CN114763171A - 具有连接机构的载运装置 - Google Patents

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Abstract

一种载运装置(10)，包括用于将自动控制车辆(11)连接到小车(12)的连接机构(13)。连接机构(13)包括第一轴构件(31)、第二轴构件(32)和第三轴构件(33)。连接机构(13)包括导轨段(73)、锁定构件(74)和使锁定构件(74)移动的致动器(73)。所述导轨段(73)设置在自动控制车辆(11)上。当锁定构件(74)从第一位置移动到第二位置时，锁定构件(74)进入第一轴构件(31)和第二轴构件(32)之间。第三轴构件(33)与锁定构件(74)的配合部(100)配合。

Description

具有连接机构的载运装置
技术领域
本发明涉及一种载运装置，该载运装置包括用于将例如安装有脚轮的小车连接到自动控制车辆的连接机构。
背景技术
在工厂、仓库等生产现场，使用安装有脚轮的小车来移动要搬运的物体。安装有脚轮的小车可以是手推车或货车。为了将小车移动到所需位置，可以使用自动控制车辆。在这种情况下，每个小车通过连接机构连接到自动控制车辆。连接机构根据需要将小车和自动控制车辆彼此连接。连接机构还可以将小车与自动控制车辆分离。
JP 2013-232078 A(专利文献1)描述了一种包括使用连接销的连接机构的自动控制车辆。自动控制车辆被配置为能够进入小车的底部。连接机构包括连接销、用于在竖直方向上移动连接销的驱动机构和销接收部。连接销设置在自动控制车辆的上表面上。销接收部设置在小车的下表面上。连接销由驱动机构上升，然后，连接销插入销接收部。因此，小车连接到自动控制车辆。
JP 2019-162953 A(专利文献2)描述了一种包括连接部的自动控制车辆。连接部包括连接杆和夹持机构。连接杆设置在小车的下表面。夹持机构设置在自动控制车辆的上表面。当自动控制车辆插入小车下方时，连接杆被夹持机构抓住。因此，小车连接到自动控制车辆。
JP 2018-24415 A(专利文献3)描述了一种包括引导部和连接机构的自动控制车辆。专利文献3中描述的连接机构的第一示例包括一对引导部、被连接构件和连接销。该对引导部设置在自动控制车辆的上表面上。连接构件设置在小车的下表面上。连接销可沿水平方向移动。连接构件包括形成在其中以将连接销插入其中的销接收孔。当被连接构件插入在引导部之间时，连接销插入到销接收孔中。因此，小车连接到自动控制车辆。
专利文献3中的连接机构的第二示例包括一对引导部、一对连接轴和连接构件。该对引导部设置在自动控制车辆的上表面上。该对连接轴设置在小车的下表面上。连接构件可沿水平方向移动。当连接轴插入引导部之间时，连接构件被压靠在连接轴上。因此，小车连接到自动控制车辆。
在专利文献1中描述的连接机构中，连接销插入到销接收部。采用这种结构，即使在连接过程中自动控制车辆和小车的相对位置发生轻微偏移，也无法将连接销插入销接收部。
即使自动控制车辆相对于小车的定位精度可能出现松动，也可以使用上述专利文献2中描述的夹持机构。然而，当自动控制车辆和小车绕垂直轴线转动时，过大的载荷施加到夹持机构上，这容易造成夹持机构的损坏。
在专利文献3的第一示例中，水平可移动的金属制连接销插入到金属制连接构件的销接收孔中。使用这种结构，连接销和销接收孔之间的接触噪声及其振动也是问题。特别是在需要洁净环境的洁净室中，金属之间的摩擦产生细小颗粒(微颗粒)是一个主要问题。在专利文献3的第二示例中，连接构件被压靠在连接轴上。在这种结构中，需要用较大的力保持将连接构件压靠在连接杆上。因此，需要消耗大量的能量，将电池承受重载荷。此外，需要大大提高连接构件和连接轴的刚度。
