一种物流运输用搬运机器人

1.本发明涉及搬运机器人技术领域，具体为一种物流运输用搬运机器人。


背景技术：

2.搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人，世界上使用的搬运机器人逾10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等自动搬运。
3.目前，大部分的搬运机器人均需人工控制机器人的搬运行程，需要工人时刻盯着机器人，不仅浪费了大量的人力，且工人工在松懈时，容易造成安全隐患，因此，我们需要一种新型物流运输用搬运机器人来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种物流运输用搬运机器人，具备机器人自动换向，无需人工辅助的优点，解决了搬运机器人均需人工控制机器人的搬运行程的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物流运输用搬运机器人，包括承重板，所述承重板的底部定轴转动连接有两个转动轴，每个所述转动轴延伸出承重板外的弧形轮廓上均固定连接有两个用于机器人移动的移动轮，所述承重板上固定连接有电机架，所述电机架上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有贯穿电机架和承重板的输出轴，所述输出轴远离电机的一端固定连接有第一锥形齿轮，所述靠近电机一端的转动轴上同轴转动连接有与第一锥形齿轮均啮合的第二锥形齿轮和第三锥形齿轮，所述靠近电机一端的转动轴上设有用于机器人自动换向的换向机构。
6.优选的，所述换向机构包括有轴向滑动连接在靠近电机一端的转动轴上的换向块，所述换向块的内壁上固定连接有凸块，所述靠近电机一端的转动轴上开设有滑槽并通过滑槽与凸块限位滑动连接，所述第二锥形齿轮和第三锥形齿轮上均固定连接有卡块，所述换向块的两端均开设有与卡块配合的卡槽。
7.优选的，所述换向机构包括有转动连接在换向块上的套环，所述套环的两端均固定连接有第一连接杆，所述承重板的底部开设有滑槽并通过限位滑动连接有第一连接杆，所述第一连接杆的两端分别固定连接有第一楔块和第二楔块，所述承重板的两端设有分别与第一楔块和第二楔块的相配合且固设在机架上的第一导柱和第二导柱，所述承重板上开设有通槽并通过通槽与第一连接杆限位滑动连接，所述第一连接杆上固定连接有位于承重板上端的第三楔块。
8.优选的，所述承重板上设有用于机器人搬运物料的搬运机构，所述搬运机构包括有固定连接在承重板上的支撑板，所述支撑板上开设有通槽并通过通槽限位滑动连接有圆柱齿条和滑动杆，所述圆柱齿条和滑动杆上均转动连接有连接架，两个所述连接架的相对面上通过销轴铰接有两个用于盛放物料的菱形伸缩架，所述圆柱齿条上套接有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与支撑板和连接架固定连接。
9.优选的，所述搬运机构还包括有固定连接在圆柱齿条底部的支撑杆，所述支撑杆远离圆柱齿条的一端固定连接有配合球，所述支撑杆通过配合球与第三楔块相抵，所述支撑板上通过销轴定轴转动连接有与圆柱齿条啮合的平齿轮，所述支撑板上开设有滑槽并通过滑槽限位滑动连接有与平齿轮啮合的矩形齿条，所述矩形齿条与滑动杆固定连接，所述承重板上开设有通槽并通过与滑动杆限位滑动连接。
10.优选的，两个所述连接架上设有用于固定物料的固定机构，所述固定机构包括有固定连接在每个连接架上的气囊，每个所述气囊均固定连通有第一输气管，所述支撑板上开设有腔体，所述圆柱齿条上固定连接有贯穿支撑板并延伸至支腔体内的第二连接杆，所述支撑板上和腔体内均固定连接有直活塞筒，每个所述直活塞筒的内壁上均轴向滑动连接有直密封塞，每个所述直密封塞上均固定连接有贯穿直活塞筒的直活塞杆，两个所述直活塞杆分别与第二连接杆和滑动杆固定连接，每个所述直活塞筒均通过第一输气管与每个气囊固定连通。
