本發(fā)明涉及一種全方位移動運輸機器人。

背景技術(shù)：

隨著企業(yè)、醫(yī)院、圖書館等場合自助服務(wù)、智能運輸需求的不斷擴(kuò)大，人們對運輸車自主性和靈活性的要求也逐步提高，現(xiàn)有的運輸機器人不能滿足日益復(fù)雜使用需求。目前市場上的運輸車普遍采用差速轉(zhuǎn)向機構(gòu)，車體運動不夠靈活，轉(zhuǎn)彎時需要較大的轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)行駛空間狹小或擁擠時，不能滿足使用要求?？刂品椒ㄒ脖容^單一，主要采用磁導(dǎo)航的方法，成本較高，行駛路線固定不易調(diào)整，無法適應(yīng)不同的工作場合。由于工作臺面或者桌面高度不一，運輸臺高度調(diào)節(jié)功能對于運輸車必不可少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述不足，本發(fā)明提出了一種全方位移動運輸機器人，可以全方位移動，靈活運輸物品，并具有運輸臺升降功能。所述運輸機器人，采用手機終端控制法、語音控制法、自動循跡控制法控制運輸機器人的運動。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種全方位移動運輸機器人，包括剪式舉升機構(gòu)和車體，剪式舉升機構(gòu)固定在車體上；所述剪式舉升機構(gòu)由運輸臺、剪式支架、絲杠滑臺、步進(jìn)電機和上平板組成，所述運輸臺、剪式支架、絲杠滑臺和步進(jìn)電機分別固定在上平板上，由步進(jìn)電機帶動絲杠滑臺運動，帶動剪式支架運動，進(jìn)而控制運輸臺的升降。所述車體由車架、行走機構(gòu)和下平板組成；下平板固定在車架上。所述下平板上固定有蓄電池、控制板、直流無刷電機驅(qū)動器、藍(lán)牙擴(kuò)展板、語音傳感器、避障傳感器和步進(jìn)電機驅(qū)動器；所述行走機構(gòu)上設(shè)有循跡傳感器。

進(jìn)一步地，所述上平板下端固定有支撐型材，上平板與支撐型材通過螺栓連接，所述支撐型材上固定有連接角件，連接角件和下平板通過螺栓相連。

進(jìn)一步地，所述行走機構(gòu)由mecanum輪，直流無刷電機，懸架，和電機安裝板組成；所述直流無刷電機固定在電機安裝板上，懸架通過電機安裝板連接，所述mecanum輪通過聯(lián)軸器與直流無刷電機相連。所述mecanum輪的數(shù)量為四個，每兩個mecanum輪為一組與懸架連接作為行走機構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述行走機構(gòu)和車架通過通過減震機構(gòu)相連，連接方式為螺栓連接。所述減震機構(gòu)由上彈簧座、彈簧和下彈簧座組成。每個mecanum輪使用兩個減震機構(gòu)。

進(jìn)一步地，使用基于stc90c51單片機的控制板實現(xiàn)運動控制功能。

進(jìn)一步地，所述控制板上設(shè)有報警燈和蜂鳴器。

本發(fā)明的有益效果是：

一、該種全方位移動運輸機器人，具有全方位移動的功能，帶有剪式舉升機構(gòu)，具有物品運輸功能。

二、使用八個減震彈簧，運行平穩(wěn)，減少地面坑洼對運輸機器人行進(jìn)穩(wěn)定性的影響。

三、采用以下控制方法：手機終端控制法、語音控制法、自動循跡控制法。集成創(chuàng)新了運輸機器人的多種控制模式，滿足了不同場合控制全方位移動運輸機器人的需求。

四、針對不同工作場合與使用要求，使用不同的控制方法，各種控制方法可協(xié)調(diào)使用，靈活便捷，特別是運輸條件苛刻時，更能體現(xiàn)本控制方法的優(yōu)越性。

五、自動循跡控制使用四路循跡傳感器，傳感器體積小、成本低，控制方法簡單有效。

六、剪式舉升機構(gòu)具有升降功能，便于運輸機器人與其他設(shè)備的靈活對接。

附圖說明

圖1是本發(fā)明全方位移動運輸機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是運輸機器人的剪式舉升機構(gòu)示意圖；

