CN111645086B - 一种服务机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，公开了一种服务机器人。本发明提供的服务机器人包括机器人仓体以及开关门机构，开关门机构通过不同位置的至少两个连动单元可转动地安装于机器人仓体上，至少两个连动单元分别绕相互错位的至少两个转动轴作动，进而，开关门机构沿曲线轨迹自动启闭于机器人仓体。本发明提供的开关门机构中使门体在打开或关闭时可以适配不同机器人的异形外壳运动，门体可以打开较大的角度，在门体打开时不会碰撞到相近的物体，并且门体完全打开后不会占用很大的外部空间，便于机器人与其它装置对接，使机器人的结构更加紧凑。

Description

一种服务机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种服务机器人。

背景技术

目前，机器人已经走进大众的生活，服务于大众的机器人种类越来越多，功能也越来越丰富。对于运送类机器人上会设置有货仓，货仓设有取货口，取货口处设有用于封闭或打开取货口的门体。

现有技术中，对于以对开门的方式设置的门体大多以蝶型铰链、合页或滑动铰链作为连接件使门体与机器人本体连接。其中，蝶型铰链和滑动铰链因为制造间隙公差大，不能满足机器人门体的装配精度要求，并且蝶型铰链和滑动铰链的安装会减小货仓内部空间。而用合页和铰链连接的对开门在开门时占地面积大，比如当人站在机器人正面取货时，需要后退一步，当机器人在货柜取货时，机器人距离货柜的距离太远，对货柜的出货距离要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种服务机器人，使机器人的结构紧凑性好，且该机器人的开关门方式适合各种外形的机器人，使用范围广。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种服务机器人，包括机器人仓体以及开关门机构，所述开关门机构通过不同位置的至少两个连动单元可转动地安装于所述机器人仓体上，至少两个所述连动单元分别绕相互错位的至少两个转动轴作动，进而，所述开关门机构沿曲线轨迹自动启闭于所述机器人仓体。

优选地，所述开关门机构包括第一连动单元、第二连动单元及门体，所述第一连动单元通过第一轴可转动地安装于所述机器人仓体，所述第二连动单元通过第二轴可转动地安装于所述机器人仓体，所述第一轴与所述第二轴相互错位；所述门体包括第一连接处以及第二连接处，所述第一连接处与所述第一连动单元的外延伸端枢接，所述第二连接处与所述第二连动单元的外延伸端枢接；进而，所述第一连接处可绕所述第一轴沿圆周轨迹作动，所述第二连接处可绕所述第二轴沿圆周轨迹作动，所述门体可沿曲线轨迹作动；所述第一连动单元与所述第二连动单元中的任一单元/或两者可自驱动所述门体沿侧向启闭于所述机器人仓体。

优选地，所述第一轴与所述第二轴相互平行且高低错落地设置，进而，所述第一连动单元与所述第二连动单元的作动空间相互错位。

优选地，所述第一连动单元以及所述第二连动单元均相对所述机器人仓体向外延伸，所述第一连动单元与所述门体点面连接；所述第二连动单元沿所述机器人仓体的高度方向延展以形成连接延展面，所述第二连动单元与所述门体面面连接。

优选地，所述第一连动单元包括驱动杆，所述驱动杆的一端与所述机器人仓体通过所述第一轴枢接，所述驱动杆的另一端与所述门体枢接。

优选地，所述第一轴的一端连接有第一驱动组件，所述第一轴的另一端连接所述驱动杆，所述第一驱动组件驱动所述驱动杆绕所述第一轴旋转。

优选地，所述第二连动单元包括支撑件，所述支撑件的一端与所述机器人仓体通过第二轴枢接，所述支撑件的另一端与所述门体枢接。

优选地，所述门体内壁设有门铰接座作为第二连接处，所述门铰接座的上下两端分别设有至少两个固定块，所述支撑件沿所述机器人仓体的高度方向延展以形成连接延展面，所述连接延展面的外侧端活动穿设有门铰接轴，所述门铰接轴的两端分别与上下端的所述固定块枢接，进而，所述门体可相对所述连接延展面摆动。

优选地，所述机器人仓体上设有固定框，所述固定框上设有安装座，所述安装座的上下两端分别设有至少两个连接块，所述支撑件的内侧端通过所述第二轴与多个所述连接块枢接，进而，所述门体可相对所述固定框沿圆周轨迹作动。

