CN114735390A - 基于智能机器人的存取机构及智能堆垛机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于智能机器人的存取机构及智能堆垛机器人,属于智能物流技术领域，解决了货架空间利用率低的问题，包括：板叉组件：包括依次伸缩连接的第一板叉、第二板叉及第三板叉，第一板叉、第二板叉及第三板叉同一侧的一个端部为第一端部，另一个端部为第二端部；伸缩驱动机构：安装在第一板叉，伸缩驱动机构与第二板叉连接；传动机构：包括第一传动部件，第一传动部件的一端与第三板叉的第一端部固定，另一端依次绕过设在第二板叉第二端部的第一传动轮、设在第一板叉第一端部的第二传动轮后与第二板叉固定以实现第三板叉和第二板叉的差速运动，采用本发明的存取机构货架的空间利用率高。

Description

基于智能机器人的存取机构及智能堆垛机器人

技术领域

本发明涉及智能物流技术领域，具体涉及基于智能机器人的存取机构及智能堆垛机器人。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着集成化智能设备的快速发展，智能物流为更多公司服务，智能仓储设备从收货到上架、理货、盘点、分拣、出库、货物打包,以及送货车辆调度,智能仓库中的所有操作全部可以由智能机器人完成。但很多细分领域还不能完全解决，发明人发现，目前智能堆垛机器人堆垛机上料板叉工作时，两层板叉均需要伸入货架，由于现有的堆垛机上料箱板叉的厚度原因，货架需要为其留出一定的伸叉空间，导致货架密度低，存货量有一定影响。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了基于智能机器人的存取机构，提高了货架的空间利用率，在有限空间内可增加货位。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了基于智能机器人的存取机构，包括：

板叉组件，包括依次伸缩连接的第一板叉、第二板叉及第三板叉，第一板叉、第二板叉及第三板叉同一侧的一个端部为第一端部，另一个端部为第二端部；

伸缩驱动机构：安装在第一板叉，伸缩驱动机构与第二板叉连接；

传动机构：包括第一传动部件，第一传动部件的一端与第三板叉的第一端部固定，另一端依次绕过设在第二板叉第二端部的第一传动轮、设在第一板叉第一端部的第二传动轮后与第二板叉固定以实现第三板叉和第二板叉的差速运动。

可选的，所述第二板叉设有第一固定板，第一固定板靠近第二板叉的第二端部设置，第二板叉通过第一固定板与第一传动部件端部固定。

可选的，所述传动机构还包括第二传动部件，所述第二传动部件的一端与第三板叉的第二端部固定，第二传动部件另一端依次绕过设置在第二板叉第一端部的第三传动轮、设在第一板叉第二端部的第四传动轮后与第二板叉固定。

可选的，所述第二板叉设有第二固定板，第二固定板靠近第二板叉的第一端部设置，第二板叉通过第二固定板与第二传动部件端部固定。

可选的，所述第一传动部件及第二传动部件均采用链条，相应的，所述第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮及第四传动轮均采用链轮。

可选的，所述伸缩驱动机构包括驱动部件及固定在第一板叉的驱动元件，还包括固定在第一板叉的第一驱动轮、第二驱动轮及与驱动元件连接的第三驱动轮，所述驱动部件一端与第二板叉的第一端部固定，另一端依次绕过第一驱动轮、第三驱动轮及第二驱动轮后与第二板叉的第二端部固定。

可选的，所述驱动部件采用链条，相应的，所述第一驱动轮、第二驱动轮及第三驱动轮采用链轮。

可选的，所述第一板叉设有第一导轨，第二板叉设有第一滑块，第一滑块嵌入第一导轨中，实现第一板叉与第二板叉的伸缩连接。

进一步的，所述第二板叉还设有第一滚针，第一滚针嵌入所述第一导轨中。

可选的，所述第三板叉设有第二导轨，第二板叉设有第二滑块，第二滑块嵌入第二导轨中，实现第三板叉与第二板叉的伸缩连接。

进一步的，所述第二板叉还设有第二滚针，第二滚针嵌入第二导轨中。

第二方面，本发明的实施例提供了一种智能堆垛机器人，设置有第一方面所述的基于智能机器人的存取机构。

本发明的有益效果：

1.本发明的存取机构，通过设置第一传动部件，能够使得第二板叉相对于第一板叉以设定速度做伸缩运动时，第三板叉能够以三倍的设定速度相对于第二板叉做伸缩运动，进而使得整个板叉机构工作时只有第三板叉伸入货架内部，减少了板叉伸入货架时的厚度，进而提高了货架密度，可提高空间利用率，在有限空间内增加货位，增加了货架的存货量。

