一种自避障式食品生产用无人码垛机器人

技术领域

本发明涉及码垛机器人技术领域，具体为一种自避障式食品生产用无人码垛机器人。

背景技术

目前我国码垛作业采用的搬运码垛方式有：人工搬运和码垛机械人，人工搬运存在劳动强度大、效率低和安全性差的问题；码垛机器人对纸箱、袋装等各种形状包装的货物都适用，且性能可靠、维修保养简单；

现有的码垛机器人一般一次输送一个包装产品，但码垛机器人在输送袋装产品时，可能会出现袋装产品从机械爪中脱落的现象，进而影响了转运的速度，从而影响了转运的效率，并且机械爪对袋装产品进行转运的过程中，可能会将袋子划破，从而使得袋子造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自避障式食品生产用无人码垛机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种自避障式食品生产用无人码垛机器人，包括：包括：机体，所述机体的两侧对称设置有履带，所述机体内设置有电机，所述履带通过传动轮连接电机中的驱动轴，所述机体的顶部设置有机械臂，所述机械臂远离机体的一侧设置有机械爪，所述机械爪包括：夹持板，所述夹持板的数目为二，所述夹持板对称设置在机械臂远离机体的一侧，两个所述夹持板的顶部设置有支撑架，所述支撑架上设置有轨道，所述夹持板通过电机驱动与轨道滑动连接，所述机体的四周设置有若干个摄像头及传感器；

工作人员通过控制器控制机体内的电机启动，电机中的驱动轴带动传动轮转动，传动轮转动带动履带转动，履带随即带动机体移动，机体随即向产品输送带移动，机体移动的过程中，控制器控制机体上的摄像头及传感器，摄像头及传感器随即对周围物体进行定位，随后将图像信号转变为电信号传递至控制器，控制器控制机体的转向，进而实现机体的自动避障，进而避免了机体在移动的过程中造成碰撞，当机体移动至产品输送带后，控制器控制机械臂及机械爪启动，控制器控制两个夹持板对袋装产品进行夹持，随后利用机械臂将袋装产品依次码放在货架上，进而提高了产品码垛的效率，提高了产品转运的速度。

优选的，所述机体远离机械臂的一端设置有货架口，所述货架口的两端对称设置有液压缸，两个所述液压缸相对的一侧设置有液压板，所述液压缸通过液压杆连接液压板，所述液压板靠近货架口的一侧设置有若干个插齿；

机体在移动至产品输送带之前，机体向靠近货架的一侧移动，机体移动带动货架口移动，随后货架进去货架口中，随后控制器控制液压缸启动，液压缸随即带动液压杆移动，液压杆推动液压板移动，两个液压板向相对的一侧移动，液压板移动的过程中，液压板带动插齿移动，插齿移动的过程中，插齿插入货架的底部，将货架抬离地面，实现了带动货架移动，避免了在货架和产品输送带之间来回移动进行码垛，节省了机体移动的时间，提高了产品码垛的效率。

优选的，两个所述夹持板相对的一侧设置有传动槽，所述传动槽对称设置在夹持板的两侧，所述传动槽内设置有两个传动辊，所述夹持板内设置有微型电机，所述微型电机中的驱动轴连接传动辊，所述传动辊上设置有传动带。

优选的，所述传动辊远离夹持板的一侧设置有活动轮，所述活动轮与传动带的内壁转动连接，所述传动带靠近夹持板边缘的一侧设置有移动槽，所述移动槽内设置有电缸，所述电缸靠近活动轮的一侧设置有活动块，所述电缸中的推杆连接活动块，所述活动块与移动槽滑动连接，所述活动轮与活动块转动连接。

优选的，两个所述传动带之间设置有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有滑动板，所述滑动板远离滑动槽的一侧设置有斜面，所述滑动板靠近滑动槽的一侧设置有滑块，所述滑块侧壁中设置有滑轮，所述滑块内设置有微型电机，所述微型电机中的驱动轴连接滑轮。

优选的，所述滑动板的一侧设置有若干个转动口，所述转动口内设置有转动板，所述转动口及转动板呈蜂窝状，一排所述转动板向上转动，另一排所述转动板向下转动。

优选的，所述滑动板的内部设置有空腔，所述空腔内设置有气囊，所述气囊连接转动板，所述机体上设置有气泵，所述气泵通过管道连通气囊；

当夹持板在机械臂的作用下移动至产品输送带的上方后，夹持板在电机的带动下移动，夹持板沿着轨道在支撑板上相对移动，使得两个夹持板的间距等于袋装产品的宽度，随后控制器控制夹持板内的微型电机启动，微型电机中的驱动轴随即带动传动辊转动，传动辊带动传动带转动，传动带向靠近支撑板的一侧转动，传动带转动时带动活动轮转动；

