CN219078244U - 一种搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本说明书提供一种搬运机器人，其特征在于，包括：一本体，所述本体呈U型结构，用于搬载货物至指定位置；一举升组件，设置于所述U型结构形成的开口内，用于抬起或放下所述货物；底部检测传感器，设置于所述举升组件的底部，用于从地面上采集供所述本体确定行走线路的导航信息。

Description

一种搬运机器人

技术领域

本说明书涉及移动机器人领域，尤其涉及一种搬运机器人。

背景技术

随着信息技术与工业自动化技术的发展，各种各样的搬运机器人开始参与工业搬运领域以代替人类完成各种的货物搬运工作，进而减轻了人类繁重的体力劳动。其中，搬运机器人在搬运过程中需要及时确定自身与环境之间的位置关系以确保行走线路的准确性。

相关技术中，通常可以采用类似二维码导航的技术来确定上述行走线路。然而，对于本体呈U型结构的搬运机器人而言，传统地将用于采集导航信息的传感器安装于本体的边缘或者本体底部将会导致采集对应导航信息的效率减低，增加确定行走线路所需的时间，进而影响了搬运机器人的整体搬运效率。

实用新型内容

有鉴于此，本说明书提供一种搬运机器人，以解决相关技术中存在的不足。

具体地，本实用新型提供了一种搬运机器人，包括：

一本体，所述本体呈U型结构，用于搬载货物至指定位置；

一举升组件，设置于所述U型结构形成的开口内，用于抬起或放下所述货物；

底部检测传感器，设置于所述举升组件的底部，用于从地面上采集供所述本体确定行走线路的导航信息。

可选的，所述底部检测传感器为图像传感器。

可选的，所述本体包含驱动轮与驱动模块，所述驱动模块用于接收所述导航信息并驱动所述驱动轮沿所述行走线路移动。

可选的，所述举升组件包含顶部检测传感器，所述顶部检测传感器设置于所述举升组件的顶部，用于检测所述举升组件与所述货物相对位置关系。

可选的，所述顶部检测传感器为以下任一：图像传感器、超声波传感器、光电传感器。

可选的，所述举升组件包含前端避障模块，所述前端避障模块安装于所述举升组件的前端，用于检测所述搬运机器人前方的障碍物。

可选的，所述前端避障模块包含非接触式检测传感器，用于检测预设范围内的障碍物；和/或，

所述前端避障模块包含碰撞防护板、弹性复位件、触发板、接触式检测传感器，其中：

所述碰撞防护板通过所述弹性复位件与触发板连接，可在与障碍物发生碰撞的情况下向所述弹性复位件及所述触发板施加推力，并在所述弹性复位件的作用下完成复位，且所述触发板在所述推力的作用下触发所述接触式检测传感器产生碰撞信号。

可选的，所述举升组件包含：行走部，用于驱动上述举升组件从所述开口伸出所述本体或从外部缩回所述开口内。

可选的，所述本体与所述举升组件之间设置有滑轨组件，用于引导所述行走部沿所述本体的开口方向驱动所述举升组件伸出或缩回。

可选的，所述搬运机器人还包括：

货物防护装置，设置于所述本体顶部，用于对所述本体搬载的货物进行限位；其中，所述货物防护装置对应所述开口方向的边缘处没有围栏且对应其他方向的边缘具有围栏，或者对应所述开口方向的边缘处具有围栏或者高度较低的围栏且对应其他方向的边缘具有高度较高的围栏。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本实用新型所提供的技术方案中，通过在搬运机器人的举升组件底部设置底部检测传感器的方式，使得呈U型结构的本体在搬载货物的过程中可以根据该底部检测传感器采集的导航信息确定行走线路，其中，由于上述举升组件设置于所述U型结构形成的开口内，因此上述底部检测传感器可以及时、准确地获取上述导航信息，使得搬运机器人在高效确定行走线路的同时提高整体搬运效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本说明书一示例性实施例示出的一种搬运机器人的结构示意图；

图2a～2b是本说明书一示例性实施例示出的一种举升组件的结构示意图；

图3a～3b是本说明书一示例性实施例示出的一种前端避障模块的结构示意图；

图4a～4d是本说明书一示例性实施例示出的一种搬运机器人运载货物的流程示意图；

图5a～5e是本说明书一示例性实施例示出的一种搬运机器人基于货物防护装置运载货物的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是本说明书一示例性实施例示出的一种搬运机器人的结构示意图。如图1所示，可以包括本体11和举升组件12。

