CN111098286A - 一种多角度可移动式集装箱码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，涉及集装箱码垛技术领域，设备承载底座的四个拐角均固定开设有拓位槽孔，每个拓位槽孔的内部均对应安装有一组移动转向机构，设备承载底座顶部端面的中间固定安装有升降机构，升降机构的顶部端面固定安装有机械臂安装底座，机械臂安装底座顶部端面的中间固定安装有三轴机械臂，三轴机械臂的自由驱动端固定安装有真空取放机构，升降机构促使码垛机器人可以根据货物的码垛高度，来提高自身的高度，从而便于加快码垛效率，移动转向机构促使码垛机器人可以自由移动，并可以根据需求，调整自身的移动方向，让整个码垛过程更加准确和快速，从而实现多角度的取料和放料。

Description

一种多角度可移动式集装箱码垛机器人

技术领域

本发明涉及集装箱码垛技术领域，具体为一种多角度可移动式集装箱码垛机器人。

背景技术

集装箱自1956年在美国首先使用开始，经过40多年的发展，集装箱化运输已在全球被广泛使用。传统的货物通用集装箱一般由一对侧墙、门端、前端、顶板、地板和底架结构组成。底架结构和地板共同组成为箱内货物的承载结构。几十年来，人们对主要由两根纵向的底侧梁和多根底横梁组成的底架结构习以为常，将其视之为标准地板结构。

在向集装箱内部装卸货物时，为了提高集装箱自身内部空间的利用率，会将货物一层一层的码垛在一起，这一过程就需要借助码垛机器人来完成，但是现有技术中集装箱内部货物在码垛的过程中所使用的码垛机器人，在结构上不仅复杂，而且在功能上也较为单一，使得整个码垛过程较为繁琐，而且码垛的效率很低，提高了货物码垛过程中所需的成本，为此，本领域的技术人员提出了一种多角度可移动式集装箱码垛机器人。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，解决了集装箱内部货物在码垛的过程中所使用的码垛机器人，在结构上不仅复杂，而且在功能上也较为单一，使得整个码垛过程较为繁琐，而且码垛的效率很低，提高了货物码垛过程中所需的成本的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，包括设备承载底座，所述设备承载底座的四个拐角均固定开设有拓位槽孔，每个所述拓位槽孔的内部均对应安装有一组移动转向机构，所述设备承载底座顶部端面的中间固定安装有升降机构，所述升降机构的顶部端面固定安装有机械臂安装底座，所述机械臂安装底座顶部端面的中间固定安装有三轴机械臂，所述三轴机械臂的自由驱动端固定安装有真空取放机构。

优选的，所述升降机构包括对称安装在设备承载底座顶部端面的两根液压缸，所述两根液压缸相背离的侧端面均对应固定连接有一根支撑立柱，两根所述支撑立柱的底端均与设备承载底座的顶部端面之间通过螺栓固定。

优选的，所述两根支撑立柱的端面与两根液压缸的非伸缩区段共同连接有两根Y轴向杆，两根所述Y轴向杆对称设置在液压缸的两侧，且两根Y轴向杆的两端共同连接有X轴向杆，所述两根Y轴向杆和两根X轴向杆共同形成矩形结构的加固框架结构。

优选的，所述两根液压缸的顶部伸缩端共同连接有一块与机械臂安装底座底部端面相连接的载板，所述载板的底部端面且位于两根支撑立柱的外侧位置处对称设置有两根升降柱。

优选的，所述两根Y轴向杆的顶部端面对称设置有两组限位框架，每组设置有两个，每组中的两个限位框架关于升降柱对称，且每个限位框架朝着升降柱的端面均安装有若干个滚轮。

优选的，所述移动转向机构包括分别对应安装在设备承载底座上端面和下端面的上限位板和下限位板，所述上限位板、下限位板以及设备承载底座三者之间通过若干根紧固螺栓形成固定的串接结构，所述下限位板的尺寸大于上限位板。

