CN218578678U - 机器人升降装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人升降装置，涉及仓储物流技术领域，包括：门架组件，所述门架组件包括支撑立柱，所述支撑立柱沿竖直方向设有第一安装槽；升降组件，所述升降组件包括升降基座和与所述升降基座相连的滚轮组，所述升降基座的一侧与所述支撑立柱相配合以使所述滚轮组容置于所述第一安装槽内，且所述滚轮组与所述第一安装槽的内壁面滚动配合；传动组件，传动组件包括同步带和与同步带相匹配的同步带轮，所述同步带轮设于所述同步带的两端以带动所述同步带往复运动，所述同步带与所述升降基座相连；本实用新型的机器人升降装置不但能够使机器人升降装置的各个组件平稳的运转，还能够使整个升降装置噪声较小；本实用新型还提供了一种机器人。

Description

机器人升降装置及机器人

技术领域

本实用新型涉及仓储物流技术领域，具体地，涉及一种机器人升降装置，还涉及一种机器人，该机器人具有所述机器人升降装置。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

目前行业内货箱机器人的升降装置主要由以下几个组件构成：门架组件、动力机构、传动组件及升降组件，动力机构通过传动组件与升降组件相连接，机架组件提供整个结构的支撑与承重。行业内的传动组件主要有两种，一种升降装置采用齿轮齿条作为传动形式，利用电机带动齿轮、齿条传动实现自爬升的升降形式；另一种是采用链传动作为传动形式，利用电机带动链轮、链条来实现升降。

为了提高仓储整体效率，需要货箱机器人高速提升到高位货架并且稳定地完成取送货箱的动作，自爬升的升降形式，需要将电机安装在移动端，随着货箱共同升降，在相同工况下，需要额外负担除货箱以外电机减速机部分的提升重量，不利于达到最优的升降速度；在仓库内，往往是数十个机器人共同运行，为了保证仓库内工人能够正常进行分拣打包工作，机器人在运行时需要保持在一个较低的分贝值，链传动的升降形式运行噪声较大；同时由于机器人升降装置的整体高度较高，因此需要解决在安装与维修时的可操作性。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决本实用新型货箱机器人的升降装置在运转时噪音大的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的提供了一种机器人升降装置，所述机器人升降装置包括：门架组件，所述门架组件包括支撑立柱，所述支撑立柱沿竖直方向设有第一安装槽；升降组件，所述升降组件包括升降基座和与所述升降基座相连的滚轮组，所述升降基座的一侧与所述支撑立柱相配合以使所述滚轮组容置于所述第一安装槽内，且所述滚轮组与所述第一安装槽的内壁面滚动配合；传动组件，所述传动组件包括同步带和与所述同步带相匹配的同步带轮，所述同步带轮设于所述同步带的两端以带动所述同步带往复运动，所述同步带与所述升降基座相连。

本实用新型的机器人升降装置，通过在门架组件的支撑立柱中设置第一安装槽，滚轮组设置于第一安装槽内，且能够沿第一安装槽的内壁面往复运动，滚轮组还与升降基座相连，并且以同步带和同步带轮作为传动组件，因此，升降组件中的升降基座和滚轮组能够沿第一安装槽的内壁面高速平稳的运行，不但能够使机器人升降装置的各个组件平稳的运转，还能够使整个升降装置噪声较小。

另外，根据本实用新型实施例的机器人升降装置，还可具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述第一安装槽内设有第一竖面和第二竖面，所述第一竖面和所述第二竖面沿水平方向成角度设置，或，所述第一竖面和所述第二竖面平行设置；所述滚轮组包括第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮能够沿所述第一竖面往复运动，所述第二滚轮能够沿所述第二竖面往复运动。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述第一安装槽内还设有第三竖面，所述第三竖面与所述第一竖面垂直设置，且所述第三竖面与所述第二竖面垂直设置；所述滚轮组还包括第三滚轮，所述第三滚轮设于所述升降基座上，所述第三滚轮能够沿所述第三竖面往复运动。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述支撑立柱还设有第三安装槽，所述第三安装槽用于容纳部分所述同步带。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述支撑立柱还设有第二安装槽；所述机器人升降装置还包括张紧结构，所述张紧结构设于所述第二安装槽内，所述张紧结构与所述同步带相连且能够张紧所述同步带。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述张紧结构设有上下间隔设置的第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件和第二夹持组件均与所述升降基座相连；其中，所述第一夹持组件夹持并固定所述同步带的一端，所述第二夹持组件夹持并固定所述同步带的另一端。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述张紧结构还包括：固定块，所述固定块与所述升降基座固定连接，所述固定块设有弹性件，所述升降基座通过所述弹性件与所述第二夹持组件相连；所述升降基座在竖直方向设有导向槽，所述第二夹持组件设有与所述导向槽相配合的伸出端，所述伸出端能够在所述导向槽中移动。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述升降基座设有用于连接所述第一夹持组件的止口，并且通过所述止口能够沿竖直方向调节所述第一夹持组件与所述升降基座的连接位置。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述升降组件还包括电动机、减速机和传动轴，其中，所述电动机、所述减速机和所述传动轴均设于所述机器人升降装置的底部；其中，所述减速机包括沿竖直方向间隔设置的输入端和输出端，所述电动机与所述减速机的输入端相连，所述传动轴的一端与所述减速机的输出端相连，所述传动轴的另一端与所述同步带轮同轴相连。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述机器人升降装置还设有锁止结构，所述锁止结构包括：齿轮，所述齿轮与所述传动轴可传动连接；支撑块，所述支撑块与所述门架组件相连，所述支撑块设有与所述齿轮的齿槽相配合的槽孔；销轴，所述销轴能够依次穿过所述槽孔和所述齿槽并固定，通过所述销轴将所述齿轮与支撑块相连接，以阻止所述齿轮和所述传动轴转动。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，所述机器人升降装置还设有锁止结构，所述锁止结构包括：齿轮，所述齿轮与所述传动轴可传动连接；棘轮爪，所述棘轮爪设于齿轮的上方，所述棘轮爪设有与所述齿轮的齿廓相适应的配合部；机架，所述机架与所述棘轮爪相连，用于固定所述棘轮爪，其中，所述棘轮爪的配合部伸入所述齿轮的齿槽中，以阻止齿轮和传动轴转动。

