CN113352305A - 一种码垛桁架机器人结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码垛桁架机器人结构，包括桁架底架，还包括设置在桁架底架上、可相对桁架底架水平移动的至少一只水平移动单元和设置在水平移动单元上可相对水平移动单元上下升降地用于码垛物料的升降移动单元。本发明可以在同一平台上运载多只水平移动单元，而每只水平移动单元内又都分别设置有升降移动单元，从而可并排同时地码垛多只物料；从而较好地利用了有限的仓储空间，节约了资源，也提高了码垛效率。

Description

一种码垛桁架机器人结构

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种码垛桁架机器人结构。

背景技术

目前的码垛桁架机器人，结构庞大，一只码垛桁架机器人不能满足同时码垛多只物料的需求，当需要码垛多只物料时，常常需要并排放置多只机器人，而仓储空间一般是有限的，为了能够更有效地利用好仓储空间，需要设计出一款一机多用的码垛桁架机器人结构。

另外，目前的码垛桁架机器人本体结构，常常仅仅使用齿轮与齿条啮合的方式驱使齿条移动或齿轮转动，但该种结构只能适用于齿轮与齿条本身受力或所拖移的机构不重的情形；当齿条在下齿轮在上齿条承压啮合时，此时齿条上，除了齿轮还有齿轮拖动的整个机构的重量都压在齿条上导致齿条承压较大，所以目前的码垛桁架机器人结构常常存在齿条被压断的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种码垛桁架机器人结构。

一种码垛桁架机器人结构，包括桁架底架，还包括设置在桁架底架上、可相对桁架底架水平移动的至少一只水平移动单元,所述水平移动单元包括：架体、设置在架体上驱动水平移动单元移动的驱动装置；驱动装置的末端设置有第一齿轮，在桁架底架上设置有与第一齿轮相啮合以驱使水平移动单元行进的第一齿条，在架体上还设置有用于运载并承托整个水平移动单元使水平移动单元在桁架底架上移动的承重组件；所述的第一齿轮的重量由承重组件承托。

本发明中的第一齿轮的重量由承重组件承托，也即第一齿轮并不是完全压在第一齿条上，而是第一齿轮与第一齿条悬空相啮合；本发明中所述的“悬空相啮合”指代的是上方部件与下方部件相互啮合，但上方部件的自重并不由下方部件承重。

本发明中，驱动装置提供驱动力，驱动装置驱动第一齿轮在桁架底架的第一齿条上向前移动，并拖动整个水平移动单元向前移动，水平移动单元的重量由承重组件承托而不是由第一齿条承托，从而增大了第一齿条的耐磨性和整体寿命，也使得本机构的水平移动单元可以运载重量较重的部件前后移动；另外桁架底架上可设置至少一只水平移动单元，也增加了桁架底架的利用率，提高了运载效率，节省了空间。

进一步地，还包括设置在水平移动单元内可相对水平移动单元上下升降地码垛物料的升降移动单元,所述升降移动单元设置于水平移动单元的架体内部。升降移动单元设置于架体内，从而节约了水平移动单元的占地空间。

进一步地，所述架体是四方框架结构，所述驱动装置包括设置在架体上驱动水平移动单元整体移动的第一旋转驱动装置、与第一旋转驱动装置啮合传动以使水平移动单元在第一齿条上整体移动的轮系组件。

进一步地，所述承重组件设置在架体沿水平移动单元移动方向的左侧与右侧，承重组件是可在第一轨道上滚动的至少两组载重轮，当然此处的承重组件也可以是可在第一轨道上滑动的两组滑块；所述的桁架底架是四方立体框架结构，四方立体框架结构的上部设置有一组相互平行的用于承托水平移动单元重量的上梁，上梁上设置有向上凸起的、用于使承重组件在其上移动的第一轨道；沿水平移动单元移动方向的左侧/和右侧的架体上还设置有与第一轨道的凸起两侧均相抵接以使水平移动单元或架体移动方向不偏移的至少两组滚动轮组；所述第一轨道与第一齿条并排设置且相互平行。

