CN214454059U - 一种承托机构以及取放货机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种承托机构以及取放货机器人，属于智能仓储技术领域，承托机构包括：承托部件，用于承托货物；至少两个伸缩臂，分别设置在承托部件上，配置为沿货物移载方向伸缩以取放货物；拨取模块，设置在伸缩臂上，跟随伸缩臂沿货物移载方向移动，用于拨取或者推放货物；以及伸缩支撑件，设置在承托部件的底部，可以沿货物移载方向伸缩，用于在拨取模块拨取或推放货物前对货物进行抬升。取放货机器人包括：行走底盘；升降导向机构，固定安装在行走底盘上，沿竖直方向延伸；以及上述承托机构。本实用新型提供的承托机构以及取放货机器人，可以降低拖动货物时货物与货架层板之间的摩擦力，增加机器人运行的稳定性。

Description

一种承托机构以及取放货机器人

技术领域

本实用新型属于智能仓储技术领域，具体涉及一种承托机构以及包含该承托机构的取放货机器人。

背景技术

智能仓储是物料搬运过程的一个环节，智能仓储的应用能够保证货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业准确地掌握库存的真实数据。

在智能仓储领域，货物的搬运是最重要的环节，智能仓储机器人的应用，保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对库存货物的批次、保质期等进行管理。利用库位管理功能，更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。

现有技术中，机器人在取放货时，使用伸缩臂伸出，使用伸缩臂上的拨取机构直接拉取货架上的货箱。这种取放货方式下，机器人因为外力，即受到货箱移动时与货架得摩擦力作用，在高位容易出现大幅度抖动影响车体稳定性，若在取放货时车体不稳，可能导致车体抖动，严重的可能引起货物翻落。此时，一般的解决方案是使用更高强度的框架结构，但是这样需要增大车体尺寸或者增加底盘种类，影响机器人的灵活性。

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种承托机构以及取放货机器人，用于拿取和放置货物，可以在其自身尺寸不变的前提下，提高取放货时的稳定性，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种承托机构，其特征在于，包括：承托部件，用于承托货物；至少两个伸缩臂，分别设置在承托部件上，配置为沿货物移载方向伸缩以取放货物；拨取模块，设置在伸缩臂上，跟随伸缩臂沿货物移载方向移动，用于拨取或者推放货物；以及伸缩支撑件，设置在承托部件的底部，可以沿货物移载方向伸缩，用于在拨取模块拨取或推放货物前对货物进行抬升。

本实用新型提供的承托机构，还可以具有这样的特征，其中，承托部件呈U型，具有承托底板以及从承托底板的两侧沿竖直方向向远离承托底板的一侧延伸的两个承托侧壁，伸缩臂可移动地安装在对应的承托侧壁上，伸缩支撑件可移动地安装在承托板上。

本实用新型提供的承托机构，还可以具有这样的特征，其中，两个承托侧壁靠近伸缩支撑件的一端分别设有用于在拨取模块拨取货物时对货物进行引导的货物导向条，货物导向条具有呈相反方向延伸的两个端部，每个端部具有宽度逐渐减小的横截面形状。

本实用新型提供的承托机构，还可以具有这样的特征，其中，拨取模块具有拨杆以及拨杆驱动电机，拨杆一端可转动地安装在对应的伸缩臂上，拨杆驱动电机固定安装在伸缩臂上，用于驱动拨杆转动以能够拨取或推放货物，两个伸缩臂相对的面为伸缩臂的内壁，当需要拨动货物时，拨杆从竖直状态不延伸处伸缩臂的内壁转动到延伸出伸缩臂的内壁，从而与货物的一侧竖直面贴合，随伸缩臂的移动拨动货物。

本实用新型提供的承托机构，还可以具有这样的特征，其中，伸缩臂上连接有伸缩臂驱动电机，用于驱动伸缩臂伸缩。

本实用新型提供了一种取放货机器人，其特征在于，包括：行走底盘；升降导向机构，固定安装在行走底盘上，沿竖直方向延伸；以及承托机构，用于承托货物，其中，承托机构为上述的承托机构。

本实用新型提供的取放货机器人，还可以具有这样的特征，其中，升降导向机构具有两个固定安装在行走底盘上沿竖直方向延伸的导轨，承托机构滑动连接设置在两个导轨之间，两个导轨远离行走底盘的端部连接有限位件，用于在承托部件的移动过程中对该承托部件进行限位。

