CN108097596B - 翻板机构、机器人和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种翻板机构，包括底座、翻板、设置于所述底座和所述翻板之间的转动副组件和动力机构，其中所述动力机构用于对所述翻板施加作用力以使所述翻板相对于所述底座旋转；所述转动副组件包括转动副和使能机构，其中所述转动副具有第一状态和第二状态，所述使能机构用于使所述转动副在所述第一状态和所述第二状态之间切换；并且在所述转动副处于所述第一状态下，所述翻板在所述动力机构施加的朝向远离所述底座方向的作用力时相对于所述底座旋转。本发明的实施例提供的翻板机构、通过设置可切换的转动副组件，可以实现翻板机构的状态切换，从而改善翻板机构的可用性。

Description

翻板机构、机器人和装置

技术领域

本发明涉及智能物流领域，具体涉及一种翻板机构、机器人和装置。

背景技术

包裹分拣机器人系统是基于我国国情、地理因素、综合考虑我国劳动密集型产业人力成本和精密复杂自动化设备成本平衡而应运而生的物流分拣系统。利用机器人的即时响应特性和分布式系统的灵活性，包裹分拣机器人系统可以大大降低包裹分拣的综合成本。

但这些包裹分拣机器人的翻板功能较为单一，适应性不强，在一定程度上影响了分拣机器人的分拣效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种翻板机构、机器人和装置，其通过设置转动副组件，可以增加翻转机构的灵活性，具有较好的应用前景。

本发明的一个方面提供了一种翻板机构，包括底座、翻板、设置于所述底座和所述翻板之间的转动副组件和动力机构，其中所述动力机构用于对所述翻板施加作用力以使所述翻板相对于所述底座旋转；所述转动副组件包括转动副和使能机构，其中所述转动副具有第一状态和第二状态，所述使能机构用于使所述转动副在所述第一状态和所述第二状态之间切换；并且在所述转动副处于所述第一状态下，所述翻板在所述动力机构施加的朝向远离所述底座方向的作用力时相对于所述底座旋转。

在一个实施例中，所述转动副设置于所述底座和所述翻板的至少之一，所述使能机构设置于所述底座、所述翻板和所述转动副的至少之一。

在一个实施例中，所述转动副包括固设于所述底座的安装端和用于与所述翻板配合的配合端。

在一个实施例中，所述翻板包括转轴；所述配合端包括用于配合所述转轴的第一弧形结构，所述转轴设置于所述第一弧形结构的内弧面，从而所述翻板通过所述转轴相对于所述底座旋转。

在一个实施例中，所述转轴与所述第一弧形结构配合的部分与所述第一弧形结构的内弧面相匹配。

在一个实施例中，所述转轴的横截面为圆形且具有第一直径，所述内弧面为圆形弧面且具有第二直径，其中所述第一直径小于所述第二直径。

在一个实施例中，所述使能机构包括第二弧形结构，所述第二弧形结构配置为在第一位置和第二位置间运动，并且在所述第二弧形结构运动至所述第一位置时，与所述第一弧形结构配合，以形成适于所述转轴旋转的圆环座，从而所述转动副处于所述第一状态；所述弧形结构运动至所述第二位置时，所述转动副处于所述第二状态。

在一个实施例中，所述圆环座对应的圆心角大于等于270°。

在一个实施例中，所述使能机构包括卡位件，所述卡位件用于卡位到所述转动副以使所述转动副处于所述第二状态，并且所述卡位件在与所述转动副分开时所述转动副处于所述第一状态。

在一些实施例中，所述翻板包括沿其边沿设置的第一开孔，所述翻板的形成所述第一开孔的边沿部分构成所述转轴。

在一个实施例中，翻板机构包括设置于所述底座边沿的多个转动副组件，所述翻板包括对应所述多个转动副组件且沿该翻板的边沿设置的多个转轴。

在一个实施例中，所述底座靠近所述翻板一侧包括多条边，并且在每一个边上至少设置两个所述转动副组件。

在一个实施例中，所述翻板包括与所述转动副组件对应的多个开孔。

在一个实施例中，所述底座为矩形箱体结构，所述翻板为与该底座开口匹配的矩形；所述翻板包括设于靠近四个角位置的四个开孔，所述底座的靠近所述翻板一侧的每个边设置两个所述转动副组件；并且两个所述转动副组件分别靠近该边与相邻两个边的相交处，从而靠近相邻两个边的相交位置的两个所述转动副组件对应同一个开孔。

