CN221115976U - 一种取物机构和取物装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种取物机构和取物装置。其中，该取物机构包括：换向单元和取放单元；换向单元包括主动件和从动件，主动件被配置为带动从动件间歇性旋转；取放单元与从动件连接，且被配置为随从动件旋转；其中，在从动件处于间歇状态时，取放单元位于取放物方向或者避让方向。本申请实施例提供的取物机构，换向单元可以带动取放单元旋转，使取放单元在取放物方向和避让方向之间切换。并且，在取放单元处于取放物方向和避让方向时，从动件处于间歇状态，不会随主动件旋转，从而确保取放单元不会产生偏转。因此，本申请实施例提供的取物机构，能够提高取放单元的换向精度，提高物品的取放成功率。

Description

一种取物机构和取物装置

技术领域

本申请涉及仓储物流技术领域，尤其涉及一种取物机构和取物装置。

背景技术

随着仓储物流技术的发展，自动化的仓储系统被越来越多地应用在各类仓储领域。为了在有限的空间内提高仓库的利用率，仓储货架主要采用密集式存储。

在自动化仓储系统中，取货装置可以利用取货机构，在货架与货架之间或者货架与工作台之间的取放货箱。为了提高货箱的取放效率，一些取货装置利用齿轮齿条等传动机构使取货机构具备了换向能力，以实现货箱的双向取放。然而，目前的取货装置无法保证取货机构的换向精度，导致取货机构偏离目标方向，降低了货箱的取放成功率。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种取物机构，换向精度高，能够提高货箱等物品的取放成功率。

第一方面，本申请实施例提供了一种取物机构。该取物机构包括：换向单元和取放单元；换向单元包括主动件和从动件，主动件被配置为带动从动件间歇性旋转；取放单元与从动件连接，且被配置为随从动件旋转；其中，在从动件处于间歇状态时，取放单元位于取放物方向或者避让方向。

在一种实现方式中，主动件包括拨动部；从动件包括与拨动部相匹配的滑槽，拨动部可选择性地滑入或滑出滑槽；主动件被配置为通过自身旋转将拨动部滑入至滑槽内，以使拨动部拨动从动件旋转，以及，将拨动部从滑槽内滑出，使从动件处于间歇状态。

在一种实现方式中，主动件还包括凸出部，凸出部与拨动部间隔设置；从动件还包括凹陷部，凹陷部与凸出部的形状相匹配；其中，从动件处于间歇状态时，凸出部嵌设于凹陷部且形成面面配合，使从动件不随主动件旋转。

在一种实现方式中，从动件包括多个凹陷部和多个滑槽；多个凹陷部与多个滑槽绕从动件的旋转方向交替分布；主动件被配置为带动从动件间歇性旋转，使不同的凹陷部与凸出部相对，以改变取放单元的方向。

在一种实现方式中，至少两个相邻的凹陷部之间设置有止挡部，止挡部被配置为可与拨动部抵接，使主动件与从动件相互限位。

在一种实现方式中，该取物机构还包括：驱动单元；驱动单元与主动件传动连接，以驱动主动件旋转；从动件被配置为在间歇状态时吸收驱动单元的驱动误差。

本申请实施例提供的取物机构，换向单元可以带动取放单元旋转，使取放单元在取放物方向和避让方向之间切换。并且，在取放单元处于取放物方向和避让方向时，换向单元中的从动件处于间歇状态，不会随主动件旋转，从而确保取放单元不会产生偏转。因此，本申请实施例提供的取物机构，能够提高取放单元的换向精度，提高物品的取放成功率。

第二方面，本申请实施例提供了一种取物机构。该取物机构包括：换向单元和取放单元；换向单元与取放单元连接，且被配置为带动取放单元旋转；换向单元内部设置有气体通道，气体通道被配置为连通抽气单元和取放单元之间的气路，使抽气单元吸气时，取放单元产生吸力，以吸取载物单元。

在一种实现方式中，换向单元包括主动件和从动件，主动件被配置为带动从动件间歇性旋转；取放单元与从动件连接，且被配置为随从动件旋转；气体通道设置于从动件。

在一种实现方式中，从动件包括空心轴，空心轴与取放单元连接，空心轴的轴孔形成气体通道。

在一种实现方式中，从动件包括空心轴，空心轴与取放单元连接，空心轴的轴孔内穿设有导气管，导气管形成气体通道。

在一种实现方式中，气体通道的一端通过旋转管接头与抽气单元的管路连接。

本申请实施例提供的取物机构，用于连接取放单元和抽气单元的气体通道被隐藏设置到了换向单元的内部，因此不需要在取放单元的外部设置气管，避免了换向单元带着外置的气管旋转，因此能够从根本上解决外置气管在长期旋转后出现疲劳老化、连接松动等问题，提高了取放单元的可靠性，降低了故障率。

第三方面，本申请实施例提供了一种取物装置。该取物装置包括：支撑框架，以及上述各方面及其实现方式提供的取物机构；取物机构设置于支撑框架上；支撑框架被配置为带动取物机构移动，使取物机构靠近或远离被命中的载物单元。

本申请实施例提供的取物装置，由于安装有可换向的取物机构，因此，可以在不需要整体旋转的情况下，实现对载物单元的多向取放，提高了取放物效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种取货装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种取货机构1的结构示意图；

图3是图2示出的取货机构1局部的示例性示意图；

图4是本申请实施例示出的取货件处于歪斜状态的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种的取物机构的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的换向单元中的从动件开始旋转时的局部结构示意图；

