一种载具以及可移动的作业机器人的制作方法

1.本实用新型涉及作业机器人技术领域，尤其涉及一种载具以及可移动的作业机器人。


背景技术：

2.作业机器人可将物品从一地运至另一地，若在其中一地需要从其他设备承接物品，或者，将物品放置在其他设备上，物品在作业机器人与其他设备之间的转运过程中，容易出现物品、作业机器人和其他设备之间的碰撞，进而因碰撞对物品、作业机器人和其他设备造成损伤。


技术实现要素：

3.本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供一种载具以及可移动的作业机器人。
4.一方面，本实用新型涉及一种载具，包括：
5.承载组件，所述承载组件设有支承部，以及带动所述支承部沿至少一个方向移动的驱动机构；
6.定位防护组件，所述定位防护组件包括检测物料端的第一信息的定位防护器件一，以及检测对接端的第二信息的定位防护器件二；
7.所述第一信息至少包括物料端的第一位置，所述第二信息至少包括对接端的第二位置，所述第一位置和所述第二位置之间的间距小于等于设定距离。
8.在一种可实现的技术方案中，所述定位防护组件还包括：检测所述承载组件与物料边缘之间间距的电子防护器，所述电子防护器设于所述承载组件朝向物料的一侧；
9.和/或，机械防护构件，所述机械防护构件设于所述承载组件朝向物料的一侧，且所述机械防护构件突出于所述承载组件的外表面。
10.在一种可实现的技术方案中，所述定位防护组件还包括：检测所述承载组件与对接设备之间相对位置的对接位置探测器，所述对接位置探测器设于所述承载组件朝向对接设备的一侧。
11.在一种可实现的技术方案中，所述承载组件包括：
12.支承座，所述支承部设于所述支承座；
13.安装架，所述安装架设有安装所述支承座的安装部；
14.所述定位防护器件一设于所述支承座和/或所述安装架，所述定位防护器件二设于所述安装架。
15.在一种可实现的技术方案中，所述定位防护器件一的数量是一组，所述定位防护器件一设于所述支承座朝向对接设备的一侧；
16.或者，所述定位防护器件一的数量是两组以上，其中一组定位防护器件一设于所述支承座朝向对接设备的一侧，另外的定位防护器件一设于所述支承部和/或朝向物料的
一侧；
17.其中，一组所述定位防护器件一的数量是一个以上。
18.在一种可实现的技术方案中，所述支承座与所述安装架之间设有称重传感器；
19.和/或，所述第一信息还包括颜色、反光量中的至少一种，所述第二信息还包括颜色、反光量中的至少一种。
20.在一种可实现的技术方案中，所述承载组件还包括：移动座；
21.所述移动座设有带动所述安装架沿至少一个方向移动的驱动机构；
22.或者，所述移动座设有带动所述安装架沿第一方向移动的第一驱动机构，所述安装架设有带动所述支承座沿第二方向移动的第二驱动机构，所述第一方向和第二方向垂直。
23.在一种可实现的技术方案中，所述移动座的上表面设有防护罩，所述防护罩设于所述安装架的两侧，所述安装架两侧的防护罩展开大小随安装架的移动改变。
24.另一方面，本实用新型提供一种可移动的作业机器人，包括底盘以及设于底盘的作业平台，所述作业平台设有至少一个以上任一所述的载具；
25.所述底盘的底面设有机器人定位感应器，所述底盘的至少一个边角设有边角感应器。
26.在一种可实现的技术方案中，所述作业平台设有驱动所述载具移动的平台驱动机构，所述作业平台的上表面设有防护罩，所述防护罩的展开大小随载具的移动改变；
27.或者，所述底盘、作业平台和载具的至少部分器件的安装紧固件置于外侧。
28.采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
29.本实用新型的载具，利用定位防护组件的定位防护器件一检测物料端的第一信息，利用定位防护器件二检测对接端的第二信息，通过将第一信息中物料端的第一位置与第二信息中对接端的第二位置，两者之间的间距小于等于设定距离，以此实现载具、对接端和物料端的控制，避免在物料交接时的碰撞，确保物料的安全可靠交接。
30.另一方面，本实用新型可移动的作业机器人，因具有载具，以此可实现在与对接设备交接物料时的安全可靠。
附图说明
31.图1是实施例中载具的示意图；
32.图2是实施例中载具另一角度的示意图；
33.图3是实施例中作业机器人的示意图；
34.图4是图3中a部放大示意图；
35.图5是图3中b部放大示意图；
