CN112174040A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人。其中，该机器人，包括：机体，其底部设有多个驱动轮；承载部件，设置在所述机体上，且在第一工作状态时位于所述机体后侧；其中，所述承载部件包括承载面、随动轮及升降机构；所述随动轮通过所述升降机构连接在所述承载面的下方；所述升降机构执行升降动作，带动所述随动轮相对所述承载面上升或下降。本申请实施例提供的技术方案，结构简单，成本低。

Description

机器人

技术领域

本申请涉及智能搬运装置领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。搬运作业是指用一种设备握持或承托工件、货物等，从一个位置移到另一个位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的货物搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。

比如，仓库或商超等使用的搬运机器人，其末端执行器主要是顶升机构，将获取托起搬运至目的地。现有顶升机构结构较为复杂，成本高。

发明内容

为解决或改善现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种结构简单的机器人。

在本申请的一个实施例中，提供了一种机器人。该机器人，包括：

机体，其底部设有多个驱动轮；

承载部件，设置在所述机体上，且在第一工作状态时位于所述机体后侧；

其中，所述承载部件包括承载面、随动轮及升降机构；所述随动轮通过所述升降机构连接在所述承载面的下方；所述升降机构执行升降动作，带动所述随动轮相对所述承载面上升或下降。

进一步地，所述承载部件还具有第二工作状态；在所述第二工作状态时，所述承载部件缩进所述机体内。

进一步地，所述机体上设有容置腔；所述容置腔用于容置所述承载部件；所述承载部件与所述机体通过伸缩执行机构连接；通过所述伸缩执行机构执行伸缩动作，实现所述承载部件从所述容置腔内伸出于所述机体以处于所述第一工作状态，或从所述机体后侧缩进所述容置腔内以处于所述第二工作状态。

进一步地，所述升降机构包括：电机，用于输出旋转动力；执行组件，与所述电机连接，用于将旋转动力转换为直线动力；第一连杆，其第一端与所述执行组件的直线动力端铰接，第二端与所述随动轮铰接；第二连杆，其第一端铰接于所述承载面的底部，第二端与所述随动轮铰接；在所述直线动力的作用下，通过改变所述第一连杆与所述第二连杆间的夹角大小，实所述随动轮与所述承载面间距离的改变。

进一步地，所述升降机构包括：轮毂电机，用于输出旋转动力；齿轮组，与所述轮毂电机连接；轮连杆，其一端与所述齿轮组中一齿轮的轮轴连接，另一端与所述随动轮铰接；通过所述轮毂电机及所述齿轮组的驱动，改变所述轮连杆与所述承载面间的夹角的方式，实现随动轮与所述承载面间距离的改变。

进一步地，所述承载面具有近所述机体的前端，以及远离所述机体的后端；所述随动轮设置在所述后端；所述前端通过活动机构与所述机体连接；所述活动机构随所述随动轮与所述承载面间的距离，改变所述前端与所述机体的相对位置关系，以使所述承载面水平。

进一步地，所述活动机构包括：伸缩组件，设置在所述机体上，且具有固定部件及伸缩部件，所述固定部件内设有伸缩孔，所述伸缩部件插入所述伸缩孔内，并能在所述伸缩孔内活动；连接部件，连接所述承载面的前端及所述伸缩杆的外露端部；第三连杆，其一端与所述连接部件铰接，另一端与所述固定部件铰接；所述承载面的后端因所述随动轮升降时，所述伸缩组件的所述伸缩部件随动以改变所述承载面的前端的高度，使得所述承载面水平。

进一步地，所述机器人还包括：第四连杆，其一端与所述齿轮组中一齿轮的轮轴连接；伸缩杆，其一端与所述第三连杆的另一端铰接，另一端铰接于所述承载面的前端底部；第五连杆，其一端铰接于所述承载面的前端底部，另一端铰接于所述连接部件。

