CN113716493A - 一种搬运机器人及其搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种搬运机器人及其搬运方法，包括：移动底盘、设置在移动底盘上的升降机构、垂直基板、设置在垂直基板上的货物取放机构；所述升降机构包括举升架、设置在举升架上的两滑动机构、设置在举升架上与两滑动机构适配的升降驱动模组；所述举升架上还设有若干间隔分部的暂存货架；所述垂直基板安装在两滑动机构上。本发明能适配各种大小和包装形式多样的待搬运物件，提高存放物件的货架的空间利用率，且无需改造货架及仓储环境；由于货物取放机构采用了真空吸盘搭配承重托盘，且真空吸盘的朝向可以在水平和竖直之间切换，因此待取放物件的包装形式不用局限于货箱，相邻物件之间摆放更紧凑，提高了物件取放装置的适配性和货架的空间利用率。

Description

一种搬运机器人及其搬运方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种搬运机器人及其搬运方法。

背景技术

现有的采用夹抱的方式对物件进行抓取的搬运机器人，通常只能取放货箱式包装的物件，而实际场景中，需要搬运的物件通常有大有小，有重有轻，有软有硬，现有的搬运机器人无法一一适配。另外，使用现有的搬运机器人时，每层货架上的货箱不能叠放，以防搬动上层货箱时触碰到下层货箱导致其挪位甚至跌落，并且，相邻两货箱之间需要留有间隙，作为夹抱式搬运装置的作业空间，这些就导致货架的空间利用率较低。此外，现有的机器人解决物件精准取放的一般方法是利用深度摄像头得到目标位置周围的三维信息然后进行物件取放(如中国专利CN109927012)；由于深度摄像头测量精度不高，导致这类方法在实际应用的取放成功率不高，所以一直无法实现工业应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种搬运机器人及其搬运方法，能适配各种有大有小，有重有轻，有软有硬，包装形式多样的待搬运物件，同时，提高存放物件的货架的空间利用率，且无需改造货架及仓储环境，此外，本发明利用低成本的激光位移传感器实现物品存取位置精确可靠的测量。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种搬运机器人，包括：包括：移动底盘、设置在移动底盘上的升降机构、垂直基板、设置在垂直基板上的货物取放机构；

所述升降机构包括举升架、设置在举升架上的两滑动机构、垂直基板、设置在举升架上且与两滑动机构适配的升降驱动模组；所述举升架上还设有若干间隔分部的暂存货架；

所述垂直基板安装在两滑动机构上；

所述升降驱动模组的输出端与垂直基板连接，用于带动垂直基板在两滑动机构上沿着举升架竖直方向升降；

所述货物取放机构包括：第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂；所述第一机械臂设置在垂直基板上；所述第二机械臂设置在第一机械臂上，该第一机械臂用于带动第二机械臂转动和往返运动；所述第三机械臂设置在第二机械臂上，该第二机械臂用于带动第三机械臂做直线往复运动。

优选地，所述升降驱动模组包括传动轴、传动链轮组件、第一驱动机构；所述垂直基板与传动链轮组件连接；所述传动轴上还设有所述的主齿轮；所述第一驱动机构的输出端与主齿轮连接，能带动主齿轮转动，进而带动传动轴转动，从而带动传动链轮升降，进而带动垂直基板升降。

优选地，所述第一机械臂包括基座、设置在基座上的第一底板、安装在底板上的两第一滑轨与第一驱动模组、与两第一滑轨滑动连接的支撑基板、设置在支撑基板上的回转轴承；所述第一驱动模组的输出端与支撑基板连接，用于驱动支撑基板在第一滑轨上做往返运动。

优选地，所述第二机械臂包括第二底板、承重托盘，分别设置在第二底板上的两第二导轨及滑块、第二驱动模组、两滑轨、第三驱动模组、驱动机构及激光位移传感器；所述第二底板设置在回转轴承上；所述承重托盘与两滑轨滑动连接；所述第三驱动模组的输出端与承重托盘连接，能带动承重托盘在两滑轨上做直线往复运动；所述驱动机构的输出端穿设第二底板，该驱动机构的输出端还设有齿轮，该齿轮还与回转轴承啮合；所述第二底板末端还设有所述的激光位移传感器，该激光位移传感器置于承重托盘下方，用于测量物品取放位置。