11.优选的，所述承重板设有用于保证运输安全且方便物料滑落的保护机构，所述保护机构包括有固定连接在承重板上且位于支撑板两端的两个支撑架，每个所述支撑架的上表面均固定连接有弧形活塞筒，每个所述弧形活塞筒的内壁上均轴向滑动连接有弧形密封塞，每个所述弧形密封塞上均固定连接有贯穿弧形活塞筒的弧形活塞杆，每个弧形活塞筒内均放置有第二弹簧，每个所述第二弹簧的两端均分别与弧形活塞筒和弧形密封塞固定连接，每个所述弧形活塞杆远离弧形密封塞的一端均固定连接有抵块，每个所述抵块均与每个连接架固定连接，每个所述弧形活塞筒上均固定连通有第二输气管，每个所述第二输气管远离弧形活塞筒的一端均与每个第一输气管固定连通。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
13.1、本发明通过整体结构的配合，达到了机器人全程自动化，无需人工控制，节省了大量人力的效果。
14.2、本发明通过设置换向机构，达到了机器人在运输中，自动换向，无需人工操作的效果。
15.3、本发明通过设置搬运机构，达到了机器人在换向过程中，对物料实现搬运的效果。
16.4、本发明通过设置固定机构，达到了机器人在搬运过程中，对物料实现固定，且避免发生安全隐患的效果。
17.5、本发明通过设置保护机构，达到了机器人在搬运过程中，进一步对物料实现固定，且在搬运完成后，物料可以自动滑落的效果。
附图说明
18.图1为本发明整体结构的外观示意图一；
19.图2为本发明整体结构的外观示意图二；
20.图3为本发明换向机构的结构示意图一；
21.图4为本发明换向机构的结构示意图二；
22.图5为本发明换向机构的结构示意图三；
23.图6为本发明搬运机构的结构示意图一；
24.图7为本发明搬运机构的结构示意图二；
25.图8为本发明固定机构和保护机构的结构示意图；
26.图9为本发明固定机构的结构剖面示意图；
27.图10为本发明保护机构的结构剖面示意图。
28.图中：1、承重板；11、转动轴；12、移动轮；13、支撑板；14、平齿轮；15、圆柱齿条；16、第一弹簧；17、支撑杆；18、配合球；19、第二连接杆；2、电机；21、电机架；22、输出轴；23、第一锥形齿轮；3、第二锥形齿轮；31、第三锥形齿轮；32、卡块；33、换向块；34、凸块；4、第一楔块；41、第一连接杆；42、第三楔块；43、套环；44、第二楔块；5、连接架；51、滑动杆；52、矩形齿条；53、菱形伸缩架；6、直活塞筒；61、直密封塞；62、直活塞杆；7、弧形活塞筒；71、支撑架；72、弧形密封塞；73、弧形活塞杆；74、抵块；75、第二输气管；76、第二弹簧；8、气囊；81、第一输气管；9、第一导柱；91、第二导柱。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一
31.本发明提供一种技术方案：一种物流运输用搬运机器人，包括承重板1，承重板1的底部定轴转动连接有两个转动轴11，每个转动轴11延伸出承重板1外的弧形轮廓上均固定连接有两个用于机器人移动的移动轮12，承重板1上固定连接有电机架21，电机架21上固定连接有电机2，电机2的输出端固定连接有贯穿电机架21和承重板1的输出轴22，输出轴22远离电机2的一端固定连接有第一锥形齿轮23，靠近电机2一端的转动轴11上同轴转动连接有与第一锥形齿轮23均啮合的第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31，靠近电机2一端的转动轴11上设有用于机器人自动换向的换向机构。
