CN218557115U - 一种盘点机器人结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盘点机器人结构，底盘的上端设置有升降装置，升降装置包括电动伸缩杆、两块固定架以及安装架，两块固定架垂直固定在底盘上，且两块固定架平行设置，在每一块固定架的内侧面均设置有一个导轨，电动伸缩杆的底部固定在安装架上，安装架的两侧均设置有与对应导轨滑动连接的滑块，在安装架的前端设置有驱动安装架上下升降的驱动组件，驱动组件包括齿条、升降电机以及升降齿轮，升降电机固定在安装架上，升降齿轮与升降电机的输出轴固定连接，齿条固定在其中一个固定架的前端，且升降齿轮与齿条啮合，电动伸缩杆的推杆部上设置有安装支架，在安装支架上设置有能够从侧边插入盘点机的限位槽。本实用新型提高工作效率，降低人工成本。

Description

一种盘点机器人结构

技术领域

本实用新型涉及盘点装置的技术领域，特别涉及一种盘点机器人结构。

背景技术

图书馆资源丰富且长时间不间断对外开放，因此受到很多读者的青睐，通常情况下图书馆会设置多个主题借阅室，可能会出现同一本书出现在不同主题区的情况，这会给图书的盘点工作带来很大的影响。

目前大多数的图书馆采用以下几种方式对图书的盘点工作：1、配备图书管理员以及RFID手持盘点设备，通过借助RFID手持盘点设备来盘点图书，相对人工成本高、而且采用人工盘点效率相对较低，还会出现漏盘的情况；对应一些高层的书架工作人员需要借助梯子才能上去盘点，难度比较大；2、配备RFID智能落地式盘点机器人结构，这类RFID智能落地式盘点机器人结构虽然能够来回移动，但是整体体积庞大，占用空间较大，而且结构相对复杂，因此目前的这两种对图书进行盘点的设备均存在不同的缺点需要改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型要解决的技术问题是：目前的图书用盘点设备要么存在人工成本高、工作效率低、容易出现漏盘；要么存在结构复杂、整体体积庞大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种盘点机器人结构，包括底盘、升降装置以及盘点机，所述底盘的上端设置有所述的升降装置，其特征在于：所述的升降装置包括电动伸缩杆、两块固定架以及安装架，两块固定架垂直固定在所述的底盘上，且两块固定架平行设置，在每一块固定架的内侧面均设置有一个导轨，所述电动伸缩杆的底部固定在所述的安装架上，所述安装架的两侧均设置有与对应导轨滑动连接的滑块，在所述的安装架的前端设置有驱动所述安装架上下升降的驱动组件，所述的驱动组件包括齿条、升降电机以及升降齿轮，所述升降电机固定在所述的安装架上，所述升降齿轮与所述的升降电机的输出轴固定连接，所述齿条固定在其中一个固定架的前端，且所述的升降齿轮与所述的齿条啮合，所述电动伸缩杆的推杆部上设置有安装支架，在安装支架上设置有能够从侧边插入盘点机的限位槽。

作为优选，为了方便安装，所述底盘包括底板、底板支撑架以及独立驱动独立转向的四个驱动轮体系，每一个驱动轮体系具有两个旋转自由度，所述的底板固定在所述底板支撑架的上方，每一个驱动轮体系固定在一个轮支撑架上，所述轮支撑架固定在所述底板支撑架的底部，本结构中，所述的轮支撑架为两块板分别为外侧上压板、外侧下压板，并通过挤压方式固定在驱动轮体系的回转轴承的外圈，底盘支撑架为数根方形铝管拼接成的矩形结构，矩形内部拼接成井字形结构，用铝管拼接成的底板支撑架固定四个驱动轮体系是为了增强底盘的强度，底板支撑架上放置的底板是为了放置电子零器件，凡是固定质量较重器件的部位，底板支撑架的对应部分均拼接铝管，这样底盘就不会因上层机构过重而变形，通过上述结构设置进一步提高底盘的稳定性以及连接强度。

