CN113772316A - 一种防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人，防晃动支撑机构包括基座、支撑件以及状态切换机构；支撑件能够相对于所述基座滑动；当所述支撑件处于伸出状态时，其抵靠在货架上；状态切换机构用于驱动所述支撑件伸缩以切换所述支撑件的状态，并在所述支撑件处于伸出状态时将所述支撑件的位置锁定。本发明的防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人，通过使支撑件切换为伸出状态，并使支撑件抵住货架，可利用货架较重不易晃动的特点使机器人自身保持稳定，减少取放货过程中机器人自身的晃动。

Description

一种防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人

技术领域

本发明涉及取货机器人技术领域，特别是涉及一种防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人。

背景技术

在仓储物流领域，需要利用取货机器人从货架取货或将货物放回货架，专利CN210557148U公开了一种周转箱式的取货机器人，这种类型的机器人通过控制周转箱组件升降并获取货架上各层货物，可方便货物的取出与放回。在实际使用中，发现该类型的取货机器人存在以下问题：由于取货机器人整体的高度较高，其从货架取货或将货物放回货架的过程中，由于需要对货物施加横向的作用力，货物的作用反力会使机器人产生较强的晃动，影响机器人的使用稳定性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够减少机器人取、放货过程中自身晃动的防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人。

技术方案：为实现上述目的，本发明的防晃动支撑机构，其包括：

基座；

支撑件，其能够相对于所述基座滑动；当所述支撑件处于伸出状态时，其抵靠在货架上；

状态切换机构，其用于驱动所述支撑件伸缩以切换所述支撑件的状态，并在所述支撑件处于伸出状态时将所述支撑件的位置锁定；

所述状态切换机构包括：

驱动机构，其能够作伸缩运动，且其运动过程中能够带动所述支撑件作伸缩运动；

锁定机构，其用于在所述支撑件处于伸出状态时将所述支撑件的位置锁定；

解锁单元，其能够随所述驱动机构运动；所述驱动机构驱动所述支撑件缩回过程中，先通过所述解锁单元解除所述锁定机构对所述支撑件的锁定，再带动所述支撑件缩回。

进一步地，所述锁定机构包括：

锁定块，其相对于所述基座转动安装；当所述支撑件处于伸出状态，所述锁定块处于锁定位置并阻止所述支撑件作缩回运动；

弹性件，其向所述锁定块施加弹性力使得所述锁定块具有向所述锁定位置转动的运动趋势。

进一步地，所述锁定机构还包括相对于所述锁定块固定的解锁块；

所述解锁单元具备第一斜面部；当所述锁定块位于锁定位置，解锁过程中，所述第一斜面部作用于所述解锁块以使所述锁定块转动并离开锁定位置。

进一步地，所述锁定块与所述解锁块上分别具有第一滚轮与第二滚轮；所述第一斜面部通过所述第二滚轮作用于所述解锁块，解锁过程中，所述第二滚轮沿着所述第一斜面部作攀升运动。

进一步地，所述解锁单元还具备第二斜面部，所述第二斜面部的倾斜方向与所述第一斜面部的倾斜方向相反。

进一步地，所述驱动机构包括伸出推动件与缩回推动件，两者分别用于推动所述支撑件作伸出运动与缩回运动。

一种取货装置，其包括机构座体与取料机构，还包括上述的防晃动支撑机构；

所述取料机构具有作伸缩运动的移动座，所述移动座、驱动机构及解锁单元三者由同一动力源驱动作同步运动。

一种取货机器人，其包括上述的取货装置；还包括：

移动底盘，其能够移动；

升降驱动组件，其用于驱动所述取货装置相对于所述移动底盘作升降运动。

有益效果：本发明的防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人，通过使支撑件切换为伸出状态，并使支撑件抵住货架，可利用货架较重不易晃动的特点使机器人自身保持稳定，减少取放货过程中机器人自身的晃动。

