CN106002918A - 一种小型自平衡送货机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型自平衡送货机器人，包括行走部、底座、自动伸缩装置、载物平台、角度传感器、控制器和操作手柄，行走部安装在底座两侧，载物平台通过自动伸缩装置安装在底座上方，用于控制行走部移动的操作手柄安装在载物平台或底座上，载物平台安装有用于检测载物平台倾角的角度传感器，角度传感器通过控制器和自动伸缩装置连接，控制器接收到角度传感器检测到载物平台倾斜时，控制自动伸缩装置伸缩直至角度传感器检测到载物平台水平为止。本发明大大减轻了劳动强度，且在不同倾角的路面上均能保证载物平台水平，保证货物不因倾斜而损坏。

Description

一种小型自平衡送货机器人

技术领域

本发明涉及小型运载设备，特别涉及一种小型自平衡送货机器人。

背景技术

货物一般通过汽车等经过长途运输后，再进行短途运输，现有短途运输货物的主要方式有，采用无动力推车进行平地运输到接近目的地后，再通过人工搬运到达目的地；或者采用专用背包进行负重送货。这些短途送货方式都没法降低搬运者的劳动负担，还可能给货物造成不必要的损坏，特别是一些无电梯的小高楼层，用户或送货员搬运货物则更加困难。鉴于此，本发明人为此研制出一种小型自平衡送货机器人，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

发明内容

本发明提供的一种小型自平衡送货机器人，大大减轻了劳动强度，且在不同倾角的路面上均能保证载物平台水平，保证货物不因倾斜而损坏。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种小型自平衡送货机器人，包括行走部、底座、自动伸缩装置、载物平台、角度传感器、控制器和操作手柄，行走部安装在底座两侧，所述行走部为履带式行走部，底座两侧的履带式行走部分别通过单独的直流驱动电机控制，载物平台通过自动伸缩装置安装在底座上方，用于控制行走部移动的操作手柄安装在载物平台或底座上，载物平台安装有用于检测载物平台倾角的角度传感器，角度传感器通过控制器和自动伸缩装置连接，所述自动伸缩装置包括驱动装置、伸缩件和纵向滑座，载物平台的前后两端和底座之间均安装有伸缩件，两伸缩件中的至少一个通过纵向滑座安装在载物平台上，用于驱动伸缩件升降的驱动装置安装在底座上，驱动装置和控制器电连接，控制器用于控制驱动装置工作，所述驱动装置包括直流伸缩电机和主动轴，直流伸缩电机驱动主动轴转动，主动轴和两伸缩件中的一个连接，所述伸缩件包括菱形伸缩架、滑块、横向滑座、螺母、螺杆和锥齿轮传动结构，菱形伸缩架上端的两连杆的端部分别铰接有滑块，两滑块以可滑动的方式安装在横向滑座上，菱形伸缩架下端的两连杆的端部分别和螺母铰接，螺杆的两端通过轴承座安装在底座上，螺杆的两侧分别开设正反螺纹，两螺母分别和螺杆的正反螺纹螺接，螺杆的中部安装有锥齿轮传动结构，驱动装置驱动锥齿轮传动结构转动从而带动螺杆转动，螺杆带动两螺母相互远离或靠近以降低或升高菱形伸缩架，主动轴用于驱动两伸缩件中的一个伸缩，直流伸缩电机和控制器电连接，所述直流伸缩电机通过皮带轮传动结构和主动轴动力连接，控制器用于控制直流伸缩电机工作，控制器接收到角度传感器检测到载物平台倾斜时，控制自动伸缩装置伸缩直至角度传感器检测到载物平台水平为止，所述直流伸缩电机和直流驱动电机均通过蓄电池供电。

所述纵向滑座包括相配合使用的纵向滑轨和纵向滑槽，纵向滑轨和载物平台固定连接，纵向滑槽和伸缩件固定连接。

所述横向滑座由两齿条、中心齿轮、两组平行的分滑座构成，两滑块分别安装在两分滑座上，分滑座包括配合使用的横向滑轨和横向滑槽，横向滑轨与载物平台固定连接，横向滑槽和滑块固定连接，两齿条相对布置且均和中心齿轮啮合，中心齿轮固定安装在载物平台的中间位置，两滑块分别固定在两齿条上。

