CN212471553U - 一种机器人货架高度调节机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人货架高度调节机构，属于运输机器人技术领域。它解决了现有的运输机器人的货架高度不能调节，导致重心过高影响机器人稳定性的问题。本机器人货架高度调节机构，包括设于第一支撑轴上的第一平行四边形构件和设于第二支撑轴上的与第一平行四边形构件对称设置的第二平行四边形构件，货架的一端连接在第一平行四边形构件的上部，其另一端连接在第二平行四边形构件的上部，第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间设有用于调节形态的配重组件。本实用新型通过改变第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态来调节货架的高度，将货物的重心控制在合理范围内，提高了稳定性。

Description

一种机器人货架高度调节机构

技术领域

本实用新型属于运输机器人技术领域，涉及一种机器人货架高度调节机构。

背景技术

当前，全自动运输机器人的应用越来越广泛，其优势是：可替代越来越高的人力成本，耐用度高、无疲倦感，而且可在污染环境、危险环境中执行任务，以及可执行对人体有伤害的任务。

中国专利公开了一种两轮自平衡运输机器人[授权公告号为CN209176810U]，包括底盘；左车轮组件和右车轮组件；平衡感应组件；控制电路板；电池模组以及货柜；左车轮组件和右车轮组件沿垂直于左右方向的行进方向对称设置；平衡感应组件、控制电路板、电池模组和货柜均沿行进方向对称设置，货柜、控制线路板、电池沿高度方向由上至下依次布置。

上述的机器人中，货柜相对底盘的高度位置无法调节，当将重物放置到货柜上时，货柜的重心升高，导致货柜的稳定性变差，极易向前或向后倾倒；货物越重，对货柜稳定性的影响越大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种根据货物的重量自动调节货架高度的机器人货架高度调节机构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

机器人货架高度调节机构，设于机器人的底座与货架之间，所述的底座上设有第一支撑板以及与第一支撑板相对设置的第二支撑板，所述的第一支撑板上设有水平延伸的第一支撑轴，所述的第二支撑板上设有与第一支撑轴同轴的第二支撑轴，它包括设于第一支撑轴上的第一平行四边形构件和设于第二支撑轴上的与第一平行四边形构件对称设置的第二平行四边形构件，所述货架的一端连接在第一平行四边形构件的上部，其另一端连接在第二平行四边形构件的上部，所述的第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间设有用于调节形态的配重组件。

配重组件用于同时调节第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态，两者的调节幅度相同，始终保证第一平行四边形构件与第二平行四边形构件对称。通过第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态变化可使货架的高度发生改变，放入货架的货物越重，货架的下降幅度越大，整体的重心就越低，可提高稳定性。第一平行四边形构件和第二平行四边形构件位于第一支撑板与第二支撑板之间，货架位于第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的第一平行四边形构件包括套设在第一支撑轴上的第一摆臂和第二摆臂，所述的第一摆臂与第二摆臂交叉设置，所述第一摆臂的上部通过第一铰接轴铰接有与第二摆臂平行的第一连杆，所述的第一连杆远离第一摆臂的一端通过第二铰接轴铰接有与第一摆臂平行的第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端与第二摆臂的下部通过第三铰接轴铰接，所述第二摆臂的上部通过第四铰接轴铰接有与第一摆臂平行的第三连杆，所述的第三连杆远离第二摆臂的一端通过第五铰接轴铰接有与第二摆臂平行的第四连杆，所述第四连杆远离第三连杆的一端与第一摆臂的下部通过第六铰接轴铰接，所述第一铰接轴的中心线与第四铰接轴的中心线位于同一水平面。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的第二平行四边形构件包括套设在第二支撑轴上的摆臂一和摆臂二，所述的摆臂一与摆臂二交叉设置，所述摆臂一的上部通过铰接轴一铰接有与摆臂二平行的连杆一，所述的连杆一远离摆臂一的一端通过铰接轴二铰接有与摆臂一平行的连杆二，所述连杆二远离连杆一的一端与摆臂二的下部通过铰接轴三铰接，所述摆臂二的上部通过铰接轴四铰接有与摆臂一平行的连杆三，所述的连杆三远离摆臂二的一端通过铰接轴五铰接有与摆臂二平行的连杆四，所述连杆四远离连杆三的一端与摆臂一的下部通过铰接轴六铰接，所述的铰接轴一与第一铰接轴同轴，所述的铰接轴二与第二铰接轴同轴，所述的铰接轴三与第三铰接轴同轴，所述的铰接轴四与第四铰接轴同轴，所述的铰接轴五与第五铰接轴同轴，所述的铰接轴六与第六铰接轴同轴。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述货架的一端具有水平延伸的第一导槽以及与第一导槽位于同一高度的第二导槽，所述的第一铰接轴插入第一导槽，所述的第四铰接轴插入第二导槽；所述货架的另一端具有与第一导槽对称设置的导槽一以及与第二导槽对称设置的导槽二，所述的铰接轴一插入导槽一，所述的铰接轴四插入导槽二。