作为优选，为了让盘点机器人的移动速度快且转向灵活，这样即使在密闭狭窄的空间内也能快速完成任务，所述的轮支撑架包括外侧上压板、外侧下压板以及回转轴承，每一个所述的驱动轮体系包括轮体、回转从动齿轮、转向电机和回转主动齿轮，所述驱动轮体系布设在回转轴承的内圈，所述回转轴承使布置在回转轴承内圈的轮体能够360°旋转，所述回转轴承的外圈由外侧上压板和外侧下压板通过挤压的方式进行固定，所述回转轴承的内圈放置有内侧上压板和内侧下压板，所述内侧上压板和内侧下压板以挤压的方式安置在回转轴承的内圈内，所述的回转从动齿轮固定在内侧下压板上并位于内侧下压板的下方，所述的转向电机固定在外侧上压板上，所述的转向电机的输出轴依次贯穿外侧上压板、外侧下压板后与所述的回转主动齿轮连接，所述的回转主动齿轮与回转从动齿轮啮合，所述转向电机通过回转主动齿轮带动回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板转动，在内侧下压板下方固定有车轮固定件，所述轮体通过轮轴安装在车轮固定件的中间，由于回转轴承的精度直接关乎到驱动轮体系的旋转精度，因此要选用具有较好的旋转精度、能承受较大轴向载荷且能节省安装空间的回转轴承，本公司选用的是用于机器人关节的交叉滚子轴承，型号为RA8008，但是RA型交叉滚子的内外圈没有用于安装的螺钉孔位，因此本结构中外侧上压板以及外侧下压板通过挤压的方式固定在回转轴承外，内侧上压板和内侧下压板以挤压的方式安置在回转轴承的内圈内，以实现无需螺丝的方式，通过采用挤压的方式来固定回转轴承的内外圈的结构，最终方便组装。

作为优选，所述的驱动轮体系还包括轮子驱动电机、驱动齿轮、直齿介齿轮、小锥齿轮以及第一锥齿轮，所述的直齿介齿轮中心固定有一根齿轮轴，所述齿轮轴的上下均通过一个第四法兰轴承安装在回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板上，所述的小锥齿轮固定在所述的齿轮轴上，所述的齿轮轴下方贯穿小锥齿轮并通过第二法兰轴承固定在车轮固定件的一侧，所述轮子驱动电机固定在电机安装件上，电机安装件固定在外侧上压板上，所述主驱动齿轮固定在轮子驱动电机的转动轴上，主驱动齿轮的下侧通过第三法兰轴承抵在内侧上压板内，所述主驱动齿轮与直齿介齿轮啮合，所述第一锥齿轮固定在轮体侧边并套于轮轴上，所述第一锥齿轮与小锥齿轮啮合，所述轮子驱动电机通过主驱动齿轮将动力传给直齿介齿轮，直齿介齿轮再将动力传递给小锥齿轮，最后小锥齿轮将动力传给锥齿轮，以此驱动轮体转动，上述结构在工作时，通过轮子驱动电机工作带动驱动齿轮转动，再带动直齿介齿轮转动，由直齿介齿轮带动下方的小锥齿轮转动，然后由小锥齿轮带动与之啮合的第一锥齿轮转动，最终带动轮体径向的转动。

通过上述结构设置通过转向电机工作带动回转主动齿轮转动，由回转主动齿轮带动回转从动齿轮转动，此时与回转主动齿轮固定连接的回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板转动，然后带动下方的车轮固定件转动，最终带动下方轮体能够360度旋转，因此本结构通过给每一个轮体确定统一的初始位置，机器人启动后，底盘的四个轮子都会旋转到确定好的初始位置，这样机器人就可走直线，需要转向时，四个轮子旋转相同的角度，在底盘不动的情况下便可瞬间向轮子旋转后的方向快速移动，而且每个轮子都能旋转360°，机器人便可在360度的平面内任意方向移动，最终实现其移动的灵活性。

相对于现有技术，本实用新型至少具有如下优点：

1、底盘、升降装置和盘点机，且盘点机可由用户自己放置在升降装置上，保证选用更加灵活；同时该升降装置包含电动伸缩杆、放置电动伸缩杆的安装支架以及两块固定架，电动伸缩杆固定在安装架上，安装架的两边通过滑块和导轨与固定架连接，这样电动伸缩杆不仅能自身伸缩而且能在固定架上进行上下滑动，这就实现了四级的升降传动，即电动伸缩杆的上下升降两级以及固定架带动整个电动伸缩杆的上下升降，故此不做具体描述，而整个装置上下滑动的动力来自于和它固定在一起的升降电机，升降电机通过电机安装座固定在安装架上上，齿轮和升降电机连接，这样通过齿轮和固定在固定架上的齿条的啮合作用，便可使电动伸缩杆上升，最终实现既能满足盘点机上升时能达到两米二的高度，缩回后又能在半米的高度内，保证其上下升降更加方便灵活。

