CN109795855A - 一种立体仓库盘具搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了一种立体仓库盘具搬运机器人，所述搬运机器人包括基座、用于在轨道上行走的行走轮、用于存取盘具的伸缩臂以及驱动装置；所述基座在前后左右四个侧面均设置有行走轮，所述行走轮分为用于在第一通道上行驶的第一组行走轮和用于在第二通道上行走的第二组行走轮；所述搬运机器人还包括换向机构，所述换向机构包括换向驱动马达，所述换向驱动马达的输出轴设置有主动链轮，所述主动链轮通过链条与从动链轮连接；所述从动链轮的从动轮轴连接至换向丝杠；所述换向丝杠中的移动件固定连接至一个换向轮轴架；所述第一组行走轮和第二组行走轮中的至少一组行走轮的各个轮轴均固定在相应的换向轮轴架上。

Description

一种立体仓库盘具搬运机器人

技术领域

本公开内容涉及物流仓储设备领域，更具体而言，涉及一种用于立体仓库的盘具搬运机器人。

背景技术

随着现代物流业的快速发展，在物流仓库中使用了越来越多的自动化设备。

现有技术中常见的物流仓库中所使用的自动搬运车多以地面AGV(AutomatedGuided Vehicle，意为自动导引车)为主，这种AGV搬运车能够在地面上完成前进、后退、转弯的运动方式。而由于仓库空间，人力成本，出入库复杂等限制，应对以立体仓库为主的现代智能物流仓储已无优势。另外市场中的两向或四向料箱RGV(Rail Guided Vehicle，有轨制导车辆)也仅仅满足了现代智能物流仓储的部分需求。这种立体仓库一般都较高并配置有多层货架，其高度一般在5米以上，最高达到40米。立体仓库实现了经济效益、增加了单位面积的存储量、以架设轨道的方式让搬运车行驶。

但目前仓库中使用的搬运机器人多以简单的搬运平板车的形式为主，同时还存在搬运载荷量低，需要专门的配套机械臂来存取货物、换向冲击比较大等的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本公开内容提出了一种用于立体仓库的盘具搬运机器人，或者可以称之为立体仓库盘具搬运机器人(Dimensional Warehouse PlateHandling Robot简称DWPHR)，所述搬运机器人包括基座、用于在轨道上行走的行走轮、用于存取盘具的伸缩臂以及驱动装置；所述基座在前后左右四个侧面均设置有行走轮，所述行走轮分为用于在第一通道上行驶的第一组行走轮和用于在第二通道上行走的第二组行走轮；所述搬运机器人还包括换向机构，所述换向机构包括换向驱动马达，所述换向驱动马达的输出轴设置有主动链轮，所述主动链轮通过链条与从动链轮连接；所述从动链轮的从动轮轴连接至换向丝杠；所述换向丝杠中的移动件固定连接至一个换向轮轴架；所述第一组行走轮和第二组行走轮中的至少一组行走轮的各个轮轴均固定在相应的换向轮轴架上。

优选地，在根据本公开内容的盘具搬运机器人中，所述换向机构可以被配置为相对的两个换向轮轴架由一个换向驱动马达驱动。

进一步优选地，盘具搬运机器人中的换向丝杠可以为滚珠丝杠。

优选地，在根据本公开内容的盘具搬运机器人的一个优选实施方式中，伸缩臂可以包括自下向上布置的一级机械臂、二级机械臂和三级机械臂，所述一级机械臂设置有纵向布置的伸缩驱动丝杠，所述伸缩驱动丝杠中的丝杠螺母与二级机械臂的本体固定连接，二级机械臂的本体和丝杠螺母可相对于一级机械臂移动；二级机械臂的本体两端分别固定有传动链轮，两个传动链轮之间设置有链条；所述链条的上段设置有驱动块，该驱动块固定连接至三级机械臂的本体；链条的下段的至少一个链节设置有链条固定器，该链条固定器将链条相对于一级机械臂的本体固定，使得当二级机械臂朝向一个方向运动时，链条在所述传动链轮上运动，同时带动所述驱动块同方向运动。

