一种防撞结构、夹爪机构及仓储机器人的制作方法

1.本技术涉及仓储机器人技术领域，尤其涉及一种防撞结构、夹爪机构及仓储机器人。


背景技术：

2.仓储机器人在摆放货物或抓取货物时，通常是按照设定路径进行动作，当有货架或货物摆放不正时，机械手会与货架或货物发生碰撞。
3.然而，现有仓储机器人的机械手在与货架或货物发生碰撞时，仍会按照原定路径继续进行动作，从而导致机械手将货物推落货架、机械手与货架相互抵推而造成损坏等问题，从而给用户造成损失。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种防撞结构、夹爪机构及仓储机器人，以在机械夹爪发生碰撞时及时停止动作，避免造成损失。
5.第一方面，本技术提供了：
6.一种防撞结构，用于夹爪机构上，包括：
7.安装座，用于连接所述夹爪机构中的机械夹爪；
8.检测件，相对于所述安装座固定设置，所述检测件用于电连接所述夹爪机构；及
9.感应板，浮动安装于所述安装座上，所述感应板包括碰撞状态；
10.当所述感应板处于所述碰撞状态，所述感应板靠近并触发所述检测件产生感应信号，以使所述夹爪机构停止移动。
11.在一些可能的实施方式中，所述感应板还包括非碰撞状态；
12.当所述感应板处于所述非碰撞状态，所述感应板远离所述检测件设置。
13.在一些可能的实施方式中，所述防撞结构还包括防撞块，所述感应板通过所述防撞块浮动安装于所述安装座，所述防撞块浮动连接于所述安装座远离所述机械夹爪的一侧。
14.在一些可能的实施方式中，所述防撞结构还包括弹性件，所述弹性件的一端抵接于所述防撞块，所述弹性件的另一端抵接于所述安装座。
15.在一些可能的实施方式中，所述安装座靠近所述防撞块的一侧设置有沉槽，所述弹性件远离所述防撞块的一端限位于所述沉槽中。
16.在一些可能的实施方式中，所述防撞结构还包括连接杆组件，所述连接杆组件的一端与所述防撞块固定连接，所述连接杆组件远离所述防撞块的一端滑动穿设于所述安装座，所述弹性件套设于所述连接杆组件上。
17.在一些可能的实施方式中，所述连接杆组件远离所述防撞块的一端设置有凸缘，所述凸缘沿所述连接杆组件的径向凸出设置，所述凸缘限位于所述安装座背离所述防撞块的一侧。
18.在一些可能的实施方式中，所述安装座包括相垂直的第一连接部和第二连接部；
19.所述第二连接部用于连接所述机械夹爪，所述第二连接部平行于所述机械夹爪；
20.所述第一连接部与所述机械夹爪的端面相对，且所述第一连接部与所述机械夹爪的端面之间设置有间隙，所述防撞块浮动安装于所述第一连接部远离所述第二连接部的一侧。
21.第二方面，本技术提供了一种夹爪机构，包括本技术提供的防撞结构。
22.第三方面，本技术提供了一种仓储机器人，包括本技术提供的夹爪机构。
23.本技术的有益效果是：本技术提出一种防撞结构、夹爪机构及仓储机器人，其中，防撞结构包括安装座、感应板和检测件，安装座和检测件相对于夹爪机构中的机械夹爪固定安装，感应板浮动安装于安装座上。感应板包括碰撞状态和非碰撞状态。
24.当感应板处于碰撞状态时，感应板靠近检测件并触发检测件产生感应信号，可使夹爪机构停止移动，从而避免夹爪机构进一步移动而持续碰撞货物或滑架或将货物推落，避免给用户造成严重损失。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
26.图1示出了一些实施例中夹爪机构的部分结构示意图；
27.图2示出了一些实施例中防撞结构的爆炸结构示意图；
28.图3示出了一些实施例中防撞结构的立体结构示意图；
29.图4示出了一些实施例中感应板处于非碰撞状态时防撞结构的剖面结构示意图；
30.图5示出了一些实施例中感应板处于碰撞状态时防撞结构的剖面结构示意图；
31.图6示出了一些实施例中安装座的立体结构示意图；
32.图7示出了一些实施例中安装座的剖面结构示意图；
33.图8示出了一些实施例中连接杆组件的剖面结构示意图；
34.图9示出了一些实施例中防撞块的立体结构示意图；
35.图10示出了一些实施例中防撞块的剖面结构示意图。
36.主要元件符号说明：