进一步地，所述随动轮包括前后设置的两个小轮；所述两个小轮间通过第六连杆连接；所述轮连杆的另一端与第四连杆铰接。

进一步地，所述承载面的前端底部设有辅助轮；所述承载面抬升后，所述辅助轮脱离地面；所述承载面下降后，所述辅助轮与地面接触。

本申请实施例提供的技术方案中，机器人上的自主移动控制装置使得机器人具有在行驶面上自主移动的能力；承载部件在第一工作状态时位于所述机体后侧，其中，所述承载部件包括承载面、随动轮及升降机构，所述随动轮设置在所述承载面的下方，所述升降机构执行升降动作，以通过改变所述随动轮与所述承载面间距离的方式实现所述承载面的升降，进而能将承载面上的负载托起或以执行后续的搬运工作；实现结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一实施例提供的一种机器人的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的机器人采用第一种实现结构的升降机构，承载面抬升的示意图；

图3为本申请一实施例提供的机器人采用第二种实现结构的升降机构，承载面未抬升的示意图；

图4为本申请一实施例提供的机器人采用第二种实现结构的升降机构，承载面抬升的示意图；

图5为本申请一实施例提供的机器人采用的第三种实现机构的升降机构的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件、元件、结构等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。此外，下文描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请一实施例提供的一种机器人的结构示意图。如图1所示，机器人，包括：机体10、多个驱动轮20、自主移动控制装置(图中未示出)及承载部件40。具体地：

多个驱动轮20设置于机体10底部。自主移动控制装置设置在机体10上，用于控制多个驱动轮20动作，使得机体10具有在行驶面上自主移动的能力。承载部件40，设置在机体10上，且在第一工作状态时位于机体10后侧。

具体的，所述承载部件40包括承载面401、随动轮402及升降机构403。随动轮402通过升降机构403连接在所述在承载面401的下方，升降机构403执行升降动作，带动所述随动轮402相对所述承载面401上升或下降。

在具体实施时，所述自主移动控制装置可包括：传感器(如视觉传感器、雷达等)、控制器、定位装置、通信组件(如蓝牙、WiFi、4G、5G网络通信装置)等，本实施例对此不作具体限定。自主移动控制装置通过传感器感测周围环境，并由所述控制器根据感测到的环境信息、定位装置的定位信息、目的位置信息等，规划路径，并按照规划路径控制多个驱动轮的动作(如转向、直行等)，使得机器人具有自主移动能力。

在本申请实施例提供的技术方案中，升降机构可采用如下几种结构实现。这里需要补充的是，不同结构的升降机构对应的机器人机体的内部结构可能是不同的，在升降机构升降时的工作原理和工作流程也可能是不同的。下面对各实现结构及升降原理进行阐述。

第一种实现结构

如图1和图2所示，升降机构包括：电机4031、执行组件4032、第一连杆4033及第二连杆4034。其中，电机4031用于输出旋转动力。执行组件4032，与电机4031连接，用于将旋转动力转换为直线动力。在本申请实施例中，执行组件4032可具体为丝杠螺母结构。由电机4031带动丝杠转动，设置在丝杠上的螺母将旋转动力转化为直线动力。第一连杆4033，其第一端与执行组件4032的直线动力端铰接，第二端与随动轮402铰接。所述第一连杆4033的第一端在执行组件4032提供的直线动力下，可沿执行组件4032提供的直线动力方向上来回滑动。第二连杆4034，其第一端铰接于承载面401的底部，第二端与随动轮402铰接。

该升降机构第一连杆4033的第一端在执行组件4032提供的直线动力的作用下，可以改变第一连杆4033的第一端在执行组件4032上的位置，从而可以改变第一连杆4033与第二连杆4034间的夹角大小，实现随动轮402与承载面401间距离的改变。

具体地，升降机构的升降原理如下：

承载面401、第一连杆4033及第二连杆4034组成了一个三角形，承载面401与第二连杆4034铰接的位置是固定不变的。在需要升降机构升起时，如图1所示，电机4031往沿第一方向旋转产生旋转动力，与电机4031连接的执行组件4032在电机4031的带动下将旋转动力转化为执行组件4032自身的直线动力，在直线动力的带动下，第一连杆4033的第一端在执行组件4032上远离机体10的方向滑动，从而使第一连杆4033与第二连杆4034之间的夹角慢慢变小，随之，随动轮402与承载面401之间的距离就会变大，即承载面401被抬升，参见图2所示。承载面401被抬升，即承载面上的负载，如托盘及托盘上的物体，离开地面，与地面具有一定的距离后，机器人的机体便可移动，以拖动后侧的负载至目的地。