2.本发明的存取机构，具有第二传动部件，配合驱动部件和第一传动部件，能够使得第二板叉和第三板叉能够双向伸缩，增强了整个堆垛机的适应性。

3.本发明的存取机构，第一传动部件、第二传动部件及驱动部件均采用链条，链条传动能够在灰土飞扬的不良环境中工作，提高了整个板叉机构及堆垛机的环境适应能力，可应用于灰尘粉尘多的仓储环境中。

4.本发明的存取机构，通过滚针的设置，减少了第一板叉、第二板叉及第三板叉伸缩运动时的阻力，通过滑块的设置可有效抑制板叉运动时的摆动，保证了工作的平稳性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例1整体结构剖视图；

图3本发明实施例1第一板叉结构示意图；

图4为本发明实施例1第一板叉主视图；

图5为本发明实施例1第二板叉结构示意图；

图6为本发明实施例1第三板叉俯视图；

图7为本发明实施例2整体结构示意图；

图8为本发明图7中的A处放大示意图；

其中，1.第一板叉，2.第二板叉，3.第三板叉，4.第一导轨，5.第一滑块，6.第一滚针，7.第二导轨，8.第二滑块，9.第二滚针，10.驱动元件，11.驱动链条，12.第一驱动链轮，13.第二驱动链轮，14.第三驱动链轮，15.第一传动链条，16.第二传动链条，17.第一传动链轮，18.第二传动链轮，19.第三传动链轮，20.第四传动链轮，21.第一固定板，22.第二固定板，23.第一连接头，24.第二连接头，25.第三连接头，26.第四连接头，27.架体，28.行走车，29.地轨，30.升降机构，31.导向轮，32.导向轨道，33.滑触线。

具体实施方式

实施例1

本发明的实施例提供了基于智能机器人的存取机构，如图1-图2所示，包括板叉组件、伸缩驱动机构及传动机构。

所述板叉组件包括三个依次伸缩连接的板叉，分别为第一板叉1、第二板叉2及第三板叉3，所述第一板叉1与第二板叉2伸缩连接，第二板叉2与第三板叉3伸缩连接。

所述第一板叉1、第二板叉2和第三板叉3采用钢制材质制成，强度高，取材方便且使用寿命长。

本实施例中，定义第一板叉1、第二板叉2及第三板叉3位于同一侧的一个端部为第一端部，另一侧的端部为第二端部，即第一板叉1、第二板叉2及第三板叉3的第一端部相对的端部为第二端部，且第一端部、第二端部为第一板叉1、第二板叉2和第三板叉3沿伸缩方向的两个端部。

所述第二板叉2位于第一板叉1上方，所述第一板叉1与第二板叉2的伸缩连接的具体方式为：

所述第一板叉1的两个侧部均设置有第一导轨4，优选的，所述第一导轨4采用槽钢制成，加工制作方便，而且能够形成滑槽，所述第一导轨4通过螺钉与第一板叉1顶面固定，所述第二板叉2的两个侧壁设有多个第一滑块5，所述第一滑块5嵌入第一导轨4形成的滑槽中以实现第二板叉2与第一板叉1的伸缩连接，通过设置第一滑块5，能够有效抑制第二板叉2相对于第一板叉1做伸缩运动时的摆动。

进一步的，为了减少第二板叉2相对于第一板叉1做伸缩运动时的阻力，所述第二板叉2的两个侧壁设有多个第一滚针6，第一滚针6与第二板叉2的侧壁转动连接，所述第一滚针6嵌入第一导轨4中，降低了第二板叉2相对于第一板叉1伸缩运动时的阻力。

所述第三板叉3位于第二板叉2上方，所述第三板叉3与第二板叉2的伸缩连接具体方式为：

所述第三板叉3的两个侧部设有第二导轨7，优选的，所述第二导轨7采用槽钢制成，制作方便且能够形成滑槽，所述第二导轨7通过螺钉固定在第三板叉3的底面。

所述第二板叉2的两个侧壁上设置有多个第二滑块8，所述第二滑块8位于第一滑块5的上方，所述第二滑块8嵌入所述第二导轨7中，使得第三板叉3与第二板叉2实现伸缩连接，且通过第二滑块8有效抑制了第三板叉3相对于第二板叉2伸缩运动时的摆动。

