CN216736379U - 一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，包括悬臂轴、顶升限位组件、推料组件、侧顶限位组件和控制组件，控制组件与顶升限位组件、推料组件和侧顶限位组件通讯连接，能够检测物料在悬臂轴上的位置并控制顶升限位组件、推料组件和侧顶限位组件实现对物料定位或解锁。其优点在于，控制组件检测物料的位置，通过推料组件调整物料的位置，同时利用顶升限位组件、推料组件对物料进行前后轴向限位，利用侧顶限位组件对物料进行左右周向限位，实现对物料的全方面限位，保证物料在运输过程中的稳定，同时避免物料晃动影响移动机器人的正常工作。

Description

一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置

技术领域

本实用新型涉及物料搬运技术领域，特别是涉及一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置。

背景技术

现有的悬臂轴式移动机器人可用于搬运物料。而现有的悬臂轴较为简单，无法完成自动上、下物料的动作，在物料搬运过程中还需要人工将物料放到悬臂轴上才能将物料进行运输，当物料运送到指定地点之后，还需要人工将物料取下，造成人力的大量浪费；即使能够实现上下料，物料在悬臂轴上的稳定也无法保证。比如，当物料较重时，若物料出现晃动，容易导致悬臂轴式移动机器人不稳定，影响正常工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置。

本实用新型涉及一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，包括：

悬臂轴，用于承载物料；

顶升限位组件，设置于所述悬臂轴上，用于轴向限制套设于所述悬臂轴上的物料；

推料组件，设置于所述悬臂轴上，用于推动物料；

侧顶限位组件，设置于所述悬臂轴上，用于顶住套设于所述悬臂轴上的物料中料筒内壁，周向限制物料；

还包括控制组件，所述控制组件与所述顶升限位组件、所述推料组件和所述侧顶限位组件通讯连接，能够检测所述物料在所述悬臂轴上的位置并控制所述所述顶升限位组件、所述推料组件和所述侧顶限位组件实现对所述物料定位或解锁。

作为优选，所述控制组件包括第一位置检测器和第二位置检测器，所述第一位置检测器和所述第二位置检测器沿所述悬臂轴的轴向设置，且上端均不高出所述悬臂轴的表面；

所述顶升限位组件位于所述悬臂轴的前端部，所述推料组件的起始位置位于所述悬臂轴的后端部，所述第一位置检测器设置在所述顶升限位组件朝向所述推料组件的一侧，所述第二位置检测器设置在所述第一位置检测器和所述推料组件的起始位置之间。

作为优选，所述第一位置检测器和所述第二位置检测器的间距，小于所述物料在所述悬臂轴的轴向上的长度。

作为优选，所述控制组件还包括控制器，所述控制器均与所述第一位置检测器和所述第二位置检测器通讯连接；

所述控制器包括：

接收单元，用于接收所述第一位置检测器发出的第一信号和所述第二位置检测器发出的第二信号；

位置判断单元，用于在仅接收到所述第二信号时判断物料位于所述悬臂轴上的预设范围内，在同时接收到所述第一信号和所述第二信号时判断物料位于预设位置；

动作单元，用于在判断物料位于悬臂轴上的预设范围内时控制所述顶升限位组件动作，控制所述推料组件推动物料至预设位置；在判断物料位于预设位置时控制所述推料组件停止动作，再控制所述侧顶限位组件动作。

作为优选，所述悬臂轴包括第一限位孔，所述顶升限位组件包括顶升件和第一伸缩机构，所述第一伸缩机构驱动所述顶升件在所述悬臂轴上侧的所述第一限位孔中上下移动；所述第一伸缩机构与所述控制组件电连接。

作为优选，所述顶升限位组件还包括用于检测所述顶升件位置的第一检测组件，所述第一检测组件设置在所述顶升件的下方或一侧，所述第一检测组件与所述控制组件通讯连接。

作为优选，所述悬臂轴包括第二限位孔，所述侧顶限位组件包括两个侧顶件和第二伸缩机构，关于所述悬臂轴的轴线对称设置，分别与所述第二伸缩机构连接，所述第二伸缩机构驱动两个所述侧顶件分别在所述悬臂轴左右两侧的所述第二限位孔中伸缩活动，以顶住或松开所述物料的中空料筒内壁；所述第二伸缩机构与所述控制组件电连接。

作为优选，所述侧顶限位组件包括限位件，所述限位件包括死点限位件和转动限位件，所述死点限位件用于限制所述侧顶件穿出所述第二限位孔回缩，所述转动限位件用于限制所述第二伸缩机构的伸缩幅度。

作为优选，所述侧顶件朝向所述物料的一端设有用于与物料料筒内壁贴合的支撑面。

作为优选，所述侧顶限位组件还包括用于检测所述侧顶件移动位置的第二检测组件，所述第二检测组件设置在所述侧顶件的一侧，所述第二检测组件与所述控制组件通讯连接。

作为优选，所述推料组件包括推料件、传动组件和推料电机，所述传动组件与所述推料件连接，所述推料电机与所述传动组件连接；其中，所述推料件包括推料结构，所述推料结构关于悬臂轴左右对称，并在所述推料电机和所述传动组件的作用下沿所述悬臂轴的轴向移动，所述推料电机与所述控制组件电连接。

