CN114380239A - 手自动切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手自动切换装置，本方案通过在操纵手柄的基础上设置了能够检测操纵手柄倾斜角度的感应组件，且该感应组件能与中控单元相连，并且操纵手柄下端还设有回复件，使操纵手柄在不受外力时回复到竖直状态，使得操作者在使用操纵手柄时，在把操纵手柄压低的过程中中控单元就完成了自动模式到手动模式的切换，而当操作者松开操纵手柄时，操纵手柄在回复件作用下回复至竖直状态，中控单元就完成了手动模式到自动模式的切换，人机交互体验较好，解决了操作者容易忘记切换模式的问题。

Description

手自动切换装置

技术领域

本发明涉及物流机器人部件领域，具体涉及一种自动切换装置。

背景技术

随着智能制造的大力推广，中国的制造业正逐步从人工劳动密集型向技术设备密集型转换，传统的生产模式朝着智能化升级，先进的智能化设备市场需求迅速扩大。在众多智能化工业中，具备搬运、堆垛等功能的物流机器人成为行业热点。目前的物流机器人很多没有手动模式和操作手柄，在需要人机交互操作和出现意外故障等情况的时候非常不方便。有手动模式的机器人也需要通过切换钥匙开关等来实现手动和自动模式的切换，较为繁琐，操作者经常容易忘记切换，人机交互体验较差。

发明内容

为了解决上述问题，发明目的在于针对现有技术中的不足，提供一种快速、简便的物流机器人手动和自动模式切换装置，实现更高效、方便的机器人人机交互。

为了解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：手自动切换装置，包括可转设置的操纵手柄与用于检测操纵手柄倾斜角度的感应组件；感应组件能与中控单元相连，控制中控单元切换手动模式和自动模式；操纵手柄倾斜超过一定程度时能触发感应组件，使中控单元由自动模式切换为手动模式；操纵手柄下端还设有回复件，使操纵手柄在不受外力时回复到竖直状态。本方案通过在操纵手柄的基础上设置了能够检测操纵手柄倾斜角度的感应组件，且该感应组件能与中控单元相连，并且操纵手柄下端还设有回复件，使操纵手柄在不受外力时回复到竖直状态，使得操作者在使用操纵手柄时，在把操纵手柄压低的过程中中控单元就完成了自动模式到手动模式的切换，而当操作者松开操纵手柄时，操纵手柄在回复件作用下回复至竖直状态，中控单元就完成了手动模式到自动模式的切换，人机交互体验较好，解决了操作者容易忘记切换模式的问题。

进一步地，操纵手柄下侧设有与操纵手柄铰接的手柄转盘，操纵手柄能沿铰接轴向下转动；感应组件包括接近开关与感应体；接近开关设于手柄转盘上，感应体设于操纵手柄上；操纵手柄倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关感应区域内。通过接近开关与感应体的方式，实现操纵手柄倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关感应区域内，接近开关触发，给中控单元一个信号，中控单元由自动模式切换为手动模式。接近开关为电感式接近传感器，感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈，能检测金属体；当金属物体接近感应头时，接近开关内部动作，从而达到“开”和“关”的控制。

进一步地，手柄转盘上端设有关节座，操作手柄下端设有手柄关节，手柄关节与该关节座铰接并围绕着铰接轴进行相对转动，销轴定位安装于手柄关节内并与手柄关节转动同轴设置；回复件为设于销轴上的扭簧；扭簧套设在销轴轴身上且可周向调节扭力，扭簧的一端作用于操纵手柄，另一端连接于销轴，锁紧件作用于销轴并使得销轴固定定位。在本方案中，回复件为设于销轴上的扭簧，扭簧的一端作用于操纵手柄，另一端连接于销轴，外力消失后，扭簧能将操纵手柄与手柄转盘扭回至初始位置。

进一步地，销轴至少有一段为定位段，销轴的一端设有开槽，扭簧的一端贯穿于开槽内，销轴的两端分别设置于手柄关节内的两侧；锁紧件为限位块，限位块设有一限位部，销轴的定位段位于限位部内；定位段呈棱柱体，限位部与棱柱体的侧面相抵，使整个销轴固定不动。

进一步地，手柄关节内设有一槽，扭簧的一端置入于槽内。

进一步地，关节座的两侧与手柄关节之间设有轴套，轴套与销轴同轴设置，轴套贯穿于手柄关节，手柄关节绕着轴套进行转动。

进一步地，手柄关节包括前盖和后盖，关节座的前后部均设有缓冲垫，当不转动时，前盖的下端能够碰触到关节座前部的缓冲垫，当转动后，后盖的下端能够碰触到关节座后部的缓冲垫。