32.进一步的，换向机构包括有轴向滑动连接在靠近电机2一端的转动轴11上的换向块33，换向块33的内壁上固定连接有凸块34，靠近电机2一端的转动轴11上开设有滑槽并通过滑槽与凸块34限位滑动连接，第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31上均固定连接有卡块32，换向块33的两端均开设有与卡块32配合的卡槽。
33.进一步的，换向机构包括有转动连接在换向块33上的套环43，套环43的两端均固定连接有第一连接杆41，承重板1的底部开设有滑槽并通过限位滑动连接有第一连接杆41，第一连接杆41的两端分别固定连接有第一楔块4和第二楔块44，承重板1的两端设有分别与第一楔块4和第二楔块44的相配合且固设在机架上的第一导柱9和第二导柱91，承重板1上开设有通槽并通过通槽与第一连接杆41限位滑动连接，第一连接杆41上固定连接有位于承重板1上端的第三楔块42。
34.参阅图1、图2、图3、图4和图5，启动电机2，输出轴22转动，从而输出轴22上的第一锥形齿轮23转动，通过设置第一锥形齿轮23与第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31均啮合，达到了第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31转动，此时，换向块33通过卡槽与第二锥形齿轮3上的卡块32配合，使得换向块33跟随第二锥形齿轮3转动，由于靠近电机2一端的转动轴11上
开设有滑槽并通过滑槽与换向块33内壁上的凸块34限位滑动连接，使得靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第二锥形齿轮3的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第一导柱9方向移动的效果。
35.参阅图1、图2、图3、图4和图5，当机器人移动到第一导柱9时，此时第一楔块4的斜面与第一导柱9发生接触，使得第一楔块4向第三锥形齿轮31方向滑动，从而套环43带动换向块33向第三锥形齿轮31方向滑动，直至换向块33上的卡槽与第三锥形齿轮31上的卡块32配合，使得换向块33跟随第三锥形齿轮31转动，从而靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第三锥形齿轮31的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第二导柱91方向移动的效果，达到了无需人工操作，机器人自动换向的效果。
36.参阅图1、图2、图3、图4和图5，当机器人移动到第二导柱91时，此时第二楔块44的斜面与第二导柱91发生接触，使得第二楔块44向第二锥形齿轮3方向滑动，从而套环43带动换向块33向第二锥形齿轮3方向滑动，直至换向块33上的卡槽与第二锥形齿轮3上的卡块32配合，使得换向块33跟随第二锥形齿轮3转动，从而靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第二锥形齿轮3的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第一导柱9方向移动的效果，达到了无需人工操作，机器人自动换向的效果。
37.参阅图1和图2，第一导柱9和第二导柱91均为固设在机架上的用于控制机器人移动行程的物件，且由于机架为现有设备，因此图中也未展示，从而在本文也不做详细说明。
38.进一步的，承重板1上设有用于机器人搬运物料的搬运机构，搬运机构包括有固定连接在承重板1上的支撑板13，支撑板13上开设有通槽并通过通槽限位滑动连接有圆柱齿条15和滑动杆51，圆柱齿条15和滑动杆51上均转动连接有连接架5，两个连接架5的相对面上通过销轴铰接有两个用于盛放物料的菱形伸缩架53，圆柱齿条15上套接有第一弹簧16，第一弹簧16的两端分别与支撑板13和连接架5固定连接。
