CN214059249U - 一种箱装货物自动装卸机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于物流自动化设备技术领域，具体涉及一种箱装货物自动装卸机器人，包括转运车、随动输送机构、大臂机构以及与小臂机构；小臂机构包括：小臂侧板、抓手导向板、输送带安装板、后输送带机构、前输送带机构和抓手机构；抓手机构包括：四连杆机构、吸盘支架以及吸盘；前输送带机构和后输送带机构之间具有使吸盘能够落下的吸盘避让间隙。本实用新型通过吸盘抓取箱装货物的货箱后，利用吸盘移动驱动同步带带动货箱沿抓手导向板的上表面向后运动，吸盘运动至吸盘避让间隙内货箱的下方，以避让货箱。本实用新型结构设计合理，占用空间小且承载能力强，能够实现货箱的自动连续抓取。

Description

一种箱装货物自动装卸机器人

技术领域

本实用新型属于物流自动化设备技术领域，具体涉及一种箱装货物自动装卸机器人。

背景技术

目前，虽然物流行业前端自动化程度相对较高，但是针对集装箱等封闭空间内的箱装货物仍要依靠人工或者通过叉车托盘的方式进行装卸，物流行业输送链的末端仍需要人工装卸车，针对集装箱这种封闭空间实现自动化装卸的技术基本处于空白阶段。箱装货物堆叠在集装箱内，由于受集装箱空间的限制，通过传统的机械手抓取货物，经常会受到集装箱侧壁的干涉而无法完成全部箱装货物的抓取，且容易抓烂包装箱。

而要想装卸机器人前端的抓手运动灵活需要设置较多的自由度，而多个自由度往往通过多个串联的驱动方式实现，结构复杂，需要较多的驱动电机，一个驱动串联在另一个驱动的输出端，增加了驱动的负载，使得机械手较笨重。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的串联驱动的装卸机械手结构复杂、笨重的缺陷，提供一种结构简单，驱动负载小、可以长距离转运货物的箱装货物自动装卸机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种箱装货物自动装卸机器人，用于装卸箱装货物至输送带上，其特征在于：包括转运车、转动安装在所述转运车上的随动输送机构、与所述随动输送机构连接的大臂机构以及与所述大臂机构连接的小臂机构；所述小臂机构包括：两相互平行相对设置的小臂侧板、设置在两所述小臂侧板前部之间的两相对设置的抓手导向板、设置在两小臂侧板后部之间的两相对设置的输送带安装板、后输送带机构、前输送带机构和抓手机构；所述抓手导向板的前端和后端分别具有倾斜向下的前坡段和后坡段；所述抓手机构包括：两对称设置在所述小臂侧板之间的四连杆机构、连接在两四连杆机构之间的吸盘支架以及安装在所述吸盘支架前端的多个吸盘；所述四连杆机构包括：滑架杆、转动连接在所述滑架杆后端的后摇杆、转动连接在所述滑架杆前端的前摇杆以及与所述后摇杆和所述前摇杆的端部均转动连接的连架杆；所述连架杆的下端安装有导向轮，所述导向轮沿所述抓手导向板的上表面运动；所述吸盘支架连接在所述连架杆上，所述滑架杆固定在前后移动的吸盘移动驱动同步带上；所述前输送带机构和所述后输送带机构之间具有使所述吸盘能够落下的吸盘避让间隙。

进一步地，所述抓手导向板和所述输送带安装板之间具有容纳所述吸盘支架落下的支架避让间隙。

进一步地，所述抓手机构还包括：抓手移动电机、安装在所述抓手移动电机输出轴上的夹持主动带轮、通过夹持同步带与所述夹持主动带轮连接的夹持从动带轮、与所述夹持从动带轮同轴安装的第一移动带轮、转动安装在所述小臂侧板前端的第二移动带轮；所述吸盘移动驱动同步带套设在所述第一移动带轮和所述第二移动带轮上；所述滑架杆通过同步带夹紧块固定在所述吸盘移动驱动同步带上。

进一步地，所述后输送带机构包括转动安装在所述输送带安装板后端的第三动力滚筒、安装在所述输送带安装板前端的后输送带从动滚筒以及套设在所述第三动力滚筒和所述后输送带从动滚筒上的后输送带。