本发明的另一个方面提供了一种包括上述的翻板机构的机器人。

本发明的再一个方面提供了一种包括上述的翻板机构的装置。

本发明的实施例提供的翻板机构、通过设置可切换的转动副组件，可以实现翻板机构的状态切换，从而改善翻板机构的可用性。

附图说明

图1和图2所示为本发明实施例提供的翻板机构示意图。

图3a-3c所示为本发明实施例的转动副组件示意图。

图4a-4b为本发明实施例提供的以翻板的开孔为转轴的翻板机构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一个方面提供了一种翻板机构。参见图1，该翻板机构包括底座1、翻板2、设置于所述底座1和所述翻板2之间的转动副组件3和动力机构4，其中所述动力机构4用于对所述翻板3施加作用力以使所述翻板3相对于所述底座2旋转；所述转动副组件3包括转动副31和使能机构32，其中所述转动副31具有第一状态和第二状态，所述使能机构32用于使所述转动副31在所述第一状态和所述第二状态之间切换；并且在所述转动副31处于所述第一状态下，所述翻板2在所述动力机构4施加的朝向远离所述底座1方向的作用力时相对于所述底座1旋转。本发明的翻板机构，通过设置具有切换功能的转动副组件，可以改善翻转效果。

在一个实施例中，所述转动副31设置于所述底座1和所述翻板2的至少之一，所述使能机构设32置于所述底座1、所述翻板2和所述转动副31的至少之一，转轴可以设置在底座1上、翻板2上或由翻板2自身的机构形成。具体而言，如图1所示，转动副31的一端可以设置(例如固定设置)在底座1上，另一端用于与转轴配合。或者转动副31的一端设置在翻板2上，另一端(靠近底座的一端)用于与转轴配合。同样，使能机构32可以包括安装部和可动部。例如，安装部可以固定设置在底座或翻板上，并且可动部通过与转动副31配合作用，实现对转动副31的状态切换。例如，安装部还可以设置在转动副31，且活动部用于配合转动副，以实现转动副31的状态切换。

需要说明的是，使能机构32对转动副31转动的切换可以通过多种方式。例如，使能机构32可以通过阻挡转轴的转动，从而间接阻止翻板2相对于底座1的转动。具体地，使能机构32可以通过卡位(例如，在转轴运动的的方向设置卡位箍)结构阻挡转轴的运动，从而使转动副处于第二状态。例如，这种方式相当于转动副31自身能够用于支撑转轴旋转，也即转动副31处于可支撑翻板2转动的第一状态；同时，卡位结构通过设置在转轴的转动方向而限制转轴的运动，从而使该转动副失效，即使转动副31处于第二状态。例如，使能机构32还可以是通过与转动副配合，从而使转动副能够辅助转轴旋转。具体而言，转动副31自身没有支撑转轴旋转的结构，当使能机构32与转动副31配合时，形成可以支撑转轴旋转的结构，从而转动副31可以处于第一状态。当使能机构32与转动副31分离时，支撑转轴旋转的结构消失，从而转动副31可以处于第二状态。

在一个实施例中，参见图1，所述转动副31包括固设于所述底座1的安装端和用于与所述翻板2配合的配合端。转动副31的安装端固定设置于底座1的靠近翻板2一侧，配合端可以包括U型或弧形结构(图1中所示为弧形结构)，从而翻板2可以通过转轴在U型或弧形结构中的旋转而实现相对于底座1的转动。

具体地，参见图2，转轴5可以设置在所述翻板2或者转轴5可以是翻板2的一部分(图2中所示的转轴即为翻板的一部分)。例如，转轴5可以设置在翻板2的靠近底座1一侧。例如，对于具有矩形结构的翻板2，可以在其靠近底座一侧的边沿设置四个转轴5；同时，在底座1对应的位置设置转动副31。例如，一个转轴5可以对应一个转动副31(即如图2中所示)。例如，在翻板2每个边的边沿的两侧设置两个较短的转轴5，同时，在底座1对应的位置设置相应的转动副31，从而节约转轴材料，降低成本，并减轻翻板2机构的质量。优选地，一个转轴5可以对应两个、三个或更多的转动副31，从而提高翻板2翻转的稳定性。

继续参见图2，如上所述，转动副的配合端可以包括用于支撑所述转轴5转动的第一弧形结构。例如，转轴5可以设置于所述第一弧形结构的内弧面，从而所述翻板2通过所述转轴5相对于所述底座1旋转。具体地，转轴5的轴向方向与垂直于该弧形结构所在平面的方向一致，从而转轴5的外表面可以与弧形结构的内表面接触，并且在翻板2旋转时，转轴5可以灵活地在弧形结构的内表面运动。例如，优选地，转轴5与第一弧形结构配合的部分可以与第一弧形结构的内弧面相匹配。例如，所述转轴5的横截面为圆形且具有第一直径，所述内弧面为圆形弧面且具有第二直径，且所述第一直径小于所述第二直径。本发明实施例通过使转轴直径小于内弧面的直径，可以确保转轴在该内弧面中的转动，避免发生卡死现象，提高了翻转机构的可靠性。