圖3是運輸機器人的車體示意圖；

圖4是運輸機器人的行走機構(gòu)示意圖；

圖5是運輸機器人的直流無刷電機安裝示意圖；

圖6是運輸機器人減震機構(gòu)與行走機構(gòu)和車架連接示意圖；

圖7是運輸機器人的控制系統(tǒng)框圖；

圖8是語音控制與手機終端控制法流程說明示意圖；

其中：1-運輸機器人，2-剪式舉升機構(gòu)，3-支撐塊，4-上平板，5-支撐型材，6-運輸臺，7-滑塊固定板，8-絲杠滑臺，9-步進(jìn)電機，10-連接角件，11-減震機構(gòu)，12-mecanum輪，13-下平板，14-上彈簧座，15-彈簧，16-下彈簧座，17-直流無刷電機，18-電機安裝板，19-聯(lián)軸器，20-車體，21-蓄電池，22-控制板，23-直流無刷電機驅(qū)動器，24-藍(lán)牙擴(kuò)展板，25-語音傳感器，26-步進(jìn)電機驅(qū)動器，27-循跡傳感器，28-懸架，29-車架，30-行走機構(gòu)，31-支撐座，32-剪式支架底桿，33-剪式支架，34-避障傳感器。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，該實施方式僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

如圖所示，一種全方位移動運輸機器人，包括剪式舉升機構(gòu)2和車體20，剪式舉升機構(gòu)2固定在車體20上；剪式舉升機構(gòu)2由運輸臺6、剪式支架33、絲杠滑臺8、步進(jìn)電機9和上平板4組成，其中運輸臺、剪式支架、絲杠滑臺和步進(jìn)電機分別固定在上平板上，由步進(jìn)電機帶動絲杠滑臺運動，進(jìn)而控制運輸臺的升降。車體20由車架29、行走機構(gòu)30和下平板13組成；下平板13固定在車架29上。下平板13上固定有蓄電池21、控制板22、直流無刷電機驅(qū)動器23、藍(lán)牙擴(kuò)展板24、語音傳感器25、避障傳感器34和步進(jìn)電機驅(qū)動器26；行走機構(gòu)30上設(shè)有循跡傳感器27。

全方位移動運輸機器人1是本發(fā)明的本體。所述剪式舉升機構(gòu)2還包括支撐型材5和連接角件10，支撐型材5固定在上平板4下端，其上固定有連接角件10，連接角件10和下平板13通過螺栓相連。

所述運輸臺6、剪式支架33、絲杠滑臺8和步進(jìn)電機9分別固定在上平板4上。上平板4上固定有支撐座31，支撐座31上通過螺栓固定有支撐塊3和滑塊固定板7，其中剪式支架33與運輸臺6通過螺栓進(jìn)行連接，所述剪式支架33設(shè)有兩根剪式支架底桿32，所述剪式支架底桿32分別與支撐座31螺栓連接，實現(xiàn)了剪式支架33的固定?；瑝K固定板7與絲杠滑臺8的滑臺通過螺栓固定，步進(jìn)電機9通過螺栓連接固定在絲杠滑臺8上，絲杠滑臺8通過螺栓連接固定在上平板4上，由步進(jìn)電機9帶動絲杠滑臺8運動，進(jìn)而控制運輸臺6的升降。

如圖4所示，所述行走機構(gòu)30由mecanum輪12，直流無刷電機17，懸架28，電機安裝板18，聯(lián)軸器19組成。直流無刷電機17固定在電機安裝板18上，懸架28通過電機安裝板18連接。mecanum輪12通過聯(lián)軸器19與直流無刷電機17相連。

所述車架29通過減震機構(gòu)11與行走機構(gòu)30相連，連接方式為螺栓連接。所述減震機構(gòu)11由上彈簧座14、彈簧15、下彈簧座16組成，每個mecanum12輪使用兩個減震機構(gòu)11。

