CN111949033A - 一种全联动升降托盘校准装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全联动升降托盘校准装置及方法，包括下底板、上底板、侧推板一、侧推板二、限位开关座、在席开关和驱动系统，下底板上设有多个竖直电动推杆和尼龙立柱，上底板设于下底板上端，且被竖直电动推杆支撑升降，上底板四个方向上分别平行设有导轨，导轨上滑动设有滑块；侧推板一背面设有连接板一；侧推板二背面设有连接板二；限位开关座与上底板连接，在席开关与上底板连接，驱动系统与上底板下端中心连紧固接；实现了侧推板一和侧推板二全联动向内运动，避免人工放置误差，损伤托盘，安全隐患，提高校准效率；保证托盘使用寿命；提高对托盘限位范围；实现限位精度调整；满足其他机器人精度对接要求。

Description

一种全联动升降托盘校准装置及方法

技术领域

本发明属于自动导引功能的工业车辆技术领域，具体地说，本发明涉及一种全联动升降托盘校准装置及方法。

背景技术

AGV指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路径以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路径，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

AGV属于新科技产品，对安全性要求很高，必须时时刻刻得到车辆状态。在现代物流工业应用场景下，托盘拾取是自动化仓储的重要环节之一。AGV叉车应用中，在叉取托盘时，货叉需要准确插入托盘的孔中，就涉及到货叉与托盘的精确对准。货叉与托盘的精确对准，在高位货架存取货物的安全性上至关重要。影响货叉与托盘的对准精度的因素有：

1、人工放置托盘的准确度；

2、多AGV叉车一致性及精度差异；

3、托盘重复搬运累计误差；

4、托盘异常移位；

上述因素导致AGV叉车在叉取托盘的时候会存在一定的失败率。

一旦AGV叉车的货叉叉取托盘失败，需要人工干预将托盘校正才能继续任务，这使得AGV叉车的自动化程度和智能化程度大打折扣。

一旦AGV叉车的货叉叉取托盘失败，存在高位托盘掉落的危险，更严重者甚至会造成一定的财产损失和人员伤害。

另外，在AGV叉车与机械臂等高精度对接要求的场景，AGV叉车很难通过单一导航达到要求，通过其他辅助定位手段达到的话，成本较高。

目前控制货叉与托盘的对准精度的方案为：传统AGV叉车，通常在托盘转运对接库位设置机械的导向限位，例如：喇叭口，对托盘进行下落式或者进入式导向限位，从而校准托盘的固定位置。

目前的控制方案存在六个问题：

1、对人工放置要求高，放置效率降低

2、损伤托盘，因为是机械硬撞，接触声音大，损伤托盘，寿命降低；

3、损伤限位结构，因为机械碰撞，限位结构反复被刮碰，几次就会出现不同程度的损伤和掉漆；

4、限位范围有限，因为托盘高度一定，托盘导向角度受限，故导向范围受限；

5、限位精度受限，因为限位结构不可移动，为保证托盘可以顺利取出，限位结构理论上与托盘有一定的间隙；

6、存在安全隐患，第一：下落方式一但车辆超出限位精度，货无法滑落下去，托盘卡在限位结构上，极易造成安全隐患；第二：进入方式一旦车辆超出限位精度，托盘会顶死限位结构，托盘损坏，物料损坏。

发明内容

本发明提供一种全联动升降托盘校准装置及方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种全联动升降托盘校准装置及方法，包括下底板、上底板、侧推板一、侧推板二、限位开关座、在席开关和驱动系统，所述下底板设于地面凹坑底部，下底板上设有多个竖直电动推杆和尼龙立柱，所述上底板设于下底板上端，且被竖直电动推杆支撑升降，所述上底板四个方向上分别平行设有导轨，导轨上滑动设有滑块；