作为优选，所述传动组件包括导向轴、推料丝杆、丝杆螺母和连接块，所述导向轴与所述推料丝杆平行设置，所述丝杆螺母套设在所述推料丝杆上，所述连接块的一端套设在所述丝杆螺母外，另一端套设在所述导向轴上，所述连接块与所述推料件的连接件固定连接。

作为优选，所述推料组件包括用于检测所述推料件位置的第三检测组件，所述第三检测组件位于所述推料件的移动范围外，且所述第三检测组件与所述控制组件通讯连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置及装卸方法，其中，在悬臂轴上设置顶升限位组件、推料组件和侧顶限位组件，控制组件检测物料的位置，通过推料组件调整物料的位置，同时利用顶升限位组件、推料组件对物料进行前后轴向限位，利用侧顶限位组件对物料进行左右周向限位，实现对物料的全方面限位，保证物料在运输过程中的稳定，同时避免物料晃动影响移动机器人的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例中提供的物料装卸装置的示意图。

图2为图1所示的物料装卸装置的另一角度的结构示意图。

图3为本实用新型的实施例中提供的物料装卸装置的剖面示意图，其中，推料组件位于起始位置。

图4为本实用新型的实施例中提供的侧顶限位组件在悬臂轴中的示意图。

图5为图4所示的侧顶限位组件的结构示意图。

图6为图4所示的侧顶限位组件的另一角度的结构示意图。

图7为本实用新型的实施例中提供的顶升限位组件在悬臂轴中的示意图。

图8为图7所示的顶升限位组件的结构示意图。

图9为图7所示的顶升限位组件的另一角度的结构示意图。

图10为本实用新型的实施例中提供的顶升限位组件的爆炸示意图。

图11为本实用新型的实施例中提供的推料组件的结构示意图。

附图标记说明：

10、悬臂轴；11、第一凹槽；12、第二凹槽；13、内腔；131、固定块； 14、滑移配合槽；15、第一限位孔；16、第二限位孔；17、连接板；18、滚轮；19、支撑组件；191、斜撑三角架；192、斜撑罩；193、窗口；194、容腔；20、顶升限位组件；21、顶升件；22、第一连杆组件；221、第一摆杆； 222、第二摆杆；23、第一电机；24、第一安装座；241、内垫板；242、顶升电机架；25、第一检测组件；251、挡片；252、检测电路板；253、槽式光电开关；30、推料组件；31、推料件；311、推料结构；3111、连接凸台；3112、第一紧固孔；312、连接件；313、第一连接部；314、第一固定孔；315、第二连接部；316、第二固定孔；317、限位块；32、传动组件；321、导向轴； 322、推料丝杆；323、丝杆螺母；324、连接块；3241、第二紧固孔；33、推料电机；34、皮带传动组件；341、第一传动轮；342、第二传动轮；343、传动皮带；35、第三检测组件；351、安装支架；352、第三距离传感器；40、侧顶限位组件；41、侧顶件；411、支撑面；412、倒角面；42、第二连杆组件；421、第一连杆；422、第二连杆；43、第二电机；44、第二安装座；441、凹腔；442、转动限位件；443、死点限位件；45、第二检测组件；451、第一距离传感器；452、第二距离传感器；50、控制组件；51、第一位置检测器； 52、第二位置检测器；60、悬臂轴安装座。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1至附图3所示，本实用新型实施例提供了一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，包括悬臂轴10、顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40，还包括控制组件50，其中，悬臂轴10用于承载物料，物料在运输过程中放置在悬臂轴10上；顶升限位组件20设置于悬臂轴10上，用于轴向限制套设于悬臂轴10上的物料；推料组件30设置于悬臂轴10上，用于推动物料；侧顶限位组件40设置于悬臂轴10上，用于顶住套设于悬臂轴10上的物料中料筒内壁，周向限制物料；控制组件50与顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40通讯连接，能够检测物料在悬臂轴10上的位置并控制顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40实现对物料定位或解锁，实现对物料的全方面限位，保证物料在运输过程中的稳定，同时避免物料晃动影响移动机器人的正常工作。

悬臂轴10安装在悬臂轴安装座60上，悬臂轴安装座60安装在移动车体(未画出)上，移动车体整体移动，悬臂轴安装座60在移动车体上作前后移动和上下移动，悬臂轴10可相对悬臂轴安装座60作左右移动，从而实现对准、自动上料和自动下料。悬臂轴10上可安装激光对准装置和视觉识别装置，进一步帮助悬臂轴10与物料料筒以及接料轴精确对准。

控制组件50基于物料在悬臂轴10上的位置来控制顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40工作。具体的，控制组件50包括第一位置检测器51 和第二位置检测器52，第一位置检测器51和第二位置检测器52用于检测物料在悬臂轴10上的位置，由于悬臂轴10从轴向与物料的中空料筒对接，第一位置检测器51和第二位置检测器52也沿悬臂轴10的轴向设置。

在一具体的实施例中，第一位置检测器51和第二位置检测器52位于悬臂轴10的上部，物料放置在悬臂轴10上时，中空料筒的内壁压在悬臂轴10的上表面上，为避免沉重的物料损伤第一位置检测器51和第二位置检测器52，第一位置检测器51和第二位置检测器52的上端均不高出于悬臂轴10的表面。

