一种人工智能机器人系统的制作方法

本发明属于机器人系统技术领域，具体涉及一种人工智能机器人系统。

背景技术：

机器人系统是一种可以应用于工业上的装置，有时，为了能够方便教学和参赛，也会设计一些机器人，但是，这些机器人的功能较为简单，仅仅具有夹取工件的功能，无法让学习者更深入的体会到更多的功能。

另外，由于这种机器人本身功能不齐全，经过适应性的改变后，也基本无法应用在工业上，缺乏实际的工业用途。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种人工智能机器人系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种人工智能机器人系统，包括操作平台、协作机器人、agv装置、物料台、装配台和仓库，操作平台感应外部操作，生成对应的操作信号，并将操作信号发送给agv装置，agv装置设在协作机器人下方，agv装置带动协作机器人到达物料台处，物料台上放置有工件，协作机器人用于抓取放置在物料台上的工件，并将工件放置在agv装置上，agv装置带动工件和协作机器人至装配台处，协作机器人抓取工件并放置在装配台上，装配台对工件进行装配，协作机器人抓取装配好的工件，将工件放置在agv装置上，agv装置带动工件和协作机器人至仓库处，协作机器人将工件放置在仓库中。

本发明的机器人系统具有工业应用的全部功能，可以对接典型制造工业场景完整工艺流程，对学习者展现机器人在智能制造行业应用的真实场景业务需求，可以有效培养人工智能技术应用领域高素质复合型技术技能型人才。

另外，本发明可以通过适应性的调整，直接应用在工业生产。

在一些实施方式中，还包括围栏和充电桩，操作平台设在围栏外，协作机器人、agv装置、物料台、装配台和仓库均设在围栏内，充电桩为agv装置提供电能。由此，通过充电桩可以直接对接agv装置，从而为agv装置提供电能。

在一些实施方式中，agv装置包括agv行走轮装置和壳体，壳体设在agv行走轮装置上，协作机器人设在壳体上，agv行走轮装置带动壳体移动，壳体带动协作机器人移动。

在一些实施方式中，协作机器人包括控制模块、多自由度机械臂、第一夹取装置和视觉模块，视觉模块设在多自由度机械臂一端的上方，第一夹取装置设在多自由度机械臂的一端，视觉模块感应工件位置，生成工件视觉信号，并将工件视觉信号发送给控制模块，控制模块通过视觉系统，生成控制信号，并将控制信号发送给多自由度机械臂，多自由度机械臂带动第一夹取装置移动至工件正上方，第一夹取装置夹取工件。由此，通过上述的装置最终可以夹取工件。

在一些实施方式中，第一夹取装置包括平行夹爪气缸和夹手，平行夹爪气缸设在多自由度机械臂的一端，平行夹爪气缸与夹手相连并带动夹手移动，夹手用于夹取工件。由此，当平行夹爪气缸启动时，可以带动夹手进行移动，夹手可以夹取工件。

在一些实施方式中，物料台上放置有工件放置板，工件放置板上设有凹槽，至少有两个工件放置在工件放置板上，夹手卡入凹槽中，以夹紧工件放置板。由此，通过工件放置板可以一次性夹取多个工件，提升夹取效率。

在一些实施方式中，装配台包括支撑架和装配装置，装配装置设在支撑架上，装配装置对工件进行装配。由此，支撑架起到支撑装配装置的作用。

在一些实施方式中，装配装置包括压紧装置、转动装置、第二夹取装置和螺丝旋转装置，压紧装置设在支撑架上，并位于转动装置的一侧，第二夹取装置和螺丝旋转装置均设在转动装置上，转动装置带动第二夹取装置和螺丝旋转装置转动，第二夹取装置用于夹取工件至压紧装置上，螺丝旋转装置带动工件的螺丝至工件处，压紧装置将螺丝压紧放平在工件上，丝旋转装置将螺丝旋紧在工件上。

在一些实施方式中，仓库上设有感应模块，感应模块用于感应工件，生成感应信号，并将感应信号发送给协作机器人，协作机器人根据感应信号控制第一夹取装置运动。由此，通过增加感应模块，可以使得协作机器人将工件放置在没有工件放置的位置处。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的人工智能机器人系统的结构示意图；