进一步的，为了减少第三板叉3相对于第二板叉2伸缩运动时的阻力，所述第二板叉2的侧壁上设置有多个第二滚针9，所述第二滚针9嵌入所述第二导轨7中。

如图3-图4所示，所述第一板叉1上安装有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构与第二板叉2连接，能够带动第二板叉做双向的伸缩运动。

本实施例中，所述伸缩驱动机构包括驱动元件10和驱动部件。

所述驱动元件10采用电机或液压马达等能够输出转动运动的设备，优选的采用电机，所述电机的输出轴与减速机连接，减速机固定在第一板叉1底面的中部位置，所述减速机的输出轴连接有第三驱动轮，所述第一板叉顶面的中部位置还设置有第一驱动轮和第二驱动轮，第一驱动轮和第二驱动轮相对于第三驱动轮的中心对称设置。

所述驱动部件的一端与第二板叉的第一端部通过第一连接头23和螺母固定连接，另一端依次绕过第一驱动轮、第三驱动轮和第二驱动轮后与第二板叉的第二端部通过第二连接头24和螺母固定。

进一步的，所述驱动部件采用驱动链条或驱动皮带，优选的采用驱动链条11，相应的，所述第一驱动轮采用第一驱动链轮12、第二驱动轮采用第二驱动链轮13、第三驱动轮采用第三驱动链轮14，通过采用链传动，适应了不良环境中的工作，可用于粉尘灰尘多的仓储环境中。

本实施例中，所述电机能够正反转，带动第三驱动链轮14正反转，进而通过驱动链条11带动第二板叉2相对于第一板叉1做双向伸缩运动。

在其他一些实施例中，所述伸缩驱动机构也可采用双向伸缩气缸或其他双向伸缩元件等。

如图5-图6所示，为了配合双向伸缩运动，所述传动机构包括第一传动部件和第二传动部件，优选的，所述第一传动部件采用第一传动链条或第一传动皮带，优选的采用第一传动链条15，所述第二传动部件采用第二传动链条或第二传动皮带，优选的采用第二传动链条16，对不良环境的适应能力强，可用于粉尘灰尘较多的仓储环境中，相应的，所述第二板叉2的第二端部的第一传动轮为第一传动链轮17，第一板叉1第一端部的第二传动轮为第二传动链轮18，第二板叉2第一端部的第三传动轮为第三传动链轮19，第一板叉1第二端部的第四传动轮为第四传动链轮20。

进一步的，为了避免第一传动部件和第二传动部件产生干涉，第一传动链轮17和第三传动链轮19分别位于第二板叉2沿长度方向轴线的两侧，第二传动链轮18和第四传动链轮20分别位于第一板叉1沿长度方向轴线的两侧。

所述第一传动链条15的一端与第三板叉3的第一端部通过第三连接头25和螺母固定，第一传动链条15的另一端依次绕过设置在第二板叉2第二端部的第一传动链轮17、设置在第一板叉1第一端部的第二传动链轮18后与第二板叉2固定，进一步的，为了方便第一传动链条15与第二板叉2固定，所述第二板叉2设置有第一固定板21，所述第一固定板21伸至第二板叉2下方，并通过螺母与第一传动链条15固定。

所述第二传动链条16的一端与第三板叉3的第二端部通过第四连接头26和螺母固定，第二传动链条16的另一端依次绕过设置在第二板叉2第一端部的第三传动链轮19、设置在第一板叉1第二端部的第四传动链轮20后与第二板叉2固定，进一步的，为了方便第二传动链条16与第二板叉2固定，所述第二板叉2设置有第二固定板22，所述第二固定板22延伸至第二板叉2下方并通过螺母与第二传动链条16固定。

进一步的，所述第一固定板21靠近第二板叉2的第二端部设置，第二固定板22靠近第二板叉2的第一端部设置。

进一步的，本实施例的链轮均通过链轮座进行安装，所述第一驱动链轮12和第二驱动链轮13均与链轮座转动连接，且链轮座固定在第一板叉1的顶面，所述第二传动链轮18和第四传动链轮20的链轮座固定在第一板叉的顶面，所述第一传动链轮17的链轮座设置在第二板叉开设的孔洞中，所述第三传动链轮19的链轮座设置在第二板叉开设的孔洞中。

当伸缩驱动机构带动第二板叉2向第二端部的方向按照设定速度做伸出运动时，在第一传动链条15的作用下，第三板叉3能够以三倍的设定速度箱第二端部的方向做伸出运动，从而使得只有第三板叉3伸入货架中，减少了伸入货架板叉的厚度，进而提高了货架密度，可提高空间利用率，在有限空间内增加货位，增加了货架的存货量。