进一步地，所述前输送带机构包括：转动安装在所述抓手导向板后端的第四动力滚筒、转动安装在所述小臂侧板上的前输送带从动滚筒以及套设在所述第四动力滚筒和所述前输送带从动滚筒上的前输送带。

进一步地，所述转运车包括车架底盘、固定安装在所述车架底盘上的支撑架以及安装在所述车架底盘四个角的麦克纳姆轮。

进一步地，所述随动输送机构包括：通过轴承转动安装在所述支撑架上端的回转基座、固定安装在所述回转基座上的固定架、滑动连接在所述固定架上的活动架、转动安装在所述固定架上的第一动力滚筒、安装在所述固定架后端的第一档边从动滚筒、上下并列安装在所述活动架前端的第二挡边从动滚筒和第三挡边从动滚筒、安装在所述活动架后端的第四从动滚筒、滑动安装在所述固定架前端的第五从动滚筒、设置在所述第一动力滚筒两侧的第一导向辊和第二导向辊；第一输送带依次绕过第一动力滚筒、第一导向辊、第一挡边从动滚筒，然后绕至第一支撑面板的上表面、第二支撑面板的上表面、绕过第二挡边从动滚筒、第三挡边从动滚筒、第四从动滚筒和第五从动滚筒，继续绕过第二导向辊后绕至第一动力滚筒上。

进一步地，所述大臂机构包括：大臂主架板、与所述大臂主架板滑动连接的大臂延长板、转动安装在所述大臂主架板上的第二动力滚筒、安装在所述大臂主架板后端的第一大臂从动滚筒、安装在所述大臂延长板前部的第二大臂从动滚筒和第三大臂从动滚筒、安装在所述大臂延伸板后端的第四大臂从动滚筒以及安装在所述大臂主架板前端的第五大臂从动滚筒、安装在所述大臂主架板后部的第六大臂从动滚筒以及转动安装在所述第二动力滚筒两侧的第一大臂导向辊和第二大臂导向辊；第二输送带依次绕过第二动力滚筒、第一大臂导向辊、第一大臂从动滚筒、第二大臂从动滚筒、第三大臂从动滚筒、第四大臂从动滚筒、第五大臂从动滚筒、第六大臂从动滚筒和第二大臂导向辊后绕至第二动力滚筒上，形成一个总长度不变的闭环输送带。

进一步地，所述大臂主架板上固定安装有大臂滑块和大臂延伸调节齿条，大臂延长板上固定安装有大臂滑轨和大臂滑动驱动电机；所述大臂滑块与所述大臂滑轨相适配连接，所述大臂滑动驱动电机的输出轴上同轴安装有大臂延伸调节齿轮，通过所述大臂延伸调节齿轮与所述大臂延伸调节齿条啮合传动实现大臂延长板沿大臂主架板的前后滑动。

更进一步地，所述小臂机构与所述大臂机构通过二自由度关节连接；所述二自由度关节包括安装在所述大臂延长板前端的关节驱动减速电机，所述关节驱动减速电机包括左关节驱动减速电机和右关节驱动减速电机，所述关节驱动减速电机的输出端连接有主动凸轮，主动凸轮的输出端连接在连杆的后端，连杆的前端连接在从动凸轮的输入端，与从动凸轮的连接的转轴上连接有主动锥齿轮，其中主动锥齿轮分为左主动锥齿轮和右主动锥齿轮，小臂侧板后端固定安装有小臂连接板，小臂连接板上安装有从动锥齿轮，所述左主动锥齿轮和所述右主动锥齿轮在所述从动锥齿轮的左右两侧与所述从动锥齿轮啮合；其中左主动锥齿轮和右主动锥齿轮为规格相同的齿轮。

本实用新型的一种箱装货物自动装卸机器人的有益效果是：

1、本实用新型通过吸盘抓取箱装货物的货箱后，利用吸盘移动驱动同步带带动货箱沿抓手导向板的上表面向后运动，抓手导向板的前坡段可以使吸盘在前端运动到尽量低的位置，保证能够吸到集装箱最底层的货箱，导向轮运动到抓手导向板的后坡段的底端时，货箱接触到前输送带，吸盘松开将货箱放在前输送带上，前输送带向后运送货箱至后输送带上，此时吸盘位于前输送带和后输送带之间的吸盘避让间隙内货箱的下方，以避让货箱，货箱完全运送到后输送带上后，吸盘再次升起移动到小臂机构的前端进行下一次抓取货箱。本实用新型结构设计合理，占用空间小且承载能力强，能够实现货箱的自动连续抓取。

