CN208469981U - 一种原地转向机构及物流配送机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种原地转向机构，包括底座，底座上方相对设置有端盖，端盖与底座之间设有推杆电机，并且推杆电机的壳体端固定在端盖上，推杆电机的推杆端固定在底座上；围绕推杆电机周侧对称分布有至少两根支撑腿，至少一根支撑腿的转向轮内安装有驱动转向轮转动的轮毂电机。本实用新型还公开了一种物流配送机器人，包括车底架，采用本实用新型所提供的原地转向机构；所述原地转向机构的端盖固定连接在所述车底架底面的中央位置处。本实用新型解决了现有技术中物流配送机器人在狭窄空间内难以进行转向的技术问题，能够使物流配送机器人在狭小空间内进行原地转向。

Description

一种原地转向机构及物流配送机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种用于机器人转向的原地转向机构以及配置有原地转向机构的物流配送机器人。

背景技术

随着电子商务的日益发展，与之配套的物流产业也在不断发展创新，物流效率一直是各个电商巨头的痛点。为了提高仓库运营效率，降低物流成本，电商巨头们纷纷研发物流配送机器人，助推企业仓储物流系统升级优化。目前物流配送机器人按照爬楼梯功能的实现原理，物流配送机器人可分为轮式、履带式、腿式和复合式结构。物流配送机器人在宽敞的公路上行驶时可依赖车身两侧轮子速度差来进行转弯，但是在狭窄空间（如楼梯平台上）难以进行差速转弯。因此，需要一种能够实现物流机器在狭窄空间内进行转向的机构。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种原地转向机构，解决现有技术中物流配送机器人在狭窄空间内难以进行转向的技术问题，能够使物流配送机器人在狭小空间内进行原地转向。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种原地转向机构，包括底座，底座上方相对设置有端盖，端盖与底座之间设有推杆电机，并且推杆电机的壳体端固定在端盖上，推杆电机的推杆端固定在底座上；围绕推杆电机周侧对称分布有至少两根支撑腿，所述支撑腿包括平面连杆机构与转向轮，至少一根支撑腿的转向轮内安装有驱动转向轮转动的轮毂电机；所述平面连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；第一连杆平行于推杆电机的轴线，并且第一连杆的一端固定连接在端盖上，第一连杆的另一端朝向底座延伸；第二连杆一端与第一连杆朝向底座的一端铰接，第二连杆另一端安装转向轮，转向轮的轮毂紧配合连接在第二连杆上；第三连杆一端铰接在底座朝向端盖的一面上，第三连杆的另一端铰接在第二连杆的中部；推杆电机的推杆外伸出推杆电机壳体时，能够通过第三连杆带动第二连杆绕与第一连杆的铰接点朝向推杆电机方向转动，从而使得第二连杆上的转向轮能够下降到底座下方以提供支撑，并且在推杆电机自锁作用下支撑腿能够保持下降后的支撑状态；推杆电机的推杆缩入推杆电机壳体时，能够通过第三连杆带动第二连杆绕与第一连杆的铰接点朝向远离推杆电机方向转动，从而使得第二连杆带动转向轮上升，并且在推杆电机的自锁作用下支撑腿能够保持上升后的收拢状态。

优选的，所述第二连杆用于套接转向轮的一端具有弯折段，转向轮套接在所述弯折段上；在支撑腿保持收拢状态时，弯折段呈向上并且朝向远离推杆电机的方向倾斜，且在支撑腿下降到支撑状态时，弯折段能够保持水平。

本实用新型还提供一种物流配送机器人，包括车底架，采用本实用新型所提供的原地转向机构；所述原地转向机构的端盖固定连接在所述车底架底面的中央位置处。

优选的，所述车底架上设有用于安装原地转向机构的安装支架，所述安装支架包括安装板，安装板两端通过支撑立扳固定在车底架两侧，从而使得安装板位于车底架上表面上方；原地转向机构固定连接在安装板下表面中央位置。

