CN102887320B - 一种坐标位置自适应的智能仓储机器人 - Google Patents

Abstract

一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，包括堆垛小车以及引导走道，其中，引导走道包括直线走道与半圆形的过渡连接走道，而堆垛小车则包括基架、安装在基架上控制箱、固定于控制箱侧旁的升降轨道、插装在升降轨道上的升降台以及安装在升降台上的堆垛机构，各不同结构之间相互作用，并通过集成控制器集成控制以提高其精度与相应速度。本发明在进行仓储堆垛作业时，主动进行调整，在行进、转向、升降、伸缩过程中调节电机，相互补偿，从而将灵敏性、轻便性和操纵稳定性完美结合，适合于推广使用。

Description

一种坐标位置自适应的智能仓储机器人

技术领域

本发明涉及仓储堆垛设备，尤其涉及一种可用于轻工业中的中、小型立体仓储使用的带坐标位置自适应功能的智能仓储机器人。

背景技术

随着市场经济的发展，人们的物质生活水平日益提高，追求物质多样化已成为社会风尚。如此一来，满足市场需求的产品种类繁多，尤其是那些消费群体庞大的畅销型产品，往往会预先在仓库里储备一定数量的存货。为了节省空间，这些具有外包装的产品通常以堆垛方式在仓库存放，而为了方便管理，立体智能化仓库也在这种情况下应运而生，一般来说，立体仓库是一种为了提高仓库储蓄能力而建立的一种具有多列、多层、多格、多存储单元的仓储结构，在堆垛过程中，通常有必要利用堆垛设备在仓储的货架之间来进行搬运和堆垛。

另一方面，现有的某些堆垛设备包括抬升机构和水平位移机构，其中，利用该抬升装置来抬升已堆垛的货物，并通过穿梭机将待堆垛的货物水平移动至预定堆垛位置（如该已堆垛货物原来所在的位置）。在堆垛过程中，这些堆垛设备需要通过液压缸将已堆垛的货物竖直移动至一定高度，然后由水平穿梭机将待堆垛的货物放置于地面上的预定堆垛位置，最后液压缸竖直向下移动从而完成堆垛。但是，这一类型的设备通常是采用液压驱动，精度较低，且在这一过程中，无法精确已堆垛货物和待堆垛货物在仓储坐标上的位置并对其进行对准，而影响到智能仓储的堆垛精度。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，包括堆垛小车以及引导走道，其中：

引导走道包括安装在相邻货架之间的直线走道与连接相邻直线走道的半圆形的过渡连接走道，不同的走道之间光滑拼接并通过连接件固定，同时，在直线走道与过渡连接走道的同侧还设置有引导齿道用以引导堆垛小车。

堆垛小车则包括基架、安装在基架上控制箱、固定于控制箱侧旁的升降轨道、插装在升降轨道上的升降台以及安装在升降台上的堆垛机构。

在基架的底部除设置有用于承重和运行的走行轮之外，还在其底部中轴线位置上设置有两个带平面转轴的半开式抱箍，所述两个半开式抱箍中，前部抱箍内侧设置有两个限位轴承，轴承贴合于引导走道两侧，用于定位堆垛小车，防止其跑偏；而后部抱箍中，除在两侧开有限位轴承之外，还在一侧的限位轴承上部设置有贴合引导走道的引导齿道齿面的走行驱动齿轮，同时，此走行驱动齿轮上部通过走行驱动电机输出轴连接走行驱动电机作为动力源。

基架上安装有控制箱以及升降轨道，控制箱与升降轨道均用不锈钢材质或者铝合金材质外包：

控制箱内安装有走行驱动电机以及升降电机，其走行驱动电机输出轴连接走行驱动齿轮，升降电机则通过齿轮组连接升降台，并驱动升降台升降，同时，为方便控制，在控制箱内还设置有一个集成控制器。

升降轨道为对称结构，安装于升降台两侧，其两侧为对称结构，其每一侧均设置有两根轴向导杆，此导杆为光滑圆杆，为若干导杆单元通过首尾拼接的方式组合而成，且在两根轴向导杆之间还设置有链条槽，链条槽中安装有提升链条，提升链条下部通过链轮与升降电机的输出轴上齿轮组末端输出齿轮同轴连接。

升降台为一整块合金板一次加工成型，其四个边角位置的下表面设置有四个卡爪，每个卡爪的卡接部位安装有滑动轴承，四个滑动轴承分别套装在升降轨道的导杆上，必要时，还可设置逆向锁止机构以提高其定位精度。