图7是本申请实施例提供的换向单元中的从动件停止旋转时的局部结构示意图；

图8是本申请实施例提供的换向单元中的从动件处于间歇状态时的局部结构示意图；

图9A是本申请实施例提供的取物机构在取放单元位于避让方向时的Y向视图；

图9B是本申请实施例提供的取物机构在取放单元位于第一取放物方向时的Y向视图；

图9C是本申请实施例提供的取物机构在取放单元位于第二取放物方向时的Y向视图；

图9D是止挡部与拨动部抵接的一个示意图；

图9E是止挡部与拨动部抵接的另一个示意图；

图10A是本申请实施例提供的取物机构的第一种整体结构示意图；

图10B是本申请实施例提供的取物机构的第二种整体结构示意图；

图10C是本申请实施例提供的取物机构的第三种整体结构示意图；

图10D是本申请实施例提供的取物机构的第三种整体结构的局部示意图；

图11是本申请实施例提供的取物机构的一个Y向剖视图；

图12为本申请实施例提供的从动件的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的取物机构的另一个Y向剖视图。

附图标记说明：

1-取货机构，2-支撑架，3-承载件，4-纵向驱动机构，5-横向驱动机构；

11-气缸，12-取货件，13-齿条，14-齿轮，15-第一止挡结构，16-第二止挡结构；

31-承载面；

41-纵向电机，42-纵向传动件，43-支撑板；

51-横向电机，52-横向传动件；

100-换向单元，110-主动件，111-拨动部，112-凸出部，120-从动件，121-滑槽，122-凹陷部，123-止挡部，124-空心轴，130-气体通道，140-导气管，150-连接结构，160-避让部；

200-取放单元，210-杆件，220-取物件，230-连接孔，240-腔体；

300-驱动单元；

400-减速机；

500-支架，510-安装座；

600-齿轮组，610-大齿轮，620-小齿轮；

700-管接头，710-旋转管接头。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

在自动化仓储系统中，取货装置可以利用取货机构，在货架与货架之间或者货架与工作台之间的取放货箱。

图1是本申请实施例提供的一种取货装置的结构示意图。

如图1所示，该取货装置可以包括取货机构1和支撑架2。其中，取货机构1设置与支撑架2上，支撑架2可以带动取货机构1移动，使取货机构1靠近或远离目标对象，例如：货物本身、载物单元、载具或者目标货位。

其中，载物单元包括但不限于货箱、料箱、原箱、容器等，载物单元可以是未装载物品的载物单元和装载有物品的载物单元，例如：未装载货物的料箱、装载货物的料箱、各种类型的空置容器、装载有物品的容器等，这些均在本申请实施例的应用范围之内。载具可以是用于承载载物单元的结构，包括固定载具和移动载具，例如：货架、托盘、工作台等。目标货位可以是载具上被命中的载物单元所在的货位。

需要说明的是，为了方便描述，在未特殊说明的情况下，下文均以货箱作为载物单元的一个示例，对本申请实施例进行具体说明。

下面继续结合图1，对支撑架2带动取货机构1移动的方式进行具体说明。

首先，为便于对方向进行描述，图1中标示了X、Y和Z三个方向，其中：X方向可以为载物单元所在的方向，在取货装置工作时，载物单元可以沿X方向分布在取货装置的两侧，在图1中，X方向也是支撑架2的长度方向；Y方向可以为垂直于X方向且水平的方向，在图1中，Y方向也是支撑架2的宽度方向；Z方向可以为支撑架2的高度方向。

为带动取货机构1移动，支撑架2上可以设置有纵向驱动机构4和横向驱动机构5。

在一些示例中，纵向驱动机构4可包括纵向电机41、纵向传动件42和支撑板43。支撑板43可滑动地设于支撑架2上，支撑板43的延伸方向平行于Z方向。纵向电机41和取货机构1均设置在支撑板43上，其中，取货机构1被配置为可在支撑板43上沿Z方向滑动。纵向电机41和取货机构1通过纵向传动件42传动连接，这样，纵向电机41可以通过纵向传动件42带动取货机构1在支撑板43上沿Z方向上升或下降，例如：带动取货机构1下降至取货高度，或者上升至避让高度。

横向驱动机构5可包括横向电机51和横向传动件52。横向电机51与支撑板43通过横向传动件52传动连接。这样，横向电机51可以通过横向传动件52带动支撑板43在支撑架2上沿X方向移动，使取货机构1可与货架或者工作站上放置的货箱接合或脱离接合。示例性地，横向传动件52可以为同步带轮机构。

另外，为承载被取出的货箱，支撑架2上可以设置有承载件3。承载件3可以设置在取货机构1的下方，且包括承载面31。在一些示例中，承载面31可沿X方向运动，以带动货箱在支撑架2内沿X方向运动。示例性地，承载件3可以为平皮带，平皮带可沿X方向滚动，承载面31即为皮带面。

取货装置通常在货架与货架之间的巷道活动或者货架与工作台之间的空间内活动，并利用其中的取货机构1实现货箱在巷道任一侧的货架或工作台之间的单向取放。取货装置在取货时，纵向驱动机构4带动取货机构1在支撑板43上沿Z方向移动，使取货机构1下降至取货高度。然后，横向驱动机构5带动取货机构1沿X方向移动，以使取货机构1与对应侧的货架或者工作站上放置的货箱接合。在取货机构1与对应货箱接合后，横向驱动机构5带动取货机构1携带货箱沿X方向反向移动，以将货箱拿取至承载面31上方的预设位置。然后，取货机构1与货箱脱离接合。

在取货机构1与货箱脱离接合之后，货箱在承载面31的摩擦力的带动下，继续沿X方向传递。横向驱动机构5则带动取货机构1沿X方向反向回撤，同时，纵向驱动机构4带动取货机构1在支撑板43上沿Z方向上升，从而避让货箱的行走路径，以避免与货箱产生磕碰。

然而，当取货装置需要对另一侧货架或工作站上的货箱进行取放时，需要将取货装置整体旋转，才能使取货机构1朝向任务巷道另一侧的货架或工作站，从而延长了取货作业时间，降低了取货效率。并且，受巷道宽度的限制，取货装置在旋转的过程中容易与货架或者工作站产生位磕碰，从而影响取货安全。

为了避免在取货过程中整体旋转取货装置，以提高取货效率和提高取货安全性。一些取货结构增加了换向能力，从而使取货装置在不整体旋转的情况下，实现多向取货，例如，可实现双向取货。

