CN108996232A - 一种行李升降机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行李升降机器人，包括移动承载装置、升降驱动装置、并联工作臂和末端执行器。本发明的移动承载装置可实现长距离灵活稳定行走，利用可调支腿可防止机器人在作业时发生打滑或失稳，实现驻点支撑，提高作业的稳定性；升降驱动装置可实现升降调节，4UPR结构的并联工作臂可对末端执行器进行姿态调节，可根据行李物品大小选择纵向夹紧器的对数，纵向夹紧器和横向夹紧器协同配合保证行李物品在搬运过程中的安全性，可满足中大小型行李物品的搬运需求，提高行李搬运的效率和安全性，减轻人工搬运的劳动强度和行李半空落下事故发生的可能性。

Description

一种行李升降机器人

技术领域

本发明属于行李搬运技术领域，特别涉及一种行李升降机器人。

背景技术

火车是国内比较普遍的一种交通工具，目前的火车行李架普遍采用固定悬挂式，通过螺丝将其固定在车厢窗户上方的车壁上，其高度一般都要高于窗户，乘客放取行李需将行李抬过头顶才能将其放至行李架上，对于身材矮小以及携带大件行李出行的乘客，需站在座椅上才能将行李存放至行李架上。对于老人、小孩、个子矮以及力气小的群体来说，将行李抬上行李架无疑是一件比较困难的事，同时，一旦站在座椅上搬运行李的旅客受到碰撞，容易发生行李半空落下的事故，可能对自己以及周围的人造成伤害。

为解决这一问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为201620742367.5的中国专利公开了一种行李升降装置，该装置由一条以上的绳体、升降台、升降装置、支撑装置和箱体组成，能够改变力的方向，但该方案效率低、灵活性差。申请号为201510328156.7的中国专利公开了一种自动火车行李取放装置，该装置由顶板、升降机构、行李提放机构、挡板和平台机构组成，能够对行李进行自动摆放，但该方案柔性差，效率低，取放易碎物品时安全性低。申请号为201610093115.9的中国专利公开了一种半自动机械行李升降机构，该机构包括小推车、下平台、第一液压缸、升降机构、上平台、推板、第二液压缸和手动竖直换向阀，机构尺寸较小，移动灵活，但机构平台的尺寸有限，不适合大中型行李的升降，使用对象局限大。申请号为201820287288.9的中国专利公开了一种火车车厢内行李存放协助装置，包括攀登架和铰接在攀登架上部的支撑架，攀登架与支撑架可折叠收放，攀登架内侧的轴向滑道内设置升降滑车，滑道上方设有滑轮，支撑架上设有绕线轮，绕线轮上绕有拉绳，拉绳自由端绕过滑轮与升降滑车连接，通过转动绕线轮将放置在升降滑车上的行李升降，攀登架与支撑架可折叠收放，占用空间小，结构轻便，便于搬运；利用定滑轮原理进行升降，在一定程度上减轻了旅客的搬运强度，但在将行李升至行李架高度时，需要人工将行李推上行李架，效率低，同时，升降滑车空间有限，不适合大中型行李的升降。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种行李升降机器人，能够用于火车上大中小型行李的搬运作业，提高行李搬运效率和安全性，降低行李搬运强度和行李半空落下事故发生的可能性，可克服现有技术的缺陷。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种行李升降机器人，包括移动承载装置、升降驱动装置、并联工作臂和末端执行器。其中，所述的移动承载装置是本发明的承载和移动平台，包括底座、前驱动轮、后驱动轮、可调支腿、立柱、顶梁和扶手。两个前驱动轮安装在底座的前端，两个后驱动轮安装在底座的后端，用于驱动移动承载装置的移动行走。所述的可调支腿安装在底座前方两侧，所述的立柱有两个，呈左右对称布置在底座与顶梁之间，且与底座、顶梁均固连；在所述的两个立柱的前侧面上固定安装有前直线导轨，在所述的两个立柱的后侧面上固定安装有后直线导轨，且所述的后直线导轨采用Ω型直线导轨。所述的升降驱动装置固定安装在顶梁和立柱上，且升降驱动装置的前端与并联工作臂的后端通过铰链相连接，用于驱动并联工作臂和末端执行器进行升降运动。所述的并联工作臂为4UPR结构的并联机构，所述的末端执行器安装在并联工作臂的前端，并联工作臂的后端安装在立柱上并可沿着立柱上下滑移。所述的扶手的数量为二，且呈左右对称固定安装在立柱的外侧面上。

