室内配送机器人的制作方法

本实用新型涉及物流配送技术领域，具体涉及一种室内配送机器人。

背景技术：

众所周知，物流配送行业在前后两端的运送成本最高且运送效率最低，也就是最接近发件人与收件人的两端，由于前后两端的用户比较分散，为提高效率，快递公司需要配更多的快递员才能满足，随着包裹量逐年以30％的速度增长，以后的人工成本会更高，同时随着人口红利的逐渐缩减，高昂的运送成本与派送效率低下的问题更将加突出。

技术实现要素：

本实用新型提供一种室内配送机器人，以解决运送效率低下的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种室内配送机器人，所述室内配送机器人包括：主体；传感器和控制器，均设置于所述主体，所述传感器用于进行检测，所述控制器用于获得所述检测的结果以发出至少两种控制指令；承载机构，设置于所述主体，并用于接收一种所述控制指令而可相对所述主体升降运动，以承载货柜；驱动机构，设置于所述主体，并用于接收另一种所述控制指令而驱动所述主体移动。

可选地，所述承载机构包括升降组件和承载台，所述升降组件设置于所述主体，所述承载台位于所述主体顶面，并连接所述升降组件的驱动端。

可选地，所述升降组件包括动力源和输出轴，所述动力源固定于所述主体内，所述输出轴垂直设置，且与所述动力源动力耦合，所述输出轴顶端固定于所述承载台中央；所述承载机构包括至少两组引导组件，每组所述引导组件均包括套筒和引导杆，所述套筒垂直设置于所述输出轴周边，所述引导杆至少部分位于所述套筒内，所述引导杆的顶端伸出所述套筒且固定于所述承载台周边。

可选地，所述室内配送机器人包括可控固定件，所述可控固定件设置于所述承载台；所述传感器包括对位传感器，所述对位传感器设置于所述承载台，用于在检测到所述货柜处于所述承载台上方时，向所述控制器发出货柜在位检测信号，以使得所述控制器响应所述货柜在位检测信号，生成升降控制指令，以控制所述动力源工作，驱动所述输出轴顶升所述承载台，且控制所述可控固定件将所述货柜固定于所述承载台。

可选地，所述可控固定件是吸箱磁铁，所述吸箱磁铁在不通电时具有磁性，而在通电时消磁。

可选地，所述承载机构还包括缓冲件，所述缓冲件设置在所述主体与所述承载台之间；所述承载机构包括第一导向组件，所述第一导向组件设置于所述承载台，所述货柜上设置有第二导向组件，所述第一导向组件与所述第二导向组件滑动配合，以便于承载并定位所述货柜；所述第一导向组件包括两组，每组所述第一导向组件均包括导向件和滚轮，两个所述导向件间隔平铺于所述承载台的承载面，两个所述导向件相邻的内侧面之间的间距从一端到另外一端逐渐缩小，两个所述导向件间距较小的一端为所述滚轮设置位置，每个所述滚轮轴向垂直地设置在一所述导向件的所述间距较小端，且两个所述滚轮相邻的内侧之间的间距小于相应位置的两个所述导向件的内侧间距。

可选地，所述主体包括第一主体部和第二主体部，所述承载机构设置在所述第一主体部上，所述第二主体部设置在所述第一主体部的侧边，且自所述第一主体部侧边向上延伸而出；所述控制器位于所述第一主体部内部，所述第一主体部为镂空结构，以暴露所述控制器，所述第二主体部用于装配至少部分所述传感器。

可选地，所述第一主体部为方形结构，所述第一主体部具有与地面相对的底面，所述传感器包括激光雷达传感器、底部距离传感器以及超声波传感器，所述激光雷达传感器数量为二，两个所述激光雷达传感器分别设置于所述第一主体部的平面对角线的顶点位置，所述激光雷达传感器用于检测障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制器发送第一避障传感信号，所述控制器响应所述第一避障传感信号并控制所述主体减速或停止运动；所述底部距离传感器设置于所述底面，用于检测地面平整度，并将所述地面平整度发送至所述控制器，所述控制器接收所述平整度并依据平整度与速度的对应关系，控制所述主体的移动速度；所述超声波传感器数量为多个，多个所述超声波传感器分别设置于所述第二主体部的远离地面的顶面以及所述第一主体部的周侧，多个所述超声波传感器用于辅助所述激光雷达传感器进行障碍物检测，并在检测到障碍物时向所述控制器发送第二避障传感信号，所述控制器响应所述第二避障传感信号并控制所述主体减速或停止运动。