图2是本申请实施例提供的一种取货机构1的结构示意图。

如图2所示，示例性地，该取货机构1包括气缸11、齿条齿轮传动件和取货件12。其中：齿轮齿条传动件包括相啮合的齿条13和齿轮14，齿条13的与气缸11的活塞连接。取货件12与齿轮14连接，且被配置为可随齿轮14同步旋转。当向气缸11中通入气源时，活塞会在气压作用下推动齿条13沿图2中A向产生直线运动，使与齿条13相啮合的齿轮14旋转，进而带动取货件12绕齿轮14的中心轴产生B向旋转，以实现取货件12的转向，从而使取货装置在不整体旋转的情况下，实现双向取货。

可以理解的是，为了使取货件12能够成功接合货物，需要确保取货件12在转向之后正对货物，也就是说，需要精确控制齿轮14的旋转量。然而，由于气缸11本身的行走精度不高，气缸11无法通过控制齿条13位移量的方式精确控制齿轮14的旋转量，并且，齿条13与齿轮14之间也存在啮合间隙，更增加了齿轮14的旋转误差。

图3是图2示出的取货机构1局部的示例性示意图。

如图3所示，为了控制齿轮14的旋转量，一种方式是在取货机构1中增加一组止挡结构，例如：第一止挡结构15和第二止挡结构16。其中，第一止挡结构15被配置为随齿轮14同步旋转，第二止挡结构16为固定件，设置在第一止挡结构15的旋转路径上。这样，当齿轮14旋转一定角度时，第一止挡结构15能够与第二止挡结构16抵接，使齿轮14无法继续旋转。然而，这种止挡结构仍然无法实现对齿轮14旋转量的精确控制，无法确保取货件12在转向之后正对货物。具体原因如下：

第一，当第一止挡结构15与第二止挡结构16抵接时，第一止挡结构15会对第二止挡结构16造成刚性撞击，产生撞击回弹。撞击回弹会导致齿轮14的实际旋转量相比于预设的旋转量存在偏差，使取货件12的朝向存在偏差，呈现如图4所示的歪斜状态，无法正对货物。

第二，齿轮14的旋转精度取决于第一止挡结构15和第二止挡结构16等部件的安装精度。然而，在实际操作中，第一止挡结构15和第二止挡结构16的安装精度很难控制，并且，由于取货件12具有一定的长度，即使第一止挡结构15和第二止挡结构16的安装时只有微小的角度误差，也会在取货件12上被大幅放大，使取货件12现如图4所示的歪斜状态，无法正对货物。

第三，由于齿轮14与齿条13之间存在啮合间隙，因此，在第一止挡结构15与第二止挡结构16抵接之后，必须持续保持气缸11的缸内气压，才能使第一止挡结构15与第二止挡结构16保持抵接状态，避免齿轮14发生回转。因此，该结构会过度依赖气缸11气源的稳定性，实现难度大。

为了解决相关技术中存在的技术问题，本申请实施例提供了一种取物机构。

图5是本申请实施例提供的一种的取物机构的结构示意图。

该取物机构也可以被称作取货机构，如图5所示，包括：换向单元100和取放单元200。

换向单元100可以包括一个或者多个相配合的传动件，例如：可以包括主动件110和从动件120。其中，主动件110被配置为带动从动件120间歇性旋转。其中，从动件120的“间歇性旋转”是指：在主动件110旋转期间，从动件120可以在主动件110的带动下，先旋转一定角度，然后进入到间歇状态；在间歇状态内，从动件120不会随主动件110旋转；在主动件110继续转过一定角度之后，从动件120离开间歇状态，继续在主动件110的带动下旋转，并随着主动件110的持续旋转重复上述旋转-间歇的过程。

取放单元200与从动件120连接，且被配置为随从动件120旋转。

取放单元200也可被称作取货件。本申请实施例中，取放单元200可以是任意形式的具有取放物品能力的结构，这里所指的物品包括不限于上文中的载物单元，例如：货箱等。

在从动件120处于间歇状态时，取放单元200位于取放物方向或者避让方向。其中，取物方向例如可以是正对载物单元的方向、正对货架的方向、正对工作台的方向等，避让方向可以是任意能够避免取放单元200或者被拿取的物品与其他结构磕碰的方向。

本申请实施例中，取物机构可以应用于单向取放物场景中，也可以应用于多向取放物(例如：双向取放物)场景中。当取物机构应用于单向取放物场景中时，取放单元200可以具有一个取放物方向和至少一个避让方向，当取物机构应用于多向取放物场景中时，取放单元200可以具有多个(例如：至少两个)取放物方向和至少一个避让方向。

示例性的，当取物机构应用于双向取放物场景中时，取放单元200可以具有两个取放物方向。例如，如果货架或工作站沿X方向分设在取物机构的两侧，那么，其中一个取放物方向可以是正对其中一侧货架、工作站、或者放置在货架或工作站上的载物单元的方向，另一个取放物方向可以是正对另一侧货架、工作站、或者放置在货架或工作站上的载物单元的方向。另外，取放单元200可以具有至少一个避让方向。例如，避让方向可以包括与两个取放物方向不同的至少一个方向。

图6是本申请实施例提供的换向单元中的从动件开始旋转时的局部结构示意图。

图7是本申请实施例提供的换向单元中的从动件停止旋转时的局部结构示意图。

结合图5-图7所示，在一些实施例中，主动件110包括拨动部111，从动件120包括与拨动部111相匹配的滑槽121，拨动部111可选择性地滑入或滑出滑槽121。

在一些实现方式中，拨动部111可以是拨杆、拨块等任意具有拨动功能的结构，本申请实施例对波动部的结构不做具体限定。滑槽121的宽度可以大于拨动部111的宽度，以便于拨动部111能够滑入到滑槽121内，并在滑槽121内滑动。例如，如果拨动部111是拨杆，那么，滑槽121的宽度可以大于拨杆的直径。