2、通过两主动锥齿轮同向同速转动，可使连接在小臂连接板上的小臂机构完成上下俯仰动作；当两主动锥齿轮同速反向转动时，可驱动小臂机构完成水平摆动的动作；当两主动锥齿轮同向不同速转动时，可完成俯仰和左右水平摆动的联动。通过控制左主动锥齿轮和右主动锥齿轮的转速和转向实现以两个互相垂直且相交的轴为转动中心的二自由度旋转运动，两个旋转运动可以单独动作，也可以联动。制造简单、安装方便紧凑，两个主动锥齿轮实现了分别驱动，减小了侧轴所受的扭矩，降低了驱动电机所需的功率，进而降低了成本。通过简单的结构实现小臂机构的多自由度运动以实现不同位置装货或卸货的要求。

3、大臂机构用来输送货物的输送带的长度可以调节，能够适应集装箱内不同深度和高度货箱装卸的需求，只需要转运车停止在一定位置后，根据需要小范围调整大臂机构上层输送带的长度即可。另外大臂机构的角度可以调节，随动输送机构的上层用来输送货物的输送带的长度可以根据大臂机构角度的调整而随动伸缩，整个装卸机器人相互协调性能好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例的一种箱装货物自动装卸机器人整体结构图；

图2是本实用新型实施例随动输送机构立体图；

图3是本实用新型实施例的随动输送机构部分结构图；

图4是本实用新型实施例的箱装货物自动装卸机器人部分机构图；

图5是本实用新型实施例的角度调节机构立体图；

图6是本实用新型实施例的大臂机构立体图；

图7是本实用新型实施例的大臂机构部分结构图；

图8是本实用新型实施例的大臂机构另一视角部分结构图；

图9是本实用新型实施例的小臂机构立体图；

图10是本实用新型实施例的小臂机构部分结构图；

图11是本实用新型实施例的小臂机构另一视角结构图；

图12是本实用新型实施例的抓手导向板结构图；

图13是本实用新型实施例的二自由度关节立体图；

图14是本实用新型实施例双窄带机构立体图。

图中:1、转运车，11、车架底盘，12、支撑架，13、麦克纳姆轮，2、随动输送机构，20、回转基座，21、第一动力滚筒， 22、固定架，221、固定侧板，222、第一支撑面板，223、第一下连接板，23、活动架，231、第二支撑面板，232、活动侧板，24、第一档边从动滚筒，25、第二挡边从动滚筒，26、第三挡边从动滚筒， 27、第四从动滚筒，28、第五从动滚筒，29、第一导向辊，210、第二导向辊，211、第一滑轨，212、第一滑块，213、张紧调节螺纹杆， 214、张紧块，215、调节螺栓，216、张紧槽，217、第一输送带，3、大臂机构，30、大臂主架板，31、大臂延长板，32、第二动力滚筒， 33、第一大臂从动滚筒，34、第二大臂从动滚筒，35、第三大臂从动滚筒，36、第四大臂从动滚筒，37、第五大臂从动滚筒，38、第六大臂从动滚筒，39、第一大臂导向辊，310、第二大臂导向辊，311、第二输送带，312、大臂滑块，313、大臂延伸调节齿条，314、大臂滑轨，315、大臂滑动驱动电机，316、大臂延伸调节齿轮，4、小臂机构，40、小臂侧板，41、抓手导向板，411、前坡段，412、后坡段，42、输送带安装板，43、吸盘支架，44、吸盘，45、滑架杆，46、后摇杆，47、前摇杆，48、连架杆，49、导向轮，410、吸盘移动驱动同步带，413、吸盘避让间隙，414、支架避让间隙，415、抓手移动电机，416、夹持主动带轮，417、夹持同步带，418、夹持从动带轮，419、第一移动带轮，420、第二移动带轮，421、同步带夹紧块，422、第三动力滚筒，423、后输送带从动滚筒，424、后输送带，425、第四动力滚筒，426、前输送带从动滚筒，427、前输送带，50、第三输送带驱动机构，51、大臂支撑杆，52、支撑杆下转轴，53、支撑杆上转轴，54、第一电动气缸，55、第二电动气缸，56、第三电动气缸，6、二自由度关节， 61、左关节驱动减速电机，62、右关节驱动减速电机，63、从动凸轮， 64、主动凸轮，65、连杆，66、左主动锥齿轮，67、右主动锥齿轮， 68、从动锥齿轮，69、小臂连接板，7、万向节，8、窄带传动机构， 81、第三动力滚筒，82、第一窄带从动辊，83、第二窄带从动辊，84、第一皮带托辊，85、第二皮带托辊，86、窄带。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

