一种旋转取货装置及取货机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种旋转取货装置及取货机器人。

背景技术：

随着互联网的迅速发展带动了物联网与传统行业的结合，人们探索线上、线下相结合的“新零售”模式，因此需要智能取货机器人进行配合取货。地面移动机器人在环境中无约束的运动需要一个具有优异性能的移动平台，机器人的运动机构则是机器人移动平台的一个重要组成部分，直接影响到机器人运动的稳定性、灵活性和可操作性。在现有的智能取货机器人，大多是服务于电商网站的线上订单，当在线订单信息释放给系统后，机器人会自动从仓库中挑选商品，然后将按照订单将商品整合到一起。

现有的移动机器人一般采用双轮差动驱动方式，采用两个共轴线的驱动轮共同驱动机器人的运动，结构比较简单，但是从运动学角度来讲这是一个非完整系统，当机器人需要向与轮面垂直的方向运动时，在不打滑的情况下不具有侧向移动的能力，所以必须先转体再前后移动，降低了运动效率，使得机器人灵活性不够，并且二轮车制动及低速行走时极不稳。四轮驱动机构虽然能避免这个缺点，但是机器人在行进过程中可能会出现一个轮子不着地的情况，由于机器人在平面上运动最多有三个自由度，这样便会出现冗余的情况，且结构设计比较复杂。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋转取货装置及取货机器人，运行平稳，并能根据需求任意改变取货机器人的前进方向，便于取货。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种旋转取货装置，包括取货件、伸缩机构和旋转机构，所述伸缩机构固定安装在所述旋转机构上，所述取货件固定安装在所述伸缩机构上，所述旋转机构驱动所述伸缩机构旋转设定角度使得所述取货件朝向货架，所述伸缩机构驱动所述取货件靠近或远离所述货架，以取出所述货架上的货物。

本实用新型的有益效果是：取货过程中，首先通过旋转机构驱动伸缩机构和取货件旋转设定角度，使得取货件朝向货架；然后通过伸缩机构驱动取货件靠近或远离货架，以进行取货。本实用新型运行平稳，并能根据需求任意改变取货件的前进方向，便于取货。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述旋转机构包括旋转圈和旋转驱动组件，所述旋转圈水平设置，所述伸缩机构架设在所述旋转圈上，所述旋转驱动组件驱动所述旋转圈旋转，并带动所述伸缩机构旋转设定角度。

采用上述进一步方案的有益效果是通过旋转驱动组件驱动旋转圈旋转，并带动伸缩机构和取货件旋转设定角度，使得取货件朝向货架，操作简便，便于取货。

进一步，所述旋转驱动组件包括外圈、电机一和齿轮，所述外圈水平安装在所述旋转圈的下方，所述旋转圈的内侧呈齿轮状，其可转动的安装在所述外圈上；所述电机一固定安装在所述外圈上，其驱动端沿竖直方向设置并伸入所述旋转圈内，所述齿轮固定套设在所述电机一的驱动端上，并与所述旋转圈的内侧啮合。

采用上述进一步方案的有益效果是旋转过程中，通过电机一驱动齿轮转动，利用齿轮与旋转圈内侧的啮合作用带动旋转圈旋转，从而实现旋转圈旋转，操作简便。

进一步，所述电机一通过机架架设在所述外圈上，并位于所述旋转圈的上方，其驱动端竖直朝下。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单。

进一步，所述伸缩机构包括伸缩架和伸缩驱动组件；所述伸缩架驱动组件固定安装在所述旋转圈上，所述伸缩架的一端水平可滑动的安装在所述伸缩驱动组件上，所述取货件固定安装在所述伸缩架的另一端上；所述伸缩驱动组件驱动所述伸缩架水平移动，并带动所述伸缩架上的所述取货件靠近或远离所述货架，以进行取货。