根据本实用新型的机器人升降装置的一些实施方式，在所述门架组件上设有雷达和雷达保护罩，其中所述雷达保护罩上还设有防尘组件。

本实用新型还提供了一种机器人，所述机器人包括如上任一项所述的机器人升降装置；所述机器人还包括取箱装置，所述取箱装置设于所述升降基座上，且所述升降基座带动所述取箱装置沿所述支撑立柱上升或下降。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示意了本实用新型的机器人取箱装置的一种实施方式；

图2示意了本实用新型的机器人取箱装置的支撑立柱的横截面结构；

图3示意了本实用新型的机器人取箱装置的升降组件的一种实施方式；

图4示意了本实用新型的机器人取箱装置的升降基座的侧板和设置于侧板上的部件；

图5a示意了本实用新型的机器人取箱装置的升降基座的侧板的主视图；

图5b示意了本实用新型的机器人取箱装置的升降基座的侧板的右视图；

图5c示意了本实用新型的机器人取箱装置的升降基座的侧板的后视图；

图6示意了本实用新型的机器人取箱装置的锁止结构一种实施方式；

图7示意了本实用新型的机器人取箱装置的锁止结构的另一种实施方式；

图8示意了本实用新型的机器人取箱装置的锁止结构的局部放大图；

图9示意了本实用新型的机器人取箱装置的传动组件的一种优选实施方式。

其中，附图标记如下：

100门架组件，110支撑立柱，111第一安装槽，1111内壁面，1112第一竖面，1113第二竖面，1114第三竖面，112第二安装槽，113第三安装槽，114横梁结构；

200升降组件，210升降基座，211导向槽，212止口，213侧板，

220滚轮组，221第一滚轮，222第二滚轮，223第三滚轮；

230同步带，240同步带轮，250电动机，260减速机，270传动轴；280传动组件；281齿轮，282传动带

300张紧结构，310第一夹持组件，311第一张紧块，312第一压板，313第一定位面，314第一夹持面；

320第二夹持组件，321伸出端，322固定块，323弹性件，324第二张紧块，325第二压板；326第二定位面，327第二夹持面；

410锁止结构，411齿轮，412支撑块，413槽孔，414销轴，415第一传感器；

420锁止结构，421齿轮，422棘轮爪，423机架；424第二传感器，425棘轮爪连接轴，426锁止限位块，427锁止块，428旋钮，429弹簧；

500抱叉组件。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“内”、“靠近”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。

如图1所示，本实用新型提供的机器人升降装置包括门架组件100，门框组件100能够起到支撑作用，具体地，在门架组件100设有支撑立柱110，为实现机器人升降装置的上升和下降功能提供基本的支撑和导向；为了提高门架组件100的稳定性，提高门架组件的整体刚度，可以在支撑立柱结构中设置横梁结构114，比如门架组件具有相对设置的两个支撑立柱110时，可以在支撑立柱110之间设置横梁结构114，以提高门架组件100的整体刚度。

结合图2，本实用新型的机器人升降装置的支撑立柱110还具有导向功能，使机器人升降装置的升降组件200沿支撑立柱110上升和下降，具体地，在支撑立柱110内设置第一安装槽111，用于容纳升降组件的滚轮组220，第一安装槽111的内壁面1111还能够与滚轮组220相配合，使第一安装槽111内的滚轮能够高速稳定的运行。

通过升降基座的一侧与支撑立柱相配合以使滚轮组容置于第一安装槽内，且滚轮组与第一安装槽的内壁面滚动配合；优选地，在第一安装槽111内还可以设置导轨，通过导轨与滚轮组的配合，可以提供更加平滑的运行路径，导轨还能够对滚轮进行限位，从而保证了滚轮组能够高速且稳定的运行。