优选地，在根据本公开内容的搬运机器人中，所述一级机械臂的在水平方向上设置有用于引导所述二级机械臂运动的二级导轨。进一步优选地，所述二级导轨设置有轴承。盘具搬运机器人也可以在三级机械臂的末端设置有机械手。

优选地，所述搬运机器人包括至少8个行走轮，分别设置于所述基座四侧，从而能够进行四个方向的行驶。

优选地，搬运机器人的行走轮包括弧形凹槽，所述弧形凹槽设置于车轮内侧一周，所述弧形凹槽呈现为四分之一圆型凹槽。

通过利用根据本公开内容的技术方案，可以获得有益效果至少在于：

能够实现四向行驶，车轮匹配轨道实现四向行驶，配合提升机使用实现六向，可以到达仓库的任一货位；智能适应：不受场地限制，最大程度实现密集存储，适应多种工作环境；载重量大，最大载重能够达到1吨。更易于实现智能控制，可以实现通过终端自由调度，实现全自动无人值守

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本公开内容所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本公开内容更多的目的、功能和优点将通过本公开内容实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出了根据本公开内容的盘具搬运机器人的立体示意图；

图2示出了根据本公开内容的搬运机器人的一个实施方式中的换向机构的示意图；

图3示出了根据本公开内容的搬运机器人的一个实施方式的伸缩臂的侧视图；

图4示出了图3中所示的伸缩臂的端视图；

图5示出了根据本公开内容的搬运机器人的一个实施方式的伸缩臂的立体示意图；

图6示出了在根据本公开内容的搬运机器人中的机械臂之间的传动结构示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本申请的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本申请并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本申请的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本申请的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

根据本公开内容的一个方面，提出了一种立体仓库盘具搬运机器人，(Dimensional Warehouse Plate Handling Robot简称DWPHR或下文简称搬运机器人)，如图1所示，所述搬运机器人包括基座、用于在轨道上行走的行走轮、用于存取盘具的伸缩臂以及驱动装置。

基座在前后左右四个侧面均设置有行走轮，行走轮分为用于在第一通道上行驶的第一组行走轮和用于在第二通道上行走的第二组行走轮；搬运机器人还包括换向机构。

如图2所示，换向机构包括换向驱动马达51，所述换向驱动马达的输出轴设置有主动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮53连接；从动链轮的从动轮轴连接至换向丝杠53；换向丝杠中的移动件固定连接至一个换向轮轴架。通过将动力由马达传动到链轮，然后由多个换向链轮将主动链轮与从动链轮通过链条连接起来。链轮与滚珠丝杆直接相连，将马达的转矩转换为上下垂直运动。

可以通过马达的正反转及有效的控制，保证换向轴架的有效行程，实现上升下降，同时结合高低轨道完成换向过程。优选地，换向机构中采用滚珠丝杆传动来实现垂直升降，进行轮子高低切换。此升降功能所采用的滚珠丝杆升降，相较于目前物流行业的穿梭车的托盘顶升采用的凸轮结构，具有工作寿命长、定位精度和重复定位精度高、免维护及安全可靠等特性；相较于链条结构，具有传动效率高、运行平稳、同步性好的特性。

优选地，在根据本公开内容的盘具搬运机器人中，所述换向机构可以被配置为相对的两个换向轮轴架由一个换向驱动马达驱动。

优选地，如图3至图6所示，在根据本公开内容的盘具搬运机器人的一个优选实施方式中，伸缩臂可以包括自下向上布置的一级机械臂60、二级机械臂70和三级机械臂80。一级机械臂60设置有纵向布置的伸缩驱动丝杠63。伸缩驱动丝杠63中的丝杠螺母64与二级机械臂70的本体固定连接。二级机械臂70的本体和丝杠螺母64可相对于一级机械臂移动。

