CN220074703U - 仓储机器人 - Google Patents

Abstract

仓储机器人，包括自驱动小车、机械臂、夹持机构、电源组件和PLC控制系统，机械臂固定安装在自驱动小车的上表面，夹持机构安装在机械臂的活动端，电源组件和PLC控制系统均安装在自驱动小车内，电源组件分别与自驱动小车、机械臂、夹持机构和PLC控制系统电连接，PLC控制系统分别与自驱动小车、机械臂和夹持机构信号连接。本实用新型使整个存取过程实现了自动化，无需人工搬运存取，效率高，减少人力成本，劳动强度小。

Description

仓储机器人

技术领域

本实用新型涉及仓储存取技术领域，具体的说，涉及一种仓储机器人。

背景技术

现在网购已经成为人们日常生活的一部分，大量的快递需要中转运输，促使了快递行业快速发展，快递的外包装上通常贴有货物标签，货物标签上记录快递的各种信息，以便于分类中转，其中，快递在中转过程中，需要先转入快递公司的中转仓库中，再进行分类，将快递暂时存放到货架上，以便按照投递目的地进行出库，再安排配送，快递在仓库中存取时，大多依然是依靠人工进行分类存取，效率低，人力成本高，劳动强度大，因此，需要设计一种仓储机器人，节约人力成本，提高分类存取效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种仓储机器人，本实用新型使整个存取过程实现了自动化，无需人工搬运存取，效率高，减少人力成本，劳动强度小。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

仓储机器人，包括自驱动小车、机械臂、夹持机构、电源组件和PLC控制系统，机械臂固定安装在自驱动小车的上表面，夹持机构安装在机械臂的活动端，电源组件和PLC控制系统均安装在自驱动小车内，电源组件分别与自驱动小车、机械臂、夹持机构和PLC控制系统电连接，PLC控制系统分别与自驱动小车、机械臂和夹持机构信号连接。

自驱动小车包括车体，车体为长方体箱体结构，车体的左侧板和右侧板上均固定安装有两个前后间隔设置且位于车体内部的伺服减速电机，四个伺服减速电机矩形阵列布置且其动力轴均沿左右方向水平设置，左侧的伺服减速电机的动力轴位于车体左侧，右侧的伺服减速电机的动力轴位于车体右侧，四个伺服减速电机的动力轴均固定安装有支撑在地面上的行走轮，电源组件和PLC控制系统均固定设置在车体内，电源组件分别与四个伺服减速电机电连接，PLC控制系统分别与四个伺服减速电机信号连接。

机械臂包括旋转电机、第一摆动电机、大臂、第二摆动电机、小臂和腕部电机，旋转电机通过法兰座固定安装在车体的顶板上表面前侧中部，旋转电机的动力轴竖向设置且位于上侧，旋转电机的动力轴的上端固定连接有旋转底座，大臂前低后高倾斜设置，小臂前高后低倾斜设置，第一摆动电机固定安装在大臂的下端，第一摆动电机的动力轴固定连接在旋转底座上，第一摆动电机驱动大臂的下端转动连接在旋转底座上，第二摆动电机固定安装在大臂的上端，第二摆动电机的动力轴固定连接在小臂的下端，第二摆动电机驱动小臂的下端转动连接在大臂的上端，第一摆动电机和第二摆动电机的动力轴均沿前后方向水平设置，腕部电机固定安装在小臂的上端，腕部电机的动力轴沿小臂的长度方向设置，夹持机构安装在腕部电机的动力轴上，腕部电机驱动夹持机构转动连接在小臂的上端，电源组件分别与旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机电连接，PLC控制系统分别与旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机信号连接。

