一种医疗废弃物垃圾桶agv搬运翻盖机器人

文档序号:1792496 发布日期:2021-11-05 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种医疗废弃物垃圾桶agv搬运翻盖机器人 (AGV (automatic guided vehicle) carrying flip robot for medical waste garbage cans ) 是由 杨国伟 李磊 于 2021-09-14 设计创作,主要内容包括:本发明属于垃圾桶搬运设备技术领域,具体公开一种医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人;包括底盘机构,底盘机构包括底盘框架,底盘框架上设置有驱动组件;底盘框架上方设置有车身机构,车身机构包括避障组件和导航组件;车身机构上设置有抬升机构;本发明提供了一种可自动搬运的医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人。(The invention belongs to the technical field of garbage can carrying equipment, and particularly discloses an AGV (automatic guided vehicle) carrying flip robot for medical waste garbage cans; the chassis mechanism comprises a chassis frame, and a driving assembly is arranged on the chassis frame; a vehicle body mechanism is arranged above the chassis frame and comprises an obstacle avoidance assembly and a navigation assembly; the vehicle body mechanism is provided with a lifting mechanism; the invention provides an AGV (automatic guided vehicle) conveying flip robot for medical waste garbage cans.)

一种医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人

技术领域

本发明属于垃圾桶搬运设备技术领域,具体涉及一种医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人。

背景技术

医院设置有存放医疗废弃物的垃圾桶,目前的搬运方式还是人工搬运。与普通垃圾不同,医疗废弃物会沾染病人的体液,同时也会携带病人体内的病菌;而且由于病人病情不同,医疗废弃物携带病菌种类也不同。由于医疗废弃物携带的病菌数量多、种类多,接触医疗废物的人员也更容易被感染疾病,因此人工搬运存放医疗废弃物的垃圾桶有较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动搬运的医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人。

基于上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人,包括底盘机构,底盘机构包括底盘框架,底盘框架上设置有驱动组件;底盘框架上方设置有车身机构,车身机构包括避障组件和导航组件;车身机构上设置有抬升机构。

进一步的,抬升机构包括与车身机构连接的升降器,升降器竖直设置,升降器上设置有称重计数组件;升降器上连接有水平设置的一对抬升臂,抬升臂设置在升降器远离车身机构的一侧;抬升臂上设置有翻盖器。

进一步的,升降器包括一对竖直设置的导轨,一对导轨上滑动连接有一对竖直的一级滑板;一对一级滑板远离导轨的一侧滑动连接有一对竖直的二级滑板;每个二级滑板远离一级滑板的一侧均固连有抬升臂;一对导轨之间设置有竖直的电缸,电缸的底端与一对导轨固连,电缸的顶端连接有十字顶杆;十字顶杆的顶端与一对一级滑板的顶端固连;十字顶杆左右两端转动连接有一对链轮,每个链轮上均连接有链条,每个链条的一端均与一对导轨固连,另一端均与一对二级滑板的底端固连。

进一步的,一对抬升臂与一对二级滑板所在的平面相垂直;每个抬升臂上均固连有多个竖直的垫块,多个垫块延抬升臂的长度方向分布,每个垫块均设置在抬升臂的上方且设置在靠近另一抬升臂的一侧,即抬升臂内侧;每个抬升臂远离二级滑板的一端(抬升臂的前端)均设置有激光传感器;一对抬升臂远离二级滑板的一端向外倾斜设置,每个所述抬升臂上均设置有水平的导向轮,每个所述导向轮均设置在抬升臂下方。

进一步的,翻盖器包括设置在抬升臂上方的翻盖板;翻盖板一端固连有转轴,转轴连接有电机,转轴水平设置且与抬升臂相垂直,转轴设置在抬升臂靠近二级滑板的一端且与抬升臂转动连接;翻盖板远离转轴的一端连接有吸盘,吸盘与垃圾桶的盖子相配合。

