CN112758854A - 一种移动式机器人垂直顶升装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种移动式机器人顶升装置，能实现大型工件的上下方向顶升功能，并使机器人在高速运动中保持工件的稳定性与可靠性。本发明设计用于移动式机器人的一种新型顶升***，顶升***由前后两组结构相同的顶升装置组成，两组顶升装置由一个电机通过减速器驱动，保证了两组顶升装置的同步性，每个顶升装置包含两个相同的顶升模块，顶升模块左右对称布置，每个顶升模块通过丝杆‑滑块‑连杆驱动，并通过减速器同轴输出保证两个顶升模块的同步性。多个模块顶升组成的顶升***受载均匀，通过联动的机械传动保证各个模块的同步性，提高了搬运工件过程的稳定性和可靠性。

Description

一种移动式机器人垂直顶升装置及工作方法
技术领域
本发明属于移动式机器人顶升装置技术领域，具体地，涉及一种移动式机器人垂直顶升装置及工作方法。
背景技术
移动式机器人广泛应用于物料搬运领域，顶升***安装于移动式机器人底盘上，用以对被搬运物料进行升降操作，常见的顶升***包括顶杆顶升***和X型顶升***，但顶杆装置需要较长的导向装置才能抵抗较大的横向负载，会增加移动式机器人的高度，X装置结构复杂，容易出现干涉现象，且由于每个X型结构顶部接触点多，对精度要求高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种移动式机器人垂直顶升装置，其顶升***的顶升模块相对于X型顶升模块结构更加简单，四个顶升模块由同一个电机联动驱动，同步性好；采用四个结构更加简单的“入”字型结构顶升模块，前后分为两组，每组两个顶升模块左右对称布置，且四个顶升模块由一个电机联动驱动，保证顶升过程的可靠性及承载的均匀性和受力稳定性。
技术方案：本发明提供了一种移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，包括底盘，所述底盘前后居中处设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与第一减速器连接，所述第一减速器的前后两端均设置有传动轴，两个传动轴的端部连接有对称的两个顶升装置，所述顶升装置包括第二减速器、顶升模块、顶升平台，所述第二减速器与传动轴连接；所述顶升模块为两个，且对称设置在第二减速器的左右两端；所述顶升平台设置在顶升模块的上端部。本发明所述的移动式机器人垂直顶升装置，联动传动***采用电机-第一减速器-前后传动轴-前后第二减速器-左右丝杠螺母***-四个顶升模块的传动方式，移动式机器人前后两端各布置一套举升驱动装置，受力均匀，每套驱动装置由左右对称的两个顶升模块组成，每个模块通过底部移动块上的螺母与丝杠配合，将丝杆的转动转化为顶升平台的上下移动。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述第二减速器的前后两端的输出端连接有丝杠支撑座，所述丝杠支撑座上连接有丝杠，所述第二减速器通过丝杠支撑座与丝杠连接。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述顶升模块包括两个第一连杆和两个端部分别与两个第一连杆居中处转动连接的第二连杆；两个第一连杆下端部之间转动连接有移动块；所述第一连杆的顶端转动连接有顶部轴座，所述顶部轴座的上端部与顶升平台固定连接；所述第二连杆远离第一连杆的一端转动连接有底部轴座，所述底部轴座的下端部与底盘固定连接。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述移动块上设置有螺母，所述螺母与丝杠配合连接。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述第一连杆的长度为第二连杆长度的2倍。几何约束可保证升降为垂直直线升降。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述第一连杆的下端部设置有导向轮。
进一步的，上述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，所述底盘的下端部设置有多个驱动轮。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的移动式机器人垂直顶升装置，四个顶升模块位于机器人底盘的四个顶点，承载均匀；由一个电机驱动***通过联动的机械传动，实现四个顶升模块的同步升降；每个顶升模块采用了更加简单的“入”字型连杆***，易于实现；承载均匀、结构简单、运行平稳的特点，抗偏载和抗侧向力强的特点，为重载搬运移动式机器人提供了可靠稳定的顶升方案，具有很高的推广价值。
附图说明
图1为本发明所述移动式机器人垂直顶升装置的结构示意图；
图2为本发明所述移动式机器人垂直顶升装置俯视的结构示意图；
图3为本发明所述顶升装置的结构示意图；
图4为本发明所述顶升模块的结构示意图。
图中：1底盘，2顶升装置，3第一减速器，4驱动电机，5驱动轮，6顶升模块，7丝杠，8第二减速器，9顶升平台，10传动轴，11丝杠支撑座，12丝杠螺母，13第一连杆，14移动块，15导向轮，16顶部轴座，17第二连杆，18底部轴座。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