本实施例中提到到“前”“后”以转运车在后，小臂机构在前为参考标准。

如图1-图14所示的本实用新型的一种箱装货物自动装卸机器人的具体实施例，包括：转运车1、转动安装在转运车1上的随动输送机构2、与随动输送机构2连接的大臂机构3以及与大臂机构3连接的小臂机构4。

参见图1、图4和图5，转运车1包括车架底盘11、固定安装在车架底盘11上的支撑架12以及安装在车架底盘11四个角的麦克纳姆轮13。

结合图1-图3，随动输送机构2包括：通过轴承转动安装在支撑架12上端的回转基座20、固定安装在回转基座20上的固定架22、滑动连接在固定架22上的活动架23、转动安装在固定架22上的第一动力滚筒21、安装在固定架22后端的第一档边从动滚筒24、上下并列安装在活动架23前端的第二挡边从动滚筒25和第三挡边从动滚筒26、安装在活动架23后端的第四从动滚筒27、滑动安装在固定架 22前端的第五从动滚筒28、设置在第一动力滚筒21两侧的第一导向辊29和第二导向辊210；固定架22包括两相对设置的固定侧板221、连接在固定架22上端的第一支撑面板222以及连接在固定架22下端的第一下连接板223，活动架23包括两相对设置的活动侧板232和连接在活动侧板232之间的第二支撑面板231。上层第一输送带217 贴合在第一支撑面板222和第二支撑面板231上表面。下层第一输送带217贴合在第一下连接板223的下表面。固定侧板221的内表面固定安装有第一滑块212，活动侧板232的外表面固定安装有与第一滑块212对应的第一滑轨211。第五从动滚筒28的转轴通过张紧机构安装在固定侧板221上，张紧机构包括两相对安装固定在固定侧板上的张紧块214、螺纹连接安装在两张紧块214上的张紧调节螺纹杆213 以及套设在两张紧块214之间的张紧调节螺纹杆213上调节螺栓215，固定侧板上具有张紧槽216，第五从动滚筒28的转轴穿过张紧槽216 后连接在张紧调节螺纹杆213上，通过前后调节张紧调节螺纹杆213 实现第五从动滚筒28前后位置的调节以张紧第一输送带217。

本实施例中将第一滑块212设置在固定架22的内侧面上，而将第一滑轨211固定在活动架23的外侧面，安装固定方便，且不容易卡死。

第一输送带217依次绕过第一动力滚筒21、第一导向辊29、第一挡边从动滚筒，然后绕至第一支撑面板222的上表面、第二支撑面板231的上表面、绕过第二挡边从动滚筒25、第三挡边从动滚筒26、第四从动滚筒27和第五从动滚筒28，继续绕过第二导向辊210后绕至第一动力滚筒21上。

参见图4-图8，大臂机构3包括：大臂主架板30、与大臂主架板30滑动连接的大臂延长板31、转动安装在大臂主架板30上的第二动力滚筒32、安装在大臂主架板30后端的第一大臂从动滚筒33、安装在大臂延长板31前部的第二大臂从动滚筒34和第三大臂从动滚筒35、安装在大臂延伸板后端的第四大臂从动滚筒36以及安装在大臂主架板30前端的第五大臂从动滚筒37、安装在大臂主架板30后部的第六大臂从动滚筒38以及转动安装在第二动力滚筒32两侧的第一大臂导向辊39和第二大臂导向辊310。第二输送带311依次绕过第二动力滚筒32、第一大臂导向辊39、第一大臂从动滚筒33、第二大臂从动滚筒34、第三大臂从动滚筒35、第四大臂从动滚筒36、第五大臂从动滚筒37、第六大臂从动滚筒38和第二大臂导向辊310后绕至第二动力滚筒32上；形成一个总长度不变的闭环输送带；其中第二大臂从动滚筒34和第三大臂从动滚筒35之间的输送带、第三大臂从动滚筒35与第四大臂从动滚筒36之间的输送带、第四大臂从动滚筒36和第五大臂从动滚筒37之间的输送带、以及第五大臂从动滚筒37和第六大臂从动滚筒38之间的输送带形成四层重合部分，通过调节四层重合部分的长度可以调节最上层用来输送货物的第二输送带311的长度。

