CN114906772B - 层叠式搬运机器人 - Google Patents
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Abstract
一种层叠式搬运机器人,设有支架、麦克纳姆轮、提升组件和搬起组件;麦克纳姆轮使得搬运机器人可向任意方向行进;提升组件用来提升搬起组件;而搬起组件通过同步机构、搬起板、弹性对中轴搬起被搬运物品;其中搬起板作用于被搬运物品底部;弹性对中轴作用于被搬运物品左右侧,使被搬运物品左右对中;同步机构使得搬起板、弹性对中轴同步动作;本发明结构简单,可减少制造维护成本,已被搬运物品可落到新的被搬运物品顶部,实现搬运与码垛的同时进行,简化操作步骤;另外该搬运机器人搬运被搬运物品时会使被搬运物品之间形成层叠式架构,在充分利用支架空间前提下,提高单程搬运量,提高搬运效率并保证搬运机器人的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及搬运机器人的技术领域,特别是涉及一种层叠式搬运机器人。
背景技术
搬运机器人为应用机器人运动轨迹实现代替人工搬运的自动化产品,被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运;搬运机器人有两种搬运方式,抓取被搬运物品和抬起被搬运物品;抓取被搬运物品的搬运方式一般应用于有适配抓取方式的着力部件或特殊形状的被搬运物品,使用范围并不是很广泛;而抬起被搬运物品的搬运方式则适应范围更加广泛;使用抬起搬运方式的搬运机器人通常只能一次搬运一个被搬运物品,很少单程能够搬运多个被搬运物品;而对于这些能够单程搬运多个被搬运物品的搬运机器人,通常在行进过程中把被搬运品暂时放到搬运机器人内的不同存放空间;这样的搬运机器人就必须额外设置单独的存放空间和对应的存放机构,使得结构相对复杂,被搬运物品的实际占用空间也相应较少;复杂的机械结构使得搬运机器人的制造成本和维护成本均居高不下;另外,被搬运物品的实际占用空间少并未很好地利用搬运机器人的空间;少量增加携带量的搬运机器人对搬运效率的提高并不大;大量增加携带量的搬运机器人外形尺寸巨大,整体笨重不灵活;现有技术并不能很好地平衡搬运机器人灵活性与增加携带量两者之间的矛盾。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种层叠式搬运机器人。
本发明的技术方案是:一种层叠式搬运机器人,包括支架、安装在支架底部四角的麦克纳姆轮、安装在支架左右两侧以及顶部的提升组件、对称安装在支架两侧的搬起组件;
该提升组件包括设置在支架顶部中央的卷扬筒、安装在支架顶部两侧的导绳件、升降绳、输出端与卷扬筒相连的提升电机、安装在支架左右两侧的导向杆、在导向杆上滑行的安装板;单侧的导向杆贯穿连接支架顶部和底部,并相对同侧的导绳件对称设置;卷扬筒轴向包括两个卷扬段;每个卷扬段分别对应连接左右侧的升降绳;两侧的升降绳分别在两个卷扬段的上侧、下侧与卷扬筒相连;两侧的升降绳均通过导绳件后与安装板相连;
搬起组件包括设置在安装板中部的搬起电机、对称设置在搬起电机前后两侧与安装板转动连接的搬起轴、设置在搬起轴下端的L形搬起板、设置在搬起轴上端的弹性对中轴、连接搬起轴上端和搬起电机输出端的同步机构;该同步机构包括同步杆、联动杆甲、联动杆乙;联动杆甲、联动杆乙相互平行等长;联动杆甲一端与搬起电机输出端固连,另一端与同步杆中点铰接;联动杆乙一端与搬起轴上端固接,另一端与同步杆端部铰接;两个弹性对中轴平行等长设置。
