一种用于货物转运的机器人的制作方法

本实用新型涉及货物转运设备技术领域，具体是涉及一种用于货物转运的机器人。

背景技术：

随着科技的发展，机器人的作用显得越来越重要，工业机器人的发展使其在许多领域得到了广泛的应用。工业机器人可以通过单片机等控制机编程对其各种机构进行控制，完成人交给他的一系列任务，为人类提供便利。在这种情况下，机器人常用来代替人们完成一些具有危险性或单调频繁的工作，比如，机器人在核工业，石化企业，建筑行业，消防部门的危险作业中具有极其广泛的用途和很高的使用价值。

现代社会经济快速发展，网购人数急剧增长，货运转运的频率大大增加，针对货运转运的速度和要求也不断提高。转运机器人可以很好地替代人在危险地带进行转运工作，降低人工作时风险。针对这种情况，如何设计一种结构简单，实用可靠的转运机器人来代替人在高强度和危险地带的环境下进行转运作业，是当下亟需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了结构简单、实用可靠的用于货物转运的机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于货物转运的机器人，包括抓取货物的机械臂、多个依次将所抓取的货物进行暂存的固定部件、支撑腿以及液压传动部件，所述液压传动部件包括油箱以及多个分别用于控制所述固定部件的第一液压缸，所述油箱的左右两侧面分别为所述机械臂，所述油箱由槽轮机构带动绕自身沿左右方向的中心轴做间歇旋转，多个所述固定部件安装在所述油箱位于旋转周向上的各箱面上，所述固定部件与油箱之间通过平行连杆铰接；所述固定部件随油箱转动至货物接收位置时，所述第一液压缸驱动所述平行连杆绕铰接轴旋转实现平行连杆带动所述固定部件向油箱前方伸出处于接收货物的状态或接收货物后向油箱靠近处于收拢的状态。

进一步的，所述固定部件包括固定台，所述固定台与所述油箱相对的台面构成货物固定面，所述货物固定面上垂直设有第一夹板、第二夹板以及供所述第一夹板、第二夹板滑动的滑槽，所述第一夹板、第二夹板平行布置且与所述滑槽的槽长方向垂直，所述第一夹板、第二夹板构成用于夹紧货物的夹持部件。

进一步的，所述机械臂包括沿臂长方向依次布置的舵台、第一臂节、第二臂节以及直接抓取货物的臂爪，所述舵台由电机一驱动并在机器人的侧面内进行旋转，所述第一臂节的一端与舵台通过第一铰接轴铰接且在铰接处由电机二驱动第一臂节绕第一铰接轴进行左右旋转，所述第一臂节的另一端与第二臂节的一端通过第二铰接轴铰接且在铰接处由电机三驱动第二臂节绕第二铰接轴进行上下旋转，所述第二臂节的另一端与臂爪连接。

进一步的，所述支撑腿包括分别位于油箱左侧和右侧的构成机器人足部的一对三星轮，所述三星轮的中心垂直连接有轮轴，所述三星轮的各个轮子内分别装有便于各个轮子转动的轮毂电机，所述轮轴在伺服电机驱动下带动所述三星轮整体转动实现攀升动作。

进一步的，所述固定台内设有齿轮以及与所述齿轮啮合的第一齿条与第二齿条，所述第一齿条与第一夹板固定，所述第二齿条与第二夹板固定，所述齿轮旋转同时带动第一齿条、第二齿条运动使得第一夹板、第二夹板在滑槽中相向运动或相反运动。

进一步的，所述固定部件有四个且相应的固定台分别位于所述油箱的前侧面、后侧面、顶面以及底面，所述油箱的前侧面、后侧面、顶面以及底面分别与相应固定台的货物固定面平行，所述油箱间歇旋转的角度为90度；所述第一液压缸设有四个也分别位于所述油箱的前侧面、后侧面、顶面以及底面。

进一步的，所述臂爪包括一对机械指、转盘、连接杆以及安装件，所述安装件与所述第二臂节的另一端连接，所述安装件上设有便于机械指滑动的轨道，所述转盘安装在所述安装件上且位于一对机械指的中间，所述机械指分别通过连接杆与所述转盘转动连接，所述转盘由电机五驱动转动并通过所述连接杆带动所述机械指沿轨道进行相向运动或相反运动。