本实用新型提供的机器人升降装置包括升降组件200，升降组件200与门架组件100相连，升降组件200能够沿支撑立柱110的第一安装槽111的内壁1111上升和下降，具体地，升降组件200包括升降基座210和滚轮组220，升降基座210用于承载取箱装置，升降基座210与滚轮组220相连，升降基座210随同滚轮组220沿支撑立柱上升和下降。

本实用新型提供的机器人升降装置中，升降组件200还包括传动组件280，动力源将动力传递给传动组件280，传动组件280与升降组件200相连，进而传动组件280带动升降组件中的升降基座210和滚轮组220共同沿支撑立柱110往复运动，具体地，升降组件200的传动组件280包括相配合的同步带230和同步带轮240，同步带230与升降基座210相连，动力源带动同步带轮240旋转，同步带轮240与同步带230相配合并带动同步带230运动，进而升降基座210跟随同步带230一起运动；当第一安装槽内设有导轨时，在此运动过程中，滚轮组220与导轨配合，导轨起到导向和限位的作用。

如图3和图9所示，本实用新型提供的机器人升降装置，采用同步带230和同步带轮240作为传动组件，能够精准控制升降组件的行程，并且通过支撑立柱的第一安装槽的内壁面或在第一安装槽中设置的导轨，提供平滑的运动路径，使滚轮组沿第一安装槽的内壁面或导轨滚动以实现高速稳定的运转，同时整个升降装置噪声较小，与其他传动方式(比如链轮传动)相比较，具有更高的稳定性。

如图2所示，在本实用新型的一实施例中，支撑立柱110中的第一安装槽111设有第一竖面1112和第二竖面1113；优选地，还可以在第一竖面1112上设置第一导轨，第二竖面1113上设置第二导轨，滚轮组220能够同时沿第一导轨和第二导轨上升和下降，设置两条导轨进一步保证了升降装置的行程具有更高的精度和更高的准确度，使升降装置能够更加平稳地运行。

如图3所示，滚轮组220可以设置多个滚轮，比如设置第一滚轮221和第二滚轮222，其中第一滚轮221沿第一竖面1112往复运动，第二滚轮222沿第二竖面1113往复运动，第一竖面和第二竖面作为导轨使两个滚轮分别沿着不同的导轨滚动，在本实用新型的机器人升降装置中，对滚轮和竖面之间的配合关系，以及升降装置的精度等级提出更高的要求，第一滚轮和第一竖面之间，第二滚轮和第二竖面之间，相互配合的运动间隙应当一致，才能在高速运行时使整个升降装置平稳地上升和下降，其次，在较长行程的条件下，对加工精度比如直线度提出更高的要求，同时第一滚轮和第二滚轮也需要保证一定的加工精度才能与第一竖面和第二竖面的形成良好的配合关系。

其中，当在第一竖面1112上设置第一导轨，且在第二竖面1113上设置第二导轨时，第一滚轮还可以沿第一竖面上的第一导轨往复运动，第二滚轮沿第二竖面上的第二导轨往复运动，两个滚轮分别沿着独立设置的导轨滚动，同样地，对滚轮和导轨之间的配合关系，以及升降装置的精度等级提出更高的要求，第一滚轮和第一导轨之间，第二滚轮和第二导轨之间，相互配合的运动间隙应当一致，才能在高速运行时使整个升降装置平稳地上升和下降。

在本实用新型的一实施例中，在支撑立柱110的第一安装槽111中具有两个平行设置的第一竖面1112和第二竖面1113，其中第一竖面1112上可以设置第一导轨，第二竖面1113上可以设置第二导轨，第一导轨和第二导轨平行设置，滚轮组220中设置第一滚轮221和第二滚轮222，第一滚轮221沿第一导轨做往复运动，同时第二滚轮222沿第二导轨做往复运动；在本实施例中，由于设置了相互平行的第一导轨和第二导轨，提供了相互平行的两条轨道，进一步保证了运动的稳定性，第一滚轮和第二滚轮均能够高速的运转，同时升降装置的噪音更小。

在本实用新型的另一实施例中，与上述实施例不同的是，第一安装槽111中的第一竖面1112和第二竖面1113以一定角度设置，根据实际需要，可以垂直设置，具体地，在第一安装槽中，相互平行的第一导轨和第二导轨，可以分别设置于相邻的两个相互垂直的第一竖面和第二竖面上；第一竖面和第二竖面之间还可以设置为其他角度，根据实际需要布置第一安装槽内的竖面。