36.图6是实施例中作业机器人的使用状态示意图。
37.图中：
38.100、载具，1、支承座，11、支承部，12、定位防护器件一，13、称重传感器，14、电子防护器，2、安装架，21、定位防护器件二，22、对接位置探测器，23、机械防护构件，3、移动座，4、防护条，5、防护罩；
39.200、作业机器人，20、底盘，201、边角感应器，30、作业平台；
40.300、物料，400、对接设备。
具体实施方式
41.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
42.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地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
43.本实用新型实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。
44.本实施例的载具和可移动的作业机器人，主要基于以下现实困难提出。
45.作业机器人的应用场景中，有一类是用于搬运物料。常见的，作业机器人可将物料从a地搬运至b地。若两地无特别要求，作业机器人只需将物料平放或者堆叠即可，此种情况下对作业机器人的要求不高。
46.但是，在有的应用场景中，作业机器人需要承接从特定设备卸下的物料，或者，将物料运至特定设备上。此时，在物料从特定设备到作业机器人的交接中，如果作业机器人与物料对接不到位，物料从特定设备到作业机器人的过程中会存在空行程，以交接前物料在上作业机器人在下为例，在一段高度空间内，物料将以自由落体的方式跌落至作业机器人上，当两者接触，跌落带来的冲击将会对物料和作业机器人造成损伤，尤其对重量大且易损坏的物料来说，这种对接不到位造成的损伤是需要尽力避免的。或者，以长条状物料为例，作业机器人对此类物料的支承通常采用多点支承，即，使用两个以上的支承点来承载物料。在此种长条状物料的交接中，如果对接不到位，容易出现某一支承点不能支承物料，出现交接失误。此外，如果从作业机器人到特定设备的交接过程中，物料与特定设备的对接不到位，物料从作业机器人到特定设备会出现不能交接，或者交接后物料在特定设备不能正常流转或运行。
47.基于物料在作业机器人和特定设备交接中的以上困难，本实施例致力于解决物料在作业机器人和特定设备之间的安全可靠交接的问题。
48.＜实施例一＞
49.如图1和图2所示，本实施例的载具100包括承载组件和定位防护组件，其中，承载组件设有支承部11，该支承部11起到支承物料的作用。例如，支承部11可以直接与物料接触以支承物料，或者，支承部11可以与物料依附的支架或者卷轴接触，以此来支承物料。此外，承载组件还设有带动支承部11沿至少一个方向移动的驱动机构，当需要在作业机器人和对接设备之间交接物料时，通过驱动机构带动支承部11移动，可以对支承部11与对接设备间的相对位置进行调整，以省去调整作业机器人位置的麻烦，在使用上较为灵活方便。至于驱动机构能够带动支承部11沿几个方向移动，可以根据应用场景的使用需求，以及作业机器
人的整体结构来确定，本实施例不做具体限制。
50.定位防护组件，是物料在作业机器人和对接设备间交接时，起到定位防护作用的。定位防护组件设计成包括检测物料端的第一信息的定位防护器件一12，以及检测对接端的第二信息的定位防护器件二21。其中，物料端和对接端，是指将物料和对接设备两者相比较而言，属于物料一侧，还是对接设备一侧。即，物料端是指属于物料一侧的，并非限制为物料的端部，也可以指物料上的其他部位，或者，物料依附的支架或者卷轴等。对接端是指属于对接设备一侧的，类似的，也并非限制为对接设备的端部，也可以指对接设备的其他部位，或者，安装在对接设备上用来承接物料的部件。
51.在定位防护器件一12检测的物料端的第一信息中，至少包括物料端的第一位置。类似的，在定位防护器件二21检测的对接端的第二信息中，至少包括对接端的第二位置。利用定位防护器件一12和定位防护器件二21分别对物料端和对接端的位置进行检测，以得到物料端和对接端的位置信息，当物料端的第一位置和对接端的第二位置之间的间距小于等于设定距离，物料在该设定距离间距内交接，可确保安全可靠，即，本实施例中通过检测物料端和对接端各自的位置，以及两者间距达到小于等于设定距离的第一位置和第二位置，能够确保物料在载具100与对接设备的交接过程中，实现安全可靠的对接，进而避免因为空行程或者对接不能等问题。其中，第一位置和第二位置间的设定距离，可根据应用场景的要求和交接物料的特性来设定，本实施例不做具体限制。
