CN114194627B - 一种无人机货物接收机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机货物接收机器人，包括壳体、护网杆、护网和折叠机械臂；所述壳体内部中空，所述壳体顶部连接有若干护网杆，所述护网杆间连接有弹性护网；所述护网杆能够相对壳体转动，当护网杆向壳体外侧翻转时，所述护网被逐渐拉伸展开，当护网杆向壳体内侧翻转时，所述护网被逐渐收拢；所述折叠机械臂顶端连接有用于抓取货物的机械手，所述折叠机械臂通过滑移机构安装于壳体底部，所述滑移机构能够驱动折叠机械臂沿壳体侧壁至中心的方向移动。本发明接货时伸展面积大，接货完毕后通过折叠机械臂和机械手抓取和传送货物，闲置时占用空间小，实现无人机货物高效接收与传送，不需人工搬运，节省人力。

Description

一种无人机货物接收机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种无人机货物接收机器人。

背景技术

随着快递行业的迅速发展，快递数量与日俱增，单纯靠人工搬货物已难以满足需求。采用无人机运送货物有助于实现快递运送自动化、无人化、信息化以及节省人力和降低人工成本。目前，无人机卸货的基本方式为降落后放下货物，然后起飞，降落和起飞的过程需要很多时间。另有其它场所，通过设置货物接收箱使无人机不需要降落卸货，但是箱子通常体积大，收货后另外需要机器人运货。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无人机货物接收机器人，接货时伸展面积大，接货完毕后通过折叠机械臂和机械手抓取和传送货物，闲置时占用空间小，实现无人机货物高效接收与传送，不需人工搬运，节省人力。

本发明提供了如下的技术方案：

一种无人机货物接收机器人，包括壳体、护网杆、护网和折叠机械臂；

所述壳体内部中空，所述壳体顶部连接有若干护网杆，所述护网杆间连接有弹性护网；所述护网杆能够相对壳体转动，当护网杆向壳体外侧翻转时，所述护网被逐渐拉伸展开，当护网杆向壳体内侧翻转时，所述护网被逐渐收拢；

所述折叠机械臂顶端连接有用于抓取货物的机械手，所述折叠机械臂通过滑移机构安装于壳体底部，所述滑移机构能够驱动折叠机械臂沿壳体侧壁至中心的方向移动。

进一步的，所述折叠机械臂包括转盘、第一液压缸、下折臂和上折臂，所述转盘能够在水平面内360°旋转，所述转盘上部安装有第一液压缸，所述第一液压缸的伸缩杆一端连接下折臂，所述下折臂与上折臂铰接，所述下折臂和上折臂间连接有第二液压缸，所述下折臂和上折臂通过第二液压缸伸缩实现相对转动，所述上折臂连接机械手。

进一步的，所述壳体侧壁内侧设有凹槽，所述折叠机械臂折叠收拢时的高度低于所述凹槽的高度，所述折叠机械臂折叠收拢且移动至壳体侧壁时容纳于凹槽处。

进一步的，所述壳体顶部连接有遮挡盖，所述遮挡盖位于凹槽上方且沿壳体侧壁至壳体中心的方向倾斜设置。

进一步的，所述壳体底面设有沿壳体侧壁至壳体中心方向延伸的滑槽，所述折叠机械臂的底部连接有支撑块，所述支撑块装配于滑槽中且能够沿滑槽移动，所述支撑块底部连接滑移机构，所述滑移机构设于壳体底面内部。

进一步的，所述滑移机构包括分别设于滑槽两端的第一端板和第二端板，所述第一端板和第二端板间连接有丝杠以及平行设于丝杠两侧的两个滑杆，所述丝杠末端贯穿第二端板且与第一电机相连；所述丝杠上套设有丝杠螺母，所述滑杆上套设有限位块，所述限位块与丝杠螺母固定连接，所述丝杠螺母顶部与支撑块相连。

进一步的，所述护网包括固定圈、与固定圈相连的若干网套以及设各于网套与固定圈间的网体，所述固定圈的形状与壳体形状相匹配，所述网套与护网杆的位置一一对应且能够套设于护网杆外部，所述网体为弹性网体；

所述护网杆的下部设有若干限位钩，所述网体靠近固定圈的一侧设有与限位钩匹配的挂孔或挂绳。

进一步的，所述护网杆底部连接有旋转机构且通过旋转机构相对壳体转动，所述护网杆向壳体内侧及外侧翻转的最大角度均为45°；

所述旋转机构设于壳体侧壁内部，所述旋转机构包括转轴和第二电机，所述护网杆与轴套相连，所述轴套固定安装于转轴外部，所述转轴上设有第一齿轮，所述第二电机的输出轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合。