进一步的,称重计数组件包括压力传感器;压力传感器底端与电缸的顶端固连,顶端与十字顶杆的底端固连。

进一步的,驱动组件包括设置在底盘框架上的一对驱动轮,底盘框架远离驱动轮的一端设置有万向轮;每个驱动轮上均连接有驱动轴,每个驱动轴均与底盘框架转动连接;每个驱动轴均连接有减速机,每个减速机均连接有伺服电机。

进一步的,车身机构包括竖直的机体,机体底端与底盘框架固连;机体与导轨远离抬升臂的一端固连;机体靠近抬升臂的一端和远离抬升臂的一端均设置有避障组件;避障组件包括激光避障传感器和防撞开关,防撞开关伸出机体设置。

进一步的,导航组件包括激光导航传感器;激光导航传感器设置在机体远离抬升臂的一端。

进一步的,机体顶部设置有旋转警示灯和急停按钮;机体靠近抬升臂的一端设置有扫码器,垃圾桶上设置有与扫码器相配合的二维码;机体上还设置有充电刷板。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、底盘框架将驱动组件和车身机构连接在一起,并对车身机构起支撑作用;导航组件可使规划机器人移动路线,使机器人能移动至运输垃圾桶处并将垃圾桶移动至指定地点;避障组件可防止机器人撞到障碍物造成损伤;抬升机构可将垃圾桶抬起,使垃圾桶能够被稳定运输。

2、升降器驱动抬升臂升降,使抬升臂将垃圾桶抬起,保证垃圾桶稳定运输;翻盖器可将垃圾桶盖子自动打开,使人们无需接触垃圾桶,减少病菌传播;称重计数组件可对垃圾桶称重,并记录运输垃圾桶的数量,方便进行数据统计。

3、电缸可将十字顶杆和一级滑板顶起,十字顶杆上升可带动链轮上升进而带动链条上升,由于链条一端固定在导轨上,则链条与二级换连接的一端上升并带动二级滑板上升,且二级滑板上升的距离为十字顶杆和一级滑板上升距离的两倍;同时一级滑板上升可为二级滑板提供更长的轨道,保证二级滑板能够在一级滑板上稳定滑动上升。此设置将二级滑板升降所需的轨道(即一级滑板)减少一半的高度,可使二级滑板与一级滑板在未使用时处于较低的位置,减少空间占用,使AGV的整体结构更加紧凑,提高AGV空间的利用率。

4、在抬升臂靠近垃圾桶时,激光传感器可感应垃圾桶相对抬升臂是否倾斜,使机器人能够提前调整位置,使抬升臂对准垃圾桶;导向面使抬升臂的前端开口增大,在抬升臂向垃圾桶移动并接触时,使垃圾桶能够顺利进入两抬升臂之间;导向轮与导向面配合,使垃圾桶与抬升臂之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,减少垃圾桶与抬升臂的磨损;垫块设置在抬升臂的内侧,在抬升臂带动垫块上升时,垫块可在抬升过程中恰好嵌入垃圾桶的桶身边沿的内侧,防止在抬升过程和运输过程中垃圾桶产生晃动,保证运输稳定。

5、电机可带动转轴与翻盖板转动,使翻盖板带动吸盘转动至垃圾桶的盖子上,吸盘可吸住垃圾桶的盖子并在电机带动下打开垃圾桶盖子,可避免人工打开垃圾桶造成病菌传播。

6、压力传感器设置在电缸与十字顶杆之间,可方便感应、计算垃圾桶的重力,使记录的垃圾桶重量更加准确。

7、每个驱动轮均连接一个减速机,使两个驱动轮可以不同速度转动,方便机器人转弯;万向轮可配合驱动轮支撑底盘框架,同时可配合驱动轮使机器人稳定转弯。

8、激光避障传感器能够对感知范围内的障碍物感知,使机器人减速、停止,避免机器人撞到障碍物;防撞开关可与障碍物碰撞,避免机器人直接与障碍物碰撞造成损坏;同时防撞开关可与垃圾桶碰撞感应垃圾桶的位置,配合抬升机构将垃圾桶抬起。