主动件110被配置为通过自身旋转将拨动部111滑入至滑槽121内，以使拨动部111拨动从动件120旋转，以及，将拨动部111从滑槽121内滑出，使从动件120处于间歇状态。

具体来说，主动件110旋转时，能够带动拨动部111旋转，使拨动部111靠近滑槽121。如图6所示，当拨动部111旋转至滑槽121开口处时，可以滑入到滑槽121内，这时，从动件120在拨动部111的拨动下开始旋转。如图7所示，当拨动部111拨动从动件120旋转过一定角度时，拨动部111会从滑槽121内滑出，使从动件120停止旋转，进入到间歇状态。

这样，主动件110就可以带动从动件120实现间歇性的旋转。

图8是本申请实施例提供的换向单元中的从动件处于间歇状态时的局部结构示意图。

结合图5-图8所示，在一些实施例中，主动件110还包括凸出部112，凸出部112与拨动部111间隔设置，例如：凸出部112可以设置在拨动部111的对侧。从动件120设置有凹陷部122，凹陷部122与凸出部112的形状相匹配。其中，从动件120处于间歇状态时，凸出部112可以嵌设于凹陷部122，且与凹陷部122形成面面配合，使从动件120不随主动件110旋转。

在一些实现方式中，凸出部112可以是弧形凸出部，凹陷部122可以是与弧形凸出部的形状相匹配的弧形凹陷部。其中，凸出部112可以包括凸出的圆弧面，该凸出的圆弧面的圆心可以位于主动件110的旋转轴心线上。相应的，拨动部111可以设置在凸出部112的凸出方向的相反侧。凹陷部122可以包括凹陷的圆弧面，该凹陷的圆弧面的弧度与凸出部112的凸出的圆弧面的弧度相匹配。

这样，在从动件120处于间歇状态时，主动件110旋转至凸出部112与凹陷部122相对，凸出部112的圆弧面与凹陷部122的圆弧面相对，且形成面面配合。在这种状态下，即使主动件110发生旋转，从动件120也不会随主动件110旋转。

并且，凸出部112的圆弧面与凹陷部122的圆弧面还能够形成面到面的约束，这样，如果从动件120旋转，凸出部112的圆弧面与凹陷部122的圆弧面的相对关系就会被改变，从而导致凸出部112的圆弧面与凹陷部122的圆弧面产生干涉，因此，凸出部112的圆弧面与凹陷部122的圆弧面所形成面到面的约束，能够限制从动件120旋转。这样，在从动件120处于间歇状态时，取放单元200能够保持在取放物方向或者避让方向而不会发生偏移或晃动。

本申请实施例提供的取物机构，换向单元100可以带动取放单元200旋转，使取放单元200在取放物方向和避让方向之间切换。并且，在取放单元200处于取放物方向和避让方向时，换向单元100中的从动件120处于间歇状态，不会随主动件110旋转，从而确保取放单元200不会产生偏转。因此，本申请实施例提供的取物机构，能够提高取放单元200的换向精度，提高物品的取放成功率。

并且，该取物机构不依赖齿轮、汽缸和止挡结构，彻底避免了因齿轮啮合间隙、齿轮回转、气缸气源的稳定性和止挡结构撞击回弹等因素导致的取放单元200换向精度差的问题，结构也更加简单，便于加工和后期维护。

继续如图8所示，在一些实施例中，主动件110还包括连接结构150。连接结构150位于凸出部112与拨动部111之间，与凸出部112与拨动部111连接。这样，连接结构150可以将凸出部112与拨动部111连接为一个整体，以实现凸出部112与拨动部111间隔设置的位置关系。

另外，在一些实施例中，主动件110还包括避让部160，避让部160设置在主动件110的朝向拨动件的一侧。示例性的，避让部160可以包括向远离拨动件方向凹陷的弧面。这样，避让部160可以在拨动部111与凸出部112之间形成避让空间，以避免从动件120在旋转过程中与主动件110产生磕碰。

继续如图5-图8所示，在一些实施例中，从动件120可以包括多个凹陷部122和多个滑槽121；多个凹陷部122与多个滑槽121绕从动件120的旋转方向交替分布。其中，凹陷部122与滑槽121的数量可以相同，也可以不同。

基于多个凹陷部122和多个滑槽121的交替分布，当主动件110旋转时，拨动部111可以先滑入到从动件120的其中一个滑槽121内，带动从动件120旋转一定的角度，然后，主动件110的凸出部112可以与从动件120的其中一个凹陷部122相对，使从动件120进入间歇状态。接下来，如果主动件110继续旋转，拨动部111可以滑动从动件120沿其旋转方向的下一个滑槽121内，带动从动件120继续旋转一定的角度，然后，主动件110的凸出部112可以与从动件120沿其旋转方向的下一个凹陷部122相对，使从动件120再次进入间歇状态。以此类推，则可以实现从动件120的间歇性旋转。

可以理解的是，当从动件120包括多个凹陷部122和多个滑槽121时，从动件120可以通过间歇性的旋转，带动取放单元200旋转至多个不同的方向，例如取放物方向、避让方向或者其他方向。并且，在取放单元200处于不同方向时，从动件120会以不同的凹陷部122与主动件110的凸出部112相对，以保持取放单元200的静止。也就是说，凸出部112与多个凹陷部122中的其中一个凹陷部122相对时，取放单元200可以位于取放物方向，凸出部112与多个凹陷部122中的另一个凹陷部122相对时，取放单元200可以位于避让方向。

下面结合更多附图，以取物机构应用于双向取放物场景中，取放物方向包括第一取放物方向和第二取放物方向，货架或工作站沿X方向分设在取物机构的两侧，即第一取放物方向为正对其中一侧货架或工作站上的载物单元的方向，第二取放物方向为正对另一侧货架或工作站上的载物单元的方向，对取放单元200的工作原理进行示例性说明。