优选的，所述轮式行走机构包括行星轮组、行星轮支架、中心轴、链轮传动机构、链轮主轴以及中心轴；中心轴与链轮主轴平行，链轮传动机构的主动链轮紧配合连接在链轮主轴上，链轮传动机构的从动链轮活动套接在中心轴上，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动；所述行星轮组包括间隙配合在中心轴上的中心轮，围绕中心轮外周均匀分布有三个与中心轮啮合的过渡轮，过渡轮中的一个作为主动齿轮紧配合连接在链轮主轴上；每个过渡轮还啮合有行星轮，每个行星轮的中心点均位于所啮合的过渡轮和中心轮的中心点连线上；所述行星轮支架包括相对设置的外支架与内支架，行星轮组位于外支架与内支架之间，并且中心轴从内支架内侧垂直贯穿内支架与外支架从而将中心轮支撑在行星轮支架内；各行星轮通过各自对应的行星轮轴动力连接有位于外支架外侧的车轮；所述中心轴上还连接有凸颈法兰，凸颈法兰的法兰盘固定连接在内支架内侧面上，凸颈法兰的凸颈紧配合连接在中心轴上，并且凸颈上还设有传动键，从动链轮上设有能够与所述传动键配合的键槽；从动链轮与凸颈法兰之间通过离合器连接；在离合器的作用下凸颈法兰上的传动键能卡入或者脱离从动链轮的键槽；当传动键卡入键槽内，从动链轮能够带动行星轮组围绕中心轴进行公转；当传动键脱离键槽，主动链轮能够通过主动齿轮带动行星轮自转。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的原地转向机构只需要放下支撑腿，启动轮毂电机便能实现转向，由于转弯半径是从推杆电机轴线到转向轮中心之间的距离，与现有技术中的差速转向相比，大大缩小了转弯半径，从而大大降低了对转向空间的要求，能够适用于在狭小空间转向。

2、转向轮套接在第二连杆上的弯折段上使得支撑腿下降到支撑状态时，弯折段能够保持水平，这样转向轮就能够垂直于地面，能够提供竖向支撑，并使得支撑更加稳定。

3、本实用新型的物流配送机器人由于安装了原地转向机构，因此能够在狭小的空间进行原地转向，提高物流配送机器人的适应范围。在物流配送机器人行走过程中，原地转向机构的支撑腿能够收拢，这样在不需要转向的时候，可以收拢支撑腿，避免支撑腿与地面产生运动干涉或摩擦碰撞。

4、轮式行走机构通过离合器切换爬梯模式和行走模式，轮式行走机构能够通过行星轮组的使得物流配送机器人实现爬梯，轮式行走机构能够通过行星轮自转在平地上进行行走。

附图说明

图1是本具体实施方式中原地转向机构的结构示意图；

图2是物流配送机器人下放支撑腿的状态图；

图3是物流配送机器人收拢支撑腿的状态图；

图4是轮式行走机构的结构示意图；

图5是轮式行走机构的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种原地转向机构，包括底座1，底座1上方相对设置有端盖，端盖与底座1之间设有推杆电机2，并且推杆电机2的壳体端固定在端盖上，推杆电机2的推杆端固定在底座1上；围绕推杆电机2外侧对称分布有至少两根支撑腿，所述支撑腿包括平面连杆机构与转向轮3，至少一根支撑腿的转向轮3内安装有驱动转向轮3转动的轮毂电机；所述平面连杆机构包括第一连杆11、第二连杆12与第三连杆13；第一连杆11平行于推杆电机2的轴线，并且第一连杆11的一端固定连接在端盖上，第一连杆11的另一端朝向底座1延伸；第二连杆12一端与第一连杆11朝向底座1的一端铰接，第二连杆12另一端安装转向轮3，转向轮3的轮毂紧配合连接在第二连杆12上；第三连杆13一端铰接在底座1朝向端盖的一面上，第三连杆13的另一端铰接在第二连杆12的中部；推杆电机2的推杆外伸出推杆电机2壳体时，能够通过第三连杆13带动第二连杆12绕与第一连杆11的铰接点朝向推杆电机2方向转动，从而使得第二连杆12上的转向轮3能够下降到底座1下方以提供支撑，并且在推杆电机2自锁作用下支撑腿能够保持下降后的支撑状态；推杆电机2的推杆缩入推杆电机2壳体时，能够通过第三连杆13带动第二连杆12绕与第一连杆11的铰接点朝向远离推杆电机2方向转动，从而使得第二连杆12带动转向轮3上升，并且在推杆电机2的自锁作用下支撑腿能够保持上升后的收拢状态。