进一步地，手柄转盘上设有能够检测手柄转盘转动角度的电位计组件；电位计组件包括触发片和电位计；触发片固定在手柄转盘下端，电位计通过支架固定在手柄转盘外沿，手柄转盘转动过程中，电位计能检测触发片位置。

通过上述技术方案，本方案在操纵手柄的基础上设置了能够检测操纵手柄倾斜角度的感应组件，且该感应组件能与中控单元相连，并且操纵手柄下端还设有回复件，使操纵手柄在不受外力时回复到竖直状态，使得操作者在使用操纵手柄时，在把操纵手柄压低的过程中中控单元就完成了自动模式到手动模式的切换，而当操作者松开操纵手柄时，操纵手柄在回复件作用下回复至竖直状态，中控单元就完成了手动模式到自动模式的切换，人机交互体验较好，解决了操作者容易忘记切换模式的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1中搬运机器人分解说明图。

图2为实施例1中操纵手柄使用说明图。

图3为本发明实施例1中操纵手柄说明图。

图4为本发明实施例1中操纵手柄说明图。

图5为本发明实施例1中锂电池组件说明图。

图6为本发明实施例1中接插母头说明图。

图7为本发明实施例2中小车整体说明图。

图8为本发明实施例2中小车底面说明图。

图9为本发明实施例2中小车拆解说明图。

图10为实施例2操纵手柄说明图。

图中：车架体1，操纵手柄11，锂电池组件12，锂电池组件安装位110，起重油缸14，货叉13，激光导航15，驱动轮19，液压站18，中控单元17，车辆控制器16，电池本体121，电池底座122，接插母头123，接插公头124，连接部142，插接部144，连接件143，橡胶圈141，手柄关节111，销轴112，限位块117，扭簧118，手柄转盘113，关节座1132，接近开关114，感应体115，后盖119，缓冲垫116，触发片1135，电位计1136，支架1137；车体2，控制台21，操纵手柄23，任务输入单元24，驱动轮25，万向轮26，调速器231，接近开关232，激光导航233，触发片234，电位计235，手柄转盘236。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，能是固定连接，也能是可拆卸连接，或一体地连接；能是机械连接，也能是电连接；能是直接相连，也能通过中间媒介间接相连，能是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，能根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：如图1～6所示，一种搬运机器人，包括车架、设置在车架前端的货叉13及相应的起重油缸14，设置在车架内部的液压站18及中控单元17，设置在车架下部的驱动轮19，中控单元17能控制液压站18中的液压油流入起重油缸14，使起重油缸14顶起货叉13；车架顶部设有判断机器人位置的激光导航单元，自动模式下中控单元17能根据激光导航单元传递来的位置信号，通过车辆控制器16控制驱动轮19运动；车架后端设有可转设置的操纵手柄11，及用于检测操纵手柄11水平转动角度的电位计1136，及用于检测操纵手柄11倾斜角度的感应组件，及使操纵手柄11不受外力时回复到竖直状态的回复件；手动模式下电位计1136能检测操纵手柄11的水平转动角度，并将对应的转向数据传给中控单元17控制下的车辆控制器16；感应组件能与中控单元17相连，且操纵手柄11倾斜超过一定程度时能触发感应组件，使中控单元17由自动模式切换为手动模式；车架上设有便于快速更换锂电池的锂电池组件12。本方案通过在可转的操纵手柄11的基础上设置了能够检测操纵手柄11倾斜角度的感应组件及回复件，使得操作者在使用操纵手柄11时，在把操纵手柄11压低的过程中中控单元17就完成了自动模式到手动模式的切换，而当操作者松开操纵手柄11时，操纵手柄11在回复件作用下回复至竖直状态，中控单元17就完成了手动模式到自动模式的切换，人机交互体验较好，解决了操作者容易忘记切换模式的问题，本方案中通过将传统不可更换的电池组换成了便于快速更换锂电池主体的锂电池组件，一方面减小了电池的体积，使车架的体积和转弯半径变得更小，更有利于复杂条件下机器人的转动，另一方面，由于锂电池可以多次更换，操作者可以在一块电池工作时将其他电池进行充电，充电完毕后再与工作的电池更换，使机器人能实现24小时不间断工作，同时相对于传统的电池组来说，可以把原来充电过程中的浪费的时间节省下来用于工作。

