CN108383043B - 一种模块化的叉车式搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化的叉车式搬运机器人，包括驱动单元、货箱存储单元以及货箱传输单元，所述驱动单元位于底部，所述货箱存储单元可拆卸地固定于所述驱动单元上方，所述货箱传输单元可拆卸地固定于所述货箱储存单元侧方。所述各个单元之间均用可拆卸的固定方式，使得各单元可以独立生产制造、独立调试和独立维修。打包运输时可将各个单元拆分打包，需要使用时安装完毕即可使用。因此使本发明具有可模块化、可拆卸化、生产周期短、维修方便、运输成本低等优势。

Description

一种模块化的叉车式搬运机器人

技术领域

本发明涉及物流仓储领域和自动化货物搬运领域，尤其涉及一种模块化的叉车式搬运机器人。

背景技术

叉车式搬运机器人是一种应用于自动化货物搬运领域的设备，具有自动化程度高、应用灵活、安全可靠、效率高及维修方便等诸多优点。尤其是能解决“最后100米”和“最后10米”的货物搬运问题，使得搬运机器人成为了现代物流***中的关键设备。在电子商务和快递物流市场***式发展的今天，搬运机器人作为物流装备中自动化水平最高的产品之一，市场对其的需求量也越来越大。

目前行业内普遍使用的自动搬运机器人大都采用一体化设计，整个自动搬运机器人在同一生产厂家安装、调试完成并整体打包运输至用户。生产周期长、打包成本高。这在生产批量小的时候并不会产生多大问题。但是随着市场需求量越来越大，自动搬运机器人的生产批量也越来越大。整体安装调试导致的生产、装配、调试周期延长的问题被成倍的放大。由于自动搬运机器人市场早已被拓宽至全球市场，目前普遍使用的自动搬运机器人在运输时必须整体打包装箱，这会造成很大的空间浪费，尤其在跨国长距离运输时，会极大地提高成本。需要维修时返厂的运输同样需要整体打包装箱，进一步加剧了运输成本的提升和因此而导致的资源浪费。

因此，本领域技术人员致力于开发一种模块化的叉车式搬运机器人。该发明的各个单元之间采用可拆卸的固定连接方式。各个单元互相独立，可以在不同的厂家独立生产和调试，成倍地减少整机的生产和调试周期。在整机调试完成以后，可将各个单元拆分打包运输至用户。用户需要使用时只需要将各个单元装配完成即可正常使用。在搬运机器人某个单元出现问题需要维修、更换时，只需要拆卸或者更换该单元，而不需要整体送回厂家检修。模块化为打包、装箱运输带来了极大的便利，一箱(一车)可以全部装载相同的单元，使得堆叠更有规律，尽最大可能利用有限的装载空间。在长途运输中极大地降低运输成本。模块化的更换和检修可以再次降低运输成本，减小不必要的运输资源浪费。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何将自动搬运机器人模块化、单元化，以缩短生产、调试周期，降低运输、检修成本，并且避免不必要的资源浪费。

为实现上述目的，本发明提供了一种模块化的叉车式搬运机器人，包括驱动单元、货箱存储单元以及货箱传输单元，其特征在于，所述驱动单元位于底部，所述货箱存储单元可拆卸地固定于所述驱动单元上方，所述货箱传输单元可拆卸地固定于所述货箱存储单元侧方。

进一步地，所述驱动单元包括底盘框架和驱动轮，所述驱动轮被设置于所述底盘框架底部，并可自主、被动旋转。

进一步地，所述驱动单元与所述货箱存储单元之间设置有相互配合的安装空间和安装孔。

进一步地，所述货箱存储单元包括支撑导轨、一个或多个货箱托板、升降运动机构以及货箱传输单元安装板，所述支撑导轨竖直设置，所述货箱托板水平设置，所述支撑导轨固定于所述货箱托板边缘，所述升降运动机构设置在所述支撑导轨上，所述升降运动机构上固定有货箱传输单元安装板，所述货箱传输单元安装板通过所述升降运动机构驱动，可沿所述支撑导轨在竖直方向上进行移动。

进一步地，所述升降运动机构包括动力装置和传动机构，所述动力装置设置于所述升降运动机构内部，可产生动力，所述动力装置通过所述传动机构与所述支撑导轨连接，能够将所述动力装置产生的动力转化为使得所述升降运动机构上、下运动的动力，从而带动与所述升降运动机构固定的所述货箱传输单元安装板沿所述支撑导轨移动。