夹持机构包括夹持支架、夹持驱动电机、丝杠、往复块和两根V型夹杆，夹持支架固定安装在腕部电机的动力轴前端并转动连接在小臂的上端，夹持驱动电机固定安装在夹持支架内，夹持驱动电机的动力轴沿小臂的长度方向设置，夹持支架的前端固定连接有位于夹持驱动电机前侧的夹持连接板，夹持连接板与小臂垂直，丝杠沿小臂的长度方向贯穿转动连接在夹持连接板的中心，夹持驱动电机的动力轴前端同轴传动连接丝杠的后端，往复块套装在丝杠上且位于夹持连接板的前侧，往复块内固定钳设有螺纹连接在丝杠上的螺纹转套，两根V型夹杆结构相同且关于丝杆左右对称设置在夹持连接板的前侧，左侧的V型夹杆的敞口侧朝右设置，左侧的V型夹杆的后端铰接在夹持连接板的左侧部，左侧的V型夹杆的转角部与往复块的左侧部之间铰接有连杆，左侧的V型夹杆的前端固定连接有夹块，夹块的右侧面中部开设有上侧、下侧和右侧均敞口的V型槽，夹块的右侧面前侧部和后侧部均匀开设有若干条竖直齿槽，夹持连接板的上侧部固定连接有自动扫码枪，自动扫码枪的枪口沿小臂的长度方向朝向前方设置，电源组件分别与夹持驱动电机和自动扫码枪电连接，PLC控制系统分别与夹持驱动电机和自动扫码枪信号连接。

丝杠的前端面开设有螺纹盲孔，螺纹盲孔中连接有紧压在丝杠前端的限位螺帽。

车体的前侧面和后侧面的左右两侧均设置有雷达传感器，PLC控制系统分别与四个雷达传感器信号连接。

车体的左侧板和右侧板上均开设有百叶窗。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型向货架上存放货物时，首先通过PLC控制系统控制旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机动作，旋转电机驱动旋转底座在水平面旋转，同时第一摆动电机驱动大臂摆动，第二摆动电机驱动小臂摆动，使大臂、小臂的姿态调整至合适位置，腕部电机驱动夹持机构旋转，从而使夹持机构朝向目标货物，控制夹持驱动电机的动力轴转动，进而使丝杠转动，丝杠驱动往复块沿着丝杠朝向限位螺母移动，如此，往复块便通过两根连杆拉动两根V型夹杆合拢，使两个夹块夹持住目标货物，而且同时自动扫码枪刚好对准目标货物上的标签，自动扫码枪自动对标签扫码读取货物信息，实现出入库数据更新（此为常规技术，自动扫码枪与仓库内管理货物信息的计算机通过5G信号连接，存货时将货物信息添加到计算机系统内，取货时将货物信息计算机系统内删除），PLC控制系统获取自动扫码枪读取的货物信息，可以获得货物应存放的目标货架位置信息并进行路径规划（这些技术已经是本领域内的成熟技术，具体的控制原理不再赘述），然后PLC控制系统控制四个伺服减速电机启动，四个伺服减速电机分别对应驱动四个行走轮转动，进而驱动车体行走，四个雷达传感器探测车体四周障碍物，实现车体自动避障功能，如果车体需要转弯，则控制转向某一侧的伺服减速电机停止，进而控制该侧的行走轮停止转动，而其余三个行走轮继续转动，便可实现转弯功能，车体在四个行走轮的驱动下能够准确移动至目标货架处，然后旋转电机驱动旋转底座在水平面旋转，同时第一摆动电机驱动大臂摆动，第二摆动电机驱动小臂摆动，使大臂、小臂的姿态调整至合适位置，使得目标货物刚好托举到目标货架上相应位置，然后控制夹持驱动电机的动力轴反向转动，进而使丝杠反向转动，丝杠驱动往复块沿着丝杠远离限位螺母移动，如此，往复块便通过两根连杆推动两根V型夹杆向两侧展开，使两个夹块脱离目标货物，则目标货物准确存放在目标货架上相应位置；当需要从货架上取货物时，则将要取的货物信息输入到PLC控制系统中，然后，PLC控制系统获得货物所存放的目标货架位置信息并进行路径规划，然后PLC控制系统控制四个伺服减速电机启动，四个伺服减速电机分别对应驱动四个行走轮转动，进而驱动车体行走，使车体准确移动至目标货架处，然后控制旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机动作，使大臂、小臂的姿态调整至合适位置，使夹持机构朝向目标货物，通过夹持机构夹住目标货物，进而将目标货物从货架上取走，自动扫码枪自动对标签扫码读取货物信息，实现出入库数据更新，整个存取过程实现了自动化，无需人工搬运存取，效率高，减少人力成本，劳动强度小。

本实用新型使整个存取过程实现了自动化，无需人工搬运存取，效率高，减少人力成本，劳动强度小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中F-F向剖视图。