本体11呈U型结构，其顶部的平台可用于运载货物。在上述搬运机器人的运行过程中，本体11可以移动至对应的装货位置，并配合举升组件将相应的货物进行装载，进而保证后续卸货操作的正常进行。

举升组件12设置于上述U型结构形成的开口内，且包含支持升降能力的机械结构，可用于抬起或放下货物。其中，处于落下状态的举升组件高度较低，可用于灵活地进入货物底部与地面之间的间隙；同时处于升起状态的举升组件高度大于本体11，可用于背负货物并将背负的货物转移至于本体11顶部的平台。其中，本说明书中并不对驱动举升组件的方法进行限制，上述举升组件可以基于液压、电动等方式进行升降状态的变换。

显然，以上单个举升组件与本体U型结构的设计有效地压缩了搬运机器人的体积与制造成本，扩展了使用场景的同时也提升了商业价值。此外，上述本体可以设置有驱动轮与驱动模块，其中该驱动模块可用于接收上述导航信息并驱动上述驱动轮沿上述行走线路移动，进而为保证上述搬运机器人可以在搬载货物的过程中实现移动。

下面结合图2a、2b分别以不同视角对上述举升组件的结构进行描述。如图2a所示，该图为处于升起状态的举升组件的俯视结构图，其中，上述举升组件可以包含有底部检测传感器21。

底部检测传感器21可以设置于上述举升组件的底部。在上述搬运机器人的运行过程中，底部检测传感器21可用于从地面上采集供上述本体确定行走线路的导航信息。其中，底部检测传感器21可以为类似光学摄像头的图像传感器，本说明书并不对此进行限制。此外，上述导航信息基于由二维码、条形码等能够被上述图像传感器所识别的图像进行表示，例如：地面上放置有携带着导航信息的二维码贴纸，那么在上述搬运机器人的举升组件经过该贴纸时可以通过光学摄像头作为底部检测传感器以拍摄底部的二维码图像，进而得到对应的导航信息。本领域技术人员可以理解的是，在搬运机器人沿着上述开口方向行走的情况下，相比于上述本体的底部，将上述举升组件的底部设置底部检测传感器21可以更早地采集到地面上的导航信息，从而提高了上述本体确定对应行走线路的效率。同时，由于上文的“开口”接近于U型结构的中心位置，因此在上述导航信息要求上述本体原地改变方向行走的情况下，上述本体无需占用过多的旋转空间(即围绕上述中心位置进行旋转)，从而提高了上述本体的行走效率。当然，上述本体还可以根据上述底部检测传感器采集的具体图像情况进行位姿体调整，以上述二维码贴纸为例：当上述底部检测传感器拍摄的二维码图像仅包含一部分内容时，上述本体可以尝试通过前进、后退或旋转等操作使得上述底部检测传感器可以拍摄到完整的二维码图像。

上述导航信息可以表示为上述行走线路中的部分线路或完整线路的相关信息(例如目的地坐标与当前坐标，或者特定方向与对应方向上行走距离的集合等等)，也可以表示为上述行走线路中对应货物的装货、卸货位置信息，本说明书并不对上述导航信息所表征的含义或实际包含的参数进行限制。

如图2b所示，该图为处于升起状态的举升组件的仰视结构图，其中，上述举升组件可以包含有顶部检测传感器22。顶部检测传感器22可以设置于上述举升组件的顶部，用于检测上述举升组件与上述货物相对位置关系。其中，上述相对位置关系可以表示为上述货物是否位于上述举升组件的上方。在实际使用场景中，若规定上述货物均被放置于货架上，那么上述相对位置关系可以表示为上述货架是否位于上述举升组件的上方，若是，上述举升组件可以抬起上述货架以实现对应货物的搬运；若否，则代表当前位置并不存在对应的货物，上述本体可以在保持落下状态的情况下将该情况及时通知至管理员，并继续前往下一装货位置，或者在一定预设范围内寻找。当然，根据用户实际需求(例如检测精度、设备预算成本)的不同，上述顶部检测传感器可以为诸如图像传感器、超声波传感器、光电传感器的器件，本说明书中并不对此进行限制。

在上述搬运机器人在上述行走线路行走时可以检测到线路中存在的障碍物，并及时规避。

在一实施例中，上述举升组件可以包含前端避障模块，上述前端避障模块安装于上述举升组件的前端(类似图2a中前端避障模块23所处的位置)，用于检测上述搬运机器人前方的障碍物。根据检测上述障碍物所涉及的不同原理，上述前端避障模块可以基于非接触式检测传感器、接触式检测传感器或者二者的组合来实现对应的避障能力。

