CN112390193A - 一种连杆式顶升机构及仓储机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连杆式顶升机构，其包括座体、升降座、顶升组件及驱动机构；顶升组件包括至少三组顶升杆组；每组顶升杆组均包括第一连杆与第二连杆，两者分别铰接在座体以及升降座上，且两者之间铰接连接；每组顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于基准轴；至少两组顶升杆组的基准轴不相互平行；驱动机构与顶升组件驱动连接。本发明的连杆式顶升机构及仓储机器人，通过设置至少三组顶升杆组，并使至少两组顶升杆组的基准轴不相互平行，基准轴不相互平行的几组顶升杆组可防止升降座倾斜，以保证各顶升杆组同步运动，使得升降座升降稳定，无需外加导向机构或扶持机构，且运行不会造成货架晃动。

Description

一种连杆式顶升机构及仓储机器人
技术领域
本发明涉及仓储物流装备技术领域，特别是涉及一种连杆式顶升机构及仓储机器人。
背景技术
仓储搬运车属于工业机器人的范畴，是指应用在仓储环节，可通过接受指令或系统预先设置的程序，自动执行货物转移、搬运等操作的机器装置。仓储搬运车作为智慧物流的重要组成部分，顺应了新时代的发展需求，成为物流行业在解决高度依赖人工、业务高峰期分拣能力有限等瓶颈问题的突破口。
连杆式顶升机构是仓储搬运车的核心部件，为了保持仓储机器人运行稳定，合理的连杆式顶升机构起到了至关重要的作用，现有的仓储搬运车的连杆式顶升机构有一类通过平行四边形连杆组进行连杆式顶升机构，这类连杆式顶升机构顶升时，由于平行四边形的结构原理，需要另外加扶持杆以保持其稳定，且顶升时升降座会产生横向的短距离运动，会造成货架晃动。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于连杆的、升降稳定且不会造成货架晃动的连杆式顶升机构及仓储机器人。
技术方案：为实现上述目的，本发明的连杆式顶升机构，其包括座体、升降座、顶升组件及驱动机构；
所述顶升组件包括至少三组顶升杆组；
每组所述顶升杆组均包括第一连杆与第二连杆，两者分别铰接在所述座体以及所述升降座上，且两者之间铰接连接；每组所述顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于所述基准轴；
至少两组所述顶升杆组的基准轴不相互平行；
所述驱动机构与所述顶升组件驱动连接；
所述驱动机构包括驱动座、第一顶升电机及第一驱动杆；
所述驱动座能相对于所述座体升降；
所述第一驱动杆的数量与所述顶升杆组的数量相等，且两者一一对应设置；各所述第一驱动杆分别相对于所述驱动座滑动连接；
所述第一驱动杆与其对应的所述顶升杆组所包含的第一连杆与第二连杆三者同轴铰接；
所述第一顶升电机用于驱使所述第一驱动杆相对于所述驱动座滑动；
所述驱动机构还包括转盘；所述转盘转动安装在所述驱动座上，其转动由所述第一顶升电机驱动；所述转盘与各所述第一驱动杆驱动连接；
所述转盘上形成有与所述第一驱动杆数量相等且一一对应设置的驱动槽；所述第一驱动杆上具备置于所述驱动槽内的置入部；
所述置入部沿着所述驱动槽运动时，其距所述转盘中心的距离会产生变化；
所述第一顶升电机通过过渡组件与所述转盘建立驱动关系，所述过渡组件包括相对于所述第一顶升电机的输出轴固定的第一驱动盘以及安装在所述转盘上的第二驱动盘；
所述第二驱动盘相对于所述转盘周向固定并可相对于所述转盘作轴向运动，且两者之间设有使两者具有相对远离趋势的弹簧；所述第二驱动盘上具备能进出所述驱动槽的伸缩部；
所述第一驱动盘上具备驱动牙，所述第二驱动盘上具备供所述驱动牙嵌入的嵌入槽，所述驱动牙能进出所述嵌入槽。
进一步地，所述置入部为滚轮。
进一步地，所有所述顶升杆组呈圆周阵列布局。
一种仓储机器人，其包括移动底盘、上述的连杆式顶升机构以及旋转组件；所述座体固定在所述移动底盘的底盘座体上；所述旋转组件安装在所述升降座上。
进一步地，所述旋转组件包括托盘、旋转电机与齿轮组；所述托盘相对于所述升降座转动连接；所述旋转电机通过所述齿轮组与所述托盘建立传动关系。
有益效果：本发明的连杆式顶升机构及仓储机器人，通过设置至少三组顶升杆组，并使至少两组顶升杆组的基准轴不相互平行，基准轴不相互平行的几组顶升杆组可防止升降座倾斜，以保证各顶升杆组同步运动，使得升降座升降稳定，无需外加导向机构或扶持机构，且运行不会造成货架晃动。