假设机器人到达目的地需放下负载时，如图2所示，电机4031反方向旋转产生旋转动力，与电机4031连接的执行组件4032在电机4031的带动下将旋转动力转化为执行组件4032自身的直线动力，在直线动力的带动下，第一连杆4033的第一端在执行组件4032上靠近机体10的方向滑动，从而使第一连杆4033与第二连杆4034之间的夹角慢慢变大，随之，随动轮402与承载面401之间的距离就会变小，即承载面401下降。

第二种实现结构

如图3和图4所示，升降机构包括：轮毂电机(图中未示出)、齿轮组(图中未示出)及轮连杆4037。其中，轮毂电机用于输出旋转动力。齿轮组与轮毂电机连接。轮连杆4037，其一端与齿轮组中一齿轮的轮轴连接，另一端与随动轮402铰接。

该升降机构通过轮毂电机及齿轮组的驱动，改变轮连杆4037与承载面401间的夹角的方式，实现随动轮402与承载面401间距离的改变。具体实施时，所述齿轮组可包括多个具有啮合关系的齿轮，齿轮数量、啮合关系及各齿轮的尺寸、齿数等均可基于实际设计需求来定，本实施例对此不作具体限定。

进一步的，参见图3和图4所示，承载面401具有近机体的前端，以及远离机体10的后端。随动轮402可设置在后端，前端通过活动机构与机体10连接，活动机构随随动轮402与承载面401间的距离，改变前端与机体10的相对位置关系，以使承载面401水平。

具体的，活动机构可包括：伸缩组件、连接部件502及第三连杆503。具体地，伸缩组件设置在机体10上，且具有固定部件5011及伸缩部件5012，固定部件5011内设有伸缩孔，伸缩部件5012插入伸缩孔内，并能在伸缩孔内活动。连接部件502，连接承载面401的前端及伸缩部件5012的外露端部。第三连杆503，其一端与连接部件502铰接，另一端与固定部件5011铰接；承载面401的后端因随动轮402升降时，伸缩组件501的伸缩部件5012随动以改变承载面401的前端的高度，使得承载面401水平。

进一步地，活动机构还包括：第四连杆504、伸缩杆505及第五连杆506。其中，第四连杆504，其一端与齿轮组中一齿轮的轮轴连接。伸缩杆505，其一端与第四连杆504的另一端铰接，另一端铰接于承载面401的前端底部。第五连杆506，其一端铰接于承载面401的前端底部，另一端铰接于连接部件502。

进一步地，随动轮402包括前后设置的两个小轮4021，参见图4所示，两个小轮4021间通过第六连杆507连接，轮连杆4037的另一端与第四连杆504铰接。

具体实施时，所述承载面401的前端底部还可设有辅助轮405，承载面401抬升后，辅助轮405脱离地面。承载面401下降后，辅助轮405与地面接触。

具体地，升降机构的升降原理如下：

在需要承载面401抬升时，如图3所示，轮毂电机沿一方向旋转输出旋转动力，轮毂电机的旋转动力带动与轮毂电机连接的齿轮组转动，齿轮组中一齿轮的轮轴转动带动轮连杆4037顺时针方向转动(如图3中的方向x)。参见图4所示，轮连杆4037顺时针转动使得轮连杆4037与承载面401之间的夹角变大，使得随动轮402与承载面401间的距离从D变大至D’，即承载面401远离机体的后端上升。与此同时，第四连杆504也从图3所示的姿态旋转至如图4所示的姿态。即第四连杆504的与伸缩杆505连接的一端超远离机体的方向移动。伸缩杆505也因第四连杆的姿态变动，需延伸杆长，并旋转一定的角度，以带动第五连杆506动作，使得连接部件上升，进而实现承载面401前端高度的上升，从而承载面401保持水平。承载面401抬升后，辅助轮405脱离地面。承载面401被抬升，即承载面上的负载，如托盘及托盘上的物体，离开地面，与地面具有一定的距离后，机器人的机体便可移动，以拖动后侧的负载至目的地。

