本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种货物取放机器人。
背景技术：
现代物流业是将运输、储存、装卸、包装、配送、物流、加工和信息处理等功能溶为一体的新产业，它处在生产销售之间，一方面为生产企业通过现代化信息处理手段，提升它对商品的产销过程的贡献率，对一个地域增大产销效益，优化产业结构、提升经济总量，提高抗风险能力及在加大劳动力就业和城市建设等方面都将具有非常重大和深远的意义。
随着近几年来现代电子商务行业和物流行业的迅速发展，随之而来的是仓储分拣出入货工作的大量需求。然而，在传统的运营管理模式中，主要都是人为根据系统订单并由人工到货架上取货，而人工捡出货物的效率比较低，导致仓储分拣效率低，且人工成本高。
已公开的技术中，有利用视觉系统识别并且利用机械手抓取货物的。但是由于货物有大有小，有重有轻，有软有硬，导致该机械手抓取货物不同货物时成功率很低。上述技术方案解决不了货物在货仓摆放的高低差距很大、重量差距大的货物的取货问题，适用范围狭窄，无法解决货仓分拣货物取放的需求。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本实用新型公开了一种货物取放机器人，能实现对不同大小、不同重量、不同形状和不同软硬的货物实现抓取分拣。
对此，本实用新型的技术方案为：
一种货物取放机器人，其包括移动平台和机械臂，所述机械臂通过升降机构与移动平台连接，所述机械臂的末端连接机械手，所述机械手与抓取模块连接，所述抓取模块的下方设有承重托盘，所述承重托盘与机械臂固定连接。
采用此技术方案，在需要取放货物时，机器人移动到待取放货物处，然后通过升降机构调节机械臂的高度位置，机械臂调节机械手的位置，对于一般轻质、薄的货物，机械手带动抓取模块移动到货物上方，将货物抓取。对于体积大、厚重的货物，所述舵机转动，使抓取模块的抓取方向改变，即旋转九十度，从货物的侧方抓取货物，机械手移动，将货物拉倒承重托盘上，承重托盘起主要的承托货物重量，使得抓取分拣更加可靠。
进一步的，所述机械手通过转动模块与抓取模块连接，进一步优选的，所述机械手通过舵机与抓取模块连接，所述舵机的旋转方向垂直于机械手的延伸方向。
进一步的，所述舵机在竖直平面内旋转。
作为本实用新型的进一步改进，所述机械手为末端推拉杆。
进一步的，机器人可以预先获取货物的摆放高度，也可以通过深度传感器或激光雷达等计算货物高度，当机械臂需要抓取货物时，升降机构及机械臂把承重托盘与货物放置面高度对齐并在水平方向接触，末端推拉杆把抓取模块推出，抓取货物，然后末端推拉杆把货物拖拉到承重托盘上完成抓取任务。
作为本实用新型的进一步改进，所述机械臂包括依次连接的第一关节、第二关节和第三关节，所述第三关节与末端推拉杆连接。
作为本实用新型的进一步改进，末端推拉杆为电动丝杆。
进一步的，所述吸盘与带有支架的行程杆连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述抓取模块包括吸盘组件。
进一步的，所述吸盘组件包括吸盘和与吸盘连接的电磁阀和真空发生器。
作为本实用新型的进一步改进，所述吸盘组件包括吸盘、吸盘支架、电磁阀和气管，所述吸盘为波纹吸盘，该吸盘的边唇较中部壁薄。
作为本实用新型的进一步改进，所述货物取放机器人包括激光传感器，所述激光传感器位于机械臂的末端下方。采用此技术方案，激光传感器安装在机械臂的末端下方，可以避开机械臂上的货物，这样在任何情况下激光传感器都能探测障碍物。
进一步的，所述激光传感器为单线激光雷达。
作为本实用新型的进一步改进，所述货物取放机器人包括摄像头，优选的，所述摄像头为深度摄像头。所述摄像头位于机械臂的末端上方。采用此技术方案，其中深度摄像头可以进行图像匹配或标签二维码识别，进一步的，还可以确定货物的空间位置(x,y,z)，这样更加准确的确定机械臂的转动量。
