一种稳定搬运机器人及其搬运方法与流程

1.本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种稳定搬运机器人及其搬运方法。


背景技术：

2.在以往的制造业或其他行业在涉及零材料的搬运工作中，主要是利用人工作业进行搬运，此方式花费时间长，效率低；随着时代的发展，为了提高零件的搬运效率，搬运机器人应运而生。
3.在现有的搬运机器人中如申请号201810932567.0，公开了一种可调式且稳定的建筑用砖搬运机器人，通过设置滑套、滑杆、第三弹簧、第二伸缩装置和第二固定板，当工人在推动底板移动壳体时，走过不平的路面时底板会产生颠簸，当底板产生颠簸时第二伸缩装置和第三弹簧会发生收缩，使得壳体可以上下晃。
4.然而当搬运机器人走过不平的路面时，首先路面的阻力是直接作用在搬运机器人上的车轮上，其次阻力方向与行进方向水平，所以滑杆、滑套、第三弹簧和第二伸缩装置很难受到竖直方向的作用力从而发挥减震的作用。故现有搬运机器人的搬运时减震效果不佳，稳定性不好。


技术实现要素：

5.发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种稳定搬运机器人及其搬运方法。
6.技术方案：一种稳定搬运机器人，包括：主体，中间设有容纳空间；载物单元，设于所述容纳空间内，用于承载和保护待搬运的工件；第一运动单元，包括两组主动轮、第一直轴和第二直轴，两组所述主动 轮连接在所述第一直轴的两端，所述第二直轴的一端与所述第一直轴连接，另一端与所述主体连接；所述主动轮上设置有至少两组的减震单元；第二运动单元，包括辅助轮和第一减震器，所述第一减震器与辅助轮连接，所述第二运动单元分别设于所述主体的四角；所述主动轮与辅助轮的最底点在同一水平线上。
7.在进一步的实施例中，所述主动轮包括车轮轴，连接在所述车轮轴上的若干个车辐，连接在所述车辐的车辋，设于所述相邻车辐之间的减震单元。
8.通过采用上述技术方案，车轮在接触不平的路面，主要是车辋上的轮胎受到压力，将减震单元设为更靠近车辋，能有效地进行减震，保持车轮稳定车轮在接触不平的路面，主要是车辋上的轮胎受到压力，将减震单元设为更靠近车辋，能有效地进行减震，保持车轮稳定。
9.在进一步的实施例中，所述车轮轴与第一直轴之间设有万向节，所述万向节连接有第二减震器。
10.通过采用上述技术方案，使得主动轮在一定范围内进行变化，在万向节上连接有第二减震器，使得主动轮在转动时能达到减震的效果。
11.在进一步的实施例中，所述第二直轴与所述主体之间设有第三减震器。
12.通过采用上述技术方案，减少第二直轴的震动，从而减少对主体的影响。
13.在进一步的实施例中，所述载物单元上设有至少四组气囊单元，与所述气囊单元连接的气囊柔性连接管，与所述气囊柔性连接管连接的充气泵，与所述充气泵连接的充气控制装置，与所述充电控制装置电性连接的振动传感器。
14.通过采用上述技术方案，充气控制装置得到信号启动充气泵，气囊柔性连接管对气囊单元进行充气，充气控制装置根据振动传感器的信号，控制气囊单元的充气量的多少。
15.在进一步的实施例中，所述气囊柔性连接管与充气泵并向连接，所述气囊柔性连接管上设有充放气开关；所述充放气开关与充气控制装置电性连接。
16.通过采用上述技术方案，充气泵对各个气囊单元同时充气，气囊单元的充其量一致，膨胀的程度也一致，保证了气囊膨胀均匀；充气控制装置根据振动信号进行控制充放气开关。
17.在进一步的实施例中，所述气囊单元在充气状态时横截面呈波浪形，所述气囊单元表面设置若干个硅胶吸附点。
18.通过采用上述技术方案，气囊单元在被充气后横截面呈波浪形，气囊单元上的硅胶吸附点，能更好地与工件贴合，自身也能提供一定的支撑力，保护减震效果更好。