当需要对袋装产品进行夹持时，控制器控制移动槽中的电缸启动，电缸中的推杆向靠近移动槽的一侧移动，推杆随即带动活动块移动，活动块沿着移动槽向远离活动轮的一侧移动，活动块移动时带动活动轮移动，活动轮受到活动块的拉扯作用下移动，由于活动轮设置在传动带的内壁，活动轮移动时，带动传动带底部一侧向靠近滑动板斜面的一侧移动，使得相对的两个传动带的底部间的间距大于袋装产品的宽度，进而增加了传动带与袋装产品的接触面积，进而使得袋装产品在传动带的作用下移动，袋装产品随即沿着传动带向靠近支撑板的一侧移动，进而实现了袋装产品的夹持，避免了传统夹爪在对袋装产品进行夹持的过程中，可能将袋子钩破造成损坏，进而保障了袋子的完整性；

当夹持板对袋装产品夹持完毕后，控制器控制移动槽中的电缸伸长，电缸中的推杆带动活动块向远离电缸的一侧移动，活动块随即带动活动轮向远离夹持板的一侧移动，使得相对两个传动带底部之间的间距小于袋装产品的宽度，进而实现了对袋装产品的托底，避免了机械臂在转运的过程中，袋装产品从两个夹持板之间脱落，提高了产品转运的效率，避免了产品包装受到损伤；

当袋装产品质量较大时，袋装产品在传动带的摩擦力的作用下移动至滑动板的表面时，控制器控制机体表面的气泵启动，气泵随即将外界口气抽取，抽取的外界气体随即通过管道输送至空腔中的气囊中，气囊随即充入大量的外界空气，此时气囊内部的压力大于外界压力，使得气囊出现膨胀现象，气囊随即向靠近转动口的一侧膨胀，气囊膨胀的过程中，气囊将转动板向远离转动口一侧推动，使得转动板沿着转动口的一侧转动，由于夹持的产品为袋装产品，袋装产品的表面为柔性材料，转动板转动后嵌入袋装产品的表面，进而使得袋装产品与夹持板的接触面积增大，进而增加了夹持板对袋装产品的摩擦力，从而避免了袋装产品从夹持板之间滑落，进一步提高了袋装产品的转运效率，提高了袋装产品的夹持质量，避免了袋子的损坏。

优选的，所述滑动板的底部设置有顶针，所述顶针与滑动板滑动连接，所述顶针为中空结构，所述气囊的底部设置有出气口，所述出气口设置有阀门，所述顶针连接阀门；

夹持板对袋装产品进行夹持后，机械臂带动机械爪转动，机械臂向靠近货架口的一侧转动，当夹持板移动至货架的上方后，控制器控制滑动板的滑块中的微型电机启动，微型电机中的驱动轴带动滑轮转动，滑轮带动滑动板沿着滑动槽的侧壁移动，滑动板向远离滑动槽的一侧移动，滑动板带动顶针移动，当顶针接触到货架后，顶针向靠近气囊的一侧移动，顶针将气囊出气口中的阀门顶升，阀门随即开启，气囊内的气体随即通过阀门和顶针带出，气囊泄气后，转动板随即向靠近转动口的一侧复位，随后控制器控制传动带反转，使得传动带带动袋装产品码垛在货架上，提高了袋装产品的码垛效率。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1.当需要对袋装产品进行夹持时，控制器控制移动槽中的电缸启动，电缸中的推杆向靠近移动槽的一侧移动，推杆随即带动活动块移动，活动块沿着移动槽向远离活动轮的一侧移动，活动块移动时带动活动轮移动，活动轮受到活动块的拉扯作用下移动，由于活动轮设置在传动带的内壁，活动轮移动时，带动传动带底部一侧向靠近滑动板斜面的一侧移动，使得相对的两个传动带的底部间的间距大于袋装产品的宽度，进而增加了传动带与袋装产品的接触面积，进而使得袋装产品在传动带的作用下移动，袋装产品随即沿着传动带向靠近支撑板的一侧移动，进而实现了袋装产品的夹持，避免了传统夹爪在对袋装产品进行夹持的过程中，可能将袋子钩破造成损坏，进而保障了袋子的完整性。