所述驱动装置还包括从动轴和离合器，从动轴用于驱动未与主动轴连接的伸缩件伸缩，从动轴通过离合器和主动轴连接，离合器和直流伸缩电机分别与操作手柄电连接，操作手柄具有控制载物平台整体抬升或下降的按钮，按下抬升或下降按钮时，离合器动力连接从动轴和主动轴，同时控制直流伸缩电机正转或反转以抬升或降低伸缩件。

所述离合器包括主动齿轮、从动齿轮、齿轮滑座和步进电机，主动齿轮安装在主动轴上，从动齿轮通过键以可滑动的方式安装在从动轴上，从动齿轮固定安装在齿轮滑座上，齿轮滑座和步进电机连接，步进电机和操作手柄电连接，按下抬升或下降按钮时，步进电机驱动齿轮滑座向主动齿轮移动使从动齿轮和主动齿轮啮合，手离开抬升或下降按钮时，步进电机驱动齿轮滑座向远离主动齿轮的方向移动使从动齿轮离开主动齿轮。

采用上述方案后，本发明通过行走部和操作手柄来控制整个装置的移动，通过自动伸缩装置、角度传感器和控制器来保证载物平台始终保持水平，因此本发明不仅大大减轻了劳动强度，而且在不同倾角的路面上均能保证载物平台的水平，保证货物不因倾斜而损坏。

附图说明

图1是本实施例的立体结构示意图；

图2是本实施例上坡时的侧视图；

图3是本实施例上坡时的后视图；

图4是本实施例上坡时的俯视图（去除载物平台）；

图5是本实施例抬升载物平台时的侧视图；

图6是本实施例抬升载物平台时的俯视图（去除载物平台）。

标号说明

行走部10，直流驱动电机101，底座20，轴承座201，自动伸缩装置30，载物平台40，操作手柄50；

驱动装置1，直流伸缩电机11，主动轴12，皮带轮传动结构13，从动轴14，离合器15，主动齿轮151，从动齿轮152，齿轮滑座153；

伸缩件2，菱形伸缩架21，滑块22，横向滑座（23，23a），齿条231，中心齿轮232，分滑座233，横向滑轨234，横向滑槽235，螺母24，螺杆25，锥齿轮传动结构26；

纵向滑座3，纵向滑轨31，纵向滑槽32。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-6所示，是本发明揭示的一种小型自平衡送货机器人，包括行走部10、底座20、自动伸缩装置30、载物平台40、操作手柄50、角度传感器和控制器（常见结构，图中未示出）。

结合图3所示，行走部10安装在底座20两侧，行走部10为履带式行走部，底座20两侧的履带式行走部分别通过单独的直流驱动电机101控制，所述直流伸缩电机101和直流驱动电机11均通过蓄电池（图未示出）供电。本实施例的操作手柄50安装在载物平台40上，操作手柄50主要用于控制行走部10移动。

载物平台40通过自动伸缩装置30安装在底座20上方，载物平台40安装有角度传感器，角度传感器用于检测载物平台40倾角，角度传感器通过控制器和自动伸缩装置30连接，控制器接收到角度传感器检测到载物平台40倾斜时，控制自动伸缩装置30伸缩直至角度传感器检测到载物平台40水平为止，从而保证载物平台40始终处于水平状态，以免货物倾斜而损坏。

其中本实施例优选的自动伸缩装置30包括驱动装置1、伸缩件2和纵向滑座3。载物平台40的前后两端和底座20之间均安装有伸缩件2。用于驱动伸缩件2升降的驱动装置1安装在底座20上，驱动装置1和控制器电连接，控制器用于控制驱动装置1工作。

结合图4和6所示，其中驱动装置1包括直流伸缩电机11和主动轴12。直流伸缩电机11通过皮带轮传动结构13和主动轴12动力连接，直流伸缩电机11用于驱动主动轴12转动。主动轴12和两伸缩件2中的一个连接，主动轴12用于驱动两伸缩件2中的一个伸缩，直流伸缩电机11和控制器电连接，控制器用于控制直流伸缩电机11工作。即本实施例载物平台40的水平控制主要由两伸缩件2中的一个来控制，比如本实施例通过前伸缩件2的伸缩来控制载物平台40水平。