第一导槽、第二导槽、导槽一和导槽四的两端均封闭，防止第一铰接轴、第四铰接轴、铰接轴一和铰接轴四从与之对应设置的导槽内脱出。第一导槽的宽度与第一铰接轴的外径相配合，可保证第一铰接轴能在第一导槽内滑动；第二导槽的宽度与第四铰接轴的外径相配合，可保证第四铰接轴能在第二导槽内滑动；导槽一的宽度与铰接轴一的外径相配合，可保证铰接轴一能在导槽一内滑动；导槽二的宽度与铰接轴四的外径相配合，可保证铰接轴四能在导槽二内滑动。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的第二铰接轴与铰接轴二之间设有第一同步杆，所述第一同步杆的一端与第二铰接轴同轴固连，其另一端与铰接轴二同轴固连；所述的第五铰接轴与铰接轴五之间设有第二同步杆，所述第二同步杆的一端与第五铰接轴同轴固连，其另一端与铰接轴五同轴固连。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的配重组件包括设于第一同步杆上的配重体一以及设于第二同步杆上的配重体二。为了不增加机器人的负担，可将机器人的电气箱作为配重体一和配重体二。配重体一与配重体二之间的距离受货物重量的影响，当货物越重时配重体一与配重体二之间的距离越大，反之则越小。

当货架内没有货物时，在配重体一与配重体二的作用下使第一同步杆与第二同步杆之间的距离最小，此时第一铰接轴抵靠在第一导槽靠近第二导槽的一端，第四铰接轴抵靠在第二导槽靠近第一导槽的一端，铰接轴一抵靠在导槽一靠近导槽二的一端，铰接轴四抵靠在导槽二靠近导槽一的一端。当将货物放入货架后，在货物重力的作用下使第一摆臂的上部向远离第二摆臂上部的方向摆动，在第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的作用下使第二摆臂的上部向远离第一摆臂上部的方向同步摆动，同时摆臂一随第一摆臂同步动作，摆臂二随第二摆臂同步动作，使第一同步杆与第二同步杆之间的距离增大，货架的高度下降。当货架的高度下降到一定位置时，第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态处于平衡状态，能使货架、配重体一和配重体二保持在当前位置。将货物从货架内取出后，在配重体一与配重体二的作用下使第一平行四边形构件与第二平行四边形构件复位。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的第一摆臂至摆臂一的距离小于第二摆臂至摆臂二的距离，所述的第一摆臂上固连有与第一支撑轴同轴设置的驱动杆，所述驱动杆的另一端与摆臂一固连，所述的底座上设有用于驱动驱动杆转动的驱动结构。

在上述的机器人货架高度调节机构中，所述的驱动结构包括设于底座上的电机、同轴设于电机的输出轴上的主动轮以及同轴固连在驱动杆上的从动轮，所述的主动轮与从动轮传动连接。

