WO2024139232A1 - 对接机器人 - Google Patents

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WO2024139232A1
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Definitions

  • the present application relates to the field of robotics technology, and in particular to a docking robot.
  • robots With the continuous advancement of technology, more and more work scenarios can be replaced by robots instead of manual work. Taking carrying or changing materials as an example, robots have gradually replaced manpower, saving a lot of labor, and can work uninterruptedly, improving work efficiency, and the level of intelligence is gradually improving.
  • the present application discloses a docking robot to solve the problem that the two silos in the current double-bin docking robot are lifted or lowered at the same time and cannot move independently, the scope of use is partially limited, and the work efficiency needs to be further improved.
  • the present application discloses a docking robot, which includes a power chassis, a first carrier, a second carrier, a first vertical adjustment mechanism, a second vertical adjustment mechanism, a first horizontal adjustment mechanism, and a second horizontal adjustment mechanism;
  • the first load-bearing frame and the second load-bearing frame are both used to carry materials to be transferred, and the first load-bearing frame is installed on the first vertical adjustment mechanism, and the second load-bearing frame is installed on the second vertical adjustment mechanism.
  • the position adjustment directions of the first vertical adjustment mechanism and the second vertical adjustment mechanism are arranged in parallel, and both are installed on the second horizontal adjustment mechanism, the second horizontal adjustment mechanism is installed on the first horizontal adjustment mechanism, and the first horizontal adjustment mechanism is installed on the power chassis.
  • the position adjustment directions of the first horizontal adjustment mechanism and the second horizontal adjustment mechanism are arranged non-parallel, and are both perpendicular to the position adjustment directions of the first vertical adjustment mechanism and the second vertical adjustment mechanism.
  • the second vertical adjustment mechanism is installed on the first supporting frame.
  • an end of the second vertical adjustment mechanism that is away from the second horizontal adjustment mechanism is arranged below or flush with the bearing surface of the first bearing frame.
  • the second vertical adjustment mechanism includes a guide rail and a slider that are slidably matched, the guide rail is fixed to a side of the first vertical adjustment mechanism facing the second supporting frame, and the second supporting frame is fixedly connected to the slider.
  • the number of the first vertical adjustment mechanisms is two
  • the first supporting frame includes a first supporting block and a second supporting block spaced apart from each other
  • the first supporting block and the second supporting block are used together to carry the material to be transferred
  • the first supporting block and the second supporting block are arranged one-to-one corresponding to the two first vertical adjustment mechanisms.
  • positioning cameras are installed on both the first supporting frame and the second supporting frame.
  • the first vertical adjustment mechanism includes a driving member, a guide rail and a slider
  • the driving member is used to drive the first carrier to move in the vertical direction
  • the slider is installed on the second horizontal adjustment mechanism
  • the first carrier is installed on the guide rail
  • the slider is slidably matched with the guide rail.
  • the embodiment of the present application discloses a docking robot, which includes a first carrier and a second carrier, both of which are used to carry materials to be transferred, and the first carrier is installed on a first vertical adjustment mechanism, and the second carrier is installed on a second vertical adjustment mechanism, so that the first carrier and the second carrier are respectively adjusted in the vertical direction by using the first vertical adjustment mechanism and the second vertical adjustment mechanism, so that the first carrier and the second carrier can be lifted or lowered separately, so that in the process of docking an empty material roll with a full material roll, the use range of the docking robot is not limited, and the work efficiency can be further improved; at the same time, the first vertical adjustment mechanism and the second vertical adjustment mechanism are both installed on the second horizontal adjustment mechanism, and the second horizontal adjustment mechanism is installed on the first horizontal adjustment mechanism, by making the position adjustment directions of the first horizontal adjustment mechanism and the second horizontal adjustment mechanism perpendicular to the position adjustment directions of the first vertical adjustment mechanism and the second vertical adjustment mechanism, and making the position adjustment directions of the first horizontal adjustment mechanism and the second horizontal adjustment mechanism non-
  • FIG1 is a schematic diagram of the structure of a docking robot disclosed in an embodiment of the present application.
  • FIG3 is a schematic diagram of the internal structure of the docking robot disclosed in an embodiment of the present application.
  • the power chassis 100 is a mobile mechanism of the docking robot, which can drive the entire docking robot to move on a work surface such as the ground.
  • the power chassis 100 may include a frame 110 and rollers.
  • the frame 110 is the main structure of the power chassis 100. Other components in the docking robot can be installed on the frame 110.
  • the number of rollers is at least three.
  • the roller is connected to a device such as a drive motor to drive the frame 110 to move.
