CN109625729A - 一种货物搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化机械技术领域，尤其涉及一种货物搬运机器人，它包括具有控制行走和控制抓取物体的控制底座、支撑板、搬运机构，控制底座下侧安装有被控制底座中控制系统控制的行走机构；控制底座中的控制系统采用现有技术实现，负责机器人的行走、转向、定位。多个搬运机构上下依次安装在支撑板上；搬运机构下侧安装有锁机构；搬运机构的重量被锁机构与升降锁块来承受，防止搬运机构的重量被齿轮与升降齿条来吸收，影响升降电机的寿命和齿轮与升降齿条啮合寿命。

Description

一种货物搬运机器人

技术领域

本发明属于自动化机械技术领域，尤其涉及一种货物搬运机器人。

背景技术

随着物流行业及机器智能化的迅猛发展，现在对物流中货箱的搬运及存取的效率越来越高。在各种仓库中搬运货物时，为了节省人工搬运成本，以及大大提高搬运的效率，现在很多仓库对货物进行智能化机器搬运；但是目前搬运机器人主要是对单件货物进行搬运存取；为了提高搬运效率，所以就需要设计一种可以同时对多件货物进行搬运存取的机器人是很有必要的。

本发明设计一种货物搬运机器人解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种货物搬运机器人，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅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、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种货物搬运机器人，其特征在于：它包括具有控制行走和控制抓取物体的控制底座、支撑板、搬运机构，控制底座下侧安装有被控制底座中控制系统控制的行走机构；控制底座中的控制系统采用现有技术实现，负责机器人的行走、转向、定位等。附图中的行走机构仅是示意。

支撑板安装在控制底座的上表面且靠近控制底座的一侧，支撑板两侧开有对称分布的升降轨，升降轨的作用在于为搬运机构提供上下升降导向作用；支撑板中间安装有升降齿条和锁块固定条，锁块固定条上从上向下依次安装有多个升降锁块。

多个搬运机构上下依次安装在支撑板上；搬运机构包括第一板和第二板。

第二板通过其一端两侧安装的两个升降导块和两个升降轨的滑动配合安装在支撑板上，第一板通过横移导块和横移轨的滑动配合安装在第二板上。

第一板在第二板上被横移电机驱动横移；第二板在支撑板上通过升降电机驱动上下移动；升降电机驱动齿轮与升降齿条的啮合控制搬运机构在支撑板上上下移动。第二板中间位置下侧安装有锁机构；锁机构设计在于，锁机构与升降锁块配合，保证搬运机构在暂停状态下，搬运机构的重量被锁机构与升降锁块来承受，防止搬运机构的重量被齿轮与升降齿条来吸收，影响升降电机的寿命和齿轮与升降齿条啮合寿命。

上述锁机构包括锁后板、壳体、调节板簧、锁导轨、卡块、卡块上斜面、下斜面、锁底板、阻尼杆、限位板、复位板簧、调节条、延长条、延长弹簧、挡块，其中两个锁导轨对称地安装在第二板下侧，壳体在锁导轨中上下滑动安装；锁底板安装在两个锁导轨下端面上，壳体上侧与第二板之间安装有多个调节板簧；锁后板安装在壳体一端，卡块滑动安装在壳体中，卡块与锁后板之间安装有阻尼杆，阻尼杆外套有卡块弹簧；卡块弹簧一端与锁后板连接，另一端与卡块连接；卡块弹簧起到复位卡块的作用，阻尼杆的伸长和缩短具有一定的阻力；卡块在卡块弹簧和阻尼杆的作用下，能够慢速复位。壳体在锁导轨中上下滑动，多个调节板簧起到了缓冲壳体移动和复位壳体位置的作用。

卡块伸出壳体的一端具有卡块上斜面。

卡块内具有便于延长块滑动的延长块滑腔，延长块滑腔内两侧壁面上具有对称分布的两个延长块导槽，延长块两侧对称安装有两个延长块导块，延长块导块与延长块导槽滑动配合；卡块内还具有均与延长块滑腔相通的调节腔和挡腔，调节腔中滑动安装有调节条，调节条一端下侧安装有挡块，挡块位于挡腔中；挡块与延长块配合，延长块与延长块滑腔一端内腔壁之间安装有延长弹簧；调节条一端具有限位斜面；延长块伸出延长块滑腔的一端具有延长块上斜面和下斜面；调节条与调节腔之间安装有复位板簧；卡块和延长块均与升降锁块配合；调节条的移动带动挡块移动进而对延长块在卡块中缩入进行限位，当施力调节条向调节腔中移动后，挡块向挡腔中移动，失去对延长块的限位作用，延长块能够在延长块滑腔中滑动。当对调节条施加力消失后，调节条在复位板簧作用下使挡块对延长块进行遮挡限位，使得延长块不能够在延长块滑腔中滑动，且此时延长块上斜面与卡块上斜面共面。