在本实用新型的一实施例中，支撑立柱110的第一安装槽111内的第一竖面1112和第二竖面1113相互平行设置，第一滚轮221和第二滚轮222竖向间隔设置于升降基座210的侧板213上；第一滚轮221与第一竖面1112之间，第二滚轮222与第二竖面1113之间，均以间隙配合；当升降基座上承载货箱等配重件，或者在升降基座自身的重力作用下，侧板213上的第一滚轮221和第二滚轮222之间形成旋转扭矩，这种旋转扭矩，一种实施方式是，通过侧板213自身的旋转趋势使第一滚轮221和第二滚轮222之间形成旋转扭矩，另一种实施方式是通过侧板213上的第一滚轮221的第一连接点和侧板213上的第二滚轮222之间的第二连接点之间的相对旋转趋势之间形成的旋转扭矩，该旋转扭矩可以使第一滚轮221和第二滚轮222产生旋转趋势，使第一滚轮221与第一竖面1112相抵接以达到相配合的运动间隙，同时第二滚轮222与第二竖面1113相抵接以达到相配合的运动间隙。

在本实用新型的一实施例中，第一滚轮221与第一竖面1112的第一导轨之间，第二滚轮222与第二竖面1113的第二导轨之间，均以间隙配合；当升降基座上承载货箱等配重件，或者在升降基座自身的重力作用下，侧板213上的第一滚轮221和第二滚轮222之间形成旋转扭矩，这种旋转扭矩，可以是侧板213自身的旋转趋势使第一滚轮221和第二滚轮222之间形成旋转扭矩，也可以是侧板213上的第一滚轮221的第一连接点和侧板213上的第二滚轮222之间的第二连接点之间的相对旋转趋势之间形成的旋转扭矩，该旋转扭矩可以使第一滚轮221和第二滚轮222产生旋转趋势，使第一滚轮221与第一导轨相抵接以达到相配合的运动间隙，同时第二滚轮222与第二导轨相抵接以达到相配合的运动间隙。

在本实用新型的一实施例中，支撑立柱110的第一安装槽111内设置相平行的第一竖面1112和第二竖面1113，滚轮组220中的第一滚轮221沿第一竖面1112或设置于第一竖面1112中的第一导轨往复运动，滚轮组中220的第二滚轮222沿第二竖面1113或第二竖面1113上的第二导轨往复运动，为了使第一滚轮221和第二滚轮222能够平稳的运行，在侧板213上设置第三滚轮223，第三滚轮223能够起到支撑作用，作为支撑滚轮，沿第一安装槽中设置的第三竖面往复运动，其中，第三竖面1114与第一竖面1112相邻且垂直设置，第三竖面1114还与第二竖面1113相邻且垂直设置，第三竖面1114上的第三导轨与第一导轨或第二导轨平行设置。

在本实用新型的一实施例中，机器人取箱装置的支撑立柱110中，除了设置第一安装槽111之外，还独立设置另外一个第三安装槽113，用于容纳同步带230，同步带230作为传动组件，在独立设置的第三安装槽113中高速运行，能够避免外部环境的部件干扰同步带的高速运行，保护了同步带。

需要说明的是，本实用新型的机器人取箱装置中，采用同步带作为传动组件之一，同步带带动升降基座和滚轮组沿导轨共同往复运动，同步带运行较为平稳，同步带和同步带轮配合较为精密，运行更为精准，同时噪声较小。

在本实用新型的一实施例中，门架组件中设置有两个相对设置的支撑立柱和支撑立柱，需要说明的是，两个支撑立柱和上述实施例中的支撑立柱具有完全相同的结构特征，相对设置的两个支撑立柱能够更加稳固的支撑升降组件和传动组件；必要的情况下，还可以在两个支撑立柱之间设置支撑结构，比如在两个支撑立柱的顶端设置横梁结构，或在两个支撑立柱的下部设置横梁结构，以提高门架组件的整体刚度。

结合图2和图3，在本实用新型的一实施例中，两个支撑立柱110内均设有用于容纳张紧结构300的一个独立的第二安装槽112，张紧结构300用于调节同步带230的松紧，其中，张紧结构300可以设于所述升降基座210的侧板213。

如图4所示，在本实用新型的一实施例中，张紧结构300包括第一夹持组件310和第二夹持组件320；第一夹持组件310包括第一张紧块311和第一压板312，第二夹持组件320包括第二张紧块324和第二压板325；

其中，第一张紧块311和第二张紧块324竖向间隔设于升降基座210的侧板213上，第一张紧块311设有第一夹持面314，第二张紧块324设有第二夹持面327；第一压板312将同步带的一端固定于第一张紧块的第一夹持面314，第二压板325将同步带的另一端固定于第二张紧块的第二夹持面327。

结合图5a、图5b和图5c，在本实用新型的一实施例中，张紧结构300还包括：固定块322，所述固定块322与升降基座210的侧板213固定连接，固定块322设有弹性件323，升降基座210的侧板213通过固定块322上的弹性件323与第二张紧块324相连；升降基座210的侧板213在竖直方向设有导向槽211，第二张紧块324设有与导向槽211相配合的伸出端321，伸出端321能够在导向槽211中移动。

