[发明专利]基于陀螺进动效应的模块化物流分拣平台及方法

说明书

本发明公开了一种基于陀螺进动效应的模块化物流分拣平台及方法。本发明在结构上包含若干个模块运输单元，所述模块运输单元包括球形机器人组件及球壳支撑组件，球形机器人组件包括球壳及设于球壳内部的陀螺驱动单元，陀螺驱动单元包括方形支架及设于方形支架内部的陀螺转子机构和全向轮驱动单元，球壳支撑组件由柱状支架、钢珠、弧形保持架及弧形支架组成，陀螺转子机构包括球形陀螺支架和陀螺转子，全向轮驱动单元包括围绕球形陀螺支架布置的六个全向轮驱动组件，两两相对的单排全向轮为一组，三组单排全向轮分别处于正交于球形陀螺支架中心的三个相互垂直的平面上。基于陀螺的进动效应，本发明通过各模块运输单元的摩擦传动实现货物的分拣。

技术领域

本发明涉及物流分拣技术领域，具体为一种基于陀螺进动效应的模块化物流分拣平台及方法。

背景技术

现阶段，随着互联网技术的普及，网上购物已经是人们日常生活的重要组成部分，与此同时，网上购物也带动了物流行业的发展，整个社会在物流运输行业有着极大的需求。

目前，我国物流业的发展模式正由劳动力运输模式逐步转变为机器人智能化运输模式，传统的物流分拣设备目前还难以满足快速发展的物流业，随着社会不断的向前发展，迫切需要能够快速实现货物分拣的物流分拣机构被提出。

现有物流分拣机构大多采用单一机构进行分拣，如公开号CN201810727921提出的《一种物流分拣机器人》，少有采用模块化思想设计的物流分拣机构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种基于陀螺进动效应的模块化物流分拣平台及方法。

能够解决上述技术问题的模块化物流分拣平台，其技术方案包括若干个按照实际需求分布的模块运输单元，所不同的是所述模块运输单元包括球形机器人组件以及球壳支撑组件。

所述球形机器人组件包括球壳以及设于球壳内部的陀螺驱动单元，所述陀螺驱动单元包括方形支架以及设于方形支架内部的陀螺转子机构和全向轮驱动单元，基于陀螺的进动效应，所述陀螺驱动单元能够产生使球壳全方位运动的全向陀螺力矩。

所述球壳支撑组件由柱状支架、钢珠以及安装在柱状支架上的弧形保持架、弧形支架所组成，其主要作用是在不破坏球形机器人运动的基础上支撑球形机器人组件。

所述陀螺转子机构包括球形陀螺支架和设于球形陀螺支架内部的陀螺转子，所述陀螺转子由自带有增量式编码器的陀螺电机驱动并进行高速旋转；所述全向轮驱动单元包括围绕球形陀螺支架布置并驱动球形陀螺支架万向转动的六个全向轮驱动组件，所述全向轮驱动组件能够对陀螺转子机构进行支撑并进行驱动，各全向轮驱动组件主要包括由全向轮电机驱动的单排全向轮以及检测单排全向轮转动角度的绝对式编码器，两两相对的单排全向轮为一组，三组单排全向轮分别处于正交于球形陀螺支架中心的三个相互垂直的平面上。

进一步，所述模块运输单元通过柱状支架的底部边缘依次紧密排列，所述底部边缘满足实际需求的任意形状。

进一步，所述钢珠通过弧形保持架分别与弧形支架内壁以及球壳外壁保持纯滚动接触。

进一步，所述球形陀螺支架与各单排全向轮之间存在纯滚动约束。

进一步，所述全向轮电机自带有能够实时检测对应全向轮速度的增量式编码器。

采用上述球形机器人组件的运动方法为：

1、初始时刻，通过安装在全向轮架上的绝对式编码器检测出对应单排全向轮的位置。

2、当驱动设于方形支架内部的全向轮驱动单元运动时，通过安装在全向轮架上的绝对式编码器检测出对应单排全向轮的转角，由于单排全向轮与球形陀螺支架之间的运动为纯滚动，进而求出球形陀螺支架的姿态矩阵。