本具体实施方式中，所述支撑腿的数量为4个，支撑更加稳定，平衡性更好。转向轮3包括轮毂与轮胎，轮毂与支撑腿上的第二连杆12紧配合，转向轮3的轮胎为橡胶轮胎。

本实用新型的原地转向机构只需要放下支撑腿，启动轮毂电机便能实现转向，由于转弯半径是从推杆电机2轴线到转向轮3中心之间的距离，与现有技术中的差速转向相比，大大缩小了转弯半径，从而大大降低了对转向空间的要求，能够适用于在狭小空间转向。

本具体实施方式中，所述第二连杆12用于套接转向轮3的一端具有弯折段，转向轮3套接在所述弯折段上；在支撑腿保持收拢状态时，弯折段呈向上并且朝向远离推杆电机2的方向倾斜，从而使得支撑腿下降到支撑状态时，弯折段能够保持水平。

转向轮3套接在第二连杆12上的弯折段上使得支撑腿下降到支撑状态时，弯折段能够保持水平，这样转向轮3就能够垂直于地面，能够提供竖向支撑，并使得支撑更加稳定。

一种物流配送机器人，包括车底架4，采用本实用新型提供的原地转向机构；所述原地转向机构的端盖固定连接在所述车底架4底面的中央位置处。

本实用新型的物流配送机器人由于安装了原地转向机构，因此能够在狭小的空间进行原地转向，提高物流配送机器人的适应范围。如图2所示，在需要转向的时候，下放原地转向机构的支持腿，利用支撑腿支撑物流配送机器人，再启动轮毂电机，便能进行原地转向。如图3所示，在物流配送机器人行走过程中，原地转向机构的支撑腿能够收拢，这样在不需要转向的时候，可以收拢支撑腿，避免支撑腿与地面产生运动干涉或摩擦碰撞。

本具体实施方式中，所述车底架4上设有用于安装原地转向机构的安装支架5，所述安装支架5包括安装板，安装板两端通过支撑立扳固定在车底架4两侧，从而使得安装板位于车底架4上表面上方；原地转向机构固定连接在安装板下表面中央位置。通过安装支架5，能够提高支持腿收拢的高度。

本具体实施方式中，所述车底架4前后两端均设有轮式行走机构6。轮式行走机构6用于物流配送机器人行走或爬梯，本具体实施方式中轮式行走机构6的具体结构，如图4至图5所示，所述轮式行走机构6包括行星轮组、行星轮支架62、中心轴61、链轮传动机构、链轮主轴（图中未示出）以及中心轴61；中心轴61与链轮主轴平行，链轮传动机构的主动链轮紧配合连接在链轮主轴上，链轮传动机构的从动链轮63活动套接在中心轴61上，主动链轮与从动链轮63之间通过链条传动；所述行星轮组包括间隙配合在中心轴61上的中心轮65，围绕中心轮65外周均匀分布有三个与中心轮65啮合的过渡轮66，过渡轮66中的一个作为主动齿轮紧配合连接在链轮主轴上；每个过渡轮66还啮合有行星轮67，每个行星轮67的中心点均位于所啮合的过渡轮66和中心轮65的中心点连线上；所述行星轮67支架62包括相对设置的外支架与内支架，行星轮67组位于外支架与内支架之间，并且中心轴61从内支架内侧垂直贯穿内支架与外支架从而将中心轮65支撑在行星轮67支架62内；各行星轮67通过各自对应的行星轮67轴动力连接有位于外支架外侧的车轮64；所述中心轴61上还连接有凸颈法兰，凸颈法兰的法兰盘固定连接在内支架内侧面上，凸颈法兰的凸颈紧配合连接在中心轴61上，并且凸颈上还设有传动键，从动链轮63上设有能够与所述传动键配合的键槽；从动链轮63与凸颈法兰之间通过离合器连接；在离合器的作用下凸颈法兰上的传动键能卡入或者脱离从动链轮63的键槽；当传动键卡入键槽内，从动链轮63能够带动行星轮67组围绕中心轴61进行公转；当传动键脱离键槽，主动链轮能够通过主动齿轮带动行星轮67自转。

本具体实施方式中的轮式行走机构6能够利用离合器进行平地行走模式与爬梯运动模式的切换，利用同一机构实现两种功能，能够大大简化结构设计。其中，平地行走模式时，利用主动链轮带动行星轮组中的行星轮自转行星轮再带动车轮自转，从而实现平地行走；爬梯运动模式时，利用从动链轮带动行星轮组进行公转，从而实现爬梯运动。