所述侧推板一对称设有两个，所述侧推板一背面设有连接板一，且连接板一与滑块紧固连接；

所述侧推板二对称设有两个，所述侧推板二背面设有连接板二，且连接板二与滑块紧固连接；

所述限位开关座与上底板连接，所述在席开关与上底板连接，所述驱动系统与上底板下端中心连紧固接。

优选的，所述上底板上设有四个限位孔，所述连接板一背面设有延伸板一，延伸板一下端设有限位销一，且限位销一穿过限位孔，限位销一下端连接连杆一；所述连接板二背面设有延伸板二，延伸板二下端设有限位销二，且限位销二穿过限位孔，限位销二下端连接连杆二。

优选的，所述驱动系统由驱动电机、齿轮箱、大锥齿轮、小锥齿轮一、小锥齿轮二、小锥齿轮三和小锥齿轮四组成，所述齿轮箱与上底板下端中心连紧固接，所述驱动电机与齿轮箱紧固连接，所述大锥齿轮与驱动电机输出轴连接，所述小锥齿轮一、小锥齿轮二、小锥齿轮三和小锥齿轮四与齿轮箱分别通过滚动轴承转动连接；

所述小锥齿轮一中心同轴设有右旋丝杆一，右旋丝杆一上设有丝母一，所述小锥齿轮二中心同轴设有左旋丝杆一，左旋丝杆一上设有丝母二，所述小锥齿轮三中心同轴设有右旋丝杆二，右旋丝杆二上设有丝母三，所述小锥齿轮四中心同轴设有左旋丝杆二，左旋丝杆二上设有丝母四；

所述丝母一与一侧连杆一紧固连接，所述丝母二与另一侧连杆一紧固连接，所述丝母三与一侧连杆二紧固连接，所述丝母三与另一侧连杆二紧固连接。

优选的，所述连接板一上设有感应触片。

优选的，所述侧推板一和侧推板二内壁面上设有多个橡胶垫。

优选的，所述限位开关座上设有后位置传感器和前位置传感器。

一种全联动升降托盘校准方法，具体包括以下步骤，

步骤S1：系统检测；

步骤S2：放入托盘于尼龙立柱上；

步骤S3：驱动电机顺时针旋转一个角度，侧推板一和侧推板二推出；

步骤S4：判断前位置传感器是否检测到感应触片，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S3；

步骤S5：驱动电机顺时针旋转动作停止，侧推板一和侧推板二内壁上的橡胶垫与托盘接触；

步骤S6：校准完毕；

步骤S7：系统自复位，AGV叉车或者高精度机械臂对接开始，为下一次托盘校准做准备。

一种全联动升降托盘校准方法，所述步骤S1中具体包括以下步骤，

步骤S10：四个竖直电动推杆同时伸出，将上底板在尼龙立柱的导向作用下抬高；

步骤S11：判断后位置传感器是否检测到感应触片，若是，则执行步骤S13，若否，则执行步骤S12；

步骤S12：驱动电机逆时针旋转一个角度，侧推板一和侧推板二收回；

步骤S13：判断在席开关是否检测到物体，若是，则执行步骤S14，若否，则执行步骤S2；

步骤S14：报警系统开启报警。

一种全联动升降托盘校准方法，所述步骤S7中具体包括以下步骤，

步骤S70：驱动电机逆时针旋转一个角度，侧推板一和侧推板二收回；

步骤S71：判断后位置传感器是否检测到感应触片，若是，则执行步骤S72，若否，则返回步骤S70；

步骤S72：四个竖直电动推杆同时收缩，将上底板在尼龙立柱的导向作用下降低。

采用以上技术方案的有益效果是：

1、该全联动升降托盘校准装置，避免了人工放置误差；通过限位孔限制限位销一的移动距离，从而限制侧推板一的移动距离，通过限位孔限制限位销二的移动距离，从而限制侧推板二的移动距离，一个驱动电机通过大锥齿轮与小锥齿轮一、小锥齿轮二、小锥齿轮三、小锥齿轮四配合分别驱动右旋丝杆一、左旋丝杆一、右旋丝杆二和左旋丝杆二转动，丝母一驱动一侧连杆一带着侧推板一沿着导轨往内移动，丝母二驱动另一侧连杆一带着侧推板一沿着导轨往内移动，丝母三驱动一侧连杆二带着侧推板二沿着导轨往内移动，丝母四驱动一侧连杆二带着侧推板二沿着导轨往内移动，实现了两个侧推板一和两个侧推板二全联动向内运动，提高了校准效率。