  • the first carrier 211 and the second carrier 212 can each include two bearing blocks, and the two bearing blocks are spaced apart from each other, and the spacing between the two corresponding bearing blocks can be It is determined according to specific parameters such as the axial length of the material roll 900 to be carried and transported; at the same time, a V-groove is provided on the upper surface of any carrying block, so that in the process of carrying and transporting the material roll 900, the roller can be limited in the V-groove, ensuring that the material roll 900 can be stably carried on the first carrying frame 211 (or the second carrying frame 212).
  • the power chassis 100 can enable the entire docking robot to move relative to the work surface to carry the material roll 900 to the corresponding working position, and the working position can be specifically at the material bin of the machine, or it can be the position for disassembling the material to be transferred.
  • the movement accuracy of the power chassis 100 is relatively low, when the docking robot docks the empty material roll and the full material roll, the position deviation of the empty material roll and the full material roll is large, so that the docking robot cannot dock accurately.
  • the docking robot disclosed in the embodiment of the present application includes a first vertical adjustment mechanism 221 and other mechanisms for adjusting the positions of the first carrier frame 211 and the second carrier frame 212 relative to the power chassis 100.
  • the first vertical adjustment mechanism 221 is used to adjust the positions of the first carrier frame 211 and the second carrier frame 212 relative to the power chassis 100.
  • the adjustment accuracy of these mechanisms is high, so that the docking robot can ensure that the docking robot has high-precision docking capabilities.
  • the position of the second carrier 212 in the three-dimensional space can be adjusted arbitrarily, so as to achieve high-precision docking of the first carrier 211 and the second carrier 212 with the machine. Furthermore, the position adjustment directions of the first horizontal adjustment mechanism 231 and the second horizontal adjustment mechanism 232 can be made perpendicular to each other, which can further reduce the difficulty of adjusting the position of the first carrier 211 and the second carrier 212 in the horizontal direction.
  • the first carrier frame 211 can be installed on the first vertical adjustment mechanism 221, and the second carrier frame 212 can be installed on the second vertical adjustment mechanism 222 by welding or bolted connections, so that the vertical position of the first carrier frame 211 can be adjusted by the first vertical adjustment mechanism 221, and the vertical position of the second carrier frame 212 can be adjusted by the second vertical adjustment mechanism 222.
  • first vertical adjustment mechanism 221 and the second vertical adjustment mechanism 222 are both installed on the second horizontal adjustment mechanism 232, so that under the action of the second horizontal adjustment mechanism 232, the positions of the first vertical adjustment mechanism 221 and the second vertical adjustment mechanism 222 (as well as the first supporting frame 211 and the second supporting frame 212) in the horizontal adjustment direction of the second horizontal adjustment mechanism 232 can be adjusted by the second horizontal adjustment mechanism 232.
  • the second horizontal adjustment mechanism 232 is installed on the first horizontal adjustment mechanism 231, and under the action of the first horizontal adjustment mechanism 231, the position of the second horizontal adjustment mechanism 232 and other mechanisms installed on the second horizontal adjustment mechanism 232 in the horizontal adjustment direction of the first horizontal adjustment mechanism 231 can be adjusted by the first horizontal adjustment mechanism 231.
  • first horizontal adjustment mechanism 231 is installed on the power chassis 100, thereby ensuring that the first horizontal adjustment mechanism 231, the second horizontal adjustment mechanism 232, the first vertical adjustment mechanism 221 and the second vertical adjustment mechanism 222 can all use the power chassis 100 as a reference system to provide a position adjustment function and achieve the purpose of adjusting the position of the first carrier frame 211 and the second carrier frame 212.
  • the first horizontal adjustment mechanism 231, the second horizontal adjustment mechanism 232, the first vertical adjustment mechanism 221 and the second vertical adjustment mechanism 222 are all used to provide a position adjustment function on a certain straight line.
  • one of the four or each of them that is, one mechanism or each structure among the first horizontal adjustment mechanism 231, the second horizontal adjustment mechanism 232, the first vertical adjustment mechanism 221 and the second vertical adjustment mechanism 222 may include a cylinder, a hydraulic cylinder or a linear motor to provide a linear drive function and drive the driven mechanism to move.
  • the positions of the first carrier frame 211 and the second carrier frame 212 in a horizontal plane perpendicular to the vertical direction can be adjusted, thereby achieving the purpose of adjusting the positions of the first carrier frame 211 and the second carrier frame 212 in three-dimensional space, and further improving the docking accuracy of the docking robot.
  • the second vertical adjustment mechanism 222 in order to reduce the design difficulty of the second vertical adjustment mechanism 222 and to save costs, can be installed on the first carrier frame 211, that is, under the adjustment action of the first vertical adjustment mechanism 221, the second vertical adjustment mechanism 222 can be lifted or lowered together with the first carrier frame 211.