在进行货物装卸时，经常需要降低或升高载物平台40，装卸完后载物平台40重新回位。为此，驱动装置1还包括从动轴14和离合器15。从动轴14用于驱动未和主动轴12连接的伸缩件2伸缩，即本实施例的从动轴14用于驱动后伸缩件2伸缩。从动轴14通过离合器15和主动轴12连接，离合器15和操作手柄50电连接，操作手柄50具有控制载物平台40整体抬升或下降的按钮（图中未示出）。按下抬升或下降按钮时，操作手柄50控制离合器15动力连接从动轴14和主动轴12，同时控制直流伸缩电机11正转或反转，以抬升或降低伸缩件2。

离合器15包括主动齿轮151、从动齿轮152、齿轮滑座153和步进电机（图中未示出）。主动齿轮151安装在主动轴12上，从动齿轮152通过键以可滑动的方式安装在从动轴14上。从动齿轮152安装在齿轮滑座153上，齿轮滑座153和步进电机连接，步进电机驱动齿轮滑座153移动，由步进电机和齿轮滑座153组成的具有该功能的结构较为常见，因此步进电机和齿轮滑座153的连接方式图中未示出。步进电机和直流伸缩电机11分别与操作手柄50电连接。结合图6所示，当按下抬升或下降按钮时，步进电机驱动齿轮滑座153向主动齿轮151移动，使从动齿轮152和主动齿轮151啮合，同时接通直流伸缩电机11。如果按下的是抬升按钮，如图5所示，则控制直流伸缩电机11正转来抬升伸缩件2；如果按下的是下降按钮，则控制直流伸缩电机11反转，来降低伸缩件2。当手离开抬升或下降按钮时，结合图4所示，步进电机驱动齿轮滑座153向远离主动齿轮151的方向移动，使从动齿轮152离开主动齿轮151，同时操作手柄50自然切断对直流伸缩电机11的控制。两伸缩件2中的至少一个通过纵向滑座3安装在载物平台40上，由于本实施例载物平台40的水平控制由前伸缩件2来完成，如图1和2所示，因此仅前伸缩件2通过纵向滑座3安装在载物平台40上。纵向滑座3的作用在于，当两伸缩件2伸缩的程度不一样时，底座20将有一倾角，那么两伸缩件2之间的水平距离将缩短，通过该纵向滑座3即可调节两伸缩件2之间的距离。本实施例优选的纵向滑座3包括相配合使用的纵向滑轨31和纵向滑槽32，纵向滑轨31和载物平台40固定连接，纵向滑槽32和伸缩件2固定连接。本实施例的伸缩件2包括菱形伸缩架21、滑块22、横向滑座23、螺母24、螺杆25和锥齿轮传动结构26。菱形伸缩架21为现有较为常见的伸缩结构，菱形伸缩架21在伸缩时其上下端的连杆将作开合动作，为此本实施例的菱形伸缩架21采用如下方式进行安装。菱形伸缩架21上端的两连杆的端部分别铰接有滑块22，两滑块22以可滑动的方式安装在横向滑座23上。为了节省成本，两菱形伸缩架21中的一个通说本实施例特殊设计的横向滑座23a安装，比如本实施例前伸缩件只安装普通的横向滑座23，后伸缩件则安装下述特殊设计的横向滑座23a。如图该特殊设计的横向滑座23a由两齿条231、中心齿轮232、两组平行的分滑座233构成，两滑块22分别安装在两分滑座233上。分滑座233包括配合使用的横向滑轨234和横向滑槽235，横向滑轨234与载物平台40固定连接，横向滑槽235和滑块22固定连接。两齿条231相对布置且均和中心齿轮232啮合，中心齿轮232固定安装在载物平台40的中间位置，两滑块22分别固定在两齿条231上。由于两齿条231均和中心齿轮232啮合，因此两齿条231相对载物平台40中间所移动的距离将保持一致，保证菱形伸缩架21在伸缩时不会偏离原位置。菱形伸缩架21下端的两连杆的端部分别和螺母24铰接。螺杆25的两端通过轴承座201安装在底座20上，螺杆25的两侧分别开设正反螺纹，两螺母24分别和螺杆25的正反螺纹螺接。螺杆25的中部安装有锥齿轮传动结构26，驱动装置1驱动锥齿轮传动结构26转动从而带动螺杆25转动，螺杆25带动两螺母24相互远离或靠近以降低或升高菱形伸缩架21。对于本实施例，驱动装置1的主动轴12和前伸缩件的锥齿轮传动结构26连接，从动轴14则和后伸缩件的锥齿轮传动结构26连接。

