CN112224732A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人，包括车架、移动装置、用于夹持物品的夹持装置、及抬升装置。移动装置及夹持装置均连接至车架。移动装置能够带动整个机器人移动，以对夹持的物品进行运输。抬升装置具有能够相互靠近及远离移动的连接端和支撑端，连接端连接至车架，当连接端与支撑端移动至相互远离位置处时，支撑端支撑于地面或其他附着面上，连接端移动至较高位置处，抬升装置便能够将车架、夹持装置及移动装置抬升至较高平台上，以实现机器人的攀爬，进而可以对物品进行码垛作业；连接端与支撑端相对移动的方向与竖直方向存在夹角，并偏向移动装置，在抬升过程中能够使机器人的前侧靠向下层物品，利于移动装置移动至下层物品的顶部。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及搬运货物的设备领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

近年，随着电子商务、线上商城的飞速发展，快递物流企业亟需自动化、智能化程度更高的仓储系统以满足急剧增长的物流需要，因此出现了一大批提供智能物流仓储解决方案的机器人公司，仓储AGV(Automated Guided Vehicle)小车、机械臂等机器人也得到了空前发展。在这些机器人中最为突出的是集群协作的AGV小车。虽然单独的AGV小车结构比较简单，往往只能实现平面搬运任务，但是通过一定的控制策略让几十台甚至上百台小车相互配合同时工作时，其搬运、分拣、整理货物的效率远远高于人力。然而现有技术中的机器人，只能装卸货物，不能对货物进行码垛。

发明内容

本发明提供了一种机器人，能够进行攀爬和搬运，对货物进行码垛。

本发明实施例提供了一种机器人，包括车架、带动所述机器人整体移动的移动装置、用于夹持物品的夹持装置、及抬升装置；

所述移动装置及所述夹持装置均连接至所述车架，所述车架具有相对的第一侧和第二侧，所述移动装置位于所述车架的第一侧处，所述抬升装置位于所述车架的第二侧处；

所述抬升装置具有能够相互靠近及远离移动的连接端和支撑端，所述连接端连接至所述车架，当所述连接端与所述支撑端移动至相互远离位置处时，所述抬升装置能够抬升所述车架、所述夹持装置及所述移动装置；所述连接端与所述支撑端相对移动的方向与竖直方向存在夹角，并偏向所述移动装置。

其中，所述移动装置包括驱动轮及移动电机；所述驱动轮的边缘突出于所述车架的第一侧，所述移动电机传动连接于所述驱动轮，以驱动所述驱动轮转动。

其中，当所述连接端与所述支撑端位于相互靠近位置处时，所述抬升装置处于缩回状态，所述机器人能够在所述移动装置的带动下朝向下层物品移动使所述驱动轮抵靠于所述下层物品的外壁；

当所述连接端与所述支撑端朝相互远离方向移动时，所述移动电机驱动所述驱动轮沿所述下层物品的外壁向上转动，所述车架、所述移动装置及所述夹持装置在所述抬升装置及所述驱动轮的带动下向所述下层物品的顶面移动；

当所述驱动轮移动至所述下层物品的顶面处时，所述驱动轮在所述移动电机的驱动下朝所述车架的第一侧方向移动，所述支撑端朝靠近所述连接端方向移动使所述抬升装置动作至缩回状态。

其中，所述夹持装置包括用于夹持物品的夹爪及夹持旋转驱动组件，所述夹爪连接于所述夹持旋转驱动组件，所述夹持旋转驱动组件连接于所述车架，所述夹持旋转驱动组件能够驱动所述夹爪相对所述车架竖向旋转；所述车架的底部设置有支撑轮，所述驱动轮相对所述支撑轮靠近所述车架的第一侧；

当所述连接端与所述支撑端朝相互远离方向移动时，所述夹爪位于所述车架的顶部处；

当所述驱动轮沿所述下层物品的顶面移动、所述支撑轮处于悬空状态时，所述夹爪始终位于所述车架的顶部处，或者，所述夹爪在所述夹持旋转驱动组件的驱动下转动至所述车架的第一侧处。

其中，所述驱动轮为两个，所述支撑轮与两个所述驱动轮呈三角形排布。

其中，所述车架包括第一车架、第二车架和弹性件，所述移动装置连接于所述第一车架，所述抬升装置连接于所述车架的第二车架；

所述第一车架与第二车架滑动连接，二者之间相对滑动方向为所述车架的第一侧至第二侧的方向；所述弹性件连接在所述第一车架与所述第二车架之间，用于向所述第一车架与第二车架在相互靠近移动时提供弹力。

其中，所述抬升装置包括伸缩组件及支撑脚，所述支撑脚连接至所述伸缩组件的底端并形成所述支撑端，所述支撑脚的顶面为朝向所述移动装置倾斜的斜面，所述斜面与所述伸缩组件相连。

其中，所述伸缩组件包括剪叉机构，所述剪叉机构的底部两支臂上分别转动连接有底部轴承座及底部滑块，所述底部轴承座与所述支撑脚固定连接，所述底部滑块与所述斜面滑动连接；

