CN212706727U - 一种方便卸货的轮式机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方便卸货的轮式机器人，包括水平分布的底盘；底盘上，设置有前轮驱动部分、后轮驱动部分以及卸货部分；前轮驱动部分的结构为：底盘的前端枢接有一个前轮；前轮的底部，向下突出于底盘的底面；后轮驱动部分的结构为：底盘的后端安装有两个直流减速电机，两个直流减速电机的电机输出轴，分别联动连接有一个后轮；卸货部分的结构为：底盘的顶部右侧中部，还安装有卸货步进电机架；卸货步进电机架的顶部，安装有卸货步进电机；卸货步进电机的电机输出端，通过卸货用联轴器、曲柄摇杆机构连接有卸货板。本实用新型能够方便可靠地对货物进行输送传递，并将货物在指定位置进行安全可靠地卸货，更好满足物流企业的使用需求。

Description

一种方便卸货的轮式机器人

技术领域

本实用新型涉及机电一体化技术领域，特别是涉及一种方便卸货的轮式机器人。

背景技术

目前，对于经常需要通过人力传递物品的公司来说，高额的员工工资成为了一大负担。例如快递公司，大批的货物需要人力搬运，人力分拣，而且人力工作时，容易对物流产品造成野蛮搬运，造成产品的损坏，成为一大问题。

物流设施设备的应用是衡量快递公司实力的重要指标。物流设备是物流系统中的物质基础，目前物流设备领域中，许多新的设备不断涌现，如高架叉车、集装箱等，极大的减轻了人们的劳动强度，提高了物流的运作效率和服务质量，降低了物流成本，在物流作业中起着重要作用，极大的促进了物流的快速发展。

但是，目前还没有一种装置，其能够方便可靠地对货物进行循环传递，并将货物在指定位置进行安全可靠地卸货，以更好地满足物流企业的使用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种方便卸货的轮式机器人。

为此，本实用新型提供了一种方便卸货的轮式机器人，包括水平分布的底盘；

底盘上，设置有前轮驱动部分、后轮驱动部分以及卸货部分；

其中，前轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘的前端，开有一个前轮安装孔；

前轮安装孔的上方，设置有一个前轮架；

前轮架上枢接有一个前轮；

前轮的底部，向下突出于底盘的底面(即露出底盘的底面)；

其中，后轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘的后端安装有两个直流减速电机；

两个直流减速电机相远离的一侧具有的电机输出轴，分别联动连接有一个后轮；

后轮的底部，向下突出于底盘的底面；

其中，卸货部分的结构，具体如下：

底盘的顶部右侧中部，还安装有卸货步进电机架；

卸货步进电机架的顶部，安装有卸货步进电机；

卸货步进电机的电机输出端，通过卸货用联轴器与一个曲柄摇杆机构的下端相连接；

曲柄摇杆机构的上端，连接有一个卸货板；

卸货板，用于放置需要运输和卸载的货物；

卸货板的前侧以及左右两侧，均具有货物挡板。

其中，直流减速电机通过后轮侧电机座，固定在底盘的顶面；

直流减速电机的电机输出轴，通过后轮侧联轴器，与后轮轴相连接；

后轮轴由两个后轮侧轴承支撑；

两个后轮侧轴承分别固定在一个后轮侧轴承座上；

后轮侧轴承座，固定连接底盘的顶面。

其中，后轮轴上安装有超越离合器；

超越离合器位于后轮内的离合器配套孔中。

其中，前轮安装孔的上方，安装有一个中空的转向座；

转向座的底部，与底盘的顶面固定连接；

转向座的顶部平板下侧，设置有前轮架；

转向座的顶部，设置有一个转向轴承；

转向轴承上，设置有一个转向轴；

转向轴通过前轮联轴器，与前轮步进电机底部的电机输出轴相连接；

前轮步进电机安装在前轮电机座上；

前轮电机座位于转向座的顶部。

其中，底盘顶部，在前轮的正右方，还固定设置有RFID阅读器支架；

RFID阅读器支架上，固定有RFID阅读器。

其中，卸货步进电机的电机输出轴，通过卸货用联轴器，连接卸货转轴；

卸货转轴，由两个卸货轴承支撑；

两个卸货轴承，分别固定在一个卸货轴承座上；

卸货轴承座和卸货步进电机架的底部，都通过螺丝固定连接底盘的顶部。

其中，前轮架的上部前端，通过连接板，与AGV磁导航传感器支架相连接；

AGV磁导航传感器支架上，安装有AGV磁导航传感器。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种方便卸货的轮式机器人，其结构设计科学，能够方便可靠地对货物进行输送传递，并将货物在指定位置进行安全可靠地卸货，以更好地满足物流企业的使用需求，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种方便卸货的轮式机器人的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种方便卸货的轮式机器人的立体爆炸分解示意图一；

