物流仓储机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别是涉及仓储物流机器人。

背景技术：

随着电子商务的爆炸性增长，电商的仓储分拣工作量也大幅增加。目前，很多电商仓库中都配备了以实现仓库的自动化无人化搬运物品，从而降低人工成本，缩短仓储物品出库时间，提高仓储分拣效率。

这种仓储机器人是一种矮墩墩的新奇装置，从外表上看很像能快速移动的乌龟。它们在仓库中穿梭，将整个货架的服装、电子器件、汽车零件等该零售商出售的任何货物送到专门的包装工作台，在包装工作台，由工人选出产品、进行包装并送入运输卡车。

目前市面上的仓储机器人的解决方案较多，结构也较为复杂，大部分依靠多条丝杠直接进行顶升以及凸轮进行顶升，丝杠式顶升结构中的丝杠需要承受货架的重力、行进过程中的倾覆力等各种力，结构稳固性以及可靠性较低，凸轮顶升式结构复杂，且由于凸轮的结构决定其在急停、断电等状况下易发生危险。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构合理、可靠性高的物流仓储机器人。

技术方案：为实现上述目的，本发明的物流仓储机器人，包括移动车体、顶升旋转单元、载物托盘、探测组件、视觉组件以及电源，所述载物托盘通过顶升旋转单元安装在移动车体上；所述移动车体包括基板，基板上安装有主动轮与从动轮；所述顶升旋转单元包括可相对于所述移动车体平移升降的升降套筒，其升降由导向机构导引，载物托盘安装在所述升降套筒上端且可相对其可控旋转，所述升降套筒的升降由顶升机构驱动；所述顶升机构包括两个连杆，两个连杆的上端均铰接在滑座上，所述滑座可相对于所述升降套筒水平滑动；两个连杆的下端分别安装有滑块，且两个滑块能可控地相对于所述基板等速反向移动。

进一步地，同一顶升机构包含的两个滑块由同一个丝杠驱动运动；所述丝杠上一半开有左旋螺纹，一半开有右旋螺纹；两个滑块中的一者上安装有配合所述左旋螺纹使用的左旋螺母，另一者上安装有配合所述右旋螺纹使用的右旋螺母，所述丝杠由顶升电机驱动。

进一步地，所述升降套筒为方形，其两侧均设置导向机构，所述导向机构包括设置在升降套筒两侧、且固定在所述基板上的两个导向座，每个所述导向座上设置有导向滑块，所述升降套筒的两侧设置有与所述滑块配合使用的滑轨。

进一步地，所述顶升机构有两组，两组顶升机构设置在升降套筒的未安装有导向机构的两侧。

进一步地，两组顶升机构由同一个顶升电机驱动转动。

进一步地，所述载物托盘通过旋转驱动组件安装在所述升降套筒上，所述旋转驱动组件包括组件基板，所述组件基板上安装有回转齿轮、以及电机，所述电机上安装有与所述回转齿轮啮合的小齿轮，所述载物托盘固定在所述回转齿轮上。

进一步地，所述基板中部的两侧对称设置有两个主动轮，所述基板的四角位置设置有四个从动轮。

进一步地，所述视觉组件包括设置在移动车体中心的两个视觉元件，其中一个视觉元件朝上设置，另一个视觉元件朝下设置。

进一步地，所述探测组件包括激光雷达、超声波传感器、红外传感器中的一种或多种。

有益效果：本发明的物流仓储机器人用于顶升并搬运货架，其结构合理，顶升以及将升降套筒保持在高位的支撑力由两个连杆提供，且顶升及运动过程中的倾覆力矩由导向机构承受，支撑力与倾覆力分开由两种机构承受，这样可大大提高结构的可靠性，避免了传统丝杠顶升结构以及凸轮顶升结构中单一结构承受复杂力矩导致的不稳定性。

附图说明

附图1为物流仓储机器人的结构图；

附图2为顶升旋转单元的结构图；

附图3为物流仓储机器人的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的物流仓储机器人，包括移动车体1、顶升旋转单元2、载物托盘3、探测组件4、视觉组件5以及为整个仓储机器人供电的电源6，所述载物托盘3通过顶升旋转单元2安装在移动车体1上。

所述移动车体1包括基板1-1，基板上安装有主动轮1-2与从动轮1-3，所述基板1-1中部的两侧对称设置有两个主动轮1-2，所述基板1-1的四角位置设置有四个从动轮1-3；这种结构可使车体运行支撑稳定。

