CN110498370B - 仓储物流用搬运机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仓储物流用搬运机器人，包括可移动底盘、升降平台、升降驱动组件、托盘以及旋转驱动组件；可移动底盘包括底盘座体，其可相对于地面可控移动；升降平台安装在所述可移动底盘上，且其可相对于所述可移动底盘作升降运动；升降驱动组件用于驱动所述升降平台相对于所述可移动底盘作升降运动；托盘安装在所述升降平台上，且其可相对于所述升降平台旋转；旋转驱动组件用于驱动所述托盘相对于所述升降平台旋转；本发明的仓储物流用搬运机器人通过升降驱动组件执行顶升操作，升降驱动组件由多组连杆机构组成，连杆机构的结构成本较低，可靠性高，且本发明的升降驱动组件通过四组连杆机构支撑升降平台的四个角，升降平稳性高。

Description

仓储物流用搬运机器人
技术领域
本发明涉及仓储物流领域，特别是涉及一种仓储物流用搬运机器人。
背景技术
当前在仓储物流领域，运用搬运货架的搬运机器人使用广泛，其可将货架搬运到分拣区域功供分拣人员拣货，待分拣人员拣货完成后再将货架搬回原位。现有搬运机器人大都基于凸轮或丝杠对货架进行顶升，结构稳定性与可靠性较低。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种稳定性与可靠性高的仓储物流用搬运机器人。
技术方案：为实现上述目的，本发明的仓储物流用搬运机器人，包括可移动底盘、升降平台、升降驱动组件、托盘以及旋转驱动组件；
可移动底盘包括底盘座体，其可相对于地面可控移动；升降平台安装在所述可移动底盘上，且其可相对于所述可移动底盘作升降运动；升降驱动组件用于驱动所述升降平台相对于所述可移动底盘作升降运动；托盘安装在所述升降平台上，且其可相对于所述升降平台旋转；旋转驱动组件用于驱动所述托盘相对于所述升降平台旋转；
其中，所述升降驱动组件包括左右对称设置的两组顶升组件，每组顶升组件包括两组镜像设置的连杆机构以及一组驱动装置；
所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆以及滑块，其中所述第一连杆的一端相对于所述底盘座体转动连接，第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端铰接在所述滑块上，所述滑块相对于所述底盘座体滑动连接；所述第一连杆与第二连杆的铰接位置处还铰接有连接所述升降平台的连接件；所述连接件与所述升降平台滑动连接；
所述驱动装置包括分别设置在两组所述连杆机构的两个滑块上的左旋螺母与右旋螺母，还包括丝杠以及驱动所述丝杠转动的驱动电机，所述丝杠的两侧分别为与所述左旋螺母配合使用的左旋丝杠部以及与所述右旋螺母配合使用的右旋螺母部；
所述可移动底盘上还转动安装有维持连杆，所述维持连杆的另一端铰接在所述升降平台上；当所述维持连杆的两个铰接点的连线处于水平状态时，所述升降平台与维持连杆的铰接点的行程最高位置到该连线的距离与行程最低位置到该连线的距离相等。
进一步地，两组所述顶升组件包含的两根丝杠由同一驱动电机驱动转动。
进一步地，所述旋转驱动组件包括可相对于所述升降平台旋转的大齿轮以及安装在所述升降平台上、由所述旋转电机驱动转动的小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮啮合。
进一步地，所述升降平台处于高位时，所述第一连杆处于竖直状态。
进一步地，还包括托架，所述托架可随所述托盘作旋转运动而不随所述托盘作升降运动；所述托架包括四个托体，每个托体下均设有滚轮；所述托架整体可在收纳状态与展开状态之间切换，且在展开状态下，四个托体可托住货架的四个腿部。
有益效果：本发明的仓储物流用搬运机器人通过升降驱动组件执行顶升操作，升降驱动组件由多组连杆机构组成，连杆机构的结构成本较低，可靠性高，且本发明的升降驱动组件通过四组连杆机构支撑升降平台的四个角，升降平稳性高。
附图说明
附图1为仓储物流用搬运机器人的立体图；
附图2为仓储物流用搬运机器人的正视图；
附图3为升降平台处于高位时升降驱动组件的状态图；
附图4为升降平台处于低位时升降驱动组件的状态图；
附图5为包含处于展开状态的托架的搬运机器人的结构图；
附图6为包含处于收纳状态的托架的搬运机器人的结构图；
附图7为托架的结构图；
附图8为连接组件的结构图；
附图9为搬运机器人搬运货架时两者的状态图。
附图中各附图标记表示的零部件名称如下：
1-可移动底盘；11-底盘座体；2-升降平台；3-升降驱动组件；31-连杆机构；311-第一连杆；312-第二连杆；313-滑块；314-连接件；32-驱动装置；321-左旋螺母；322-右旋螺母；323-丝杠；324-驱动电机；4-托盘；5-旋转驱动组件；51-大齿轮；52-小齿轮；53-旋转电机；6-维持连杆；7-托架；71-托体；72-托架座体；721-固定齿轮；73-连接组件；731-第一连杆；732-第二连杆；732-1-齿条部；733-第一齿轮；734-第二齿轮；735-变速箱；74-所述驱动单元；741-滑动块；742-直线运动执行单元；743-驱动杆；75-滚轮；8-导向件；9-滑套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1与附图2所示的仓储物流用搬运机器人，包括可移动底盘1、升降平台2、升降驱动组件3、托盘4以及旋转驱动组件5；