  • the driving stroke of the second vertical adjustment mechanism 222 can be relatively small, thereby reducing the assembly difficulty of the second vertical adjustment mechanism 222 and reducing costs under the premise that the second carrier frame 212 can be lifted and lowered independently.

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Abstract

一种对接机器人，其第一承载架和第二承载架均用以承载待转运物料，且第一承载架安装于第一竖直调节机构，第二承载架安装于第二竖直调节机构，第一竖直调节机构和第二竖直调节机构的位置调节方向平行设置，且二者均安装于第二水平调节机构，第二水平调节机构安装于第一水平调节机构，第一水平调节机构安装于动力底盘，第一水平调节机构和第二水平调节机构的位置调节方向非平行设置，且均垂直于第一竖直调节机构和第二竖直调节机构的位置调节方向。上述对接机器人可以解决目前双仓式对接机器人中两个料仓均是同时举升或下放，无法单独动作，使用范围受限，工作效率较低的问题。

Description

对接机器人
本申请要求于2022年12月30日提交中国专利局、申请号为202223612864.8发明名称为“对接机器人”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种对接机器人。
背景技术
随着技术的不断进步，越来越多的工作场景可以由机器人替代人工作业，以搬运或换料等为例，机器人已经逐步取代了人力，节省了大量的劳动力，且可以不间断作业，提升工作效率，智能化水平也逐步提升。
目前的对接机器人包括单仓和双仓两种，由于单仓对接机器人的转运效率相对较低，已经逐步被双仓对接机器人所替代。但是，目前的双仓机器人中两个料仓均是同时举升或下放，无法单独动作，而双仓机器人的料仓在携带满料卷进行空料卷与满料卷对接过程中，机器人需要运动控制的动作多，使其使用范围部分受限，工作效率有进一步提升的空间。
发明内容
本申请公开一种对接机器人，以解决目前双仓式对接机器人中两个料仓均是同时举升或下放，无法单独动作，使用范围部分受限，工作效率有进一步提升的问题。
为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
本申请公开一种对接机器人，其包括动力底盘、第一承载架、第二承载架、第一竖直调节机构、第二竖直调节机构、第一水平调节机构和第二水平调节机构；
所述第一承载架和所述第二承载架均用以承载待转运物料，且所述第一承载架安装于所述第一竖直调节机构，所述第二承载架安装于所述第二竖直调节机构，所述第一竖直调节机构和所述第二竖直调节机构的位置调节方向平行设置，且二者均安装于所述第二水平调节机构，所述第二水平调节机构安装于所述第一水平调节机构，所述第一水平调节机构安装于所述动力底盘， 所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的位置调节方向非平行设置，且均垂直于所述第一竖直调节机构和所述第二竖直调节机构的位置调节方向。
在一种可能的实施例中，所述第二竖直调节机构安装于所述第一承载架上。
在一种可能的实施例中，所述第二竖直调节机构背离所述第二水平调节机构的一端低于或平齐于所述第一承载架的承载面设置。
在一种可能的实施例中，所述第二竖直调节机构包括滑动配合的导轨和滑块，所述导轨固定于所述第一竖直调节机构朝向所述第二承载架的一侧，所述第二承载架与所述滑块固定连接。
在一种可能的实施例中，第一竖直调节机构的数量为两个，所述第一承载架包括相互间隔的第一承载块和第二承载块，所述第一承载块和所述第二承载块一并用以承载待转运物料，且所述第一承载块和所述第二承载块与两个第一竖直调节机构一一对应设置。
在一种可能的实施例中，所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的数量均为两个，两个所述第一竖直调节机构一一对应地安装在两个第二水平调节机构上，且两个第二水平调节机构一一对应地安装在两个第一水平调节机构上。
在一种可能的实施例中，所述第一承载架和所述第二承载架上均安装有定位相机。
在一种可能的实施例中，所述第一竖直调节机构包括驱动件、导轨和滑块，所述驱动件用以驱动所述第一承载架沿竖直方向移动，所述滑块安装于所述第二水平调节机构，所述第一承载架安装于所述导轨，所述滑块与导轨滑动配合。
在一种可能的实施例中，所述驱动件包括旋转电机，所述第一竖直调节机构还包括转动传动机构和直线传动机构，所述转动传动机构包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述直线传动机构包括丝杠和丝杠螺母，所述丝杠螺母螺旋安装于所述丝杠，且所述丝杠螺母与所述第一承载架固定连接，所述第一齿轮安装于所述旋转电机，所述第二齿轮安装于所述丝杠。