2.当袋装产品质量较大时，袋装产品在传动带的摩擦力的作用下移动至滑动板的表面时，控制器控制机体表面的气泵启动，气泵随即将外界口气抽取，抽取的外界气体随即通过管道输送至空腔中的气囊中，气囊随即充入大量的外界空气，此时气囊内部的压力大于外界压力，使得气囊出现膨胀现象，气囊随即向靠近转动口的一侧膨胀，气囊膨胀的过程中，气囊将转动板向远离转动口一侧推动，使得转动板沿着转动口的一侧转动，由于夹持的产品为袋装产品，袋装产品的表面为柔性材料，转动板转动后嵌入袋装产品的表面，进而使得袋装产品与夹持板的接触面积增大，进而增加了夹持板对袋装产品的摩擦力，从而避免了袋装产品从夹持板之间滑落，进一步提高了袋装产品的转运效率，提高了袋装产品的夹持质量，避免了袋子的损坏。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的主体图；

图2是机械爪的结构示意图；

图3是夹持板的结构示意图；

图4是夹持板的正视图；

图5是夹持板的内部结构示意图；

图6是滑动板的结构示意图；

图中：1、机体；11、履带；12、机械臂；13、货架口；14、液压板；15、插齿；

2、机械爪；21、夹持板；22、传动槽；23、传动辊；24、传动带；25、活动轮；26、移动槽；27、活动块；28、滑动槽；29、滑动板；30、转动口；31、转动板；32、空腔；33、气囊；34、滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供技术方案：

一种自避障式食品生产用无人码垛机器人，包括：包括：机体1，所述机体1的两侧对称设置有履带11，所述机体1内设置有电机，所述履带11通过传动轮连接电机中的驱动轴，所述机体1的顶部设置有机械臂12，所述机械臂12远离机体1的一侧设置有机械爪2，所述机械爪2包括：夹持板21，所述夹持板21的数目为二，所述夹持板21对称设置在机械臂12远离机体1的一侧，两个所述夹持板21的顶部设置有支撑架，所述支撑架上设置有轨道，所述夹持板21通过电机驱动与轨道滑动连接，所述机体1的四周设置有若干个摄像头及传感器；

工作人员通过控制器控制机体1内的电机启动，电机中的驱动轴带动传动轮转动，传动轮转动带动履带11转动，履带11随即带动机体1移动，机体1随即向产品输送带移动，机体1移动的过程中，控制器控制机体1上的摄像头及传感器，摄像头及传感器随即对周围物体进行定位，随后将图像信号转变为电信号传递至控制器，控制器控制机体1的转向，进而实现机体1的自动避障，进而避免了机体1在移动的过程中造成碰撞，当机体1移动至产品输送带后，控制器控制机械臂12及机械爪2启动，控制器控制两个夹持板21对袋装产品进行夹持，随后利用机械臂12将袋装产品依次码放在货架上。

作为本发明的一种具体实施方式，所述机体1远离机械臂12的一端设置有货架口13，所述货架口13的两端对称设置有液压缸，两个所述液压缸相对的一侧设置有液压板14，所述液压缸通过液压杆连接液压板14，所述液压板14靠近货架口13的一侧设置有若干个插齿15；

机体1在移动至产品输送带之前，机体1向靠近货架的一侧移动，机体1移动带动货架口13移动，随后货架进去货架口13中，随后控制器控制液压缸启动，液压缸随即带动液压杆移动，液压杆推动液压板14移动，两个液压板14向相对的一侧移动，液压板14移动的过程中，液压板14带动插齿15移动，插齿15移动的过程中，插齿15插入货架的底部，将货架抬离地面，实现了带动货架移动，避免了在货架和产品输送带之间来回移动进行码垛。

作为本发明的一种具体实施方式，两个所述夹持板21相对的一侧设置有传动槽22，所述传动槽22对称设置在夹持板21的两侧，所述传动槽22内设置有两个传动辊23，所述夹持板21内设置有微型电机，所述微型电机中的驱动轴连接传动辊23，所述传动辊23上设置有传动带24。

作为本发明的一种具体实施方式，所述传动辊23远离夹持板21的一侧设置有活动轮25，所述活动轮25与传动带24的内壁转动连接，所述传动带24靠近夹持板21边缘的一侧设置有移动槽26，所述移动槽26内设置有电缸，所述电缸靠近活动轮25的一侧设置有活动块27，所述电缸中的推杆连接活动块27，所述活动块27与移动槽26滑动连接，所述活动轮25与活动块27转动连接。