2、该全联动升降托盘校准装置，避免托盘直接与限位结构接触硬撞，托盘校准接触声音小，避免了损伤托盘，保证了托盘使用寿命。

3、该全联动升降托盘校准装置，两面被侧推板一限位，两面被侧推板二限位，通过调整后位置传感器和前位置传感器在限位开关座上的位置，提高了对托盘的限位范围，来适应不同外形尺寸的托盘。

4、该全联动升降托盘校准装置，通过调整后位置传感器和前位置传感器在限位开关座上的位置，实现限位精度调整，可以将限位精度调高，也可以将相位精度调低，既保证托盘的校准精度，又保证托盘顺利被插取。

5、该全联动升降托盘校准装置，避免了车辆超出限位精度造成的货无法滑落下去，避免托盘卡在限位结构上或顶死限位结构带来的安全隐患。

附图说明

图1是本发明的全联动升降托盘校准装置结构示意图一；

图2是本发明的全联动升降托盘校准装置结构示意图二；

图3是本发明的全联动升降托盘校准装置俯视图；

图4是本发明的驱动系统仰视图；

图5是大锥齿轮与小锥齿轮一、小锥齿轮二、小锥齿轮三、小锥齿轮四配合示意图；

图6是本发明的全联动升降托盘校准方法逻辑框图一；

图7是本发明的全联动升降托盘校准方法逻辑框图二；

图8是本发明的全联动升降托盘校准方法逻辑框图三；

其中：

1、下底板；2、上底板；3、侧推板一；4、侧推板二；5、限位开关座；6、在席开关；7、感应触片；8、橡胶垫；9、驱动系统；

10、竖直电动推杆；11、尼龙立柱；

20、导轨；20-1、滑块；21、限位孔；22、导向孔；

30、连接板一；31、延伸板一；32、限位销一；33、连杆一；

40、连接板二；41、延伸板二；42、限位销二；43、连杆二；

50、后位置传感器；51、前位置传感器；

90、驱动电机；91、齿轮箱；92、大锥齿轮；93、小锥齿轮一；93-1、右旋丝杆一；93-2、丝母一；；94、小锥齿轮二；94-1、左旋丝杆一；94-2、丝母二；95、小锥齿轮三；95-1、右旋丝杆二；95-2、丝母三；；96、小锥齿轮四；96-1、左旋丝杆二；96-2、丝母四。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

具体的说，如图1至图8所示，包括下底板1、上底板2、侧推板一3、侧推板二4、限位开关座5、在席开关6和驱动系统9，所述下底板1设于地面凹坑底部，下底板1上设有多个竖直电动推杆10和尼龙立柱11，所述上底板2设于下底板1上端，且被竖直电动推杆10支撑升降，所述上底板2四个方向上分别平行设有导轨20，导轨20上滑动设有滑块20-1；

所述侧推板一3对称设有两个，所述侧推板一3背面设有连接板一30，且连接板一30与滑块20-1紧固连接；

所述侧推板二4对称设有两个，所述侧推板二4背面设有连接板二40，且连接板二40与滑块20-1紧固连接；

所述限位开关座5与上底板2连接，所述在席开关6与上底板2连接，所述驱动系统9与上底板2下端中心连紧固接。

所述上底板2上设有四个限位孔21，所述连接板一30背面设有延伸板一31，延伸板一31下端设有限位销一32，且限位销一32穿过限位孔21，限位销一32下端连接连杆一33；所述连接板二40背面设有延伸板二41，延伸板二41下端设有限位销二42，且限位销二42穿过限位孔21，限位销二42下端连接连杆二43。

