超市搬運機器人內部組成研究與設計

廣東理工學院藝術系 張高美

大連海洋大學海洋科技與環境學院 梁金水

廣東理工學院工業自動化系 羅冠益

本文主要研究的是一種超市搬運機器人的內部組成，通過對超市搬運機器人的背景分析、構件組成、構件的連接方式以及工作原理的分析，最后進行了總結，得出了現階段超市搬運機器人的種種優點勢必取代傳統的物流搬運作業。在傳統的物流搬運行業中，需要付出大量的勞動成本、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的發展需求。結合現代科技的發展，超市搬運機器人不僅操作簡單，而且具備了降低勞動力以及勞動成本、效率高、安全性能好等優點，有利于現階段物流搬運作業的發展，是現代科技的突破。

1 超市搬運機器人背景分析

現階段，隨著人工智能以及工業機器人的不斷發展，超市的發展也隨之迅猛起來，而日益龐大的超市是離不開超市搬運機器人的協助。

隨著“中國制造2025”規劃的提出，智能化生產理念受到越來越多的重視，其中物流行業就是一個代表。在傳統的物流搬運行業中，往往需要付出大量的勞動成本、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的發展需求，而結合現代科技的發展，設計出了一種超市搬運機器人。這種超市搬運機器人的優點在于能夠承受并且運輸更多的貨物、效率高以及安全性能好，適合現階段超市搬運行業的發展。超市搬運機器人其車型為AGV小車，AGV小車的型號為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算機接收信號的蓄電池，使得搬運作業更加簡捷方便、安全、效率高，這種設計方式可以較好擺脫了傳統搬運模式體力勞動大、花費更多的成本、安全性能低等一系列不便問題。

自2007年起到2017年，中國工業機器人安裝量呈指數型函數的速度一直增長。根據國際機器人聯合會統計，在2017年，中國工業機器人安裝量為137920臺（其中，34671臺由中國機器人供應商安裝），比2016年增加約59%，繼續成為全球最大的機器人市場。通過對比安裝量數據以及由國內廠商提供的機器人安裝數據，可以看出我國對工業機器人的需求量還是占據比較大的成分，但是國內廠商提供的機器人相對來說是較少的，中國仍然成為全球最大的機器人市場。因此，這款超市搬運機器人擁有良好的市場，可以發揮其特有的資質以及未來可以改進的地方，投放在市場，讓更多國人享受超市搬運機器人的諸多便利，利于國內工業機器人的發展。

超市搬運機器人的車型為AGV小車，其中文名為自動導向車。它是通過蓄電池的充放電，裝在電磁導軌沿著規定路徑實現自動化無人駕駛車，通過計算機編程控制到達目的的工作地點，從而實現搬運作業。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，有利于現階段超市搬運行業的發展。

2 超市搬運機器人構件的組成

圖1 超市搬運機器人主視圖

圖2 貨物架俯視圖

圖1所示為超市搬運機器人的主視圖，圖2所示為超市搬運機器人貨物架的俯視圖。結合圖1以及圖2，能夠直觀看得出，超市搬運機器人主要由19個部位組合而成。其中，1代表AGV小車，其型號為QFD1780V1；2代表揚聲器；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代表一號支桿；10代表電動推桿，其型號為JC35B；11代表貨物架；12代表一號圍欄；13代表固定銷；14代表導軌槽；15代表滑塊；16代表支撐桿；17代表二號支桿；18代表防撞橡膠；19代表二號圍欄。

3 超市搬運機器人構件的連接方式

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工作時進行提醒警示，揚聲器2可以進行語音提醒，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，導軌槽14與滑塊15滑動連接，滑塊15與支撐桿16通過軸承連接，通過操作面板4可以對AGV小車進行調節，滑塊15可以帶動支撐桿16在導軌槽14內進行滑動，進而使得二號支桿17升降。

如圖1所示，支撐桿16與二號支桿17焊接，二號支桿17與一號支桿9鉸接，二號支桿17與電動推桿10鉸接，電動推桿10伸長可以使得一號支桿9和二號支桿17向上伸縮，進而使得貨物架11上升。

如圖1所示，電動推桿10與一號支桿9鉸接，一號支桿9與貨物架11鉸接，貨物架11可以裝載需要運輸的貨物。

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

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

4 超市搬運機器人的工作原理

在使用時，將AGV小車1放到電磁導軌上，并通過計算機對AGV小車1的行駛路線進行設定，然后將需要搬運的貨物放置在貨物架11上，貨物放置好之后，操作人員對操作面板4進行調節，AGV小車1自動按照設定好的線路將貨物運輸到需要放置的倉庫內，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，警示燈3和揚聲器2可以進行明燈和語音警示，提醒周圍人員，避免被AGV小車1撞到，當貨架較高時，對操作面板4進行調節，電動推桿10進行伸長，使得一號支桿9和二號支桿17之間的距離增加，進而使得貨物架11向上移動，方便貨物的卸載，當需要運輸更多的貨物時，通過掛鉤6和鎖鉤7連接到貨物推車上，使得裝置的貨物運輸量提高，進而提高裝置的搬運效率，AGV小車1自身設置有蓄電池，并且在電池電量低于設定值時及時向計算機發出充電信號，計算機端同意充電之后，AGV小車1可以自動行駛到充電區域進行充電。圖3所示是超市搬運機器人工作原理圖。

圖3 超市搬運機器人工作原理流程圖

結語：傳統的物流搬運行業不能滿足物流行業的發展需求，而這款超市搬運機器人能夠承受并且運輸更多的貨物、效率高以及安全性能好，大大降低了勞動力以及勞動成本，適合現階段搬運物流行業的發展，具備了優良的市場前景。面向大批上市超市，使用超市搬運機器人更大大降低勞動力和勞動成本，對超市發展起到了重要的支撐作用。