一种用于对接货架的分体机器人主机和分体机器人的制作方法

1.本公开涉及机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种用于对接货架的分体机器人主机和分体机器人。


背景技术：

2.分体机器人是将机器人拆分为两个部分，其中一部分为主机，另外一部分为货架或货仓，这样使得主机能够与不同的货架或货仓组合连接，以适用不同的应用场景。然而，在对这种分体机器人进行组合连接时，既可以采用人工方式进行对接，也可以采用自动控制的方式进行对接，例如，可以采集主机周围环境的图像信息，再利用图像识别算法对图像进行识别，以确定货架的控制，进而控制主机与货架自动对接。
3.经实际应用发现，采用人工对接的方式需要增加额外的人力，而采用图像识别算法进行自动对接的方式，需要进行复杂的数据运算，且对算法要求较高，在自动对接的过程中时常会出现对接位置不准、对接速度缓慢等问题。因此，如何让分体机器人主机迅速而准确找到货架的位置，并与货架进行快速，是目前分体机器人应用中遇到的一个技术难题。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种用于对接货架的分体机器人主机和分体机器人，以解决现有技术中如何让分体机器人主机迅速而准确找到货架的位置，并与货架进行快速的技术问题。
5.为实现上述目的，本公开采用的技术方案是：
6.一方面，本公开提供一种用于对接货架的分体机器人主机，其包括：
7.移动底盘，其顶部具有一平台，平台中间设有贯通移动底盘内部的开口；
8.托盘，间隔设置于平台上方，并与平台相对；
9.升降机构，可沿垂直平台的方向伸缩地设置于移动底盘内，并通过开口与托盘连接；
10.反光扫描雷达，固定连接于托盘的下方。
11.在一个实施例中，伸缩移动底盘包括一底板，设于平台的下方，并与平台间隔相对且平行，其中，升降机构与底板连接。
12.在一个实施例中，升降机构包括：
13.伸缩架，具有相对的第一端和第二端，伸缩架的第一端连接底板，伸缩架的第二端通过平台上的开口与托盘连接；
14.伸缩气缸，设置于底板上，并与伸缩架的第一端枢接；
15.当伸缩气缸的活塞杆前移时，伸缩架的第一端与第二端处于相互聚拢状态，当伸缩气缸的活塞杆后移时，伸缩架具的第一端与第二端处于相互远离状态。
16.在一个实施例中，伸缩架为两个剪叉单元，其中一个剪叉单元由第一剪叉臂与第二剪叉臂在中间位置交叉并铰接构成，另外一个剪叉单元由第三剪叉臂与第四剪叉臂在中
间位置交叉并铰接构成；
17.其中，第一剪叉臂和第三剪叉臂的一端分别枢接于第一转动轴，第一转动轴铰接于底板，第二剪叉臂和第四剪叉臂的一端分别与底板铰接；第二剪叉臂和第四剪叉臂的另一端分别枢接于第二转动轴，第二转动轴铰接于托盘，第一剪叉臂和第三剪叉臂的另一端分别与托盘铰接。
18.在一个实施例中，第一剪叉臂、第二剪叉臂、第三和第四剪叉臂的中间位置分别与一联动轴铰接。
19.在一个实施例中，托盘包括顶板、支撑板和外壳，顶板活动设置于支撑板上，支撑板上设有多个第一通孔，外壳上与多个第一通孔对应的位置设有多个第二通孔和第三通孔，支撑板与外壳连接形成中空壳体；
20.其中，反光扫描雷达连接于第三通孔对应的支撑板上，并经过第三通孔露出在中空壳体外面，升降机构穿过第一通孔和第二通孔与顶板的下方连接。
21.在一个实施例中，顶板的上方还设有两个定位滑块，两个定位滑块沿对接货架的移动方向并排间隔设置，且两个定位滑块相对的一侧上各设有一伸缩限位块。
22.在一个实施例中，两个定位滑块相对的一侧上各设有限位通槽；伸缩限位块包括：限位块、挡块、弹簧、凸轮和电机，限位块活动设置于限位通槽内，挡块连接限位块，弹簧沿限位通槽方向设置于限位块与定位滑块之间，电机固定连接于定位滑块或支撑板，凸轮与电机的转轴连接，并与挡块传动连接；当凸轮推动挡块至第一位置时，限位块伸出定位滑块的侧面，当凸轮推动挡块至第二位置时，限位块缩进定位滑块的侧面。
23.在一个实施例中，反光扫描雷达为360
