CN117262563B - 一种搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种搬运机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的托物机构；所述托物机构包括托板、用于挂载托板的伸缩承托机构以及用于驱动伸缩承托机构进行升降的升降驱动机构；所述托板至少设有两个，其中一个托板固定在伸缩承托机构的顶部；所述伸缩承托机构包括四组伸缩组件，四组伸缩组件呈矩形分布，所述伸缩组件上设有至少一个用于对托板进行承托的承托杆；所述承托杆位于顶部的托板的下方；所述升降驱动机构的驱动端与伸缩承托机构的顶部连接。该搬运机器人单次可搬运多组货物，有效提高搬运效率。

Description

一种搬运机器人

技术领域

本发明涉及机器人，具体涉及一种搬运机器人。

背景技术

智能仓储是物流过程的一个环节，智能仓储的应用，保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，可方便地对库存货物的批次、保质期等进行管理。利用库位管理功能，更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。

搬运机器人在智能仓储中扮演着重要的角色，代替人工搬运货物，不仅省时省力，而且搬运效率较高。进一步，现有的搬运机器人大多通过托盘(载物平台)抬起货物，再进行移动，例如申请公布号为CN110498370A的发明申请公开的一种仓储物流用搬运机器人。

上述的搬运机器人存在以下的不足：

由于货物只能承放在托盘上，而托盘(载物平台)只设有一个，所以搬运机器人单次只能搬运一组货物，搬运效率有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种搬运机器人，该搬运机器人单次可搬运多组货物，有效提高搬运效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种搬运机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的托物机构；

所述托物机构包括托板、用于挂载托板的伸缩承托机构以及用于驱动伸缩承托机构进行升降的升降驱动机构；所述托板至少设有两个，其中一个托板固定在伸缩承托机构的顶部；所述伸缩承托机构包括四组伸缩组件，四组伸缩组件呈矩形分布，所述伸缩组件上设有至少一个用于对托板进行承托的承托杆；所述承托杆位于顶部的托板的下方；所述升降驱动机构的驱动端与伸缩承托机构的顶部连接。

上述搬运机器人的工作原理为：

工作时，在非承托状态或承托单组货物的状态下，托物机构为折叠状态，单组货物放置在最上方的托板上。当需要同时搬运多组货物时，通过升降驱动机构驱动伸缩组件往上伸展，承托杆随着往上伸展移动，继而将托板挂在四组伸缩组件的同一个高度的承托杆上，形成多层载物平台，从而可以同时放置多组货物，有效提高搬运效率。在托物机构进行折叠时，先将托板从承托杆上移开，从而避让伸缩组件进行回缩，直至完成折叠操作。

本发明的一个优选方案，其中，所述行走机构包括车身、行走轮以及行走驱动机构；所述行走轮设置在车身的下端；所述行走驱动机构的驱动端与所述行走轮连接。

进一步，所述车身内设有用于收纳托物机构的折叠收纳腔，这样在折叠状态下，托物机构可以隐藏在折叠收纳腔中，可减少占用的空间，使得机器人看起来更加简洁、紧凑。

本发明的一个优选方案，其中，所述伸缩组件包括至少两个伸缩件，位于最下方的伸缩件固定设置行走机构上；位于最上方的伸缩件与其中一个托板固定连接；

位于下方的伸缩件设有伸缩折叠腔，位于上方的伸缩件的延伸至位于下方的伸缩件的伸缩折叠腔中；

位于上方的伸缩件的底部设有伸展限位部；位于下方的伸缩件上设有沿着竖向延伸的限位避让孔，该限位避让孔与伸缩折叠腔连通；所述伸展限位部在限位避让孔竖向移动。通过上述结构，在折叠状态下，位于上方的伸缩件折叠收缩在位于下方的伸缩件的伸缩折叠腔中，此时的伸展限位部位于限位避让孔的底部；当需要伸展时，在升降驱动机构的驱动下，位于上方的伸缩件往上移动，从伸缩折叠腔中出来，此时伸展限位部沿着限位避让孔往上移动，直至伸展限位部移动至限位避让孔的上底面，由限位避让孔的上底面对伸展限位部进行限位。进一步，若下方还有可活动的伸缩件且升降驱动机构继续往上驱动时，会通过位于上方的伸展限位部拉动位于下方的伸缩件往上伸展，从而形成链式传动，直至伸展动作完成。

