一种纯电动搬运机器人的制作方法

本实用新型涉及一种搬运机器人，尤其是涉及一种纯电动搬运机器人。

背景技术：

在生产车间或物流工作区常需要移动和搬运货件，搬运机器人的使用可以提高生产率和系统自动化程度，降低工人的劳动强度，提高作业系统的准确性。搬运机器人经过多年的研究获得了很大发展，其灵活性、适应性、速度和抓取能力不断提高。作为一种典型的工业机器人，搬运机器人广泛应用于化工、食品加工与包装等诸多领域，在极大提高生产效率、增强安全可靠性的同时，可有效地减少人力资源开支、促使企业经济效益最大化、推动企业产业结构的升级与调整。现有的搬运机器人或机械结构复杂，维修成本高，或仅具有单一的夹紧功能，通用性底，无法适用于不同尺寸大小货物的搬运。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纯电动搬运机器人，纯电动驱动，清洁节能无噪声，结构简单，成本较低、使用维护方便。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纯电动搬运机器人，包括支撑底板和两个举升机构，所述两个举升机构分别通过一水平夹持移动机构对称设于支撑底板上，水平夹持移动机构带动两个举升机构相向或相离运动，每个举升机构均包括剪式千斤顶、举升臂和减速电机，所述剪式千斤顶的下支撑臂连接水平夹持移动机构，剪式千斤顶的上支撑臂连接举升臂的中部，剪式千斤顶的丝杆沿举升臂长度方向设置并连接减速电机的输出端，所述举升臂的后端设有向下延伸的凸起，所述支撑底板上沿举升臂长度方向前后设有前槽板和后槽板，所述凸起限位于前槽板和后槽板之间，凸起分别与前槽板的接触面和后槽板的接触面滑动连接。

每个水平夹持移动机构均包括底座、齿条、第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮和离合器，所述底座的底面设有滑块，所述支撑底板上设有与滑块滑动连接且与举升臂长度方向相垂直的滑道，所述齿条设于支撑底板上并与举升臂长度方向相垂直，所述第一圆锥齿轮套设在剪式千斤顶的丝杠一端上，所述第二圆锥齿轮设于底座上并与齿条相啮合，第二圆锥齿轮的中心轴沿举升臂长度方向设置，所述离合器设于底座上并可同时触及第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮。

所述离合器包括转轴推杆、转轴支撑座、活动圆锥齿轮、铁吸盘和电磁铁，所述转轴推杆通过转轴支撑座沿举升臂长度方向架设在底座的顶面上，所述活动圆锥齿轮套设在转轴推杆的一端并位于第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮之间，所述铁吸盘设于转轴推杆的另一端，铁吸盘和转轴支撑座之间的转轴推杆上套设有复位弹簧，所述电磁铁设于转轴支撑座朝向铁吸盘的一侧上，电磁铁通电后，铁吸盘向电磁铁移动并与电磁铁吸附，使得活动圆锥齿轮移动并同时与第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮相啮合。

所述后槽板的顶面设有用于对举升臂上升位置限位的上限位板。

所述支撑底板沿举升臂长度方向的两侧分别设有一支腿，每个支腿的底面设有前轮，所述支撑底板的底面设有位于前轮后方的驱动舵轮。

每个支腿的底面还设有位于前轮和驱动舵轮之间的辅助轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、利用减速电机控制剪式千斤顶来实现举升臂的升降，同时利用水平夹持移动机构带动举升机构上的举升臂相向或相离运动，实现对货物的夹持，可适用于不同尺寸货物的搬运。

2、利用举升臂的后部的凸起与前槽板、后槽板接触的作用力使前轮紧压地面而不会翻倒，同时还设置上限位板对举升臂上升位置限位。

3、水平夹持移动机构内设置离合器和齿轮齿条传动结构，则单边举升臂采用一个减速电机通过丝杆和齿轮齿条传动即可同时实现举升臂的升降和开合动作，节约能源、成本且整体机械结构较为简单。

4、利用离合器中的电磁铁对铁吸盘的吸力，使转轴推杆上的活动圆锥齿轮与减速电机上和安装在底座上的两个圆锥齿轮啮合，发生传动，利用两个举升臂发生相向或相离运动来调整两个举升臂之间的间距，以适应不同尺寸的货物的夹持。

