CN206537091U - 一种挂钩机构及利用挂钩机构的运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种挂钩机构及利用挂钩机构的运输系统，挂钩机构包括两平行设置、之间通过交叉滚子轴承连接的两固定板，其中第一固定板上设有两能够夹紧或松开挂钩的挂钩夹；第二固定板上设有底面为平面、顶面为斜面的导轨环；第一固定板上穿设有能够沿所述导轨环移动、使第一固定板回正的滚轮柱塞。运输系统包括拖车、以及能够牵引所述拖车移动的移动机器人，拖车包括车体、设于所述车体前端的挂钩；移动机器人包括车身、设置于车身上的挂钩机构，车身上还设有能够寻径的单激光传感器。移动机器人和拖车均通过控制器智能控制，其集成度高、模块化，使用上更加便捷。

Description

一种挂钩机构及利用挂钩机构的运输系统

技术领域

本实用新型涉及物料运输领域，尤其涉及一种运输系统。

背景技术

现阶段，机器人产业发展越来越快，各式各样的机器人可以用来替换在低端制造业中重复性的工作。传统工厂物流需统配协调的人很多，容易造成厂房中的混乱局面，效率低，人力成本高，不适应现今越来越快的生产节奏，是限制工厂生产效率提高的重要原因。在制造业越来越趋于实现工业4.0和智能制造的方向下，针对这种情况，本专利提出利用移动机器人在工厂中进行物流运输工作，充分利用移动机器人的效率优势，可以持续工作而不需考虑换班，大幅降低物流部门的劳动人数和生产成本。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种挂钩机构以及利用挂钩机构的运输系统。

本实用新型的一种挂钩机构，包括两平行设置的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与第二固定板之间通过交叉滚子轴承连接，所述第一固定板上设有两能够相向或背向移动用于夹紧或松开挂钩的挂钩夹；所述第二固定板上设有底面为平面、顶面为斜面的导轨环；所述第一固定板上穿设有能够沿所述导轨环移动、使第一固定板回正的滚轮柱塞。

进一步的，所述滚轮柱塞包括内部设有弹簧的中空滚轮柱，所述滚轮柱通过所述弹簧连接有具有滚轮的导轮轴，所述滚轮柱穿设在所述第一固定板上，所述滚轮与所述导轨环滑动配合。

进一步的，所述滚轮柱外周上设有用于与螺母连接的螺纹，所述螺母用于限制所述第一固定板相对所述滚轮柱轴向移动。

进一步的，所述第一固定板上于两所述挂钩夹之间设有对挂钩限位的防撞条。

进一步的，所述第一固定板上设有驱动两所述挂钩夹相向或背向移动的驱动组件，所述驱动组件包括两分别与两所述挂钩夹连接、与所述第一固定板通过滑轨滑动连接的滑块，两所述滑块分别与T形丝杆上的两丝母连接，所述T形丝杆由电机驱动转动。

本实用新型的一种利用上述挂钩机构的运输系统，包括拖车、以及能够牵引所述拖车移动的移动机器人，所述拖车包括车体、设于所述车体前端的挂钩；所述移动机器人包括车身、设置于所述车身上的所述挂钩机构，所述车身上还设有能够寻径的单激光传感器。

进一步的，所述车体上还设有检测车门是否固定完全的电感传感器。

进一步的，所述车体上还设有用于识别货物标签信息的RFID传感器。

进一步的，所述车体上还设有信号灯。

进一步的，所述车体两侧设有用于防撞的光幕传感器。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、第二固定板上设有导轨环，导轨环与第一固定板之间设有能够使挂钩机构回正的滚轮柱塞，利用滚轮柱塞在导轨环与第一固定板之间不同位置时的弹力不同，使第一固定板在不受力的情况下，通过滚轮自动旋转至弹簧受力最小的位置，从而解决了挂钩机构在第二固定板上旋转任意圈后，仍然可以自动回正归零；

2、本实用新型结构采用模块化设计，移动机器人模块和拖车模块可通过控制器智能控制，其中挂钩机构模块的零部件均直接或间接地安装在以外壳为基体的安装面上，便于实现小型化，方便装拆；

3、挂钩机构内部集成了驱动机构、传动机构，构成了一套完整的驱动组件，其集成度高、模块化，使用上更加便捷；

4、T形丝杆和与其配合的丝母具备自锁功能，可保证在运动过程中挂钩夹不会松脱，保证拖车安全可靠的被移动机器人牵引；

5、T形丝杆和丝母中的材质均为工程塑料，发生相对转动时产生的噪音较小，由于材料本身的自润滑性，因而无需涂抹润滑介质，实现免维护的功能；

6、挂钩机构采用了电机驱动，通过利用编码器的实时反馈，可实现对电机的转速和转角进行精确调控，挂钩夹的开/闭位置精度也可以得到保证；

7、移动机器人上端的第一固定板和第二固定板之间通过交叉滚子轴承连接，可以使移动机器人在添加拖车时仍具备零半径转弯的能力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的运输系统外观示意图(移动机器人和拖车未连接状态)；