所述剪叉机构的顶部两支臂上分别转动连接有顶部轴承座及顶部滑块，所述顶部轴承座与所述车架固定连接，所述顶部滑块与所述车架滑动连接，所述抬升驱动组件传动连接于所述顶部滑块，用于驱动所述顶部滑块相对所述车架直线移动，进而带动所述剪叉机构伸缩。

其中，所述支撑脚的顶面为朝向所述移动装置倾斜的斜面，所述底部滑块滑动连接至所述斜面。

其中，所述伸缩组件为两组，所述抬升驱动组件为一组，且所述抬升驱动组件及所述车架均位于两组所述伸缩组件之间；

所述抬升驱动组件包括同步件、传动丝杆、传动螺母、及抬升电机；所述同步件的两端分别与两组所述伸缩组件连接，所述传动螺母固定于所述同步件，所述传动丝杆与所述传动螺母螺纹连接，所述抬升电机传动连接于所述传动丝杆，以驱动所述传动丝杆绕自身轴向转动，从而带动所述传动螺母及所述同步件直线移动，进而带动所述伸缩组件伸缩动作。

其中，所述夹持装置包括用于夹持物品的夹爪及夹持旋转驱动组件，所述夹爪连接于所述夹持旋转驱动组件，所述夹持装置连接于所述车架，所述夹持旋转驱动组件能够驱动所述夹爪相对所述车架竖向旋转；

所述夹爪包括两个夹指组件及夹持直线驱动组件，所述夹持直线驱动组件连接在两个所述夹指组件之间，用于驱动两个所述夹指组件相互靠近及远离移动；所述夹持直线驱动组件与所述夹持旋转驱动组件连接。

其中，所述夹指组件包括夹指臂及夹指盘，所述夹指臂具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述夹持直线驱动组件连接，所述第二端与所述夹指盘转动连接。

本发明实施例提供的机器人，夹持装置位于移动装置顶部处，可以方便夹持物品，移动装置能够带动整个机器人移动，以对物品进行运输。当抬升装置的连接端与支撑端移动至相互远离位置处时，支撑端能够支撑于地面或其他附着面上，连接端移动至较高位置处，抬升装置便能够将车架、夹持装置及移动装置抬升至较高平台上，以实现机器人的攀爬，进而可以对物品进行码垛作业；连接端与支撑端相对移动的方向与竖直方向存在夹角，并偏向移动装置，在机器人码垛作业时，抬升装置抬升过程中能够使机器人的前侧靠向下层物品，从而利于移动装置移动至下层物品的顶部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施例提供的机器人进行攀爬码垛时的流程示意图；

图2是本发明优选实施例提供的机器人的整体结构示意图；

图3是本发明优选实施例提供的机器人的移动装置与第一车架的结构示意图；

图4是本发明优选实施例提供的机器人的车架的结构示意图；

图5是本发明优选实施例提供的机器人的伸缩组件的结构示意图；

图6是本发明优选实施例提供的机器人的抬升驱动组件的结构示意图；

图7是本发明优选实施例提供的机器人的夹指组件的结构示意图；

图8是本发明优选实施例提供的机器人的夹持直线驱动组件的结构示意图；

图9是本发明优选实施例提供的机器人的夹持旋转驱动组件的结构示意图；

图10是本发明优选实施例提供的机器人另一种攀爬作业方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“长”、“左右”、“上下”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；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。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说明体含义。

请参见图1及图2，本发明实施例提供一种机器人，主要包括车架1、带动机器人整体移动的移动装置2、用于夹持物品91的夹持装置3、及抬升装置4。车架1能够将机器人的各个部分连接成整体。移动装置2及夹持装置3均连接至车架1，移动装置2能够带动整个机器人移动，以对物品91进行运输。夹持装置3位于移动装置2顶部处，可以方便夹持物品91。抬升装置4具有能够相互靠近及远离移动的连接端401和支撑端402，连接端401连接至车架1，当连接端401与支撑端402移动至相互远离位置处时，支撑端402能够支撑于地面或其他附着面上，连接端401移动至较高位置处，抬升装置4便能够将车架1、夹持装置3及移动装置2抬升至较高平台上，以实现机器人的攀爬，进而可以对物品91进行码垛作业。

车架1具有相对的第一侧和第二侧。移动装置2位于车架1的第一侧处，抬升装置4位于车架1的第二侧处。在本具体实施方式中，第一侧是车架1的前侧，第二侧是车架1的后侧，即移动装置2及抬升装置4分别设置在车架1的前后两侧处。

参见图1中的步骤D处，连接端401与支撑端402相对移动的方向与竖直方向存在夹角θ，并偏向移动装置2，使得抬升装置4并非将车架1垂直抬升，而是偏向移动装置2、即车架1的第一侧方向，在机器人码垛作业时，抬升装置4抬升过程中能够使机器人的前侧靠向下层物品92，从而利于移动装置2移动至下层物品92的顶部。