所述的可调支腿包括支腿箱、伸缩臂、垂直支腿、支腿伸缩缸、摆角调节缸和垂直伸缩缸。其中，所述的支腿箱的后端与底座通过铰链相连接；所述的伸缩臂的后端套装在支腿箱内且可在支腿箱内滑移；所述的支腿伸缩缸安装在支腿箱和伸缩臂外侧，所述的支腿伸缩缸的前端与支腿箱通过铰链相连接，所述的支腿伸缩缸的后端与伸缩臂通过铰链相连接，用于驱动伸缩臂沿着支腿箱滑移；所述的垂直支腿的顶部固定安装在伸缩臂的前部末端；所述的摆角调节缸的两端分别与底座、支腿箱通过铰链相连接；所述的垂直伸缩缸平行于垂直支腿布置，所述的垂直伸缩缸的上端与伸缩臂的前端通过铰链相连接，所述的垂直伸缩缸的下端与垂直支腿的底部通过铰链相连接，用于驱动垂直支腿的伸缩；所述的支腿伸缩缸、摆角调节缸和垂直伸缩缸采用双作用气缸。

升降驱动装置包括升降马达、导向链轮、链条和配重块。其中，所述的导向链轮和链条的数量均为二，且呈左右对称布置在顶梁上；所述的升降马达固定安装在顶梁的顶部中间位置，用于为导向链轮的旋转提供动力；两个导向链轮位于顶梁的中部两侧，且固定安装在升降马达的输出轴上；所述的链条的前端与并联工作臂的后端顶部通过铰链相连接，链条的后端与配重块通过铰链相连接，且所述的链条与导向链轮保持啮合；所述的配重块位于立柱的后侧，用于平衡并联工作臂和末端执行器的重量，所述的配重块的前端与立柱上的后直线导轨通过滑移副相连接，左右两个配重块之间通过U型连杆相连接。所述的配重块采用分体式结构，配重块的重量可根据末端执行器的负载大小进行调整，同时也可沿着前后方向增加配重块的数量，且前后布置的配重块之间通过螺钉相连接。

并联工作臂包括工作臂安装座、第一支链、第二支链、第三支链和第四支链。其中，所述的工作臂安装座位于立柱的前侧，在所述的工作臂安装座的后端面上设有两个对称布置的后滑块，后滑块与立柱的前直线导轨通过滑移副相连接；所述的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链的结构完全相同，其机构拓扑结构均为UPR结构；所述的第一支链和第三支链呈左右对称布置在工作臂安装座上，所述的第二支链和第四支链呈上下对称布置在工作臂安装座上；所述的工作臂安装座即为并联工作臂与末端执行器所构成的并联机构的定平台，末端执行器即为并联工作臂与末端执行器所构成的并联机构的动平台。

所述的第一支链包括第一后万向节、第一伸缩杆组和第一前铰链，所述的第一后万向节的后端与工作臂安装座相固连，所述的第一伸缩杆组的后端与第一后万向节的前端相固连，所述的第一伸缩杆组的前端与第一前铰链的后端相固连，第一前铰链的前端与末端执行器相固连。

所述的第一伸缩杆组包括第一后连接座、第一伸缩杆、第一电动推杆和第一前连接座。其中，所述的第一后连接座的后端与第一后万向节的前端相固连；所述的第一伸缩杆的后端与第一后连接座固连，所述的第一伸缩杆的前端与第一前连接座固连；所述的第一电动推杆的两端分别与第一后连接座、第一前连接座通过铰链相连接，用于驱动第一伸缩杆组伸长或缩短；所述的第一电动推杆与第一伸缩杆平行布置在第一后连接座、第一前连接座之间。

