CN115072248B - 一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能物流领域，涉及一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，包括四向车轨道、转运机器人、皮带输送机，转运机器人的末端设置有机器人夹持装置；机器人夹持装置包括双向传动底座组件、机械夹紧组件、真空吸附组件以及壳体组件；双向传动底座组件两端的拉伸支撑机构通过丝杆传动机构相向平移或背向远离，两拉伸支撑机构对应连接机械夹紧组件，且拉伸支撑机构的前后端通过吸盘贴合机构连接真空吸附组件，以在驱动机械夹紧组件夹紧货箱的同时，驱动真空吸附组件贴附在货箱的顶部。本发明采用四向车、转运机器人和机器人夹持装置的协作方式，大幅提高了立体仓库的进出库效率，为货箱的抓取转运提供了多样化的操作性。

Description

一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统

技术领域

本发明涉及智能物流转运技术领域，尤其涉及一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统。

背景技术

传统大部分企业的立体仓库，特别是电商行业，都是将货物打包整箱出入库的模式，其货物进出库作业流程一般是：货车来货——人工扫描货箱信息绑定+码托——叉车搬运货箱入库——四向穿梭车接驳托盘及其上的货物——四向车将托盘送至立体仓库暂存+人工分拣——拣选后的货箱码托——叉车将托盘脱出出库——人工将托盘上的货物转移至皮带输送机——输送至货车后送货。货物进出库作业流程普遍采用人工搬运和叉车协同搬运的方式进行。货物在进出立体时，需将货车内的货物在装卸站台转移至立库区，或将货物转移至立库区之外装卸站台位置停放的货车内，在货车和立库区之间的进出库过程中，需由工作人员进行货物的转移，这不可避免的增加了中间其它设备的转运过程，降低了进出库的效率，且提高了人工成本的投入。

而随着科学技术的不断发展，立体仓库的管理方式开始向柔性化、智能化方向转变，人工智能已被广泛运用到智能仓储系统中。作为人工智能的代表，四向穿梭车和智能机器人已在立体仓库的货物搬运和货物分拣中得到的广泛的应用， 四向车作为立体仓库的配套搬运设备以及机器人作为智能分拣设备，已然成为了智能仓储中不可或缺的一个环节。

因此，针对传统货物进出库方式存在的进出库效率低，人工成本投入高问题，有必要开发一种借助于四向穿梭车智能搬运能力和机器人自主接收和自主执行能力，将需进出立库的货物自动搬运到装卸站台或立库侧的进出库方式，以代替人工提高进出库作业效率。

发明内容

本发明为解决现有进出库方式存在的进出库效率低、人工成本投入高问题，提供一种能够将货物自动搬运到装卸站台或立库侧的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，包括立体仓库和设置于所述立体仓库外围的若干组延伸至对应货车的具有四向车的四向车轨道、转运机器人、皮带输送机，所述转运机器人的机械臂末端设置有机器人夹持装置，用于抓取所述四向车上的货箱并将其搬运至所述皮带输送机；所述机器人夹持装置包括双向传动底座组件、机械夹紧组件、真空吸附组件以及壳体组件；其中：

所述双向传动底座组件两端纵向布置的拉伸支撑机构通过中部横向布置的丝杆传动机构相向平移或背向远离，两所述拉伸支撑机构对应连接所述机械夹紧组件，且每一所述拉伸支撑机构的前后端通过吸盘贴合机构连接下方的所述真空吸附组件，以通过所述丝杆传动机构在驱动所述机械夹紧组件夹紧所述货箱的同时，驱动所述真空吸附组件贴附在货箱的顶部。

进一步地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述双向传动底座组件包括：

第一安装底座，所述第一安装底座的前后两端的中部位置分别开设有传动容置槽，其四角位置分别开设有第一吸盘容置槽；

拉伸支撑机构，所述拉伸支撑机构为两个，分别纵向设置第一安装底座中部，且其中部开设有横向布置的螺孔单元，下端铰接连接所述机械夹紧组件；

丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的两端分别设置有与对应所述螺孔单元螺纹配合的正螺纹和反螺纹；以及

吸盘贴合机构，所述吸盘贴合机构为两组，分别对应设置于所述滑动导向机构外侧的所述传动容置槽内，其上端铰接连接所述拉伸支撑机构的前后端，下端固定连接所述真空吸附组件，以在所述拉伸支撑机构左右平移的过程中同步驱动所述真空吸附组件贴附在所述货箱的顶部。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述双向传动底座组件还包括：

滑动导向机构，所述滑动导向机构为四个，分别横向固定设置于所述第一安装底座顶部的四角位置，两两呈左右对称布置；

动力输出机构，所述动力输出机构的输出轴连接所述丝杆传动机构，以驱动所述丝杆传动机构正转或反转，同步带动两端的所述拉伸支撑机构左右平移。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述滑动导向机构包括：

