一种物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法

摘要

本发明公开了一种物流货架搬运机器人，包括机器人底盘、托盘、顶升旋转组件、托架；机器人底盘包括底盘座体；顶升旋转组件用于驱动所述托盘相对于所述机器人底盘作升降运动以及旋转运动；托架包括四个托体，每个托体下均设置有滚轮；所述托架可在收纳状态与展开状态间切换；在展开状态下，四个托体分别可托住货架的四个腿部，且所述托架整体可随所述托盘相对于所述托盘转动。本发明的物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法通过设置托架，并使搬运机器人在搬运货架时使托架展开使四个托体托住货架的四个腿，使得搬运货架时，货架的四个腿部以及底部均有支撑，如此搬运机器人在加减速或急停时，货架不会产生晃动，更不会倾倒。

权利要求

1.一种物流货架搬运机器人，其特征在于，包括：机器人底盘，其包括底盘座体，所述底盘座体的中部的左右两侧对称设置有两个主动轮，底盘座体的前、后侧各设有若干从动轮；

托盘，其用于托起货架；

顶升旋转组件，其用于驱动所述托盘相对于所述机器人底盘作升降运动以及旋转运动；及托架，其包括四个托体，每个托体下均设置有滚轮；所述托架可在收纳状态与展开状态间切换；在展开状态下，四个托体分别可托住货架的四个腿部，且所述托架整体可随所述托盘相对于所述托盘转动；

所述托架还包括：

托架座体，其在俯视方向上相对于所述托盘周向固定，且在竖直方向上可相对于所述托架座体平移；

连接组件，其用于连接所述托架与所述托架座体；针对每一所述托体均配设有一所述连接组件；所述托架座体上对应于每一组连接组件均配备有一个固定齿轮；及驱动单元，其用于驱动所述连接组件相对于所述托架座体转动，使得所述托架可整体在收纳状态与展开状态间切换；

其中，所述连接组件包括：

第一连杆，其相对于所述托架座体转动安装；

第二连杆，其可相对于所述第一连杆作伸缩运动，且所述托体固定在其上；其上形成有齿条部；

第一齿轮，其转动安装在所述第一连杆上，其与所述固定齿轮啮合；

第二齿轮，其转动安装在所述第一连杆上，且其与所述齿条部啮合；

变速箱，其用于建立所述第一齿轮与第二齿轮之间的传动关系，且其使得第二齿轮的转速较第一齿轮的转速高。

2.根据权利要求1所述的物流货架搬运机器人，其特征在于，四个所述连接组件分为两组，每组的两个连接组件由一驱动单元驱动相对于所述托架座体转动；

所述驱动单元包括：

滑动块，其相对于所述托架座体滑动安装；

直线运动执行单元，其用于驱动所述滑动块相对于所述托架座体滑动；

驱动杆，其一端铰接在所述滑动块上，另一端铰接在所述第一连杆上。

3.根据权利要求1所述的物流货架搬运机器人，其特征在于，当所述托盘处于低位时，所述托架的滚轮脱离地面；当所述托盘处于高位时，所述托架的滚轮与地面接触。

4.根据权利要求3所述的物流货架搬运机器人，其特征在于，所述底盘座体上安装有顶起装置，所述顶起装置包括：固定座，其相对于所述底盘座体固定设置；

第一滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第一斜面，所述托盘可作用于其上端；

第二滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为水平方向，其两端分别形成有第二斜面与第三斜面，且所述第二斜面与所示第一斜面接触，且两者可相对滑动；

第三滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第四斜面，所述第四斜面与所述第三斜面接触，且两者可相对滑动；其上端可作用于所述托架。

5.根据权利要求1所述的物流货架搬运机器人，其特征在于，所述托盘上固定有导向件，所述托架座体上形成有滑套，所述滑套与所述导向件滑动配合，滑动方向为垂直方向。

说明书

一种物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法

技术领域

[0001] 本发明涉及仓储物流技术领域，特别是涉及一种物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法。

背景技术

[0002] 当前在仓储物流领域，运用搬运货架的搬运机器人使用广泛，其可将货架搬运到分拣区域功供分拣人员拣货，待分拣人员拣货完成后再将货架搬回原位。现有的搬运机器人都具有托住货架的托盘，且其只依靠托盘顶起货架，托盘的面积较小，只能顶住货架底部中央位置，搬运过程中，货架不稳定，容易晃动，甚至在搬运机器人急停时有倾倒危险。

