CN210709358U - 基于移动机器人的多功能输送机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于移动机器人的多功能输送机，包括机架、行走机构和输送机构，行走机构驱动运输机行走，输送机构安装于机架上，包括线性模组和检测组件，线性模组包括导轨、滑块和传动装置，导轨固定于机架，传动装置驱动滑块沿导轨滑行，检测组件固定于滑块。本实用新型具有检测组件，用于可见光摄像机和红外热像仪用于对室内设备的图像检测和温度检测，还可根据具体需求，搭载不同类型的检测设备或检测手段，适应不同室内的巡检要求；本实用新型具有线性模组，线性模组带动检测组件上下移动，适应不同高度设备的巡检。

Description

基于移动机器人的多功能输送机

技术领域

本实用新型涉及智能传动领域，更具体的说，它涉及基于移动机器人的多功能输送机。

背景技术

目前，室内运输机器人在生产车间、智能仓储物料、搬运等领域已经开始了推广应用。常用的输送机多为定制型单一功能输送机，仅具有运输、翻转或行走的其中一种或两种功能。目前，对于大多数的固定式输送机，需设置长距离的输送滚筒或输送带，不仅成本高，而且运输路途长，输送效率低，一旦装货地点与卸货地点发生改变，则需要重新设置输送机的结构和形式以满足装货地点与卸货地点的改变，这样不可避免地花费大量人力、物力和时间。而且，仅具有运输和翻转功能的输送机，由于较长的输送长度，一般在输送带或输送滚筒两侧设置短长度的翻转机构，翻转机构与输送机构分开设置，并且，将货物装至输送机构上，还需人工将货物从输送机构上卸到翻转机构上，再利用翻转机构倾倒货物，劳动强度大，运输效率低。仅具有运输和行走功能的输送机，一般并不具有翻转机构。而且，输送机包括单层输送和双层输送两种，都是固定高度式输送机，一旦存在输送位置和目标位置间高差不固定时，便无法应用。

因此，急需要一种可适应多种应用场合、多种功能需求的室内运输机器人。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于移动机器人的多功能输送机，具有行走、运输以及翻转等多种功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于移动机器人的多功能输送机，包括机架、行走机构、输送机构和翻转机构，行走机构驱动机架移动，翻转机构安装于机架，翻转机构包括驱动装置和翻转轴，输送机构固定于翻转轴，驱动装置驱动翻转轴转动。

运输功能，则是通过输送机构实现。翻转功能，则是通过翻转机构实现，对物品倾倒时翻转机构用于将货物倾倒至目标位置。行走功能，则是通过行走机构驱动输送机行走，适用于装货地与卸货地距离较远，以及装货地点与卸货地点随时更改的情况，而且，对于移动路径可以根据实际情况自行设置，以实现最优移动路径，提高输送效率，满足输送机的移动性需求。本实用新型具有运输、翻转以及行走多种功能，满足多种应用场合、多种功能需求。由于输送机具有行走功能，可减短输送机构的长度，使输送机构的长度适中，因此，可直接对输送机构进行翻转。将货物装至输送机构上，输送机行走将货物运输至卸货点，翻转机构可直接完成货物的倾倒，无需人工将货物从输送机构上卸到翻转机构上，再利用翻转机构倾倒货物，节省劳动力，提高卸货效率。

作为优选的方案，驱动装置包括主动齿轮、从动齿轮和电机，电机的输出轴与主动齿轮固定，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，从动齿轮通过键与翻转轴连接。

作为优选的方案，翻转机构包括第一轴承座组件、第二轴承座组件和第三轴承座组件，翻转轴一端通过第一轴承座组件与从动齿轮连接，从动齿轮通过第二轴承座组件与机架固定，翻转轴另一端通过第三轴承座组件与机架固定。具体的，第一轴承座组件、第二轴承座组件和第三轴承座组件均包括轴承座和轴承，轴承座和轴承配合，翻转轴穿过第一轴承座组件的轴承，并与从动齿轮通过键连接进行动力传递。第二轴承座组件的轴承座与机架固定，从动齿轮与第二轴承座组件的轴承固定。