第一导向单元，所述第一导向单元内横向开设有滑槽结构，所述滑槽结构的横截面呈凸字形；

第二导向单元，所述第二导向单元的下端为凸字形，其下端活动嵌设于所述滑槽结构内；以及

弹性复位单元，所述弹性复位单元嵌设于所述滑槽结构的外侧端，其一端固定连接所述第一导向单元的端部，另一端固定连接所述第二导向单元的下端；以及

挡板单元，所述挡板单元设置于所述第一导向单元的两端，用于阻挡所述第二导向单元。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述拉伸支撑机构包括：

连杆单元，所述连杆单元纵向布置，其前后两端分别设置于对应的所述第二导向单元的顶部；

螺孔单元，所述螺孔单元横向开设于所述连杆单元的中部位置，且左右两端的所述螺孔单元分别为与所述丝杆传动机构相配合的正螺纹和反螺纹；

支撑架单元，所述支撑架单元的一端向上连接所述连杆单元的底部，另一端呈U型水平向外侧延伸，用于容置所述机械夹紧组件的上端；

调节孔单元，所述调节孔单元为若干组，分别纵向开设于所述支撑架单元上，且若干组所述调节孔单元呈左右间隔布置；以及

定位销轴单元，所述定位销轴单元的两端设置于对应的一组所述调节孔单元内，其中部穿过所述机械夹紧组件上端的定位销孔单元布置。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述丝杆传动机构包括：

传动长轴单元，所述传动长轴单元横向水平布置，其左右两端分别开设有正螺纹的第一螺纹单元和反螺纹的第二螺纹单元；

轴支撑单元，所述轴支撑单元为两个，呈左右间隔布置于所述第一螺纹单元和第二螺纹单元之间，上端活动套设于所述传动长轴单元，下端设置于所述第一安装底座上；以及

第一同步传动单元，所述第一同步传动单元套设于所述传动长轴单元的中部，其与所述动力输出机构传动连接；

其中，通过所述动力输出机构同步驱动所述传动长轴单元正向旋转或反向旋转，以同步驱动两端的所述拉伸支撑机构左右平移，继而带动所述机械夹紧组件夹紧或释放所述货箱。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述吸盘贴合机构包括：

连杆铰接单元，所述连杆铰接单元为两个，其一端铰接连接连杆单元的侧壁，另一端朝内侧倾斜向下布置于所述传动容置槽内；

吸盘固定板单元，所述吸盘固定板单元的两端分别铰接连接所述连杆铰接单元的另一端，且其下端通过螺钉可拆卸连接所述真空吸附组件的一端。

进一步优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述机械夹紧组件由两组左右相对称布置的夹持手柄组成，每组所述夹持手柄均包括：

第一夹持机构，所述第一夹持机构呈C字型，其顶端前后两侧壁分别开设有限位槽单元，且顶端纵向开设有连通两所述限位槽单元的定位销孔单元；

第二夹持机构，所述第二夹持机构的背部铰接连接所述第一夹持机构的下端，所述第二夹持机构的前部面向所述货箱的端面上间隔设置有若干防滑单元；以及

定位支撑机构，所述定位支撑机构呈U型结构，其顶端设置有限位销轴单元，所述限位销轴单元铰接连接所述壳体组件的顶部，或所述限位销轴单元限位套设于所传动长轴单元的端部。

进一步较为优选地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述第二夹持机构包括：

夹持铰接单元，所述夹持铰接单元的中部铰接连接所述第一夹持机构的下端；

缓冲挡板单元，所述缓冲挡板单元的背部通过耳板铰接连接所述夹持铰接单元的两端，其左右两端分别开设有缓冲通孔；

缓冲夹持单元，所述缓冲夹持单元设置于所述缓冲挡板单元的内侧位置；

导向单元，所述导向单元为两个，呈左右间隔设置于所述缓冲夹持单元和所述缓冲挡板单元之间，其近端固定连接所述缓冲夹持单元，远端穿过所述缓冲通孔布置；

张紧调节单元，所述张紧调节单元为两个，分别螺纹套设于所述导向单元的远端，以调节所述缓冲夹持单元与所述缓冲挡板单元之间的间距；以及

缓冲弹性单元，所述缓冲弹性单元为两个，分别对应套设于所述导向单元上，且位于所述缓冲夹持单元与所述缓冲挡板单元之间的位置。

进一步地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述真空吸附组件包括：

第二安装底座，所述第二安装底座的四角位置分别开设有第二吸盘容置槽，所述第二吸盘容置槽与所述第一安装底座四角位置的第一吸盘容置槽相对应布置；

真空吸附单元，所述真空吸附单元为四个，分别对应设置在所述第一吸盘容置槽和第二吸盘容置槽内，其上端通过软管外接抽真空设备，下端外周壁与所述第二吸盘容置槽的内周壁螺纹连接。

进一步地，在所述基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统上，所述壳体组件包括：

限位销孔单元，所述限位销孔单元为两个分别设置于壳体内腔左右端的顶部位置，其与所述限位销轴单元铰接连接；

螺栓连接件，所述螺栓连接件的下端固定设置于所述壳体的顶部，上端通过螺纹连接所述转运机器人的第六轴；

检修单元，所述检修单元为两个，分别设置于所述壳体的左右两侧壁中部，对应传动齿板机构的位置。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