大臂主架板30上具有固定安装有大臂滑块312和大臂延伸调节齿条313，大臂延长板31上固定安装有大臂滑轨314和大臂滑动驱动电机315；大臂滑块312与大臂滑轨314相适配连接，大臂滑动驱动电机315的输出轴上同轴安装有大臂延伸调节齿轮316，通过大臂延伸调节齿轮316与大臂延伸调节齿条313啮合传动实现大臂延长板 31沿大臂主架板30的前后滑动，进而实现最上层用来输送货物的第二输送带311的长度。

大臂主架板30的上端具有用来支撑上层第二输送带311的大臂输送带上层垫板，大臂主架板30的下端具有用来支撑下层第二输送带311的大臂输送带下层垫板。

其中第一输送带217和第二输送带311都是位于中间的宽带，长距离输送防止箱装货物的掉落，

大臂延长板31的前端还具有与第二输送带311对接的很短的一段双窄带输送机构，双窄带输送机构方便与小臂机构4实现连接。

参见图14，双窄带输送机构为左右对称设置的两条窄带传动机构8，窄带传动机构8包括转动安装在大臂延长板31上的第三动力滚筒81、安装在大臂延长板31的侧板上的第一窄带从动辊82、第二窄带从动辊83、安装在大臂延长板31前端的两上下设置的第一皮带托辊84和第二皮带托辊85，窄带86绕在第三动力滚筒81上，逆时针依次绕过第一皮带托辊84、第二皮带托辊85、第一窄带从动辊82、和第二窄带从动辊83后绕至第三动力滚筒81上，形成闭环输送带。

随动输送机构2和大臂机构3通过万向节7连接；大臂机构3通过角度调节机构安装在转运车1的车架底盘11上，参见图,4和图5，角度调节机构包括：转动安装在车架底盘11上的第三输送带驱动机构50安装在车架底盘11上的第一电动气缸54，第一电动气缸54的伸缩轴固定安装在第三输送带驱动机构50上，第三输送带驱动机构 50和大臂主架板30之间具有大臂支撑杆51，大臂支撑杆51的下端通过支撑杆下转轴52转动连接在角度调节板上，大臂支撑杆51的上端通过支撑杆上转轴53与大臂主架板30转动连接；第二电动气缸 55的固定端安装在第三输送带驱动机构50上，其伸缩端安装在大臂支撑杆51的上端；第三电动气缸56的固定端安装在支撑杆下转轴 52上，其伸缩端安装在大臂固定架22上。通过第一电动气缸54推动第三输送带驱动机构50转动带动大臂机构3绕垂直轴转动，使大臂机构3左右摆动。通过第二电动气缸55和第三电动气缸56的协同动作推动大臂机构3上下俯仰运动。

小臂机构4与大臂机构3通过二自由度关节6连接。

参见图9-图12，小臂机构4包括：两相互平行相对设置的小臂侧板40、设置在两小臂侧板40前部之间的两相对设置的抓手导向板41、设置在两小臂侧板40后部之间的两相对设置的输送带安装板42、后输送带机构、前输送带机构和抓手机构；抓手导向板41的前端和后端分别具有倾斜向下的前坡段411和后坡段412；抓手机构包括：两对称设置在小臂侧板40之间的四连杆机构、连接在两四连杆机构之间的吸盘支架43以及安装在吸盘支架43前端的多个吸盘44；四连杆机构包括：滑架杆45、转动连接在滑架杆45后端的后摇杆46、转动连接在滑架杆前端的前摇杆47以及与后摇杆46和前摇杆47的端部均转动连接的连架杆48；连架杆48的下端安装有导向轮49，导向轮49沿抓手导向板41的上表面运动；吸盘支架43连接在连架杆48上，滑架杆45固定在前后移动的吸盘移动驱动同步带410上；前输送带机构和后输送带机构之间具有使吸盘44能够落下的吸盘避让间隙413。抓手导向板41和输送带安装板42之间具有容纳吸盘支架43落下的支架避让间隙414。