具体的，悬臂轴10具有用于嵌入式安装第一位置检测器51的第一凹槽11 和用于嵌入式安装第二位置检测器52的第二凹槽12，第一凹槽11和第二凹槽 12的开口朝上，第一位置检测器51和第二位置检测器52的检测方向朝上。

在另一具体的实施例中，第一位置检测器51和第二位置检测器52位于悬臂轴10的下部，悬臂轴10的直径小于物料的料筒内径，物料的中心点不在悬臂轴10的中心轴线上，实际上只有料筒的上部与悬臂轴10接触，因此，第一位置检测器51和第二位置检测器52的检测面可以高出于悬臂轴10的表面，也可以与悬臂轴10的表面齐平，也可以低于悬臂轴10的表面。优选地，第一位置检测器51和第二位置检测器52的检测面低于悬臂轴10的表面，悬臂轴10 具有用于嵌入式安装第一位置检测器51的第一凹槽11和用于嵌入式安装第二位置检测器52的第二凹槽12，第一凹槽11和第二凹槽12的开口朝下，第一位置检测器51和第二位置检测器52的检测方向朝下。

优选地，第一位置检测器51和第二位置检测器52可以为漫反射光电开关，具有更大的检测角度，减小的装配开支和安装空间。

第一位置检测器51和第二位置检测器52在悬臂轴10轴向上的位置，需要根据顶升限位组件20和推料组件30的起始位置来确定。如附图3所示的具体示例，顶升限位组件20位于悬臂轴10的前端部，推料组件30的起始位置位于悬臂轴10的后端部，因此，第一位置检测器51设置在顶升限位组件20朝向推料组件30的一侧，第二位置检测器52设置在第一位置检测器51和推料组件30 的起始位置之间。第一位置检测器51和第二位置检测器52的间距，小于物料在悬臂轴10的轴向上的长度。值得注意的是，若物料包括中空料筒，则物料的长度为较长的中空料筒的长度，若物料不包括中空料筒，则物料的长度为物料本身的长度。

第一位置检测器51和第二位置检测器52的位置设置原理为：以物料包括中空料筒的实际的使用场景为例，悬臂轴10与接料台上的物料的中空料筒对准，悬臂轴10从前端部开始伸入中空料筒，并沿轴向继续深入，为确保物料确实放置在悬臂轴10上，悬臂轴10插入中空料筒的臂长一般会较大，物料在悬臂轴10上的位置接近悬臂轴10的中部，因此，位于前端部的顶升限位组件20会先从中空料筒中穿出，而后第一位置检测器51从中空料筒中穿出，直至物料朝向悬臂轴10的一面接近推料组件30的起始位置，此时，第二位置检测器52在物料的中空料筒中，第一位置检测器51不发出第一信号，第二位置检测器52 检测并发出第二信号，控制组件50判断物料移动到位，位于预设范围中，控制顶升限位组件20工作，对物料进行轴线限位；而后，需要推料组件30将物料适当推出一定距离，使物料的两侧分别与推料组件30和顶升限位组件20相抵，此时，第一位置检测器51和第二位置检测器52均被覆盖，分别发出第一信号和第二信号，控制组件50判断物料移动至预设位置，控制侧顶限位组件40工作，限制物料的周向晃动，从而实现顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40对物料的全方面定位。

在一具体的实施例中，控制组件50还包括控制器，控制器均与第一位置检测器51和第二位置检测器52通讯连接，由控制器完成物料位置的判断并控制相应部件工作。控制器可为带有运算芯片的控制电路板，固定在物料装卸装置上，并与顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40有线或无线连接，以达到所需的控制效果。

具体的，控制器包括接收单元，用于接收第一位置检测器51发出的第一信号和第二位置检测器52发出的第二信号；

位置判断单元，用于在仅接收到第二信号时判断物料位于悬臂轴10上的预设范围内，在同时接收到第一信号和第二信号时判断物料位于预设位置；

动作单元，用于在判断物料位于悬臂轴10上的预设范围内时控制顶升限位组件20动作，控制推料组件30推动物料至预设位置；在判断物料位于预设位置时控制推料组件30停止动作，再控制侧顶限位组件40动作。

顶升限位组件20的具体结构有多种类型，在附图7所示出的具体实施例中，悬臂轴10包括第一限位孔15，顶升限位组件20包括顶升件21和第一伸缩机构，第一伸缩机构驱动顶升件21在悬臂轴10上侧的第一限位孔15中上下移动；第一伸缩机构与控制组件50电连接。

具体的，第一伸缩机构包括第一连杆组件22、第一电机23和第一安装座 24，第一连杆组件22、第一电机23和第一安装座24位于悬臂轴10的内腔13 中，顶升件21与第一连杆组件22连接，第一电机23与第一连杆组件22连接，驱动顶升件21在悬臂轴10上侧的第一限位孔15中上下移动。

为充分利用悬臂轴10的内部空间，如附图7所示，第一安装座24倾斜安装在内腔13上部。如附图8所示，第一安装座24包括内垫板241和顶升电机架242，内垫板241与悬臂轴10的内腔13壁固定连接，顶升电机架242为L型板，一侧与内垫板241固定连接，另一侧与第一电机23固定连接，第一电机23 沿悬臂轴10的轴向设置。