在每个升降锁块之间锁块固定条的侧面安装有一个限位板，限位板与限位斜面配合。限位板对限位斜面起到顶的作用，当卡块与限位板的相对位置发生变化时，限位板会作用于限位斜面，调节调节条的滑动状态。

作为本技术进一步改进，它包括货架框架和储物叉，两个储物叉作为一组在货架框架背板上横竖排列多组，每组支撑一个货物。

作为本技术进一步改进，上述第二板具有第一缺口；第一缺口设计目的在于，防止第二板在升降过程中与升降齿条和升降锁块干涉；升降电机通过升降支撑座安装在第二板下侧，升降减速器安装在第二板上，升降电机转轴将动力传递给升降减速器之后再驱动升降齿轮。

作为本技术进一步改进，上述第二板中间位置安装有横移齿条，第二板上侧两端对称地安装有两个横移轨，横移轨上具有横移导槽，第一板一端两侧分别安装有一个横移导块，两个横移导块分别与两个横移导槽滑动配合。第一板通过横移导块与横移导槽的滑动在第二板上滑动。

作为本技术进一步改进，上述第一板下侧通过横移支撑座安装有横移电机，横移减速器安装在第一板下侧，横移电机转轴将动力传递给横移减速器之后再驱动横移齿轮。

作为本技术进一步改进，第一板上具有两个并排布置的第二缺口，使得第一板的一端具有了叉型结构，第二缺口的设计目的在于能够便于第一板与储物叉配合取下货物；取货物时，第二缺口与储物叉配合，第二缺口与第二缺口之间的第二板部分与储物叉之间间隙配合。第一板具有叉型一端具有铲物斜面，设计的铲物斜面便于第一板铲物。

作为本技术进一步改进，上述第一板下侧安装的横移电机所驱动的横移齿轮与第二板上所安装的横移齿条啮合，第一板在横移电机带动下在第二板上滑动。

作为本技术进一步改进，第二板通过其下侧安装的升降电机所驱动的升降齿轮与升降齿条啮合，第二板在升降电机带动下在支撑板上上下移动；

作为本技术进一步改进，上述壳体下侧与锁底板之间安装有多个调节板簧。此处调节板簧与壳体上侧和第二板之间安装有多个调节板簧的作用相同，此处调节板簧的增加起到稳定壳体运动的作用。

作为本技术进一步改进，两个锁导轨相向一侧均开有锁导槽，壳体两侧对称地安装有两个壳体导块，两个壳体导块与两个锁导槽滑动配合。壳体导块与锁导槽的设计使得壳体能够稳定的在锁导轨中滑动。

作为本技术进一步改进，上述壳体上侧与第二板之间安装有两个调节板簧，壳体下侧与锁底板之间安装有两个调节板簧。调节板簧设计成两个的设计目的在于：两个相比于一个更能让壳体的运动稳定起来，同时选用合适弹性系数的调节板簧，能够保证两个调节板簧就能够起到缓冲壳体移动和复位壳体位置的作用。

本发明中通过使用升降电机驱动第二板带动第一板上下升降以取货物，通过横移电机驱动第二板在第一板上移动，在取物结束后，通过锁机构与升降锁块配合对第二板的上下移动进行锁死。

具体取物原理为：首先机器人运动到货架相应的位置处，本发明中的行走机构通过采用现有传感器和定位技术将机器人运动到货架相应取物位置；之后通过控制升降电机使其中一个搬运机构的第一板的高度略低于储物叉的高度，控制横移电机驱动第一板向储物叉下侧移动，当第一板运动到储物叉下侧时，控制升降电机使得第一板从储物叉的缺口处穿出并架起货物，之后控制横移电机将第一板收回到第二板上侧，完成取货物过程。之后依次通过其他层搬运机构对货架其他货物取货；当完成取货运输过程中，通过控制升降电机使每个搬运机构之间的间距根据货物的高度尽可能的小，使整个机器人在运输行走过程中重心尽可能地低，保证运输的稳定性，调节高度之后，通过各个搬运机构的锁机构将搬运机构锁定。

