CN102794759B - 搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种搬运机器人，包括机架、安装于所述机架的行走装置、组装于所述机架的升降装置及覆盖于所述机架的端板，所述行走装置包括带动所述机架行走的行走轮及驱动所述行走轮转动的第一驱动机构，所述升降装置包括使所述端板上升和下降的提升机构及驱动所述提升机构的第二驱动机构。第二驱动机构驱动提升机构实现端板的上升和下降以装卸物件（如电池），第一驱动机构驱动行走轮实现机架的移动以运输物件，不需要设置辊道机构等即可实现物件的灵活搬运，空间利用率较高。

Description

搬运机器人

技术领域

本发明涉及自动化设备，特别是涉及搬运机器人。

背景技术

随着社会发展，物流已经成为人们生活中的重要一部分，物流存储室是许多货物暂存的地方。显然，货物运输工具显得尤为重要。

传统的电动汽车完全靠电池的电力驱动，消耗电池的能量比较大，续航能力不够，为了解决这个问题，类似于加油站的换电站也就随之而生。这种换电站里面有很多已经蓄满能量的电池，当电动汽车电量不足时，通过换电装置，快速地更换电池。通过更换电池，既能实现快速补充能源，又能对更换下来的电池进行检测、保养和维护，提高电池的使用寿命。由于续驶时间较长的纯电动车的电池重量将达到200公斤以上，为了配重合理，其电池是安装在车辆的底盘上面。

由于电动汽车底盘离地面的高度比较低，目前电池运输方式主要采用辊道式结构，这种运输电池的方式，尽管能实现将电池运送到电动汽车底部的目的，但是由于辊道传输只是用来把电池从一个地方送到另外一个地方，电池从电池架取出的装置还需要在其他地方（例如设计在堆垛机上）。然而这会增加其他机构的复杂度，并且由于辊道机构的引入，使得辊道占用了一大部分空间，浪费了很大一部分空间。

发明内容

基于此，提供一种空间利用率较高的搬运机器人。

一种搬运机器人，包括机架、安装于所述机架的行走装置、组装于所述机架的升降装置及覆盖于所述机架的端板，所述行走装置包括带动所述机架行走的行走轮及驱动所述行走轮转动的第一驱动机构，所述升降装置包括使所述端板上升和下降的提升机构及驱动所述提升机构的第二驱动机构。

在其中一个实施例中，所述提升机构包括设置有斜面的楔形块，所述第二驱动机构包括推动楔形块的推拉臂，所述端板安装有在所述斜面上来回滚动的滚轮。

在其中一个实施例中，所述提升机构还包括设置于所述楔形块上的滑块及供所述滑块来回滑动的滑轨。

在其中一个实施例中，所述第二驱动机构还包括升降电机、与所述升降电机相连接的同步带轮机构、与所述同步带轮机构连接的丝杠及安装于所述丝杠的丝杠螺母，所述推拉臂固定于所述丝杠螺母，所述推拉臂的两端分别设置一个所述楔形块。

在其中一个实施例中，所述丝杠的两端分别设置有左旋螺纹和右旋螺纹，所述左旋螺纹和右旋螺纹上分别安装有丝杠螺母，所述推拉臂有两根，每个所述丝杠螺母上分别固定有一根所述推拉臂。

在其中一个实施例中，所述同步带轮机构包括与所述升降电机连接的第一同步带轮、与所述丝杠连接的第二同步带轮及连接所述第一同步带轮和所述第二同步带轮的同步带。

在其中一个实施例中，所述升降装置还包括保证所述端板下降的拉扯机构，所述拉扯机构包括连接所述端板和所述推拉臂的钢丝绳及安装于所述机架并用于改变所述钢丝绳方向的圆柱，所述钢丝绳与所述圆柱的圆周面相配合。

在其中一个实施例中，所述行走轮包括安装于所述机架一端的数个主动行走轮和安装于所述机架另一端的并由所述主动行走轮带动的数个从动行走轮，所述数个主动行走轮分成两组设置于所述机架一端的两侧，且每组主动行走轮沿所述主动行走轮滚动方向再分为两排设置。

在其中一个实施例中，所述第一驱动机构包括行走电机及与所述行走电机连接的链传动部件，所述主动行走轮与所述链传动部件相连接。

在其中一个实施例中，所述机架呈框型并于四个角分别安装有导向轮，所述导向轮突出所述机架设置。

上述搬运机器人，第二驱动机构驱动提升机构实现端板的上升和下降以装卸物件（如电池），第一驱动机构驱动行走轮实现机架的移动以运输物件，不需要设置辊道机构等即可实现物件的灵活搬运，空间利用率较高。