如附图9所示，第一连杆组件22包括第一摆杆221和第二摆杆222，第一摆杆221与第一电机23的第一转轴固定连接，第二摆杆222的一端与第一摆杆 221转动连接，另一端与顶升件21转动连接。

为了更准确地控制顶升件21的升降位移，优选地，在一具体的实施例中，如附图7和附图8所示，顶升限位组件20还包括用于检测顶升件21位置的第一检测组件25，第一检测组件25设置在顶升件21的下方或一侧，第一检测组件25与控制组件50通讯连接。

具体的，第一检测组件25包括挡片251、检测电路板252以及两个槽式光电开关253，挡片251与顶升件21固定连接，检测电路板252固定在悬臂轴10 的内腔13中，两个槽式光电开关253竖直排列在检测电路板252上，并与检测电路板252电连接，挡片251跟随顶升件21上下移动使对应的槽式光电开关253 产生信号，控制组件50能够接收两个槽式光电开关253的信号，控制顶升限位组件20。

侧顶限位组件40的具体结构有多种类型，在如附图4至附图6所示出的具体示例中，悬臂轴10包括第二限位孔16，侧顶限位组件40包括两个侧顶件41 和第二伸缩机构，关于悬臂轴10的轴线对称设置，分别与第二伸缩机构连接，第二伸缩机构驱动两个侧顶件41分别在悬臂轴10左右两侧的第二限位孔16中伸缩活动，以顶住或松开物料的中空料筒内壁；第二伸缩机构与控制组件50电连接。

具体的，第二伸缩机构包括第二连杆组件42、第二电机43和第二安装座 44，第二连杆组件42、第二电机43和第二安装座44位于悬臂轴10的内腔13 中，侧顶件41分别与第二连杆组件42连接，第二电机43与第二连杆组件42 连接，驱动两个侧顶件41分别在悬臂轴10左右两侧的第二限位孔16中伸缩活动，以顶住或松开物料的中空料筒内壁。

如附图4和附图6所示，第二安装座44与悬臂轴10内腔13固定连接，第二安装座44为U型结构，第二连杆组件42位于第二安装座44的凹腔441中，第二电机43固定在第二安装座44的外侧，且第二电机43的第二转轴穿过第二安装座44的侧壁进入凹腔441与第二连杆组件42连接；

第二连杆组件42包括第一连杆421和第二连杆422，第一连杆421与第二转动固定连接，两个第二连杆422分别第一连杆421的两端转动连接，且分别与一侧顶件41转动连接。

由于悬臂轴10内腔13的空间较小，无法安装较大尺寸的电机，因此，第二电机43对两个侧顶件41提供的推力较小，而物料的质量一般较重，其晃动产生的对侧顶件41的压力也较大，为防止侧顶件41被物料推回内腔13，无法起到良好的定位作用，侧顶限位组件40包括限位件，限位件包括死点限位件443，死点限位件443用于限制侧顶件41穿出第二限位孔16回缩。具体的，如附图5 所示，死点限位件443设置在当第一连杆421转动使侧顶件41穿出第二限位孔 16后继续转动设定角度时能抵触到第一连杆421的位置。实际操作时，第二电机43带动第一连杆421转动，侧顶件41从第二限位孔16伸出，与物料的中空料筒内壁相抵，第二电机43继续沿原转动方向继续转动一定角度，使第一连杆 421相对靠近死点限位件443，若物料晃动，对侧顶件41施加压力，第一连杆 421会沿原转动方向转动，进而与死点限位件443相抵，不能进行转动，侧顶件 41不会缩回第二限位孔16。当需要收回侧顶件41时，第二电机43带动第一连杆421朝与原转动方向相反的方向转动，第一连杆421远离死点限位件443，侧顶件41逐渐缩回第二限位孔16。

由于侧顶件41的长度以及第二限位孔16的深度有限，为避免第二电机43 转动过渡导致侧顶件41完全脱离第二限位孔16，限位件还包括转动限位件442，转动限位件442用于限制第二伸缩机构的伸缩幅度。具体的，如附图6所示，转动限位件442设置在凹腔441的开口处，相对于第二转轴的中心偏心设置，用于限制第一连杆421的转动角度。

在一具体的实施例中，如附图5所示，侧顶件41朝向物料的一端设有用于与物料料筒内壁贴合的支撑面411，使侧顶件41对物料的周向限位更稳定。支撑面411可以为斜面或弧面，以贴合中空料筒的内壁弧度。优选地，侧顶件41 朝向物料的一端还设有与支撑面411呈角度设置的倒角面412，倒角面412的主要作用是，保证侧顶件41与中空料筒的内壁之间有足够的回缩行程，倒角面412 起到避让和缩短侧顶件41长度的作用。

在一具体的实施例中，侧顶限位组件40还包括用于检测侧顶件41移动位置的第二检测组件45，第二检测组件45设置在侧顶件41的一侧，第二检测组件45与控制组件50通讯连接，将侧顶件41的位移准确地反馈至控制组件50，使控制组件50可更准确地控制侧顶件41移动。

具体的，第二检测组件45包括与侧顶件41对应的第一距离传感器451，以及与第二连杆组件42对应的第二距离传感器452；第一距离传感器451和第二距离传感器452与控制组件50信号连接，控制组件50能够接收第一距离传感器451和第二距离传感器452的信号，控制侧顶限位组件40。若第二连杆422 转动到位，则第二距离传感器452对控制组件50发送信号，若侧顶件41移动到位，则第一距离传感器451对控制组件50发送信号，控制组件50控制第二电机43停止转动。