进一步的，所述壳体侧壁外侧设有若干支撑组件，各支撑组件与护网杆一一对应；

所述支撑组件包括与壳体侧壁相连的第一支撑杆、与第一支撑杆铰接的第二支撑杆以及设于第二支撑杆末端的支撑弧块，所述支撑弧块与护网杆外形相匹配，所述护网杆翻转至壳体外侧时与支撑弧块相卡合。

进一步的，所述壳体底面铺设有缓冲垫，所述壳体底部安装有若干万向轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明中壳体顶部连接有若干护网杆，护网杆间连接有弹性护网，护网杆能够相对壳体转动；当护网杆向壳体外侧翻转时，护网被逐渐拉伸展开，此时面积较大，可接收无人机运送的货物，且由于护网具有弹性，能够对落入护网范围的货物进行缓冲，减少货物损伤；当不需要接收无人机货物时，护网杆向壳体内侧翻转，护网被逐渐收拢，占用空间小；

（2）本发明包括折叠机械臂，折叠机械臂顶端连接有用于抓取货物的机械手，折叠机械臂通过滑移机构安装于壳体底部，滑移机构能够驱动折叠机械臂沿壳体侧壁至中心的方向移动；当接收无人机货物时，折叠机械臂和机械手在滑移机构的驱动下移动至壳体侧壁处折叠隐藏，防止被货物砸坏；当无人机货物接收完毕后，折叠机械臂和机械手在滑移机构的驱动下移动至壳体中心处，利用机械手抓取货物，将货物放到运货小车或传送带上，使用方便，不需人工搬运，节省人力。

附图说明

图1是实施例1中护网收起时本发明的主视结构示意图；

图2是实施例1中护网收起时本发明的俯视结构示意图；

图3是实施例1中护网展开时本发明的主视结构示意图；

图4是实施例1中护网展开时本发明的俯视结构示意图；

图5是实施例中护网的结构示意图；

图6是实施例中护网杆和护网的装配结构示意图；

图7是实施例中护网杆下部的结构示意图；

图8是实施例1中转运货物时本发明的内部结构示意图；

图9是实施例中滑移机构的俯视结构示意图；

图10是实施例2中护网展开时本发明的主视结构示意图；

图11是图10中A局部结构放大图；

图中标记为：1、壳体；2、护网杆；3、护网；301、固定圈；302、网体；303、网套；4、万向轮；5、滑槽；6、遮挡盖；7、凹槽；8、第一端板；9、第二端板；10、第一电机；11、丝杠；12、丝杠螺母；13、支撑块；14、转盘；15、第一液压缸；16、下折臂；17、上折臂；18、第二液压缸；19、机械手；20、缓冲垫；21、限位块；22、滑杆；23、轴套；24、转轴；25、第一齿轮；26、第二齿轮；27、第二电机；28、支撑组件；2801、第一支撑杆；2802、第二支撑杆；2803、支撑弧块；29、限位钩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。

如图1-4和8所示，本实施例提供一种无人机货物接收机器人，包括壳体1、护网杆2、护网3、折叠机械臂和机械手19。

如图1-4所示，壳体1内部中空，壳体1顶部连接有若干护网杆2，护网杆2间连接有弹性护网3；护网杆2能够相对壳体1转动，当护网杆2向壳体1外侧翻转时，护网3被逐渐拉伸展开，当护网杆2向壳体1内侧翻转时，护网3被逐渐收拢。

具体的，如图6所示，护网杆2底部连接有旋转机构且通过旋转机构相对壳体1转动，旋转机构设于壳体1侧壁内部。旋转机构包括转轴24和第二电机27，护网杆2与轴套23相连，轴套23固定安装于转轴24外部，转轴24上设有第一齿轮25，第二电机27的输出轴上设有第二齿轮26，第一齿轮25和第二齿轮26相啮合。第二电机27工作时带动第二齿轮26转动，与第二齿轮26相啮合的第一齿轮25随之转动，从而使转轴24带动轴套23以及护网杆2转动，通过控制第二电机27正转或反转，能够使护网杆2向壳体1外侧或内侧翻转，从而带动护网3拉伸展开或收拢。此外，可通过设置限位装置或者改变壳体1上容纳护网杆2穿过的通孔的长度，控制护网杆2向壳体1内侧及外侧翻转的最大角度均为45°。