在一种可能的实施例中，所述第二竖直调节机构、所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的结构与所述第一竖直调节机构的结构相同。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本申请实施例公开一种对接机器人，其包括第一承载架和第二承载架，二者均用以承载待转运物料，且第一承载架安装在第一竖直调节机构上，第二承载架安装在第二竖直调节机构上，从而利用第一竖直调节机构和第二竖直调节机构分别调节第一承载架和第二承载架在竖直方向上的位置，从而使第一承载架和第二承载架能够单独举升或下放，从而在进行空料卷与满料卷对接过程中，不会使对接机器人使用范围受限，工作效率能够得到进一步提升；同时，第一竖直调节机构和第二竖直调节机构均安装在第二水平调节机构上，第二水平调节机构安装在第一水平调节机构上，通过使第一水平调节机构和第二水平机构的位置调节方向均垂直于第一竖直调节机构和第二竖直调节机构的位置调节方向，且使第一水平调节机构和第二水平调节机构的位置调节方向非平行设置，从而在第一水平调节机构和第二水平调节机构的作用下，可以对第一承载架和第二承载架在垂直于竖直方向的水平面内的位置进行调节，实现在三维空间内调节第一承载架和第二承载架的位置的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例公开的对接机器人的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的对接机器人与物料卷的装配关系示意图；
图3为本申请实施例公开的对接机器人的内部结构示意图；
图4和图5均为本申请实施例公开的对接机器人中部分结构的示意图；
图6为本申请实施例公开的对接机器人的工作示意图。
附图标记说明：
100-动力底盘、110-车架、120-舵轮、
201-导轨、202-滑块、203-丝杠、204-丝杠螺母、205-第一齿轮、206-
第二齿轮、207-驱动件、211-第一承载架、212-第二承载架、221-第一竖直调节机构、222-第二竖直调节机构、231-第一水平调节机构、232-第二水平调节机构、
300-定位相机、
400-壳体、
900-物料卷。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。
如图1-图6所示，本申请实施例公开一种对接机器人，该对接机器人可以用于物料转运等工作场景中，对接机器人包括动力底盘100、第一承载架211、第二承载架212、第一竖直调节机构221、第二竖直调节机构222、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232。当然，对接机器人还可以包括壳体400等器件，壳体400可以罩设在动力底盘100等机构之外，以便于为动力底盘100等机构提供防护作用，且可以提升整个对接机器人的外观性能。
其中，动力底盘100为对接机器人的移动机构，其可以带动整个对接机器人在地面等工作台面上移动。动力底盘100可以包括车架110和滚轮，车架110为动力底盘100的主体结构，对接机器人中的其他部件均可以安装在车架110上，滚轮的数量为至少三个。
在一种可能的实施方式中，滚轮与驱动电机等器件连接，即可带动车架110运动。
另外，各滚轮均可以为舵轮120，也可以为万向轮，以使动力底盘100可以转弯，提升对接机器人的灵活程度。
第一承载架211和第二承载架212均为对接机器人中用以承载物料卷900等待转运物料的机构，二者的具体结构可以根据所要承载的物料对应选定。在一种可能的实施例中，本申请实施例公开的对接机器人可以用以承载和转运物料卷900，物料卷900即为辊轴上卷绕有物料的料卷以及空的辊轴，基于此，在本申请实施例中，第一承载架211和第二承载架212各自均可以包括两个承载块，两个承载块之间相互间隔，且两个对应的承载块之间的间距可 以根据所要承载和转运的物料卷900在轴向上的长度等具体参数确定；同时，任一承载块的上表面设有V型槽，从而在承载和转运物料卷900的过程中，可以使辊轴被限位在V型槽内，保证物料卷900可以被稳定地承载在第一承载架211(或第二承载架212)上。
如上，动力底盘100可以使整个对接机器人能够相对工作台面运动，以携带物料卷900移动至对应的工作位置，工作位置具体可以为机台的料仓处，也可以为拆卸待转运物料的位置。但是，考虑到动力底盘100的移动精度相对较低，使得对接机器人在进行空料卷和满料卷对接时，空料卷与满料卷的位置偏差较大，从而使得对接机器人不能精准地进行对接，进而，为了保证对接机器人能够具备高精度的对接能力，如上所述，本申请实施例公开的对接机器人包括第一竖直调节机构221等用以调节第一承载架211和第二承载架212相对动力底盘100的位置的机构，换言之，第一竖直调节机构221是用于调节第一承载架211和第二承载架212相对于动力底盘100的位置的，这些机构的调节精度高，从而可以保证对接机器人具备高精度对接能力。
