一种送货机器人的制作方法

1.本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种送货机器人。


背景技术：

2.传统的送货机器人大多采用夹持臂夹持的方式进行拿取货物，但是需要载货箱设计有配合夹持臂夹持的部位才能够拿取载货箱，提高了设计的成本以及浪费生产的时间。且传统的机器人只能拿取固定高度的货物，无法拿取对高度不一的货物进行拿取，以使得在设计载货箱放置位置时有所限制。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种送货机器人，以解决传统送货机器人需要夹持臂夹持货物的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明实施例的第一方面提供了一种送货机器人，包括：所述送货机器人包括机器人本体以及与所述机器人本体底部连接的第一滑轮，所述送货机器人还包括控制模块，以及与所述控制模块连接的通信模块、取货模块和移动模块，所述控制模块通过所述通信模块接收送货指令，所述控制模块根据所述送货指令控制所述移动模块驱动所述第一滑轮工作，以及根据所述送货指令控制所述取货模块拿取货物，所述取货模块包括：
6.放置待送货物的平台，所述平台设置于所述机器人本体的上端，所述平台顶部设置有隔板、取货电机和螺杆，所述隔板顶部设置有用于识别待送货物的智能相机，所述螺杆的一端设置于所述隔板的一侧，所述螺杆的另一端贯穿所述隔板设置于所述隔板的另一侧，所述螺杆的一端连接有第一限位块，所述螺杆的另一端连接有取货机构，所述取货机构连接有限位杆，所述限位杆贯穿所述隔板与所述第一限位块连接，所述取货电机的转轴连接有第一齿轮，所述螺杆外侧螺纹连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述隔板可转动连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述取货电机通过所述第一齿轮控制所述螺杆伸缩，所述控制模块控制所述取货机构拿取货物。
7.在一些实施例中，所述取货模块还包括轴承，所述隔板内部开设有第一空腔，所述第一齿轮和所述第二齿轮均设置于所述第一空腔内，所述第二齿轮的两侧通过所述轴承与所述第一空腔的内侧壁连接，所述取货电机的转轴贯穿所述隔板侧壁与所述第一齿轮的轴部连接。
8.在一些实施例中，所述取货机构设置为电磁块，所述控制模块通过控制所述电磁块工作产生磁性拿取金属外壳的载货箱，所述待送货物设置于所述载货箱内。
9.在一些实施例中，所述送货机器人还包括升降模块，所述升降模块包括剪叉式升降架和升降底座，所述剪叉式升降架顶部与所述平台底部连接，所述剪叉式升降架底部与所述升降底座顶部连接，所述升降底座底部与所述机器人本体顶部连接。
10.在一些实施例中，所述升降模块还包括第一推架和第二推架，所述剪叉式升降架
底部两端分别连接有第二滑轮和第三滑轮，所述第一推架的一端与所述第二滑轮的轴部连接，所述第二推架的一端与所述第三滑轮的轴部连接，所述升降底座内部开设有第二空腔，所述第二空腔内设置有升降电机，所述升降电机的轴部连接有第三齿轮，所述第三齿轮上端设置有上滑块，所述第三齿轮下端设置有下滑块，所述第一推架的另一端设置有上齿条，所述第二推架的另一端设置有下齿条，所述第一推架的另一端与所述上滑块滑动连接，所述上齿条与所述第三齿轮的顶部啮合，所述第二推架的另一端与所述下滑块滑动连接，所述下齿条与所述第三齿轮的底部啮合。
11.在一些实施例中，所述送货机器人还包括用于探测障碍的探测模块，所述探测模块与所述控制模块连接，所述探测模块包括传感器，所述机器人本体前后两侧均连接有所述传感器。
12.在一些实施例中，所述取货模块还包括取货电机驱动电路，所述取货电机驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻，所述第一三极管的基极与所述控制模块连接，所述第一三极管的发射极与所述第一继电器的控制端一端连接，所述第一继电器的控制端另一端与所述第二继电器的控制端一端连接，所述第二继电器的控制端另一端通过所述第一电阻接地，第二继电器的被控端一端接地，所述第一三极管的集电极和所述第一继电器的被控端一端连接电源，所述第一继电器的被控端另一端通过所述第二电阻连接所述取货电机的第一电极，所述第二继电器的被控端另一端通过所述第三电阻连接所述取货电机的第二电极；
