CN108383046A - 一种搬运装置及其装货方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搬运装置及其装货方法，其中，搬运装置包括本体和伸缩臂；伸缩臂包括臂体、底座、举升机构和伸缩机构；举升机构能够带动臂体相对于本体沿举升方向移动；伸缩机构能够带动底座相对于本体沿伸缩方向移动，且底座与臂体沿伸缩方向相对固定，举升方向与伸缩方向垂直；本体的上表面沿伸缩方向的前端设有容置槽，伸缩臂设于容置槽。该搬运装置可实现自动装货和卸货的目的，无需人工操作，省时省力、经济性好。

Description

一种搬运装置及其装货方法

技术领域

本发明涉及搬运设备技术领域，具体涉及一种搬运装置及其装货方法。

背景技术

传统的叉车，可以通过臂体实现对托盘物料的存取，而且随着现在技术的发展，无人叉车逐步发展起来，工厂中可以看到的自动化程度也越来越高。

但是目前市面上的无论是无人叉车还是电动叉车，大多无法实现自动上下料，特别是针对托盘类的物品，仍然需要人工进行物料的取放，部分货架背负机器人虽然实现了一定的自动化，可以自动寻找货架，背负货架运行，但是仍然需要人工对货架上物料(或物品)进行取存，对托盘的物料则更加束手无策，需要借助人工方式进行装卸，无法实现自动搬运的目的，不仅效率比较低，而且浪费人力。

发明内容

本发明的目的是提供一种搬运装置及其装货方法，可实现自动装货和卸货的目的，无需人工操作，省时省力、经济性好。

为解决上述技术问题，本发明提供一种搬运装置，其包括本体和伸缩臂；所述伸缩臂包括臂体、底座、举升机构和伸缩机构；所述举升机构能够带动所述臂体相对于所述本体沿举升方向移动；所述伸缩机构能够带动所述底座相对于所述本体沿伸缩方向移动，且所述底座与所述臂体沿伸缩方向相对固定，所述举升方向与所述伸缩方向垂直；所述本体的上表面沿所述伸缩方向的前端设有容置槽，所述伸缩臂设于所述容置槽。

其中，该搬运装置可以是运输机器人、叉车等具有需要取放物品的装置，当本体处于水平位置时伸缩方向即为水平方向、举升方向则为竖直方向，而当本体处于具有一定角度的斜坡面时，伸缩方向和举升方向则相应的旋转一定角度。同时，本实施例中的搬运装置，对其所搬运的货物并不做要求，下述实施例中是以将货物放置于托盘上进行搬运，也可以将货物放置于具有提拉部件的容纳装置，如箱体、筐、篮子等，臂体通过与提拉部作用以实现搬运，本实施例中的臂体前端还可以设置为具有挂钩或抓手等结构，以满足对不同货物的取放操作。

当搬运载有货物的托盘时，通过伸缩机构可将臂体相对于本体向前伸出至装有货物的托盘的底部，通过举升机构提升臂体使得托盘的底面所在的高度高于本体的高度，移动该搬运装置至所需卸货的位置，通过举升机构和伸缩机构的协同作用将托盘放置于目标位置即可。或者，通过该搬运装置还可将货架上的货物进行上下层转移，即在搬运过程中，本体无需移动。即通过举升机构和伸缩机构的协同作用，该搬运装置可将货物自动装载于本体并可自动完成卸货操作，自动化程度高、经济性好。并且，在搬运过程中，臂体支撑托盘并位于本体的上方，以便于在狭小的空间内实施搬运操作，使用更灵活。

上述搬运过程中，伸缩机构和举升机构对臂体的位置的调节各自独立，操作灵活，另外，本体设有容置槽，并且容置槽设于本体的上表面并沿伸缩方向的前端设置，伸缩臂设于该容置槽，臂体可在伸缩机构的带动下沿伸缩方向向前伸出该容置槽外，其中，“前”是指朝向伸缩机构带动底座伸出本体的一侧，使用状态下，伸缩机构可根据需要将臂体伸出本体外，而在不使用状态下，臂体位于本体的容置槽内，可减小其所占空间。