锁机构的锁死原理如下：锁机构中卡块与升降锁块配合，当卡块卡入升降锁块后，升降锁块对卡块起到硬性限位作用，进而起到对搬运机构限位锁死作用；锁机构设计中，调节板簧设计作用为：卡块将要卡入升降锁块中时，当卡块没有正对升降锁块间隙时，卡块会与升降锁块发生挤压，此时壳体会沿着锁导槽上下移动调节卡块的位置，同时调节板簧被压缩或者伸长，调节板簧起到复位壳体位置的作用。卡块与壳体内部的安装具有卡块弹簧和阻尼杆，阻尼杆与卡块弹簧的配合使得卡块在壳体中的移动速度较慢。

卡块一端具有延长块，延长块具有延长块上斜面和下斜面，卡块具有上斜面，在初始状态，卡块位于两个升降锁块之间，且搬运机构处于锁死状态，调节条被限位板顶入调节腔中且挡块未对延长块限位，延长块位于卡块内部，卡块上斜面上端位于升降锁块外侧，在搬运机构上下移动过程中：

首先，当搬运机构向上移动且经过升降锁块过程中，因阻尼杆的设置搬运机构跨过两个升降锁块的速度大于卡块从壳体内部在卡块弹簧复位作用下滑出的速度；上升中卡块上斜面与升降锁块发生滑动配合，卡块被顶入壳体，被顶入过程中，卡块外端与锁块固定条之间的间距增加，延长块从卡块中伸出，且限位板逐渐失去对调节条的限位，当延长块伸出卡块一定程度后，调节条带动挡块向外滑出，挡块重新起到对延长块的限位作用；之后搬运机构继续上升，当卡块上斜面与升降锁块脱离后，延长块上斜面开始与升降锁块配合，因为此时延长块被挡块限位，所以在延长块与升降锁块的配合下，延长块受到升降锁块的顶力，将卡块继续向壳体中顶入，直到延长块上斜面与下斜面交叉点与升降锁块端面配合；搬运机构继续上升，当卡块和延长块进入到上侧的新升降锁块间隙后，卡块和延长块瞬间失去升降锁块的顶力，卡块在阻尼杆的作用下缓慢伸出，在卡块带动延长块缓慢伸出碰到限位板之前，搬运机构已经带动卡块和延长块即将与上方的下一个升降锁块发生斜面配合，在升降锁块配合下，卡块和延长块再次被顶入壳体，之后重复上述过程，直到搬运机构运动到要求的高度时，壳体正对将要卡入的升降锁块间隙，此时通过在此位置停留一定时间，等待卡块的缓慢伸出，当卡块伸出后，卡块下端面与该间隙处的下侧升降锁块上端面配合，起到限位搬运机构下移的作用；之后卡块继续伸出，过程中调节条被限位板限位，使得调节条进入调节腔，进而挡块失去对调节条的限位作用，同时延长块开始与锁块固定条接触，延长块被锁块固定条顶入，直到卡块顶端完全与锁块固定条端面接触，此时完成锁机构对搬运机构下移锁定目的，即回到了初始状态。

其次，当搬运机构从初始位置下移并经过升降锁块时，首先控制升降电机使得搬运机构上升，直到延长块上斜面和下斜面交叉处与初始状态的卡入间隙上一个升降锁块端面配合后，控制升降电机控制搬运机构下移，下移过程中，因为卡块伸出的速度慢，当卡块与下侧的升降锁块配合时，卡块伸出长度不长，此时延长块下斜面与升降锁块接触，升降锁块使得延长块重新顶着卡块进入壳体中，这样就能够继续下移并经过多个升降锁块，当下移到确定的位置后，控制搬运机构维持一定的时间，使得卡块能够有足够的时间伸出，之后卡入到两个升降锁块之间，卡入原理同上。