13.所述第二三极管的基极与所述控制模块连接，所述第二三极管的发射极与所述第三继电器的控制端一端连接，所述第三继电器的控制端另一端连接所述第四继电器的控制端一端，所述第四继电器的控制端另一端通过所述第四电阻接地，所述第四继电器的被控端一端接地，所述第二三极管的集电极和第三继电器的被控端一端连接电源，所述第三继电器的被控端另一端通过所述第五电阻连接所述取货电机的第二电极，所述第四继电器的被控端另一端通过所述第六电阻连接所述取货电机的第一电极。
14.在一些实施例中，所述取货模块还包括电磁块驱动电路，所述电磁块驱动电路包括pmos管和电磁块，所述pmos管的源极连接电源，栅极连接所述控制模块，并通过上拉电阻连接电源，漏极连接所述电磁块的输入端，电磁块的输出端通过限流电阻接地。
15.在一些实施例中，所述传感器包括红外发射管和红外接收管，所述探测模块还包括红外发射电路和红外接收电路，所述红外发射电路与所述红外发射管连接，所述红外接收电路与所述红外接收管连接。
16.在一些实施例中，所述送货机器人还包括用于到货提示的提示模块，所述提示模块与所述控制模块连接。
17.根据本发明实施例的一种送货机器人，至少具有如下有益效果：可根据载货箱的高度调节平台的高度，使平台的高度与载货箱一致再拿取载货箱；通过电磁块拿取载货箱，电磁块拿取载货箱时，只需要载货箱是金属外壳即可，节省对载货箱的过多设计；且还设计有智能相机对载货箱进行智能识别，防止拿错载货箱。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为根据实施例的结构示意图；
21.图2为根据实施例的a部放大图；
22.图3为根据实施例的b部放大图；
23.图4为根据实施例的原理框图；
24.图5为根据实施例的取货电机驱动电路原理图；
25.图6为根据实施例的电磁块驱动电路原理图；
26.图7为根据实施例的红外发射电路原理图；
27.图8为根据实施例的红外接收电路原理图；
28.图9为根据实施例的提示电路原理图。
29.附图标记说明如下：1、机器人本体；2、第一滑轮；3、控制模块；4、通信模块；5、取货模块；6、移动模块；7、平台；8、隔板；9、取货电机；10、螺杆；11、第一限位块；12、限位杆；13、第一齿轮；14、第二齿轮；15、轴承；16、第一空腔；17、电磁块；18、升降模块；19、剪叉式升降架；20、升降底座；21、第一推架；22、第二推架；23、第二滑轮；24、第三滑轮；25、第二空腔；26、升降电机；27、第三齿轮；28、上滑块；29、下滑块；30、上齿条；31、下齿条；32、探测模块；33、传感器；34、取货电机驱动电路；35、电磁块驱动电路；36、红外发射电路；37、红外接收电路；38、提示模块；39、提示电路；40、载货箱；41、智能相机；42、第二限位块；43、第三限位块。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本发明中的具体含义。
34.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
35.根据一些实施例，一种送货机器人，所述送货机器人包括机器人本体1以及与所述机器人本体1底部连接的第一滑轮2，所述送货机器人还包括控制模块3，以及与所述控制模块3连接的通信模块4、取货模块5和移动模块6，所述控制模块3通过所述通信模块4接收送货指令，所述控制模块3根据所述送货指令控制所述移动模块6驱动所述第一滑轮2工作，以及根据所述送货指令控制所述取货模块5拿取货物，所述取货模块5包括：