进一步的，所述支撑腿还包括采用多级柱塞泵实现上下伸缩的腿部以及连接轴，所述腿部下端垂直固定有连接轴，所述连接轴端部安装固定有所述伺服电机，用于安装所述多级柱塞泵的第二液压缸与所述第一液压缸共用所述油箱。

进一步的，所述固定台随油箱转动至油箱的底面时，相应位于所述油箱底面的第一液压缸带动平行连杆绕铰接轴旋转使得所述固定台向油箱前方平行伸出接收货物，之后向油箱底部平行靠近并收拢。

进一步的，所述平行连杆与货物固定面之间夹角从36度变化至120度，当固定台处于收拢位置时，所述平行连杆与货物固定面之间夹角为36度，当固定台处于接收货物的位置时，所述平行连杆与货物固定面之间夹角为120度。

上述技术方案的有益效果主要体现在以下几个方面：

（1）本实用新型所述油箱在360度内间歇转动的次数与所述固定部件的设置数量通常是相等的，那么在进行货物转运时，所述第一液压缸带动所述平行连杆绕铰接轴旋转使得所述固定部件向油箱的前方伸出并处于接收货物的状态，机械臂抓取货物并将货物放置于所述固定部件上，所述固定部件接收并固定货物后，所述第一液压缸又带动所述平行连杆绕铰接轴旋转使得所述固定部件向油箱靠近处于收拢的状态。所述固定部件设置多个可以实现同时转运多个货物，转运效率大大提高，所述固定部件的布置方式使得机器人整体空间利用率更高且体积小。本实用新型结构简单、实用可靠，可以广泛应用于货物转运工作，降低人工作时风险。

（2）所述固定台的使用方式：货物由机械臂放置在所述货物固定面上后，所述第一夹板、第二夹板相向运动并夹紧货物。所述第一夹板、第二夹板的运动由位于固定台内的齿轮、第一齿条、第二齿条进行控制，即电机驱动齿轮转动的时带动第一齿条、第二齿条相向运动使得所述第一夹板、第二夹板实施夹紧动作以便于夹紧货物，所述齿轮反向转动时带动第一齿条、第二齿条反向运动使得所述第一夹板、第二夹板实施松开动作以便于卸下货物。

（3）所述机械臂的结构可以实现多种动作以便于可以准确抓取到货物，比如所述舵台可以使机械臂整体在机器人的侧面内进行转动，所述第一臂节绕第一铰接轴可以进行左右旋转，所述第二臂节绕第二铰接轴可以进行上下旋转，所述臂爪在实施抓取货物的动作时：所述转盘转动并通过连接杆带动一对机械指靠拢并夹取货物，这一系列的动作的复合可以使得机械臂的作业精度大大提高。

（4）机器人足部采用一对三星轮，机器人在平面内进行移动时，其中两个轮子与地面接触，轮毂电机驱动这两个轮子转动实现机器人向前或向后运动，当机器人需要转向时，使得两个轮子内轮毂电机的转速不同，即利用差速度即可使机器人实现转向功能。当机器人需要攀爬时，比如爬楼梯，所述伺服电机驱动轮轴转动并带动三星轮整体转动即可实现。所述腿部的结构可以实现机器人在上下方向的伸缩，以便于调整机器人的身高适应作业环境。用于调整腿部高度的第二液压缸与所述第一液压缸共用油箱，结构设计紧凑，布局合理。

（5）当所述固定部件设置为4个且分别位于油箱的前面、后面、顶面和底面时，那么固定部件在接收货物时，位于底面的固定台平行向油箱前方伸出，使得朝上的货物固定面便于接收货物，货物接收并固定完毕后，固定台平行向油箱底面靠近并收拢，此时油箱进行一次90度的间歇转动，使得位于油箱前面或后面的固定台转动至油箱的底面，相应位于底面的固定台重复上述动作完成货物的接收与固定，直至4个固定台上全部装载有货物，机器人即可带着暂存的货物转运至目的地。

所述平行连杆与货物固定面之间夹角从36度变化至120度，这样可以保证固定台在装取货物以及移动时不会与相邻的固定台发生干涉。

（6）本实用新型可以通过相应的控制终端实现自主运行或远程操控运行。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型左视图；