例如，配合端可以包括轴承结构，转轴可以穿过轴承的旋转部门，从而转轴可以与轴承结构配合实现转轴旋转。本发明的实施例通过采用轴承结构，可以降低转轴旋转的阻力，提高翻转结构的灵活性。

如前所述，在一些实施例中，使能机构可以通过与转动副的配合，使转动副处于第一状态。参见图3a，具体地，例如，转动副31的一端可以包括弧形结构33(例如，弧形结构的弧度可以小于180°，并且转轴的外表面与弧形结构的内弧面类似，从而在翻板2向远离底座1方向旋转时，转轴5会从弧形结构的内弧面脱出，即弧形结构33本身无法支撑转轴5的旋转)。例如，使能机构32可以包括第二弧形结构34，该第二弧形结构34配置为可以在第一位置和第二位置间运动，并且在第二弧形结构34运动至第一位置时，与第一弧形结构33配合，以形成适于所述转轴5旋转的圆环座，从而所述转动副31处于所述第一状态。也就是说，第二弧形结构34运动到第一位置时，恰好与上述转动副31的弧形结构33形成圆环或者接近圆环的结构(图3a所示为接近圆环的结构)，从而由转动副31的内弧面以及第二弧形结构34的内弧面构成的圆环座可以将转轴5的转动限制在圆环座之内，避免转轴5在转动时从圆环座内脱出。同样，当第二弧形结构34向第二位置运动时，形成的圆环座的开口可以逐渐变大，并且在第二弧形结构34运动到第二位置时，例如可以与转动副31的弧形结构33完全分开，从而转动副31恢复到第二状态，即无法支撑转轴5转动的状态。

在本实施例中，例如，使能机构2的第二弧形结构34可以包括多个可以在转动副31上配合连接的结构，从而第二弧形结构34与第一弧形结构33所构成的圆环座的开口尺寸可以连续变化。例如，第二弧形结构34可以通过卡合结构与第一弧形结33构配合，从而实现圆环座开口尺寸的连续调整。例如，第二弧形结构34还可以嵌套在第一弧形结构33的内部，即二者组成伸缩结构，并且在第二弧形结构34完全缩入第一弧形结构33的内部时，转动副31处于第二状态；同样，第二弧形结构34从第一弧形结构33内部伸出时，转动副31处于第一状态。如上所述，通过调节第二弧形结构34伸出的量可以使圆环座具有不同的开口。

如前所述，使能机构32的固定端可以设置在转动副31、翻板2和底座1至少之一，从而使能机构的活动端可以实现对翻板转动的使能或限制(例如，通过限制或允许转轴的转动)。图3a所示的使能机构32固定在转动副31上。

参见图3b，在上述实施例中，例如，所述圆环座对应的圆心角a大于等于270°。也就是说，在第二弧形结构34与第一弧形结构33配合形成圆环座时，所形成的圆环可能为具有360°角的圆环，也可以是具有一定圆心角a的圆环。例如，为了防止转轴5在转动过程中从圆环座中脱出，可以使圆环座的圆心角a满足如上的圆心角要求。

图3c示例地示意了采用该实施例的使能机构32的情况下，翻板2在顶升机构4的作用下，向远离底座1的方向旋转。

如前所述，在上述一些实施例中，使能机构32可以包括卡位件。该卡位件用于卡位到转动副31以使转动副31处于第二状态，并且卡位件在与转动副31分开时转动副处于第一状态。具体地，卡位件可以为U形、T型、V型、L型等结构。例如，对于U型或V型卡位件，其限制转轴5的转动方式可以为将卡位件的开口部分与转动副31的弧形结构33沿轴线方向的宽度相卡合，从而限制转轴5在内弧面内的转动。例如，对于T型或L型的卡位件，可以在转动副31的弧形结构33的内弧面设置卡位槽或贯穿内弧面的卡位孔，从而可以通过将卡位件的一侧插入到该卡位槽或卡位孔中，以限制转轴5在转动副31的内弧面33中的转动。例如，也可以在转轴5上设置凹槽或通孔，从而通过将卡位件一端插入该凹槽或通孔，且另一端固定到例如底座1上，而限制转轴5在内弧面33中的转动。尽管本发明的实施例给出了一些关于卡位方式限制转轴转动的实施例，但本发明的卡位方式并不限于这些描述。