优选地，所述第三机械臂包括第三底板、丝杆、设置在丝杆上的导杆连接板、设置在导杆连接板两侧的导杆、导杆安装座、与导杆安装座转动连接的吸盘安装座、设置在吸盘安装座的多个真空吸盘，分别设置在第三底板上的第四驱动模组、竖向安装板，所述丝杆一端与第四驱动模组输出端连接，另一端置于竖向安装板上；所述导杆另一端穿设竖向安装板与所述的导杆安装座连接；所述第三底板设置在承重托盘上方且与滑块连接，第二驱动模组驱动，可带动滑块在第二导轨上滑动，进而带动第三底板沿着第二导轨做直线往复运动；所述吸盘安装座内还设有回转电机，该回转电机可带动吸盘安装座转动，进而改变真空吸盘的吸附方向。

优选地，所述举升架上还设有若干间隔分部的暂存货架。

优选地，所述移动底盘上还设有真空泵体，所述真空泵体通过管道与真空吸盘连通，所述真空泵体四周还设有若干蓄电池组。

优选地，所述搬运机器人还包括安装在移动底盘上的两减震组件、设置在减震组件上的驱动轮组件，每一减震组件均包括上支撑板、下支撑板、设置在上支撑板与下支撑板之间的连接杆、套设在连接杆上的弹性组件；所述驱动轮组件设置在下支撑板上。

优选地，所述驱动轮组件包括驱动机构，设置在驱动机构输出端的主动轮，驱动机构可带动主动轮转动，进而带动移动底盘移动；若干所述从动轮设置在移动底盘底部的边角处。

优选地，所述移动底盘上还设有与驱动轮组件适配的若干从动轮，该从动轮设置在移动底盘底部的边角处。

本发明还提供一种搬运方法，包括如下取货步骤：

步骤一、首先把仓库里所有的物品的外形三维尺寸，按数量和排列存储方式记录保存，使每种物品对应一个库位，每个物品对应存储库位的空间相对位置(x，y，z)；

步骤二、机器人收到取货指令，机器人根据该库位的信息，运动到货物对应的库位一侧；通过升降机构、第一机械臂和第三机械臂上的激光位移传感器测量目标库位上的目标货物准确位置；机器人通过步骤一计算出目标取放位置，机器人通过升降机构和第一机械臂把第三机械臂运动到目标取放位置一侧的空位；然后升降机构带动货物取放机构往下运动直到激光位移传感器检测到货物或货架上边缘，第一机械臂带动第三机械臂往外运动，直到激光位移传感器检测到货物侧边缘，测算出目标货物或者目标存储位置的精确轮廓；

步骤三、机器人根据货物情况有两种吸取货物方式：

取货物方式一：对于较小的货物，回转电机带动真空吸盘口朝下，机器人的第三机械臂及第三机械臂的导杆伸出计算好的伸出量L，伸到货物上面，升降驱动模组下降一个高度，使得真空吸盘紧压货物上表面，打开真空泵体，真空吸盘把货物吸取，升降驱动模组提起，第三机械臂退回，第二机械臂向机器人的暂存货架方向旋转90度，升降驱动模组升降到指定暂存货架上，第三机械臂伸出，真空吸盘脱离货物，将货物摆放在机器人货架上；

取货物方式二：对于叠放的较大货物，回转电机带动真空吸盘口朝水平方向，第二机械臂先伸出承重托盘，轻轻抵住被取出货物的下层货物；机器人的第三机械臂及第三机械臂的导杆伸出计算好的伸出量L，伸到货物侧面并紧贴，打开电磁阀，真空吸盘把货物吸取，同时第三机械臂的导杆退回，把吸附的货物拖到承重托盘上，第三机械臂和承重托盘继续往后退，使得吸取的货物在第二机械臂旋转90度时不与升降驱动模组干涉；最后升降驱动模组升降到指定暂存货架上，第三机械臂伸出，真空吸盘脱离货物，将货物摆放在机器人货架上。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明能适配各种大小和包装形式多样的待搬运物件，提高存放物件的货架的空间利用率，且无需改造货架及仓储环境；由于货物取放机构采用了真空吸盘搭配承重托盘，且真空吸盘的朝向可以在水平和竖直之间切换，因此待取放物件的包装形式不用局限于货箱，相邻物件之间摆放更紧凑，提高了物件取放装置的适配性和货架的空间利用率；利用激光位移传感器检测待取放货物的位置，比起利用深度摄像头测量取放货的三维物体位置更加精确成本更低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明货物取放机构结构示意图一；

