CN112644942B - 一种升降式取货机器人及其配套的组合式货架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种升降式取货机器人及其配套的组合式货架，升降式取货机器人包括能在货架上攀爬位移的取货机器人，取货机器人底部设置有若干个驱动轮，取货机器人的上部设置有承接区，取货机器人的外侧设置有若干组相对设置的伸缩式攀爬手；取货机器人的承接区上设置有能相对承接区往复位移的活动承接板；取货机器人上还设置有至少一对能相对取货机器人纵向升降的升降抓手。与升降式取货机器人配套组合的组合式货架，组合式货架上驱动设置有能相对组合式货架位移的升降式取货机器人，组合式货架包括若干组拼装组合的货架。本发明公开了一种能进一步提升仓储环境的空间利用率，具有更便捷的出入取货方式、以及稳定的对接攀爬性能的升降式取货机器人及其配套的组合式货架。

Description

一种升降式取货机器人及其配套的组合式货架

技术领域

本发明涉及智能物流领域，具体涉及一种升降式取货机器人及其配套的组合式货架。

背景技术

中国专利申请公开号，CN202010719392.2 ，名称为“一种3D拣选物流机器人”，公开了一种3D拣选物流机器人，属于物品搬运拣选技术领域；包括承载机体、2个竖直攀爬动力体、货叉；承载机体顶端中部设置有第一矩形凹槽；货叉对称设置在第一矩形凹槽的侧壁处，实现货叉沿水平方向伸出缩回承载机体；承载机体顶端还设置有2个第二矩形凹槽；2个第二矩形凹槽对称设置在第一矩形凹槽的两侧；且第一矩形凹槽与2个第二矩形凹槽的轴向相同，且轴向两端均为开孔设计；2个竖直攀爬动力体对应嵌入在2个第二矩形凹槽中，2个竖直攀爬动力体同步运动，实现2个竖直攀爬动力体竖直伸出缩回承载机体。

以及，专利申请号：CN201610305389.X；专利名称：“具有简便定位功能的仓储系统和提取货物方法”；公开了一种具有简便定位功能的仓储系统和提取货物方法，该系统包括仓储货架、安装在仓储货架上的货物托盘、机器人叉车和机器人导航定位系统，所述机器人导航定位系统包括对于货架上货物托盘的定位装置以及对于地面任意目标点的定位装置；所述机器人叉车为非轨道式可在地面任意行走的横向存取货物的机器人叉车，该机器人叉车包括一个横向存取货物装置，该横向存取货物装置的一端安装在机器人叉车上的升降滑槽内。

但是，现有技术中依然存在以下问题：第一、攀爬通道单一，仅仅通过与货架底部对应的通行区域进行进出货操作，容易造成通行拥挤；且需要在货架与货架之间预留有行走通道，造成仓储空间的浪费；第二、攀爬结构不稳定，与货架的对接组合性能不佳。第三，攀爬时的稳定性不佳，且在攀爬时不便于与货架进行独立限位，攀爬依赖于货架的组合是结构，不能独立攀爬。

因此有必要，研发一种升降式取货机器人，能进一步提升仓储环境的空间利用率，同时具有更便捷的出入取货方式、以及稳定的对接攀爬的性能。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种能进一步提升仓储环境的空间利用率，具有更便捷的出入取货方式、以及稳定的对接攀爬性能的升降式取货机器人。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种升降式取货机器人，包括能在货架上攀爬位移的取货机器人，所述取货机器人底部设置有若干个驱动轮，所述取货机器人的上部设置有承接区，所述取货机器人的外侧设置有若干组相对设置的伸缩式攀爬手；所述取货机器人的所述承接区上设置有能相对所述承接区往复位移的活动承接板；所述取货机器人上还设置有至少一对能相对所述承接区纵向升降的升降抓手。

在本发明一个优选的实施方式中，伸缩式攀爬手包括至少一对驱动设置在所述取货机器人内部的伸缩杆一，每个所述伸缩杆一的外端横向伸缩设置在所述取货机器人的外侧，所述伸缩杆一的外端驱动设置有攀爬座。

