一种搬运机器人的制作方法

本发明属于搬运自动化技术领域，尤其涉及一种搬运机器人。

背景技术：

随着物流行业及机器智能化的迅猛发展，现在对物流中货箱的搬运及存取的效率越来越高。比如电商的仓库中搬运电商货箱时，为了节省人工搬运成本，以及大大提高搬运的效率，现在很多电商的仓库在对货箱进行搬运时已经采用了智能化机器人；但是目前市面上的智能化搬运机器人主要是对单件货箱进行搬运存取；为了能使智能化搬运机器人更加提高搬运效率，所以就需要设计一种可以同时对多件货箱进行搬运存取的智能化搬运机器人。

本发明设计一种搬运机器人解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种搬运机器人，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种搬运机器人，其特征在于：它包括底座、壳体、万向轮、驱动机构、支撑杆、执行机构、螺纹套、第一电机、固定套、第三齿轮、第三l型板，其中底座上设有壳体；底座的下表面一端对称安装有两个万向轮，另一端对称安装有两个驱动机构；底座上表面上固定安装有第一电机、第三l型板和固定套；固定套的内圆面上对称开有两个贯通的键槽；螺纹套的一端通过轴承安装在第三l型板远离底座的一端圆孔中，另一端固定安装有第三齿轮；第一电机通过齿轮与轴的组合带动第三齿轮旋转；螺纹套的内圆面上具有内螺纹；螺纹套与固定套的中轴线共线；支撑杆的一端外圆面上对称安装有两个导键，支撑杆的外圆面上具有一段外螺纹且该段外螺纹靠近导键，支撑杆远离导键的一端到外螺纹之间沿支撑杆长度方向均匀地开有多个环槽；支撑杆具有导键的一端通过滑动配合的方式安装在固定套中，两个导键通过滑动配合的方式分别安装在两个键槽中；支撑杆穿出螺纹套和壳体，且支撑杆上的外螺纹与螺纹套的内螺纹相螺纹配合；支撑杆的每一个环槽处安装有一个执行机构，且执行机构均位于壳体上侧。

上述执行机构包括摆板、固定安装在摆板一端上表面的第二支撑板、固定安装在摆板侧面的斜支撑板、第二弧形板a、第二弧形板b、伺服电机、固定安装在上述支撑杆上的固定齿轮、涡卷弹簧、第二转轴、第一齿轮，其中摆板通过其一端所开安装圆孔套在上述支撑杆的相应环槽上，且摆板与支撑杆形成转动配合；第二转轴通过轴承安装在第二支撑板上端圆孔中，且第二转轴的两端分别固定安装有第二弧形板a和第二弧形板b；第二弧形板a的上表面和第二弧形板b的上表面相共面，第二弧形板a的弧度所处的圆心与第二弧形板b的弧度所处的圆心同心；斜支撑板远离摆板的一端的端面为水平面；第二转轴上设有涡卷弹簧，当第二弧形板a和第二弧形板b处于水平状态时，涡卷弹簧处于压缩状态；伺服电机固定安装在摆板上；固定齿轮靠近摆板；第一齿轮通过轴与伺服电机的电机轴相连接；第一齿轮与固定齿轮相啮合；第二弧形板a和第二弧形板b均与斜支撑板的水平面相配合。

上述驱动机构具有第二电机和驱动轮，第二电机使得驱动轮旋转。

作为本技术的进一步改进，货架机构包括l型支撑架和货架，其中l型支撑架由横板和竖板构成；沿l型支撑架竖板的长度方向上均匀地安装有多个货架。

上述货架包括第一支撑板、第一弧形板a、斜板a、第一弧形板b、斜板b、第一固定板、第一l型板，其中第一支撑板的一端固定安装在l型支撑架的竖板上，另一端固定安装有第一弧形板a；第一l型板的一端固定安装在l型支撑架的竖板上，另一端固定安装有第一固定板；第一固定板远离第一l型板的一端固定安装有第一弧形板b；第一弧形板a的上表面和第一弧形板b的上表面相共面，且第一弧形板a的上表面与水平面所构成的锐角在8度～12度之间；第一弧形板a的弧度所处的圆心与第一弧形板b的弧度所处的圆心同心；斜板a的一端固定安装在第一弧形板a的上表面上；斜板b的一端固定安装在第一弧形板b的上表面上；斜板a安装在第一弧形板a的安装点与斜板b安装在第一弧形板b的安装点所构成的连线与l型支撑架的竖板相垂直；斜板a与斜板b共面；斜板a与水平面所构成的锐角在40度～50度之间；斜板a和斜板b大小完全相同。

作为本技术的进一步改进，上述相应执行机构中的第二弧形板a和第二弧形板b与相应货架机构中的第一弧形板a和第一弧形板b相配合；上述相应执行机构中第二弧形板a的内弧面与第二弧形板b的外弧面之间的间距命名为d1；上述相应货架机构中第一弧形板a的内弧面与第一弧形板b的外弧面之间的间距命名为d2；d2大于d1。通过对d2和d1的合理设计，那么在d2大于d1的情况下，第二弧形板a和第二弧形板b在穿过第一弧形板a和第一弧形板b之间的间距过程中，第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴的轴线摆动时，第二弧形板a和第二弧形板b不会与第一弧形板a和第一弧形板b产生干涉。

作为本技术的进一步改进，它还包括中控模块和导航模块，其中中控模块安装在上述底座上，且中控模块位于壳体中；导航模块安装在壳体的外侧上；中控模块控制上述伺服电机、第一电机和第二电机；导航模块对机器人进行路径导航和距离识别。