附图说明
附图1为第一实施例之连杆式顶升机构的结构图；
附图2为转盘的结构图；
附图3为转盘、过渡组件及第一顶升电机三者的第一状态结构图；
附图4为转盘、过渡组件及第一顶升电机三者的第二状态结构图；
附图5为第二实施例之连杆式顶升机构的结构图；
附图6为第三实施例之连杆式顶升机构的结构图；
附图7为第四实施例之仓储机器人的结构图。
图中：1-座体；2-升降座；3-顶升组件；31-第一连杆；32-第二连杆；33-连接杆；4-驱动机构；41-驱动座；42-转盘；421-驱动槽；43-第一顶升电机；44-第一驱动杆；45-置入部；46-过渡组件；461-第一驱动盘；462-第二驱动盘；463-弹簧；464-伸缩部；465-驱动牙；466-嵌入槽；41’-第二驱动电机；42’-偏心轮；43’-第二驱动杆；5-移动底盘；51-底盘座体；6-旋转组件；61-托盘；62-旋转电机；63-齿轮组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例一
如附图1所示的连杆式顶升机构，其包括座体1、升降座2、顶升组件3及驱动机构4；所述顶升组件3包括三组顶升杆组；
每组所述顶升杆组均包括第一连杆31与第二连杆32，两者分别铰接在所述座体1以及所述升降座2上，且两者之间铰接连接；每组所述顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于所述基准轴；此处，所述基准轴为一根虚拟的轴，是为了后续叙述方便而引入的参照轴，实际上并不存在这一根轴；至少两组所述顶升杆组的基准轴不相互平行；
在本实施例中，三组顶升杆组的基准轴两两均不相互平行，且三者呈圆周阵列布局。如此，这三组顶升杆组形成互相制约作用，三者只能同步运转而不能单独运转，其中一组顶升杆组要单独运转的话势必要破坏另外两组杆组的铰接关系才行，基于该原理可有效防止升降座2倾斜，无需针对升降座2另外设置扶持机构或导向机构，使得连杆式顶升机构的结构简单、造价低。基于此三组顶升杆组的顶升组件3使得升降座2升降稳定，升降过程中升降座2无横向运动。
所述驱动机构4与所述顶升组件3驱动连接，用于驱动顶升组件3运转。
具体地，所述驱动机构4包括驱动座41、第一顶升电机43及第一驱动杆44；所述驱动座41能相对于所述座体1升降；所述第一驱动杆44的数量与所述顶升杆组的数量相等，且两者一一对应设置；各所述第一驱动杆44分别相对于所述驱动座41滑动连接；所述第一驱动杆44与其对应的所述顶升杆组所包含的第一连杆31与第二连杆32三者同轴铰接；所述第一顶升电机43用于驱使所述第一驱动杆44相对于所述驱动座41滑动。通过上述结构，第一顶升电机43通过驱动各第一驱动杆44同步相对于驱动座41滑动，可使三组顶升杆组同步运转，以驱动升降座2升降，升降过程中，三组顶升杆组受力均匀，使得机构整体稳定可靠。
优选地，为了使第一顶升电机43驱动各第一驱动杆44同步相对于驱动座41滑动，所述驱动机构4还包括转盘42；所述转盘42转动安装在所述驱动座41上，其转动由所述第一顶升电机43驱动；所述转盘42与各所述第一驱动杆44驱动连接。如附图2所示，所述转盘42上形成有与所述第一驱动杆44数量相等且一一对应设置的驱动槽421；所述第一驱动杆44上具备置于所述驱动槽421内的置入部45；所述置入部45沿着所述驱动槽421运动时，其距所述转盘42中心的距离会产生变化。本实施例中，所述置入部45为滚轮。通过上述结构，当第一顶升电机43运转，转盘42受驱动相对于驱动座41转动，转盘42转动时，置入部45沿着驱动槽421行走，以使置入部45离转盘42中心的距离产生变化，如此，第一驱动杆44相对于驱动座41产生滑动，各第一驱动杆44作用于各自对应的顶升杆组，使得所有顶升杆组同步运转，驱使升降座2作升降运动。
优选地，所述第一顶升电机43通过过渡组件46与所述转盘42建立驱动关系，所述过渡组件46包括相对于所述第一顶升电机43的输出轴固定的第一驱动盘461以及安装在所述转盘42上的第二驱动盘462；所述第二驱动盘462相对于所述转盘42周向固定并可相对于所述转盘42作轴向运动，且两者之间设有使两者具有相对远离趋势的弹簧463；所述第二驱动盘462上具备能进出所述驱动槽421的伸缩部464；所述第一驱动盘461上具备驱动牙465，所述第二驱动盘462上具备供所述驱动牙465嵌入的嵌入槽466，所述驱动牙465能进出所述嵌入槽466。