在本实用新型的一实施例中，升降基座210的侧板213上在竖直方向设有若干止口212，升降基座的止口212与第一张紧块311或第一压板312通过紧固件固定连接，通过紧固件将第一张紧块311或第一压板312固定于止口212的不同位置，进而调节升降基座210与第一张紧块311或所述第一压板312在竖直方向的相对位置。

张紧结构300还包括第二张紧块324和第二压板324，第二张紧块324和第二压板325设于升降基座210的侧板213的下部，且布置于与升降基座中的第一张紧块311和第一压板312相同的一侧，第二张紧块324和第二压板325之间夹持同步带。

其中，还可以在第二张紧块324设置第二夹持面327，第二压板325将同步带固定于第二夹持面327；第二压板325在与同步带接触的区域，设置与同步带的齿廓相匹配的配合部，防止同步带与第二压板325之间滑动。

其中，张紧结构300还包括固定块322，以及弹簧、螺栓、螺母，其中，固定块322固定于升降基座的侧板213上，固定块322上设有适于螺栓穿过的通孔，螺栓的一端与螺母以螺纹连接，螺栓的另一端沿弹簧的中心轴线穿过，螺母的下端面与弹簧的上端面相连，螺栓的另一端继续穿过固定块的通孔，然后螺栓的另一端固定于第二张紧块324对应的螺纹孔中；而第二张紧块324还设有与第二压板325的连接孔，第二压板与第二张紧块之间通过螺栓或螺钉等紧固件连接为一体；由于第二张紧块设有第二夹持面，且第二张紧块与第二压板共同将同步带固定于第二夹持面；因此，在侧板的下部，第二张紧块和第二压板将同步带的另一端固定连接，

需要说明的是，同步带的一端通过第一压紧块和第一压板固定，同步带的另一端通过第二压紧块和第二压板固定，其中同步带的一端和另一端可以是断面，同步带的一端和另一端还可以连接为一体，同步带的一端仅仅指同步带某一位置，同步带的另一端指同步带的另一位置，两个位置之间的相互连接的同步带，由于不参与整个传动过程，因此，可以收纳并固定于门架组件的第三安装槽中，或者固定于侧板的某一位置处。

同步带的一个传动轮位于第二张紧块324和第二压板325的下方，并产生向下的拉力，以致于绷紧同步带，同时也进一步压缩弹簧，从而弹簧产生弹性力。

当需要调节同步带中的张紧力时，可以通过螺栓进行微调，使弹簧具有不同大小的弹性力；当初调完成后，在后续机器人取箱装置的运行过程中，如果同步带相对于初始的张紧力产生一定的松弛，那么，由于弹簧持续提供弹性力，因此，可以自动的缓解以恢复至初始的张紧力，可以看出，本实用新型提供的弹性力能够自适应的调节同步带的张紧力；

在本实用新型的一实施例中，第一压板312和第二压板325均设有与同步带230的齿形相配合的配合部，第一压板312的配合部与同步带230的一端的齿形配合并夹持固定于第一夹持面314，第二压板325的配合部与同步带230的另一端的齿形配合并夹持固定于第二夹持面327。

在本实用新型的一实施例中，第一张紧块311和第一压板312之间设有第一定位面313，且所述第一定位面313与所述第一夹持面314以夹角设置；第二张紧块324和所述第二压板325之间设有第二定位面326，且第二定位面326与第二夹持面327以夹角设置。

如图9所示，在本实用新型的一实施例中，机器人升降装置还包括电动机250、减速机260和传动轴270，电动机250、减速机260和传动轴270均设于机器人升降装置的底部，传动轴270在竖直方向与电动机250和减速机260间隔设置，传动轴270与同步带轮240相连。

在本实用新型的一实施例中，机器人升降装置还包括锁止结构，锁止结构与所述传动轴相连，用于阻止所述传动轴旋转以使所述升降组件停止上升或下降。

如图6所示，在本实用新型的一实施例中，锁止结构410包括：齿轮411，齿轮411与所述传动轴270可传动连接；支撑块412，所述支撑块412与所述门架组件100相连，所述支撑块412中设有与齿轮411的齿槽相配合的槽孔413；销轴414，所述销轴414能够穿过并固定于所述槽孔413和所述齿轮411的齿槽。

在本实用新型的一实施例中，支撑块412设有至少两块间隔设置的连接板，所述连接板设于齿轮的两侧，连接板设有用于销轴穿过的槽孔。

如图7和图8所示，在本实用新型的一实施例中，锁止结构420包括：齿轮421，所述齿轮421与所述传动轴270可传动连接；棘轮爪422，棘轮爪422设于齿轮的上方，棘轮爪422设有与所述齿轮421的齿廓相适应的轮廓结构，机架423，机架423与棘轮爪422相连，用于固定棘轮爪。

本实用新型提供的机器人升降装置，其中的一种锁止结构，通过使传动轴停止转动，并且使升降装置断电，起到保护作用，具体地，包括齿轮、支撑块、销轴，其中的齿轮优选为直齿圆柱外齿轮，齿轮与传动轴固定连接，可以通过键连接为一体，还可以通过过盈配合连接为一体；支撑块与抱叉组件或门架组件固定连接，且在支撑块上设置通孔，该通孔对应于齿轮的齿槽，销轴能够通过通孔伸入齿轮的齿槽中，从而可以阻止齿轮转动，进一步达到锁止传动轴的目的；