作为本技术的进一步改进，它还包括第二齿轮、第四转轴、第三支撑板、第一减速器，其中上述第三l型板由横板和竖板构成；第三支撑板固定安装在第三l型板的竖板上；上述第一电机位于第三l型板的横板之下，且第一电机位于第三支撑板之下；第一电机位于第三l型板的竖板与上述固定套之间；上述第三齿轮位于第三l型板的横板之下；第一减速器安装在第一电机上，且第一减速器与第一电机相传动连接；第四转轴通过轴承安装在第三支撑板远离第三l型板的竖板的一端圆孔中，第四转轴的一端与第一减速器相连，另一端固定安装有第二齿轮；第二齿轮与上述第三齿轮相啮合。

作为本技术的进一步改进，上述驱动机构还包括第二固定板、第二减速器、第三固定板、固定安装在底座下表面的第四固定板、轮轴、驱动轮，其中上述第二电机通过第二固定板固定安装在底座的下表面上；第二减速器通过第三固定板安装在底座的下表面上；第二减速器与第二电机相传动连接；轮轴通过轴承安装在第四固定板的圆孔中，轮轴的一端安装驱动轮，另一端与第二减速器的输出端相连。

作为本技术的进一步改进，上述执行机构还包括第一转轴、第二l型板、a方孔、b方孔、连接块、第三转轴、单向离合器、限位轮，其中第二l型板的一端固定安装在上述摆板的上表面上，且第二l型板靠近上述支撑杆；上述伺服电机位于摆板的上表面；第一转轴通过轴承安装在第二l型板远离摆板的一端圆孔中，第一转轴的一端与伺服电机的电机轴相固连；上述第一齿轮固定安装在第一转轴远离伺服电机的一端上。

上述涡卷弹簧为两个；两个涡卷弹簧均套在上述第二转轴上，两个涡卷弹簧位于上述第二支撑板的两侧，两个涡卷弹簧位于第二弧形板a和第二弧形板b之间；两个涡卷弹簧的一端分别与第二转轴的外圆面相固连，另一端分别通过连接块安装在上述第二支撑板的相应侧面上。

上述第二弧形板a上开有贯通的a方孔；上述第二弧形板b上开有贯通的b方孔；a方孔和b方孔位于上述第二支撑板的两侧；a方孔和b方孔中所安装结构相同，对于a方孔：第三转轴安装在a方孔两侧面之间；单向离合器安装在第三转轴的外圆面上，单向离合器的外圆面上安装有限位轮；限位轮部分外圆面穿出第二弧形板a的上表面，限位轮穿出第二弧形板a的上表面的最高点到第二弧形板a的上表面的距离在1毫米～3毫米之间合适。这样的设计使得货箱下箱面能与第二弧形板a的上表面、第二弧形板b的上表面基本相接触，货箱的下箱面能与限位轮产生挤压接触，使得货箱与限位轮之间存在较大摩擦。

上述第二弧形板a远离斜支撑板的一端到第二转轴的距离，小于，第二弧形板a靠近斜支撑板的一端到第二转轴的距离；上述第二弧形板b远离斜支撑板的一端到第二转轴的距离，小于，第二弧形板b靠近斜支撑板的一端到第二转轴的距离。这样设计的原因在于：在利用第二弧形板a和第二弧形板b在货架上进行取货时，为了保证第二转轴与第二弧形板a相连接点b点位于货箱重心的前端，且货箱后端还能被第二弧形板a和第二弧形板b所支撑住，所以设定了第二弧形板a和第二弧形板b的两端距离。

作为本技术的进一步改进，上述限位轮的外圆面上周向均匀分布有弹性三角齿。弹性三角齿能加大对货箱可能向下滑落时的限位，进一步防止货箱从第二弧形板a和第二弧形板b上滑动下来。另外，由于弹性三角齿具有弹性，那么在货箱的重压下，弹性三角齿也容易被压缩变形，进一步减小由于弹性三角齿对货箱支撑所造成货箱的下箱面与第二弧形板a、第二弧形板b的摩擦接触面积减小的情况，相对地保证了货箱的下箱面与第二弧形板a、第二弧形板b有较大的摩擦接触面积。

作为本技术的进一步改进，当第二弧形板a处于水平状态时，上述第二弧形板a的上表面高于第二支撑板远离摆板的端面；当第二弧形板围绕第二转轴的轴线摆动时，第二支撑板远离摆板的一端始终不会穿过第二弧形板的上表面。这样的设计要求在于：第二弧形板a和第二弧形板b在穿过第一弧形板a和第一弧形板b之间的间距过程中，第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴的轴线摆动时，第二弧形板a和第二弧形板b会对货箱产生推动及支撑作用，第二支撑板远离摆板的一端不会与货箱的下箱面接触，保证第二弧形板a和第二弧形板b能顺利对货箱在货架上存取货。

作为本技术的进一步改进，上述第二弧形板a和第二弧形板b的上表面均为摩擦面。这样的设计在于，当货箱位于第二弧形板a和第二弧形板b的上表面上时，在第二弧形板a和第二弧形板b处于倾斜状态时，此状态下，由于第二弧形板a和第二弧形板b的上表面均为摩擦面，货箱通过与第二弧形板a、第二弧形板b之间的摩擦而不会从第二弧形板a和第二弧形板b滑落下来。