进一步地，所述的轮系组件包括一根转轴，所述转轴的两端固定连接第一齿轮，在所述转轴上还固定连接有非光滑外表面的第一转动轮；第一旋转驱动装置的输出端固定连接有非光滑外表面的第二转动轮；第一转动轮与第二转动轮由一内表面为非光滑表面的传输带啮合连接。第一转动轮与第二转动轮的非光滑表面可以是各种齿形或牙型或其他形状，只需要传输带的内表面与其齿形或牙型啮合配合即可。

进一步地，所述的升降移动单元包括一升降移动的垛堆杆和设置在架体上驱动所述垛堆杆上下升降的第二旋转驱动装置，第二旋转驱动装置的输出端固定连接有第二齿轮；所述垛堆杆上设置有与第二齿轮相啮合的第二齿条；在所述垛堆杆的对立侧面上设置有一组相互平行的第二轨道，架体上设置有至少两组相互平行的导向件；所述导向件与第二轨道分别活动卡接，所述的第二齿条与第二轨道平行。

本发明中，第一旋转驱动装置带动其上的第二转动轮转动，通过传输带带动第一转动轮转动，第一转动轮带动转轴及转轴两端的第一齿轮在第一齿条上转动，第一齿轮转动从而带动整个架体沿第一轨道向前方移动，在第一轨道上同时滚动的两组载重轮承托整个架体重量并滚动前行。本发明中，第一齿轮在第一齿条上啮合转动时，第一齿轮的重量并不压在第一齿条上，相对第一齿条来说，第一齿轮是悬空地与第一齿条啮合，第一齿轮及其转轴的重量是由架体承托并最终压在两组载重轮上。

本发明中，第二旋转驱动装置带动第二齿轮转动，第二齿轮与第二齿条相啮合，因第二齿轮连同第二旋转驱动装置是固定在架体上的，从而第二齿轮驱动第二齿条向下或向上移动，导向件与一组第二轨道的活动卡接保证了第二齿条的行进方向不偏移，第二齿条固定连接垛堆杆，第二齿条向下或向上移动时，整个垛堆杆也向下或向上移动，垛堆杆上可设置机械抓手取拿物料，从而所述升降移动单元可以上下移动地拿取物料。

进一步地，所述的导向件为滑块；当然此处的导向件也可以为滚轮。

进一步地，所述上梁上设置有用于限制水平移动单元移动的设置于行程终点的限位开关；在第一轨道/和第二轨道的端部还设置有用于减速的缓冲垫。水平移动单元带动升降移动单元移动直到行程终点时，触碰到/或接近限位开关时，限位开关发出信号终止行程，水平移动单元减速并逐渐停止直到碰触到最终端的缓冲垫，缓冲垫可以进一步减小冲击力进一步减速，缓冲垫也降低了触碰到终端阻挡件的噪音。

进一步地，还包括用于收集并放置线缆的坦克链、设置在上梁上用于放置水平移动单元坦克链的第一槽体和设置在架体竖直部位上的、用于放置升降移动单元的坦克链的第二槽体。

进一步地，还包括设置在架体上、与第一齿轮/和第二齿轮均分别啮合润滑的羊毛毡齿轮，在安装羊毛毡齿轮的架体上还设置有用以给羊毛毡齿轮注油的油泵。

本发明有如下有益效果：

本发明可在同一平台上运载1只或多只水平移动单元，而每只水平移动单元内又分别设置有升降移动单元，所以可同时并排码垛多只物料，较好地利用了有限的仓储空间，节约了资源，也提高了码垛效率。

另外本发明中因水平移动单元的重量由单独设置的承重组件承托而不是由齿条承托，从而大大增强了水平横梁上被啮合齿条的强度，也延长了水平放置的齿条的整体寿命，使得本机构可以运载重量较重的部件自如地前后移动而不必担心齿条被压坏破损，减少了破损了检修次数，也提高了本结构的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明桁架底架的结构示意图；