假设机器人到达目的地需放下负载时，如图4所示，轮毂电机往相反方向旋转输出旋转动力，轮毂电机的旋转动力带动与轮毂电机连接的齿轮组转动，齿轮组中一齿轮的轮轴带动与轮轴连接的轮连杆4037逆时针方向转动(如图4中的y方向)，轮连杆4037逆时针转动使得轮连杆4037与承载面401之间的夹角变小，使得随动轮402与承载面401间的距离变小，即承载面401远离机体的后端下降。与此同时，第四连杆504的与伸缩杆505铰接的一端超靠近所述机体的方向移动，因第四连杆504的移动，伸缩杆需回缩且需改变角度，如图4所示，伸缩杆改变角度至图中的水平位置(即伸缩杆与水平面的夹角为0度)。伸缩杆的改变，带动第五连杆506的动作，使得连接部件502下降，进而实现承载面401前端高度的下降，从而承载面401保持水平。承载面401下降后，辅助轮405与地面接触。

第三种实现结构

参见图5所示，升降机构包括：顶升电机4038、顶升组件4039、支撑座4040、折叠升降支架4041、承载面401、从动轮(图中未示出)。其中，顶升电机4038用于输出旋转动力。顶升组件4039，与顶升电机4038连接，用于将旋转动力转换为顶升力。支撑座4040，用于支撑折叠升降支架4041。折叠升降支架4041，由两组交叉铰接的支撑杆40411组成，上部均与承载面401铰接且其中一个支撑杆的上部可相对承载面滑动，下部与支撑座4040铰接且其中一个支撑杆的下部可相对支撑座滑动，用于通过折叠和打开该折叠升降支架4041，可以实现对承载部件40的升降。

具体的，所述顶升组件4039可包括：丝杠螺母机构以及顶升杆。其中，顶升杆的一端与丝杠螺母机构中的螺母铰接，另一端与所述支撑杆40411铰接。升降机构靠近电机4038的一端在顶升组件4039提供的顶升力作用下，可以改变折叠升降支架4041的两组交叉铰接的支撑杆40411之间的夹角的大小，实现承载面401的升降。

具体地，升降机构的升降原理如下：

在需要承载面401抬升时，顶升电机4038沿一方向旋转产生旋转动力，与顶升电机4038连接的顶升组件4039在电机4038的带动下将旋转动力转化为顶升力，在顶升力的作用下，折叠升降支架4041的两组交叉铰接的支撑杆40411之间的夹角变小，随之，从动轮4042与承载面401之间的距离就会变大，即承载面401被抬升。

在需要承载面下降时，顶升电机4038往相反方向旋转产生旋转动力，与顶升电机4038连接的顶升组件4039在电机4038的带动下将旋转动力转化为回收力，在回收力的带动下，折叠升降支架4041的两组交叉铰接的支撑杆40411之间的夹角的变大，随之，从动轮4042与承载面401之间的距离就会变小，即承载面401下降。

此处需要说明的是，该升降机构对应的机器人的机体只需要与承载部件40滑动连接即可，机体的内部结构在此不做具体的限定。

本申请实施例提供的技术方案中，承载部件40还具有第二工作状态。在第二工作状态时，承载部件40缩进机体10内。相应的，在机体10上设置容置腔，容置腔用于容置承载部件40。承载部件40与机体10可通过伸缩执行机构连接，通过伸缩执行机构执行伸缩动作，实现承载部件40从容置腔内伸出于机体10以处于第一工作状态，或从机体10后侧缩进容置腔内以处于第二工作状态。

