CN212767902U - 一种货箱搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种货箱搬运机器人。该机器人包括：该货箱搬运机器人包括：机器人载体，设置在所述机器人载体上的门架；还包括取货机构；所述取货机构包括：与所述门架滑动连接的本体，与所述本体滑动连接的一对双向伸缩的抱叉，每个双向伸缩的抱叉的末节臂设置有沿所述抱叉伸出方向排列的多个拨指机构；多个拨指机构可单独运动，且任意相邻的两个拨指机构可转动围成容纳货箱的空间。在上述技术方案中，通过采用在取货机构上设置有多个拨指机构，并且多个拨指机构之间可单独运动，从而可根据需要在货架上搬取货箱，即可搬运一个货箱也可同时搬运多个货箱。

Description

一种货箱搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及到物流技术领域，尤其涉及到一种货箱搬运机器人。

背景技术

在现有物流领域的机器人搬运过程中，最初的AGV机器人是搬运货架模式，随着技术进步现在大多数厂家开始搬运货箱或者纸箱等货物存储的设备。现有的取货箱和纸箱的伸缩叉多为1级固定，2级伸缩的模式。但是面对仓储密度进一步提升的需求及应用场景，已有的单伸位伸缩叉机器人在面对多排货架的高密度仓储场景方面存在一定的劣势。如何在多排货架的高密度仓储环境中能够取到更深处的货箱，是工程应用面临的关键问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种货箱搬运机器人。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种货箱搬运机器人，该货箱搬运机器人包括：机器人载体，设置在所述机器人载体上的门架；还包括取货机构；所述取货机构包括：与所述门架滑动连接的本体，与所述本体滑动连接的一对抱叉，每个抱叉的末节臂设置有沿所述抱叉伸出方向排列的多个拨指机构；多个拨指机构可单独运动以限位货箱。在上述技术方案中，通过采用在取货机构上设置有多个拨指机构，并且多个拨指机构之间可单独运动，从而可根据需要在货架上搬取货箱，即可搬运一个货箱也可同时搬运多个货箱。

在一个具体的可实施方案中，所述货箱搬运机器人还包括用于驱动所述本体滑动的升降机构。通过升降机构驱动取货机构沿门架滑动，以调整不同的取货位置。

在一个具体的可实施方案中，所述升降机构包括：齿轮齿条机构、同步带机构、丝杠机构或摩擦轮机构。通过不同的驱动机构实现驱动取货机构。

在一个具体的可实施方案中，每个拨指机构包括：固定在所述末节臂的舵机，以及与所述舵机连接的拨指；所述舵机用于驱动所述拨指转动。采用舵机驱动拨指，提升驱动效果，减少驱动机构占用空间。

在一个具体的可实施方案中，还包括：

传感器，设置在所述末节臂，并用于检测货箱；

控制装置，用于在所述传感器检测到待搬运货箱时，控制位于所述货箱两侧的拨指机构的拨指转动到工作位。

在一个具体的可实施方案中，所述控制装置还用于根据待搬运货箱的个数，控制所述拨指机构处于工作位的个数，以搬运对应的一个或者多个货箱。可实现不同的搬运方式，在需要时可同时实现搬运一个货箱或多个货箱。

在一个具体的可实施方案中，所述控制装置还用于，在所述传感器检测到待搬运货箱位于货架的内层时，控制所述拨指机构将所述待搬运货箱及遮挡货箱运走。

在一个具体的可实施方案中，所述抱叉为双向伸缩的抱叉。从而可双向伸缩，提高了货箱搬运机器人的适应性。

在一个具体的可实施方案中，还包括缓存货架；

所述控制装置还用于控制所述抱叉将所述遮挡货箱转运到所述缓存货架。在搬运货箱时，可将遮挡货箱转运到其他的位置。

在一个具体的可实施方案中，所述抱叉为双向伸缩的抱叉。从而可双向伸缩，提高了货箱搬运机器人的适应性。

在一个具体的可实施方案中，在所述货箱搬运机器人包含控制装置控制所述拨指机构将所述待搬运货箱及这当货箱运走时，所述控制装置还用于控制所述抱叉换向伸缩，将所述遮挡货箱转运到其他货架。提高了取货的效率。