所述的末端执行器具体的采用多指异步抓手，所述的多指异步抓手包括连接座、连接支架、安装板、纵向夹紧器和横向夹紧器。其中，所述的连接座固定安装在并联工作臂的前端，所述的连接支架用于连接安装板与连接座，所述的连接支架的上端与连接座固连，连接支架的下端与安装板的顶部固连，且在连接支架的中部还设有加强连杆；在所述的安装板的底部设有纵向导向套，用于安装纵向夹紧器；在所述的连接座上设有用于与并联工作臂接口相连接的连接耳座；在所述的连接座的中间位置设有圆形工艺孔，用于减轻连接座的重量；在所述的安装板上设有长腰形工艺孔，在安装板的左右两端设有横向导向套，用于安装横向夹紧器，在所述的安装板的顶部设有电磁换向阀、安全阀；所述的纵向夹紧器对称安装在安装板前后两侧，所述的纵向夹紧器的对数范围为4-10；所述的横向夹紧器对称安装在安装板的左右两端。

所述的纵向夹紧器包括纵向夹紧缸、纵向夹紧套管、纵向导向轴、纵向夹头和纵向夹头伸缩缸。其中，所述的纵向夹紧缸的两端分别与两个纵向夹紧套管的顶部通过铰链相连接，用于为纵向夹紧套管的纵向运动提供动力；所述的纵向夹紧套管的截面呈回字形，在所述的纵向夹紧套管的上端内侧设有纵向导向轴，所述的纵向导向轴套装在纵向导向套内，且与纵向导向套之间通过直线轴承相连接；所述的纵向夹头的中上部分的截面呈矩形，所述的纵向夹头套装在纵向夹紧套管内；所述的纵向夹头伸缩缸用于为纵向夹头在纵向夹紧套管内的伸缩提供动力，所述的纵向夹头伸缩缸的上端与纵向夹紧套管通过铰链相连接，纵向夹头伸缩缸的下端与纵向夹头通过铰链相连接；所述的纵向夹紧缸和纵向夹头伸缩缸采用双作用气缸；在所述的纵向夹头的下端内侧设有防滑橡胶；纵向导向轴在纵向夹紧缸的驱动下，可沿着纵向导向套滑移，每对纵向夹紧套管通过一个纵向夹紧缸独立连接与控制。

所述的横向夹紧器包括横向夹紧缸、横向夹紧套管、横向导向轴、横向夹头和横向夹头伸缩缸。其中，所述的横向夹紧缸的内侧端固定安装在安装板的下方，横向夹紧缸的外侧端与横向夹紧套管通过铰链相连接，用于为横向夹紧套管的横向运动提供动力；所述的横向夹紧套管的截面呈回字形，所述的横向夹紧套管的上端内侧设有横向导向轴，所述的横向导向轴安装在横向导向套内，且与横向导向套之间通过直线轴承相连接；所述的横向夹头的中上部分的截面呈矩形，所述的横向夹头套装在横向夹紧套管内；所述的横向夹头伸缩缸用于为横向夹头在横向夹紧套管内的伸缩提供动力，所述的横向夹头伸缩缸的上端与横向夹紧套管通过铰链相连接，横向夹头伸缩缸的下端与横向夹头通过铰链相连接，所述的横向夹紧缸和横向夹头伸缩缸采用双作用气缸；在所述的横向夹头的下端内侧设有防滑橡胶。

在所述的纵向夹头和横向夹头的最下端还设有防脱钩，所述的防滑橡胶层的工作表面为波纹形或在防滑橡胶层的工作表面设有交叉状防滑沟槽，可防止搬运过程中物品滑脱，避免纵向夹头和横向夹头在工作时与被夹持物品之间的刚性接触，还可有效增加纵向夹头和横向夹头与被夹持物品之间的摩擦力。

