一种无动力货架及货物运输装置的制作方法

本申请涉及一种无动力货架及货物运输装置。

背景技术：

移动机器人具有自主定位和导航的功能。一种典型的应用便是移动机器人主动背负货架，将货架从任意起始点运送至目的地。比如电商大型仓库中，货架的信息(包括货架上货物、货架位置等)已被提前标记，当系统发送指令给移动机器人时，移动机器人可自动背负货架，将货架运送至拣货员处或其他制定位置，从而实现从货到人的运送。在车间中，移动机器人可以接收mes指令，自动运送货架从起始点到目的地，从而完成工厂内的物流运输。

移动机器人基于雷达、磁条、色带、二维码等方式，可以实现自主定位和导航的功能。当安装有合适的执行机构时，则具备了自主移动至目的地，利用自身的执行机构完成任务，布置速度快；可以自主避障，灵活性高；易与各种智能配件进行结合，从而形成智能水平较高的产品。

厂内物流始终是工厂运行中的重要部分，海量的库存种类，日益增高的人力成本，24h不间断的物流任务，已经成为大型工厂的共同痛点。在人工成本日益增加的今天，工厂中简单重复、耗时耗人的物流也亟待提升。利用移动机器人进行厂内物流则是一种新的解决方案，移动机器人可以24h运行，可以与mes直接通讯，让物流的各个环节全部可视可控，同时其布置速度快、自主避障、灵活性高等特点可以让运送过程更稳定高效，免施工，回报快，更准确，尤其适用于厂内需24h支持、简单重复岗位，可显著降低工厂运行成本，提升工厂自动化、智能化水平。

现有移动机器人背负货架运送物品，货架都不具备主动装卸货物的功能。货物或是被人工放置在货架上，或是货架上有带倾角的滚道，让物品在重力作用下滑到货架上。

在申请号为2019108330638的专利申请中，是在设备口安装电机、齿轮、电机控制器，是将货架的动力移植到了设备口上。本申请将对此部分进行优化，直接借用设备的动力带动货架上的传输轨道，从而完成装卸货。

技术实现要素：

本申请要解决的技术问题是提供一种无动力货架及货物运输装置，直接借用设备的动力带动货架上的传输轨道，从而完成装卸货。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种无动力货架，所述的无动力货架能够与设备对接，所述的设备包括用于传送货物的第二传送轨道、在第二传送轨道的带动下能够同步转动的第三齿轮，所述的无动力货架包括货架本体、安装在所述的货架本体上的能够与设备的第二传送轨道相对接的第一传送轨道、在转动时能够带动所述的第一传送轨道运行的第一齿轮，当第一传送轨道与第二传送轨道相对接时，所述的第一齿轮能够与第三齿轮相啮合。

优选地，所述的第一传送轨道包括相互平行设置的两个第一传送带、用于带动所述的第一传送带循环运行的第一传送轮、与所述的第一传送轮同轴设置的第一转轴，所述的第一转轴的一端同轴设置有一第二齿轮，所述的第二齿轮与所述的第一齿轮相啮合。

优选地，所述的第一传送轨道的两侧分别设置有第一侧挡料条，所述的第一传送轨道的后侧设置有第一后挡料条，所述的第一齿轮及第二齿轮设置于所述的第一传送轨道的对接端。

优选地，所述的货架本体的下端还设置有多个万向脚轮。

本申请还提供一种货物运输装置，包括所述的一种无动力货架，所述的货物运输装置还包括所述的设备、及用于背负所述的无动力货架运行的机器人，所述的设备包括用于传送货物的第二传送轨道、在第二传送轨道的带动下能够同步转动的第三齿轮、用于驱动所述的第二传送轨道运行的驱动电机。

优选地，所述的第二传送轨道包括相互平行设置的两个第二传送带、用于带动所述的第二传送带循环运行的第二传送轮、与所述的第二传送轮同轴设置的第二转轴，所述的第二转轴的一端同轴设置有所述的第三齿轮，当所述的驱动电机驱动所述的第二传送带运行时，所述的第三齿轮在所述的第二转轴的带动下同步转动。