支撑杆具有导键的一端通过滑动配合的方式安装在固定套中，两个导键通过滑动配合的方式分别安装在两个键槽中；那么在两个导键的作用下，支撑杆无法进行旋转，另外两个导键可以保证支撑杆在固定套中轴向移动。两个导键始终跟随者支撑杆在相应的键槽中上下移动。支撑杆上的外螺纹与螺纹套的内螺纹相螺纹配合的设计在于：第一，当第二齿轮带动第三齿轮顺时针旋转时，第三齿轮带动螺纹套顺时针旋转，那么在支撑杆上的外螺纹与螺纹套的内螺纹相螺纹配合下，支撑杆向上轴向移动；第二，当第二齿轮带动第三齿轮逆时针旋转时，第三齿轮带动螺纹套逆时针旋转，那么在支撑杆上的外螺纹与螺纹套的内螺纹相螺纹配合下，支撑杆向下轴向移动。

第二转轴的两端分别固定安装有第二弧形板a和第二弧形板b，第二弧形板a的上表面和第二弧形板b的上表面相共面，那么第二弧形板a和第二弧形板b能围绕第二转轴的轴线同步摆动。

第二弧形板a和第二弧形板b均与斜支撑板的水平面相配合的设计在于：第一，当第二弧形板a和第二弧形板b处于水平状态时，涡卷弹簧处于预压缩状态，第二弧形板a下表面和第二弧形板b的下表面均与斜支撑板的水平面相贴合，那么斜支撑板能对第二弧形板a和第二弧形板b起到良好的支撑作用；由于涡卷弹簧处于预压缩状态，那么涡卷弹簧的复位力能保证第二弧形板a和第二弧形板b在不受外力作用时，第二弧形板a下表面和第二弧形板b的下表面始终能与斜支撑板的水平面产生贴合。第二，从第一齿轮向第二弧形板a的方向看，当第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴的轴线逆时针摆动时，第二转轴逆时针旋转，涡卷弹簧继续被压缩，第二弧形板a和第二弧形板b脱离与斜支撑板的水平面接触。第三，从第一齿轮向第二弧形板a的方向看，当第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴的轴线顺时针摆动时，第二弧形板a和第二弧形板b的顺时针摆动的最大位置为，第二弧形板a下表面和第二弧形板b的下表面均与斜支撑板的水平面相贴合的位置，此状态下二弧形板a和第二弧形板b无法继续围绕第二转轴的轴线顺时针摆动。

第一弧形板a的上表面和第一弧形板b的上表面相共面，且第一弧形板a的上表面与水平面所构成的锐角在8度～12度之间；斜板a与斜板b共面；斜板a与水平面所构成的锐角在40度～50度之间的设计在于：在货箱放置在第一弧形板a和第一弧形板b上后，由于第一弧形板a的上表面与水平面所构成的锐角在8度～12度之间，那么货箱在自重重力下沿第一弧形板a和第一弧形板b的倾斜面向下滑动；不过，斜板a和斜板b能对货箱产生限位作用，防止货箱从第一弧形板a和第一弧形板b掉落下来。对于斜板a与水平面所构成的锐角在40度～50度之间的要求，使得货箱在外力作用下较容易沿着斜板a和斜板b的斜面斜向上移动。

对于单向离合器的作用：从第一齿轮向第二弧形板a的方向看，单向离合器禁止限位轮逆时针旋转，允许限位轮顺时针旋转。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的搬运机器人结构简单，一次性能搬运多件货箱，大大提高了搬运机器人的搬运效率。

2、与现有技术中机器人存取货箱的动作需要至少两个电机配合运作来实现相比，本发明中的执行机构在存取货箱的过程中，整个执行机构只需要一个伺服电机即可，这样本发明的执行机构的制造成本相对减低，有利于本发明执行机构的批量生产和销售。

3、本发明的搬运机器人通过调节可以使得支撑杆具有升降功能，使得搬运机器人的执行机构能更大范围的适应不同高度的货架，更加提高搬运机器人的搬运效率，更加提高货架机构对货箱的储存量。

附图说明

图1是机器人整体及货架机构示意图。

图2是货架的安装示意图。

图3是货架的整体示意图。

图4是壳体内部所安装结构的剖面示意图。

图5是底座上所安装结构的示意图。

图6是驱动机构的安装示意图。

图7是第二齿轮的安装示意图。

图8是第二齿轮和第三齿轮相啮合的示意图。

图9是固定套的透视示意图。

图10是支撑杆的结构示意图。

图11是支撑杆滑动安装于固定套的剖面示意图。

图12是执行机构的安装示意图。

图13是摆板和固定齿轮的安装剖面示意图。

图14是第二弧形板a和第二弧形板b的安装示意图。

图15是第二弧形板a和第二弧形板b上所安装结构的局部示意图。

图16是涡卷弹簧安装示意图。

图17是第三转轴的安装示意图。

图18是限位轮的安装示意图。

图19是执行机构存取货箱的俯视图。

图20是执行机构取货箱的原理(一)示意图。

图21是执行机构取货箱的原理(二)示意图。

图中标号名称：1、l型支撑架；2、货架机构；3、底座；4、壳体；5、万向轮；6、驱动机构；7、支撑杆；8、执行机构；9、横板；10、竖板；12、货架；13、第一支撑板；14、第一弧形板a；15、斜板a；16、第一弧形板b；17、斜板b；18、第一固定板；19、第一l型板；21、驱动轮；22、轮轴；23、第二固定板；24、第二电机；25、第三固定板；26、第二减速器；27、第四固定板；29、固定齿轮；30、第一齿轮；31、第一转轴；32、伺服电机；33、第二l型板；34、摆板；35、第二支撑板；36、第二转轴；37、涡卷弹簧；38、连接块；39、第三转轴；40、单向离合器；41、限位轮；42、弹性三角齿；43、斜支撑板；44、第二弧形板a；45、第二弧形板b；46、a方孔；47、b方孔；48、安装圆孔；50、环槽；51、外螺纹；52、导键；53、固定套；54、键槽；55、第三l型板；56、第三支撑板；57、第二齿轮；58、第四转轴；59、第一减速器；60、第一电机；61、螺纹套；62、第三齿轮；63、中控模块；64、导航模块；67、货箱。