夹角θ为5°～15°，能够使得机器人在抬升过程中靠向下层物品92的同时，利于保持整个机器人的平衡性。本实施例中，夹角θ优选为10°。

参见图1中的步骤A处，在连接端401与支撑端402处于相互靠近位置处时，即抬升装置4在收起缩回状态时，抬升装置4的底面高于移动装置2的底面，在机器人平移过程中，移动装置2的底面与地面接触，抬升装置4的底面高于移动装置2的底面，可以使得抬升装置4的底面与地面相分离，从而使得抬升装置4在收起状态下，不会妨碍移动装置2带动整个机器人的移动。此处，在其他实施方式中，也可以在支撑端402底部设置滚轮与地面进行接触。

结合图1、图2、及图3所示，移动装置2包括驱动轮21及移动电机22。驱动轮21的边缘突出于车架1的第一侧，移动电机22传动连接于驱动轮21，以带动驱动轮21转动。在本实施例中，移动电机22直接固定于车架1，当然在其他实施方式中，移动电机22也可以固定于机器人的其他结构上，或移动电机22通过其他结构件与车架1相连。

如图1步骤A、B、及C中所示，当机器人驶向下层物品92时，驱动轮21可以抵靠于下层物品92的侧表面，抬升装置4带动移动装置2及车架1向上移动中，移动装置2与下层物品92之间滚动接触，可以方便将移动装置2及车架1向上抬升。同时，还可以借助移动装置2驱动轮21的旋转驱动力，利于移动装置2沿下层物品92向上移动。此处，在其他实施例中，还可以在车架1的第一侧上设置其他滚轮结构，使该滚轮结构与下层物品92的侧表面滚动接触，以利于移动装置2的抬升。

更具体地，驱动轮21为两个，两个驱动轮21对称设置利用两个驱动轮21与下层物品92的侧表面相抵接，利于保持整个机器人抬升过程中的平衡性。更具体地，本实施例中，车架1及移动电机22设置在两个驱动轮21之间，可以使得两个驱动轮21位于整个机器人的左右两侧的最外侧处，以实现更好的平衡效果。此处，在其他实施方式中，驱动轮21也可以为一个，设置在车架1第一侧的中间位置，使其能够抵接于下层物品92即可。

移动电机22为两个，两个移动电机22分别与两个驱动轮21传动连接，结构简单，利用差速实现机器人转向。此处，在其他实施方式中，移动电机22也可以为一个，同时传动连接于两个驱动轮21，机器人的转向可以通过设置转向轮实现。

驱动轮21包括不锈钢轮毂和套设在不锈钢轮毂外侧的橡胶圈，保证了刚性和摩擦力的同时，将整车重心前移，以平衡后侧抬升装置4的重量，避免机器人后倾。

车架1的底部设置有支撑轮23，如图3所示，支撑轮23与两个驱动轮21呈三角形排布，形成三轮移动平台，可以保证机器人移动过程中的平衡性。作为优选，支撑轮23为牛眼球轮，仅提供支撑。

结合图3及图4所示，车架1包括第一车架11、第二车架12及弹性件13，移动装置2连接于第一车架11，抬升装置4连接于第二车架12，弹性件13连接在所述第一车架11与所述第二车架12之间，利用弹性件13可以实现移动装置2与抬升装置4之间的相对伸缩移动，形成被动可伸缩车身结构。

如图3所示，第一车架11包括底盘111、支撑板112和多个支撑柱113，多个支撑柱113固定连接在底盘111与支撑板112之间。本实施例中，支撑柱113为四个，以保证整个第一车架11结构的稳固性。支撑柱113优选为铜柱，可以保证支撑的结构强度，同时可以将整车重心前移。第二车架12整体为板状，结构简单，利于减小机器人整体体积。

移动电机22固定于底盘111的上方，且位于底盘111与支撑板112之间，支撑轮23固定在底盘111的下表面处，以便于与地面相接触提供支撑力。夹持装置3连接于车架1的支撑板112上。

第一车架11与第二车架12滑动连接，二者之间相对滑动方向为车架1的第一侧至第二侧的方向；弹性件13连接在第一车架11与第二车架12之间，用于向第一车架11与第二车架12在相互靠近移动时提供弹力。

在本实施例中，弹性件13为压簧，当第一车架11与第二车架12相互靠近时，弹性件13压缩并提供弹力。此处，弹性件13可以根据需要变换为扭簧、弹性片或其他形式的弹性结构件。

更具体地，第一车架11的底盘111与第二车架12之间滑动连接，且二者之间通过滑块113与导轨114的配合滑动连接。滑块113通过连接角码115与第二车架12固定连接，导轨114固定于底盘111上。利用滑块113与导轨114的配合，可以使得保证二者相对滑动的稳定性，利用连接角码114可以使得滑块的滑动方向与第一车架12之间存在一定角度，并使得第一车架12与底盘111形成夹角，该夹角的角度与夹角θ相同，以便于呈倾斜状将车架抬升。此处，在其他实施方式中，也可以是，滑块113与第一车架11的底盘111固定连接，导轨114固定于第二车架12。

第一车架11的底盘111上固定有第一挡板131，第二车架12上固定有第二挡板132，弹性件13压缩设置在第一挡板131与第二挡板132之间。利用第一挡板131及第二挡板132，可以方便设置弹性件13。