在一个具体的可实施方案中，每个拨指机构设置在所述末节臂上的位置可调。从而可适用于不同大小的货箱。

在一个具体的可实施方案中，每个末节臂上的所述拨指机构的个数为三个，且任意两个拨指机构间隔有设定的间隔。可同时搬运一个货箱或两个货箱。

附图说明

图1是实用新型实施例提供的货箱搬运机器人的应用场景示意图；

图2是实用新型实施例提供的货箱搬运机器人的应用场景示意图；

图3是本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的取货机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为方便理解本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人，下面结合图1及图2详细说明一下本实用新型实施例提供的取货箱设备。如图1及图2所示，本实用新型实施例提供的取货箱设备应用于仓库中搬运货箱。在仓库中，货箱存放在货架100中，但是货架100在仓库中摆放时，需要根据仓库的环境适应性放置，如图1中所示，货架100采用两排设置的方式排布，两排货架100之间设置有取货通道，但是随着仓库面积的利用要求越来越高，现有技术中采用如图2中所示的4排货架100排布，4排货架100之间设置取货通道。但是现有技术中的货箱搬运装置仅能单箱取货，无法适应现有的货架存储货箱方式。为此本实用新型实施例提供了一种货箱搬运装置。

首先说明一下货箱，本实用新型中的货箱指代的是物流产业中用于盛放产品或者半成品的箱子，包含但不限定塑料箱、纸箱、木质箱等常见的货箱。

如图3所示的本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人，本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人1的主体结构可包括机器人载体2、设置在机器人载体2上的门架3以及滑动装配在门架3上的取货机构4。其中，机器人载体2作为承载机构，门架3用于支撑取货机构4，而取货机构4用于将货箱从货架中取出。下面结合附图详细说明上述几部分的机构。

首先说明一下本实用新型实施例提供的机器人载体2，机器人载体2作为整个货箱搬运机器人1的行走装置，机器人载体2可选用现有技术中常见的机器人，示例性的，机器人载体2可为轮式平板型机器人。示例性的，机器人载体2包括车轮、悬挂等组件，机器人载体2作为其他组件的承载基体，可使机器人完成在地面上的各种行进、转向等运动。在行驶时，机器人载体2可根据导航系统移动至所需工作的货架前，并在移动过程中完成路线转换、避障等操作，上述动作均为现有机器人载体2中常用的技术手段，在此不做过多赘述。

门架3竖直安装于机器人机器人载体2上，并与机器人载体2固连，具体的可通过螺纹件(螺栓或者螺钉)连接，或者还可采用焊接、卡接等不同的方式。上述门架3的高度与待搬运货箱所在的货架高度对应。在货架的高度不同时，可更换门架3的高度，以保证取货机构4可取到位于货架最上层的货箱。或者还可采用门架3为高度可调的门架，以适应不同高度的货架。

取货机构4在取货时需要滑动到与货箱所在货架上的层数相同的高度，本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人设置了用于驱动取货机构4滑动的升降机构5。通过升降机构5驱动取货机构4运动。升降机构5安装于门架3中，通过升降机构5使得取货机构4沿竖直方向移动。

在一个具体的可实施方案中，上述的升降机构可以为齿轮齿条机构、同步带机构、丝杠机构或摩擦轮机构等不同机构中的一种，以通过不同的驱动机构实现驱动取货机构。或者还可采用连杆传动举升机构(四连杆、剪刀叉等)、滑块导轨导向机构(配合拉升或者举升)、同步带拉升机构、链条传动拉升机构(可采用普通链条、齿形链条等)，上述几种具体的升降机构的实现形式为比较常见的机构，因此在本实用新型实施例中不再详细的说明上述几种机构在与门架及取货机构具体如何连接。

一并参考图3及图4，本实用新型实施例提供的取货机构4包括与门架3滑动连接的本体13，上述的升降机构5用于驱动本体13沿竖直方向滑动。以通过升降机构5驱动取货机构4沿门架3滑动，以调整不同的取货位置。

取货机构4还包括与本体13滑动连接的一对抱叉，其中，每个抱叉的末节臂9设置有沿抱叉伸出方向排列的多个拨指机构；示例性的，在图1及图2中，每个末节臂9上的拨指机构的个数为三个，且任意两个拨指机构间隔有设定的间隔。三个拨指机构分别为第一拨指机构8、第二拨指机构7及第三拨指机构6，第一拨指机构8、第二拨指机构7、第三拨指机构6沿末节臂9的长度方向间隔排列。