在一实施例中，支撑块包括两块间隔设置的连接板，两块连接板上均设置用于销轴穿过的通孔，还可以设置为用于销轴穿过的弧形槽，两块连接板横跨于齿轮，且通孔或弧形槽与齿轮的齿槽相对应，销轴能够布置于齿槽之间，且销轴的两端分别伸入连接板的通孔或弧形槽中，从而能够阻止齿轮和传动轴转动；

在一实施例中，支撑块的连接板的弧形槽的角度与齿轮的两个轮齿的角度相对应，也就是，弧形槽可以容纳两个轮齿，这种布置方式，在传动轴转动到任意位置时都能够使销轴通过弧形槽将齿轮和传动轴止动，当抱叉在处在任意高度时上述锁止结构能够在正常工作，优选地，齿轮具有18个轮齿，即在齿轮的分度圆中每20°设置一个轮齿。

在一实施例中，在支撑块中设有行程开关或断电传感器，断电传感器与机器人升降装置的电控系统相连接，当在支撑结构中插入销轴时，触发断电传感器，使电控系统停止对升降装置的动力源供电，从而可以保护机器人的机电系统，还能够对动力源的电机进行保护；还可以在支撑结构中设置行程开关，行程开关与断电传感器与机器人升降装置的电控系统相连接，当销轴从通孔或弧形槽的一侧伸入齿轮的齿槽过程中，销轴能够接触行程开关并触发行程开关，从而使使电控系统停止对升降装置的动力源供电。

本实用新型提供的机器人升降装置，另一种锁止结构，包括齿轮，齿轮优选为直齿圆柱外齿轮，齿轮与传动轴固定连接，可以采用键和键槽相配合的方式连接，可以过盈配合连接于传动轴，还可以在传动轴上设置轮齿结构，用于对传动轴进行锁止；棘轮爪设于齿轮的上方，具有与齿轮的齿廓相适应轮廓结构；连接轴的一端与棘轮爪连接，连接轴的另一端与锁止块连接，

下面结合一些实施例对本实用新型的机器人取箱装置进行进一步解释说明。

所述货箱机器人的升降结构包括：传动组件280、升降组件200和门架组件100，如图1所示。

传动组件整体如图9所示，在传动组件中，由电机250和减速机260作为原动件提供动力，通过传动带282与链轮281传动将动力传递到传动轴270处。在传动轴270两端分别由键和挡片对称安装了两个同步带轮240，由两端对称分布的同步带轮240随传动轴270同步转动带动同步带进行升降结构的动力传动。其中传动轴270与电机250和减速机260在高度方向垂直排布，最大限度地节省机器人底盘布局空间。

升降组件整体如图3所示，其中升降基座210作为机架连接整个升降组件，在升降基座210的两侧对称设置有侧板213，且与升降基座210刚性连接，在两侧的侧板213上分别安装有两个从动滚轮和两个侧向支撑轮，从动滚轮和侧向支撑轮在门架内壁进行滚动，通过升降组件与门架组件的尺寸配合构成两个自由度的直线副，在升降的过程中对整个升降组件进行支撑限位。左右对称的同步带通过张紧结构与升降侧板连接，整个升降组件通过传动组件带动同步带上下运动实现在门架内的高度升降。

其中张紧结构如图4所示，由于两侧张紧结构完全对称，只对其中的一边结合附图进行说明。其中同步带两端分别由第一张紧块、第一压板及第二张紧块、第二压板进行夹紧，第一张紧块和第二张紧块上均设有与同步带相同的齿形轮廓，与同步带啮合后与第一压板或第二压板固定，在张紧块与压板上分别带有相同角度的斜面，利用斜面契合进行紧固连接。

第一张紧块通过螺栓与侧板的止口固定。可以通过调节左右第一张紧块相对于左右侧板的高度位置来对整个机器人抱叉组件进行调平，确保机器人在存取料箱时的精度。

第二张紧块上有一段一定长度的矩形凸起，与侧板相应位置的矩形槽配合对下张紧块进行限位，限制其只能在侧板竖直方向运动。同时利用螺栓套合弹簧分别与侧板及下张紧块相连接，利用弹簧的预紧力及行程对同步带下端进行张紧，由于弹簧的预紧，因此张紧结构具有自适应性，可以应对运行一段时间后同步带的拉伸进行自动张紧，方便了后续机器人的维修维护。

门架组件由位于底部的支撑立柱固定板，两个支撑立柱和支撑立柱顶盖构成，如图1所示，其中两个支撑立柱为镜像对称，其中两个支撑立柱截面如图2所示，第一安装槽的内壁面分别与从动滚轮及侧向支撑轮接触并形成滚动副，对升降组件升降进行限位和支撑，张紧结构运动安装槽提供张紧结构升降所需空间，同步带在同步带安装槽内上下运动，其余安装槽在确定立柱外部尺寸不变的情况下，为了保证机器人强度的同时尽可能的减轻门架组件重量，对立柱进行了减重处理。