本发明提供一种载运装置，该载运装置包括连接机构，该连接机构在自动控制车辆和小车之间具有大的连接强度并且还可以抑制诸如金属颗粒的灰尘的产生。
发明内容
根据一个实施例，一种载运装置包括将自动控制车辆连接到小车的连接机构。连接机构包括第一轴构件、第二轴构件和第三轴构件。第一轴构件和第二轴构件在水平方向彼此间隔开地设置在小车上。第一轴构件和第二轴构件均从小车向下延伸。第三轴构件设置在第一轴构件和第二轴构件之间。第三轴构件从小车向下延伸。
该自动控制车辆包括导轨段、锁定件和致动器。所述导轨段包括在水平方向上延伸的一对导轨构件。所述导轨段包括在该对导轨构件之间形成的间隙。第一轴构件和第二轴构件可以进入该间隙中。锁定构件可在第一位置和第二位置之间移动。锁定构件在移动至第一位置时与第三轴构件分离。锁定构件在移动至第二位置时与第三轴构件配合。致动器在第一位置和第二位置之间移动锁定构件。
根据包括根据本实施例的连接机构的载运装置，在自动控制车辆和小车之间可以获得大的连接强度，并且进一步可以抑制灰尘的产生。
在上述实施例中，所述第一轴构件可以包括第一辊部，所述第二轴构件可以包括第二辊部，并且所述第三轴构件可以包括第三辊部。第一辊部围绕沿竖直方向延伸的第一轴线旋转。第二辊部围绕沿竖直方向延伸的第二轴线旋转。第三辊部绕沿竖直方向延伸的第三轴线旋转。
第一辊部、第二辊部和第三辊部由具有橡胶弹性的材料制成。第一辊部的直径和第二辊部的直径彼此相等。第三辊部分的直径可以小于第一辊部的直径和第二辊部的直径。
导轨段包括直线部、第一扩大部和第二扩大部。直线部形成这对导轨构件的纵向部分并且彼此平行。在第一扩大部中，间隙随着距直线部一端的距离的增加而扩大。在第二扩大部中，间隙随着距直线部的另一端的距离的增加而扩大。
所述锁定构件可包括沿着锁定构件的移动方向的一个侧面和另一侧面。锁定构件可以包括端部，该端部包括一对引导面。引导面之间的距离从相应的侧面朝向锁定构件的端面减小。此外，锁定构件可包括配合部。配合部包括与第三辊部配合的凹部。
接下来的描述中将说明本发明的其他目的和优点，这些目的和优点部分通过描述变得显而易见且可通过实践本发明来习知。通过下文具体指出的手段和组合可实现和获得本发明的目的和优点。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的发明内容和下面给出的实施例的具体实施方式一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一个实施例的载运装置的立体图。
图2是图1所示的载运装置的立体图，其自动控制车辆与小车分离。
图3是部分示出载运装置的正视图。
图4是部分示出载运装置的侧视图。
图5是载运装置的自动控制车辆的平面图。
图6是示出载运装置的自动控制车辆和小车的一部分的平面图。
图7是示出小车通过锁定构件与载运装置连接的状态的平面图。
具体实施方式
将参照图1至图7描述根据一个实施例的载运装置。
图1是载运装置10的立体图。载运装置10包括自动控制车辆11、小车12和连接机构13。连接机构13具有将自动控制车辆11和小车12彼此连接在一起的功能。图2示出了自动控制车辆11与小车12分离的状态。图3示出了载运装置10的一部分的正视图，图4示出了载运装置10的一部分的侧视图。
稍后将详细说明自动控制车辆11，首先说明小车12。
小车12包括框架结构20、脚轮21、22、23和24，第一轴构件31、第二轴构件32和第三轴构件33。轴构件31、32和33设置在框架结构中20。轴构件31、32和33形成连接机构13的一部分。框架结构20的上部形成有装载部分35(如图1和2所示)，用于装载待搬运到上面的物体。