图3为本发明货物取放机构结构示意图二；

图4为本发明货物取放机构结构示意图三；

图5为本发明激光位移传感器结构示意图；

图6为本发明第一机械臂结构示意图一；

图7为本发明第二机械臂结构示意图二；

图8为本发明第三机械臂结构示意图三；

图9为本发明移动底盘安装示意图；

图10为本发明货物存储示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之

“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图10，本发明提供一种搬运机器人，包括：包括：移动底盘10、设置在移动底盘10上的升降机构、垂直基板50、设置在垂直基板50上的货物取放机构；

所述升降机构包括设置在移动底盘10上的举升架4、设置在举升架4上的两滑动机构41、垂直基板50、设置在举升架4上且与两滑动机构41适配的升降驱动模组；所述举升架4上还设有若干间隔分部的暂存货架70；

所述垂直基板50安装在两滑动机构41上，能沿着两滑动机构41方向滑动；

所述升降驱动模组的输出端与垂直基板50连接，用于带动垂直基板50在两滑动机构41上沿着举升架4竖直方向升降；

所述货物取放机构包括：第一机械臂61、第二机械臂62、第三机械臂63；所述第一机械臂61设置在垂直基板50上；所述第二机械臂62设置在第一机械臂61上，该第一机械臂61用于带动第二机械臂62转动和往返运动；所述第三机械臂63设置在第二机械臂62上，该第二机械臂62用于带动第三机械臂63做直线往复运动。

本实施例中举升架4呈门型，滑动导轨安装在举升架4两竖直端，垂直基板50安装在滑动导轨上，能沿着滑动导轨滑动，其中垂直基板50与导轨滑动通过滑动小块连接，便于垂直基板5在滑动导轨上滑动，所述滑动机构41设为滑动导轨。

本实施例中升降驱动模组用于升降货物取放机构，使货物取放机构在举升架4上升降，从而运动至暂存货架70位置，使货物取放机构取放货物，实现自动化取放货物，相比于人工操作，工作效率高，省时省力，第一驱动机构40上安装有与主齿轮啮合的转动齿轮，便于带动主齿轮转动，垂直基板50通过固定板与传动链条43连接，进而能传动垂直基板50在两滑动机构41上滑动，所述升降驱动模组包括传动轴、传动链轮组件、第一驱动机构40；所述垂直基板50与传动链轮组件连接；所述传动轴上还设有所述的主齿轮；所述第一驱动机构40的输出端与主齿轮连接，能带动主齿轮转动，进而带动传动轴转动，从而带动传动链轮组件升降，进而带动垂直基板沿着两滑动机构41方向上升降；所述传动链轮组件包括传动链轮42、以及与传动链轮42适配的传动链条43；所述垂直基板50与传动链轮42连接。所述第一驱动机构40设为升降电机；所述传动轴包括上轴杆与下轴杆，该上轴杆与下轴杆两端均安装有所述的传动链轮42；所述下轴杆上设有所述的主齿轮。

本实施例中基座611用于支撑第一底板610，该第一底板610安装在基座611底部，第一驱动模组620安装在两第一滑轨615之间，支撑基板614通过滑动块与第一滑轨615滑动连接，第一驱动模组620，用于控制第二机械臂62的前进后退，所述第一驱动模组620包括第一电机、与第一电机连接的第一丝杆，该第一丝杆另一端安装在固定座612上，固定座612安装在第一底板610上，该第一丝杆与支撑基板614连接，为支撑基板614提供动力，便于支撑基板614在第一滑轨615上做往返运动，第一滑轨615底部还安装有滑轨固定座613，该滑轨固定座613安装在第一底板610上；所述第一机械臂61包括基座611、设置在基座611上的第一底板610、安装在底板610上的两第一滑轨615与第一驱动模组620、与两第一滑轨615滑动连接的支撑基板614、设置在支撑基板614上的回转轴承616；所述第一驱动模组620的输出端与支撑基板614连接，用于驱动支撑基板614在第一滑轨620上做往返运动。