图9A是本申请实施例提供的取物机构在取放单元200位于中位方向时的Y向视图。

图9B是本申请实施例提供的取物机构在取放单元200位于第一取放物方向时的Y向视图。

图9C是本申请实施例提供的取物机构在取放单元200位于第二取放物方向时的Y向视图。

如图9A、图9B和图9C所示，在一些实例中，从动件120可以包括4个凹陷部122和3个滑槽121。其中，4个凹陷部122可以绕从动件120的旋转轴心线呈圆周阵列分布。示例性的，相邻的两个凹陷部122之间的夹角为90°，也就是说，当有多个凹陷部122时，相邻两个凹陷部122之间的夹角可以相等。为便于描述，沿图9A中的顺时针方向，分别将这4个凹陷部122称作凹陷部122A、凹陷部122B、凹陷部122C和凹陷部122D。

3个滑槽121可以分布在其中3组相邻的两个凹陷部122之间，每个滑槽121均可以向从动件120的旋转轴心线形成一定长度。为便于描述，这里将3个滑槽121分别称作滑槽121A、滑槽121B和滑槽121C。其中，滑槽121A可以位于凹陷部122C和凹陷部122D之间，滑槽121B可以位于凹陷部122A和凹陷部122D之间，滑槽121C可以位于凹陷部122A和凹陷部122B之间。位于同一个凹陷部122两侧的两个滑槽121之间的夹角为90度。

当然，在其他示例中，从动件120也可以包括更多数量的滑槽121，例如：包括4个滑槽121，也可以包括更少的滑槽121，例如：仅包括2个滑槽121，本申请实施例对此不做具体限定。

如图9A所示，避让方向例如可以是Z轴向上方向。这时，取物机构处于待取物状态，主动件110的凸出部112与从动件120的凹陷部122D相对设置，从动件120处于间歇状态，取放单元200保持静止状态。

如果要将取放单元200旋转至第一取放物方向，主动件110可以顺时针旋转，使拨动部111滑入至滑槽121B内，带动从动件120逆时针旋转，进而使取放单元200逆时针旋转。

如图9B所示，在从动件120逆时针旋转90°之后，拨动部111会从滑槽121B内滑出。这时，从动件120结束旋转，进入到间歇状态，主动件110的凸出部112与从动件120的凹陷部122A相对。取放单元200也随从动件120逆时针旋转90°至第一取放物方向，并保持在第一取放物方向。在取放单元200旋转到第一取放物方向之后，取放单元200可以对第一取放物方向的货架或工作站上的载物单元进行取放操作。在取放操作完成之后，主动件110可以逆时针旋转，使拨动部111重新滑入至滑槽121B内，带动从动件120顺时针旋转，进而使取放单元200顺时针旋转，以避让料箱。

如图9A所示，在从动件120顺时针旋转90°之后，拨动部111会从滑槽121B内滑出。这时，使从动件120结束旋转，进入到间歇状态，主动件110的凸出部112与从动件120的凹陷部122D相对。取放单元200也随从动件120顺时针旋转90°，回到避让方向。在此之后，如果要将取放单元200旋转至第二取放物方向，主动件110可以逆时针旋转，使拨动部111滑入至滑槽121A内，带动从动件120顺时针旋转，进而使取放单元200顺时针旋转。

如图9C所示，在从动件120顺时针旋转90°之后，拨动部111会从滑槽121A内滑出。这时，从动件120结束旋转，进入到间歇状态，主动件110的凸出部112与从动件120的凹陷部122C相对。取放单元200也随从动件120顺时针旋转90°至第二取放物方向，并保持在第二取放物方向。

在取放单元200旋转到第二取放物方向之后，取放单元200可以对第二取放物方向的货架或工作站上的载物单元进行取放操作。

由此可见，本申请实施例提供的取物机构，从动件120可以在主动件110的驱动下产生间歇性的旋转，带动取放单元200旋转至第一取放物方向或第二取放物方向，并利用间歇状态，将取放单元200保持在第一取放物方向和第二取放物方向，避免取放单元200产生倾斜，提高取放单元200的换向精度。

在一些实施例中，当从动件120包括多个凹陷部122时，至少两个相邻的凹陷部122之间还设置有止挡部123。例如，可以在相邻的凹陷部122之间不设置滑槽121，以形成止挡部123。止挡部123被配置为可与拨动部111抵接，使主动件110与从动件120相互限位，以限制取放单元200的旋转范围。

例如，在图9A-图9C示出的示例中，凹陷部122B和凹陷部122C之间未设置滑槽121，从而在凹陷部122B和凹陷部122C之间形成了止挡部123。

图9D是止挡部123与拨动部111抵接的一个示意图。

下面结合图9C和图9D，对止挡部123限制取放单元200的旋转范围的原理进行说明。

如图9C和图9D所示，在取放单元200旋转到第二取放物方向之后，如果主动件110继续逆时针旋转，拨动部111会与止挡部123抵接，形成相互限位。由于相互限位的存在，主动件110无法继续逆时针旋转，也无法带动从动件120继续顺时针旋转，从而限制了取放单元200在顺时针方向上的旋转范围。

图9E是止挡部123与拨动部111抵接的另一个示意图。

如图9E所示，在一些实施例中，从动件120可以包括多个止挡部123。例如，可以在凹陷部122A和凹陷部122B之间不设置滑槽121，以形成另一个止挡部123。这样，在取放单元200旋转到第一取放物方向之后，如果主动件110顺时针旋转，拨动部111会与止挡部123抵接，使主动件110和从动件120均无法继续旋转，形成相互限位。由于相互限位的存在，主动件110无法继续顺时针旋转，也无法带动从动件120继续顺逆时针旋转，从而限制了取放单元200在逆时针方向上的旋转范围。

结合图9D和图9E可以看出，在从动件120上设置两个止挡部123，可以将取放单元200的旋转范围限制在第一取放物方向和第二取放物方向之间，也就是说，限制取放单元200的旋转范围为180度。