°
激光雷达。
24.另一方面，本公开还提供一种分体机器人，包括：上述分体机器人主机和货架，货架上设有反光条，并与分体机器人主机可分离连接。
25.本公开提供的用于对接货架的分体机器人主机的有益效果至少在于：通过托盘下方的反光扫描雷达能够快速确定货架的方位，使移动底盘能够将托盘对准货架，并将托盘移动至货架的下方，然后升降机构升起，使货架托盘托举离地，实现了分体机器人主机与货架快速对接定位。
附图说明
26.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本公开实施例提供的用于对接货架的分体机器人主机的结构示意图；
28.图2为本公开实施例提供的移动底盘的结构示意图；
29.图3为本公开实施例提供的分体机器人主机向货架移动进行对接的状态图；
30.图4为本公开实施例提供的分体机器人主机进入货架下方的状态图；
31.图5为本公开实施例提供的货架的结构示意图；
32.图6为本公开实施例提供的托盘的分解结构图；
33.图7为本公开实施例提供的顶板上定位凸条的内部分解结构图；
34.图8为本公开实施例提供的伸缩限位块的局部放大结构图；
35.图9为本公开实施例提供的升降机构与移动底盘和托盘连接的侧面透视结构示意图；
36.图10为本公开实施例提供的伸缩架的结构示意图。
37.其中，图中各附图标记：
[0038][0039]
具体实施方式
[0040]
为了使本公开所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
[0041]
需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0042]
请参见图1和2，本公开提供了一种用于对接货架的分体机器人主机1，包括：移动底盘11、托盘12、升降机构13和反光扫描雷达14。其中，移动底盘11的顶部具有一平台111，平台111中间设有贯通移动底盘11内部的开口112；托盘12间隔设置于平台111上方，并与平台111相对；升降机构13可沿垂直平台111的方向伸缩地设置于移动底盘11内，并通过开口112与托盘12连接；反光扫描雷达14设置于托盘12的下方。
[0043]
请参见图3和4，上述分体机器人主机1的工作原理为：通过反光扫描雷达14来扫描位于货架2两侧的反光条24，来确定货架2的位置，移动底盘11将托盘12的一端对准货架2的位置，并向货架2进行移动，使托盘12进入货架2的下方(如图4所示状态)，之后升降机构13将托盘12升高，以将货架2托举起来，使货架2处于离地状态(图4未示出)，从而实现分体机器人主机1与货架2的连接；在这之后，升降机构13将托盘12降下，以将货架2托举下来，使托货架2处于触地状态，从而实现分体机器人主机1与货架2的分离。
[0044]
根据本公开实施例提供的技术方案，通过托盘12下方的反光扫描雷达14能够快速确定货架2的位置，使移动底盘11能够将托盘12对准货架2，并将托盘12移动至货架2的下方，然后升降机构13升起，使货架2托盘12托举离地，实现了分体机器人主机1与货架2快速对接定位。
[0045]
请参见图5，货架2包括承重架21、连接板22和挡板23，承重架21包括上支架211和下支架212，上支架211连接于连接板22的下方，下支架212一端与上支架211连接，形成允许分体机器人主机1进入连接板22下方的避让开口25，上支架211与下支架212连接处的内侧设有两个左右相对的反光条24，挡板23连接在上支架211与下支架212连接处的外侧，且挡板23上开设有第四通孔231。
[0046]
具体地，结合图4来说，在升降机构13聚拢将托盘12降下时，货架2处于未举起来状态，反光扫描雷达14会受到货架上挡板23的遮挡；而在升降机构13展开将托盘12升高时，货架2处于举起状态，此时第四通孔231与反光扫描雷达14在同一水平面上，并对准反光扫描雷达14，使得反光扫描雷达14发射的光信号能够向四周发射，不被遮挡。
