CN112811352A - 一种面向智慧物流的机器人叉车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物流搬运技术领域，具体涉及到一种面向智慧物流的机器人叉车，包括车体、举升模块和控制装置，所述车体包括车头、支撑组件、动力驱动装置和导航装置，所述举升模块包括顶升装置、货叉组件、称重装置，所述货叉组件设置在支撑组件上方，所述顶升装置设置在支撑组件与货叉组件之间，用于驱动货叉组件升降，所述称重装置设置在货叉组件上，用于对货叉组件上的物体进行称重。本发明的机器人叉车，举升模块采用举升承重的几何中心设计，不存在偏心结构，不必设置体积庞大的配重，就能保证机器人叉车的稳定运输，以适应窄通道内的物流转运；在货叉组件处设置有称重装置，可以实现在插取货物的同时实时监测插取的货物重量，进行重量统计。

Description

一种面向智慧物流的机器人叉车

技术领域

本发明涉及物流搬运技术领域，具体涉及到一种面向智慧物流的机器人叉车。

背景技术

机器人叉车，属于物流搬运领域的机器人，其技术路线现在主流的是基于即时定位与地图构建技术的智能物流机器人，这种机器人不需要在地面上铺设任何标识，机器人能自动感知环境和周围的障碍物，能自动进行路径规划，实现特定环境下的物体运输任务，代表了物流机器人未来的技术发展趋势。

一种复杂场景下一种面向智慧物流的机器人叉车，不同于常规的磁条导航、激光反射板导航或二维码导航方式，采用无人自主智能导航技术，机器人利用自身传感器，自主进行环境建模感知，实现自主定位和移动路径规划，使得机器人能自动躲避静态及动态障碍物，在无人为干预和外界标识引导的情况下实现自主移动。机器人通过与信息化管理系统的对接，可实现智能制造和仓储物流系统的高度自动化、信息化和智能化。

基于自主技术的智能物流机器人通过采用多传感器融合算法，建立周围环境的地图，在移动过程中通过，车载的激光雷达扫描实时匹配环境信息和扫描的地图上的位置信息，来确定机器人在全局环境中的定位。

如申请号为CN201721177268.8的专利中公开了一种激光导航自动叉车，本实用新型提供了一种激光导航自动叉车，包括叉车本体、门架、电控箱、激光雷达，所述门架安装在所述叉车本体上，所述电控箱与所述门架相连，所述门架安装有所述激光雷达，所述电控箱内安装有主控器，所述激光雷达与所述主控器相连。本实用新型的有益效果是：本实用新型同时通过安全传感器、警示灯、急停按钮保证现场工作人员的人身安全；并且可选的激光雷达以满足不同成本、功能需求实现本实用新型的高性价比，完备的存在检测传感器保证了任务执行的智能和高效；自动充电功能保证了自动叉车的无人工作功能，且本实用新型的激光导航自动叉车更加稳定可靠。

该专利公开的自动叉车。虽然可以实现自动导航功能，也能有效避障和路径规划等功能，但是在叉车普遍需要的堆高功能，不能实现；并且后置配重较大，造成体积较大。

如申请号为CN201711423688.4的专利中公开了一种激光导航式叉车，属于物流运输设备领域，包括叉车本体和可拆卸的固定在叉车本体上的无人作业总成，所述无人作业总成包括主控单元、定位单元和安全单元，其中，主控单元可拆卸的设置在叉车本体上，且与定位单元和安全单元保持通信的连接；定位单元可拆卸的设置在叉车本体上，用于整车坐标位置信号的发射和接收；安全单元可拆卸的分布在叉车本体的外周侧；通过在叉车本体上设置的保持通讯连接的安全单元、定位单元和主控单元，将传感器检测发射和反馈的信号回馈给主控单元，从而实现数据的采集、分析与判断；以确保货物能够达到叉臂的合适位置，确保作业过程中的安全性，使得货物自动化的重叠堆垛成为可能。

该专利仅能实现激光导航叉车的基本功能，虽然堆垛高度可以比栈板叉车高，但是存在偏心举升，造成配重位置体积较大无法实现在狭窄通道内实现转弯作业；并且该举升模块是和车体集成在一起的，对于更换、维修等造成不便。

