CN207347083U - 门式搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能机器人技术领域，具体涉及一种门式搬运机器人。本实用新型所述的门式搬运机器人，其中包括机器人脚轮、龙门支架、底盘以及固定装置，所述龙门支架固定设于所述底盘的上部，所述龙门支架用于固定支撑所述门式搬运机器人的多个部件，所述机器人脚轮设于所述底盘上，且通过致动所述机器人脚轮能够带动所述门式搬运机器人整体进行移动，所述固定装置设于所述底盘的下方，用于托起并固定待搬运货物。通过使用本实用新型所述的门式搬运机器人，能够有效的对货物进行自动搬运，减少人力输出，提高搬运效率，且门式搬运机器人结构更加紧凑可靠，提高了搬运过程的可靠性。

Description

门式搬运机器人

技术领域

本实用新型属于智能机器人技术领域，具体涉及一种门式搬运机器人。

背景技术

当前的搬运机器人主要有两类，一类是外形类似扫地机器人的AGV小车，其在运动能力上由于重心低，灵活多向移动，因此在仓储环境中得到较多的使用。但由于其通过(沟坎)能力差，因此主要应用于室内。另一类是外形类似小型快递车辆的自动送货小车，其在通过性方面能力较强，但灵活性和运送能力上则不如AGV小车。

其中，无论是普通的AGV小车还是自动送货小车，都不具备独立完成货物搬运全过程的能力，在货物搬运过程中需要人工或其他机器人或机械臂将货物放置到AGV小车或自动送货小车上，从而在货物搬运过程中增加了工人的劳动强度，降低了货物搬运效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提出了一种门式搬运机器人，其中包括龙门支架、底盘、机器人脚轮以及固定装置，所述龙门支架固定设于所述底盘的上部，所述龙门支架用于固定支撑所述门式搬运机器人的多个部件，所述机器人脚轮设于所述底盘上，且通过致动所述机器人脚轮能够带动所述门式搬运机器人整体进行移动，所述固定装置设于所述底盘的下方，用于托起并固定待搬运货物。

进一步地，所述龙门支架包括横梁以及设于所述横梁下方的左右两侧的纵梁，所述横梁和所述纵梁均由型钢焊接组成。

进一步地，所述多个部件包括固定挡板、电器控制系统安装板和气动部件安装板，其中，所述固定挡板设于所述横梁的底面，所述电器控制系统安装板设于所述横梁的顶面，所述气动部件安装板设于两侧所述纵梁的内侧面上。

进一步地，所述固定装置是设于所述底盘的下方两侧的角钢，所述角钢通过连接杆固定连接于所述底盘的下方两侧。

进一步地，所述连接杆的长度可调，通过调节所述连接杆的长度能够控制所述角钢的高度。

进一步地，还包括压紧气缸，所述压紧气缸设于所述龙门支架上且用于配合所述固定装置共同压紧所述待搬运货物。

进一步地，所述底盘由处于同一平面内且相互间隔设置的两块底盘安装板组成。

进一步地，所述机器人脚轮包括气缸、连接座、转向单元、轮毂支架和轮毂电机，其中，所述气缸用于调整所述机器人脚轮的高度并设于所述底盘的顶部，所述连接座、所述转向单元、所述轮毂支架和所述轮毂电机依次设于所述底盘的底部，所述气缸的气缸杆穿过所述底盘并与所述连接座的顶部相连，所述轮毂支架的上端穿过所述转向单元并以能够转动的方式连接于所述连接座的内部，所述轮毂支架的下端与所述轮毂电机的输出轴相连，通过致动所述轮毂电机能够带动所述机器人脚轮进行移动，通过致动所述转向单元能够调整所述机器人脚轮的转向。

进一步地，所述机器人脚轮还包括导向装置，所述导向装置包括导向杆和导向座，所述导向座固定设于所述底盘的上方，所述导向杆的一端穿过所述导向座和所述底盘并通过导向杆连接件与所述气缸的气缸杆固定连接，所述导向杆连接件用于防止所述气缸的气缸杆发生转动，所述气缸通过所述导向杆连接件与所述连接座的顶部相连接。