上述前端避障模块可以包含非接触式检测传感器，用于检测预设范围内的障碍物。以图3a为例，图中非接触式检测传感器302设置于前端避障模块的两侧，当上述接触式检测传感器检测到上述行走线路中存在将要接触上述前端避障模块的障碍物时，可以根据预设的避障规则进行类似绕行、原地等待，返回等操作。与上述顶部检测传感器类似，上述非接触式检测传感器可以为诸如图像传感器、超声波传感器、光电传感器的器件，本说明书中并不对此进行限制。

上述前端避障模块可以包含碰撞防护板、弹性复位件、触发板、接触式检测传感器，其中：上述碰撞防护板通过上述弹性复位件与触发板连接，可在与障碍物发生碰撞的情况下向上述弹性复位件及上述触发板施加推力，并在上述弹性复位件的作用下完成复位，且上述触发板在上述推力的作用下触发上述接触式检测传感器产生碰撞信号。以图3a、3b为例，上述前端避障模块可以通过模块连接件303固定于上述举升组件的前端。上述触发板可以包含有导向连接板304与非接触式检测传感器触发板305。其中，碰撞防护板301可以通过弹性复位件307与导向连接板304连接；上述导向连接板304通过穿过模块连接件303的内孔，可以实现前后滑动；上述接触式检测传感器触发板305与导向连接板304固定连接(其整体可视为上述触发板)；上述接触式检测传感器306与模块连接件303固定连接；当前方有障碍物接触碰撞防护板301时，碰撞防护板301推动其连接的导向连接板304向后移动，此时固定于导向连接板304上的接触式检测传感器触发板305触发内侧检测传感器306产生碰撞信号，进而根据预设的避障规则进行类似绕行、原地等待，返回等操作，其中，内侧检测传感器306可作为触发式开关以响应触发板的碰撞。

当然，上述前端避障模块可以同时基于非接触式检测传感器与接触式检测传感器实现对应的避障能力，二者同时用于检测障碍物，从而避免了其中任一传感器失灵导致避障能力失效的情况发生，大大提高了货物在运载过程中的安全性。

上述举升组件可以包含行走部，用于驱动上述举升组件从所述开口伸出所述本体或从外部缩回所述开口内。其中，上述本体与上述举升组件之间还可以设置有滑轨组件，以引导上述行走部可以成功沿着沿上述本体的开口方向驱动所述举升组件伸出或缩回，因此，上述举升组件的最大伸缩范围可视为上述行走部在上述滑轨组件上的最大可移动范围。

下文结合图4a～4d对上述搬运机器人利用举升组件在装货位置装载货物的过程进行详细说明。

1、伸出举升组件。如图4a所示，上述搬运机器人通过行走部驱动上述举升组件沿滑轨组件从上述开口伸出上述本体，以使得上述举升组件伸入搭载有货物的货架401的底部与地面之间的间隙。

2、升起举升组件。如图4b所示，上述举升组件由落下状态变换为升起状态，使得货架401被举升组件抬起。

3、缩回举升组件。如图4c所示，上述搬运机器人通过行走部驱动上述举升组件沿滑轨组件从外部缩回所述开口内，以使上述货架401位于上述本体的上方。

4、落下举升组件。如图4d所示，此时上述举升组件由升起状态变换为落下状态，使得货架401的底部与本体的顶部相接触，进而完成货架401从地面搬运至上述本体的整个过程。

本领域技术人员可以理解的是，上述搬运机器人卸载上述货架的过程相当于装载上述货架的逆向过程，可根据图4d-4a的顺序进行说明，因此本说明书在此不再进行赘述。

以上搬运方式适用于传统的固定式货架，本说明书中的搬运机器人还支持运载配置有类似辅助轮装置的可移动式货架。

在一实施例中，上述搬运机器人还可以包括货物防护装置，该货物防护装置可以设置于上述本体的顶部，用于对上述本体搬载的货物进行限位；其中，上述货物防护装置对应上述开口方向的边缘处没有围栏且对应其他方向的边缘具有围栏，或者对应上述开口方向的边缘处具有围栏具有高度较低的围栏且对应其他方向的边缘具有高度较高的围栏。其中，上述其他方向的围栏保证了货物在搬运至本体上方后依然保持原有的位姿，上述开口方向的围栏则能够保证货物底部与本体接触后不会从开口方向掉离出上述本体。