图3为本实用新型立体图；

图4为一侧机械臂移去后的结构示意图；

图5为固定部件收拢的状态示意图；

图6为固定部件伸向油箱前方的状态示意图

图7为固定部件的结构示意图；

图8为固定部件中固定板隐藏后的结构示意图；

图9为机械臂的结构示意图；

图10为臂爪的结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

10-机械臂 11-舵台 12-第一臂节 13-第二臂节 14-臂爪

141-机械指 142-转盘 143-连接杆 144-安装件 145-轨道

20-固定部件 21-固定台 21a-货物固定面 22-第一夹板

23-第二夹板 24-滑槽 25-齿轮 26-第一齿条 27-第二齿条

30-支撑腿 31-三星轮 32-轮轴 33-伺服电机 34-腿部

35-连接轴 41-油箱 42-第一液压缸 43-第二液压缸

50-槽轮机构 60-平行连杆

具体实施方式

现结合附图说明本实用新型的结构特点：

如图1、2、3、4、5、6所示，本实用新型包括抓取货物的机械臂10、多个依次将所抓取的货物进行暂存的固定部件20、支撑腿30以及液压传动部件，所述液压传动部件包括油箱41以及多个分别用于控制所述固定部件的第一液压缸42，所述油箱41的左右两侧面分别为所述机械臂10，所述油箱41由槽轮机构50带动绕自身沿左右方向的中心轴做间歇旋转，多个所述固定部件20安装在所述油箱41位于旋转周向上的各箱面上，所述固定部件20与油箱41之间通过平行连杆60铰接；所述固定部件20随油箱41转动至货物接收位置时，所述第一液压缸42驱动所述平行连杆60绕铰接轴旋转实现平行连杆60带动所述固定部件20向油箱41前方伸出处于接收货物的状态或接收货物后向油箱41靠近处于收拢的状态。本实用新型所述油箱41在360度内间歇转动的次数与所述固定部件20的设置数量通常是相等的，那么在进行货物转运时，所述第一液压缸42带动所述平行连杆60绕铰接轴旋转使得所述固定部件20向油箱41的前方伸出并处于接收货物的状态，机械臂10抓取货物并将货物放置于所述固定部件20上，所述固定部件20接收并固定货物后，所述第一液压缸42又带动所述平行连杆60绕铰接轴旋转使得所述固定部件20向油箱41靠近处于收拢的状态。所述固定部件20设置多个可以实现同时转运多个货物，转运效率大大提高，所述固定部件20的布置方式使得机器人整体空间利用率更高且体积小。本实用新型结构简单、实用可靠，可以广泛应用于货物转运工作，降低人工作时风险。

如图7、8所示，所述固定部件20包括固定台21，所述固定台21与所述油箱41相对的台面构成货物固定面21a，所述货物固定面21a上垂直设有第一夹板22、第二夹板23以及供所述第一夹板22、第二夹板23滑动的滑槽24，所述第一夹板22、第二夹板23平行布置且与所述滑槽24的槽长方向垂直，所述第一夹板22、第二夹板23构成用于夹紧货物的夹持部件。所述固定台21内设有齿轮25以及与所述齿轮25啮合的第一齿条26与第二齿条27，所述第一齿条26与第一夹板22固定，所述第二齿条27与第二夹板23固定，所述齿轮25旋转同时带动第一齿条26、第二齿条27运动使得第一夹板22、第二夹板23在滑槽24中相向运动或相反运动。所述固定台21的使用方式：货物由机械臂10放置在所述货物固定面21a上后，所述第一夹板22、第二夹板23相向运动并夹紧货物。所述第一夹板22、第二夹板23的运动由位于固定台21内的齿轮25、第一齿条26、第二齿条27进行控制，即电机驱动齿轮25转动的时带动第一齿条26、第二齿条27相向运动使得所述第一夹板22、第二夹板23实施夹紧动作以便于夹紧货物，所述齿轮25反向转动时带动第一齿条26、第二齿条27反向运动使得所述第一夹板22、第二夹板23实施松开动作以便于卸下货物。