推料组件30的具体结构有多种类型，在如附图10和附图11所示出的具体示例中，推料组件30包括推料件31、传动组件32和推料电机33，传动组件32 与推料件31连接，推料电机33与传动组件32连接；其中，推料件31包括推料结构311，如附图1所示，推料结构311关于悬臂轴10左右对称，并在推料电机33和传动组件32的作用下沿悬臂轴10的轴向移动，推料电机33与控制组件50电连接。

在实际使用场景中，悬臂轴10的直径小于物料的料筒内径，物料的中心点不在悬臂轴10的中心轴线上，实际上只有料筒的上部与悬臂轴10接触；相比现有专利中的单个推杆，本实施例中的推料结构311具有至少两个施力点，只要保持推料结构311关于悬臂轴10左右对称，且同时对物料施力即可保证物料受力均匀，从而减少物料在推动过程中的晃动，平稳推动物料沿悬臂轴10移动。

推料结构311的具体形式有多种，能够实现关于悬臂轴10左右对称，对物料均匀施力即可。下面以举例的方式对几种类型的推料结构311进行简单介绍。

在一种实施例中，推料结构311为一体式中空框架，如附图11所示，推料结构311为圆环结构，中间具有通槽。如附图1所示，当推料件31安装在悬臂轴10上时，悬臂轴10从推料结构311中间的通槽穿过，使圆环结构围绕悬臂轴10且关于悬臂轴10左右对称。通槽的直径大于悬臂轴10的直径，小于物料的直径，同时圆环结构的外径小于物料的直径，平面状的圆环结构保证推料结构311与物料的侧面充分接触，施加均匀推力，有利于物料在移动过程中保持稳定。

在其他实施方式中，推料结构311也可为方框结构，中间具有通槽，通槽形状可以为圆形或方形，可供悬臂轴10通过即可。当然，推料结构311也可为其他规则或不规则的中空框架结构，中空框架的主体结构围绕悬臂轴10设置，优选地，中空框架的主体结构为关于悬臂轴10左右对称的结构。

基于上述一体化中空框架结构的推料结构311，推料件31还包括连接件 312，推料结构311通过连接件312与传动组件32固定连接；连接件312沿悬臂轴10的轴向设置。

具体的，如附图3和附图11所示，连接件312具有第一连接部313，并通过第一连接部313与推料结构311固定连接，第一连接部313具有至少两个竖直排列的第一固定孔314，推料结构311具有与连接凸台3111，连接凸台3111 具有与第一固定孔314对应的第一紧固孔3112，第一紧固孔3112和第一固定孔 314对齐，紧固件穿过第一紧固孔3112和第一固定孔314将推料结构311与连接件312固定连接。在推料结构311与物料接触并推动物料时，推料结构311 受到物料的反作用力，反作用力沿悬臂轴10的轴线方向，第一连接部313与推料结构311的连接处的受力较大，需要更大的受力面积，因此在推料结构311 增设了连接凸台3111，连接凸台3111沿悬臂轴10的径向设置，有利于分散受力，提高推料结构311与连接件312的连接强度。

在附图3所示出的具体示例中，第一固定孔314的数量为两个，上下并排设置，连接凸台3111向通槽方向凸起。在其他实施方式中，第一固定孔314的数量可为1、3、4或更多。连接凸台3111的长度不影响推料结构311在悬臂轴 10上的正常移动即可。

如附图3和附图10所示，连接件312具有第二连接部315，并通过第二连接部315与传动组件32固定连接，第二连接部315具有至少两个沿悬臂轴10 的轴向排列的第二固定孔316，第二连接部315与传动组件32中的连接块324 固定连接，连接块324具有与第二固定孔316对应的第二紧固孔3241，第二紧固孔3241和第二固定孔316对齐，紧固件穿过第二固定孔316和第二紧固孔3241 将连接件312与传动组件32中的连接块324固定连接。在推料组件30与物料接触并推动物料时，推料结构311受到物料的反作用力，反作用力沿悬臂轴10 的轴线方向，此时，第二连接部315和连接块324之间的连接处受到剪切力，剪切力的方向沿轴向，因此第二固定孔316沿轴向设置，可加强连接件312与连接块324的连接强度。

在如附图3所示出的具体示例中，第二固定孔316的数量为三个，两个为通孔，一个为盲孔，两个紧固件分别从第二固定孔316穿入第二紧固孔3241并锁紧固定，一个紧固件从第二紧固孔3241穿入盲孔并锁紧固定，实现多角度固定，进一步提高连接强度。在其他实施方式中，第二固定孔316的数量可为1、 2、4或更多。第二紧固孔3241的数量与第二固定孔316的数量对应，且不影响连接块324的结构强度即可。