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明；但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

如图1、4、7所示，它包括底座3、壳体4、万向轮5、驱动机构6、支撑杆7、执行机构8、螺纹套61、第一电机60、固定套53、第三齿轮62、第三l型板55，如图1、4所示，其中底座3上设有壳体4；如图5所示，底座3的下表面一端对称安装有两个万向轮5，另一端对称安装有两个驱动机构6；如图5、7所示，底座3上表面上固定安装有第一电机60、第三l型板55和固定套53；如图9所示，固定套53的内圆面上对称开有两个贯通的键槽54；如图7、8所示，螺纹套61的一端通过轴承安装在第三l型板55远离底座3的一端圆孔中，另一端固定安装有第三齿轮62；第一电机60通过齿轮与轴的组合带动第三齿轮62旋转；螺纹套61的内圆面上具有内螺纹；螺纹套61与固定套53的中轴线共线；如图10所示，支撑杆7的一端外圆面上对称安装有两个导键52，支撑杆7的外圆面上具有一段外螺纹51且该段外螺纹51靠近导键52，支撑杆7远离导键52的一端到外螺纹51之间沿支撑杆7长度方向均匀地开有多个环槽50；如图9、10、11所示，支撑杆7具有导键52的一端通过滑动配合的方式安装在固定套53中，两个导键52通过滑动配合的方式分别安装在两个键槽54中；支撑杆7穿出螺纹套61和壳体4，且支撑杆7上的外螺纹51与螺纹套61的内螺纹相螺纹配合；如图1、12所示，支撑杆7的每一个环槽50处安装有一个执行机构8，且执行机构8均位于壳体4上侧。

如图12所示，上述执行机构8包括摆板34、如图14所示，固定安装在摆板34一端上表面的第二支撑板35、固定安装在摆板34侧面的斜支撑板43、第二弧形板a44、第二弧形板b45、伺服电机32、如图12所示，固定安装在上述支撑杆7上的固定齿轮29、如图16所示，涡卷弹簧37、第二转轴36、第一齿轮30，如图13、14所示，其中摆板34通过其一端所开安装圆孔48套在上述支撑杆7的相应环槽50上，且摆板34与支撑杆7形成转动配合；如图14所示，第二转轴36通过轴承安装在第二支撑板35上端圆孔中，且第二转轴36的两端分别固定安装有第二弧形板a44和第二弧形板b45；第二弧形板a44的上表面和第二弧形板b45的上表面相共面，第二弧形板a44的弧度所处的圆心与第二弧形板b45的弧度所处的圆心同心；斜支撑板43远离摆板34的一端的端面为水平面；如图15、16所示，第二转轴36上设有涡卷弹簧37，当第二弧形板a44和第二弧形板b45处于水平状态时，涡卷弹簧37处于压缩状态；如图13、14所示，伺服电机32固定安装在摆板34上；固定齿轮29靠近摆板34；第一齿轮30通过轴与伺服电机32的电机轴相连接；第一齿轮30与固定齿轮29相啮合；第二弧形板a44和第二弧形板b45均与斜支撑板43的水平面相配合。

如图6所示，上述驱动机构6具有第二电机24和驱动轮21，第二电机24使得驱动轮21旋转。

如图1、2所示，货架机构2包括l型支撑架1和货架12，如图2所示，其中l型支撑架1由横板9和竖板10构成；如图1、2所示，沿l型支撑架1竖板10的长度方向上均匀地安装有多个货架12。

如图3所示，上述货架12包括第一支撑板13、第一弧形板a14、斜板a15、第一弧形板b16、斜板b17、第一固定板18、第一l型板19，如图2、3所示，其中第一支撑板13的一端固定安装在l型支撑架1的竖板10上，另一端固定安装有第一弧形板a14；第一l型板19的一端固定安装在l型支撑架1的竖板10上，另一端固定安装有第一固定板18；如图3所示，第一固定板18远离第一l型板19的一端固定安装有第一弧形板b16；第一弧形板a14的上表面和第一弧形板b16的上表面相共面，且第一弧形板a14的上表面与水平面所构成的锐角在8度～12度之间；第一弧形板a14的弧度所处的圆心与第一弧形板b16的弧度所处的圆心同心；斜板a15的一端固定安装在第一弧形板a14的上表面上；斜板b17的一端固定安装在第一弧形板b16的上表面上；斜板a15安装在第一弧形板a14的安装点与斜板b17安装在第一弧形板b16的安装点所构成的连线与l型支撑架1的竖板10相垂直；斜板a15与斜板b17共面；斜板a15与水平面所构成的锐角在40度～50度之间；斜板a15和斜板b17大小完全相同。

上述相应执行机构8中的第二弧形板a44和第二弧形板b45与相应货架机构2中的第一弧形板a14和第一弧形板b16相配合；上述相应执行机构8中第二弧形板a44的内弧面与第二弧形板b45的外弧面之间的间距命名为d1；上述相应货架机构2中第一弧形板a14的内弧面与第一弧形板b16的外弧面之间的间距命名为d2；d2大于d1。通过对d2和d1的合理设计，那么在d2大于d1的情况下，第二弧形板a和第二弧形板b在穿过第一弧形板a和第一弧形板b之间的间距过程中，第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴36的轴线摆动时，第二弧形板a和第二弧形板b不会与第一弧形板a和第一弧形板b产生干涉。