36.放置待送货物的平台7，所述平台7设置于所述机器人本体1的上端，所述平台7顶部设置有隔板8、取货电机9和螺杆10，所述隔板8顶部设置有用于识别待送货物的智能相机41，所述螺杆10的一端设置于所述隔板8的一侧，所述螺杆10的另一端贯穿所述隔板8设置于所述隔板8的另一侧，所述螺杆10的一端连接有第一限位块11，所述螺杆10的另一端连接有取货机构，所述取货机构连接有限位杆12，所述限位杆12贯穿所述隔板8与所述第一限位块11连接，所述取货电机9的转轴连接有第一齿轮13，所述螺杆10外侧螺纹连接有第二齿轮14，所述第二齿轮14与所述隔板8可转动连接，所述第一齿轮13与所述第二齿轮14啮合，所述取货电机9通过所述第一齿轮13控制所述螺杆10伸缩，所述控制模块3控制所述取货机构拿取货物。
37.基于上述实施例，如图1、图2、图4所示，送货机器人包括控制模块3、通信模块4、取货模块5和移动模块6，通信模块4、取货模块5和移动模块6均与控制模块3连接。在酒店休息或在写字楼办公时，当需要点外卖或者呼叫服务员点餐，餐饮准备完毕时，外卖员或服务员通过手机发送送货指令至送货机器人，控制模块3通过通信模块4接收送货指令，控制模块3根据送货指令控制移动模块6驱动第一滑轮2工作，第一滑轮2根据送货指令移动至取货地点，之后控制模块3根据送货指令控制取货模块5拿取货物，拿取货物完毕后，根据送货指令将货物送达目的地。
38.进一步的，在取货时，控制模块3控制取货电机9正转，带动第一齿轮13正转，第一齿轮13带动第二齿轮14反转。第二齿轮14转动后与螺杆10发生相对转动，但是螺杆10因限位杆12的限制无法转动，而螺杆10可以相对隔板8左右移动，因此在第二齿轮14与螺杆10发生相对转动时，螺杆10会进行伸缩。进一步的，第二齿轮14反转带动螺杆10延伸出，智能相机41识别待送货物与取货机构的距离，当到达拿取适合的距离时，向控制模块3传送取货的信号，控制模块3控制取货电机9停止转动，并控制取货机构拿取送货指令中填写的目标货物。拿取完毕后，控制模块3控制取货电机9反转，带动第一齿轮13反转，第一齿轮13带动第二齿轮14正转，螺杆10缩回，将货物放置于平台7中央后，智能相机41识别到货物达到平台7中央，并向控制模块3发送电机停止信号，控制模块3控制取货电机9停止。取货电机9停止后，控制模块3控制移动模块6驱动滑轮移动至送货指令中填写的目的地。其中，在一些实施例中，可以设置为第二齿轮14正转时带动螺杆10延伸出，反转时带动螺杆10缩回。通过送货机器人送货，可节省服务员的人力成本，在疫情期间，也可防止外卖员进入写字楼，降低了
传染的风险。
39.根据一些实施例，所述取货模块5还包括轴承15，所述隔板8内部开设有第一空腔16，所述第一齿轮13和所述第二齿轮14均设置于所述第一空腔16内，所述第二齿轮14的两侧通过所述轴承15与所述第一空腔16的内侧壁连接，所述取货电机9的转轴贯穿所述隔板8侧壁与所述第一齿轮13的轴部连接。
40.基于上述实施例，如图2所示，第二齿轮14通过轴承15与第一空腔16的内侧可转动连接，第一齿轮13和第二齿轮14均设置于第一空腔16内，节省第一齿轮13和第二齿轮14的占地空间，也提高了送货机器人取货时的安全性。
41.根据一些实施例，所述取货机构设置为电磁块17，所述控制模块3通过控制所述电磁块17工作产生磁性拿取金属外壳的载货箱40，所述待送货物设置于所述载货箱40内。
42.基于上述实施例，待送货物统一使用金属外壳的载货箱40，通过电磁块17工作时与金属外壳的载货箱40吸引并拿取货物，统一使用载货箱40方便送货机器人拿取货物，通过电磁块17工作拿取金属外壳的载货箱40节省了对载货箱40的设计成本和时间。
43.根据一些实施例，所述送货机器人还包括升降模块18，所述升降模块18包括剪叉式升降架19和升降底座20，所述剪叉式升降架19顶部与所述平台7底部连接，所述剪叉式升降架19底部与所述升降底座20顶部连接，所述升降底座20底部与所述机器人本体1顶部连接。
44.根据一些实施例，所述升降模块18还包括第一推架21和第二推架22，所述剪叉式升降架19底部两端分别连接有第二滑轮23和第三滑轮24，所述第一推架21的一端与所述第二滑轮23的轴部连接，所述第二推架22的一端与所述第三滑轮24的轴部连接，所述升降底座20内部开设有第二空腔25，所述第二空腔25内设置有升降电机26，所述升降电机26的轴部连接有第三齿轮27，所述第三齿轮27上端设置有上滑块28，所述第三齿轮27下端设置有下滑块29，所述第一推架21的另一端设置有上齿条30，所述第二推架22的另一端设置有下齿条31，所述第一推架21的另一端与所述上滑块28滑动连接，所述上齿条30与所述第三齿轮27的顶部啮合，所述第二推架22的另一端与所述下滑块29滑动连接，所述下齿条31与所述第三齿轮27的底部啮合。