由于第二车架12上的抬升装置4的抬升方向即连接端401与支撑端402的相对移动方向并非垂直于地面，而是与竖直向存在夹角，车架1在抬升过程中会逐渐进一步靠近下层物品92，因而车架1的前后方向上需要增加一个自由度，当车架1受到来自车前方向的力时，第二车架12与第一车架11会相互靠近移动，从而压缩弹性件13，进而能够使得机器人在攀爬下层物品92时保持平衡，而不会向后倾倒。

如图2所示，抬升装置4包括伸缩组件42及支撑脚43，支撑脚43连接至伸缩组件42的底端并形成所述支撑端402。支撑脚43的顶面为朝向移动装置2倾斜的斜面430，斜面430与伸缩组件42相连。利用支撑脚43的斜面430，可以使得伸缩组件42整体呈倾斜状，从而能够使得连接端401与支撑端402相对移动的方向与竖直方向形成夹角。斜面430的倾斜角度即为夹角的角度。

抬升装置4还包括抬升驱动组件41，抬升驱动组件41连接在伸缩组件42的顶部，抬升驱动组件41形成连接端401并与车架1连接。通过将抬升装置4的抬升驱动组件41设置在车架1上，能够使得车架1处结构紧凑，且利于电路连接控制。此处，在其他实施方式中，抬升驱动组件41也可以连接至伸缩组件42的底部，抬升驱动组件41可以设置在支撑脚43上，此时伸缩组件42的顶端可以与车架1连接，伸缩组件42的顶端可形成所述连接端401。

如图5所示，伸缩组件42包括剪叉机构421。剪叉机构421的底部两支臂上分别转动连接有底部轴承座4211及底部滑块4212，底部轴承座4211与支撑脚43固定连接，底部滑块4212与支撑脚43的斜面430滑动连接。

剪叉机构421的顶部两支臂上分别转动连接有顶部轴承座4213及顶部滑块4214，顶部轴承座4213与车架1固定连接，顶部滑块4214与车架1滑动连接，抬升驱动组件41传动连接于顶部滑块4214，用于驱动顶部滑块4214相对车架1直线移动，进而带动剪叉机构421伸缩。利用抬升驱动组件41带动顶部滑块4214移动，从而可以使得剪叉机构421伸缩运动。剪叉机构421在收起缩回状态体积较小，可以使得整个机器人的结构紧凑，体积更小。作为优选，剪叉机构421为三层剪叉机构。

更具体的，顶部轴承座4213与第二车架12固定连接，顶部滑块4214与第二车架12滑动连接。如图6所示，第二车架12上设置有顶部导轨44，顶部滑块4214滑动连接至顶部导轨44，利用顶部导轨44与顶部滑块4214的配合，可以保持顶部滑块4214移动的稳定性。

当剪叉机构421处于缩回状态时，底部滑块4212相对底部轴承座4211位于斜面430的偏上位置处，当剪叉机构421处于升起状态时，底部滑块4212沿斜面430下滑。在剪叉机构421伸展进行抬升时，利用底部滑块4212的重力可以使得底部滑块4212向斜下方滑动，利于剪叉机构421的伸展动作。

更具体地，底部轴承座4211固定于支撑脚43的斜面430位置较低处。斜面430上设置有底部导轨45，底部滑块4212滑动连接于底部导轨45，通过底部导轨45与底部滑块4212的配合，可以保证底部滑块4212滑动的稳定性。

在本实施例中，伸缩组件42为两组，两组伸缩组件42对称设置，利用两组伸缩组件42，在抬升过程中可以保持整个机器人的平衡性。相应地，支撑脚43亦为两个，分别与两组伸缩组件42连接。此处，在其他实施方式中，支撑脚43也可以为一个，支撑脚43的在机器人左右方向尺寸较大，支撑脚43的左右两侧处分别与两个伸缩组件42连接，可以增大支撑脚43与地面的接触面处，利于平衡，支撑脚43中间位置上方可以用于设置抬升驱动组件41或其他结构。

抬升驱动组件41为一组，且抬升驱动组件41及车架1均位于两组伸缩组件42之间，以实现更好的平衡性。此处，在其他实施方式中，抬升驱动组件41及车架41也可以设置在两组伸缩组件42的其他位置处，抬升驱动组件41也可以为两个组，分别与两组伸缩组件42连接，从而分别驱动两组伸缩组件42，两组伸缩组件42可以位于两组抬升驱动组件41之间，或者两组抬升驱动组件41位于两组伸缩组件42之间。

两个剪叉机构421通过多个同步杆423连接为一个整体，以保证两侧底部导轨45相互平行的同时，和顶部导轨44平行。当顶部滑块4214沿着顶部导轨44运动时，剪叉机构421会带动底部滑块4212移动，从而实现剪叉机构421伸缩。本实施例中，同步杆423为三个，分别连接至剪叉机构421的三个不同铰接位置处。