可选地，所述底部距离传感器相对所述底面倾斜设置，以使得所述底部距离传感器检测区域的面积大于所述底面的面积。

可选地，所述驱动机构包括安装在所述第一主体部的底面上的主动轮、辅助驱动轮以及万向轮，所述主动轮用于接收所述控制指令并驱动所述主体移动，所述辅助驱动轮相对所述第一主体部的底面的高度小于所述主动轮相对所述第一主体部的底面的高度，所述辅助驱动轮用于在所述传感器检测到所述地面为斜面时，接收所述控制指令并辅助驱动所述主体移动，所述万向轮设置在所述主体的顶点位置处；所述主体上还设置有防触碰包角，所述防触碰包角对应所述万向轮设置，以至少部分罩设所述万向轮；所述室内配送机器人包括设置于所述主体的双目摄像头、行车记录仪、转向灯、电量指示灯以及喇叭，所述双目摄像头用于辅助所述传感器进行障碍物检测，所述行车记录仪用于实时采集监控画面，所述控制器用于获取所述监控画面并定位和导航所述主体的运动路径，所述转向灯用于显示所述室内配送机器人的转向，所述电量指示灯用于显示供电电池的电量，所述喇叭用于在异常状况下发出提醒。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过设置传感器进行检测，并将检测的结果发送至控制器，控制器响应于检测的结果，一方面控制承载机构升降运动以承载货柜，另一方面控制驱动机构驱动主体移动，从而实现了室内配送机器人与货柜的自动对接与传送，因而，本实用新型实施例中的室内配送机器人的智能化程度更高，极大地提升了货物的派送效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本实用新型一实施例中室内配送机器人的立体结构示意图；

图2是图1中的室内配送机器人在另一视角下的立体结构示意图；

图3是图1中的室内配送机器人的局部剖视结构示意图；

图4是图1中的室内配送机器人另一视角下的立体结构示意图；

图5是图1中的室内配送机器人的俯视结构示意图；

图6是图1中的室内配送机器人的仰视结构示意图；

图7是图1中的室内配送机器人其中一侧的侧视结构示意图；

图8是图1中的室内配送机器人另一侧的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1是本实用新型一实施例中室内配送机器人的立体结构示意图，图2是图1中的室内配送机器人在另一视角下的立体结构示意图。本实用新型提供的一种室内配送机器人100用于与货柜对接，并将货柜搬运至楼宇内部，在楼宇内各层移动以将货柜内的货物运送至收件人手中。

室内配送机器人100可包括主体10、传感器、控制器(图中未示出)、承载机构30以及驱动机构40，传感器和控制器均设置于主体10，传感器用于进行检测，控制器用于获得检测的结果以发出至少两种控制指令；承载机构30设置于主体10，并用于接收一种控制指令而可相对主体10升降运动，以承载货柜；驱动机构40设置于主体10，并用于接收另一种控制指令而驱动主体10移动。

本实用新型实施例通过设置传感器进行检测，并将检测的结果发送至控制器，控制器响应于检测的结果，一方面控制承载机构30升降运动以承载货柜，另一方面控制驱动机构40驱动主体10移动，从而实现了室内配送机器人100与货柜的自动对接与传送，因而，本实用新型实施例中的室内配送机器人100的智能化程度更高，极大地提升了货物的派送效率。

其中，在本实施例中，室内配送机器人100是通过移动到货柜底部并将货柜顶起而一起移动的形式对货柜进行搬运的。如图1和图3所示，图3是图1中的室内配送机器人的局部剖视结构示意图。承载机构30可包括升降组件31和承载台33。升降组件31设置于主体10，承载台33位于主体10的顶面，并连接升降组件31的驱动端。