图3是图1中P-P向剖视图。

图4是图1中夹持机构部分M向放大图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

如图1-4所示，仓储机器人，包括自驱动小车、机械臂、夹持机构、电源组件和PLC控制系统，机械臂固定安装在自驱动小车的上表面，夹持机构安装在机械臂的活动端，电源组件和PLC控制系统均安装在自驱动小车内，电源组件分别与自驱动小车、机械臂、夹持机构和PLC控制系统电连接，PLC控制系统分别与自驱动小车、机械臂和夹持机构信号连接。

自驱动小车包括车体1，车体1为长方体箱体结构，车体1的左侧板和右侧板上均固定安装有两个前后间隔设置且位于车体1内部的伺服减速电机2，四个伺服减速电机2矩形阵列布置且其动力轴均沿左右方向水平设置，左侧的伺服减速电机2的动力轴位于车体1左侧，右侧的伺服减速电机2的动力轴位于车体1右侧，四个伺服减速电机2的动力轴均固定安装有支撑在地面上的行走轮3，电源组件和PLC控制系统均固定设置在车体1内，电源组件分别与四个伺服减速电机2电连接，PLC控制系统分别与四个伺服减速电机2信号连接。

机械臂包括旋转电机4、第一摆动电机5、大臂6、第二摆动电机7、小臂8和腕部电机9，旋转电机4通过法兰座10固定安装在车体1的顶板上表面前侧中部，旋转电机4的动力轴竖向设置且位于上侧，旋转电机4的动力轴的上端固定连接有旋转底座24，大臂6前低后高倾斜设置，小臂8前高后低倾斜设置，第一摆动电机5固定安装在大臂6的下端，第一摆动电机5的动力轴固定连接在旋转底座24上，第一摆动电机5驱动大臂6的下端转动连接在旋转底座24上，第二摆动电机7固定安装在大臂6的上端，第二摆动电机7的动力轴固定连接在小臂8的下端，第二摆动电机7驱动小臂8的下端转动连接在大臂6的上端，第一摆动电机5和第二摆动电机7的动力轴均沿前后方向水平设置，腕部电机9固定安装在小臂8的上端，腕部电机9的动力轴沿小臂8的长度方向设置，夹持机构固定安装在腕部电机9的动力轴上，腕部电机9驱动夹持机构转动连接在小臂的上端，电源组件分别与旋转电机4、第一摆动电机5、第二摆动电机7和腕部电机9电连接，PLC控制系统分别与旋转电机4、第一摆动电机5、第二摆动电机7和腕部电机9信号连接。

夹持机构包括夹持支架11、夹持驱动电机12、丝杠13、往复块14和两根V型夹杆15，夹持支架11固定安装在腕部电机9的动力轴前端并转动连接在小臂8的上端，夹持驱动电机12固定安装在夹持支架11内，夹持驱动电机12的动力轴沿小臂8的长度方向设置，夹持支架11的前端固定连接有位于夹持驱动电机12前侧的夹持连接板16，夹持连接板16与小臂8垂直，丝杠13沿小臂8的长度方向贯穿转动连接在夹持连接板16的中心，夹持驱动电机12的动力轴前端同轴传动连接丝杠13的后端，往复块14套装在丝杠13上且位于夹持连接板16的前侧，往复块14内固定钳设有螺纹连接在丝杠13上的螺纹转套，两根V型夹杆15结构相同且关于丝杆左右对称设置在夹持连接板16的前侧，左侧的V型夹杆15的敞口侧朝右设置，左侧的V型夹杆15的后端铰接在夹持连接板16的左侧部，左侧的V型夹杆15的转角部与往复块14的左侧部之间铰接有连杆17，左侧的V型夹杆15的前端固定连接有夹块18，夹块18的右侧面中部开设有上侧、下侧和右侧均敞口的V型槽19，夹块18的右侧面前侧部和后侧部均匀开设有若干条竖直齿槽20，夹持连接板16的上侧部固定连接有自动扫码枪21，自动扫码枪21的枪口沿小臂8的长度方向朝向前方设置，电源组件分别与夹持驱动电机12和自动扫码枪21电连接，PLC控制系统分别与夹持驱动电机12和自动扫码枪21信号连接。V型槽19和竖直齿槽20的设置增大夹块与货物接触摩擦力，便于夹块能够稳固夹持货物。