使用时，根据作业要求启动前驱动、后驱动轮使移动承载装置移动行走至指定位置，再根据行李物品摆放姿态和高度要求调整升降驱动装置，通过调整本发明的并联工作臂将末端执行器调整到合适的作业姿态和作业高度，由于前驱动轮和后驱动轮可能发生打滑或失稳，需要调节可调支腿的摆角，并同时将可调支腿的伸缩臂和垂直支腿伸长，实现移动承载装置的驻点稳定支撑。根据行李物品的大小选择初始使用纵向夹头的数目,并根据被抓取行李物品的长度调节横向夹紧器；根据被抓取行李物品的高度，驱动纵向夹头伸缩缸调节纵向夹头在纵向夹紧套管内的位置；当只需要使用纵向夹紧器对被抓取行李物品进行纵向夹紧时，先将纵向夹紧缸的输出端伸长，使纵向夹头的前后间距扩大，接着，驱动纵向夹头伸缩缸使纵向夹头沿着纵向夹紧套管下移，并将纵向夹头的防脱钩置于被抓取行李物品下方，然后将纵向夹紧缸的输出端缩短，使纵向夹头夹紧行李物品，并同时驱动纵向夹头伸缩缸使纵向夹头沿着纵向夹紧套管上移，使行李物品上端和安装板保持合理间距；抓取和搬运任务完成后，将纵向夹紧缸伸长，即可松开纵向夹头。当需要使用横向夹紧器时，通过伸长或缩短横向夹紧缸即可实现横向夹紧套管和横向导向轴的松开或夹紧。在执行搬运作业的过程中，若摆放行李物品的行李架较高，而工作臂安装座已升至最大高度时，可通过调整并联工作臂的四条支链调整末端执行器的高度，进而将行李物品摆放至行李架。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明的移动承载装置可实现长距离灵活稳定行走，利用可调支腿可防止机器人在作业时发生打滑或失稳，实现驻点支撑，提高作业的稳定性；升降驱动装置可实现升降调节，4UPR结构的并联工作臂负载能力大，并可对末端执行器进行姿态调节，扩大了机器人的工作空间，提高了机器人作业的灵活性；末端执行器采用多指异步抓手，可根据行李大小调整末端执行器的状态，适应性强，可实现贴合式有效抓取，可满足大中小型行李物品的搬运需求，纵向夹紧器和横向夹紧器协同配合可保证行李物品在搬运过程中的安全性，提高行李搬运的效率和安全性，减轻人工搬运的强度，减小行李半空落下事故发生的可能性；本发明还具有自动化程度高、操作维护简便等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的移动承载装置与升降驱动装置的结构示意图；

图3为本发明的可调支腿的结构示意图；

图4为本发明的并联工作臂的结构示意图；

图5为本发明的并联工作臂的第一支链的结构示意图；

图6为本发明的多指异步抓手的结构示意图；

图7为本发明的多指异步抓手底部结构示意图。

具体实施方式

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

如图1和图2所示,一种行李升降机器人，包括移动承载装置1、升降驱动装置2、并联工作臂3和末端执行器4。其中，所述的移动承载装置1是本发明的承载和移动平台，包括底座11、前驱动轮12、后驱动轮13、可调支腿14、立柱15、顶梁16和扶手17。两个前驱动轮12安装在底座11的前端，两个后驱动轮13安装在底座11的后端，用于驱动移动承载装置的移动行走；所述的可调支腿14安装在底座11前方两侧，所述的立柱15有两个，呈左右对称布置在底座11与顶梁16之间，且与底座11、顶梁16均固连；在所述的两个立柱15的前侧面上固定安装有前直线导轨151，在所述的两个立柱15的后侧面上固定安装有后直线导轨152，且所述的后直线导轨152采用Ω型直线导轨。所述的升降驱动装置2固定安装在顶梁16和立柱15上，且升降驱动装置2的前端与并联工作臂3的后端通过铰链相连接，用于驱动并联工作臂3和末端执行器4进行升降运动。所述的并联工作臂3为4UPR结构的并联机构，所述的末端执行器4安装在并联工作臂3的前端，并联工作臂3的后端安装在立柱15上并可沿着立柱15上下滑移。所述的扶手17的数量为二，且呈左右对称固定安装在立柱15的外侧面上。