如图1、4所示，它还包括中控模块63和导航模块64，如图4、5所示，其中中控模块63安装在上述底座3上，且中控模块63位于壳体4中；如图4所示，导航模块64安装在壳体4的外侧上；中控模块63控制上述伺服电机32、第一电机60和第二电机24；导航模块64对机器人进行路径导航和距离识别。

如图6、7所示，它还包括第二齿轮57、第四转轴58、第三支撑板56、第一减速器59，如图6、7所示，其中上述第三l型板55由横板9和竖板10构成；第三支撑板56固定安装在第三l型板55的竖板10上；上述第一电机60位于第三l型板55的横板9之下，且第一电机60位于第三支撑板56之下；第一电机60位于第三l型板55的竖板10与上述固定套53之间；上述第三齿轮62位于第三l型板55的横板9之下；第一减速器59安装在第一电机60上，且第一减速器59与第一电机60相传动连接；第四转轴58通过轴承安装在第三支撑板56远离第三l型板55的竖板10的一端圆孔中，第四转轴58的一端与第一减速器59相连，另一端固定安装有第二齿轮57；第二齿轮57与上述第三齿轮62相啮合。

如图6所示，上述驱动机构6还包括第二固定板23、第二减速器26、第三固定板25、固定安装在底座3下表面的第四固定板27、轮轴22、驱动轮21，如图6所示，其中上述第二电机24通过第二固定板23固定安装在底座3的下表面上；第二减速器26通过第三固定板25安装在底座3的下表面上；第二减速器26与第二电机24相传动连接；轮轴22通过轴承安装在第四固定板27的圆孔中，轮轴22的一端安装驱动轮21，另一端与第二减速器26的输出端相连。

如图13、14所示，上述执行机构8还包括第一转轴31、第二l型板33、a方孔46、b方孔47、连接块38、第三转轴39、单向离合器40、限位轮41，如图13、14所示，其中第二l型板33的一端固定安装在上述摆板34的上表面上，且第二l型板33靠近上述支撑杆7；上述伺服电机32位于摆板34的上表面；第一转轴31通过轴承安装在第二l型板33远离摆板34的一端圆孔中，第一转轴31的一端与伺服电机32的电机轴相固连；上述第一齿轮30固定安装在第一转轴31远离伺服电机32的一端上。

如图15、16所示，上述涡卷弹簧37为两个；两个涡卷弹簧37均套在上述第二转轴36上，两个涡卷弹簧37位于上述第二支撑板35的两侧，两个涡卷弹簧37位于第二弧形板a44和第二弧形板b45之间；两个涡卷弹簧37的一端分别与第二转轴36的外圆面相固连，另一端分别通过连接块38安装在上述第二支撑板35的相应侧面上。

如图14所示，上述第二弧形板a44上开有贯通的a方孔46；上述第二弧形板b45上开有贯通的b方孔47；a方孔46和b方孔47位于上述第二支撑板35的两侧；a方孔46和b方孔47中所安装结构相同，对于a方孔46：如图17、18所示，第三转轴39安装在a方孔46两侧面之间；单向离合器40安装在第三转轴39的外圆面上，单向离合器40的外圆面上安装有限位轮41；限位轮41部分外圆面穿出第二弧形板a44的上表面，限位轮41穿出第二弧形板a44的上表面的最高点到第二弧形板a44的上表面的距离在1毫米～3毫米之间合适。这样的设计使得货箱67下箱面能与第二弧形板a的上表面、第二弧形板b的上表面基本相接触，货箱67的下箱面能与限位轮41产生挤压接触，使得货箱67与限位轮41之间存在较大摩擦。

如图14所示，上述第二弧形板a44远离斜支撑板43的一端到第二转轴36的距离，小于，第二弧形板a44靠近斜支撑板43的一端到第二转轴36的距离；上述第二弧形板b45远离斜支撑板43的一端到第二转轴36的距离，小于，第二弧形板b45靠近斜支撑板43的一端到第二转轴36的距离。这样设计的原因在于：在利用第二弧形板a44和第二弧形板b45在货架12上进行取货时，为了保证第二转轴36与第二弧形板a44相连接点b点位于货箱67重心的前端，且货箱67后端还能被第二弧形板a44和第二弧形板b45所支撑住，所以设定了第二弧形板a44和第二弧形板b45的两端距离。

如图18所示，上述限位轮41的外圆面上周向均匀分布有弹性三角齿42。弹性三角齿42能加大对货箱67可能向下滑落时的限位，进一步防止货箱67从第二弧形板a和第二弧形板b上滑动下来。另外，由于弹性三角齿42具有弹性，那么在货箱67的重压下，弹性三角齿42也容易被压缩变形，进一步减小由于弹性三角齿42对货箱67支撑所造成货箱67的下箱面与第二弧形板a、第二弧形板b的摩擦接触面积减小的情况，相对地保证了货箱67的下箱面与第二弧形板a、第二弧形板b有较大的摩擦接触面积。

当第二弧形板a44处于水平状态时，上述第二弧形板a44的上表面高于第二支撑板35远离摆板34的端面；当第二弧形板围绕第二转轴36的轴线摆动时，第二支撑板35远离摆板34的一端始终不会穿过第二弧形板的上表面。

上述第二弧形板a44和第二弧形板b45的上表面均为摩擦面。这样的设计在于，当货箱67位于第二弧形板a和第二弧形板b的上表面上时，在第二弧形板a和第二弧形板b处于倾斜状态时，此状态下，由于第二弧形板a44和第二弧形板b45的上表面均为摩擦面，货箱67通过与第二弧形板a44、第二弧形板b45之间的摩擦而不会从第二弧形板a44和第二弧形板b45滑落下来。