其中，第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222的位置调节方向平行设置，更具体地说，二者均用以在竖直方向提供调节能力。第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的位置调节方向均垂直于第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222的位置调节方向，也即，第一水平调节机构231和第二水平调节机构232均用以在水平方向上提升位置调节能力，其中，本文中竖直方向是指垂直于工作台面的方向，水平方向是指平行于工作台面的方向。同时，第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的位置调节方向非平行设置，从而使得第一竖直调节机构221、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232三者一并工作，可以使第一承载架211在三维空间内的位置能够被任意调节。
相应地，在第二竖直调节机构222、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232三者一并工作的情况下，可以使第二承载架212在三维空间内的位置能够被任意调节，实现第一承载架211和第二承载架212与机台的高精度对接。更进一步地，可以使第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的位置调节方向相互垂直，这可以进一步降低对第一承载架211和第二承载架212在水平方向上的位置调节难度。
更具体地，在组装对接机器人的过程中，可以通过焊接或螺栓连接件连接等方式，使第一承载架211安装于第一竖直调节机构221，且使第二承载架212安装于第二竖直调节机构222，从而使得第一承载架211在竖直方向上的位置可以被第一竖直调节机构221所调节，且使第二承载架212在竖直方向上的位置可以被第二竖直调节机构222所调节。
同时，第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222均安装于第二水平调节机构232上，从而在第二水平调节机构232的作用下，使得第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222(以及第一承载架211和第二承载架212)在第二水平调节机构232的水平调节方向上的位置可以被第二水平调节机构232所调节。
相应地，第二水平调节机构232安装于第一水平调节机构231，进而在第一水平调节机构231的作用下，使得第二水平调节机构232，以及安装于第二水平调节机构232上的其他机构在第一水平调节机构231的水平调节方向上的位置可以被第一水平调节机构231所调节。
并且，第一水平调节机构231安装于动力底盘100，从而保证第一水平调节机构231、第二水平调节机构232、第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222均可以以动力底盘100为参考系，以提供位置调节作用，实现调节第一承载架211和第二承载架212的位置的目的。
如上所述，第一水平调节机构231、第二水平调节机构232、第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222均用以提供某一直线上的位置调节作用，为此，四者中的一者或各自，即第一水平调节机构231、第二水平调节机构232、第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222中的一个机构或每个结构可以包括气缸、液压缸或直线电机，以提供直线驱动作用，且带动所驱动的机构运动。
本申请实施例公开一种对接机器人，其包括第一承载架211和第二承载架212，二者均用以承载待转运物料，且第一承载架211安装在第一竖直调节机构221上，第二承载架212安装在第二竖直调节机构222上，从而利用第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222分别调节第一承载架211和第二承载架212在竖直方向上的位置，从而使第一承载架211和第二承载架212能够单独举升或下放，从而在进行空料卷与满料卷对接过程中，不会使对接 机器人使用范围受限，进而使得对接机器人的工作效率能够得到进一步提升；同时，第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222均安装在第二水平调节机构232上，第二水平调节机构232安装在第一水平调节机构231上，通过使第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的位置调节方向均垂直于第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222的位置调节方向，且使第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的位置调节方向非平行设置，从而在第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的作用下，可以对第一承载架211和第二承载架212在垂直于竖直方向的水平面内的位置进行调节，实现在三维空间内调节第一承载架211和第二承载架212的位置的目的，进一步提高了对接机器人的对接精度。