进一步，所述伸缩件上至少设有一个承托杆；在竖向投影下，同一组伸缩组件的不同伸缩件上的承托杆不重叠；

位于下方的伸缩件设有n-1个用于避让位于上方的承托杆的承托避让孔，n为当前伸缩件自上而下排列的序数；当n大于或等于3时，该伸缩件上的承托避让孔横向排列；所述承托避让孔设置在伸缩件的与限位避让孔相对的侧壁上。通过上述结构，无论设置多少个伸缩件，其上承托杆同样可以无干涉地进行收纳，结构十分巧妙。

进一步，所述托板的底部设有用于与所述承托杆配合的挂槽，该挂槽的数量等于设有承托杆的伸缩杆的数量；当挂槽的数量大于或等于2时，挂槽横向排列；所述挂槽的排列方向与承托避让孔的排列方向平行。通过设置挂槽，可以稳定在挂载承托杆上，防止发生松动。

本发明的一个优选方案，其中，所述托物机构还包括自动装卸机构，该自动装卸机构包括装板机构和卸板机构；所述装板机构和卸板机构分别设置在托板的相对的两侧；所述装板机构包括横向装载推板机构和用于驱动横向装载推板机构进行竖向移动的竖向驱动机构；所述卸板机构包括横向卸载推板机构；位于最下方的伸缩件上设有托起分离部；

所述托板上设有四个分别用于避让四组伸缩组件上的承托杆的板上避让孔，该板上避让孔位于托板的挂槽的一侧；在折叠状态下，所述托板叠放在行走机构的支承结构上，所述承托杆位于板上避让孔的竖向投影中；

在折叠状态下，所述挂槽位于横向装载推板机构和靠近横向装载推板机构的板上避让孔之间；在卸载状态下，所述靠近横向卸载推板机构的板上避让孔位于挂槽和横向卸载推板机构之间。

通过上述结构，在升降驱动机构驱动伸缩组件往上伸展时，承托杆随着往上伸展移动，根据货物的高度尺寸，选择合适间距的承托杆，当该承托杆沿着板上避让孔往上靠近叠放在最上方的托板时，通过横向装载推板机构推动该叠放在最上方的托板横向移动指定的距离，使得叠放在最上方的托板的对应的挂槽移动至该承托杆的正上方；当该承托杆进入挂槽后，会将整个托板抬起，形成新的载物平台。按照上述操作，根据实际需要设置多层载物平台，从而可以同时放置多组货物。进一步，在升降驱动机构驱动伸缩组件往下收缩折叠时，当位于最下方的托板往下靠近位于最下方的伸缩件的托起分离部时，随着该托板对应的伸缩件继续往下移动，相对地，该托板被托起分离部托起并与承托杆分离；接着，通过横向卸载推板机构推动该托板横向移动指定的距离，相对地，使得承托杆位于板上避让孔的竖向上，此时该托板与伸缩件的承托杆不干涉，该托板再往下掉落一定的距离，由下方的支承结构进行承托。按照上述操作，可依次将多个托板卸下来，从而进入完全的折叠状态。

进一步，所述横向装载推板机构由装载电磁铁构成。

进一步，所述竖向驱动机构包括竖向移动板、竖向驱动电机和竖向传动组件，所述竖向移动板与横向装载推板机构连接；所述竖向驱动电机的壳体固定设置；所述竖向传动组件包括竖向传动丝杆和竖向传动丝杆螺母，所述竖向传动丝杆螺母与所述竖向移动板固定连接。

进一步，所述横向卸载推板机构由卸载电磁铁构成。

进一步，所述托物机构还包括用于对卸载下来的托板进行限位的限位机构，该限位机构包括固定限位结构和随动限位结构；所述随动限位结构与横向卸载推板机构设置在折叠状态下的托板的同一侧面外；所述固定限位结构设有三处且分别设置在折叠状态下的托板的另外三个侧面外。

