[实用新型]便携式辅助搬运机器人

说明书

本文设计了一种便携式辅助搬运机器人，包括垂直运输机构、载物感应装置、平面运输机构和中央控制系统。在搬运工程中，人类轻轻推动载物平台，会让转动副产生一定的转动，搬运机械设备通过安装在关节处的编码器将转动信号发送给单片机，实现信号的处理和电机的驱动并实现整体机构的移动从而实现搬运功能。此设备作为搬运机器人，人为操作部分的输入装置也同时是末端执行器，以实现人与机器的更紧密的合作关系。与传统的搬运机器人相比，具有操作空间灵活，体积小，操作方式、路径多、便携等优势。便携式辅助搬运机器人可以实现XYZ三个方向上的运动信号的检测和运动。

技术领域

本实用新型涉及货物搬运、产品码放领域，具体涉及一种便携式的辅助搬运机器人。

背景技术

2015《政府工作报告》中首次提出实施“中国制造2025”的重要方针，也就是说，中国决定从效率低下的生产方式，转到智能化，创新性的绿色发展通道上，国家加大对制造业的投资无疑是想提升工业的自动化程度。因此，新型的机器人可以帮助人类更好更快更高效的制造出更多的工业产品，实现我国生产的半自动或全自动的生产模式从而减轻工人的劳动强度，改善工人的工作环境。但在许多领域，纯粹的机器人能完成的任务有限，不能满足实际生产活动中各种各样的任务。于是，在上个世纪末，智能辅助设备IAD(intelligentAssist Device)的构想诞生了。这个概念最初的目的是提高物料搬运装配的生产效率，智能辅助设备是一种具有自动化程度较高的助力设备，主要用于物料的定位与移动和三维空间上的操作，而且不需要操纵者花费很大的力气，只需要操作者用给出运动趋势和方向，它便能快速地感知人类的运动意图和运动方式，从而完成搬运的工作。在世界上许多发达的国家，德国美国，正有这样的助力型机器人在发挥着作用。他们尤其适用于传统搬运工作无法胜任的情况，例如搬运非常重的负载和形状非常不规则，体积很大的零件以及零件的装配工作。

智能辅助设备是一项很有发展前景的应用型技术，它可以在较小的空间用较小的和速度实现了在有限的工作空间里比较精确的运动轨迹，同时，智能辅助设备再结合计算机视觉技术，电子技术，传感器技术等先进技术就能够实现高效安全的搬运工作，未来它的应用场景会非常广泛。

美国的斯坦利Stanley公司一直致力于智能辅助设备的研究。操作人员通过相关的设备向传感器施加力，传感器对施加的力信号进行采集与数字化等处理后输送给具有控制功能的处理器。处理器在经过特定的控制运算后，将驱动信号发送给智能辅助设备。辅助设备根据接收到的驱动信号，产生一定的运动，同时将运动的信息反馈给处理器，以便处理器对整体进行控制。该公司基于以上原理，设计了cobotics智能助力设备。该设备主要由水平方向的导轨、水平运动的移动机构、竖直方向上的提升机构和操作手柄等组成。该装置设计，导轨模块主要由两个处于正交状态的导轨组成。各导轨上均安装有一台电机，用于实现平面内的自由移动。导轨模块的顶端装有非接触式缆绳角度传感器，用于检测操作者的运动倾向。导轨下方装有双滑轨小车、桥式移动小车、吊装机械臂和提升机械装置。缆绳角度传感器将角度值传入控制器，控制器发出信号，驱动装在导轨上的电机，从而带动双滑轨小车和桥式移动小车，实现平面运动。由力检测装置对操作者对于重物在竖直方向上的操作倾向进行采集并传入控制器，控制器根据既定的控制算法，将实际的控制信号发送给升降机械装置和吊装机械臂，实现操作者在竖直方向上对重物提升或下降的动作。这样就能实现操作者在水平方向上和竖直方向上的操作，轻松运载重物。

当前对于IAD技术的研究工作，我国仍然处于初步阶段。由于我国机器人技术，运动控制方面与国际先进水平还有一定的差距，但是由哈尔滨工程大学机电一体化实验室研制出的人机合作机器人cobot代表我国合作式机器人研究的一个阶段性的进展。该机器人有三个回转自由度及一个移动自由度。采用轨道式，使末端机械手在此方向上可以自由移动，末端手腕是采用转动副设计，使操作者能够轻易地控制机器人搬运重物。

对国内外辅助搬运机械人研究状况分析可知，现有产品均体积庞大或工作区域固定，不方便在不同位置进行灵活搬运。因此，针对上述问题，有必要提供一种体积小且便携的辅助搬运机器人，以解决上诉缺陷。

发明内容