附图说明

图1为本实施例1中一种盘点机器人结构的立体图。

图2为本实施例1中一种盘点机器人结构的正视图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的仰视图。

图5为本实施例1中一种盘点机器人结构无安装两个充电电池时的立体图。

图6为本实施例1中一个驱动轮体系与一个轮支撑架连接时的局部剖面示意图。

图7为实施例1中一个驱动轮体系与一个轮支撑架连接时的结构示意图。

图8为本实施例1中一个驱动轮体系与一个轮支撑架连接时的截面示意图。

图9为本实施例1中一个驱动轮体系与一个轮支撑架连接时底部无安装回转从动齿轮的结构示意图。

图10为本实施例1中一个驱动轮体系与一个轮支撑架连接时上部无安装电机安装件的结构示意图。

图11为本实施例1中一种盘点机器人结构的下半部结构示意图。

图12为实施例1中一个轮体与车轮固定件的分解结构示意图。

图中，底盘1、底板1-1、底板支撑架1-2、轮支撑架1-3、升降装置2、电动伸缩杆3、固定架4、安装架5、导轨6、滑块7、驱动组件8、齿条9、升降电机10、升降齿轮11、安装支架12、限位槽13、轮体14、轮毂14-1、胶皮14-2、回转从动齿轮15、转向电机16、回转主动齿轮17、内侧上压板18、内侧下压板19、车轮固定件20、轮轴21、轮子驱动电机22、驱动齿轮23、直齿介齿轮24、小锥齿轮25、第一锥齿轮26、齿轮轴27、第四法兰轴承28、第二法兰轴承29、第三法兰轴承30、限位件31、第一圆头螺钉32、开口挡边33、控制器34、陀螺仪35、角钢36、加强定位杆37、电机安装座38、第一法兰轴承39、充电电池40、盘点机41、外侧下压板42、回转轴承43、外侧上压板44、激光测距传感器45、第二圆头螺钉46、第三圆头螺钉47、第五法兰轴承48、第一沉头螺钉49、垫圈50、第二沉头螺钉51、第四圆头螺钉52、第六法兰轴承53、电机安装件54、第六圆头螺钉55、垫片56、方孔20-a、限位部21-b、光电编码器57、光纤传感器58、挡光件15-1。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；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“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例1：

参见图1-12，一种盘点机器人结构，包括底盘1、升降装置2以及盘点机41，所述底盘1的上端设置有所述的升降装置2，其特征在于：所述的升降装置2包括电动伸缩杆3、两块固定架4以及安装架5，两块固定架4垂直固定在所述的底盘1上，且两块固定架4平行设置，在每一块固定架4的内侧面均设置有一个导轨6，所述电动伸缩杆3的底部固定在所述的安装架5上，所述安装架5的两侧均设置有与对应导轨6滑动连接的滑块7，在所述的安装架5的前端设置有驱动所述安装架5上下升降的驱动组件8，所述的驱动组件8包括齿条9、升降电机10以及升降齿轮11，所述升降电机10固定在所述的安装架5上，所述升降齿轮11与所述的升降电机10的输出轴固定连接，所述齿条9固定在其中一个固定架4的前端，且所述的升降齿轮11与所述的齿条9啮合，所述电动伸缩杆3的推杆部3-1上设置有安装支架12，在安装支架12上设置有能够从侧边插入盘点机41的限位槽13。

本结构由三个部分构成：底盘1、升降装置2和盘点机41，且盘点机41可由用户自己放置在升降装置2上，保证选用更加灵活；同时该升降装置2包含电动伸缩杆3、放置电动伸缩杆的安装支架12以及两块固定架4，电动伸缩杆3固定在安装架5上，安装架5的两边通过滑块7和导轨6与固定架4连接，这样电动伸缩杆3不仅能自身伸缩而且能在固定架4上进行上下滑动，这就实现了四级的升降传动，即电动伸缩杆3的上下升降两级以及固定架4带动整个电动伸缩杆3的上下升降，同时电动伸缩杆3自身的伸缩动力来自于和它一体的电机这属于常规技术，故此不做具体描述，而整个装置上下滑动的动力来自于和它固定在一起的升降电机10，升降电机10通过电机安装座38固定在安装架5上上，齿轮9和升降电机10连接，这样通过齿轮9和固定在固定架4上的齿条9的啮合作用，便可使电动伸缩杆3上升。之所以选用四级升降，是为了既能满足盘点机上升时能达到两米二的高度，缩回后又能在半米的高度内，保证其上下升降更加方便灵活，而且整个结构仅仅采用两块固定架4配合一个底盘1安装各个部件，保证整体体积相对较小，结构操作简单；同时相比人工操作，本结构降低人工成本，提高工作效率低，不会出现漏盘的问题。