图3为本实用新型提供的一种方便卸货的轮式机器人的立体爆炸分解示意图二；

图中：1、轴端挡圈，2、超越离合器，3、后轮，4、后轮轴，5、后轮侧轴承；

6、孔用卡簧，7、后轮侧联轴器，8、后轮侧轴承座，9、后轮侧电机座， 10、直流减速电机；

11、前轮步进电机，12、前轮电机座，13、前轮联轴器，14、转向轴， 15、转向轴承；

16、转向座，17、前轮架，18、前轮，19、前轮轴，20、前轮轴承；

21、AGV磁导航传感器支架，22、前轮孔用卡簧，23、RFID阅读器，24、RFID阅读器支架，25、卸货步进电机架；

26、卸货轴承座，27、卸货转轴，28、卸货用联轴器，29卸货步进电机；

40、卸货板，50、AGV传感器，100、底盘；

30、摇杆，31、曲柄。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图3，本实用新型提供了一种方便卸货的轮式机器人，包括水平分布的底盘100；

底盘100上，设置有前轮驱动部分、后轮驱动部分以及卸货部分；

其中，前轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘100的前端，开有一个前轮安装孔；

前轮安装孔的上方，设置有一个前轮架17；

前轮架17上枢接(即可转动地连接)有一个前轮18；

前轮18的底部，向下突出于底盘100的底面(即露出底盘100的底面)；

其中，后轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘100的后端安装有两个直流减速电机10；

两个直流减速电机10相远离的一侧具有的电机输出轴，分别联动连接有一个后轮3；

后轮3的底部，向下突出于底盘100的底面(即露出底盘100的底面)；

其中，卸货部分的结构，具体如下：

底盘100的顶部右侧中部，还安装有卸货步进电机架25；

卸货步进电机架25的顶部，安装有卸货步进电机29；

卸货步进电机29的电机输出端，通过卸货用联轴器28与一个曲柄摇杆机构的下端相连接；

曲柄摇杆机构的上端，连接有一个卸货板40；

卸货板40，用于放置需要运输和卸载的货物；

卸货板40的前侧以及左右两侧，均具有货物挡板400。

在本实用新型中，具体实现上，对于本实用新型的后轮3的驱动结构(后轮驱动部分)，进一步地，具体如下：

直流减速电机10通过后轮侧电机座9，固定在底盘100的顶面；

直流减速电机10的电机输出轴，通过后轮侧联轴器7，与后轮轴4相连接；

后轮轴4由两个后轮侧轴承5支撑；

两个后轮侧轴承5分别固定在一个后轮侧轴承座8上；

后轮侧轴承座8，固定连接底盘100的顶面。

需要说明的是，对于本实用新型，后轮轴4的两边，可以用孔用卡簧6 来封闭轴向力。

具体实现上，后轮轴4上安装有超越离合器2；

超越离合器2位于后轮3内的离合器配套孔中；

需要说明的是，对于本实用新型，后轮轴4的轴端，用轴端挡圈1封闭轴向力。

在本实用新型中，具体实现上，对于本实用新型的前轮18的驱动结构(即前轮驱动部分)，进一步地，具体如下：

前轮安装孔的上方，安装有一个中空的转向座16；

转向座16的底部，与底盘100的顶面固定连接；

转向座16的顶部平板下侧，设置有前轮架17；

转向座16的顶部，设置有一个转向轴承15；

转向轴承15上，设置有一个转向轴14；

转向轴14的下端，与前轮架17的上端相连接；转向座16具有预留的通孔，用于穿过转向轴14的下端；

转向轴14的上端，通过前轮联轴器13，与前轮步进电机11底部的电机输出轴相连接；

前轮步进电机11安装在前轮电机座12上；

前轮电机座12位于转向座16的顶部。

需要说明的是，对于本实用新型，前轮步进电机11安装在前轮电机座 12上，前轮步进电机11的电机轴用前轮联轴器13作为连接，前轮联轴器 13的另一端连接转向轴14，转向轴14用转向轴承15作为支撑，并且整体都安装在转向座16上，转向座16与底盘100用螺丝固定。