延长块的设计目的是：延长块的设计使得在锁死状态时，卡块的下端面能够完全进入到升降锁块之中，且卡块顶端与锁块固定条接触。同时在上升或者下降过程中延长块又能通过其上斜面和下斜面而经过升降锁块，完成搬运机构的上下移动。延长块的缩入卡块运动，使得升降锁块的长度可以很短，同时保证了升降锁块与卡块卡位深度为升降锁块的长度，使得在保证卡块的卡位深度的足够下，升降锁块长度较短，提高了升降锁块的强度和可靠性。

相对于传统的自动化机械技术，本发明一般能够同时通过多个搬运机构对不同货物进行同时搬运，另一方面因为采用了锁机构锁住搬运机构，使得搬运机构的重量被锁机构与升降锁块来承受，防止搬运机构的重量被齿轮与升降齿条来吸收，影响升降电机的寿命和齿轮与升降齿条啮合寿命。

附图说明

图1是整体部件分布示意图。

图2是货架结构示意图。

图3是储物叉安装示意图。

图4是机器人结构示意图。

图5是行走机构示意图。

图6是支撑板安装示意图。

图7是支撑板结构示意图。

图8是搬运机构结构示意图1。

图9是搬运机构结构示意图2。

图10是搬运机构升降结构示意图。

图11是升降结构放大示意图。

图12是第二板结构示意图。

图13是升降电机安装示意图。

图14是横移轨结构示意图。

图15是第一板安装示意图。

图16是横移电机安装示意图。

图17是横移齿条安装示意图。

图18是锁机构结构示意图。

图19是锁机构剖视图。

图20是锁导轨结构示意图。

图21是壳体导块安装示意图。

图22是卡块内部结构示意图。

图23是延长块安装示意图。

图24是延长块导块安装示意图。

图25是挡块限位示意图。

图26是调节条和挡块安装示意图。

图27是卡块内部腔体示意图。

图28是调节腔和挡腔结构示意图。

图29是延长块与卡块配合示意图。

图30是锁机构上移运行原理示意图。

图31是锁机构下移运行原理示意图。

图32是锁机构锁死原理示意图。

图中标号名称：1、机器人；2、货架；3、储物叉；4、货架框架；5、货物；6、支撑板；7、搬运机构；8、控制底座；9、行走机构；10、升降齿条；11、升降锁块；12、升降轨；13、锁块固定条；14、升降导块；15、第一板；16、第二板；17、升降电机；18、升降支撑座；19、升降减速器；20、升降齿轮；21、锁机构；22、第一缺口；23、横移齿条；24、横移轨；25、横移导槽；26、横移导块；27、第二缺口；28、铲物斜面；29、横移齿轮；31、横移减速器；32、横移电机；33、横移支撑座；34、锁后板；35、壳体；36、调节板簧；37、锁导槽；38、锁导轨；39、卡块；40、卡块上斜面；41、下斜面；42、锁底板；43、壳体导块；44、阻尼杆；45、卡块弹簧；50、限位板；51、延长块上斜面；52、限位斜面；53、复位板簧；54、调节条；55、延长块；56、延长弹簧；57、挡块；58、延长块导块；59、延长块滑腔；60、挡腔；61、调节腔；62、延长块导槽。

具体实施方式

如图1、2、4、5所示，它包括具有控制行走和控制抓取物体的控制底座8、支撑板6、搬运机构7，控制底座8下侧安装有被控制底座8中控制系统控制的行走机构9；控制底座8中的控制系统采用现有技术实现，负责机器人1的行走、转向、定位等。附图中的行走机构9仅是示意。

如图6所示，支撑板6安装在控制底座8的上表面且靠近控制底座8的一侧，如图7所示，支撑板6两侧开有对称分布的升降轨12，升降轨12的作用在于为搬运机构7提供上下升降导向作用；支撑板6中间安装有升降齿条10和锁块固定条13，锁块固定条13上从上向下依次安装有多个升降锁块11。

如图4所示，多个搬运机构7上下依次安装在支撑板6上；如图8、9所示，搬运机构7包括第一板15和第二板16。

如图10、11、12、13所示，第二板16通过其一端两侧安装的两个升降导块14和两个升降轨12的滑动配合安装在支撑板6上，第一板15通过横移导块26和横移轨24的滑动配合安装在第二板16上。

