CN108945933A - 一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构，包含货架总成和导轨机械臂总成，货架分列在导轨两侧，导轨机械臂总成可在导轨上平移并将货物从货架任意位置取出或者将货物放置到货架任意位置。与现有技术相比，本发明车载自动化立体仓储机构形式新颖、通用性强、可行性高，而且其货物支撑结构简洁轻质，适用于市面上常用的文件袋、纸箱和塑料袋三种包装方式的快递货物，关键在于整个仓储机构只需配置一个或者少量数个的导轨机械臂总成即可实现所有快递货物的车内快速存储与搬运，从而实现高自动化、高效率和高效益的快递货物配送任务。

Description

一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构

技术领域

本发明涉及一种自动化立体仓储机构，尤其涉及一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构。

背景技术

得益于无人驾驶技术的发展和网络购物方式的普及，国内外的快递物流行业在近十年得到飞速发展，行业自动化和智能化水平不断提高，近两年来在基本完成分拣自动化升级工作后，各大厂商都把工作重心放在末端配送的自动化升级上。目前，在车辆运输领域中，国内外已有多款用于货物末端配送的快递机器人得到投产。为方便货物的派送，这些机器人都会配有一个或者多个车载货物仓储机构，这些机器人所采用的车载货物仓储机构可分为半自动快递柜式仓储机构和全自动快递柜式仓储机构。

半自动快递柜式仓储机构用于实现单元货架的解锁任务，其优点在于结构简单、占用空间较小、重量轻和成本低廉，但是这种仓储机构的车载化价值较低，因为无人驾驶的快递机器人配置半自动快递柜仓储机构无法保证快递柜舱门的锁紧从而有可能影响到行驶安全；全自动快递柜式仓储机构用于实现单元货架的自动开关任务，其优点在于全自动化和安全性高，但是这种机构的结构较复杂、占用空间较大和重量较大，会增加快递机器人的制造成本，增大其外形体积和重量，导致运输效率和运输效益较低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构。可改善现有半自动快递柜仓储机构和全自动快递柜仓储机构的不足，提高自动化水平、运输效率和运输效益。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，包括货架总成、导轨机械臂总成、导轨总成；所述货架总成设置于所述导轨总成两侧，所述货架总成包括具有若干层货物支撑板，所述货物支撑板为齿梳状的平板，且齿梳开口朝向导轨总成；

所述导轨机械臂总成包括平移平台和升降伸缩平台，所述平移平台通过移动副与所述型材导轨滑动连接，所述升降伸缩平台通过升降副与所述平移平台连接；

所述升降平台具有货物托盘，所述货物托盘两侧具有与所述货物支撑板间隙配合取放货物的支撑筋结构。

进一步地，所述导轨总成包括型材导轨以及设置于所述型材导轨上的直齿条；

所述平移平台滑动设置于所述型材导轨上，且包括输出端与所述直齿条啮合的平移驱动装置。

更进一步地，所述平移平台上设置有滚动于所述型材导轨的凹槽中的滚轮。

更进一步地，所述升降伸缩平台包括第一级总成、第二级总成和第三级总成；

所述第一级总成包括第一级板以及设置于所述第一级板上的直线法兰轴承、丝杆螺母、第一直线滑块、第一同步带压板，所述第一级板通过升降导向柱垂直滑动设置于所述平移平台上，所述平移平台上设置有与所述丝杆螺母螺纹连接的丝杆；

所述第二级总成包括第二级总成支架以及安装于所述第二级总成支架上的伸缩步进电机总成、上直线导轨、下直线导轨、同步带，所述伸缩步进电机总成驱动所述同步带，所述下直线导轨与所述第一直线滑块滑动连接，所述第一同步带压板与所述同步带下端固定连接；

所述第三级总成包括所述货物托盘以及设置于所述货物托盘上的第二直线滑块、第二同步带压板，所述第二直线滑块与上直线导轨滑动连接，所述第二同步带压板与所述同步带上端固定连接。

更进一步地，所述平移平台上设置有驱动所述丝杆的升降步进电机。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明车载自动化立体仓储机构形式新颖、通用性强、可行性高，而且其货物支撑结构简洁轻质，适用于快递物流业普遍采用的文件袋、纸箱和塑料袋等包装方式的快递货物，关键在于整个仓储机构只需配置一个或者少量数个的导轨机械臂总成即可实现所有快递货物的车内快速存储与搬运，从而实现高自动化、高效率和高效益的快递货物配送任务。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是货架总成的整体视图；