在本发明一个优选的实施方式中，攀爬座包括设置在所述伸缩杆一外端的驱动座，所述驱动座上枢转设置有与货架的攀爬轨道对接啮合的攀爬齿轮，所述攀爬齿轮通过驱动马达驱动设置在所述驱动座上，所述驱动座上还设置有若干个与货架滑动对接的对接滑块。

在本发明一个优选的实施方式中，升降抓手包括嵌设在所述取货机器人上的驱动部，所述驱动部上驱动设置有伸缩杆二，所述伸缩杆二的上端驱动设置有夹持部，所述夹持部上驱动设置有至少一对能相对开合的夹爪。

在本发明一个优选的实施方式中，夹爪的内表面设置有若干个卡块。

在本发明一个优选的实施方式中，活动承接板包括滑动设置在所述承接区上的多级伸缩板，所述多级伸缩板上驱动设置有能相对所述承接区往复位移的承接板。

在本发明一个优选的实施方式中，多级伸缩板通过推拉机构一与所述承接区驱动连接，所述承接板通过设置在所述多级伸缩板上的推拉机构二与所述多级伸缩板驱动连接。

在本发明一个优选的实施方式中，货架的上方设置有至少一对上行轨道，所述上行轨道上设置有滑槽，所述滑槽内滑动嵌设有传送链带，所述传送链带的外侧面设置有多个对接槽。

在本发明一个优选的实施方式中，一种与升降式取货机器人配套组合的组合式货架，组合式货架上驱动设置有能相对组合式货架位移的升降式取货机器人，所述组合式货架包括若干组拼装组合的货架，所述货架包括若干块纵向间隔设置的层板，所述层板的四个角上设置有用于支撑的立柱，所述立柱的外侧面分别设置有攀爬传送槽。

在本发明一个优选的实施方式中，所述组合式货架包括若干组回字形结构的货架组，所述货架组采用的是由若干组货架组合的回字形结构；所述回字形结构的货架组中设置有纵向贯通的升降井，所述货架组的底部设置有与所述升降井连通的底部通路。

本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：

本发明公开了一种能进一步提升仓储环境的空间利用率，具有更便捷的出入取货方式、以及稳定的对接攀爬性能的升降式取货机器人及其配套的组合式货架。

第一，升降式取货机器人上设置伸缩式攀爬手和升降抓手与上行轨道和货架的攀爬轨道以及货架底部的通路配合实现多种进出模式，大大节约了仓储通行空间，让空间利用率优化。

第二，将地面与货架顶部的空间通过升降井进行衔接更有利于升降式取货机器人的自由出入。减少了升降式取货机器人的通行压力。

第三，通过在升降式取货机器人上设置有攀爬座。利用攀爬座上的对接滑块活动限位，利用攀爬齿轮与攀爬轨道内的台阶条啮合，驱动攀爬齿轮正转和反转实现升降式取货机器人攀爬轨道内的纵向位移。

第四，通过升降抓手上能相对开合的夹爪，滑动扣设在上行轨道的滑槽内，利用夹爪内侧设置的卡块与滑槽内传送的链带上的对接槽嵌设对接。利用传送的链带带动升降式取货机器人进行位置的转移。

第五，采用回字形结构的组合式式货架组，通过货架围绕形成的升降井实现地面与顶部空间的衔接。升降通槽的顶部是敞口式结构，便于攀爬座从攀爬传送槽的上部实现纵向分离。回字形结构的组合式货架能与取货机器人配套使用形成一种出入便捷多样、通行便利的仓储进出货辅助系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例二中的升降式取货机器人与组合式货架分离时的轴视结构示意图；