本实用新型提供的取放货机器人，还可以具有这样的特征，其中，行走底盘上设有至少两个行走轮以及用于驱动行走轮的行走轮驱动电机，行走底盘上还设有升降驱动电机，用于驱动承托机构沿升降导向机构的延伸方向进行移动。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的承托机构以及取放货机器人，具有沿升降机构的导轨进行上下移动的承托机构，在该承托部件内的两侧设有可以伸缩的两个伸缩臂并在伸缩臂的两端各设有拨取模块，同时，在承托部件底部设有可以伸缩移动的伸缩支撑件，伸缩支撑件在取放货物时，可以抬高货物的一端，从而减少货物对货架层板的压力，进而降低拖动货物时货物与货架层板之间的摩擦力，达到降低取放货机器人受到的水平外力的目的，在取放货机器人整体尺寸不变的前提下，有效增加机器人运行的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中取放货机器人的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中取放货机器人的立体结构的局部放大图；

图3是本实用新型实施例中取放货机器人进行取货的动作过程示意图；

图4是本实用新型实施例中取放货机器人取货的动作流程图；

图5是本实用新型实施例中取放货机器人取货的动作流程图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例来说明本实用新型的具体实施方式。

<实施例>

图1是本实用新型实施例中取放货机器人的立体结构示意图。

如图1所示，本实施例提供一种取放货机器人100，应用在货物仓库中，用于对仓储的货物进行取放，即，对存放在货架上的货物进行拿取以及将待存储的货物存放到对应的货架上。

取放货机器人100包括行走底盘10、升降机构20以及承托机构 30。

行走底盘10用于贴在地面上移动，具有底座11、行走轮12以及行走轮驱动电机。

底座10的底部与地面贴近，其远离地面的一侧面为底座安装面 111。底座10的周沿具有两个相对设置的弧形端部以及分别与两个弧形侧面相连接的两个平面端部112。平面端部112的中央位置处设有用于让行走轮12露出的U型缺口。

行走底盘10上安装有多个行走轮12，其中，两个行走轮12安装在底座11上，分别靠近两个平面端部112。

行走轮驱动电机安装在底座10内，用于驱动行走轮12，使得行走底盘10可以沿平面端部112的延伸方向进行直线移动以及转动。

升降机构20固定安装在底座11的底座安装面111上，具有支架 21、两个导轨22、限位件23以及升降驱动电机。

支架21的两端面呈T字型，其T型的顶部固定安装在底座安装面111上。支架21的两端为分别用于固定两个导轨22的两个导轨安装部211。这两个导轨安装部211分别位于底座安装面111的两端，靠近对应的弧形端部。

导轨22固定安装在导轨安装部211上，并沿竖直方向延伸，其内设有传动组件。承托机构设置在两个导轨22之间，并与导轨22内的传动组件连接，可以沿导轨22的延伸方向，即，竖直方向进行上下移动。

限位件23固定连接在两个导轨22远离底座11的一端，并与底座11的底座安装面111平行。限位件23与两个22以及支架21一起构成一个矩形的框架结构，可以限制承托机构30在升降机构20的移动范围。

升降驱动电机安装在行走底盘10的底座11内，用于驱动承托机构30沿竖直方向进行上下移动。

图2是本实用新型实施例中取放货机器人的立体结构的局部放大图。

如图2所示，承托机构30设置在升降导向机构20中，可以沿升降导向机构20上下移动，包括承托部件31、伸缩臂32、拨取模块33 以及伸缩支撑件34。

承托部件31呈U型，其U型两端的开口端面31a与底座11的平面端部112相平行。承托部件31具有承托底板311以及两个承托侧壁312。

承托底板311与底座11的底座安装面111相平行，位于两个导轨21之间。

两个承托侧壁312分别从承托底板311靠近对应的导轨21的一端沿竖直方向向远离底座11的一侧延伸。两个承托侧壁312的外表面(远离承托底板311的一侧面)与对应的导轨22上的传动组件连接。

