CN112296979A - 一种具有自适应行走功能的搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自适应行走功能的搬运机器人，包括存储箱、抓取装置、安装板和自适应行走装置，存储箱固定安装在安装板上，安装板上还设有抓取装置，安装板底部安装有两组自适应行走装置，自适应行走装置包括转向轮、驱动轮和调节板，转向轮和驱动轮安装在调节板底部两端，调节板上设有齿轮组件，齿轮组件包括从动齿轮和主动齿轮。通过设置两组自适应行走装置，当第一组自适应行走装置跨越台阶和障碍物时，第二组自适应行走装置能够推动第一组自适应行走装置向前移动，便于机器人跨越台阶和障碍物，通过将从动齿轮设置为扇形齿轮，并且设置限位板，可以控制调节板的最大转动幅度，防止其转动角度过大导致翻转。

Description

一种具有自适应行走功能的搬运机器人

技术领域

本发明涉及一种搬运机器人，具体是一种具有自适应行走功能的搬运机器人。

背景技术

搬运机器人目前被应用到日常生活中，例如有些城市出现了使用搬运机器人送快递，现有搬运机器人的发展可谓是日新月异，功能也在不断改进与完善，操作也更加智能化，但是现有搬运机器人在实际的应用过程中，依旧存在着些许不足之处，诸如现有搬运机器人，大多使用四个简单的车轮作为行走装置。但是机器人的行走路径是预先设置好的，在遇到阶梯和障碍物时会被挡住，影响了搬运机器人的通过性，从而导致物品运输不及时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自适应行走功能的搬运机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有自适应行走功能的搬运机器人，包括存储箱、抓取装置、安装板和自适应行走装置，所述存储箱固定安装在安装板上，所述安装板上还设有抓取装置，所述安装板底部安装有两组自适应行走装置，所述自适应行走装置包括转向轮、驱动轮和调节板，所述转向轮和驱动轮安装在调节板底部两端，所述调节板上设有齿轮组件，所述齿轮组件包括从动齿轮和主动齿轮，所述从动齿轮和主动齿轮分别通过第二旋转轴和驱动轴安装在安装槽内壁，所述安装槽开设在安装板底部两端，所述从动齿轮为扇形齿轮，所述从动齿轮两侧均固定有限位板，其中一个限位板底面与调节板固定，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述主动齿轮与安装在调节板上的感应元件连接。

作为本发明进一步的方案：所述第二旋转轴和驱动轴两端设有连接板。

作为本发明进一步的方案：所述存储箱内设有升降装置，所述升降装置包括转动辊和载物板，所述转动辊转动安装在存储箱内壁，所述转动辊两端均设有第一连接轴，所述第一连接轴通过轴承安装在存储箱内壁，其中一个第一连接轴与驱动电机的输出轴连接，所述转动辊上设有皮带，所述皮带的自由端与载物板连接，所述载物板滑动安装在存储箱侧壁开设的移动槽上。

作为本发明进一步的方案：所述载物板两端通过第二连接轴与滑块固定连接，所述滑块滑动安装在移动槽内，所述第二连接轴与移动槽底部之间连接有弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述载物板顶面通过螺钉固定安装有减震垫。

作为本发明进一步的方案：所述抓取装置包括立柱臂、伸缩臂和抓取手，所述立柱臂底部铰接在旋转底座上，所述旋转底座转动安装在安装板上，所述立柱臂顶部与伸缩臂铰接，所述伸缩臂的自由端设有抓取手。

作为本发明进一步的方案：所述立柱臂内设有变幅气缸，所述伸缩臂内设有伸缩气缸，所述旋转底座底部设有转动驱动机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1．通过设置两组自适应行走装置，当第一组自适应行走装置跨越台阶和障碍物时，第二组自适应行走装置能够推动第一组自适应行走装置向前移动，便于机器人跨越台阶和障碍物，通过将从动齿轮设置为扇形齿轮，并且设置限位板，可以控制调节板的最大转动幅度，防止其转动角度过大导致翻转，导致机器人底部不平衡，通过设置从动齿轮和主动齿轮，方便控制转动角度，精度高且工作稳定性好；

2．通过设置连接板，防止从动齿轮和主动齿轮啮合转动时移位，保证其稳定啮合；

3．通过设置升降装置，驱动电机带动转动辊正转或反转，进而通过皮带控制载物板的位置高度，调节物品与载物板的距离，防止物品损坏；

4．通过设置弹簧，将第二连接轴与移动槽底部连接，当升降装置将载物板拉高时，弹簧处于拉伸状态，载物板收到一个向下的拉力，减少载物板在越过阶梯和障碍物时的抖动，保证了物品在运输过程中的安全；