框架结构20包括一对下框架36和37、竖直框架38、上框架40、41和42、加强构件43等。竖直框架38沿竖直方向延伸。在上框架40、41和42下方形成空间部45。自动控制车辆11可以从水平方向进入空间部45。
脚轮21和22设置在下框架36的各个端部上。脚轮23和24也设置在另一个下框架37的各个端部上。脚轮21、22、23和24均可以绕竖直轴线旋转。脚轮21、22、23和24可以根据小车12的移动方向改变它们自己的方向。
第一轴构件31设置在上框架41的靠近其纵向端部41a的位置处。第一轴构件31设置在上框架41的下表面上。第一轴构件31从上框架41向下延伸。第一轴构件31包括可自由旋转的第一辊部51。第一辊部51例如由聚氨酯弹性体等具有橡胶弹性的材料制成。第一辊部51可绕沿竖直方向延伸的第一轴线X1(如图4所示)转动。
第二轴构件32设置在上框架41的更靠近其纵向另一端41b的位置处。第二轴构件32设置在上框架41的下表面上。第二轴构件32从上框架41向下延伸。第二轴构件32包括可自由旋转的第二辊部52。
与第一辊部51的情况一样，第二辊部52例如由诸如聚氨酯弹性体的橡胶弹性材料制成。第二辊部52可绕沿竖直方向延伸的第二轴线X2(如图4所示)转动。第二辊部52(图6所示)的直径D2与第一辊部51的直径D1相同。
第三轴构件33设置在第一轴构件31和第二轴构件32之间。第三轴构件33大致位于上框架41的纵向中心位置处。第三轴构件33设置在上框架41的下表面上。第三轴构件33从上框架41向下延伸。第三轴构件33包括可自由旋转的第三辊部53。
同第一辊部51和第二辊部52的情况一样，第三辊部53也由具有橡胶弹性的材料制成。第三辊部53可绕沿竖直方向延伸的第三轴线X3(如图4所示)转动。第三辊部53的直径D3(如图6所示)小于第一辊部51和第二辊部52各自的直径D1和D2。
如图7所示，从上方观察第一轴构件31、第二轴构件32和第三轴构件33时，其沿虚拟直线M1布置。虚拟直线M1沿水平方向延伸。如图2所示，第一轴构件31和第二轴构件32设置在上框架41上，沿水平方向彼此之间具有预定距离S1。
第一轴构件31到第三轴构件33的距离S2等于第二轴构件32到第三轴构件33的距离S3。即，第一轴构件31和第二轴构件32相对于其间的第三轴构件33布置在对称位置处。
接下来，将描述自动控制车辆11。
图5是示出自动控制车辆11的平面图。自动控制车辆11包括车辆主体61和连接单元62。车辆主体61包括行驶机构60(如图2所示)。行驶机构60由盖构件63覆盖。连接单元62设置在车辆主体61的顶部。车辆主体61包含用于控制自动操作的软件和电气部件。车辆主体61沿着规定的行驶路径行驶。
行驶机构60包括轮子。车辆主体61通过行驶机构60沿第一方向(箭头F1所示)和第二方向(箭头F2所示)移动。行驶机构60还包括转向机构。车辆主体61能够通过转向机构绕竖直轴线Z1旋转。即，车辆主体61能够向图2中的箭头R1所示的第一旋转方向和箭头R2所示的第二旋转方向旋转。
连接单元62设置在车辆主体61的顶部。连接单元62形成连接机构13的一部分。连接单元62包括底板70、包括一对轨道构件71和72的导轨段73、锁定构件74、致动器75(如图3和4所示)、包括多个传感器76的检测部77、显示部78等。底板70在大致水平方向上扩展。一对导轨构件71和72设置在基板70的顶部。锁定构件74通过致动器75沿水平方向移动。检测部77具有检测辊部51和52的功能。底板70通过螺栓等多个固定部件79固定在车辆主体61的上表面。
该对轨道构件71、72分别由例如金属板构成。轨道构件71和72通过固定构件80(如图5至图7所示)固定到底板70。轨道构件71和72分别包括直线部71a和72a。直线部71a和72a彼此平行并沿水平方向延伸。直线部71a和72a分别形成轨道构件71和72的纵向部分。