如附图2所示，所述顶升旋转单元2包括可相对于所述移动车体1平移升降的升降套筒2-1，载物托盘3安装在所述升降套筒2-1上端且可相对其可控旋转，所述升降套筒2-1的升降由顶升机构驱动；所述顶升机构包括两个连杆2-2，两个连杆2-2的上端均铰接在滑座2-7上，所述滑座2-7可相对于所述升降套筒2-1水平滑动，升降套筒2-1上设置有为所述滑座2-7的滑动导向的导向滑轨2-19；两个连杆2-2的下端分别安装有滑块2-3，且两个滑块2-3能可控地相对于所述基板1-1等速反向移动，基板1-1上固定有与滑块2-3滑动配合的滑轨。滑座2-7相对于升降套筒2-1可左右浮动的目的是：可以减少顶升机构与导向机构的匹配安装难度，使得顶升机构只为升降套筒2-1提供上下驱动力，不带来任何侧向推力，有效防止升降套筒2-1与导向机构之间发生卡死现象。

同一顶升机构包含的两个滑块2-3由同一个丝杠2-4驱动运动；所述丝杠2-4上一半开有左旋螺纹，一半开有右旋螺纹；两个滑块2-3中的一者上安装有配合所述左旋螺纹使用的左旋螺母2-5，另一者上安装有配合所述右旋螺纹使用的右旋螺母2-6，所述丝杠2-4由顶升电机2-15驱动。

所述升降套筒2-1为方形，其两侧均设置导向机构，所述导向机构包括设置在升降套筒2-1两侧、且固定在所述基板1-1上的两个导向座2-8，每个所述导向座2-8上设置有导向滑块2-9，所述升降套筒2-1的两侧设置有与所述滑块2-9配合使用的滑轨2-10。

采用上述结构，顶升机构与导向机构各司其职，顶升机构负责升降套筒2-1的升降，并在升降套筒2-1升到顶端后提供升降套筒2-1在高位的保持支撑力；导向机构负责升降套筒2-1升降过程中使升降套筒2-1不会发生任意方向的偏转，可承受顶升与搬运过程中的各种倾覆力矩，这个两者机构各司其职，使得机构的总体稳定性大大提高，避免了市面上各种仓储机器人的顶升机构又要负责顶升又要负责使货架保持稳定、承受各种复杂力矩的情况。采用丝杠2-4驱动连杆2-2，由于丝杠2-4具有自锁的属性，使得升降套筒2-1可以很好地保持在任意高度，顶升电机2-15不需要提供保持力矩，丝杠2-4的自锁属性也保证了仓储机器人在断电、急停等紧急状况下系统的安全。

所述顶升机构有两组，两组顶升机构设置在升降套筒2-1的未安装有导向机构的两侧。两组顶升机构由同一个顶升电机2-15驱动转动。具体地，两组顶升机构的丝杠2-4由同步轴2-16驱动，同步轴2-16与每根丝杠2-4之间均设置有用于传递动力的第一伞齿轮组2-17，顶升电机2-15通过第二伞齿轮组2-18将动力传递给同步轴2-16。

所述载物托盘3通过旋转驱动组件安装在所述升降套筒2-1上，所述旋转驱动组件包括组件基板2-11，所述组件基板2-11上安装有回转齿轮2-12、以及电机2-13，所述电机2-13上安装有与所述回转齿轮2-12啮合的小齿轮2-14，所述载物托盘3固定在所述回转齿轮2-12上。将旋转驱动组件安装在所述升降套筒2-1上端可大大精简结构，目前很多仓储机器人的旋转驱动组件都需要连带顶升机构一起驱动，结构复杂且可靠性低。

如附图3所示，视觉组件5包括设置在移动车体中心的两个视觉元件5-1，其中一个视觉元件5-1朝上设置，另一个视觉元件5-1朝下设置，朝上设置的视觉元件5-1用于扫描设在货架底部的二维码，朝下设置的视觉元件5-1用于扫描设在地面的二维码，为了使视觉元件5-1在光线较暗的状况下正常使用，针对每个视觉元件5-1还配备有光源5-2。

所述探测组件4包括激光雷达4-1、超声波传感器、红外传感器中的一种或多种。机器人的控制系统可根据探测组件4探测的环境信息进行建图、智能避障，使得仓储机器人具有很好的智能性。

本发明的物流仓储机器人用于顶升并搬运货架，其结构合理，顶升以及将升降套筒保持在高位的支撑力由两个连杆提供，且顶升及运动过程中的倾覆力矩由导向机构承受，支撑力与倾覆力分开由两种机构承受，这样可大大提高结构的可靠性，避免了传统丝杠顶升结构以及凸轮顶升结构中单一结构承受复杂力矩导致的不稳定性。

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。