此外，上述的多个拨指机构可单独运动，多个拨指机构可单独运动以限位货箱。示例性的，如图3中所示，第一拨指机构8和第二拨指机构7围成一个容纳货箱的空间，以放置第一货箱11；或者单独通过第一拨指机构8拨动货箱，或者单独通过第二拨指机构7拨动货箱，在具体工作时，可根据需要单独控制上述第一拨指机构8、第二拨指机构7及第三拨指机构6的工作状态。第二拨指机构7和第三拨指机构6围成一个容纳货箱的空间，以放置第二货箱12。在拨指机构为多个时，也可形成放置三个、四个等不同个数货箱的空间。上述的拨指机构均可单独工作。如仅需要取第一货箱11时，可仅控制第一拨指机构8，或者同时控制第一拨指机构8及第二拨指机构7转动到工作位。在第一货箱11和第二货箱12沿货架深度方向排列时，具体可参考图2中虚线框标识的两个货箱。当需要同时搬运第一货箱11和第二货箱12时，可同时控制第一拨指机构8、第二拨指机构7转动到工作位，或同时控制第一拨指机构8、第二拨指机构7及第三拨指机构6转动到工作位。

上述的每个拨指机构可包括：固定在末节臂9的舵机，以及与舵机连接的拨指；舵机用于驱动拨指转动。在采用舵机驱动拨指时，相比与现有技术中采用机械结构驱动拨指的情况，不存在现有技术中机械结构磨损的情况，提高了拨指结构工作的可靠性。当然，本实用新型实施例提供的拨指结构还可采用其他的可拨动待搬运货箱的结构，

在一个可选的方案中，每个拨指机构设置在末节臂9上的位置可调。从而可适用于不同大小的货箱。如拨指机构通过螺纹连接件(螺栓或螺钉)固定在末节臂9，或者拨指机构通过卡扣卡装在末节臂9。在搬运的货箱的大小不同时，可通过调整拨指机构的位置，以适应货箱的大小。在采用上述方案时，末节臂9上设置有与上述拨指机构配合的缺口，以保证拨指机构的拨指可插入到末节臂9围成的空间内。

在一个具体的可实施方案中，末节臂9还设置有传感器(图中未示出)，该传感器用于检测货箱；货箱搬运机器人1还包括控制装置(图中未示出)，以用于在传感器检测到待搬运货箱时，控制位于货箱两侧的拨指机构的拨指转动到工作位。上述控制装置可设置在门架3的顶部，控制装置具体可为PLC、单片机或者工业电脑等常见的控制装置。应当理解的是，控制装置根据接收的数据控制部件动作为本领域内常见的技术手段，因此在本实用新型不在具体示例出控制装置与检测装置及调整装置的具体电连接关系，以及具体的控制逻辑。

在一个可选的方案中，上述的控制装置还可用于根据待搬运货箱的个数，控制拨指机构处于工作位的个数，以搬运对应的一个或者多个货箱。以可实现不同的搬运方式，在需要时可同时实现搬运一个货箱或多个货箱。示例性的，当需要搬运一个货箱时，控制装置控制第一拨指机构8和第二拨指机构7打开可取单箱(第一货箱11)；当需要搬运两个货箱时，控制装置控制第一拨指机构8、第二拨指机构7、第三拨指机构6同时打开可同时取两箱(第一货箱11和第二货箱12)。以此类推在拨指机构的个数为多个时，可以取多箱，完成直接取单个或多个货箱的操作。

在一个具体的可实施方案中，货箱搬运机器人包括缓存货架(图中未示出)，实现对货箱的缓存。

在一个具体的可实施方案中，抱叉为双向抱叉，货箱搬运机器人1在不转弯换向的情况下，实现对位于巷道两侧的货箱进行搬取，提高了搬运效率。

在一个可选的方案中，当待搬运货箱没有位于货架的最外层，待搬运货箱位于货架的中间位置，且位于待搬运货箱外侧还有遮挡货箱的情形时，本实用新型实施例提供的货箱搬运机器人1可通过取货机构4同时将货箱取出。示例性的，上述的控制装置还可用于在传感器检测到待搬运货箱位于货架的内层时，控制拨指机构将待搬运货箱及遮挡货箱运走。以货架上待搬运货箱的外侧存在一个遮挡货箱为例，其中第一货箱11为待搬运货箱，第二货箱12为遮挡货箱。控制装置控制第一拨指机构8、第二拨指机构7及第三拨指机构6同时转动，将待搬运货箱及遮挡货箱同时搬出。并且控制装置还可控制抱叉将遮挡货箱转运，将待搬运货箱直接取出。在转运遮挡货箱时，可采用不同的方式。

示例性的，货箱搬运机器人1包括缓存货架(图中未示出)，该缓存货架设置在门架上。在转运时，可将遮挡货箱暂存在缓存货架。在货箱搬运机器人1包含上述的控制装置时，该控制装置还可用于控制抱叉将遮挡货箱转运到缓存货架。从而实现自动化将遮挡货箱存储在缓存货架。