承托侧壁312远离承托底板311的一端设有耳部313，耳部313 为从一侧承托侧臂312上向另一侧的承托侧壁312靠近的方向延伸的内扣结构。

伸缩臂32安装在承托侧壁312上，该伸缩臂32受伸缩臂驱动电机驱动，可以沿货物移载方向进行伸缩以取放货物。本实施例中，货物移载方向为承托侧壁312的长度方向，也就是说，伸缩臂可以在水平面内向靠近或远离货物的方向进行伸缩。初始状态下，即，承托机构30未进行取放动作时，伸缩臂32位于承托部件31内，也就是说，伸缩臂32的端部不超出承托部件31的开口端面31a。在需要对货物进行取放时，伸缩臂32可以延伸出承托部件31的开口端面31a，并且，在拨取模块33拨取货物后可以收回到不超出承托部件31的开口端面31a。

承托机构30具有四个拨取模块33，这四个拨取模块33分别设置在两个伸缩臂32在货物移载方向上的两端，用于拨取或推放货物。本实施例中，拨取模块33包括拨杆331以及拨杆驱动电机。

拨杆331可转动地连接在伸缩臂32在货物移载方向上的端部，受拨杆驱动电机的驱动，可以在与开口端面31a平行的面内进行转动。并且，拨杆331随伸缩臂32一起伸出和缩回。初始状态下，即，承托机构30未进行取放动作时，拨杆331处于竖直状态(沿竖直方向延伸)，当需要取放货物时，伸缩臂32从承托部件31的开口端面31a 伸出到货物的两侧，拨杆331在拨杆驱动电机的驱动下放下，即转动到水平状态(沿水平方向延伸)，此时，两个伸缩臂32的同一端的两个拨杆331指向货物端面的中心，使得拨杆331可以与货物端面贴合从而拨动货物。

伸缩支撑件34安装在承托底板311上，可以沿平行于伸缩臂32 伸缩的方向移动，延伸出承托部件31的开口端面31a。用于在拨取模块33拨取或推放货物前对货物进行抬升。本实施例中，伸缩支撑件34为伸缩层板。

伸缩层板的上表面(即与货物接触的表面)使用低摩擦系数的表面材料或结构，用于降低摩擦阻力。优选地，伸缩层板的上表面的摩擦系数小于0.5。

在伸缩层板靠近承托侧壁312的两侧还设有向承托底板311中心延伸的货物导向条314。货物导向条314具有呈相反方向延伸的两个端部，每个端部具有宽度逐渐减小的横截面形状。具体地，货物导向条314从俯视角度看呈梯形，并且两个货物导向条314的梯形的上底面相对设置。

图3是本实用新型实施例中取放货机器人进行取货的动作过程示意图。

如图3所示，本实施例中，货物为货箱200，在摆放在货架上时，在保证其自身稳定性的前提下，一端稍稍伸出货架层板300。此时货物的重心位于货架层板的上。

图4是本实用新型实施例中取放货机器人取货的动作流程图。

如图4所示，本实施例的取放货机器人100从货架上拿取货箱 200的具体动作工程如下：

步骤S1，行走轮驱动电机驱动行走轮12转动，使行走底盘10 带动升降机构20以及承托机构30一起移动到货架的对应位置旁，然后升降驱动电机驱动承托机构30沿竖直方向移动到货箱200在货架上的位置所对应的高度，使得伸缩层板的上表面略低于货架层板300(即，略低于货箱的底面)，然后进入步骤S2；

步骤S2，伸缩层板从承托底板311上向靠近货架层板300的方向伸出到货箱200伸出货架层板300部分的底部，然后进去步骤S3；

步骤S3，升降驱动电机驱动承托机构30沿竖直方向向上移动，使得伸缩层板从货箱200的一端抬升货箱200，使得伸缩层板略高于货架层板300，然后进入步骤S4；

步骤S4，伸缩臂32带动拨杆331一起伸出到货箱200的两侧，使伸缩臂32前端(伸出方向上的前端)的拨杆311到达货箱200的后端面(货箱200远离承托部件31的一侧面)，然后进入步骤S5；

步骤S5，拨杆驱动电机驱动拨杆331从竖直状态转动到水平状态，然后进入步骤S6；

步骤S6，伸缩臂32带动拨杆311，拨杆311推动货箱200一起缩回到承托部件31中，然后，伸缩层板也缩回到承托部件31中，使得货箱200承托在位于承托部件31内的伸缩层板上，接着拨杆331 从水平状态转动到竖直状态，然后进入结束状态。

