一种搬运机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种物流用搬运机器人。

背景技术：

随着电子商务的爆炸性增长，电商的仓储分拣工作量也大幅增加。目前，很多电商仓库中都配备了搬运机器人以实现仓库的自动化无人化搬运物品，从而降低人工成本，缩短仓储物品出库时间，提高仓储分拣效率。

这种搬运机器人是一种矮墩墩的新奇装置，从外表上看很像能快速移动的乌龟。它们在仓库中穿梭，将整个货架的服装、电子器件、汽车零件等该零售商出售的任何货物送到专门的包装工作台，在包装工作台，由工人选出产品、进行包装并送入运输卡车。

现有搬运机器人的底盘结构大都为6轮结构，包含两组主动轮与6和从动轮，并且6个轮子都以直接固定的方式安装在底盘座体上，这种底盘结构对地面的平整度要求较高，地面平整度不符要求的话容易架空主动轮，影响行走精度。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种地面适应能力较好的搬运机器人。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的搬运机器人，包含

一底盘，其包含一座体、两主动轮组件以及若干从动轮；其中，两组所述主动轮组件对称安装在所述座体的中部的左右两侧，所述座体的前后两侧各设有至少一个所述从动轮，所述从动轮相对于所述座体浮动连接；

一托盘，其用于承载货物；及

一顶升旋转单元，其用于驱动所述托盘相对于所述底盘作升降运动以及旋转运动。

进一步地，所述座体的前后两侧各设有两个从动轮；其中，一侧的两个从动轮安装在第一翘板的两端，且所述第一翘板的中部铰接在所述座体上；另一侧的两个从动轮安装在第二翘板的两端，且所述第二翘板的中部铰接在过渡件上，所述过渡件可相对于所述座体弹性浮动。

进一步地，所述过渡件铰接在所述座体上，且其与所述座体之间设有弹性元件，且所述弹性元件使所述从动轮紧压地面。

进一步地，所述过渡件与所述座体之间还设置有用于限制所述过渡件的转动位置的限位件。

进一步地，所述过渡件和/或座体上安装有用于调节所述弹性元件的预压缩量的调节装置。

进一步地，所述顶升旋转单元包含

丝杠，其转动安装在所述座体上；

顶升筒，其与所述丝杠之间为丝杠副配合，且所述托盘固定在其顶部；

第一电机，其用于驱动所述丝杠相对于所述座体旋转；及

驱动组件，其设置于所述座体与所述顶升筒之间，用于驱动所述顶升筒相对于所述座体的旋转。

进一步地，所述顶升筒的外围设置有滑齿，所述驱动组件包含

第二电机，其安装在所述座体上；及

第二驱动齿轮，其与所述第二电机驱动连接，且其与所述滑齿啮合，并可相对于所述滑齿轴向滑动。

进一步地，所述托盘包含

一托盘本体，其为圆形，且其连接所述顶升旋转单元；

若干托架，所有的所述托架相对于所述托盘本体滑动安装，且滑动方向为所述托架的径向；及

托架驱动单元，其用于驱动所有托架相对于所述托盘本体同步滑动。

进一步地，所述托架的数量为四个，所有的所述托架呈圆周阵列安装在所述托盘本体上，所述托架的远离所述托盘本体中心的一端具有上翻的挡边。

进一步地，所述托架驱动单元包含

丝杠组件，针对每个所述托架均配有一组所述丝杠组件，其包含相对于所述托盘本体转动安装的第二丝杠以及相对于所述托架固定安装的丝杠螺母；

小锥齿轮，其与所述第二丝杠固定连接；

大锥齿轮，其与所有的所述小锥齿轮啮合，且其与所述托盘本体转动连接且同心安装；

驱动锥齿轮，其与所述大锥齿轮啮合；及

第三电机，其输出轴与所述驱动锥齿轮固定连接。

有益效果：本实用新型的搬运机器人的底盘包含的从动轮均以浮动连接方式安装在座体上，可保证主动轮充分着地，且所有从动轮也能全部着地，有效保证搬运机器人的运行平稳性，且搬运机器人对地面的平整度要求较低，地面适应性较强，可减少仓库建设成本，且有效防止主动轮被架空，保证搬运机器人的行走精度。