如图5-7所示，护网3包括固定圈301、与固定圈301相连的若干网套303以及设各于网套303与固定圈301间的网体302；固定圈301的形状与壳体1形状相匹配，便于安装，防止护网3变形；网套303与护网杆2的位置一一对应且能够套设于护网杆2外部，网体302为弹性网体；护网杆2的下部设有若干限位钩29，网体302靠近固定圈301的一侧设有与限位钩29匹配的挂孔或挂绳。安装护网3时，将网套303一一对应套设于护网杆2上，并通过限位钩29和挂孔（或挂绳）进一步固定，拆卸时反向操作即可，从而方便护网3的更换与维护。

如图8所示，折叠机械臂顶端连接有用于抓取货物的机械手19。具体的，折叠机械臂包括转盘14、第一液压缸15、下折臂16和上折臂17，上折臂17连接机械手19；转盘14能够在水平面内360°旋转，便于从壳体1内各处抓取货物；转盘14上部安装有第一液压缸15，第一液压缸15的伸缩杆一端连接下折臂16，下折臂16与上折臂17铰接，下折臂16和上折臂17间连接有第二液压缸18，下折臂16和上折臂17通过第二液压缸18伸缩实现相对转动。闲置时，第一液压缸15缩短带动下折臂16和上折臂17下降，第二液压缸18缩短使下折臂16和上折臂17折叠，便于收纳放置；工作时，第一液压缸15和第二液压缸18均伸长，便于抓取和运送货物。

如图8和9所示，折叠机械臂通过滑移机构安装于壳体1底部，滑移机构能够驱动折叠机械臂沿壳体1侧壁至中心的方向移动。具体的，壳体1底面设有沿壳体1侧壁至壳体1中心方向延伸的滑槽5，折叠机械臂的底部连接有支撑块13，支撑块13装配于滑槽5中且能够沿滑槽5移动，支撑块13底部连接滑移机构，滑移机构设于壳体1底面内部。滑移机构包括分别设于滑槽5两端的第一端板8和第二端板9，第一端板8和第二端板9间连接有丝杠11以及平行设于丝杠11两侧的两个滑杆22，丝杠11末端贯穿第二端板9且与第一电机10相连；丝杠11上套设有丝杠螺母12，滑杆22上套设有限位块21，限位块21与丝杠螺母12固定连接，丝杠螺母12顶部与支撑块13相连。第一电机10工作带动丝杠11转动，丝杠螺母12沿丝杠11直线运动，从而实现折叠机械臂的直线移动；两个滑杆22以及限位块21的存在能够提高丝杠螺母12运移稳定性，增加装置的结构强度。

如图8所示，壳体1侧壁内侧设有凹槽7，凹槽7设于滑槽5的末端处；折叠机械臂折叠收拢时的高度低于凹槽7的高度，折叠机械臂折叠收拢且移动至壳体1侧壁时能够容纳于凹槽7处。壳体1顶部连接有遮挡盖6，遮挡盖6位于凹槽7上方且沿壳体1侧壁至壳体1中心的方向倾斜设置，遮挡盖6用于辅助遮挡折叠收拢后的折叠机械臂，防止接收货物时被货物砸坏。

本实施例的工作原理为：

当需要接收无人机货物时，第一液压缸15缩短带动下折臂16和上折臂17下降，第二液压缸18缩短使下折臂16和上折臂17折叠，折叠机械臂占用空间最小，启动第一电机10工作，使折叠机械臂移动至滑槽5末端并暂存于凹槽7处，遮挡盖6辅助遮挡折叠机械臂；同时，第二电机27工作，使护网杆2相对壳体1转动，向壳体1外侧翻转，护网3被逐渐拉伸展开，此时面积较大，可接收无人机运送的货物，且由于护网3具有弹性，能够对落入护网3范围的货物进行缓冲，减少货物损伤。

当无人机货物接收完毕，第一电机10工作，使折叠机械臂移动至壳体1中心处，第一液压缸15和第二液压缸18伸长，通过转盘14转动，机械手19可以从壳体1内部各处抓取货物，将货物放到运货小车或传送带上；此时，护网杆5可维持向外翻转的状态，或者通过控制第二电机27工作，使护网杆2转动至竖直状态。

当货物传送完毕机器人闲置时，第二电机27工作，护网杆2向壳体1内侧翻转，护网3被逐渐收拢，占用空间小；此时，可同时控制第一液压缸15和第二液压缸18缩短，使折叠机械臂折叠收拢，控制第一电机10工作，使折叠机械臂和机械手再次移动至凹槽7处暂存。

实施例2

如图1-4和8所示，本实施例提供一种无人机货物接收机器人，包括实施例1中的结构。此外，壳体1底面铺设有缓冲垫20，使无人机卸载的货物得到缓冲，减少货物损坏；壳体1底部安装有若干万向轮4，方便机器人移动；壳体1上还可安装 GPS装置，便于实现自动移动。