图2是本实用新型的挂钩机构的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的挂钩机构的内部结构示意图；

图4是本实用新型的挂钩机构中导轨环的结构示意图；

图5是本实用新型的挂钩机构中滚轮柱塞的结构示意图；

图6是本实用新型的挂钩机构中滑块和滑轨的结构示意图；

图7是本实用新型的挂钩机构中T形丝杆和丝母的结构示意图；

图8是本实用新型的运输系统连接后的外观示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图8，本实用新型一较佳实施例所述的一种智能的运输系统，包括拖车1和移动机器人2，拖车1是由万向轮、定向轮和方管组成运输车，包括车体，车体前端插扣有L型挂钩3，L型挂钩3的连接端为T型。

车体上设有自身安全检测系统，包括电感式传感器和RFID传感器，电感式传感器用来检测车门是否完全固定，RFID传感器则可以识别已经装好的货物上的标签信息，检测货物种类和数量，此两个传感器最终将结果信息汇总到控制器。

车体上还设有防撞系统，包含一对光幕传感器，光幕传感器分布在车体的两侧，当有任何物体介入到光幕中时，光幕便可识别障碍物并将信息报告给控制器。

车体上端设有信号灯4，可以显示红绿黄三种颜色，分别指示拖车1的不同状态，如果传感器显示已经装好货，并且货物固定完全，则信号灯4显示绿色，表示可以运送货物，控制器此时与服务器通信，通过服务器可以召唤一台移动机器人2前来牵引运输；如果自身检测安全传感器发现货物未完全装好或者出现装错货的情况，则信号灯4显示黄灯，并播报错误类型和解决问题的提示，帮助装货工解决问题；如果自身安全传感器出现重大错误或损坏，则信号灯4亮红灯，表示此拖车1暂时不能工作。

移动机器人2包括车身、设于车身前端的单激光传感器5、固定于车身上端的挂钩机构9，挂钩机构9包括两平行设置的第一固定板10和第二固定板6，第一固定板与第二固定板之间通过交叉滚子轴承8连接，第一固定板上设有两能够相向或背向移动用于夹紧或松开挂钩的挂钩夹13，挂钩夹13包括与挂钩3配合使用的两相对的C型左挂钩夹和右挂钩夹，左挂钩夹和右挂钩夹通过传动机构由电机12驱动，第一固定板10上还设有防止挂钩3进入过深而用于限位的防撞条14、防止挂钩3进入过深撞坏其他零件。第二固定板6上设有底面为平面、顶面为斜面的导轨环7，第一固定板10上穿设有能够沿导轨环7移动、使第一固定板10回正的滚轮柱塞21；挂钩机构9还包裹有起防尘和保护作用的外壳。

导轨环7与第一固定板10之间设有与导轨环7配合使用、能够使挂钩机构9复位的滚轮柱塞21，滚轮柱塞21穿设于第一固定板10、且滚轮柱塞21的滚轮22能够在导轨环7上滚动，滚轮柱塞21外侧有螺纹并连接有用于限制第一固定板10相对滚轮柱24轴向移动的螺母11，滚轮柱24内部中空并装有弹簧，弹簧连接有导轮轴23，弹簧作用在导轮轴23上，使滚轮22可以上下移动，滚轮22向弹簧受力最小的导轨环7的位置滑动，从而带动挂钩机构9复位。

其中，传动机构包括由电机12驱动的同步带15，同步带15连接通过支座16固定于第一固定板10上的T形丝杆17，T形丝杆17上套设有两个旋向相反的丝母18，T形丝杆17和丝母18相互配合，主要将电机12的旋转运动转换成平移，各丝母18均通过滑块19分别连接左挂钩夹和右挂钩夹，滑块19的下方设有滑轨20，能够通过T形丝杆17的转动带动滑块19在所述滑轨20上移动，当T形丝杆17旋转时，两丝母18会相向或相背运动，带动滑块19在滑轨20上张合，从而使左挂钩夹和右挂钩夹相对或相向移动，最终打开/关闭挂钩夹13；T形丝杆17和丝母18的材质均为工程塑料，滑轨20和滑块19主要作用是给挂钩夹13以导向，并最终提供吸收所有轴向力，防止其他零件受到冲击震动。

移动机器人2整合了硬件和软件，形成一种智能的移动平台，可支持和输送有效载荷，通过单激光传感器5扫描平面，可以自动计算自己在室内工作空间的位置，然后自动地规划路径并移至工作空间内可以达到的任何目的地，这个过程可连续运行，不需要人为干预；同时可以与服务器实时通信，接受任务和反馈自身状态，通过服务器，可以同时协调多台移动机器人共同配合一起完成任务。