如图6所示，抬升驱动组件41包括同步杆411、传动丝杆412、传动螺母413、及抬升电机414；同步杆411的两端分别与两组伸缩组件42的顶部滑块4214连接，传动螺母413固定于同步杆411，传动丝杆412与传动螺母413螺纹连接，抬升电机414传动连接于传动丝杆412，以驱动传动丝杆412绕自身轴向转动，从而带动传动螺母413及同步杆411直线移动，进而带动伸缩组件42伸缩动作。通过一组抬升驱动组件41，可以带动两组伸缩组件42同时动作，可以保证机器人两侧在抬升过程中的平衡性。此处，在其他实施方式中，抬升驱动组件41还可以通过气缸、齿轮与齿条的配合、直线电机等方式来带动两个顶部滑块4214直线移动。

本实施例中，抬升驱动组件41整体设置在第二车架12的上表面处，以便于利用第二车架12对抬升驱动组件41进行支撑。此处，在其他实施方式中，抬升驱动组件41还可以整体设置在第二车架12的下表面。

更具体地，抬升电机414的输出轴通过传动机构45与传动丝杆412传动连接，传动机构45为同步带机构。此处，在其他实施方式中，传动机构45还可以为传动齿轮组、链传动机构或其他机构进行传动。

第二车架12上设置有张紧电机架121，抬升电机414设置在张紧电机架121上。传动机构45包括第一带轮451、第二带轮452及同步带453。抬升电机414的输出轴与第一带轮451通过带轮连接轴454固定连接，带轮连接轴454的一端套设在抬升电机414的输出轴上，另一端转动连接于张紧轴承座122，第一带轮451定连接于带轮连接轴454。第二带轮452与传动丝杆412固定连接，传动丝杆412的两端分别转动连接至第二车架12上的第一丝杆轴承座123和第二丝杆轴承座124。同步带453套设在第一带轮451和第二带轮452上。同步杆411的两端分别与两个剪叉机构421的顶部滑块4214固定连接，以同时带动两个顶部滑块4214做直线移动。

结合图4及图6所示，第二车架12上设置有多个位移槽120，位移槽120为条形。将螺栓穿过对应的位移槽120拧入张紧电机架121和张紧轴承座122。调节螺栓在位移槽中的位置就可以调整第一带轮451和第二带轮452的中心距，从而调节同步带张紧力。

如图2所示，夹持装置3设置于车架1的支撑板112上，当然根据结构需要，夹持装置3也可以设置在车架1的其他结构上，夹持装置3可以与车架1直接连接，也可以通过其他零件进行连接。

夹持装置3包括用于夹持物品91的夹爪及夹持旋转驱动组件33，夹爪连接于夹持旋转驱动组件33，夹持旋转驱动组件33连接于车架，夹持旋转驱动组件33能够驱动夹爪相对车架1竖向旋转，以便将夹爪及被夹持的物品91移动至机器人的合适位置处，利于机器人在搬运过程中的平衡性。

夹爪包括两个夹指组件31及夹持直线驱动组件32。夹持直线驱动组件32连接在两个夹指组件31之间，用于驱动两个夹指组件31相互靠近及远离移动；以便夹紧和松开物品91。夹持直线驱动组件32与夹持旋转驱动组件33连接，使得夹持旋转驱动组件33连接在车架1与夹持直线驱动组件32之间。

参见图7，夹指组件31包括夹指臂311及夹指盘312，夹指臂311具有相对的第一端和第二端，第一端与夹持直线驱动组件32连接，第二端与夹指盘312转动连接。利用夹指盘312相对夹指臂311的转动，在对物品91进行夹紧过程中，可以自适应地根据所抓取物块的外形调整自身方位，也就是夹指盘312自行偏转，从而保证夹指盘312紧贴物品91表面，避免了由于物块形变导致的接触面减小，摩擦力降低，并使得整个夹持装置3为三自由度的自适应夹持装置3，实现机器人抓起和放下物块的功能。由于夹指盘312的转动为自适应转动，不受系统控制，从而形成欠驱动的夹持装置3。

更具体地，夹指盘312具有相背的第一表面和第二表面，第一表面上粘接有橡胶摩擦垫313，用以增加抓取物块时夹指组件31能够提供的摩擦力。第二表面的中心位置处固定有连接块3121，连接块3121与夹指臂311的第二端通过夹指转轴314转动连接，组成一个摩擦力较小的转动副。

夹指臂311的第二端自夹指盘312转轴处朝远离第一端的方向延伸形成有限位部3111，限位部3111可以限制夹指盘312的转动角度，以防止夹指盘312转动至夹指臂311的另一侧。

参见图8，夹持直线驱动组件32包括夹指固定件321、夹指滑块322、夹指导轨323、及直线电机324。夹指固定件321包括第一支臂3211和第二支臂3212，第一支臂3211和第二支臂3212固定连接成L型。第一支臂3211与直线电机324的输出轴固定连接，第一支臂3211上设置有导向通孔3210，夹指导轨323相对直线电机324固定设置，且夹指导轨323滑动穿设导向通孔3210。第二支臂3212与夹指滑块322固定连接，夹指滑块322滑动连接于夹指导轨323，且夹指滑块322位于第二支臂3212与夹指导轨323之间，以保证夹指滑块322滑动的稳定性。

本实施例中，直线电机324固定于电机座325及电机盖板326之间，电机座325与夹持旋转驱动组件33连接。此处，在其他实施方式中，也可以是直线电机324直接与夹持旋转驱动组件33连接。夹指导轨323与电机座325固定连接，以实现夹指导轨323与直线电机324之间的相对固定设置。