通过使用本实用新型所述的门式搬运机器人，能够有效的对货物进行自动搬运，减少人力输出，提高搬运效率，且门式搬运机器人结构更加紧凑可靠，提高了搬运过程的可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为图1中机器人脚轮的分解结构示意图。

附图中各标记表示如下：

100：机器人脚轮、110：气缸、120：导向杆连接件、130：连接座、140：转向单元、150：轮毂支架、160：轮毂电机、170：导向杆、180：导向座；

200：龙门支架、210：横梁、220：纵梁、230：固定挡板、240：电器控制系统安装板、250：气动部件安装板；

300：底盘；

400：固定装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。本实施例中的门式搬运机器人包括机器人脚轮100、龙门支架200、底盘300以及固定装置400，龙门支架200固定设于底盘300的上部，龙门支架200用于固定支撑门式搬运机器人的多个部件，机器人脚轮100设于底盘300上，且通过致动机器人脚轮100能够带动门式搬运机器人整体进行移动，固定装置400设于底盘300的下方，用于托起并固定待搬运货物。

本实施例中，门式搬运机器人整体框架采用龙门式结构，增加了门式搬运机器人的强度和刚度，防止在移动搬运货物过程中造成门式搬运机器人整体发生晃动。同时，将用于固定货物的固定装置400置于门式搬运机器人的底部，降低了机器人的中心高度，提高了机器人整体的稳定性。

进一步地，龙门支架200包括横梁210以及设于横梁210下方的左右两侧的纵梁220，横梁210和纵梁220均由型钢焊接组成，当然也可以采用其他金属材料制成，能够起到稳定支撑作用即可。横梁210和纵梁220上型钢的焊接方式以满足门式搬运机器人的刚度需求为准。

进一步地，多个部件包括固定挡板230、电器控制系统安装板240和气动部件安装板250。其中，固定挡板230设于横梁210的底面，用于防止安放于固定装置400上的货物发生倾倒。电器控制系统安装板240设于横梁210的顶面，用于固定安装用于控制门式搬运机器人驱动用的各种电器部件。气动部件安装板250设于两侧纵梁220的内侧面上，用于固定安装用于驱动门式搬运机器人的各种气动部件。

本实施例中的固定装置400是设于底盘300的下方两侧的角钢，角钢通过连接杆固定连接于底盘300的下方两侧。

底盘300的下方两侧的角钢之间的间距是固定的，因此，本实施例中的门式搬运机器人主要用于搬运固定尺寸的货物。货物的尺寸应当能够刚好满足两侧角钢间的距离，且能够固定于两侧角钢之上。

进一步地，为了更加方便的使用本实施例中的门式搬运机器人，连接杆的长度可调，通过调节连接杆的长度能够控制角钢的高度，以便对不同高度的货物进行搬运。

为了进一步加强对角钢上的货物进行固定，在固定挡板230的下方还设有压紧气缸，通过致动压紧气缸，将压紧气缸的气缸杆伸出，挤压在待搬运货物的上方，通过压紧气缸和角钢上下方向共同固定待搬运货物，将待搬运货物固定在门式搬运机器人上。

同样为了进一步加强对角钢上的货物进行固定，在固定挡板230的下方还设有吸盘，通过吸盘吸紧待搬运货物的上表面，保持待搬运货物稳定在角钢上，防止门式搬运机器人在移动过程中造成货物的倾倒。

本实施例中底盘300为U型盘，U型盘结构可以增加门式搬运机器人的整体结构强度。进一步地，在保证门式搬运机器人整体结构强度的基础上，为方便门式搬运机器人对货物的进行，使门式搬运机器人从角钢的前后两侧均能够对货物进行搬运，底盘300的结构可以稍加改动。将底盘300由处于同一平面内且相互间隔设置的两块底盘安装板组成，取消底盘安装板之间的横板，两块底盘安装板之间无任何连接件，这样在门式搬运机器人对货物进行搬运时，在角钢的前后两侧的行进路线上无任何遮挡物，增加了门式搬运机器人的使用时的便捷性