52.在本实施例的一种变型中，如图2所示，定位防护组件还包括：检测承载组件与物料边缘之间间距的电子防护器14，且将该电子防护器14设于承载组件朝向物料的一侧。具体的，电子防护器14可设于靠近支承部11的位置，使得电子防护器14的检测位置更靠近物料的支承点，以成卷物料为例，即便物料卷的尺寸较小，由于电子防护器14设于靠近支承部11的位置，也能实现对物料有效的电子防护检测。电子防护器14可检测出物料边缘与承载组件之间的间距，以避免两者相撞，即，本实施例的定位防护组件可为物料和载具100提供电子防撞防护。
53.在本实施例的另外变型中，定位防护组件还包括机械防护构件23，该机械防护构件23设于承载组件朝向物料的一侧，且其突出于承载组件的外表面。利用该机械防护构件23，即便物料与承载组件接触，由于其突出于承载组件的外表面，当承载组件与物料接触时，最先与物料接触的是机械防护构件23，如此，利用机械防护构件23可为物料与承载组件提供一定的机械缓冲与防护，避免两者直接相撞造成互相的损伤。具体的，该机械防护构件23可使用带有一定柔性和缓冲材质的橡胶、棉垫等制成，其结构形式可选择条状、块状等规则或者不规则形状。此外，该机械防护构件23设置在相对远离支承部11的位置，以避免太过靠近物料支承点造成的误触，提高整个载具100使用中的可靠性。再有，沿高度方向机械防护构件23设有一个以上，以便于对不同尺寸大小的物料均能提供可靠有效的机械防护。
54.根据具体使用场景的要求，可选择在载具100的定位防护组件单独设置电子防护器14或者机械防护构件23，以提供单一的电子或者机械防护。或者，在定位防护组件同时设置电子防护器14和机械防护构件23，以同时提供电子和机械的双重防护。
55.本实施例的其他变型中，请参考图1，定位防护组件还包括：检测承载组件与对接设备之间相对位置的对接位置探测器22，该对接位置探测器22设于承载组件朝向对接设备的一侧，以便于向对接设备发送位置信息，以及接收从对接设备发送的位置信息，进而调整
两者间存在的位置差，以此保证承载组件处于同对接设备对正的准确位置，利于物料交接时的安全可靠。具体的，对接位置探测器22安装在与支承部11保持固定位置的部位，即，支承部11在驱动机构的带动下移动时，支承部11与对接位置探测器22之间的相对位置保持固定，利于通过对接位置探测器22调整支承部11与对接设备之间的相对位置，进而将承载在支承部11的物料准确与对接设备交接。
56.请再次参考图1和图2，承载组件包括：支承座1，前述提及的支承部11设于该支承座1；安装架2，该安装架2设有安装支承座1的安装部。具体的，定位防护器件一12设于支承座1，定位防护器件二21设于安装架2，这样设计的好处在于，定位防护器件一12用来检测物料端的第一信息，确保物料支承在支承部11上，利于交接时的安全可靠。由此，将定位防护器件一12设于支承座1，在物理距离上更为靠近支承部11，以便于获取物料是否处于支承部11的位置信息。定位防护器件二21用来检测对接端的第二信息，比较有利的交接状态是，物料端的小部分伸出支承部11，对接端的对接部分到达物料端的伸出部分，两者对接完成物料的交接。如此，将定位防护器件二21设于安装架2，利于检测对接端是否到达有效的对接位置。
57.应当知道的是，图1和图2只是给出了一种示例，本实施例的其他变型中，定位防护器件一12还可以设于安装架2，此时，通过检测物料端伸出支承部11的位置来确保物料的安全可靠交接。为了提高物料交接中的安全可靠程度，可将定位防护器件一12设于安装架2靠近支承座1的位置。或者，同时在支承座1和安装架2均设置定位防护器件一12，以实现对物料端的多点位置检测，提高对物料端位置监测的准确程度。