如图1、图2和图3所示,所述的可调支腿14包括支腿箱141、伸缩臂142、垂直支腿143、支腿伸缩缸144、摆角调节缸145和垂直伸缩缸146。其中，所述的支腿箱141的后端与底座11通过铰链相连接；所述的伸缩臂142的后端套装在支腿箱141内且可在支腿箱141内滑移；所述的支腿伸缩缸144安装在支腿箱141和伸缩臂142外侧，所述的支腿伸缩缸144的前端与支腿箱141通过铰链相连接，所述的支腿伸缩缸144的后端与伸缩臂142通过铰链相连接，用于驱动伸缩臂142沿着支腿箱141滑移；所述的垂直支腿143的顶部固定安装在伸缩臂142的前部末端；所述的摆角调节缸145的两端分别与底座11、支腿箱141通过铰链相连接；所述的垂直伸缩缸146平行于垂直支腿143布置，所述的垂直伸缩缸146的上端与伸缩臂142的前端通过铰链相连接，所述的垂直伸缩缸146的下端与垂直支腿143的底部通过铰链相连接，用于驱动垂直支腿143的伸缩；所述的支腿伸缩缸144、摆角调节缸145和垂直伸缩缸146采用双作用气缸。

如图1和图2所示，升降驱动装置2包括升降马达21、导向链轮22、链条23和配重块24。其中，所述的导向链轮22和链条23的数量均为二，且呈左右对称布置在顶梁16上；所述的升降马达21固定安装在顶梁16的顶部中间位置，用于为导向链轮22的旋转提供动力；两个导向链轮22位于顶梁16的中部两侧，且固定安装在升降马达21的输出轴上；所述的链条23的前端与并联工作臂3的后端顶部通过铰链相连接，链条23的后端与配重块24通过铰链相连接，且所述的链条23与导向链轮22保持啮合；所述的配重块24位于立柱15的后侧，用于平衡并联工作臂3和末端执行器4的重量，所述的配重块24的前端与立柱15上的后直线导轨通过滑移副相连接，左右两个配重块24之间通过U型连杆241相连接。所述的配重块24采用分体式结构，配重块的重量可根据末端执行器4的负载大小进行调整，同时也可沿着前后方向增加配重块24的数量，且前后布置的配重块24之间通过螺钉相连接。

如图1、图2和图4所示，并联工作臂3包括工作臂安装座31、第一支链32、第二支链33、第三支链34和第四支链35。其中，所述的工作臂安装座31位于立柱15的前侧，在所述的工作臂安装座31的后端面上设有两个对称布置的后滑块311，后滑块311与立柱15的前直线导轨151通过滑移副相连接；所述的第一支链32、第二支链33、第三支链34和第四支链35的结构完全相同，其机构拓扑结构均为UPR结构；所述的第一支链32和第三支链34呈左右对称布置在工作臂安装座31上，所述的第二支链33和第四支链35呈上下对称布置在工作臂安装座31上；所述的工作臂安装座31即为并联工作臂3与末端执行器4所构成的并联机构的定平台，末端执行器4即为并联工作臂3与末端执行器4所构成的并联机构的动平台。

如图1、图4和图5所示，所述的第一支链32包括第一后万向节321、第一伸缩杆组322和第一前铰链323，所述的第一后万向节321的后端与工作臂安装座31相固连，所述的第一伸缩杆组322的后端与第一后万向节321的前端相固连，所述的第一伸缩杆组322的前端与第一前铰链323的后端相固连，第一前铰链323的前端与末端执行器4相固连。

如图4和图5所示，所述的第一伸缩杆组322包括第一后连接座3221、第一伸缩杆3222、第一电动推杆3223和第一前连接座3224。其中，所述的第一后连接座3221的后端与第一后万向节321的前端相固连；所述的第一伸缩杆3222的后端与第一后连接座3221固连，所述的第一伸缩杆3222的前端与第一前连接座3224固连；所述的第一电动推杆3223的两端分别与第一后连接座3221、第一前连接座3224通过铰链相连接，用于驱动第一伸缩杆组322伸长或缩短；所述的第一电动推杆3223与第一伸缩杆3222平行布置在第一后连接座3221、第一前连接座3224之间。