图2为图1中机器人脚轮的分解结构示意图。本实施例中机器人脚轮100包括气缸110、连接座130、转向单元140、轮毂支架150和轮毂电机160，其中，气缸110于调整机器人脚轮100的高度并设于底盘300的顶部，连接座130、转向单元140、轮毂支架150和轮毂电机160依次设于底盘300的底部，气缸110的气缸杆穿过底盘300并与连接座130的顶部相连，轮毂支架150的上端穿过转向单元140并以能够转动的方式连接于连接座130的内部，轮毂支架150的下端与轮毂电机160的输出轴相连，通过致动轮毂电机160能够带动机器人脚轮100进行移动，通过致动转向单元140能够调整机器人脚轮100的转向。

本实施例中，采用气缸110控制机器人脚轮100的高度可以为机器人脚轮100提供良好的减震效果，同时，气缸110的行程长，反应迅速，对于门式搬运机器人的整体姿态的调整会非常的及时。比如爬陡坡时，通过设于机身上的传感器检测路面状况，从而对不同的机器人脚轮100输入不同的气量，使车身整体保持水平。在坑洼路面时，整体提升机身，使得通过性很好；在平整路面时，整体降低机身，使得稳定性很好。

进一步地，本实施例中的连接座130内部还设有电位器，电位器用于精确的测量轮毂支架150的转向并反馈给电器系统。该电位器具备耐久、精确、感知方向性等特点，在转向单元140进行工作时，该电位器进行转动角度的精确测量并反馈给电控系统，由电控系统进一步控制转向单元140以确保让每个机器人脚轮100的转动达到精确。在颠簸路面时，如果机器人脚轮100在外力的作用发生朝向的变化，电位器也可以及时的将转动的情况告知电控系统，由电控系统向转向单元140发出矫正指令，并进一步由电位器感知矫正的结果，以保持单个机器人脚轮100的朝向的准确控制。

在轮毂电机160中，系统预留有霍尔器件，并通过霍尔电路对轮毂电机160的转动或静止、转动的方向、转速进行反馈，并通过反馈的信号进一步优化电控系统对轮毂电机160的控制。

进一步地，为保证气缸110的气缸杆在伸缩过程中不会发生转动，本实施例中的门式搬运机器人还包括导向装置，导向装置用于保证气缸110的气缸杆的直线运动，导向装置包括导向杆170和导向座180，导向座180固定设于底盘300的上方，导向杆170的一端穿过导向座180和底盘300并通过导向杆连接件120与气缸110的气缸杆170固定连接，气缸110通过导向杆连接件120与连接座130相连接。

导向座180固定于底盘300上，其内部设有导向杆170的运行通道，保证了导向杆170的直线运动。导向杆170的下端和气缸110的伸出端均固定在导向杆连接件120上，有效的防止了在气缸110在伸缩运动过程中带动轮毂支架150发生转动，从而保证轮毂支架150的转动只能发生在转向单元140的驱动力下，确保了转向的可靠性。

本方案采用了Arduino Due进行执行控制，Due拥有54路IO，其中单个轮子使用转速调节1个、正反转1个、速度检测3个；轮子转向使用转向速度控制1个、正反转1个、使能控制1个；气动系统使用提升控制1个、下降控制1个；距离传感器2个。因此，单套轮子使用12路IO，如果车子使用四个轮子，则通过Due的48路IO就可以进行控制。

在对机身具体的控制逻辑中，用于控制机器人脚轮100的Arduino Due从上层控制中心(本方案中使用树莓派进行控制以及与云端进行数据交换，以实现定位、导航、驱动、避障等动作)收取动作指令(比如前进、转圈、横动等)，Due再同时向各个轮子下发协动指令，完成门式搬运机器人对货物的固定和搬运过程。

