CN218195158U - 一种搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种搬运机器人，包括底盘和升降平台，所述底盘底部设置有多个行走轮，所述升降平台设置于底盘上方，并能够相对底盘沿竖直方向调整高度。本实用新型提供的搬运机器人的优点在于：通过在底盘上设置升降平台，能够直接通过升降平台的竖直抬升将待搬运的物体顶升起来，不需要人工将重物搬运到小推车等物体上，然后通过行走轮可驱动底盘移动位置，实现重物的搬运，而且整个机器人能够直接运动到架空的重物底部，降低人工操作和搬运的难度，降低劳动强度，提高搬运效率。

Description

一种搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及物流机器人技术领域，尤其涉及一种搬运机器人。

背景技术

在物资消耗量大、周转频次高的场所，经常需要对物资进行出入库、搬运、周转等操作，例如医院内外部的耗材库等场所，例如医用物资的区域云仓，作为医院和物资供应方之间的服务方，负责存储各家医院的医用物资，并根据医院消耗情况进行补货，每天的物资运转量非常大，整个区域云仓的运转非常繁忙，目前主要通过人工确认领料需求，然后从货架上搬运物料移动到小推车、托盘等转运设备上，然后再通过人工移动小推车到登记处进行物料领用登记和交接，整个过程比较费力，在长时间工作后容易疲劳影响工作效率，并且存在搬运过程中砸到工作人员的风险，已不能满足医院的物资管理需求。

公告号为CN207874212U的实用新型专利申请公开了一种可灵活顶升的搬运机器人，通过剪叉结构驱动托板沿竖直方向升降，通过四周的导柱进行导向和限位，实现对笨重物体的抬升和搬运，但其导柱端部超出托板的表面，导致只能承托处于其导柱限制范围之内的物体，适用范围较小；而且托板运动的最大高度不能超出导致的高度，而该搬运机器人如果能够直接运动到其目标物体下方，就必然不能将其抬升离开地面，因此使用时需要通过人工将物体搬运到托板上然后控制搬运机器人行走，因此该搬运机器人的升降功能对于搬运物体来说并没有任何帮助，同时在该专利文件中并未说明该搬运机器人能够自动运动或具有实现自动运动的部件，因此该搬运机器人的功能实际上仍然是需要人工抬升、移动的小推车。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够方便进行抬升和移动的搬运机器人。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种搬运机器人，包括底盘和升降平台，所述底盘底部设置有多个行走轮，所述升降平台设置于底盘上方，并能够相对底盘沿竖直方向调整高度。

优选的，所述底盘上设置有驱动升降平台运动的直线驱动单元；所述升降平台下表面至少设置有两个导杆，所述底盘上设置有与导杆滑动配合的直线轴承座。

优选的，所述直线驱动单元包括丝杆和螺接在丝杆外的升降轴承，所述丝杆的顶部固定设置有与升降平台连接的法兰盘，所述升降轴承与一驱动电机的输出端传动配合。

优选的，所述底盘的上方架空设置有与底盘平行的安装板，所述升降轴承安装在所述安装板上，所述升降轴承同轴固定连接有一从动轮，所述驱动电机的输出端固定连接有主动轮，所述从动轮与主动轮通过皮带传动连接。

优选的，所述行走轮包括驱动轮和万向轮，所述底盘底部的四角分别设置有一个所述万向轮，所述底盘行走方向两侧的中间位置分别设置有一个所述驱动轮，所述驱动轮能够分别独立的控制行走速度。

优选的，所述底盘底部的四角分别设置有安装孔，所述安装孔上设置有安装架，所述安装架下方固定设置有脚轮轴承，所述万向轮与所述脚轮轴承的内圈固定配合，万向轮穿过安装孔支撑所述底盘。

优选的，所述底盘上在两侧驱动轮位置分别设置有悬板，所述悬板上固定设置有两个悬杆，所述驱动轮的转轴穿设在一个安装座上，所述安装座的两端滑动穿设在悬杆上，悬杆底部通过螺母固定，悬杆上套设有处于安装座和悬板之间的浮动弹簧；所述驱动轮上具有驱动自身转动的行走电机。