当第二弧形板a44处于水平状态时，上述第二弧形板a44的上表面高于第二支撑板35远离摆板34的端面；当第二弧形板围绕第二转轴36的轴线摆动时，第二支撑板35远离摆板34的一端始终不会穿过第二弧形板的上表面。这样的设计要求在于：第二弧形板a和第二弧形板b在穿过第一弧形板a和第一弧形板b之间的间距过程中，第二弧形板a和第二弧形板b围绕第二转轴36的轴线摆动时，第二弧形板a和第二弧形板b会对货箱67产生推动及支撑作用，第二支撑板35远离摆板34的一端不会与货箱67的下箱面接触，保证第二弧形板a和第二弧形板b能顺利对货箱67在货架12上存取货。

本发明的导航模块64能够获取从当前位置到目标位置的路径信息。在本发明公开实施流程中，导航定位模块可以是激光导航、二维码导航、室内定位惯性导航、或磁带导航等方式，导航定位模块使得机器人自动获取当前位置到目标位置的路径信息或者距离，实现机器人根据路径信息及距离进行存取货箱67。本发明不限制导航模块64采用的具体导航方式，只要能够实现机器人自主导航即可，本领域技术人员可根据实际应用情况具体设定导航方式。

本发明的中控模块63可以根据接收到的路径信息、距离信息、取货箱67信息、存货箱67信息等进行分析，然后对伺服电机32、第一电机60和第二电机24进行分别控制。本发明的中控模块63不限制中控模块63采用的具体信息处理方式，只要能够实现机器人自主存取货箱67即可，本领域技术人员可根据实际应用情况具体设定。

本发明的工作流程：

对于本发明的机器人的直线行走：当导航模块64根据路径信息需要机器人直线行走时，导航模块64将路径信息传送给中控模块63，中控模块63进行分析后对两个驱动机构6的第二电机24进行分别控制；在机器人直线行走时，两个驱动机构6中的第二电机24的输出功率相同，对于其中一个驱动机构6的传动过程：第二电机24经第二减速器26和轮轴22带动驱动轮21旋转；在机器人直线行走时，两个驱动机构6中的驱动轮21旋转速度相同，这样在两个驱动机构6的驱动下，以及两个万向轮5的自动配合下，机器人实现直线行走。

对于本发明的机器人行走过程中的转向：当导航模块64根据路径信息需要机器人继续转向时，导航模块64将路径信息传送给中控模块63，中控模块63进行分析后对两个驱动机构6的第二电机24进行分别控制；在机器人转向行走时，两个驱动机构6中的第二电机24的输出功率不同，那么两个驱动机构6中的驱动轮21旋转速度不同，这样在两个驱动机构6的驱动下，以及两个万向轮5的自动配合下，机器人实现转向。

当机器人行走到接近货架机构2的位置时，导航模块64识别到设定的距离，导航模块64将距离信号传递给中控模块63，中控模块63控制两个驱动机构6使得机器人停止设定的位置。机器人停止到货架机构2的设定位置：如图19所示，机器人上的支撑杆7的中轴线穿过第一弧形板b16的弧度所处的圆心。这样的位置要求使得，执行机构8中的摆板34围绕支撑杆7的中轴线摆动时，执行机构8中的第二弧形板a44和第二弧形板b45能穿过货架12中的第一弧形板a14与第一弧形板b16之间的间距。

当机器人需要取货箱67时，以支撑杆7上的最下侧的执行机构8与l型支撑架1上最下侧的货架12相配合取货为例：从水平的角度看，如图20中(a)所示，假设第二弧形板a44与第二转轴36相连的点为b点，斜板b17远离第一弧形板b16的端点为a点，货箱67的重心点为c点。货箱67放置在第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面上，货箱67跟随第一弧形板a14和第一弧形板b16呈倾斜状态，货箱67被斜板a15和斜板b17所挡住。在执行机构8准备取货箱67之前，在竖直方向上，a点低于b点，b点低于c点；如图12所示，第二弧形板a44和第二弧形板b45处于水平状态时，涡卷弹簧37处于预压缩状态，第二弧形板a44下表面和第二弧形板b45的下表面均与斜支撑板43的水平面相贴合。

设定第二弧形板a44与b点距离短的一端为板前端，第二弧形板a44与b点距离长的一端为板后端。在货箱67放置在第一弧形板b16时，货箱67下表面与斜板b17相接触的一端为货前端，货箱67下表面远离斜板b17的一端为货后端。如果货箱67沿着第二弧形板a44的上板面向下滑动时，货箱67通过摩擦使得限位轮41旋转方向为逆时针。

中控模块63接收到取货箱67的信息且分析后，中控模块63控制伺服电机32启动；如图19所示，此时俯视看第一齿轮30，伺服电机32经第一转轴31带动第一齿轮30逆时针旋转，那么第一齿轮30会围绕固定齿轮29外圆面逆时针公转，第一齿轮30经第一转轴31、第二l型板33带动摆板34围绕支撑杆7的中轴线逆时针旋转，摆板34上所安装结构均跟随摆板34运动，那么第二弧形板a44和第二弧形板b45向第一弧形板a14和第一弧形板b16方向以水平的方式逆时针旋转过去。由于第二转轴36能使第二弧形板a44和第二弧形板b45同步运动，第二弧形板a44、第二弧形板b45上的限位轮41和单向离合器40的作用相同，以叙述第二弧形板a44及第二弧形板a44上的限位轮41和单向离合器40为例：如图20中(a)所示，在第二弧形板a44跟随摆板34以水平的方式逆时针旋转过程中，第二弧形板a44逐渐进入到第一弧形板a14和第一弧形板b16之间间距中；随着第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，第二弧形板a44的板前端会与货箱67的下表面相接触；如图20中(b)所示，第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，使得第二弧形板a44的板前端受到货箱67下表面的挤压，第二弧形板a44围绕b点逆时针摆动，涡卷弹簧37继续被压缩；随着第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，限位轮41与货箱67下表面相挤压接触，由于限位轮41穿出第二弧形板a44上表面的距离在1毫米～3毫米，限位轮41对货箱67支撑的角度极小，甚至忽略不计，那么第二弧形板a44的上表面基本会与货箱67下表面相贴合。如图21中(a)所示，随着第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，那么第二弧形板a44能给货箱67水平方向的推动力，货箱67的货前端沿着斜板b17的斜板面斜向上滑动，货箱67的货后端沿着第一弧形板b16的上表面斜向下滑动，此过程中第二弧形板a44的上表面会始终与货箱67下表面基本相贴合，保证第二弧形板a44能持续给货箱67一个水平方向的推动力；此过程中，相对地，货箱67在第二弧形板a44的上表面上向后滑动，在单向离合器40的作用下，限位轮41允许顺时针旋转，限位轮41对货箱67的后移不会产生限位，在水平方向上b点位于c点的前侧，a点位于b点前侧。