而堆垛机构为一对称结构，装设在升降台上，具体包括机架以及三层叉板结构，相邻叉板之间通过抽插式结构相连，并设置有水平导向的滑动导轨，使得叉板可以进行水平方向的相对滑动，同时，在三个叉板之间还设置有驱动轮组和传动钢索，所述驱动轮组通过传动钢索绕接三块叉板，同时，在两块下叉板之间还设置有伸缩电机，此伸缩电机可双向驱动，同时，其下部安装在一活动板结构上，使得伸缩电机可随叉板一起进行水平方向上的双向伸缩滑动。

在本发明中，所述走行驱动电机与后部抱箍固定，并通过弹性连接件与堆垛小车的基架相连，使得走行驱动电机可与后部抱箍同向转动以防止作用在走行驱动齿轮的输出轴跑偏。同时，弹性连接件也能提供有效缓冲，以减少电机随后部抱箍同向转动过程中产生的硬冲击对走行驱动电机的稳定性和使用寿命产生的影响。

在本发明中，所述集成控制器上设置有数据接口，同时内置通讯模块，可通过数据接口来对集成控制器进行指令输入，也可通过内置的通讯模块进行远程端控制。

在本发明中，所述堆垛小车底部安装的走行轮均可在走行面自由旋转，以带动堆垛小车改变其运行方向。

在本发明中，为保证升降台的提升效果，同时，提高升降台的提升效果以及安全性能，在升降轨道顶部还可设置辅助提升电机。

在本发明中，所述组成导杆的每个导杆单元其前端均开有圆形凸台，而末端则开有一个与圆形凸台外径一致的柱形凹槽，相邻两根导杆单元拼接时，后一根导杆单元的圆形凸台部分插入前一根导杆单元的柱形凹槽中，即可完成拼接，且能有效保证其同轴度。

在本发明中，所述卡爪与升降台为间隙安装，并留有加工余量，装配时，可通过螺栓紧固，用以提高其装配精度。

在本发明中，所述伸缩电机与各叉板可在升降台上同向运动，且伸缩时伸缩电机与上叉板在其运动方向上的其行程比为1:4。

有益效果：本发明体积小巧，使用简便，节约了成本，方便货物的堆垛或提取操作；同时，传动平稳，能够避免堆垛或提取货物过程中发生碰撞情形；且定位精度高，各组成元件之间相互作用，配合集成控制器的集成化控制，可使其移动至预定的堆垛位置从而更好地定位该堆垛设备。

附图说明

图1为本发明的整体效果示意图。

图2为本发明的装配示意图。

图3为本发明的前部抱箍示意图。

图4为本发明的后部抱箍示意图。

图5为本发明的控制箱内部结构示意图。

图6为本发明的升降轨道及其内部安装的升降台示意图。

图7为本发明的堆垛机构示意图。

其中各标注含义为：1.智能仓储堆垛装置，2.引导走道，3.仓储货架，4.升降轨道，5.升降台，6.控制箱，7.基架，8.走行轮，9.前部抱箍，10.后部抱箍，11.堆垛机构，12.引导走道引导齿道，13.限位轴承，14.紧固螺栓，16.走行驱动电机输出轴，17.走行驱动齿轮，18.升降电机，19.走行驱动电机，20.蓄电池组，21.集成控制器，22.齿轮组，23.卡爪，24.导杆，25.链条槽，26.叉板组，27.伸缩电机，28.电机座。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1一种坐标位置自适应的智能仓储机器人的较佳实施例的整体效果示意图，在本实施例中，仓储中的智能仓储堆垛装置1位于四排仓储货架3之间，仓储货架3之间的引导走道2包括两条走道以及连接相邻直线走道的半圆形的过渡连接走道。

而对于此实施例中智能仓储堆垛装置1，其具体结构参见图2的装配示意图，在本实施例中，智能仓储堆垛装置1的基架7上并列安装有控制箱6以及升降轨道4，升降轨道4为对称结构，中间通过升降台5架设有堆垛机构11，而在基架7下部，除设置有两组走行轮8之外，还分别设置有前部抱箍9以及后部抱箍10用以抱紧引导走道，而所述前部抱箍9以及后部抱箍10的具体结构分别参见图3、图4的前部抱箍、后部抱箍结构示意图。

在图3的前部抱箍结构示意图中，前部抱箍9中下部开口，并在开口部分的两侧内边缘分别设置有限位轴承13，并利用紧固螺栓14紧固，左、右两侧的限位轴承13可用于对引导走道2的限位。而在图4所示的后部抱箍结构示意图中，除在开口部分的两侧内边缘相似开有限位轴承13之外，还在一侧的限位轴承13上部设置有贴合引导走道2的引导齿道齿面12的走行驱动齿轮17，同时，此走行驱动齿轮17上部通过走行驱动电机输出轴16连接走行驱动电机19作为动力源。此套结构主要用于智能仓储堆垛装置1在引导走道2的引导范围内作水平走行。