优选的，所述悬板内侧面还设置有滑槽，所述升降平台的底部的两侧分别设置有与滑槽滑动的配合的滑板，至少一侧的滑板底部沿水平方向延伸到悬板下方。

优选的，所述底盘外围形成一圈竖直包边，底盘上设置有卡合在包边外侧的壳体，所述壳体上表面具有与升降平台配合的缺口。

优选的，所述升降平台上方还固定连接有承托板，所述承托板覆盖所述壳体的上表面。

优选的，所述底盘上设置有扫描雷达，所述壳体前端具有沿水平方向内凹的避让槽，所述扫描雷达固定在所述避让槽内。

优选的，所述壳体表面相对行进方向的前后和两侧分别设置有用来检测障碍物距离的超声波探测器，所述壳体至少前侧设置有深度相机。

优选的，所述底盘呈矩形结构，底盘的四角分别进行倒角设计，所述壳体的四个倒角的竖直边上设置有所述超声波探测器。

优选的，所述底盘上还固定有朝向地面的扫码器，所述搬运机器人的运动区域内的地面上间隔设置有多个标签，所述标签包括呈方形排列的多个二维码；所述扫码器能够扫描标签的二维码识别标签和调整底盘方向。

本实用新型提供的搬运机器人的优点在于：通过在底盘上设置升降平台，能够直接通过升降平台的竖直抬升将待搬运的物体顶升起来，不需要人工将重物搬运到小推车等物体上，然后通过行走轮可驱动底盘移动位置，实现重物的搬运，而且整个机器人能够直接运动到架空的重物底部，降低人工操作和搬运的难度，降低劳动强度，提高搬运效率。

驱动皮带轮传动驱动丝杆转动，实现对升降平台升降运动的驱动，通过导杆与直线轴承座的配合提高升降平台运动的稳定性；通过万向轮支撑底盘的重量，通过浮动设置的驱动轮可适应高低起伏的路面，提高搬运机器人的通过性能，通过浮动弹簧使驱动轮适应路面起伏，并提供压力已产生驱动搬运机器人运动的摩擦力；通过设置壳体封装底盘，完成整个搬运机器人的封装，并在升降平台上方设置承载板，承托重物，保护壳体；搬运机器人根据需求设置有扫描雷达、超声波探测器、深度相机等，能够时间周边环境影响的采集和传输，并能够在运动过程中主动避障，遇到障碍物及时刹车，防止碰撞，保障人员、设备和物资的安全；通过扫码器和预先设置的标签，能够实现路径的自主规划和修正，实现自动搬运，极大地释放生产力，减少劳动强度，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的爆炸图；

图3为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的行走轮结构示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的直线驱动单元的剖视图；

图5为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的直线驱动单元的示意图；

图6为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的万向轮示意图；

图7为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的浮动驱动结构的示意图；

图8为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的升降平台的示意图；

图9为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的侧视图；

图10为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的底盘结构示意图；

图11为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的标签示意图一；

图12为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的标签示意图二；

图13为本实用新型的实施例提供的搬运机器人的标签示意图三。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，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作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。

参考图1-图3，本实用新型提供了一种搬运机器人，包括底盘1和升降平台2，所述底盘1底部设置有多个行走轮3，所述升降平台2设置于底盘1上方，并能够相对底盘1沿竖直方向调整高度。

本实施例通过在底盘1上设置升降平台2，能够直接通过升降平台2的竖直抬升将待搬运的物体顶升起来，不需要人工将重物搬运到小推车等物体上，然后通过行走轮3可驱动底盘1移动位置，实现重物的搬运，而且整个机器人能够直接运动到架空的重物底部，降低人工操作和搬运的难度，降低劳动强度，提高搬运效率。

再参考图2，所述底盘1上设置有驱动升降平台2运动的直线驱动单元11，所述升降平台2下表面至少设置有两个导杆22，所述底盘1上设置有与导杆22滑动配合的直线轴承座12，通过所述直线驱动单元11驱动升降平台2升降运动，通过导杆22与直线轴承座12滑动配合，对升降平台2进行导向和提高稳定性，防止升降平台2在抬升过程中因重物影响发生偏斜；以提高直线驱动单元11和升降平台2的使用寿命。具体的，在本实施例中，所述升降平台2大致为矩形或方形结构，在其底部的四角分别固定有一个所述导杆22，以均匀的分担偏斜的应力，延长每根导杆22的使用寿命。