需要说明的是，对于本实用新型，前轮18安装在前轮架17内，前轮 18通过前轮轴19(作为枢接轴)穿过，并由前轮轴承20支撑前轮18的两边，用前轮孔用卡簧22作为前轮18轴向力的封闭。

在本实用新型中，具体实现上，底盘100顶部，在前轮18的正右方，还固定设置有RFID阅读器支架24；

RFID阅读器支架24上，固定有RFID阅读器23。

需要说明的是，RFID阅读器是一种射频传感器，可以对配套的电子标签进行读写操作。对于本实用新型，可以在机器人使用之前，先对电子标签进行数据写入(例如，预先存入对前轮步进电机11、直流减速电机10 和卸货步进电机29等电机的控制命令)，当机器人使用时，RFID阅读器扫描到不同的电子标签后，然后反馈给其连接的单片机，由单片机对应发送控制指令，给单片机所连接的前轮步进电机11、直流减速电机10和卸货步进电机29等电机，从而实现使执行装置(即包括前轮驱动部分和后轮驱动部分在内的行走部分，以及卸货部分)作出不同的动作。

其中，行走装置部分，即驱动前轮和后轮运动的相关结构；卸货装置部分，即驱动卸货板40工作的相关结构。

在本实用新型中，具体实现上，对于本实用新型的卸货部分，具体结构如下：

卸货步进电机29的电机输出轴，通过卸货用联轴器28，连接卸货转轴27；

卸货转轴27，由两个卸货轴承270支撑；

两个卸货轴承270，分别固定在一个卸货轴承座26上；

卸货轴承座26和卸货步进电机架25的底部，都通过螺丝固定连接底盘100的顶部。

在本实用新型中，具体实现上，前轮架17的上部前端，通过连接板，与AGV磁导航传感器支架21相连接；

AGV磁导航传感器支架21上，安装有AGV磁导航传感器50。

具体实现上，AGV磁导航传感器50的中心点，与前轮架17上枢接的前轮18的中心圆点，两者在水平面的投影位于同一直线上。

需要说明的是，对于本实用新型，传感器装置分为AGV磁导航传感器与RFID阅读器，其中，AGV传感器(即AGV磁导航传感器)是现有技术成熟的传感器，具体为8通道的传感器，负责扫描地面磁条，对应的8个通道，传感器会对不同的情况，作出不同的判断，然后反馈给单片机，单片机可以相应控制执行装置(即包括前轮驱动部分和后轮驱动部分在内的行走部分，以及卸货部分)中的电机，执行不同的动作。

需要说明的是，对于本实用新型，具有的行走部分，包括前轮驱动部分 (即转弯部分)和后轮驱动部分两部分。驱动部分的设计为双轮驱动，动力更好，目前的三轮机器人都以单轮驱动为方案。

对于本实用新型，采用两台直流减速电机60，分别驱动两个内部有超越离合器2的后轮3，而前轮驱动部分(即转弯部分)由一台前轮步进电机11 带动前轮做转向。后轮驱动部分，通过直流减速电机，用后轮侧联轴器连接一根驱动轴(即后轮轴4)后，传递扭矩到内部含有超越离合器2的后轮3，在本实用新型的机器人直线前进时，超越离合器具有反向不能转动方向(即卡死)的特点，带动了机器人前进。

当本实用新型的机器人转弯时，两只后轮3将产生线速度差，外侧的后轮(即右侧的后轮)比内侧的后轮(即左侧的后轮)线速度快。但后轮的两个直流减速电机的转速不变，使得后轮的两电机主轴速度也不变，此时转弯，会使得置于转弯外侧的轮子(即后轮)的角速度，大于外侧直流减速电机主轴的角速度。即超越离合器在正向转动，此时即可以转弯。鉴于前轮驱动部分(即转弯部分)的转弯指令，可以由传感器装置(包括AGV磁导航传感器与RFID阅读器)来决定，当AGV磁导航传感器的8个通道检测到行走机构出现偏斜时，将会纠偏，此时会反馈给单片机信号，触发单片机进一步控制转弯步进电机(即前轮步进电机11)顺时针或逆时针旋转，旋转的角度由AGV磁导航传感器的8个通道的信号采集来决定。

