超市搬运机器人内部组成研究与设计

广东理工学院艺术系 张高美

大连海洋大学海洋科技与环境学院 梁金水

广东理工学院工业自动化系 罗冠益

本文主要研究的是一种超市搬运机器人的内部组成，通过对超市搬运机器人的背景分析、构件组成、构件的连接方式以及工作原理的分析，最后进行了总结，得出了现阶段超市搬运机器人的种种优点势必取代传统的物流搬运作业。在传统的物流搬运行业中，需要付出大量的劳动成本、不方便操作、安全性能低、效率低等问题，已不能满足物流行业的发展需求。结合现代科技的发展，超市搬运机器人不仅操作简单，而且具备了降低劳动力以及劳动成本、效率高、安全性能好等优点，有利于现阶段物流搬运作业的发展，是现代科技的突破。

1 超市搬运机器人背景分析

现阶段，随着人工智能以及工业机器人的不断发展，超市的发展也随之迅猛起来，而日益庞大的超市是离不开超市搬运机器人的协助。

随着“中国制造2025”规划的提出，智能化生产理念受到越来越多的重视，其中物流行业就是一个代表。在传统的物流搬运行业中，往往需要付出大量的劳动成本、不方便操作、安全性能低、效率低等诸多不便的问题已不能满足物流行业的发展需求，而结合现代科技的发展，设计出了一种超市搬运机器人。这种超市搬运机器人的优点在于能够承受并且运输更多的货物、效率高以及安全性能好，适合现阶段超市搬运行业的发展。超市搬运机器人其车型为AGV小车，AGV小车的型号为QFD1780V1，加上可以连接货物推车的固定杆、挂钩、弹簧、锁钩以及自身携带能够让计算机接收信号的蓄电池，使得搬运作业更加简捷方便、安全、效率高，这种设计方式可以较好摆脱了传统搬运模式体力劳动大、花费更多的成本、安全性能低等一系列不便问题。

自2007年起到2017年，中国工业机器人安装量呈指数型函数的速度一直增长。根据国际机器人联合会统计，在2017年，中国工业机器人安装量为137920台（其中，34671台由中国机器人供应商安装），比2016年增加约59%，继续成为全球最大的机器人市场。通过对比安装量数据以及由国内厂商提供的机器人安装数据，可以看出我国对工业机器人的需求量还是占据比较大的成分，但是国内厂商提供的机器人相对来说是较少的，中国仍然成为全球最大的机器人市场。因此，这款超市搬运机器人拥有良好的市场，可以发挥其特有的资质以及未来可以改进的地方，投放在市场，让更多国人享受超市搬运机器人的诸多便利，利于国内工业机器人的发展。

超市搬运机器人的车型为AGV小车，其中文名为自动导向车。它是通过蓄电池的充放电，装在电磁导轨沿着规定路径实现自动化无人驾驶车，通过计算机编程控制到达目的的工作地点，从而实现搬运作业。这样一来不但缓解了人力资源的投入，而且大大的降低了成本，有利于现阶段超市搬运行业的发展。

2 超市搬运机器人构件的组成

图1 超市搬运机器人主视图

图2 货物架俯视图

图1所示为超市搬运机器人的主视图，图2所示为超市搬运机器人货物架的俯视图。结合图1以及图2，能够直观看得出，超市搬运机器人主要由19个部位组合而成。其中，1代表AGV小车，其型号为QFD1780V1；2代表扬声器；3代表警示灯；4代表操作面板；5代表固定杆；6代表挂钩；7代表锁钩；8代表弹簧；9代表一号支杆；10代表电动推杆，其型号为JC35B；11代表货物架；12代表一号围栏；13代表固定销；14代表导轨槽；15代表滑块；16代表支撑杆；17代表二号支杆；18代表防撞橡胶；19代表二号围栏。

3 超市搬运机器人构件的连接方式

如图1所示，AGV小车1与防撞橡胶18通过螺栓连接，扬声器2与AGV小车1通过卡槽连接，警示灯3与AGV小车1通过螺栓连接，警示灯3在AGV小车1工作时进行提醒警示，扬声器2可以进行语音提醒，避免人员撞到AGV小车上。

如图1所示，AGV小车1与操作面板4通过卡槽连接，导轨槽14与滑块15滑动连接，滑块15与支撑杆16通过轴承连接，通过操作面板4可以对AGV小车进行调节，滑块15可以带动支撑杆16在导轨槽14内进行滑动，进而使得二号支杆17升降。

如图1所示，支撑杆16与二号支杆17焊接，二号支杆17与一号支杆9铰接，二号支杆17与电动推杆10铰接，电动推杆10伸长可以使得一号支杆9和二号支杆17向上伸缩，进而使得货物架11上升。

如图1所示，电动推杆10与一号支杆9铰接，一号支杆9与货物架11铰接，货物架11可以装载需要运输的货物。

如图1和图2所示，货物架11与一号围栏12通过合页连接，一号围栏12上设置有固定销13，一号围栏12与二号围栏19通过固定销13连接，一号围栏12可以避免装载的货物掉落。

如图1所示，AGV小车1远离防撞橡胶18一端设置有固定杆5，挂钩6与固定杆5铰接，挂钩6上设置有锁钩7，锁钩7上设置有弹簧8，挂钩6与锁钩7通过弹簧8连接，通过挂钩6可以将AGV小车与货物推车进行连接。

4 超市搬运机器人的工作原理

在使用时，将AGV小车1放到电磁导轨上，并通过计算机对AGV小车1的行驶路线进行设定，然后将需要搬运的货物放置在货物架11上，货物放置好之后，操作人员对操作面板4进行调节，AGV小车1自动按照设定好的线路将货物运输到需要放置的仓库内，防撞橡胶18可以避免AGV小车1撞击到障碍物受到损坏，同时，警示灯3和扬声器2可以进行明灯和语音警示，提醒周围人员，避免被AGV小车1撞到，当货架较高时，对操作面板4进行调节，电动推杆10进行伸长，使得一号支杆9和二号支杆17之间的距离增加，进而使得货物架11向上移动，方便货物的卸载，当需要运输更多的货物时，通过挂钩6和锁钩7连接到货物推车上，使得装置的货物运输量提高，进而提高装置的搬运效率，AGV小车1自身设置有蓄电池，并且在电池电量低于设定值时及时向计算机发出充电信号，计算机端同意充电之后，AGV小车1可以自动行驶到充电区域进行充电。图3所示是超市搬运机器人工作原理图。

图3 超市搬运机器人工作原理流程图

结语：传统的物流搬运行业不能满足物流行业的发展需求，而这款超市搬运机器人能够承受并且运输更多的货物、效率高以及安全性能好，大大降低了劳动力以及劳动成本，适合现阶段搬运物流行业的发展，具备了优良的市场前景。面向大批上市超市，使用超市搬运机器人更大大降低劳动力和劳动成本，对超市发展起到了重要的支撑作用。