图3是关于图2中A部的货架总成中导轨总成的普通视图；

图4为货架总成中货架的普通视图；

图5为导轨机械臂总成的整体视图；

图6为导轨机械臂总成中平移平台的普通视图；

图7为关于图6中B部的导轨机械臂总成中平移平台普通视图的局部放大图；

图8为导轨机械臂总成中升降伸缩平台的普通视图；

图9为升降伸缩平台中第一级总成的普通视图；

图10为升降伸缩平台中第二级总成的普通视图；

图11为升降伸缩平台中第三级总成的普通视图1；

图12为升降伸缩平台中第三级总成的普通视图2。

其中，(1)货架总成；(2)导轨机械臂总成；(3)底板；(4)导轨总成；(5)货架；(6)型材导轨；(7)直齿条；(8)支撑架；(9)货物支撑板；(10)平移平台；(11)升降伸缩平台；(12)平移平台支架；(13)升降导向柱；(14)升降步进电机；(15)滚轮；(16)平移步进电机；(17)直齿轮；(18)丝杆；(19)联轴器；(20)直线法兰轴承；(21)第一级板；(22)压板垫块；(23)同步带压板；(24)直线滑块；(25)丝杆螺母；(26)直线导轨；(27)第一传动轴；(28)同步带；(29)同步轮；(30)同步轮；(31)同步带；(32)伸缩步进电机；(33)同步轮1－1；(34)第二级总成支架；(35)第二传动轴；(36)同步轮2－2；(37)货物托盘；(38)同步带压板；(39)压板垫块；(40)直线滑块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1－2所示，本发明实施例的一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构，包含货架总成1和导轨机械臂总成2，所述的货架总成1包含底板3、导轨总成4和货架5；导轨总成4和货架5均与底板3直接固定连接，两排货架5分列在导轨总成4的两侧，导轨机械臂总成2与货架总成1的导轨总成4通过移动副连接，导轨机械臂总成2可在导轨总成4的导轨延伸方向上平移并将货物从货架5任意位置取出或者将货物放置到货架5任意位置。

如图3所示，所述导轨总成4包含直齿条7和型材导轨6，直齿条7固定连接在型材导轨6上。

如图4所示，所述货架包含货架支撑架8和货物支撑板9，货物支撑板9为齿梳状的平板，货物支撑板9水平固接在货架支撑架8上并且齿梳开口朝向导轨总成4。

如图5所示，所述导轨机械臂总成2是三轴正交的三轴机械臂，其包含平移平台10和升降伸缩平台11，可实现延导轨方向的平移，延垂直于底板方向的升降，以及延正交于以上两个方向的双向伸缩。导轨机械臂总成2利用平移平台10的滚轮15与货架总成1型材导轨6的凹槽形成移动副连接，升降伸缩平台10与平移平台11通过垂直方向的移动副连接。

如图6－7所示，所述导轨机械臂总成的平移平台10包含平移平台支架12、滚轮15、平移步进电机总成、升降导向柱13和升降步进电机总成；滚轮15固接在平移平台支架下方，与货架总成1型材导轨6的凹槽通过移动副连接，将导轨机械臂总成2保持在轨道上并保持导轨机械臂总成2的垂直姿态。

平移驱动装置为平移步进电机总成16，平移步进电机总成朝下固接在平移平台支架12上，平移步进电机总成由平移步进电机16和直齿轮17组成，直齿轮17与导轨总成2的直齿条7组成齿轮齿条传动，平移步进电机16的输出经过一级齿轮齿条传动带动导轨机械臂总成2整体平移。升降导向柱13固接在平移平台支架12上方，用于在平移平台10与升降伸缩平台11之间形成移动副连接，保持升降伸缩平台11的水平姿态。升降步进电机总成朝上固接在平移平台支架上，升降步进电机总成由丝杆18、联轴器19和升降步进电机14组成，丝杆18一端和升降步进电机14均与联轴器19固定连接，丝杆18另一端与升降导向柱13通过转动副连接，丝杆18与升降伸缩平台11的丝杆螺母组成丝杆传动，升降步进电机14的输出经过一级丝杆传动带动升降伸缩平台11整体升降。