作为本发明的一种具体实施方式，两个所述传动带24之间设置有滑动槽28，所述滑动槽28内滑动连接有滑动板29，所述滑动板29远离滑动槽28的一侧设置有斜面，所述滑动板29靠近滑动槽28的一侧设置有滑块34，所述滑块34侧壁中设置有滑轮，所述滑块34内设置有微型电机，所述微型电机中的驱动轴连接滑轮。

作为本发明的一种具体实施方式，所述滑动板29的一侧设置有若干个转动口30，所述转动口30内设置有转动板31，所述转动口30及转动板31呈蜂窝状，一排所述转动板31向上转动，另一排所述转动板31向下转动。

作为本发明的一种具体实施方式，所述滑动板29的内部设置有空腔32，所述空腔32内设置有气囊33，所述气囊33连接转动板31，所述机体1上设置有气泵，所述气泵通过管道连通气囊33；

当夹持板21在机械臂12的作用下移动至产品输送带的上方后，夹持板21在电机的带动下移动，夹持板21沿着轨道在支撑板上相对移动，使得两个夹持板21的间距等于袋装产品的宽度，随后控制器控制夹持板21内的微型电机启动，微型电机中的驱动轴随即带动传动辊23转动，传动辊23带动传动带24转动，传动带24向靠近支撑板的一侧转动，传动带24转动时带动活动轮25转动；

当需要对袋装产品进行夹持时，控制器控制移动槽26中的电缸启动，电缸中的推杆向靠近移动槽26的一侧移动，推杆随即带动活动块27移动，活动块27沿着移动槽26向远离活动轮25的一侧移动，活动块27移动时带动活动轮25移动，活动轮25受到活动块27的拉扯作用下移动，由于活动轮25设置在传动带24的内壁，活动轮25移动时，带动传动带24底部一侧向靠近滑动板29斜面的一侧移动，使得相对的两个传动带24的底部间的间距大于袋装产品的宽度，进而增加了传动带24与袋装产品的接触面积，进而使得袋装产品在传动带24的作用下移动，袋装产品随即沿着传动带24向靠近支撑板的一侧移动，进而实现了袋装产品的夹持，避免了传统夹爪在对袋装产品进行夹持的过程中，可能将袋子钩破造成损坏；

当夹持板21对袋装产品夹持完毕后，控制器控制移动槽26中的电缸伸长，电缸中的推杆带动活动块27向远离电缸的一侧移动，活动块27随即带动活动轮25向远离夹持板21的一侧移动，使得相对两个传动带24底部之间的间距小于袋装产品的宽度，进而实现了对袋装产品的托底，避免了机械臂12在转运的过程中，袋装产品从两个夹持板21之间脱落；

当袋装产品质量较大时，袋装产品在传动带24的摩擦力的作用下移动至滑动板29的表面时，控制器控制机体1表面的气泵启动，气泵随即将外界口气抽取，抽取的外界气体随即通过管道输送至空腔32中的气囊33中，气囊33随即充入大量的外界空气，此时气囊33内部的压力大于外界压力，使得气囊33出现膨胀现象，气囊33随即向靠近转动口30的一侧膨胀，气囊33膨胀的过程中，气囊33将转动板31向远离转动口30一侧推动，使得转动板31沿着转动口30的一侧转动，由于夹持的产品为袋装产品，袋装产品的表面为柔性材料，转动板31转动后嵌入袋装产品的表面，进而使得袋装产品与夹持板21的接触面积增大，从而避免了袋装产品从夹持板21之间滑落。

作为本发明的一种具体实施方式，所述滑动板29的底部设置有顶针，所述顶针与滑动板29滑动连接，所述顶针为中空结构，所述气囊33的底部设置有出气口，所述出气口设置有阀门，所述顶针连接阀门；

夹持板21对袋装产品进行夹持后，机械臂12带动机械爪2转动，机械臂12向靠近货架口13的一侧转动，当夹持板21移动至货架的上方后，控制器控制滑动板29的滑块34中的微型电机启动，微型电机中的驱动轴带动滑轮转动，滑轮带动滑动板29沿着滑动槽28的侧壁移动，滑动板29向远离滑动槽28的一侧移动，滑动板29带动顶针移动，当顶针接触到货架后，顶针向靠近气囊33的一侧移动，顶针将气囊33出气口中的阀门顶升，阀门随即开启，气囊33内的气体随即通过阀门和顶针带出，气囊33泄气后，转动板31随即向靠近转动口30的一侧复位，随后控制器控制传动带24反转，使得传动带24带动袋装产品码垛在货架上。