当货箱67的货前端沿斜板b17斜向上移动到一定程度后，货箱67的货前端从斜板b17的a点上脱离，货箱67的货后端还与第一弧形板b16所接触，此时货箱67依然处于倾斜状态，第二弧形板a44的上表面依然与货箱67下表面基本相贴合，限位轮41上的弹性三角齿42与货箱67下表面弹性挤压接触，限位轮41对货箱67所支撑起来的角度极小，甚至忽略不计；此状态下，第二弧形板a44的上表面为摩擦面，以及单向离合器40禁止限位轮41逆时针旋转，限位轮41及摩擦面能避免货箱67可能向下滑动的情况，保证货箱67稳定在第二弧形板a44和第一弧形板b16上。

如图21中(b)所示，随着第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，第二弧形板a44通过与货箱67之间的摩擦力来带动货箱67在水平方向上继续前进，货箱67的货后端依然沿着第一弧形板b16的上表面斜向下滑动，货箱67从倾斜状态逐渐转变为水平状态；由于涡卷弹簧37的复位作用，第二弧形板a44的上表面能保持始终与货箱67下表面基本相贴合，那么第二弧形板a44也从倾斜状态逐渐转变为水平状态；此过程中，相对地，货箱67在第二弧形板a44上相对静止，在水平方向上b点位于c点的前侧，b点向a点前进直到越过a点。当货箱67转变为水平状态时，第二弧形板a44也处于水平状态，此时货箱67的重心c点位于第二弧形板a44的b点的后面，涡卷弹簧37恢复到初始状态。在第二弧形板a44处于水平状态时，第二弧形板a44与斜支撑板43的水平面接触，那么斜支撑板43能对第二弧形板a44起到很好的支撑作用。由于货箱67的重心c点位于第二弧形板a44的b点的后面，且在斜支撑板43对第二弧形板a44的支撑下，货箱67便水平平稳放置在第二弧形板a44上，且货箱67不会使第二弧形板a44围绕b点逆时针摆动，货箱67不会从第二弧形板a44上掉落下来。

如图21中(b)所示，随着第二弧形板a44继续以水平的方式逆时针旋转，第二弧形板a44将货箱67从第一弧形板b16上取下。

最终，在摆板34经第二支撑板35、第二转轴36带动第二弧形板a44和第二弧形板b45以水平的方式逆时针旋转下，第二弧形板a44和第二弧形板b45能将货箱67从第一弧形板a14和第一弧形板b16上取下。在第二弧形板a44和第二弧形板b45将货箱67完全取下后，摆板34带动经第二支撑板35、第二转轴36带动第二弧形板a44和第二弧形板b45以水平的方式逆时针旋转到机器人壳体4的正上方后，中控模块63使得伺服电机32停止，第一齿轮30不再逆时针旋转，取货箱67的动作完毕。

当货箱67需要从执行机构8放置在货架12上时，本发明机器人的位置和取货时停止的位置相同，同样以最下侧的执行机构8与l型支撑架1上最下侧的货架12相配合存货为例：货箱67放置在第二弧形板a44和第二弧形板b45的上表面上，货箱67跟随第一弧形板a14和第一弧形板b16呈水平状态，涡卷弹簧37处于压缩状态，第二弧形板a44下表面和第二弧形板b45的下表面均与斜支撑板43的水平面相贴合。在执行机构8准备存货箱67之前，在竖直方向上，a点依然低于b点，b点依然低于c点。

中控模块63接收到存货箱67的信息且分析后，中控模块63控制伺服电机32启动；如图19所示，此时俯视看第一齿轮30，伺服电机32经第一转轴31带动第一齿轮30顺时针旋转，那么第一齿轮30会围绕固定齿轮29外圆面顺时针公转，第一齿轮30经第一转轴31、第二l型板33带动摆板34围绕支撑杆7的中轴线顺时针旋转，摆板34上所安装结构均跟随摆板34运动，那么第二弧形板a44和第二弧形板b45向第一弧形板a14和第一弧形板b16方向以水平的方式顺时针旋转过去。由于第二转轴36能使第二弧形板a44和第二弧形板b45同步运动，第二弧形板a44、第二弧形板b45上的限位轮41和单向离合器40的作用相同，以叙述第二弧形板a44及第二弧形板a44上的限位轮41和单向离合器40为例：在第二弧形板a44跟随摆板34以水平的方式顺时针旋转过程中，第二弧形板a44逐渐进入到第一弧形板a14和第一弧形板b16之间间距中；随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，第二弧形板a44的板后端会与先进入到第一弧形板a14和第一弧形板b16之间间距中；随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，使得第二弧形板a44上的货箱67的货后端基本同时与第一弧形板a14的上表面、第一弧形板b16的上表面相接触。随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，第二弧形板a44给货箱67一个水平推动力，使得货箱67的货后端沿着第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面斜向上滑动，货箱67的货前端位于第二弧形板a44的上表面上且相对于第二弧形板a44静止不动；此过程中货箱67从水平状态逐渐变化为倾斜状态，货箱67的逐渐倾斜使得第二弧形板a44围绕b点逆时针摆动，涡卷弹簧37继续被压缩，第二弧形板a44的上表面基本与货箱67的下表面相贴合，限位轮41上的弹性三角齿42与货箱67下表面依然处于弹性挤压接触的状态，限位轮41对货箱67所支撑起来的角度极小，甚至忽略不计；此状态下，第二弧形板a44的上表面为摩擦面，以及单向离合器40禁止限位轮41逆时针旋转，限位轮41及摩擦面能避免货箱67可能向下滑动的情况，保证货箱67处于倾斜状态时不会第二弧形板a44上滑落下来。