附图说明

图1为取货机器人的结构图；

图2为取货机器人与货架的第一相对状态图；

图3为支撑件处于缩回状态时取货装置的结构图；

图4为支撑件处于缩回状态时防晃动支撑机构的结构图；

图5为附图4中A部分的放大结构图；

图6为附图4中B部分的放大结构图；

图7为取货机器人与货架的第二相对状态图；

图8为附图7中E部分的放大结构图；

图9为支撑件处于伸出状态时取货装置的结构图；

图10为支撑件处于伸出状态时防晃动支撑机构的第一视角结构图；

图11为支撑件处于伸出状态时防晃动支撑机构的第二视角结构图；

图12为附图10中C部分的放大结构图；

图13为附图10中D部分的放大结构图。

图中：1-基座；11-滑块；2-支撑件；21-滑动部；22-抵靠部；23-滑轨；24-阻挡件；3-驱动机构；31-伸出推动件；32-缩回推动件；4-锁定机构；41-锁定块；42-弹性件；43-解锁块；44-第一滚轮；45-第二滚轮；5-解锁单元；51-第一斜面部；52-第二斜面部；53-平面部；6-取货装置；61-机构座体；62-取料机构；621-移动座；622-转动手爪；7-移动底盘；71-底盘座体；8-升降驱动组件；9-升降支架；10-缓存位；a-取货机器人；b-货架；c-料盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明之防晃动支撑机构用在取货机器人a上，为了便于说明，本实施例中，取货机器人a的结构如图1所示，该取货机器人a的结构与专利CN210557148U所示机器人的结构类似，但本发明之防晃动支撑机构不限于应用于本实施例之取货机器人a，在其他实施例中，上述防晃动支撑机构也可以用于其他形态的取货机器人。

如图2所示，本发明的取货机器人a用于从货架b上取出货物，或将货物放回货架b，货架b有多层，每一层具有多个置货位，置货位用于摆放货物，本实施例中，放在置货位处的货物为料盒c，每个料盒c内均装有多个商品，执行分拣任务时，取货机器人a从货架b上取得目标料盒c，并将料盒c运载至分拣工作站进行拣货，拣货完成后，取货机器人a再将料盒c放回货架b。取货机器人a包括取货装置6、移动底盘7、升降驱动组件8、升降支架9以及缓存位10；其中，升降支架9相对于移动底盘7的底盘座体71固定；升降支架9用于驱动所述取货装置6相对于所述移动底盘7作升降运动；取货装置6用于取放料盒c。上述缓存位10有多个，所有所述缓存位10在竖直方向上呈直线阵列排布，且所有缓冲位10均安装在升降支架9上，缓存位10用于存储所述取货装置6取到的货物，如此，取货机器人a一次能够获取并运输多个料盒c。

如图3与图9所示，上述取货装置6包括机构座体61与取料机构62；机构座体61包括料箱，取料机构62具有作伸缩运动的移动座621，取料机构62的前端具有转动手爪622，移动座621作伸缩运动能够使转动手爪622作伸缩运动，所述移动座621由动力机构驱动做伸缩运动，以使得转动手爪622伸缩运动，从而进行取放货作业，其结构原理与专利CN210557148U所示机器人一致，此处不多赘述。

本发明之防晃动支撑机构用于建立取货机器人a与货架b之间的关联，以利用货架b的稳定性维持机器人的稳定性，防止机器人晃动。

具体地，如图4所示，防晃动支撑机构包括基座1、支撑件2以及状态切换机构；基座1安装在机器人上，支撑件2能够相对于所述基座1滑动；当所述支撑件2处于伸出状态时，其抵靠在货架b上（如图7与图8所示）；状态切换机构用于驱动所述支撑件2伸缩以切换所述支撑件2的状态，并在所述支撑件2处于伸出状态时将所述支撑件2的位置锁定。

在一种实施例中，上述防晃动支撑机构可以直接安装在升降支架9上或作为一个独立的模块安装在机构座体61上，此时，基座1固定在升降支架9或机构座体61上，上述状态切换机构包括独立的动力元件，如电机驱动的丝杠机构、电动推杆等形式，丝杠机构的自锁原理可起到将支撑件2进行位置锁定的作用，或者采用带有制动器（抱闸）的电机作为动力元件，当电机停止运转时，利用制动器将电机的输出轴进行锁定，以实现支撑件2的位置锁定，诸如此类结构，由于需要独立的动力元件，会带来成本的增加与控制难度的增加。

在第二种实施例中，上述防晃动支撑机构为上述取货装置6的一部分，且防晃动支撑机构与取料机构62共享动力源。此时，基座1固定在机构座体61上，上述移动座621与上述防晃动支撑机构能够联动，如此，不仅节约了成本，控制上变得方便，而且由于移动座621与防晃动支撑机构是联动关系，两者的运动关系是确定的，不会出错；另外，防晃动支撑机构直接作用于取放货位置的货架b，直接抵抗移动货物时的作用反力，具有更好的防晃动效果。