作为优选的方案，电机固定于第一轴承座组件的轴承座。

作为一个具体的实施方式，轴承采用外球面轴承。采用外球面轴承，可以在安装时允许有一定的偏心，减小了对结构的安装精度要求。

作为优选的方案，输送机构包括一个动力滚筒、多个无动力滚筒、第一支架和第二支架，所述动力滚筒内部包含驱动电机，动力滚筒和无动力滚筒位于第一支架和第二支架之间。需要具体说明的是，动力滚筒和无动力滚筒均固定于第一支架和第二支架之间。优选的，动力滚筒和无动力滚筒等间距布置。优选的，输送机构采用多锲带传动方式，其中，滚筒多锲带具有高速、静音、传动效率高等优点。

作为优选的方案，输送机构通过固定件固定于翻转轴。具体的，固定件与第一支架固定。固定件的个数不限，优选的，固定件对称设有两个。设置两个固定件有利于输送机构能够稳定地固定于翻转轴上，不会发生歪斜。

作为优选的方案，输送机构设有光电传感器，光电传感器固定于第二支架。优选的，光电传感器对称设有两组，光电传感器沿第二支架横向排列。光电传感器用于对输送机构上货物的倾倒干净性检查，如输送机构上货物未翻转倾倒干净，则翻转机构会再执行一次翻转动作。运输机行使输送功能时，当两个光电传感器同时触发时，表明货物运输到位，可以进行下一步的动作。

作为优选的方案，机架顶部设有视觉检查机构。优选的，视觉检查机构为摄像头，摄像头用于货物输送的视频监控与采集。

作为优选的方案，机架为方形框架结构。优选的，机架采用型材。具体的，机架为铝型材框架，控制线缆和动力线缆可隐藏于型材的凹槽内。

行走机构，包括两种方案，一种方案是：行走机构包括驱动轮，驱动轮安装于机架底部，优选的，驱动轮设有结构相同的两组。输送机可进行差速转向、前进、后退、原地转向。另一种方案是：行走机构包括固定座和舵轮，舵轮通过固定座固定于机架，舵轮安装有直行电机和转向电机。设置两个电机，可以使集成转向功能与直行功能于一体。优选的，舵轮位于机架底部的中心位置。

作为优选的方案，所述输送机包括控制箱，控制箱设置于机架，控制箱内部设有工控机。通过工控机控制驱动电机进行直行和转向。

作为优选的方案，行走机构包括万向轮，万向轮位于机架的四角底部，机架与万向轮之间设有减震缓冲组件，减震缓冲组件包括伸缩杆和弹簧，弹簧套设于伸缩杆外部。采用减震缓冲组件能适应地面低洼不平、坡度、台阶等复杂场合的应用。具体的，万向轮结构相同。需要说明的是，震缓冲组件一端与机架固定，另一端与万向轮连接。

作为优选的方案，所述输送机包括升降机构，升降机构一端与机架固定，另一端通过转接件与翻转轴固定。升降机构升降时，翻转机构和输送机构也随之升降，满足不同高度的物料输送需求。优选的，升降机构设置有两组，分别位于翻转轴两端，每个升降机构均配置一台升降电机。优选的，升降机构为电动升降杆或线性模组。在这里，采用双电机同步升降控制方式，可对不同运输高度进行自动升降调节。

作为优选的方案，机架顶部设有检测组件，检测组件包括可见光摄像机、红外热像仪和云台，可见光摄像机和红外热像仪分别固定于云台两端。优选的，检测组件与输送机构的覆盖面互不干涉。检测组件不影响输送机构的升降。可见光摄像机和红外热像仪用于对室内设备的图像检测和温度检测。