如图1-4所示：移动式机器人顶升***安装在机器人底盘1上，顶升平台9为顶升***的输出平台，顶升驱动电机4位于机器人底盘的前后中心位置，驱动电机4输出轴连接第一减速器3，第一减速器3前后两端各有一个输出传动轴10，第一减速器3将驱动电机4的高速转动进行减速并将电机转动转化为前后两个传动轴10的转动，每个传动轴10与一个第二减速器8的输入端相连，第二减速器8左右各有一个输出端，通过左右两个丝杠支撑座11与左右两个丝杠7分别相连，将传动轴10的转动转化为两个丝杠7的同速反向转动，每个丝杠7通过螺母12驱动顶升模块6上的移动块14左右移动，移动块14的左右移动通过连杆***转化为顶升平台9的上下移动。
顶升***包含了前后两个结构相同的驱动装置2，第一减速器3通过前后两个输出传动轴10的同步转动实现了两个驱动装置2的同步顶升运动。在通一个顶升装置2，第二减速器8的两个输出端的的同步反向转动保证了左右两个顶升模块6的同步升降，通过这套传动***，四个顶升模块实现了同步升降运动。
如图3、4所示，每个驱动模块6包含两个以转动关节相连的第一连杆13和第二连杆17，其中第一连杆13在底端、中间、顶端各有一个轴向相互平行转动关节，分别连接移动块14、第二连杆17顶端、顶部轴座16，第二连杆17顶端和底端各有一个转动关节，分别与第一连杆13的中间转动关节、底部轴座18转动连接，顶部轴座16与顶升平台固定连接，底部轴座18与机器人底盘1固定连接，设计第一连杆13的长度为第二连杆17的长度的2倍，这个几何约束可保证轴座16轴线的升降为垂直直线升降。
工作时，基于以上的结构基础，移动式机器人移动至物品下方；驱动电机4启动，通过第一减速器3驱动前后两个传动轴10转动；转动轴10转动转化为两个丝杠7的同速反向转动；通过丝杠7与螺母12的配合，移动块14左右移动，从而在第一连杆13和第二连杆17的配合下，顶升平台9上下运动；从而将物品顶起运输并放置。
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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，包括底盘（1），所述底盘（1）前后居中处设置有驱动电机（4），所述驱动电机（4）的输出轴与第一减速器（3）连接，所述第一减速器（3）的前后两端均设置有传动轴（10），两个传动轴（10）的端部连接有对称的两个顶升装置（2），所述顶升装置（2）包括第二减速器（8）、顶升模块（6）、顶升平台（9），所述第二减速器（8）与传动轴（10）连接；所述顶升模块（6）为两个，且对称设置在第二减速器（8）的左右两端；所述顶升平台（9）设置在顶升模块（6）的上端部。
2.根据权利要求1所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述第二减速器（8）的前后两端的输出端连接有丝杠支撑座（11），所述丝杠支撑座（11）上连接有丝杠（7），所述第二减速器（8）通过丝杠支撑座（11）与丝杠（7）连接。
3.根据权利要求2所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述顶升模块（6）包括两个第一连杆（13）和两个端部分别与两个第一连杆（13）居中处转动连接的第二连杆（17）；两个第一连杆（13）下端部之间转动连接有移动块（14）；所述第一连杆（13）的顶端转动连接有顶部轴座（16），所述顶部轴座（16）的上端部与顶升平台（9）固定连接；所述第二连杆（17）远离第一连杆（13）的一端转动连接有底部轴座（18），所述底部轴座（18）的下端部与底盘（1）固定连接。
4.根据权利要求3所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述移动块（14）上设置有螺母（12），所述螺母（12）与丝杠（7）配合连接。
5.根据权利要求3所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述第一连杆（13）的长度为第二连杆（17）长度的2倍。
6.根据权利要求3所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述第一连杆（13）的下端部设置有导向轮（15）。
7.根据权利要求1所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，所述底盘（1）的下端部设置有多个驱动轮（5）。
8.根据权利要求1-7任一项所述的移动式机器人垂直顶升装置及工作方法，其特征在于，其工作方法为：1）移动式机器人移动至物品下方；2）驱动电机（4）启动，通过第一减速器（3）驱动前后两个传动轴（10）转动；3）转动轴（10）转动转化为两个丝杠（7）的同速反向转动；4）通过丝杠（7）与螺母（12）的配合，移动块（14）左右移动，从而在第一连杆（13）和第二连杆（17）的配合下，顶升平台（9）上下运动。
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