优选的，所述上限位板的顶部端面固定安装有减速机，所述减速机的顶部从动端固定与转向电机的驱动端相串接，所述减速机的驱动端延伸至上限位板的下方，并且固定套接有转向主动齿轮，所述下限位板与上限位板相邻端面的中间固定安装有转向从动齿轮，转向从动齿轮的内部携带有第一传动杆，第一传动杆的底端延伸至下限位板的下方，并且固定连接有行走轮安装框架，所述行走轮安装框架的内部固定安装有行走轮，所述行走轮的一侧固定套接安装有从动伞齿轮。

优选的，所述上限位板的顶部端面且位于减速机的一侧位置处固定安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动端延伸至上限位板的下方，并且固定套接安装有位移主动齿轮，所述下限位板的顶部端面且位于转向从动齿轮的一侧位置处固定安装有位移从动齿轮，所述位移从动齿轮的内部携带有第二传动杆，所述第二传动杆的底端延伸至下限位板的下方，并且固定串接安装有主动伞齿轮。

优选的，所述转向主动齿轮与转向从动齿轮相啮合，传动比为10:1，所述位移主动齿轮与位移从动齿轮相啮合，传动比为5:1，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮相啮合，传动比为3:1。

优选的，所述真空取放机构包括固定安装在三轴机械臂自由驱动端上的衔接柱，所述衔接柱的底端固定连接有联立板，所述联立板的两侧对称式安装有两根安装杆，每根所述安装杆的外部均固定套接有若干吸盘基座，每个吸盘基座的底部均固定安装有真空吸盘，若干个所述真空吸盘与均外部抽气设备相串接。

有益效果

本发明提供了一种多角度可移动式集装箱码垛机器人。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、该多角度可移动式集装箱码垛机器人，通过在设备承载底座顶部端面的中间固定安装有升降机构，其中，升降机构包括对称安装在设备承载底座顶部端面的两根液压缸，两根液压缸相背离的侧端面均对应固定连接有一根支撑立柱，两根支撑立柱的底端均与设备承载底座的顶部端面之间通过螺栓固定，两根支撑立柱的端面与两根液压缸的非伸缩区段共同连接有两根Y轴向杆，两根Y轴向杆对称设置在液压缸的两侧，且两根Y轴向杆的两端共同连接有X轴向杆，两根Y轴向杆和两根X轴向杆共同形成矩形结构的加固框架结构，两根液压缸的顶部伸缩端共同连接有一块与机械臂安装底座底部端面相连接的载板，载板的底部端面且位于两根支撑立柱的外侧位置处对称设置有两根升降柱，两根Y轴向杆的顶部端面对称设置有两组限位框架，每组设置有两个，每组中的两个限位框架关于升降柱对称，且每个限位框架朝着升降柱的端面均安装有若干个滚轮，通过上述结构，促使码垛机器人在实际工作的过程中，可以根据货物的码垛高度，来提高自身的高度，从而便于加快码垛效率，充分利用集装箱内部的空间，提高了现有码垛机器人的实用性。

2、该多角度可移动式集装箱码垛机器人，通过在拓位槽孔的内部均对应安装有一组移动转向机构，其中，移动转向机构包括分别对应安装在设备承载底座上端面和下端面的上限位板和下限位板，上限位板、下限位板以及设备承载底座三者之间通过若干根紧固螺栓形成固定的串接结构，下限位板的尺寸大于上限位板，上限位板的顶部端面固定安装有减速机，减速机的顶部从动端固定与转向电机的驱动端相串接，减速机的驱动端延伸至上限位板的下方，并且固定套接有转向主动齿轮，下限位板与上限位板相邻端面的中间固定安装有转向从动齿轮，转向从动齿轮的内部携带有第一传动杆，第一传动杆的底端延伸至下限位板的下方，并且固定连接有行走轮安装框架，行走轮安装框架的内部固定安装有行走轮，行走轮的一侧固定套接安装有从动伞齿轮，上限位板的顶部端面且位于减速机的一侧位置处固定安装有驱动电机，驱动电机的驱动端延伸至上限位板的下方，并且固定套接安装有位移主动齿轮，下限位板的顶部端面且位于转向从动齿轮的一侧位置处固定安装有位移从动齿轮，位移从动齿轮的内部携带有第二传动杆，第二传动杆的底端延伸至下限位板的下方，并且固定串接安装有主动伞齿轮，通过上述结构，使得码垛机器人在工作状态下，可以自由移动，并可以根据需求，调整自身的移动方向，让整个码垛过程更加准确和快速，从而实现多角度的取料和放料，提高了工作效率的同时，又实现了便捷。