丝杠13的前端面开设有螺纹盲孔，螺纹盲孔中连接有紧压在丝杠13前端的限位螺帽22。

车体1的前侧面和后侧面的左右两侧均设置有雷达传感器，PLC控制系统分别与四个雷达传感器信号连接。

车体1的左侧板和右侧板上均开设有百叶窗23。百叶窗23用于车体内热量向外散，避免电源组件和PLC控制系统过热，提高电源组件和PLC控制系统的使用寿命。

电源组件、PLC控制系统、伺服减速电机2、旋转电机4、第一摆动电机5、第二摆动电机7、腕部电机9、夹持驱动电机12、自动扫码枪21和雷达传感器均为现有常规器件，具体构造和工作原理不再赘述，电源组件采用蓄电池。

需要说明的是大臂6的下端与旋转底座24之间的转动连接、小臂8的下端与大臂6的上端之间的转动连接以及夹持支架11与小臂8的上端之间的转动连接均通过必要的轴承结构实现，此为现有技术，本领域技术人员根据附图上的结构及常规经验即可实现装配，这里不再对现有技术所涉及到的诸如轴承、端盖、螺栓等一些零部件结构进行冗余性描述。

电源组件、PLC控制系统、螺纹转套、雷达传感器以及各种导线在图中均为示出，本实用新型中的控制操作均是现有常规技术，不涉及新的计算机程序。

本实用新型向货架上存放货物时，首先通过PLC控制系统控制旋转电机4、第一摆动电机5、第二摆动电机7和腕部电机9动作，旋转电机4驱动旋转底座24在水平面旋转，同时第一摆动电机5驱动大臂6摆动，第二摆动电机7驱动小臂8摆动，使大臂6、小臂8的姿态调整至合适位置，腕部电机9驱动夹持机构旋转，从而使夹持机构朝向目标货物，控制夹持驱动电机12的动力轴转动，进而使丝杠13转动，丝杠13驱动往复块14沿着丝杠13朝向限位螺母移动，如此，往复块14便通过两根连杆17拉动两根V型夹杆15合拢，使两个夹块18夹持住目标货物，而且同时自动扫码枪21刚好对准目标货物上的标签，自动扫码枪21自动对标签扫码读取货物信息，实现出入库数据更新（此为常规技术，自动扫码枪21与仓库内管理货物信息的计算机通过5G信号连接，存货时将货物信息添加到计算机系统内，取货时将货物信息计算机系统内删除），PLC控制系统获取自动扫码枪21读取的货物信息，可以获得货物应存放的目标货架位置信息并进行路径规划（这些技术已经是本领域内的成熟技术，具体的控制原理不再赘述），然后PLC控制系统控制四个伺服减速电机2启动，四个伺服减速电机2分别对应驱动四个行走轮3转动，进而驱动车体1行走，四个雷达传感器探测车体1四周障碍物，实现车体1自动避障功能，如果车体1需要转弯，则控制转向某一侧的伺服减速电机2停止，进而控制该侧的行走轮3停止转动，而其余三个行走轮3继续转动，便可实现转弯功能，车体1在四个行走轮3的驱动下能够准确移动至目标货架处，然后旋转电机4驱动旋转底座24在水平面旋转，同时第一摆动电机5驱动大臂6摆动，第二摆动电机7驱动小臂8摆动，使大臂6、小臂8的姿态调整至合适位置，使得目标货物刚好托举到目标货架上相应位置，然后控制夹持驱动电机12的动力轴反向转动，进而使丝杠13反向转动，丝杠13驱动往复块14沿着丝杠13远离限位螺母移动，如此，往复块14便通过两根连杆17推动两根V型夹杆15向两侧展开，使两个夹块18脱离目标货物，则目标货物准确存放在目标货架上相应位置；当需要从货架上取货物时，则将要取的货物信息输入到PLC控制系统中，然后，PLC控制系统获得货物所存放的目标货架位置信息并进行路径规划，然后PLC控制系统控制四个伺服减速电机2启动，四个伺服减速电机2分别对应驱动四个行走轮3转动，进而驱动车体1行走，使车体1准确移动至目标货架处，然后控制旋转电机4、第一摆动电机5、第二摆动电机7和腕部电机9动作，使大臂6、小臂8的姿态调整至合适位置，使夹持机构朝向目标货物，通过夹持机构夹住目标货物，进而将目标货物从货架上取走，自动扫码枪21自动对标签扫码读取货物信息，实现出入库数据更新，整个存取过程实现了自动化，无需人工搬运存取，效率高，减少人力成本，劳动强度小。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述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；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.仓储机器人，其特征在于：包括自驱动小车、机械臂、夹持机构、电源组件和PLC控制系统，机械臂固定安装在自驱动小车的上表面，夹持机构安装在机械臂的活动端，电源组件和PLC控制系统均安装在自驱动小车内，电源组件分别与自驱动小车、机械臂、夹持机构和PLC控制系统电连接，PLC控制系统分别与自驱动小车、机械臂和夹持机构信号连接。