优选的,弹性对中轴端部设有竖向的挤压轴。
优选的,挤压轴的位置与搬起板相对应。
优选的,搬起轴通过转动轴承与安装板相连。
优选的,安装板两端设有与导向杆配合的直线轴承。
优选的,升降绳与搬起电机的输出端同轴相连。
优选的,导绳件为U形扣。
优选的,支架包括带槽型钢、T形螺母、T形螺栓、角码;带槽型钢表面设有与T形螺母配合的安装槽;T形螺栓与T形螺母相配合;角码设置在相邻带槽型钢的连接位置。
本发明的有益效果是:本发明的层叠式搬运机器人,设有支架、麦克纳姆轮、提升组件和搬起组件;麦克纳姆轮使得搬运机器人可向任意方向行进;提升组件用来提升搬起组件;而搬起组件通过同步机构、搬起板、弹性对中轴搬起被搬运物品;其中搬起板作用于被搬运物品底部;弹性对中轴作用于被搬运物品左右侧,使被搬运物品左右对中;同步机构使得搬起板、弹性对中轴同步动作;本发明结构简单,可减少制造维护成本,已被搬运物品可落到新的被搬运物品顶部,实现搬运与码垛的同时进行,简化操作步骤;另外该搬运机器人搬运被搬运物品时会使被搬运物品之间形成层叠式架构,充分利用支架空间提高单程搬运量,提高搬运效率并保证搬运机器人的灵活性。
附图说明
图1是本发明层叠式搬运机器人的立体图;
图2是图1的主视图;
图3是图2的A-A剖视图;
图4是图2的B-B剖视图;
图5是图4的I放大视图;
图6是图4的II放大视图;
图7是图2的C-C剖视图;
图8是单侧提升组件与搬起组件的连接示意图;
图9是T形螺母、T形螺栓的连接示意图一;
图10是T形螺母、T形螺栓的连接示意图二;
图中:1.支架、11.带槽型钢、111.安装槽、12.T形螺母、13.T形螺栓、14.角码、2.麦克纳姆轮、31.卷扬筒、311.卷扬段、32.导绳件、33.升降绳、34.提升电机、35.导向杆、36.安装板、361.直线轴承、41.搬起电机、42.搬起轴、421.转动轴承、43.搬起板、44.弹性对中轴、441.挤压轴、451.同步杆、452.联动杆甲、453.联动杆乙。
具体实施方式
实施例:参见图1-10,一种层叠式搬运机器人,包括支架、安装在支架底部四角的麦克纳姆轮、安装在支架左右两侧以及顶部的提升组件、对称安装在支架两侧的搬起组件;支架是所有零部件的安装连接平台;它把麦克纳姆轮、提升组件、搬起组件结合在一起相互配合;提升组件用于对被搬运物品的提升;搬起组件用于对被搬运物品从下而上的搬起;麦克纳姆轮为已经很成熟的技术;四个麦克纳姆轮相互配合,从而实现搬运机器人任意地点进行任意方向的行进;
该提升组件包括设置在支架顶部中央的卷扬筒、安装在支架顶部两侧的导绳件、升降绳、输出端与卷扬筒相连的提升电机、安装在支架左右两侧的导向杆、在导向杆上滑行的安装板;单侧的导向杆贯穿连接支架顶部和底部,并相对同侧的导绳件对称设置;卷扬筒轴向包括两个卷扬段;每个卷扬段分别对应连接左右侧的升降绳;两侧的升降绳分别在两个卷扬段的上侧、下侧与卷扬筒相连;两侧的升降绳均通过导绳件后与安装板相连;提升电机是提升动力源,卷扬筒、升降绳为传动部件,安装板为执行部件;其中升降绳在导向杆竖向向下作用于安装板;升降绳在卷扬段的连接关系能够确认两侧升降绳同步伸缩,进而使两侧安装板同步升降;之所以选择升降绳、卷扬筒这样的提升结构是因为同一提升行程的情况下该结构对空间占用量比较少,可以腾出大量空间用于容纳被搬运物品。