启动电机，电机的输出轴带动主动轮旋转，主动轮通过传动带与从动轮传动连接，从而带动从动轮转动，从动轮带动驱动杆绕自身中轴线转动，从而带动第一摆臂和摆臂一同步摆动，可主动控制货架位置的高低。电机具备锁死功能，当电机停止后可使驱动杆保持在当前状态。设置驱动结构的目的是：当货物重量较轻时可主动调低货架的高度，使重心降低；当将货物从货架内取走时，可主动使第一平行四边形构件与第二平行四边形构件复位。

与现有技术相比，本机器人货架高度调节机构具有以下优点：

采用第一平行四边形构件与第二平行四边形构件，结构设计巧妙，可根据货物的重量自动调节货架的高度，使机器人的重心降低，可有效提高稳定性；同时可通过设置的驱动结构主动对货架的高度进行调节，调节方便，调节效果好。

附图说明

图1是机器人货架高度调节机构缺少配重组件时的结构示意图。

图2是机器人货架高度调节机构缺少第一支撑板时的结构示意图。

图3是机器人货架高度调节机构的侧视图。

图4是机器人货架高度调节机构的剖视图。

图5是机器人货架高度调节机构缺少配重组件时的又一结构示意图。

图6是机器人货架高度调节机构缺少第二支撑板时的结构示意图。

图7是机器人货架高度调节机构中货架高度较高时的侧视图。

图8是机器人货架高度调节机构中货架高度较低时的侧视图。

图中，101、底座；102、第一支撑板；103、第二支撑板；104、第一支撑轴；105、第二支撑轴；200、货架；201、第一导槽；202、第二导槽；203、导槽一；204、导槽二；301、第一摆臂；302、第二摆臂；303、第一铰接轴；304、第一连杆；305、第二铰接轴；306、第二连杆；307、第三铰接轴；308、第四铰接轴；309、第三连杆；310、第五铰接轴；311、第四连杆；312、第六铰接轴；401、摆臂一；402、摆臂二；403、铰接轴一；404、连杆一；405、铰接轴二；406、连杆二；407、铰接轴三；408、铰接轴四；409、连杆三；410、铰接轴五；411、连杆四；412、铰接轴六；501、第一同步杆；502、第二同步杆；601、配重体一；602、配重体二；700、驱动杆；801、电机；802、主动轮；803、从动轮；804、传动带。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本机器人货架200高度调节机构，设于机器人的底座101与货架200之间，如图1所示，底座101上设有第一支撑板102和与第一支撑板102相对设置的第二支撑板103，三者固连到一起，在第一支撑板102上设有第一支撑轴104，在第二支撑板103上设有与第一支撑轴104同轴的第二支撑轴105。

本机器人货架200高度调节机构，包括设于第一支撑轴104上的第一平行四边形构件和设于第二支撑轴105上的与第一平行四边形构件对称设置的第二平行四边形构件，第一平行四边形构件可绕第一支撑轴104转动，第二平行四边形构件可绕第二支撑轴105转动，且第一平行四边形构件与第二平行四边形构件同步动作。如图2所示，货架200的一端活动连接在第一平行四边形构件的上部，如图6所示，货架200的另一端活动连接在第二平行四边形构件的上部，在第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间设有用于调节形态的配重组件。配重组件用于同时调节第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态，两者的调节幅度相同，始终保证第一平行四边形构件与第二平行四边形构件对称。

通过第一平行四边形构件与第二平行四边形构件的形态变化可使货架200的高度发生改变，放入货架200的货物越重，货架200的下降幅度越大，整体的重心就越低，可提高稳定性。第一平行四边形构件和第二平行四边形构件位于第一支撑板102与第二支撑板103之间，货架200位于第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间。