如图1、图6和图7所示，所述的末端执行器4具体的采用多指异步抓手，所述的多指异步抓手包括连接座41、连接支架42、安装板43、纵向夹紧器44和横向夹紧器45。其中，所述的连接座41固定安装在并联工作臂3的前端；所述的连接支架42的上端与连接座41固连，连接支架41的下端与安装板43的顶部固连，且在连接支架42的中部还设有加强连杆421；在所述的安装板43的底部设有纵向导向套432，用于安装纵向夹紧器44；在所述的连接座41上设有用于与并联工作臂接口相连接的连接耳座411；在所述的连接座41的中间位置设有圆形工艺孔412，用于减轻连接座41的重量。在所述的安装板43上设有长腰形工艺孔431，在安装板43的左右两端设有横向导向套433，用于安装横向夹紧器45，在所述的安装板43的顶部设有电磁换向阀、安全阀。所述的纵向夹紧器44对称安装在安装板43前后两侧，所述的纵向夹紧器44的对数范围为4-10；所述的横向夹紧器45对称安装在安装板43的左右两端。

如图1和图7所示，所述的纵向夹紧器44包括纵向夹紧缸441、纵向夹紧套管442、纵向导向轴443、纵向夹头444和纵向夹头伸缩缸445。其中，所述的纵向夹紧缸441的两端分别与两个纵向夹紧套管442的顶部通过铰链相连接，用于为纵向夹紧套管442的纵向运动提供动力；所述的纵向夹紧套管442的截面呈回字形，在所述的纵向夹紧套管442的上端内侧设有纵向导向轴443，所述的纵向导向轴443安装在纵向导向套432内，且与纵向导向套432之间通过直线轴承相连接；所述的纵向夹头444的中上部分的截面呈矩形，所述的纵向夹头444套装在纵向夹紧套管442内；所述的纵向夹头伸缩缸445用于为纵向夹头444在纵向夹紧套管442内的伸缩提供动力，所述的纵向夹头伸缩缸445的上端与纵向夹紧套管442通过铰链相连接，纵向夹头伸缩缸445的下端与纵向夹头444通过铰链相连接，所述的纵向夹紧缸441和纵向夹头伸缩缸445采用双作用气缸。在所述的纵向夹头444的下端内侧设有防滑橡胶4441；纵向导向轴443在纵向夹紧缸441的驱动下，可沿着纵向导向套432滑移，每对纵向夹紧套管442通过一个纵向夹紧缸441独立连接与控制。

如图1、图6和图7所示，所述的横向夹紧器45包括横向夹紧缸451、横向夹紧套管452、横向导向轴453、横向夹头454和横向夹头伸缩缸455。其中，所述的横向夹紧缸451的内侧端固定安装在安装板43的下方，横向夹紧缸451的外侧端与横向夹紧套管452通过铰链相连接；所述的横向夹紧套管452的截面呈回字形，所述的横向夹紧套管452的上端内侧设有横向导向轴453，所述的横向导向轴453安装在横向导向套433内，且与横向导向套433之间通过直线轴承相连接；所述的横向夹头454的中上部分的截面呈矩形，所述的横向夹头454套装在横向夹紧套管452内；所述的横向夹头伸缩缸455用于为横向夹头454在横向夹紧套管452内的伸缩提供动力，所述的横向夹头伸缩缸455的上端与横向夹紧套管452通过铰链相连接，横向夹头伸缩缸455的下端与横向夹头454通过铰链相连接，所述的横向夹紧缸451和横向夹头伸缩缸455采用双作用气缸；在所述的横向夹头454的下端内侧设有防滑橡胶4441。

如图1、图6和图7所示，在所述的纵向夹头444和横向夹头454的最下端还设有防脱钩4442，所述的防滑橡胶层4441的工作表面为波纹形或在防滑橡胶层4441的工作表面设有交叉状防滑沟槽，可防止搬运过程中物品滑脱，避免纵向夹头444和横向夹头454在工作时与被夹持物品之间的刚性接触，还可有效增加纵向夹头444和横向夹头454与被夹持物品之间的摩擦力。