作为本实用新型的进一步改进，所述移动平台设有供电模块、控制模块和运动模块，所述控制模块与供电模块、运动模块连接，所述控制模块与升降机构、机械臂连接；所述激光传感器、摄像头与控制模块电连接。进一步的，所述运动模块包括转向机构、电机和轮子。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型的技术方案提供了一种货物取放机器人的硬件结构，可以实现了针对不同大小、不同重量、不同形状和不同软硬的货物采用不同的方式进行抓取分拣，而且取物过程更加安全、稳定、可靠，更好的保护货物；特别对于较重的货物，机械手可以先把较重的货物先从放置的地方拖出拉到承重托盘上，让承重托盘起主要承托货物重量，使得货物的取放更加安全、可靠。
附图说明
图1是本实用新型的一种货物取放机器人的结构示意图。
图2是本实用新型的一种货物取放机器人取放薄的货物的工作状态图。
图3、图4是本实用新型的一种货物取放机器人取放厚重货物的工作状态图。
附图标记包括：1-移动平台，2-升降机构，3-机械臂，4-电动丝杆，5-舵机，6-承重托盘，7-吸盘，8-激光传感器，9-摄像头，21-支撑板；31-第一关节，32-第二关节，33-第三关节。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1～图4所示，一种货物取放机器人，其包括移动平台1和机械臂3，所述机械臂3通过升降机构2与移动平台1连接，所述升降机构2通过支撑板21与机械臂3连接；所述机械臂3的末端连接机械手，所述机械手与旋转方向垂直于机械手延伸方向的舵机5连接，所述舵机5连接抓取模块，所述抓取模块的下方设有承重托盘6，所述承重托盘6与机械臂3的末端底部固定连接。进一步的，所述舵机5在竖直平面内旋转。
所述机械手为用于末端推拉作用的电动丝杆4，电动丝杆4与电机连接。所述机械臂3包括依次连接的第一关节31、第二关节32和第三关节33，所述第三关节33与电动丝杆4连接。该电动丝杆4可以控制行程。
所述抓取模块为吸盘组件，所述吸盘组件包括吸盘7和与吸盘7连接的电磁阀、真空发生器。进一步的，所述吸盘7为波纹吸盘，所述吸盘7的边唇较中部壁薄。
所述货物取放机器人包括激光传感器8和摄像头9，所述激光传感器8位于机械臂3的末端下方。进一步的，所述激光传感器8为单线激光雷达。所述摄像头9位于机械臂3的末端上方。
进一步的，所述移动平台1内设有供电模块、控制模块和运动模块；所述运动模块包括包含移动平台1下方的电机，电机驱动器，差动轮，所述移动平台1的下方设有脚轮，所述控制模块与供电模块连接，所述控制模块与升降机构2、机械臂3、运动模块连接；所述激光传感器8、摄像头9与控制模块电连接。其中，控制模块可以将速度指令发送至运动模块，进而控制速度和转向角度。
本实施例的货物取放机器人硬件可以人工进行半自动控制，也可以结合现有技术的控制技术实现更好的自动化取货。当机器人收到提取特定货物指令时，机器人按预先设定的路线运行到所提取货物的位置，机器人利用安装于机械臂3末端的摄像头9进行图像匹配或标签二维码识别，当匹配到正确时候，机器人利用机械臂3末端的摄像头9或深度摄像头9确定货物的空间位置(x,y,z)。最后通过安装在机械臂3末端的电动丝杆4把吸盘7推进到目标货物的表面，控制模块发送指令给电磁阀，电磁阀打开气路使吸盘7行程负压吸附物件，当货物被吸附后，如果货物比较轻，机械臂3直接连带被吸附的货物搬运到指定周转箱或者货架上。如果货物比较重，吸盘7无法提供足够的吸力支撑，机械臂3末端的电动丝杆4把吸盘7吸附的货物拉到机械臂3末端的辅助的承重托盘6上，对货物进行转移搬运。