通过上述结构，初始状态下，驱动牙465嵌入在嵌入槽466内，且伸缩部464位于驱动槽421之外，当需要连杆式顶升机构执行顶升操作时，控制第一顶升电机43运转，使得转盘42旋转，置入部45沿着驱动槽421行走，使得顶升杆组的有效高度变高以使得升降座2上升，当升降座2上升至最高点，置入部45到达驱动槽421的一端，此处，第一顶升电机43仍在转动，由于置入部45到达驱动槽421的一端，转盘42无法继续转动，也即第二驱动盘462无法继续转动（如附图3所示），而第一顶升电机43仍在运转，因此，第一驱动盘461仍在运转，如此，驱动牙465会脱出嵌入槽466并推动第二驱动盘462相对于升降座2上升，第二驱动盘462上升使得其上的伸缩部464伸入驱动槽421内，伸缩部464作用于置入部45使得置入部45无法相对于驱动槽421运动（如附图4所示），因此，在此状态下，连杆式顶升机构整体锁定在顶升状态，转盘42无法反转使升降座2下降，且连杆式顶升机构保持在顶升状态不需要依赖第一顶升电机43的保持力，状态极其稳定，不会由于电机失电而导致升降座2突然下降造成危险。
实施例二
如附图5所示的连杆式顶升机构，其包括座体1、升降座2、顶升组件3及驱动机构4；所述顶升组件3包括五组顶升杆组；
每组所述顶升杆组均包括第一连杆31与第二连杆32，两者分别铰接在所述座体1以及所述升降座2上，且两者之间铰接连接；每组所述顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于所述基准轴；此处，所述基准轴为一根虚拟的轴，是为了后续叙述方便而引入的参照轴，实际上并不存在这一根轴；至少两组所述顶升杆组的基准轴不相互平行；
在本实施例中，五组顶升杆组的基准轴两两均不相互平行，且五者呈圆周阵列布局。如此，这五组顶升杆组形成互相制约作用，五者只能同步运转而不能单独运转，其中一组顶升杆组要单独运转的话势必要破坏另外四组杆组的铰接关系才行，基于该原理可有效防止升降座2倾斜，无需针对升降座2另外设置扶持机构或导向机构，使得连杆式顶升机构的结构简单、造价低。基于此五组顶升杆组的顶升组件3使得升降座2升降稳定，升降过程中升降座2无横向运动。
本实施例中，所述驱动机构4包括第二驱动电机41’、偏心轮42’以及第二驱动杆43’；第二驱动电机41’安装在所述座体1上；所述偏心轮42’固定在所述第二驱动电机41’的输出轴上；所述第二驱动杆43’的两端分别转动连接在所述偏心轮42’及一所述顶升杆组上，且其连接所述顶升杆组的一端与该顶升杆组所包含的第一连杆31及第二连杆32三者同轴铰接。如此，第二驱动电机41’运转即可通过偏心轮42’以及第二驱动杆43’作用于一组顶升杆组，使顶升杆组运转，由于上述顶升组件3的原理限制，上述所有顶升杆组会同步运转以使升降座2平移升降。
实施例三
一种连杆式顶升机构，其包括座体1、升降座2、顶升组件3及驱动机构4；所述顶升组件3包括至少三组顶升杆组。
每组顶升杆组均包括第一连杆31与第二连杆32，两者分别铰接在所述座体1以及所述升降座2上，且两者之间铰接连接；每组所述顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于所述基准轴；此处，所述基准轴为一根虚拟的轴，是为了后续叙述方便而引入的参照轴，实际上并不存在这一根轴；至少两组所述顶升杆组的基准轴不相互平行；
上述所有顶升杆组中，至少两组所述顶升杆组包含于同一联动组件中，且包含在同一所述联动组件中的所有顶升杆组的第一连杆31与第二连杆32分别相互平行；所述联动组件还包括连接杆33；所述连接杆33至少连接两组所述顶升杆组，且其分别与所连接的顶升杆组所包含的两个连杆（即第一连杆31与第二连杆32）三者同轴铰接。
在如图6所示的实施例中，其包含四组顶升杆组，四组顶升杆组中，每两组顶升杆组与一连接杆33构成一联动组件；在俯视方式上，两组所述联动组件交叉布局，且两者包含的两个连接杆33垂直交叉。通过该布局方式，其中一组联动组件对升降座2的横向两端进行支撑，另一组联动组件对升降座2的纵向两端进行支撑，实现了对升降座2的平稳支撑。