所述驱动系统9由驱动电机90、齿轮箱91、大锥齿轮92、小锥齿轮一93、小锥齿轮二94、小锥齿轮三95和小锥齿轮四96组成，所述齿轮箱91与上底板2下端中心连紧固接，所述驱动电机90与齿轮箱91紧固连接，所述大锥齿轮62与驱动电机90输出轴连接，所述小锥齿轮一93、小锥齿轮二94、小锥齿轮三95和小锥齿轮四96与齿轮箱62分别通过滚动轴承转动连接；

所述小锥齿轮一93中心同轴设有右旋丝杆一93-1，右旋丝杆一93-1上设有丝母一93-2，所述小锥齿轮二94中心同轴设有左旋丝杆一94-1，左旋丝杆一94-1上设有丝母二94-2，所述小锥齿轮三95中心同轴设有右旋丝杆二95-1，右旋丝杆二95-1上设有丝母三95-2，所述小锥齿轮四96中心同轴设有左旋丝杆二96-1，左旋丝杆二96-1上设有丝母四96-2；

所述丝母一93-2与一侧连杆一33紧固连接，所述丝母二94-2与另一侧连杆一33紧固连接，所述丝母三95-2与一侧连杆二43紧固连接，所述丝母三95-2与另一侧连杆二43紧固连接。

所述连接板一30上设有感应触片7。

所述侧推板一3和侧推板二4内壁面上设有多个橡胶垫8。

所述限位开关座5上设有后位置传感器50和前位置传感器51。

一种全联动升降托盘校准方法，具体包括以下步骤，

步骤S1：系统检测；

步骤S2：放入托盘于尼龙立柱11上；

步骤S3：驱动电机90顺时针旋转一个角度，侧推板一3和侧推板二4推出；

步骤S4：判断前位置传感器51是否检测到感应触片7，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S3；

步骤S5：驱动电机90顺时针旋转动作停止，侧推板一3和侧推板二4内壁上的橡胶垫8与托盘接触；

步骤S6：校准完毕；

步骤S7：系统自复位，AGV叉车或者高精度机械臂对接开始，为下一次托盘校准做准备。

一种全联动升降托盘校准方法，所述步骤S1中具体包括以下步骤，

步骤S10：四个竖直电动推杆10同时伸出，将上底板2在尼龙立柱11的导向作用下抬高；

步骤S11：判断后位置传感器50是否检测到感应触片7，若是，则执行步骤S13，若否，则执行步骤S12；

步骤S12：驱动电机90逆时针旋转一个角度，侧推板一3和侧推板二4收回；

步骤S13：判断在席开关6是否检测到物体，若是，则执行步骤S14，若否，则执行步骤S2；

步骤S14：报警系统开启报警。

一种全联动升降托盘校准方法，所述步骤S7中具体包括以下步骤，

步骤S70：驱动电机90逆时针旋转一个角度，侧推板一3和侧推板二4收回；

步骤S71：判断后位置传感器50是否检测到感应触片7，若是，则执行步骤S72，若否，则返回步骤S70；

步骤S72：四个竖直电动推杆10同时收缩，将上底板2在尼龙立柱11的导向作用下降低。

以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：

实施例1：

先系统进行自检，判断托盘校准装置的后位置传感器50是否检测到感应触片7，若是，则证明两个侧推板一3和两个侧推板二4处于收缩状态，然后再判断在席开关6是否检测到物体，若是，则报警系统开启进行报警，提示工作人员该托盘校准装置内放置有物体，若否，则向本全联动升降托盘校准装置内的尼龙立柱11上放入托盘。