所述運輸機器人，使用stc90c51單片機作為控制板22的核心。采用手機終端控制法、語音控制法、循跡控制法控制運輸機器人的運動。循跡控制使用四個循跡傳感器27，循跡傳感器27掃描到位置信息后，控制板22讀取位置信息，判別運輸機器人相對于軌跡的位置，單片機處理后，進(jìn)行運動控制，實現(xiàn)循跡行進(jìn)。在手機終端控制軟件界面可以設(shè)定循跡控制功能的打開與關(guān)閉。

語音控制通過語音傳感器25實現(xiàn)操作人與運輸機器人間的通信。當(dāng)語音控制功能為打開狀態(tài)時，為避免外界雜音對運輸機器人控制產(chǎn)生干擾，設(shè)置了一級語音指令“機器人”。當(dāng)語音傳感器25識別到“機器人”的指令時，才會接收并處理下一條語音控制命令，否則設(shè)定時間內(nèi)不處理語音命令。接收到正確的一級語音指令后，語音傳感器25將接受二級語音指令，兩級指令都正確時，控制板22將控制運輸機器人運動。在手機終端控制軟件界面可控制語音控制功能的打開與關(guān)閉。

手機終端控制通過藍(lán)牙擴(kuò)展板24實現(xiàn)控制板22與手機終端之間的通信。操作者在手機終端上使用控制軟件進(jìn)行操作，通過手機藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)，與控制板22的藍(lán)牙擴(kuò)展板24接收到數(shù)據(jù)后，送至控制板22處理，從而控制運輸機器人的運動。

報警功能通過報警燈和蜂鳴器實現(xiàn)，報警燈和蜂鳴器均焊接于控制板上。當(dāng)遇到障礙物或發(fā)生故障時，運輸機器人1停止不動，蜂鳴器響，報警燈亮，提示操作人員處理。

避障功能通過四個避障傳感器34實現(xiàn)，避障傳感器34分布在運輸機器人本體的前后左右四個方向，某方位遇到障礙物后，避障傳感器34的輸出信號發(fā)生變化，控制板22讀取到避障傳感器34的信息，控制機器人停止，蜂鳴器響，報警燈亮，提示操作人員處理。

蓄電池21給運輸機器人1提供穩(wěn)定的直流電源，運輸臺6用于放置運輸?shù)奈锲贰?/p>

運輸機器人1可采用三種方式控制其運動，可在手機終端上使用手機終端控制，可使用語音控制，可使用循跡控制，三種控制方法可相互切換。在手機終端控制界面中，可對語音控制和循跡控制進(jìn)行打開和關(guān)閉設(shè)置。通過手機終端操作，控制板22控制直流無刷電機17轉(zhuǎn)動，從而帶動mecanum輪12轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)運輸機器人的全方位運動。手機終端切換到循跡控制模式后，循跡傳感器27讀取地面路徑信息，并傳輸?shù)娇刂瓢?2進(jìn)行處理，控制運輸機器人1沿著地面預(yù)定的路徑運動。手機終端切換到語音控制模式后，語音傳感器25等待一級語音指令“機器人”,一級指令正確語音傳感器25等待二級指令，二級指令正確語音傳感器25將識別結(jié)果傳給控制板22，控制運輸機器人1按照指令要求運動。

運動過程中，減震機構(gòu)11可削弱地面不平整對運輸機器人1運行的影響，避免打滑和不平穩(wěn)，確保四個車輪同時接觸地面，保證運行的穩(wěn)定性與運輸安全。

到達(dá)目的地后，運輸機器人1停止。若桌面或者工作臺面較高或較低時，通過手機終端控制步進(jìn)電機9轉(zhuǎn)動，帶動絲杠滑臺8運動，進(jìn)而帶動剪式舉升機構(gòu)2的升與降，改變運輸臺6的高度，取下物品，完成運輸任務(wù)。若在運輸過程中，遇到障礙物，運輸機器人1停止不動，蜂鳴器響，報警燈亮，提示操作人員處理。

本發(fā)明申請采用多種控制方法，使全方位移動運輸平臺具有多種控制方式，操作便利，具有較高的智能性，可以適應(yīng)多種運輸場合，靈活性強，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的實施例公布的是較佳的實施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實施例，領(lǐng)會本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。