58.图1给出的示例中，定位防护器件一12的数量是一组，且该组定位防护器件一12设于支承座1朝向对接设备的一侧，即，图1中靠近纸张左侧的方向。此外，图1中显示的一组定位防护器件一12的数量是两个，支承部11呈现大致的倒梯形，从而在支承座1形成一个敞口的倒梯形空间，使得支承座1具有形成支承部11的两翼，两个定位防护器件一12分别设于支承座1的两翼上。这样设计的好处是，一方面，支承部11呈现大致倒梯形的结构形式，利于支承物料卷轴，通过倒梯形结构形成的凹陷，可将物料卷轴限制在内，避免滚动出支承部11；再者，定位防护器件一12两个成组，且分别设于支承座1的两翼朝向对接设备的一侧，利用设于两翼的定位防护器件一12对物料端的第一信息的检测，可检测出物料在支承部11是否存在位置偏移，尤其是物料卷轴尺寸小于支承部11的底部承载平面时，若因为物料卷轴相对支承部11中线偏置，则在物料交接时容易出现对接偏差。并且，通过将定位防护器件一12设于朝向对接设备的一侧，利于获得物料端是否伸出支承部11，达到对接位置的检测，便于物料安全可靠交接的实现。
59.类似的，应当知道图1给出的只是一种示例，在其他变型中，定位防护器件一12的数量可以设计成两组以上，其中一组定位防护器件一12设于支承座1朝向对接设备的一侧，另外的定位防护器件一12设于支承部11和/或朝向物料的一侧。以及，一组定位防护器件一12的数量是一个以上，即，可以是一个，两个或者多个。以定位防护器件一12设有两组为例，一组设于支承座1朝向对接设备的一侧，另一组设于支承座1朝向物料的一侧，如此，利用两组定位防护器件一12可对支承部11朝向对接设备和物料两侧的信息均进行检测，通过检测得到的位置、颜色等信息，可判断物料卷轴是否有效的承载于支承部11，以此提高载具100对于物料交接的安全可靠程度。
60.本实施例的其他变型中，支承座1与安装架2之间设有称重传感器13，利用称重传感器13可检测出支承部11承载的物料重量，例如，当对接设备需要装入物料进行生产作业时，使用载具100将需要的物料装入对接设备，此时通过称重传感器13可记录物料的初始重量。待物料在对接设备完成全部或者部分生产任务需要卸下，再使用载具100从对接设备承接物料，此时通过称重传感器13再次记录物料的第二重量，通过两次记录的物料重量，可得知生产消耗的物料量，便于生产管理以及后续生产计划的安排。
61.定位防护器件一12检测的物料端的第一信息除了位置信息外，还包括颜色、反光量中的至少一种，类似的，定位防护器件二21检测的对接端的第二信息除了位置信息外，还包括颜色、反光量中的至少一种。例如，通过检测的反光量、颜色信息，可用来判断检测处的是物料、物料卷轴还是对接部件，以此来提高物料交接的安全可靠。以定位防护器件二21为例，可选用光纤传感器，相配合的，在对接设备设置反光贴，当反光贴到达光纤传感器对应位置时，光纤传感器可感应到反射的光通量，并根据反射的光通量不同来判断是否为对接部件。此外，可对应反光贴的宽度，设置两个光纤传感器，且当两束光纤传感器均有信号时，则对接端的定位正确。
62.请参照图1和图2，承载组件除了支承座1和安装架2外，还具有移动座3，该移动座3设有带动安装架2沿第一方向移动的第一驱动机构（图中未示出），安装架2设有带动支承座1沿第二方向移动的第二驱动机构（图中未示出），其中，第一方向为图1中x方向，第二方向为图1中z方向，且第一方向和第二方向垂直。在物料交接中需要调整载具100与对接设备的相对位置时，当在x方向存在位置偏差时，利用第一驱动机构带动安装架2沿x方向移动到合适位置，即可带动安装在安装架2的支承座1和设于支承座1的支承部11到达需要位置。类似的，若两者在高度方向存在偏差，即z方向，则利用第二驱动机构带动支承座1沿z方向移动至合适位置，如此，支承部11也可到达合适位置。至于第一驱动机构和第二驱动机构的具体结构形式，采用常见的驱动机构即可，例如，电机、液压缸、气缸等带动丝杠、齿轮、链条、皮带等即可，在此不做赘述。
63.或者，在其他的变型中，可仅在移动座3设有带动安装架2沿至少一个方向移动的驱动机构（图中未示出），例如，具体的应用场景中只需要做单个方向的位置调整，此时只需在移动座3设置沿一个方向移动的驱动机构即可。或者，即便应用场景需要多个方向的位置调整，可使用其他部件完成另外方向上的位置调整，载具100只需实现单方向的位置调整即可。或者，载具100在移动座3设置两个的驱动机构，以带动安装架2沿两个方向移动。即，可根据整体的作业机器人结构，以及应用场景的需求来灵活调整。
64.再次参照图1和图2，移动座3的上表面设有防护罩5，且该防护罩5设于安装架2的两侧，当安装架2在驱动机构的带动下移动时，安装架2两侧的防护罩5展开大小随安装架2的移动改变。通过设置防护罩5，可将载具100内部结构处于封闭防护状态，避免受外部环境的污染或损坏，以提高载具100的使用寿命。具体的，防护罩5可采用风琴罩的结构形式，以便于随安装架2的移动调整展开大小。此外，在移动座3朝向对接设备的一侧设有防护条4，以避免与对接设备接触时对两者的碰撞伤害，可起到一定的缓冲与机械防护作用。