发明内容

[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种搬运过程中可平稳托住货架，使得货架不会晃动及倾倒的物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法。

[0004] 技术方案：为实现上述目的，本发明的物流货架搬运机器人，包括：

[0005] 机器人底盘，其包括底盘座体，所述底盘座体的中部的左右两侧对称设置有两个主动轮，底盘座体的前、后侧各设有若干从动轮；

[0006] 托盘，其用于托起货架；

[0007] 顶升旋转组件，其用于驱动所述托盘相对于所述机器人底盘作升降运动以及旋转运动；及

[0008] 托架，其包括四个托体，每个托体下均设置有滚轮；所述托架可在收纳状态与展开状态间切换；在展开状态下，四个托体分别可托住货架的四个腿部，且所述托架整体可随所述托盘相对于所述托盘转动。

[0009] 进一步地，所述托架还包括：

[0010] 托架座体，其在俯视方向上相对于所述托盘周向固定，且在竖直方向上可相对于所述托架座体平移；

[0011] 连接组件，其用于连接所述托架与所述托架座体；针对每一所述托体均配设有一所述连接组件；所述托架座体上对应于每一组连接组件均配备有一个固定齿轮；及[0012] 驱动单元，其用于驱动所述连接组件相对于所述托架座体转动，使得所述托架可整体在收纳状态与展开状态间切换；

[0013] 其中，所述连接组件包括：

[0014] 第一连杆，其相对于所述托架座体转动安装；

[0015] 第二连杆，其可相对于所述第一连杆作伸缩运动，且所述托体固定在其上；其上形成有齿条部；

[0016] 第一齿轮，其转动安装在所述第一连杆上，其与所述固定齿轮啮合；

[0017] 第二齿轮，其转动安装在所述第一连杆上，且其与所述齿条部啮合；

[0018] 变速箱，其用于建立所述第一齿轮与第二齿轮之间的传动关系，且其使得第二齿轮的转速较第一齿轮的转速高。

[0019] 进一步地，四个所述连接组件分为两组，每组的两个连接组件由一驱动单元驱动相对于所述托架座体转动；

[0020] 所述驱动单元包括：

[0021] 滑动块，其相对于所述托架座体滑动安装；

[0022] 直线运动执行单元，其用于驱动所述滑动块相对于所述托架座体滑动；

[0023] 驱动杆，其一端铰接在所述滑动块上，另一端铰接在所述第一连杆上。

[0024] 进一步地，当所述托盘处于低位时，所述托架的滚轮脱离地面；当所述托盘处于高位时，所述托架的滚轮与地面接触。

[0025] 进一步地，所述底盘座体上安装有顶起装置，所述顶起装置包括：

[0026] 固定座，其相对于所述底盘座体固定设置；

[0027] 第一滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第一斜面，所述托盘可作用于其上端；

[0028] 第二滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为水平方向，其两端分别形成有第二斜面与第三斜面，且所述第二斜面与所示第一斜面接触，且两者可相对滑动；

[0029] 第三滑动块，其相对于所述固定座滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第四斜面，所述第四斜面与所述第三斜面接触，且两者可相对滑动；其上端可作用于所述托架。

[0030] 进一步地，所述托盘上固定有导向件，所述托架座体上形成有滑套，所述滑套与所述导向件滑动配合，滑动方向为垂直方向。

[0031] 一种物流货架搬运方法，包括：

[0032] 控制所述顶升旋转组件执行顶升动作，使所述托盘运动至最高位置；

[0033] 控制所述托架由收纳状态切换至展开状态；

[0034] 控制所述顶升旋转组件执行下降动作，使货架的四个腿部分别支撑至所述托架的四个托体上；

[0035] 控制所述机器人底盘运动，当所述机器人底盘需要转弯时，控制所述机器人底盘原地转动时，控制所述顶升旋转组件执行旋转动作，使所述托盘与所述机器人底盘等速反向转动，使所述货架相对于地面保持不动。

[0036] 有益效果：本发明的物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法通过设置托架，并使搬运机器人在搬运货架时使托架展开使四个托体托住货架的四个腿，使得搬运货架时，货架的四个腿部以及底部均有支撑，如此搬运机器人在加减速或急停时，货架不会产生晃动，更不会倾倒。