37.100-夹爪机构；10-防撞结构；11-安装座；111-第一连接部；1111-过孔；1112-沉槽；1113-第三抵接壁；112-第二连接部；1121-第一连接孔； 12-感应板；12a-非碰撞状态；12b-碰撞状态；13-检测件；14-防撞块；141
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第二连接孔；142-第一限位凸缘；143-第一抵接壁；144-第二抵接壁；145
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第三连接孔；15-弹性件；16-连接杆组件；161-第一连接件；1611-第一连接柱；1612-凸缘；162-第二连接件；1621-第二连接柱；1622-第二限位凸缘；20-机械夹爪；20a-第一机械夹爪；20b-第二机械夹爪；21-第一端；22
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第二端；23-线槽；24-第一安装槽；25-第二安装槽；26-隔板；30-螺栓。
具体实施方式
38.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.如图1所示，建立笛卡尔坐标系，定义实施例中所陈述的长度方向平行于x轴所示方向，所陈述的宽度方向平行于y轴所示方向，所陈述的高度方向平行于z轴所示方向。可以理解的是，以上定义仅是为了便于理解各部件的相对位置关系，不应理解为对本技术的限制。
44.如图1所示，实施例中提供了一种仓储机器人，可用于货物的搬运，示例性的，仓储机器人可将货物由特定位置摆放于货架上，亦可将货物从货架上取下并搬运至指定位置。
45.仓储机器人可包括主体(图未示)、机械臂(图未示)及夹爪机构100。其中，夹爪机构100可通过机械臂安装于主体上，主体可带动夹爪机构100 在仓库内移动。另外，可通过机械臂的伸缩、旋转等动作带动夹爪机构100 进行相应的移动。可以理解的，当仓储机器人移动到货架位置后，主要可通过机械臂的动作带动夹爪机构100移动。主体内可设置有主控制器，可用于控制仓储机器人的工作，相应的，机械臂和夹爪机构100均可电连接至主控制器。
46.实施例中，夹爪机构100可用于实现货物的夹取。夹爪机构100可包括两相对设置的机械夹爪20，即第一机械夹爪20a和第二机械夹爪20b。第一机械夹爪20a可与第二机械夹爪20b配合夹持货物。可以理解的，夹爪机构100还可包括有驱动装置，可用于驱动第一机械夹爪20a和第二机械夹爪20b相互靠近或远离，以实现夹持或释放效果。
47.实施例中，两机械夹爪20的结构可设置为相同。
48.如图1所示，在机械夹爪20的长度方向上，机械夹爪20可包括两个端部，即第一端21和第二端22。其中，第二端22可通过驱动装置连接至机械臂，第二端22可为机械夹爪20的后端。相应的，第一端21可为机械夹爪20的前端。可以理解的，当主体或机械臂带动机械夹爪20移动时，第一端21可相对于第二端22位于移动路径前方。
49.在一些实施例中，夹爪机构100还包括有防撞结构10，两机械夹爪 20的第一端21均安装有一防撞结构10。从而，在机械夹爪20移动时，避免机械夹爪20与货物或货架发生碰撞。在发生碰撞时，防撞结构10可遮挡在机械夹爪20的前方与货物或货架碰撞，避免机械夹爪20直接与货架或货物碰撞，避免对货物、货架和机械夹爪20造成直接碰撞损伤。
50.同时，通过设置防撞结构10，在防撞结构10与货物或货架发生碰撞时，可使两机械夹爪20即刻停止移动，即使得仓储机器人停止动作。从而，可避免夹爪机构100误将货物推落货架、夹爪机构100与货架造成严重碰撞等问题的发生，从而可避免给用户造成严重损失。
51.如图2至图5所示，防撞结构10可包括安装座11、感应板12和检测件13。其中，安装座11固定连接于机械夹爪20的第一端21。检测件13 也可固定安装于机械夹爪20的第一端21，即检测件13相对于安装座11 固定设置。另外，检测件13可电连接至主控制器。
52.感应板12浮动安装于安装座11上，且感应板12包括非碰撞状态12a 和碰撞状态12b。