如图15、16所示，第一板15在第二板16上被横移电机32驱动横移；第二板16在支撑板6上通过升降电机17驱动上下移动；升降电机17驱动齿轮与升降齿条10的啮合控制搬运机构7在支撑板6上上下移动。第二板16中间位置下侧安装有锁机构21；锁机构21设计在于，锁机构21与升降锁块11配合，保证搬运机构7在暂停状态下，搬运机构7的重量被锁机构21与升降锁块11来承受，防止搬运机构7的重量被齿轮与升降齿条10来吸收，影响升降电机17的寿命和齿轮与升降齿条10啮合寿命。

如图18、19所示，上述锁机构21包括锁后板34、壳体35、调节板簧36、锁导轨38、卡块39、卡块上斜面40、下斜面41、锁底板42、阻尼杆44、限位板50、复位板簧53、调节条54、延长条、延长弹簧56、挡块57，其中如图20所示，两个锁导轨38对称地安装在第二板16下侧，如图18所示，壳体35在锁导轨38中上下滑动安装；如图20所示，锁底板42安装在两个锁导轨38下端面上，如图18、21所示，壳体35上侧与第二板16之间安装有多个调节板簧36；锁后板34安装在壳体35一端，如图19、22所示，卡块39滑动安装在壳体35中，卡块39与锁后板34之间安装有阻尼杆44，阻尼杆44外套有卡块弹簧45；卡块弹簧45一端与锁后板34连接，另一端与卡块39连接；卡块弹簧45起到复位卡块39的作用，阻尼杆44的伸长和缩短具有一定的阻力；卡块39在卡块弹簧45和阻尼杆44的作用下，能够慢速复位。壳体35在锁导轨38中上下滑动，多个调节板簧36起到了缓冲壳体35移动和复位壳体35位置的作用。

如图19所示，卡块39伸出壳体35的一端具有卡块上斜面40。

如图27所示，卡块39内具有便于延长块55滑动的延长块滑腔59，如图28所示，延长块滑腔59内两侧壁面上具有对称分布的两个延长块导槽62，如图23、24、25所示，延长块55两侧对称安装有两个延长块导块58，延长块导块58与延长块导槽62滑动配合；如图27所示，卡块39内还具有均与延长块滑腔59相通的调节腔61和挡腔60，如图26、28所示，调节腔61中滑动安装有调节条54，调节条54一端下侧安装有挡块57，挡块57位于挡腔60中；如图25所示，挡块57与延长块55配合，如图23、26所示，延长块55与延长块滑腔59一端内腔壁之间安装有延长弹簧56；如图23所示，调节条54一端具有限位斜面52；如图19所示，延长块55伸出延长块滑腔59的一端具有延长块上斜面51和下斜面41；调节条54与调节腔61之间安装有复位板簧53；如图11所示，卡块39和延长块55均与升降锁块11配合；调节条54的移动带动挡块57移动进而对延长块55在卡块39中缩入进行限位，当施力调节条54向调节腔61中移动后，挡块57向挡腔60中移动，失去对延长块55的限位作用，延长块55能够在延长块滑腔59中滑动。当对调节条54施加力消失后，调节条54在复位板簧53作用下使挡块57对延长块55进行遮挡限位，使得延长块55不能够在延长块滑腔59中滑动，且如图29所示，此时延长块上斜面51与卡块上斜面40共面。

如图11所示，在每个升降锁块11之间锁块固定条13的侧面安装有一个限位板50，限位板50与限位斜面52配合。限位板50对限位斜面52起到顶的作用，当卡块39与限位板50的相对位置发生变化时，限位板50会作用于限位斜面52，调节调节条54的滑动状态。

如图3所示，它包括货架框架4和储物叉3，两个储物叉3作为一组在货架框架4背板上横竖排列多组，每组支撑一个货物5。

如图17所示，上述第二板16具有第一缺口22；第一缺口22设计目的在于，防止第二板16在升降过程中与升降齿条10和升降锁块11干涉；如图11、13所示，升降电机17通过升降支撑座18安装在第二板16下侧，升降减速器19安装在第二板16上，升降电机17转轴将动力传递给升降减速器19之后再驱动升降齿轮20。

如图12、17所示，上述第二板16中间位置安装有横移齿条23，第二板16上侧两端对称地安装有两个横移轨24，如图14所示，横移轨24上具有横移导槽25，如图15、16所示，第一板15一端两侧分别安装有一个横移导块26，两个横移导块26分别与两个横移导槽25滑动配合。第一板15通过横移导块26与横移导槽25的滑动在第二板16上滑动。

