專利名稱：軌道式倉庫搬運機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種軌道式倉庫搬運機器人，可用于倉庫物品搬運以及物品整理。
背景技術(shù)：
在科學(xué)技術(shù)建設(shè)高速發(fā)展的時代背景下，自動化產(chǎn)品越來越快的走進生活之中，對于倉庫貨物的管理更是需要?，F(xiàn)在的倉庫中貨物大部分是體積大、重量大、表面臟，倉庫的工作環(huán)境較差，不利于人們工作，如在工廠的生產(chǎn)車間中許多的零件上面沾滿了油污，有的零件上面還存留一些毛刺，不利于人工搬運。同時，倉庫中貨物擺放也需要消耗相當?shù)囊徊糠秩肆?，效率不高。因此，人們迫切的需要一種可以代替人工來完成倉庫搬運工作的新型 搬運機器人。軌道式倉庫搬運機器人，作為搬運機器人的一種，可以通過機械手爪的張開和縮緊來抓住不同大小和不同形狀的貨物，如一些不規(guī)則的機械零件、打包成型的貨物、圓柱狀和球狀物體以及一些零碎的物品等。軌道式倉庫搬運機器人作為在倉庫內(nèi)進行搬運作業(yè)的一種自動機械裝置，越來越受到人們的關(guān)注。本實用新型主要針對當前需求，提供一種能替代人工的軌道式倉庫搬運機器人。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種以電機為推動力、以齒輪嚙合為傳動機構(gòu)的倉庫搬運機機器人。此機器人可用于倉庫貨物的搬運與存放，代替人類的勞動。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種軌道式倉庫搬運機器人，包括車架，位于車架上的滾輪；支撐板，連接在車架與支撐板之間的升降機構(gòu)；一級轉(zhuǎn)動板，連接在一級轉(zhuǎn)動板與支撐板之間的一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；一級平移板，連接在一級平移板與一級轉(zhuǎn)動板之間的一級平移機構(gòu)；二級轉(zhuǎn)動板，連接在二級轉(zhuǎn)動板與一級平移板之間的二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；二級平移板，連接在二級平移板與二級轉(zhuǎn)動板之間的二級平移機構(gòu)；連接在二級平移板上的執(zhí)行機構(gòu)。本實用新型所實現(xiàn)的技術(shù)效果是在倉庫中，本實用新型通過電機帶動齒輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)，實現(xiàn)貨物的夾取、搬運和存放，是現(xiàn)有的人工搬運貨物的替代裝置，減少了人的體力勞動，提高了生產(chǎn)效率。本款軌道式倉庫搬運機器人還可以通過升降機構(gòu)調(diào)節(jié)機械手爪工作平臺的高低，從而可以把物品搬運到不同高低的存放地點，實現(xiàn)了從貨物搬運到存放的全過程自動化生產(chǎn)。通過兩級轉(zhuǎn)動機構(gòu)，可以實現(xiàn)全方位的靈活轉(zhuǎn)動，彌補了車架不能在地面轉(zhuǎn)動的不足。通過兩級平移機構(gòu)，使得機器人行程進一步擴大，且也具有很強的穩(wěn)定性。

通過附圖中所示的本實用新型的優(yōu)選實施例的更具體說明，本實用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。圖I-圖4為不同角度所示的軌道式倉庫搬運機器人整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明。本實用新型的軌道式倉庫搬運機器人，主要包括以下部分車架1，位于車架I上的滾輪10，所述滾輪10由電機通過齒輪減速箱驅(qū)動，圖中未標記電機及齒輪減速箱；支撐板2，連接在車架I與支撐板2之間的升降機構(gòu)3 ;—級轉(zhuǎn)動板4，連接在一級轉(zhuǎn)動板4與支撐板2之間的一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)40 ;—級平移板5，連接在一級平移板5與一級轉(zhuǎn)動板4之間的一級平移機構(gòu)50 ;二級轉(zhuǎn)動板6，連接在二級轉(zhuǎn)動板6與一級平移板5之間的二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)60 ;二級平移板7，連接在二級平移板7與二級轉(zhuǎn)動板6之間的二級平移機構(gòu)70 ;連接在二 級平移板7上的執(zhí)行機構(gòu)8。以下將分別對各個機構(gòu)進行詳細說明。參見圖I、圖2，所述升降機構(gòu)3包括由兩根連桿中部轉(zhuǎn)動連接而成的“X”型連桿副31，根據(jù)實際高度需求，兩副以上(例如圖中三副)所述“X”型連桿副31依次連接形成“X”型連桿組件；該“乂”型連桿組件的底部一端固定連接至車架I頂部，另一端滑動連接在下滑桿32上且連接至升降直線電機33的輸出端，下滑桿32以及升降直線電機33均固定在車架I頂部；“X”型連桿組件的頂部一端固定至支撐板2的底部，另一端滑動連接在上滑桿34上，上滑桿34固定在支撐板2的底部。上述升降機構(gòu)3形成剪式千斤頂結(jié)構(gòu)。參見圖2，所述一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)40包括固定在支撐板2頂部的一級轉(zhuǎn)軸41，一級轉(zhuǎn)動板4轉(zhuǎn)動連接在一級轉(zhuǎn)軸41上；固定在一級轉(zhuǎn)動板4底部的一級內(nèi)齒輪42，與所述一級內(nèi)齒輪42嚙合的一級轉(zhuǎn)動齒輪43 ;與所述一級轉(zhuǎn)動齒輪43固定連接的一級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機44，所述一級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機44固定在支撐板2上。