通过使用本实施例中的门式搬运机器人对货物进行搬运，包括以下步骤：

降低门式搬运机器人的整体高度，使固定装置400的高度处于待搬运货物的下方。

将角钢的高度降低至待搬运货物的底面下方，有助于通过提升固定装置从而对待搬运货物进行托起，并使待搬运货物脱离底面。

致动机器人脚轮100，使门式搬运机器人沿靠近待搬运货物的方向前进，并将固定装置400插入待搬运货物的下方。

通过致动机器人脚轮100，将角钢插入待搬运货物的下方，从而在对货物托起过程中利用角钢对货物进行固定。

升高门式搬运机器人的整体高度，使固定装置400的顶部与待搬运货物的底部完全贴合，并通过固定装置400将待搬运货物托起；

致动机器人脚轮100，将待搬运货物进行移动。

利用角钢对货物进行固定后，通过致动机器人脚轮100，带动货物进行移动，从而完成对货物的搬运过程。

进一步地，通过固定装置400将待搬运货物托起后，致动压紧气缸的气缸杆伸出，通过压紧气缸和固定装置400共同夹紧待搬运货物。

为了进一步加强对货物在角钢上的固定效果，防止在门式搬运机器人移动搬运货物过程中造成货物的倾翻，在固定挡板230的下方设有压紧气缸。通过致动压紧气缸使压紧气缸的气缸杆伸出至货物的上表面，从而对货物造成压紧。通过压紧气缸和角钢上下方向共同作用于货物，对货物进行固定，从而保证在货物移动搬运过程中的可靠性。

通过使用本实用新型所述的门式搬运机器人，能够有效的对货物进行自动搬运，减少人力输出，提高搬运效率，且门式搬运机器人结构更加紧凑可靠，提高了搬运过程的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.门式搬运机器人，其特征在于，包括机器人脚轮、龙门支架、底盘以及固定装置，所述龙门支架固定设于所述底盘的上部，所述龙门支架用于固定支撑所述门式搬运机器人的多个部件，所述机器人脚轮设于所述底盘上，且通过致动所述机器人脚轮能够带动所述门式搬运机器人整体进行移动，所述固定装置设于所述底盘的下方，用于托起并固定待搬运货物。

2.根据权利要求1所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述龙门支架包括横梁以及设于所述横梁下方的左右两侧的纵梁，所述横梁和所述纵梁均由型钢焊接组成。

3.根据权利要求2所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述多个部件包括固定挡板、电器控制系统安装板和气动部件安装板，其中，所述固定挡板设于所述横梁的底面，所述电器控制系统安装板设于所述横梁的顶面，所述气动部件安装板设于两侧所述纵梁的内侧面上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述固定装置是设于所述底盘的下方两侧的角钢，所述角钢通过连接杆固定连接于所述底盘的下方两侧。

5.根据权利要求4所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述连接杆的长度可调，通过调节所述连接杆的长度能够控制所述角钢的高度。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的门式搬运机器人，其特征在于，还包括压紧气缸，所述压紧气缸设于所述龙门支架上且用于配合所述固定装置共同压紧所述待搬运货物。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述底盘由处于同一平面内且相互间隔设置的两块底盘安装板组成。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述机器人脚轮包括气缸、连接座、转向单元、轮毂支架和轮毂电机，其中，所述气缸用于调整所述机器人脚轮的高度并设于所述底盘的顶部，所述连接座、所述转向单元、所述轮毂支架和所述轮毂电机依次设于所述底盘的底部，所述气缸的气缸杆穿过所述底盘并与所述连接座的顶部相连，所述轮毂支架的上端穿过所述转向单元并以能够转动的方式连接于所述连接座的内部，所述轮毂支架的下端与所述轮毂电机的输出轴相连，通过致动所述轮毂电机能够带动所述机器人脚轮进行移动，通过致动所述转向单元能够调整所述机器人脚轮的转向。

9.根据权利要求8所述的门式搬运机器人，其特征在于，所述机器人脚轮还包括导向装置，所述导向装置包括导向杆和导向座，所述导向座固定设于所述底盘的上方，所述导向杆的一端穿过所述导向座和所述底盘并通过导向杆连接件与所述气缸的气缸杆固定连接，所述导向杆连接件用于防止所述气缸的气缸杆发生转动，所述气缸通过所述导向杆连接件与所述连接座的顶部相连接。