如图1和图2所示，第一平行四边形构件包括套设在第一支撑轴104上的第一摆臂301和第二摆臂302，第一摆臂301与第二摆臂302交叉设置，如图2和图3所示，第一摆臂301的上部通过第一铰接轴303铰接有与第二摆臂302平行的第一连杆304，第一连杆304远离第一摆臂301的一端通过第二铰接轴305铰接有与第一摆臂301平行的第二连杆306，第二连杆306远离第一连杆304的一端与第二摆臂302的下部通过第三铰接轴307铰接。如图3和图4所示，第二摆臂302的上部通过第四铰接轴308铰接有与第一摆臂301平行的第三连杆309，第三连杆309远离第二摆臂302的一端通过第五铰接轴310铰接有与第二摆臂302平行的第四连杆311，第四连杆311远离第三连杆309的一端与第一摆臂301的下部通过第六铰接轴312铰接，第一铰接轴303的中心线与第四铰接轴308的中心线位于同一水平面。其中，第一铰接轴303、第二铰接轴305、第三铰接轴307、第四铰接轴308、第五铰接轴310和第六铰接轴312相互平行设置。当第一摆臂301摆动时，通过上述的各连杆可使第二摆臂302联动。

如图6-8所示，第二平行四边形构件包括套设在第二支撑轴105上的摆臂一401和摆臂二402，摆臂一401与摆臂二402交叉设置，如图7和图8所示，摆臂一401的上部通过铰接轴一403铰接有与摆臂二402平行的连杆一404，连杆一404远离摆臂一401的一端通过铰接轴二405铰接有与摆臂一401平行的连杆二406，连杆二406远离连杆一404的一端与摆臂二402的下部通过铰接轴三407铰接。如图7和图8所示，摆臂二402的上部通过铰接轴四408铰接有与摆臂一401平行的连杆三409，连杆三409远离摆臂二402的一端通过铰接轴五410铰接有与摆臂二402平行的连杆四411，连杆四411远离连杆三409的一端与摆臂一401的下部通过铰接轴六412铰接，铰接轴一403与第一铰接轴303同轴，铰接轴二405与第二铰接轴305同轴，铰接轴三407与第三铰接轴307同轴，铰接轴四408与第四铰接轴308同轴，铰接轴五410与第五铰接轴310同轴，铰接轴六412与第六铰接轴312同轴。铰接轴一403、铰接轴二405、铰接轴三407、铰接轴四408、铰接轴五410和铰接轴六412相互平行设置。当摆臂一401摆动时，通过连杆一404、连杆二406、连杆三409和连杆四411可使摆臂二402联动。

如图1-3所示，货架200的一端具有水平延伸的第一导槽201以及与第一导槽201位于同一高度的第二导槽202，第一铰接轴303插入第一导槽201，第四铰接轴308插入第二导槽202。如图6-8所示，货架200的另一端具有与第一导槽201对称设置的导槽一203以及与第二导槽202对称设置的导槽二204，铰接轴一403插入导槽一203，铰接轴四408插入导槽二204。

第一导槽201、第二导槽202、导槽一203和导槽二204的两端均封闭，防止第一铰接轴303、第四铰接轴308、铰接轴一403和铰接轴四408从与之对应设置的导槽内脱出。第一导槽201的宽度与第一铰接轴303的外径相配合，可保证第一铰接轴303能在第一导槽201内滑动；第二导槽202的宽度与第四铰接轴308的外径相配合，可保证第四铰接轴308能在第二导槽202内滑动；导槽一203的宽度与铰接轴一403的外径相配合，可保证铰接轴一403能在导槽一203内滑动；导槽二204的宽度与铰接轴四408的外径相配合，可保证铰接轴四408能在导槽二204内滑动。

如图1所示，第二铰接轴305与铰接轴二405之间设有第一同步杆501，第一同步杆501的一端与第二铰接轴305同轴固连，其另一端与铰接轴二405同轴固连。如图2所示，第五铰接轴310与铰接轴五410之间设有第二同步杆502，第二同步杆502的一端与第五铰接轴310同轴固连，其另一端与铰接轴五410同轴固连。