参见图4a，在一些实施例中，所述翻板2包括沿其边沿设置的第一开孔20，所述翻板2的形成所述第一开孔20的边沿部分构成所述转轴5。具体地，例如，靠近翻板2的各个边的附近都可以设置开孔(图4中示意了设置在翻板的边沿的四个开孔)，这些开孔例如可以与转动副31对应设置。例如，一个或多个转动副31可以对应一个开孔20。需要说明的是，开孔的目的是形成上述转轴5，因此，开孔20需要设置在翻板2的边沿，从而沿翻板2的边沿设置多个开孔20的目的是沿翻板2的边沿形成多个转轴5，从而翻板2可以通过这些转轴5与转动副31的配合实现相对于底座1的转动。例如，这些转轴5的横截面可以为圆形，从而确保转轴5可以在转动副31上灵活的旋转。本发明的实施例通过在翻板2上形成转轴5，避免了增加新的部件，使翻板机构具有紧凑结构，同时提高了安装的可靠性，并且降低了翻板机构的制造成本。

同样，如前所述，转轴5也可以为固定在翻板2或底座1上的独立部件。例如，翻板机构包括设置于所述底座1边沿的多个转动副组件3，翻板2包括对应所述多个转动副组件3且沿该翻板2的边沿设置的多个转轴5。同样，一个或多个转动副组件3例如也可以对应一个转轴5。

在上述实施例中，底座1靠近所述翻板2一侧可以包括多条边，并且在每一个边上可以至少设置两个转动副组件3。翻板2包括与所述转动副组件3对应的多个开孔20或转轴5。从而通过使翻板2的每个边沿对应两个转动副组件3，从而可以实现翻板2向各个边所在方向的可靠翻转。

参见图4b，具体地，底座1可以为矩形箱体结构，其包括箱底和沿箱底边沿设置的边缘部分，矩形箱体用于与翻板2配合的一侧包括四个边11。翻板2例如可以为与该底座1开口(由底座的侧面所围成)匹配的矩形，例如其尺寸可以与翻板2的尺寸类似。翻板2包括设于靠近四个角位置的四个开孔20，例如，四个开孔20可以分别为矩形开孔。从而在翻板2的每个角的位置形成两个转轴(这两个转轴即由形成开孔的两个边形成)。底座1的靠近翻板2一侧的每个边11设置两个转动副31(例如，转动副可以为上述包括圆弧结构的部件)，这两个转动副31例如可以靠近该边11的两个端点。例如，两个转动副31可以与该边端点的距离相等(例如，这两个转动副可以将该边三等分)，以提高翻板2转动的稳定性。这样，靠近底座1的任意相邻两个边的相交位置的两个转动副31可以对应同一个开孔20所形成的转轴5，且其中一个转动副31可以以由通过设置开孔在翻板边沿形成的一个条形部分21为转轴5，另一个转动副31可以以由该开孔20在翻板边沿形成的另一条形部分22为转轴5。需要说明的是，尽管靠近底座1两个边的交点的两个转动副31对应的同一个开孔20，但翻板2的转动是基于同一个边上设置的两个或多个转动副31而实现的。

在本发明一些实施例中，转轴也可以设置在底座的靠近翻板一侧。例如，转轴固定在底座上，转动副的一端固定于翻板，另一端用于与转轴配合，从而实现翻板的转动。例如，转动副的配合端也可以是内弧面与转轴外侧匹配的弧形结构。从而在翻板受力时，可以带动转动副的安装端运动，从而配合端相对于转轴运动，实现翻板相对于底座的转动。如上所述，使能机构可以是卡合结构，例如，转动副设置贯穿内弧面的开孔，转轴上对应设置开槽或开孔，从而卡合结构可以插入到上述开孔或开槽中，从而限制转轴与转动副的相对转动，以使转动副处于第二状态。同样，使能结构也可以是用于与转动副的弧形结构配合，从而可以使转轴与弧形结构的内弧面相对运动时，避免转轴与弧形结构彼此分离。即使能机构可以通过如前文所述的方式，实现转动副的状态之间的切换，具体可以参照之间的描述。