（1）将四向车轨道铺设在地面并延伸至立体仓库外部，且在进出库转运位衔接货车端的皮带输送机，利用四向车轨道上自动行走的四向车和位于进出库转运位的转运机器人，实现货箱快速进出库；多组由四向车联合转运机器人及夹持装置联合应用组成的双向货物输送通道，共同构成了以立体仓库为配送中心的快速转运分流系统；

（2）相比传统人工搬运和叉车协同搬运的作业方式，在进出库转运位采用转运机器人和机器人夹持装置联合的自动化协作方式，实现对自动夹持和搬运货箱的目的，既提高了货箱转运效率，减少了转运流程，又降低了人工投入，从而将待进出立库的货物自动搬运到装卸站台或立库侧，显著提高进出库作业效率；

（3）采用正反螺纹设计的丝杆传动机构，两端分别螺纹连接拉伸支撑机构，拉伸支撑机构的下端向下及外侧延伸铰接连接夹持手柄的中上部，且夹持手柄的顶端限位设置在丝杆传动机构的端部或上方的壳体组件上，使得夹持手柄以其顶端为翻转中心，以中上部的铰接点为受力支撑点，带动夹持手柄的下端夹紧货箱；丝杆传动机构采用螺杆传动，保证了两端拉伸支撑机构和夹持手柄左右移动的一致性和稳定性；

（4）将拉伸支撑机构下端的支撑架单元设置为向外侧延伸的L型，支撑架单元呈U型并采用销轴铰接套设在第一夹持机构的上部的限位槽内，支撑架单元的内侧壁活动嵌设在限位槽底部，起到一定的限位作用，有效的保证了夹持手柄在翻转过程中的稳定性；且通过支撑架单元上开设的若干组调节孔，通过调节夹持手柄在不同调节孔的铰接位置，可灵活调整机械夹紧组件的夹持范围，从而适用于抓取不同尺寸大小的货箱；

（5）采用吸盘贴合机构将下方的真空吸附组件的顶部连接在双向传动底座组件上，利用吸盘贴合机构两端铰接连接的连杆铰接单元和作用两端相对移动的拉伸支撑机构，使得连杆铰接单元在左右移动过程中产生以顶端为中心的翻转运动，而底端在翻转过程中带动吸盘固定板单元上下移动，继而带动吸盘固定板单元底部的真空吸附组件下移并紧紧的贴附在货箱表面，避免了启动负压时因吸盘吸附不牢造成货物脱落的问题；

（6）该基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统及其所采用的转运机器人和机器人夹持装置协作方式，大幅提高了立体仓库的进出库效率，且自动化程度高，运行稳定，实用性强，安全性能好，大大节省了人工成本，为立体仓库内货箱快速转运分流提供了多样化的操作性。

附图说明

图1为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统的局部剖视结构示意图；

图3为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的立体结构示意图一；

图4为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的主视结构示意图；

图5为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的侧视结构示意图；

图6为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的仰视结构示意图；

图7为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的立体结构示意图二；

图8为本发明图7所示一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的A部分局部放大结构示意图；

图9为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的爆炸结构示意图一；

图10为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的爆炸结构示意图二；

图11为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的爆炸结构示意图三；

图12为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的剖视结构示意图一；

图13为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机器人夹持装置的剖视结构示意图二；

图14为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的立体结构示意图一；

图15为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的立体结构示意图二；

图16为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的剖视结构示意图一；

图17为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的剖视结构示意图二；

图18为本发明图17所示一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的B部分局部放大结构示意图；

图19为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中双向传动底座组件和真空吸附组件的剖视结构示意图三；

图20为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机械夹紧组件的结构示意图一；

图21为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机械夹紧组件的结构示意图二；

图22为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机械夹紧组件的结构示意图三；

图23为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机械夹紧组件的结构示意图四；

图24为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中机械夹紧组件的结构示意图五；

图25为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中壳体组件的结构示意图一；

图26为本发明一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统中壳体组件的结构示意图二。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

在其中的一些实施例中，如图1和图2所示，分别为该快速转运分流系统的整体平面结构示意图和底层的剖面结构示意图。该快速转运分流系统是基于四向车、机器人及机器人夹持装置的联合应用，其主要包括若干组建立在立体仓库008外周的双向货物输送通道，每组双向货物输送通道均由设置在所述立体仓库008至装卸站台处货车001之间的四向车轨道005、转运机器人003、皮带输送机002。四向车轨道005上配设有四向车006。

为克服现有货物转运分流效率低的问题，开创性的采用四向车006向可移动的转运机器人003供货，转运机器人003向皮带输送机002转移。在所述转运机器人003的机械臂末端设置有机器人夹持装置004，用于将四向车006上货箱000在皮带输送机002与四向车006之间来回转运。