45.基于上述实施例，如图1、图3所示，当需要升高平台7进行取货时，控制模块3控制升降电机26顺时针旋转，第一推架21向右滑动，并控制第二滑轮23向右移动，第二推架22向左滑动，并控制第三滑轮24向左移动，同时进一步带动剪叉式升降架19向上延伸，平台7升高。当需要降低平台7时，控制模块3控制升降电机26逆时针旋转，第一推架21向左滑动，并控制第二滑轮23向左移动，第二推架22向右滑动，并控制第三滑轮24向右移动，同时进一步带动剪叉式升降架19向下缩回，平台7降低。在一些实施例中，第一推架21的另一端设置有第二限位块42，第二推架22的另一端设置有第三限位块43，以防止第三齿轮27脱轨。
46.根据一些实施例，所述送货机器人还包括用于探测障碍的探测模块32，所述探测模块32与所述控制模块3连接，所述探测模块32包括传感器33，所述机器人本体1前后两侧均连接有所述传感器33。
47.基于上述实施例，如图1、图4所示，移动模块6可控制第一滑轮2正转和反转，并进一步控制小车前进和倒退，所以在机器人本体1的前后两侧均装有传感器33，以防止在货物运输过程中与障碍物发生碰撞。
48.根据一些实施例，所述取货模块5还包括取货电机驱动电路34，所述取货电机驱动电路34包括三极管q1、三极管q2、继电器k1、继电器k2、继电器k3、继电器k4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6，所述三极管q1的基极与所述控制模块3连接，所述三极管q1的发射极与所述继电器k1的控制端一端连接，所述继电器k1的控制端另一端与所述继电器k2的控制端一端连接，所述继电器k2的控制端另一端通过所述电阻r1接地，继电器k2的被控端一端接地，所述三极管q1的集电极和所述继电器k1的被控端一端连接电源，所述继电器k1的被控端另一端通过所述电阻r2连接所述取货电机9的第一电极，所述继电器k2的被控端另一端通过所述电阻r3连接所述取货电机9的第二电极；
49.所述三极管q2的基极与所述控制模块3连接，所述三极管q2的发射极与所述继电器k3的控制端一端连接，所述继电器k3的控制端另一端连接所述继电器k4的控制端一端，所述继电器k4的控制端另一端通过所述电阻r4接地，所述继电器k4的被控端一端接地，所述三极管q2的集电极和继电器k3的被控端一端连接电源，所述继电器k3的被控端另一端通过所述电阻r5连接所述取货电机9的第二电极，所述继电器k4的被控端另一端通过所述电阻r6连接所述取货电机9的第一电极。
50.基于上述实施例，如图5所示，控制模块3控制取货电机9正转时，输入高电平的控制信号110至三极管q1，三极管q1导通，并控制继电器k1和继电器k2吸合，取货电机9第一电极通正电，第二电极接地，取货电机9正转。控制模块3控制取货电机9反转时，控制模块3关断控制信号110，输入高电平的控制信号120至三极管q2的基极，三极管q2导通，并控制继电器k3和继电器k4吸合，取货电机9第一电极接地，第二电极通正电，取货电机9反转。在另一些实施例中，输入控制信号110至三极管q1时，也可以是电机反转，输入控制信号120至三极管q2的基极时，也可以是电机正转。
51.进一步的，取货电机驱动电路34还包括二极管d1和二极管d2，二极管d1的负极与三极管q1发射极和继电器k1控制端一端连接，二极管d1正极与继电器k2控制端另一端连接。二极管d2负极与三极管q2发射极和继电器k3控制端一端连接，二极管d2正极与继电器k4控制端另一端连接。在三极管q1关断时，继电器k1和继电器k2通过二极管d1续流消耗内能；在三极管q2关断时，继电器k3和继电器k4通过二极管d2续流消耗内能。设计加装二极管d1和二极管d2提高了继电器k1、继电器k2、继电器k3和继电器k4的使用寿命。