优选地，所述安装座包括第一安装座和与第二安装座，所述第一安装座安装于所述固定框上，所述第二安装座通过连接螺栓与所述第一安装座可拆卸连接，所述连接螺栓显露于所述第二安装座朝外的一侧，所述连接块设置于所述第二安装座上。

优选地，所述支撑件包括经弯折连接的第一支撑段和第二支撑段，通过所述第一支撑段与所述机器人仓体枢接，通过所述第二支撑段与所述门体枢接，所述第二支撑段相对于所述第一支撑段的弯折方向与所述门体打开的方向一致。

优选地，所述开关门机构还包括用于检测所述门体转动角度的检测模块。

优选地，所述检测模块包括第一传感器和第二传感器，所述驱动杆上设有限位件，在所述门体运动至极限位置时，所述限位件用于与所述第一传感器或所述第二传感器接触。

优选地，还包括驱动所述支撑件绕所述第二轴旋转的第二驱动组件及驱动所述门体绕所述支撑件旋转的第三驱动组件。

优选地，所述门体两两对开以形成对开门机构，所述机器人仓体有多个，且每一对所述对开门机构对应启闭于一个所述机器人仓体。

优选地，所述机器人仓体具有流线型曲面的外壳，所述门体呈流线型曲面结构，所述门体的启闭与所述外壳相互适配且流线契合。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的服务机器人，开关门机构通过不同位置的至少两个连动单元可转动地安装于机器人仓体上，至少两个连动单元分别绕相互错位的至少两个转动轴作动，使门体在打开或关闭时都可以适配不同机器人的异形外壳而顺畅运动，门体可以打开较大的角度，在门体打开时不会碰撞到相近的物体，并且门体完全打开后不会占用很大的外部空间，便于机器人与其它装置对接，使机器人的结构更加紧凑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的服务机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的开关门机构的第一视角的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的人开关门机构的第二视角的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的开关门机构的爆炸示意图；

图5是本发明实施例提供的上部门体的运动轨迹示意图；

图6是本发明实施例提供的下部门体的运动轨迹示意图。

图中：

100、机器人本体；101、固定框；102、机器人仓体；

1、门体；2、支撑件；21、第一支撑段；22、第二支撑段；3、驱动杆；4、固定块；5、门铰接轴；61、第一安装座；62、第二安装座；63、连接块；64、连接螺栓；71、第一传感器；72、第二传感器；73、限位件；8、第一轴；9、第二轴；10、第一驱动组件；11、门铰接座。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

现有技术中，机器人以对开门的方式设置的门体大多以蝶型铰链、合页或滑动铰链作为连接件使门体与机器人本体连接，但是不能满足机器人门体的装配精度要求，并且蝶型铰链、合页或滑动铰链的安装会占用货仓内部空间，门体在打开时占地面积大。针对上述问题，如图1所示，本实施例提供了一种服务机器人，该服务机器人包括机器人仓体102以及开关门机构，机器人上设有机器人仓体102，开关门机构设置于机器人仓体102的取货口处，开关门机构可以设置一组，其中门体1用于启闭取货口。开关门机构还可以设置多组，每两组开关门机构的门体1对开设置，每个门体1能单独打开。在门体1打开时，使门体1沿机器人本体100的外形轮廓运动，适合各种外形的机器人，使用范围广，提高了机器人的结构紧凑性。机器人仓体102具有流线型曲面的外壳，门体1呈流线型曲面结构，门体1的启闭与外壳相互适配且流线契合。

本实施例中，机器人上设置有两个货仓102，两个货仓102上下设置，每个货仓102的取货口处均设置两组开关门机构，且两组开关门机构的门体1对开设置。开关门机构使对开设置的两个门体1在关闭时能对齐，提高了机器人的美观度。

具体地，如图2、图3和图4所示，开关门机构通过不同位置的至少两个连动单元可转动地安装于机器人仓体102上，至少两个连动单元分别绕相互错位的至少两个转动轴作动，进而，开关门机构沿曲线轨迹自动启闭于机器人仓体102。门体1可沿曲线轨迹作动，使门体1在打开或关闭时都可以适配不同机器人的异形外壳而顺畅运动，门体1可以打开较大的角度，在门体1打开时不会碰撞到相近的物体，并且门体1完全打开后不会占用很大的外部空间，便于机器人与其它装置对接，使机器人的结构更加紧凑。