经过对现有技术的分析，发现市场上的激光导航机器人叉车通常有如下不足之处：首先，大多叉车结构举升重物存在偏心，为了配重的需要，机器人前端体积庞大，不适用于狭窄通道的物流运输；其次，插取的货物没有重量监控，经常导致超载，造成潜在的物流安全隐患；然后，另外结构设计上没有考虑模块化设计，举升高度一般无法调整，导致昂贵的激光导航机器人没有把效能发挥到最大，不能适应现在数字化工厂物流的需要。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种面向智慧物流的机器人叉车。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种面向智慧物流的机器人叉车，包括车体、举升模块和控制装置，所述车体包括车头、支撑组件、动力驱动装置和导航装置，所述支撑组件设置在车头后面，用于支撑举升模块，所述动力驱动装置包括驱动轮和万向轮，所述万向轮设置在车头的底部，所述驱动轮设置在支撑组件的底部，用于驱动车体移动，所述导航装置设置在车头上，用于对动力驱动装置进行移动导航，所述举升模块包括顶升装置、货叉组件、称重装置，所述货叉组件设置在支撑组件上方，所述顶升装置设置在支撑组件与货叉组件之间，用于驱动货叉组件升降，所述称重装置设置在货叉组件上，用于对货叉组件上的物体进行称重，所述控制装置分别与动力驱动装置、导航装置、顶升装置、称重装置连接并对动力驱动装置、导航装置、顶升装置、称重装置进行控制。

进一步的，所述导航装置包括激光导航雷达和超声波传感器，所述激光导航雷达、超声波传感器与控制装置连接。

进一步的，所述支撑组件包括两个车架，两个所述车架平行的设置在车头后面。

进一步的，所述驱动轮设置有两个，两个所述驱动轮分别设置在两个车架的底部。

进一步的，所述驱动轮连接有驱动器，所述驱动器用于驱动驱动轮转动。

进一步的，所述顶升装置包括两组顶升组件和举升驱动器，两组所述顶升组件分别设置在两个车架上且顶升组件的顶部与货叉组件连接，两组所述顶升组件之间设置有连接杆、铰链关节并通过连接杆、铰链关节连接，所述举升驱动器用于驱动连接杆活动，以带动两组顶升组件同步升降。

进一步的，所述顶升组件包括底架和叉形铰接杆件，所述底架可拆卸的设置在车架上，所述叉形铰接杆件的底部与底架连接、顶部与货叉组件连接，所述举升驱动器用于驱动叉形铰接杆件张开使顶升组件上升或驱动叉形铰接杆件闭合使顶升组件下降。

进一步的，所述底架上设置有第一滑槽，所述叉形铰接杆件的上端部设置有可在第一滑槽内滚动的第一滑轮。

进一步的，所述货叉组件上设置有第二滑槽，所述叉形铰接杆件的下端部设置有可在第二滑槽内滚动的第二滑轮。

进一步的，所述称重装置包括称重板和称重传感器，所述称重板设置在货叉组件上方，所述称重传感器设置在称重板与货叉组件之间。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果之一：

1、本发明的机器人叉车，举升模块采用举升承重的几何中心设计，不存在偏心结构，不必设置体积庞大的配重，就能保证机器人叉车的稳定运输，以适应窄通道内的物流转运；

2、本发明的机器人叉车，在货叉组件处设置有称重装置，可以实现在插取货物的同时实时监测插取的货物重量，把数值反馈给控制装置，进行重量统计，可实时监控货叉组件上运输物品的重量，避免超载，保证贵重物品运输安全；

3、本发明的机器人叉车，实现车体和举升模块分体式模块化设计，可以实现举升模块在通用化机器人叉车上使用，使用范围更广；

4、本发明的机器人叉车，在导航装置的引导下，实现机器人叉车自主建图，自主避障，自主路径规划等智能作业功能，实现智能化，自动化运输，运输更为智能、平稳安全。

附图说明

图1为本发明优选实施例中一种面向智慧物流的机器人叉车的立体结构示意图之一；

图2为本发明优选实施例中一种面向智慧物流的机器人叉车的立体结构示意图之二；

图3为本发明优选实施例中举升模块的立体结构示意图；

图4为本发明优选实施例中举升模块的主视示意图；

附图标记：1、车体；2、举升模块；11、车头；12、支撑组件；13、动力驱动装置；14、导航装置；21、顶升装置；22、货叉组件；23、称重装置；121、车架；131、驱动轮；132、万向轮；141、激光导航雷达；142、超声波传感器；211、顶升组件；212、举升驱动器；213、连接杆；214、铰链关节；231、称重板；232、称重传感器；2111、底架；2112、叉形铰接杆件；2113、第一滑槽；2114、第一滑轮；2115、第二滑槽；2116、第二滑轮。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