繼續(xù)參見圖2，所述二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)60包括固定在一級平移板5頂部的二級轉(zhuǎn)軸61，二級轉(zhuǎn)動板6轉(zhuǎn)動連接在二級轉(zhuǎn)軸61上；固定在二級轉(zhuǎn)動板6底部的二級內(nèi)齒輪62，與所述二級內(nèi)齒輪62嚙合的二級轉(zhuǎn)動齒輪63 ;與所述二級轉(zhuǎn)動齒輪63固定連接的二級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機64,所述二級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機64固定在一級平移板5上。參見圖4,所述一級平移機構(gòu)50包括固定在一級轉(zhuǎn)動板4頂部的一級圓柱導(dǎo)軌51、固定在一級平移板5底部且與一級圓柱導(dǎo)軌51配合的一級滑塊52，所述一級滑塊52滑動設(shè)置在一級圓柱導(dǎo)軌51上；還包括固定在一級轉(zhuǎn)動板4頂部的一級平移齒條53，與一級平移齒條53嚙合的一級平移齒輪54 ;與一級平移齒輪54固定連接的一級平移旋轉(zhuǎn)電機55，所述一級平移旋轉(zhuǎn)電機55固定在一級平移板5上。繼續(xù)參見圖4，所述二級平移機構(gòu)70包括開設(shè)在二級轉(zhuǎn)動板6頂部的二級滑軌71、固定在二級平移板7底部且滑動設(shè)置在二級滑軌71內(nèi)的二級滑塊72 ;固定在二級轉(zhuǎn)動板6上的二級平移直線電機73，所述二級平移直線電機73的輸出軸與二級平移板7固定。參見圖3，所述執(zhí)行機構(gòu)8包括轉(zhuǎn)動連接在二級平移板7頂部的兩根機械卡爪81，固定在二級平移板7頂部的執(zhí)行直線電機82，所述執(zhí)行直線電機82的輸出軸固定至分撥片83，所述分撥片83通過兩根連接片84分別轉(zhuǎn)動連接至每根機械卡爪81。該軌道式倉庫搬運機器人具有以下自由度(1)機器人沿軌道運動安裝在車架I后部的電機通過齒輪減速箱帶動后輪轉(zhuǎn)動，使機器人向前(或者向后)運動。(2)執(zhí)行機構(gòu)動作當執(zhí)行直線電機82的輸出軸伸出時，分撥片83向前、連接片84向兩側(cè)運動，機械卡爪81張開；當執(zhí)行直線電機82的輸出軸縮回時，分撥片83向后、連接片84向中間運動，機械卡爪81閉攏，此時能實現(xiàn)貨物的夾緊。(3)機器人上體前后移動一級平移旋轉(zhuǎn)電機55帶動一級平移齒輪54在一級平移齒條53上運動，從而使得一級平移板5相對一級轉(zhuǎn)動板4平移；或者，也可使二級平移直線電機73推動二級平移板7相對二級轉(zhuǎn)動板6平移，這使得機器人向前移動行程進一步過擴大，且也具有很強的穩(wěn)定性。(4)機器人轉(zhuǎn)動一級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機44帶動一級轉(zhuǎn)動齒輪43，從而推動一級轉(zhuǎn)動板4相對支撐板2轉(zhuǎn)動；或者，也可使二級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機64帶動二級轉(zhuǎn)動齒輪63，從而推動二級轉(zhuǎn)動板6相對一級平移板5轉(zhuǎn)動，使得機器人全方位，更加靈活的轉(zhuǎn)動，可以使執(zhí)行機構(gòu)左右轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了各方位貨物獲取和放置。(5)機器人剪式千斤頂升降升降直線電機33推動“X”型連桿組件底部的另一端在下滑桿32上滑動，驅(qū)動支撐板2相對車架I升降，實現(xiàn)了機械卡爪81的升降。上述機器人的典型工作過程是第一步，打開電源，判斷貨物相對機械卡爪81的空間位置，后輪驅(qū)動機器人沿軌道運動至貨物附近；第二步，升降機構(gòu)3使得機械卡爪81運 動至與貨物相匹配高度，一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)40和/或二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)60驅(qū)動機械卡爪81轉(zhuǎn)至合適角度；第三步，機械卡爪81張開，一級平移機構(gòu)50和/或二級平移機構(gòu)70推動機械卡爪81伸出并靠近貨物，機械卡爪81閉合并抓住貨物，一級平移機構(gòu)50和/或二級平移機構(gòu)70帶動機械卡爪81以及貨物縮回；第四步，機器人位姿變換，例如，升降機構(gòu)3帶動機械卡爪81以及貨物升降，一級平移機構(gòu)50和/或二級平移機構(gòu)70帶動機械卡爪81以及貨物平移，一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)40和/或二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)60帶動機械卡爪81 —級貨物轉(zhuǎn)動，后輪驅(qū)動機器人沿軌道運動等獨個運動方式或者組合運動方式，直至運動至空間任何目標位置；第五步，一級平移機構(gòu)50和/或二級平移機構(gòu)70推動機械卡爪81伸出，機械卡爪81張開并卸下貨物，一級平移機構(gòu)50和/或二級平移機構(gòu)70推動機械卡爪81縮回。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求1.