可移动底盘1包括底盘座体11，其可相对于地面可控移动；升降平台2安装在所述可移动底盘1上，且其可相对于所述可移动底盘1作升降运动；升降驱动组件3用于驱动所述升降平台2相对于所述可移动底盘1作升降运动；托盘4安装在所述升降平台2上，且其可相对于所述升降平台2旋转；旋转驱动组件5用于驱动所述托盘4相对于所述升降平台2旋转；
其中，所述升降驱动组件3包括左右对称设置的两组顶升组件，每组顶升组件包括两组镜像设置的连杆机构31以及一组驱动装置32；
所述连杆机构31包括第一连杆311、第二连杆312以及滑块313，其中所述第一连杆311的一端相对于所述底盘座体11转动连接，第一连杆311的另一端与所述第二连杆312的一端铰接，第二连杆312的另一端铰接在所述滑块313上，所述滑块313相对于所述底盘座体11滑动连接；所述第一连杆311与第二连杆312的铰接位置处还铰接有连接所述升降平台2的连接件314；所述连接件314与所述升降平台2滑动连接；
所述驱动装置32包括分别设置在两组所述连杆机构31的两个滑块313上的左旋螺母321与右旋螺母322，还包括丝杠323以及驱动所述丝杠323转动的驱动电机324，所述丝杠323的两侧分别为与所述左旋螺母321配合使用的左旋丝杠部以及与所述右旋螺母322配合使用的右旋螺母部；
所述可移动底盘1上还转动安装有维持连杆6，所述维持连杆6的另一端铰接在所述升降平台2上；当所述维持连杆6的两个铰接点的连线处于水平状态时，所述升降平台2与维持连杆6的铰接点的行程最高位置到该连线的距离与行程最低位置到该连线的距离相等。
附图3为升降平台处于高位时升降驱动组件的状态图，附图4为升降平台处于低位时升降驱动组件的状态图，通过上述结构，由于每组顶升组件包括两组镜像设置的连杆机构31以及一组驱动装置32，驱动装置32通过丝杠323的转动同步驱动两组连杆机构31运动，在顶升托盘4向上运动的行程中，丝杠323的转动使得两个连杆机构31的连接件314逐渐升高，其两个连接件314等速反向运动，两者之间的间距逐渐变远，在连接件314逐渐远离的过程中，两者对升降平台2的有效支撑长度变长，使得顶升组件对升降平台2的支撑稳定性也逐渐变好，当升降平台2运动到最高位时，两个连接件314之间的距离最大，支撑稳定性也最好。优选地，所述升降平台2处于高位时，所述第一连杆311处于竖直状态，此时，第一连杆311为垂直设置的二力杆，可承担起大部分的压力。且两个连杆机构31由同一丝杠323驱动，可保证两个连杆机构31运动的同步性最好。上述维持连杆6由于整体是基本横向设置，因此可有效抵抗横向的力矩，使得升降平台2不会横向运动，维持连杆6连杆的长度比升降平台2的行程高至少一个数量级，且由于升降平台2与维持连杆6的铰接点的行程最高位置到该连线的距离与行程最低位置到该连线的距离相等，如此，在升降平台2上升下降时，升降平台2只会产生微量可忽略不计的水平平移，而维持连杆6对维持升降平台2的稳定却能起到巨大作用。
优选地，两组所述顶升组件包含的两根丝杠323由同一驱动电机324驱动转动。具体地，驱动电机324分别通过传动比相等的两组齿轮组将动力传送至两根丝杠323上。如此，两组顶升组件可同步执行顶升作业，同步性较好，不会出现一边高一边低的情形。
所述旋转驱动组件5包括可相对于所述升降平台2旋转的大齿轮51以及安装在所述升降平台2上、由所述旋转电机53驱动转动的小齿轮52，所述小齿轮52与所述大齿轮51啮合。
进一步地，还包括托架7，所述托架7可随所述托盘4作旋转运动而不随所述托盘4作升降运动；所述托架7包括四个托体71，每个托体71下均设有滚轮75；所述托架7整体可在收纳状态与展开状态之间切换，且在展开状态下，四个托体71可托住货架的四个腿部。初始状态下，托架7处于收纳状态，如附图6所示，当需要搬运货架时，升降驱动组件3先将托盘4顶起到最高位置，然后，托架7整体由收纳状态切换为展开状态，如附图5所示，使四个托体71位于货架的四个腿部的下方，然后升降驱动组件3使托盘4下降一段距离使四个腿部落在四个托体71上，其状态如附图9所示。
具体地，如附图7所示，所述托架7还包括托架座体72、连接组件73以及驱动单元74。托架座体72在俯视方向上相对于所述托盘4周向固定，且在竖直方向上可相对于所述托架座体72平移，如此，当托盘4作升降运动时，不会对托架7产生影响，当托盘4旋转时，可带动托架7同步旋转；具体地，实现该传动的方式为，托盘4上安装有若干导向件8，托架座体72上固定安装有与所述导向件8一一滑动配合的滑套9。