进一步，所述随动限位结构设有多组且沿着竖向方向排列，该随动限位结构的数量与托板的数量相同；

每组随动限位结构均包括限位板、安装杆以及复位弹簧；所述安装杆水平设置，该安装杆的一端与所述限位板固定连接，该安装杆的另一端滑动连接在行走机构上，所述复位弹簧套设在安装杆上，该复位弹簧的两端分别抵紧在限位板和行走机构上；

所述限位板的远离托板的侧面的上端和面向托板的侧面的下端均设有联动缺口；在折叠状态下，位于上方的限位板的底部延伸至位于下方的限位板的顶部的联动缺口。通过上述结构，在折叠状态下，竖向排列的多个限位板首尾相接，构成一个竖向延伸的“限位墙”，并与与其他三个固定限位结构呈矩形对中间的托板进行限位；在托板的装载工作中，自上而下，通过横向装载推板机构往对应的方向横向推动最上方的托板，该托板会顶在与之相接的限位板上并推动该限位板后退，此时复位弹簧受到压缩形变而蓄能，直至该托板的挂槽移动至对应的承托杆的上方。进一步，由于限位板的远离托板的侧面的上端和面向托板的侧面的下端均设有联动缺口，且位于上方的限位板的底部延伸至位于下方的限位板的顶部的联动缺口，当限位板后退时，位于该限位板上方的限位板会一起移动，而下方的限位板则会保持不动，继续为下方的托板进行限位，结构十分巧妙。

本发明的一个优选方案，其中，所述升降驱动机构由剪叉机构构成，该剪叉机构的顶部连杆与位于顶部的托板连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明的搬运机器人通过设置多个托板和带有承托杆的伸缩组件，通过升降驱动机构驱动伸缩组件往上伸展，承托杆随着往上伸展移动，继而将托板挂在四组伸缩组件的同一个高度的承托杆上，形成多层载物平台，从而可以同时放置多组货物，有效提高搬运效率。

附图说明

图1为本发明的搬运机器人在展开状态下的立体结构示意图。

图2为本发明的搬运机器人在折叠状态下的立体结构示意图。

图3-4为本发明的行走机构的内部结构的两个不同视角的立体结构示意图。

图5为本发明的托板和伸缩组件的立体结构示意图。

图6为本发明的伸缩组件的立体结构示意图。

图7为本发明的搬运机器人隐藏了升降驱动机构后在展开状态下的剖视图。

图8为本发明的搬运机器人隐藏了升降驱动机构后在折叠状态下的剖视图。

图9为本发明的搬运机器人隐藏了伸缩承托机构和升降驱动机构后在装载托板时的剖视图。

图10为本发明的搬运机器人隐藏了伸缩承托机构和升降驱动机构后在卸载托板时的剖视图。

图11为图9中的X的放大图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-4，本实施例的搬运机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的托物机构；其中，所述行走机构包括车身1、行走轮以及行走驱动机构；所述行走轮设置在车身1的下端；所述行走驱动机构的驱动端与所述行走轮连接。

进一步，所述车身1内设有用于收纳托物机构的折叠收纳腔1-1，这样在折叠状态下，托物机构可以隐藏在折叠收纳腔1-1中，可减少占用的空间，使得机器人看起来更加简洁、紧凑。

参见图1-2，所述托物机构包括托板2、用于挂载托板2的伸缩承托机构以及用于驱动伸缩承托机构进行升降的升降驱动机构；所述托板2至少设有两个，其中一个托板2固定在伸缩承托机构的顶部；所述伸缩承托机构包括四组伸缩组件，四组伸缩组件呈矩形分布，所述伸缩组件上设有至少一个用于对托板2进行承托的承托杆3；所述承托杆3位于顶部的托板2的下方；所述升降驱动机构的驱动端与伸缩承托机构的顶部连接。