优选的，机架设有线性模组，线性模组包括导轨、滑块和传动装置，导轨固定于机架，传动装置驱动滑块沿导轨滑行，云台固定于滑块。优选的，传动装置为丝杠或皮带。线性模组可以带动云台进行升降运动，以适应不同高度设备的巡检。优选的，传动装置为皮带。

作为优选的方案，机架设有激光导航传感器，激光导航传感器位于机架顶部。激光导航传感器用于机器人在室内的行走导航。

作为优选的方案，机架设有电池、无线充电装置和储物箱，电池、无线充电装置和储物箱位于机架底部。具体的，机架底部设有横板，电池、无线充电装置和储物箱位于横板两侧。电池用于对整机的供电。采用无线充电方式，避免出现充电时候的电火花，提高了输送机的适用场合和智能化、自动化程度。储物箱用来放置常用的工器具，如螺钉、扳手。电池、无线充电装置和储物箱位于机架底部，不影响输送机构、翻转机构的使用。优选的，横板位于机架底部的中部位置。需要说明的是，电池、无线充电装置和储物箱位于机架的中间位置，避免运输机因重心不稳导致倾斜、歪倒。

多功能输送机的工作方法，包括以下步骤：

(1)后台下发巡检指令：输送机执行室内检测功能，检测组件对室内设备的外观、仪表度数、设备温度等进行检测，如发现有故障则报警；

(2)后台下发运输指令：输送机执行运输指令，运动到指定运输线或生产线位置，将货物自动传送到输送机构上；再执行升降指令，升降机构运动到最低位置，确保运动稳定性；动作完成后，输送机执行水平运动指令，沿预设的路径运动到目标点；将货物运输到目标生产线或输送线上；

(3)后台下发翻转指令：机器人如上述所示，运动到目标点后，本实用新型执行翻转指令，将运输的货物倾倒至目标位置；视觉检查机构对货物进行检查，如完全倾倒干净，则机器人执行下一指令；如未倾倒干净，则重复执行翻转指令一次；

(4)后台下发组合指令：输送机执行上述动作的叠加；

(5)本实用新型具备自主操作和人工操作两种工作方式，其中自主操作可在后台中设置路径规划和动作规划。

本实用新型的技术优点在于：

1、将输送机的运输功能、翻转功能和行走功能结合，由于输送机具有行走功能，可减短输送机构的长度，使输送机构的长度适中，因此，可直接对输送机构进行翻转，节省劳动力，提高运输效率。

2、本实用新型带有升降机构，升降机构能使输送机构和翻转机构进行升降，以适应不同高度的运输线、生产线或工位。

3、本实用新型具有检测组件，用于可见光摄像机和红外热像仪用于对室内设备的图像检测和温度检测，还可根据具体需求，搭载不同类型的检测设备或检测手段，适应不同室内的巡检要求。

4、本实用新型具有线性模组，线性模组带动检测组件上下移动，适应不同高度设备的巡检。

5、本实用新型的万向轮带有减震结构，适应地面低洼不平、坡度、台阶等复杂场合的应用。

6、本实用新型采用无线充电方式，电量不足时候能自动返回充电点进行充电，无电火花，安全可靠，提高了产品的自动化与智能化程度。

7、本实用新型翻转机构采用外球面轴承，安装时后允许有一定的偏心，减小了对结构的安装精度要求。

8、本实用新型可设置多种工作模式，可根据需要选择。

9、本实用新型具有储物箱，用来放置常用的工器具，如螺钉、扳手，方便对输送机的日常维护。

10、本实用新型设有激光导航传感器，激光导航传感器用于机器人在室内的行走导航。

11、本实用新型采用铝型材框架，相关控制线缆和动力线缆可隐藏于型材的凹槽内，避免了线缆的磨损和损坏。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为翻转机构的结构示意图。