作为优选，为了方便安装，所述底盘1包括底板1-1、底板支撑架1-2以及独立驱动独立转向的四个驱动轮体系，每一个驱动轮体系具有两个旋转自由度，所述的底板1-1固定在所述底板支撑架1-2的上方，每一个驱动轮体系固定在一个轮支撑架1-3上，所述轮支撑架1-3固定在所述底板支撑架1-2的底部，通过上述结构设置进一步提高底盘的稳定性以及连接强度，另外底盘由四个驱动轮体系，且每个驱动轮体系都具有两个自由度，保证其能够独立驱动独立转向，最终使得整个底盘能够移动速度快且转向灵活，这样即使在密闭狭窄的空间内也能快速完成任务，本结构中，所述的轮支撑架1-2为两块板分别为外侧上压板、外侧下压板，并通过挤压方式固定在驱动轮体系的回转轴承的外圈，底盘支撑架为数根方形铝管拼接成的矩形结构，矩形内部拼接成井字形结构，用铝管拼接成的底板支撑架固定四个驱动轮体系是为了增强底盘的强度，底板支撑架上放置的底板是为了放置电子零器件，凡是固定质量较重器件的部位，底板支撑架的对应部分均拼接铝管，这样底盘就不会因上层机构过重而变形，通过上述结构设置进一步提高底盘的稳定性以及连接强度。

作为优选，为了让轮体的移动速度快且转向灵活，这样即使在密闭狭窄的空间内也能快速完成任务，所述的轮支撑架1-3包括外侧上压板44、外侧下压板42以及回转轴承43，每一个所述的驱动轮体系包括轮体14、回转从动齿轮15、转向电机16和回转主动齿轮17，所述驱动轮体系布设在回转轴承43的内圈，所述回转轴承43使布置在回转轴承43内圈的轮体14能够360°旋转，所述回转轴承43的外圈由外侧上压板44和外侧下压板42通过挤压的方式进行固定，所述回转轴承43的内圈放置有内侧上压板18和内侧下压板19，所述内侧上压板18和内侧下压板19以挤压的方式安置在回转轴承43的内圈内，所述的回转从动齿轮15固定在内侧下压板19上并位于内侧下压板19的下方，所述的转向电机16固定在外侧上压板44上，所述的转向电机16的输出轴依次贯穿外侧上压板44、外侧下压板42后与所述的回转主动齿轮17连接，所述的回转主动齿轮17与回转从动齿轮15啮合，所述转向电机16通过回转主动齿轮17带动回转轴承43内圈的内侧上压板18和内侧下压板19转动，在内侧下压板19下方固定有车轮固定件20，所述轮体14通过轮轴21安装在车轮固定件20的中间，通过上述结构设置通过转向电机16工作带动回转主动齿轮17转动，由回转主动齿轮17带动回转从动齿轮15转动，此时与回转主动齿轮17固定连接的回转轴承43内圈的内侧上压板18和内侧下压板19转动，然后带动下方的车轮固定件20转动，最终带动下方轮体14能够360度旋转，实现其移动的灵活性。在本实施例中，所述的外侧上压板44、外侧下压板42之间通过一个以上的第一圆头螺钉32进行固定在一体，然后将回转轴承43外侧压合在外侧上压板44、外侧下压板42配合的中心槽内，所述的内侧上压板18和内侧下压板19之间通过一个以上的第二圆头螺钉46进行固定在一体，然后将外侧上压板44、外侧下压板42配合的中心槽压合在回转轴承43内侧的通孔内，且所述的转向电机16与主动齿轮17之间通过第二沉头螺钉51进行固定，所述转向电机16通过第四圆头螺钉52固定在所述的外侧上压板44上，在所述外侧下压板42内设置有套于转向电机16外的第六法兰轴承53，且内侧上压板18和内侧下压板19之间也通过螺丝固定在一起，由于回转轴承43的精度直接关乎到驱动轮体系的旋转精度，因此要选用具有较好的旋转精度、能承受较大轴向载荷且能节省安装空间的回转轴承，本公司选用的是用于机器人关节的交叉滚子轴承，型号为RA8008，但是RA型交叉滚子的内外圈没有用于安装的螺钉孔位，因此本结构中外侧上压板以及外侧下压板通过挤压的方式固定在回转轴承外，内侧上压板和内侧下压板以挤压的方式安置在回转轴承的内圈内，以实现无需螺丝的方式，通过采用挤压的方式来固定回转轴承的内外圈的结构，最终方便组装，而且转向电机16固定在外侧上压板44上，外侧下压板42放置一法兰轴承和转向电机轴同心，法兰轴承的法兰边贴合在外侧下压板的下面，回转主动齿轮和其轴为一体，其轴的内部加工成D行槽，和转向电机的轴的形状相对应。将转向齿轮轴安装在转向电机轴上，齿轮轴的外圈和法兰轴承的内圈贴合，法兰轴承的作用是为了抵消转向齿轮传递动力时受到的径向力。