附图说明

[0037] 附图1为物流货架搬运机器人的立体结构图；

[0038] 附图2为物流货架搬运机器人的正视结构图；

[0039] 附图3为处于展开状态的托架的结构图；

[0040] 附图4为连接组件的结构图；

[0041] 附图5为包含处于收纳状态的托架的物流货架搬运机器人的俯视图；

[0042] 附图6为顶起装置的外形图；

[0043] 附图7为顶起装置的内部结构图；

[0044] 附图8为物流货架搬运机器人搬运货架时的状态图。

[0045] 附图中各附图标记表示的零部件名称如下：

[0046] 1-机器人底盘；11-底盘座体；12-主动轮；13-从动轮；2-托盘；3-顶升旋转组件；4-托架；41-托体；42-托架座体；421-固定齿轮；43-连接组件；431-第一连杆；432-第二连杆；432-1-齿条部；433-第一齿轮；434-第二齿轮；435-变速箱；44-所述驱动单元；441-滑动块；
442-直线运动执行单元；443-驱动杆；45-滚轮；5-顶起装置；51-固定座；52-第一滑动块；
53-第二滑动块；54-第三滑动块；55-复位矩形弹簧；6-导向件；7-滑套。

具体实施方式

[0047] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

[0048] 如附图1与附图2所示的物流货架搬运机器人，包括机器人底盘1、托盘2、顶升旋转组件3以及托架4。

[0049] 其中，机器人底盘1包括底盘座体11，所述底盘座体11的中部的左右两侧对称设置有两个主动轮12，底盘座体11的前、后侧各设有两个从动轮13；如此，通过分别控制两个主动轮12的转速，可使整个机器人底盘1执行前进、后退、原地旋转等动作。

[0050] 托盘2用于托起货架；顶升旋转组件3用于驱动所述托盘2相对于所述机器人底盘1作升降运动以及旋转运动；本发明中，顶升旋转组件3采用现有技术，如可采用专利号为201910137187.2的中国专利中的顶升旋转单元的结构。

[0051] 托架4，其包括四个托体41，每个托体41下均设置有滚轮45；所述托架4可在收纳状态与展开状态间切换；在展开状态下，四个托体41分别可托住货架的四个腿部，且所述托架4整体可随所述托盘2相对于所述托盘2转动。在收纳状态下，如附图5所示，四个托体41缩回至底盘座体11的侧边，使得托架4的整体体积较小，不会明显增大搬运机器人的外形尺寸。

[0052] 采用上述托架4，托架4的四个托体41可支撑住货架的四个腿部，且托体41下端具有直接与地面接触的滚轮45，货架若要倾斜，其腿部会被托体41抵住，托体41可有效阻止货架的倾斜趋势，有效防止货架晃动甚至倾倒。

[0053] 具体地，如附图3所示，所述托架4还包括托架座体42、连接组件43以及驱动单元44。托架座体42在俯视方向上相对于所述托盘2周向固定，且在竖直方向上可相对于所述托架座体42平移，如此，当托盘2作升降运动时，不会对托架4产生影响，当托盘2旋转时，可带动托架4同步旋转；连接组件43，其用于连接所述托架4与所述托架座体42；针对每一所述托体41均配设有一所述连接组件43；托架座体42上对应于每个连接组件43均配备有一个固定齿轮421；驱动单元44用于驱动所述连接组件43相对于所述托架座体42转动，使得所述托架
4可整体在收纳状态与展开状态间切换；

[0054] 如附图4所示，所述连接组件43包括第一连杆431、第二连杆432、第一齿轮433、第二齿轮434以及变速箱435。第一连杆431相对于所述托架座体42转动安装；第二连杆432可相对于所述第一连杆431作伸缩运动，且所述托体41固定在其上；第二连杆432上形成有齿条部432-1；第一齿轮433其转动安装在所述第一连杆431上，其与所述固定齿轮421啮合；第二齿轮434转动安装在所述第一连杆431上，且其与所述齿条部432-1啮合；变速箱435用于建立所述第一齿轮433与第二齿轮434之间的传动关系，且其使得第二齿轮434的转速较第一齿轮433的转速高，这样当第一齿轮433转动较少圈数时，第二齿轮434可转动较多圈数，驱动第二连杆432伸出较大的距离。采用上述结构，当第一连杆431相对于托架座体42转动时，由于第一齿轮433与固定齿轮421的啮合作用，第一齿轮433也会产生转动，从而通过带动变速箱435带动第二齿轮434转动，由于第二齿轮434与齿条部432-1之间的啮合作用，可使第二连杆432相对于第一连杆431伸出。如此，通过驱使第一连杆431转动，可同时实现第二连杆432的伸缩运动。