53.当防撞结构10与货物或货架碰撞时，感应板12处于碰撞状态12b。此时，感应板12可靠近并作用于检测件13，触发检测件13产生相应的感应信号。当主控制器接收到检测件13产生的感应信号后，可控制夹爪机构 100停止动作，避免机械夹爪20进一步移动，进而避免机械夹爪20将货物推落货架等事故的发生，避免给用户造成损失。
54.当感应板12处于非碰撞状态12a时，感应板12远离检测件13设置，检测件13未受感应板12触发。在此过程中，仓储机器人可正常工作，机械夹爪20也可正常地取放货物。
55.如图3至图7所示，安装座11可包括第一连接部111和第二连接部 112，第一连接部111和第二连接部112可为一体设置。另外，第一连接部 111可垂直于第二连接部112。
56.当然，在另一些实施例中，第一连接部111和第二连接部112也可通过焊接、螺栓连接、卡接、粘接等方式实现固定连接。
57.其中，第二连接部112连接于机械夹爪20上，具体的，第二连接部 112可通过螺栓30固定连接于机械夹爪20的第一端21。相应的，第二连接部112上开设有用于连接螺栓30的第一连接孔1121，第一连接孔1121 为通孔。
58.在另一些实施例中，第二连接部112还可通过焊接、卡接等方式固定连接于机械夹爪20的第一端21。
59.在一些实施例中，第二连接部112可固定连接于机械夹爪20周向的一侧，可以理解的，第二连接部112避开机械夹爪20中用于接触货物的一侧面设置。示例性的，第二连接部112可连接于机械夹爪20的顶部。第二连接部112平行于x-y平面设置。
60.机械夹爪20的第一端21开设有与第二连接部112配合的第二安装槽 25。第二安装槽25为沉槽，第二连接部112可嵌设于第二安装槽25中，第二连接部112的顶面可与机械夹爪20的顶面相齐平。其中，第二安装槽 25远离第二端22的一侧面可为开放结构，便于第二
连接部112滑入第二安装槽25中。
61.第一连接部111可平行于机械夹爪20长度方向上两端的端面，即第一连接部111可平行于第一端21远离第二端22一端的端面。第一连接部 111与该端面相对设置，且第一连接部111与该端面之间设置有间隙。
62.在一些实施例中，感应板12可通过防撞块14浮动安装于第一连接部 111上。具体的，防撞块14可浮动安装于第一连接部111远离机械夹爪20 的一侧，感应板12可固定连接于第一连接部111上，从而可由防撞块14 带动感应板12相对于安装座11移动。
63.当发生碰撞时，防撞块14可与货物或货架接触，防撞块14可带动感应板12移动，驱使感应板12靠近并作用于检测件13上，从而触发检测件 13产生感应信号。主控制器在接收到检测件13产生的感应信号后，可控制主体和/或机械臂停止动作，进而避免机械夹爪20进一步移动而造成严重损失。
64.防撞块14与第一连接部111之间连接有弹性件15。弹性件15的一端抵接于防撞块14靠近第一连接部111一侧的一侧壁上，弹性件15的另一端抵接于第一连接部111靠近防撞块14一侧的侧壁上。从而，可使防撞块 14相对于第一连接部111浮动安装。
65.同时，当防撞块14撞击货物或货架时，弹性件15可在防撞块14的挤压作用下发生弹性形变，弹性件15可在防撞块14与第一连接部111之间起到缓冲作用，避免防撞结构10与货物或货架发生刚性碰撞，进而可避免货物、货架、防撞结构10、机械夹爪20损坏等结构件损坏。
66.在一些实施例中，防撞块14与第一连接部111之间还连接有连接杆组件16，连接杆组件16可实现将防撞块14安装于第一连接部111上。其中，连接杆组件16的一端固定连接于防撞块14上，连接杆组件16的另一端滑动连接于第一连接部111上。连接杆组件16的轴线可平行于x轴所示方向，且连接杆组件16相对于第一连接部111的滑动方向也可平行于x 轴所示方向。弹性件15可套设于连接杆组件16上，从而可避免弹性件15 从防撞块14和第一连接部111之间脱离。实施例中，弹性件15可为弹簧。
67.在另一些实施例中，弹性件15还可选用柔性块、弹片等。