使用时，根据作业要求启动前驱动轮12、后驱动轮13使移动承载装置1移动行走至指定位置，再根据行李物品摆放姿态和高度要求调整升降驱动装置2，通过调整本发明的并联工作臂3将末端执行器4调整到合适的作业姿态和作业高度，由于前驱动轮12和后驱动轮13可能发生打滑或失稳，需要调节可调支腿14的摆角，并同时将可调支腿14的伸缩臂142和垂直支腿143伸长，实现移动承载装置的驻点稳定支撑。根据行李物品的大小选择初始使用纵向夹头444的数目,并根据被抓取行李物品的长度调节横向夹紧器45；根据被抓取行李物品的高度，驱动纵向夹头伸缩缸445调节纵向夹头444在纵向夹紧套管442内的位置；当只需要使用纵向夹紧器44对被抓取行李物品进行纵向夹紧时，先将纵向夹紧缸441的输出端伸长，使纵向夹头444的前后间距扩大，接着，驱动纵向夹头伸缩缸445使纵向夹头444沿着纵向夹紧套管442下移，并将纵向夹头444的防脱钩4442置于被抓取行李物品下方，然后将纵向夹紧缸441的输出端缩短，使纵向夹头444夹紧行李物品，并同时驱动纵向夹头伸缩缸445使纵向夹头444沿着纵向夹紧套管442上移，使行李物品上端和安装板43保持合理间距；抓取和搬运任务完成后，将纵向夹紧缸441伸长，即可松开纵向夹头444。当需要使用横向夹紧器45时，通过伸长或缩短横向夹紧缸451即可实现横向夹紧套管452和横向导向轴453的松开或夹紧。在执行搬运作业的过程中，若摆放行李物品的行李架较高，而工作臂安装座31已升至最大高度时，可通过调整并联工作臂3的四条支链调整末端执行器4的高度，进而将行李物品摆放至行李架。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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 (5)

1.一种行李升降机器人，包括移动承载装置、升降驱动装置、并联工作臂和末端执行器，其特征在于：所述的移动承载装置包括底座、前驱动轮、后驱动轮、可调支腿、立柱、顶梁和扶手，两个前驱动轮安装在底座的前端，两个后驱动轮安装在底座的后端，所述的可调支腿安装在底座前方两侧，所述的升降驱动装置固定安装在顶梁和立柱上，且升降驱动装置的前端与并联工作臂的后端通过铰链相连接，所述的立柱有两个，呈左右对称布置在底座与顶梁之间，且与底座、顶梁均固连,所述的两个立柱的前侧面上均固定安装有前直线导轨，所述的两个立柱的后侧面上均固定安装有后直线导轨，且所述的后直线导轨采用Ω型直线导轨；所述的并联工作臂为4UPR结构的并联机构，所述的末端执行器安装在并联工作臂的前端，并联工作臂的后端安装在立柱上并可沿着立柱上下滑移，所述的扶手的数量为二，且呈左右对称固定安装在立柱的外侧面上；

所述的升降驱动装置包括升降马达、导向链轮、链条和配重块，所述的导向链轮和链条的数量均为二，且呈左右对称布置在顶梁上，所述的升降马达固定安装在顶梁的顶部中间位置，两个导向链轮位于顶梁的中部两侧，且固定安装在升降马达的输出轴上，所述的链条的前端与并联工作臂的后端顶部通过铰链相连接，链条的后端与配重块通过铰链相连接，且所述的链条与导向链轮保持啮合；所述的配重块位于立柱的后侧，配重块的前端与立柱上的后直线导轨通过滑移副相连接；左右两个配重块之间通过U型连杆相连接，所述的配重块采用分体式结构,可沿着前后方向增加配重块的数量，且前后布置的配重块之间通过螺钉相连接；

所述的并联工作臂包括工作臂安装座、第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述的工作臂安装座位于立柱的前侧，在所述的工作臂安装座的后端面上设有两个对称布置的后滑块，后滑块与立柱的前直线导轨通过滑移副相连接；所述的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链的结构完全相同，其机构拓扑结构均为UPR结构；所述的第一支链和第三支链呈左右对称布置在工作臂安装座上，所述的第二支链和第四支链呈上下对称布置在工作臂安装座上。