开关门机构包括第一连动单元、第二连动单元及门体1，第一连动单元通过第一轴8可转动地安装于机器人仓体102，第二连动单元通过第二轴9可转动地安装于机器人仓体102，第一轴8与第二轴9相互错位；门体1包括第一连接处以及第二连接处，第一连接处与第一连动单元的外延伸端枢接，第二连接处与第二连动单元的外延伸端枢接；进而，第一连接处可绕第一轴8沿圆周轨迹作动，第二连接处可绕第二轴9沿圆周轨迹作动，门体1可沿曲线轨迹作动；第一连动单元与第二连动单元中的任一单元/或两者可自驱动门体1沿侧向启闭于机器人仓体102。该服务机器人中门体1的第一连接处与第一连动单元的外延伸端枢接，门体1的第二连接处与第二连动单元的外延伸端枢接，第一连接处可绕第一轴8沿圆周轨迹作动，第二连接处可绕第二轴9沿圆周轨迹作动，使门体1可沿曲线轨迹作动，使门体1在打开或关闭时都可以适配不同机器人的异形外壳而顺畅运动，门体1可以打开较大的角度，在门体1打开时不会碰撞到相近的物体，并且门体1完全打开后不会占用很大的外部空间，便于机器人与其它装置对接，使机器人的结构更加紧凑。

在本实施例中，第一轴8与第二轴9相互平行且高低错落地设置，进而，第一连动单元与第二连动单元的作动空间相互错位，使第一连动单元和第二连动单元运动时互不干涉。

第一连动单元以及第二连动单元均相对机器人仓体102向外延伸，第一连动单元与门体1点面连接；第二连动单元沿机器人仓体102的高度方向延展以形成连接延展面，第二连动单元与门体1面面连接。

在本实施例中，第二连动单元包括支撑件2，支撑件2的一端与机器人仓体102通过第二轴9枢接，支撑件2的另一端与门体1枢接。

具体地，门体1内壁设有门铰接座11作为第二连接处，门铰接座11的上下两端分别设有至少两个固定块4，支撑件2沿机器人仓体102的高度方向延展以形成连接延展面，连接延展面的外侧穿设有门铰接轴5，门铰接轴5的两端分别与上下端的固定块4枢接，进而，门体1可相对连接延展面摆动。设置固定块4且固定块4凸出于门体1的表面设置，便于支撑件2与门体1连接。支撑件2的不同位置分别通过门铰接轴5与多个固定块4连接，门铰接轴5分段安装，降低了安装难度，多个门铰接轴5同轴设置确保了门体1装配的位置精度，减小门体1与货仓102取货口的边框之间的间隙。

进一步地，固定块4上开设有第一安装孔，第一安装孔竖向设置，且多个第一安装孔同轴设置，将第一安装孔加工和与支撑件2的装配公差设置为同一个方向，进一步地提高了门体1装配的位置精度。支撑件2的一端设有与固定块4对应的第一凸块，第一凸块上设有第二安装孔，第二安装孔也竖向设置，便于门铰接轴5穿设第一安装孔和第二安装孔以实现门体1与支撑件2的转动连接。

机器人本体100上设有固定框101，安装座安装于固定框101上，安装座的上下两端分别设有至少两个连接块63，支撑件2的内侧端通过第二轴9与多个连接块63枢接，且多个第二轴9同轴设置，进而，门体1可相对固定框101沿圆周轨迹作动。支撑件2的不同位置分别通过第二轴9与多个连接块63连接，第二轴9分段安装，降低了安装难度，多个第二轴9同轴设置确保了支撑件2装配的位置精度，减小门体1与货仓102取货口的边框之间的间隙。

进一步地，连接块63上开设有第三安装孔，第三安装孔竖向设置，且多个第三安装孔同轴设置，将第三安装孔的加工和与支撑件2的装配公差设置为同一个方向，进一步地提高了门体1装配的位置精度。支撑件2的另一端也设有与连接块63对应的第二凸块，第二凸块上设有第四安装孔，第四安装孔也竖向设置，便于第二轴9穿设第三安装孔和第四安装孔以实现支撑件2与安装座的转动连接。

本实施例中，安装座包括第一安装座61和第二安装座62，第一安装座61安装于固定框101上，第二安装座62通过连接螺栓64与第一安装座61可拆卸连接，连接螺栓64显露于第二安装座62朝外的一侧，连接块63设置于第二安装座62上。第一安装座61和第二安装座62可拆卸连接便于将第一安装座61和第二安装座62安装于固定框101上，且连接螺栓64从第二安装座62的正面安装，便于拆装与支撑件2连接的门体1。本实施例中第一安装座61通过螺钉与固定框101连接，方便安装和拆卸第二安装座62。而第一安装座61和第二安装座62的设置，可快速地在固定框101上实现第二轴9的无干涉转动。

