CN114012698A - 一种基于环形轨道的仓储机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于环形轨道的仓储机器人，包括行走机构、环形轨道及抓取机构；所述行走机构包括框架及至少两个驱动轮；所述环形轨道固定于所述框架上；所述抓取机构的一端滑动设置于所述环形轨道上、并可沿所述环形轨道移动，所述抓取机构的另一端用于抓取货物。本发明提出的技术方案的有益效果是：在使用时，当需要转向时，各个转向驱动件同时驱动对应的安装块同向转动，从而可原地实现转向，大大减小了转弯半径；同时，由于抓取机构滑动设置于所述环形轨道上，从而当需要改变抓取或堆码方向时，只需要使抓取机构在环形轨道上移动，即可改变抓取机构的朝向，从而改变抓取机构的抓取或堆码方向，以实现双向甚至多向抓取与堆码。

Description

一种基于环形轨道的仓储机器人

技术领域

本发明涉及仓储运输技术领域，尤其是涉及一种基于环形轨道的仓储机器人。

背景技术

近年来，随着人工智能技术在仓储中的进一步开发应用，各类仓储机器人层出不穷，智能化的仓储机器人发展迅猛。但目前仓储机器人普遍存在的问题是，在控制仓储机器人的体积较小的前提下，如何确保仓储机器人还能发挥更多的功能，更简单的实现仓储。

目前市面上的仓储机器人基本上都是移动机器人小车底盘加一个抓取机构(如申请号为CN201811361030.X的中国发明专利)。常见的仓储机器人能实现一些常规的搬运与分类的工作，基本能实现货物的仓储。但是基于传统机器人小车底盘和抓取机构有一定的局限性。

首先，传统的机器人小车底盘的行走模块通常为前面两个轮为转向轮，后面两个轮为动力轮，这样会导致仓储机器人转弯半径过大；若采用的是麦克纳姆轮的话，虽然解决了转弯半径过大的问题，但是需要确保四个麦克纳姆轮与地面有足够大的摩擦力，这样给仓库场地的设计带来了不便。

其次，市面上较大部分的仓储机器人的抓取机构只能进行单方向的抓取和堆码，若要完成双向抓取和堆码则存在成本高，结构复杂，操作繁琐等问题。因此，目前缺少能在控制转弯半径较小的同时，还能实现双向甚至多向抓取与堆码的仓储机器人。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于环形轨道的仓储机器人，其可以在控制转弯半径较小的同时，还能实现双向甚至多向抓取与堆码。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于环形轨道的仓储机器人，包括行走机构、环形轨道及抓取机构；

所述行走机构包括框架及至少两个驱动轮，各个所述驱动轮均包括安装块、转向驱动件、主动轮及转动驱动件，所述转向驱动件固定于所述框架上，所述转向驱动件与所述安装块连接、并用于驱动所述安装块在水平面上转动，所述主动轮转动设置于所述安装块上，所述转动驱动件与所述主动轮连接、并用于驱动所述主动轮转动；

所述环形轨道固定于所述框架上；

所述抓取机构的一端滑动设置于所述环形轨道上、并可沿所述环形轨道移动，所述抓取机构的另一端用于抓取货物。

在一些实施例中，所述行走机构还包括万向轮，所述万向轮设置于所述框架上。

在一些实施例中，所述抓取机构包括转向滑块、转向滑动驱动件、竖向滑轨、竖向滑块、竖向滑动驱动件及夹持件，所述转向滑块滑动设置于所述环形轨道上，所述转向滑动驱动件与所述转向滑块连接、并用于驱动所述转向滑块移动，所述竖向滑轨固定于所述转向滑块上，所述竖向滑块滑动设置于所述竖向滑轨上，所述竖向滑动驱动件与所述竖向滑块连接、并用于驱动所述竖向滑块移动，所述夹持件的一端固定于所述竖向滑块上，所述夹持件的另一端用于抓取货物。

在一些实施例中，所述转向滑块上转动设置有滑轮，所述滑轮的侧壁与所述环形轨道贴合，所述转向滑动驱动件与所述滑轮连接、并用于驱动所述滑轮转动。

在一些实施例中，所述转向滑动驱动件为转向滑动电机，所述转向滑动电机的机壳固定于所述转向滑块上，所述转向滑动电机的输出轴与所述滑轮连接、并用于驱动所述滑轮转动。

在一些实施例中，所述竖向滑动驱动件包括卷扬轮、拉绳及卷扬驱动件，所述卷扬轮转动设置于所述转向滑块上，所述拉绳的一端绕设于所述卷扬轮上，所述拉绳的另一端与所述竖向滑块固定连接，所述卷扬驱动件与所述卷扬轮连接、并用于驱动所述卷扬轮转动。