参见图1-2，所述升降驱动机构由剪叉机构构成，该剪叉机构的顶部连杆与位于顶部的托板2连接。

参见图1和图5-6，所述伸缩组件包括至少两个伸缩件4，位于最下方的伸缩件4固定设置行走机构上；位于最上方的伸缩件4与其中一个托板2固定连接；位于下方的伸缩件4设有伸缩折叠腔，位于上方的伸缩件4的延伸至位于下方的伸缩件4的伸缩折叠腔中；位于上方的伸缩件4的底部设有伸展限位部4-1；位于下方的伸缩件4上设有沿着竖向延伸的限位避让孔4-2，该限位避让孔4-2与伸缩折叠腔连通；所述伸展限位部4-1在限位避让孔4-2竖向移动。通过上述结构，在折叠状态下，位于上方的伸缩件4折叠收缩在位于下方的伸缩件4的伸缩折叠腔中，此时的伸展限位部4-1位于限位避让孔4-2的底部；当需要伸展时，在升降驱动机构的驱动下，位于上方的伸缩件4往上移动，从伸缩折叠腔中出来，此时伸展限位部4-1沿着限位避让孔4-2往上移动，直至伸展限位部4-1移动至限位避让孔4-2的上底面，由限位避让孔4-2的上底面对伸展限位部4-1进行限位。进一步，若下方还有可活动的伸缩件4且升降驱动机构继续往上驱动时，会通过位于上方的伸展限位部4-1拉动位于下方的伸缩件4往上伸展，从而形成链式传动，直至伸展动作完成。

参见图5-6，所述伸缩件4上至少设有一个承托杆3；在竖向投影下，同一组伸缩组件的不同伸缩件4上的承托杆3不重叠；位于下方的伸缩件4设有n-1个用于避让位于上方的承托杆3的承托避让孔4-3，n为当前伸缩件4自上而下排列的序数；当n大于或等于3时，该伸缩件4上的承托避让孔4-3横向排列；所述承托避让孔4-3设置在伸缩件4的与限位避让孔4-2相对的侧壁上；位于最下方的伸缩件4上设有托起分离部4-4。通过上述结构，无论设置多少个伸缩件4，其上承托杆3同样可以无干涉地进行收纳，结构十分巧妙。

参见图5-6，所述托板2的底部设有用于与所述承托杆3配合的挂槽2-1，该挂槽2-1的数量等于设有承托杆3的伸缩杆的数量；当挂槽2-1的数量大于或等于2时，挂槽2-1横向排列；所述挂槽2-1的排列方向与承托避让孔4-3的排列方向平行。通过设置挂槽2-1，可以稳定在挂载承托杆3上，防止发生松动。

参见图5-8，所述托物机构还包括自动装卸机构，该自动装卸机构包括装板机构和卸板机构；所述装板机构和卸板机构分别设置在托板2的相对的两侧；所述装板机构包括横向装载推板机构和用于驱动横向装载推板机构进行竖向移动的竖向驱动机构；所述卸板机构包括横向卸载推板机构；所述托板2上设有四个分别用于避让四组伸缩组件上的承托杆3的板上避让孔2-2，该板上避让孔2-2位于托板2的挂槽2-1的一侧；在折叠状态下，所述托板2叠放在车身1的支承结构上，所述承托杆3位于板上避让孔2-2的竖向投影中；在折叠状态下，所述挂槽2-1位于横向装载推板机构和靠近横向装载推板机构的板上避让孔2-2之间；在卸载状态下，所述靠近横向卸载推板机构的板上避让孔2-2位于挂槽2-1和横向卸载推板机构之间。