65.＜实施例二＞
66.本实施例中，与实施例一相同的部件采用相同的标号，且相同部分不再赘述。
67.参照图3至图6，本实施例的可移动的作业机器人200，包括底盘20以及设于底盘20
的作业平台30，该作业平台30设有至少一个载具100。图3给出的示例中，沿作业平台30的长度方向设有两个载具100，以此可支承长条状的物料300。如果物料300较长，或者重量较大，可以在作业平台30设置三个或更多的载具100，以实现对物料300的多点支承，具体数量可以根据需求来设定。或者，物料300在长度上较短，也可以在作业平台30只设置一个载具100来支承物料100。
68.其中，底盘20设有行走机构，以带动整个作业机器人200移动，载具100设于作业平台30，以实现对交接物料300的支承。在底盘20的底面设有机器人定位感应器（图中未示出），用来感知作业机器人200的位置，便于在应用场景中按照需要的路径移动。具体的，可在底盘20底面的前中后位置分别安装机器人定位感应器，利用多个不同位置的机器人定位感应器来提高检测的作业机器人200精度。以及，在底盘20的至少一个边角设有边角感应器201，以避免作业机器人200在移动时与周围的物体发生碰撞。例如，可只在底盘20的一个边角处设置边角感应器201，或者，在对角线方向设置两个边角感应器201，或者，为了提高感知周围信息的准确度，在底盘20的四个边角处均安装边角感应器201，具体可根据应用场景的要求和整体成本来综合考量。
69.当物料300需要在作业机器人200和对接设备400之间进行交接时，参照图6给出的将物料300从作业机器人200交接至对接设备400上。首先，作业机器人200从别处获取物料300，并将物料300支承在载具100上，之后，通过作业机器人200底部的机器人定位感应器，以及安装在作业机器人200的定位导航器件，可引导作业机器人200移动至对接设备400处。以图6给出的示例中，作业机器人200需要移动到对接设备400两侧的对接部件之间，在此过程中，通过边角感应器201来感应，避免作业机器人200与对接设备400发生碰撞。当作业机器人200移动到位后，通过载具100的定位防护器件一12来检测物料端的第一信息，定位防护器件二21来检测对接端的第二信息，在两者检测的第一位置和第二位置间距小于等于设定距离后，将物料300从作业机器人200交接至对接设备400，此过程中，由于物料端的第一位置和对接端的第二位置间距小于等于设定距离，由此可保证物料300的安全可靠交接。
70.本实施例的变型中，作业平台30设有驱动载具100移动的平台驱动机构（图中未示出），如此，当作业机器人200移动至对接设备400的对接部件之间后，如果物料300的位置没有到达安全对接处，通过平台驱动机构带动载具100沿作业机器人200的长度方向移动，可对载具100上承载的物料300位置进行调整，满足对接要求。如果物料300的高度等位置没有达到对接要求，则参照实施例一，通过载具100的驱动机构来调整即可，不再赘述。
71.参照图3，作业平台30的上表面设有防护罩5，且该防护罩5的展开大小随载具100的移动改变。通过防护罩5可将作业机器人200的内部构件封闭，避免受外部环境影响。具体的，防护罩5可采用风琴罩，以便于随载具100的移动改变展开大小。
72.作业机器人200的底盘20、作业平台30和载具100需要安装一些器件，例如前述提到的边角感应器201等，以及前述未提及的接口、显示屏等，这些器件需要使用安装紧固件来固定。如果作业机器人200的重量较大，当需要更换维护部分器件时，抬升整个作业机器人200较为不便，为此，将至少部分器件的安装紧固件置于外侧，此时，从作业机器人200的外侧即可完成拆卸，后期维护较为便利。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“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
点包含于本实用新型的至少一种实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。