如图16所示，上述第一板15下侧通过横移支撑座33安装有横移电机32，横移减速器31安装在第一板15下侧，横移电机32转轴将动力传递给横移减速器31之后再驱动横移齿轮29。

如图12所示，第一板15上具有两个并排布置的第二缺口27，使得第一板15的一端具有了叉型结构，第二缺口27的设计目的在于能够便于第一板15与储物叉3配合取下货物5；取货物5时，第二缺口27与储物叉3配合，第二缺口27与第二缺口27之间的第二板16部分与储物叉3之间间隙配合。第一板15具有叉型一端具有铲物斜面28，设计的铲物斜面28便于第一板15铲物。

如图15所示，上述第一板15下侧安装的横移电机32所驱动的横移齿轮29与第二板16上所安装的横移齿条23啮合，第一板15在横移电机32带动下在第二板16上滑动。

如图11所示，第二板16通过其下侧安装的升降电机17所驱动的升降齿轮20与升降齿条10啮合，第二板16在升降电机17带动下在支撑板6上上下移动；

上述壳体35下侧与锁底板42之间安装有多个调节板簧36。此处调节板簧36与壳体35上侧和第二板16之间安装有多个调节板簧36的作用相同，此处调节板簧36的增加起到稳定壳体35运动的作用。

如图19、20所示，两个锁导轨38相向一侧均开有锁导槽37，壳体35两侧对称地安装有两个壳体导块43，两个壳体导块43与两个锁导槽37滑动配合。壳体导块43与锁导槽37的设计使得壳体35能够稳定的在锁导轨38中滑动。

上述壳体35上侧与第二板16之间安装有两个调节板簧36，壳体35下侧与锁底板42之间安装有两个调节板簧36。调节板簧36设计成两个的设计目的在于：两个相比于一个更能让壳体35的运动稳定起来，同时选用合适弹性系数的调节板簧36，能够保证两个调节板簧36就能够起到缓冲壳体35移动和复位壳体35位置的作用。

本发明中通过使用升降电机17驱动第二板16带动第一板15上下升降以取货物5，通过横移电机32驱动第二板16在第一板15上移动，在取物结束后，通过锁机构21与升降锁块11配合对第二板16的上下移动进行锁死。

具体取物原理为：首先机器人1运动到货架2相应的位置处，本发明中的行走机构9通过采用现有传感器和定位技术将机器人1运动到货架2相应取物位置；之后通过控制升降电机17使其中一个搬运机构7的第一板15的高度略低于储物叉3的高度，控制横移电机32驱动第一板15向储物叉3下侧移动，当第一板15运动到储物叉3下侧时，控制升降电机17使得第一板15从储物叉3的缺口处穿出并架起货物5，之后控制横移电机32将第一板15收回到第二板16上侧，完成取货物5过程。之后依次通过其他层搬运机构7对货架2其他货物5取货；当完成取货运输过程中，通过控制升降电机17使每个搬运机构7之间的间距根据货物5的高度尽可能的小，使整个机器人1在运输行走过程中重心尽可能地低，保证运输的稳定性，调节高度之后，通过各个搬运机构7的锁机构21将搬运机构7锁定。

锁机构21的锁死原理如下：锁机构21中卡块39与升降锁块11配合，当卡块39卡入升降锁块11后，升降锁块11对卡块39起到硬性限位作用，进而起到对搬运机构7限位锁死作用；锁机构21设计中，调节板簧36设计作用为：卡块39将要卡入升降锁块11中时，当卡块39没有正对升降锁块11间隙时，卡块39会与升降锁块11发生挤压，此时壳体35会沿着锁导槽37上下移动调节卡块39的位置，同时调节板簧36被压缩或者伸长，调节板簧36起到复位壳体35位置的作用。卡块39与壳体35内部的安装具有卡块弹簧45和阻尼杆44，阻尼杆44与卡块弹簧45的配合使得卡块39在壳体35中的移动速度较慢。

卡块39一端具有延长块55，延长块55具有延长块上斜面51和下斜面41，卡块39具有上斜面，如图32中的b所示，在初始状态，卡块39位于两个升降锁块11之间，且搬运机构7处于锁死状态，调节条54被限位板50顶入调节腔61中且挡块57未对延长块55限位，延长块55位于卡块39内部，卡块上斜面40上端位于升降锁块11外侧，在搬运机构7上下移动过程中：