示例性的，还可采用另外一种方式。此时抱叉为双向伸缩的抱叉，可通过换向伸缩机构10驱动抱叉沿第一方向和第二方向伸出(第一方向和第二方向为相反的两个方向)，以通过换向伸缩机构10可实现抱叉的换向。控制装置还用于控制双向伸缩的抱叉换向伸缩，将遮挡货箱转运到其他货架。通过双向伸缩的抱叉将货箱转运到位于货箱搬运机器人1另一侧的货架上。具体实现时，控制装置控制抱叉将待搬运货箱及遮挡货箱取出后，控制换向伸缩机构10驱动抱叉反向运动，抱叉伸出到位于货箱搬运机器人1另一侧的货架，此时，遮挡货箱位于外侧，通过控制第三拨指机构6转动，使得抱叉脱离对遮挡货箱的限定；收回抱叉，此时仅待搬运货箱位于抱叉内。实现对待搬运货箱的搬运。

可以理解的是，还可采用如下方式，货箱搬运机器人1控制抱叉首先将外侧的遮挡货箱取出放置在待搬运货箱所在货架未被占用的存储位，然后货箱搬运机器人再控制抱叉将位于内侧的待搬运货箱搬出；或者货箱搬运机器人控制抱叉先将外侧的遮挡货箱取出放置在货箱机器人自带的缓存货架上，然后再将位于内侧的待搬运货箱搬出。

为方便理解本实用新型实施例提供的上述货箱搬运机器人的工作原理，下面结合具体的方法对其进行说明。

步骤001：行驶到待搬运货箱存储的货架；

具体的，通过控制装置控制货箱搬运机器人1运动至货架附近指定位置，控制装置控制升降机构5带动取货机构4在竖直方向上运动，取货机构4运动至对应于待搬运货箱(第一货箱11)的指定高度。

步骤002，控制取货机构4伸入到货架中，并根据设定的需要控制对应个数的拨指机构转动到工作位，以同时搬运一个或多个货箱。

具体的，取货机构4伸出抱叉，第一拨指机构8、第二拨指机构7打开可取单箱；第三拨指机构6、第二拨指机构7、第一拨指机构8同时打开可同时取两箱。以此类推取多箱，然后抱叉携带货箱复位，完成直接取单个或多个货箱的操作。

步骤003，在待搬运货箱位于货架内侧时；货箱搬运机器人周转非待搬运货箱，取待搬运货箱；

具体的，当待搬运货箱(第一货箱11)被遮挡货箱(第二货箱12)遮挡时，通过步骤001及步骤002所述的方式，控制装置控制拨指机构将待搬运货箱(第一货箱11)及遮挡货箱(第二货箱12)同时搬运，并将第二货箱12转运到其他位置。上述实现方式通过控制装置分配周转位，将搬运的遮挡货箱转运到其他位置。例如：a)控制取货机构4的双向伸缩的抱叉反向运动，并将遮挡货箱转运到位于搬运机器人另一侧的货架。具体的，直接通过换向伸缩机构10换向伸缩，将第二货箱12直接周转至另一侧货架的同一层或不同层后，第三拨指机构6收回，释放第二货箱12，携带第一货箱11返回至机器人本体13，完成周转第二货箱12，取第一货箱11的操作。也可以在第一拨指机构8、第二拨指机构7将第一货箱11和第二货箱12带离目标货架并将第一货箱11、第二货箱12放置到机器人本体13后，第一拨指机构8收回，双向伸缩的抱叉反向运动，第二拨指机构7带动第二货箱12继续运动至另一侧的货架，并将第二货箱12放置到另一侧货架上，将对应拨指收回完成取箱操作。b)将遮挡货箱暂存在搬运机器人的缓存货架。具体的，货箱搬运机器人1包括缓存货架，该缓存货架设置在门架3上。在转运时，可将遮挡货箱暂存在缓存货架。在货箱搬运机器人1包含上述的控制装置时，该控制装置还可用于控制双向伸缩的抱叉将第二货箱12转运到缓存货架。c)控制取货机构将遮挡货箱转运到遮挡货箱所在货架侧的其他未被占用的存储位，通过遮挡货箱所在货架侧未被占用的存储位作为转运货箱的位置，取货机构先将第二货箱12转运到该存储位后，再搬运第一货箱11。上述的周转位可由升降机构5、机器人载体2、换向伸缩机构10等协同运行实现周转。

步骤004、工作人员拣货：

具体的，货箱搬运机器人1完成取货箱操作后，由控制装置控制货箱搬运机器人1运动至指定的工作台附近后，一次性将所取得的全部货箱推出，拨指机构全部收回抱叉空载复位，执行其它任务。