如图3、图7和图8所示，配重组件包括设于第一同步杆501上的配重体一601以及设于第二同步杆502上的配重体二602。为了不增加机器人的负担，可将机器人的电气箱作为配重体一601和配重体二602。配重体一601与配重体二602之间的距离受货物重量的影响，当货物越重时配重体一601与配重体二602之间的距离越大，反之则越小。

当货架200内没有货物时，在配重体一601与配重体二602的作用下使第一同步杆501与第二同步杆502之间的距离最小，此时第一铰接轴303抵靠在第一导槽201靠近第二导槽202的一端，第四铰接轴308抵靠在第二导槽202靠近第一导槽201的一端，铰接轴一403抵靠在导槽一203靠近导槽二204的一端，铰接轴四408抵靠在导槽二204靠近导槽一203的一端，如图7所示，货架200处于高姿态。当将货物放入货架200后，在货物重力的作用下使第一摆臂301的上部向远离第二摆臂302上部的方向摆动，在第一连杆304、第二连杆306、第三连杆309和第四连杆311的作用下使第二摆臂302的上部向远离第一摆臂301上部的方向同步摆动，同时摆臂一401随第一摆臂301同步动作，摆臂二402随第二摆臂302同步动作，使第一同步杆501与第二同步杆502之间的距离增大，货架200的高度下降，如图8所示，货架200处于矮姿态。

如图5和图6所示，第一摆臂301至摆臂一401的距离小于第二摆臂302至摆臂二402的距离，即第二摆臂302位于第一摆臂301远离摆臂一401的一侧，摆臂二402位于摆臂一401远离第一摆臂301的一侧。第一摆臂301上固连有与第一支撑轴104同轴设置的驱动杆700，驱动杆700的另一端与摆臂一401固连，底座101上设有用于驱动驱动杆700转动的驱动结构。

如图1所示，驱动结构包括设于底座101上的电机801、同轴设于电机801的输出轴上的主动轮802以及同轴固连在驱动杆700上的从动轮803，主动轮802与从动轮803通过传动带804传动连接。

启动电机801，电机801的输出轴带动主动轮802转动，主动轮802带动从动轮803转动，从动轮803带动驱动杆700绕自身中轴线转动，从而带动第一摆臂301和摆臂一401同步摆动，在各连杆与配重组件的作用下使第二摆臂302和摆臂二402同步摆动，可主动控制货架200位置的高低。由于电机801具备锁死功能，当电机801停止后可使驱动杆700保持在当前状态。

由于设有驱动结构，当货物的重量较轻时可主动调低货架200的高度，使重心降低；当将货物从货架200内取走时，可主动使第一平行四边形构件与第二平行四边形构件复位，货架200高度升高。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种机器人货架高度调节机构，设于机器人的底座(101)与货架(200)之间，所述的底座(101)上设有第一支撑板(102)和与第一支撑板(102)相对设置的第二支撑板(103)，所述的第一支撑板(102)上设有第一支撑轴(104)，所述的第二支撑板(103)上设有与第一支撑轴(104)同轴的第二支撑轴(105)，其特征在于，它包括设于第一支撑轴(104)上的第一平行四边形构件和设于第二支撑轴(105)上的与第一平行四边形构件对称设置的第二平行四边形构件，所述货架(200)的一端连接在第一平行四边形构件的上部，其另一端连接在第二平行四边形构件的上部，所述的第一平行四边形构件与第二平行四边形构件之间设有用于调节形态的配重组件。