3、该多角度可移动式集装箱码垛机器人，在取料和放料的过程中，借助真空取放机构来完成，真空取放机构包括固定安装在三轴机械臂自由驱动端上的衔接柱，衔接柱的底端固定连接有联立板，联立板的两侧对称式安装有两根安装杆，每根安装杆的外部均固定套接有若干吸盘基座，每个吸盘基座的底部均固定安装有真空吸盘，若干个真空吸盘与均外部抽气设备相串接，上述结构对货物进行取料和放料时，相比于现有技术中码垛机器人所用的夹持结构，真空吸附的方式不会对货物的外观造成损伤，而且取放自如，方便快捷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明设备承载底座的结构示意图；

图3为本发明升降机构的结构示意图；

图4为本发明升降机构的正视图；

图5为本发明升降机构的侧视图；

图6为本发明移动转向机构右侧视角结构图；

图7为本发明移动转向机构左侧视角结构图；

图8为本发明真空取放机构的结构示意图。

图中：1、设备承载底座；2、升降机构；21、液压缸；22、支撑立柱；23、Y轴向杆；24、X轴向杆；25、限位框架；26、滚轮；27、载板；28、升降柱；3、机械臂安装底座；4、移动转向机构；41、上限位板；42、下限位板；43、紧固螺栓；44、减速机；45、转向电机；46、转向主动齿轮；47、转向从动齿轮；48、驱动电机；49、位移从动齿轮；410、主动伞齿轮；411、行走轮安装框架；412、行走轮；413、从动伞齿轮；414、位移主动齿轮；5、三轴机械臂；6、真空取放机构；61、衔接柱；62、联立板；63、安装杆；64、吸盘基座；65、真空吸盘；7、拓位槽孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，包括设备承载底座1，设备承载底座1的四个拐角均固定开设有拓位槽孔7，每个拓位槽孔7的内部均对应安装有一组移动转向机构4，设备承载底座1顶部端面的中间固定安装有升降机构2，升降机构2的顶部端面固定安装有机械臂安装底座3，机械臂安装底座3顶部端面的中间固定安装有三轴机械臂5，三轴机械臂5的自由驱动端固定安装有真空取放机构6。

请参阅图3-5，升降机构2包括对称安装在设备承载底座1顶部端面的两根液压缸21，两根液压缸21相背离的侧端面均对应固定连接有一根支撑立柱22，两根支撑立柱22的底端均与设备承载底座1的顶部端面之间通过螺栓固定，两根支撑立柱22的端面与两根液压缸21的非伸缩区段共同连接有两根Y轴向杆23，两根Y轴向杆23对称设置在液压缸21的两侧，且两根Y轴向杆23的两端共同连接有X轴向杆24，两根Y轴向杆23和两根X轴向杆24共同形成矩形结构的加固框架结构，两根液压缸21的顶部伸缩端共同连接有一块与机械臂安装底座3底部端面相连接的载板27，载板27的底部端面且位于两根支撑立柱22的外侧位置处对称设置有两根升降柱28，两根Y轴向杆23的顶部端面对称设置有两组限位框架25，每组设置有两个，每组中的两个限位框架25关于升降柱28对称，且每个限位框架25朝着升降柱28的端面均安装有若干个滚轮26。