抓手机构还包括：抓手移动电机415、安装在抓手移动电机 415输出轴上的夹持主动带轮416、通过夹持同步带417与夹持主动带轮416连接的夹持从动带轮418、与夹持从动带轮418 同轴安装的第一移动带轮419、转动安装在小臂侧板40前端的第二移动带轮420；吸盘移动驱动同步带410套设在第一移动带轮419和第二移动带轮420上；滑架杆45通过同步带夹紧块421 固定在吸盘移动驱动同步带410上。

后输送带机构包括转动安装在输送带安装板42后端的第三动力滚筒422、安装在输送带安装板42前端的后输送带从动滚筒423以及套设在第三动力滚筒422和后输送带从动滚筒上423 的后输送带424。

前输送带机构包括：转动安装在抓手导向板后端的第四动力滚筒425、转动安装在小臂侧板40上的前输送带从动滚筒426 以及套设在第四动力滚筒425和前输送带从动滚筒426上的前输送带427。

吸盘44的后方具有分气块，分气块连接气源。

以从仓库货集装箱中卸货为例，对当小臂机构4从仓库或集装箱中取箱装货物时，抓手移动电机415驱动吸盘移动驱动同步带410带动吸盘运动到小臂机构的最前端，导向轮49位于抓手导向板41的前坡段，然后吸盘44将货箱吸起，抓手移动电机415反向转动，带动吸盘44向后运动到吸盘避让间隙413 内，此时吸盘支架43位于支架避让间隙414内，吸盘44将货箱放在前输送带427上，前输送带向后运送货箱至后输送带424 上，当货箱完全运动到后输送带424上后，抓手移动电机415 再次驱动吸盘44运动到小臂机构4的最前端，进行下一次取货。

为了防止箱装货物在输送过程中从输送带上掉落，第一输送带217、第二输送带311和后输送带424的两侧均安装有货物挡板。

参见图13，二自由度关节6包括安装在大臂延长板31前端的关节驱动减速电机，关节驱动减速电机包括左关节驱动减速电机61和右关节驱动减速电机62，关节驱动减速电机的输出端连接有主动凸轮64，主动凸轮64的输出端连接在连杆65的后端，连杆65的前端连接在从动凸轮63的输入端，与从动凸轮63的连接的转轴上连接有主动锥齿轮，其中主动锥齿轮分为左主动锥齿轮66和右主动锥齿轮 67，小臂侧板40后端固定安装有小臂连接板69，小臂连接板69上安装有从动锥齿轮68，左主动锥齿轮66和右主动锥齿轮67在从动锥齿轮68的左右两侧与从动锥齿轮68啮合。其中左主动锥齿轮66 和右主动锥齿轮67为规格相同的齿轮。

二自由度关节6可驱动装卸机构实现俯仰和左右水平摆动两个自由度的运动，具有三种控制方式:两主动锥齿轮同向同速转动，可使连接在小臂连接板69上的装卸机构完成上下俯仰动作；当两主动锥齿轮同速反向转动时，可驱动装卸机构完成水平摆动的动作；、当两主动锥齿轮同向不同速转动时，可完成俯仰和左右水平摆动的联动。

左主动锥齿轮66和右主动锥齿轮67通过不同的电机分别驱动，由此减小了侧轴所受扭矩，降低了驱动电机所需的功率，进而降低了成本。

左主动锥齿轮66和右主动锥齿轮67均通过连杆65刚性传动，且通过凸轮可以满足所需的转动角度，相比带传动等柔性传动，使小臂机构4在工作过程中不会出现抖动和打滑现象，结构更稳定可靠。