然后驱动电机90顺时针旋转一个角度，一个驱动电机90通过大锥齿轮91与小锥齿轮一93、小锥齿轮二94、小锥齿轮三95、小锥齿轮四96配合分别驱动右旋丝杆一93-1、左旋丝杆一94-1、右旋丝杆二95-1和左旋丝杆二96-1转动，丝母一93-2驱动一侧连杆一33带着侧推板一3沿着导轨20往内移动，丝母二94-2驱动另一侧连杆一33带着侧推板一3沿着导轨20往内移动，丝母三95-2驱动一侧连杆二43带着侧推板二4沿着导轨20往内移动，丝母四96-2驱动一侧连杆二43带着侧推板二4沿着导轨20往内移动，直至连接板一30上设有感应触片7到达前位置传感器51处停止，此时托盘位置校准完毕，实现了两个侧推板一3和两个侧推板二4全联动向内运动，提高了校准效率。

所述上底板2上设有四个限位孔21，所述连接板一30背面设有延伸板一31，延伸板一31下端设有限位销一32，且限位销一32穿过限位孔21，限位销一32下端连接连杆一33；所述连接板二40背面设有延伸板二41，延伸板二41下端设有限位销二42，且限位销二42穿过限位孔21，限位销二42下端连接连杆二43；通过限位孔21限制限位销一32的移动距离，从而限制侧推板一3的移动距离，通过限位孔21限制限位销二42的移动距离，从而限制侧推板二4的移动距离。

实施例2：

在实施例1的基础上，下底板1上设有多个竖直电动推杆10和尼龙立柱11，多个竖直电动推杆10，实现了上底板2的平稳升降，方便了托盘校准完毕后，使得本全联动升降托盘校准装置隐藏到地面的凹坑中，不影响地面其他操作；尼龙立柱11起到对校准前后托盘的支撑作用，且尼龙立柱11为尼龙材质，降低托盘底部所受的摩擦阻力，避免了损伤托盘；所述侧推板一3和侧推板二4内壁面上设有多个橡胶垫8，避免了托盘直接与两个侧推板一3和两个侧推板二4的内避免接触，避免损伤托盘和托盘校准装置。

实施例3：

本技术方案的一种全联动升降托盘校准方法，校准前，系统自检测，避免了出现误检测和安全事故的发生，而且系统响应快，自动化程度高。

本技术方案的一种全联动升降托盘校准方法，也可以对其他矩形边框的容器进行位置校准；而且通过改变侧推板一3和侧推板二4的内壁形状，可以使其适应其他外形的容器的校准操作。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：包括下底板(1)、上底板(2)、侧推板一(3)、侧推板二(4)、限位开关座(5)、在席开关(6)和驱动系统(9)，所述下底板(1)设于地面凹坑底部，下底板(1)上设有多个竖直电动推杆(10)和尼龙立柱(11)，所述上底板(2)设于下底板(1)上端，且被竖直电动推杆(10)支撑升降，所述上底板(2)四个方向上分别平行设有导轨(20)，导轨(20)上滑动设有滑块(20-1)；

所述侧推板一(3)对称设有两个，所述侧推板一(3)背面设有连接板一(30)，且连接板一(30)与滑块(20-1)紧固连接；

所述侧推板二(4)对称设有两个，所述侧推板二(4)背面设有连接板二(40)，且连接板二(40)与滑块(20-1)紧固连接；

所述限位开关座(5)与上底板(2)连接，所述在席开关(6)与上底板(2)连接，所述驱动系统(9)与上底板(2)下端中心连紧固接。

2.根据权利要求1所述的一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：所述上底板(2)上设有四个限位孔(21)，所述连接板一(30)背面设有延伸板一(31)，延伸板一(31)下端设有限位销一(32)，且限位销一(32)穿过限位孔(21)，限位销一(32)下端连接连杆一(33)；所述连接板二(40)背面设有延伸板二(41)，延伸板二(41)下端设有限位销二(42)，且限位销二(42)穿过限位孔(21)，限位销二(42)下端连接连杆二(43)。