2.根据权利要求1所述的一种行李升降机器人，其特征在于：所述的可调支腿包括支腿箱、伸缩臂、垂直支腿、支腿伸缩缸、摆角调节缸和垂直伸缩缸，所述的支腿箱的后端与底座通过铰链相连接，所述的伸缩臂的后端套装在支腿箱内且可在支腿箱内滑移；所述的支腿伸缩缸安装在支腿箱和伸缩臂外侧，所述的支腿伸缩缸的前端与支腿箱通过铰链相连接，所述的支腿伸缩缸的后端与伸缩臂通过铰链相连接；所述的垂直支腿的顶部固定安装在伸缩臂的前部末端；所述的摆角调节缸的两端分别与底座、支腿箱通过铰链相连接；所述的垂直伸缩缸平行于垂直支腿布置，所述的垂直伸缩缸的上端与伸缩臂的前端通过铰链相连接，所述的垂直伸缩缸的下端与垂直支腿的底部通过铰链相连接；所述的支腿伸缩缸、摆角调节缸和垂直伸缩缸采用双作用气缸。

3.根据权利要求1所述的一种行李升降机器人，其特征在于：所述的第一支链包括第一后万向节、第一伸缩杆组和第一前铰链，所述的第一后万向节的后端与工作臂安装座相固连；所述的第一伸缩杆组的后端与第一后万向节的前端相固连，所述的第一伸缩杆组的前端与第一前铰链的后端相固连，第一前铰链的前端与末端执行器相固连；

所述的第一伸缩杆组包括第一后连接座、第一伸缩杆、第一电动推杆和第一前连接座，所述的第一后连接座的后端与第一后万向节的前端相固连，所述的第一伸缩杆的后端与第一后连接座固连，所述的第一伸缩杆的前端与第一前连接座固连，所述的第一电动推杆的两端分别与第一后连接座、第一前连接座通过铰链相连接，所述的第一电动推杆与第一伸缩杆平行布置在第一后连接座、第一前连接座之间。

4.根据权利要求1所述的一种行李升降机器人，其特征在于：所述的末端执行器采用多指异步抓手，所述的多指异步抓手包括连接座、连接支架、安装板、纵向夹紧器和横向夹紧器，所述的连接座固定安装在并联工作臂的前端，所述的连接支架的上端与连接座固连，连接支架的下端与安装板的顶部固连，所述的安装板的底部设有纵向导向套，所述的安装板的左右两端设有横向导向套，所述的安装板的顶部设有电磁换向阀、安全阀；所述的纵向夹紧器的对数范围为4-10；

所述的纵向夹紧器包括纵向夹紧缸、纵向夹紧套管、纵向导向轴、纵向夹头和纵向夹头伸缩缸，所述的纵向夹紧缸的两端分别与两个纵向夹紧套管的顶部通过铰链相连接，所述的纵向夹紧套管的截面呈回字形，所述的纵向夹紧套管的上端内侧设有纵向导向轴，所述的纵向导向轴套装在纵向导向套内，且与纵向导向套之间通过直线轴承相连接；所述的纵向夹头的中上部分的截面呈矩形，所述的纵向夹头套装在纵向夹紧套管内，所述的纵向夹头伸缩缸的上端与纵向夹紧套管通过铰链相连接，所述的纵向夹头伸缩缸的下端与纵向夹头通过铰链相连接，所述的纵向夹头的下端内侧设有防滑橡胶，所述的纵向夹头的最下端还设有防脱钩；每对纵向夹紧套管通过一个纵向夹紧缸独立连接与控制；所述的纵向夹紧缸和纵向夹头伸缩缸采用双作用气缸；

所述的横向夹紧器包括横向夹紧缸、横向夹紧套管、横向导向轴、横向夹头和横向夹头伸缩缸，所述的横向夹紧缸的内侧端固定安装在安装板的下方，横向夹紧缸的外侧端与横向夹紧套管通过铰链相连接；所述的横向夹紧套管的截面呈回字形，在所述的横向夹紧套管的上端内侧设有横向导向轴，所述的横向导向轴套装在横向导向套内，且与横向导向套之间通过直线轴承相连接；所述的横向夹头的中上部分的截面呈矩形，所述的横向夹头套装在横向夹紧套管内，所述的横向夹头伸缩缸的上端与横向夹紧套管通过铰链相连接，横向夹头伸缩缸的下端与横向夹头通过铰链相连接，所述的横向夹头的下端内侧设有防滑橡胶，所述的横向夹头的最下端还设有防脱钩；所述的横向夹紧缸和横向夹头伸缩缸采用双作用气缸。

5.根据权利要求1所述的一种行李升降机器人，其特征在于：所述的升降马达采用伺服减速电机。