本实用新型实施例的箱装货物自动装卸机器人的卸货过程为：

箱装货物自动装卸机器人为适应集装箱或仓库内货物的位置的变化，宏观的整体运动通过麦克纳姆轮13实现。

位于前端的小臂机构4为适应箱装货物左右方向的位置以及上下方向的位置变化提供过二自由度关节6、角度调节机构以及随动输送机构2协同动作实现。具体地，当需要装卸仓库或者集装箱内堆叠的箱装货物时，这里仍以卸货为例，转运车1先运动到一个合适的位置，保证小臂机构4前端的铲起斜坡431可以运动到箱装货物的货箱下方，通过第一电动气缸54使大臂机构3左右摆动，通过第二电动气缸55和第三电动气缸56的协同动作调整大臂机构3的俯仰运动，同时随动输送机构2的活动架23跟随大臂机构3沿第一滑块212滑动。同时可以根据需要调节的大臂机构3的整体长度以补偿小臂机构 4三自由度运动的需求。箱装货物被小臂机构4最前端的吸盘44吸起后依次通过前输送带427、后输送带424、双窄带86、第二输送带311和第三输送带48将箱装货物运出。

将箱装货物装入集装箱的工作过程与上述卸箱过程相反，这里不做赘述应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种箱装货物自动装卸机器人，用于装卸箱装货物至输送带上，其特征在于：包括转运车(1)、转动安装在所述转运车(1)上的随动输送机构(2)、与所述随动输送机构(2)连接的大臂机构(3)以及与所述大臂机构(3)连接的小臂机构(4)；所述小臂机构(4)包括：两相互平行相对设置的小臂侧板(40)、设置在两所述小臂侧板(40)前部之间的两相对设置的抓手导向板(41)、设置在两小臂侧板(40)后部之间的两相对设置的输送带安装板(42)、后输送带机构、前输送带机构和抓手机构；所述抓手导向板(41)的前端和后端分别具有倾斜向下的前坡段(411)和后坡段(412)；所述抓手机构包括：两对称设置在所述小臂侧板(40)之间的四连杆机构、连接在两四连杆机构之间的吸盘支架(43)以及安装在所述吸盘支架(43)前端的多个吸盘(44)；所述四连杆机构包括：滑架杆(45)、转动连接在所述滑架杆(45)后端的后摇杆(46)、转动连接在所述滑架杆前端的前摇杆(47)以及与所述后摇杆(46)和所述前摇杆(47)的端部均转动连接的连架杆(48)；所述连架杆(48)的下端安装有导向轮(49)，所述导向轮(49)沿所述抓手导向板(41)的上表面运动；所述吸盘支架(43)连接在所述连架杆(48)上，所述滑架杆(45)固定在前后移动的吸盘移动驱动同步带(410)上；所述前输送带机构和所述后输送带机构之间具有使所述吸盘(44)能够落下的吸盘避让间隙(413)。

2.根据权利要求1所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述抓手导向板(41)和所述输送带安装板(42)之间具有容纳所述吸盘支架(43)落下的支架避让间隙(414)。

3.根据权利要求1所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述抓手机构还包括：抓手移动电机(415)、安装在所述抓手移动电机(415)输出轴上的夹持主动带轮(416)、通过夹持同步带(417)与所述夹持主动带轮(416)连接的夹持从动带轮(418)、与所述夹持从动带轮(418)同轴安装的第一移动带轮(419)、转动安装在所述小臂侧板(40)前端的第二移动带轮(420)；所述吸盘移动驱动同步带(410)套设在所述第一移动带轮(419)和所述第二移动带轮(420)上；所述滑架杆(45)通过同步带夹紧块(421)固定在所述吸盘移动驱动同步带(410)上。

4.根据权利要求1所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于:所述后输送带机构包括转动安装在所述输送带安装板(42)后端的第三动力滚筒(422)、安装在所述输送带安装板(42)前端的后输送带从动滚筒(423)以及套设在所述第三动力滚筒(422)和所述后输送带从动滚筒上(423)的后输送带(424)。

5.根据权利要求1所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述前输送带机构包括：转动安装在所述抓手导向板后端的第四动力滚筒(425)、转动安装在所述小臂侧板(40) 上的前输送带从动滚筒(426)以及套设在所述第四动力滚筒(425)和所述前输送带从动滚筒(426)上的前输送带(427)。

6.根据权利要求1所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述转运车(1)包括车架底盘(11)、固定安装在所述车架底盘(11)上的支撑架(12)以及安装在所述车架底盘(11)四个角的麦克纳姆轮(13)。