结合图4和图5，所述直线驱动单元11包括丝杆111和螺接在丝杆11外的升降轴承112，所述丝杆111的顶部固定设置有与升降平台2连接的法兰盘113，所述升降轴承112与一驱动电机114的输出端传动配合；具体的，所述底盘1上架空设置有与底盘1平行的安装板115，所述升降轴承112的外圈固定在所述安装板115上，所述升降轴承112的内圈与所述丝杆11的外螺纹螺接配合，或与螺接在丝杆11外侧的螺母固定配合；同时所述升降轴承11的内圈还同轴固定连接有一从动轮116，所述从动轮116自由的套设在丝杆11的外侧，所述驱动电机114的输出端固定连接有主动轮117，所述从动轮116与主动轮117通过皮带118传动连接。

再参考图3，所述行走轮3包括万向轮31和驱动轮32，所述底盘1底部的四角分别设置有一个所述万向轮31，所述底盘31行走方向两侧的中间位置分别设置有一个所述驱动轮32，所述驱动轮32能够分别独立的控制行走速度，从而通过万向轮31支撑搬运机器人的重量和所搬运的物体的重量，通过驱动轮32提供行走的驱动力，实现搬运机器人的自动移动，从而能够自动搬运物体，同时可通过两侧驱动轮32之间的速度差实现差速运动，控制搬运机器人转向。

所述底盘1底部的四角分别设置有安装孔13，结合图6，每个安装孔13上方固定设置有安装架131，所述安装架131下方固定设置有脚轮轴承132，所述万向轮31与所述脚轮轴承132的内圈或外圈固定配合，万向轮31穿过安装孔13支撑所述底盘1，具体的，所述安装架131至少两端具有与底盘1固定连接的耳板133，所述耳板133与安装架131一体成型，将所述安装架131架空固定在所述安装孔13上方，通过所述安装架131安装万向轮31，同时阻挡万向轮31转动时带起的灰尘进入搬运机器人内。进一步的，可将安装架131设置为内凹的半封闭结构，直接将万向轮31的安装空间与搬运机器人的内部空间阻隔，防止外部灰尘影响搬运机器人内部的环境。

本实施例通过万向轮31与安装架131固定配合支撑搬运机器人的重量，同时也承担所搬运的重物的重量，本领域技术人员可根据对载重量的要求适应性的选择安装架131的结构和材料，并选择适当的万向轮31即可。

由于本实施例使用万向轮31支撑搬运机器人的重量，如果所述驱动轮32的高度是固定的，在表面起伏的路径上行走时，有可能存在驱动轮32无法接触地面进行驱动，或者其中一侧的万向轮1离开地面，通过驱动轮32与另一侧的万向轮31共同支撑重量的情况，会影响搬运机器人的正常通行，甚至造成驱动轮32的损坏。

结合图4和图7，针对这一问题，本实施例提出了浮动驱动结构，在所述底盘1的两侧驱动轮32的位置分别内凹设置悬板14，所述悬板14的两端分别通过支撑杆141固定连接底盘1，底盘1上具有供驱动轮32安装固定的通孔(图未示)，所述悬板14上设置有两个处于两端的支撑杆141之间的悬杆142，所述驱动轮32的转轴321穿设在一个安装座322上，所述安装座322的两端滑动穿设在悬杆142上，所述悬杆142底部通过螺母进行固定，防止安装座322滑落，悬杆142上套设有处于安装座322和悬板14之间的浮动弹簧143，所述驱动轮32具有驱动自身转动的行走电机(图未示)，能够跟随驱动轮32升降。