可选地，所述举升机构为设于所述底座和所述臂体之间的可折叠机构。

可选地，所述举升机构处于折叠状态下，所述容置槽的上表面高于所述臂体的上表面。

可选地，所述底座的前端还设有支撑轮。

可选地，所述伸缩机构包括电机、第一驱动件和与所述第一驱动件相适配的第二驱动件，所述第一驱动件与所述电机传动连接，并与所述本体固定，所述第二驱动件与所述底座固定。

可选地，所述第一驱动件为外周设有轮齿的转轮，所述第二驱动件为与所述轮齿啮合的齿条或链条。

可选地，所述伸缩机构还包括棘轮组件，所述棘轮组件包括棘爪和与所述棘爪相适配的棘轮结构，所述棘爪和所述棘轮结构中，一者与所述电机传动连接，另一者设于所述转轮，所述电机能够通过所述棘轮组件带动所述转轮单向转动。

可选地，所述伸缩机构还设有转盘，所述棘爪设于所述转盘，且所述转盘还设有弹性复位件，用于使所述棘爪与所述棘轮结构配合。

可选地，所述第一驱动件为丝杆，所述第二驱动件为设于所述底座的螺纹孔，所述螺纹孔与所述丝杆相适配。

可选地，所述本体由钣金框架或钢结构框架构成。

可选地，所述容置槽和所述伸缩臂的数量均为两个，两个所述伸缩臂间隔设置。

可选地，还包括驱动机构和设于所述本体两侧的驱动轮，所述驱动机构能够驱动所述驱动轮转动。

可选地，所述驱动轮为万向轮。

可选地，所述本体的前端还设有摄像头。

另外，本发明还提供了一种基于上述搬运装置的装货方法，该装货方法包括如下步骤：

S1：伸缩机构带动臂体相对于本体沿伸缩方向移动至托盘的下方；

S2：举升机构带动所述臂体沿举升方向移动直至所述托盘的高度高于所述本体的高度；

S3：本体相对于所述臂体沿所述伸缩方向移动至所述托盘的下方；

S4：所述举升机构带动所述臂体沿所述举升方向反向移动，直至所述托盘位于所述本体的顶端。

通过举升机构和伸缩机构的协同作用，该搬运装置可将货物自动装载于本体，无需人工操作，自动化程度高、经济性好。并且，在搬运过程中，托盘位于搬运装置的本体的顶端，以便于在狭小的空间内实施搬运操作，使用更灵活。同时，由于托盘的重量由本体支撑，臂体无需支撑，即在运输过程中，臂体不受力，载有货物的托盘是依靠本体承担，减小了对臂体的要求，提高了举升机构的寿命和可靠性。

另外，当臂体抬起托盘后，臂体保持不动，本体相对于臂体沿伸缩方向移动至托盘下方，其相对于臂体在伸缩机构的带动下向本体移动的方案来说，可避免支撑托盘的臂体在移动中发生晃动，保护托盘处于稳定状态。