具体地，承载台33用于承载货柜，升降组件31用于驱动承载台33靠近或远离主体10。当室内配送机器人100在向货柜的底部行进的过程中，承载台33的承载面332与货柜的底面间隔。当货柜的底面位于室内配送机器人100的上方时，升降组件31用于驱动承载台33靠近货柜，并将货柜顶升至离开地面，进而搬运货柜移动。

在本实施例中，升降组件31包括动力源(图中未示出)和输出轴312，动力源固定于主体10内，输出轴312垂直设置，且与动力源动力耦合，输出轴312顶端固定于承载台33中央。通过将输出轴312设置在承载台33的中央，可以使得承载台33受力均匀，避免承载台33发生倾斜。

其中，在一实施例中，动力源可以为电机，输出轴312可以为与电机连接的丝杆。在另一实施例中，动力源可以为气缸，输出轴312可以为活塞杆。在又一实施例中，动力源可以为液压缸，输出轴312可以为液压杆。当然，还可以设置其它类型的动力源以及输出轴312，本实用新型不做具体限定。

进一步地，如图3所示，承载机构30还包括至少两组引导组件37，每组引导组件37均包括套筒372和引导杆374。套筒372垂直设置于输出轴312周边，引导杆374至少部分位于套筒372内，引导杆374的顶端伸出套筒372且固定于承载台33周边。

具体地，引导杆374滑动设置在套筒372内，进而引导限制承载台33仅能在输出轴312的轴向移动，防止承载台33发生倾斜。可选地，在本实施例中，引导杆374的直径小于输出轴312的直径。

在另一实施例中，引导组件37还可以包括驱动主体和连接在驱动主体的输出端的驱动杆，驱动主体和驱动杆的其中之一设置于主体，驱动主体和驱动杆的另一者设置于承载台，驱动主体用于驱动驱动杆伸缩进而调整承载台与主体之间的距离。

其中，在本实施例中，引导组件37可以为气缸或者液压缸，本实施例不做具体限定。本实施例通过在承载台33的中央设置用于驱动承载台33移动的升降组件31，并在承载台33的周边设置支撑承载台33的引导组件37，可以降低升降组件31所受到的压力，一方面可以提升承载台33的稳定性，另一方面也可以提升承载台33的承载能力。

在又一实施例中，也可以不设置升降组件31，而在承载台33的周边设置至少两个引导组件37，该引导组件37可以包括驱动主体和连接在驱动主体的输出端的驱动杆，驱动主体和驱动杆的其中之一设置于主体，驱动主体和驱动杆的另一者设置于承载台，驱动主体用于驱动驱动杆伸缩进而调整承载台与主体之间的距离。

可选地，在本实施例中，输出轴312与承载台33可拆卸连接，动力源与主体10可拆卸连接，以便于在升降组件31损坏时，对升降组件31拆卸以进行维修。

可选地，如图1所示，承载机构30还包括缓冲件35，缓冲件35设置在主体10与承载台33之间，缓冲件35用于缓冲承载台33对主体10的冲击作用力，进而保护主体10。

进一步地，如图1所示，室内配送机器人100还可包括可控固定件50，可控固定件50设置于承载台33。传感器包括对位传感器21，对位传感器21设置于承载台33，用于在检测到货柜处于承载台33上方时，向控制器发出货柜在位检测信号，以使得控制器响应货柜在位检测信号，生成升降控制指令，以控制动力源工作，驱动输出轴312顶升承载台33，且控制可控固定件50将货柜固定于承载台33。

具体地，在本实施例中，如图1和图4所示，图4是图1中的室内配送机器人另一视角下的立体结构示意图。可控固定件50的数量为两个，且两个可控固定件50设置在承载台33的平面对角线上，以使得放置于承载台33上的货柜受力均匀。

