超市搬運(yùn)機(jī)器人內(nèi)部組成研究與設(shè)計(jì)

廣東理工學(xué)院藝術(shù)系 張高美

大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院 梁金水

廣東理工學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化系 羅冠益

本文主要研究的是一種超市搬運(yùn)機(jī)器人的內(nèi)部組成，通過對(duì)超市搬運(yùn)機(jī)器人的背景分析、構(gòu)件組成、構(gòu)件的連接方式以及工作原理的分析，最后進(jìn)行了總結(jié)，得出了現(xiàn)階段超市搬運(yùn)機(jī)器人的種種優(yōu)點(diǎn)勢(shì)必取代傳統(tǒng)的物流搬運(yùn)作業(yè)。在傳統(tǒng)的物流搬運(yùn)行業(yè)中，需要付出大量的勞動(dòng)成本、不方便操作、安全性能低、效率低等問題，已不能滿足物流行業(yè)的發(fā)展需求。結(jié)合現(xiàn)代科技的發(fā)展，超市搬運(yùn)機(jī)器人不僅操作簡(jiǎn)單，而且具備了降低勞動(dòng)力以及勞動(dòng)成本、效率高、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，有利于現(xiàn)階段物流搬運(yùn)作業(yè)的發(fā)展，是現(xiàn)代科技的突破。

1 超市搬運(yùn)機(jī)器人背景分析

現(xiàn)階段，隨著人工智能以及工業(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展，超市的發(fā)展也隨之迅猛起來，而日益龐大的超市是離不開超市搬運(yùn)機(jī)器人的協(xié)助。

隨著“中國(guó)制造2025”規(guī)劃的提出，智能化生產(chǎn)理念受到越來越多的重視，其中物流行業(yè)就是一個(gè)代表。在傳統(tǒng)的物流搬運(yùn)行業(yè)中，往往需要付出大量的勞動(dòng)成本、不方便操作、安全性能低、效率低等諸多不便的問題已不能滿足物流行業(yè)的發(fā)展需求，而結(jié)合現(xiàn)代科技的發(fā)展，設(shè)計(jì)出了一種超市搬運(yùn)機(jī)器人。這種超市搬運(yùn)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于能夠承受并且運(yùn)輸更多的貨物、效率高以及安全性能好，適合現(xiàn)階段超市搬運(yùn)行業(yè)的發(fā)展。超市搬運(yùn)機(jī)器人其車型為AGV小車，AGV小車的型號(hào)為QFD1780V1，加上可以連接貨物推車的固定桿、掛鉤、彈簧、鎖鉤以及自身攜帶能夠讓計(jì)算機(jī)接收信號(hào)的蓄電池，使得搬運(yùn)作業(yè)更加簡(jiǎn)捷方便、安全、效率高，這種設(shè)計(jì)方式可以較好擺脫了傳統(tǒng)搬運(yùn)模式體力勞動(dòng)大、花費(fèi)更多的成本、安全性能低等一系列不便問題。

自2007年起到2017年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人安裝量呈指數(shù)型函數(shù)的速度一直增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，在2017年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人安裝量為137920臺(tái)（其中，34671臺(tái)由中國(guó)機(jī)器人供應(yīng)商安裝），比2016年增加約59%，繼續(xù)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。通過對(duì)比安裝量數(shù)據(jù)以及由國(guó)內(nèi)廠商提供的機(jī)器人安裝數(shù)據(jù)，可以看出我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求量還是占據(jù)比較大的成分，但是國(guó)內(nèi)廠商提供的機(jī)器人相對(duì)來說是較少的，中國(guó)仍然成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。因此，這款超市搬運(yùn)機(jī)器人擁有良好的市場(chǎng)，可以發(fā)揮其特有的資質(zhì)以及未來可以改進(jìn)的地方，投放在市場(chǎng)，讓更多國(guó)人享受超市搬運(yùn)機(jī)器人的諸多便利，利于國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。

超市搬運(yùn)機(jī)器人的車型為AGV小車，其中文名為自動(dòng)導(dǎo)向車。它是通過蓄電池的充放電，裝在電磁導(dǎo)軌沿著規(guī)定路徑實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無人駕駛車，通過計(jì)算機(jī)編程控制到達(dá)目的的工作地點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)作業(yè)。這樣一來不但緩解了人力資源的投入，而且大大的降低了成本，有利于現(xiàn)階段超市搬運(yùn)行業(yè)的發(fā)展。

2 超市搬運(yùn)機(jī)器人構(gòu)件的組成

圖1 超市搬運(yùn)機(jī)器人主視圖

圖2 貨物架俯視圖

圖1所示為超市搬運(yùn)機(jī)器人的主視圖，圖2所示為超市搬運(yùn)機(jī)器人貨物架的俯視圖。結(jié)合圖1以及圖2，能夠直觀看得出，超市搬運(yùn)機(jī)器人主要由19個(gè)部位組合而成。其中，1代表AGV小車，其型號(hào)為QFD1780V1；2代表揚(yáng)聲器；3代表警示燈；4代表操作面板；5代表固定桿；6代表掛鉤；7代表鎖鉤；8代表彈簧；9代表一號(hào)支桿；10代表電動(dòng)推桿，其型號(hào)為JC35B；11代表貨物架；12代表一號(hào)圍欄；13代表固定銷；14代表導(dǎo)軌槽；15代表滑塊；16代表支撐桿；17代表二號(hào)支桿；18代表防撞橡膠；19代表二號(hào)圍欄。