如附图8所示，连接组件73用于连接所述托架4与所述托架座体72；针对每一所述托体71均配设有一所述连接组件73；托架座体72上对应于每个连接组件73均配备有一个固定齿轮721；驱动单元74用于驱动所述连接组件73相对于所述托架座体72转动，使得所述托架4可整体在收纳状态与展开状态间切换；
具体地，所述连接组件73包括第一连杆731、第二连杆732、第一齿轮733、第二齿轮734以及变速箱735。第一连杆731相对于所述托架座体72转动安装；第二连杆732可相对于所述第一连杆731作伸缩运动，且所述托体71固定在其上；第二连杆732上形成有齿条部732-1；第一齿轮733其转动安装在所述第一连杆731上，其与所述固定齿轮721啮合；第二齿轮734转动安装在所述第一连杆731上，且其与所述齿条部732-1啮合；变速箱735用于建立所述第一齿轮733与第二齿轮734之间的传动关系，且其使得第二齿轮734的转速较第一齿轮733的转速高，这样当第一齿轮733转动较少圈数时，第二齿轮734可转动较多圈数，驱动第二连杆732伸出较大的距离。采用上述结构，当第一连杆731相对于托架座体72转动时，由于第一齿轮733与固定齿轮721的啮合作用，第一齿轮733也会产生转动，从而通过带动变速箱735带动第二齿轮734转动，由于第二齿轮734与齿条部732-1之间的啮合作用，可使第二连杆732相对于第一连杆731伸出。如此，通过驱使第一连杆731转动，可同时实现第二连杆732的伸缩运动。
进一步地，四个所述连接组件73分为两组，每组的两个连接组件73由一驱动单元74驱动相对于所述托架座体72转动；所述驱动单元74包括滑动块741、直线运动执行单元742以及驱动杆743；其中，滑动块741相对于所述托架座体72滑动安装；直线运动执行单元742用于驱动所述滑动块741相对于所述托架座体72滑动，本实施例中直线运动执行单元742为丝杠；驱动杆743的一端铰接在所述滑动块741上，另一端铰接在所述第一连杆731上。如此，当滑动块741运动时，与其连接的两个连接组件73会发生转动。
本发明的仓储物流用搬运机器人通过升降驱动组件执行顶升操作，升降驱动组件由多组连杆机构组成，连杆机构的结构成本较低，可靠性高，且本发明的升降驱动组件通过四组连杆机构支撑升降平台的四个角，升降平稳性高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.仓储物流用搬运机器人，其特征在于，包括可移动底盘、升降平台、升降驱动组件、托盘以及旋转驱动组件；
可移动底盘包括底盘座体，其可相对于地面可控移动；升降平台安装在所述可移动底盘上，且其可相对于所述可移动底盘作升降运动；升降驱动组件用于驱动所述升降平台相对于所述可移动底盘作升降运动；托盘安装在所述升降平台上，且其可相对于所述升降平台旋转；旋转驱动组件用于驱动所述托盘相对于所述升降平台旋转；
其中，所述升降驱动组件包括左右对称设置的两组顶升组件，每组顶升组件包括两组镜像设置的连杆机构以及一组驱动装置；
所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆以及滑块，其中所述第一连杆的一端相对于所述底盘座体转动连接，第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端铰接在所述滑块上，所述滑块相对于所述底盘座体滑动连接；所述第一连杆与第二连杆的铰接位置处还铰接有连接所述升降平台的连接件；所述连接件与所述升降平台滑动连接；
所述驱动装置包括分别设置在两组所述连杆机构的两个滑块上的左旋螺母与右旋螺母，还包括丝杠以及驱动所述丝杠转动的驱动电机，所述丝杠的两侧分别为与所述左旋螺母配合使用的左旋丝杠部以及与所述右旋螺母配合使用的右旋螺母部；
所述可移动底盘上还转动安装有维持连杆，所述维持连杆的另一端铰接在所述升降平台上；当所述维持连杆的两个铰接点的连线处于水平状态时，所述升降平台与维持连杆的铰接点的行程最高位置到该连线的距离与行程最低位置到该连线的距离相等；
还包括托架，所述托架可随所述托盘作旋转运动而不随所述托盘作升降运动；所述托架包括四个托体，每个托体下均设有滚轮；所述托架整体可在收纳状态与展开状态之间切换，且在展开状态下，四个托体可托住货架的四个腿部。
2.根据权利要求1所述的仓储物流用搬运机器人，其特征在于，两组所述顶升组件包含的两根丝杠由同一驱动电机驱动转动。
3.根据权利要求1所述的仓储物流用搬运机器人，其特征在于，所述旋转驱动组件包括可相对于所述升降平台旋转的大齿轮以及安装在所述升降平台上、由旋转电机驱动转动的小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮啮合。
4.根据权利要求1所述的仓储物流用搬运机器人，其特征在于，所述升降平台处于高位时，所述第一连杆处于竖直状态。
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