其中，在本实施例中，可控固定件50是吸箱磁铁，吸箱磁铁在不通电时具有磁性，而在通电时消磁。吸箱磁铁暴露于承载台33的承载面332，以增强吸箱磁铁对货柜的吸取力，提升固定稳定性。当室内配送机器人100在向货柜行进的过程中，吸箱磁铁带电而不具有磁性，避免干涉室内配送机器人100的运动。当对位传感器21检测到货柜处于承载台33上方时，向控制器发出货柜在位检测信号，以使得控制器响应货柜在位检测信号，断开吸箱磁铁的电连接，并控制输出轴312顶升承载台33，以使得承载台33上升，并且吸箱磁铁产生磁力，进而顶升货柜离开地面且货柜被吸箱磁铁固定在承载台33上。本实施例通过设置吸箱磁铁在不通电时具有磁性，而在通电时消磁，可以在室内配送机器人100意外断电的情况下，仍然可以固定保持位于承载台33上的货柜，进而防止货柜掉落。

可选地，控制器可以同时控制升降组件31动作和吸箱磁铁断电，也可以先控制升降组件31顶升承载台33，然后再控制吸箱磁铁断电，本实用新型实施例不做具体限定。

其中，可控固定件50还可以为其它类型的固定结构，本实用新型实施例不一一列举。

进一步地，如图1所示，承载机构30包括第一导向组件39，第一导向组件39设置于承载台33，货柜上设置有第二导向组件，第一导向组件39与第二导向组件滑动配合，以便于承载并定位货柜。通过设置相互配合的第一导向组件39和第二导向组件，一方面便于室内配送机器人100与货柜对接，另一方面也可以防止货柜相对承载台33滑动。

可选地，如图4和图5所示，图5是图1中的室内配送机器人的俯视结构示意图。第一导向组件39包括两组，每组第一导向组件39均包括导向件392和滚轮394，两个导向件392间隔平铺于承载台33的承载面332，两个导向件392相邻的内侧面之间的间距从一端到另外一端逐渐缩小，两个导向件392间距较小的一端为滚轮394设置位置，每个滚轮394轴向垂直地设置在一导向件392的间距较小端，且两个滚轮394相邻的内侧之间的间距小于相应位置的两个导向件392的内侧间距。

具体地，滚轮394设置在室内配送机器人100与货柜对接过程中，导向件392首先靠近货柜的一侧。通过在导向件392首先接触货柜的一侧设置滚轮394，不仅可以减小导向件392与第二导向组件的摩擦力；而且也可以在导向件392和第二导向组件对位精度不高时，对导向件392导向，以使导向件392与第二导向组件配合。将两个导向件392设置滚轮394的一端向相互靠近的方向延伸也可以减小导向件392与第二导向组件的摩擦力，便于第一导向组件39和第二导向组件的配合。

其中，在本实施例中，对位传感器21设置在导向件392上，以使得承载台33的表面平整。另外对位传感器21位于导向件392的背离滚轮394的一侧，以减少第二导向组件与对位传感器21的接触，降低对位传感器21的磨损。当然，在其它实施例中，还可以灵活设置对位传感器21的位置，本实用新型实施例不做具体限定。

可选地，在本实施例中，对位传感器21可以为磁感应传感器。在货柜的底部设置有磁体，当室内配送机器人100在向货柜的底部行进的过程中，磁感应传感器通过与磁体间磁力的大小判断货柜所处的位置。

在另一实施例中，室内配送机器人100还可以设置成推拉的方式，即在主体10上设置与货柜对接的对接部，在室内配送机器人100与货柜对接成功后即可通过室内配送机器人100推动或者拉动货柜移动，此处不再赘述。

可选地，在本实施例中，如图1和图3所示，主体10包括第一主体部11和第二主体部13，承载机构30设置在第一主体部11上，第二主体部13设置在第一主体部11的侧边，且自第一主体部11侧边向上延伸而出。通过在第一主体部11的侧边设置第二主体部13，便于在第二主体部13上设置传感器，以提升室内配送机器人100对障碍物的检测能力。