39.进一步的，搬运机构还包括有固定连接在圆柱齿条15底部的支撑杆17，支撑杆17远离圆柱齿条15的一端固定连接有配合球18，支撑杆17通过配合球18与第三楔块42相抵，支撑板13上通过销轴定轴转动连接有与圆柱齿条15啮合的平齿轮14，支撑板13上开设有滑槽并通过滑槽限位滑动连接有与平齿轮14啮合的矩形齿条52，矩形齿条52与滑动杆51固定连接，承重板1上开设有通槽并通过与滑动杆51限位滑动连接。
40.参阅图2、图6和图7，在第一楔块4向第三锥形齿轮31方向滑动时，第一连接杆41带动第三楔块42向第三锥形齿轮31方向滑动，通过设置支撑杆17通过配合球18与第三楔块42相抵，达到了在第三楔块42向第三锥形齿轮31方向滑动时，支撑杆17通过配合球18向靠近电机2的一端滑动，通过设置配合球18达到了减少摩擦，方便配合的效果。
41.参阅图2、图6和图7，在支撑杆17通过配合球18向靠近电机2的一端滑动时，圆柱齿条15跟随支撑杆17向靠近电机2的一端滑动，通过设置平齿轮14与圆柱齿条15啮合，达到了平齿轮14转动，通过设置矩形齿条52与平齿轮14啮合，达到了矩形齿条52向远离电机2的方向滑动，使得滑动杆51跟随矩形齿条52向远离电机2的方向滑动，进而使得圆柱齿条15和滑动杆51上的连接架5相向滑动，使得菱形伸缩架53发生形变，其头部伸出连接架5外，使得其伸在需搬运物料的底部，此时，两个连接架5与水平方向的夹角为负十度，达到了机器人自
动搬运物料，无需人工辅助的效果。
42.参阅图2、图6和图7，在第二楔块44向第二锥形齿轮3方向滑动时，第一连接杆41带动第三楔块42向第二锥形齿轮3方向滑动，此时支撑杆17上的配合球18与第三楔块42不发生接触，从而使得第一弹簧16的弹力得以释放，使得圆柱齿条15向远离电机2的一端滑动，通过设置平齿轮14与圆柱齿条15啮合，达到了平齿轮14转动，通过设置矩形齿条52与平齿轮14啮合，达到了矩形齿条52向靠近电机2的方向滑动，使得滑动杆51跟随矩形齿条52向靠近电机2的方向滑动，进而使得圆柱齿条15和滑动杆51上的连接架5背向滑动，使得菱形伸缩架53发生形变，其头部缩回连接架5内。
43.进一步的，两个连接架5上设有用于固定物料的固定机构，固定机构包括有固定连接在每个连接架5上的气囊8，每个气囊8均固定连通有第一输气管81，支撑板13上开设有腔体，圆柱齿条15上固定连接有贯穿支撑板13并延伸至支腔体内的第二连接杆19，支撑板13上和腔体内均固定连接有直活塞筒6，每个直活塞筒6的内壁上均轴向滑动连接有直密封塞61，每个直密封塞61上均固定连接有贯穿直活塞筒6的直活塞杆62，两个直活塞杆62分别与第二连接杆19和滑动杆51固定连接，每个直活塞筒6均通过第一输气管81与每个气囊8固定连通。
44.参阅图2、图8和图9，在圆柱齿条15跟随支撑杆17向靠近电机2的一端滑动和滑动杆51跟随矩形齿条52向远离电机2的方向滑动时，与圆柱齿条15固定连接的第二连接杆19和与滑动杆51固定连接的两个直活塞杆62分别向各自所在的直活塞筒6的方向滑动，使得两个直密封塞61沿直活塞筒6的内壁向第一输气管81方向滑动，使得两个直活塞筒6内的气体通过第一输气管81向气囊8和第二输气管75内输送，使得两个连接架5上的两个气囊8将菱形伸缩架53上的物料夹紧，达到了对物料固定且避免安全隐患的效果。
45.参阅图2、图8和图9，与圆柱齿条15固定连接的第二连接杆19和与滑动杆51固定连接的两个直活塞杆62分别向远离各自所在的直活塞筒6的方向滑动，使得两个直密封塞61沿直活塞筒6的内壁向远离第一输气管81方向滑动，使得通过第一输气管81和第二输气管75将气囊8和弧形活塞筒7内的气体抽回，使得两个连接架5上的两个气囊8将菱形伸缩架53上的物料松开。