图5为图4中A处细节放大的结构示意图；

图6为本发明中水平移动单元的结构示意图；

图7为本发明中升降移动单元的结构示意图；

图8为本发明中升降移动单元的另一视角的结构示意图；

其中，1是水平移动单元、2是升降移动单元、3是上梁、31是第一轨道、32是第一齿条、11是架体、111是第一旋转驱动装置、112是第一齿轮、113是载重轮、119是转轴、114是第一转动轮、115是滚动轮组、116是第二旋转驱动装置、116a是第二齿轮、117是滑块、118是羊毛毡齿轮、111a是第二转动轮、21是垛堆杆、211是第二齿条、212是第二轨道、33是限位开关、34是第一槽体、35是第二槽体、36是缓冲垫、4是坦克链。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，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、完整的描述。

如图1～8所示是本发明的一种码垛桁架机器人结构，包括桁架底架，还包括设置在桁架底架上、可相对桁架底架水平移动的至少一只水平移动单元1,所述水平移动单元1包括：

架体11、设置在架体11上驱动水平移动单元1移动的驱动装置；

驱动装置的末端设置有第一齿轮112，在桁架底架上设置有与第一齿轮112相啮合以驱使水平移动单元1行进的第一齿条32，在架体11上还设置有用于运载整个水平移动单元1使水平移动单元1在桁架底架上移动的承重组件；所述第一齿轮112的重量由承重组件承托。

如图1～8所示，本发明的码垛桁架机器人结构还包括设置在水平移动单元1内可相对水平移动单元1上下升降地码垛物料的升降移动单元2,升降移动单元2设置于架体11内部。如图1～4所示，本发明的升降移动单元2设置于架体11内从而节约了水平移动单元1的占地空间。

本发明中水平移动单元1的数量至少一只，当然也可以根据需要设置多只水平移动单元1。

本发明中，驱动装置提供驱动力，驱动装置驱动第一齿轮112在桁架底架的第一齿条32上向前移动，并拖动整个水平移动单元1向前移动，水平移动单元1的重量由承重组件承托而不是由第一齿条32承托，从而增大了第一齿条32的耐磨性和整体寿命，也使得本机构的水平移动单元1可以运载重量较重的部件前后移动；另外桁架底架上可设置至少一只水平移动单元，也增加了桁架底架的利用率，提高了运载效率，节省了空间。

如图1～8所示，本发明的码垛桁架机器人结构的架体11是四方框架结构，所述驱动装置包括第一旋转驱动装置111和轮系组件；第一旋转驱动装置111设置在架体11上，第一旋转驱动装置111驱动水平移动单元1整体移动；轮系组件与第一旋转驱动装置111啮合传动以使水平移动单元1在第一齿条32上整体移动。

如图1～8所示，本发明中承重组件设置在架体11沿水平移动单元1移动方向的左侧与右侧，承重组件是可在第一轨道31上滚动的载重轮113，载重轮113至少有两组，当然承重组件也可以是可在第一轨道31上滑动的两组滑块；桁架底架是四方立体框架结构，四方立体框架结构的上部设置有一组用于承托水平移动单元1重量的上梁3，四方立体框架结构的上梁3上设置有向上凸起的第一轨道31，承重组件在第一轨道31上移动；沿水平移动单元1移动方向的左侧/和右侧的架体11上还设置有至少两组滚动轮组115，滚动轮组115与第一轨道31的凸起两侧均相抵接以使架体11的移动方向不偏移；所述第一轨道31与第一齿条32并排设置且相互平行，本发明中所述的第一轨道31与第一齿条32也可以仅单侧并排，如可以仅在其中的一只上梁3上设置第一齿条32，另一只上梁3上不设置也可实现本发明的动作；四方立体框架结构及四方框架结构均可由方管或H型钢或工字钢等现有型材拼焊而成，可节约成本。

如图1～8所示，本发明中轮系组件包括一根转轴119，转轴119的两端固定连接第一齿轮112，在转轴119上还固定连接第一转动轮114，所以转轴119与第一齿轮112及第一转动轮114均同步转动，第一转动轮114的外表面为非光滑外表面；第一旋转驱动装置111的输出端固定连接有非光滑外表面的第二转动轮111a；第一转动轮114与第二转动轮111a由一内表面为非光滑表面的传输带啮合连接，第一转动轮114与第二转动轮111a的非光滑表面可以是各种齿形或牙型或其他形状，只需要传输带的内表面与其齿形或牙型啮合配合即可；如此处的非光滑表面可以是链轮，则传输带即为链条；若非光滑表面仅是有较大摩擦力的平整表面，则此时的传输带为皮带即可；若非光滑外表面是齿轮状，则此时的传输带为内表面是齿轮状的齿形带即可。