优选地，所述的第二传送轨道的两侧分别设置有第二侧挡料条，所述的第二传送轨道的后侧设置有第二后挡料条，所述的第三齿轮设置于所述的第二传送轨道的对接端。

优选地，所述的设备上还设置有一夹持模块，所述的无动力货架的对接侧设置有一连杆，当所述的无动力货架与所述的设备对接时，所述的连杆能够被所述的夹持模块夹持。

优选地，所述的夹持模块包括动夹头、静夹头、用于驱动动夹头动作的夹持气缸，所述动夹头和静夹头之间具有开口向上的夹口，所述的连杆能够穿过夹口落在动夹头与静夹头之间，当动夹头在所述的夹持气缸的驱动下，夹住所述的连杆时，所述的无动力货架的第一齿轮与设备的第三齿轮处于相啮合的位置。

优选地，所述的机器人包括导航模块和顶升模块，所述的顶升模块用于将无动力货架顶升至离开地面，所述的导航模块用于接收指令，根据所接受的指令将指定位置的无动力货架移动至能够与设备对接的位置。

本申请的一种无动力货架及货物运输装置，具有如下有益效果，一般情况下，设备较少，货架较多，当需要自动传输货物时，现有的方案或者不能保证传输的平稳性(利用重力传输)，或者每个货架上都需要电源、控制器等模块，费用很高。在这种情况下，本专利提出的方案可以直接利用设备的传输动力，在中间齿轮组的带动下，设备的动力可以直接被用来驱动货架上的轨道传输，从而以很少的部件、在不需要任何电机和控制器的情况下，平稳的实现装卸货。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1是本申请的货物运输装置的结构示意图；

图2是本申请的无动力货架的结构示意图；

图3是本申请的货物运输装置的局部放大图；

图4是本申请的货物运输装置的局部放大图；

图5是本申请的货物运输装置的局部放大图；

图6是本申请的无动力货架的传送轨道的结构示意图；

图7是本申请的无动力货架的传送轨道的局部放大图；

图8是本申请的设备的传送轨道的局部放大图；

图9是本申请的夹持模块的结构示意图；

图10是本申请的机器人的结构示意图；

图11是机器人背负无动力货架移动至设备端所在位置时的结构示意图，

其中：100、无动力货架；200、设备；300、机器人；

101、货架本体；102、连杆；103、万向脚轮；

10、第一传送轨道；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、第一转轴；14、第一传送带；15、第一侧挡料条；16、第一后挡料条；17、第一传送轮；

20、第二传送轨道；21、第三齿轮；22、第二转轴；23、第二传送带；24、第二侧挡料条；25、夹持气缸；26、动夹头；27、静夹头；31、顶升模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本申请一种货物运输装置，包括无动力货架100、能够与无动力货架100对接的设备200及用于背负所述的无动力货架100运行的机器人300。所述的设备200指车间或仓库等场所内吞吐货物的设备200。

如图2所示，为本申请的一种无动力货架100，所述的无动力货架100能够与设备200对接，所述的设备200包括用于传送货物的第二传送轨道20、在第二传送轨道20的带动下能够同步转动的第三齿轮21，所述的无动力货架100包括货架本体101、安装在所述的货架本体101上的能够与设备200的第二传送轨道20相对接的第一传送轨道10、在转动时能够带动所述的第一传送轨道10运行的第一齿轮11，当第一传送轨道10与第二传送轨道20相对接时，所述的第一齿轮11能够与第三齿轮21相啮合。所述的货架本体101的下端还设置有多个万向脚轮103。

如图6和7所示，所述的第一传送轨道10包括相互平行设置的两个第一传送带14、用于带动所述的第一传送带14循环运行的第一传送轮17、与所述的第一传送轮17同轴设置的第一转轴13，所述的第一转轴13的一端同轴设置有一第二齿轮12，所述的第二齿轮12与所述的第一齿轮11相啮合。所述的第一传送轨道10的两侧分别设置有第一侧挡料条15，所述的第一传送轨道10的后侧设置有第一后挡料条16，所述的第一齿轮11及第二齿轮12设置于所述的第一传送轨道10的对接端。第一侧挡料条15和第一后挡料条16能够保证货物不会从侧面和后侧掉落。