19.在进一步的实施例中，所述载物单元部分内表面设置有隔板，在所述隔板与载物单元之间填充柔性材料。
20.通过采用上述技术方案，能对工件进行减震和保护作用。
21.本发明还提供另一种技术方案：一种搬运机器人的搬运方法，包括以下步骤：s1：将工件放入载物单元，开始进行搬运；s2：进入崎岖的路段时，第一运动单元和第二运动单元进行减震；s3：载物单元内部对工件进行缓冲，减少工件之间的碰撞。
22.有益效果：通过设置第一运动单元在主体中心位置，主体重心下移，提高了搬运机器人的稳定性；在主动轮上设置有至少两组的减震单元，用于对主动轮进行减震；第二运动单元相对于第一运动单元是辅助减震机构；增加上第二运动单元，搬运机器人的减震需求和重力的承担范围由两点变成为多点，减震效果更佳；主动轮与辅助轮的最低点在同一水平线上，使得主动轮与辅助轮能同时工作，并同时发挥减震作用，减震效果更好，搬运机器人的稳定性更佳。
附图说明
23.图1是本发明的整体结构示意图。
24.图2是第一运动单元局部示意图。
25.图3是主动轮结构示意图。
26.图4是第二运动单元结构示意图。
27.图5是载物单元的剖视图。
28.图6是气囊单元的截面示意图。
29.图7是载物单元部分横截面。
30.附图标记说明：主体1、载物单元2、第一运动单元3、主动轮31、车轮轴311、车辐312、车辋313、第一直轴32、第二直轴33、减震单元34、第二运动单元4、辅助轮41、第一减震
器42、万向节5、第二减震器6、第三减震器7、振动传感器8、气囊单元9、充气泵10、充气控制装置11、气囊柔性连接管12、充放气开关13、硅胶吸附点14、隔板15、柔性材料16。
具体实施方式
31.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
32.为了解决现有技术存在的问题，申请人对现有各种方案进行了深入地分析，具体如下：在搬运玻璃瓶或者其他易碎物品时，对搬运机器人的稳定性有很大需求，尤其是在崎岖或者表面不平整的路面上行走时，搬运机器人的稳定性对整个搬运过程至关重要，为了减少工件的损伤，如何提高搬运机器人的稳定性是目前亟需解决的问题。
33.申请人在调查和分析发现，现有的搬运机器人如一种可调式且稳定的建筑用砖搬运机器人，通过设置滑套、滑杆、第三弹簧、第二伸缩装置和第二固定板，当工人在推动底板移动壳体时，走过不平的路面时底板会产生颠簸，当底板产生颠簸时第二伸缩装置和第三弹簧会发生收缩，使得壳体可以上下晃动，从而达到减震的效果。然而当第二伸缩装置和第三弹簧发生收缩是需要受到竖直方向的力，在该机器人在行走时，是车轮受到阻力，从而影响整个搬运机器人的稳定性，该第二伸缩装置和第三弹簧并未受到竖直方向的里，所述该第二伸缩装置和第三弹簧减震的效果并不佳。
34.该搬运机器人还通过设置第一滑块、第一滑槽、第二滑块和第二滑槽，从而使得当载物板上下移动时可以带动第一滑块和第二滑块上下移动，使得第一滑块和第二滑块分别在第一滑槽和第二滑槽内移动，从而使得载物板在上下移动时不会晃动且更加稳定。然而，在第一滑块和第二滑块开始运动或停止时，带动载物板运动或停止，由于惯性的作用，会使载物板上的工件发生运动或者碰撞。
35.为此，申请人提出了以下解决方案，如图1至7所示，本发明提供了一种稳定搬运机器人，包括主体1、载物单元2、第一运动单元3和第二运动单元4。本发明采用手动推动或者采用驱动装置驱动搬运机器人进行运动。在主体1上中间位置设有容纳空间，该容纳空间用于安装载物单元2，载物单元2用于承载和保护待搬运工件。