本实用新型的机器人升降装置的实施例中，机器人升降装置还包括抱叉组件，抱叉组件与传动轴相连，通过链传动或带传动方式带动抱叉组件进行升降运动，其中，传动轴还与锁止结构相连接，如图6所示，锁止结构包括：支撑块，销轴，齿轮及第一传感器415，其中支撑块与升降组件或抱叉组件固定连接，齿轮与传动轴固定连接并同步转动。在需要进行锁止时，将销轴插入支撑块的弧形槽孔中，并且此时销轴插入齿轮的齿槽内，通过支撑块的槽孔限制销轴的移动来近一步锁定齿轮的转动，从而达到锁止传动轴的效果，实现整个抱叉组件或升降组件的高位锁止。

其中，齿轮的齿数为18个，即每间隔20°就有一个齿廓，而支撑块的弧形槽孔角度恰好可以容纳两个齿轮的齿廓，这样就可以保证传动轴转动到任意位置在弧形槽孔内都存在可以被销轴限制的轮齿，从而可以保证锁止结构在任意高度都可以正常工作。在销轴插入支撑块的弧形槽孔内时，销轴末端触发第一传感器415，第一传感器415工作将机器人电源系统断电，对机器人机电系统及电机进行保护。

本实用新型的机器人升降装置，还提供了另一种锁止结构，如图7和图8所示，其中锁止结构固定在底盘上，齿轮与传动轴连接并同步转动。机器人升降装置采用电动机及其传动轴系固定在机器人升降装置的底盘上，利用带传动或者链传动的形式对抱叉进行升降时，能够适用于该锁止结构。

锁止结构包括：机架423，棘轮爪422，弹簧429，棘轮爪连接轴425，锁止限位块426，锁止块427，旋钮428及第二传感器424，其中锁止限位块426固定在机架423上，锁止限位块426两端有两个深度差为10mm的槽口，锁止块427上伸出一段一定长度的矩形块，矩形块尺寸与锁止限位块槽口尺寸一致，通过拉住锁止块427上的旋钮并进行转动可以让锁止块427分别定位在锁止限位块426两端不同高度的槽口内。锁止块427通过棘轮爪连接轴425与棘轮爪422相连接，在锁止块427位于锁止限位块426两端不同槽口时，棘轮爪422被带动着上下运动，并拥有两个位置高度，在低位置高度时，棘轮爪422与齿轮421啮合，通过啮合对传动轴270进行限位，从而对整个抱叉组件或升降组件进行锁止；在高位置高度时，棘轮爪422与齿轮421完全脱离，从而实现机器人的自由升降。

在棘轮爪连接轴425上套合了一段弹簧429，弹簧429两端分别与机架423和棘轮爪422连接。此处，弹簧429的作用为提供向下的压紧力，保证在锁止任意工况下时棘轮爪422与齿轮421在竖直方向具有足够大的接触力，防止由于晃动产生的安全隐患。

在此结构中由于棘轮爪422与齿轮421啮合，在棘轮爪422向下时，如果啮合不好，齿轮可以稍微转动一个齿的角度，由于弹簧429的压力自适应与棘轮爪422完美啮合，从而达到任意位置锁止的功能。当锁止结构锁止时，锁止块末端触发第二传感器424，第二传感器424工作将机器人电源系统断电，对机器人机电系统及电机进行保护。

本实用新型提供的机器人包括升降装置，还包括机器人取箱装置、移动底盘、和控制组件；移动底盘用于完成机器人在地面上的行走作业，升降装置设置在移动底盘上，搬运机构设置在升降装置上，升降装置用于带动取箱装置在高度方向上升降，控制组件用于对搬运机器人的动作进行控制。

本实用新型的机器人的移动底盘是整体行走机构，用于实现搬运机器人在地面上的行走。移动底盘包括驱动机构、底盘和底盘探测组件。底盘驱动机构用于驱动底盘移动。底盘探测组件安装在底盘上，底盘探测组件用于探测移动底盘的周围及行进方向是否具有障碍物，以引导移动底盘的安全行进。在一个具体实施例中，底盘驱动机构包括底盘电机、主动轮组件和从动轮组件。底盘电机、主动轮组件和从动轮组件安装在底盘上，主动轮组件与底盘电机连接。在底盘探测组件探测到移动底盘的前进方向无障碍物时，底盘电机驱动主动轮组件转动，底盘在从轮组组件和主动轮组件的共同作用下前进。具体的，底盘探测组件的数量为多个，可分别设置在底盘的前侧、后侧、左侧和右侧上，以探测底盘的前方、后方、左侧和右侧的障碍物信息。底盘探测组件可以是红外传感器、雷达等。