参照图1-4所示，本发明的优选实施例，一种面向智慧物流的机器人叉车，包括车体1、举升模块2和控制装置，所述车体1包括车头11、支撑组件12、动力驱动装置13和导航装置14，所述支撑组件12设置在车头11后面，用于支撑举升模块2，所述动力驱动装置13包括驱动轮131和万向轮132，所述万向轮132设置在车头11的底部，所述驱动轮131设置在支撑组件12的底部，用于驱动车体1移动，所述导航装置14设置在车头11上，用于对动力驱动装置13进行移动导航，所述举升模块2包括顶升装置21、货叉组件22、称重装置23，所述货叉组件22设置在支撑组件12上方，所述顶升装置21设置在支撑组件12与货叉组件22之间，用于驱动货叉组件22升降，所述称重装置23设置在货叉组件22上，用于对货叉组件22上的物体进行称重，所述控制装置分别与动力驱动装置13、导航装置14、顶升装置21、称重装置23连接并对动力驱动装置13、导航装置14、顶升装置21、称重装置23进行控制。

本发明的机器人叉车，举升模块2采用举升承重的几何中心设计，不存在偏心结构，不必设置体积庞大的配重，就能保证机器人叉车的稳定运输，以适应窄通道内的物流转运；在货叉组件22处设置有称重装置23，可以实现在插取货物的同时实时监测插取的货物重量，把数值反馈给控制装置，进行重量统计，可实时监控货叉组件22上运输物品的重量，避免超载，保证贵重物品运输安全；实现车体1和举升模块2分体式模块化设计，可以实现举升模块2在通用化机器人叉车上使用，使用范围更广；在导航装置14的引导下，实现机器人叉车自主建图，自主避障，自主路径规划等智能作业功能，实现智能化，自动化运输，运输更为智能、平稳安全。

作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

在本实施例中，所述导航装置14包括激光导航雷达141和超声波传感器142，所述激光导航雷达141、超声波传感器142与控制装置连接。导航装置14通过激光导航雷达141对动力驱动装置13进行移动导航，以便动力驱动装置13自动驱动车体1移动，通过超声波传感器142对车体1前方的障碍物进行检测，避免车体1在移动时撞上障碍物。

在本实施例中，所述支撑组件12包括两个车架121，两个所述车架121平行的设置在车头11后面。支撑组件12采用两个平行设置在车头11后面的车架121，以便更平稳的对举升模块2和物品进行支撑。

在本实施例中，所述驱动轮131设置有两个，两个所述驱动轮131分别设置在两个车架121的底部，所述驱动轮131连接有驱动器，所述驱动器用于驱动驱动轮131转动。将驱动轮131设置在车架121的底部，以通过两个驱动轮131分别驱动两个车架121移动，两个驱动轮131各连接一个驱动器，通过驱动器来驱动驱动轮131转动，完成自动化运输，可通过调节两个驱动器的转速差来进行转弯活动。

在本实施例中，所述顶升装置21包括两组顶升组件211和举升驱动器212，两组所述顶升组件211分别设置在两个车架121上且顶升组件211的顶部与货叉组件22连接，两组所述顶升组件211之间设置有连接杆213、铰链关节214并通过连接杆213、铰链关节214连接，所述举升驱动器212用于驱动连接杆213活动，以带动两组顶升组件211同步升降。顶升装置21包括两组分别设置在两个车架121上的顶升组件211，两个顶升组件211之间通过连接杆213、铰链关节214连接，通过连接杆213、铰链关节214连接两个顶升组件211，使两个顶升组件211同步活动，通过举升驱动器212驱动连接杆213活动，以使两组顶升组件211在两个车架121上同步升降，可较稳固实现运输物品的升降，通过一个举升驱动器212完成两组顶升组件211的同步升降，节约了能源，其中举升驱动器可采用气缸，但不局限于此。

在本实施例中，所述顶升组件211包括底架2111和叉形铰接杆件2112，所述底架2111可拆卸的设置在车架121上，所述叉形铰接杆件2112的底部与底架2111连接、顶部与货叉组件22连接，所述举升驱动器212用于驱动叉形铰接杆件2112张开使顶升组件211上升或驱动叉形铰接杆件2112闭合使顶升组件211下降。顶升组件211包括底架2111和叉形铰接杆件2112，将底架2111可拆卸的安装在车架121上，以实现车体1和举升模块2分体式模块化设计，便于举升模块2的拆装及更换，通过举升驱动器212驱动叉形铰接杆件2112张开或闭合，来达到升降货叉组件22的目的，叉形铰接杆件2112和举升驱动器212采用举升承重的几何中心设计，不存在偏心结构，运输更加稳定。