其中，如图6所示，图6是图1中的室内配送机器人的仰视结构示意图。控制器位于第一主体部11内部，第一主体部11为镂空结构，以暴露控制器，第二主体部13用于装配至少部分传感器。具体地，本实施例将控制器设置在第一主体10内部，以保护控制器。另外，将第一主体部11设置为镂空结构，可以便于在位于第一主体部11内部的控制器及其它元件发生故障时，对第一主体部11内的元件进行维修。同时，镂空结构的第一主体部11也可以减轻室内配送机器人100的重量。可选地，第一主体部11上镂空的形状可以根据需要灵活设置，本实用新型实施例不做具体限定。

在本实施例中，如图1和图6所示，第一主体部11为方形结构，第一主体部11具有与地面相对的第一主体部10的底面112，传感器包括激光雷达传感器23、底部距离传感器25以及超声波传感器27。

如图1和图4所示，激光雷达传感器23的数量为两个，两个激光雷达传感器23分别设置于第一主体部11的平面对角线的顶点位置，激光雷达传感器23用于检测障碍物，并在检测到障碍物时向控制器发送第一避障传感信号，控制器响应第一避障传感信号并控制主体10减速或停止运动。通过将激光雷达传感器23设置在第一主体部11的平面对角线的顶点位置，一方面可以避让货柜上的支脚，防止激光雷达传感器23被支脚遮挡，另一方面也可以便于对室内配送机器人100的前方区域以及后方区域的障碍物进行检测，从而提升室内配送机器人100的避障能力。

如图6所示，底部距离传感器25设置于底面112，用于检测地面平整度，并将地面平整度发送至控制器，控制器接收平整度并依据平整度与速度的对应关系，控制主体10的移动速度。

具体地，底部距离传感器25的数量为多个，多个底部距离传感器25设置在底面112的周边，通过底部距离传感器25检测底面112与地面之间的距离，进而判断地面的平整度，控制器响应平整度的大小，进而控制室内配送机器人100加速、减速或者停止运动，以避免室内配送机器人100在不平整的地面运动过快导致货柜倾倒，提升室内配送机器人100运行的平稳性。其中，平整度与速度的对应关系可以根据需要灵活设置，本实用新型实施例不做具体限定。

另外，底部距离传感器25还可以用于检测底面112与位于室内配送机器人100底部的障碍物之间的距离，进而防止底面112碰触位于室内配送机器人100底部的障碍物。

进一步地，可以将底部距离传感器25相对底面112倾斜设置，以使得底部距离传感器25检测区域的面积大于底面112的面积，以提升底部距离传感器25的障碍物检测能力，进而提升室内配送机器人100的避障能力。

如图1和图7所示，图7是图1中的室内配送机器人其中一侧的侧视结构示意图。超声波传感器27包括多个，多个超声波传感器27分别设置于第二主体部13的远离地面的顶面132以及第一主体部11的周侧，多个超声波传感器27用于辅助激光雷达传感器23进行障碍物检测，并在检测到障碍物时向控制器发送第二避障传感信号，控制器响应第二避障传感信号并控制主体10减速或停止运动。

具体地，设置于第二主体部13的远离地面的顶面132上的超声波传感器27可以对室内配送机器人100上方的障碍物进行检测，从而避免货柜的顶部碰撞障碍物。设置于第一主体部11的周侧的超声波传感器27可以对室内配送机器人100周围的障碍物进行检测，从而避免室内配送机器人100行进的过程中，碰撞到位于室内配送机器人100周边的障碍物。

其中，如图2和图6所示，驱动机构40包括安装在第一主体部10的底面112上的主动轮41、辅助驱动轮43以及万向轮45。主动轮41用于接收控制指令并驱动主体10移动，辅助驱动轮43相对第一主体部10的底面112的高度小于主动轮41相对第一主体部10的底面112的高度，辅助驱动轮43用于在传感器检测到地面为斜面时，接收控制指令并辅助驱动主体10移动，万向轮45设置在主体10的顶点位置处。