通过上述结构，在升降驱动机构驱动伸缩组件往上伸展时，承托杆3随着往上伸展移动，根据货物的高度尺寸，选择合适间距的承托杆3，当该承托杆3沿着板上避让孔2-2往上靠近叠放在最上方的托板2时，通过横向装载推板机构推动该叠放在最上方的托板2横向移动指定的距离，使得叠放在最上方的托板2的对应的挂槽2-1移动至该承托杆3的正上方；当该承托杆3进入挂槽2-1后，会将整个托板2抬起，形成新的载物平台。按照上述操作，根据实际需要设置多层载物平台，从而可以同时放置多组货物。进一步，在升降驱动机构驱动伸缩组件往下收缩折叠时，当位于最下方的托板2往下靠近位于最下方的伸缩件4的托起分离部4-4时，随着该托板2对应的伸缩件4继续往下移动，相对地，该托板2被托起分离部4-4托起并与承托杆3分离；接着，通过横向卸载推板机构推动该托板2横向移动指定的距离，相对地，使得承托杆3位于板上避让孔2-2的竖向上，此时该托板2与伸缩件4的承托杆3不干涉，该托板2再往下掉落一定的距离，由下方的支承结构进行承托。按照上述操作，可依次将多个托板2卸下来，从而进入完全的折叠状态。

参见图3和图7-10，所述横向装载推板机构由装载电磁铁5构成；所述竖向驱动机构包括竖向移动板、竖向驱动电机6和竖向传动组件，所述竖向移动板与横向装载推板机构连接；所述竖向驱动电机6的壳体固定设置；所述竖向传动组件包括竖向传动丝杆和竖向传动丝杆螺母，所述竖向传动丝杆螺母与所述竖向移动板固定连接。

参见图4和图7-10，所述横向卸载推板机构由卸载电磁铁7构成。

参见图3-4和图7-10，所述托物机构还包括用于对卸载下来的托板2进行限位的限位机构，该限位机构包括固定限位结构8和随动限位结构；所述随动限位结构与横向卸载推板机构设置在折叠状态下的托板2的同一侧面外；所述固定限位结构8设有三处且分别设置在折叠状态下的托板2的另外三个侧面外。

参见图3-4和图9-11，所述随动限位结构设有多组且沿着竖向方向排列，该随动限位结构的数量与托板2的数量相同；每组随动限位结构均包括限位板9、安装杆10以及复位弹簧11；所述安装杆10水平设置，该安装杆10的一端与所述限位板9固定连接，该安装杆10的另一端滑动连接在行走机构上，所述复位弹簧11套设在安装杆10上，该复位弹簧11的两端分别抵紧在限位板9和行走机构上；所述限位板9的远离托板2的侧面的上端和面向托板2的侧面的下端均设有联动缺口；在折叠状态下，位于上方的限位板9的底部延伸至位于下方的限位板9的顶部的联动缺口。通过上述结构，在折叠状态下，竖向排列的多个限位板9首尾相接，构成一个竖向延伸的“限位墙”，并与与其他三个固定限位结构8呈矩形对中间的托板2进行限位；在托板2的装载工作中，自上而下，通过横向装载推板机构往对应的方向横向推动最上方的托板2，该托板2会顶在与之相接的限位板9上并推动该限位板9后退，此时复位弹簧11受到压缩形变而蓄能，直至该托板2的挂槽2-1移动至对应的承托杆3的上方。进一步，由于限位板9的远离托板2的侧面的上端和面向托板2的侧面的下端均设有联动缺口，且位于上方的限位板9的底部延伸至位于下方的限位板9的顶部的联动缺口，当限位板9后退时，位于该限位板9上方的限位板9会一起移动，而下方的限位板9则会保持不动，继续为下方的托板2进行限位，结构十分巧妙。

参见图1-2，本实施例的搬运机器人的工作原理为：

工作时，在非承托状态或承托单组货物的状态下，托物机构为折叠状态，单组货物放置在最上方的托板2上。当需要同时搬运多组货物时，通过升降驱动机构驱动伸缩组件往上伸展，承托杆3随着往上伸展移动，继而将托板2挂在四组伸缩组件的同一个高度的承托杆3上，形成多层载物平台，从而可以同时放置多组货物，有效提高搬运效率。在托物机构进行折叠时，先将托板2从承托杆3上移开，从而避让伸缩组件进行回缩，直至完成折叠操作。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种搬运机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的托物机构；其特征在于，