由此可见，本申请实施例提供的取物机构，可以通过在从动件120上设置止挡部123的方式，限制取放单元200的旋转范围，从而避免取放单元200旋转到不需要的位置，避让货箱的行走路径，避免与货箱产生磕碰。

图10A是本申请实施例提供的取物机构的第一种整体结构示意图。

图10B是本申请实施例提供的取物机构的第二种整体结构示意图。

图10C是本申请实施例提供的取物机构的第三种整体结构示意图。

图10D是本申请实施例提供的取物机构的第三种整体结构的局部示意图。

如图10A-图10D所示，在一些实施例中，取物机构还包括：

驱动单元300；驱动单元300与主动件110传动连接，以驱动主动件110旋转。其中，驱动单元300可以包括电机，也可以是其他类型的电机，或者其他类型的驱动装置。

本申请实施例中，换向单元100可以利用从动件120其间歇状态下不随主动件110旋转这一特性，来吸收驱动单元300的驱动误差。

以驱动单元300为电机为例，在从动件120进入间歇状态之后，即使驱动单元300驱动主动件110旋转，从动件120也不会旋转。因此，在从动件120处于间歇状态期间，电机可以带动主动件110多旋转一定角度，也可以少旋转一定角度，只要主动件110的拨动部111不滑入到从动件120的滑槽121内，就不会影响从动件120的间歇状态。这就意味着，在电机驱动主动件110旋转时，不需要精确控制电机的旋转圈数，换句话说，即使电机旋转的圈数由于误差而多一些或者少一些，也不会影响从动件120的间歇状态，更不会影响到换向单元100的换向精度。

由此可见，本申请实施例中，换向单元100可以吸收电机的驱动误差。

本申请实施例中，驱动单元300与主动件110可以由多种传动连接方式。下面以驱动单元300为电机为例，对一些可实现的传动连接方式进行示例性说明。

在一些实施例中，电机与主动件110可以通过减速机400传动连接。

如图10A所示，在一种实现方式中，取物机构可以包括支架500，支架500可以安装在纵向驱动机构4的支撑板43上。驱动单元300可以安装在支架500上，驱动单元300可以水平安装，例如使驱动单元300的输出轴与Y方向平行。支架500上还设置有安装座510，安装座510的安装面平行于XY平面，换向单元100可以安装在安装座510上，其中，换向单元100中的主动件110和从动件120的旋转轴心线可以与Z方向平行。减速机400可以选用具有换向功能的减速机，例如圆锥齿轮减速机。减速机400的输入端与驱动单元300的输出端连接，减速机400的输出端与主动件110连接，从而实现驱动单元300与主动件110之间的传动连接。

这样，基于图10A的结构，驱动单元300可以通过换向单元100驱动取放单元200在XY平面内水平旋转。

如图10B所示，在一种实现方式中，驱动单元300可以水平安装在支架500上，使驱动单元300的输出轴与Y方向平行。换向单元100可以安装在安装座510上，安装座510的安装面平行于XZ平面，换向单元100中的主动件110和从动件120的旋转轴心线与Y方向平行。减速机400可以选用不具有换向功能的减速机400，例如圆柱齿轮减速机或行星齿轮减速机等。减速机400的输入端与驱动单元300的输出端连接，减速机400的输出端与主动件110连接，从而实现驱动单元300与主动件110之间的传动连接。

这样，基于图10B的结构，驱动单元300可以通过换向单元100驱动取放单元200在XZ平面内竖直旋转。

另外，在一些实施例中，驱动单元300与主动件110也可以通过齿轮组600传动连接。

如图10C和图10D所示，驱动单元300可以水平安装在支架500上，使驱动单元300的输出轴与Y方向平行。换向单元100可以安装在安装座510上，安装座510的安装面平行于XZ平面，换向单元100中的主动件110和从动件120的旋转轴心线与Y方向平行。齿轮组600可以包括相啮合的大齿轮610和小齿轮620。其中，小齿轮620为主动齿轮，设置在驱动单元300的输出轴上，由驱动单元300驱动旋转；大齿轮610为从动齿轮，与主动件110同轴设置且被配置为在小齿轮620的驱动下，带动主动件110同步旋转。

这样，基于图10C和图10D的结构，驱动单元300可以通过换向单元100驱动取放单元200在XZ平面内竖直旋转。

可以理解的是，上述各实施例示出的驱动单元300与主动件110的传动连接方式，仅仅是部分传动连接方式，而不是全部传动连接方式。基于上述实施例，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传动连接方式，都应当属于本申请保护的范围。

图11是本申请实施例提供的取物机构的剖视图。

图12为本申请实施例提供的从动件的结构示意图。

其中，为了便于更加清楚描述本申请实施例的技术方案，图11中未示出与本申请实施例的技术方案不相关的结构。图11结合图12所示，在一些实施例中，换向单元100内部设置有气体通道130，气体通道130被配置为连通抽气单元和取放单元200之间的气路，以使抽气单元吸气时，取放单元200产生吸力，以吸取载物单元。

本申请实施例中，取放单元200可以具有一定的长度，以便于接近货架或工作站上的载物单元。例如，取放单元200可以包括杆件210和取物件220，杆件210的一端与从动件120连接，杆件210的另一端与取物件220连接。这样，取物件220可以在取放单元200位于取放物方向时，取放载物单元。

在一些实现方式中，取物件220可以是能够产生吸力，以吸取载物单元的器件，例如吸盘等。吸盘可以是真空吸盘，也可以是磁吸吸盘或者其他类型的吸盘。

以取物件220为真空吸盘为例，抽气单元可以是真空抽气泵，也可以是其他具备抽气能力的器件。在需要吸取载物单元时，可以首先移动取物机构，使取物件220与载物单元的表面抵接，然后，启动抽气单元，以抽空取物件220与载物单元之间的空气，使取物件220利用真空对载物单元产生吸力，从而吸取载物单元。