如图8所示，所述导轨机械臂总成的升降伸缩平台11由第一级总成、第二级总成和第三级总成组成，通过同步带压板传动实现双向的两级同步伸缩机构。

如图9所示，第一级总成由第一级板21、直线法兰轴承20、丝杆螺母25、直线滑块24、同步带压板23和压板垫块22组成。直线法兰轴承20法兰端、丝杆螺母25法兰端、直线滑块24螺纹端均固定连接在第一级板21上。直线法兰轴承20轴承端与升降导向柱13通过移动副连接，丝杆螺母25螺母端与丝杆18形成丝杆传动，直线滑块20轴承端与第二级总成下方的直线导轨26通过移动副连接。第一级板21、压板垫块22、第二级总成的同步带31和同步带压板22，自下而上地通过螺栓紧固；如图10所示，第二级总成由第二级总成支架34、伸缩步进电机总成、直线导轨26、第一传动轴总成、第二传动轴总成、同步带28和同步带31组成。伸缩步进电机总成与第二级总成支架34固定连接，直线导轨26分别在第二级总成支架上端朝上和下端朝下与第二级总成支架34固定连接，第一传动轴总成和第二传动轴总成均与第二级总成支架34转动副连接。伸缩步进电机总成包含伸缩步进电机32和同步轮33，同步轮33固接在伸缩步进电机32输出轴上。第一传动轴总成包含传动轴27、同步轮29和同步轮30，同步轮29和同步轮30均固接在第一传动轴上。第二传动轴总成包含第二传动轴35和同步轮36，同步轮36固接在第二传动轴35上。同步轮33、同步轮29和同步带28组成第一级同步带传动，同步轮30、同步轮36和同步带31组成第二级同步带传动；如图11－12所示，第三级总成由货物托盘37、直线滑块40、同步带压板38和压板垫块39组成。直线滑块40的螺纹端固定连接在货物托盘37上。货物托盘37、压板垫块39、第二级总成的同步带31和同步带压板38，自上而下地通过螺栓紧固。

工作时，伸缩步进电机32的输出经过两级同步带同步轮传动带动同步带31的转动，从而带动升降伸缩平台的伸缩。货物托盘37带有支撑筋结构，货物托盘37配合齿梳状的货物支撑板9工作，可完成不规则形状货物在支撑板上的提取与放置动作。

导轨机械臂总成2提取货物时，首先平移步进电机16转动控制导轨机械臂总成2到达指定导轨方向位置，升降步进电机14转动控制升降伸缩平台11提升到达指定高度方向位置，然后伸缩步进电机32控制升降伸缩平台11在指定方向伸展固定距离，升降步进电机14再次转动控制升降伸缩平台提升使货物托盘37刚好托起货物，接着伸缩步进电机32控制升降伸缩平台11收缩复位，最后平移步进电机16和升降步进电机14转动控制货物送达指定位置。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，包括货架总成、导轨机械臂总成、导轨总成；所述货架总成设置于所述导轨总成两侧，所述货架总成包括具有若干层货物支撑板，所述货物支撑板为齿梳状的平板且齿梳开口朝向导轨总成；

所述导轨机械臂总成包括平移平台和升降伸缩平台，所述平移平台通过移动副与所述型材导轨滑动连接，所述升降伸缩平台通过升降副与所述平移平台连接；

所述升降平台具有货物托盘，所述货物托盘两侧具有与所述货物支撑板间隙配合取放货物的支撑筋结构。

2.根据权利要求1所述的快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，所述导轨总成包括型材导轨以及设置于所述型材导轨上的直齿条；

所述平移平台滑动设置于所述型材导轨上，且包括输出端与所述直齿条啮合的平移驱动装置。

3.根据权利要求2所述的快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，所述平移平台上设置有滚动于所述型材导轨的凹槽中的滚轮。

4.根据权利要求1－3任一项所述的快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，所述升降伸缩平台包括第一级总成、第二级总成和第三级总成；

所述第一级总成包括第一级板以及设置于所述第一级板上的直线法兰轴承、丝杆螺母、第一直线滑块、第一同步带压板，所述第一级板通过升降导向柱垂直滑动设置于所述平移平台上，所述平移平台上设置有与所述丝杆螺母螺纹连接的丝杆；

所述第二级总成包括第二级总成支架以及安装于所述第二级总成支架上的伸缩步进电机总成、上直线导轨、下直线导轨、同步带，所述伸缩步进电机总成驱动所述同步带，所述下直线导轨与所述第一直线滑块滑动连接，所述第一同步带压板与所述同步带下端固定连接；

所述第三级总成包括所述货物托盘以及设置于所述货物托盘上的第二直线滑块、第二同步带压板，所述第二直线滑块与上直线导轨滑动连接，所述第二同步带压板与所述同步带上端固定连接。

5.根据权利要求1所述的快递机器人用车载自动化立体仓储机构，其特征在于，所述平移平台上设置有驱动所述丝杆的升降步进电机。