首先，当搬运机构7向上移动且经过升降锁块11过程中，因阻尼杆44的设置搬运机构7跨过两个升降锁块11的速度大于卡块39从壳体35内部在卡块弹簧45复位作用下滑出的速度；如图30中的a所示，上升中卡块上斜面40与升降锁块11发生滑动配合，卡块39被顶入壳体35，被顶入过程中，卡块39外端与锁块固定条13之间的间距增加，延长块55从卡块39中伸出，且限位板50逐渐失去对调节条54的限位，当延长块55伸出卡块39一定程度后，调节条54带动挡块57向外滑出，挡块57重新起到对延长块55的限位作用；之后搬运机构7继续上升，当卡块上斜面40与升降锁块11脱离后，如图30中b所示，延长块上斜面51开始与升降锁块11配合，因为此时延长块55被挡块57限位，所以在延长块55与升降锁块11的配合下，延长块55受到升降锁块11的顶力，将卡块39继续向壳体35中顶入，直到延长块上斜面51与下斜面41交叉点与升降锁块11端面配合，如图30中的c所示；搬运机构7继续上升，如图30中的d所示，当卡块39和延长块55进入到上侧的新升降锁块11间隙后，卡块39和延长块55瞬间失去升降锁块11的顶力，卡块39在阻尼杆44的作用下缓慢伸出，在卡块39带动延长块55缓慢伸出碰到限位板50之前，如图30中的a所示，搬运机构7已经带动卡块39和延长块55即将与上方的下一个升降锁块11发生斜面配合，在升降锁块11配合下，卡块39和延长块55再次被顶入壳体35，之后重复上述过程，直到搬运机构7运动到要求的高度时，壳体35正对将要卡入的升降锁块11间隙，此时通过在此位置停留一定时间，如图32中的a所示，等待卡块39的缓慢伸出，当卡块39伸出后，卡块39下端面与该间隙处的下侧升降锁块11上端面配合，起到限位搬运机构7下移的作用；之后卡块39继续伸出，过程中调节条54被限位板50限位，使得调节条54进入调节腔61，进而挡块57失去对调节条54的限位作用，同时延长块55开始与锁块固定条13接触，延长块55被锁块固定条13顶入，直到卡块39顶端完全与锁块固定条13端面接触，如图32中的b所示，此时完成锁机构21对搬运机构7下移锁定目的，即回到了初始状态。

其次，当搬运机构7从初始位置下移并经过升降锁块11时，首先控制升降电机17使得搬运机构7上升，经过如图31中的a、b、c过程，延长块上斜面51和下斜面41交叉处与初始状态的卡入间隙上一个升降锁块11端面配合后，控制升降电机17控制搬运机构7下移，下移过程中，如图31中的d所示，因为卡块39伸出的速度慢，当卡块39与下侧的升降锁块11配合时，卡块39伸出长度不长，如图31中的e所示，此时延长块55下斜面41与升降锁块11接触，升降锁块11使得延长块55重新顶着卡块39进入壳体35中，如图31中的f所示，延长块上斜面51和下斜面41交叉处重新与升降锁块11端面配合，这样就能够继续下移并经过多个升降锁块11，当下移到确定的位置后，控制搬运机构7维持一定的时间，使得卡块39能够有足够的时间伸出，之后卡入到两个升降锁块11之间，卡入原理同上。

延长块55的设计目的是：延长块55的设计使得在锁死状态时，卡块39的下端面能够完全进入到升降锁块11之中，且卡块39顶端与锁块固定条13接触。同时在上升或者下降过程中延长块55又能通过其上斜面和下斜面41而经过升降锁块11，完成搬运机构7的上下移动。延长块55的缩入卡块39运动，使得升降锁块11的长度可以很短，同时保证了升降锁块11与卡块39卡位深度为升降锁块11的长度，使得在保证卡块39的卡位深度的足够下，升降锁块11长度较短，提高了升降锁块11的强度和可靠性。

本发明一般能够同时通过多个搬运机构7对不同货物5进行同时搬运，另一方面因为采用了锁机构21锁住搬运机构7，使得搬运机构7的重量被锁机构21与升降锁块11来承受，防止搬运机构7的重量被齿轮与升降齿条10来吸收，影响升降电机17的寿命和齿轮与升降齿条10啮合寿命。