一種軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于包括車架，位于車架上的滾輪；支撐板，連接在車架與支撐板之間的升降機構(gòu)；一級轉(zhuǎn)動板，連接在一級轉(zhuǎn)動板與支撐板之間的一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；一級平移板，連接在一級平移板與一級轉(zhuǎn)動板之間的一級平移機構(gòu)；二級轉(zhuǎn)動板，連接在二級轉(zhuǎn)動板與一級平移板之間的二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；二級平移板，連接在二級平移板與二級轉(zhuǎn)動板之間的二級平移機構(gòu)；連接在二級平移板上的執(zhí)行機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述升降機構(gòu)包括由兩根連桿中部轉(zhuǎn)動連接而成的“X”型連桿副，兩副以上所述“X”型連桿副依次連接形成“X”型連桿組件；該“X”型連桿組件的底部一端固定連接至車架頂部，另一端滑動連接在下滑桿上且連接至升降直線電機的輸出端，下滑桿以及升降直線電機均固定在車架頂部；“X”型連桿組件的頂部一端固定至支撐板的底部，另一端滑動連接在上滑桿上，上滑桿固定在支撐板的底部。
3.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括固定在支撐板頂部的一級轉(zhuǎn)軸，一級轉(zhuǎn)動板轉(zhuǎn)動連接在一級轉(zhuǎn)軸上；固定在一級轉(zhuǎn)動板底部的一級內(nèi)齒輪，與所述一級內(nèi)齒輪嚙合的一級轉(zhuǎn)動齒輪；與所述一級轉(zhuǎn)動齒輪固定連接的一級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機，所述一級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機固定在支撐板上。
4.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括固定在一級平移板頂部的二級轉(zhuǎn)軸，二級轉(zhuǎn)動板轉(zhuǎn)動連接在二級轉(zhuǎn)軸上；固定在二級轉(zhuǎn)動板底部的二級內(nèi)齒輪，與所述二級內(nèi)齒輪嚙合的二級轉(zhuǎn)動齒輪；與所述二級轉(zhuǎn)動齒輪固定連接的二級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機，所述二級轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)電機固定在一級平移板上。
5.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述一級平移機構(gòu)包括固定在一級轉(zhuǎn)動板頂部的一級圓柱導(dǎo)軌、固定在一級平移板底部且與一級圓柱導(dǎo)軌配合的一級滑塊，所述一級滑塊滑動設(shè)置在一級圓柱導(dǎo)軌上；還包括固定在一級轉(zhuǎn)動板頂部的一級平移齒條，與一級平移齒條嚙合的一級平移齒輪；與一級平移齒輪固定連接的一級平移旋轉(zhuǎn)電機，所述一級平移旋轉(zhuǎn)電機固定在一級平移板上。
6.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述二級平移機構(gòu)包括開設(shè)在二級轉(zhuǎn)動板頂部的二級滑軌、固定在二級平移板底部且滑動設(shè)置在二級滑軌內(nèi)的二級滑塊；固定在二級轉(zhuǎn)動板上的二級平移直線電機，所述二級平移直線電機的輸出軸與二級平移板固定。
7.如權(quán)利要求I所述的軌道式倉庫搬運機器人，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動連接在二級平移板頂部的兩根機械卡爪，固定在二級平移板頂部的執(zhí)行直線電機，所述執(zhí)行直線電機的輸出軸固定至分撥片，所述分撥片通過兩根連接片分別轉(zhuǎn)動連接至每根機械卡爪。
專利摘要本實用新型公開了一種軌道式倉庫搬運機器人，包括車架，位于車架上的滾輪；支撐板，連接在車架與支撐板之間的升降機構(gòu)；一級轉(zhuǎn)動板，連接在一級轉(zhuǎn)動板與支撐板之間的一級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；一級平移板，連接在一級平移板與一級轉(zhuǎn)動板之間的一級平移機構(gòu)；二級轉(zhuǎn)動板，連接在二級轉(zhuǎn)動板與一級平移板之間的二級轉(zhuǎn)動機構(gòu)；二級平移板，連接在二級平移板與二級轉(zhuǎn)動板之間的二級平移機構(gòu)；連接在二級平移板上的執(zhí)行機構(gòu)。本實用新型是現(xiàn)有的人工搬運貨物的替代裝置，可以通過升降機構(gòu)調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)的高低。兩級轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及兩級平移機構(gòu)，使機器人運動更加靈活，行程進一步擴大，且也具有很強的穩(wěn)定性。
文檔編號B25J5/02GK202592381SQ20122020042
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者陳斌, 劉博敏, 張克松, 解得官 申請人:上海電機學(xué)院