一种基于人工智能的码垛机器人及其工作方法

摘要

本发明涉及一种基于人工智能的码垛机器人，包括下壳体，所述下壳体两端均开设有收纳槽，收纳槽两侧内壁均固定连接有第一气缸，第一气缸输出轴连接有安装块，两个安装块之间固定连接有同一个主板，主板底部中间位置固定连接有托板，托板截面设置成L形，主板底部两侧均开设有第一凹槽，第一凹槽内转动连接有夹板，主板顶部两侧均开设有活动口，活动口内设置有活动块，活动块和活动口内壁之间固定连接有同一个第一弹簧，活动块顶部转动连接有第一连杆，第一连杆顶部转动连接有第二连杆，第二连杆和夹板之间转动连接；本发明利用L形的托板对货物进行承托，利用夹板从货物的中间位置形成夹持，从而有效避免对货物造成损伤。

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于人工智能的码垛机器人。

背景技术

码垛机器人，是机械与计算机程序有机结合的产物，为现代生产提供了更高的生产效率，码垛机器在码垛行业有着相当广泛的应用，码垛机器人大大节省了劳动力，节省空间，码垛机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高。

码垛机器人一般包括机械臂和机械手两大组成部分，通过机械臂进行运动，通过机械手对货物进行抓取，现有的码垛机器人的机械手，一般仅通过夹持的动作，将货物的两侧夹住，实现抓取动作，这样容易对货物或货箱的外表造成损伤，故而提出一种基于人工智能的码垛机器人来解决上述所提出的问题。

为了解决上述问题，本发明中提出了一种基于人工智能的码垛机器人。

发明内容

本发明的目的在于克服现有机械手容易损伤货物的问题，适应现实需要，提供一种基于人工智能的码垛机器人，以解决上述技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于人工智能的码垛机器人，包括下壳体，所述下壳体两端均开设有收纳槽，收纳槽两侧内壁均固定连接有第一气缸，第一气缸输出轴连接有安装块，两个安装块之间固定连接有同一个主板，主板底部中间位置固定连接有托板，托板截面设置成L形，主板底部两侧均开设有第一凹槽，第一凹槽内转动连接有夹板，主板顶部两侧均开设有活动口，活动口内设置有活动块，活动块和活动口内壁之间固定连接有同一个第一弹簧，活动块顶部转动连接有第一连杆，第一连杆顶部转动连接有第二连杆，第二连杆和夹板之间转动连接，活动块连接有驱动机构。

优选地，所述驱动机构包括第二气缸，下壳体顶部固定连接有上壳体，上壳体两端均开设有导槽，导槽内滑动连接有导块，第二气缸固定连接于导槽的顶部内壁，第二气缸输出轴和导块之间固定连接，两个活动块之间转动连接有同一个架杆，架杆上套设有套杆，套杆和导块之间转动连接。

优选地，所述活动口两侧内壁均开设有限位槽，限位槽内滑动连接有限位块，限位块和活动块之间固定连接。

优选地，所述夹板内端面粘接固定有气囊，气囊内端面截面设置成波浪形。

优选地，所述上壳体一侧贯穿固定有管头，下壳体靠近管头的一侧固定连接有风机，风机进风端连通有连接管，连接管的另一端和管头连通，上壳体和下壳体相通，下壳体底部开设有密布的透气口。

优选地，所述下壳体底部粘接固定有海绵。

优选地，所述下壳体两侧内壁之间转动连接有同一个第一轴杆，第一轴杆上套设固定有两个呈两侧对称分布的第一套环，第一套环圆周外壁固定连接有多个环形阵列分布的第一叶板，上壳体两侧内壁之间转动连接有同一个第二轴杆，第二轴杆上套设固定有两个呈两侧对称分布的第二套环，第二套环圆周外壁固定连接有多个环形阵列分布的第二叶板，第一轴杆上套设固定有第二带轮，第二轴杆上套设固定有第一带轮，第一带轮和第二带轮之间套设有同一个皮带。

优选地，所述托板底部开设有多个均匀分布的安装槽，安装槽内设置有辊轴，辊轴圆周外壁设置有多个环形阵列分布的拨条，拨条截面设置成月牙状，拨条和辊轴为一体结构，辊轴连接有移位机构。

优选地，所述移位机构包括滑块，安装槽两侧内壁均开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，辊轴转动连接于两个滑块之间，滑块和滑槽内壁之间固定连接有同一个第二弹簧。