请参阅图6-7，移动转向机构4包括分别对应安装在设备承载底座1上端面和下端面的上限位板41和下限位板42，上限位板41、下限位板42以及设备承载底座1三者之间通过若干根紧固螺栓43形成固定的串接结构，下限位板42的尺寸大于上限位板41，上限位板41的顶部端面固定安装有减速机44，减速机44的顶部从动端固定与转向电机45的驱动端相串接，减速机44的驱动端延伸至上限位板41的下方，并且固定套接有转向主动齿轮46，下限位板42与上限位板41相邻端面的中间固定安装有转向从动齿轮47，转向从动齿轮47的内部携带有第一传动杆，第一传动杆的底端延伸至下限位板42的下方，并且固定连接有行走轮安装框架411，行走轮安装框架411的内部固定安装有行走轮412，行走轮412的一侧固定套接安装有从动伞齿轮413，上限位板41的顶部端面且位于减速机44的一侧位置处固定安装有驱动电机48，驱动电机48的驱动端延伸至上限位板41的下方，并且固定套接安装有位移主动齿轮414，下限位板42的顶部端面且位于转向从动齿轮47的一侧位置处固定安装有位移从动齿轮49，位移从动齿轮49的内部携带有第二传动杆，第二传动杆的底端延伸至下限位板42的下方，并且固定串接安装有主动伞齿轮410。

请参阅图8，真空取放机构6包括固定安装在三轴机械臂5自由驱动端上的衔接柱61，衔接柱61的底端固定连接有联立板62，联立板62的两侧对称式安装有两根安装杆63，每根安装杆63的外部均固定套接有若干吸盘基座64，每个吸盘基座64的底部均固定安装有真空吸盘65，若干个真空吸盘65与均外部抽气设备相串接。

在本实施例中，转向主动齿轮46与转向从动齿轮47相啮合，传动比为10:1，位移主动齿轮414与位移从动齿轮49相啮合，传动比为5:1，主动伞齿轮410与从动伞齿轮413相啮合，传动比为3:1。

使用时，首先，借助移动转向机构4，让整个码垛机器人移动至货物上料的区域内，在移动时，首先控制驱动电机48运作，驱动电机48带动位移主动齿轮414转动，由于位移主动齿轮414与位移从动齿轮49之间为啮合连接，因此位移主动齿轮414会带动位移从动齿轮49成比例转动，位移从动齿轮49通过第二传动杆，带动主动伞齿轮410转动，且由于主动伞齿轮410与从动伞齿轮413之间为啮合连接，因此主动伞齿轮410会带动从动伞齿轮413成比例转动，且由于从动伞齿轮413与行走轮412固定连接，因此会带动行走轮412转动，进而实现整个码垛机器人的移动，当码垛机器人需要转向时，控制转向电机45转动，经减速机44后，转向电机45输出的转速降低，且带动转向主动齿轮46转动，由于转向主动齿轮46与转向从动齿轮47之间为啮合连接，因此转向主动齿轮46会带动转向从动齿轮47成比例转动，且由于转向从动齿轮47内部所携带的第一传动杆与行走轮安装框架411固定连接，当第一传动杆微微转动时，行走轮安装框架411也会跟随转动，进而实现了码垛机器人的转向，当整个码垛机器人来到取料区域时，发现自身的取料高度不够时，可以启动两根液压缸21，液压缸21向上顶起载板27，进而可以提升三轴机械臂5和真空取放机构6的高度，而在高度提升的过程中，升降柱28也跟随载板27上升，在若干组滚轮26的限位作用下，使得整个上升过程更加安全，同理，可实现下降，当高度达到需求后，启动与真空取放机构6相连接的抽气设备(图中未画出)，让若干个真空吸盘65的内部均处在真空状态，从而将货物进行吸附，同理，抽气设备回气，可以解除若干个真空吸盘65的内部均处在真空状态，便可实现放料，整个过程操作简单，便捷，大幅度提高了现有码垛机器人的实用性，让码垛机器人更加适用于集装箱内部货物的码垛工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，包括设备承载底座(1)，其特征在于：所述设备承载底座(1)的四个拐角均固定开设有拓位槽孔(7)，每个所述拓位槽孔(7)的内部均对应安装有一组移动转向机构(4)，所述设备承载底座(1)顶部端面的中间固定安装有升降机构(2)，所述升降机构(2)的顶部端面固定安装有机械臂安装底座(3)，所述机械臂安装底座(3)顶部端面的中间固定安装有三轴机械臂(5)，所述三轴机械臂(5)的自由驱动端固定安装有真空取放机构(6)。