Claims (10)

1.一种货物搬运机器人，其特征在于：它包括具有控制行走和控制抓取物体的控制底座、支撑板、搬运机构，控制底座下侧安装有被控制底座中控制系统控制的行走机构；

支撑板安装在控制底座的上表面且靠近控制底座的一侧，支撑板两侧开有对称分布的升降轨，支撑板中间安装有升降齿条和锁块固定条，锁块固定条上从上向下依次安装有多个升降锁块；

多个搬运机构上下依次安装在支撑板上；搬运机构包括第一板和第二板；

第二板通过其一端两侧安装的两个升降导块和两个升降轨的滑动配合安装在支撑板上，第一板通过横移导块和横移轨的滑动配合安装在第二板上；

第一板在第二板上被横移电机驱动横移；第二板在支撑板上通过升降电机驱动上下移动；第二板中间位置下侧安装有锁机构；

上述锁机构包括锁后板、壳体、调节板簧、锁导轨、卡块、卡块上斜面、下斜面、锁底板、阻尼杆、限位板、复位板簧、调节条、延长条、延长弹簧、挡块，其中两个锁导轨对称地安装在第二板下侧，壳体在锁导轨中上下滑动安装；锁底板安装在两个锁导轨下端面上，壳体上侧与第二板之间安装有多个调节板簧；锁后板安装在壳体一端，卡块滑动安装在壳体中，卡块与锁后板之间安装有阻尼杆，阻尼杆外套有卡块弹簧；卡块弹簧一端与锁后板连接，另一端与卡块连接；

卡块伸出壳体的一端具有卡块上斜面；

卡块内具有便于延长块滑动的延长块滑腔，延长块滑腔内两侧壁面上具有对称分布的两个延长块导槽，延长块两侧对称安装有两个延长块导块，延长块导块与延长块导槽滑动配合；卡块内还具有均与延长块滑腔相通的调节腔和挡腔，调节腔中滑动安装有调节条，调节条一端下侧安装有挡块，挡块位于挡腔中；挡块与延长块配合，延长块与延长块滑腔一端内腔壁之间安装有延长弹簧；调节条一端具有限位斜面；延长块伸出延长块滑腔的一端具有延长块上斜面和下斜面；调节条与调节腔之间安装有复位板簧；卡块和延长块均与升降锁块配合；

在每个升降锁块之间锁块固定条的侧面安装有一个限位板，限位板与限位斜面配合。

2.一种与权利要求1所述的一种货物搬运机器人配合的货架，其特征在于：它包括货架框架和储物叉，两个储物叉作为一组在货架框架背板上横竖排列多组，每组支撑一个货物。

3.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述第二板具有第一缺口；升降电机通过升降支撑座安装在第二板下侧，升降减速器安装在第二板上，升降电机转轴将动力传递给升降减速器之后再驱动升降齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述第二板中间位置安装有横移齿条，第二板上侧两端对称地安装有两个横移轨，横移轨上具有横移导槽，第一板一端两侧分别安装有一个横移导块，两个横移导块分别与两个横移导槽滑动配合。

5.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述第一板下侧通过横移支撑座安装有横移电机，横移减速器安装在第一板下侧，横移电机转轴将动力传递给横移减速器之后再驱动横移齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：第一板上具有两个并排布置的第二缺口，使得第一板的一端具有了叉型结构，且第一板具有叉型一端具有铲物斜面。

7.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述第一板下侧安装的横移电机所驱动的横移齿轮与第二板上所安装的横移齿条啮合，第一板在横移电机带动下在第二板上滑动；

第二板通过其下侧安装的升降电机所驱动的升降齿轮与升降齿条啮合，第二板在升降电机带动下在支撑板上上下移动。

8.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述壳体下侧与锁底板之间安装有多个调节板簧。

9.根据权利要求1所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：两个锁导轨相向一侧均开有锁导槽，壳体两侧对称地安装有两个壳体导块，两个壳体导块与两个锁导槽滑动配合。

10.根据权利要求8所述的一种货物搬运机器人，其特征在于：上述壳体上侧与第二板之间安装有两个调节板簧，壳体下侧与锁底板之间安装有两个调节板簧。