所述托物机构包括托板、用于挂载托板的伸缩承托机构以及用于驱动伸缩承托机构进行升降的升降驱动机构；所述托板至少设有两个，其中一个托板固定在伸缩承托机构的顶部；所述伸缩承托机构包括四组伸缩组件，四组伸缩组件呈矩形分布，所述伸缩组件上设有至少一个用于对托板进行承托的承托杆；所述承托杆位于顶部的托板的下方；所述升降驱动机构的驱动端与伸缩承托机构的顶部连接；

所述伸缩组件包括至少两个伸缩件，位于最下方的伸缩件固定设置行走机构上；位于最上方的伸缩件与其中一个托板固定连接；

位于下方的伸缩件设有伸缩折叠腔，位于上方的伸缩件的延伸至位于下方的伸缩件的伸缩折叠腔中；

位于上方的伸缩件的底部设有伸展限位部；位于下方的伸缩件上设有沿着竖向延伸的限位避让孔，该限位避让孔与伸缩折叠腔连通；所述伸展限位部在限位避让孔竖向移动；

所述伸缩件上至少设有一个承托杆；在竖向投影下，同一组伸缩组件的不同伸缩件上的承托杆不重叠；

位于下方的伸缩件设有n-1个用于避让位于上方的承托杆的承托避让孔，n为当前伸缩件自上而下排列的序数；当n大于或等于3时，该伸缩件上的承托避让孔横向排列；所述承托避让孔设置在伸缩件的与限位避让孔相对的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述行走机构包括车身、行走轮以及行走驱动机构；所述行走轮设置在车身的下端；所述行走驱动机构的驱动端与所述行走轮连接；

所述车身内设有用于收纳托物机构的折叠收纳腔。

3.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述托板的底部设有用于与所述承托杆配合的挂槽，该挂槽的数量等于设有承托杆的伸缩杆的数量；当挂槽的数量大于或等于2时，挂槽横向排列；所述挂槽的排列方向与承托避让孔的排列方向平行。

4.根据权利要求3所述的搬运机器人，其特征在于，所述托物机构还包括自动装卸机构，该自动装卸机构包括装板机构和卸板机构；所述装板机构和卸板机构分别设置在托板的相对的两侧；所述装板机构包括横向装载推板机构和用于驱动横向装载推板机构进行竖向移动的竖向驱动机构；所述卸板机构包括横向卸载推板机构。

5.根据权利要求4所述的搬运机器人，其特征在于，所述托板上设有四个分别用于避让四组伸缩组件上的承托杆的板上避让孔，该板上避让孔位于托板的挂槽的一侧；在折叠状态下，所述托板叠放在行走机构的支承结构上，所述承托杆位于板上避让孔的竖向投影中；

在折叠状态下，所述挂槽位于横向装载推板机构和靠近横向装载推板机构的板上避让孔之间；在卸载状态下，靠近横向卸载推板机构的板上避让孔位于挂槽和横向卸载推板机构之间。

6.根据权利要求4所述的搬运机器人，其特征在于，所述托物机构还包括用于对卸载下来的托板进行限位的限位机构，该限位机构包括固定限位结构和随动限位结构；所述随动限位结构与横向卸载推板机构设置在折叠状态下的托板的同一侧面外；所述固定限位结构设有三处且分别设置在折叠状态下的托板的另外三个侧面外。

7.根据权利要求6所述的搬运机器人，其特征在于，所述随动限位结构设有多组且沿着竖向方向排列，该随动限位结构的数量与托板的数量相同；

每组随动限位结构均包括限位板、安装杆以及复位弹簧；所述安装杆水平设置，该安装杆的一端与所述限位板固定连接，该安装杆的另一端滑动连接在行走机构上，所述复位弹簧套设在安装杆上，该复位弹簧的两端分别抵紧在限位板和行走机构上；

所述限位板的远离托板的侧面的上端和面向托板的侧面的下端均设有联动缺口；在折叠状态下，位于上方的限位板的底部延伸至位于下方的限位板的顶部的联动缺口。

8.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述升降驱动机构由剪叉机构构成，该剪叉机构的顶部连杆与位于顶部的托板连接。