采用上述进一步方案的有益效果是取货过程中，通过伸缩驱动组件驱动伸缩架水平移动，并带动取货件靠近或远离货架，以进行取货，操作简便，省时省力。

进一步，所述伸缩驱动组件包括导轨、电机二、同步带和两个同步带轮，所述导轨水平架设在所述旋转圈的上方，两个所述同步带轮分别可转动的安装在所述导轨的两端，所述同步带套设在两个所述同步带轮上，其上固定连接有滑块；所述电机二固定安装在所述导轨的一端上，其驱动端与其中一个所述同步带轮固定连接；所述伸缩架的一端与所述滑块固定连接，所述取货件固定安装在所述伸缩架的另一端上；所述电机二驱动对应的同步带轮转动使得所述同步带转动，并通过所述滑块带动所述伸缩架上的所述取货件靠近或远离所述货架，以进行取货。

采用上述进一步方案的有益效果是取货过程中，通过电机二驱动对应的同步带轮转动使得同步带转动，并带动伸缩架和取货件靠近或远离货架，以进行取货，操作简便，取货方便快捷。

进一步，所述取货件包括至少一个磁铁一，所述货架上用于放置所述货物的托盘上固定安装有与所述磁铁一配合的磁铁二。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，取货方便。

一种取货机器人，包括上述所述的旋转取货装置和行走装置，所述行走装置安装在所述旋转取货装置的底部，并用于驱动所述旋转取货装置行走，使得所述旋转取货装置移动至对应的所述货架旁。

采用上述进一步方案的有益效果是通过行走装置驱动旋转取货装置行走，使得旋转取货装置移动至对应的所述货架旁，以进行取货，实现自动取货，方便快捷。

进一步，所述行走装置包括行走架、三个麦克纳姆轮和三个电机三，所述旋转机构固定安装在所述行走架的顶部，三个所述麦克纳姆轮分别可转动的安装在所述行走架的底部，并均匀间隔设置，三个所述麦克纳姆轮呈等边三角形分布；三个所述电机三分别固定安装在所述行走架的底部，其驱动端分别与三个所述麦克纳姆轮固定连接，并驱动所述麦克纳姆轮转动。

采用上述进一步方案的有益效果是通过三个电机三分别驱动三个麦克纳姆轮，利用麦克纳姆轮的特殊结构以及布设方式实现行走和转向，结构简单。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

11、取货件，12、旋转圈，13、外圈，14、电机一，15、伸缩架，16、导轨，17、电机二，18、滑块，19、行走架，20、麦克纳姆轮，21、电机三，22、垫块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种旋转取货装置，包括取货件11、伸缩机构和旋转机构，伸缩机构固定安装在旋转机构上，取货件11固定安装在伸缩机构上，旋转机构驱动伸缩机构旋转设定角度使得取货件11朝向货架，伸缩机构驱动取货件11靠近或远离货架，以取出货架上的货物。取货过程中，首先通过旋转机构驱动伸缩机构和取货件11旋转设定角度，使得取货件11朝向货架；然后通过伸缩机构驱动取货件11靠近或远离货架，以进行取货。本实用新型运行平稳，并能根据需求任意改变取货件11的前进方向，便于取货。

实施例1

在上述结构的基础上，本实施例中，取货件11包括至少一个磁铁一，货架上用于放置货物的托盘的底部固定安装有与磁铁一配合的磁铁二，结构简单，取货方便。上述磁铁一和磁铁二通过本领域技术人员所能想到的方式分别固定安装在伸缩机构上，例如同一环形架套住磁铁，环形架通过螺栓固定在伸缩机构上，环形架上以及伸缩机构上分别设有与螺栓配合的螺孔。

优选地，上述磁铁优先采用电磁铁，取货时电磁铁通电，卸货时电磁铁断电，方便取货和卸货，无需人工卸货，方便快捷，省时省力。

需要说明的是，取货时伸缩架15带动取货件11伸至托盘的底部，然后水平移出托盘即可，因此托盘上的货物不会掉落至地面上。

实施例2

在实施例一的基础上，本实施例中，旋转机构包括旋转圈12和旋转驱动组件，旋转圈12水平设置，伸缩机构通过支架架设在旋转圈12上。通过旋转驱动组件驱动旋转圈12旋转，并带动伸缩机构和取货件11旋转设定角度，使得取货件11朝向货架，操作简便，便于取货。