附图说明

图1为本实施方式搬运机器人的结构示意图；

图2为本实施方式搬运机器人的俯视示意图，且不包括端板；

图3为本实施方式搬运机器人提升机构和拉扯机构的局部示意图。

具体实施方式

本实施方式揭示一种搬运机器人1000，包括机架100、安装于机架100的行走装置200、组装于机架100的升降装置300及覆盖于机架100的端板400。行走装置200包括带动机架100行走的行走轮210及驱动行走轮210转动的第一驱动机构220。升降装置300包括使端板400上升和下降的提升机构310及驱动提升机构310的第二驱动机构320。第二驱动机构320驱动提升机构310实现端板400的上升和下降以装卸物件（如电池），第一驱动机构220驱动行走轮210实现机架100的移动以运输物件，不需要设置辊道机构等即可实现物件的灵活搬运，空间利用率较高。

提升机构310包括设置有斜面3111的楔形块311，第二驱动机构320包括推动楔形块311的推拉臂321，端板400安装有在斜面3111上来回滚动的滚轮410。推拉臂321推动楔形块311前进，迫使滚轮410沿斜面3111向上行走，从而使端板400上升；推拉臂321带动楔形块311后退时，因重力作用使滚轮410沿斜面3111下滑，从而使端板400下降。

为使楔形块311前进和后退运动平稳，提升机构310还包括设置于楔形块311上的滑块312及供滑块312来回滑动的滑轨313。

第二驱动机构320还包括升降电机322、与升降电机322相连接的同步带轮机构323、与同步带轮机构323连接的丝杠324及安装于丝杠324的丝杠螺母325。推拉臂321固定于丝杠螺母325，推拉臂321的两端分别设置一个楔形块311。

具体的，丝杠324的两端分别设置有左旋螺纹3241和右旋螺纹3242，左旋螺纹3241和右旋螺纹3242上分别安装有丝杠螺母325，推拉臂321设置有两根，每个丝杠螺母325上分别固定有一根推拉臂321。这样，推拉臂321分别设置于丝杠324的左旋螺纹3241和右旋螺纹3242上；升降电机322通过同步带轮机构323驱动丝杠324转动时，两根推拉臂321相互靠拢或相互远离；而位于同一根推拉臂321的楔形块311朝向同一方向设置，不同推拉臂321上的楔形块311朝向相反或相对的方向设置。从而当丝杠324转动时，可实现四个楔形块311的同步运动，且四个楔形块311均匀分布于端板400的下侧，可实现端板400的平稳上升及下降。

详细的，同步带轮机构323包括与升降电机322连接的第一同步带轮3231、与丝杠324连接的第二同步带轮3232及连接第一同步带轮3231和第二同步带轮3232的同步带3233。

为保证端板400下降顺畅，升降装置300还包括保证端板400下降的拉扯机构330。拉扯机构330包括连接端板400和推拉臂321的钢丝绳331及安装于机架100并用于改变钢丝绳331方向的圆柱332，钢丝绳331与圆柱332的圆周面相配合，使得钢丝绳331通过圆柱332时可改变钢丝绳331的走向。具体的，靠近楔形块311处，每根推拉臂321的端部均设置一个拉扯机构330。这样，当端板400因重力作用下降不顺畅时，推拉臂321在带动楔形块311后退的过程中，同时拉动钢丝绳331后退，并通过圆柱332的导向作用拉扯端板400下降，从而保证端板400的顺畅下降。

行走轮210包括安装于机架100一端的数个主动行走轮211和安装于机架100另一端并由主动行走轮221带动的数个从动行走轮212。数个主动行走轮211分成两组设置于机架100一端的两侧，且每组主动行走轮211沿主动行走轮211滚动方向再分为两排设置。数个从动行走轮212分层两组设置于机架100另一端的两侧，且每组从动行走轮212沿从动行走轮212滚动方向在分为两排设置。一个具体的实施方式中，主动行走轮211共有四个，分成两组设置于机架100一端的两侧，每组设置有两个，并且每组的两个前后两排设置。从动行走轮212也共有四个，分成两组设置于机架100另一端的两侧，每组设置有两个，并且每组的两个前后两排设置。从整体上看，机架100的两侧分别设置四个行走轮210，且每侧分为两排设置。如此设置，方便搬运机器人1000行走时越过两个装置（未图示，比如电池架和堆垛机以及堆垛机和剪叉升降台）之间的空隙。

第一驱动机构220包括行走电机221及与行走电机221连接的链传动部件222，主动行走轮211与链传动部件222相连接。

机架100呈框型并于四个角分别安装有导向轮110，导向轮110突出机架100设置。导向轮110可使搬运机器人1000按预定的外界的导轨（未图示）行走，具有限位的作用。机架100还包括支撑端板400且相对设置的一对侧梁120，侧梁120上开设有导向柱孔121，端板400上对应设置有与导向柱孔121相配合的导向柱（未图示），以防止端板400上升与下降时的乱窜。