机械臂3的末端安装有舵机5，旋转方向垂直于机械臂3，其作用在于改变吸盘7的吸附方向。当拾取货物体积比较大的时候，吸盘7吸附方向与机械臂3保持一致的水平方向，水平吸附货物。当拾取货物比较薄，厚度小于吸盘7直径，舵机5改变吸盘7吸附方向，吸附方向垂直向下，垂直吸附货物。机械臂3把吸附的货物移动到放置在指定位置后，电磁阀断开真空气路，货物与吸盘7分离，完成一件货物的取放。
通过上述分析可见，本实施例的物取放机器人能拾取的货物的重量范围比其它吸盘7机械手的要大的多。
另外，机械臂3末端下方安装有激光传感器8，可以采用激光雷达，激光雷达由于安装在机械臂3的末端下方，可以避开机械臂3上的货物，这样在任何情况下激光雷达都能探测障碍物，控制模块接收到激光雷达发送的障碍物大小及位置信息，重新规划机械臂3运动轨迹施避障或停止运动防止机械臂3与障碍物发生碰撞。进一步的，激光雷达用于识别障碍物时，升降机构2把机械臂3从高到低往下降，控制模块对激光雷达产生的平面激光云点在垂直方向进行三维空间叠加，把激光雷达产生的二维平面激光点云转化为三维空间激光点云。三维空间激光点云结合机械臂3末端的摄像头9产生的图像，计算机控制模块识别出拾取货物，并计算出货物的适合吸盘7吸附的具体空间三维位置信息，控制模块计算出机械臂3的运行轨迹，通过机械臂3逆运动方法求解出各个机械关节需要运动的控制量，发送指令控制机械臂3运动，当吸盘7到达吸附位置时候，控制模块发送指令给电磁阀，电磁阀打开气路使吸盘7行程负压吸附物件。机械臂3把吸附的货物移动到放置在指定周转箱内，控制模块发送指令给电磁阀断开真空气路，货物与吸盘7分离，完成一件货物的取放。机器人移动到下一个货物位置，进行下一个货物的拾取。
此外，机械臂的活动空间有一个设定工作距离范围，如果控制模块计算的目标拾取货物位置超过机械臂的设定距离，控制模块给差动轮的驱动电机发送前进或后退指令，直到目标拾取货物位置在机械臂的工作距离范围内，控制模块给该驱动电机发送停止指令。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
1.一种货物取放机器人，其特征在于：其包括移动平台和机械臂，所述机械臂通过升降机构与移动平台连接，所述机械臂的末端连接机械手，所述机械手与抓取模块连接，所述抓取模块的下方设有承重托盘，所述承重托盘与机械臂固定连接。
2.根据权利要求1所述的货物取放机器人，其特征在于：所述机械手通过舵机与抓取模块连接，所述舵机的旋转方向垂直于机械手的延伸方向。
3.根据权利要求2所述的货物取放机器人，其特征在于：所述机械手为末端推拉杆。
4.根据权利要求3所述的货物取放机器人，其特征在于：所述末端推拉杆为电动丝杆。
5.根据权利要求3所述的货物取放机器人，其特征在于：所述机械臂包括依次连接的第一关节、第二关节和第三关节，所述第三关节与末端推拉杆连接。
6.根据权利要求1所述的货物取放机器人，其特征在于：所述抓取模块为吸盘组件。
7.根据权利要求6所述的货物取放机器人，其特征在于：所述吸盘组件包括吸盘、吸盘支架、电磁阀和气管，所述吸盘为波纹吸盘。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的货物取放机器人，其特征在于：其包括激光传感器，所述激光传感器位于机械臂的末端下方。
9.根据权利要求8所述的货物取放机器人，其特征在于：其包括摄像头，所述摄像头位于机械臂的末端上方。
10.根据权利要求9所述的货物取放机器人，其特征在于：所述移动平台设有供电模块、控制模块和运动模块，所述控制模块与供电模块、运动模块连接，所述控制模块与升降机构、机械臂连接；所述激光传感器、摄像头与控制模块电连接。
技术总结