[發明專利]一種移動式搬運機器人系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202011060848.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112093467A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李想;楊惠忠;黃加俊
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B65G47/90
• 分類號: B65G47/90;B25J5/00;B25J9/16;B25J15/08;B25J18/00;H02J7/00
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發明涉及物料搬運設備技術領域，尤其涉及一種移動式搬運機器人系統及其控制方法，所述移動式搬運機器人系統，包括：機器人移動平臺、主控計算機系統、機械手裝置、二維碼視覺定位系統和激光slam系統。傳統機械臂式機器人，工作范圍有限，移動式搬運機器人有效擴大固定式機械臂的X軸和Y軸增大工作范圍，節省了企業投入成本。另外，現有的移動牽引小車定位精度低，重復定位精度大多只有10mm，而本發明提出一種分層結合的導航控制方法，采用激光slam和近距離二維碼視覺復合導航的定位模式，重復定位精度可達2mm，也不會因為多種導航模式的存在而增加控制難度，讓移動平臺作為機械臂的可移動式底座成為可能。

技術領域

本發明涉及物料搬運設備技術領域，尤其涉及一種移動式搬運機器人系統及其控制方法。

背景技術

本發明背景技術中公開的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

在工業設備生產的過程中，物料和產品的搬運是其重要環節，其作業質量的好壞直接關系到生產的速度和效率，從而最終影響市場價格和經濟效益。

我國對生產物流的統計，機械工廠每生產1噸成品，需進行252噸次的裝卸搬運，其成本為加工成本的15.5％。生產注定伴隨著物料搬運，物料搬運重量常常是產品重量的數倍，甚至數十倍。在美國，裝卸搬運費用占總成本的20—30％；德國企業物料搬運費占營業額的1/3；日本物料搬運費占GDP的10.73％。在我國，鐵路運輸的始發和達到的裝卸作業費大致占運費的20％左右，船運占40％左右。

目前大多數搬運基本是人工搬運，勞動強度大、消耗時間長，且具有一定的危險性；部分公司采用固定式機械臂協助生產，但其作業范圍有限，一條生產線上往往需要多臺機械人協助生產搬運，這無疑對企業是較大的成本投入。如果將固定式機械手轉換成移動式協作搬運機器人不僅能減輕人們的勞動強度、節省人工成本、提高作業效率，而且能降低企業的生產和養護成本，因此，研究開發移動式搬運機器人實現生產資料的機械自動化搬運有著重要的實用價值和意義。然而，由于固定式機械手在工作中往往采用固定式世界坐標和機械坐標相結合的方式來確定工件的位置和姿態，移動狀態下由于定位精度難以達到作業要求。

綜上，目前的搬運機器人仍然存在以下方面的不足：

(1)固定式機械臂在實現搬運時工作范圍有限，臂展的長度往往限制了工作距離，如果在較大范圍內需要搬運作業，往往需要多臺機械臂協同工作，增加了工廠生產成本。

(2)傳統移動平臺采用單一導航方式工作，精度較低，若采用多種導航并存則會增加控制算法難度，多種導航信息同時處理對CPU的要求也會更高；

(3)單純的將AGV與機器臂融合在一起會導致機械臂的世界坐標出現變化(重復定位精度低，每次停止的位置都會有偏差)而導致工作出錯甚至出現故障。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種移動式搬運機器人系統及其控制方法,這種機器人能夠自動引導自身到達工件可搬運距離，實現機械臂夾取工件進行搬運，協同移動底盤行進至碼盤進行有序擺放，提高工件搬運效率。為實現上述目的，本發明的技術方案如下。

在本發明第一方面，公開一種移動式搬運機器人系統，包括：機器人移動平臺、主控計算機系統、機械手裝置、二維碼視覺定位系統和激光slam系統。

所述機器人移動平臺包括輪式車體、電源系統、智能充電口、輪子驅動電機及其控制器、激光避障單元和防撞條，其中：所述電源系統固定在輪式車體右端上表面上，且電源系統與設置在輪式車體右端端面上的智能充電口連接，所述輪子驅動電機與輪子連接，所述激光避障單元和防撞條均固定在輪式車體左端上表面上，即輪式車體面對前進方向的一端。