为了便于门体1打开和关闭时不与机器人上的其它部件发生干涉，使门体1能够沿机器人的外形运动，将支撑件2设置成弯曲形状。具体地，支撑件2包括经弯折连接的第一支撑段21和第二支撑段22，第一支撑段21用于与机器人本体100枢接，具体地，第一支撑段21与第二安装座62通过第二轴9连接。第二支撑段22与门体1枢接，具体地，第二支撑段22通过门铰接轴5与固定块4连接。第二支撑段22相对于第一支撑段21的弯折方向与门体1打开的方向一致，便于在门体1打开时朝向机器人的侧部运动，不影响机器人的外观，且能增大门体1打开的角度。

如图5和图6所示，支撑件2绕第二轴9转动形成第一弧形运动轨迹a，门体1在驱动杆3的带动下绕第一轴8转动形成第二弧形运动轨迹b，显然，轨迹a的转动半径不同于轨迹b的转动半径，优选地，a的转动半径大于b。门体1与支撑件2铰接，以实现门体1同时绕两个不同位置的轴转动，使门体1转动的轨迹并非规则的弧形曲线，能使门体1打开较大的角度，即机器人仓体102可以完全敞开，并且门体1在打开后也不会占用很大的外部空间，不受障碍物影响。本实施例中，继续参照图2、图3和图4，第一连动单元包括驱动杆3，驱动杆3的一端与机器人仓体102通过第一轴8枢接，驱动杆3的另一端与门体1枢接。第一驱动组件10的输出端与第一轴8的一端固定连接，第一轴8的另一端与驱动杆3固定连接，第一驱动组件10旋转驱动第一轴8旋转，进而带动驱动杆3以第一轴8为中心旋转，实现了门体1以第一轴8为中心旋转，同时支撑件2绕第二轴9转动，使门体1同时以第一轴8和第二轴9为中心转动，门体1在打开或关闭时可以沿着机器人的外形运动，在运动过程中，单个门体1的前端逐步可相对于门体1的后端更靠近机器人的外壳，这样，门体1可以打开较大的角度，在门体1打开时不会碰撞到相近的物体。

在另一实施例中，机器人开关门机构还包括驱动支撑件2绕第二轴9旋转的第二驱动组件以及驱动门体1绕支撑件2旋转的第三驱动组件。第二驱动组件和第三驱动组件配合驱动支撑件2和门体1旋转进而带动门体1沿曲线轨迹打开或闭合。

其中，第一驱动组件10、第二驱动组件和第三驱动组件均为电机，控制简单。支撑件2能负载门体1的重量，因此可以选用功率小的电机驱动重量比较大的门体1，进而降低机器人的生产成本，并且还能使机器人的结构更加紧凑。

在本实施例中，开关门机构还包括用于检测门体1转动角度的检测模块。优选地，检测模块包括第一传感器71和第二传感器72，驱动杆3上设有限位件73，在门体1运动至极限位置时，限位件73用于与第一传感器71或第二传感器72接触。本实施例中第一传感器71和第二传感器72设置的位置决定驱动杆3旋转的角度，即可以通过调整第一传感器71和第二传感器72的位置调整门体1打开的角度。本实施例中驱动杆3的旋转角度设定为120°，还可以根据实际应用场景设定驱动杆3旋转的角度，以使门体1打开合适的角度便于从机器人仓体102中拿取货物。

进一步地，限位件73固定安装于第一轴8上，在第一驱动组件10驱动第一轴8旋转时，限位件73随第一轴8旋转，进而实现与第一传感器71或第二传感器72接触，以便精确控制门体1的旋转角度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种服务机器人，其特征在于，包括机器人仓体（102）以及开关门机构，所述开关门机构包括第一连动单元、第二连动单元及门体（1），所述第一连动单元通过第一轴（8）可转动地安装于所述机器人仓体（102），所述第二连动单元通过第二轴（9）可转动地安装于所述机器人仓体（102）；所述门体（1）包括第一连接处以及第二连接处，所述第一连接处与所述第一连动单元的外延伸端枢接，所述第二连接处与所述第二连动单元的外延伸端枢接，其中，