该立库集散转运系统利用四向车006速度快、穿梭灵活、供货速度快等优势，与转运机器人003和机器人夹持装置004合理的结合，解传统货箱进出库转运慢、差错多、费人工的问题，同时，四向车006和转运机器人003还可以闲时或者夜间补货作业，提高时间利用，减少设备投入。采用的转运机器人003和机器人夹持装置004协作方式自动化程度高，实用性强，安全性能好，运行稳定，为货箱000的抓取转移提供了多样化的操作性，大幅提高了立体仓库的进出库效率。

在该快速转运分流系统方案中，将四向车轨道005铺设在地面并延伸至立体仓库外部，且在进出库转运位衔接货车001侧的皮带输送机002，利用四向车轨道005上自动行走的四向车和位于进出库转运位的转运机器人003，实现货箱快速进出库。多组由四向车联合转运机器人及夹持装置联合应用组成的双向货物输送通道，共同构成了以立体仓库为配送中心的快速转运分流系统。

具体地，如图3、图4、图5、图6、图7、图10和图11所示，在该转运机器人003装配的所述机器人夹持装置004为自动搬运设备，用于自动抓取货箱，并通过转运机器人003的机械臂的转动将机器人夹持装置004抓取的货箱从四向车006上转移至皮带输送机002，进行货物转运分流；或采用转运机器人003的机械臂的转动将机器人夹持装置004抓取的货箱从皮带输送机002上转移至四向车006，进行货物入库。

在其中的一些实施例中，如图1和图2所示，所述转运机器人003采用六轴机器人，其第六轴的末端通过螺纹可拆卸连接所述壳体组件400顶部的螺栓连接件402，从而将机器人夹持装置004采用可拆卸的方式固定安装在转运机器人003上。

为保证货箱在转移过程中的安全性，避免货物意外掉落，同时为满足不同货箱类型、不同重量及不同尺寸大小货箱的搬运，提供一种特定应用的机器人夹持装置004。所述机器人夹持装置004主要由双向传动底座组件100、机械夹紧组件200、真空吸附组件300以及壳体组件400四部分构成。

在所述双向传动底座组件100的两端分别纵向布置有拉伸支撑机构130，所述拉伸支撑机构130可左右滑动设置在双向传动底座组件100上，以及在所述双向传动底座组件100中部设置有横向布置的丝杆传动机构140。所述丝杆传动机构140的两端螺纹连接拉伸支撑机构130，启动所述丝杆传动机构140可同步带动左右两端的拉伸支撑机构130进行相向平移，即均向内侧移动，两者之间的间距缩短；或同步带动左右两端的拉伸支撑机构130进行相反方向上的平移，及均向外侧移动，两者之间的间距逐渐增大。

为实现机械夹紧组件200的夹紧动作，将机械夹紧组件200两端的夹紧手柄分别连接对应的拉伸支撑机构130。且每一所述拉伸支撑机构130的前后端通过吸盘贴合机构160传动连接下方的所述真空吸附组件300，利用拉伸支撑机构130的左右移动，同步带动真空吸附组件300进行上下移动，从而实现在所述机械夹紧组件200夹紧所述货箱000的同时，使得所述真空吸附组件300下移贴附在货箱000的顶部。

该双向传动底座组件100上配设有动力输出机构150，能在驱动所述机械夹紧组件200夹紧所述货箱000的同时，同时实现驱动所述真空吸附组件300贴附在货箱000的顶部。

此外，针对不同重量、不同形状的货箱000，可在双向传动底座组件100上单独装配机械夹紧组件200或真空吸附组件300，装配的方式仅需拆卸机械夹紧组件200顶端的走齿连接套或真空吸附组件300上的真空吸附单元320即可，使用灵活方便。

且还值得注意的是，在单独采用机械夹紧组件200抓取货箱000时，真空吸附组件300上的第二安装底座310能够水平贴合在货箱000顶部，避免货箱000顶部无限位造成的晃动问题，进一步保证了货箱000抓取转移过程的稳定性。

具体地，如图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19所示，所述双向传动底座组件100主要包括第一安装底座110、拉伸支撑机构130和丝杆传动机构140。

在其中的一些实施例中，所述第一安装底座110为方形的板状结构，所述第一安装底座110的前后两端的中部位置分别开设有传动容置槽112，所述传动容置槽112为条形孔结构，其两端向两侧延伸至滑动导向机构120的位置，且位于滑动导向机构120的外侧，用于装配容置吸盘贴合机构160。

此外，在第一安装底座110的四角位置分别开设有第一吸盘容置槽113，所述第一吸盘容置槽113圆形，其形状大小与真空吸附单元320的形状大小一致，用于安装容置真空吸附单元320。值得注意的是，该真空吸附单元320与第一吸盘容置槽113不连接，仅作为连接真空吸附单元320和第二安装底座310的中空通道。

在其中的一些实施例中，所述拉伸支撑机构130为两个，分别纵向设置第一安装底座110中部，且可在第一安装底座110两端进行左右滑动。每一拉伸支撑机构130的中部横向开设有布置的螺孔单元132，有丝杆传动机构140的一端螺纹装配在螺孔单元132内。且为驱动机械夹紧组件200，将拉伸支撑机构130为的下端与机械夹紧组件200的上端铰接连接。