随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，第二弧形板a44持续给货箱67一个水平推动力，使得货箱67的货后端持续沿着第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面斜向上滑动，货箱67的倾斜逐渐使得货箱67的下表面逐渐与第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面相平行，b点会越过a点，货箱67货后端在跟随第二弧形板a44运动的情况下，货后端也会越过a点且越过斜板b17；随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，当第二弧形板a44的板前端穿过第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面后，货箱67货后端不再与第二弧形板a44的上表面相接触，而是从第二弧形板a44上脱离掉落在第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面，这样货箱67的货前端和货后端都在第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面，最终货箱67在自身重力下沿着第一弧形板a14和第一弧形板b16的上表面斜向下滑动，直到货箱67被斜板a15和斜板b17所挡住。

随着第二弧形板a44继续以水平的方式顺时针旋转，在第二弧形板a44从第一弧形板a14和第一弧形板b16之间逐渐脱离后，在涡卷弹簧37的复位作用下，第二弧形板a44围绕b点顺时针摆动到水平状态的原始位置。第二弧形板b45也会在涡卷弹簧37的复位下和第二弧形板a44同步顺时针摆动到水平状态的原始位置。

最终，摆板34带动经第二支撑板35、第二转轴36带动第二弧形板a44和第二弧形板b45以水平的方式顺时针旋转到机器人壳体4的正上方后，中控模块63使得伺服电机32停止，第一齿轮30不再顺时针旋转，存货箱67的动作完毕。

设定螺纹套61顺时针旋转时，在支撑杆7上的外螺纹51与螺纹套61的内螺纹相螺纹配合下，支撑杆7向上轴向移动。

当出现执行机构8为三个，而货架12为四个时，处于支撑杆7最上侧的执行机构8的高度无法与l型支撑架1上的最上侧的货架12相匹配，最上侧的执行机构8无法对最上侧的货架12进行存取货。为了能使最上侧的执行机构8能对最上侧的货架12进行存取货，所以本发明还设计了第三l型板55、第三支撑板56、第二齿轮57、第四转轴58、第一减速器59、第一电机60、螺纹套61和第三齿轮62来对支撑杆7进行升降。支撑杆7的上升使得最上侧的执行机构8能对最上侧的货架12进行存取货。支撑杆7具有导键52的一端的初始状态为，支撑杆7具有导键52的一端位于固定套53的底部且与底座3的上表面相接触。支撑杆7上升的流程：中控模块63接收到上升支撑杆7的信息且分析后，中控模块63控制第一电机60启动；第一电机60经第一减速器59、第四转轴58和第二齿轮57带动第三齿轮62顺时针旋转，第三齿轮62带动螺纹套61顺时针旋转，那么在支撑杆7上的外螺纹51与螺纹套61的内螺纹相螺纹配合下，支撑杆7向上轴向移动；当支撑杆7上的最上侧执行机构8上升到需要的高度后，中控模块63控制第一电机60停止，进而第三齿轮62和螺纹套61不再顺时针旋转，此时螺纹套61的内螺纹与支撑杆7上的外螺纹51在螺纹自锁的作用下，支撑杆7所在的位置被锁定，保证最上侧执行机构8能稳定与最上侧货架12进行存取货。当支撑杆7需要下降移动复位时，中控模块63控制第一电机60反转，第一电机60经第一减速器59、第四转轴58和第二齿轮57带动第三齿轮62逆时针旋转，第三齿轮62带动螺纹套61逆时针旋转，那么在支撑杆7上的外螺纹51与螺纹套61的内螺纹相螺纹配合下，支撑杆7向下轴向移动复位，在支撑杆7复位到初始位置后，中控模块63控制第一电机60停止。在支撑杆7升降的过程中，两个导键52始终跟随者支撑杆7在相应的键槽54中上下移动，且两个导键52不会从固定套53中脱离出来，保证支撑杆7无法进行旋转，而使支撑杆7能实现升降。

相对于传统的搬运自动化技术，本发明的搬运机器人可以通过控制支撑杆上的相应执行机构来对l型支撑架上的不同高度的货架进行存取货动作，使得搬运机器人能一次性搬运多件货物，从而提高搬运机器人的搬运效率。通过第二齿轮、第四转轴、第一电机、螺纹套和第三齿轮的设计，可以使得支撑杆具有升降的功能，从而支撑杆上相应的执行机构通过升降的方式与更高处的货架进行存取货，进而搬运机器人能更高效地与不同货架机构进行配合，更加提高搬运机器人的搬运效率，更加提高货架机构对货箱的储存量。本发明结构简单，具有较好的使用效果。