在一些实施例中，所述卷扬驱动件为卷扬电机，所述卷扬电机的输出轴与所述卷扬轮连接、并用于驱动所述卷扬轮转动。

在一些实施例中，所述夹持件包括两个横杆、两个卡块、两个弹性件及两个限位块，两个所述横杆均固定于所述竖向滑块上，两个所述卡块分别转动设置于两个所述横杆上，两个所述弹性件的一端分别与两个所述横杆连接，两个所述弹性件的另一端分别与两个所述卡块对应连接，两个所述限位块分别固定于两个所述横杆上、并用于与两个所述卡块抵接。

在一些实施例中，所述弹性件为扭簧，所述扭簧套设于对应的所述横杆上，所述扭簧的一端与对应的所述横杆固定连接，所述扭簧的另一端与对应的所述卡块固定连接。

在一些实施例中，所述抓取机构的数量为至少两个，各个所述抓取机构均滑动设置于所述环形轨道上。

与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：在使用时，当需要转向时，各个转向驱动件同时驱动对应的安装块同向转动，从而可原地实现转向，大大减小了转弯半径；同时，由于抓取机构滑动设置于所述环形轨道上，从而当需要改变抓取或堆码方向时，只需要使抓取机构在环形轨道上移动，即可改变抓取机构的朝向，从而改变抓取机构的抓取或堆码方向，以实现双向甚至多向抓取与堆码。

附图说明

图1是本发明提供的基于环形轨道的仓储机器人的一实施例的立体结构示意图；

图2是图1中的驱动轮的立体结构示意图；

图3是图1中的抓取机构的立体结构示意图；

图4是图3中的夹持件的立体结构示意图；

图5是图4中的夹持件在另一个视角的立体结构示意图；

图中：1-行走机构、11-框架、12-驱动轮、121-安装块、122-转向驱动件、123-主动轮、124-转动驱动件、13-万向轮、2-环形轨道、3-抓取机构、31-转向滑块、311-滑轮、32-转向滑动驱动件、33-竖向滑轨、34-竖向滑块、35-竖向滑动驱动件、351-卷扬轮、352-拉绳、36-夹持件、361-横杆、362-卡块、363-弹性件、364-限位块。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1，本发明提供了一种基于环形轨道的仓储机器人，包括行走机构1、环形轨道2及抓取机构3。

所述行走机构1包括框架11及至少两个驱动轮12，各个所述驱动轮12均包括安装块121、转向驱动件122、主动轮123及转动驱动件124，所述转向驱动件122固定于所述框架11上，所述转向驱动件122与所述安装块121连接、并用于驱动所述安装块121在水平面上转动，所述主动轮123转动设置于所述安装块121上，所述转动驱动件124与所述主动轮123连接、并用于驱动所述主动轮123转动。本实施例中，转向驱动件122为转向驱动电机，转动驱动件124为转动驱动电机。

所述环形轨道2固定于所述框架11上。所述抓取机构3的一端滑动设置于所述环形轨道2上、并可沿所述环形轨道2移动，所述抓取机构3的另一端用于抓取货物。

在使用时，当需要转向时，各个转向驱动件122同时驱动对应的安装块121同向转动，从而可原地实现转向，大大减小了转弯半径；同时，由于抓取机构3滑动设置于所述环形轨道2上，从而当需要改变抓取或堆码方向时，只需要使抓取机构3在环形轨道2上移动，即可改变抓取机构3的朝向，从而改变抓取机构3的抓取或堆码方向，以实现双向甚至多向抓取与堆码。

为了提高行走机构1在行走过程中的稳定性，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述行走机构1还包括万向轮13，所述万向轮13设置于所述框架11上。