52.进一步的，取货电机驱动电路34还包括电阻r7、电阻r8、电容c1和电容c2，电阻r7的一端与电容c1的一端连接，并连接继电器k1被控端一端，电阻r7的另一端与电容c1的另一端接地；电阻r8的一端与电容c2的一端连接，并连接三极管q2的集电极和继电器k3的被控端一端，电阻r8的另一端与电容c2的另一端接地。加装电阻r7、电阻r8、电容c1和电容c2，以用于滤波，提高取货电机9通电后工作的稳定性。
53.根据一些实施例，所述取货模块5还包括电磁块驱动电路35，所述电磁块驱动电路35包括pmos管q10和电磁块17，所述pmos管q10的源极连接电源，栅极连接所述控制模块3，并通过上拉电阻连接电源，漏极连接所述电磁块17的输入端，电磁块17的输出端通过限流电阻接地。
54.基于上述实施例，如图6所示，电磁块驱动电路35还包括二极管d3、电阻r9和电阻r18，二极管d3的负极连接pmos管q10的漏极和电磁块17的输入端，电磁块17的输出端通过电阻r9接地。pmos管q10的源极通过电阻r18连接电源，以使得pmos管处于常闭状态。拿取金
属外壳的载货箱40时，控制模块3输入低电平的控制信号210，使得pmos管q10的栅极处于接地状态，pmos管q10导通，电磁块17工作，金属外壳的载货箱40被电磁块17拖至平台7中央后，控制模块3关断控制信号210，pmos管q10的栅极处于高电平状态，pmos管q10关断，电磁块17通过二极管d3续流消耗内能。在如图6所示的原理图中，电磁块17通过电感l表示。
55.根据一些实施例，所述传感器33包括红外发射管d10和红外接收管q11，所述探测模块32还包括红外发射电路36和红外接收电路37，所述红外发射电路36与所述红外发射管d10连接，所述红外接收电路37与所述红外接收管q11连接。
56.基于上述实施例，如图7所示，红外发射电路36包括三极管q3、电阻r10和电阻r11，红外发射管d10的输入端连接电源，输出端通过电阻r10连接三极管q3的集电极，三极管q3的发射极接地，基极通过电阻r11连接控制模块3。进一步的，如图8所示，红外接收电路37包括三极管q4、三极管q5、电阻r12、电阻r13和电阻r14，其中，三极管q4为pnp三极管，红外接收管q11的输入端连接三极管q4的基极，红外接收管q11的输出端接地，三极管q4的发射极与电阻r12的一端连接，并连接电源，三极管q4的集电极与三极管q5的基极连接，并连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端接地，电阻r12的另一端与三极管q5的集电极连接，并连接控制模块3，三极管q5的发射极通过电阻r14接地。控制模块3通过电阻r11输入高电平的控制信号310至三极管q3，三极管q3导通，红外发射管d10发出红外信号，在检测到障碍时，红外信号反射至红外接收管q11的接收端，红外接收管q11导通，三极管q4导通，三极管q5导通，控制模块3通过三极管q5的集电极检测到低电平后，做出避障动作，避障动作包括减速、绕行、停止和更换路线等。当没有检测到障碍时，红外接收管q11没有接收到红外信号，红外接收管q11不导通，三极管q4不导通，三极管q5不导通，三极管q5的集电极发送高电平的检测信号320至控制模块3，控制模块3控制移动模块6正常工作。
57.根据一些实施例，所述送货机器人还包括用于到货提示的提示模块38，所述提示模块38与所述控制模块3连接。
58.基于上述实施例，如图4所示，还包括提示模块38，当货物送达目的地时，提示模块38发出取货提示，以用于提醒用户拿取货物。如图9所示，提示模块38包括提示电路39，提示电路39包括喇叭ls、三极管q6和电阻r17，喇叭ls的输出端通过电阻r17接地，输入端连接三极管q6的发射极，三极管q6的集电极连接电源，三极管q6的基极连接控制模块3。当货物送达目的地时，控制模块3输入高电平的控制信号410至三极管q6的基极，三极管q6导通，喇叭ls工作发出提示。
59.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。