上述过程中，步骤S1的过程如图3(a)所示，步骤S2的过程如图3(b)所示，步骤S3的过程如图3(c)所示，步骤S4的过程如图3(d)所示，步骤S5和步骤S6在图3中未示出。

图5是本实用新型实施例中取放货机器人取货的动作流程图。

如图5所示，本实施例的取放货机器人100将承托的货物放置的到货架层板300上的具体动作工程如下：

步骤T1，行走轮驱动电机驱动行走轮12转动，使行走底盘10 带动承托在承托机构30上的货箱200一起移动到货架的对应位置旁，然后升降驱动电机驱动承托机构30沿竖直方向移动到待放置货箱 200的货架层板300所对应的高度，使得伸缩层板的上表面略高于货架层板300，然后进入步骤T2；

步骤T2，伸缩臂32后端(伸出方向上的前端)的拨杆311在拨杆驱动电机的驱动下从竖直状态转动到水平状态，然后进入步骤T3；

步骤T3，伸缩层板从承托底板311上向靠近货架层板300的方向伸出，然后进入步骤T4；

步骤T4，伸缩臂32带动拨杆311一起向靠近货架层板300的方向伸出，伸缩臂32后端的拨杆311推动货箱200向靠近货架层板 300的方向移动至合适的深度，使得货箱200的大部分承载在货架层板300上，仅一端稍稍伸出货架层板300，然后进入步骤T5；

步骤T5，升降驱动电机驱动承托机构30沿竖直方向向下移动，使得伸缩层板略低于货架层板300，然后进入步骤T6；

步骤T6，伸缩臂32以及伸缩层板缩回到承托部件31中，并且，拨杆331从水平状态转动到竖直状态，然后进入结束状态。

实施例作用与效果

本实施例提供的承托机构以及取放货机器人，具有沿升降机构的导轨进行上下移动的承托机构，在该承托部件内的两侧设有可以伸缩的两个伸缩臂并在伸缩臂的两端各设有拨取模块，同时，在承托部件底部设有可以伸缩移动的伸缩支撑件，伸缩支撑件在拿取货物时，可以抬高货物的一端，从而减少货物对货架层板的压力，进而降低拖动货物时货物与货架层板之间的摩擦力，达到降低取放货机器人受到的水平外力的目的，在取放货机器人整体尺寸不变的前提下，有效增加机器人运行的稳定性。

另外，由于机器人稳定性的增加，还可以增加机器人可取货的高度上限，提高智能货物仓库的高度方向的空间利用率，在有限的占地空间内存储更多的货物。

另外，由于本实施例的取放货机器人在取货时，需要将伸缩支撑件伸出到货物的下端，因此，货物在货架上放置时，在保证其自身稳定性的前提下，一端伸出到货架层板外，使得在同样的货架间距下，可以缩窄巷道的宽度(相邻两行货物的间距)从而提升智能仓库在横向的空间利用率。

另外，伸缩支撑件与货物向接触的表面采用低摩擦系数的材料，优选地，缩支撑件与货物向接触的表面的摩擦系数小于0.5，从而进一步降低承托机构收到的摩擦力，减小取放货机器人收到的水平作用力。

另外，承托侧壁上的货物导向条的梯形结构，在拨取货物时，若货物的中心线与承托部件的中心线不重合时，也就是说，货物相对于承托机构有偏移时，货物导向条的梯形腰部端面可以引导货物回正，使货物的中心线尽可能地与承托部件的中心线重合，减少取放货机器人的重心偏移，进一步提高取货机器人的稳定性。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式，而本实用新型不限于上述实施例的描述范围。

在上述实施例中，伸缩支撑件为可以延伸出承托部件的开口端面的伸缩层板，在取放货物时可以伸出，在其他实施例中，伸缩支撑件也可以为伸缩滚轮，从承托部件的承托底板伸出到货物的下方，并从货物的一端抬升该货物，只要是可以伸缩的部件，用于抬升货物，都可以替代伸缩层板实现本实用新型的目的。

上述实施例中，拨杆在拨取货物(推动货物)时，从竖直状态转动到水平状态，在其他实施例中，也可以不转动到水平状态，只要从竖直状态转动一定角度使得拨杆可以推动货物，都可以实现本实用新型的取放货的目的。