如图5所示，操纵手柄11下端设有与操作手柄共同水平转动的手柄转盘113，手柄转盘113下端设有触发片1135，电位计1136通过支架固定在手柄转盘113外沿；手柄转盘113与操纵手柄11铰接，操纵手柄11能沿铰接轴向下转动，感应组件包括接近开关114与感应体；接近开关114设于手柄转盘113上，感应体设于操纵手柄11上；操纵手柄11倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关114感应区域内。通过接近开关114与感应体的方式，实现操纵手柄11倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关114感应区域内，接近开关114触发，给中控单元17一个信号，中控单元17由自动模式切换为手动模式。接近开关114为电感式接近传感器，感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈，能检测金属体；当金属物体接近感应头时，接近开关114内部动作，从而达到“开”和“关”的控制。

如图4～5所示，手柄转盘113上端设有关节座1132，操作手柄下端设有手柄关节111，手柄关节111与该关节座1132铰接并围绕着铰接轴进行相对转动，销轴112定位安装于手柄关节111内并与手柄关节111转动同轴设置；回复件为设于销轴112上的扭簧118；扭簧118套设在销轴112轴身上且可周向调节扭力，扭簧118的一端作用于操纵手柄11，另一端连接于销轴112，锁紧件作用于销轴112并使得销轴112固定定位。在本方案中，回复件为设于销轴112上的扭簧118，扭簧118的一端作用于操纵手柄11，另一端连接于销轴112，外力消失后，扭簧118能将操纵手柄11与手柄转盘113扭回至初始位置。

如图4所示，销轴112至少有一段为定位段，销轴112的一端设有开槽，扭簧118的一端贯穿于开槽内，销轴112的两端分别设置于手柄关节111内的两侧；锁紧件为限位块117，限位块117设有一限位部，销轴112的定位段位于限位部内；限位部与棱柱体的侧面相抵，使整个销轴112固定不动。手柄关节111内设有一槽，扭簧118的一端置入于槽内。

如图4所示，手柄关节111包括前盖和后盖119，关节座1132的前后部均设有缓冲垫116，当不转动时，前盖的下端能够碰触到关节座1132前部的缓冲垫116，当转动后，后盖的下端能够碰触到关节座1132后部的缓冲垫116。为了防止转动过程中手柄关节111的前、后盖的下端与关节座1132的前部、后部过多的碰撞和磨损，关节座1132前部、后部均设置有缓冲垫116，当不转动时，前盖的下端能够碰触到关节座1132前部的缓冲垫116，当转动后，后盖的下端能够碰触到关节座1132后部的缓冲垫116。

如图5所示，锂电池组件12包括可替换的电池本体121，及与电池本体121配合使用的锂电池底座122，及用于电性连接电池本体121与锂电池底座122的接插母头123；接插母头123包括连接部142和接插部114，电池本体121的下端设有一安装部，连接部142通过 橡胶圈连接于安装部内，其橡胶圈产生的弹力方向为前后相抵，锂电池底座122固定设有一接插公头124，接插母头123的接插部114垂直插入接插公头124内。由于缓冲橡胶圈允许 有一定的变形，在电池受到冲击时，可吸收一定的振动，起到一个缓冲作用，从而使得接插 件稳定连接，可在不加大电池盒尺寸的情况下减小震动；接插件进行插入连接的时候，避免了硬性连接，因生产误差的存在，接插件在直接插拔的过程中必然出现局部出现应力集中的 现象，通过橡胶圈的在限定范围内的变形，从而使得应力集中的现象减缓，通过橡胶圈变形， 消除大部分的误差间隙，连接件之间的非插拔方向的相互作用力大幅度减小，从而延长使用 时间，增加插拔次数，延长锂电池寿命。

实施例2：如图7所示，一种自主移动小车，包括车体和设于车体前侧的控制台；车体底部设有控制小车运动的驱动模块；车体内设置有中控单元及车辆控制器，中控单元通过 车辆控制器控制驱动模块，使车体自动运动到预先设定的目标点；控制台上设有能够转动的 操纵手柄23，及设置在操纵手柄23上的调速器，及用于检测操纵手柄23水平转动角度的电 位计；车辆控制器能根据调速器与电位计传来的控制信号，控制驱动模块运动。通过以上技 术方案，本发明包括车体和设于车体前侧的控制台；车体底部设有控制小车运动的驱动模块； 车体内设置有中控单元，中控单元能控制驱动模块，使车体自动运动到预先设定的目标点； 控制台上设有能够转动的操纵手柄23和检测操纵手柄23水平转动角度的电位计；转向测量 件能将测得的转向数据发送给车辆控制器，使控制手柄能控制小车运动。通过增加操纵手柄 23，将原来只能到达固定点位的全自动模式的小车变成了现在可以在手动模式下进行手动调 整位置的小车，以便操作者随时操控小车到任何需要的位置。