例如：当机器人直线行走是AGV磁导航传感器的8个通道的中间四个通道检测到信号(即第3个、4个、5个、6个等四个通道)、此时将直线行走。当行进路线遇到转弯时，8个通道的检测信号，可能会变成第2个、3 个、4个、5个等四个通道的检测信号或第4个、5个、6个、7个等四个通道的检测信号，此时，转弯步进电机(即前轮步进电机11)会对应不同的情况立马旋转一个±α角(预设的角度)，若转弯半径比较小，也会可能出现第 1个、2个、3个、第4个等四个通道的检测信号以及第5个、6个、7个、第8个等四个通道的检测信号的可能，此时，转弯步进电机会对应旋转±β角(预设的角度)等。

在后轮驱动部分，本实用新型的机器人可以配合现有的直流调压器，来控制电机(即直流减速电机11)的速度，以达到控制机器人具有不同的速度。

需要说明的是，对于本实用新型，其具有的卸货部分，是具有自卸功能的装置，从而有利于在快递公司等需要自动分类输送机器人的小型企业中，进行货物的进一步输送分类。

对于本实用新型，其具有的卸货部分，主要由一台卸货步进电机，以及曲柄摇杆机构组成，其中：

曲柄摇杆机构包括相互连接的曲柄31和摇杆30；

曲柄31的下端部，与卸货转轴27相连接；

摇杆30的顶部，安装有卸货板40。

需要说明的是，卸货步进电机29通过卸货用联轴器28，与卸货转轴27 相连接，从而传递扭矩到曲柄摇杆机构。当卸货步进电机29启动，曲柄31 在平面内做360°旋转，传递动作到摇杆30，使得摇杆30在平面内做一定角度的摆动。

还需要说明的是，曲柄摇杆机构为现有技术成熟的结构，如图2所示，摇杆30的两端以及曲柄31的两端分别设置有连接轴33，连接轴33外部套有连接轴承34。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。

当本实用新型的机器人在前进过程中，RFID阅读器23扫描特定电子标签内数据信号(例如，预先存入的对前轮步进电机11、直流减速电机10 和卸货步进电机29等电机的控制信号)后，传递信号给单片机后，单片机给卸货步进电机发送控制信号，卸货步进电机旋转，从而带动曲柄摇杆机构，使摇杆做一定角度摆动，摇杆上连接卸货板40，使得卸货板40同摇杆做同样的摆动，最终使得货物由于重力向后滑动落下，最终令卸货板40 上的货物在指定位置(卸货板40正后方的位置)卸货。

在卸货后，卸货步进电机29旋转至原位，卸货板此时放平，第一个循环工序结束，机器人通过AGV磁导航传感器，由地面磁条引导回到原位，继续下一工序的工作。

需要说明的是，采用固定在地面的磁条进行导航，磁条即机器人的行走路径，此项技术为现有公知的机器人磁条导航技术，为现有成熟的技术，在此不再赘述。

在本实用新型中，具体实现上，卸货板40和曲柄摇杆机构，都采用尼龙结构，质量轻于金属，强度高，使得机器人更加灵活。

基于以上技术方案可知，本实用新型提供的方便卸货的轮式机器人，其是一种以曲柄摇杆机构以及超越离合器设计的卸货机器人，是一种能够应用市面物流机械以及民用机械中的新型AGV小车。该机器人包括直流减速电机，内部含有超越离合器的后轮，前轮，曲柄摇杆机构，前轮步进电机，卸货步进电机，AGV磁导航传感器，RFID阅读器，卸货板，传感器与前轮连接架。后轮分为两部分，内部留有超越离合器配合安装孔以及卡簧槽的轮子，另一部分为超越离合器。曲柄摇杆机构由卸货步进电机带动曲柄旋转，使摇杆做摆动运动，摇杆上连接可以放货物的卸货板，使得货物可以自动从卸货板上倾倒而下。所述传感器与前轮连接架是将AGV 磁导航传感器与前轮进行连接，目的是使得前轮转动的同时，AGV磁导航传感器也做同样角度摆动。