为了具体实现抓取机构3的功能，请参照图1、图3和图4，在一优选的实施例中，所述抓取机构3包括转向滑块31、转向滑动驱动件32、竖向滑轨33、竖向滑块34、竖向滑动驱动件35及夹持件36，所述转向滑块31滑动设置于所述环形轨道2上，所述转向滑动驱动件32与所述转向滑块31连接、并用于驱动所述转向滑块31移动，所述竖向滑轨33固定于所述转向滑块31上，所述竖向滑块34滑动设置于所述竖向滑轨33上，所述竖向滑动驱动件35与所述竖向滑块34连接、并用于驱动所述竖向滑块34移动，所述夹持件36的一端固定于所述竖向滑块34上，所述夹持件36的另一端用于抓取货物。在使用时，先通过行走机构1将本装置移动至货物附近，再通过转向滑动驱动件32带动转向滑块31在环形轨道2上移动，以使夹持件36到达货物的正上方，再通过竖向滑动驱动件35带动竖向滑块34向下滑动，以使夹持件36与货物接触并夹紧货物，再通过竖向滑动驱动件35带动竖向滑块34向上滑动，以吊起货物，最后通过行走机构1将货物移动到目标位置后码放货物即可。

为了具体实现转向滑动驱动件32的功能，请参照图1、图3和图4，在一优选的实施例中，所述转向滑块31上转动设置有滑轮311，所述滑轮311的侧壁与所述环形轨道2贴合，所述转向滑动驱动件32与所述滑轮311连接、并用于驱动所述滑轮311转动，从而带动转向滑块31在环形轨道2上移动。

为了具体实现转向滑动驱动件32的功能，请参照图1、图3和图4，在一优选的实施例中，所述转向滑动驱动件32为转向滑动电机，所述转向滑动电机的机壳固定于所述转向滑块31上，所述转向滑动电机的输出轴与所述滑轮311连接、并用于驱动所述滑轮311转动。

为了具体实现竖向滑动驱动件35的功能，请参照图1、图3和图4，在一优选的实施例中，所述竖向滑动驱动件35包括卷扬轮351、拉绳352及卷扬驱动件，所述卷扬轮351转动设置于所述转向滑块31上，所述拉绳352的一端绕设于所述卷扬轮351上，所述拉绳352的另一端与所述竖向滑块34固定连接，所述卷扬驱动件与所述卷扬轮351连接、并用于驱动所述卷扬轮351转动。

为了具体实现卷扬驱动件的功能，请参照图1、图3和图4，在一优选的实施例中，所述卷扬驱动件为卷扬电机，所述卷扬电机的输出轴与所述卷扬轮351连接、并用于驱动所述卷扬轮351转动。

为了具体实现夹持件36的功能，请参照图1、图3、图4和图5，在一优选的实施例中，所述夹持件36包括两个横杆361、两个卡块362、两个弹性件363及两个限位块364，两个所述横杆361均固定于所述竖向滑块34上，两个所述卡块362分别转动设置于两个所述横杆361上，两个所述弹性件363的一端分别与两个所述横杆361连接，两个所述弹性件363的另一端分别与两个所述卡块362对应连接，两个所述限位块364分别固定于两个所述横杆361上、并用于与两个所述卡块362抵接。在使用时，通过夹持件36可实现对特定尺寸的货物的夹持，具体操作过程如下：通过竖向滑动驱动件35使两个卡块362下降，两个卡块362正好分别位于货物的两侧，在两个卡块362下降时，由于两个卡块362之间的初始距离略小于货物的宽度，因此，两个卡块362与货物接触时，两个弹性件363会发生收缩，当两个卡块362下降到货物的宽度变窄处(如瓶盖与瓶身的连接处)时，两个弹性件363会伸展，从而带动两个卡块362卡入货物的宽度变窄处，从而实现了对货物的夹持，此后，当向上移动两个卡块362时，在限位块364的阻挡下，两个卡块362不会向下移动，从而可持续卡住货物；当需要卸扣时，通过竖向滑动驱动件35继续带动两个卡块362下降，使两个卡块362脱离货物的宽度变窄处，再通过行走机构1带动两个卡块362在水平方向上移动，以脱离货物。

为了具体实现弹性件363的功能，请参照图1、图3、图4和图5，在一优选的实施例中，所述弹性件363为扭簧，所述扭簧套设于对应的所述横杆361上，所述扭簧的一端与对应的所述横杆361固定连接，所述扭簧的另一端与对应的所述卡块362固定连接。