由于在俯视方向上看两个连接杆33垂直交叉，为了防止两个连接杆33相互干涉，所述连接杆33为其中部相对于其两端连线偏离的弯杆；两个所述连接杆33中，其中一个连接杆33的中部相对于其两端连线向上偏离，另一个连接杆33的中部相对于其两端连线向下偏离。
驱动顶升组件3运转的驱动机构4与上述实施例二中的驱动机构4的结构一致，此处不再赘述。
实施例四
本实施例提供了一种仓储机器人，如附图7所示，其包括上述实施例一至实施例三中任一个实施例所述的连杆式顶升机构，还包括移动底盘5与旋转组件6；所述座体1固定在所述移动底盘5的底盘座体51上；所述旋转组件6安装在所述升降座2上。
进一步地，所述旋转组件6包括托盘61、旋转电机62与齿轮组63；所述托盘61相对于所述升降座2转动连接；所述旋转电机62通过所述齿轮组63与所述托盘61建立传动关系。
本发明的连杆式顶升机构及仓储机器人，通过设置至少三组顶升杆组，并使至少两组顶升杆组的基准轴不相互平行，基准轴不相互平行的几组顶升杆组可防止升降座倾斜，以保证各顶升杆组同步运动，使得升降座升降稳定，无需外加导向机构或扶持机构，且运行不会造成货架晃动。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种连杆式顶升机构，其特征在于，其包括座体（1）、升降座（2）、顶升组件（3）及驱动机构（4）；
所述顶升组件（3）包括至少三组顶升杆组；
每组所述顶升杆组均包括第一连杆（31）与第二连杆（32），两者分别铰接在所述座体（1）以及所述升降座（2）上，且两者之间铰接连接；每组所述顶升杆组均具备基准轴，且其包含的三组铰接关系的三个转轴均平行于所述基准轴；
至少两组所述顶升杆组的基准轴不相互平行；
所述驱动机构（4）与所述顶升组件（3）驱动连接；
所述驱动机构（4）包括驱动座（41）、第一顶升电机（43）及第一驱动杆（44）；
所述驱动座（41）能相对于所述座体（1）升降；
所述第一驱动杆（44）的数量与所述顶升杆组的数量相等，且两者一一对应设置；各所述第一驱动杆（44）分别相对于所述驱动座（41）滑动连接；
所述第一驱动杆（44）与其对应的所述顶升杆组所包含的第一连杆（31）与第二连杆（32）三者同轴铰接；
所述第一顶升电机（43）用于驱使所述第一驱动杆（44）相对于所述驱动座（41）滑动；
所述驱动机构（4）还包括转盘（42）；所述转盘（42）转动安装在所述驱动座（41）上，其转动由所述第一顶升电机（43）驱动；所述转盘（42）与各所述第一驱动杆（44）驱动连接；
所述转盘（42）上形成有与所述第一驱动杆（44）数量相等且一一对应设置的驱动槽（421）；所述第一驱动杆（44）上具备置于所述驱动槽（421）内的置入部（45）；
所述置入部（45）沿着所述驱动槽（421）运动时，其距所述转盘（42）中心的距离会产生变化；
所述第一顶升电机（43）通过过渡组件（46）与所述转盘（42）建立驱动关系，所述过渡组件（46）包括相对于所述第一顶升电机（43）的输出轴固定的第一驱动盘（461）以及安装在所述转盘（42）上的第二驱动盘（462）；
所述第二驱动盘（462）相对于所述转盘（42）周向固定并可相对于所述转盘（42）作轴向运动，且两者之间设有使两者具有相对远离趋势的弹簧（463）；所述第二驱动盘（462）上具备能进出所述驱动槽（421）的伸缩部（464）；
所述第一驱动盘（461）上具备驱动牙（465），所述第二驱动盘（462）上具备供所述驱动牙（465）嵌入的嵌入槽（466），所述驱动牙（465）能进出所述嵌入槽（466）。
2.根据权利要求1所述的连杆式顶升机构，其特征在于，所述置入部（45）为滚轮。
3.根据权利要求1所述的连杆式顶升机构，其特征在于，所有所述顶升杆组呈圆周阵列布局。
4.一种仓储机器人，其特征在于，其包括移动底盘（5）、如权利要求1-3任一项所述的连杆式顶升机构以及旋转组件（6）；所述座体（1）固定在所述移动底盘（5）的底盘座体（51）上；所述旋转组件（6）安装在所述升降座（2）上。
5.根据权利要求4所述的仓储机器人，其特征在于，所述旋转组件（6）包括托盘（61）、旋转电机（62）与齿轮组（63）；所述托盘（61）相对于所述升降座（2）转动连接；所述旋转电机（62）通过所述齿轮组（63）与所述托盘（61）建立传动关系。
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