在布设第一承载架211和第二承载架212的过程中，可以使第一承载架211和第二承载架212沿所要承载的物料卷900的轴向间隔分布，为了进一步降低对接机器人的操作难度，在一种可能的实施例中，第一承载架211和第二承载架212沿垂直于物料卷900等待转运物料的轴向的方向分布，通俗地说，可以使第一承载架211和第二承载架212沿对接机器人在机台内装卸料时的大体运动方向分布，对接机器人在机台内装卸料时的大体运动方向，可以是对接机器人的运动方向，也可以是与对接机器人的运动方向的夹角小于预设角度阈值的方向。示例性的，若对接机器人的运动方向为正南，预设角度阈值为5°，则对接机器人在机台内装卸料时的大体运动方向为南偏东5°以内的任意方向或南偏西5°以内的任意方向。具体地，在对接机器人于机台内装卸料时，需要使对接机器人驶入机台的内部，完成换料后，再驶出至机台之外，前述过程中对接机器人的运动方向即可为第一承载架211和第二承载架212在对接机器人中的分布方向，示例性的，若对接机器人的运动方向为A→B，则第一承载架211与第二承载架212的连线所在的直线始终与A和B的连线所在的直线平行或共线。
由于本申请实施例中的第一承载架211和第二承载架212可以被独立地控制举升和下放，为此，在采用上述技术方案的情况下，如图6所示，当需要拆装物料卷900的过程中，可以使第一承载架211承载有待更换的物料卷900，且使第二承载架212空载，之后，使对接机器人在动力底盘100的带动下移动至机台所在处，之后，在第一水平调节机构231和第二水平调节机构 232的调节动作下，可以使第二承载架212的中心线对准机台的中心线，使第二承载架212位于待拆下的物料卷900的正下方，之后，在第二竖直调节机构222的作用下，或者是在第一竖直调节结构221和第二竖直调节机构222的共同作用下(参见下文的其他实施例)，可以使第二承载架212拆下机台上的物料卷900，之后，使动力底盘100继续移动，使第一承载架211基本位于机台的正上方或正下方，在第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的作用下，可以使第一承载架211位于待拆下的物料卷900的正上方或正下方，其中，本文中的上方是指物料卷900垂直背离工作台面的方向，下方是指物料卷900垂直指向工作台面的方向，之后，在第一竖直调节机构221的作用下，可以使第一承载架211将所承载的物料卷900安装至机台，完成物料卷900的更换工作。之后，第二竖直调节机构222继续下放至低位，其中，低位是指使得承载架在竖直方向上的位置低于预设高度阈值的位置，其中，预设高度阈值是指对接机器人能够从机台顺利退出的高度，预设高度阈值取决于机台的高度和承载架的大小，之后，对接机器人可以从机台顺利退出；显然，在采用本申请实施例公开的对接机器人进行物料卷900的更换工作的过程中，由于对接机器人在拆下机台上的物料卷900之后，无需退出机台旋转180°后再进入机台进行物料卷900的安装，因此，本申请实施例公开的对接机器人在进行空料卷和满料卷对接过程中需要完成的对接动作少，对接效率相对较高。
如上所述，利用第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222可以分别使第一承载架211和第二承载架212单独地进行举升和下放动作，在一种可能的实施例中，通过选定第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222中直线驱动器件的驱动位移范围，可以保证第一承载架211和第二承载架212均可以单独地实现在机台上拆装物料卷900的目的，也即，使第一竖直调节机构221和第二竖直调节机构222的驱动行程大于对接机器人在机台上进行对接时物料卷900的安装位与第二水平调节机构232的间距，且根据满装的物料卷的半径，对应地确定第二竖直调节机构222的驱动行程，从而在物料卷900的拆装过程中，使第二竖直调节机构222可以移动至满装的物料卷900的下方，以避让满装的物料卷900，使第二竖直调节机构222不会对满装的物料卷900的拆装造成影响。
在本申请的另一实施例中，为了降低第二竖直调节机构222的设计难度，且为了节省成本，可以使第二竖直调节机构222安装于第一承载架211上，也即，在第一竖直调节机构221的调节动作下，可以使第二竖直调节机构222随第一承载架211一并举升或下方，在这种情况下，第二竖直调节机构222的驱动行程可以相对较小，从而在第二承载架212能够独立地进行举升和下放的前提下，降低第二竖直调节机构222的组装难度，且降低成本。
具体地，可以通过焊接或螺栓连接件连接等方式，使第二竖直调节机构222稳定地固定在第一承载架211上，保证第一竖直调节机构221能够可靠地带动第二竖直调节机构222相对动力底盘100在竖直方向上运动。当然，在本申请实施例中，需要对第二竖直调节机构222在第一承载架211上的设置位置进行限制，换言之，在通过焊接或螺栓连接件连接等方式将第二竖直调节机构222固定在第一承载架211上时，第二竖直调节机构222并不是固定在第一承载架211上的任意位置，需要对固定位置进行限制，具体来说，可以使第二竖直调节机构222中远离第二水平调节机构232的一端与第一承载架211的承载面(具体可以为承载块的V型槽的底部)在竖直方向上平齐设置，或者可以使第二竖直调节机构222中远离第二水平调节机构232的一端低于第一承载架211的承载面设置。
如上所述，第二竖直调节机构222可以包括气缸、液压缸或直线电机等直线驱动机构，在此情况下，可以使第二竖直调节机构222的直线驱动机构安装在第一承载架211上，以使第一竖直调节机构221能够带动第二竖直调节机构222相对动力底盘100在竖直方向上运动。