本实施例通过行走部10和操作手柄50来控制整个装置的移动，通过自动伸缩装置30、角度传感器和控制器来保证载物平台40始终保持水平，同时还可通过操作手柄50控制载物平台40整体升降。因此本发明不仅大大减轻了劳动强度，而且在不同倾角的路面上均能保证载物平台40的水平，保证货物不因倾斜而损坏。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型自平衡送货机器人，其特征在于：包括行走部、底座、自动伸缩装置、载物平台、角度传感器、控制器和操作手柄，行走部安装在底座两侧，所述行走部为履带式行走部，底座两侧的履带式行走部分别通过单独的直流驱动电机控制，载物平台通过自动伸缩装置安装在底座上方，用于控制行走部移动的操作手柄安装在载物平台或底座上，载物平台安装有用于检测载物平台倾角的角度传感器，角度传感器通过控制器和自动伸缩装置连接，所述自动伸缩装置包括驱动装置、伸缩件和纵向滑座，载物平台的前后两端和底座之间均安装有伸缩件，两伸缩件中的至少一个通过纵向滑座安装在载物平台上，用于驱动伸缩件升降的驱动装置安装在底座上，驱动装置和控制器电连接，控制器用于控制驱动装置工作，所述驱动装置包括直流伸缩电机和主动轴，直流伸缩电机驱动主动轴转动，主动轴和两伸缩件中的一个连接，所述伸缩件包括菱形伸缩架、滑块、横向滑座、螺母、螺杆和锥齿轮传动结构，菱形伸缩架上端的两连杆的端部分别铰接有滑块，两滑块以可滑动的方式安装在横向滑座上，菱形伸缩架下端的两连杆的端部分别和螺母铰接，螺杆的两端通过轴承座安装在底座上，螺杆的两侧分别开设正反螺纹，两螺母分别和螺杆的正反螺纹螺接，螺杆的中部安装有锥齿轮传动结构，驱动装置驱动锥齿轮传动结构转动从而带动螺杆转动，螺杆带动两螺母相互远离或靠近以降低或升高菱形伸缩架，主动轴用于驱动两伸缩件中的一个伸缩，直流伸缩电机和控制器电连接，所述直流伸缩电机通过皮带轮传动结构和主动轴动力连接，控制器用于控制直流伸缩电机工作，控制器接收到角度传感器检测到载物平台倾斜时，控制自动伸缩装置伸缩直至角度传感器检测到载物平台水平为止，所述直流伸缩电机和直流驱动电机均通过蓄电池供电。

2.如权利要求1所述的一种小型自平衡送货机器人，其特征在于：所述纵向滑座包括相配合使用的纵向滑轨和纵向滑槽，纵向滑轨和载物平台固定连接，纵向滑槽和伸缩件固定连接。

3.如权利要求2所述的一种小型自平衡送货机器人，其特征在于：所述横向滑座由两齿条、中心齿轮、两组平行的分滑座构成，两滑块分别安装在两分滑座上，分滑座包括配合使用的横向滑轨和横向滑槽，横向滑轨与载物平台固定连接，横向滑槽和滑块固定连接，两齿条相对布置且均和中心齿轮啮合，中心齿轮固定安装在载物平台的中间位置，两滑块分别固定在两齿条上。

4.如权利要求3所述的一种小型自平衡送货机器人，其特征在于：所述驱动装置还包括从动轴和离合器，从动轴用于驱动未与主动轴连接的伸缩件伸缩，从动轴通过离合器和主动轴连接，离合器和直流伸缩电机分别与操作手柄电连接，操作手柄具有控制载物平台整体抬升或下降的按钮，按下抬升或下降按钮时，离合器动力连接从动轴和主动轴，同时控制直流伸缩电机正转或反转以抬升或降低伸缩件。

5.如权利要求4所述的一种小型自平衡送货机器人，其特征在于：所述离合器包括主动齿轮、从动齿轮、齿轮滑座和步进电机，主动齿轮安装在主动轴上，从动齿轮通过键以可滑动的方式安装在从动轴上，从动齿轮固定安装在齿轮滑座上，齿轮滑座和步进电机连接，步进电机和操作手柄电连接，按下抬升或下降按钮时，步进电机驱动齿轮滑座向主动齿轮移动使从动齿轮和主动齿轮啮合，手离开抬升或下降按钮时，步进电机驱动齿轮滑座向远离主动齿轮的方向移动使从动齿轮离开主动齿轮。