附图说明

附图1为第一实施例之搬运机器人的侧视图；

附图2为第一实施例之搬运机器人的剖视图；

附图3为第一实施例之搬运机器人的立体图；

附图4为第二实施例之托盘的俯视图；

附图5为第二实施例之托盘的仰视图。

附图中附图标记表示的零部件名称如下：

1-底盘；11-座体；12-主动轮组件；13-从动轮；14-第一翘板；15-第二翘板；16-过渡件；17-弹性元件；18-限位件；181-挡肩；19-调节装置；191-压片；192-调节螺钉；193-锁紧螺母；2-托盘；21-托盘本体；22-托架；23-托架驱动单元；231-第二丝杠；232-丝杠螺母；233-小锥齿轮；234-大锥齿轮；235-驱动锥齿轮；236-第三电机；3-顶升旋转单元；31-丝杠；32-顶升筒；321-滑齿；33-第一电机；34-驱动组件；341-第二电机；342-第二驱动齿轮；从动齿轮35；主动齿轮36。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

第一实施例

如附图1-附图3所示的搬运机器人，包含一底盘1、一托盘2以及一顶升旋转单元3。下面将对各组件进行详细说明。

底盘1包含一座体11、两主动轮组件12以及若干从动轮13；其中，两组所述主动轮组件12对称安装在所述座体11的中部的左右两侧，所述座体11的前后两侧各设有至少一个所述从动轮13，所述从动轮13相对于所述座体11浮动连接。上述主动轮组件12与从动轮13的布局方式可使得搬运机器人可原地围绕其中心回转，转弯半径最小，使得搬运机器人可在较小的空间内作业，且这种主动轮组件12与从动轮13的布局方式使得整个底盘1支撑平稳，从动轮13相对于所述座体11浮动连接可保证所有主动轮与从动轮13充分与地面接触，保证机器人运行时的整体平稳性，减少机械冲击，保证主动轮不会被架空，使得机器人有较高的行走精度。

在本实施例中，所述座体11的前后两侧各设有两个从动轮13；其中，一侧的两个从动轮13安装在第一翘板14的两端，且所述第一翘板14的中部铰接在所述座体11上；另一侧的两个从动轮13安装在第二翘板15的两端，且所述第二翘板15的中部铰接在过渡件16上，所述过渡件16可相对于所述座体11弹性浮动。具体地，所述过渡件16铰接在所述座体11上，且其与所述座体11之间设有弹性元件17，且所述弹性元件17使所述从动轮13紧压地面。上述结构在保证主动轮与地面充分接触的基础上，保证了所有从动轮13可与地面接触，且从动轮13可适用于地面的平整度自行浮动调节高低，对地面的适应性较佳，且过渡件16的设置使得底盘1具有一定的减震功能，可缓解机器人作业过程中的机械冲击。

可选地，所述过渡件16与所述座体11之间还设置有用于限制所述过渡件16的转动位置的限位件18，限位件18主要用于防止过渡件16相对于座体11的转动角度过大的问题，如在转移搬运机器人的过程中，限位件18可防止过渡件16随着座体11的抬高而持续下坠。本实施例中，限位件18为穿过过渡件16的柱状部件，其一端固定在座体11上，另一端具有挡肩181，过渡件16相对于座体11转动一定角度后会与挡肩181接触，无法继续往下转动。

可选地，所述过渡件16和/或座体11上安装有用于调节所述弹性元件17的预压缩量的调节装置19，本实施例中，弹性元件17为弹簧，调节装置19安装在过渡件16上，调节装置19可调节弹簧的预压缩量，达到调节弹簧的初始刚性的作用，使得过渡件16与座体11之间的初始弹力适中，具体地，调节装置19包含压片191、调节螺钉192以及锁紧螺母193，弹性元件17一端抵住所述压片191的一侧，调节螺钉192螺接在所述过渡件16上，且其端部抵住所述压片191的另一侧，通过拧动所述调节螺钉192，可使压片191靠近或远离所述座体11，达到调节预压缩量的目的，锁紧螺母193螺在所述调节螺钉192上且其抵住所述过渡件16，可防止调节螺钉192松动。

托盘2，其用于承载货物，此处所述的货物可以是单独的货物，也可以是货架等货物载体。托盘2为一体成形的圆盘结构，其上端具有防滑纹，可防止货物与托盘2之间产生相对运动。

顶升旋转单元3用于驱动所述托盘2相对于所述底盘1作升降运动以及旋转运动。所述顶升旋转单元3具体包含丝杠31、顶升筒32、第一电机33以及驱动组件34。丝杠31转动安装在所述座体11上；顶升筒32与所述丝杠31之间为丝杠副配合，且所述托盘2固定在其顶部；第一电机33用于驱动所述丝杠31相对于所述座体11旋转，具体地，丝杠31上固定有从动齿轮35，所述第一电机33的输出轴上固定有与从动齿轮35啮合的主动齿轮36；驱动组件34设置于所述座体11与所述顶升筒32之间，用于驱动所述顶升筒32相对于所述座体11的旋转。