[0055] 进一步地，四个所述连接组件43分为两组，每组的两个连接组件43由一驱动单元44驱动相对于所述托架座体42转动；所述驱动单元44包括滑动块441、直线运动执行单元
442以及驱动杆443；其中，滑动块441相对于所述托架座体42滑动安装；直线运动执行单元
442用于驱动所述滑动块441相对于所述托架座体42滑动，本实施例中直线运动执行单元
442为丝杠；驱动杆443的一端铰接在所述滑动块441上，另一端铰接在所述第一连杆431上。
如此，当滑动块441运动时，与其连接的两个连接组件43会发生转动。

[0056] 在进一步的实施例中，当所述托盘2处于低位时，所述托架4的滚轮45脱离地面；当所述托盘2处于高位时，所述托架4的滚轮45与地面接触。如此，当托盘2处于低位，即搬运机器人不执行搬运任务时，由于滚轮45脱离地面，搬运机器人只有主动轮12与从动轮13与地面接触，与地面接触的轮子数量较少，滚轮45不会有将机器人底盘1架空的隐患。

[0057] 具体地，所述底盘座体11上安装有顶起装置5，如附图6与附图7所示，所述顶起装置5包括固定座51、第一滑动块52、第二滑动块53以及第三滑动块54，其中固定座51相对于所述底盘座体11固定设置；第一滑动块52相对于所述固定座51滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第一斜面，所述托盘2可作用于其上端；第二滑动块53相对于所述固定座51滑动安装，滑动方向为水平方向，其两端分别形成有第二斜面与第三斜面，且所述第二斜面与所示第一斜面接触，且两者可相对滑动；第三滑动块54相对于所述固定座51滑动安装，滑动方向为竖直方向，其下端形成有第四斜面，所述第四斜面与所述第三斜面接触，且两者可相对滑动；其上端可作用于所述托架4。第三滑动块54与固定座51之间设置有复位矩形弹簧55。

[0058] 在托架4处于高位时，托盘2的下端与第一滑动块52的上端之间有一定间隙，且第三滑动块54的上端与托架4的下端之间也有一定的间隙，顶起装置5不会影响托架4以及托盘2的旋转运动。当托盘2下降时，托盘2先空运动一段距离，然后托盘2与第一滑动块52接触，使第一滑动块52下降，由于第二滑动块53的传动作用，第三滑动块54上升，第三滑动块54先空运动一段距离，然后与托架4接触并将托架顶起。

[0059] 所述托盘2上固定有导向件6，所述托架座体42上形成有滑套7，所述滑套7与所述导向件6滑动配合，滑动方向为垂直方向，如此，可实现托盘2升降不影响托架42而旋转时可带动托架42一起旋转。

[0060] 一种物流货架搬运方法，包括如下步骤A1-A4：

[0061] 步骤A1，控制所述顶升旋转组件3执行顶升动作，使所述托盘2运动至最高位置；

[0062] 步骤A2，控制所述托架4由收纳状态切换至展开状态；

[0063] 步骤A3，控制所述顶升旋转组件3执行下降动作，使货架的四个腿部分别支撑至所述托架4的四个托体41上；此步骤执行完毕后，货架与搬运机器人的状态如附图8所示；

[0064] 步骤A4，控制所述机器人底盘1运动，当所述机器人底盘1需要转弯时，控制所述机器人底盘1原地转动时，控制所述顶升旋转组件3执行旋转动作，使所述托盘2与所述机器人底盘1等速反向转动，使所述货架相对于地面保持不动。

[0065] 本发明的物流货架搬运机器人及物流货架搬运方法通过设置托架，并使搬运机器人在搬运货架时使托架展开使四个托体托住货架的四个腿，使得搬运货架时，货架的四个腿部以及底部均有支撑，如此搬运机器人在加减速或急停时，货架不会产生晃动，更不会倾倒。

[0066] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。