本申请实施例中，用于连接取放单元200和抽气单元的气体通道130被隐藏设置到了换向单元100的内部，因此不需要在取放单元200的外部设置气管，避免了换向单元100带着外置的气管旋转，能够从根本上解决外置气管在长期旋转后出现疲劳老化、连接松动等问题，提高了取放单元200的可靠性，降低了故障率。

继续结合图11和图12所示，在一些实施例中，气体通道130可以设置在从动件120内部。具体来说，从动件120可以包括空心轴124，从动件120的滑槽121和凹陷部122设置在空心轴124的外周面。

空心轴124包括沿轴向贯穿的轴孔，该轴孔即可以形成从动件120内部的气体通道130。具体来说，轴孔的一端可以与抽气单元的管路连接，使气体通道130连通至抽气单元的管路，轴孔的另一端可以与取放单元200的管路连接，使气体通道130连通至取放单元200的管路。这样，气体通道130可以连通抽气单元和取放单元200之间的气路，使抽气单元吸气时，取放单元200产生吸力，以吸取载物单元。

在一些实现方式中，轴孔的轴心可以与从动件120的旋转轴心重合。这样，在从动件120旋转时，轴孔不会产生轴向位移，从而不会带动与其连接的管路产生晃动，提高连接的可靠性。

在一些实现方式中，轴孔的两端可以连接有管接头700。这样，轴孔可以分别通过管接头700与抽气单元的管路和取放单元200的管路连接，有利于提高连接的可靠性和便于拆卸。

在一些实现方式中，取放单元200的连接部可以包括与空心轴124尺寸匹配的连接孔230，取放单元200可以通过连接孔230穿设在空心轴124上，使取放单元200与从动件120实现孔轴连接，并利用键配合随从动件120同步旋转。另外，从动件120处于间歇状态时，可以与主动件110之间形成间隙配合，这样，当取物件220吸取载物单元时，载物单元对取物件220造成的冲击只会传递到空心轴124上，不会继续传递到主动件110和驱动单元300侧，因此，取物机构的结构会更加稳定，在长期使用的过程中，不会因为定位疲劳和长期承受冲击力而造成结构损坏。

在一些实现方式中，为了便于与管路连接，轴孔的两端设置有内螺纹，该内螺纹可以是普通的内螺纹，也可以是管螺纹，具体可以与管接头所包含的外螺纹相匹配，这里不做具体限定。这样，管接头可以与轴孔实现螺纹连接，以实现密封和便于拆卸。

可以理解的是，由于轴孔位于从动件120内，因此，当从动件120带动取放单元200旋转时，轴孔与取放单元200之间不会产生相对旋转，也就是说，轴孔与取放单元200之间的相对位置不会发生变化。基于此，在一些实现方式中，在轴孔与取物件220的管路连接处，可以采用不具备旋转功能的管接头，例如，可以采用普通的密封管接头720将轴孔与取物件220的管路连接，以提高连接的可靠性。

在一些实现方式中，在轴孔与抽气单元的管路连接处，可以采用具备旋转功能的管接头700，例如，可以采用旋转管接头710(如快速旋转管接头)将轴孔与抽气单元的管路连接。这样，在从动件120旋转时，抽气单元的管路不会随从动件120沟通旋转，从而能够避免抽气单元的管路在长期旋转后出现疲劳老化、连接松动等问题，提高了取放单元200的可靠性，降低了故障率。同时，抽气单元的管路也可以采用强度更高的硬管，以提高使用寿命。

图13是本申请实施例提供的取物机构的另一个剖视图。

如图13所示，在一些实施例中，气体通道130可以设置在从动件120内部，但是实现方式与图11和图12有所不同。具体来说，从动件120可以包括空心轴124，空心轴124包括沿轴向贯穿的轴孔，轴孔内可以穿设有导气管140，该导气管140即可以形成从动件120内部的气体通道130。

导气管140的一端可以与抽气单元的管路连接，使气体通道130连通至抽气单元的管路，导气管140的另一端可以与取放单元200的管路连接，使气体通道130连通至取放单元200的管路。这样，气体通道130可以连通抽气单元和取放单元200之间的气路，使抽气单元吸气时，取放单元200产生吸力，以吸取载物单元。

在一些实现方式中，导气管140的长度可以大于或者等于轴孔的长度，以便于与抽气单元的管路和取放单元200的管路连接。例如，当导气管140的长度大于轴孔的长度时，导气管140的至少一端可以延伸至轴孔外部，从而便于连接抽气单元或取放单元200的管路。

在一些实现方式中，导气管140可以分别通过管接头与抽气单元的管路和取放单元200的管路连接，从而有利于提高连接的可靠性和便于拆卸。

在一些实现方式中，导气管140可以被配置为随从动件120同步旋转。例如：导气管140可以与轴孔形成过盈配合，或者通过其他方式与轴孔固定连接，以实现随从动件120同步旋转。相应地，导气管140与抽气单元的管路可以采用具备旋转功能的管接头(例如：快速旋转管接头)进行连接，导气管140与取放单元200的管路可以采用不具备旋转功能的管接头(例如：普通的密封管接头)进行连接。这样，在从动件120旋转时，抽气单元的管路不会随从动件120旋转，从而能够避免抽气单元的管路在长期旋转后出现疲劳老化、连接松动等问题，提高了取放单元200的可靠性，降低了故障率。

在一些实现方式中，导气管140可以被配置为不随从动件120同步旋转。例如：导气管140可以与轴孔形成间隙配合。相应地，导气管140与取放单元200的管路可以采用具备旋转功能的管接头(例如：快速旋转管接头)进行连接，导气管140与抽气单元的管路可以采用不具备旋转功能的管接头(例如：普通的密封管接头)进行连接。这样，在从动件120旋转时，抽气单元的管路不会随从动件120旋转，从而避免抽气单元的管路在长期旋转后出现疲劳老化、连接松动等问题，提高了取放单元200的可靠性，降低了故障率。