相应的，当伸缩驱动机构带动第二板叉2向第一端部的方向安装设定速度做伸出运动时，在第二传动链条16的作用下，第三板叉3能够以三倍的设定速度箱第一端部的方向做伸出运动，从而使得只有第三板叉3伸入货架中。

实施例2

本实施例提供了一种智能堆垛机器人，如图7-图8所示，设置有实施例1所述的基于智能机器人的存取机构，智能堆垛机器人包括架体27，架体27底部设置有行走车28，行走车28采用现有的电动行走车即可，行走车28与固定在底面基础的地轨29配合，行走车28能够沿地轨29行走，进而使得整个智能堆垛机器人沿地轨29行走。

架体27由多个竖向设置的钢梁构成的框架式结构，架体安装有升降机构，升降机构与升降平台连接，升降平台安装有实施例1所述的基于智能机器人的存取机构。

本实施例中，升降机构设置两套，升降平台的一端与其中一套升降机构连接，升降平台的另一端与另一套升降机构连接。

升降机构采用同步带升降机构30，包括固定在架体底部的驱动电机，驱动电机通过齿轮传动机构与安装在架体底部的主动带轮连接，架体顶部安装有从动带轮，主动带轮和从动带轮之间绕接有同步带，升降平台的端部通过夹板和螺栓与同步带固定连接，驱动电机能够驱动同步带运动，进而带动升降平台做升降运动。

升降平台的端部设置有导向轮31，导向轮31与安装在架体27的导向轨道32配合，用于对升降平台的运动进行导向。

本实施例中，通过行走车调节基于智能机器人存取机构的水平位置，通过升降机构调节其竖向位置，进而使得基于智能机器人存取机构到达目标位置，完成存取工作。

本实施例中，电机等设备的供电线与设置在架体上方的滑触线33连接，通过滑触线33对其进行供电。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.基于智能机器人的存取机构，其特征在于，包括：

板叉组件：包括依次伸缩连接的第一板叉、第二板叉及第三板叉，第一板叉、第二板叉及第三板叉同一侧的一个端部为第一端部，另一个端部为第二端部；

伸缩驱动机构：安装在第一板叉，伸缩驱动机构与第二板叉连接；

传动机构：包括第一传动部件，第一传动部件的一端与第三板叉的第一端部固定，另一端依次绕过设在第二板叉第二端部的第一传动轮、设在第一板叉第一端部的第二传动轮后与第二板叉固定以实现第三板叉和第二板叉的差速运动。

2.如权利要求1所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述第二板叉设有第一固定板，第一固定板靠近第二板叉的第二端部设置，第二板叉通过第一固定板与第一传动部件端部固定。

3.如权利要求1所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述传动机构还包括第二传动部件，所述第二传动部件的一端与第三板叉的第二端部固定，另一端依次绕过设置在第二板叉第一端部的第三传动轮、设在第一板叉第二端部的第四传动轮后与第二板叉固定。

4.如权利要求3所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述第二板叉设有第二固定板，第二固定板靠近第二板叉的第一端部设置，第二板叉通过第二固定板与第二传动部件端部固定。

5.如权利要求3所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述第一传动部件及第二传动部件均采用链条，相应的，所述第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮及第四传动轮均采用链轮。

6.如权利要求1所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括驱动部件及固定在第一板叉的驱动元件，还包括固定在第一板叉的第一驱动轮、第二驱动轮及与驱动元件连接的第三驱动轮，所述驱动部件一端与第二板叉的第一端部固定，另一端依次绕过第一驱动轮、第三驱动轮及第二驱动轮后与第二板叉的第二端部固定。

7.如权利要求6所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述驱动部件采用链条，相应的，所述第一驱动轮、第二驱动轮及第三驱动轮采用链轮。

8.如权利要求1所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述第一板叉设有第一导轨，第二板叉设有第一滑块，第一滑块嵌入第一导轨中，实现第一板叉与第二板叉的伸缩连接；

进一步的，所述第二板叉还设有第一滚针，第一滚针嵌入所述第一导轨中。

9.如权利要求1所述的基于智能机器人的存取机构，其特征在于，所述第三板叉设有第二导轨，第二板叉设有第二滑块，第二滑块嵌入第二导轨中，实现第三板叉与第二板叉的伸缩连接；

进一步的，所述第二板叉还设有第二滚针，第二滚针嵌入第二导轨中。

10.一种智能堆垛机器人，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的基于智能机器人的存取机构。

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