在本申请的另一实施例中，第二竖直调节机构222还包括导轨201和滑块202，导轨201和滑块202滑动配合，第二承载架212与滑块202固定连接，从而利用导轨201和滑块202为第二承载架212在第二竖直调节机构222的位置调节方向上提供导向和限位作用，其中导向作用是指使得第二承载架212在沿着导轨201的方向上移动，而在垂直于导轨201的方向上不发生移动，限位作用是指使得第二承载架212沿着导轨201在一定范围内移动，提升第二承载架212的被驱动精度，且可以提升第二竖直调节机构222中的直线驱动机构的稳定性和可靠性。
在采用上述技术方案的情况下，可以使第二竖直调节机构222的导轨201 固定于第一竖直调节机构221朝向第二承载架212的一侧，从而使第二竖直调节机构222可以被安装在第一承载架211上，保证第一竖直调节机构221可以驱动第二竖直调节机构222运动，且可以防止第二竖直调节机构222中的直线驱动机构同时被作为第二承载架212的安装机构和驱动机构，对直线驱动机构的工作可靠性和使用寿命产生不利影响。另外，在第二竖直调节机构222包括导轨201的情况下，通过使第二竖直调节机构222安装于第一承载架211上，还可以防止第二竖直调节机构222的导轨201与满装的物料卷900相互妨碍。
如上所述，第一承载架211可以包括两个承载块，且两个承载块均可以一并安装至第一竖直调节机构221。更具体地，第一承载架211包括第一承载块和第二承载块，二者一并用以承载待转运物料，第一承载块和第二承载块相互间隔，以保证二者在承载待转运物料的过程中，可以为待转运物料提供可靠的承载作用。
在本申请的另一实施例中，第一竖直调节机构221的数量为两个，且第一承载块和第二承载块与两个第一竖直调节机构221一一对应设置，从而使得第一承载块和第二承载块在竖直方向上的位置可以被独立地调节，以进一步提升对接机器人对被转运物料的位置的调节范围，防止因工作面不平等因素的存在，对待转运物料的转运过程产生不利影响。
进一步地，第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的数量均可以为两个，两个第一竖直调节机构221一一对应地安装在两个第二水平调节机构232上，两个第二水平调节机构232一一对应地安装在两个第一水平调节机构231上，这使得第一承载块和第二承载块在水平面上的位置亦可以被独立地调节，以进一步降低对动力底盘100的位移控制精度的要求，进而降低动力底盘100的控制难度，提升对接效率。
具体地，两个第一竖直调节机构221的结构和尺寸可以对应相同，对应地，两个第一水平调节机构231的结构和尺寸也可以对应相同，两个第二水平调节机构232的结构和尺寸亦可以对应相同，从而降低对对接机器人的备件和组装难度。
如上所述，对接机器人用以移动至机台以更换物料卷900，在对接机器人的移动过程中，通常需要设置检测位置的传感器对对接机器人与机台之间的 相对位置进行检测，以辅助对接机器人运动。在一种可能的实施例中，利用测距传感器能够对对接机器人在某一方向上与机台之间的距离进行检测，为此，通过设置多个测距传感器的方式，可以获取对接机器人与机台之间的相对位置关系。
为了降低对接机器人的位置检测难度，还可以利用定位相机300获取对接机器人在三维空间中与机台之间的相对位置关系，该相对位置关系是指对接机器人与机台的相对位置的方向和大小。基于此，对接机器人可以包括定位相机300，定位相机300可以安装在第一承载架211上，以保证所测量的相对位置关系可以表征待转运物料与机台之间的相对位置。
如上所述，第二竖直调节机构222可以安装在第一承载架211上，在此基础上，基于第二竖直调节机构222的驱动方向和驱动大小，通过结合定位相机300的测量结果，即可确定第二承载架212相对机台在三维空间中的位置。当然，为了进一步精确第二承载架212的位置检测结果，在本申请的另一实施例中，在一种可能的实施例中，第一承载架211和第二承载架212上均安装有定位相机300，以利用对应的定位相机300分别检测第一承载架211和第二承载架212各自在三维空间中相对机台的位置，提升物料卷900的转运精度，即使得对接机器人具备高精度的对接能力。
如上所述，第一竖直调节机构221包括直线驱动机构，在本申请的另一实施例中，第一竖直调节机构221包括驱动件207、导轨201和滑块202，驱动件207具体可以为前述直线驱动机构，驱动件207用以驱动第一承载架211沿竖直方向移动，滑块202可以安装在第二水平调节机构232上，具体可以将滑块202固定在第二水平调节机构232上，且使滑块202滑动安装于导轨201，且将第一承载架211安装于导轨201，从而使滑块202可以沿导轨201滑动，且为第一承载架211的运动过程提供导向和限位作用，其中导向作用是指使得第一承载架211在沿着导轨201的方向上移动，而在垂直于导轨201的方向上不发生移动，限位作用是指使得第一承载架211沿着导轨201在一定范围内移动，提升第一承载架211的运动精度，且可以提升第一竖直调节机构221中驱动件207的稳定性和可靠性。在组装第一竖直调节机构221的过程中，可以使导轨201与驱动件207连接，或者，亦可以使第一承载架211直接连接在驱动件207上。