如图8～9所示，操纵手柄23下端设有与操作手柄共同水平转动的手柄转盘，手柄转 盘下端设有触发片，电位计通过支架固定在手柄转盘外沿；电位计能检测触发片的位置，并 将相应数据传递给车辆控制器；驱动模块包括设置在车体两侧的驱动轮，车辆控制器能分别 控制两个驱动轮的转动速度。

如图7所示，操纵手柄23与手柄转盘铰接，使操纵手柄23能沿铰接轴向下转动；手柄转盘上设有用于检测操纵手柄23倾斜角度的感应组件；感应组件能与中控单元相连，控制 中控单元切换手动模式和自动模式；操纵手柄23倾斜超过一定程度时能触发感应组件，使中 控单元由自动模式切换为手动模式；操纵手柄23上设有回复件，使操纵手柄23在不受外力 时处于竖直状态。

如图8所示，感应组件包括接近开关232与感应体；接近开关232设于手柄转盘上，感应体设于操纵手柄23上；操纵手柄23倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关232感应区域内。

如图8所示，手柄转盘上端设有关节座，操作手柄下端设有手柄关节，手柄关节与该 关节座铰接并围绕着铰接轴进行相对转动，销轴定位安装于手柄关节内并与手柄关节转动同 轴设置；回复件为设于销轴上的扭簧，扭簧套设在销轴轴身上且可周向调节扭力，扭簧的一 端作用于操纵手柄23，另一端连接于销轴，锁紧件作用于销轴并使得销轴固定定位。

如图7～10所示，控制台上设有用于设定任务的任务输入单元，小车前端设有用于实 时检测小车位置的激光导航单元；任务设定后，中控单元能根据激光导航单元传递的位置信 息，实时控制小车运动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点能在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，能理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内能对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.手自动切换装置，其特征在于：包括可转设置的操纵手柄与用于检测操纵手柄倾斜角度的感应组件；感应组件能与中控单元相连，操纵手柄倾斜超过一定程度时能触发感应组件，使中控单元由自动模式切换为手动模式；操纵手柄下端还设有回复件，使操纵手柄在不受外力时回复到竖直状态。

2.根据权利要求1所述的手自动切换装置，其特征在于：操纵手柄下侧设有与操纵手柄铰接的手柄转盘，操纵手柄能沿铰接轴向下转动；感应组件包括接近开关与感应体；接近开关设于手柄转盘上，感应体设于操纵手柄上；操纵手柄倾斜到一定程度时，能使感应体进入接近开关感应区域内。

3.根据权利要求2所述的手自动切换装置，其特征在于：手柄转盘上端设有关节座，操作手柄下端设有手柄关节，手柄关节与该关节座铰接并围绕着铰接轴进行相对转动，销轴定位安装于手柄关节内并与手柄关节转动同轴设置；回复件为设于销轴上的扭簧；扭簧套设在销轴轴身上且可周向调节扭力，扭簧的一端作用于操纵手柄，另一端连接于销轴，锁紧件作用于销轴并使得销轴固定定位。

4.根据权利要求3所述的手自动切换装置，其特征在于：销轴至少有一段为定位段，销轴的一端设有开槽，扭簧的一端贯穿于开槽内，销轴的两端分别设置于手柄关节内的两侧；锁紧件为限位块，限位块设有一限位部，销轴的定位段位于限位部内；定位段呈棱柱体，限位部与棱柱体的侧面相抵，使整个销轴固定不动。

5.根据权利要求3所述的手自动切换装置，其特征在于：手柄关节内设有一槽，扭簧的一端置入于槽内。

6.根据权利要求3所述的手自动切换装置，其特征在于：手柄关节包括前盖和后盖，关节座的前后部均设有缓冲垫，当不转动时，前盖的下端能够碰触到关节座前部的缓冲垫，当转动后，后盖的下端能够碰触到关节座后部的缓冲垫。

7.根据权利要求2所述的手自动切换装置，其特征在于：手柄转盘上设有能够检测手柄转盘转动角度的电位计组件。

8.根据权利要求7所述的手自动切换装置，其特征在于：电位计组件包括触发片和电位计；触发片固定在手柄转盘下端，电位计通过支架固定在手柄转盘外沿，手柄转盘转动过程中，电位计能检测触发片位置。

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