在一些实现方式中，抽气单元的管路、导气管140和取放单元200的管路可以为一体结构，也就是说，可以采用一根导气管140作为抽气单元的管路、导气管140和取放单元200的管路，将这个导气管140穿入轴孔，并将气管的两端分别连接抽气单元和取放单元200，以形成抽气单元与取放单元200之间的气路。这样，可以避免使用管接头，使结构更加简单，降低成本。

继续如图11所示，在一些实施例中，取放单元200的杆件210可以为空心结构，包括具有开口的腔体240。取放单元200的管路一端与气体通道130连接，另一端可以延伸至腔体内，并在腔体内与取物件220连接。这样，可以将取放单元200的管路隐藏在腔体240内，可以避免取放单元200的管路在旋转过程中与其他结构磕碰。

本申请实施例中，取放单元200中用于取放载物单元的结构除了取物件220以外，还可以是其他结构，例如夹持件、叉持件等。其中，夹持件例如可以是夹爪等，叉持件例如可以是货叉。夹爪或者货叉等可以采用气动或者其他的方式驱动，当采用气动驱动时，换向单元100同样可以包括上述气体通道130，以形成气路。

本申请实施例还提供了一种取物装置。该取物设备包括：支撑框架，以及上述各实施例及其实现方式提供的取物机构；取物机构设置于支撑框架上；支撑框架被配置为带动取物机构移动，使取物机构靠近或远离载物单元。

其中，支撑框架可以是图1所示的支撑架2。取物机构可以通过支撑框架上设置的纵向驱动机构4和横向驱动机构安装在支撑框架上，并可以在纵向驱动机构4和横向驱动机构5的驱动下产生移动，以靠近或者远离载物单元。

本申请实施例提供的取物装置，由于安装有可换向的取物机构，因此，可以在不需要整体旋转的情况下，实现对载物单元的多向取放，提高了取放物效率。

容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。

以上的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种取物机构，其特征在于，包括：换向单元(100)和取放单元(200)；

所述换向单元(100)包括主动件(110)和从动件(120)，所述主动件(110)被配置为带动所述从动件(120)间歇性旋转；

所述取放单元(200)与所述从动件(120)连接，且被配置为随所述从动件(120)旋转；

其中，在所述从动件(120)处于间歇状态时，所述取放单元(200)位于取放物方向或避让方向。

2.根据权利要求1所述的取物机构，其特征在于，

所述主动件(110)包括拨动部(111)；

所述从动件(120)包括与所述拨动部(111)相匹配的滑槽(121)，所述拨动部(111)可选择性地滑入或滑出所述滑槽(121)；

所述主动件(110)被配置为通过自身旋转将所述拨动部(111)滑入至所述滑槽(121)内，以拨动所述从动件(120)旋转，以及，将所述拨动部(111)从所述滑槽(121)内滑出，使所述从动件(120)处于间歇状态。

3.根据权利要求2所述的取物机构，其特征在于，

所述主动件(110)还包括凸出部(112)，所述凸出部(112)与所述拨动部(111)间隔设置；

所述从动件(120)还包括凹陷部(122)，所述凹陷部(122)与所述凸出部(112)的形状相匹配；

其中，所述从动件(120)处于间歇状态时，所述凸出部(112)嵌设于所述凹陷部(122)且形成面面配合。

4.根据权利要求3所述的取物机构，其特征在于，

所述从动件(120)包括多个凹陷部(122)和多个滑槽(121)；

多个所述凹陷部(122)与多个所述滑槽(121)绕所述从动件(120)的旋转方向交替分布；

所述主动件(110)被配置为带动所述从动件(120)间歇性旋转，使不同的所述凹陷部(122)与所述凸出部(112)相对，以改变所述取放单元(200)的方向。

5.根据权利要求4所述的取物机构，其特征在于，

至少两个相邻的所述凹陷部(122)之间设置有止挡部(123)，所述止挡部(123)被配置为可与所述拨动部(111)抵接，使所述主动件(110)与所述从动件(120)相互限位。

6.根据权利要求1-5任一项所述的取物机构，其特征在于，还包括：驱动单元(300)；

所述驱动单元(300)与所述主动件(110)传动连接，以驱动所述主动件(110)旋转；

所述从动件(120)被配置为在间歇状态时吸收所述驱动单元(300)的驱动误差。

7.一种取物机构，其特征在于，包括：换向单元(100)、取放单元(200)和抽气单元；

所述换向单元(100)与所述取放单元(200)连接，且被配置为带动所述取放单元(200)旋转；

所述换向单元(100)内部设置有气体通道(130)，所述气体通道(130)被配置为连通所述抽气单元和所述取放单元(200)之间的气路，使所述抽气单元吸气时，所述取放单元(200)产生吸力，以吸取载物单元。

8.根据权利要求7所述的取物机构，其特征在于，

所述换向单元(100)包括主动件(110)和从动件(120)，所述主动件(110)被配置为带动所述从动件(120)间歇性旋转；

所述取放单元(200)与所述从动件(120)连接，且被配置为随所述从动件(120)旋转；

所述气体通道(130)设置于所述从动件(120)。

9.根据权利要求8所述的取物机构，其特征在于，

所述从动件(120)包括空心轴(124)，所述空心轴(124)与所述取放单元(200)连接，所述空心轴(124)的轴孔形成所述气体通道(130)。

10.根据权利要求8所述的取物机构，其特征在于，

所述从动件(120)包括空心轴(124)，所述空心轴(124)与所述取放单元(200)连接，所述空心轴(124)的轴孔内穿设有导气管(140)，所述导气管(140)形成所述气体通道(130)。

11.根据权利要求7-10任一项所述的取物机构，其特征在于，

所述气体通道(130)的一端通过旋转管接头与所述抽气单元的管路连接。

12.一种取物装置，其特征在于，包括：

支撑框架，以及权利要求1-11任一项所述的取物机构；

所述取物机构设置于所述支撑框架上；

所述支撑框架被配置为带动所述取物机构移动，使所述取物机构靠近或远离载物单元。