每一个拖车1都有自己独特的ID(身份认证)，在服务器指示移动机器人2在牵引特定拖车1后，就只接受此拖车1的控制器信号，从而避免多辆拖车1的信号互相干扰。移动机器人2可以自动移动到挂钩3的前方，配合移动机器人2上的自动挂钩机构9，可以自动挂上并锁紧挂钩3，完成移动机器人2和拖车1的连接，如图8所示。控制器中包含电源和芯片，可以随时将拖车1的状态反馈回服务器，主要处理拖车1上传感器的信号，同时可以与移动机器人2通过ZigBee和无线网进行通信；如光幕传感器感应到有异物撞上拖车1或者在拖车1将要到达的区域上，则会将信号传给控制器，再由控制器将信息提供给移动机器人2，最后由移动机器人2重新规划轨迹避开障碍物，如果障碍物比较大，将路径完全堵死，则会将此情况上传到服务器，以供服务器控制端工作人员进行处理。

工作原理：

装货工在装货区在拖车1上装上指定数量的货物后，拖车1自身安全检测系统检测货物的数量和种类是否正确，如果正确，控制器将信号反馈给服务器，服务器给移动机器人2信号去拖车1所在位置，移动机器人2上的单激光传感器5扫描周围环境，找到此拖车1，并调整自身位置，使自己正对着拖车1。

挂钩机构9中的电机12通过绝对式编码器读取现在挂钩夹13的位置，将挂钩夹13完全打开以方便夹取挂钩3，准备好后，移动机器人2通过前端单激光传感器5导航慢慢移向拖车1，使拖车1挂钩3进入挂钩机构9的挂钩夹13中，单激光传感器5同时具有测距功能，当到达一定距离时，移动机器人2停车，此时挂钩3完全进入挂钩夹13中，电机12反转将挂钩夹13合上，从而完成对挂钩3的自动锁紧连接。

完成自动锁紧连接后，挂钩机构9中电机12断电，由于T形丝杆17可以自锁，所以在电机12断电后挂钩夹13仍然可以可靠连接挂钩3。此时移动机器人2可以自由零半径旋转，在自身算法的计算下，自动牵引此特定ID的拖车1去目的地。

通过此运送系统，可以在较平坦的厂房内替代原物流运输部门中的运输车，大大节省工厂中简单重复操作需要的工人数，同时移动机器人系统可以24h运行，不需要考虑工人倒班等问题，适合现代工厂快节奏的生产方式，大大降低成本，提高工厂自动化程度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种挂钩机构，其特征在于：包括两平行设置的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与第二固定板之间通过交叉滚子轴承连接，所述第一固定板上设有两能够相向或背向移动用于夹紧或松开挂钩的挂钩夹；所述第二固定板上设有底面为平面、顶面为斜面的导轨环；所述第一固定板上穿设有能够沿所述导轨环移动、使第一固定板回正的滚轮柱塞。

2.根据权利要求1所述的挂钩机构，其特征在于：所述滚轮柱塞包括内部设有弹簧的中空滚轮柱，所述滚轮柱通过所述弹簧连接有具有滚轮的导轮轴，所述滚轮柱穿设在所述第一固定板上，所述滚轮与所述导轨环滑动配合。

3.根据权利要求2所述的挂钩机构，其特征在于：所述滚轮柱外周上设有用于与螺母连接的螺纹，所述螺母用于限制所述第一固定板相对所述滚轮柱轴向移动。

4.根据权利要求1所述的挂钩机构，其特征在于：所述第一固定板上于两所述挂钩夹之间设有对挂钩限位的防撞条。

5.根据权利要求4所述的挂钩机构，其特征在于：所述第一固定板上设有驱动两所述挂钩夹相向或背向移动的驱动组件，所述驱动组件包括两分别与两所述挂钩夹连接、与所述第一固定板滑动连接的滑块，两所述滑块分别与T形丝杆上的两丝母连接，所述T形丝杆由电机驱动转动。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的挂钩机构的运输系统，其特征在于：包括拖车、以及能够牵引所述拖车移动的移动机器人，所述拖车包括车体、设于所述车体前端的挂钩；所述移动机器人包括车身、设置于所述车身上的所述挂钩机构，所述车身上还设有能够寻径的单激光传感器。

7.根据权利要求6所述的运输系统，其特征在于：所述车体上还设有检测车门是否固定完全的电感传感器。

8.根据权利要求6所述的运输系统，其特征在于：所述车体上还设有用于识别货物标签信息的RFID传感器。

9.根据权利要求6所述的运输系统，其特征在于：所述车体上还设有信号灯。

10.根据权利要求6所述的运输系统，其特征在于：所述车体两侧设有用于防撞的光幕传感器。