上述实施例中，步骤S3中，伸缩层板是随整个承托机构一起向上移动抬起货物，在其他实施例中，也可以在伸缩层板处设置相应的抬升模块，在抬起货物的过程中，仅由抬升模块将伸缩层板单独抬起，而承托部件以及承托部件上的其余结构均保持不动。

上述实施例中，步骤S4中伸缩臂伸出的过程在步骤S4之后，在其他实施例中，步骤S4也可以在进行步骤S2和步骤S3的时候同时进行，也就是说，可以在伸缩层板伸出和抬升货物的同时，将伸缩臂伸出。

上述实施例中，步骤S6伸缩臂先收回，然后伸缩层板再收回，在其他实施例中，伸缩臂和伸缩层板的收回可以同时进行。

上述实施例中，步骤T3中伸缩层板伸出是在拨杆从竖直状态转动到水平状态之后，以及伸缩臂伸出之前，在其他实施例中，步骤T3 也可以和步骤T2或步骤T4同时进行，也就是说，可以在转动拨杆的同时伸出伸缩层板，也可以在伸缩臂伸出的同时伸出伸缩层板。

上述实施例中，两个伸缩臂上分别对应设置有两个拨取模块，即一共设置有四个拨取模块，在其他实施例中，拨取模块的数量也可以大于四个，只要能够实现对货物的拨取和推放即可。

Claims (8)

1.一种承托机构，其特征在于，包括：

承托部件，用于承托货物；

至少两个伸缩臂，分别设置在所述承托部件上，配置为沿货物移载方向伸缩以取放货物；

拨取模块，设置在所述伸缩臂上，跟随所述伸缩臂沿所述货物移载方向移动，用于拨取或者推放货物；以及

伸缩支撑件，设置在所述承托部件的底部，可以沿所述货物移载方向伸缩，用于在所述拨取模块拨取或推放所述货物前对所述货物进行抬升。

2.根据权利要求1所述的承托机构，其特征在于：

其中，所述承托部件呈U型，具有承托底板以及从所述承托底板的两侧沿竖直方向向远离所述承托底板的一侧延伸的两个承托侧壁，

所述伸缩臂可移动地安装在对应的所述承托侧壁上，

所述伸缩支撑件可移动地安装在所述承托板上。

3.根据权利要求2所述的承托机构，其特征在于：

其中，两个所述承托侧壁靠近所述伸缩支撑件的一端分别设有用于在所述拨取模块拨取所述货物时对所述货物进行引导的货物导向条，

所述货物导向条具有呈相反方向延伸的两个端部，每个端部具有宽度逐渐减小的横截面形状。

4.根据权利要求1所述的承托机构，其特征在于：

其中，所述拨取模块具有拨杆以及拨杆驱动电机，

所述拨杆一端可转动地安装在对应的所述伸缩臂上，

所述拨杆驱动电机固定安装在所述伸缩臂上，用于驱动所述拨杆转动以能够拨取或推放所述货物，

两个所述伸缩臂相对的面为所述伸缩臂的内壁，

当需要拨动所述货物时，所述拨杆从竖直状态不延伸处所述伸缩臂的内壁转动到延伸出所述伸缩臂的内壁，从而与所述货物的一侧竖直面贴合，随所述伸缩臂的移动拨动所述货物。

5.根据权利要求1所述的承托机构，其特征在于：

其中，所述伸缩臂上连接有伸缩臂驱动电机，用于驱动所述伸缩臂伸缩。

6.一种取放货机器人，用于拿取和放置货物，其特征在于，包括：

行走底盘；

升降导向机构，固定安装在所述行走底盘上，沿竖直方向延伸；以及

承托机构，用于承托所述货物，

其中，所述承托机构为权利要求1～5任意一项所述的承托机构。

7.根据权利要求6所述的取放货机器人，其特征在于：

其中，所述升降导向机构具有两个固定安装在所述行走底盘上沿竖直方向延伸的导轨，

所述承托机构滑动连接设置在两个所述导轨之间，

两个所述导轨远离所述行走底盘的端部连接有限位件，用于在所述承托部件的移动过程中对该承托部件进行限位。

8.根据权利要求6所述的取放货机器人，其特征在于：

其中，所述行走底盘上设有至少两个行走轮以及用于驱动所述行走轮的行走轮驱动电机，

所述行走底盘上还设有升降驱动电机，用于驱动所述承托机构沿所述升降导向机构的延伸方向进行移动。

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