图3为检测组件安装于线性模组的结构示意图。

图4为减震缓冲组件的结构示意图。

图5为实施例2的结构示意图。

图中标识：机架1、横板101、电池102、无线充电装置103、控制箱104、储物箱105、驱动装置2、驱动轮201、万向轮202、减震缓冲组件203、弹簧2031、伸缩杆2032、舵轮204、固定座205、输送机构3、动力滚筒301、无动力滚筒302、第一支架303、第二支架304、固定件305、光电传感器306、翻转机构4、主动齿轮401、从动齿轮402、电机403、翻转轴404、第一轴承座组件405、第二轴承座组件406、第三轴承座组件407、转接件408、视觉检查机构5、升降机构6、检测组件7、云台701、可见光摄像机702、红外热像仪703、激光导航传感器8、线性模组9、导轨901、滑块902。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种基于移动机器人的多功能输送机，包括机架1、行走机构2、输送机构3和翻转机构4，行走机构2驱动机架1行走，翻转机构4安装于机架1，翻转机构包括翻转轴404和驱动装置，输送机构4固定于翻转轴404，驱动装置驱动翻转轴404转动。具体的，驱动装置包括主动齿轮401、从动齿轮402、电机403和翻转轴404，电机403的输出轴与主动齿轮401固定，主动齿轮401与从动齿轮402啮合传动，从动齿轮402通过键与翻转轴404连接。运输功能，则是通过输送机构实现。翻转功能，则是通过翻转机构实现，对物品倾倒时翻转机构用于将货物倾倒至目标位置。行走功能，则是通过行走机构驱动输送机行走，适用于装货地与卸货地距离较远，以及装货地点与卸货地点随时更改的情况，而且，对于移动路径可以根据实际情况自行设置，以实现最优移动路径，提高输送效率，满足输送机的移动性需求。本实用新型具有运输、翻转以及行走多种功能，满足多种应用场合、多种功能需求。由于输送机具有行走功能，可减短输送机构的长度，使输送机构的长度适中，因此，可直接对输送机构进行翻转。将货物装至输送机构上，输送机行走将货物运输至卸货点，翻转机构可直接完成货物的倾倒，无需人工将货物从输送机构上卸到翻转机构上，再利用翻转机构倾倒货物，节省劳动力，提高卸货效率。

作为优选的方案，如图1所示，翻转机构4包括第一轴承座组件405、第二轴承座组件406和第三轴承座组件407，翻转轴404一端通过第一轴承座组件405与从动齿轮402连接，从动齿轮402通过第二轴承座组件406与机架1固定，翻转轴404另一端通过第三轴承座组件407与机架1固定。具体的，第一轴承座组件405、第二轴承座组件406和第三轴承座组件407均包括轴承座和轴承，轴承座和轴承配合，翻转轴404穿过第一轴承座组件405的轴承，并与从动齿轮402通过键连接进行动力传递。第二轴承座组件406的轴承座与机架1固定，从动齿轮402与第二轴承座组件406的轴承固定。

作为优选的方案，如图2所示，电机403固定于第一轴承座组件405的轴承座。

作为一个具体的实施方式，轴承采用外球面轴承。采用外球面轴承，可以在安装时允许有一定的偏心，减小了对结构的安装精度要求。

作为优选的方案，如图1所示，输送机构3包括一个动力滚筒301、多个无动力滚筒302、第一支架303和第二支架304，所述动力滚筒内部包含驱动电机，动力滚筒301和无动力滚筒302位于第一支架303和第二支架304之间。需要具体说明的是，动力滚筒301和无动力滚筒302均固定于第一支架303和第二支架304之间。优选的，动力滚筒301和无动力滚筒302等间距布置。优选的，输送机构采用多锲带传动方式，其中，滚筒多锲带具有高速、静音、传动效率高等优点。

作为优选的方案，如图1所示，输送机构3通过固定件305固定于翻转轴404。具体的，固定件305与第一支架303固定。固定件305的个数不限，优选的，固定件305对称设有两个。设置两个固定件305有利于输送机构3能够稳定地固定于翻转轴404上，不会发生歪斜。