3.根据权利要求2所述的一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：所述驱动系统(9)由驱动电机(90)、齿轮箱(91)、大锥齿轮(92)、小锥齿轮一(93)、小锥齿轮二(94)、小锥齿轮三(95)和小锥齿轮四(96)组成，所述齿轮箱(91)与上底板(2)下端中心连紧固接，所述驱动电机(90)与齿轮箱(91)紧固连接，所述大锥齿轮(62)与驱动电机(90)输出轴连接，所述小锥齿轮一(93)、小锥齿轮二(94)、小锥齿轮三(95)和小锥齿轮四(96)与齿轮箱(62)分别通过滚动轴承转动连接；

所述小锥齿轮一(93)中心同轴设有右旋丝杆一(93-1)，右旋丝杆一(93-1)上设有丝母一(93-2)，所述小锥齿轮二(94)中心同轴设有左旋丝杆一(94-1)，左旋丝杆一(94-1)上设有丝母二(94-2)，所述小锥齿轮三(95)中心同轴设有右旋丝杆二(95-1)，右旋丝杆二(95-1)上设有丝母三(95-2)，所述小锥齿轮四(96)中心同轴设有左旋丝杆二(96-1)，左旋丝杆二(96-1)上设有丝母四(96-2)；

所述丝母一(93-2)与一侧连杆一(33)紧固连接，所述丝母二(94-2)与另一侧连杆一(33)紧固连接，所述丝母三(95-2)与一侧连杆二(43)紧固连接，所述丝母三(95-2)与另一侧连杆二(43)紧固连接。

4.根据权利要求1所述的一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：所述连接板一(30)上设有感应触片(7)。

5.根据权利要求1所述的一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：所述侧推板一(3)和侧推板二(4)内壁面上设有多个橡胶垫(8)。

6.根据权利要求1所述的一种全联动升降托盘校准装置，其特征在于：所述限位开关座(5)上设有后位置传感器(50)和前位置传感器(51)。

7.一种全联动升降托盘校准方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

步骤S1：系统检测；

步骤S2：放入托盘于尼龙立柱(11)上；

步骤S3：驱动电机(90)顺时针旋转一个角度，侧推板一(3)和侧推板二(4)推出；

步骤S4：判断前位置传感器(51)是否检测到感应触片(7)，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S3；

步骤S5：驱动电机(90)顺时针旋转动作停止，侧推板一(3)和侧推板二(4)内壁上的橡胶垫(8)与托盘接触；

步骤S6：校准完毕；

步骤S7：系统自复位，AGV叉车或者高精度机械臂对接开始，为下一次托盘校准做准备。

8.根据权利要求7所述的一种全联动升降托盘校准方法，其特征在于：所述步骤S1中具体包括以下步骤，

步骤S10：四个竖直电动推杆(10)同时伸出，将上底板(2)在尼龙立柱(11)的导向作用下抬高；

步骤S11：判断后位置传感器(50)是否检测到感应触片(7)，若是，则执行步骤S13，若否，则执行步骤S12；

步骤S12：驱动电机(90)逆时针旋转一个角度，侧推板一(3)和侧推板二(4)收回；

步骤S13：判断在席开关(6)是否检测到物体，若是，则执行步骤S14，若否，则执行步骤S2；

步骤S14：报警系统开启报警。

9.根据权利要求7所述的一种全联动升降托盘校准方法，其特征在于：所述步骤S7中具体包括以下步骤，

步骤S70：驱动电机(90)逆时针旋转一个角度，侧推板一(3)和侧推板二(4)收回；

步骤S71：判断后位置传感器(50)是否检测到感应触片(7)，若是，则执行步骤S72，若否，则返回步骤S70；

步骤S72：四个竖直电动推杆(10)同时收缩，将上底板(2)在尼龙立柱(11)的导向作用下降低。

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