電機(jī)V1-9停轉(zhuǎn)，滑塊2-3通過與絲桿2-2的自鎖作用保持懸置，此時掃碼器4-1掃描識別貨物類別編號并根據(jù)設(shè)定程序確定該貨物所要到的目的區(qū)域，計算結(jié)束后舵機(jī)3-1驅(qū)動機(jī)械爪3-3張開，此時小車?yán)^續(xù)向前運動一小段距離后停止，舵機(jī)3-1驅(qū)動機(jī)械爪3-3閉合完成貨物的抓取，貨物抓取后小車沿軌跡運動到計算出的目的區(qū)域，到達(dá)指定位置后停止移動。電機(jī)V1-9反向旋轉(zhuǎn)使機(jī)械手3下降，貨物到達(dá)指定高度時舵機(jī)3-1驅(qū)動機(jī)械爪3-3張開以放下貨物完成一次搬運。若途中有狹小空間大角度的轉(zhuǎn)彎則:當(dāng)為左轉(zhuǎn)彎時，小車左側(cè)車輪反向旋轉(zhuǎn)向后運動，右側(cè)車輪正向旋轉(zhuǎn)向前運動完成任意角度的向左原地轉(zhuǎn)向，當(dāng)為右轉(zhuǎn)彎時，小車右側(cè)車輪反向旋轉(zhuǎn)向后運動，左側(cè)車輪正向旋轉(zhuǎn)向前運動完成任意角度的向右原地轉(zhuǎn)向。若所要搬運的貨物處于小空間墻角時，小車運動到其極限位置后仍不能使掃碼器4-1掃描到貨物編碼，此時轉(zhuǎn)向舵機(jī)1-10通電旋轉(zhuǎn)使過渡板1-12發(fā)生水平方向的轉(zhuǎn)動，從而使與過渡板1-12水平方向相對靜止的機(jī)械手3和掃碼器4-1發(fā)生水平方向內(nèi)的轉(zhuǎn)動直到掃碼器4-1掃描到貨物的識別編碼。然后進(jìn)行一系列的識別運算和抓取動作完成抓取。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:包括車體(I)、升降機(jī)構(gòu)(2)、機(jī)械手(3)和輔助識別設(shè)備(4); 所述車體(I)包括底盤(1-11)、四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和過渡板(1-12)，四輪驅(qū)動機(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)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動底盤(1-11)相對地面移動或轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動過渡板(1-12)相對底盤(1-11)轉(zhuǎn)動;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)動軸安裝在過渡板(1-12)的中心孔內(nèi)，過渡板(1-12)上的螺釘(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)動軸的轉(zhuǎn)動帶動過渡板(1-12)相對底盤(1-11)轉(zhuǎn)動，通過弧形槽(1-16)和螺釘(1-17)實現(xiàn)導(dǎo)向和轉(zhuǎn)動角度限定； 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(2-4)穿過導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱(2-4)的兩端分別與導(dǎo)軌蓋板(2-1)和過渡板(1-12)固定，絲桿(2-2)的兩端通過軸承(2-8)分別與導(dǎo)軌蓋板(2-1)和過渡板(1-12)連接;所述升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括相嚙合的大齒輪(2-5)和小齒輪(1-15)，小齒輪(1-15)通過電機(jī)V(l-9)驅(qū)動，電機(jī)V(l-9)安裝在底盤(1-11)底部;絲桿(2-2)的下端向下伸出過渡板(1-12)，伸出部分先通過蹄形結(jié)構(gòu)與大齒輪(2-5)的中心連接，然后安裝一個限位螺母(2-7 )，最后在末端安裝一個萬向輪(2-6)，限位螺母(2-7)限制大齒輪(2-5)沿絲桿(2-2)軸向竄動，絲桿(2-2)蹄形結(jié)構(gòu)限制大齒輪(2-5)沿絲桿(2-2)周向轉(zhuǎn)動； 所述機(jī)械手(3)安裝在滑塊(2-3)上； 所述輔助識別設(shè)備(4)包括掃碼器(4-1)、超聲波傳感器(4-2)、主控制芯片(4-3)、電池組(4-4)和電機(jī)驅(qū)動板(4-5)，掃碼器(4-1)安裝在機(jī)械手(3)上，超聲波傳感器(4-2)安裝在過渡板(1-12)上，主控制芯片(4-3)、電池組(4-4)和電機(jī)驅(qū)動板(4-5)安裝在底盤(1-11)，通過電機(jī)驅(qū)動板(4-5)驅(qū)動電機(jī)工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:所述四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括前輪I (1-1)、前輪I1、后輪I (1-2)、后輪II (1-3)、電機(jī)I (1-5)、電機(jī)I1、電機(jī)111(1-6)、電機(jī)IV和電機(jī)固定支架(1-14)，前輪1(1-1)、前輪I1、后輪1(1-2)和后輪11(1-3)分別安裝在底盤(1-11)下方的前后左右位置，電機(jī)I (1-5)、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)I (1-5)驅(qū)動前輪1(1-1)，電機(jī)II驅(qū)動前輪II，電機(jī)III (1-6)驅(qū)動后輪I (1-2)，電機(jī)IV驅(qū)動后輪II (1-3)，底盤(1-11)通過前后左右位置車輪轉(zhuǎn)速的差異實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:所述導(dǎo)軌蓋板(2-1)和過渡板(1-12)與兩個軸承(2-8)均采用外孔過盈配合的方式連接，絲桿(2-2)與兩個軸承(2-8)均采用內(nèi)孔過盈配合的方式連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:所述機(jī)械手(3)包括舵機(jī)(3-1)、U形鋼架(3-2)和機(jī)械爪(3-3)，U形鋼架(3-2)通過鉚釘固定在滑塊(2-3)上，舵機(jī)(3-1)的底座固定在U形鋼架(3-2)內(nèi)，機(jī)械爪(3-3)的兩端分別與舵機(jī)(3-1)的轉(zhuǎn)動軸和U形鋼架(3-2)鉸接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:四輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的電機(jī)均米用直流減速電機(jī)，電機(jī)V (1-9)為直流步進(jìn)電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別貨物的智能搬運小車，其特征在于:所述軸承(2-8)采用圓錐滾子軸承。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動識別貨物的智能搬運小車，包括車體、升降機(jī)構(gòu)、機(jī)械手和輔助識別設(shè)備，小車車輪電機(jī)通過電機(jī)支架安裝在底盤上，底盤通過舵機(jī)和弧形槽與過渡板連接使過渡板可以在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，升降機(jī)構(gòu)中的絲桿通過安裝在導(dǎo)軌蓋板和過渡板中的上下兩個軸承限定其軸向運動，并使其能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動而使滑塊上下運動。本發(fā)明的小車不僅能夠通過四個直流減速電機(jī)實現(xiàn)靈活的全方位移動，而且升降機(jī)構(gòu)能與車體發(fā)生一定角度的相對轉(zhuǎn)動，其上的自鎖結(jié)構(gòu)使得該小車能夠搬運較重的貨物。
【IPC分類】B66F9/075, B66F9/06, B66F9/18, B66F9/24
【公開號】CN105565211
【申請?zhí)枴緾N201510977204
【發(fā)明人】林棻, 方南, 王凱正
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月23日