所述第一轴（8）与所述第二轴（9）相互错位，所述第一轴（8）与所述第二轴（9）相互平行且高低错落地设置，进而，所述第一连动单元与所述第二连动单元的作动空间相互错位，所述第一连接处可绕所述第一轴（8）沿圆周轨迹作动，形成第二弧形运动轨迹b，所述第二连接处可绕所述第二轴（9）沿圆周轨迹作动，形成第一弧形运动轨迹a，a的转动半径大于b的转动半径；

所述第一连动单元与所述第二连动单元中的任一单元/或两者可自驱动所述门体（1）沿侧向启闭于所述机器人仓体（102）；

所述门体（1）两两对开以形成对开门机构，所述机器人仓体（102）有多个，且每一对所述对开门机构对应启闭于一个所述机器人仓体（102）；

所述第二连动单元包括支撑件（2），所述支撑件（2）的一端与所述机器人仓体（102）通过第二轴（9）枢接，所述支撑件（2）的另一端与所述门体（1）枢接；

所述支撑件（2）包括经弯折连接的第一支撑段（21）和第二支撑段（22），通过所述第一支撑段（21）与所述机器人仓体（102）枢接，通过所述第二支撑段（22）与所述门体（1）枢接，所述第二支撑段（22）相对于所述第一支撑段（21）的弯折方向与所述门体（1）打开的方向一致；

所述机器人仓体（102）具有流线型曲面的外壳，所述门体（1）呈流线型曲面结构，所述门体（1）的启闭与所述外壳相互适配且流线契合。

2.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述第一连动单元以及所述第二连动单元均相对所述机器人仓体（102）向外延伸，所述第一连动单元与所述门体（1）点面连接；所述第二连动单元沿所述机器人仓体（102）的高度方向延展以形成连接延展面，所述第二连动单元与所述门体（1）面面连接。

3.根据权利要求2所述的服务机器人，其特征在于，所述第一连动单元包括驱动杆（3），所述驱动杆（3）的一端与所述机器人仓体（102）通过所述第一轴（8）枢接，所述驱动杆（3）的另一端与所述门体（1）枢接。

4.根据权利要求3所述的服务机器人，其特征在于，所述第一轴（8）的一端连接有第一驱动组件（10），所述第一轴（8）的另一端连接所述驱动杆（3），所述第一驱动组件（10）驱动所述驱动杆（3）绕所述第一轴（8）旋转。

5.根据权利要求2所述的服务机器人，其特征在于，所述门体（1）内壁设有门铰接座（11）作为第二连接处，所述门铰接座（11）的上下两端分别设有至少两个固定块（4），所述支撑件（2）沿所述机器人仓体（102）的高度方向延展以形成连接延展面，所述连接延展面的外侧端活动穿设有门铰接轴（5），所述门铰接轴（5）的两端分别与上下端的所述固定块（4）枢接，进而，所述门体（1）可相对所述连接延展面摆动。

6.根据权利要求2所述的服务机器人，其特征在于，所述机器人仓体（102）上设有固定框（101），所述固定框（101）上设有安装座，所述安装座的上下两端分别设有至少两个连接块（63），所述支撑件（2）的内侧端通过所述第二轴（9）与多个所述连接块（63）枢接，进而，所述门体（1）可相对所述固定框（101）沿圆周轨迹作动。

7.根据权利要求6所述的服务机器人，其特征在于，所述安装座包括第一安装座（61）和与第二安装座（62），所述第一安装座（61）安装于所述固定框（101）上，所述第二安装座（62）通过连接螺栓（64）与所述第一安装座（61）可拆卸连接，所述连接螺栓（64）显露于所述第二安装座（62）朝外的一侧，所述连接块（63）设置于所述第二安装座（62）上。

8.根据权利要求3所述的服务机器人，其特征在于，所述开关门机构还包括用于检测所述门体（1）转动角度的检测模块。

9.根据权利要求8所述的服务机器人，其特征在于，所述检测模块包括第一传感器（71）和第二传感器（72），所述驱动杆（3）上设有限位件（73），在所述门体（1）运动至极限位置时，所述限位件（73）用于与所述第一传感器（71）或所述第二传感器（72）接触。

10.根据权利要求2所述的服务机器人，其特征在于，还包括驱动所述支撑件（2）绕所述第二轴（9）旋转的第二驱动组件及驱动所述门体（1）绕所述支撑件（2）旋转的第三驱动组件。

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