在如图5的智能仓储堆垛装置1的控制箱内部结构示意图中，其蓄电池组20为本设备的动力源，其一侧安装有集成控制器21，此集成控制器21内置GPRS通讯模块，可通过通讯终端安装的控制软件实现设备在仓储内的坐标控制，而升降电机18和走行驱动电机19则分别用于驱动升降台5的升降以及智能仓储堆垛装置1在引导走道2上的行进。

而在如图6、图7所述的升降轨道、升降台以及堆垛机构的结构示意图中，有升降台5为一合金材质一体成型的长方形板，其四周通过在底部安装卡爪23固定在导杆24上，导杆24在竖直方向上纵向延伸，同时，在升降轨道4的盖板内侧中间位置还设置有链条槽25，链条槽25内安装有提升链条，提升链条下部通过链轮与升降电机18的输出轴上齿轮组末端输出齿轮同轴连接。而堆垛机构则横向安装在升降台5中间位置，包括机架以及三层叉板结构组成的叉板组26，叉板组26的相邻叉板之间通过抽插式结构相连，同时，在两侧的叉板组26之间还设置有伸缩电机27，此伸缩电机安装在一活动的电机座28上，使得伸缩电机27可随叉板组在升降台5上进行水平方向上的双向伸缩滑动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，包括堆垛小车以及引导走道，其中：

引导走道包括安装在相邻货架之间的直线走道与连接相邻直线走道的半圆形的过渡连接走道，不同的走道之间光滑拼接并通过连接件固定，同时，在直线走道与过渡连接走道的同侧还设置有引导走道用以引导堆垛小车；

堆垛小车则包括基架、安装在基架上控制箱、固定于控制箱侧旁的升降轨道、插装在升降轨道上的升降台以及安装在升降台上的堆垛机构：

在基架上安装有控制箱以及升降轨道，控制箱与升降轨道均用不锈钢材质或者铝合金材质外包：

在基架的底部除设置有用于承重和运行的走行轮之外，还在其底部中轴线位置上设置有两个带平面转轴的半开式抱箍，所述两个半开式抱箍中，前部抱箍内侧设置有两个限位轴承，轴承贴合于引导走道两侧，用于定位堆垛小车，防止其跑偏；而后部抱箍中，除在两侧开有限位轴承之外，还在一侧的限位轴承上部设置有贴合引导走道的引导走道齿面的走行驱动齿轮，同时，此走行驱动齿轮上部通过走行驱动电机输出轴连接走行驱动电机作为动力源；

控制箱内安装有走行驱动电机以及升降电机，其走行驱动电机输出轴连接走行驱动齿轮，升降电机则通过齿轮组连接升降台，并驱动升降台升降，同时，为方便控制，在控制箱内还设置有一个集成控制器；

升降轨道为对称结构，安装于升降台两侧，其两侧为对称结构，其每一侧均设置有两根轴向导杆，此导杆为光滑圆杆，为若干导杆单元通过首尾拼接的方式组合而成，且在两根轴向导杆之间还设置有链条槽，链条槽中安装有提升链条，提升链条下部通过链轮与升降电机的输出轴上齿轮组末端输出齿轮同轴连接；

升降台为一整块合金板一次加工成型，其四个边角位置的下表面设置有四个卡爪，每个卡爪的卡接部位安装有滑动轴承，四个滑动轴承分别套装在升降轨道的导杆上，同时还设置有逆向锁止机构以提高其定位精度；

而堆垛机构为一对称结构，装设在升降台上，具体包括机架以及三层叉板结构，相邻叉板之间通过抽插式结构相连，并设置有水平导向的滑动导轨，同时，在三个叉板之间还设置有驱动轮组和传动钢索，所述驱动轮组通过传动钢索绕接三块叉板，同时，在两块下叉板之间还设置有伸缩电机，此伸缩电机可双向驱动，同时，其下部安装在一活动板结构上，使得伸缩电机可随叉板一起进行水平方向上的双向伸缩滑动。

2.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述走行驱动电机与后部抱箍固定，并通过弹性连接件与堆垛小车的基架相连。

3.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述集成控制器上设置有数据接口，同时内置通讯模块。

4.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述堆垛小车底部安装的走行轮可在走行面自由旋转，以带动堆垛小车改变其运行方向。

5.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述导杆单元前端均开有圆形凸台，而末端则开有一个与圆形凸台外径一致的柱形凹槽，相邻两根导杆单元拼接时，后一根导杆单元的圆形凸台部分插入前一根导杆单元的柱形凹槽中，即可完成拼接。

6.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述卡爪与升降台为间隙安装，并留有加工余量，装配时，通过螺栓紧固。

7.根据权利要求1所述的一种坐标位置自适应的智能仓储机器人，其特征在于，所述伸缩电机与各叉板可在升降台上同向运动，且伸缩时伸缩电机与上叉板在其运动方向上的其行程比为1:4。