在搬运机器人运动到两端高，中间低的路面时，两端通过万向轮31支撑，驱动轮32在重力作用下落到地面，通过浮动弹簧143的弹力提供对地面的压力，在驱动轮32转动时，与地面产生摩擦力驱动搬运机器人行走。同样的，在搬运机器人运动到至少一端下降的路段时，对应一端万向轮31会先悬空，搬运机器人的重力压到驱动轮32上，然后浮动弹簧143被压缩，驱动轮32跟随安装座322上升，悬空的万向轮31落到地面上，通过万向轮31支撑重量，驱动轮32在浮动弹簧143的压力下转动产生摩擦力，驱动搬运机器人行走。

进一步的，所述安装座322上还沿竖直方向固定有一个限位杆323，所述限位杆323自由穿过上方的悬板14，限位杆323的上端具有能够与悬板14表面抵接的限位帽324，通过所述限位杆323作用限制驱动轮的竖直下降的最大行程，与两侧的悬杆142的限位作用形成冗余设计，保障驱动轮的正常使用。

进一步的，所述悬板14的内侧面还设置有滑槽144，结合图8，所述升降平台2的底部的两侧还分别设置有与滑槽144配合的滑板23，通过滑板23与滑槽144的配合进一步提高升降平台2与底盘1的滑动稳定性，同时至少一侧的滑板23底部沿水平方向延伸到悬板14的下方，从而可以限制升降平台2的最大上升行程。

所述驱动轮32的转轴321可以直接与所述驱动轮32固定连接，也可以相对驱动轮32自由转动，只需要与安装座322配合实现驱动轮32的高度调整即可，所述转轴321通过导线连接处于底盘1上的驱动器(图未示)，通过所述驱动器控制驱动轮32上的行走电机的运行状态、速度，并控制进行刹车。在需要转向时，通过所述控制器控制两侧的驱动轮32进行差速转动，完成转向。

再参考图2，所述底盘1的外围形成一圈竖直包边15，所述底盘1上还设置有卡合在包边15外侧的壳体4，所述壳体4的上表面具有与升降平台2配合的缺口41，所述升降平台2的上方还固定连接有承托板21，所述承托板21覆盖所述壳体4的上表面，防止重物压坏所述壳体41，升降平台2与缺口41配合，减少外部环境对搬运机器人内部结构的影响。所述壳体4可通过卡扣结构、螺栓等固定方式与底盘1的包边连接，所述底盘1上还可以固定壳体支撑架17用于支撑和固定壳体4的上表面，提高壳体4的固定强度。

结合图9和图10，所述底盘1上还设置有扫描雷达5，所述壳体4的前端具有沿水平方向内凹的避让槽42，所述扫描雷达5固定在底盘1上，扫描雷达5的扫描端延伸到所述避让槽42内；通过避让槽42的设计避免对扫描雷达5的工作产生干扰，方便通过扫描雷达5获取周边环境信息，辅助决策控制搬运机器人的行走状态。

进一步的，所述壳体4表面相对行进方向的前后和两侧还分别设置有用来检测障碍物距离的超声波探测器43，所述壳体4上至少在前侧设置有深度相机44，通过所述超声波探测器43和深度相机44进行障碍物检测，及时进行刹车避障。所述扫描雷达5、超声波探测器43和深度相机44可通过WiFi路由器18进行无线通讯，从而能够通过互联网、局域网实现远程通讯，可对搬运机器人进行远程控制，并且能够实时观察搬运机器人周边的环境状态，可进一步将搬运机器人应用于极端环境下，执行危险任务。

本实施例中，所述底盘1呈矩形结构，底盘1的四角分别进行倒角设计，壳体4在四个倒角位置的竖直边上还分别设置有所述超声波探测器43，从而能够实现不同角度的障碍识别，防止发生碰撞，确保行人和搬运机器人的使用安全。

所述底盘1上还可以根据需要设置音响，用来播放提示音，壳体4上在音响的位置开口；所述搬运机器人通过电池驱动，底盘1上在适当的位置固定电池提供能量，并可在底盘底部设置正负极结构方便直接运动到充电器上进行充电。

所述底盘1的两端还分别设置防撞条16进行防撞保护，具体的，所述防撞条16可通过卡扣结构卡在底盘的边缘，并包裹底盘1的前后两端和部分侧面，对底盘1的突出位置进行保护，防止被撞坏，防撞条16可选择橡胶、塑料、合金等结构。