36.第一运动单元3，包括两组主动轮31、第一直轴32和第二直轴33，在第一直轴32的两端安装主动轮31，第二直轴33的一端与第一直轴32连接，另一端与主体1连接，通过设置第一运动单元3，带动主体1以及承载单元运动；本发明的搬运机器人主要通过第一运动单元3运动，主体1重心下移，提高了搬运机器人的稳定性。在主动轮31上设置有至少两组的减震单元34，用于对主动轮31进行减震。
37.第二运动单元4，包括辅助轮41和第一减震器42，辅助轮41与第一减震器42连接，对搬运机器人进行减震，第二运动单元4至少设置四组，分别安装在主体1的四角。主动轮31与辅助轮41的最低点在同一水平线上，使得主动轮31与辅助轮41能同时工作，并发挥减震作用。
38.第二运动单元4相对于第一运动单元3是辅助减震机构；假设单独设置第一运动单元3，搬运机器人的减震需求和重力主要由第一运动单元3承担；增加上第二运动单元4，搬
运机器人的减震需求和重力的承担范围由两点变成为多点，减震效果更佳。
39.在进一步的实施例中，当搬运机器人在水平地面上运动时，搬运机器人车轮具有一定的速度，当从水平地面上转换到不平的地面运动时，假定车轮突然遇到一小块突起的高低，车轮走上去，此时车轮做曲线运动，所以车轮收到的合外力不为零，承载单元的受力不断变换，这使得承载单元会受到一定程度上的颠簸，所以本发明针对此问题，提出了以下技术方案：主动轮31包括车轮轴311、若干个车辐312和车辋313，在相邻的车辐312之间设置减震单元34。如图3所示，两个相邻的车辐312、车辋313和车轮轴311形成的扇形区域，减震单元34被设置在靠近车辋313的一端，即减震单元34与车轮轴311和车辋313二者的距离，减震单元34更接近于车辋313，车轮在接触不平的路面，主要是车辋313上的轮胎受到压力，将减震单元34设为更靠近车辋313，能有效地进行减震，保持车轮稳定。
40.在进一步的实施例中，车轮轴311与第一直轴32之间安装有万向节5，万向节5连接有第二减震器6；万向节5为球笼型万向节5。当车轮遇到不平的突起时，向前的运动收到阻碍，如果直接不改变行进方向，会对车轮造成很大损伤，再者此过程会造成很大的震动，直接影响载物单元2的稳定性，载物单元2中的工件相互运动发生碰撞，进而损伤工件。所以设置万向节5，使得主动轮31在一定范围内进行变化，在万向节5上连接有第二减震器6，使得主动轮31在转动时能达到减震的效果。
41.在进一步的实施例中，在第二直轴33与主体1之间设有第三减震器7。
42.当搬运机器人在不平的地面上行走时，车轮难免会收到颠簸，而第一直轴32与主动轮31的车轮轴311连接，第二直轴33与第一直轴32连接，主体1与第二直轴33连接，主体1最终会受到影响，所以在第二直轴33与主体1之间安装第三减震器7，减少第二直轴33的震动，从而减少对主体1的影响。
43.在进一步的实施例中，载物单元2内壁上设置四组气囊单元9：第一组气囊单元9、第二组气囊单元9、第三组气囊单元9和第四组气囊单元9，第一组气囊单元9与第二组气囊单元9对立，第三组气囊单元9和第四组气囊单元9对立，每组气囊单元9连接了用于充放气的气囊柔性连接管12，气囊柔性连接管12的一端连接在充气泵10上，充气泵10上连接有充气控制装置11，在载物单元2设置有振动传感器8，振动传感器8与充气控制装置11电性连接。
44.在上述实施例中，不平的地面直接作用在车轮上，对车轮（第一减震对象）等进行减震，为了达到更好的减震效果，设计以下方案对承载单元（第二减震对象）进行减震。
45.设置一振动阈值，当振动传感器8测量承载单元一面的振动值大于该振动阈值，充气控制装置11得到信号启动充气泵10，气囊柔性连接管12对气囊单元9进行充气，充气控制装置11根据振动传感器8的信号，控制气囊单元9的充气量的多少，再设置一个充气阈值，气囊单元9充气量不能超过该充气阈值，防止因为气囊单元9过充而挤压工件。