优选地，本实施例中，伸缩机构与旋转圈12之间的连接的支架纵截面呈v形，增加伸缩机构在旋转过程中的稳定性。

实施例3

在实施例二的基础上，本实施例中，旋转驱动组件包括外圈13、电机一14和齿轮，外圈13水平安装在旋转圈12的下方，旋转圈12的内侧呈齿轮状，其可转动的安装在外圈13上，具体安装方式为：外圈13的上侧沿周向间隔设有多个垫块22，上述垫块22分别与外圈13一体成型，旋转圈12可旋转的安装在外圈13的上方，其圆周边缘与垫块22相抵；上述垫块22可减少外圈13与旋转圈12之间的磨损，延长外圈13的使用寿命，节约成本，同时还可以对旋转圈12进行限位。电机一14通过机架架设在外圈13上，机架通过螺栓固定在外圈13上，电机一14的机壳通过螺栓与机架固定连接，电机一14的机壳上、机架上和外圈13上分别设有与螺栓配合的螺孔；电机一14的驱动端沿竖直方向设置并伸入旋转圈12内，齿轮固定套设(焊接)在电机一14的驱动端上，并与旋转圈12的内侧啮合。旋转过程中，通过电机一14驱动齿轮转动，利用齿轮与旋转圈12内侧的啮合作用带动旋转圈12旋转，从而实现旋转圈12旋转，操作简便。

另外，电机一14可以位于旋转圈12的上方，此时其驱动端竖直朝下并伸入旋转圈12内；电机一14也可以位于旋转圈12的下方，此时其驱动端竖直朝上并伸入旋转圈12内。

实施例4

在实施例一的基础上，本实施例中，伸缩机构包括伸缩架15和伸缩驱动组件；伸缩驱动组件通过支架固定安装在旋转圈12上，伸缩架15的一端水平可滑动的安装在伸缩驱动组件上，取货件11固定安装在伸缩架15的另一端上。取货过程中，通过伸缩驱动组件驱动伸缩架15水平移动，并带动取货件11靠近或远离货架，以进行取货，操作简便，省时省力。

上述伸缩驱动组件包括导轨16、电机二17、同步带和两个同步带轮，导轨16通过支架水平架设在旋转圈12的上方，支架的上端和下端分别通过螺栓与旋转圈12和导轨16固定连接，支架上、导轨16上以及旋转圈12上分别设有与螺栓配合的螺孔；两个同步带轮分别可转动的安装在导轨16的两端，每个同步带轮通过转轴可转动的安装在导轨16的对应端上，转轴的两端分别与导轨16的两侧转动连接，导轨16端部的两侧相对设有与转轴两端配合的转孔；同步带套设在两个同步带轮上，其上固定连接有滑块18，滑块18通过本领域技术人员所能想到的方式固定在同步带上。电机二17通过螺栓固定安装在导轨16的一端上，电机二17的机壳上以及导轨16的一端上分别设有与螺栓配合的螺孔；电机二17的驱动端与其中一个同步带轮固定连接(焊接)；伸缩架15的一端与滑块18固定连接，伸缩架15通过螺栓与滑块18固定连接，伸缩架15上以及滑块18上分别设有与螺栓配合的螺孔；取货件11固定安装在伸缩架15的另一端上。取货过程中，通过电机二17驱动对应的同步带轮转动使得同步带和另一个同步带轮转动，并带动伸缩架15上取货件11靠近或远离货架，以进行取货，操作简便，取货方便快捷。