有益效果：

1、将上壳体安装到机械臂上，在进行抓取时，启动第二气缸第二气缸输出轴将导块顺着导槽的方向，向下推动，继而通过套杆推动架杆运动，继而通过架杆对活动块施加推力，主板受力后绕着安装块的轴向进行转动，直到主板和货物的表面贴齐，此时两个L形的托板一边对货物形成夹持动作，一边对货物的底部进行承托，此时，第二气缸输出轴继续延伸，主板由于受到货物的阻碍不再转动，此时架杆作用在活动块上的推力，驱使活动块跟随限位块一起，顺着限位槽向下移动，对第一弹簧形成压缩，同时，活动块移动时，驱使第一连杆和第二连杆进行移动，第二连杆对夹板形成推力，使得夹板继续从中间位置将货物压紧，从而有效防止对货物造成损伤，进一步的，需要对不同高度的货物进行抓取时，可预先启动第一气缸，从而调节主板的相对高度位置，从而适应不同高度的货物，并设置有气囊，且气囊的表面为波浪形，即可增加对货物夹取时的摩擦阻力，提高夹取的稳定性，通过气囊的弹性防止夹板和货物之间损伤，对于纸箱或容易变形的货物抓取时，气囊受到挤压后，气囊内的气体会发生运动，从而适应货物变形的表面，使得气囊和货物表面充分贴合接触，从而提高抓取稳定性。

2、对于质量较轻的货物进行抓取时，可启动第一气缸和第二气缸，使得主板以及托板的整体收纳到收纳槽内，启动风机，风机通过连接管进行吸气，在透气口处形成由下而上的吸力，即可通过下壳体对货物的顶部进行吸取，实现抓取动作，并设置有海绵，当货物被吸上后，海绵和货物直接接触的位置会形成凹槽，凹陷的边缘会对货物四周形成包裹，由于海绵具有良好的透气性，凹陷的边缘会产生较强的负压，从而提高对货物抓取的稳定性，有效防止货物移位，同时由于海绵的透气性，可对风机在下壳体内产生的气流形成一定的匀气效果，使得海绵上产生的吸力均匀。

3、上壳体内的气流会带动第二叶板转动，继而带动第二套环、第二轴杆和第一带轮转动，继而通过第一带轮、第二带轮和皮带的传动作用下，带动第一轴杆、第一套环和第一叶板转动，即可通过转动的第一叶板进行匀气，使得透气口处产生的吸力均匀。

4、当托板从货物的底部进入时，由于托板是通过转动的轨迹进入到货物的底部，即可通过辊轴上的拨条和货物进行接触，拨条受到摩擦力作用，会跟随辊轴一起发生转动，转动的拨条会将货物间断性顶起，从而便于托板进入到货物的底部，拨条截面设置成月牙状，即可降低对货物底部的损伤，并且辊轴和拨条的整体在受压后，跟随滑块一起，顺着滑槽向下移动，收纳到安装槽内，即可有效避免对托板进入到货物下方形成阻碍。

附图说明

图1为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的A处放大结构示意图；

图3为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的下壳体底部结构示意图；

图4为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的海绵工作状态结构示意图；

图5为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的内部结构示意图；

图6为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的B处放大结构示意图；

图7为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的托板结构示意图；

图8为本发明一种基于人工智能的码垛机器人的C处放大结构示意图。

附图标记如下：

1、下壳体；2、收纳槽；3、第一气缸；4、安装块；5、主板；6、托板；7、第一凹槽；8、夹板；9、活动口；10、活动块；11、第一弹簧；12、第一连杆；13、第二连杆；14、上壳体；15、导槽；16、第二气缸；17、导块；18、套杆；19、架杆；20、限位槽；21、限位块；22、气囊；23、透气口；24、海绵；25、风机；26、连接管；27、第一轴杆；28、第一套环；29、第一叶板；30、第二轴杆；31、第二套环；32、第二叶板；33、第一带轮；34、第二带轮；35、皮带；36、安装槽；37、滑槽；38、滑块；39、第二弹簧；40、辊轴；41、拨条。

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。

下面结合附图1-8和实施例对本发明进一步说明：

本实施例中，如图1-2所示，一种基于人工智能的码垛机器人，包括下壳体1，下壳体1两端均开设有收纳槽2，收纳槽2两侧内壁均固定连接有第一气缸3，第一气缸3输出轴连接有安装块4，两个安装块4之间固定连接有同一个主板5，主板5底部中间位置固定连接有托板6，托板6截面设置成L形，主板5底部两侧均开设有第一凹槽7，第一凹槽7内转动连接有夹板8，主板5顶部两侧均开设有活动口9，活动口9内设置有活动块10，活动块10和活动口9内壁之间固定连接有同一个第一弹簧11，活动块10顶部转动连接有第一连杆12，第一连杆12顶部转动连接有第二连杆13，第二连杆13和夹板8之间转动连接，活动块10连接有驱动机构。