上述紧固件可为螺栓或其他常规的紧固结构。

在另一实施例中，推料结构311为分体式板状结构，包括至少两个分离式的分部，多个分部形成关于悬臂轴10左右对称的推料结构311。若干分部之间具有供悬臂轴10穿过的间隙，当推料件31安装在悬臂轴10上时，悬臂轴10 从间隙中穿过，使若干分部围绕在悬臂轴10的四周或左右两侧，且关于悬臂轴 10左右对称。分部为板状结构，保证推料结构311与物料的侧面充分接触，施加均匀推力，有利于物料在移动过程中保持稳定。分部可以为直板结构、弧形板结构或角板结构，也可以为其他规则或不规则的形状，保证分部与物料的接触面为平面结构且形成的推料结构311整体为对称结构或中心对称结构即可。分部的数量可以为两个、三个、四个或更多。

基于上述分体式板状结构的推料结构311，推料件31还包括连接件312，推料结构311通过连接件312与传动组件32固定连接；连接件312沿悬臂轴10 的轴向设置。连接件312的数量与分部的数量对应，每个连接件312的一端与分部固定连接，另一端与传动组件32中的连接块324固定连接。具体的连接方式可参考上述实施例中的描述，也可采用其他常规的连接方式，保证分部与传动组件32稳定连接即可。

如附图10和附图11所示，传动组件32包括导向轴321、推料丝杆322、丝杆螺母323和连接块324，导向轴321与推料丝杆322平行设置，丝杆螺母323套设在推料丝杆322上，连接块324的一端套设在丝杆螺母323外，另一端套设在导向轴321上，连接块324与推料件31的连接件312固定连接。

具体的，导向轴321和推料丝杆322的两端均固定在连接板17上，并通过连接板17与悬臂轴10固定连接，推料丝杆322在推料电机33的作用下转动，使其上的丝杆螺母323沿推料丝杆322移动，带动连接块324移动，导向轴321 的作用在于保证与推料件31连接的连接块324沿直线移动，导向轴321和推料丝杆322平行设置，保证连接块324可正常移动。

优选地，为缩短推料组件30的整体长度，推料电机33与推料丝杆322上下并排设置，推料电机33具有皮带传动组件34，皮带传动组件34的作用在于将推料电机33的转动传递至推料丝杆322，如附图10所示，皮带传动组件34 包括第一传动轮341、第二传动轮342和传动皮带343，第一传动轮341与推料电机33的输出轴固定连接，第二传动轮342与推料丝杆322的端部固定连接，输出轴带动第一传动轮341转动，通过传动皮带343带动第二传动轮342转动，进而转动推料丝杆322。

在附图10所示出的具体示例中，推料电机33位于推料丝杆322的上方，且推料电机33的输出轴穿过一固定块131与第一传动轮341固定连接，带动第一传动轮341转动。固定块131和固定推料丝杆322的端部的连接板17上下并排设置，使推料电机33和推料丝杆322的相对位置保持不变。

优选地，如附图11所示，推料组件30包括用于检测推料件31位置的第三检测组件35，第三检测组件35包括安装支架351和第三距离传感器352，第三距离传感器352固定在安装支架351上，并朝向推料结构311设置，用于检测推料结构311的位置。安装支架351和第三距离传感器352位于推料结构311 的移动范围外，避免推料结构311在移动过程中撞击损坏安装支架351或第三距离传感器352。第三距离传感器352与推料电机33信号连接，推料电机33可根据第三距离传感器352的信号控制推料结构311的移动。第三距离传感器352 可为激光测距仪、红外距离传感器或超声波距离传感器。

如附图1和附图2所示，悬臂轴10安装在悬臂轴安装座60上，悬臂轴安装座60安装在移动车体(未画出)上，移动车体整体移动，悬臂轴安装座60 在移动车体上作前后移动和上下移动，悬臂轴10可相对悬臂轴安装座60作左右移动，从而实现对准、自动上料和自动下料。悬臂轴10上可安装激光对准装置和视觉识别装置，进一步帮助悬臂轴10与物料料筒以及接料轴精确对准。由于悬臂轴10与悬臂轴安装座60可相对移动，为保证推料组件30与悬臂轴10 的相对静止，推料组件30安装在悬臂轴10上，其中的推料件31与悬臂轴10 活动连接，且推料件31的推料结构311关于悬臂轴10左右对称，并在推料电机33和传动组件32的作用下沿悬臂轴10的轴向移动，从而推动悬臂轴10上的物料沿悬臂轴10移动和卸料。

推料组件30可全部设置在悬臂轴10的外部，也可以部分设置在悬臂轴10 的内部，以缩小移动机器人的整体体积。

具体的，如附图2和附图3所示，悬臂轴10具有内腔13和与内腔13连通的滑移配合槽14，传动组件32中的导向轴321、推料丝杆322和丝杆螺母323 位于内腔13中，且连接块324穿过滑移配合槽14与推料件31的连接件312连接，将部分推料组件30设置在悬臂轴10的内腔13中，不仅充分利用悬臂轴10 的内部空间，还可以保护传动组件32，避免导向轴321、推料丝杆322和丝杆螺母323等部件受到外部污染或干扰。

如附图3所示，滑移配合槽14的长度与推料结构311的移动行程对应，滑移配合槽14沿悬臂轴10的轴向开设，起始端相对靠近悬臂轴安装座60，末端相对靠近悬臂轴10的端部，当推料电机33转动推料丝杆322，连接块324的端部或连接块324与第二连接部315的连接处在滑移配合槽14中移动。当连接块 324与第二连接部315的连接处位于悬臂轴10的下方时，滑移配合槽14设置在悬臂轴10的下部。当然，在其他实施方式中，滑移配合槽14可设在悬臂轴10 的左右侧部或上部，其他结构作适应性修改即可。