优选地，夹持件36具有上下两层，从而可夹持两层货物，以提高输送效率。

为了提高抓取效率，请参照图1，在一优选的实施例中，所述抓取机构3的数量为至少两个，各个所述抓取机构3均滑动设置于所述环形轨道2上。

为了更好地理解本发明，以下结合图1-图5来对本发明提供的基于环形轨道的仓储机器人的工作过程进行详细说明：在使用时，先通过行走机构1将本装置移动至货物附近，再通过转向滑动驱动件32带动转向滑块31在环形轨道2上移动，以使夹持件36到达货物的正上方，再通过竖向滑动驱动件35使两个卡块362下降，在两个卡块362下降时，由于两个卡块362之间的初始距离略小于货物的宽度，因此，两个卡块362与货物接触时，两个弹性件363会发生收缩，当两个卡块362下降到货物的宽度变窄处(如瓶盖与瓶身的连接处)时，两个弹性件363会伸展，从而带动两个卡块362卡入货物的宽度变窄处，从而实现了对货物的夹持，此后，当向上移动两个卡块362时，在限位块364的阻挡下，两个卡块362不会向下移动，从而可吊起货物，最后通过行走机构1将货物移动到目标位置后码放货物即可。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，包括行走机构、环形轨道及抓取机构；

所述行走机构包括框架及至少两个驱动轮，各个所述驱动轮均包括安装块、转向驱动件、主动轮及转动驱动件，所述转向驱动件固定于所述框架上，所述转向驱动件与所述安装块连接、并用于驱动所述安装块在水平面上转动，所述主动轮转动设置于所述安装块上，所述转动驱动件与所述主动轮连接、并用于驱动所述主动轮转动；

所述环形轨道固定于所述框架上；

所述抓取机构的一端滑动设置于所述环形轨道上、并可沿所述环形轨道移动，所述抓取机构的另一端用于抓取货物。

2.根据权利要求1所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述行走机构还包括万向轮，所述万向轮设置于所述框架上。

3.根据权利要求1所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述抓取机构包括转向滑块、转向滑动驱动件、竖向滑轨、竖向滑块、竖向滑动驱动件及夹持件，所述转向滑块滑动设置于所述环形轨道上，所述转向滑动驱动件与所述转向滑块连接、并用于驱动所述转向滑块移动，所述竖向滑轨固定于所述转向滑块上，所述竖向滑块滑动设置于所述竖向滑轨上，所述竖向滑动驱动件与所述竖向滑块连接、并用于驱动所述竖向滑块移动，所述夹持件的一端固定于所述竖向滑块上，所述夹持件的另一端用于抓取货物。

4.根据权利要求3所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述转向滑块上转动设置有滑轮，所述滑轮的侧壁与所述环形轨道贴合，所述转向滑动驱动件与所述滑轮连接、并用于驱动所述滑轮转动。

5.根据权利要求4所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述转向滑动驱动件为转向滑动电机，所述转向滑动电机的机壳固定于所述转向滑块上，所述转向滑动电机的输出轴与所述滑轮连接、并用于驱动所述滑轮转动。

6.根据权利要求3所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述竖向滑动驱动件包括卷扬轮、拉绳及卷扬驱动件，所述卷扬轮转动设置于所述转向滑块上，所述拉绳的一端绕设于所述卷扬轮上，所述拉绳的另一端与所述竖向滑块固定连接，所述卷扬驱动件与所述卷扬轮连接、并用于驱动所述卷扬轮转动。

7.根据权利要求6所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述卷扬驱动件为卷扬电机，所述卷扬电机的输出轴与所述卷扬轮连接、并用于驱动所述卷扬轮转动。

8.根据权利要求3所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述夹持件包括两个横杆、两个卡块、两个弹性件及两个限位块，两个所述横杆均固定于所述竖向滑块上，两个所述卡块分别转动设置于两个所述横杆上，两个所述弹性件的一端分别与两个所述横杆连接，两个所述弹性件的另一端分别与两个所述卡块对应连接，两个所述限位块分别固定于两个所述横杆上、并用于与两个所述卡块抵接。

9.根据权利要求8所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述弹性件为扭簧，所述扭簧套设于对应的所述横杆上，所述扭簧的一端与对应的所述横杆固定连接，所述扭簧的另一端与对应的所述卡块固定连接。

10.根据权利要求1所述的基于环形轨道的仓储机器人，其特征在于，所述抓取机构的数量为至少两个，各个所述抓取机构均滑动设置于所述环形轨道上。

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