本实施例中两第二导轨628安装在第二底板两侧，第二驱动模组623安装在一第二导轨628旁，第三驱动模组623安装在两滑轨之间，驱动机构629设置在两滑轨624之间且置于承重托盘625下方，其中第二驱动模组623用于带动第三机械臂63在两第二导轨628滑动，第三驱动模组623上的第三丝杆与承重托盘625连接，带动承重托盘625在滑轨624上滑动，承重托盘625用于承载第三机械臂63取到的货物，所述第二机械臂62包括第二底板621、承重托盘625、滑块627，分别设置在第二底板621上的两第二导轨628、第二驱动模组623、两滑轨624、第三驱动模组622、驱动机构628；所述第二底板621设置在回转轴承616上；所述滑块627设置在两第二导轨628上，且与第二驱动模组623的输出端连接；两所述滑轨624设置在两第二导轨628之间；所述承重托盘625与两滑轨624滑动连接；所述第三驱动模组622的输出端与承重托盘625连接，能带动承重托盘625在两滑轨624上做直线往复运动；所述驱动机构629的输出端穿设第二底板621，该驱动机构629的输出端还设有齿轮626，该齿轮626还与回转轴承616啮合，驱动机构629驱动时，带动齿轮626转动，进而带动回转轴承625转动，从而带动带动整个第二机械臂62相对于第一机械臂61转动；所述第二驱动模组623包括第二电机、与第二电机连接的第二丝杆，用于控制第三机械臂63的前进后退；所述第三驱动模组623包括第三电机、与第三电机连接的第三丝杆，用于控制承重托盘625的前进后退；所述驱动机构629设为第四电机；所述第二底板621末端还设有激光位移传感器999，该激光位移传感器999置于承重托盘625下方，用于测量物品取放位置。

本实施例中真空吸盘636用于吸取待取放的物件，第四驱动模组632用于控制真空吸盘636的前进后退，回转电机用于实现真空吸盘636的吸附方向在水平方向和竖直方向之间切换；所述第三机械臂63包括第三底板631、丝杆、设置在丝杆上的导杆连接板635、设置在导杆连接板635两侧的导杆634、导杆安装座638、与导杆安装座638转动连接的吸盘安装座637、设置在吸盘安装座637的多个真空吸盘636，分别设置在第三底板631上的第四驱动模组632、竖向安装板633，所述丝杆一端与第四驱动模组632输出端连接，另一端置于竖向安装板633上；所述导杆634另一端穿设竖向安装板633与所述的导杆安装座638连接；所述第三底板631设置在承重托盘625上方且与滑块624连接，第二驱动模组623驱动，可带动滑块627在第二导轨628上滑动，进而带动第三底板631沿着第二导轨628做直线往复运动；所述吸盘安装座637内还设有回转电机，该回转电机可带动吸盘安装座637转动，进而改变真空吸盘636的吸附方向。

本实施例中暂存货架70用于储存货物，真空泵体80与真空吸盘636配合使用，控制真空吸盘80吸取货物，蓄电池组90用于供电，所述举升架4上还设有若干间隔分部的暂存货架70；所述移动底盘10上还设有真空泵体80，所述真空泵体80通过管道与真空吸盘636连通，所述真空泵体80四周还设有若干蓄电池组90。

本实施例中减震组件200用于给驱动轮组件20驱动时减震，防止震动过大，影响机体平衡，带来较大噪音；所述搬运机器人还包括安装在移动底盘10上的两减震组件200、设置在减震组件200上的驱动轮组件20，每一减震组件200均包括上支撑板、下支撑板、设置在上支撑板与下支撑板之间的连接杆、套设在连接杆上的弹性组件201；所述驱动轮组件20设置在下支撑板上；所述弹性组件201设为弹簧。