附图说明

图1是本发明实施例的搬运装置的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1中伸缩臂的结构示意图；

图4是搬运装置搬运过程中的第一状态图；

图5是搬运装置搬运过程中的第二状态图；

图6是搬运装置搬运过程中的第三状态图；

图7是搬运装置搬运过程中的第四状态图；

图8是搬运装置搬运过程中的第五状态图；

图9是图8的三维结构示意图；

图10是设有棘轮组件的伸缩机构的部分结构示意图；

图11是图10另一种状态的结构示意图；

图12是设有丝杆的伸缩臂的结构示意图。

附图1-12中，附图标记说明如下：

1-臂体；2-底座，21-支撑轮；3-举升机构；41-转轮，411-轮齿，412- 棘轮结构，42-齿条，43-转盘，44-棘爪，45-弹性复位件，46-丝杆；5-本体， 51-容置槽；6-伸缩臂；7-托盘；8-驱动机构；9-驱动轮。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-12，图1是本发明实施例的搬运装置的结构示意图；图2 是图1的仰视图；图3是图1中伸缩臂的结构示意图；图4是搬运装置搬 运过程中的第一状态图；图5是搬运装置搬运过程中的第二状态图；图6 是搬运装置搬运过程中的第三状态图；图7是搬运装置搬运过程中的第四 状态图；图8是搬运装置搬运过程中的第五状态图；图9是图8的三维结 构示意图；图10是设有棘轮组件的伸缩机构的部分结构示意图；图11是 图10另一种状态的结构示意图；图12是设有丝杆的伸缩臂的结构示意图。

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种搬运装置及其装货方法，其中，搬运装置包括本体5和伸缩臂6。具体的，伸缩臂6包括臂体1、底座 2、举升机构3和伸缩机构，其中，伸缩机构能够带动底座2相对于本体5 沿伸缩方向移动，并且底座2和臂体1之间沿伸缩方向相对固定，也就是说，伸缩机构能够带动臂体1相对于本体5沿伸缩方向移动，同时，举升机构3能够带动臂体1沿举升方向移动，并且伸缩方向和举升方向垂直，因此，通过举升机构3和伸缩机构的协同作用，该搬运装置可将货物自动装载于本体5并可自动完成卸货操作，自动化程度高、经济性好。

其中，该搬运装置可以是运输机器人、叉车等具有需要取放物品的装置，当本体5处于水平位置时伸缩方向即为水平方向、举升方向则为竖直方向，而当本体5处于具有一定角度的斜坡面时，伸缩方向和举升方向则相应的旋转一定角度。

本实施例中的搬运装置，对其所搬运的货物并不做要求，下述实施例中是以将货物放置于托盘7上进行搬运，也可以将货物放置于具有提拉部件的容纳装置，如箱体、筐、篮子等，臂体1通过与提拉部作用以实现搬运，本实施例中的臂体1前端还可以设置为具有挂钩或抓手等结构，以满足对不同货物的取放操作。

当搬运载有货物的托盘7时，通过伸缩机构可将臂体1相对于本体5 向前伸出至装有货物的托盘7的底部，通过举升机构3提升臂体1使得托盘7的底面所在的高度高于本体5的高度，移动该搬运装置至所需卸货的位置，通过举升机构3和伸缩机构的协同作用将托盘7放置于目标位置即可。或者，通过该搬运装置还可将货架上的货物进行上下搬运，即在搬运过程中，本体5无需移动。并且，在搬运过程中，臂体1可将托盘放置于本体5的上方，以便于在狭小的空间内实施搬运操作，使用更灵活。

上述搬运过程中，伸缩机构和举升机构3对臂体1的位置的调节各自独立，操作灵活，另外，本体5设有容置槽51，并且容置槽51设于本体5 的上表面并沿伸缩方向的前端设置，伸缩臂6设于该容置槽51，臂体1可在伸缩机构的带动下沿伸缩方向向前伸出该容置槽51外，其中，"前"是指朝向伸缩机构带动底座2伸出本体5的一侧，使用状态下，伸缩机构可根据需要将臂体1伸出本体5外，而在不使用状态下，臂体1位于本体5的容置槽51内，可减小其所占空间。