68.连接杆组件16可包括相连接的第一连接件161和第二连接件162。第一连接件161可与第一连接部111滑动连接，第二连接件162与防撞块14 固定连接。
69.如图4至图8所示，第一连接件161可包括第一连接柱1611和设置于第一连接柱1611一端的凸缘1612，凸缘1612沿着第一连接柱1611的径向凸出设置。在一些实施例中，凸缘1612可以是圆环形凸缘。
70.第一连接柱1611与第一连接部111滑动连接。第一连接部111上开设有与第一连接件161配合的过孔1111，第一连接柱1611滑动穿设于过孔 1111中穿过。
71.第一连接柱1611的直径可等于或略小于过孔1111的直径，可确保第一连接柱1611相对于过孔1111顺利滑动。凸缘1612可设置于第一连接柱 1611远离防撞块14的端，即凸缘1612位于第一连接部111远离防撞块14 的一侧。凸缘1612的外直径可大于过孔1111的直径，从而可使凸缘1612 限位于第一连接部111远离防撞块14的一侧。
72.第一连接柱1611穿过过孔1111后与第二连接件162固定连接。弹性件15可套设于第一连接柱1611上。
73.当然，在另一些实施例中，凸缘1612还可大致呈跑道型、多边形等形状。且凸缘
1612限位于第一连接部111远离防撞块14的一侧。
74.实施例中，第一连接部111靠近防撞块14的一侧开设有沉槽1112，沉槽1112可与过孔1111连通，弹性件15可限位于沉槽1112中，避免弹性件15相对于第一连接柱1611发生倾斜，即进一步避免弹性件15在防撞块14与第一连接部111之间发生倾斜，从而确保弹性件15可提供稳定可靠的弹性力。沉槽1112的槽底可形成与弹性件15抵接的第三抵接壁1113。
75.再一并结合图9和图10所示，第二连接件162与防撞块14固定连接。具体的，第二连接件162可包括相连接的第二连接柱1621和第二限位凸缘 1622，第二连接柱1621穿过防撞块14后与第一连接柱1611连接，第二限位凸缘1622可位于第二连接柱1621远离第一连接柱1611的一端，且第二限位凸缘1622限位于防撞块14远离第一连接部111的一侧。
76.具体的，防撞块14上开设有供第二连接柱1621穿过的第二连接孔141，第二连接孔141为通孔，且第二连接孔141的轴线平行于x轴所示方向。
77.另外，第二连接孔141的内壁设置有第一限位凸缘142，第一限位凸缘142沿第二连接孔141的径向由第二连接孔141的内壁凸出设置。同时，在第一限位凸缘142相背的两侧形成有第一抵接壁143和第二抵接壁144。其中，第一抵接壁143背离第一连接部111设置，第二抵接壁144朝向第一连接部111设置。
78.第二连接件162上第二限位凸缘1622的外直径可大于第一限位凸缘 142的内直径，第二限位凸缘1622限位抵接于第一抵接壁143上。第二连接柱1621穿过第一限位凸缘142后，与第一连接柱1611固定连接，且第一连接柱1611远离凸缘1612的一端抵接于第二抵接壁144上。
79.在一些实施例中，第二连接柱1621与第一连接柱1611螺纹配合连接。具体的，第一连接柱1611靠近第二连接柱1621的一端开设有内螺纹孔，相应的，第二连接柱1621靠近第一连接柱1611的一端设置有与内螺纹孔相配合的外螺纹柱。第二连接柱1621插设于第一连接柱1611内，并实现螺接。在一些实施例中，第二连接件162可直接选用螺栓结构。
80.在另一些实施例中，第二连接柱1621与第一连接柱1611还可通过卡接、螺栓连接、焊接等方式固定连接。
81.在一些实施例中，当感应板12处于非碰撞状态12a时，弹性件15可压缩于防撞块14与第一连接部111之间。同时，凸缘1612抵接于第一连接部111远离防撞块14的一侧。
82.当然，在另一些实施例中，当感应板12处于非碰撞状态12a时，弹性件15也可处于自然伸长状态。
83.如图4和图5所示，防撞块14可带动连接杆组件16一同移动，第一连接部111与机械夹爪20之间的间隙，可为连接杆组件16的移动提供避让空间。