作为优选，所述的驱动轮体系还包括轮子驱动电机22、驱动齿轮23、直齿介齿轮24、小锥齿轮25以及第一锥齿轮26，所述的直齿介齿轮24中心固定有一根齿轮轴27，所述齿轮轴27的上下均通过一个第四法兰轴承28安装在回转轴承43内圈的内侧上压板18和内侧下压板19上，所述的小锥齿轮25固定在所述的齿轮轴27上，所述的齿轮轴27下方贯穿小锥齿轮25并通过第二法兰轴承29固定在车轮固定件20的一侧，所述轮子驱动电机22固定在电机安装件54上，电机安装件54固定在外侧上压板44上，所述主驱动齿轮23固定在轮子驱动电机22的转动轴上，主驱动齿轮23的下侧通过第三法兰轴承30抵在内侧上压板18内，所述主驱动齿轮23与直齿介齿轮24啮合，所述第一锥齿轮26固定在轮体14侧边，所述第一锥齿轮26与小锥齿轮25啮合，所述轮子驱动电机22通过主驱动齿轮23将动力传给直齿介齿轮24，直齿介齿轮24再将动力传递给小锥齿轮25，最后小锥齿轮25将动力传给第一锥齿轮26，以此驱动轮体14转动，在本实施例中所述的轮子驱动电机22的外壳通过一个以上的第三圆头螺钉47与电机安装件54之间进行固定连接，即第三圆头螺钉47位于电机安装件54的顶部，且穿过电机安装件54后与轮子驱动电机22的外壳螺纹连接实现固定，所述的电机安装件54底部通过一个以上的第六圆头螺钉55与外侧上压板44固定连接，上述结构在工作时，通过轮子驱动电机22工作带动驱动齿轮23转动，再带动直齿介齿轮24转动，由直齿介齿轮24带动下方的小锥齿轮25转动，然后由小锥齿轮25带动与之啮合的第一锥齿轮26转动，最终带动轮体14径向的转动。

通过上述结构设置通过转向电机工作带动回转主动齿轮转动，由回转主动齿轮带动回转从动齿轮转动，此时与回转主动齿轮固定连接的回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板转动，然后带动下方的车轮固定件转动，最终带动下方轮体能够360度旋转，因此本结构通过给每一个轮体确定统一的初始位置，机器人启动后，底盘的四个轮子都会旋转到确定好的初始位置，这样机器人就可走直线，需要转向时，四个轮子旋转相同的角度，在底盘不动的情况下便可瞬间向轮子旋转后的方向快速移动，而且每个轮子都能旋转360°，机器人便可在360度的平面内任意方向移动，最终实现其移动的灵活性。而且，将轮子驱动电机22通过电机安装件20固定在外侧上压板44上，在通过主驱动齿轮34、直齿介齿轮24、小锥齿轮25以及第一锥齿轮26将动力传递给轮子时，轮子驱动电机22是固定不动的；转向电机带动回转轴承内圈作回转运动时，轮子会随着回转轴承内圈转动，轮子驱动电机依然是固定不动的，在这一过程中，贯穿内压板的齿轮轴即其上面的介齿轮会围着固定在轮子驱动电机轴上主驱动齿轮作圆周运动。在上述的两个动力传递过程，轮子驱动电机都是固定不动的，因此解决了电机线缠绕的问题。由于本申请人在设计过程中采用轮子驱动电机内嵌于轮子内部的方式，在工作时，发现轮子驱动电机带动回转轴承的内圈旋转时，轮毂电机要随着轮子一起作回转运动，这就造成电机的电线缠绕的现象。因此为了解决电机线牵绕的问题，才做了上述改进。

作为优选，为了防止介齿轮24上下滑动，在所述内侧上压板18上固定有对介齿轮24轴向的滑动进行限位的限位件31，在所述的齿轮轴27上还套接有一个开口挡边33，所述开口挡边33的上表面顶接在下方的第四法兰轴承28的内圈上，所述开口挡边33的下表面顶接在齿轮轴27的开口槽上，且回转从动齿轮15为环状结构，由于小锥齿在向第一锥齿传递动力时，会受到第一锥齿的反作用力，该反作用力会有沿轴向上的分力，该分力会使齿轮轴有向上移动的趋势，因此本结构设置了开口挡边，且开口挡边的上表面顶接在法兰轴承的内圈上，下表面顶接在齿轮轴27的开口槽上，能够阻碍齿轮轴向上移动的作用，当传递的力过大时，沿轴向的分力也会变大，而限位件的作用就是为了抵消较大的轴向分力，本实施例中内侧上压板18上通过螺丝固定限位件31，限位件31上设置有对介齿轮24进行相抵的限位部，为了便于安装，齿轮轴27没有设计成阶梯轴的形式顶接在轴承内圈，而是在齿轮轴上开一卡槽，开口挡边33卡在卡槽内，开口挡边33的上表面顶接在下方第四法兰轴承28的内圈，当齿轮轴27受到小锥齿轮25沿轴向的分力而有向上移动的趋势时，第四法兰轴承28能顶住开口挡边33，保证开口挡边33顶住齿轮轴27，而限位件31是固定内侧上压板18顶接在上方的第四法兰轴承28上，这是防止介齿轮向上滑动的另一个措施。