如图1～8所示，本发明中，第一旋转驱动装置111连同其上的第二转动轮111a转动，通过传输带带动第一转动轮114转动，第一转动轮114带动转轴119及转轴119两端的第一齿轮112转动，第一齿轮112在第一齿条32上转动，第一齿轮112转动从而带动整个架体11沿第一轨道31向前方移动，在第一轨道31上滚动的两组载重轮113承托整个架体11重量并滚动前行，滚动轮组115在第一轨道31的凸起两侧滚动从而保证水平移动单元1的移动方向不偏移。本发明中，第一齿轮112在第一齿条32上转动时，第一齿轮112的重量并不压在第一齿条32上，相对第一齿条32来说，第一齿轮112是悬空地与第一齿条32啮合，第一齿轮112及其转轴119的重量是由架体11承托并最终压在两组载重轮113上。

本发明中，共设置了两组载重轮113，实际中还可以根据需要设置多组载重轮113以减轻每只载重轮113承受的压力。

如图1～8所示，本发明中升降移动单元2包括一升降移动的垛堆杆21和设置在架体11上的第二旋转驱动装置116，第二旋转驱动装置116驱动垛堆杆21上下升降，第二旋转驱动装置116的输出端固定连接有第二齿轮116a；垛堆杆21上设置有与第二齿轮116a相啮合的第二齿条211；在垛堆杆21的对立侧面上设置有一组相互平行的第二轨道212，架体11上设置有至少两组相互平行的导向件；导向件与第二轨道212分别活动卡接，导向件可在第二轨道212内滑行，所述的第二齿条211与第二轨道212平行；当然此处的导向件也可以是滚轮，若是滚轮则在第二轨道212内滚动滑行。

如图1～8所示，本发明中，第二旋转驱动装置116带动第二齿轮116a转动，第二齿轮116a与第二齿条211相啮合，从而第二齿轮116a驱动第二齿条211下上移动，导向件与一组第二轨道212的活动卡接保证了第二齿条211的行进方向不偏移，第二齿条211固定连接着垛堆杆21，所以当第二齿条211被第二齿轮116a驱动而向下或向上移动时，整个垛堆杆21也向下或向上移动，垛堆杆21上可以设置机械抓手取拿物料，从而所述升降移动单元2可以上下移动地拿取物料。

如图7所示，导向件为滑块117；当然此处的导向件也可以为滚轮。

如图3、图5所示，上梁3上设置有用于限制水平移动单元1移动的限位开关33，限位开关33设置于行程终点；在第一轨道31/和第二轨道212的端部还设置有用于减速的缓冲垫36。水平移动单元1带动升降移动单元2移动直到行程终点时，触碰到/或接近限位开关33时，限位开关33发出信号终止行程，水平移动单元1减速并逐渐停止直到碰触到最终端的缓冲垫36，缓冲垫36可以进一步减小冲击力进一步减速，缓冲垫36也降低了触碰到终端阻挡件的噪音。

如图1、图6～8所示，本发明还包括用于收集并放置线缆的坦克链4、设置在上梁3上用于放置水平移动单元1坦克链4的第一槽体34和设置在架体11竖直部位上的、用于放置升降移动单元2的坦克链4的第二槽体35。

如图6～8所示，本发明还包括设置在架体11上、与第一齿轮112/和第二齿轮116a均啮合润滑的羊毛毡齿轮118，在安装羊毛毡齿轮118的架体11上还设置有用以给羊毛毡齿轮118注油的油泵。

本实施例中，桁架底架的每只上梁3上均设置有一只第一轨道31和第一齿条32且第一轨道31与第一齿条32均平行，第一齿条32在内侧第一轨道31在外侧，当结构需要时也可改变架体11结构将第一齿条32设置在外侧第一轨道31设置在内侧，甚至也可以增加第一轨道31或/和第一齿条32的数量；上述设置均可根据实际需要进行，也属于本发明的保护范畴。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明；本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