第二支臂3212与夹指臂311固定连接，第二支臂3212位于夹指臂311与夹指滑块322之间，可以保证夹指固定件321与夹指臂311之间的连接强度。

本实施例中，夹持直线驱动组件32为两组，分别与两组夹指组件31连接，从而分别控制两个夹指臂311动作。两组夹持直线驱动组件32的直线电机324同步反向工作，直线电机324的输出轴可以带动夹指固定件321和夹指滑块322沿着夹指导轨323做直线运动，分别固定在两个夹指固定件321上的两个夹指臂311也因此夹紧和松开。此处，亦可以采用一组夹持直线驱动组件32带动两组夹指组件31同时动作，夹持直线驱动组件32还可以采用气缸、齿轮与齿条的配合、滚珠丝杆等其他直线驱动机构。

如图9所示，夹持旋转驱动组件33包括舵机架331、舵机(未示出)、及转动架332，舵机固定于舵机架331内，转动架332包括中心支架3323、第一转动臂3321和第二转动臂3322，中心支架3323固定连接在第一转动臂3321与第二转动臂3322之间，以实现第一转动臂3321与第二转动臂3322的同步转动。舵机架331位于第一转动臂3321与第二转动臂3322之间，第一转动臂3321与舵机的输出轴固定连接，第二转动臂3322与舵机架331转动连接。夹持直线驱动组件32与转动架332固定连接，以在转动架332的带动下转动。

更具体地，两组夹持直线驱动组件32分别与第一转动臂3321和第二转动臂3322固定连接。当舵机驱动第一转动臂3321转动时，可以带动整个转动架332转动，进而带动两组夹持直线驱动组件32及两组夹指组件31进行转动。利用转动架332可以保证左右两组夹持直线驱动组件32及两组夹指组件31转动的稳定性。舵机作为一种位置(角度)伺服的驱动器，能够使得转动架332的转动角度不断变化并可以保持在某一角度，从而利于搬运物品91。此处，当夹持直线驱动组件32为一组时，可以直接与转动架332的中心支架3323固定连接。

本实施例中，机器人还包括控制装置5，移动装置2、抬升装置4及夹持装置3均电连接至控制装置5，控制装置5可以为设置有处理器及各类集成电路的控制板，控制装置5作为机器人的控制中心，可以控制移动装置2、抬升装置4及夹持装置3等整个机器人的动作。控制装置5中可以设置蓝牙、红外、WIFI等无线通信模块，可以通过遥控器实现对机器人的远程控制。

控制装置5位于机器人的顶部处，且控制装置5的顶面为能够支撑物品91的平面状。当机器人将物品91举起时，可以通过夹持装置3的转动使物品91转动至控制装置5的顶部处，并使物品91支撑于控制装置5的顶面，使得控制装置5可以为物品91提供支撑力，可以保证物品91在移动过程中的稳定性。控制装置5位于机器人的顶部处，可以方便对控制装置5进行维护，利于对控制装置5内部的控制系统进行修改、升级等操作。

更具体地，本实施例中，机器人还包括电池6，移动装置2、抬升装置4、夹持装置3及控制装置5均电连接至电池6，电池6可以为整个机器人的运动提供电力；电池6设置于夹持装置3的舵机架331的顶部，控制装置5设置于电池6的顶部，从而使得控制装置5位于整个机器人的顶部处。此处，在其他实施方式中，还可以通过在车架1上设置支撑结构，控制装置5设置在该支撑结构的顶部，以使得控制装置5位于整个机器人的顶部处。

本发明提供的机器人是一种具有搬运、攀爬、堆码物块功能的机器人，可以完成现有技术中需要AGV小车、机械臂等多种机器人配合才能完成的工作，在工作性能和实用性上高于现有的同类型机器人。操作人员还可以使用飞控遥控器操控机器人。

本发明提供的机器人在进行搬运任务时，可以先使用遥控器操作机器人驱动轮21旋转，带动机器人移动和转向以靠近待夹持物品；操控夹持装置3的舵机，控制夹爪向地面方向旋转，两组夹指组件31相互远离移动并控制机器人进一步靠近待夹持物品，使待夹持物品处于左右两侧的两组夹指组件31之间；接着，操控夹持装置3上的直线电机324，使两侧夹指组件31向内侧平移一定距离以夹住物品；再次控制舵机使夹指组件31向车身方向旋转，抬起夹爪，使得夹爪及物品位于车架1的顶部处，可以将物品搬到机器人上，并可以保证在机器人移动过程中的平衡性，同时方便后续需要攀爬作业时将驱动轮与下层物品进行抵接；机器人在移动过程中，两组夹指组件31始终保持收紧以固定住物品，直到到达目标位置后，放下夹爪，并松开两组夹指组件31，物品自然落下，完成整个搬运任务。