在直线部71a和72a之间，形成间隙G1(如图6所示)。间隙G1略大于第一辊51的直径D1。间隙G1略大于第二辊部52的直径D2。例如，间隙G1比第一辊51的直径D1大1毫米至数毫米。间隙G1比第二辊部56的直径D2大1毫米至数毫米。通过这种结构，第一辊部51和第二辊部52可以进入间隙G1。
在导轨段73的一端侧形成有第一扩大部73a。在导轨段73的另一端侧形成有第二扩大部73b。图6是从上方观察的自动控制车辆11的平面图。从上方观察，导轨段73包括第一扩大部73a和第二扩大部73b。在第一扩大部73a中，随着距直线部71a或72a的一端的距离增加，轨道构件71和72之间的距离(间隙G1)增加。第一扩大部73a的入口宽度W1是第一辊部51的直径D1的两倍或以上。入口宽度W1也是第二辊部52的直径D2的两倍或以上。第一辊部51和第二辊部52都可以通过这种结构轻松进入轨道构件71和72之间。
在第二扩大部73b中，随着距直线部71a或72a的另一端的距离增加，轨道构件71和72之间的距离(间隙G1)增加。第二扩大部73b的入口宽度W2是第一辊部51的直径D1的两倍或以上。入口宽度W2也是第二辊部52的直径D2的两倍或以上。第一辊部51和第二辊部52都可以通过这种结构轻松进入轨道构件71和72之间。
当自动控制车辆11进入小车12的空间部45时，包括多个传感器76的检测部77检测辊部51和52。在轨道构件71和72中，在与传感器76相对应的位置处形成有开口81(图4所示)。通过开口81由检测部77检测用于感测的光。
如图5至图7所示，在底板70中形成有凹槽85。凹槽85在垂直于轨道构件71和72的直线部71a和72a的方向上延伸。锁定构件74可以沿着凹槽85水平移动。锁定构件74在图5和图6所示的第一位置(待机位置)和图7所示的第二位置(锁定位置)之间移动。致动器75(如图3和4所示)设置在底板70上。致动器75将锁定构件74移动到第一位置和第二位置。例如，致动器75是具有伺服电机作为驱动源的滚珠丝杠机构。
当从上方观察自动控制车辆11时，锁定构件74包括一个侧面90、另一侧面91、端部95和配合部100。一个侧面90和另一侧面91均沿着与凹槽85平行的方向延伸。端部95包括端面92和引导面93和94。配合部100包括开口96和凹部97。侧面90和91均沿锁定构件74的移动方向延伸。锁定构件74在第一位置和第二位置之间移动。端面92相对于锁定构件74从第一位置到第二位置的移动方向在前侧形成。
在图7中，在锁定构件74的一个侧面90和另一侧面91之间测量距离L1，在第一辊部51和第二辊部52之间测量距离L2。端面92具有宽度L3。这里，L1略小于L2。例如，L1比L2小几毫米，而L3比L2小很多。即关系式可以表示为：L2>L1>L3。在侧面90和端面92之间形成有对角延伸的第一引导面93。在另一个侧面91和端面92之间形成有对角延伸的第二引导面94。
引导面93和94在锁定构件74的端部95上形成，因此端部95的宽度从侧面90和91朝向端面92以锥形形式减小。由于引导面93和94在端部95上形成，因此即使自动控制车辆11和小车12之间的相对位置有轻微的位移，锁定构件74也能进入第一轴构件31和第二轴构件32之间。
配合部100在锁定构件74的端部95中形成。配合部100包括开口96和凹部97。开口96具有允许第三辊部53容易进入的尺寸。凹部97具有允许嵌入第三辊部53的大小。开口96和凹部97沿宽度方向在端面92的中央位置处形成。如图6所示，凹部97具有宽度L4。第三辊部53具有直径D3。宽度L4略大于直径D3。
开口96通向锁定构件74的端面92。开口96的宽度L5(如图6所示)充分大于第三辊部53的直径D3。如图6所示，当锁定构件74移动至第一位置时，锁定构件74远离第三轴构件33。
