【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动控制，涉及一种物流搬运机器人及其工作方法。
技术介绍
1、现有的物流搬运技术面临多种挑战：
2、1)采用固定式大型机械臂对货物进行抓取和放置，配以多个小型搬运机器人协同工作来运输货物，最后由卸货区的机械臂进行卸载。在这些分体式设备之间频繁切换，易造成资源浪费。
3、2)普遍采用起重机龙门架和塔吊结构。它们通常体积庞大、重量沉重，需要拆装并铺设专门的运输通道或轨道，甚至安装空间架构。
4、3)对于不同类型的货物，通常需要使用摄像头识别技术进行抓取前的技术判断，这增加了搬运设备成本和电路及软件算法的复杂性。
5、4)抓取工具一般包括单一夹爪结构和吸盘式，但它们在处理不同形状、表面光滑程度不同、大小和重量不同的物品时，抓取成功率会受到一定程度的影响。
6、总之，设计和制造一种装卸运输一体化的智能物流搬运机器人，能够对搬运物品的适用性强及效率高等，有巨大应用前景和使用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种物流搬运机器人及其工作方法，该机器人及其工作方法能够实现货物的装卸，同时具有适用性强以及效率高的特点。
2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种物流搬运机器人，包括机器人本体、主控板、激光雷达模块、直流减速电机驱动模块、机械臂控制板、限位器模块、步进电机驱动模块、机械臂及舵机驱动模块；
3、主控板的输入端与激光雷达模块相连接，主控板的输出端与直流减
4、主控板与机械臂控制板之间通过串口相连接。
5、还包括光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块，主控板的输入端与光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块相连接。
6、本专利技术所述物流搬运机器人的工作方法，包括以下步骤：
7、1)对机器人进行复位；
8、2)通过激光雷达检测并识别货物；
9、3)驱动机器人行进至取物区；
10、4)通过机械臂对货物进行抓取；
11、5)将抓取到的货物放置至机器人的仓储区；
12、6)驱动机器人行驶至堆物区；
13、7)控制机械臂从仓储区中抓取货物；
14、8)控制机械臂，将货物移动至放置区，并对货物进行卸货及堆放。
15、步骤1)的具体过程为：
16、机械臂控制板驱动机械臂运动到复位点，当限位装置检测到机械臂上的限位点时，将信号发给主控板，主控板检测到信号后，则停止步进电机转动，并开始下一个电机的复位，当所有电机复位完毕，运机器人处于起始状态。
17、步骤2)的过程为：
18、机器人前侧的激光雷达向四周发出激光脉冲信号，并将接收到的返回信号送至主控板，主控板根据接收到数据解析出机器人周围的环境及货物的位置，并辨别货物的形状及大小，将货物的位置以空间笛卡尔坐标的形式发送给机械臂控制板，机械臂控制板根据货物的位置解析出各电机所需旋转的角度，同时主控板根据货物的位置计算机器人所需行驶的取物位置。
19、步骤3)的过程为：
20、主控板根据货物的位置，控制直流减速电机驱动车轮移动到取物区。
21、还包括光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块，主控板的输入端与光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块相连接，光电编码器、mpu6050陀螺仪及红外循迹模块分别向主控板发送脉冲、角速度及位置偏移量信息，主控板脉冲、角速度及位置偏移量信息进行pid速度闭环、位置闭环及方向闭环，并输出pwm信号，然后通过pwm信号利用电机驱动模块控制直流减速电机。
22、步骤4)的过程为：
23、机器人到达取物区，直流减速电机停止转动，主控板向机械臂控制板发送运行指令，机械臂控制板解析指令，以计算各机械臂关节的转动角度，再将各机械臂关节的转动角度转换为各步进电机的脉冲数，然后通过步进电机驱动模块驱动步进电机转动，进而控制机械臂的运动。
24、步骤5)的具体操作为：
25、主控板根据货物的大小和形状，为货物分配机器人上的仓储位置，并将仓储位置坐标发送给机械臂控制板，机械臂控制板进行运动解算后，控制步进电机转动，步进电机带动机械臂将货物放至对应的仓储区，放置到位，夹爪松开，货物掉入仓储区内。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术所述的物流搬运机器人及其工作方法在具体操作时，不同于传统物流搬运设备的分体式结构，采用抓取、放置、移动及堆放货物一体化的设计，只需一台机器人即可，且一次可搬运多种物品，无需切换搬运设备，提高了搬运的效率，适用性较强。
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1.一种物流搬运机器人，其特征在于，包括机器人本体、主控板、激光雷达模块、直流减速电机驱动模块、机械臂控制板、限位器模块、步进电机驱动模块、机械臂及舵机驱动模块；
2.根据权利要求1所述的物流搬运机器人，其特征在于，主控板与机械臂控制板之间通过串口相连接。
3.根据权利要求1所述的物流搬运机器人，其特征在于，还包括光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块，主控板的输入端与光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块相连接。
4.一种权利要求1所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：
6.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤2)的过程为：
7.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤3)的过程为：
8.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，还包括光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块，主控板的输入端与光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块相连接，光电编码器
9.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤4)的过程为：
10.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤5)的具体操作为：
...【技术特征摘要】
1.一种物流搬运机器人，其特征在于，包括机器人本体、主控板、激光雷达模块、直流减速电机驱动模块、机械臂控制板、限位器模块、步进电机驱动模块、机械臂及舵机驱动模块；
2.根据权利要求1所述的物流搬运机器人，其特征在于，主控板与机械臂控制板之间通过串口相连接。
3.根据权利要求1所述的物流搬运机器人，其特征在于，还包括光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块，主控板的输入端与光电编码器、陀螺仪模块及红外循迹模块相连接。
4.一种权利要求1所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：
6.根据权利要求4所述物流搬运机器人的工作方法，其特征在于，步骤2)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨润玲，王洪波，宋一杰，叶文杰，袁恒扬，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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