在进行攀爬任务时，如图1所示，在步骤A中，当连接端401与支撑端402位于相互靠近的位置处时，抬升装置4处于缩回状态，先操控机器人靠近下层物品92直到驱动轮21贴紧下层物品92的外壁，即机器人整体能够在移动装置2的带动下朝向下层物品92移动并使得驱动轮21抵靠于下层物品92的外壁。之后，在步骤B中，启动后部剪叉机构421的抬升电机414，驱动两侧的剪叉机构421展开，即使得抬升装置4的连接端401与支撑端402朝相互远离方向移动，剪叉机构421下端的支撑脚43压向地面并受到地面的反向支撑力，此时，夹爪及物品91均位于车架1的顶部处，以利于保持抬升过程中整个机器人的平衡性。之后，在步骤C中，连接端401与支撑端402进一步朝相互远离方向移动，剪叉机构421将车架2向上撑起的同时将驱动轮21压向下层物品92的外壁，此时启动驱动轮21的移动电机22，移动电机驱动所述驱动轮沿所述下层物品的外壁向上转动，利用驱动轮21旋转时和下层物品92外壁作用产生的摩檫力帮助机器人爬上下层物品92；车架1、移动装置2及夹持装置3在抬升装置4及驱动轮21的带动下向下层物品92的顶面移动。在步骤D中，剪叉机构421的抬升使得机器人的驱动轮21达到下层物品92的高度。在步骤E中，驱动轮21移动至下层物品92的顶面处，驱动轮21不再与下层物品92的外壁抵接，车架1的弹性件13向第一车架11施加弹力，使得第一车架11及移动装置2前移，同时驱动轮21继续旋转，带动机器人整体前进，直到机器人后轮即支撑轮23也爬上下层物品92，此时夹爪及物品91仍位于车架1的顶部处，即当驱动轮21沿所述下层物品92的顶面移动、支撑轮23处于悬空状态时，夹爪始终位于所述车架1的顶部处。在步骤F中，放下机器人夹爪，即夹爪在夹持旋转驱动组件33的驱动下转动至车架1的第一侧处，使得被夹持的物品91前移，以平衡重心，同时剪叉机构421的抬升电机414反向旋转收起剪叉机构421；最终，当剪叉机构421完全收起时，机器人小车完成攀爬任务。

在上述步骤E及F中，当机器人移动使支撑轮23位于下层物品92的顶面处时，夹爪再转动至所述车架的第一侧，使得被夹持的物品91转动至机器人前侧处，最后再收起剪叉机构421；此处，在其他实施方式中，也可以是，如图10所示，在驱动轮21到达下层物品92的顶面后，支撑轮23处于悬空状态时，夹持装置3的夹持旋转驱动组件33驱动夹爪向前转动，使得被夹持的物品91前移，将重心前移，驱动轮21继续转动使得机器人前移，支撑轮23移动至下层物品92的顶面，即驱动轮21沿所述下层物品91的顶面移动、支撑轮23处于悬空状态时，夹爪在所述夹持旋转驱动组件的驱动下转动至述车架1的第一侧处，能够首先减轻抬升装置的承受力，方便使得抬升装置能够先前移一段距离后再收起剪叉机构。夹爪的向前转动与驱动轮21沿下层物品92的顶面移动可以是同时进行，也可以是，在驱动轮21到达下层物品92的顶面后，夹爪先行向前转动，驱动轮21再沿下层物品92的顶面继续移动。另外，还可以是，驱动轮21位于下层物品92的顶面处时，夹爪及物品91位于车架1的顶部处，且在驱动轮21沿下层物品91的顶面转动使得机器人移动时，夹爪及物品91仍位于车架1的顶部处，机器人移动至指定位置需要放下物品91时，再利用夹持旋转驱动组件33驱动夹爪转动至车架1的第一侧处，并松开夹爪放下物品。

在上述实施例中，抬升装置4呈倾斜状将车架1及移动装置2等抬升，以便于移动装置2驶向下层物品92的顶面上，作为另外的实施方式，抬升装置4也可以沿竖直向将车架1及移动装置2抬升，移动装置2与车架1之间可以设置水平移动机构，可以使得移动装置2相对车架1水平移动，当抬升装置4将车架1及移动装置2抬升至预设高度时，移动装置2相对车架1水平远离移动，从而使得移动装置2移动至下层物品92的顶面上，再收起抬升装置4，车架1与移动装置2相对靠近移动，从而使得车架1及抬升装置4移动至下层物品92的上方。

在上述实施例中，提供了移动装置2、夹持装置3、及抬升装置4的具体实施结构，作为另外的实施方式，移动装置2还可以采用现有技术中的各类AGV(Automated GuidedVehicle)小车作为整个机器人的驱动装置，夹持装置3也可以直接采用现有技术中各类能够夹持物品91的机械爪等类似装置，或者使用各类能够夹持物品91的机械爪等类似装置作为夹爪与夹持旋转驱动组件进行配合。抬升装置4还可以采用升降杆、气缸等结构来实现车身的抬升。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种机器人，其特征在于，包括车架、带动所述机器人整体移动的移动装置、用于夹持物品的夹持装置、及抬升装置；