在其中的一些实施例中，所述丝杆传动机构140的两端分别设置有与对应所述螺孔单元132螺纹配合的第一螺纹单元141和第二螺纹单元142，且所述第一螺纹单元141为正螺纹，与第一螺纹单元141相配合的螺孔单元132为同样为正螺纹。所述第二螺纹单元142为反螺纹相应地，与第二螺纹单元142相配合的螺孔单元132为同样为反螺纹。

所述丝杆传动机构140利用其两端正反螺纹的结构设计，使得该丝杆传动机构140在转动时，通过同步驱动两端的拉伸支撑机构130同时向内侧移动，或同时向外侧移动。

在其中的一些实施例中，所述吸盘贴合机构160为两组，分别对应设置于所述滑动导向机构120外侧的所述传动容置槽112内。所述吸盘贴合机构160作为连接双向传动底座组件100和真空吸附组件300的连接机构，其作用是用于控制真空吸附组件300进行上下移动。

具体地，吸盘贴合机构160的其上端铰接连接所述拉伸支撑机构130的前后端，下端固定连接所述真空吸附组件300，以在所述第二导向单元122左右滑动的过程中同步驱动所述真空吸附组件300贴附在所述货箱000的顶部。

此外，为避免两端拉伸支撑机构130在左右移动的过程中发生偏移晃动，所述双向传动底座组件100还包括滑动导向机构120和动力输出机构150。

所述滑动导向机构120起到导向限位的作用，所述滑动导向机构120为四个，分别横向固定设置于所述第一安装底座110顶部的四角位置，两两呈左右对称布置。且同侧呈前后布置的两滑动导向机构120的第二导向单元122分别固定连接拉伸支撑机构130的前后端，以提高机械夹紧组件200两和真空吸附组件300使用过程中的稳定性。

所述动力输出机构150采用伺服驱动电机，其输出轴上套设有第一传动单元151，与丝杆传动机构140上的第一同步传动单元144啮合连接。第一传动单元151和第一同步传动单元144均采用齿轮，直接进行啮合连接，或第一传动单元151和第一同步传动单元144均采用同步轮，两者之间采用同步带传动连接。

动力输出机构150通过第一传动单元151和第一同步传动单元144将动力传递至丝杆传动机构140，带动丝杆传动机构140转动，从而驱动所述丝杆传动机构140正转或反转，同步带动两端的所述拉伸支撑机构130左右平移。

在其中的一些优选实施例中，如图9、图10、图14、图15、图17和图19所示，所述滑动导向机构120主要包括第一导向单元121、第二导向单元122和弹性复位单元123。

具体地，所述第一导向单元121为导轨结构，其内横向开设有滑槽结构，所述滑槽结构的横截面呈凸字形，用于装配第二导向单元122。与所述滑槽结构的横截面相对应地，将第二导向单元122的下端设计为凸字形，其下端活动嵌设于所述滑槽结构内；滑槽结构能够引导第二导向单元122沿直线左右滑动，同时能够将第二导向单元122限位安装在该滑槽内，同时起到限位和导向作用。

此外，为实现机械夹紧组件200两侧的夹持手柄能够与货箱000脱离，在滑动导向机构120的滑槽内还隐藏设置有弹性复位单元123。所述弹性复位单元123嵌设于所述滑槽结构的外侧端，其一端固定连接所述第一导向单元121的端部，另一端固定连接所述第二导向单元122的下端。

在机械夹紧组件200抓取货箱000释放的过程中，丝杆传动机构140转动，控制拉伸支撑机构130向外侧移动时，弹性复位单元123在自身弹性的作用下，能够始终处于拉伸状态，在丝杆传动机构140的配合下，使得拉伸支撑机构130始终处于张紧状态，进一步保证了拉伸支撑机构130在左右移动过程中的稳定性。

在其中的一些优选实施例中，如图7、图8、图9、图10、图12、图13、图14、图16、图17、图18和图19所示，所述拉伸支撑机构130主要包括连杆单元131、螺孔单元132、支撑架单元133、调节孔单元134和定位销轴单元135。

其中，所述连杆单元131纵向布置，其前后两端分别采用螺钉或焊接方式设置于对应的所述滑动导向机构120的顶部。且在所述连杆单元131的中部位置横向开设有一所述螺孔单元132，且左右两端的所述螺孔单元132分别为正螺纹和反螺纹结构设计，这与所述丝杆传动机构140两端的第一螺纹单元141和反螺纹的第二螺纹单元142相配合。

所述支撑架单元133呈L型结构，其一端向上连接所述连杆单元131的底部，另一端呈U型水平向外侧延伸，用于容置所述机械夹紧组件200的上端。所述调节孔单元134为若干组，分别纵向开设于所述支撑架单元133上，且若干组所述调节孔单元134呈左右间隔布置；以及所述定位销轴单元135的两端设置于对应的一组所述调节孔单元134内，其中部穿过所述机械夹紧组件200上端的定位销孔单元212布置。