在上述实施例中，举升机构3为可折叠机构，其位于底座2和臂体1 之间，也就是说，如图3-8所示，臂体1设于该举升机构3的顶端，举升机构3的底端固设于底座2，伸缩机构作用于底座2并能同时带动举升机构3和臂体1沿伸缩方向移动。当然，在本实施例中，还可以将该举升机构3设置为具有立式导轨的结构，臂体1能够沿该立式导轨移动。而将举升机构3设置为可折叠机构，在不使用时，将举升机构3折叠后可进一步减小该搬运装置的体积，进而减小其占用空间。其中，可折叠机构可选用液压千斤顶或丝杠等，其对本领域技术人员来说是熟知的，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，当举升机构3处于折叠状态下，容置槽51的上表面高于臂体1的上表面，也就是说，举升机构3折叠后，臂体1则位于容置槽51内，在装货过程中，当本体5位于臂体1的下方时，举升机构3带动臂体1下降直至将托盘7放置于本体5的上方，臂体1与托盘7分离，如图8和图9所示，然后再进行运输。

具体的，上述搬运装置的装货方法包括如下步骤：

S1：伸缩机构带动臂体1相对于本体5沿伸缩方向移动至托盘7的下方，如图5所示；

S2：举升机构3带动臂体1沿举升方向移动直至托盘7的高度高于本体5的高度，如图6所示；

S3：本体5相对于臂体1沿伸缩方向移动至托盘7的下方，如图7所示；

S4：举升机构3带动臂体1沿举升方向反向移动，直至托盘7位于本体5的顶端，如图8和图9所示，即完成装货过程。

即在运输过程中，臂体1不受力，载有货物的托盘7是依靠本体5承担，减小了对臂体1的要求，提高了举升机构3的寿命和可靠性。

另外，当臂体1抬起托盘后，臂体1保持不动，本体5相对于臂体1 沿伸缩方向移动至托盘7下方，其相对于臂体1在伸缩机构的带动下向本体5移动的方案来说，可避免支撑托盘7的臂体1在移动中发生晃动，保护托盘7处于稳定状态。

在上述实施例中，在底座2的前端还设有支撑轮21，如图5和图6所示，伸缩机构带动底座2伸出本体5后，该支撑轮21对底座2的前端进行支撑，以使臂体1在抬起托盘7时保证整体的稳定性，同时可降低对底座 2的强度要求。

对于上述装货方法的步骤S3中，臂体1保持不动，本体5相对于臂体1沿伸缩方向移动时，臂体1保持不动，该臂体1可借助外力的作用使其保持不动，也可以在底座2的前端设有刹车件，用于抵住底座2使其固定，以避免底座2随本体5向前移动。其中，该刹车件可以是支撑腿、垫块等，在此不做限制。而在设有支撑轮21时，载有货物的托盘7将压紧支撑轮21使其与地面之间具有一定的摩擦力，使得本体5在移动时该臂体1 可保持不动。

在上述实施例中，伸缩机构包括电机、第一驱动件和第二驱动件，其中，第一驱动件和第二驱动件相适配，并且第一驱动件与电机传动连接，并与本体5固定，第二驱动件与底座2固定。也就是说，电机带动第一驱动件进行转动，第一驱动件与第二驱动件作用，通过其转动带动底座2沿直线运动。当然，该伸缩机构也可以通过气缸等实现将底座2推出本体5外，而通过电机和驱动件实现底座2的移动便于移动距离的控制，另外，为便于对臂体1的伸出位置进行精确控制，本实施例中的电机为步进电机。

本实施例中，第一驱动件为设于本体5的转轮41，其外周设有轮齿411，第二驱动件为设于底座2的齿条42，齿条42与轮齿411啮合，电机驱动转轮41旋转，转轮41在转动的过程中，通过轮齿411与齿条42的啮合传动可带动底座2相对于本体5沿齿条42的设置方向移动。其中，第二驱动件也可以设置为设于底座2的链条，通过链条与轮齿411之间的啮合传动，以实现电机带动底座2移动。