如上所述，驱动件207可以为直线驱动机构，在本申请的另一实施例中，驱动件207包括旋转电机，且第一竖直调节机构221还包括转动传动机构和直线传动机构，进而使旋转电机能够通过转动传动机构和直线传动机构间接地驱动第一承载架211沿竖直方向移动，这种驱动方式的驱动精度和承载能力均相对较高，且承载稳定性相对较好。
具体地，转动传动机构的传动原理可以为链传动或带传动等，在本申请的一个具体实施例中，转动传动机构包括相互啮合的第一齿轮205和第二齿轮206，以利用齿轮传动的方式，实现转动力矩的传动目的，提升传动稳定性和传动精度。
直线传动机构为将转动动作转化为直线动作的机构，其可以采用齿轮齿条机构或梯形丝杠等，在本申请的另一实施例中，直线传动机构可以包括丝杠203和丝杠螺母204，丝杠螺母204螺旋安装于丝杠203上，且丝杠螺母204与第一承载架211固定连接，从而在丝杠203转动的情况下，可以驱动丝杠螺母204带动第一承载架211沿丝杠203的轴向移动，这种直线传动机构的传动效率相对较高，传动稳定性也相对较好。
相应地，在组装第一竖直调节机构221的过程中，可以使第一齿轮205安装于旋转电机，且使第二齿轮206安装于丝杠203，使旋转电机能够通过第一齿轮205和第二齿轮206驱动丝杠203转动，且驱动丝杠螺母204沿丝杠203移动，以带动第一承载架211相对动力底座产生升降动作。
在一种可能的实施例中，第二竖直调节机构222、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的结构均与第一竖直调节机构221的结构相同，以使第二竖直调节机构222、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232均具有较高的驱动稳定性和驱动精度。考虑到各调节机构的驱动情况可能有所不同，在组装第二竖直调节机构222、第一水平调节机构231和第二水平调节机构232的过程中，三者中的导轨201均相对各自的驱动件静止，且三者的滑块202均相对各自的驱动件活动。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域 技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

  1. 一种对接机器人，其特征在于，包括动力底盘、第一承载架、第二承载架、第一竖直调节机构、第二竖直调节机构、第一水平调节机构和第二水平调节机构；
    所述第一承载架和所述第二承载架均用以承载待转运物料，且所述第一承载架安装于所述第一竖直调节机构，所述第二承载架安装于所述第二竖直调节机构，所述第一竖直调节机构和所述第二竖直调节机构的位置调节方向平行设置，且二者均安装于所述第二水平调节机构，所述第二水平调节机构安装于所述第一水平调节机构，所述第一水平调节机构安装于所述动力底盘，所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的位置调节方向非平行设置，且均垂直于所述第一竖直调节机构和所述第二竖直调节机构的位置调节方向。
  2. 根据权利要求1所述的对接机器人，其特征在于，所述第二竖直调节机构安装于所述第一承载架上。
  3. 根据权利要求2所述的对接机器人，其特征在于，所述第二竖直调节机构背离所述第二水平调节机构的一端低于或平齐于所述第一承载架的承载面设置。
  4. 根据权利要求2所述的对接机器人，其特征在于，所述第二竖直调节机构包括滑动配合的导轨和滑块，所述导轨固定于所述第一竖直调节机构朝向所述第二承载架的一侧，所述第二承载架与所述滑块固定连接。
  5. 根据权利要求1所述的对接机器人，其特征在于，第一竖直调节机构的数量为两个，所述第一承载架包括相互间隔的第一承载块和第二承载块，所述第一承载块和所述第二承载块一并用以承载待转运物料，且所述第一承载块和所述第二承载块与两个第一竖直调节机构一一对应设置。
  6. 根据权利要求5所述的对接机器人，其特征在于，所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的数量均为两个，两个所述第一竖直调节机构一一对应地安装在两个第二水平调节机构上，且两个第二水平调节机构一一对应地安装在两个第一水平调节机构上。
  7. 根据权利要求1所述的对接机器人，其特征在于，所述第一承载架和所述第二承载架上均安装有定位相机。
  8. 根据权利要求1所述的对接机器人，其特征在于，所述第一竖直调节机 构包括驱动件、导轨和滑块，所述驱动件用以驱动所述第一承载架沿竖直方向移动，所述滑块安装于所述第二水平调节机构，所述第一承载架安装于所述导轨，所述滑块与导轨滑动配合。
  9. 根据权利要求8所述的对接机器人，其特征在于，所述驱动件包括旋转电机，所述第一竖直调节机构还包括转动传动机构和直线传动机构，所述转动传动机构包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述直线传动机构包括丝杠和丝杠螺母，所述丝杠螺母螺旋安装于所述丝杠，且所述丝杠螺母与所述第一承载架固定连接，所述第一齿轮安装于所述旋转电机，所述第二齿轮安装于所述丝杠。
  10. 根据权利要求9所述的对接机器人，其特征在于，所述第二竖直调节机构、所述第一水平调节机构和所述第二水平调节机构的结构与所述第一竖直调节机构的结构相同。
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