或者，将全部货箱推出后由工作人员即时拣货，待拣货完成后抱叉携全部货箱一次复位，执行还货箱操作。

或者，货箱搬运机器人1运动至工作台，并等待工作人员拣货完成后，执行还箱操作。

步骤005、货箱搬运机器人将货箱返存至货架。

具体的，控制装置控制货箱搬运机器人1返回指定货架，取货机构4运动至对应于返存位后，抱叉携货箱伸出，收回第一拨指机构8，释放对应的货箱，完成部分货箱的返存。然后携剩余货箱复位，取货机构4运动至分配的第二返存位，抱叉携货箱伸出，收回第二拨指机构7及第三拨指机构6，释放对应的货箱。重复以上操作直至完成全部货箱的返存。可以理解的是，若货箱搬运机器人的抱叉携带的2个货箱位于同一货架的内、外侧时，如图2中虚线框所示，可以在抱叉伸缩到内侧的存储位时，同时收回第一拨指机构8、第二拨指机构7、第三拨指机构6。

具体的，可将货箱返存至原位置，即搬运到工作台之前所在的存储位置；也可以由系统根据实际情况，如该货箱的拣选频率较高，则可以为该货箱分配其他存储位，如靠近工作台、巷道中最外侧货架的某一位置，方便对其进行搬运，货箱搬运机器人根据系统重新分配的存储位对其进行存放。可以理解的是，如果货箱的拣选频率较低，系统可以为该货箱分配距离工作台较远、位于内侧货架的某一位置，货箱搬运机器人根据系统重新分配的存储位对其进行存放。

通过上述描述可看出，本实用新型实施例体用的货箱搬运机器人通过采用在取货机构上设置有多个拨指机构，并且多个拨指机构之间可单独运动，从而可根据需要在货架上搬取货箱，即可搬运一个货箱也可同时搬运多个货箱。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种货箱搬运机器人，其特征在于，包括：机器人载体，设置在所述机器人载体上的门架；还包括取货机构；

所述取货机构包括：与所述门架滑动连接的本体，与所述本体滑动连接的一对抱叉，每个抱叉的末节臂设置有沿所述抱叉伸出方向排列的多个拨指机构；

多个拨指机构可单独运动以限位货箱。

2.根据权利要求1所述的货箱搬运机器人，其特征在于，所述货箱搬运机器人还包括用于驱动所述本体滑动的升降机构。

3.根据权利要求2所述的货箱搬运机器人，其特征在于，所述升降机构包括：齿轮齿条机构、同步带机构、丝杠机构或摩擦轮机构。

4.根据权利要求1～3任一项所述的货箱搬运机器人，其特征在于，每个拨指机构包括：固定在所述末节臂的舵机，以及与所述舵机连接的拨指；所述舵机用于驱动所述拨指转动。

5.根据权利要求4所述的货箱搬运机器人，其特征在于，还包括：

传感器，设置在所述末节臂，并用于检测货箱；

控制装置，用于在所述传感器检测到待搬运货箱时，控制位于所述货箱两侧的拨指机构的拨指转动到工作位。

6.根据权利要求5所述的货箱搬运机器人，其特征在于，所述控制装置还用于根据待搬运货箱的个数，控制所述拨指机构处于工作位的个数，以搬运对应的一个或者多个货箱。

7.根据权利要求5所述的货箱搬运机器人，其特征在于，所述控制装置还用于，在所述传感器检测到待搬运货箱位于货架的内层时，控制所述拨指机构将所述待搬运货箱及遮挡货箱运走。

8.根据权利要求7所述的货箱搬运机器人，其特征在于，还包括缓存货架；

所述控制装置还用于控制所述抱叉将所述遮挡货箱转运到所述缓存货架。

9.根据权利要求5所述的货箱搬运机器人，其特征在于，所述抱叉为双向伸缩的抱叉。

10.根据权利要求9所述的货箱搬运机器人，其特征在于，在所述货箱搬运机器人包含控制装置控制所述拨指机构将所述待搬运货箱及遮挡货箱运走时，

所述控制装置还用于控制所述双向伸缩的抱叉换向伸缩，将所述遮挡货箱转运到其他货架。

11.根据权利要求1所述的货箱搬运机器人，其特征在于，每个拨指机构设置在所述末节臂上的位置可调。

12.根据权利要求1所述的货箱搬运机器人，其特征在于，每个末节臂上的所述拨指机构的个数为三个，且任意两个拨指机构间隔有设定的间隔。

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