[发明专利]一种智能存取带电作业工器具的机器人及其应用方法

权利要求书

1.一种智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：它包括底盘、固定架和升降台架；固定架连接于底盘上，升降台架包括支撑架、承载台、纵向驱动装置和横向移动装置，承载台连接于支撑架的下端，纵向驱动装置连接于支撑架和底盘之间，通过纵向驱动装置使支撑架带着承载台沿固定架上下运动，连接有磁铁的横向移动装置连接于承载台上，磁铁用于吸附抽屉。

2.如权利要求1所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述底盘为轮式底盘，其四个行走轮为全向轮，底盘上安装有电量显示器、暂停按钮开关、蜂鸣器、车体控制屏、急停开关、启动按钮开关、自动充电接口、电池、电路板、磁导航传感器和防碰撞传感器。

3.如权利要求1所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述固定架包括连接于底盘四个角部的立柱和连接于同侧两立柱之间的横梁，立柱的内侧有导轨。

4.如权利要求3所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述支撑架包括支撑柱和连接梁，支撑柱有四根，分别布置于所述立柱的内侧，同侧支撑柱的上端段和下端段之间分别设置有连接梁，支撑柱上连接有与所述导轨匹配的滑块；支撑柱上安装有对应不同抽屉高度的限位传感器。

5.如权利要求4所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述承载台包括托架和面板，托架连接于所述支撑柱之间，面板连接于托架的上侧。

6.如权利要求5所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述纵向驱动装置包括伺服电机及其驱动的丝杆组件和减速电机及其驱动的同步带组件；

伺服电机及其驱动的丝杆组件有两组，对称布置于支撑架的两侧，每组丝杆组件包括丝杆和螺母座，丝杆的上端段和下端段分别连接螺母座，螺母座分别固定于所述支撑柱之间连接梁的中间位置处，伺服电机通过联轴器连接于丝杆的上端，伺服电机通过连接于支撑柱上端段之间连接梁上的安装座支承；

减速电机及其驱动的同步带组件有四组，每组伺服电机及其驱动的丝杆组件两侧对称布置一组减速电机及其驱动的同步带组件；

同步带组件包括同步带和两个同步轮，减速电机固定于所述底盘上，两个同步轮分别连接于减速电机的输出轴上和所述支撑柱上端段之间的连接梁上，同步带的一端通过固定座连接于所述托架上，另一端绕过连接梁上的同步轮后连接于减速电机输出轴的同步轮上。

7.如权利要求5所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述横向移动装置包括驱动电机、输出齿轮、滑块座、齿条和滑轨，齿条连接于所述托架上，滑轨有两根，平行连接于托架上齿条的两侧，滑块座的两侧分别通过其滑块连接于滑轨上，伺服电机固定于滑块座上，其朝下的输出轴上连接沿水平方向的输出轮，输出齿轮与齿条啮合；滑轨的外侧安装有限位传感器。

8.如权利要求7所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述承载台的面板有两块，分别位于所述横向移动装置的两侧，面板上嵌装有检测传感器。

9.如权利要求7所述的智能存取带电作业工器具的机器人，其特征在于：所述磁铁沿所述齿条长度方向连接于所述滑块座的端部，滑块座安装磁铁的端部安装有与磁铁外端面位置平齐的碰撞传感器。

10.一种权利要求9所述机器人存取带电作业工器具的方法，包括以下步骤：

(1)操作人员操作上位机选取所需工器具，上位机发送对应指令，机器人接受指令，通过底盘自动行走至对应位置；

(2)通过机器人的底盘自动调整机身与存储柜平行；

(3)自动控制纵向驱动装置工作，调整升降台架的位置，使升降台架的承载台高度与所需工器具存放抽屉的高度对应；

(4)自动控制横向移动装置向步骤(3)选定的抽屉移动，直至横向移动装置端部的碰撞传感器和磁铁碰触到该抽屉面板；

(5)给磁铁通电，使磁铁吸附抽屉面板；

(6)自动控制横向移动装置远离存储柜移动，使磁铁将抽屉拖至承载台的面板上，直至碰触到滑轨外侧限位传感器停止移动；

(7)当承载台面板上的检测传感器检测到抽屉，自动控制纵向驱动装置工作，将承载台的高度调整至取物窗口高度；

(8)自动控制机器人行走至取物窗口处，行驶过程中发送信号使取物窗自动打开，调整机身与取物窗平行，通过横向移动装置将抽屉推至取物窗口处的托板上，当碰触到滑轨外侧限位传感器时停止工作，承载台面板的传感器检测不到抽屉时，原地等待操作人员利用上位机发出的指令；

(9)操作人员从该抽屉取走工器具后操作上位机发出指令，自动控制机器人将抽屉送回其在存储柜的相应位置；

(10)操作人员归还工器具时，参照上述步骤操作。