图2为图1所示人工智能机器人系统中协作机器人和agv装置的结构示意图；

图3为图1所示人工智能机器人系统中协作机器人和agv装置另一方向的结构示意图；

图4为图1所示人工智能机器人系统中协作机器人的结构示意图；

图5为图1所示人工智能机器人系统中物料台的结构示意图；

图6为图1所示人工智能机器人系统中仓库的结构示意图；

图中：1-操作平台；2-协作机器人；21-多自由度机械臂；22-第一夹取装置；23-视觉模块；3-agv装置；31-agv行走轮装置；32-壳体；4-物料台；5-装配台；51-压紧装置；52-转动装置；53-第二夹取装置；54-螺丝旋转装置；6-仓库；7-围栏；8-充电桩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1～图6所示，公开了一种人工智能机器人系统，包括操作平台1、协作机器人2、agv装置3、物料台4、装配台5和仓库6。此外，该人工智能机器人系统还包括围栏7和充电桩8。

本发明主要可以应用在教学和工业上(当应用在工业上时，需要对相关的部件做适应性的修改)。

如图1所示，在本实施例中，可以设置操作平台1，操作平台1可以是计算机的键盘，当操作人员进行操作时，可以生成对应的操作信号，并将操作信号发送给计算机(即控制模块)，计算机生成控制信号，并将控制信号通过无效信号传输的方式传送给agv装置3、装配台5和协作机器人2，agv装置3可以按照规划好的路径进行行驶。

另外，可以将协作机器人2固定安装在agv装置3上，当通过操作平台1发送“开始工作”的操作后，agv装置3最终接收到该“开始工作”对应的控制信号，此时，agv装置3开始工作，agv装置3可以带动协作机器人2移动至物料台4处，物料台4上面放置有工件，协作机器人2可以抓取放置在物料台4上的工件，并将工件放置在agv装置3上，待重复几次后，当工件抓取的数量达到设定的数量时，协作机器人2停止工作，此时，agv装置3可以带动工件和协作机器人2至装配台5处，协作机器人2抓取工件并将工件放置在装配台5上；装配台5可以对工件进行装配，完成装配后，协作机器人2可以抓取装配好的工件，然后将工件放置在agv装置3上，当工件抓取的数量达到设定的数量时，agv装置3带动工件和协作机器人2至仓库6处，协作机器人2再次抓取工件，并将工件放置在仓库6中。

上述的各个工作流程过程中，操作平台1可以随时发送“暂停工作”的操作信号给计算机，计算机可以控制agv装置3、装配台5和协作机器人2暂停工作。

在本实施例中，如图1所示，为了方便演示和保证教学过程中的安全，可以设置围栏7，将操作平坦安装在围栏7外，协作机器人2、agv装置3、物料台4、装配台5和仓库6均放置在围栏7内，充电桩8可以为agv装置3提供电能，agv装置3的下面可以设置有与充电桩8相配合的充电孔，从而，通过充电桩8可以直接对接agv装置3，为agv装置3提供电能。

更为具体的，在本实施例中，如图2和3所示，agv装置3可以包括agv行走轮装置31和壳体32，壳体32可以固定在agv行走轮装置31上，图3中agv行走轮装置31可以包括动力装置和滚轮，动力装置可以控制滚轮进行转动，滚轮转动时可以带动壳体32进行移动，协作机器人2固定安装在壳体32上，agv行走轮装置31可以带动壳体32移动，壳体32可以带动协作机器人2移动至指定位置处。

在本实施例中，如图2所示，协作机器人2可以包括控制模块、多自由度机械臂21、第一夹取装置22和视觉模块23；多自由度机械臂21可以是一种现有的机械臂21，其可以在六个自由度上进行转动，在多自由度机械臂21的前端可以设置支撑板，视觉模块23可以固定安装在支撑板的上方，第一夹取装置22固定安装在多自由度机械臂21前端支撑板的下方。