所述顶升筒32的外围设置有滑齿321，所述驱动组件34包含第二电机341与第二驱动齿轮342，第二电机341安装在所述座体11上，第二驱动齿轮342与所述第二电机341驱动连接，且其与所述滑齿321啮合，并可相对于所述滑齿321轴向滑动。

采用上述顶升旋转单元3的结构，可实现如下动作：当需要托起或卸下货物时，第一电机33转动而第二电机341保持不动，此时由于丝杠副的作用以及滑齿321与第二驱动齿轮342之间可相对轴向滑动的导向作用，顶升筒32可带动托盘2作升降运动；当在搬运货物的过程中需要转弯时，第一电机33与第二电机341同步转动，使得丝杠31与顶升筒32的转速相同且转动方向相同，如此托盘2可相对所述底盘1旋转而在高度方向保持不变，同时托盘2相对于底盘1的转速与底盘1自身原地回转的转速相同且方向相反，使得机器人转弯时其承载的货物相对于地面静止，如此搬运过程较为平稳，且无需考虑货物的回转半径，对过道的宽度要求也较低。

第二实施例

本实施例中，搬运机器人包含一底盘1、一托盘2以及一顶升旋转单元3。其中底盘1与顶升旋转单元3的作用与结构与第一实施例完全一致，此处不再赘述。

在第一实施例的基础上，由于第一实施例中，托盘2为一个一体成型的圆盘，其上端面的承载面积较小，在货物较大时，其承载面积明显小于货物底面时，会存在承载不稳的情形，在机器人由于意外情形发生急停时，货物容易晃动、相对于托盘2产生平移甚至发生倾倒，因此，在本实施例中对托盘2的结构进行了改进。

具体地，如附图4与附图5所示，托盘2的结构包含一托盘本体21、若干托架22以及托架驱动单元23。其中，托盘本体21为圆形，且其连接所述顶升旋转单元3；所有的所述托架22相对于所述托盘本体21滑动安装，且滑动方向为所述托架22的径向；托架驱动单元23用于驱动所有托架22相对于所述托盘本体21同步滑动。

进一步地，所述托架22的数量为四个，所有的所述托架22呈圆周阵列安装在所述托盘本体21上，所述托架22的远离所述托盘本体21中心的一端具有上翻的挡边221。挡边221可挡住货物的四周使其不会由于惯性相对于所述托盘2产生平移。

所述托架驱动单元23包含丝杠组件、小锥齿轮233、大锥齿轮234、驱动锥齿轮235以及第三电机236。其中，针对每个所述托架22均配有一组所述丝杠组件，丝杠组件包含相对于所述托盘本体21转动安装的第二丝杠231以及相对于所述托架22固定安装的丝杠螺母232，第二丝杠231与丝杠螺母232之间为丝杠副配合；小锥齿轮233与所述第二丝杠231固定连接；大锥齿轮234与所有的所述小锥齿轮233啮合，且其与所述托盘本体21转动连接且同心安装；驱动锥齿轮235与所述大锥齿轮234啮合；第三电机236的输出轴与所述驱动锥齿轮235固定连接。

采用上述托盘2的结构，搬运机器人的顶升货物的流程为：

(1)第一电机33转动，使得托盘2上升至第一设定高度；

(2)第三电机236转动，使得所有托架22相对于所述托盘本体21向外平移第一设定距离，增大托盘2的有效承载面积；

(3)第一电机33转动，使得托盘2继续上升至第二设定高度，在此过程中，托盘2将货物顶离其摆放面；

(4)第三电机236转动，使得所有托架22相对于所述托盘本体21向内回收第二设定距离，使托架22的挡边221抵住货物的侧边。其中，第二设定距离小于第一设定距离。

搬运机器人的下降卸货流程为：

(1)第三电机236转动，使得所有托架22相对于所述托盘本体21向外平移第二设定距离，使托架22的挡边221离开货物的侧边；

(2)第一电机33转动，使得托盘2下降至第一设定高度，在此过程中，货物与其目标摆放面接触；

(3)第三电机236转动，使得所有托架22相对于所述托盘本体21向内平移缩回第一设定距离；

(4)第一电机33转动，使得托盘2下降至最低位置。

本实用新型的搬运机器人的底盘包含的从动轮均以浮动连接方式安装在座体上，可保证主动轮充分着地，且所有从动轮也能全部着地，有效保证搬运机器人的运行平稳性，且搬运机器人对地面的平整度要求较低，地面适应性较强，可减少仓库建设成本，且有效防止主动轮被架空，保证搬运机器人的行走精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。