本实用新型的机器人的升降装置可实现对不同高度的容器进行取放，从而能够适应于沿高度方向设置有多层层板的货架。且由于升降装置设置在移动底盘上，升降装置能够跟随移动底盘移动，搬运机器人能够独立完成升降动作，作业灵活性得以提升。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种机器人升降装置，其特征在于，所述机器人升降装置包括：

门架组件，所述门架组件包括支撑立柱，所述支撑立柱沿竖直方向设有第一安装槽；

升降组件，所述升降组件包括升降基座和与所述升降基座相连的滚轮组，所述升降基座的一侧与所述支撑立柱相配合以使所述滚轮组容置于所述第一安装槽内，且所述滚轮组与所述第一安装槽的内壁面滚动配合；

传动组件，所述传动组件包括同步带和与所述同步带相匹配的同步带轮，所述同步带轮设于所述同步带的两端以带动所述同步带往复运动，所述同步带与所述升降基座相连。

2.根据权利要求1所述的机器人升降装置，其特征在于，所述第一安装槽内设有第一竖面和第二竖面，所述第一竖面和所述第二竖面沿水平方向成角度设置，或，所述第一竖面和所述第二竖面平行设置；

所述滚轮组包括第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮能够沿所述第一竖面往复运动，所述第二滚轮能够沿所述第二竖面往复运动。

3.根据权利要求2所述的机器人升降装置，其特征在于，所述第一安装槽内还设有第三竖面，所述第三竖面与所述第一竖面垂直设置，且所述第三竖面与所述第二竖面垂直设置；

所述滚轮组还包括第三滚轮，所述第三滚轮设于所述升降基座上，所述第三滚轮能够沿所述第三竖面往复运动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机器人升降装置，其特征在于，所述支撑立柱还设有第三安装槽，所述第三安装槽用于容纳部分所述同步带。

5.根据权利要求1-3任一项所述的机器人升降装置，其特征在于，所述支撑立柱还设有第二安装槽；

所述机器人升降装置还包括张紧结构，所述张紧结构设于所述第二安装槽内，所述张紧结构与所述同步带相连且能够张紧所述同步带。

6.根据权利要求5所述的机器人升降装置，其特征在于，所述张紧结构设有上下间隔设置的第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件和第二夹持组件均与所述升降基座相连；其中，所述第一夹持组件夹持并固定所述同步带的一端，所述第二夹持组件夹持并固定所述同步带的另一端。

7.根据权利要求6所述的机器人升降装置，其特征在于，所述张紧结构还包括：

固定块，所述固定块与所述升降基座固定连接，所述固定块设有弹性件，所述升降基座通过所述弹性件与所述第二夹持组件相连；

所述升降基座在竖直方向设有导向槽，所述第二夹持组件设有与所述导向槽相配合的伸出端，所述伸出端能够在所述导向槽中移动。

8.根据权利要求7所述的机器人升降装置，其特征在于，所述升降基座设有用于连接所述第一夹持组件的止口，并且通过所述止口能够沿竖直方向调节所述第一夹持组件与所述升降基座的连接位置。

9.根据权利要求1所述的机器人升降装置，其特征在于，所述升降组件还包括电动机、减速机和传动轴，其中，所述电动机、所述减速机和所述传动轴均设于所述机器人升降装置的底部；

其中，所述减速机包括沿竖直方向间隔设置的输入端和输出端，所述电动机与所述减速机的输入端相连，所述传动轴的一端与所述减速机的输出端相连，所述传动轴的另一端与所述同步带轮同轴相连。

10.根据权利要求9所述的机器人升降装置，其特征在于，所述机器人升降装置还设有锁止结构，所述锁止结构包括：

齿轮，所述齿轮与所述传动轴可传动连接；

支撑块，所述支撑块与所述门架组件相连，所述支撑块设有与所述齿轮的齿槽相配合的槽孔；

销轴，所述销轴能够依次穿过所述槽孔和所述齿槽并固定，通过所述销轴将所述齿轮与支撑块相连接，以阻止所述齿轮和所述传动轴转动。

11.根据权利要求9所述的机器人升降装置，其特征在于，所述机器人升降装置还设有锁止结构，所述锁止结构包括：

齿轮，所述齿轮与所述传动轴可传动连接；

棘轮爪，所述棘轮爪设于齿轮的上方，所述棘轮爪设有与所述齿轮的齿廓相适应的配合部；

机架，所述机架与所述棘轮爪相连，用于固定所述棘轮爪，

其中，所述棘轮爪的配合部伸入所述齿轮的齿槽中，以阻止齿轮和传动轴转动。

12.根据权利要求1-3任一项所述的机器人升降装置，其特征在于，在所述门架组件上设有雷达和雷达保护罩，其中所述雷达保护罩上还设有防尘组件。

13.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求1-12任一项所述的机器人升降装置；

所述机器人还包括取箱装置，所述取箱装置设于所述升降基座上，且所述升降基座带动所述取箱装置沿所述支撑立柱上升或下降。

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