作为优选，方便充电，还包括充电电池40以及控制整个设备工作的控制器34，所述的控制器34与充电电池40、升降电机10、电动伸缩杆3电连接，所述的固定架4、充电电池40、控制器34固定在所述的底板1-1上，同时为了方便插件，每一个驱动轮体系上方即电机安装件54上方设置一个与各个驱动轮体系内的各个电器对应电性连接的排插座21-1，通过排插座21-1配合插线与控制器34上方的排插对应连接实现电性连接，通过设置充电电池40以及控制器34实现对整个机器人的自动化控制，而且充电电池放置在底板1-1上，让充电更加方便，而且也不会占用其他空间。

作为优选，在所述的底板1-1上还设置有与控制器34电连接的激光测距传感器45以及陀螺仪35。通过设置激光测距传感器，用来测量盘点机器人到书架的距离，进一步方便机器人更加准确的获知需要盘点的位置；通过设置陀螺仪，用以检测机器人的姿态，其中包括机器人的旋转角和俯仰角，而置于所述的陀螺仪35如何检测机器人的姿态，所述的激光测距传感器45如何检测盘点机器人到书架的距离属于本领域常规技术，故此不做具体描述。

作为优选，为了提高对固定架4的固定强度以及稳定性，避免倾斜，在每一块固定架4侧边均固定有一个角钢36，每一个角钢36上设置有两个倒L型的加强定位杆37，所述加强定位杆37的一端与角钢36固定连接，所述加强定位杆37的另一端与底板1-1固定连接，通过在每一块固定架4侧边均固定有一个角钢36，然后在每一块固定架4侧边均固定有一个角钢36两侧设置倒L型的加强定位杆37，实现对每一块固定架4进行两个方向的限位，这样能够避免固定架4倾斜，而且保证了固定架4的稳定性以及整体的强度。本结构中，每一根固定架都通过两个倒L型的加强定位杆辅助固定，防止其发生倾斜，上述提到的角钢是为了将加强定位杆和固定架连接起来以及将加强定位杆固定在底板上，进一步提高对固定架的固定强度以及稳定性，避免倾斜。

作为优选，为了方便安装固定，所述的驱动组件8还包括一个电机安装座38，升降电机10通过电机安装座38固定在安装架5上，所述电机安装座38内套接有第一法兰轴承39，所述升降齿轮11通过所述的第一法兰轴承39与所述的升降电机10的输出轴连接，上述结构中，电机安装座38固定在电动伸缩杆的固定座上和电动伸缩杆一块上升下降，而齿条是固定在固定架上不动的，升降电机带动齿轮旋转时，齿轮和齿条间的啮合作用会带动自身驱动组件和电动伸缩杆即其电机安装座一块上升。

作为优选，避免打滑，所述的轮体14包括轮毂14-1、附着在轮毂14-1上的胶皮14-2以及安装在轮毂14-1的两侧的第五法兰轴承48，所述轮轴21的两侧通过一个第一沉头螺钉49限位在车轮固定件20上，且为了防止轮子轴向滑动，第五法兰轴承48的法兰边的内圈设置有垫圈50，本结构通过设置垫圈50避免轮子轴向滑动，而且通过螺钉固定，后期也方便拆卸。本结构中轮毂两侧的第五法兰轴承是连接轮毂和轮毂中间的轮轴的，如果没有第五法兰轴承，轮毂会在轮轴上干摩擦，且轮毂外的胶皮采用的是聚氨酯材料浇铸在轮毂的外圈上。如图12所示，轮轴21为一根光轴，所述的车轮固定件20分为左右两个部件，在车轮固定件20的两个部件中设置有用于插接轮轴21上的方孔20-a，且所述轮轴21的两侧均设置有插入到方孔20-a内的限位部21-6，安装时，轮轴21穿过安装在轮毂14-1两侧的第五法兰轴承48，轮体14就以这样的形式在轮轴21上转动，轮轴21的两侧加工成限位部21-6的形式，插进车轮固定件20的方孔20-a内，加工成限位部21-6的形式是为了防止轴21在车轮加工件上来回移动，但是这种限位是单向的，因此在轮轴21的中心加工螺纹孔，通过第一沉头螺钉4并配合垫片56来达到双向限位，且其中一个第五法兰轴承48侧边还设置有套于轮轴21外的垫圈50。