Claims (7)

1.一种原地转向机构，其特征在于：包括底座，底座上方相对设置有端盖，端盖与底座之间设有推杆电机，并且推杆电机的壳体端固定在端盖上，推杆电机的推杆端固定在底座上；围绕推杆电机周侧对称分布有至少两根支撑腿，所述支撑腿包括平面连杆机构与转向轮，至少一根支撑腿的转向轮内安装有驱动转向轮转动的轮毂电机；所述平面连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；第一连杆平行于推杆电机的轴线，并且第一连杆的一端固定连接在端盖上，第一连杆的另一端朝向底座延伸；第二连杆一端与第一连杆朝向底座的一端铰接，第二连杆另一端安装转向轮，转向轮的轮毂紧配合连接在第二连杆上；第三连杆一端铰接在底座朝向端盖的一面上，第三连杆的另一端铰接在第二连杆的中部；推杆电机的推杆外伸出推杆电机壳体时，能够通过第三连杆带动第二连杆绕与第一连杆的铰接点朝向推杆电机方向转动，从而使得第二连杆上的转向轮能够下降到底座下方以提供支撑，并且在推杆电机自锁作用下支撑腿能够保持下降后的支撑状态；推杆电机的推杆缩入推杆电机壳体时，能够通过第三连杆带动第二连杆绕与第一连杆的铰接点朝向远离推杆电机方向转动，从而使得第二连杆带动转向轮上升，并且在推杆电机的自锁作用下支撑腿能够保持上升后的收拢状态。

2.根据权利要求1所述的原地转向机构，其特征在于：所述第二连杆用于套接转向轮的一端具有弯折段，转向轮套接在所述弯折段上；在支撑腿保持收拢状态时，弯折段呈向上并且朝向远离推杆电机的方向倾斜，且在支撑腿下降到支撑状态时，弯折段能够保持水平。

3.根据权利要求1所述的原地转向机构，其特征在于：所述支撑腿的数量为4个。

4.一种物流配送机器人，包括车底架，其特征在于：采用权利要求1～3中任一所述的原地转向机构；所述原地转向机构的端盖固定连接在所述车底架底面的中央位置处。

5.根据权利要求4所述的物流配送机器人，其特征在于：所述车底架上设有用于安装原地转向机构的安装支架，所述安装支架包括安装板，安装板两端通过支撑立扳固定在车底架两侧，从而使得安装板位于车底架上表面上方；原地转向机构固定连接在安装板下表面中央位置。

6.根据权利要求4所述的物流配送机器人，其特征在于：所述车底架前后两端均设有轮式行走机构。

7.根据权利要求6所述的物流配送机器人，其特征在于：所述轮式行走机构包括行星轮组、行星轮支架、中心轴、链轮传动机构、链轮主轴以及中心轴；中心轴与链轮主轴平行，链轮传动机构的主动链轮紧配合连接在链轮主轴上，链轮传动机构的从动链轮活动套接在中心轴上，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动；所述行星轮组包括间隙配合在中心轴上的中心轮，围绕中心轮外周均匀分布有三个与中心轮啮合的过渡轮，过渡轮中的一个作为主动齿轮紧配合连接在链轮主轴上；每个过渡轮还啮合有行星轮，每个行星轮的中心点均位于所啮合的过渡轮和中心轮的中心点连线上；所述行星轮支架包括相对设置的外支架与内支架，行星轮组位于外支架与内支架之间，并且中心轴从内支架内侧垂直贯穿内支架与外支架从而将中心轮支撑在行星轮支架内；各行星轮通过各自对应的行星轮轴动力连接有位于外支架外侧的车轮；所述中心轴上还连接有凸颈法兰，凸颈法兰的法兰盘固定连接在内支架内侧面上，凸颈法兰的凸颈紧配合连接在中心轴上，并且凸颈上还设有传动键，从动链轮上设有能够与所述传动键配合的键槽；从动链轮与凸颈法兰之间通过离合器连接；在离合器的作用下凸颈法兰上的传动键能卡入或者脱离从动链轮的键槽；当传动键卡入键槽内，从动链轮能够带动行星轮组围绕中心轴进行公转；当传动键脱离键槽，主动链轮能够通过主动齿轮带动行星轮自转。