搬起组件包括设置在安装板中部的搬起电机、对称设置在搬起电机前后两侧与安装板转动连接的搬起轴、设置在搬起轴下端的L形搬起板、设置在搬起轴上端的弹性对中轴、连接搬起轴上端和搬起电机输出端的同步机构;搬起电机为搬起组件的动力源;同步机构、搬起轴为搬起组件的传动部件;搬起板、弹性对中轴为搬起组件的执行部件;其中同步机构通过搬起轴确保搬起板、弹性对中轴同步旋转;搬起板作用于被搬运物品的底部,从下而上搬起最下层的被搬运物品;弹性对中轴利用自身弹性的特性作用于被搬运物品的侧壁,使被搬运物品相对支架左右对中;之后提升组件作用,抬起该被搬运物品;而被搬运物品的左右对中,使得弹性对中轴、搬起板收回时,已搬运的被搬运物品能够准确地落在新的被搬运物品顶部;然后搬起板重新切入新被搬运物品底部,弹性对中轴再次对中新的被搬运物品;这样被搬运物品就形成了层叠的搬运排布方式;这里限制搬运机器人单程搬运量的只有支架的高度;而上述机械结构简单,制造和维护成本均能得到一定的降低;而支架内的空间也得到充分利用,使得搬运机器人的搬运效率提高的同时也很灵活;搬起组件所占空间更小,可腾出更大的空间用于暂存被搬运物品。
该同步机构包括同步杆、联动杆甲、联动杆乙;联动杆甲、联动杆乙相互平行等长;联动杆甲一端与搬起电机输出端固连,另一端与同步杆中点铰接;联动杆乙一端与搬起轴上端固接,另一端与同步杆端部铰接;因为联动杆甲位于两个联动杆乙的中间,搬起电机施加的扭矩会通过两个联动杆乙均匀地输送给搬起轴,进而作用于搬起板和弹性对中轴;两个弹性对中轴平行等长设置,同步作用于被搬运物品前后侧使被搬运物品同步对中。
弹性对中轴端部设有竖向的挤压轴;挤压轴延伸弹性对中轴的对中范围,其竖向长度的覆盖范围内所有层的被搬运物品均能取得左右对中效果。
挤压轴的位置与搬起板相对应,能够适配更多宽度不同的被搬运物品。
搬起轴通过转动轴承与安装板相连,减少转动摩擦,提高搬起板、弹性对中轴的同步效果。
安装板两端设有与导向杆配合的直线轴承,减少滑动摩擦,提高整个搬起组件的同步升降效果。
升降绳与搬起电机的输出端同轴相连;搬起电机是搬起组件的施力点;升降绳作用于搬起电机的输出端可避免搬起板、弹性对中轴发生左右倾斜,提高提升稳定性。
导绳件为U形扣。
支架包括带槽型钢、T形螺母、T形螺栓、角码;带槽型钢表面设有与T形螺母配合的安装槽;T形螺栓与T形螺母相配合;角码设置在相邻带槽型钢的连接位置。
本实施例的工作过程:
支架通过麦克纳姆轮行进到第一被搬运物品的正上方;扳起板并不能对第一被搬运物品的进入造成阻碍;搬起电机启动,使弹性对中轴、搬起板收起处于前后方向;升降电机开启,卷扬筒同步驱使升降绳使得安装板下落,直至搬起板落到与第一被搬运物品的底部;搬起电机再次启动,使弹性对中轴、搬起板伸出处于左右方向;此时搬起板刚好卡在第一被搬运物品底部,而弹性对中轴对准第一被搬运物品两侧;因为弹性对中轴自带弹性,在第一被搬运物品左右对中时会发生弹性变形;升降电机再次启动第一被搬运物品随着搬起板一起上升到合适高度;期间,弹性对中轴一直维持第一被搬运物品的左右对中状态;