通过设置容置腔对承载部件40进行容纳，使得承载部件40位于机体10内而不突出于机体10内，节约空间。此外，将上述容置腔的顶部开口设于机体10的顶部，侧面开口设于机体10的侧面，即上述容置腔的顶部与外界连通便于升降机构进行升降，该容置腔的侧面与外界连通，便于伸缩执行机构进行伸缩。此外，上述容置腔可仅仅贯穿于机体10顶部，也可同时贯穿于机体10的顶部和底部。并且，上述伸缩执行机构可驱动承载面伸出于该容置腔侧面外、或收缩于该容置腔侧面内，升降机构可驱动承载面升高到容置腔顶部上方、或下降到该容置腔顶部下方。

此处还需要补充的是，上述的多个驱动轮20、随动轮402及从动轮都可以设置为万向轮，便于向各方向转向，提高运输的灵活性，以适用于狭窄空间内对货物的搬运。

需要说明的是，虽然结合附图对本申请的具体实施例进行了详细地描述，但不应理解为对本申请的保护范围的限定。在本申请实施例中所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本申请的保护范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，包括：

机体，其底部设有多个驱动轮；

承载部件，设置在所述机体上，且在第一工作状态时位于所述机体后侧；

其中，所述承载部件包括承载面、随动轮及升降机构；所述随动轮通过所述升降机构连接在所述承载面的下方；所述升降机构执行升降动作，带动所述随动轮相对所述承载面上升或下降。

2.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述承载部件还具有第二工作状态；

在所述第二工作状态时，所述承载部件缩进所述机体内。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述机体上设有容置腔；

所述容置腔用于容置所述承载部件；

所述承载部件与所述机体通过伸缩执行机构连接；

通过所述伸缩执行机构执行伸缩动作，实现所述承载部件从所述容置腔内伸出于所述机体以处于所述第一工作状态，或从所述机体后侧缩进所述容置腔内以处于所述第二工作状态。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，所述升降机构包括：

电机，用于输出旋转动力；

执行组件，与所述电机连接，用于将旋转动力转换为直线动力；

第一连杆，其第一端与所述执行组件的直线动力端铰接，第二端与所述随动轮铰接；

第二连杆，其第一端铰接于所述承载面的底部，第二端与所述随动轮铰接；

在所述直线动力的作用下，通过改变所述第一连杆与所述第二连杆间的夹角大小，实现所述随动轮与所述承载面间距离的改变。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，所述升降机构包括：

轮毂电机，用于输出旋转动力；

齿轮组，与所述轮毂电机连接；

轮连杆，其一端与所述齿轮组中一齿轮的轮轴连接，另一端与所述随动轮铰接；

通过所述轮毂电机及所述齿轮组的驱动，改变所述轮连杆与所述承载面间的夹角的方式，实现随动轮与所述承载面间距离的改变。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述承载面具有近所述机体的前端，以及远离所述机体的后端；

所述随动轮设置在所述后端；

所述前端通过活动机构与所述机体连接；

所述活动机构随所述随动轮与所述承载面间的距离，改变所述前端与所述机体的相对位置关系，以使所述承载面水平。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述活动机构包括：

伸缩组件，设置在所述机体上，且具有固定部件及伸缩部件，所述固定部件内设有伸缩孔，所述伸缩部件插入所述伸缩孔内，并能在所述伸缩孔内活动；

连接部件，连接所述承载面的前端及所述伸缩杆的外露端部；

第三连杆，其一端与所述连接部件铰接，另一端与所述固定部件铰接；

所述承载面的后端因所述随动轮升降时，所述伸缩组件的所述伸缩部件随动以改变所述承载面的前端的高度，使得所述承载面水平。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，还包括：

第四连杆，其一端与所述齿轮组中一齿轮的轮轴连接；

伸缩杆，其一端与所述第四连杆的另一端铰接，另一端铰接于所述承载面的前端底部；

第五连杆，其一端铰接于所述承载面的前端底部，另一端铰接于所述连接部件。

9.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述随动轮包括前后设置的两个小轮；

所述两个小轮间通过第六连杆连接；

所述轮连杆的另一端与第四连杆铰接。

10.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述承载面的前端底部设有辅助轮；

所述承载面抬升后，所述辅助轮脱离地面；

所述承载面下降后，所述辅助轮与地面接触。

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