下文结合图5a～5e对上述搬运机器人装载可移动式货架的过程进行详细说明。

1、到达搬运地点。如图5a所示，假设上述搬运机器人的本体根据底部检测传感器采集的导航信息确定行走线路后移动至货架502的正前方。

2、伸出举升组件。

3、抬起举升组件。由于第2、3步骤所对应的图5b、5c与上文中针对图4a、4b所描述的过程基本一致，本说明书再次不再进行赘述。

4、缩回举升组件。如图5d所示，上述搬运机器人通过行走部驱动上述举升组件沿滑轨组件从外部缩回所述开口内，以使上述货架501位于上述本体的上方。其中，货物防护装置501中对应上述开口方向的边缘处具有高度略低于升起状态的上述举升组件的围栏，因此货架502可以顺利进入货物防护装置501的围栏所包围的内部区域。又由于对应其他方向的边缘具有高度较高的围栏，使得货架502在举升组件的移动过程中依然可以保持对应上述内部区域的位姿。

5、落下举升组件。如图5e所示，此时上述举升组件由升起状态变换为落下状态，使得货架502的底部与本体的顶部相接触，待上述举升组件与货架502完全分离，最终货架502在笼车防护装置501的限位保护作用下固定与上述内部区域内，使得上述搬运机器人可运载货架502至对应的卸货地点。

通过上述实施例可知，本说明书的搬运机器人采用了U型结构的本体与对应举升组件的设计，减小了整体体积，提高了设备移动时的灵活性，同时位于举升组件底部的底部检测传感器能够及时、准确地采集导航信息，保证了本体高效地确定行走线路。同时，通过顶部检测传感器检测举升组件与货物相对位置关系的方式使得搬运机器人可以对不存在货物的情况执行更加针对性的策略。此外，前端避障模块与货物防护装置的引入在不同方面上确保了货物在运载过程中安全性。

利用本体与举升组件均可以背负货物的特点，实现了同时背负多个货物的效果，提高了整体运载效率。同时可以引入货物位姿检测、货物检测、质量传感器等传感器完善了搬运机器人的运载逻辑，进而优化了装载不同货物所需的耗时，进一步提高了货物运载效率。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

虽然本实用新型包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何实用新型的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定实用新型的具体实施例的特征。本实用新型内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

以上所述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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种搬运机器人，其特征在于，包括：

一本体，所述本体呈U型结构，用于搬载货物至指定位置；

一举升组件，设置于所述U型结构形成的开口内，用于抬起或放下所述货物；

底部检测传感器，设置于所述举升组件的底部，用于从地面上采集供所述本体确定行走线路的导航信息。

2.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述底部检测传感器为图像传感器。

3.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述本体包含驱动轮与驱动模块，所述驱动模块用于接收所述导航信息并驱动所述驱动轮沿所述行走线路移动。

4.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述举升组件包含顶部检测传感器，所述顶部检测传感器设置于所述举升组件的顶部，用于检测所述举升组件与所述货物相对位置关系。

5.根据权利要求4所述的搬运机器人，其特征在于，所述顶部检测传感器为以下任一：图像传感器、超声波传感器、光电传感器。

6.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述举升组件包含前端避障模块，所述前端避障模块安装于所述举升组件的前端，用于检测所述搬运机器人前方的障碍物。

7.根据权利要求6所述的搬运机器人，其特征在于，

所述前端避障模块包含非接触式检测传感器，用于检测预设范围内的障碍物；和/或，

所述前端避障模块包含碰撞防护板、弹性复位件、触发板、接触式检测传感器，其中：

所述碰撞防护板通过所述弹性复位件与触发板连接，可在与障碍物发生碰撞的情况下向所述弹性复位件及所述触发板施加推力，并在所述弹性复位件的作用下完成复位，且所述触发板在所述推力的作用下触发所述接触式检测传感器产生碰撞信号。

8.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述举升组件包含：行走部，用于驱动上述举升组件从所述开口伸出所述本体或从外部缩回所述开口内。

9.根据权利要求8所述的搬运机器人，其特征在于，所述本体与所述举升组件之间设置有滑轨组件，用于引导所述行走部沿所述本体的开口方向驱动所述举升组件伸出或缩回。

10.根据权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，还包括：

货物防护装置，设置于所述本体顶部，用于对所述本体搬载的货物进行限位；其中，所述货物防护装置对应所述开口方向的边缘处没有围栏且对应其他方向的边缘具有围栏，或者对应所述开口方向的边缘处具有围栏或者高度较低的围栏且对应其他方向的边缘具有高度较高的围栏。

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