图2是本发明的优选实施例二中的升降式取货机器人的轴视结构示意图；

图3是本发明的优选实施例三中的升降式取货机器人的俯视结构示意图；

图4是本发明的优选实施例三中的升降式取货机器人的侧视结构示意图；

图5是本发明的优选实施例中的升降式取货机器人的升降抓手与上行滑轨分离时的轴视结构示意图；

图6是本发明的优选实施例中的组合式货架与局部上行滑轨配套组合的轴视结构示意图；

图7是本发明的优选实施例中组合式货架的轴视结构示意图；

图8是本发明的优选实施例中升降式取货机器人攀爬至组合式货架的升降井中的俯视结构示意图一；

图9是本发明的优选实施例中升降式取货机器人攀爬至组合式货架的升降井中的俯视结构示意图二；

图10是本发明的优选实施例中升降式取货机器人攀爬至组合式货架的升降井中的俯视结构示意图三；

其中，1-货架，11-立柱，111-对接凹槽，112-升降槽，113-台阶条，114-升降通槽，12-层板，13-底部通路，2-货架组，21-升降井，3-取货机器人，30-驱动轮，31-承接区，311-侧板，4-伸缩式攀爬手，41-伸缩杆一，42-驱动座，43-对接滑块，44-攀爬齿轮，45-驱动马达，5-升降抓手，50-驱动部，51-伸缩杆二，52-夹持部，53-夹爪，531-卡块,6-活动承接板，61-承接板，62-多级伸缩板，7-上行轨道，71-滑槽，72-传送链带，73-对接槽。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、底、顶等)，则该方向性指示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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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体含义。

实施例一

如图1、图6~图9所示，一种与升降式取货机器人3配套组合的组合式货架，组合式货架上驱动设置有能相对组合式货架位移的升降式取货机器人3，组合式货架包括若干组拼装组合的货架1，货架1包括若干块纵向间隔设置的层板12，层板12的四个角上设置有用于支撑的立柱11，立柱11的外侧面分别设置有攀爬传送槽。攀爬传送槽包括纵向设置在立柱11上的升降槽112，升降槽112内纵向间隔排列设置有多个台阶条113，相邻的台阶条113之间形成有啮合的间隙，且台阶条113外侧与升降槽112之间预留有纵向设置的升降通槽114，升降通槽114的下部设置有对接凹槽111，且对接凹槽111的横向宽度大于对接凹槽111的横向宽度。

如图6~图9所示，组合式货架包括若干组回字形结构的货架组2，货架组2采用的是由若干组货架1组合的回字形结构；回字形结构的货架组2中设置有纵向贯通的升降井21，组合式货架的底部设置有与升降井21连通的底部通路13。多个组合式货架排布时，每一组货架组2都形成如图8所示的，由八个货架1排列成回字形结构，且中间为升降井21。相邻的货架组2相互重合共用横向或纵向排列的至少两个货架1。

进一步的，组合式货架的货架组2的升降井21或货架1的上放设置有至少一对横向设置的且相互平行的上行轨道7，上行轨道7上设置有与上行轨道7的设置轨迹平行的向内凹的滑槽71，使得上行轨道7为工字形的结构。滑槽71内滑动嵌设有传送链带72，传送链带72的外侧面设置有多个对接槽73。传送链带72采用现有技术中的闭环型的驱动传送结构，能够实现循环往复的传送，在此不再详细赘述。

实施例二

如图1、图2所示，如图4~图9所示，一种升降式取货机器人3，包括能在货架1上设置的纵向攀爬传送槽上攀爬位移的取货机器人3，取货机器人3底部驱动设置有多个驱动轮30，取货机器人3的上部设置有承接区31，承接区31的两侧分别设置有相对设置的侧板311，相对设置的侧板311之间形成位于承接区31上方的取货通槽，侧板311之间的承接区31内驱动设置有能在取货通槽内相对往复位移取货的活动承接板6。承接区31上设置有若干组平行设置的直线轨道一，活动承接板6包括滑动设置在直线轨道上的多级伸缩板62，多级伸缩板62上设置有直线轨道一，直线轨道一上滑动设置有能相对承接区31往复位移的承接板61。多级伸缩板62通过设置在承接区31内的推拉机构一与承接区31驱动连接，承接板61通过设置在多级伸缩板62上的推拉机构二与多级伸缩板62驱动连接。推拉机构一和推拉机构二采用现有技术中的驱动位移机构，例如，单轴位移组合机构，例如直线电机与轨道座的组合。但不仅限于此，在其他实施例中还能采用其他直线位移驱动机构。多级伸缩板62和承接板61还可以采用现有技术中的伸缩板套接的结构实现稳固的伸缩承接功能。