[0047]
请参见图6，托盘12包括顶板121、支撑板122和外壳123，顶板121活动设置于支撑板122上，支撑板122上设有多个第一通孔1221，外壳123上与多个第一通孔1221对应的位置设有多个第二通孔1231和第三通孔1232，支撑板122与外壳123连接形成中空壳体，反光扫描雷达14连接于第三通孔1232对应的支撑板122上，并经过第三通孔1232露出在中空壳体外面，升降机构13穿过第一通孔1221和第二通孔1231与顶板121的下方连接。
[0048]
具体地，反光扫描雷达14设置在托盘12向货架2移动方向的远离货架2的一端下方，反光扫描雷达14通过向周围发射光信号，当光信号打在反光条24上，反光扫描雷达14能够根据反射光信号准确识别出反光条24的位置，从而确定货架2的位置(即避让开口25的位置)。反光扫描雷达14可以为激光雷达或红外雷达等。在本公开实施例中，反光扫描雷达14可以优选为360
°
激光雷达。
[0049]
在升降机构13聚拢时，顶板121沿垂直平台111的方向下移动至支撑板122的表面；
在升降机构13展开时，顶板121沿垂直平台111的方向上移，远离支撑板122的表面。由此可见，升降机构13移动顶板121的过程中，反光扫描雷达14的位置相对平台111不变。
[0050]
继续参见图6，在本公开实施例中，顶板121的上方还设有两个定位滑块124，两个定位滑块124沿对接货架2的移动方向并排间隔设置，且两个定位滑块124相对的一侧上各设有一伸缩限位块125。相对应地，货架2上设有与定位滑块124配合的定位凹槽221，且定位凹槽221上还设有与伸缩限位块125的位置对应的限位孔222。根据本公开实施例提供的技术方案，通过定位上的定位滑块124和伸缩限位孔222结构可以在确定货架2的位置之后，可以实现分体机器人主机1所在托盘12与货架2之间的快速对接。
[0051]
在分体机器人主机1与货架2对接时，为了使定位滑块124更为容易地滑入定位凹槽221，在一些实施例中，还可以在定位滑块124上与伸缩限位孔222相背的另一侧上嵌设导向轮126，以减少定位滑块124与定位凹槽221接触时的摩檫力，让定位滑块124快速滑入定位凹槽221。
[0052]
优选地，在一些实施例中，如图5所示，下支架212的底部连接有多个滚轮16，用于放置在地上，且在地上的滚动方向与分体机器人主机1进入连接板22的方向垂直，使得货架2可以在地面上沿分体机器人主机1进入连接板22的垂直方向移动，在托盘12上的定位滑块124与定位凹槽221对位出现偏差时，能够通过滚轮26在地面上的移动来使其自动对齐。
[0053]
参见图7和8，在一些实施例中，两个定位滑块124相对的一侧上各设有限位通槽1241，伸缩限位块125包括：限位块1251、挡块1252、弹簧1253、凸轮1254和电机1255。其中，限位块1251活动设置于限位通槽1241内，挡块1252连接限位块1251，弹簧1253沿限位通槽1241方向设置于限位块1251与定位滑块124之间，电机1255固定连接于定位滑块124或支撑板122，凸轮1254与电机1255的转轴连接，并与挡块1252传动连接；当凸轮1254推动挡块1252至第一位置时，限位块1251伸出定位滑块124的侧面，弹簧1253处于第一压缩状态；当凸轮1254推动挡块1252至第二位置时，限位块1251缩进定位滑块124的侧面，弹簧1253处于第二压缩状态，其中，弹簧1253在第二压缩状态的弹力大于弹簧1253在第一压缩状态的弹力。
[0054]
具体地，图8中挡块1252所在位置即为第一位置。结合图7和8来说，伸缩限位块125的工作原理在于：与电机1255连接的凸轮1254可以随转轴转动，挡块1252作为与凸轮1254传动连接的从动件，在凸轮1254的驱动下将沿限位通槽1241方向往复移动，使限位块1251一起沿限位通槽1241方向往复移动，从而实现限位块1251沿限位通槽1241伸出或缩进限位滑块的侧面的效果。