接上，在本实施例中，视觉模块23可以是一种智能2d相机，属于现有的装置，视觉模块23可以感应工件位置，生成工件位置对应的视觉信号，然后可以将工件视觉信号发送给控制模块，控制模块根据视觉信号可以生成控制信号，并将控制信号发送给多自由度机械臂21，多自由度机械臂21可以带动第一夹取装置22移动至工件正上方，第一夹取装置22夹取工件，通过上述的装置最终可以夹取工件。当第一夹取装置22不在工件的正上方时，此时，视觉模块23将视觉信号发送给控制模块，控制模块可以控制多自由度机械臂21进行相应的转动，最终使得第一夹取装置22位于工件的正上方，因此，通过视觉模块23可以调整第一夹取装置22的位置。

在本实施例中，如图2所示，第一夹取装置22可以包括平行夹爪气缸和两个夹手，平行夹爪气缸可以固定安装在多自由度机械臂21前端支撑板的下方，平行夹爪气缸可以与夹手相连，同时平行夹爪气缸可以带动两个夹手相对移动，使得夹手可以夹取工件；因此，当平行夹爪气缸启动时，可以带动两个夹手进行移动，夹手可以夹取工件。

为了配合夹手夹取，可以物料台4上放置工件放置板，工件放置板的侧面上一体成型上有凹槽，在每个工件放置板上可以放置两个工件，夹手可以卡入到凹槽中，夹紧工件放置板，通过工件放置板可以一次性夹取多个工件，提升夹取效率。

在本实施例中，如图4所示，装配台5可以包括支撑架和装配装置，装配装置安装在支撑架上，装配装置可以对工件进行装配，支撑架起到支撑装配装置的作用。

更进一步的，如图1和4所示，装配装置可以包括压紧装置51、转动装置52、第二夹取装置53和螺丝旋转装置54，压紧装置51安装在支撑架上，同时，支撑架位于转动装置52的左侧，第二夹取装置53和螺丝旋转装置54均安装在转动装置52上，转动装置52带动第二夹取装置53和螺丝旋转装置54转动，第二夹取装置53用于夹取工件至压紧装置51上，螺丝旋转装置54带动工件的螺丝至工件处，压紧装置51将螺丝压紧放平在工件上，丝旋转装置将螺丝旋紧在工件上。

具体的，在本实施例中，如图1和图4所示，压紧装置51为铆压装置，包括压紧气缸、压紧支架和压紧板，压紧气缸固定安装在压紧支架上方，压紧气缸的输出轴与压紧板相连，同时，在压紧支架的下方可以固定安装有工件模具，第二夹取装置53可以将工件放置在工件模具上，同时螺丝旋转装置54可以将工件的螺丝放置在工件的对应孔上，由于此时螺丝并没有和平整的进入到工件上，压紧气缸启动时，可以通过输出轴带动压紧板向下移动，可以将螺丝压平整，然后启动螺丝旋转装置54，螺丝旋转装置54可以旋转螺丝，将螺丝旋转并旋入到工件上。

接上，下面对如何放置螺丝和工件进行说明，转动装置52可以包括有三个转动部分，每个转动部分均可以用电机电动，图中分别用a、b、c进行标注，如图4所示，当a转动部分转动合适角度后，第二夹取装置53可以夹紧工件，同时c转动部分转动一定角度后，螺丝旋转装置54可以夹紧工件的螺丝，然后a转动部分转动一定的角度，b转动部分也转动一定的角度，第二夹取装置53将工件放置在工件模具上，c转动部分转动一定的角度，将螺丝放置在工件上。

上述的工程仅仅为了展示工件和螺丝放置、压紧工件和螺丝、以及旋紧螺丝，在工业生产过程中，可以根据需要来改变夹手的大小，工件的形状和大小，以及螺丝的大小等等。

在本实施例中，仓库6上可以设置有感应模块，感应模块用于感应工件，生成感应信号，并将感应信号发送给协作机器人2，协作机器人2根据感应信号控制第一夹取装置22运动，通过增加感应模块，可以使得协作机器人2将工件放置在没有工件放置的位置处。

本发明的机器人系统具有工业应用的全部功能，可以对接典型制造工业场景完整工艺流程，从而对学习者展现机器人在智能制造行业应用的真实场景业务需求，可以有效培养人工智能技术应用领域高素质复合型技术技能型人才。

另外，本发明可以通过适应性的调整，直接应用在工业生产。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

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