作为优选的方案，如图1所示，所述输送机包括升降机构6，升降机构6一端与机架1固定，升降机构6另一端通过转接件408与翻转轴404固定。升降机构6升降时，输送机构6也随之升降，满足不同高度的物料输送需求。优选的，升降机构6设置有两组，分别位于机架1两侧，每个升降机构6均配置一台电机。优选的，升降机构为电动升降杆或线性模组。在这里，采用双电机同步升降控制方式，可对不同运输高度进行自动升降调节。

作为优选的方案，如图1所示，输送机构3设有光电传感器306，光电传感器306固定于第二支架304。优选的，光电传感器306对称设有两组，光电传感器306沿第二支架304横向排列。光电传感器306用于对输送机构3上货物的倾倒干净性检查，如输送机构3上货物未翻转倾倒干净，则翻转机构4会再执行一次翻转动作。运输机行使输送功能时，当两个光电传感器306同时触发时，表明货物运输到位，可以进行下一步的动作。

作为优选的方案，如图1所示，机架顶部设有视觉检查机构5。优选的，视觉检查机构为摄像头，摄像头用于货物输送的视频监控与采集。

作为优选的方案，如图1所示，机架1为方形框架结构。优选的，机架1采用型材。具体的，机架为铝型材框架，控制线缆和动力线缆可隐藏于型材的凹槽内。

作为优选的方案，如图1所示，行走机构2包括驱动轮201，驱动轮201安装于机架1底部，优选的，驱动轮201设有结构相同的两组。输送机可进行差速转向、前进、后退、原地转向。

作为优选的方案，行走机构2包括万向轮202，万向轮202位于机架1的四角底部，机架1与万向轮202之间设有减震缓冲组件203，减震缓冲203组件包括伸缩杆和弹簧，弹簧套设于伸缩杆外部。采用减震缓冲组件能适应地面低洼不平、坡度、台阶等复杂场合的应用。具体的，万向轮202结构相同。需要说明的是，减震缓冲组件203一端与机架1固定，另一端与万向轮202连接。

作为优选的方案，如图1所示，机架1顶部设有检测组件7，检测组件7包括可见光摄像机702、红外热像仪703和云台701，云台701固定于机架1，可见光摄像机702和红外热像仪703分别固定于云台701两端。可见光摄像机702和红外热像仪703用于对室内设备的图像检测和温度检测。优选的，检测组件7与输送机构3的覆盖面互不干涉。检测组件7不影响输送机构3的升降。

进一步，为适应不同高度设备的巡检，机架1设有线性模组9，如图3所示，线性模组包括导轨901、滑块902和传动装置，导轨901固定于机架1，传动装置驱动滑块902沿导轨901滑行，云台701固定于滑块902，可见光摄像机702和红外热像仪703分别固定于云台701两端。优选的，传动装置为丝杠或皮带。线性模组9可以带动检测组件7进行升降运动，对不同高度的设备进行检测。

作为优选的方案，如图1所示，机架设有激光导航传感器8，激光导航传感器8位于机架1顶部。激光导航传感器8用于机器人在室内的行走导航。

作为优选的方案，机架1设有电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105，电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105位于机架1底部。具体的，机架1底部设有横板101，电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105均固定于横板101两侧。电池102用于对整机的供电。采用无线充电方式，避免出现充电时候的电火花，提高了输送机的适用场合和智能化、自动化程度。控制箱104内部设有工控机，通过工控机控制驱动机构运行。储物箱105用来放置常用的工器具，如螺钉、扳手。电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105位于机架1底部，不影响输送机构3、翻转机构4的使用。优选的，横板101位于机架1底部的中部位置。需要说明的是，电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105位于机架1的中间位置，避免运输机因重心不稳导致倾斜、歪倒。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：实施例2不具有翻转机构4，且实施例2的行走机构2为舵轮204。