本实施例中的第二驱动机构21用于驱动主动轮22进行转动，驱动轮组件20安装在举升架4与蓄电池组90之间，用于带动移动底盘10进行移动，进而带动整个结构进行移动，移动方便；所述驱动轮组件20包括第二驱动机构21、设置在第二驱动机构21输出端的主动轮22，第二驱动机构21可带动主动轮22转动，进而带动移动底盘10移动；若干所述从动轮30设置在移动底盘10底部的边角处；所述移动底盘10上还设有与驱动轮组件20适配的若干从动轮30，该从动轮30设置在移动底盘10底部的边角处；所述第二驱动机构21设为第五电机。

参考图10，可知F表示货物上边缘；G表示目标存储位置；H表示货物边缘。

本发明还提供一种搬运方法，包括如下步骤：

步骤一、首先把仓库里所有的物品的外形三维尺寸，按数量和排列存储方式记录保存，使每种物品对应一个库位，每个物品对应存储库位的空间相对位置(x，y，z)；

步骤二、机器人收到取货指令，机器人根据该库位的信息，运动到货物对应的库位一侧；通过升降机构、第一机械臂61和第三机械臂63上的激光位移传感器测量目标库位上的目标货物准确位置；机器人通过步骤一计算出目标取放位置，机器人通过升降机构和第一机械臂61把第三机械臂63运动到目标取放位置一侧的空位；然后升降机构带动货物取放机构往下运动直到激光位移传感器检测到货物或货架上边缘，第一机械臂61带动第三机械臂63往外运动，直到激光位移传感器检测到货物侧边缘，测算出目标货物或者目标存储位置的精确轮廓；

取货物方式一：对于较小的货物，回转电机带动真空吸盘636口朝下，机器人的第三机械臂63及第三机械臂63的导杆634伸出计算好的伸出量L，伸到货物上面，升降驱动模组下降一个高度，使得真空吸盘636紧压货物上表面，打开真空泵体80，真空吸盘636把货物吸取，升降驱动模组提起，第三机械臂63退回，第二机械臂62向机器人的暂存货架70方向旋转90度，升降驱动模组升降到指定暂存货架70上，第三机械臂63伸出，真空吸盘636脱离货物，将货物摆放在机器人货架上；

取货物方式二：对于叠放的较大货物，回转电机带动真空吸盘636口朝水平方向，第二机械臂62先伸出承重托盘625，轻轻抵住被取出货物的下层货物，防止因上层拖动货物时把下层货物也同时带出；机器人的第三机械臂63及第三机械臂63的导杆634伸出计算好的伸出量L，伸到货物侧面并紧贴，打开电磁阀，真空吸盘636把货物吸取，同时第三机械臂63的导杆63退回，把吸附的货物拖到承重托盘625上；第三机械臂63和托盘625继续往后退，使得吸取的货物在第二机械臂62旋转90度时不与升降机构干涉；最后升降驱动模组升降到指定暂存货架上，第三机械臂63伸出，真空吸盘636脱离货物，将货物摆放在机器人货架上。

本发明工作原理如下：

当机器人需要在仓库取货时，物件取放机构的第二机械臂62和第三机械臂63的末端朝向垂直于机器人的行驶方向；当机器人收到提取特定物件的指令时，在移动底盘10的驱动下，机器人按预先设定的路线运行到所抓取物件的位置，然后位于第一机械臂61上的回转轴承616转动，带动第二机械臂62和第三机械臂朝向待取放物件所在库位的方向旋转90°；然后第二驱动模组623驱动第三机械臂63前进，直至真空吸盘636推进到目标物件的表面；

当目标物件的摆放位置较远，第三机械臂63前进至极限位置仍不能将真空吸盘636推进到目标物件的表面时，第三机械臂63上的第四驱动模组632将继续推进真空吸盘636到目标物件的表面；真空吸盘636推进到目标物件的表面后吸附物件，物件被吸附后，若物件比较轻，重量在真空吸盘636的吸附力范围内时，第二机械臂62上的承重托盘625不伸出，真空吸盘636水平吸附住物件，然后后退，直接将被吸附的物件搬运至未伸出的承重托盘625上；