46.在进一步的实施例中，设置两组充气泵10（第一充气泵10、第二充气泵10），两组充气泵10功率相同；两组振动传感器8（第一振动传感器8、第二振动传感器8），两组振动阈值（第一振动阈值x、第二振动阈值y，x＜y）两组振动传感器8被设置在承载单元相邻的两面。第一种情况，当两组振动传感器8的振动值都小于x，则不对气囊单元9进行充气；第二种情况，当两组振动传感器8的振动值都大于y，则对四组气囊单元9进行充气；第三种情况（除去
第一种情况和第二情况剩余的情况），比较两组振动传感器8的振动值大小，振动值大的那一面说明该载物单元2壁面震动情况较大，启动与壁面连接的气囊单元9以及该气囊单元9对立的气囊单元9。第一组气囊单元9和第三组气囊单元9的气囊柔性连接管12与第一充气泵10并联，第二组气囊单元9和第四组气囊单元9的气囊柔性连接管12与第一充气泵10并联，第一组气囊单元9与第二组气囊单元9对立，第三组气囊单元9与第四组气囊单元9对立。两组气囊单元9的气囊柔性连接管12与充气泵10并联，由于并联，充气泵10对各个气囊单元9同时充气，气囊单元9的充其量一致，膨胀的程度也一致，保证了气囊膨胀均匀。尤其是是在第三种情况下，只启动一组对立的气囊单元9，假定对第一组和第二组气囊单元9进行充气，第一组和第二组气囊单元9分别连接有充气泵10，且第一组气囊单元9与充气泵10之间连接管的长度，与第二组气囊单元9与充气泵10之间连接管的长度相同，所以第一组气囊单元9和第二组气囊单元9的膨胀速度是相同的，且在充气过程中，只需要控制打开第一组和第二组气囊单元9的充放气开关13，关闭第三组和第四组气囊单元9的充放气开关13即可，第三组和第四组气囊单元9不会对第一组和第二组气囊单元9的充气过程进行影响。充放气开关13与充气控制装置11电性连接，从而充气控制装置11根据振动信号进行控制充放气开关13。
47.在进一步的实施例中，在现有的气囊中表面为平面，在被充气后，呈现一片式弧面，支撑力较小，保护效果不好，为了使得气囊单元9更好的保护工件，实现更好地缓冲减震效果，设置气囊单元9在充气后横截面呈波浪形，且气囊单元9表面设置有若干个硅胶吸附点14，使得气囊单元9在接触工件时实现吸附贴合的效果。
48.在进一步的实施例中，在搬运机器人走在不平的路上时，搬运机器人可能会发生颠簸，载物单元2内部的元件难免会发生相对运动甚至相互碰撞，为了解决此问题，在载物单元2部分内表面设置有隔板15，如在四周的内壁或者底部，在隔板15与载物单元2之间填充柔性材料16如硅胶，能对工件进行减震和保护作用。
49.工作原理：将待搬运的工件放置在载物单元2内部，当搬运机器人由平坦的地面走向不平的地面时，主动轮31安装在主体1的中心位置，辅助轮41安装在主体1的四角，主动轮31上的减震单元34进行减震，第一减震器42对辅助轮41进行减震，主动轮31和辅助轮41的最低点在同一水平上，使得主动轮31和辅助轮41能主体1重心进行支撑减震；减震单元34设置相邻车辐312之间，并且减震单元34相对于车轮轴311更靠近车辋313，轮胎受到的震动传递到减震单元34上，减震单元34进行减震；在主动轮31遇突起时，万向节5与第二减震器6的配合使得主动轮31能进行一定的角度的转动，减少震动；第二直轴33上与主体1之间的第三减震器7减少主体1的震动。根据振动传感器8测定的振动值，选择对气囊单元9充气的方式，达到及时充气缓冲减震的效果，气囊单元9在被充气后横截面呈波浪形，气囊单元9上的硅胶吸附点14，能更好地与工件贴合，自身也能提供一定的支撑力，保护减震效果更好；载物单元2部分区域填充的柔性材料16能对工件也能起到缓冲的作用，起到很好地保护作用。
50.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。