84.在另一些实施例中，防撞块14也可直接通过弹性件15安装于第一连接部111上。具体的，弹性件15的一端可直接通过焊接、粘接等方式固定连接于防撞块14上。弹性件15的另一端也可直接通过焊接、粘接等方式固定连接于第一连接部111上。弹性件15可选用硬弹簧，从而可对防撞块 14提供相应的支撑作用，确保防撞块14可与第一连接部111相对，避免防撞块14相对于第一连接部111偏移。由此，也可实现将防撞块14安装于第一连接部111上。
85.弹性件15和连接杆组件16的数量可根据需要设置，示例性的，在一些实施例中，弹性件15和连接杆组件16均可设置有两个，两连接杆组件 16平行设置，两弹性件15一一对应地套设于两连接杆组件16上。
86.在另一些实施例中，弹性件15和连接杆组件16均可根据需要设置成一个、三个、四个、六个等数量。
87.如图4和图5所示，在防撞块14的高度方向上，感应板12的一端固定连接于防撞块14的顶部。示例性的，感应板12可通过螺栓30固定连接于第一连接部111上，相应的，第一连接部111上可设置有用于连接螺栓 30的第三连接孔145，感应板12上也可设置有供螺栓30穿过的通孔。第三连接孔145沿防撞块14的高度方向延伸设置。
88.感应板12远离防撞块14的一端向安装座11的第二连接部112处延伸，感应板12平行于第二连接部112，即感应板12平行于机械夹爪20的长度方向。实施例中，感应板12可滑动贴合于第二连接部112远离机械夹爪20的一侧面。一方面，可确保感应板12相对于安装座11顺利滑动，另一方面，也可有第二连接部112对感应板12提供相应的支撑作用。
89.在另一些实施例中，感应板12与第二连接部112之间也可设置有较小的间隙，减小感应板12相对于第二连接部112移动时的阻力。
90.如图2至图5所示，机械夹爪20上开设有第一安装槽24，第一安装槽24位于第二安装槽25远离防撞块14的一侧。第一安装槽24为u型的沉槽，检测件13可通过螺栓30固定安装于第一安装槽24中。在防撞结构 10的高度方向上，检测件13远离第一安装槽24槽底的一面，可低于感应板12靠近第二连接部112的一侧面。在碰撞过程中，感应板12远离防撞块14的一端可顺利滑动至检测件13的上方，并覆盖于检测件13上。
91.在一些实施例中，检测件13可选用光电开关，当感应板12覆盖于检测件13上时，可触发检测件13产生相应的感应信号。
92.第一安装槽24与第二安装槽25之间可形成有隔板26。在感应板12 处于非碰撞状态12a时，感应板12远离防撞块14一端的端面，可与隔板 26靠近第一安装槽24一侧的侧面相齐平，避免使检测件13产生感应信号。
93.在另一些实施例中，检测件13还可选用压敏传感器等结构。检测件 13与感应板12远离防撞块14的一端相对设置。当发生碰撞时，感应板12 可抵压在检测件13上，并触发检测件13产生相应的感应信号。当处于非碰撞情况时，感应板12与检测件13分离。
94.在一些实施例中，机械夹爪20的顶面还开设有线槽23，线槽23可沿机械夹爪20的长度方向延伸。检测件13的传输线可布设于线槽23中，以对传输线进行限位保护。
95.在一些实施例中，防撞结构10还包括有报警组件(图未示)，报警组件与主控制器电连接。当主控制器接收到检测件13的感应信号时，在控制仓储机器人停止移动同时，可使报警组件发生警报声，以提醒工作人员。相应的，报警组件可包括扬声器。当然，在一些实施例中，报警组件还可包括有指示灯等结构。
96.工作过程中，当发生碰撞时，防撞结构10可挡在机械夹爪20的前方与货物或货架接触，货物或货架可撞击在防撞块14上，弹性件15可在防撞块14与安装座11之间提供缓冲作用，避免防撞块14与货物或货架发生刚性碰撞。同时，防撞块14可带动感应板12相对于安装座11移动，使感应板12向检测件13的方向移动。当感应板12覆盖于检测件13上时，可触发检测件13产生相应的感应信号，并发送至主控制器。主控制器在接受到检测件13发出的感应信号后，控制仓储机器人停止动作，并发出警报，以提供工作人员及时进行调整。
97.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
98.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。