所述移动装置及所述夹持装置均连接至所述车架；所述车架具有相对的第一侧和第二侧，所述移动装置位于所述车架的第一侧处，所述抬升装置位于所述车架的第二侧处；

所述抬升装置具有能够相互靠近及远离移动的连接端和支撑端，所述连接端连接至所述车架，当所述连接端与所述支撑端移动至相互远离位置处时，所述抬升装置能够抬升所述车架、所述夹持装置及所述移动装置；

所述连接端与所述支撑端相对移动的方向与竖直方向存在夹角，并偏向所述移动装置。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述移动装置包括驱动轮及移动电机；所述驱动轮的边缘突出于所述车架的第一侧，所述移动电机传动连接于所述驱动轮，以驱动所述驱动轮转动。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，当所述连接端与所述支撑端位于相互靠近位置处时，所述抬升装置处于缩回状态，所述机器人能够在所述移动装置的带动下朝向下层物品移动使所述驱动轮抵靠于所述下层物品的外壁；

当所述连接端与所述支撑端朝相互远离方向移动时，所述移动电机驱动所述驱动轮沿所述下层物品的外壁向上转动，所述车架、所述移动装置及所述夹持装置在所述抬升装置及所述驱动轮的带动下向所述下层物品的顶面移动；

当所述驱动轮移动至所述下层物品的顶面处时，所述驱动轮在所述移动电机的驱动下朝所述车架的第一侧方向移动，所述支撑端朝靠近所述连接端方向移动使所述抬升装置动作至缩回状态。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述夹持装置包括用于夹持物品的夹爪及夹持旋转驱动组件，所述夹爪连接于所述夹持旋转驱动组件，所述夹持旋转驱动组件连接于所述车架，所述夹持旋转驱动组件能够驱动所述夹爪相对所述车架竖向旋转；所述车架的底部设置有支撑轮，所述驱动轮相对所述支撑轮靠近所述车架的第一侧；

当所述连接端与所述支撑端朝相互远离方向移动时，所述夹爪位于所述车架的顶部处；

当所述驱动轮沿所述下层物品的顶面移动、所述支撑轮处于悬空状态时，所述夹爪始终位于所述车架的顶部处，或者，所述夹爪在所述夹持旋转驱动组件的驱动下转动至所述车架的第一侧处。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于所述驱动轮为两个，所述支撑轮与两个所述驱动轮呈三角形排布。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述车架包括第一车架、第二车架和弹性件，所述移动装置连接于所述第一车架，所述抬升装置连接于所述车架的第二车架；

所述第一车架与第二车架滑动连接，二者之间相对滑动方向为所述车架的第一侧至第二侧的方向；所述弹性件连接在所述第一车架与所述第二车架之间，用于向所述第一车架与第二车架在相互靠近移动时提供弹力。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述抬升装置包括伸缩组件及支撑脚，所述支撑脚连接至所述伸缩组件的底端并形成所述支撑端，所述支撑脚的顶面为朝向所述移动装置倾斜的斜面，所述斜面与所述伸缩组件相连。

8.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述伸缩组件包括剪叉机构，所述剪叉机构的底部两支臂上分别转动连接有底部轴承座及底部滑块，所述底部轴承座与所述支撑脚固定连接，所述底部滑块与所述斜面滑动连接；

所述剪叉机构的顶部两支臂上分别转动连接有顶部轴承座及顶部滑块，所述顶部轴承座与所述车架固定连接，所述顶部滑块与所述车架滑动连接，所述抬升驱动组件传动连接于所述顶部滑块，用于驱动所述顶部滑块相对所述车架直线移动，进而带动所述剪叉机构伸缩。

9.根据权利要求7或8所述的机器人，其特征在于，所述抬升装置还包括抬升驱动组件，所述抬升驱动组件连接在所述伸缩组件的顶部，所述抬升驱动组件形成所述连接端并与所述车架连接。

10.根据权利要求9任一项所述的机器人，其特征在于，所述伸缩组件为两组，所述抬升驱动组件为一组，且所述抬升驱动组件及所述车架均位于两组所述伸缩组件之间；

所述抬升驱动组件包括同步件、传动丝杆、传动螺母、及抬升电机；所述同步件的两端分别与两组所述伸缩组件连接，所述传动螺母固定于所述同步件，所述传动丝杆与所述传动螺母螺纹连接，所述抬升电机传动连接于所述传动丝杆，以驱动所述传动丝杆绕自身轴向转动，从而带动所述传动螺母及所述同步件直线移动，进而带动所述伸缩组件伸缩动作。

11.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述夹持装置包括用于夹持物品的夹爪及夹持旋转驱动组件，所述夹爪连接于所述夹持旋转驱动组件，所述夹持装置连接于所述车架，所述夹持旋转驱动组件能够驱动所述夹爪相对所述车架竖向旋转；

所述夹爪包括两个夹指组件及夹持直线驱动组件，所述夹持直线驱动组件连接在两个所述夹指组件之间，用于驱动两个所述夹指组件相互靠近及远离移动；所述夹持直线驱动组件与所述夹持旋转驱动组件连接。

12.根据权利要求11所述的机器人，其特征在于，所述夹指组件包括夹指臂及夹指盘，所述夹指臂具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述夹持直线驱动组件连接，所述第二端与所述夹指盘转动连接。

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