46.实施例二
47.与实施例一基本相同，更进一步的是，承重板1设有用于保证运输安全且方便物料滑落的保护机构，保护机构包括有固定连接在承重板1上且位于支撑板13两端的两个支撑架71，每个支撑架71的上表面均固定连接有弧形活塞筒7，每个弧形活塞筒7的内壁上均轴向滑动连接有弧形密封塞72，每个弧形密封塞72上均固定连接有贯穿弧形活塞筒7的弧形活塞杆73，每个弧形活塞筒7内均放置有第二弹簧76，每个第二弹簧76的两端均分别与弧形活塞筒7和弧形密封塞72固定连接，每个弧形活塞杆73远离弧形密封塞72的一端均固定连接有抵块74，每个抵块74均与每个连接架5固定连接，每个弧形活塞筒7上均固定连通有第二输气管75，每个第二输气管75远离弧形活塞筒7的一端均与每个第一输气管81固定连通。
48.参阅图2、图8和图10，在第一输气管81内的气体输入第二输气管75时，此时，气体通过第二输气管75通入两个弧形活塞筒7内，使得弧形密封塞72和弧形活塞杆73沿弧形活塞筒7向远离第一输气管81方向滑动，使得抵块74向向远离第一输气管81方向滑动，从而使得两个连接架5以圆柱齿条15和滑动杆51为圆心发生转动，使得两个连接架5向上转动二十
度，进一步的达到了固定物料，避免物料在运输过程中滑落的效果。
49.参阅图2、图8和图10，通过设置弧形活塞筒7内的气体被抽回，达到了第二弹簧76的弹力得以释放，从而弧形密封塞72和弧形活塞杆73沿弧形活塞筒7向第一输气管81方向滑动，使得两个连接架5以圆柱齿条15和滑动杆51为圆心发生转动，使得两个连接架5向下转动二十度，达到了物料可以自动滑落的效果。
50.工作原理：该一种物流运输用搬运机器人，使用时，启动电机2，输出轴22转动，从而输出轴22上的第一锥形齿轮23转动，由于第一锥形齿轮23与第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31均啮合，使得第二锥形齿轮3和第三锥形齿轮31转动，此时，换向块33通过其表面上的卡槽与第二锥形齿轮3上的卡块32配合，使得换向块33跟随第二锥形齿轮3转动，由于靠近电机2一端的转动轴11上开设有滑槽并通过滑槽与换向块33内壁上的凸块34限位滑动连接，使得靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第二锥形齿轮3的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第一导柱9方向移动的效果。
51.当机器人移动到第一导柱9时，此时第一楔块4的斜面与第一导柱9发生接触，使得第一楔块4向第三锥形齿轮31方向滑动，从而套环43带动换向块33向第三锥形齿轮31方向滑动，直至换向块33上的卡槽与第三锥形齿轮31上的卡块32配合，使得换向块33跟随第三锥形齿轮31转动，从而靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第三锥形齿轮31的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第二导柱91方向移动的效果，达到了无需人工操作，机器人自动换向的效果。
52.第一导柱9和第二导柱91均为固设在机架上的用于控制机器人移动行程的物件，且由于机架为现有常识设备，仅起到支撑固定的作用，故在图中未加以展示，从而在本文也不做详细说明。
53.与此同时，在第一楔块4向第三锥形齿轮31方向滑动时，第一连接杆41带动第三楔块42向第三锥形齿轮31方向滑动，由于支撑杆17通过配合球18与第三楔块42相抵，使得在第三楔块42向第三锥形齿轮31方向滑动时，支撑杆17通过配合球18向靠近电机2的一端滑动，通过设置配合球18达到了减少摩擦，方便配合的效果。