5．通过设置减震垫，减小物品与载物板表面的碰撞力，增加其适用性。

附图说明

图1为一种具有自适应行走功能的搬运机器人的正面结构示意图。

图2为一种具有自适应行走功能的搬运机器人中存储箱剖视图。

图3为一种具有自适应行走功能的搬运机器人中存储箱底面剖视图。

图4为一种具有自适应行走功能的搬运机器人的弹簧和移动槽结构示意图。

图5为一种具有自适应行走功能的搬运机器人的自适应行走装置结构示意图。

图6为一种具有自适应行走功能的搬运机器人的三维图。

图中：1-存储箱、2-驱动电机、3-转动辊、4-第一连接轴、5-皮带、6-滑块、7-轴承、8-第一挡板、9-第二连接轴、10-载物板、11-弹簧、12-转向轮、13-调节板、14-从动轮、15-主动轮、16-安装槽、17-连接板、18-第二旋转轴、19-驱动轴、20-驱动轮、21-移动槽、22-立柱臂、23-旋转底座、24-伸缩臂、25-抓取手、26-安装板。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1和图5，本发明实施例中，一种具有自适应行走功能的搬运机器人，包括存储箱1、抓取装置、安装板26和自适应行走装置，所述存储箱1固定安装在安装板26上，所述安装板26上还设有抓取装置，所述安装板26底部安装有两组自适应行走装置，所述自适应行走装置包括转向轮12、驱动轮20和调节板13，所述转向轮12和驱动轮20安装在调节板13底部两端，所述调节板13上设有齿轮组件，所述齿轮组件包括从动齿轮14和主动齿轮15，所述从动齿轮14和主动齿轮15分别通过第二旋转轴18和驱动轴19安装在安装槽16内壁，所述安装槽16开设在安装板26底部两端，所述从动齿轮14为扇形齿轮，所述从动齿轮14两侧均固定有限位板，其中一个限位板底面与调节板13固定，所述从动齿轮14与主动齿轮15啮合，所述主动齿轮15与安装在调节板13上的感应元件连接。

本实施例中，机器人工作遇到台阶和障碍物时，感应元件检测到信号，驱动轴19带动主动齿轮15正转，带动与主动齿轮15啮合的从动齿轮14转动，从而带动调节板13绕第二旋转轴18转动，进而增加转向轮12和驱动轮20之间的高度差，使得转向轮12抬起到台阶上，之后，驱动轴19带动主动齿轮15反转，使得驱动轮20抬起到台阶上，转向轮12和驱动轮20之间的高度差减小至零，从而实现跨越台阶和障碍物，通过设置两组自适应行走装置，当第一组自适应行走装置跨越台阶和障碍物时，第二组自适应行走装置能够推动第一组自适应行走装置向前移动，便于机器人跨越台阶和障碍物，通过将从动齿轮14设置为扇形齿轮，并且设置限位板，可以控制调节板13的最大转动幅度，防止其转动角度过大导致翻转，导致机器人底部不平衡，通过设置从动齿轮14和主动齿轮15，方便控制转动角度，精度高且工作稳定性好。

请参阅图5，作为本发明一个优选的实施例，所述第二旋转轴18和驱动轴19两端设有连接板17。

本实施例中，在第二旋转轴18和驱动轴19设置连接板17，第二旋转轴18和驱动轴19在连接板17上转动，通过设置连接板17，防止从动齿轮14和主动齿轮15啮合转动时移位，保证其稳定啮合。

请参阅图2～3，作为本发明一个优选的实施例，所述存储箱1内设有升降装置，所述升降装置包括转动辊3和载物板10，所述转动辊3转动安装在存储箱1内壁，所述转动辊3两端均设有第一连接轴4，所述第一连接轴4通过轴承7安装在存储箱1内壁，其中一个第一连接轴4与驱动电机2的输出轴连接，所述转动辊3上设有皮带5，所述皮带5的自由端与载物板10连接，所述载物板10滑动安装在存储箱1侧壁开设的移动槽21上。

本实施例中，机器人首先通过抓取装置抓取，送至存储箱1入口处松开，物品掉落进存储箱1内暂存，但是由于高度原因容易导致物品损坏，通过设置升降装置，驱动电机2带动转动辊3正转或反转，进而通过皮带5控制载物板10的位置高度，调节物品与载物板10的距离，防止物品损坏。