如图3～5、8，所述的设备200包括用于传送货物的第二传送轨道20、在第二传送轨道20的带动下能够同步转动的第三齿轮21、用于驱动所述的第二传送轨道20运行的驱动电机。所述的第二传送轨道20包括相互平行设置的两个第二传送带23、用于带动所述的第二传送带23循环运行的第二传送轮、与所述的第二传送轮同轴设置的第二转轴22，所述的第二转轴22的一端同轴设置有所述的第三齿轮21，当所述的驱动电机驱动所述的第二传送带23运行时，所述的第三齿轮21在所述的第二转轴22的带动下同步转动。所述的第二传送轨道20的两侧分别设置有第二侧挡料条24，所述的第二传送轨道20的后侧设置有第二后挡料条，所述的第三齿轮21设置于所述的第二传送轨道20的对接端。第二侧挡料条24和第二后挡料条能够保证货物不会从侧面和后侧掉落。

第一传送轨道10和第二传送轨道20也可以是链条与链轮的组合，摩擦轮与摩擦带的组合等其他形式。货架上的第一传送轨道10可以是一条或者多条，但高度都是与设备200的第二传送轨道20相配合的。

如图9所示，所述的设备200上还设置有一夹持模块，所述的无动力货架100的对接侧设置有一连杆102，当所述的无动力货架100与所述的设备200对接时，所述的连杆102能够被所述的夹持模块夹持。所述的夹持模块包括动夹头26、静夹头27、用于驱动动夹头26动作的夹持气缸25，所述动夹头26和静夹头27之间具有开口向上的夹口，所述的连杆102能够穿过夹口落在动夹头26与静夹头27之间，当动夹头26在所述的夹持气缸25的驱动下，夹住所述的连杆102时，所述的无动力货架100的第一齿轮11与设备200的第三齿轮21处于相啮合的位置。夹持模块相当于一个可以平移的夹爪，实现平移功能的元件包括但不限于气缸、电动缸、丝杆、弹簧机构等，模块可以实现支撑和夹持的功能。

如图10所示，所述的机器人300包括导航模块和顶升模块31，导航模块可以自主导航，使机器人300具备自主移动的能力。顶升模块31上包括托盘、顶升机构、旋转机构，托盘与货架底部接触，在顶升机构的带动下，托盘可以把货架顶起，从而使货架离地，从而背负在移动机器人300上。当机器人300顶起货架后，旋转机构可以在货架方向保持不变的情况下，机器人300完成旋转动作。

本申请的货物运输装置的工作步骤如下：

1.机器人300收到指令，在导航模块的控制下钻到制定的无动力货架100下，机器人300上的顶升模块31将无动力货架100顶起，从而完成无动力货架100背负到移动机器人300上这一动作。

2.机器人300背负无动力货架100自主运行至需要装货或卸货的设备200的传输口，并接近至设备200传输口前的指定位置，在此位置完成初定位，无动力货架100的连杆102正好处于夹持模块的夹持口上方。此时夹持口完全打开。如图11所示。

3.机器人300上升降模块下降，将无动力货架100放置在地上。特别说明，无动力货架100上第一齿轮11与设备200上第三齿轮21并不能准确啮合，两个齿轮中心的连心线的方向既不水平也不竖直，而是一条倾斜的线段。此时无动力货架100上远离连杆102的万向轮着地，靠近连杆102处的两条货架腿离地。

4.机器人300可退出无动力货架100底端，执行其他任务；也可停靠在原地不动。夹持机构此时执行夹持动作，推动连杆102在水平方向上平移，连杆102带动货架的第一齿轮11，使无动力货架100第一齿轮11正确啮合点的竖直线上，完成齿轮的精确定位。然后机器人300发出信号，表示“对接准备”完成。

经过以上四步，无动力货架100上的第一齿轮11与设备200上的第三齿轮21完成了正确啮合，当设备200上第二转轴22转动时，会经过齿轮组传动无动力货架100上的第一转轴13转动，从而使动力传输至无动力货架100，两条传输轨道可以在任意时刻保持相同方向、一定速度传送货物。

5.当设备200端收到“对接准备完成”的信号后，可以驱动设备200端的转轴转动，进行装卸货操作。

本申请的一种无动力货架100及货物运输装置，具有如下有益效果，一般情况下，设备200较少，货架较多，当需要自动传输货物时，现有的方案或者不能保证传输的平稳性(利用重力传输)，或者每个货架上都需要电源、控制器等模块，费用很高。在这种情况下，本专利提出的方案可以直接利用设备200的传输动力，在中间齿轮组的带动下，设备200的动力可以直接被用来驱动货架上的轨道传输，从而以很少的部件、在不需要任何电机和控制器的情况下，平稳的实现装卸货。

需要说明的是，在本申请的描述中，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。