54.在支撑杆17通过配合球18向靠近电机2的一端滑动时，圆柱齿条15跟随支撑杆17向靠近电机2的一端滑动，由于平齿轮14与圆柱齿条15啮合，使得平齿轮14转动，由于矩形齿条52与平齿轮14啮合，使得矩形齿条52向远离电机2的方向滑动，使得滑动杆51跟随矩形齿条52向远离电机2的方向滑动，进而使得圆柱齿条15和滑动杆51上的连接架5相向滑动，使得菱形伸缩架53发生形变，其头部伸出连接架5外，使得其伸在需搬运物料的底部，此时，两个连接架5与水平方向的夹角为负十度，达到了机器人自动搬运物料，无需人工辅助的效果。
55.与此同时，在圆柱齿条15跟随支撑杆17向靠近电机2的一端滑动和滑动杆51跟随矩形齿条52向远离电机2的方向滑动时，与圆柱齿条15固定连接的第二连接杆19和与滑动杆51固定连接的两个直活塞杆62分别向各自所在的直活塞筒6的方向滑动，使得两个直密封塞61沿直活塞筒6的内壁向第一输气管81方向滑动，使得两个直活塞筒6内的气体通过第一输气管81向气囊8和第二输气管75内输送，使得两个连接架5上的两个气囊8将菱形伸缩架53上的物料夹紧，达到了对物料固定且避免安全隐患的效果。
56.在第一输气管81内的气体输入第二输气管75时，此时，气体通过第二输气管75通入两个弧形活塞筒7内，使得弧形密封塞72和弧形活塞杆73沿弧形活塞筒7向远离第一输气管81方向滑动，使得抵块74向向远离第一输气管81方向滑动，从而使得两个连接架5以圆柱齿条15和滑动杆51为圆心发生转动，使得两个连接架5向上转动二十度，进一步的达到了固定物料，避免物料在运输过程中滑落的效果。
57.当机器人移动到第二导柱91时，此时第二楔块44的斜面与第二导柱91发生接触，使得第二楔块44向第二锥形齿轮3方向滑动，从而套环43带动换向块33向第二锥形齿轮3方向滑动，直至换向块33上的卡槽与第二锥形齿轮3上的卡块32配合，使得换向块33跟随第二锥形齿轮3转动，从而靠近电机2一端的转动轴11通过滑槽与凸块34的配合跟随换向块33转动，使得靠近电机2一端的转动轴11与第二锥形齿轮3的转动方向相同，从而使得移动轮12转动且向第一导柱9方向移动的效果，达到了无需人工操作，机器人自动换向的效果。
58.与此同时，在第二楔块44向第二锥形齿轮3方向滑动时，第一连接杆41带动第三楔块42向第二锥形齿轮3方向滑动，此时支撑杆17上的配合球18与第三楔块42不发生接触，从而使得第一弹簧16的弹力得以释放，使得圆柱齿条15向远离电机2的一端滑动，由于平齿轮14与圆柱齿条15啮合，使得平齿轮14转动，由于矩形齿条52与平齿轮14啮合，使得矩形齿条52向靠近电机2的方向滑动，使得滑动杆51跟随矩形齿条52向靠近电机2的方向滑动，进而使得圆柱齿条15和滑动杆51上的连接架5背向滑动，使得菱形伸缩架53发生形变，其头部缩回连接架5内。
59.与此同时，与圆柱齿条15固定连接的第二连接杆19和与滑动杆51固定连接的两个直活塞杆62分别向远离各自所在的直活塞筒6的方向滑动，使得两个直密封塞61沿直活塞筒6的内壁向远离第一输气管81方向滑动，使得通过第一输气管81和第二输气管75将气囊8和弧形活塞筒7内的气体抽回，使得两个连接架5上的两个气囊8将菱形伸缩架53上的物料松开，由于弧形活塞筒7内的气体被抽回，使得第二弹簧76的弹力得以释放，从而弧形密封塞72和弧形活塞杆73沿弧形活塞筒7向第一输气管81方向滑动，使得两个连接架5以圆柱齿条15和滑动杆51为圆心发生转动，使得两个连接架5向下转动二十度，达到了物料可以自动滑落的效果。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。