图7示出了锁定构件74已经从第一位置移动到第二位置的状态。当锁定构件74从第一位置移动到第二位置时，第三辊部53进入宽的开口96，然后配合装配到凹部97中。此时，锁定构件74定位在第一辊部51和第二辊部52之间。
现在，将描述本实施例的载运装置10的操作。
首先，自动控制车辆11沿靠近小车12的方向向着停止的小车12移动。然后，自动控制车辆11进入小车12内部的空间部45。当自动控制车辆11进入小车12的内侧，车辆11向导轨段73中的间隙G1前进。根据自动控制车辆11的移动方向，第一辊部51或第二辊部52由第一扩大部73a或第二扩大部73b引导。然后，辊部51和52进入导轨段73的间隙G1。
导轨段73的间隙G1大于第一辊部51的直径D1和第二辊部52的直径D2。通过这种结构，当第一辊部51和第二辊部52进入间隙G1，第一辊部51和第二辊部52在分别接触轨道构件71和72中的一个的同时旋转。因此，通过使辊部51、52旋转，能够避免第一辊部51和第二辊部52与导轨段73发生摩擦而产生灰尘。
图6示出了自动控制车辆11已经相对于小车12的辊部51和52移动到预定位置(连接位置)的状态。此时，锁定构件74位于第一位置(待机位置)。当自动控制车辆11相对于小车12移动到预定位置时，传感器76检测到辊部51和52，并且自动控制车辆11停止。此时，辊部51、52位于导轨段73的间隙G1中。
图7示出锁定构件74已经移动到第二位置(锁定位置)的状态。锁定构件74通过致动器75(图3和图4所示)从第一位置移动到第二位置。当锁定构件74移动到第二位置时，自动控制车辆11和小车12的相对位置可以沿导轨段73的长度方向相对于彼此移位。在这种情况下，使第一辊部51或第二辊部52与第一引导面93或第二引导面94接触。
当第一辊部51或第二辊部52与第一引导面93或第二引导面94接触时，锁定构件74向第二位置移动。因此，第一辊部51或第二辊部52旋转。通过这种方式，可以避免在锁定构件74移动到第二位置时可能发生的颗粒(灰尘)的产生。
当锁定构件74到达图7所示的第二位置时，第三辊部53穿过配合部100的开口96并进入凹部97。这里，凹部97的宽度L4(如图6所示)略大于第三辊部53的直径D3。当第三辊部53与凹部97的内表面接触时，第三辊部53旋转。通过这种方式，可以避免当第三辊部53进入凹部97时产生灰尘，这可能发生在这些构件之间相互摩擦的时候。
在第三辊部53进入配合部100的凹部97的状态下，自动控制车辆11行驶。例如，自动控制车辆11沿第一方向F1(如图1所示)或第二方向F2运动。在此，第三辊部53与凹部97适配安装，因此在行驶时能够抵抗施加在连接机构13上的载荷而与自动控制车辆11和小车12牢固地连接。
第一辊部51和第二辊部52位于导轨段73的间隙G1中。因此，导轨段73阻止自动控制车辆11和小车12相对于彼此沿宽度方向移动。当自动控制车辆11和小车12绕竖直轴线Z1旋转时，旋转方向的载荷(扭矩)施加到连接机构13上。克服这种旋转方向的载荷，连接机构13可以表现出很大的力量。
当自动控制车辆11和小车12相互连接时，自动控制车辆11自动沿着预定路线行驶。结果，小车12上的要搬运的物体被搬运到预定位置。自动控制车辆11和小车12可以绕竖直轴线Z1旋转以改变方向。当自动控制车辆11绕竖直轴线Z1旋转时，脚轮21、22、23和24被转动和旋转。因此，很大的力施加到连接机构13上。
第一辊部51和第二辊部52被导轨段73约束，以防止绕竖直轴线Z1转动。另外，第三辊部53被锁定构件74的配合部100固定。通过这种结构，连接机构13能够在抵抗自动控制车辆11和小车12沿前后方向彼此移动或绕竖直轴线Z1转动时所产生的载荷时，表现出很大的力量。