取货机器人3外围的相对侧分别设置有至少一对相对设置的伸缩式攀爬手4；且伸缩式攀爬手4位于取货机器人3的前侧和后侧的两端。伸缩式攀爬手4包括至少一对驱动设置在取货机器人3内部的伸缩杆一41，每个伸缩杆一41横向伸缩设置在取货机器人3的外侧，伸缩杆一41的外端驱动设置有攀爬座。攀爬座包括设置在伸缩杆一41外端的驱动座42，驱动座42上枢转设置有与货架1的攀爬轨道对接啮合的攀爬齿轮44，攀爬齿轮44通过驱动马达45驱动设置在驱动座42上，驱动座42上还设置有至少一对能与货架1滑动对接的对接滑块43。对接滑块43包括衔接杆以及位于衔接杆端部的限位端，限位端活动嵌设入货架1的攀爬轨道内，且对接滑块43与攀爬齿轮44的攀爬轨迹在同一直线上。

取货机器人3上还设置有至少一对能相对取货机器人3纵向升降的升降抓手5。升降抓手5包括嵌设在取货机器人3上的驱动部50，驱动部50上驱动设置有伸缩杆二51，伸缩杆二51的上端驱动设置有夹持部52，夹持部52上驱动设置有至少一对能相对开合的夹爪53。夹爪53的内表面设置有至少一个卡块531。

货架1的上方设置有至少一对上行轨道7，上行轨道7上设置有滑槽71，滑槽71内滑动嵌设有传送链带72，传送链带72的外侧面设置有多个对接槽73。

实施例三

如图3~图9所示，在实施例二的基础上，取货机器人3的两对相对设置的伸缩式攀爬手4，设置在升降式取货机器人3的四个对角上，取货机器人3的机身座的俯视结构呈八边形结构。四个伸缩式攀爬手4伸缩驱动在取货机器人3的对角上。四个对角上上伸缩设置有伸缩杆一41，通过伸缩杆一41驱动伸缩设置在取货机器人3四个对角上，提升了取货机器人3攀爬对接的便捷性和空间利用率。且伸缩杆一41的外端设置有转接杆，转接杆上驱动设置有攀爬座，转接杆将攀爬座的攀爬方向调整至取货机器人3的前方或后方。

实施例四

如图1~图10所示，一种升降式取货机器人3与组合是货架组22合攀爬取物的取货方法，包括以下步骤:

步骤S1, 取货机器人3收拢两对相对设置的伸缩式攀爬手4和一对能相对取货机器人3纵向升降的升降抓手5。

步骤S2，取货机器人3从组合式货架底部的底部通路13进入组合式货架的升降井21中，通过升降井21中的货架1的立柱11上设置的攀爬传送槽进行攀爬。具体的，取货机器的取货面正对对应的货架1，伸缩式攀爬手4通过伸缩杆一41向外伸出，伸缩式攀爬手4上的攀爬座与立柱11下端设置的对接凹槽111进行嵌设对接，对接滑块43嵌设入对接凹槽111，攀爬齿轮44与升降槽112内的台阶条113对应啮合，通过驱动马达45驱动攀爬齿轮44在台阶条113上纵向啮合升降。攀爬升降时通过对接滑块43滑动嵌设在升降槽112内的纵向升降通槽114上下位移，且升降通槽114的顶部是敞口式结构，便于攀爬座从攀爬传送槽的上部实现纵向分离。

步骤S3，驱动取货机器人3位移至货架1的待取货位置，通过活动承接板6向外位移，插入货架1上支撑货物的托板的底部，在反向驱动活动承接板6回收将货物转移至取货机器人3的承接区31上。

步骤S4，驱动取货机器人3向上位移直至升降通槽114的顶部，利用驱动设置在取货机器人3上的升降抓手5，升降抓手5的伸缩杆二51向上伸展，直至升降抓手5的夹爪53位于升降井21上方的上行轨道7的外侧，驱动夹持部52合拢夹爪53，夹爪53嵌设入上行滑轨的滑槽71内，且夹爪53的内的设置的卡块531嵌入上行轨道7滑槽71中的传送链带72对接槽73中，通过驱动传送链相对滑槽71移位，带动驱动取货机器人3沿着上行轨道7转移至指定的卸货区域。

步骤S5，取货机器人3卸货时，可以通过下降至另一个组合货架1的升降井21或货架1上的攀爬传送槽对接，向下位移，然后从组合式货架的底部通路13出来。但不仅于此，取货机器人3卸货时可以通过转移平台结构上行轨道7传送过来的取货机器人3，再进行卸货转移的操作。