7.根据权利要求6所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述随动输送机构(2)包括：通过轴承转动安装在所述支撑架(12)上端的回转基座(20)、固定安装在所述回转基座(20)上的固定架(22)、滑动连接在所述固定架(22)上的活动架(23)、转动安装在所述固定架(22)上的第一动力滚筒(21)、安装在所述固定架(22)后端的第一档边从动滚筒(24)、上下并列安装在所述活动架(23)前端的第二挡边从动滚筒(25)和第三挡边从动滚筒(26)、安装在所述活动架(23)后端的第四从动滚筒(27)、滑动安装在所述固定架(22)前端的第五从动滚筒(28)、设置在所述第一动力滚筒(21)两侧的第一导向辊(29)和第二导向辊(210)；第一输送带(217)依次绕过第一动力滚筒(21)、第一导向辊(29)、第一挡边从动滚筒，然后绕至第一支撑面板(222)的上表面、第二支撑面板(231)的上表面、绕过第二挡边从动滚筒(25)、第三挡边从动滚筒(26)、第四从动滚筒(27)和第五从动滚筒(28)，继续绕过第二导向辊(210)后绕至第一动力滚筒(21)上。

8.根据权利要求7所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述大臂机构(3)包括：大臂主架板(30)、与所述大臂主架板(30)滑动连接的大臂延长板(31)、转动安装在所述大臂主架板(30)上的第二动力滚筒(32)、安装在所述大臂主架板(30)后端的第一大臂从动滚筒(33)、安装在所述大臂延长板(31)前部的第二大臂从动滚筒(34)和第三大臂从动滚筒(35)、安装在所述大臂延伸板后端的第四大臂从动滚筒(36)以及安装在所述大臂主架板(30)前端的第五大臂从动滚筒(37)、安装在所述大臂主架板(30)后部的第六大臂从动滚筒(38)以及转动安装在所述第二动力滚筒(32)两侧的第一大臂导向辊(39)和第二大臂导向辊(310)；第二输送带(311)依次绕过第二动力滚筒(32)、第一大臂导向辊(39)、第一大臂从动滚筒(33)、第二大臂从动滚筒(34)、第三大臂从动滚筒(35)、第四大臂从动滚筒(36)、第五大臂从动滚筒(37)、第六大臂从动滚筒(38)和第二大臂导向辊(310)后绕至第二动力滚筒(32)上，形成一个总长度不变的闭环输送带。

9.根据权利要求8所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述大臂主架板(30)上固定安装有大臂滑块(312)和大臂延伸调节齿条(313)，大臂延长板(31)上固定安装有大臂滑轨(314)和大臂滑动驱动电机(315)；所述大臂滑块(312)与所述大臂滑轨(314)相适配连接，所述大臂滑动驱动电机(315)的输出轴上同轴安装有大臂延伸调节齿轮(316)，通过所述大臂延伸调节齿轮(316)与所述大臂延伸调节齿条(313)啮合传动实现大臂延长板(31)沿大臂主架板(30)的前后滑动。

10.根据权利要求9所述的一种箱装货物自动装卸机器人，其特征在于：所述小臂机构(4)与所述大臂机构(3)通过二自由度关节(6)连接；所述二自由度关节(6)包括安装在所述大臂延长板(31)前端的关节驱动减速电机，所述关节驱动减速电机包括左关节驱动减速电机(61)和右关节驱动减速电机(62)，所述关节驱动减速电机的输出端连接有主动凸轮(64)，主动凸轮(64)的输出端连接在连杆(65)的后端，连杆(65)的前端连接在从动凸轮(63)的输入端，与从动凸轮(63)的连接的转轴上连接有主动锥齿轮，其中主动锥齿轮分为左主动锥齿轮(66)和右主动锥齿轮(67)，小臂侧板(40)后端固定安装有小臂连接板(69)，小臂连接板(69)上安装有从动锥齿轮(68)，所述左主动锥齿轮(66)和所述右主动锥齿轮(67)在所述从动锥齿轮(68)的左右两侧与所述从动锥齿轮(68)啮合；其中左主动锥齿轮(66)和右主动锥齿轮(67)为规格相同的齿轮。

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