优选地，连接件312的第二连接部315具有限位块317，限位块317的数量为两块，分别设置在第二连接部315的前侧和后侧，朝向滑移配合槽14的起始端或末端设置，限位块317用于限制推料结构311的移动行程，使其小于滑移配合槽14的长度，避免连接块324的端部或连接块324与第二连接部315的连接处与滑移配合槽14撞击。限位块317的材料可为橡胶或塑料，限位块317可通过粘接或螺丝固定的方式固定在第二连接部315的前后侧。

优选地，悬臂轴10的外表面上沿轴向设有多个用于与卷料料筒内壁贴合的滚轮18，以减小物料料筒与悬臂轴10的摩擦力，使推料组价可更轻松地推动物料。若干滚轮18均匀分布在悬臂轴10的上部，位于推料结构311的移动范围中。鉴于悬臂轴10的直径小于物料的料筒内径，物料的中心点不在悬臂轴10 的中心轴线上，实际上只有料筒的上部与悬臂轴10接触，具体地，滚轮18包括两组位于悬臂轴10顶端两侧呈角度设置的顶滚轮18，以及位于悬臂轴10左右两侧的侧滚轮18。

优选地，为加强悬臂轴10与悬臂轴安装座60之间的连接强度，悬臂轴10 上具有支撑组件19，支撑组件19连接悬臂轴10和悬臂轴安装座60。支撑组件 19安装在悬臂轴10的上部，靠近悬臂轴安装座60。具体地，如附图1和附图3 所示，支撑组件19包括斜撑三角架191和斜撑罩192，斜撑三角架191的其中一个直角边与悬臂轴10固定连接，另一个直角边与悬臂轴安装座60固定连接，斜撑罩192与斜撑三角架191固定连接，覆盖在斜撑三角架191外，斜撑罩192 内具有容腔194。斜撑三角架191具有较强的结构强度，可有效提高悬臂轴10 与悬臂轴安装座60的连接稳定性。当然，支撑组件19还可采用其他常规结构，能够连接悬臂轴10和悬臂轴安装座60即可。

优选地，为节约空间，收纳和保护推料电机33，推料电机33位于悬臂轴10的上方，且位于容腔194中；推料电机33的输出轴穿出容腔194与传动组件 32转动连接，同时，皮带传动组件34位于悬臂轴安装座60内。

如附图1所示，斜撑罩192朝向推料结构311的一面具有窗口193，检测组件的安装支架351固定在斜撑三角架191或悬臂轴10上，距离传感器固定在安装支架351上并露出于窗口193中，可正常检测推料结构311的位置。采用这样的结构，是距离传感器与推料电机33的距离更近，更方便接线，同时避免线束外露，使用更安全。

本实用新型的实施例还基于上述的物料装卸装置，提供一种悬臂轴10式移动机器人的物料装卸方法，方法包括如下步骤：

装料步骤：

控制悬臂轴10与物料的中空料筒对准插接；

控制顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40共同定位物料；

卸料步骤；

控制悬臂轴10与接收轴对接；

控制顶升限位组件20和侧顶限位组件40动作，解除对物料的限制；

控制推料组件30推动物料移动至接收轴。

在一具体的实施例中，控制顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件 40共同定位物料的步骤还包括：

判断物料位于悬臂轴10上的预设范围内；

控制顶升限位组件20工作，轴向限制套设于悬臂轴10上的物料；

控制悬臂轴10移动至取出物料；

控制推料组件30推动物料；

判断物料位于悬臂轴10上的预设位置；

控制侧顶限位组件40工作，顶住套设于悬臂轴10上的物料中料筒内壁，周向限制物料。

具体的，控制组件50包括控制器、第一位置检测器51和第二位置检测器 52；

判断物料位于悬臂轴10上的预设范围内的步骤还包括：

通过控制器判断是否仅接收到第二位置检测器52的第二信号，则确定物料位于悬臂轴10上的预设范围内；

判断物料位于悬臂轴10上的预设位置的步骤还包括：

通过控制器判断是否同时接收到第一位置检测器51的第一信号和第二位置检测器52的第二信号，则确定物料位于悬臂轴10上的预设位置。

基于上述实施例，本实用新型实施例的物料装卸方法包括如下步骤：

装料步骤：

物料装卸装置移动至取货处，悬臂轴10与物料的中空料筒对准，悬臂轴10 整体向物料方向移动，插入中空料筒中；

通过控制器判断是否仅接收到第二位置检测器52的第二信号，则确定物料位于悬臂轴10上的预设范围内，控制顶升限位组件20工作，顶升件21伸出第一限位孔15，轴向限制套设于悬臂轴10上的物料；

控制悬臂轴10整体上移，物料脱离货架；

通过控制器判断是否仅接收到第二位置检测器52的第二信号，则确定物料位于悬臂轴10上的预设范围内，控制推料组件30工作，将物料推送至预设位置；

通过控制器判断是否同时接收到第一位置检测器51的第一信号和第二位置检测器52的第二信号，则确定物料位于悬臂轴10上的预设位置，控制推料组件30停止工作，控制侧顶限位组件40工作，侧顶件41伸出第二限位孔16，与中空料筒的内壁相抵，对物料进行周向限位；至此，顶升限位组件20、推料组件30和侧顶限位组件40共同定位物料；