同样，底座也可以通过设置贯穿其侧面的通孔，从而形成用于与转动副配合的转轴，即转轴由在底座侧面设置开孔后形成，可参照之前的描述。

需要说明的是，当转轴设置在底座或形成在底座上时，转动副组件的各种结构变化可以参照之前的描述，相似的内容在此不再赘述。

本发明实施例的顶升机构可以为气缸、液压缸、丝杆、直线电机或连杆机构等。本发明实施例的使能机构也可以是电磁铁，例如，使能机构的活动端设置电磁铁，在转轴转动的行程上设置配合磁铁或能够被磁铁吸引的物质，从而通过电磁铁的通电和断电，实现彼此吸引和分开。例如，在断电状态下，使能机构的电磁铁可以在弹簧、气缸和液压缸等作用下离开转轴运动的形成，从而使转动副处于第一状态。同样，在通电状态下，使能机构的电磁铁吸附到转轴运动的行程之上，从而阻止转轴的转动，也即使转动副处于第二状态。例如，也可以是电磁铁固定设置在底座上，转轴设置在翻板上，从而电磁铁可以将转轴吸引固定，以便翻板能够绕通过其转轴相对于底座打开。

以上各实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。

本发明的另一个方面提供了一种包括上述的翻板机构的机器人。

本发明的再一个方面提供了一种包括上述的翻板机构的装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种翻板机构，其特征在于，包括底座、翻板、设置于所述底座和所述翻板之间的转动副组件和动力机构，其中所述动力机构用于对所述翻板施加作用力以使所述翻板相对于所述底座旋转；

所述底座靠近所述翻板侧包括多条边，并且在每一个边上至少设置两个转动副组件，翻板包括与所述转动副组件对应的多个转轴，从而实现翻板向各个边所在方向的可靠翻转；

所述转动副组件包括转动副和使能机构，其中所述转动副具有第一状态和第二状态，所述使能机构用于使所述转动副在所述第一状态和所述第二状态之间切换；并且在所述转动副处于所述第一状态下，所述翻板在所述动力机构施加的朝向远离所述底座方向的作用力时相对于所述底座旋转，当使所述能机构与所述转动副分离时，支撑所述转轴旋转的结构消失，所述转动副处于第二状态。

2.根据权利要求1所述的翻板机构，其特征在于，所述转动副设置于所述底座和所述翻板的至少之一，所述使能机构设置于所述底座、所述翻板和所述转动副的至少之一。

3.根据权利要求2所述的翻板机构，其特征在于，所述转动副包括固设于所述底座的安装端和用于与所述翻板配合的配合端。

4.根据权利要求3所述的翻板机构，其特征在于，所述翻板包括转轴；所述配合端包括用于配合所述转轴的第一弧形结构，所述转轴设置于所述第一弧形结构的内弧面，从而所述翻板通过所述转轴相对于所述底座旋转。

5.根据权利要求4所述的翻板机构，其特征在于，所述转轴与所述第一弧形结构配合的部分与所述第一弧形结构的内弧面相匹配。

6.根据权利要求5所述的翻板机构，其特征在于，所述转轴的横截面为圆形且具有第一直径，所述内弧面为圆形弧面且具有第二直径，其中所述第一直径小于所述第二直径。

7.根据权利要求4所述的翻板机构，其特征在于，所述使能机构包括第二弧形结构，所述第二弧形结构配置为在第一位置和第二位置间运动，并且在所述第二弧形结构运动至所述第一位置时，与所述第一弧形结构配合，以形成适于所述转轴旋转的圆环座，从而所述转动副处于所述第一状态；所述弧形结构运动至所述第二位置时，所述转动副处于所述第二状态。

8.根据权利要求7所述的翻板机构，其特征在于，所述圆环座对应的圆心角大于等于270°。

9.根据权利要求1-6任一项所述的翻板机构，其特征在于，所述使能机构包括卡位件，所述卡位件用于卡位到所述转动副以使所述转动副处于所述第二状态，并且所述卡位件在与所述转动副分开时所述转动副处于所述第一状态。

10.根据权利要求4-8任一项所述的翻板机构，其特征在于，所述翻板包括沿其边沿设置的第一开孔，所述翻板的形成所述第一开孔的边沿部分构成所述转轴。

11.根据权利要求10所述的翻板机构，其特征在于，所述翻板包括与所述转动副组件对应的多个开孔。

12.根据权利要求11所述的翻板机构，其特征在于，所述底座为矩形箱体结构，所述翻板为与该底座开口匹配的矩形；所述翻板包括设于靠近四个角位置的四个开孔，所述底座的靠近所述翻板一侧的每个边设置两个所述转动副组件；并且两个所述转动副组件分别靠近该边与相邻两个边的相交处，从而靠近相邻两个边的相交位置的两个所述转动副组件对应同一个开孔。

13.一种包括如权利要求1-12任一项所述的翻板机构的机器人。

14.一种包括如权利要求1-12任一项所述的翻板机构的装置。