如图10和11所示，壳体1侧壁外侧设有若干支撑组件，各支撑组件与护网杆2一一对应；支撑组件包括与壳体1侧壁相连的第一支撑杆2801、与第一支撑杆2801铰接的第二支撑杆2802以及设于第二支撑杆2802末端的支撑弧块2803，支撑弧块2803与护网杆2外形相匹配，护网杆2翻转至壳体1外侧时与支撑弧块2803相卡合，能够对护网杆2施加支撑力，防止较重货物掉落至护网杆2时损坏护网杆2；第一支撑杆2801和第二支撑杆2802可利用第三液压缸控制相对运动，使第一支撑杆2801和第二支撑杆2802伸展便于支撑护网杆2，或者使第一支撑杆2801和第二支撑杆2802相对转动折叠以减少占用空间。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无人机货物接收机器人，其特征在于，包括壳体、护网杆、护网和折叠机械臂；

所述壳体内部中空，所述壳体顶部连接有若干护网杆，所述护网杆间连接有弹性护网；所述护网杆能够相对壳体转动，当护网杆向壳体外侧翻转时，所述护网被逐渐拉伸展开，当护网杆向壳体内侧翻转时，所述护网被逐渐收拢；

所述折叠机械臂顶端连接有用于抓取货物的机械手，所述折叠机械臂通过滑移机构安装于壳体底部，所述滑移机构能够驱动折叠机械臂沿壳体侧壁至中心的方向移动；

所述护网包括固定圈、与固定圈相连的若干网套以及设各于网套与固定圈间的网体，所述固定圈的形状与壳体形状相匹配，所述网套与护网杆的位置一一对应且能够套设于护网杆外部，所述网体为弹性网体；

所述护网杆的下部设有若干限位钩，所述网体靠近固定圈的一侧设有与限位钩匹配的挂孔或挂绳；

所述壳体侧壁外侧设有若干支撑组件，各支撑组件与护网杆一一对应；

所述支撑组件包括与壳体侧壁相连的第一支撑杆、与第一支撑杆铰接的第二支撑杆以及设于第二支撑杆末端的支撑弧块，所述支撑弧块与护网杆外形相匹配，所述护网杆翻转至壳体外侧时与支撑弧块相卡合。

2.根据权利要求1所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述折叠机械臂包括转盘、第一液压缸、下折臂和上折臂，所述转盘能够在水平面内360°旋转，所述转盘上部安装有第一液压缸，所述第一液压缸的伸缩杆一端连接下折臂，所述下折臂与上折臂铰接，所述下折臂和上折臂间连接有第二液压缸，所述下折臂和上折臂通过第二液压缸伸缩实现相对转动，所述上折臂连接机械手。

3.根据权利要求2所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述壳体侧壁内侧设有凹槽，所述折叠机械臂折叠收拢时的高度低于所述凹槽的高度，所述折叠机械臂折叠收拢且移动至壳体侧壁时容纳于凹槽处。

4.根据权利要求3所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述壳体顶部连接有遮挡盖，所述遮挡盖位于凹槽上方且沿壳体侧壁至壳体中心的方向倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述壳体底面设有沿壳体侧壁至壳体中心方向延伸的滑槽，所述折叠机械臂的底部连接有支撑块，所述支撑块装配于滑槽中且能够沿滑槽移动，所述支撑块底部连接滑移机构，所述滑移机构设于壳体底面内部。

6.根据权利要求5所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述滑移机构包括分别设于滑槽两端的第一端板和第二端板，所述第一端板和第二端板间连接有丝杠以及平行设于丝杠两侧的两个滑杆，所述丝杠末端贯穿第二端板且与第一电机相连；所述丝杠上套设有丝杠螺母，所述滑杆上套设有限位块，所述限位块与丝杠螺母固定连接，所述丝杠螺母顶部与支撑块相连。

7.根据权利要求1所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述护网杆底部连接有旋转机构且通过旋转机构相对壳体转动，所述护网杆向壳体内侧及外侧翻转的最大角度均为45°；

所述旋转机构设于壳体侧壁内部，所述旋转机构包括转轴和第二电机，所述护网杆与轴套相连，所述轴套固定安装于转轴外部，所述转轴上设有第一齿轮，所述第二电机的输出轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合。

8.根据权利要求1所述的无人机货物接收机器人，其特征在于，所述壳体底面铺设有缓冲垫，所述壳体底部安装有若干万向轮。

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