对于本实用新型提供的轮式机器人，机器人可以在AGV磁导航传感器的运行下沿着循迹行走，在后轮的配合下，实现机器人转弯；在RFID 阅读器的扫描信号的运行下，可以实现卸货步进电机带动曲柄摇杆机构在特定位置卸货。

基于以上技术方案可知，对于本实用新型，可以通过AGV传感器与 RFID阅读器的配合应用，使得传感器配合机械机构，达到实现自动卸货功能的目的。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种方便卸货的轮式机器人，其结构设计科学，能够方便可靠地对货物进行输送传递，并将货物在指定位置进行安全可靠地卸货，以更好地满足物流企业的使用需求，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种方便卸货的轮式机器人，其特征在于，包括水平分布的底盘(100)；

底盘(100)上，设置有前轮驱动部分、后轮驱动部分以及卸货部分；

其中，前轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘(100)的前端，开有一个前轮安装孔；

前轮安装孔的上方，设置有一个前轮架(17)；

前轮架(17)上枢接有一个前轮(18)；

前轮(18)的底部，向下突出于底盘(100)的底面；

其中，后轮驱动部分的结构，具体如下：

底盘(100)的后端安装有两个直流减速电机(10)；

两个直流减速电机(10)相远离的一侧具有的电机输出轴，分别联动连接有一个后轮(3)；

后轮(3)的底部，向下突出于底盘(100)的底面；

其中，卸货部分的结构，具体如下：

底盘(100)的顶部右侧中部，还安装有卸货步进电机架(25)；

卸货步进电机架(25)的顶部，安装有卸货步进电机(29)；

卸货步进电机(29)的电机输出端，通过卸货用联轴器(28)与一个曲柄摇杆机构的下端相连接；

曲柄摇杆机构的上端，连接有一个卸货板(40)；

卸货板(40)，用于放置需要运输和卸载的货物；

卸货板(40)的前侧以及左右两侧，均具有货物挡板(400)。

2.如权利要求1所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，直流减速电机(10)通过后轮侧电机座(9)，固定在底盘(100)的顶面；

直流减速电机(10)的电机输出轴，通过后轮侧联轴器(7)，与后轮轴(4)相连接；

后轮轴(4)由两个后轮侧轴承(5)支撑；

两个后轮侧轴承(5)分别固定在一个后轮侧轴承座(8)上；

后轮侧轴承座(8)，固定连接底盘(100)的顶面。

3.如权利要求2所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，后轮轴(4)上安装有超越离合器(2)；

超越离合器(2)位于后轮(3)内的离合器配套孔中。

4.如权利要求1所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，前轮安装孔的上方，安装有一个中空的转向座(16)；

转向座(16)的底部，与底盘(100)的顶面固定连接；

转向座(16)的顶部平板下侧，设置有前轮架(17)；

转向座(16)的顶部，设置有一个转向轴承(15)；

转向轴承(15)上，设置有一个转向轴(14)；

转向轴(14)通过前轮联轴器(13)，与前轮步进电机(11)底部的电机输出轴相连接；

前轮步进电机(11)安装在前轮电机座(12)上；

前轮电机座(12)位于转向座(16)的顶部。

5.如权利要求1所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，底盘(100)顶部，在前轮(18)的正右方，还固定设置有RFID阅读器支架(24)；

RFID阅读器支架(24)上，固定有RFID阅读器(23)。

6.如权利要求1所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，卸货步进电机(29)的电机输出轴，通过卸货用联轴器(28)，连接卸货转轴(27)；

卸货转轴(27)，由两个卸货轴承(270)支撑；

两个卸货轴承(270)，分别固定在一个卸货轴承座(26)上；

卸货轴承座(26)和卸货步进电机架(25)的底部，都通过螺丝固定连接底盘(100)的顶部。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方便卸货的轮式机器人，其特征在于，前轮架(17)的上部前端，通过连接板，与AGV磁导航传感器支架(21)相连接；

AGV磁导航传感器支架(21)上，安装有AGV磁导航传感器(50)。

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