5、本机器人纯电动驱动，清洁节能无噪声，结构简单，成本较低、使用维护方便。

附图说明

图1为纯电动搬运机器人的主视结构示意图；

图2为纯电动搬运机器人的侧视结构示意图；

图3为纯电动搬运机器人的俯视结构示意图；

图4为离合器的结构示意图。

图中，1、支撑底板，11、滑道，21、剪式千斤顶，211、下支撑臂，212、上支撑臂， 213、丝杆，22、举升臂，221、凸起，23、减速电机，31、底座，32、齿条，33、第一圆锥齿轮，34、第二圆锥齿轮，35、离合器，351、转轴推杆，352、转轴支撑座，353、活动圆锥齿轮，354、铁吸盘，355、电磁铁，356、复位弹簧，36、滑块，41、前槽板，42、后槽板，43、上限位板，5、支腿，6、前轮，7、驱动舵轮，8、辅助轮，A、滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-图3所示，一种纯电动搬运机器人包括支撑底板1和两个举升机构，两个举升机构分别通过一水平夹持移动机构对称设于支撑底板1上，水平夹持移动机构带动两个举升机构相向或相离运动，每个举升机构均包括剪式千斤顶21、举升臂22和减速电机23，剪式千斤顶21的下支撑臂211连接水平夹持移动机构，剪式千斤顶21的上支撑臂212 连接举升臂22的中部，剪式千斤顶21的丝杆213沿举升臂长度方向设置并连接减速电机 23的输出端，举升臂22的后端设有向下延伸的凸起221，支撑底板1上沿举升臂长度方向前后设有前槽板41和后槽板42，凸起221限位于前槽板41和后槽板42之间构成的滑槽A内，凸起221分别与前槽板41的接触面和后槽板42的接触面滑动连接，举升臂22 在升举货物时，由于只有一个剪式千斤顶21支点来支撑，举升臂22的后端会发生向上或者向下的倾覆，因此设置凸起221与前槽板41和后槽板42配合，起到挡板的作用，防止机器人倾覆。其中，剪式千斤顶21(又称四边形丝杆举升机构)包括丝杠以及以丝杠为对称轴上下对称设置的上支撑臂212和下支撑臂211，上支撑臂212和下支撑臂211构成平行四边形结构，丝杠的两端分别通过螺母对应与上支撑臂212和下支撑臂211两端连接，减速电机23驱动丝杠转动，进而带动上支撑臂212和下支撑臂211将举升臂22抬升或下降，实现对货物的举升，同时利用水平夹持移动机构带动举升机构上的举升臂22相向或相离运动，实现对货物的夹持。

每个水平夹持移动机构均包括底座31、齿条32、第一圆锥齿轮33、第二圆锥齿轮34 和离合器35，底座31的底面设有滑块36，支撑底板1上设有与滑块36滑动连接且与举升臂长度方向相垂直的滑道11，齿条32设于支撑底板1上并与举升臂长度方向相垂直，第一圆锥齿轮33套设在剪式千斤顶21的丝杠一端上，第二圆锥齿轮34设于底座31上并与齿条32相啮合，第二圆锥齿轮34的中心轴沿举升臂长度方向设置，离合器35设于底座31上并可同时触及第一圆锥齿轮33和第二圆锥齿轮34。当离合器35同时与第一圆锥齿轮33和第二圆锥齿轮34时，减速电机23带动第一圆锥齿轮33转动，经离合器35的传动带动第二圆锥齿轮34沿着齿条32转动，使得底座31经滑块36沿着滑道11移动，进而实现举升臂22的开合动作以夹紧或放松物件。

如图4所示，离合器35包括转轴推杆351、转轴支撑座352、活动圆锥齿轮353、铁吸盘354和电磁铁355，转轴推杆351通过转轴支撑座352沿举升臂长度方向架设在底座 31的顶面上，活动圆锥齿轮353套设在转轴推杆351的一端并位于第一圆锥齿轮33和第二圆锥齿轮34之间，铁吸盘354设于转轴推杆351的另一端，铁吸盘354和转轴支撑座 352之间的转轴推杆351上套设有复位弹簧356，电磁铁355设于转轴支撑座352朝向铁吸盘354的一侧上，电磁铁355通电后，铁吸盘354向电磁铁355移动并与电磁铁355 吸附，使得活动圆锥齿轮353向后移动并同时与第一圆锥齿轮33和第二圆锥齿轮34相啮合，此时复位弹簧356压缩，反之，电磁铁355断电后，在复位弹簧356的作用下，铁吸盘354与电磁铁355分开，使得活动圆锥齿轮353向前移动并同时与第一圆锥齿轮33和第二圆锥齿轮34分开。

后槽板42的顶面设有用于对举升臂上升位置限位的上限位板43。整个机器人的平衡主要靠重心后移且举升臂22的后部与前槽板41、后槽板42接触的作用力使前轮6紧压地面而不会翻倒。

支撑底板1沿举升臂长度方向的两侧分别设有一支腿5，每个支腿5的底面设有前轮 6，支撑底板1的底面设有位于前轮6后方的驱动舵轮7。机器人采用驱动舵轮7作为后轮，实现机器人的驱动与转向，完成货物的移动。每个支腿5的底面还设有位于前轮6 和驱动舵轮7之间的辅助轮8，辅助轮8用于调节机器人平衡，防止侧翻。

本机器人纯电动驱动，清洁节能无噪声，结构简单，成本较低、使用维护方便。实际应用时，利用控制器控制减速电机23的动作，可实现举升臂22的升降和开合动作的幅度大小、升降和开合顺序等技术要求；配备一定的视觉探测和遥控系统可实现机器人按要求自走。

工作过程：控制器控制减速电机23进而控制剪式千斤顶21来实现举升臂22的升降，视觉控制系统判断货物的尺寸大小，控制器控制离合器35中的电磁铁355对铁吸盘354 的吸力，使转轴推杆351上的活动圆锥齿轮353与减速电机23上和安装在底座31上的两个圆锥齿轮啮合，发生传动，利用两个举升臂22发生相向或相离运动来调整两个举升臂 22之间的间距，以适应不同尺寸的货物的夹持，完成搬运后，离合器35中活动圆锥齿轮 353靠复位弹簧356复位。