在本实施例中，所述底架2111上设置有第一滑槽2113，所述叉形铰接杆件2112的上端部设置有可在第一滑槽2113内滚动的第一滑轮2114。在底架2111上设置第一滑槽2113，在叉形铰接杆件2112的下端部设置与第一滑槽2113配合第一滑轮2114，当叉形铰接杆件2112张开或闭合时，叉形铰接杆件2112底部的两个端部会发生相对活动，通过设置第一滑槽2113和第一滑轮2114使叉形铰接杆件2112的下端部进行较为平稳的活动。

在本实施例中，所述货叉组件22上设置有第二滑槽2115，所述叉形铰接杆件2112的下端部设置有可在第二滑槽2115内滚动的第二滑轮2116。在顶升组件211上设置第二滑槽2115，在叉形铰接杆件2112的上端部设置与第二滑槽2115配合第二滑轮2116，当叉形铰接杆件2112张开或闭合时，叉形铰接杆件2112顶部的两个端部会发生相对活动，通过设置第二滑槽2115和第二滑轮2116使叉形铰接杆件2112的上端部进行较为平稳的活动。

在本实施例中，所述称重装置23包括称重板231和称重传感器232，所述称重板231设置在货叉组件22上方，所述称重传感器232设置在称重板231与货叉组件22之间。称重装置23在货叉组件22上设置称重板231，通过在称重板231与货叉组件22之间设置称重传感器232，以对称重板231上的物品进行称重。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：包括车体(1)、举升模块(2)和控制装置，所述车体(1)包括车头(11)、支撑组件(12)、动力驱动装置(13)和导航装置(14)，所述支撑组件(12)设置在车头(11)后面，用于支撑举升模块(2)，所述动力驱动装置(13)包括驱动轮(131)和万向轮(132)，所述万向轮(132)设置在车头(11)的底部，所述驱动轮(131)设置在支撑组件(12)的底部，用于驱动车体(1)移动，所述导航装置(14)设置在车头(11)上，用于对动力驱动装置(13)进行移动导航，所述举升模块(2)包括顶升装置(21)、货叉组件(22)、称重装置(23)，所述货叉组件(22)设置在支撑组件(12)上方，所述顶升装置(21)设置在支撑组件(12)与货叉组件(22)之间，用于驱动货叉组件(22)升降，所述称重装置(23)设置在货叉组件(22)上，用于对货叉组件(22)上的物体进行称重，所述控制装置分别与动力驱动装置(13)、导航装置(14)、顶升装置(21)、称重装置(23)连接并对动力驱动装置(13)、导航装置(14)、顶升装置(21)、称重装置(23)进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述导航装置(14)包括激光导航雷达(141)和超声波传感器(142)，所述激光导航雷达(141)、超声波传感器(142)与控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述支撑组件(12)包括两个车架(121)，两个所述车架(121)平行的设置在车头(11)后面。

4.根据权利要求3所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述驱动轮(131)设置有两个，两个所述驱动轮(131)分别设置在两个车架(121)的底部。

5.根据权利要求4所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述驱动轮(131)连接有驱动器，所述驱动器用于驱动驱动轮(131)转动。

6.根据权利要求3所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述顶升装置(21)包括两组顶升组件(211)和举升驱动器(212)，两组所述顶升组件(211)分别设置在两个车架(121)上且顶升组件(211)的顶部与货叉组件(22)连接，两组所述顶升组件(211)之间设置有连接杆(213)、铰链关节(214)并通过连接杆(213)、铰链关节(214)连接，所述举升驱动器(212)用于驱动连接杆(213)活动，以带动两组顶升组件(211)同步升降。

7.根据权利要求6所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述顶升组件(211)包括底架(2111)和叉形铰接杆件(2112)，所述底架(2111)可拆卸的设置在车架(121)上，所述叉形铰接杆件(2112)的底部与底架(2111)连接、顶部与货叉组件(22)连接，所述举升驱动器(212)用于驱动叉形铰接杆件(2112)张开使顶升组件(211)上升或驱动叉形铰接杆件(2112)闭合使顶升组件(211)下降。

8.根据权利要求7所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述底架(2111)上设置有第一滑槽(2113)，所述叉形铰接杆件(2112)的上端部设置有可在第一滑槽(2113)内滚动的第一滑轮(2114)。

9.根据权利要求7所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述货叉组件(22)上设置有第二滑槽(2115)，所述叉形铰接杆件(2112)的下端部设置有可在第二滑槽(2115)内滚动的第二滑轮(2116)。

10.根据权利要求1所述的一种面向智慧物流的机器人叉车，其特征在于：所述称重装置(23)包括称重板(231)和称重传感器(232)，所述称重板(231)设置在货叉组件(22)上方，所述称重传感器(232)设置在称重板(231)与货叉组件(22)之间。

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