如图4所示，在外侧下压板42底部还设置有用于检测以测量轮子的旋转角度的光电编码器57以及光纤传感器58，且所述的光电编码器57与控制器34电连接，将检测的轮子的旋转角度发送给控制器34，所述的光纤传感器58与控制器34电连接，且光纤传感器58和回转从动齿轮15上的挡光件15-1进行配合，用以确定驱动轮体系的零点位置，实现当光纤传感器58射出的激光照到挡光件15-1上时就是零点的位置，此时可以停止回转从动齿轮15旋转。

整个设备的工作原理如下：需要工作时，人工将所述的盘点机41放置在安装支架12的限位槽13内，然后由控制器34驱动设备工作，更加路径要求，行走到对应位置时，根据高度要求工作，驱动升降电机10工作，带动升降齿轮11转动沿着齿条9往上移动到对应位置，同时位置不够时，驱动电动伸缩杆3自带的电机工作带动推杆部3-1上下升降，然后由盘点机41对对应的书架上的书架进行扫描自动盘点的过程，而置于所述盘点机41如何进行盘点属于本领域常规技术，故此不做具体描述，当需要移动本装置时，根据要求驱动电机22或转向电机16工作，当转向电机16工作带动回转主动齿轮17转动，由回转主动齿轮17带动回转从动齿轮15转动，此时与回转主动齿轮17固定连接的回转轴承43内圈的内侧上压板18和内侧下压板19转动，然后带动下方的车轮固定件20转动，最终带动下方轮体14能够360度旋转为第一个旋转自由度，实现其移动的灵活性，当轮子驱动电机22工作会带动驱动齿轮23转动，再带动直齿介齿轮24转动，由直齿介齿轮24带动下方的小锥齿轮25转动，然后由小锥齿轮25带动与之啮合的第一锥齿轮26转动，最终带动轮体14径向的转动为第二个旋转自由度，而且整个结构仅仅采用两块固定架配合一个底盘安装各个部件，保证整体体积相对较小，结构操作简单；同时相比人工操作，人工盘点容易出错，而采用机器人盘点不容易楼盘，而且本结构降低人工成本，提高工作效率低，不会出现漏盘的问题，因为目前图书馆的盘点工作主要依赖于工作人员手持RFID终端进行盘点，整个图书馆面积过大，楼层较多，在一天内盘点完所有图书的工作量是非常巨大的，需要较多的人员参与。对于高处的图书需要工作人员攀爬梯子上去盘点不仅具有一定的危险性而且在来回换梯子的过程中极容易造成漏盘的情况。因此引进本实用新型的一种盘点机器人结构来代替工作人员盘点图书是非常有必要的。本设计盘点机器人结构小巧紧凑，主要的结构仅底盘、升降装置和外置的盘点机，配比投影功能，投影尺寸仅在400mm×480mm，可以在图书馆的任意区域来回行进。升降装置完全上升以后，上层的盘点机可达到两米二的高度(这个高度预先将设备的尺寸确定好)，对于高层的图书可轻松实现盘点。工作人员只需一键启动，盘点机器人结构即可按程序行走进行盘点。启动后盘点机器人结构将沿书架行走，保持盘点机与书架间20cm以内的间距，盘点机在自动盘点模式下就可对图书逐层盘点。