在其中的一些实施例中，如图9、图10、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19所示，所述丝杆传动机构140主要包括传动长轴单元、轴支撑单元143和第一同步传动单元144。

其中，所述传动长轴单元为长螺杆结构，其横向水平且可转动架设在第一安装底座110上，其左右两端分别开设有正螺纹的第一螺纹单元141和反螺纹的第二螺纹单元142，中部为光杆设计，用于装配第一同步传动单元144。

所述轴支撑单元143为两个，呈左右间隔布置于所述第一螺纹单元141和第二螺纹单元142之间，上端活动套设于所述传动长轴单元，下端设置于所述第一安装底座110上。优选地，所述轴支撑单元143为轴承支撑座。

所述第一同步传动单元144采用齿轮或同步轮，其采用键连接固定套设在丝杆传动机构140中部，其与所述动力输出机构150传动连接。

该丝杆传动机构140的在使用时，通过所述动力输出机构150同步驱动所述传动长轴单元正向旋转或反向旋转，以同步驱动两端的所述拉伸支撑机构130左右平移，继而带动所述机械夹紧组件200夹紧或释放所述货箱000。

在其中的一些实施例中，如图9、图10、图14、图15、图16和图17所示，所述吸盘贴合机构160包括连杆铰接单元162和吸盘固定板单元164。

其中，所述连杆铰接单元162为两个，其一端铰接连接连杆单元131的侧壁，另一端朝内侧倾斜向下布置于所述传动容置槽112内。所述吸盘固定板单元164的两端分别铰接连接所述连杆铰接单元162的另一端，且其下端通过螺钉可拆卸连接所述真空吸附组件300的一端。

具体地，两第一铰接单元161，两所述第一铰接单元161的一端固定设置于左右两端对应的第二导向单元122的外侧壁；两第三铰接单元163，两所第三铰接单元163的一端铰接连接对应的所述连杆铰接单元162的另一端。

在一些实施例中，如图3、图4、图5、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图20、图21、图22、图23和图24所示，所述机械夹紧组件200由两组左右相对称布置的夹持手柄组成，每组所述夹持手柄均包括第一夹持机构210、第二夹持机构220和定位支撑机构230。

其中，所述第一夹持机构210呈C字型，其顶端前后两侧壁分别开设有限位槽单元211，该限位槽单元211位置嵌设在支撑架单元133下端的U型框内。且在第一夹持机构210顶端纵向开设有连通两所述限位槽单元211的定位销孔单元212，定位销孔单元212内穿设有定位销轴单元135，通过定位销轴单元135将第一夹持机构210限位在相应的调节孔单元134。

在其中的一些实施例中，所述第二夹持机构220为板状结构，其用于直接夹持货箱000，在其背部铰接连接所述第一夹持机构210的下端，所述第二夹持机构220的前部面向所述货箱000的端面上间隔设置有若干防滑单元227，防滑单元227采用镶嵌的橡胶凸起，或防护纹结构，用于增大第二夹持机构220与货箱000侧壁直接的摩擦力。

在其中的一些实施例中，所述定位支撑机构230作为该夹持手柄转动的中心铰接点，其呈U型结构，并在其顶端设置有限位销轴单元231，所述限位销轴单元231铰接连接所述壳体组件400的顶部。当拉伸支撑机构130带动第一夹持机构210左右移动时，下端的定位支撑机构230以固定在壳体组件400上的限位销轴单元231为中心转动。

在其中的一些实施例中，为不影响壳体组件400的拆卸维修，将所述定位支撑机构230顶端由U型和限位销轴单元231维持的通孔结构，套设在传动长轴单元的端部。为避免定位支撑机构230在转动过程中从设在传动长轴单元的端部上脱离，根据需要可在传动长轴单元的两端端部分别套设轴套，轴套穿设在通孔结构内，且在轴套的两端设置限位环，所述限位环可采用螺母，螺纹套设在轴套的两端，通过两端的螺母可将定位支撑机构230限位设置在传动长轴单元的端部，且不影响传动长轴单元的转动。

在其中的一些实施例中，如图20、图21、图22、图23和图24所示，所述第二夹持机构220主要包括夹持铰接单元221、缓冲挡板单元222、缓冲夹持单元223、导向单元224、张紧调节单元225和缓冲弹性单元226。

其中，所述夹持铰接单元221的中部铰接连接所述第一夹持机构210的下端。所述缓冲挡板单元222的背部通过耳板铰接连接所述夹持铰接单元221的两端，其左右两端分别开设有缓冲通孔。

所述缓冲夹持单元223为方形板状结构，其设置于所述缓冲挡板单元222的内侧位置。所述导向单元224为螺杆，其为两个，呈左右间隔设置于所述缓冲夹持单元223和所述缓冲挡板单元222之间，其近端固定连接所述缓冲夹持单元223，远端穿过所述缓冲通孔布置。