进一步地，所述货物传输单元底部还设有万向脚轮，所述万向脚轮与所述驱动单元的底部呈同一水平面。

进一步地，所述货箱传输单元可拆卸地固定于所述货箱传输单元安装板上。

进一步地，所述货箱传输单元安装板上设置有与所述货箱传输单元相配合的安装空间和安装孔。

进一步地，所述货箱传输单元包括支撑架、伸缩叉齿和旋转装置，所述支撑架与所述货箱存储单元之间可拆卸地固定，所述旋转装置设置于所述支撑架上，所述伸缩叉齿设置于所述旋转装置上。

进一步地，所述支撑架与所述旋转装置、所述旋转装置与所述伸缩叉齿之间，均采用可拆卸的连接方式。

本发明至少具备以下技术优点：各个单元之间采用可拆卸的固定连接方式。各个单元互相独立，可以在不同的厂家独立生产和调试，成倍地缩短整机的生产和调试周期。在整机调试完成以后，可将各个单元拆分打包运输至用户。用户需要使用时只需要将各个单元装配完成即可正常使用。在搬运机器人某个单元出现问题需要维修、更换时，只需要拆卸或者更换该单元，而不需要整体送回厂家检修。模块化为打包、装箱运输带来了极大的便利，一箱(一车)可以全部装载相同的单元，使得堆叠更有规律，尽最大可能利用有限的装载空间。在长途运输中极大地降低运输成本。模块化的更换和检修可以再次降低运输成本，减少不必要的运输资源浪费。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的第一较佳实施例的整机装配完成立体示意图；

图2是本发明的第一较佳实施例的货箱储存单元立体示意图；

图3是本发明的第二较佳实施例的整机装配完成立体示意图；

图4是本发明的第二较佳实施例的货箱储存单元立体示意图；

其中，1-驱动单元，2-货箱存储单元，3-货箱传输单元，11-底盘框架，12-驱动轮，21-支撑导轨，22-货箱托板，23-货箱，24-升降运动机构，25-货箱传输单元安装板，26-万向脚轮，31-伸缩叉齿，32-旋转装置，33-支撑架。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示为本发明第一较佳实施例的整机装配完成立体示意图。本实施例包括驱动单元1、货箱存储单元2以及货箱传输单元3。其中驱动单元1位于底部，货箱存储单元2可拆卸地安装在驱动单元1的上方，货箱传输单元3可拆卸地安装于货箱存储单元2的一侧。

驱动单元1包括底盘框架11以及驱动轮12，驱动轮12被安装在底盘框架1的底部。驱动轮12可以被电机驱动自主旋转，也可以在外力推动下被动地旋转。

货箱传输单元3包括支撑架33、伸缩叉齿31和旋转装置32，其中旋转装置32被安装在支撑架33上表面，伸缩叉齿31被安装在旋转装置32上方。伸缩叉齿31在旋转装置32的驱动下，可在水平方向进行任意角度的旋转、停止。伸缩叉齿31可沿叉齿方向进行伸出、缩回动作。其中旋转装置32和支撑架33之间、伸缩叉齿31和旋转装置32之间也可以使用可拆卸的固定连接。进一步加强本发明的可模块化。

为了实现驱动单元1和货箱存储单元2之间的模块化、可拆卸化，驱动单元1的顶部设计有与货箱存储单元2相互配合的安装空间，同时在驱动单元1的顶部和货箱存储单元2的底部相对应的位置设置有多个安装孔。在装配时，将驱动单元1的顶部和货箱存储单元2的底部利用设置好的安装空间插接好，并使得安装孔对齐，然后利用紧固螺钉、螺栓将驱动单元1和货箱存储单元2固定在一起。需要拆卸时只需要将紧固螺钉、螺栓去除，即可将驱动单元1和货箱存储单元2分离。

图2为本发明第一较佳实施例中货箱存储单元2的立体示意图。货箱存储单元2包括竖直设置的支撑导轨21、水平设置的货箱托板22、沿支撑导轨方向设置的升降运动机构24以及货箱传输单元安装板25。其中支撑导轨21为货箱存储单元2的主要支撑机构，在货箱托板22为常规四边形时，可设置4根支撑导轨21并固定在货箱托板22四周。也可以根据货箱托板22的形状变化或为了节约材料和整体重量的目的考虑增加或减少支撑导轨21的数量。本实施例设置有多个水平放置的货箱托板22，一方面为了维持支撑导轨21的机构稳定，另一方面也能达到增加自动搬运机器人运输能力的效果。升降运动机构24被设置在货箱存储单元2一侧的支撑导轨21上，通过其内部的动力装置和传动装置，可实现沿支撑导轨21的运动、停止。在升降运动机构24上固定有货箱传输单元安装板25，用于安装固定货箱传输单元3。