以下均基于第二实施例（也即防晃动支撑机构为上述取货装置6的一部分，且防晃动支撑机构与取料机构62共享动力源）进行说明。

所述状态切换机构包括驱动机构3、锁定机构4以及解锁单元5。

驱动机构3能够作伸缩运动，且其运动过程中能够带动所述支撑件2作伸缩运动；具体地，驱动机构3包括伸出推动件31与缩回推动件32，伸出推动件31与缩回推动件32均固定在移动座621上。

伸出推动件31与缩回推动件32分别用于推动所述支撑件2作伸出运动与缩回运动。具体地，上述支撑件2包括滑动部21与抵靠部22，如图11所示，滑动部21上安装有滑轨23，基座1上安装有滑块11，滑轨23与滑块11滑动配合，以实现支撑件2相对于基座1的滑动，抵靠部22固定在滑动部21的前端，抵靠部22的宽度大于滑动部21的宽度，当支撑件2处于伸出状态，抵靠部22抵靠在货架b上。另外，上述滑动部21上固定有配合缩回推动件32使用的阻挡件24。

上述锁定机构4用于在所述支撑件2处于伸出状态时将所述支撑件2的位置锁定；解锁单元5能够随所述驱动机构3运动，所述驱动机构3驱动所述支撑件2缩回过程中，先通过所述解锁单元5解除所述锁定机构4对所述支撑件2的锁定，再带动所述支撑件2缩回。

具体地，如图5与图13所示，所述锁定机构4包括锁定块41与弹性件42；锁定块41相对于所述基座1转动安装；当所述支撑件2处于伸出状态，所述锁定块41处于锁定位置并阻止所述支撑件2作缩回运动；弹性件42向所述锁定块41施加弹性力使得所述锁定块41具有向所述锁定位置转动的运动趋势。当支撑件2伸出至完全伸出状态，弹性件42的作用使锁定块41转动至锁定位置，此时，如图10与图13所示，锁定块41抵住支撑件2的后端，使得支撑件2无法缩回。

所述锁定机构4还包括相对于所述锁定块41固定的解锁块43；如图6所示，所述解锁单元5具备第一斜面部51；当所述锁定块41位于锁定位置，解锁过程中，所述第一斜面部51作用于所述解锁块43以使所述锁定块41转动并离开锁定位置。

为了使解锁过程顺滑，防止卡顿，所述锁定块41与所述解锁块43上分别具有第一滚轮44与第二滚轮45；所述第一斜面部51通过所述第二滚轮45作用于所述解锁块43，解锁过程中，所述第二滚轮45沿着所述第一斜面部51作攀升运动，第二滚轮45沿着第一斜面部51攀升过程中，使解锁块43逐渐旋转，解锁块43带着锁定块41同步旋转使锁定块41离开锁定位置，第二滚轮45攀升至第一斜面部51顶部时，锁定块41无法再阻挡支撑件2运动，支撑件2缩回时其侧面与第一滚轮44接触（支撑件2开始缩回时可以通过作用于第一滚轮44使锁定块41继续转动一定角度）。

优选地，如图6所示，所述解锁单元5还具备第二斜面部52与平面部53，第一斜面部51与第二斜面部52位于平面部53的两侧，且所述第二斜面部52的倾斜方向与所述第一斜面部51的倾斜方向相反。第二斜面部52的作用是：在移动座621伸出过程中，解锁单元5要经过锁定机构4所在的位置，通过第二斜面部52可使解锁单元5能顺利通过解锁块43，解锁单元5与锁定机构4两者不会相互卡住。

移动座621缩回过程中，在上述第二滚轮45攀升至第一斜面部51顶部到达平面部53后，且在第二滚轮45到达第二斜面部52之前，缩回推动件32与阻挡件24接触，如此在移动座621继续缩回的过程中，移动座621带着支撑件2同步缩回。

基于上述结构，取货时，移动座621在动力机构的作用下作伸出运动的过程中，移动座621伸出第一距离后，伸出推动件31与抵靠部22接触，此后，移动座621继续伸出会带动支撑件2同步运动；移动座621伸出最大距离时，取料机构62的状态如图9所示，防晃动支撑机构的状态如图10与图11所示，伸出推动件31与抵靠部22的状态如图12所示，此时，转动手爪622到达货架b上目标料盒c的前侧，支撑件2同时抵靠在货架b上，弹性件42的作用使锁定块41转动至锁定位置，锁定块41抵住支撑件2的后端；此后，控制转动手爪622旋转（旋转完成后状态如图7所示），再控制动力机构反向运转使移动座621缩回，移动座621缩回第二距离后，解锁单元5作用于锁定机构4解除锁定机构4对支撑件2的锁定作用（此时，被取的料盒c已完全离开货架b，或被取的料盒c未完全离开货架b但在俯视方向上被取的料盒c的投影与货架的投影两者的重合区域的面积小于预设面积，后一种情形下，由于重合区域面积很小，料盒c与货架b之间的摩擦力已不足以引起机器人的晃动），然后缩回推动件32与阻挡件24接触，使得移动座621继续缩回时带着支撑件2同步缩回，直至移动座621完全缩回，将料盒c从货架b取出至料箱内。

