一种用于现代物流行业的仓储搬运机器人

技术领域

本发明属于及自动化物流运输领领域，具体涉及一种用于现代物流行业的仓储搬运机器人。

背景技术

仓储搬运机器人是在传统机器人基础上发展起来的一种新型机器人(AutomatedGuided Vehicle)。该机器人通过电池进行供电，可以实现自主导航，由PC等控制中心进行监控及指令发送，沿计算出的最优路径准确运行到目标地址后完成控制中心发出的指令。机器人可以节省物流搬运工作时间，减少人员成本费用。

随着计算机技术与控制技术的不断发展，机器人的应用领域也不断扩大，小型机器人在日常办公室移送物品、医院搬送药品、超市货物运送等地方得到应用。近年电子商务行业和大型工厂对智能化仓储的需求也越来越多，这两类的仓库物品数量多、品种掺杂，商品大小参差不齐、件数少，故使用人工来进行工作会增加人力工作量、效率低、成本高，故采用机器人代替人工进行工作，传统的仓储搬运机器人多用而牵引式、叉车式、背负式之类，体积较大，不能很好地适应现在的仓库物流，所以潜入式的仓储搬运机器人在电商物流配送中心的应用将越来越广泛。

传统的物流设备在仓储环境或是仓储工序发生变化时，很难再一次达到相应的性能要求。而智能化的机器人是一个柔性很高的系统，可以很好地根据环境变化进行调整。其不仅能节省大量的人力物力，降低安全事故，而且可以大大提高仓库的运输效率。

仓储搬运机器人是自动化仓储系统中的主体，也可称为自动导引小车(机器人)，目前其移动方式主要以轮式移动为主。大部分的仓储搬运机器人都是电磁引导、光条纹引导、磁带导引、激光反射定位引导，最开始机器人是使用电磁感应进行导引，原理是在地上埋设金属线，在搬运机器人上装两个金属线制成的感应线圈，当机器人在金属线上行走时，通电的线圈会与地上的导引线产生电磁感应的现象，但是金属线不易于机器人转弯，也不适用于狭窄的仓储环境;磁感应导引是将电磁感应导引方法中的金属线换成磁条、磁钉等带磁物，机器人上有可以进行磁感应的传感器，行走过程中通过接收磁感应信号实现导引，但是会破坏原有的工作地面环境;光学导引是用有色漆或色带来铺设轨迹，利用光学传感器采集地上的图像信号，通过图像处理技术判断识别轨迹实现导引，虽然这种方式不用破坏工作环境的地面，只需要对地表进行贴涂，但是因为图像处理要求较高，灰尘或液体等异物的存在会降低图像处理的处理精度，所以该方法的可靠程度较低。

现有的机器人一般以PLC、工控机作为控制器，体积大，成本高，计算能力弱，不易实现高精度定位。现有的仓储搬运机器人不具有与控制终端进行实时通信的功能，不能把自身的运动状态、信息状态采通过无线通信模块传输控制终端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于现代物流行业的仓储搬运机器人及其控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为:一种用于现代物流行业的仓储搬运机器人，包括仓储搬运机器人车体底盘及其外壳、防碰撞保护装置、驱动装置、导航定位单元、控制单元、通信单元、举升机构。所述机器人车体底盘连接及其固定机器人各个装置，该底盘为两层结构;所述防碰撞保护装置位于外壳上，用于保护车体，防止其碰撞;所述驱动装置，用于驱动机器人运动；导航定位单元、控制单元、通信单元均位于外壳内部，实现机器人运动控制与控制终端的通信;举升机构位于底盘中部，用于抬举货物。

所述仓储搬运机器人车体底盘连接及其固定机器人各个装置，防碰撞保护装置包括红外光电传感器、前后盖板、前后急停开关;驱动装置包括驱动器、左、右直流电机、第一编码器、第二编码器、主动轮以及从动轮，左、右直流电机和主动轮装在对称于车体中间两侦U，从动轮置于车体前端以及后端两侧，采用差速驱动方式，若运动时候出现偏差，一直流电机经速度反馈及时修正电机转速，使两直流电机的主动轮速度保持在给定速度；导航定位单元包括惯导传感器、二维激光条码扫描器、灰度传感器，采用惯性导航方式，二维码定位方式，灰度传感器矫正偏差方式完成机器人导航定位;控制单元使用基于单片机的控制系统，包括微控制器、控制板，锂电池，控制系统相当于机器人的大脑，进行控制决策;举升机构包括电动缸、举升电机、传动丝杆、限位开关、托盘。其控制单元与防碰撞保护装置、驱动装置、导航定位单元、通信单元、举升机构构成电气连接。

所述仓储搬运机器人的防碰撞保护装置主要包括红外光电传感器、红外光电传感器固定支架、前后盖板、左右急停开关，所述防碰撞保护装置安装在车体底盘结构第二层前端以及后端，所述红外光电传感器固定支架有多对，装置于车体底盘结构前端以及后端;红外光电传感器固定支架固定红外光电传感器;所述前盖与后盖置于车体底盘结构前端；急停开关置于前盖与后盖上端。

所述仓储搬运机器人的驱动装置包括直流无刷电机、编码器、驱动轴、齿轮、主动轮、从动轮、外壳、减震装置、驱动器，所述驱动装置中驱动器安装在车体底盘结构第二层上端侧面，所述驱动装置中直流无刷电机，安装在车体底盘结构下端的中间两侧;所述驱动装置中编码器通过齿轮啮合安装在无刷电机下端;所述左、右主动轮分别与左、右电机对应相连;从动轮共有4个，其中2个设置于车体底盘结构前端下方两边剩下2个设置于后端下方两边，分别固定在车体底盘结构第一层;所述直流电机的外壳固定装与车体底盘结构第一层靠近中间的两侧;所述驱动装置中减震装置包括一组弹簧，置于车体底盘结构第一层中间，两端与直流电机的两外壳相接触。

所述仓储搬运机器人的导航定位单元包括惯性导航传感器、惯性导航传感器安装板、二维激光条码扫描器、二维激光条码扫描器支架、灰度传感器、特质地标，所述惯性导航传感器安装板置于车体底盘结构第一层后端中间；所述惯性导航传感器置于惯性导航传感器安装板上;所述二维激光条码扫描器支架置于车体底盘结构第一层靠近中间；所述二维激光条码扫描器置于二维激光条码扫描器支架上，所述灰度传感器置于车体底盘结构第一层前面下端;所述特质地标包括二维码图像加黑色箭头连接组成。