3 超市搬運(yùn)機(jī)器人構(gòu)件的連接方式

如圖1所示，AGV小車1與防撞橡膠18通過螺栓連接，揚(yáng)聲器2與AGV小車1通過卡槽連接，警示燈3與AGV小車1通過螺栓連接，警示燈3在AGV小車1工作時(shí)進(jìn)行提醒警示，揚(yáng)聲器2可以進(jìn)行語音提醒，避免人員撞到AGV小車上。

如圖1所示，AGV小車1與操作面板4通過卡槽連接，導(dǎo)軌槽14與滑塊15滑動(dòng)連接，滑塊15與支撐桿16通過軸承連接，通過操作面板4可以對(duì)AGV小車進(jìn)行調(diào)節(jié)，滑塊15可以帶動(dòng)支撐桿16在導(dǎo)軌槽14內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)，進(jìn)而使得二號(hào)支桿17升降。

如圖1所示，支撐桿16與二號(hào)支桿17焊接，二號(hào)支桿17與一號(hào)支桿9鉸接，二號(hào)支桿17與電動(dòng)推桿10鉸接，電動(dòng)推桿10伸長(zhǎng)可以使得一號(hào)支桿9和二號(hào)支桿17向上伸縮，進(jìn)而使得貨物架11上升。

如圖1所示，電動(dòng)推桿10與一號(hào)支桿9鉸接，一號(hào)支桿9與貨物架11鉸接，貨物架11可以裝載需要運(yùn)輸?shù)呢浳铩?/p>

如圖1和圖2所示，貨物架11與一號(hào)圍欄12通過合頁連接，一號(hào)圍欄12上設(shè)置有固定銷13，一號(hào)圍欄12與二號(hào)圍欄19通過固定銷13連接，一號(hào)圍欄12可以避免裝載的貨物掉落。

如圖1所示，AGV小車1遠(yuǎn)離防撞橡膠18一端設(shè)置有固定桿5，掛鉤6與固定桿5鉸接，掛鉤6上設(shè)置有鎖鉤7，鎖鉤7上設(shè)置有彈簧8，掛鉤6與鎖鉤7通過彈簧8連接，通過掛鉤6可以將AGV小車與貨物推車進(jìn)行連接。

4 超市搬運(yùn)機(jī)器人的工作原理

在使用時(shí)，將AGV小車1放到電磁導(dǎo)軌上，并通過計(jì)算機(jī)對(duì)AGV小車1的行駛路線進(jìn)行設(shè)定，然后將需要搬運(yùn)的貨物放置在貨物架11上，貨物放置好之后，操作人員對(duì)操作面板4進(jìn)行調(diào)節(jié)，AGV小車1自動(dòng)按照設(shè)定好的線路將貨物運(yùn)輸?shù)叫枰胖玫膫}庫內(nèi)，防撞橡膠18可以避免AGV小車1撞擊到障礙物受到損壞，同時(shí)，警示燈3和揚(yáng)聲器2可以進(jìn)行明燈和語音警示，提醒周圍人員，避免被AGV小車1撞到，當(dāng)貨架較高時(shí)，對(duì)操作面板4進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)推桿10進(jìn)行伸長(zhǎng)，使得一號(hào)支桿9和二號(hào)支桿17之間的距離增加，進(jìn)而使得貨物架11向上移動(dòng)，方便貨物的卸載，當(dāng)需要運(yùn)輸更多的貨物時(shí)，通過掛鉤6和鎖鉤7連接到貨物推車上，使得裝置的貨物運(yùn)輸量提高，進(jìn)而提高裝置的搬運(yùn)效率，AGV小車1自身設(shè)置有蓄電池，并且在電池電量低于設(shè)定值時(shí)及時(shí)向計(jì)算機(jī)發(fā)出充電信號(hào)，計(jì)算機(jī)端同意充電之后，AGV小車1可以自動(dòng)行駛到充電區(qū)域進(jìn)行充電。圖3所示是超市搬運(yùn)機(jī)器人工作原理圖。

圖3 超市搬運(yùn)機(jī)器人工作原理流程圖

結(jié)語：傳統(tǒng)的物流搬運(yùn)行業(yè)不能滿足物流行業(yè)的發(fā)展需求，而這款超市搬運(yùn)機(jī)器人能夠承受并且運(yùn)輸更多的貨物、效率高以及安全性能好，大大降低了勞動(dòng)力以及勞動(dòng)成本，適合現(xiàn)階段搬運(yùn)物流行業(yè)的發(fā)展，具備了優(yōu)良的市場(chǎng)前景。面向大批上市超市，使用超市搬運(yùn)機(jī)器人更大大降低勞動(dòng)力和勞動(dòng)成本，對(duì)超市發(fā)展起到了重要的支撐作用。