如图9、10所示，所述机械臂10包括沿臂长方向依次布置的舵台11、第一臂节12、第二臂节13以及直接抓取货物的臂爪14，所述舵台11由电机一驱动并在机器人的侧面内进行旋转，所述第一臂节12的一端与舵台11通过第一铰接轴铰接且在铰接处由电机二驱动第一臂节12绕第一铰接轴进行左右旋转，所述第一臂节12的另一端与第二臂节13的一端通过第二铰接轴铰接且在铰接处由电机三驱动第二臂节13绕第二铰接轴进行上下旋转，所述第二臂节13的另一端与臂爪14连接。所述臂爪14包括一对机械指141、转盘142、连接杆143以及安装件144，所述安装件144与所述第二臂节13的另一端连接，所述安装件144上设有便于机械指141滑动的轨道145，所述转盘142安装在所述安装件144上且位于一对机械指141的中间，所述机械指141分别通过连接杆143与所述转盘142转动连接，所述转盘142由电机五驱动转动并通过所述连接杆143带动所述机械指141沿轨道145进行相向运动或相反运动。所述机械臂10的结构可以实现多种动作以便于可以准确抓取到货物，比如所述舵台11可以使机械臂10整体在机器人的侧面内进行转动，所述第一臂节12绕第一铰接轴可以进行左右旋转，所述第二臂节13绕第二铰接轴可以进行上下旋转，所述臂爪14在实施抓取货物的动作时：所述转盘142转动并通过连接杆143带动一对机械指141靠拢并夹取货物，这一系列的动作的复合可以使得机械臂10的作业精度大大提高。

如图所示，所述支撑腿30包括分别位于油箱41左侧和右侧的构成机器人足部的一对三星轮31，所述三星轮31的中心垂直连接有轮轴32，所述三星轮31的各个轮子内分别装有便于各个轮子转动的轮毂电机，所述轮轴32在伺服电机33驱动下带动所述三星轮31整体转动实现攀升动作。所述支撑腿30还包括采用多级柱塞泵实现上下伸缩的腿部34以及连接轴35，所述腿部34下端垂直固定有连接轴35，所述连接轴35端部安装固定有所述伺服电机33，用于安装所述多级柱塞泵的第二液压缸43与所述第一液压缸42共用所述油箱41。机器人足部采用一对三星轮31，机器人在平面内进行移动时，其中装有轮毂电机的两个轮子与地面接触，轮毂电机驱动这两个轮子转动实现机器人向前或向后运动，当机器人需要转向时，使得两个轮子内轮毂电机的转速不同，即利用差速度即可使机器人实现转向功能。当机器人需要攀爬时，比如爬楼梯，所述伺服电机33驱动轮轴32转动并带动三星轮31整体转动即可实现。所述腿部34的结构可以实现机器人在上下方向的伸缩，以便于调整机器人的身高适应作业环境。用于调整腿部34高度的第二液压缸43与所述第一液压缸42共用油箱41，结构设计紧凑，布局合理。

如图5所示，所述固定部件20有四个且相应的固定台21分别位于所述油箱41的前侧面、后侧面、顶面以及底面，所述油箱41的前侧面、后侧面、顶面以及底面分别与相应固定台21的货物固定面21a平行，所述油箱41间歇旋转的角度为90度；所述第一液压缸42设有四个也分别位于所述油箱41的前侧面、后侧面、顶面以及底面。所述固定台21随油箱41转动至油箱41的底面时，相应位于所述油箱41底面的第一液压缸42带动平行连杆60绕铰接轴旋转使得所述固定台21向油箱41前方平行伸出接收货物，之后向油箱41底部平行靠近并收拢。即当所述固定部件20设置为4个时，那么固定部件20在接收货物时，位于底面的固定台21平行向油箱前方伸出，使得朝上的货物固定面21a便于接收货物，货物接收并固定完毕后，固定台21平行向油箱41底面靠近并收拢，此时油箱41由槽轮机构50驱动进行一次90度的间歇转动，使得位于油箱41前面或后面的固定台21转动至油箱41的底面，相应位于油箱41底面的固定台21重复上述动作完成货物的接收与固定，直至4个固定台21上全部装载有货物，机器人即可带着暂存的货物转运至目的地。

所述平行连杆与货物固定面之间夹角从36度变化至120度，这样可以保证固定台在装取货物以及移动时不会与相邻的固定台发生干涉。