9、激光导航传感器可实现对环境的轮廓建模、地图编辑与路线规划,无需对使用环境进行大范围改造,自主灵活性高,满足柔性化搬运需求,利用此方式可实现AGV的自主定位导航,定位精准且可靠稳定。

10、工人在遇到紧急或者突发事情,可快速按下急停按钮,AGV机器人将立刻抱闸停车,确保机器人和人员安全。在每个待搬运垃圾桶桶身上均贴有的专属二维码,AGV机器人在搬运抬升前设在其正前方的扫码器工作扫描,可实现对垃圾桶的数据统计,在需要时可方便系统追溯垃圾桶的相关信息。充电刷板可方便机器人自动充电。

附图说明

图1为本发明实施例1的示意图;

图2为本发明实施例1的使用状态示意图;

图3为本发明实施例1的底盘机构示意图;

图4为本发明实施例1的轴承座与驱动轮连接结构的爆炸图;

图5为本发明实施例1的车身机构的示意图

图6为本发明实施例1的抬升机构示意图;

图7为本发明实施例1的翻盖器示意图。

图中:底盘框架1、万向轮2、锂电池3、伺服电机4、减速机5、轴挡板6、轴承座7、深沟球轴承8、轴套9、轴承压板10、驱动轴11、驱动轮12、第一固定板13、抬升臂14、压力传感器15、链条16、支撑杆17、电缸顶板18、一级滑板19、链轮20、固定拉板21、二级滑板22、垫块23、激光传感器24、导向轮25、电缸26、移动拉板27、第二固定板28、激光避障传感器29、充电刷板30、防撞开关31、激光导航传感器32、急停按钮33、旋转警示灯34、扫码器35、升降轴37、导向面38、翻盖板39、转轴40、吸盘41、支撑板42、机体43。

具体实施方式

实施例1

一种医疗废弃物垃圾桶AGV搬运翻盖机器人,如图1-7所示,包括底盘机构,底盘机构包括底盘框架1,底盘框架1上设置有驱动组件;底盘框架1上方设置有车身机构,车身机构包括避障组件和导航组件;车身机构上设置有抬升机构。

如图1、图3、图4所示,驱动组件包括设置在底盘框架1前端的一对驱动轮12,底盘框架1的后端连接有万向轮2;每个驱动轮12上均固连有与其同轴的驱动轴11,每个驱动轴11均与底盘框架1转动连接;每个驱动轴11远离其连接的驱动轮12的一端均连接有减速机5,减速机5均为直角式行星减速机5,每个减速机5均连接有伺服电机4,伺服电机4连接有锂电池3,直角式行星减速机5、伺服电机4、锂电池3均与底盘框架1固连。每个驱动轴11上均套设有一对深沟球轴承8,每对深沟球轴承8之间均设置有轴套9,轴套9可限制两深沟球轴承8之间的位置;底盘框架1上固连有一对轴承座,深沟球轴承8与轴套9均设置在轴承座内,轴承座靠近驱动轮12的一端设置有轴承压板10,另一端设置有轴挡板6,轴承压板10与轴挡板6可限制深沟球轴承8的轴向的左右移动。

如图1、图5所示,车身机构包括竖直的机体43,机体43为设置在底盘框架1上方的四棱柱状结构,机体43底端与底盘框架1固连;机体43前端与抬升机构连接;机体43的前端和后端均设置有避障组件;避障组件包括激光避障传感器29,还包括在激光避障传感器29上方设置的防撞开关31,防撞开关31伸出机体43设置(图一中为显示扫码器35,隐去机体43前端的防撞开关31)。导航组件包括激光导航传感器32;激光导航传感器32设置在机体43的前端且设置在防撞开关31上方。机体43顶部设置有急停按钮33;机体43前端设置有扫码器35,扫码器35设置在防撞开关31的上方,垃圾桶上设置有与扫码器35相配合的二维码;机体43右侧还设置有充电刷板30。