[0055]
在分体机器人与货架2对接时，通过反光扫描雷达14识别到货架2上的反光条24来确定货架2的位置，移动底盘11向货架2移动靠近，使托盘12所在顶板121上的定位滑块124滑入连接板22下方的定位凹槽221，实现分体机器人主机1与货架2的对接定位，当定位滑块124完全滑入定位凹槽221后，定位滑块124上的伸缩限位块125对应伸入定位凹槽221上的限位孔222内，限制分体机器人主机1相对货架2移动，之后，升降机构13将托盘12升起，货架2处于被托举的状态，使货架2与分体机器人主机1组合连接在一起，并随分体机器人主机1移动。
[0056]
根据本公开实施例提供的技术方案，通过托盘12所在顶板121上设置定位滑块124和伸缩限位块125，在分体机器人主机1与货架2对接时，定位滑块124对应滑入货架2所在连
接板22下方的定位凹槽221，并在定位完成后伸缩限位块125对应伸入限位孔222内，实现了分体机器人主机1与货架2之间快速定位连接。
[0057]
在一些实施例中，请参见图9，移动底盘11包括一底板113，设置于平台111的下方，并与平台111间隔相对且平行，其中，升降机构13与底板113连接。
[0058]
具体地，结合图9所示，移动底盘11的底板113上设有移动轮组，用于进行移动，例如，移动底盘11能够进行前移、后移和转向等移动动作。此外，底板113与平台111间隔连接，形成一个容纳空间，该容纳空间能够容纳部分移动轮组、升降机构13和控制组件等。例如，图5中的底板113与平台111之间设有多根立柱114，立柱114的两端分别与底板113和平台111连接，升降机构13连接在底板113上。需要说明的是，由于移动底盘11实现移动的方案并不唯一，且并非本公开对于现有技术的贡献，故不作详细说明。
[0059]
在一些实施例中，再参见图9，升降机构13包括：伸缩架131和伸缩气缸132，伸缩架131具有相对的第一端和第二端，伸缩架131的第一端连接底板113，伸缩架131的第二端通过平台111上的开口112与托盘12连接，伸缩气缸132设置于底板113上，并与伸缩架131的第一端枢接，当伸缩气缸132的活塞杆前移时，伸缩架131的第一端与第二端处于相互聚拢状态，当伸缩气缸132的活塞杆后移时，伸缩架131具的第一端与第二端处于相互远离状态。
[0060]
请参见图10，在本公开实施例中，伸缩架131构造为两个剪叉单元，其中一个剪叉单元由第一剪叉臂1311与第二剪叉臂1312在中间位置交叉并铰接构成，另外一个剪叉单元由第三剪叉臂1313与第四剪叉臂1314在中间位置交叉并铰接构成，其中，第一剪叉臂1311和第三剪叉臂1313的一端分别枢接于第一转动轴1315，第一转动轴1315铰接于底板113，第二剪叉臂1312和第四剪叉臂1314的一端分别与底板113铰接；第二剪叉臂1312和第四剪叉臂1314的另一端分别枢接于第二转动轴1316，第二转动轴1316铰接于托盘12，第一剪叉臂1311和第三剪叉臂1313的另一端分别与托盘12铰接。根据本公开实施例提供的伸缩架131，可以驱动任一剪叉臂来使伸缩架131进行聚拢或展开运动。例如，结合图9所示，可以将第一转动轴1315的中间位置与伸缩气缸132铰接，利用伸缩气缸132的活塞杆往复移动来驱动第一转动轴1315发生转动，使第一剪叉臂1311和第三剪叉臂1313以第一转动轴1315为枢轴进行转动，改变第一剪叉臂1311与第二剪叉臂1312，以及第三剪叉臂1313与第四剪叉臂1314之间的相对距离，以实现伸缩架131聚拢或展开的效果。
[0061]
进一步地，如图10所示，第一剪叉臂1311、第二剪叉臂1312、第三和第四剪叉臂1314的中间位置分别与一联动轴1317铰接，相当于两个剪叉单元之间通过一联动轴1317连接，这样可以进一步提高两个剪叉单元在聚拢或展开过程中的稳定性。
[0062]
以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。