参考图4，所述底盘1上还固定有朝向地面的扫码器6，本实施例中，所述扫码器6固定在安装板115下方，底盘1上在扫码器6对应的位置开孔，搬运机器人所在的运动区域内的地面上间隔设置多个标签7，参考图11、图12和图13，所述标签7包括多个二维码，所述扫码器6通过扫描所述标签7上的二维码，确定自身的位置和相对标签7的角度，并根据目标位置调整自身的行走方向。

具体的，通过提前标记区域内的标签7的位置和信息，完成场地信息的构建，在使用搬运机器人时，通过输入出发地和目的地，自动构建行走路径，获取路径上的标签7的信息，然后控制搬运机器人行走即可，在行走过程中，每经过一个标签7，通过扫码器6获取标签7的信息，并与预估的标签7进行比对，如果出现错误，则根据系统记录的信息将路径规划到正确的标签7，直到运动到最终的目的地。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种搬运机器人，其特征在于：包括底盘和升降平台，所述底盘底部设置有多个行走轮，所述升降平台设置于底盘上方，并能够相对底盘沿竖直方向调整高度；

所述底盘上设置有驱动升降平台运动的直线驱动单元；所述升降平台下表面至少设置有两个导杆，所述底盘上设置有与导杆滑动配合的直线轴承座。

2.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述直线驱动单元包括丝杆和螺接在丝杆外的升降轴承，所述丝杆的顶部固定设置有与升降平台连接的法兰盘，所述升降轴承与一驱动电机的输出端传动配合。

3.根据权利要求2所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘的上方架空设置有与底盘平行的安装板，所述升降轴承安装在所述安装板上，所述升降轴承同轴固定连接有一从动轮，所述驱动电机的输出端固定连接有主动轮，所述从动轮与主动轮通过皮带传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述行走轮包括驱动轮和万向轮，所述底盘底部的四角分别设置有一个所述万向轮，所述底盘行走方向两侧的中间位置分别设置有一个所述驱动轮，所述驱动轮能够分别独立的控制行走速度。

5.根据权利要求4所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘底部的四角分别设置有安装孔，所述安装孔上设置有安装架，所述安装架下方固定设置有脚轮轴承，所述万向轮与所述脚轮轴承的内圈固定配合，万向轮穿过安装孔支撑所述底盘。

6.根据权利要求4所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘上在两侧驱动轮位置分别设置有悬板，所述悬板上固定设置有两个悬杆，所述驱动轮的转轴穿设在一个安装座上，所述安装座的两端滑动穿设在悬杆上，悬杆底部通过螺母固定，悬杆上套设有处于安装座和悬板之间的浮动弹簧；所述驱动轮上具有驱动自身转动的行走电机。

7.根据权利要求6所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述悬板内侧面还设置有滑槽，所述升降平台的底部的两侧分别设置有与滑槽滑动的配合的滑板，至少一侧的滑板底部沿水平方向延伸到悬板下方。

8.根据权利要求1所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘外围形成一圈竖直包边，底盘上设置有卡合在包边外侧的壳体，所述壳体上表面具有与升降平台配合的缺口。

9.根据权利要求8所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述升降平台上方还固定连接有承托板，所述承托板覆盖所述壳体的上表面。

10.根据权利要求8所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘上设置有扫描雷达，所述壳体前端具有沿水平方向内凹的避让槽，所述扫描雷达固定在所述避让槽内。

11.根据权利要求8所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述壳体表面相对行进方向的前后和两侧分别设置有用来检测障碍物距离的超声波探测器，所述壳体至少前侧设置有深度相机。

12.根据权利要求11所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘呈矩形结构，底盘的四角分别进行倒角设计，所述壳体的四个倒角的竖直边上设置有所述超声波探测器。

13.根据权利要求11所述的一种搬运机器人，其特征在于：所述底盘上还固定有朝向地面的扫码器，所述搬运机器人的运动区域内的地面上间隔设置有多个标签，所述标签包括呈方形排列的多个二维码；所述扫码器能够扫描标签的二维码识别标签和调整底盘方向。

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