卸料步骤

物料装卸装置移动至放料处，放料处设有一根接收物料的接收轴，控制悬臂轴10与接收轴对接；

控制顶升限位组件20和侧顶限位组件40动作，顶升件21缩回第一限位孔 15，侧顶件41缩回第二限位孔16，解除对物料的限制；

控制推料组件30推动物料移动至接收轴。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，包括：

悬臂轴，用于承载物料；

移动车体，所述悬臂轴活动设置在所述移动车体上；

顶升限位组件，设置于所述悬臂轴上，用于轴向限制套设于所述悬臂轴上的物料；

推料组件，设置于所述悬臂轴上，用于推动物料；

侧顶限位组件，设置于所述悬臂轴上，用于顶住套设于所述悬臂轴上的物料中料筒内壁，周向限制物料；

还包括控制组件，所述控制组件与所述顶升限位组件、所述推料组件和所述侧顶限位组件通讯连接，能够检测所述物料在所述悬臂轴上的位置并控制所述顶升限位组件、所述推料组件和所述侧顶限位组件实现对所述物料定位或解锁。

2.如权利要求1所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，所述控制组件包括第一位置检测器和第二位置检测器，所述第一位置检测器和所述第二位置检测器沿所述悬臂轴的轴向设置，且上端均不高出所述悬臂轴的表面；

所述顶升限位组件位于所述悬臂轴的前端部，所述推料组件的起始位置位于所述悬臂轴的后端部，所述第一位置检测器设置在所述顶升限位组件朝向所述推料组件的一侧，所述第二位置检测器设置在所述第一位置检测器和所述推料组件的起始位置之间。

3.如权利要求2所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，所述第一位置检测器和所述第二位置检测器的间距，小于所述物料在所述悬臂轴的轴向上的长度。

4.如权利要求2所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述控制组件还包括控制器，所述控制器均与所述第一位置检测器和所述第二位置检测器通讯连接；

所述控制器包括：

接收单元，用于接收所述第一位置检测器发出的第一信号和所述第二位置检测器发出的第二信号；

位置判断单元，用于在仅接收到所述第二信号时判断物料位于所述悬臂轴上的预设范围内，在同时接收到所述第一信号和所述第二信号时判断物料位于预设位置；

动作单元，用于在判断物料位于悬臂轴上的预设范围内时控制所述顶升限位组件动作，控制所述推料组件推动物料至预设位置；在判断物料位于预设位置时控制所述推料组件停止动作，再控制所述侧顶限位组件动作。

5.如权利要求1所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述悬臂轴包括第一限位孔，所述顶升限位组件包括顶升件和第一伸缩机构，所述第一伸缩机构驱动所述顶升件在所述悬臂轴上侧的所述第一限位孔中上下移动；所述第一伸缩机构与所述控制组件电连接。

6.如权利要求5所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，所述顶升限位组件还包括用于检测所述顶升件位置的第一检测组件，所述第一检测组件设置在所述顶升件的下方或一侧，所述第一检测组件与所述控制组件通讯连接。

7.如权利要求1所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述悬臂轴包括第二限位孔，所述侧顶限位组件包括两个侧顶件和第二伸缩机构，关于所述悬臂轴的轴线对称设置，分别与所述第二伸缩机构连接，所述第二伸缩机构驱动两个所述侧顶件分别在所述悬臂轴左右两侧的所述第二限位孔中伸缩活动，以顶住或松开所述物料的中空料筒内壁；所述第二伸缩机构与所述控制组件电连接。

8.如权利要求7所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述侧顶限位组件包括限位件，所述限位件包括死点限位件和转动限位件，所述死点限位件用于限制所述侧顶件穿出所述第二限位孔回缩，所述转动限位件用于限制所述第二伸缩机构的伸缩幅度。

9.如权利要求7所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述侧顶件朝向所述物料的一端设有用于与物料料筒内壁贴合的支撑面。

10.如权利要求7所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述侧顶限位组件还包括用于检测所述侧顶件移动位置的第二检测组件，所述第二检测组件设置在所述侧顶件的一侧，所述第二检测组件与所述控制组件通讯连接。

11.如权利要求1所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，

所述推料组件包括推料件、传动组件和推料电机，所述传动组件与所述推料件连接，所述推料电机与所述传动组件连接；其中，所述推料件包括推料结构，所述推料结构关于悬臂轴左右对称，并在所述推料电机和所述传动组件的作用下沿所述悬臂轴的轴向移动，所述推料电机与所述控制组件电连接。

12.如权利要求11所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，所述传动组件包括导向轴、推料丝杆、丝杆螺母和连接块，所述导向轴与所述推料丝杆平行设置，所述丝杆螺母套设在所述推料丝杆上，所述连接块的一端套设在所述丝杆螺母外，另一端套设在所述导向轴上，所述连接块与所述推料件的连接件固定连接。

13.如权利要求11所述的悬臂轴式移动机器人的物料装卸装置，其特征在于，所述推料组件包括用于检测所述推料件位置的第三检测组件，所述第三检测组件位于所述推料件的移动范围外，且所述第三检测组件与所述控制组件通讯连接。

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