在第一驱动件为转轮41时，该伸缩机构还包括棘轮组件，该棘轮组件包括棘爪44和与棘爪44相适配的棘轮结构412，电机通过棘轮组件实现与转轮41之间的单向传动连接，具体包括两种设置方案：第一种设置方案是将棘爪44与电机传动连接，转轮41设有上述棘轮结构412，此种结构下，如图10所示，当电机带动棘爪44逆时针旋转时，棘爪44与棘轮结构412配合并带动转轮41转动，转轮41外周的轮齿411与齿条42啮合，进而带动底座2移动，使得臂体1伸出本体5的外侧，当需要将臂体1缩回时，底座2保持不动，本体5向前移动，此时，齿条42带动转轮41顺时针旋转，棘爪44与棘轮结构412脱离，如图11所示；第二种设置方案是将设有棘轮结构412的部件与电机传动连接，将棘爪44与转轮41连接，其原理与第一种设置方案相同，在此不再赘述。

在本实施例中，电机和转轮41之间也可以通过齿轮或链轮传动，此种结构可在本体5保持不动的情况下实现臂体1相对于本体5的自动伸缩，而电机通过棘轮组件实现与转轮41之间的传动连接时，在上述装货方法的步骤S3中，臂体1保持不动，本体5相对于臂体1沿伸缩方向向托盘7 移动时，棘爪44与棘轮结构412分离，该棘轮组件可避免本体5在移动的过程中带动臂体1移动。若电机和转轮41之间通过齿轮或链轮传动，则在本体5相对于臂体1向托盘7移动时，电机进行相应的反转即可保持臂体 1不动。

在上述实施例中，伸缩机构还设有转盘43，棘爪44设于该转盘43，且该转盘43设有弹性复位件45，当本体5向底座2移动时，棘轮与棘爪 44分离，并在本体5和底座2相对停止后，弹性复位件45用于将棘爪44 复位使其保持与棘轮结构412配合，进而保证电机可随时通过棘轮组件驱动转轮41转动。对于该弹性复位件45的具体结构不做要求，可将其设置为弹簧或者弹片等均可。并且，本实施例中，当棘轮与电机传动连接时，该转盘43可以是独立的结构，当棘轮设于转轮41时，该转盘43可以是与转轮41固接的独立结构，也可以与转轮41为一体式结构。

另外，在上述实施例中，该伸缩机构还可以是通过丝杆46和螺母实现，如图12所示，第一驱动件是与电机传动连接的丝杆46，第二驱动件是设于底座2的螺孔，该螺孔与丝杆46配合，当电机驱动丝杆46旋转时，丝杆46与螺母配合并可带动底座2沿伸缩方向做直线运动，其中电机可双向转动，并可实现底座2相对于本体5的伸缩目的。

在上述实施例中，本体5由钣金框架或钢结构框架构成，可在保证车体轻量化的同时有足够的强度和刚度。

在上述实施例中，容置槽51和伸缩臂6的数量均为两个，且两个伸缩臂6间隔设置，也就是说，在搬运过程中，通过两个伸缩臂6同时对货物进行搬运，在提高搬运稳定性的同时，也可降低单个伸缩臂6的强度要求，经济型好。

在上述实施例中，还包括驱动机构8和设于本体5两侧的驱动轮9，驱动机构8能够驱动该驱动轮9转动。如图2所示，设于本体5两侧的驱动轮9可保在搬运过程中的整体稳定性，因货物太重导致本体5发生倾覆的问题。同时也可以减少整体所需的配重，保证整个运行过程中的能量有效利用。

在上述实施例中，驱动轮9为万向轮，便于向各方向转向，提高运输灵活性，以适用于狭窄空间内对货物进行搬运。

在上述实施例中，在本体5的前端还设有摄像头，如在仓库中，货物较多，通过该搬运装置对目标货物进行搬运，该搬运装置移动至带搬运货物所在的位置后，通过摄像头扫描货物对应的二维码以确保其所搬运的货物正确，同时，通过该摄像头，操作人员还可远程观察该搬运装置所处的环境，并对该搬运装置实施远程控制。本实施例中，该摄像头设于本体5 前端的中部位置，当然，本实施例对于该摄像头的具体位置并不做限制，将其设于本体1的前端，使其在装货、卸货及搬运过程中，能够对准所要搬运的物体(如本实施例中的托盘7)即可。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种搬运装置，其特征在于，包括本体(5)和伸缩臂(6)；