请参阅图2～4，作为本发明一个优选的实施例，所述载物板10两端通过第二连接轴9与滑块6固定连接，所述滑块6滑动安装在移动槽21内，所述第二连接轴9与移动槽21底部之间连接有弹簧11。

本实施例中，通过设置弹簧11，将第二连接轴9与移动槽21底部连接，当升降装置将载物板10拉高时，弹簧11处于拉伸状态，载物板10收到一个向下的拉力，减少载物板10在越过阶梯和障碍物时的抖动，保证了物品在运输过程中的安全。

请参阅图3，作为本发明一个优选的实施例，所述载物板10顶面通过螺钉固定安装有减震垫。

本实施例中，通过设置减震垫，减小物品与载物板10表面的碰撞力，增加其适用性。

请参阅图1和图6，作为本发明一个优选的实施例，所述抓取装置包括立柱臂22、伸缩臂24和抓取手25，所述立柱臂22底部铰接在旋转底座23上，所述旋转底座23转动安装在安装板26上，所述立柱臂22顶部与伸缩臂24铰接，所述伸缩臂24的自由端设有抓取手25。

本实施例中，通过设置立柱臂22和伸缩臂24，调节抓取装置的高度和长度，通过设置旋转底座23，调节抓取装置的方向，便于将物品放入到存储箱1内，使用方便。

请参阅图6，作为本发明一个优选的实施例，所述立柱臂22内设有变幅气缸，所述伸缩臂24内设有伸缩气缸，所述旋转底座23底部设有转动驱动机构。

本实施例中，用伸缩气缸和变幅气缸的机械手稳定而有力，设置转动驱动机构，控制旋转底座23的旋转。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种具有自适应行走功能的搬运机器人，包括存储箱（1）、抓取装置、安装板（26）和自适应行走装置，其特征在于，所述存储箱（1）固定安装在安装板（26）上，所述安装板（26）上还设有抓取装置，所述安装板（26）底部安装有两组自适应行走装置，所述自适应行走装置包括转向轮（12）、驱动轮（20）和调节板（13），所述转向轮（12）和驱动轮（20）安装在调节板（13）底部两端，所述调节板（13）上设有齿轮组件，所述齿轮组件包括从动齿轮（14）和主动齿轮（15），所述从动齿轮（14）和主动齿轮（15）分别通过第二旋转轴（18）和驱动轴（19）安装在安装槽（16）内壁，所述安装槽（16）开设在安装板（26）底部两端，所述从动齿轮（14）为扇形齿轮，所述从动齿轮（14）两侧均固定有限位板，其中一个限位板底面与调节板（13）固定，所述从动齿轮（14）与主动齿轮（15）啮合，所述主动齿轮（15）与安装在调节板（13）上的感应元件连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述第二旋转轴（18）和驱动轴（19）两端设有连接板（17）。

3.根据权利要求1所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述存储箱（1）内设有升降装置，所述升降装置包括转动辊（3）和载物板（10），所述转动辊（3）转动安装在存储箱（1）内壁，所述转动辊（3）两端均设有第一连接轴（4），所述第一连接轴（4）通过轴承（7）安装在存储箱（1）内壁，其中一个第一连接轴（4）与驱动电机（2）的输出轴连接，所述转动辊（3）上设有皮带（5），所述皮带（5）的自由端与载物板（10）连接，所述载物板（10）滑动安装在存储箱（1）侧壁开设的移动槽（21）上。

4.根据权利要求3所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述载物板（10）两端通过第二连接轴（9）与滑块（6）固定连接，所述滑块（6）滑动安装在移动槽（21）内，所述第二连接轴（9）与移动槽（21）底部之间连接有弹簧（11）。

5.根据权利要求3所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述载物板（10）顶面通过螺钉固定安装有减震垫。

6.根据权利要求1所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述抓取装置包括立柱臂（22）、伸缩臂（24）和抓取手（25），所述立柱臂（22）底部铰接在旋转底座（23）上，所述旋转底座（23）转动安装在安装板（26）上，所述立柱臂（22）顶部与伸缩臂（24）铰接，所述伸缩臂（24）的自由端设有抓取手（25）。

7.根据权利要求6所述的一种具有自适应行走功能的搬运机器人，其特征在于，所述立柱臂（22）内设有变幅气缸，所述伸缩臂（24）内设有伸缩气缸，所述旋转底座（23）底部设有转动驱动机构。

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