若物件比较重，重量超出真空吸盘636的吸附力，真空吸盘636无法提供足够的吸力支撑时，第三驱动模组622会根据被吸附物件的尺寸大小将承重托盘625伸出相对应的行程。除此之外，若目标物件堆叠在其他物件上，直接吸取目标物件可能会触碰到下层物件导致其挪位甚至跌落时，承重托盘625也会伸出，通过承重托盘625的末端抵住目标物件下方的物件，使其固定，避免挪位和跌落，承重托盘625伸出后，第四驱动模组632驱动真空吸盘636后退，这样被吸附的物件会先被拉至承重托盘625上，然后第二驱动模组623驱动第三机械臂63回退到初始位置；

当拾取货物体积比较大的时候，厚度方向的尺寸大于真空吸盘636的直径时，真空吸盘636吸附方向就与第三机械臂63保持一致的水平方向，水平吸附物件，当拾取物件比较薄，如书籍和信件，厚度小于真空吸盘636的直径，回转电机会改变真空吸盘636的吸附方向，吸附方向由水平变为垂直向下，垂直吸附物件；第一机械臂61的回转轴承616转动，带动第二机械臂62和第三机械臂63向提升机构的方向转动90°，升降驱动模组调整物件取放装置的高度，使得物件的高度和升降机构上的暂存货架70的高度匹配，然后真空吸盘636将物件推进至暂存货架70上，真空泵体80的电磁阀断开真空气路，物件与真空吸盘636分离，完成一件物件的取放。

在某些实施例中，第一机械臂61中设有第一驱动模组620和第一导轨615，以实现第二机械臂62可以相对于第一机械臂61做相对直线往复运动。这样，当目标物件为尺寸较大的箱式包装时，通过第二机械臂62的前进，增加目标物件和升降机构之间的距离，避免目标物件随物件取放装置朝升降机构旋转时发生干涉。

通过上述分析可见，本实施例的物件取放机构通过回转电机实现了增加一个自由度，以切换吸盘方向，实现轻薄物件的抓取；同时，对于重量和体积大的物件，本实施例的物件取放机构采用拉拽的方式将物件拖入承重托盘625上，吸盘的吸附力只需克服物件与接触面之间的摩擦力，而非物件自身的重力，因此，本实施例的物件取放机构能取放的物件的外形尺寸和重量范围比其它吸盘机械手的要大的多。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种搬运机器人，其特征在于，包括：移动底盘、设置在移动底盘上的升降机构、安装在升降机构上的货物取放机构；

所述升降机构包括举升架、设置在举升架上的两滑动机构、垂直基板、设置在举升架上与两滑动机构适配的升降驱动模组；所述举升架上还设有若干间隔分部的暂存货架；

所述垂直基板安装在两滑动机构上；

所述升降驱动模组的输出端设有垂直基板，垂直基板在两滑动机构上沿着举升架竖直方向升降；

所述货物取放机构包括：第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂；所述第一机械臂设置在升降机构上；所述第二机械臂设置在第一机械臂上，该第一机械臂用于带动第二机械臂转动和往返运动；所述第三机械臂设置在第二机械臂上，该第二机械臂用于带动第三机械臂做直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述升降驱动模组包括传动轴、传动链轮组件、第一驱动机构；所述垂直基板与传动链轮组件连接；所述传动轴上还设有所述的主齿轮；所述第一驱动机构的输出端与主齿轮连接，能带动主齿轮转动，进而带动传动轴转动，从而带动传动链轮升降，进而带动垂直基板升降。

3.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述第一机械臂包括基座、设置在基座上的第一底板、安装在底板上的两第一滑轨与第一驱动模组、与两第一滑轨滑动连接的支撑基板、设置在支撑基板上的回转轴承；所述第一驱动模组的输出端与支撑基板连接，用于驱动支撑基板在第一滑轨上做往返运动。