2.根据权利要求1所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述升降机构(2)包括对称安装在设备承载底座(1)顶部端面的两根液压缸(21)，所述两根液压缸(21)相背离的侧端面均对应固定连接有一根支撑立柱(22)，两根所述支撑立柱(22)的底端均与设备承载底座(1)的顶部端面之间通过螺栓固定。

3.根据权利要求2所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述两根支撑立柱(22)的端面与两根液压缸(21)的非伸缩区段共同连接有两根Y轴向杆(23)，两根所述Y轴向杆(23)对称设置在液压缸(21)的两侧，且两根Y轴向杆(23)的两端共同连接有X轴向杆(24)，所述两根Y轴向杆(23)和两根X轴向杆(24)共同形成矩形结构的加固框架结构。

4.根据权利要求3所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述两根液压缸(21)的顶部伸缩端共同连接有一块与机械臂安装底座(3)底部端面相连接的载板(27)，所述载板(27)的底部端面且位于两根支撑立柱(22)的外侧位置处对称设置有两根升降柱(28)。

5.根据权利要求4所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述两根Y轴向杆(23)的顶部端面对称设置有两组限位框架(25)，每组设置有两个，每组中的两个限位框架(25)关于升降柱(28)对称，且每个限位框架(25)朝着升降柱(28)的端面均安装有若干个滚轮(26)。

6.根据权利要求1所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述移动转向机构(4)包括分别对应安装在设备承载底座(1)上端面和下端面的上限位板(41)和下限位板(42)，所述上限位板(41)、下限位板(42)以及设备承载底座(1)三者之间通过若干根紧固螺栓(43)形成固定的串接结构，所述下限位板(42)的尺寸大于上限位板(41)。

7.根据权利要求6所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述上限位板(41)的顶部端面固定安装有减速机(44)，所述减速机(44)的顶部从动端固定与转向电机(45)的驱动端相串接，所述减速机(44)的驱动端延伸至上限位板(41)的下方，并且固定套接有转向主动齿轮(46)，所述下限位板(42)与上限位板(41)相邻端面的中间固定安装有转向从动齿轮(47)，转向从动齿轮(47)的内部携带有第一传动杆，第一传动杆的底端延伸至下限位板(42)的下方，并且固定连接有行走轮安装框架(411)，所述行走轮安装框架(411)的内部固定安装有行走轮(412)，所述行走轮(412)的一侧固定套接安装有从动伞齿轮(413)。

8.根据权利要求7所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述上限位板(41)的顶部端面且位于减速机(44)的一侧位置处固定安装有驱动电机(48)，所述驱动电机(48)的驱动端延伸至上限位板(41)的下方，并且固定套接安装有位移主动齿轮(414)，所述下限位板(42)的顶部端面且位于转向从动齿轮(47)的一侧位置处固定安装有位移从动齿轮(49)，所述位移从动齿轮(49)的内部携带有第二传动杆，所述第二传动杆的底端延伸至下限位板(42)的下方，并且固定串接安装有主动伞齿轮(410)。

9.根据权利要求8所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述转向主动齿轮(46)与转向从动齿轮(47)相啮合，传动比为10:1，所述位移主动齿轮(414)与位移从动齿轮(49)相啮合，传动比为5:1，所述主动伞齿轮(410)与从动伞齿轮(413)相啮合，传动比为3:1。

10.根据权利要求1所述的一种多角度可移动式集装箱码垛机器人，其特征在于：所述真空取放机构(6)包括固定安装在三轴机械臂(5)自由驱动端上的衔接柱(61)，所述衔接柱(61)的底端固定连接有联立板(62)，所述联立板(62)的两侧对称式安装有两根安装杆(63)，每根所述安装杆(63)的外部均固定套接有若干吸盘基座(64)，每个吸盘基座(64)的底部均固定安装有真空吸盘(65)，若干个所述真空吸盘(65)与均外部抽气设备相串接。

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