该实施例中示出了伸缩臂具有三级机械臂的结构。一级机械臂60、二级机械臂70和三级机械臂80由下向上依次布置。二级机械臂60通过设置在基座上的传动丝杠63和设置在一级机械臂60上的丝杠螺母的相互配合来伸出和缩回。传动丝杠可以通过传动轮62来驱动。

图6示出了在各机械臂的各部件的布置关系，以及动力传动的原理示意图。

如图所示，一级机械臂中的丝杠结构中的丝杠螺母64与二级机械臂的本体固定连接，二级机械臂的本体和丝杠螺母可相对于一级机械臂移动。当传动轮62被驱动时，二级机械臂70随着丝杠螺母64的移动而移动。需要机械臂开始移动时，动力链轮61在外接链条的带动下转动，用于驱动一级机械臂60的丝杠螺母64带动二级机械臂70运动。

二级机械臂70的本体两端分别固定有传动链轮72A和72B，两个链轮之间设置有链条73。传动链轮通过链条73的上段73A上设置的驱动块76固定连接至三级机械臂80的本体；驱动块76带动三级机械臂80运动。

链条73的下段73B的至少一个链节设置有链条固定器68，该链条固定器68将链条相对于一级机械臂60的本体固定，使得当二级机械臂70朝向一个方向运动时，例如如图所示向右运动时，链条73在链轮上运动，同时带动驱动块76同方向运动。通过上述布置，使得传动链轮，传动链条的上段73A以及固定在传动链条73的上段73A的驱动块76与二级机械臂70同向运动。本领域技术人员可以理解的是，链条固定器68与丝杠螺母64利用横向的空间以互不干涉的方式来布置，也即链条固定器被固定成并不妨碍丝杠螺母64的移动。

可以清楚地看到，三级机械臂实现了与二级机械臂的同向和同步运动。

在伸缩臂的上述配置中，二级机械臂和三级机械臂之间布置成如下形式来进行动力传递：传动链条的上段带动驱动块运动；所述驱动块连接至三级机械臂；利用链条固定器将传动链条的下段的至少一个链节相对于一级机械臂固定，使得当所述二级传动臂朝向一个方向运动时，链轮与链条之间相对运动，从而带动驱动块同向运动。

通过上述的动力传递机构，实现了两级或者更多级的机械臂的伸缩。通过链条传动，同一动力源可做多级伸缩臂，伸缩臂的行程可以做到很大。附图所示的实施方式所用的是三级伸缩装置，可进行双向伸缩功能。例如，原始长度为一米，可以伸缩至一米五的长度。采用上述机构的机械臂的伸缩臂刚性强，能承载较大重力，传动效率高，通过马达转化为水平拉力，可以搬运高负载的货物。

在上述实施方式中，三级伸缩结构中的第一级伸缩可以采用电动机带动丝杠转动，进而带动一级伸缩臂运动。

在一个优选实施方式中，基座40上可以设置有供一级机械臂60使用的一级导轨；一级机械臂的在水平方向上设置有用于引导二级机械臂70运动的二级导轨。优选地，如图5所示，导轨可以设置有轴承65。

优选地，机械臂设置在前侧或者后侧的至少一个侧面上，可以与搬运机器人的轮座位于同一侧。从而在另一个侧流出搬运货物的空间。

进一步优选地，搬运机器人还可以设置有位于机械臂末端的机械手。

本公开文本以及权利要求书中所提到的前后左右是指在水平面的四个方向，仅仅是为了描述方便以及说明设备中的各个部件和行走方向，，以图片阅读者为参考物，可以理解，可以使用其他的方位词来描述各个部件之间的相对关系。