如图1、图6所示,机体43前端开设有安装槽,安装槽设置在机体43的上部,安装槽内设置有抬升机构;竖直有抬升机构包括与机体43前端连接的升降器,升降器竖直设置且设置在扫码器35的上方,升降器上设置有称重计数组件;升降器上连接有水平设置的一对抬升臂14,抬升臂14设置在升降器前端;抬升臂14上设置有翻盖器。

升降器包括在安装槽内固连的固定支架,固定支架包括一对竖直设置的第一固定板13,还包括与一对固定板底端固连第二固定板28,第二固定板28水平设置且两端分别与两个第一固定板13连接。一对第一固定板13上固连有一对竖直设置的导轨,导轨设置在第一固定板13的前端;一对导轨上滑动连接有一对竖直的一级滑板19,一级滑板19设置在导轨的前端;一对一级滑板19远离导轨的一侧(前端)滑动连接有一对竖直的二级滑板22;每个二级滑板22远离一级滑板19的一侧(前端)均固连有抬升臂14。

一对导轨之间设置有竖直的电缸26,电缸26的底端与第二固定板28固连,电缸26通过固定支架与导轨固连,电缸26的顶端固连有压力传感器15,压力传感器15顶端固有十字顶杆;十字顶杆包括竖直设置的支撑杆17,支撑杆17底端与压力传感器15通过螺纹连接;支撑杆17的顶端固连(螺纹连接)有水平的电缸顶板18,电缸顶板18左右两端分别与两个一级滑板19顶端固连,十字顶杆的顶端与通过电缸顶板18一对一级滑板19的顶端固连;十字顶杆还包括与支撑杆17固连的升降轴37,升降轴37水平设置,升降轴37的左右两端转动连接有一对链轮20,每个链轮20上均连接有链条16。一对第一固定板13之间连接有水平的固定拉板21,固定拉板21设置在第二固定板28上方,固定拉板21左右两端与一对第一固定板13固连;一对二级滑板22之间连接有移动拉板27,移动拉板27两端分别与一对二级滑板22的底端固连;每个链条16的一端均与固定拉板21固连,另一端均与移动拉板27固连。

一对抬升臂14与一对二级滑板22所在的平面相垂直;抬升臂14上的长度方向为前后方向;每个抬升臂14上均固连有多个竖直的垫块23,垫块23根据不同的垃圾桶可设置两个或三个,多个垫块23延抬升臂14的长度方向分布,每个垫块23均设置在抬升臂14的上方且设置在靠近另一抬升臂14的一侧,也即垫块23设置在抬升臂14内侧;每个抬升臂14远离二级滑板22的一端(抬升臂14的前端)均设置有激光传感器24;一对抬升臂14远离二级滑板22的一端向外倾斜设置,每个抬升臂前端均设置有导向面38,导向面38均竖直设置,导向面38均设置在抬升臂14的内侧,每个导向面38在水平面上的投影均为斜线,也即抬升臂的前端在水平方向上向外倾斜;每个所述抬升臂14上均设置有两个水平的导向轮25,每个所述导向轮25均设置在导向面38下方,同一抬升臂14上的两个导向轮25延导向面38在水平面方向的投影方向分布。

如图1、图2、图7所示,翻盖器包括设置在抬升臂14上方的翻盖板39;翻盖板39一端固连有转轴40,转轴40连接有电机,转轴40水平设置且与抬升臂14相垂直,转轴40设置在抬升臂14靠近二级滑板22的一端且与抬升臂14转动连接;翻盖板39远离转轴40的一端连接有吸盘41,吸盘41与垃圾桶的盖子相配合。一对抬升臂14的后端固连有一对竖直的支撑板42,支撑板42设置在抬升臂14上方,转轴40与支撑板42转动连接。