2.根据权利要求1所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的第一平行四边形构件包括套设在第一支撑轴(104)上的第一摆臂(301)和第二摆臂(302)，所述的第一摆臂(301)与第二摆臂(302)交叉设置，所述第一摆臂(301)的上部通过第一铰接轴(303)铰接有与第二摆臂(302)平行的第一连杆(304)，所述的第一连杆(304)远离第一摆臂(301)的一端通过第二铰接轴(305)铰接有与第一摆臂(301)平行的第二连杆(306)，所述第二连杆(306)远离第一连杆(304)的一端与第二摆臂(302)的下部通过第三铰接轴(307)铰接，所述第二摆臂(302)的上部通过第四铰接轴(308)铰接有与第一摆臂(301)平行的第三连杆(309)，所述的第三连杆(309)远离第二摆臂(302)的一端通过第五铰接轴(310)铰接有与第二摆臂(302)平行的第四连杆(311)，所述第四连杆(311)远离第三连杆(309)的一端与第一摆臂(301)的下部通过第六铰接轴(312)铰接，所述第一铰接轴(303)的中心线与第四铰接轴(308)的中心线位于同一水平面。

3.根据权利要求2所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的第二平行四边形构件包括套设在第二支撑轴(105)上的摆臂一(401)和摆臂二(402)，所述的摆臂一(401)与摆臂二(402)交叉设置，所述摆臂一(401)的上部通过铰接轴一(403)铰接有与摆臂二(402)平行的连杆一(404)，所述的连杆一(404)远离摆臂一(401)的一端通过铰接轴二(405)铰接有与摆臂一(401)平行的连杆二(406)，所述连杆二(406)远离连杆一(404)的一端与摆臂二(402)的下部通过铰接轴三(407)铰接，所述摆臂二(402)的上部通过铰接轴四(408)铰接有与摆臂一(401)平行的连杆三(409)，所述的连杆三(409)远离摆臂二(402)的一端通过铰接轴五(410)铰接有与摆臂二(402)平行的连杆四(411)，所述连杆四(411)远离连杆三(409)的一端与摆臂一(401)的下部通过铰接轴六(412)铰接，所述的铰接轴一(403)与第一铰接轴(303)同轴，所述的铰接轴二(405)与第二铰接轴(305)同轴，所述的铰接轴三(407)与第三铰接轴(307)同轴，所述的铰接轴四(408)与第四铰接轴(308)同轴，所述的铰接轴五(410)与第五铰接轴(310)同轴，所述的铰接轴六(412)与第六铰接轴(312)同轴。

4.根据权利要求3所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述货架(200)的一端具有水平延伸的第一导槽(201)以及与第一导槽(201)位于同一高度的第二导槽(202)，所述的第一铰接轴(303)插入第一导槽(201)，所述的第四铰接轴(308)插入第二导槽(202)；所述货架(200)的另一端具有与第一导槽(201)对称设置的导槽一(203)以及与第二导槽(202)对称设置的导槽二(204)，所述的铰接轴一(403)插入导槽一(203)，所述的铰接轴四(408)插入导槽二(204)。

5.根据权利要求3或4所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的第二铰接轴(305)与铰接轴二(405)之间设有第一同步杆(501)，所述第一同步杆(501)的一端与第二铰接轴(305)同轴固连，其另一端与铰接轴二(405)同轴固连；所述的第五铰接轴(310)与铰接轴五(410)之间设有第二同步杆(502)，所述第二同步杆(502)的一端与第五铰接轴(310)同轴固连，其另一端与铰接轴五(410)同轴固连。

6.根据权利要求5所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的配重组件包括设于第一同步杆(501)上的配重体一(601)以及设于第二同步杆(502)上的配重体二(602)。

7.根据权利要求3所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的第一摆臂(301)至摆臂一(401)的距离小于第二摆臂(302)至摆臂二(402)的距离，所述的第一摆臂(301)上固连有与第一支撑轴(104)同轴设置的驱动杆(700)，所述驱动杆(700)的另一端与摆臂一(401)固连，所述的底座(101)上设有用于驱动驱动杆(700)转动的驱动结构。

8.根据权利要求7所述的机器人货架高度调节机构，其特征在于，所述的驱动结构包括设于底座(101)上的电机(801)、同轴设于电机(801)的输出轴上的主动轮(802)以及同轴固连在驱动杆(700)上的从动轮(803)，所述的主动轮(802)与从动轮(803)传动连接。

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