2.根据权利要求1所述的仓储机器人，其特征在于：自驱动小车包括车体，车体为长方体箱体结构，车体的左侧板和右侧板上均固定安装有两个前后间隔设置且位于车体内部的伺服减速电机，四个伺服减速电机矩形阵列布置且其动力轴均沿左右方向水平设置，左侧的伺服减速电机的动力轴位于车体左侧，右侧的伺服减速电机的动力轴位于车体右侧，四个伺服减速电机的动力轴均固定安装有支撑在地面上的行走轮，电源组件和PLC控制系统均固定设置在车体内，电源组件分别与四个伺服减速电机电连接，PLC控制系统分别与四个伺服减速电机信号连接。

3.根据权利要求2所述的仓储机器人，其特征在于：机械臂包括旋转电机、第一摆动电机、大臂、第二摆动电机、小臂和腕部电机，旋转电机通过法兰座固定安装在车体的顶板上表面前侧中部，旋转电机的动力轴竖向设置且位于上侧，旋转电机的动力轴的上端固定连接有旋转底座，大臂前低后高倾斜设置，小臂前高后低倾斜设置，第一摆动电机固定安装在大臂的下端，第一摆动电机的动力轴固定连接在旋转底座上，第一摆动电机驱动大臂的下端转动连接在旋转底座上，第二摆动电机固定安装在大臂的上端，第二摆动电机的动力轴固定连接在小臂的下端，第二摆动电机驱动小臂的下端转动连接在大臂的上端，第一摆动电机和第二摆动电机的动力轴均沿前后方向水平设置，腕部电机固定安装在小臂的上端，腕部电机的动力轴沿小臂的长度方向设置，夹持机构安装在腕部电机的动力轴上，腕部电机驱动夹持机构转动连接在小臂的上端，电源组件分别与旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机电连接，PLC控制系统分别与旋转电机、第一摆动电机、第二摆动电机和腕部电机信号连接。

4.根据权利要求3所述的仓储机器人，其特征在于：夹持机构包括夹持支架、夹持驱动电机、丝杠、往复块和两根V型夹杆，夹持支架固定安装在腕部电机的动力轴前端并转动连接在小臂的上端，夹持驱动电机固定安装在夹持支架内，夹持驱动电机的动力轴沿小臂的长度方向设置，夹持支架的前端固定连接有位于夹持驱动电机前侧的夹持连接板，夹持连接板与小臂垂直，丝杠沿小臂的长度方向贯穿转动连接在夹持连接板的中心，夹持驱动电机的动力轴前端同轴传动连接丝杠的后端，往复块套装在丝杠上且位于夹持连接板的前侧，往复块内固定钳设有螺纹连接在丝杠上的螺纹转套，两根V型夹杆结构相同且关于丝杆左右对称设置在夹持连接板的前侧，左侧的V型夹杆的敞口侧朝右设置，左侧的V型夹杆的后端铰接在夹持连接板的左侧部，左侧的V型夹杆的转角部与往复块的左侧部之间铰接有连杆，左侧的V型夹杆的前端固定连接有夹块，夹块的右侧面中部开设有上侧、下侧和右侧均敞口的V型槽，夹块的右侧面前侧部和后侧部均匀开设有若干条竖直齿槽，夹持连接板的上侧部固定连接有自动扫码枪，自动扫码枪的枪口沿小臂的长度方向朝向前方设置，电源组件分别与夹持驱动电机和自动扫码枪电连接，PLC控制系统分别与夹持驱动电机和自动扫码枪信号连接。

5.根据权利要求4所述的仓储机器人，其特征在于：丝杠的前端面开设有螺纹盲孔，螺纹盲孔中连接有紧压在丝杠前端的限位螺帽。

6.根据权利要求2所述的仓储机器人，其特征在于：车体的前侧面和后侧面的左右两侧均设置有雷达传感器，PLC控制系统分别与四个雷达传感器信号连接。

7.根据权利要求2所述的仓储机器人，其特征在于：车体的左侧板和右侧板上均开设有百叶窗。