所述张紧调节单元225采用调节螺母，其为两个，分别螺纹套设于所述导向单元224的远端，以调节所述缓冲夹持单元223与所述缓冲挡板单元222之间的间距。所述缓冲弹性单元226为压缩弹簧，其为两个，分别对应套设于所述导向单元224上，且位于所述缓冲夹持单元223与所述缓冲挡板单元222之间的位置。

该第二夹持机构220在使用时，可通过张紧调节单元225压缩缓冲弹性单元226，以调节缓冲夹持单元223与缓冲挡板单元222之间的间距。缓冲弹性单元226起到一定的缓冲作用，在保证具有一定夹持力度的条件下，避免夹持手柄过度夹持时对货箱造成损坏，同时也起到保护第二夹持机构220的作用，防止了机械故障的发生。

在其中的一些实施例中，如图4、图5、图6、图7、图9和图10所示，所述真空吸附组件300主要包括第二安装底座310和真空吸附单元320。

具体地，所述第二安装底座310为方形板状结构，其顶部固定连接前后两吸盘固定板单元164，且所述第二安装底座310的尺寸小于第一安装底座110的尺寸。并在第二安装底座310的四角位置分别开设有与上方第一吸盘容置槽113相对应的第二吸盘容置槽311，左右两端开设有与第一夹持容置槽111相对应的第二夹持容置槽312。

所述真空吸附单元320为开口状的吸盘，其为四个，上端通过软管外接抽真空设备，下端对应嵌设于所述第一吸盘容置槽113内，且其下端外周壁与所述第二吸盘容置槽311的内周壁螺纹可拆卸连接。

该真空吸附组件300利用左右两组第二导向单元122的相对移动，同步带动吸盘固定板单元164上下移动，从而带动真空吸附组件300在下移动的过程中贴附在货000表面，保证了吸盘与货箱000之间的密封连接性，避免吸盘吸附不牢造成漏气的问题，提高了真空抓取的稳定性。

此外，所述壳体组件400作为机器人夹持装置004的罩体，其具有足够的结构强度，以将双向传动底座组件100、机械夹紧组件200、真空吸附组件300安装在转运机器人003的第六轴的末端。所述壳体组件400主要包括限位销孔单元401、螺栓连接件402和检修单元403。

壳体组件400下端通过螺钉固定安装在双向传动底座组件100上，顶部固定安装有螺栓连接件402，螺栓连接件402的上端通过螺纹连接所述转运机器人003的第六轴。

根据需要，在所述壳体组件400的壳体内腔左右端的顶部位置分别设置有所述限位销孔单元401，所述限位销孔单元401为耳板结构，采用螺钉或焊接方式固定在壳体上，其与所述限位销轴单元231铰接连接，以固定机械夹紧组件200的顶端。

此外，为便于设备的检修和拆卸机械夹紧组件200，在壳体组件400的左右两侧壁中部分别开设有检修单元403。所述检修单元403为下端开口的方形孔结构。

本发明提供的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统及其所采用的转运机器人003和机器人夹持装置004协作方式，大幅提高了立体仓库的进出库效率，且自动化程度高，运行稳定，实用性强，安全性能好，大大节省了人工成本，为立体仓库内货箱快速转运分流提供了多样化的操作性。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，包括立体仓库和设置于所述立体仓库外围的若干组延伸至对应货车的具有四向车的四向车轨道、转运机器人、皮带输送机，所述转运机器人的机械臂末端设置有机器人夹持装置，用于抓取所述四向车上的货箱并将其搬运至所述皮带输送机；所述机器人夹持装置包括双向传动底座组件、机械夹紧组件、真空吸附组件以及壳体组件；其中：

所述双向传动底座组件两端纵向布置的拉伸支撑机构通过中部横向布置的丝杆传动机构相向平移或背向远离，两所述拉伸支撑机构对应连接所述机械夹紧组件，且每一所述拉伸支撑机构的前后端通过吸盘贴合机构连接下方的所述真空吸附组件，以通过所述丝杆传动机构在驱动所述机械夹紧组件夹紧所述货箱的同时，驱动所述真空吸附组件贴附在货箱的顶部；

所述双向传动底座组件包括：

第一安装底座，所述第一安装底座的前后两端的中部位置分别开设有传动容置槽，其四角位置分别开设有第一吸盘容置槽；

拉伸支撑机构，所述拉伸支撑机构为两个，分别纵向设置第一安装底座中部，且其中部开设有横向布置的螺孔单元，下端铰接连接所述机械夹紧组件；

丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的两端分别设置有与对应所述螺孔单元螺纹配合的正螺纹和反螺纹；

吸盘贴合机构，所述吸盘贴合机构为两组，分别对应设置于传动容置槽内，其上端铰接连接所述拉伸支撑机构的前后端，下端固定连接所述真空吸附组件，以在所述拉伸支撑机构左右平移的过程中同步驱动所述真空吸附组件贴附在所述货箱的顶部；