上述同步带可设置在导轨16内的中心，此时伸缩架15的底部与滑块18固定连接；同步带也可以设置在导轨16内靠近一侧的位置，此时伸缩架15的一侧与滑块18固定连接，为了增加伸缩架15在移动过程中的稳定性，伸缩架15的另一侧还固定连接有一个滑块18，导轨16的另一侧上设有与该滑块18配合的滑轨。

本实用新型还提供一种取货机器人，包括的旋转取货装置和行走装置，行走装置安装在旋转取货装置的底部，并用于驱动旋转取货装置行走。取货过程中，通过行走装置驱动旋转取货装置行走，使得旋转取货装置移动至对应的所述货架旁，以进行取货，实现自动取货，方便快捷。行走装置包括行走架19、三个麦克纳姆轮20和三个电机三21，旋转机构固定安装在行走架19的顶部，上述麦克纳姆轮20采用的是现有技术，三个麦克纳姆轮20分别可转动的安装在行走架19的底部，并均匀间隔设置，三个麦克纳姆轮20呈等边三角形分布；三个电机三21分别固定安装在行走架19的底部，其驱动端分别与三个麦克纳姆轮20固定连接(焊接)，并驱动麦克纳姆轮20转动。

另外，行走架19由三脚架和支撑架组成，三脚架为等边三角形架，等边三角形架水平设置，支撑架竖直设置在等边三角形架上，其下端与等边三角形架中心固定连接，支撑架与等边三角形架一体成型；为了增加支撑架的稳定性，支撑架和等边三角形架之间倾斜设有连接杆，连接杆的上下端分别与支撑架和等边三角形架固定连接，连接杆与支撑架一体成型。外圈13通过螺栓固定在支撑架的顶部，支撑架的顶部以及外圈13上分别设有与螺栓配合的螺孔。三个电机三21分别通过螺栓固定安装在等边三角形架的三个角处，等边三角形架上以及三个电机三21的机壳上分别设有与螺栓配合的螺孔；三个电机三21的驱动端分别固定连接有一个麦克纳姆轮20，并分别驱动麦克纳姆轮20旋转，从而实现行走和转向。

上述电机三21和麦克纳姆轮20配合驱动机器人行走和转向的原理如下：电机三21驱动麦克纳姆轮20转动，麦克纳姆轮20圆周上设有多个成角度的周边滚轮，这些成角度的周边滚轮把一部分麦克纳姆轮20的转向力转化到一个麦克纳姆轮20转向力上面，依靠各自麦克纳姆轮20的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了机器人在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变麦克纳姆轮20自身的方向，同过三个麦克纳姆轮20成等边三角形排布，实现灵活的全方位移动转向。

需要说明的是，本实用新型优先采用蓄电池给上述电子器件供电，蓄电池可以采用一个或多个，采用一个蓄电池可能或出现绕线问题，因此优先采用多个蓄电池进行供电，例如行走架19上、外圈13上、导轨16上以及伸缩架15上分别设有一个蓄电池，分别给电机三21、电机一14、电机二17和电磁铁供电。上述蓄电池采用本领域技术人员所能想到的方式固定在对应的位置。

本实用新型的工作原理如下：

第一，通过三个电机三21分别驱动三个麦克纳姆轮20转动，从而带动旋转取货装置行走和转向至货架旁；第二，通过电机一14驱动齿轮转动，利用齿轮与旋转圈12内侧的啮合作用带动旋转圈12旋转，并带动伸缩机构和取货件11转动，至取货件11朝向货架；第三，通过电机二17驱动对应的同步带轮转动使得同步带和另一个同步带轮转动，并带动伸缩架15和取货件11靠近或远离货架，以进行取货，此时取货件11电磁铁处于通电状态；第四，行走装置将旋转取货装置和货物送至设定位置，取货件11电磁铁断电，货物从取货件11上掉落下来，取货完成。

需要说明的是，本实用新型所涉及到的所有的电机(型号ye-2)、蓄电池(型号6gfm65)和电磁铁(型号xda-50)均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器(型号tc-scr)电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。