本发明工作原理：

如图1~图9所示，取货机器人3从组合式货架底部的底部通路13进入组合式货架的升降井21中，通过升降井21中的货架1的立柱11上设置的攀爬传送槽进行攀爬。通过滑动嵌设在纵向升降通槽114内上下位移，且升降通槽114的顶部是敞口式结构驱动取货机器人3位移至货架1的待取货位置，通过活动承接板6向外位移，插入货架1上支撑货物的托板的底部，在反向驱动活动承接板6回收将货物转移至取货机器人3的承接区31上。

驱动取货机器人3向上位移直至升降通槽114的顶部，利用驱动设置在取货机器人3上的升降抓手5，升降抓手5的伸缩杆二51向上伸展，直至升降抓手5的夹爪53位于升降井21上方的上行轨道7的外侧，驱动夹持部52合拢夹爪53，夹爪53嵌设入上行滑轨的滑槽71内，且夹爪53的内的设置的卡块531嵌入上行轨道7滑槽71中的传送链带72对接槽73中，通过驱动传送链相对滑槽71移位，带动驱动取货机器人3沿着上行轨道7转移至指定的卸货区域。

取货机器人3卸货时，能通过另一个组合货架1的升降井21或货架1或与上行轨道7对应的转移平台结构再进行卸货转移的操作。

以上具体实施方式是对本发明提出的方案思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种升降式取货机器人，包括能在货架上攀爬位移的取货机器人，所述取货机器人底部设置有若干个驱动轮，所述取货机器人的上部设置有承接区，其特征在于：所述取货机器人的外侧设置有若干组相对设置的伸缩式攀爬手；所述取货机器人的所述承接区上设置有能相对所述承接区往复位移的活动承接板；所述取货机器人上还设置有至少一对能相对所述承接区纵向升降的升降抓手；

所述伸缩式攀爬手包括至少一对驱动设置在所述取货机器人内部的伸缩杆一，每个所述伸缩杆一的外端横向伸缩设置在所述取货机器人的外侧，所述伸缩杆一的外端驱动设置有攀爬座；

所述攀爬座包括设置在所述伸缩杆一的外端的驱动座，所述驱动座上枢转设置有与货架的攀爬轨道对接啮合的攀爬齿轮，所述攀爬齿轮通过驱动马达驱动设置在所述驱动座上，所述驱动座上还设置有若干个与货架滑动对接的对接滑块；

所述升降抓手包括嵌设在所述取货机器人上的驱动部，所述驱动部上驱动设置有伸缩杆二，所述伸缩杆二的上端驱动设置有夹持部，所述夹持部上驱动设置有至少一对能相对开合的夹爪；

所述夹爪的内表面设置有若干个卡块；所述货架的上方设置有至少一对上行轨道，所述上行轨道上设置有滑槽，所述滑槽内滑动嵌设有传送链带，所述传送链带的外侧面设置有多个对接槽。

2.根据权利要求1所述的一种升降式取货机器人，其特征在于：所述活动承接板包括滑动设置在所述承接区上的多级伸缩板，所述多级伸缩板上驱动设置有能相对所述承接区往复位移的承接板。

3.根据权利要求2所述的一种升降式取货机器人，其特征在于：所述多级伸缩板通过推拉机构一与所述承接区驱动连接，所述承接板通过设置在所述多级伸缩板上的推拉机构二与所述多级伸缩板驱动连接。

4.一种与升降式取货机器人配套组合的组合式货架，其特征在于：与权利要求1~3中任一所述升降式取货机器人配套组合的组合式货架，所述组合式货架上驱动设置有能相对组合式货架位移的升降式取货机器人，所述组合式货架包括若干组拼装组合的货架，所述货架包括若干块纵向间隔设置的层板，所述层板的四个角上设置有用于支撑的立柱，所述立柱的外侧面分别设置有攀爬传送槽。

5.根据权利要求4所述的一种与升降式取货机器人配套组合的组合式货架，其特征在于：所述组合式货架包括若干组回字形结构的货架组，所述货架组采用的是由若干个货架组合的回字形结构；所述回字形结构的货架组中设置有纵向贯通的升降井，所述货架组的底部设置有与所述升降井连通的底部通路。

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