具体运用时，以搬运电动汽车（未图示）的电池（未图示）为例，搬运机器人1000可应用于电动汽车底盘充换电站（未图示）中：

首先，搬运机器人1000有行走装置200驱动并配合导向轮110，行走到电池架里面的电池下面。此时电池下面的空间刚好够一个搬运机器人1000停留。然后，升降电机322启动，驱动升降装置300举升，端板400将电池托起；此时电池架与电池分离，搬运机器人1000拖着电池行走到堆垛机里面。堆垛机将搬运机器人1000运到剪叉升降台附近后，搬运机器人1000行走到剪叉升降台上，启动升降装置300，降低端板400，将电池放在剪叉升降台上。随后，搬运机器人1000进入堆垛机，等待下一块电池的搬运。

或者，搬运机器人1000从堆垛机行走到剪叉升降台上，启动升降装置300，举升端板400将从电动汽车取出的电池托起，电池与剪叉升降台分离，搬运机器人1000拖着电池行走到堆垛机里面。堆垛机将搬运机器人1000运到电池架附近后，搬动机器人再行走到电池架上将电池放在电池架上。随后，搬运机器人1000进入堆垛机，等待下一块电池的搬运。

搬运机器人1000可以将电池从电池架上取出以及把电池送到电动汽车底部，或者将电池从电动汽车底部取出以及送到电池架上。搬运机器人1000的高度不到100毫米，利用丝杠324的左右旋转推动推拉臂321，推拉臂321在推动楔形块311实现端板400的举升和下降，便可实现其随意地从电池架上存取电池，并且搭载堆垛机将电池送到电动汽车底部或者将电池从电动汽车底部取走。运输过程简单，大大减少了运输所占用的时间。并且由于体积比较小，其在不用时，可以存在堆垛机上或者电池架上，大大减少了空间。

搬运机器人1000利用堆垛机中转，可以在电池架和堆垛机之间或者堆垛机和电动汽车底部之间随意的行走。在存取方面，搬运机器人1000设计了一个可以升降的端板400，利用这个端板400可以实现电池的升降，通过升降，把电池放到电池架上或者把电池取走，或者是把电池放到剪叉升降台上或者把电池给从剪叉升降台上取走。从而使得该搬运机器人1000的空间利用率较高。

另，电池搬运流程和方式只是本实施方式的其中一种应用模式，在其他物料搬运行业中，本实施方式的搬运机器人1000仍然可以利用其高度低的优势，钻入被搬运物体的底部，通过升降装置300将物体托起和放置并转移，来达到搬运物体的效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种搬运机器人，其特征在于，包括机架、安装于所述机架的行走装置、组装于所述机架的升降装置及覆盖于所述机架的端板，所述行走装置包括带动所述机架行走的行走轮及驱动所述行走轮转动的第一驱动机构，所述升降装置包括使所述端板上升和下降的提升机构及驱动所述提升机构的第二驱动机构；

所述提升机构包括设置有斜面的楔形块，所述第二驱动机构包括推动楔形块的推拉臂，所述端板安装有在所述斜面上来回滚动的滚轮；

所述第二驱动机构还包括升降电机、与所述升降电机相连接的同步带轮机构、与所述同步带轮机构连接的丝杠及安装于所述丝杠的丝杠螺母，所述推拉臂固定于所述丝杠螺母，所述推拉臂的两端分别设置一个所述楔形块；

所述丝杠的两端分别设置有左旋螺纹和右旋螺纹，所述左旋螺纹和右旋螺纹上分别安装有丝杠螺母，所述推拉臂有两根，每个所述丝杠螺母上分别固定有一根所述推拉臂；

所述机架还包括用于支撑所述端板且相对设置的一对侧梁，所述侧梁上开设有导向柱孔，所述端板上对应设置有与所述导向柱孔相配合的导向柱。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述提升机构还包括设置于所述楔形块上的滑块及供所述滑块来回滑动的滑轨。

3.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述同步带轮机构包括与所述升降电机连接的第一同步带轮、与所述丝杠连接的第二同步带轮及连接所述第一同步带轮和所述第二同步带轮的同步带。

4.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述升降装置还包括保证所述端板下降的拉扯机构，所述拉扯机构包括连接所述端板和所述推拉臂的钢丝绳及安装于所述机架并用于改变所述钢丝绳方向的圆柱，所述钢丝绳与所述圆柱的圆周面相配合。

5.根据权利要求1至4项中任一项所述的搬运机器人，其特征在于，所述行走轮包括安装于所述机架一端的数个主动行走轮和安装于所述机架另一端的并由所述主动行走轮带动的数个从动行走轮，所述数个主动行走轮分成两组设置于所述机架一端的两侧，且每组主动行走轮沿所述主动行走轮滚动方向再分为两排设置。

6.根据权利要求5所述的搬运机器人，其特征在于，所述第一驱动机构包括行走电机及与所述行走电机连接的链传动部件，所述主动行走轮与所述链传动部件相连接。

7.根据权利要求1至4项中任一项所述的搬运机器人，其特征在于，所述机架呈框型并于四个角分别安装有导向轮，所述导向轮突出所述机架设置。