优选地，在盘具搬运机器人中，行走轮车轮包括弧形凹槽，所述弧形凹槽设置于车轮内侧一周，所述弧形凹槽呈现为四分之一圆型凹槽。

所述车轮用于轨道行驶，所述车轮至少为8个，并分别设置于所述车体四侧,进行车体四个方向行驶。所述车轮包括弧形凹槽，所述弧形凹槽设置于车轮内侧一周，所述弧形凹槽呈现为四分之一圆型凹槽。设置于所述车轮底部的轨道，所述轨道用于引导运输货物方向。具体工作方法是DWPHR在同一平面上行驶时，无导向、无纠偏自修正装置，DWPHR在运行过程中很难保证其始终与轨道保持平行关系，最终可能导致搬运机器人脱离轨道。

进一步的，在伸缩臂中，通过链条传动，同一动力源可做多级伸缩臂，伸缩臂的行程可以做到很大；此套设备所用的是三级伸缩装置，可进行双向伸缩功能。例如，原始长度可以为1200mm，伸缩有效长度为1560mm，此伸缩臂刚性强，能承载较大重力，传动效率高，通过马达转化为水平拉力。

通过利用本公开内容的技术方案，很好地解决了电缆生产、纺织生产及盘具性储存方式靠人力进行搬运的现状、能够提高此类型生产的流转效率、库位存储的自动化及存储密集性；针对性地解决了料箱分拣及生产工具搬运依赖人工的现状。搬运机器人具有高度灵活性，其可以不借助其他设备进行四向行驶，其链条升降结构可实现快速换向、对机器单一作业提供有力支撑；可针对线缆类盘具生产型企业进行盘具搬运，其伸缩臂可进行两向伸缩，行程可根据需要进行多级，大行程动作。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种用于立体仓库的盘具搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人包括基座、用于在轨道上行走的行走轮、用于存取盘具的伸缩臂以及驱动装置；

所述基座在前后左右四个侧面均设置有行走轮，所述行走轮分为用于在第一通道上行驶的第一组行走轮和用于在第二通道上行走的第二组行走轮；

所述搬运机器人还包括换向机构，所述换向机构包括换向驱动马达，所述换向驱动马达的输出轴设置有主动链轮，所述主动链轮通过链条与从动链轮连接；所述从动链轮的从动轮轴连接至换向丝杠；所述换向丝杠中的移动件固定连接至一个换向轮轴架；

所述第一组行走轮和第二组行走轮中的至少一组行走轮的各个轮轴均固定在相应的换向轮轴架上。

2.根据权利要求1所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述换向机构被配置为相对的两个换向轮轴架由一个换向驱动马达驱动。

3.根据权利要求1或2所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述换向丝杠为滚珠丝杠。

4.根据权利要求1或2所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述伸缩臂包括自下向上布置的一级机械臂、二级机械臂和三级机械臂，

所述一级机械臂设置有纵向布置的伸缩驱动丝杠，所述伸缩驱动丝杠中的丝杠螺母与二级机械臂的本体固定连接，二级机械臂的本体和丝杠螺母可相对于一级机械臂移动；

二级机械臂的本体两端分别固定有传动链轮，两个传动链轮之间设置有链条；所述链条的上段设置有驱动块，该驱动块固定连接至三级机械臂的本体；

链条的下段的至少一个链节设置有链条固定器，该链条固定器将链条相对于一级机械臂的本体固定，使得当二级机械臂朝向一个方向运动时，链条在所述传动链轮上运动，同时带动所述驱动块同方向运动。

5.根据权利要求4所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述一级机械臂的在水平方向上设置有用于引导所述二级机械臂运动的二级导轨。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述二级导轨设置有轴承。

7.根据权利要求4至6之一所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述三级机械臂的末端设置有机械手。

8.根据权利要求7所述的盘具搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人包括至少8个行走轮，分别设置于所述基座四侧。

9.根据权利要求8所述的盘具搬运机器人，所述行走轮车轮包括弧形凹槽，所述弧形凹槽设置于车轮内侧一周，所述弧形凹槽呈现为四分之一圆型凹槽。