4.根据权利要求3所述的搬运机器人，其特征在于，所述第二机械臂包括第二底板、承重托盘，分别设置在第二底板上的两第二导轨及滑块，第二驱动模组、两滑轨、第三驱动模组、驱动机构及激光位移传感器；所述第二底板设置在回转轴承上；所述承重托盘与两滑轨滑动连接；所述第三驱动模组的输出端与承重托盘连接，能带动承重托盘在两滑轨上做直线往复运动；所述驱动机构的输出端穿设第二底板，该驱动机构的输出端还设有齿轮，该齿轮还与回转轴承啮合；所述第二底板末端还设有所述的激光位移传感器，该激光位移传感器置于承重托盘下方，用于测量物品取放位置。

5.根据权利要求4所述的搬运机器人，其特征在于，所述第三机械臂包括第三底板、丝杆、设置在丝杆上的导杆连接板、设置在导杆连接板两侧的导杆、与导杆安装座转动连接的吸盘安装座、设置在吸盘安装座的真空吸盘，分别设置在第三底板上的第四驱动模组、竖向安装板，所述丝杆一端与第四驱动模组输出端连接，另一端置于竖向安装板上；所述第三底板设置在承重托盘上方且与第二滑轨上的滑块连接，第二驱动模组驱动，可带动滑块在第二导轨上滑动，进而带动第三底板沿着第二导轨做直线往复运动；所述吸盘安装座内还设有回转电机，该回转电机可带动吸盘安装座转动，进而改变真空吸盘的吸附方向。

6.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述移动底盘上还设有真空泵体，所述真空泵体四周还设有若干蓄电池组。

7.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述搬运机器人还包括安装在移动底盘上的两减震组件、设置在减震组件上的驱动轮组件；所述驱动轮组件包括驱动机构、设置在驱动机构输出端的主动轮。

8.根据权利要求7所述的搬运机器人，其特征在于，所述移动底盘上还设有与驱动轮组件适配的若干从动轮，该从动轮设置在移动底盘底部的边角处。

9.一种搬运方法，其特征在于，包括如下取货步骤：

步骤一、首先把仓库里所有的物品的外形三维尺寸，按数量和排列存储方式记录保存，使每种物品对应一个库位，每个物品对应存储库位的空间相对位置(x，y，z)；

步骤二、机器人收到取货指令，机器人根据该库位的信息，运动到货物对应的库位一侧；通过升降机构、第一机械臂和第三机械臂上的激光位移传感器测量目标库位上的目标货物准确位置；机器人通过步骤一计算出目标取放位置，机器人通过升降机构和第一机械臂把第三机械臂运动到目标取放位置一侧的空位；然后升降机构带动货物取放机构往下运动直到激光位移传感器检测到货物或货架上边缘，第一机械臂带动第三机械臂往外运动，直到激光位移传感器检测到货物侧边缘，测算出目标货物或者目标存储位置的精确轮廓；

步骤三、机器人根据货物情况有两种吸取货物方式：

取货物方式一：对于较小的货物，回转电机带动真空吸盘口朝下，机器人的第三机械臂及第三机械臂的导杆伸出计算好的伸出量L，伸到货物上面，升降驱动模组下降一个高度，使得真空吸盘紧压货物上表面，打开真空泵体，真空吸盘把货物吸取，升降驱动模组提起，第三机械臂退回，第二机械臂向机器人的暂存货架方向旋转90度，升降驱动模组升降到指定暂存货架上，第三机械臂伸出，真空吸盘脱离货物，将货物摆放在机器人货架上；

取货物方式二：对于叠放的较大货物，回转电机带动真空吸盘口朝水平方向，第二机械臂先伸出承重托盘，轻轻抵住被取出货物的下层货物；机器人的第三机械臂及第三机械臂的导杆伸出计算好的伸出量L，伸到货物侧面并紧贴，打开电磁阀，真空吸盘把货物吸取，同时第三机械臂的导杆退回，把吸附的货物拖到承重托盘上，第三机械臂和承重托盘继续往后退，使得吸取的货物在第二机械臂旋转90度时不与升降驱动模组干涉；最后升降驱动模组升降到指定暂存货架上，第三机械臂伸出，真空吸盘脱离货物，将货物摆放在机器人货架上。

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