进一步的，驱动机构包括第二气缸16，下壳体1顶部固定连接有上壳体14，上壳体14两端均开设有导槽15，导槽15内滑动连接有导块17，第二气缸16固定连接于导槽15的顶部内壁，第二气缸16输出轴和导块17之间固定连接，两个活动块10之间转动连接有同一个架杆19，架杆19上套设有套杆18，套杆18和导块17之间转动连接，即可为抓取动作提供动力。

进一步的，活动口9两侧内壁均开设有限位槽20，限位槽20内滑动连接有限位块21，限位块21和活动块10之间固定连接，即可对活动块10进行限位移动。

进一步的，夹板8内端面粘接固定有气囊22，气囊22内端面截面设置成波浪形，即可提高抓取的稳定性。

本实施例中，参照图3-6，上壳体14一侧贯穿固定有管头，下壳体1靠近管头的一侧固定连接有风机25，风机25进风端连通有连接管26，连接管26的另一端和管头连通，上壳体14和下壳体1相通，下壳体1底部开设有密布的透气口23，即可通过吸取动作，对货物实现抓取。

进一步的，下壳体1底部粘接固定有海绵24，即可提高对货物抓取的稳定性。

进一步的，下壳体1两侧内壁之间转动连接有同一个第一轴杆27，第一轴杆27上套设固定有两个呈两侧对称分布的第一套环28，第一套环28圆周外壁固定连接有多个环形阵列分布的第一叶板29，上壳体14两侧内壁之间转动连接有同一个第二轴杆30，第二轴杆30上套设固定有两个呈两侧对称分布的第二套环31，第二套环31圆周外壁固定连接有多个环形阵列分布的第二叶板32，第一轴杆27上套设固定有第二带轮34，第二轴杆30上套设固定有第一带轮33，第一带轮33和第二带轮34之间套设有同一个皮带35，即可形成匀气效果。

本实施例中，参照图7-8，托板6底部开设有多个均匀分布的安装槽36，安装槽36内设置有辊轴40，辊轴40圆周外壁设置有多个环形阵列分布的拨条41，拨条41截面设置成月牙状，拨条41和辊轴40为一体结构，辊轴40连接有移位机构，即可便于托板6进入到货物的下方。

进一步的，移位机构包括滑块38，安装槽36两侧内壁均开设有滑槽37，滑槽37内滑动连接有滑块38，辊轴40转动连接于两个滑块38之间，滑块38和滑槽37内壁之间固定连接有同一个第二弹簧39，即可避免对托板6的进入过程形成阻碍。

将上壳体14安装到机械臂上，在进行抓取时，启动第二气缸16第二气缸16输出轴将导块17顺着导槽15的方向，向下推动，继而通过套杆18推动架杆19运动，继而通过架杆19对活动块10施加推力，主板5受力后绕着安装块4的轴向进行转动，直到主板5和货物的表面贴齐，此时两个L形的托板6一边对货物形成夹持动作，一边对货物的底部进行承托，此时，第二气缸16输出轴继续延伸，主板5由于受到货物的阻碍不再转动，此时架杆19作用在活动块10上的推力，驱使活动块10跟随限位块21一起，顺着限位槽20向下移动，对第一弹簧11形成压缩，同时，活动块10移动时，驱使第一连杆12和第二连杆13进行移动，第二连杆13对夹板8形成推力，使得夹板8继续从中间位置将货物压紧，从而有效防止对货物造成损伤，进一步的，需要对不同高度的货物进行抓取时，可预先启动第一气缸3，从而调节主板5的相对高度位置，从而适应不同高度的货物，并设置有气囊22，且气囊22的表面为波浪形，即可增加对货物夹取时的摩擦阻力，提高夹取的稳定性，通过气囊22的弹性防止夹板8和货物之间损伤，对于纸箱或容易变形的货物抓取时，气囊22受到挤压后，气囊22内的气体会发生运动，从而适应货物变形的表面，使得气囊22和货物表面充分贴合接触，从而提高抓取稳定性。