本实用新型中由于传统的四轮底盘都是前轮转向，后轮固定，这样的底盘在改变方向时需要移动较大的轨迹，即使是每个轮子单独驱动的四轮底盘转向也不是很灵活，而本实用新型的驱动轮体系为4个，且可以独立转向的，且每一个驱动轮体系设置成两个旋转的自由度，保证其能够独立驱动独立转向，进一步提高转动的灵活度；而且采用本驱动轮体系的底盘，无论是三轮底盘还是四轮底盘，乃至更多驱动轮体系的底盘，只需要将所有驱动轮体系的转向电机从统一的零点旋转到相同的角度，在车身不动的情况下，由于各个驱动轮体系可以单独操作，因此能够保证底盘就可以向任意方向移动，灵活度大大提升，而以往的机器人底盘为了提升转向灵活度，大多采用全向轮底盘或麦克纳姆轮底盘，这种底盘利用轮子见的差速同样可以在不转车身的情况可以向任意角度移动，以实现转向灵活的优点。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种盘点机器人结构，包括底盘(1)、升降装置(2)以及盘点机(41)，所述底盘(1)的上端设置有所述的升降装置(2)，其特征在于：所述的升降装置(2)包括电动伸缩杆(3)、两块固定架(4)以及安装架(5)，两块固定架(4)垂直固定在所述的底盘(1)上，且两块固定架(4)平行设置，在每一块固定架(4)的内侧面均设置有一个导轨(6)，所述电动伸缩杆(3)的底部固定在所述的安装架(5)上，所述安装架(5)的两侧均设置有与对应导轨(6)滑动连接的滑块(7)，在所述的安装架(5)的前端设置有驱动所述安装架(5)上下升降的驱动组件(8)，所述的驱动组件(8)包括齿条(9)、升降电机(10)以及升降齿轮(11)，所述升降电机(10)固定在所述的安装架(5)上，所述升降齿轮(11)与所述的升降电机(10)的输出轴固定连接，所述齿条(9)固定在其中一个固定架(4)的前端，且所述的升降齿轮(11)与所述的齿条(9)啮合，所述电动伸缩杆(3)的推杆部上设置有安装支架(12)，在安装支架(12)上设置有能够从侧边插入盘点机(41)的限位槽(13)。

2.根据权利要求1所述的一种盘点机器人结构，其特征在于：所述底盘(1)包括底板(1-1)、底板支撑架(1-2)以及独立驱动独立转向的四个驱动轮体系，每一个驱动轮体系具有两个旋转自由度，所述的底板(1-1)固定在所述底板支撑架(1-2)的上方，每一个驱动轮体系固定在一个轮支撑架(1-3)上，所述轮支撑架(1-3)固定在所述底板支撑架(1-2)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种盘点机器人结构，其特征在于：所述的轮支撑架(1-3)包括外侧上压板(44)、外侧下压板(42)以及回转轴承(43)，每一个所述的驱动轮体系包括轮体(14)、回转从动齿轮(15)、转向电机(16)和回转主动齿轮(17)，所述驱动轮体系布设在回转轴承(43)的内圈，所述回转轴承(43)使布置在回转轴承(43)内圈的轮体(14)能够360°旋转，所述回转轴承(43)的外圈由外侧上压板(44)和外侧下压板(42)通过挤压的方式进行固定，所述回转轴承(43)的内圈放置有内侧上压板(18)和内侧下压板(19)，所述内侧上压板(18)和内侧下压板(19)以挤压的方式安置在回转轴承(43)的内圈内，所述的回转从动齿轮(15)固定在内侧下压板(19)上并位于内侧下压板(19)的下方，所述的转向电机(16)固定在外侧上压板(44)上，所述的转向电机(16)的输出轴依次贯穿外侧上压板(44)、外侧下压板(42)后与所述的回转主动齿轮(17)连接，所述的回转主动齿轮(17)与回转从动齿轮(15)啮合，所述转向电机(16)通过回转主动齿轮(17)带动回转轴承(43)内圈的内侧上压板(18)和内侧下压板(19)转动，在内侧下压板(19)下方固定有车轮固定件(20)，所述轮体(14)通过轮轴(21)安装在车轮固定件(20)的中间。

4.根据权利要求3所述的一种盘点机器人结构，其特征在于：所述的驱动轮体系还包括轮子驱动电机(22)、驱动齿轮(23)、直齿介齿轮(24)、小锥齿轮(25)以及第一锥齿轮(26)，所述的直齿介齿轮(24)中心固定有一根齿轮轴(27)，所述齿轮轴(27)的上下均通过一个第四法兰轴承(28)安装在回转轴承(43)内圈的内侧上压板(18)和内侧下压板(19)上，所述的小锥齿轮(25)固定在所述的齿轮轴(27)上，所述的齿轮轴(27)下方贯穿小锥齿轮(25)并通过第二法兰轴承(29)固定在车轮固定件(20)的一侧，所述轮子驱动电机(22)固定在电机安装件(54)上，电机安装件(54)固定在外侧上压板(44)上，主驱动齿轮(23)固定在轮子驱动电机(22)的转动轴上，主驱动齿轮(23)的下侧通过第三法兰轴承(30)抵在内侧上压板(18)内，所述主驱动齿轮(23)与直齿介齿轮(24)啮合，所述第一锥齿轮(26)固定在轮体(14)侧边，所述第一锥齿轮(26)与小锥齿轮(25)啮合，所述轮子驱动电机(22)通过主驱动齿轮(23)将动力传给直齿介齿轮(24)，直齿介齿轮(24)再将动力传递给小锥齿轮(25)，最后小锥齿轮(25)将动力传给第一锥齿轮(26)，以此驱动轮体(14)转动。

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