具体地，在本实施例中，主动轮41包括两个，两个主动轮41平行间隔设置在第一主体部10的底面112的与行进方向垂直方向的两侧。辅助驱动轮43包括四个，四个辅助驱动轮43设置在第一主体部10的底面112的沿行进方向的两侧。当底部距离传感器25检测到地面为斜面或者楼梯时，向控制器发送传感信号，以使控制器控制辅助驱动轮43旋转，进而辅助驱动主体10运动，提升室内配送机器人100的爬行能力。万向轮45包括四个，四个万向轮45设置在第一主体部10的底面112的四个顶角位置处，以辅助支撑主体10，提升室内配送机器人100的稳定性。

可选地，如图6和图7所示，主体10上还设置有防触碰包角15，防触碰包角15对应万向轮45设置，以至少部分罩设万向轮45。防触碰包角15的设置一方面可以缓冲障碍物的撞击，另一方面也可以保护万向轮45。

其中，如图6所示，在本实施例中，底部距离传感器25设置在防触碰包角15上。通过此种设置方式，还可以利用底部距离传感器25检测防触碰包角15的形变，进而在防触碰包角15碰撞发生形变时，向控制器发送传感信号，以使控制器响应于传感信号，进而控制主体10移动以避障或者暂停移动。

进一步地，如图1所示，室内配送机器人100还可包括设置于主体10的双目摄像头60、行车记录仪70、转向灯80、电量指示灯90以及喇叭110。双目摄像头60用于辅助传感器进行障碍物检测，行车记录仪70用于实时采集监控画面，控制器用于获取监控画面并定位和导航主体10的运动路径，转向灯80用于显示室内配送机器人100的转向，电量指示灯90用于显示供电电池的电量，喇叭110用于在异常状况下发出提醒。异常状况例如可以为货物掉落或者室内配送机器人100发生故障。

具体地，在本实施例中，双目摄像头60和行车记录仪70设置在第二主体部13上。双目摄像头60可包括两组信号发射器和信号接收器。行车记录仪70设置在双目摄像头60的相对两侧，用于实时采集监控画面，便于记录室内配送机器人100的工作过程。转向灯80包括两个，两个转向灯80对称设置在第一主体部11的左右两侧，以便于显示室内配送机器人100的转向，便于行人避让行驶中的室内配送机器人100。

可选地，如图8所示，图8是图1中的室内配送机器人另一侧的侧视结构示意图。室内配送机器人100还可以包括自动充电装置120和手动充电接口130，以便于在室内配送机器人100的电量耗尽时，对室内配送机器人100进行手动充电，或者室内配送机器人100自动运行至充电桩位置处，以自行充电。

具体地，当室内配送机器人100检测到电量小于设定阈值后，向服务器发送充电请求，服务器根据调度任务列表控制室内配送机器人100到相应的充电设备进行充电。

进一步地，在主体10内部还设置有电池、电源管理板以及风机，电池与电源管理板电连接，风机用于为电池、电池管理板以及控制器散热，以提升控制器的使用寿命。

进一步地，本实用新型实施例中的室内配送机器人是通过电梯到达各层的。首先，室内配送机器人向服务器发送乘电梯请求指令，该请求指令可以包括当前楼层、电梯位置以及目标楼层等。或者，室内配送机器人向服务器发送乘电梯请求指令，服务器获取室内配送机器人附近的多个电梯的空闲情况进行调度，并向室内配送机器人发送位置信息，以使室内配送机器人移动至空闲的电梯。室内配送机器人在进入电梯前，通过多个传感器检测判断电梯内空间是否足够，以及货柜是否处于电梯承重范围内等，并在确认满足条件后进入电梯内。然后，服务器控制承载室内配送机器人的电梯达到相应的楼层，在到达订单地址所在的楼层位置后，室内配送机器人获取电梯发送的到达指令后，离开电梯。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本实用新型实施例通过设置传感器进行检测，并将检测的结果发送至控制器，控制器响应于检测的结果，一方面控制承载机构30升降运动以承载货柜，另一方面控制驱动机构40驱动主体10移动，从而实现了室内配送机器人100与货柜的自动对接与传送，因而，本实用新型实施例中的室内配送机器人100的智能化程度更高，极大地提升了货物的派送效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。