所述伸缩臂(6)包括臂体(1)、底座(2)、举升机构(3)和伸缩机构；

所述举升机构(3)能够带动所述臂体(1)相对于所述本体(5)沿举升方向移动；

所述伸缩机构能够带动所述底座(2)相对于所述本体(5)沿伸缩方向移动，且所述底座(2)与所述臂体(1)沿伸缩方向相对固定，所述举升方向与所述伸缩方向垂直；

所述本体(5)的上表面沿所述伸缩方向的前端设有容置槽(51)，所述伸缩臂(6)设于所述容置槽(51)。

2.根据权利要求1所述的搬运装置，其特征在于，所述举升机构(3)为设于所述底座(2)和所述臂体(1)之间的可折叠机构。

3.根据权利要求2所述的搬运装置，其特征在于，所述举升机构(3)处于折叠状态下，所述容置槽(51)的上表面高于所述臂体(1)的上表面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，所述底座(2)的前端还设有支撑轮(21)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，所述伸缩机构包括电机、第一驱动件和与所述第一驱动件相适配的第二驱动件，所述第一驱动件与所述电机传动连接，并与所述本体(5)固定，所述第二驱动件与所述底座(2)固定。

6.根据权利要求5所述的搬运装置，其特征在于，所述第一驱动件为外周设有轮齿(411)的转轮(41)，所述第二驱动件为与所述轮齿(411)啮合的齿条(42)或链条。

7.根据权利要求6所述的搬运装置，其特征在于，所述伸缩机构还包括棘轮组件，所述棘轮组件包括棘爪(44)和与所述棘爪(44)相适配的棘轮结构(412)，所述棘爪(44)和所述棘轮结构(412)中，一者与所述电机传动连接，另一者设于所述转轮(41)，所述电机能够通过所述棘轮组件带动所述转轮(41)单向转动。

8.根据权利要求7所述的搬运装置，其特征在于，所述伸缩机构还设有转盘(43)，所述棘爪(44)设于所述转盘(43)，且所述转盘(43)还设有弹性复位件(45)，用于使所述棘爪(44)与所述棘轮结构(412)配合。

9.根据权利要求5所述的搬运装置，其特征在于，所述第一驱动件为丝杆(46)，所述第二驱动件为设于所述底座(2)的螺纹孔，所述螺纹孔与所述丝杆相适配。

10.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，所述本体(5)由钣金框架或钢结构框架构成。

11.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，所述容置槽(51)和所述伸缩臂(6)的数量均为两个，两个所述伸缩臂(6)间隔设置。

12.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，还包括驱动机构(8)和设于所述本体(5)两侧的驱动轮(9)，所述驱动机构(8)能够驱动所述驱动轮(9)转动。

13.根据权利要求12所述的搬运装置，其特征在于，所述驱动轮(9)为万向轮。

14.根据权利要求1-3任一项所述的搬运装置，其特征在于，所述本体(5)的前端还设有摄像头。

15.一种如权利要求3-14任一项所述的搬运装置的装货方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：伸缩机构带动臂体(1)相对于本体(5)沿伸缩方向移动至托盘(7)的下方；

S2：举升机构(3)带动所述臂体(1)沿举升方向移动直至所述托盘(7)的高度高于所述本体(5)的高度；

S3：本体(5)相对于所述臂体(1)沿所述伸缩方向移动至所述托盘(7)的下方；

S4：所述举升机构(3)带动所述臂体(1)沿所述举升方向反向移动，直至所述托盘(7)位于所述本体(5)的顶端。