本发明实施例中所有方向性指示(诸如内外、底部、前后、左右等……)仅用于解释在人正常面对的情况下的各部件之间的相对位置关系等，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

Claims (10)

1.一种码垛桁架机器人结构，包括桁架底架，其特征在于：还包括设置在桁架底架上、可相对桁架底架水平移动的至少一只水平移动单元(1),所述水平移动单元(1)包括：

架体(11)、设置在架体(11)上驱动水平移动单元(1)移动的驱动装置；

驱动装置的末端设置有第一齿轮(112)，在桁架底架上设置有与第一齿轮(112)相啮合以驱使水平移动单元(1)行进的第一齿条(32)，在架体(11)上还设置有用于运载整个水平移动单元(1)的承重组件；所述第一齿轮(112)的重量由承重组件承托。

2.根据权利要求1所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：还包括设置在水平移动单元(1)内可相对水平移动单元(1)上下升降地码垛物料的升降移动单元(2),所述升降移动单元(2)设置于水平移动单元(1)的架体(11)内部。

3.根据权利要求1所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述架体(11)是四方框架结构，所述驱动装置包括设置在架体(11)上驱动水平移动单元(1)整体移动的第一旋转驱动装置(111)和与第一旋转驱动装置(111)啮合传动以使水平移动单元(1)在第一齿条(32)上整体移动的轮系组件。

4.根据权利要求1所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述承重组件设置在架体(11)沿水平移动单元(1)移动方向的左侧与右侧，承重组件是可在第一轨道(31)上滚动的载重轮(113)；所述的桁架底架是四方立体框架结构，四方立体框架结构的的上梁(3)上设置有向上凸起的、用于使承重组件在其上移动的的第一轨道(31)；沿水平移动单元(1)移动方向的左侧/和右侧的架体(11)上还设置有与第一轨道(31)的凸起两侧均相抵接以使架体(11)移动方向不偏移的至少两组滚动轮组(115)；所述第一轨道(31)与第一齿条(32)相互平行。

5.根据权利要求1所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述的轮系组件包括一根转轴(119)，所述转轴(119)的两端固定连接第一齿轮(112)，在所述转轴(119)上还固定连接有非光滑外表面的第一转动轮(114)；第一旋转驱动装置(111)的输出端固定连接有非光滑外表面的第二转动轮(111a)；第一转动轮(114)与第二转动轮(111a)由一内表面为非光滑表面的传输带啮合连接。

6.根据权利要求2所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述的升降移动单元(2)包括一升降移动的垛堆杆(21)和设置在架体(11)上驱动所述垛堆杆(21)上下升降的第二旋转驱动装置(116)，第二旋转驱动装置(116)的输出端固定连接有第二齿轮(116a)；所述垛堆杆(21)上设置有与第二齿轮(116a)相啮合的第二齿条(211)；在所述垛堆杆(21)的对立侧面上设置有一组相互平行的第二轨道(212)，架体(11)上设置有至少两组相互平行的导向件；所述导向件与第二轨道(212)分别活动卡接，所述的第二齿条(211)与第二轨道(212)平行。

7.根据权利要求6所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述的导向件为滑块(117)。

8.根据权利要求3所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：所述上梁(3)上设置有用于限制水平移动单元(1)移动的设置于行程终点的限位开关(33)；在第一轨道(31)/和第二轨道(212)的端部还设置有用于减速的缓冲垫(36)。

9.根据权利要求1所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：还包括用于收集并放置线缆的坦克链(4)、设置在上梁(3)上用于放置水平移动单元(1)坦克链(4)的第一槽体(34)和设置在架体(11)竖直部位上的、用于放置升降移动单元(2)的坦克链(4)的第二槽体(35)。

10.根据权利要求5或6所述的一种码垛桁架机器人结构，其特征在于：还包括设置在架体(11)上、与第一齿轮(112)/和第二齿轮(116a)均分别啮合润滑的羊毛毡齿轮(118)。

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