为实现货箱存储单元2和货箱传输单元3之间的模块化、可拆卸化，在货箱传输单元安装板25表面设置有与货箱传输单元3相互配合的安装空间，同时在货箱传输单元安装板25和货箱传输单元3的支撑架33的相应位置设置有多个安装孔。在需要装配时，将货箱传输单元3的侧面与货箱传输单元安装板25的表面利用设置好的安装空间插接好，并使得安装孔对齐，然后利用紧固螺钉、螺栓将货箱传输单元3和货箱存储单元2固定在一起。需要拆卸时只需要将紧固螺钉、螺栓去除，即可将货箱传输单元3和货箱存储单元2分离。

本发明的第一实施例在使用时，将驱动单元1、货箱存储单元2和货箱传输单元3装配在一起。通过控制驱动单元1移动自动搬运机器人至需要的位置，利用升降运动机构24带动货箱传输单元3至合适的高度后，利用旋转装置32控制伸缩叉齿31的方向，然后操作伸缩叉齿31进行伸出、缩回动作来将货箱23从堆放地点搬运至货箱托盘22上，再以相同的方式将货箱23从货箱托盘22上搬运至目标地点。

本发明的第一实施例在生产时，驱动单元1、货箱存储单元2和货箱传输单元3可以由不同厂家或是同一厂家的不同生产线进行同步生产，并独立调试、测试。经过整体装配调试以后，将各单元拆卸并分别打包、装箱以后运输至用户处。用户在需要使用的时候只需要进过简单的安装步骤，即可得到一个完整的叉车式自动搬运机器人。在任何单元有损坏或者需要更换时，用户可以很方便地自行拆卸某一单元，直接替换该单元或是将该单元送回生产厂家检修，而不必将搬运机器人整体运回。

图3为本发明第二较佳实施例的整体装配完成立体示意图，图4为该实施例中货箱存储单元2的立体示意图。第二实施例与第一实施例结构基本相同，不同之处包括货箱存储单元2的底部还设置有万向脚轮26，该万向脚轮26在货箱存储单元2单独摆放的时候可以起到辅助推动的效果。当驱动单元1和货箱存储单元2装配完成后，万向脚轮26与驱动单元1的驱动轮12处于同一水平面上，可以增加驱动单元1的方向灵活性，同时也提高了自动搬运机器人的整体稳定性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种模块化的叉车式搬运机器人，包括驱动单元、货箱存储单元以及货箱传输单元，其特征在于，所述驱动单元位于底部，所述货箱存储单元可拆卸地固定于所述驱动单元上方，所述货箱存储单元包括支撑导轨、一个或多个货箱托板、升降运动机构以及货箱传输单元安装板，所述支撑导轨竖直设置，所述货箱托板水平设置，所述支撑导轨固定于所述货箱托板边缘，所述升降运动机构设置在所述支撑导轨上，所述升降运动机构上固定有货箱传输单元安装板，所述货箱传输单元安装板通过所述升降运动机构驱动，可沿所述支撑导轨在竖直方向上进行移动；

所述货箱传输单元可拆卸地固定于所述货箱存储单元侧方。

2.如权利要求1所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述驱动单元包括底盘框架和驱动轮，所述驱动轮被设置于所述底盘框架底部，并可自主或被动旋转。

3.如权利要求1所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述驱动单元与所述货箱存储单元之间设置有相互配合的安装空间和安装孔。

4.如权利要求3所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述升降运动机构包括动力装置和传动机构，所述动力装置设置于所述升降运动机构内部，可产生动力，所述动力装置通过所述传动机构与所述支撑导轨连接，能够将所述动力装置产生的动力转化为使得所述升降运动机构上、下运动的动力，从而带动与所述升降运动机构固定的所述货箱传输单元安装板沿所述支撑导轨移动。

5.如权利要求4所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述货箱传输单元底部还设有万向脚轮，所述万向脚轮与所述驱动单元的底部呈同一水平面。

6.如权利要求5所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述货箱传输单元可拆卸地固定于所述货箱传输单元安装板上。

7.如权利要求6所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述货箱传输单元安装板上设置有与所述货箱传输单元相配合的安装空间和安装孔。

8.如权利要求6所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述货箱传输单元包括支撑架、伸缩叉齿和旋转装置，所述支撑架与所述货箱存储单元之间可拆卸地固定，所述旋转装置设置于所述支撑架上，所述伸缩叉齿设置于所述旋转装置上。

9.如权利要求8所述的模块化的叉车式搬运机器人，其特征在于，所述支撑架与所述旋转装置、所述旋转装置与所述伸缩叉齿之间，均采用可拆卸的连接方式。

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