进一步的，对于质量较轻的货物进行抓取时，可启动第一气缸3和第二气缸16，使得主板5以及托板6的整体收纳到收纳槽2内，启动风机25，风机25通过连接管26进行吸气，在透气口23处形成由下而上的吸力，即可通过下壳体1对货物的顶部进行吸取，实现抓取动作，并设置有海绵24，当货物被吸上后，海绵24和货物直接接触的位置会形成凹槽，凹陷的边缘会对货物四周形成包裹，由于海绵24具有良好的透气性，凹陷的边缘会产生较强的负压，从而提高对货物抓取的稳定性，有效防止货物移位，同时由于海绵24的透气性，可对风机25在下壳体1内产生的气流形成一定的匀气效果，使得海绵24上产生的吸力均匀。

进一步的，上壳体14内的气流会带动第二叶板32转动，继而带动第二套环31、第二轴杆30和第一带轮33转动，继而通过第一带轮33、第二带轮34和皮带35的传动作用下，带动第一轴杆27、第一套环28和第一叶板29转动，即可通过转动的第一叶板29进行匀气，使得透气口23处产生的吸力均匀。

进一步的，当托板6从货物的底部进入时，由于托板6是通过转动的轨迹进入到货物的底部，即可通过辊轴40上的拨条41和货物进行接触，拨条41受到摩擦力作用，会跟随辊轴40一起发生转动，转动的拨条41会将货物间断性顶起，从而便于托板6进入到货物的底部，拨条41截面设置成月牙状，即可降低对货物底部的损伤，并且辊轴40和拨条41的整体在受压后，跟随滑块38一起，顺着滑槽37向下移动，收纳到安装槽36内，即可有效避免对托板6进入到货物下方形成阻碍。

工作原理：本发明在使用时，将上壳体14安装到机械臂上，在进行抓取时，启动第二气缸16第二气缸16输出轴将导块17顺着导槽15的方向，向下推动，继而通过套杆18推动架杆19运动，继而通过架杆19对活动块10施加推力，主板5受力后绕着安装块4的轴向进行转动，直到主板5和货物的表面贴齐，此时两个L形的托板6一边对货物形成夹持动作，一边对货物的底部进行承托，此时，第二气缸16输出轴继续延伸，主板5由于受到货物的阻碍不再转动，此时架杆19作用在活动块10上的推力，驱使活动块10跟随限位块21一起，顺着限位槽20向下移动，对第一弹簧11形成压缩，同时，活动块10移动时，驱使第一连杆12和第二连杆13进行移动，第二连杆13对夹板8形成推力，使得夹板8继续从中间位置将货物压紧，从而有效防止对货物造成损伤，进一步的，需要对不同高度的货物进行抓取时，可预先启动第一气缸3，从而调节主板5的相对高度位置，从而适应不同高度的货物，并设置有气囊22，且气囊22的表面为波浪形，即可增加对货物夹取时的摩擦阻力，提高夹取的稳定性，通过气囊22的弹性防止夹板8和货物之间损伤，对于纸箱或容易变形的货物抓取时，气囊22受到挤压后，气囊22内的气体会发生运动，从而适应货物变形的表面，使得气囊22和货物表面充分贴合接触，从而提高抓取稳定性，进一步的，对于质量较轻的货物进行抓取时，可启动第一气缸3和第二气缸16，使得主板5以及托板6的整体收纳到收纳槽2内，启动风机25，风机25通过连接管26进行吸气，在透气口23处形成由下而上的吸力，即可通过下壳体1对货物的顶部进行吸取，实现抓取动作，并设置有海绵24，当货物被吸上后，海绵24和货物直接接触的位置会形成凹槽，凹陷的边缘会对货物四周形成包裹，由于海绵24具有良好的透气性，凹陷的边缘会产生较强的负压，从而提高对货物抓取的稳定性，有效防止货物移位，同时由于海绵24的透气性，可对风机25在下壳体1内产生的气流形成一定的匀气效果，使得海绵24上产生的吸力均匀，进一步的，上壳体14内的气流会带动第二叶板32转动，继而带动第二套环31、第二轴杆30和第一带轮33转动，继而通过第一带轮33、第二带轮34和皮带35的传动作用下，带动第一轴杆27、第一套环28和第一叶板29转动，即可通过转动的第一叶板29进行匀气，使得透气口23处产生的吸力均匀，进一步的，当托板6从货物的底部进入时，由于托板6是通过转动的轨迹进入到货物的底部，即可通过辊轴40上的拨条41和货物进行接触，拨条41受到摩擦力作用，会跟随辊轴40一起发生转动，转动的拨条41会将货物间断性顶起，从而便于托板6进入到货物的底部，拨条41截面设置成月牙状，即可降低对货物底部的损伤，并且辊轴40和拨条41的整体在受压后，跟随滑块38一起，顺着滑槽37向下移动，收纳到安装槽36内，即可有效避免对托板6进入到货物下方形成阻碍。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。