滑动导向机构，所述滑动导向机构为四个，分别横向固定设置于所述第一安装底座顶部的四角位置，两两呈左右对称布置；以及

动力输出机构，所述动力输出机构的输出轴连接所述丝杆传动机构，以驱动所述丝杆传动机构正转或反转，同步带动两端的所述拉伸支撑机构左右平移；

所述拉伸支撑机构包括：

连杆单元，所述连杆单元纵向布置，其前后两端分别设置于对应的所述滑动导向机构的顶部；

螺孔单元，所述螺孔单元横向开设于所述连杆单元的中部位置，且左右两端的所述螺孔单元分别为与所述丝杆传动机构相配合的正螺纹和反螺纹；

支撑架单元，所述支撑架单元的一端向上连接所述连杆单元的底部，另一端呈U型水平向外侧延伸，用于容置所述机械夹紧组件的上端；

调节孔单元，所述调节孔单元为若干组，分别纵向开设于所述支撑架单元上，且若干组所述调节孔单元呈左右间隔布置；以及

定位销轴单元，所述定位销轴单元的两端设置于对应的一组所述调节孔单元内，其中部穿过所述机械夹紧组件上端的定位销孔单元布置。

2.根据权利要求1所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述丝杆传动机构包括：

传动长轴单元，所述传动长轴单元横向水平布置，其左右两端分别开设有正螺纹的第一螺纹单元和反螺纹的第二螺纹单元；

轴支撑单元，所述轴支撑单元为两个，呈左右间隔布置于所述第一螺纹单元和第二螺纹单元之间，上端活动套设于所述传动长轴单元，下端设置于所述第一安装底座上；以及

第一同步传动单元，所述第一同步传动单元套设于所述传动长轴单元的中部，其与动力输出机构传动连接；

其中，通过所述动力输出机构同步驱动所述传动长轴单元正向旋转或反向旋转，以同步驱动两端的所述拉伸支撑机构左右平移，继而带动所述机械夹紧组件夹紧或释放所述货箱。

3.根据权利要求1所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述吸盘贴合机构包括：

连杆铰接单元，所述连杆铰接单元为两个，其一端铰接连接连杆单元的侧壁，另一端朝内侧倾斜向下布置于所述传动容置槽内；

吸盘固定板单元，所述吸盘固定板单元的两端分别铰接连接所述连杆铰接单元的另一端，且其下端通过螺钉可拆卸连接所述真空吸附组件的一端。

4.根据权利要求1所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述机械夹紧组件由两组左右相对称布置的夹持手柄组成，每组所述夹持手柄均包括：

第一夹持机构，所述第一夹持机构呈C字型，其顶端前后两侧壁分别开设有限位槽单元，且顶端纵向开设有连通两所述限位槽单元的定位销孔单元；

第二夹持机构，所述第二夹持机构的背部铰接连接所述第一夹持机构的下端，所述第二夹持机构的前部面向所述货箱的端面上间隔设置有若干防滑单元；以及

定位支撑机构，所述定位支撑机构呈U型结构，其顶端设置有限位销轴单元，所述限位销轴单元铰接连接所述壳体组件的顶部，或所述限位销轴单元限位套设于所传动长轴单元的端部。

5.根据权利要求4所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述第二夹持机构包括：

夹持铰接单元，所述夹持铰接单元的中部铰接连接所述第一夹持机构的下端；

缓冲挡板单元，所述缓冲挡板单元的背部通过耳板铰接连接所述夹持铰接单元的两端，其左右两端分别开设有缓冲通孔；

缓冲夹持单元，所述缓冲夹持单元设置于所述缓冲挡板单元的内侧位置；

导向单元，所述导向单元为两个，呈左右间隔设置于所述缓冲夹持单元和所述缓冲挡板单元之间，其近端固定连接所述缓冲夹持单元，远端穿过所述缓冲通孔布置；

张紧调节单元，所述张紧调节单元为两个，分别螺纹套设于所述导向单元的远端，以调节所述缓冲夹持单元与所述缓冲挡板单元之间的间距；以及

缓冲弹性单元，所述缓冲弹性单元为两个，分别对应套设于所述导向单元上，且位于所述缓冲夹持单元与所述缓冲挡板单元之间的位置。

6.根据权利要求1所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述真空吸附组件包括：

第二安装底座，所述第二安装底座的四角位置分别开设有第二吸盘容置槽，所述第二吸盘容置槽与第一安装底座四角位置的第一吸盘容置槽相对应布置；

真空吸附单元，所述真空吸附单元为四个，分别对应设置在所述第一吸盘容置槽和第二吸盘容置槽内，其上端通过软管外接抽真空设备，下端外周壁与所述第二吸盘容置槽的内周壁螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的基于四向车联合机器人抓取转移的快速转运分流系统，其特征在于，所述壳体组件包括：

限位销孔单元，所述限位销孔单元为两个分别设置于壳体内腔左右端的顶部位置，其与限位销轴单元铰接连接；

螺栓连接件，所述螺栓连接件的下端固定设置于所述壳体的顶部，上端通过螺纹连接所述转运机器人的第六轴；

检修单元，所述检修单元为两个，分别设置于所述壳体的左右两侧壁中部，对应传动齿板机构的位置。

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