实施例2中，如图5所示，驱动机构2包括固定座205和舵轮204，舵轮204通过固定座205固定于机架1，舵轮204安装有直行电机和转向电机。设置两个电机，可以使集成转向功能与直行功能于一体。优选的，舵轮204位于机架底部的中心位置。机架1设有控制箱105，控制箱105内部设有工控机，通过工控机控制直行电机和转向电机进行直行和转向。

作为一个具体的实施例，机架1设有电池102、无线充电装置103、控制箱104和储物箱105，电池102和无线充电装置103位于舵轮204一侧，控制箱104和储物箱105位于舵轮204另一侧，如此设置能避免输送机因重心不稳导致倾斜、歪倒。

多功能输送机的工作方法，包括以下步骤：

(1)后台下发巡检指令：输送机执行室内检测功能，检测组件对室内设备的外观、仪表度数、设备温度等进行检测，如发现有故障则报警；巡检过程中根据待巡检设备的高度自动调节升降机构进行升降运动；

(2)后台下发运输指令：输送机执行运输指令，运动到指定运输线或生产线位置，将货物自动传送到输送机构上；再执行升降指令，升降机构运动到最低位置，确保运动稳定性；动作完成后，输送机执行水平运动指令，沿预设的路径运动到目标点；将货物运输到目标生产线或输送线上，机器人运行中采用激光导航方式；

(3)后台下发翻转指令：机器人如上述所示，运动到目标点后，输送机执行翻转指令，将运输的货物倾倒至目标位置；视觉检查机构对货物进行检查，如完全倾倒干净，则机器人执行下一指令；如未倾倒干净，则重复执行翻转指令一次；

(4)后台下发组合指令：输送机执行上述动作的叠加；

(5)输送机具备自主操作和人工操作两种工作方式，其中自主操作可在后台中设置路径规划和动作规划。

在缺少本文中所具体公开的任何元件、限制的情况下，可以实现本文所示和所述的实用新型。所采用的术语和表达法被用作说明的术语而非限制，并且不希望在这些术语和表达法的使用中排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物，而且应该认识到各种改型在本实用新型的范围内都是可行的。因此应该理解，尽管通过各种实施例和可选的特征具体公开了本实用新型，但是本文所述的概念的修改和变型可以被本领域普通技术人员所采用，并且认为这些修改和变型落入所附权利要求书限定的本实用新型的范围之内。

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Claims (9)

1.基于移动机器人的多功能输送机，包括机架、行走机构和输送机构，行走机构驱动机架行走，输送机构安装于机架上，其特征在于，包括线性模组和检测组件，线性模组包括导轨、滑块和传动装置，导轨固定于机架，传动装置驱动滑块沿导轨滑行，检测组件固定于滑块。

2.如权利要求1所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，传动装置为丝杠或皮带。

3.如权利要求2所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，检测组件包括可见光摄像机、红外热像仪和云台，云台与滑块固定，可见光摄像机和红外热像仪分别位于云台两端。

4.如权利要求3所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，机架设有激光导航传感器，激光导航传感器位于机架顶部。

5.如权利要求4所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，所述输送机包括控制箱，控制箱内部设有工控机。

6.如权利要求5所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，行走机构包括固定座和舵轮，舵轮通过固定座固定于机架，舵轮安装有直行电机和转向电机。

7.如权利要求6所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，行走机构包括万向轮，万向轮位于机架的四角底部，机架与万向轮之间设有减震缓冲组件，减震缓冲组件包括伸缩杆和弹簧，弹簧套设于伸缩杆外部。

8.如权利要求7所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，输送机构包括一个动力滚筒、多个无动力滚筒、第一支架和第二支架，所述动力滚筒内部包含驱动电机，动力滚筒和无动力滚筒位于第一支架和第二支架之间。

9.如权利要求8所述的基于移动机器人的多功能输送机，其特征在于，输送机构设有光电传感器，光电传感器固定于第二支架。

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