工作时,激光导航传感器32对环境的轮廓建模,并进行地图编辑与路线规划;路线规划好后伺服电机4通过直角式行星减速机5驱动驱动轴11与驱动轮12转动,带动机器人按照规划好的路线行驶,搬运垃圾桶。机器人行驶至垃圾桶附近时,抬升臂14向垃圾桶靠近,激光传感器24感应垃圾桶是否正对抬升臂14,若垃圾桶未正对抬升臂14,则使机器人提前调整位置,使抬升臂14对准垃圾桶。在抬升臂14向垃圾桶移动并接触时,垃圾桶的侧壁与导向轮25接触,导向轮25进一步调整垃圾桶的位置使垃圾桶顺利进入两抬升臂14之间;扫码器35扫描垃圾桶上的二维码获取信息,对垃圾桶的数据统计,在需要时可追溯垃圾桶的相关信息;在垃圾桶碰到防撞开关31时,即说明机器人已经运动至垃圾桶可抬升的位置状态。此时电缸26启动并带动十字顶杆上升,支撑杆17带动电缸顶板18与一级滑板19上升,同时升降轴37带动链轮20与链条16上升,链条16带动移动拉板27与二级滑板22上升,且二级滑板22上升距离为一级滑板19的两倍。一对抬升臂14的垫块23在抬升过程中恰好嵌入垃圾桶的桶身边沿的内侧并带动将垃圾桶上升,同时可防止垃圾桶在抬升过程中晃动,保证运输稳定。垃圾桶上升时,压力传感器15对垃圾桶的称重,并记录搬运桶数。

电缸26带动垃圾桶上升至设定位置后停止,机器人按路线行驶,将垃圾桶运输至指定位置,电缸26缩回并带动十字顶杆和一级滑板19下降,垃圾桶与抬升臂14、二级滑板22在重力作用下下降复位,垃圾桶被放下。电缸26停止下降,此时电机正转电机可带动转轴40与翻盖板39转动,使翻盖板39带动吸盘41转动至垃圾桶的盖子上,吸盘41吸住垃圾桶的盖子,电机反转带动吸盘41打开垃圾桶盖子。垃圾桶盖子打开后吸盘41停止吸附垃圾桶盖子,电缸26继续下降复位,电缸26与一级滑板19、二级滑板22复位后机器人离开并继续运输下一个垃圾桶。

在机器人行驶过程中,若障碍物进入激光避障传感器29的激光防护范围,激光避障传感器29能够对感知范围内的障碍物感知,并使伺服电机4驱动机器人减速、停止。若在设定的时间内,障碍物离开机器人的防护范围,则机器人将自动启动,继续按路线行驶;若超过预设时间,车辆的安全防护仍处于触发状态,则机器人停车报警,需人工确认后才可继续行驶,确保生产作业安全稳定运行。工人在遇到紧急或者突发事情时,可快速按机器人的下急停按钮33,机器人将立刻抱闸停车,确保机器人和人员安全。在机器人需要补充电力时,会自动报告并请求充电,由控制中心指挥机器人驶向指定至充电区域进行充电,在充电完成后机器人自动脱离充电系统,驶向工作区或待命区投入正常运行,充电过程实现自动化、智能化,无需专人看管。

实施例2

与实施例1相比,本实施例未设置翻盖机构。在机器人将垃圾桶运输至指定位置并将垃圾桶放下后,电缸26与缸与一级滑板19、二级滑板22直接复位,中间不停止,复位后机器人离开并继续运输下一个垃圾桶。

实施例3

与实施例1相比,本实施例的升降器上未设置称重计数组件,支撑杆17的底端直接与电缸26的顶端固连。

实施例4

与实施例1相比,本实施例的机体43顶端设置有旋转警示灯34。机器人报警时,旋转警示灯34闪烁提示工作人员处理问题。

实施例5

与实施例1相比,本实施例未设置扫码器。

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