放回货物时，各零部件的运动过程与上述取货过程中各零部件的运动过程基本一致，仅有的区别是，移动座621作伸出运动时同时将料箱内的料盒c推至货架b上，此后，控制转动手爪622旋转使转动手爪622收回，而后移动座621缩回时没有料盒c随着移动座621一起运动。

通过上述运动过程可见，防晃动支撑机构是完全通过机械结构的物理相互作用运转，其与取料机构62的其他组成部分的动作时序关系是确定的，相比于另外设置动力元件单独驱动防晃动支撑机构运转的方案而言，该方案成本低、不会增加控制复杂度、且故障率低。

本发明的防晃动支撑机构、取货装置及取货机器人a，通过使支撑件切换为伸出状态，并使支撑件抵住货架b，可利用货架b较重不易晃动的特点使机器人自身保持稳定，减少取放货过程中机器人自身的晃动。

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 (8)

1.一种防晃动支撑机构，其特征在于，其包括：

基座（1）；

支撑件（2），其能够相对于所述基座（1）滑动；当所述支撑件（2）处于伸出状态时，其抵靠在货架上；

状态切换机构，其用于驱动所述支撑件（2）伸缩以切换所述支撑件（2）的状态，并在所述支撑件（2）处于伸出状态时将所述支撑件（2）的位置锁定；

所述状态切换机构包括：

驱动机构（3），其能够作伸缩运动，且其运动过程中能够带动所述支撑件（2）作伸缩运动；

锁定机构（4），其用于在所述支撑件（2）处于伸出状态时将所述支撑件（2）的位置锁定；

解锁单元（5），其能够随所述驱动机构（3）运动；所述驱动机构（3）驱动所述支撑件（2）缩回过程中，先通过所述解锁单元（5）解除所述锁定机构（4）对所述支撑件（2）的锁定，再带动所述支撑件（2）缩回。

2.根据权利要求1所述的防晃动支撑机构，其特征在于，所述锁定机构（4）包括：

锁定块（41），其相对于所述基座（1）转动安装；当所述支撑件（2）处于伸出状态，所述锁定块（41）处于锁定位置并阻止所述支撑件（2）作缩回运动；

弹性件（42），其向所述锁定块（41）施加弹性力使得所述锁定块（41）具有向所述锁定位置转动的运动趋势。

3.根据权利要求2所述的防晃动支撑机构，其特征在于，所述锁定机构（4）还包括相对于所述锁定块（41）固定的解锁块（43）；

所述解锁单元（5）具备第一斜面部（51）；当所述锁定块（41）位于锁定位置，解锁过程中，所述第一斜面部（51）作用于所述解锁块（43）以使所述锁定块（41）转动并离开锁定位置。

4.根据权利要求3所述的防晃动支撑机构，其特征在于，所述锁定块（41）与所述解锁块（43）上分别具有第一滚轮（44）与第二滚轮（45）；所述第一斜面部（51）通过所述第二滚轮（45）作用于所述解锁块（43），解锁过程中，所述第二滚轮（45）沿着所述第一斜面部（51）作攀升运动。

5.根据权利要求3所述的防晃动支撑机构，其特征在于，所述解锁单元（5）还具备第二斜面部（52），所述第二斜面部（52）的倾斜方向与所述第一斜面部（51）的倾斜方向相反。

6.根据权利要求1所述的防晃动支撑机构，其特征在于，所述驱动机构（3）包括伸出推动件（31）与缩回推动件（32），两者分别用于推动所述支撑件（2）作伸出运动与缩回运动。

7.一种取货装置（6），其特征在于，其包括机构座体（61）与取料机构（62），还包括如权利要求1-6任一项所述的防晃动支撑机构；

所述取料机构（62）具有作伸缩运动的移动座（621），所述移动座（621）、驱动机构（3）及解锁单元（5）三者由同一动力源驱动作同步运动。

8.一种取货机器人，其特征在于，其包括如权利要求7所述的取货装置（6）；还包括：

移动底盘（7），其能够移动；

升降驱动组件（8），其用于驱动所述取货装置（6）相对于所述移动底盘（7）作升降运动。

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