本发明的工作原理：

工作人员通过控制器控制机体1内的电机启动，电机中的驱动轴带动传动轮转动，传动轮转动带动履带11转动，履带11随即带动机体1移动，机体1在移动至产品输送带之前，机体1向靠近货架的一侧移动，机体1移动带动货架口13移动，随后货架进去货架口13中，随后控制器控制液压缸启动，液压缸随即带动液压杆移动，液压杆推动液压板14移动，两个液压板14向相对的一侧移动，液压板14移动的过程中，液压板14带动插齿15移动，插齿15移动的过程中，插齿15插入货架的底部，将货架抬离地面，实现了带动货架移动，避免了在货架和产品输送带之间来回移动进行码垛；

机体1随即向产品输送带移动，机体1移动的过程中，控制器控制机体1上的摄像头及传感器，摄像头及传感器随即对周围物体进行定位，随后将图像信号转变为电信号传递至控制器，控制器控制机体1的转向，进而实现机体1的自动避障，进而避免了机体1在移动的过程中造成碰撞，当机体1移动至产品输送带后，控制器控制机械臂12及机械爪2启动，控制器控制两个夹持板21对袋装产品进行夹持，随后利用机械臂12将袋装产品依次码放在货架上；

当夹持板21在机械臂12的作用下移动至产品输送带的上方后，夹持板21在电机的带动下移动，夹持板21沿着轨道在支撑板上相对移动，使得两个夹持板21的间距等于袋装产品的宽度，随后控制器控制夹持板21内的微型电机启动，微型电机中的驱动轴随即带动传动辊23转动，传动辊23带动传动带24转动，传动带24向靠近支撑板的一侧转动，传动带24转动时带动活动轮25转动；

当需要对袋装产品进行夹持时，控制器控制移动槽26中的电缸启动，电缸中的推杆向靠近移动槽26的一侧移动，推杆随即带动活动块27移动，活动块27沿着移动槽26向远离活动轮25的一侧移动，活动块27移动时带动活动轮25移动，活动轮25受到活动块27的拉扯作用下移动，由于活动轮25设置在传动带24的内壁，活动轮25移动时，带动传动带24底部一侧向靠近滑动板29斜面的一侧移动，使得相对的两个传动带24的底部间的间距大于袋装产品的宽度，进而增加了传动带24与袋装产品的接触面积，进而使得袋装产品在传动带24的作用下移动，袋装产品随即沿着传动带24向靠近支撑板的一侧移动，进而实现了袋装产品的夹持，避免了传统夹爪在对袋装产品进行夹持的过程中，可能将袋子钩破造成损坏；

当夹持板21对袋装产品夹持完毕后，控制器控制移动槽26中的电缸伸长，电缸中的推杆带动活动块27向远离电缸的一侧移动，活动块27随即带动活动轮25向远离夹持板21的一侧移动，使得相对两个传动带24底部之间的间距小于袋装产品的宽度，进而实现了对袋装产品的托底，避免了机械臂12在转运的过程中，袋装产品从两个夹持板21之间脱落；

当袋装产品质量较大时，袋装产品在传动带24的摩擦力的作用下移动至滑动板29的表面时，控制器控制机体1表面的气泵启动，气泵随即将外界口气抽取，抽取的外界气体随即通过管道输送至空腔32中的气囊33中，气囊33随即充入大量的外界空气，此时气囊33内部的压力大于外界压力，使得气囊33出现膨胀现象，气囊33随即向靠近转动口30的一侧膨胀，气囊33膨胀的过程中，气囊33将转动板31向远离转动口30一侧推动，使得转动板31沿着转动口30的一侧转动，由于夹持的产品为袋装产品，袋装产品的表面为柔性材料，转动板31转动后嵌入袋装产品的表面，进而使得袋装产品与夹持板21的接触面积增大，从而避免了袋装产品从夹持板21之间滑落；

夹持板21对袋装产品进行夹持后，机械臂12带动机械爪2转动，机械臂12向靠近货架口13的一侧转动，当夹持板21移动至货架的上方后，控制器控制滑动板29的滑块34中的微型电机启动，微型电机中的驱动轴带动滑轮转动，滑轮带动滑动板29沿着滑动槽28的侧壁移动，滑动板29向远离滑动槽28的一侧移动，滑动板29带动顶针移动，当顶针接触到货架后，顶针向靠近气囊33的一侧移动，顶针将气囊33出气口中的阀门顶升，阀门随即开启，气囊33内的气体随即通过阀门和顶针带出，气囊33泄气后，转动板31随即向靠近转动口30的一侧复位，随后控制器控制传动带24反转，使得传动带24带动袋装产品码垛在货架上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。