支架携带第一被搬运物品通过麦克纳姆轮行进到第二被搬运物品的正上方;搬起电机启动,使弹性对中轴、搬起板收起处于前后方向;第一被搬运物品以对中状态落到第二被搬运物品顶部;升降电机开启,卷扬筒同步驱使升降绳使得安装板下落,直至搬起板落到与第二被搬运物品的底部;搬起电机再次启动,使弹性对中轴、搬起板伸出处于左右方向;此时搬起板刚好卡在第二被搬运物品底部,而弹性对中轴对准第二被搬运物品两侧;期间,挤压轴增加了弹性对中轴的对中范围,也就是囊括第一被搬运物品在内的被搬运物品统一左右对中;升降电机再次启动第一被搬运物品、第二被搬运物品随着搬起板一起上升到合适高度;期间,弹性对中轴一直维持第一被搬运物品、第二被搬运物品的左右对中状态;这样,第二被搬运物品被搬起;第一被搬运物品与第二被搬运物品进行对中码垛;
然后仿照第二被搬运物品的搬起过程可依次其他被搬运物品,直到第一被搬运物品临近挤压轴顶端或支架顶部;
最后,搬运机器人通过麦克纳姆轮进行移动到目的地合适位置;升降电机反向启动,搬运机器人内的被搬运物品下降到合适高度;搬起电机反向启动,搬起板从最底层的被搬运物品底部抽出;搬运机器人内的被搬运物品落到合适高度上;如果该目的地需要容纳搬运机器人内的被搬运物品,麦克纳姆轮运转,搬运机器人离开目的地即可;如果该目的地需要容纳搬运机器人内的一部分被搬运物品,升降电机启动,搬起板抽出上升到相应高度;接着搬起电机启动,搬起板切入相应的被搬运物品底部;弹性对中轴对剩下的被搬运物品重新对中;升降电机启动,搬起板带着剩下的被搬运物品进行一定程度的上升;麦克纳姆轮带着搬运机器人离开该目的地,前往新的目的地。
Claims (1)
1.一种层叠式搬运机器人,包括支架、安装在支架底部四角的麦克纳姆轮、安装在支架左右两侧以及顶部的提升组件、其特征在于,对称安装在支架两侧的搬起组件;
支架包括带槽型钢、T形螺母、T形螺栓、角码;带槽型钢表面设有与T形螺母配合的安装槽;T形螺栓与T形螺母相配合;角码设置在相邻带槽型钢的连接位置;
该提升组件包括设置在支架顶部中央的卷扬筒、安装在支架顶部两侧的导绳件、升降绳、输出端与卷扬筒相连的提升电机、安装在支架左右两侧的导向杆、在导向杆上滑行的安装板;单侧的导向杆贯穿连接支架顶部和底部,并相对同侧的导绳件对称设置;卷扬筒轴向包括两个卷扬段;每个卷扬段分别对应连接左右侧的升降绳;两侧的升降绳分别在两个卷扬段的上侧、下侧与卷扬筒相连;两侧的升降绳均通过导绳件后与安装板相连;安装板两端设有与导向杆配合的直线轴承;升降绳与搬起电机的输出端同轴相连;导绳件为U形扣;
搬起组件包括设置在安装板中部的搬起电机、对称设置在搬起电机前后两侧与安装板转动连接的搬起轴、设置在搬起轴下端的L形搬起板、设置在搬起轴上端的弹性对中轴、连接搬起轴上端和搬起电机输出端的同步机构;该同步机构包括同步杆、联动杆甲、联动杆乙;联动杆甲、联动杆乙相互平行等长;联动杆甲一端与搬起电机输出端固连,另一端与同步杆中点铰接;联动杆乙一端与搬起轴上端固接,另一端与同步杆端部铰接;两个弹性对中轴平行等长设置;弹性对中轴端部设有竖向的挤压轴;挤压轴的位置与搬起板相对应;搬起轴通过转动轴承与安装板相连。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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