在实施本发明时，对于自动控制车辆和小车的具体结构，以及，例如，构成连接构件的第一至第三轴构件、辊部、导轨段、锁定构建、致动器等，自然要对本发明的具体实施例进行各种改造。
本领域技术人员将容易想到另外的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于本文示出和描述的具体细节和代表性实施例。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的一般发明构思的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (6)

1.一种载运装置，其特征在于，包括将自动控制车辆(11)连接到小车(12)的连接机构(13)，
所述连接机构(13)包括：
一第一轴构件(31)和第二轴构件(32)，其沿水平方向间隔地设置在所述小车(12)上，并从所述小车(12)向下延伸。
一第三轴构件(33)，设置在所述第一轴构件(31)和所述第二轴构件(32)之间并从所述小车(12)向下延伸。
一导轨段(73)，设置在所述自动控制车辆(11)中并包括一对沿水平方向延伸的轨道构件(71、72)，并且在该对轨道构件(71、72)之间包括一间隙(G1)，所述第一轴构件(31)和所述第二轴构件(32)进入所述间隙(G1)中；
一锁定构件(74)，设置在所述自动控制车辆(11)上以便在第一位置和第二位置之间移动，当所述锁定构件(74)移动到所述第一位置时，所述锁定构件(74)与所述第三轴构件(33)分离，并且在所述锁定构件(74)移动到所述第二位置是，所述锁定构件(74)与所述第三轴构件(33)适配；和
一致动器(73)，其在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述锁定构件(74)。
2.根据权利要求1所述的载运装置，其特征在于，
所述第一轴构件(31)包括绕沿竖直方向延伸的第一轴线(X1)旋转的第一辊部(51)，
所述第二轴构件(32)包括绕沿所述竖直方向延伸的第二轴线(X2)旋转的第二辊部(52)，并且
所述第三轴构件(33)包括绕沿所述竖直方向延伸的第三轴线(X3)旋转的第三辊部(53)。
3.根据权利要求2所述的载运装置，其特征在于，
所述第一辊部(51)、所述第二辊部(52)和所述第三辊部(53)均由具有橡胶弹性的材料制成，并且
所述第一辊部(51)的直径(D1)与所述第二辊部(52)的直径(D2)相等，所述第三辊部(53)的直径(D3)小于所述第一辊部(51)的直径(D1)和所述第二辊部(52)的直径(D2)。
4.根据权利要求1所述的载运装置，其特征在于，
所述导轨段(73)包括：
直线部(71a、72a)，形成一对轨道构件(71、72)的纵向部分并且彼此平行；
一第一扩大部(73a)，其中所述间隙(G1)随着距所述直线部(71a、72a)的一端的距离增大而扩大；以及
一第二扩大部(73b)，其中所述间隙(G1)随着距所述直线部(71a、72a)的另一端的距离增大而扩大。
5.根据权利要求2所述的载运装置，其特征在于，
所述锁定构件(74)包括：
一个侧面(90)和另一个侧面(91)，沿着所述锁定构件(74)的移动方向设置；和
一端部(95)，包括一对引导面(93、94)，引导面(93、94)之间的距离从相应的侧面朝向所述锁定构件(74)的端面减小。
6.根据权利要求2所述的载运装置，其特征在于，
所述锁定构件(74)包括配合部(100)，该配合部(100)包括与第三辊部(53)装配的凹部(97)。
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