搬运装置及搬运机器人的制作方法

1.本公开涉及物流技术领域，特别涉及一种搬运装置及搬运机器人。


背景技术：

2.随着电子商务和网络购物的迅猛发展，搬运装置对于货箱取放高度极限尺寸要求越来愈高，这也就意味着对于搬运装置的布局尺寸的要求越来越高。
3.目前，货叉装置作为搬运装置中的一种，主要分为夹抱式货叉装置或者托举式货叉装置，现有夹抱式货叉装置或者托举式货叉装置中的传动组件通常均采用链条或者传送带配合电机的传动形式带动货叉装置进行旋转。
4.然而，现有的传动组件在货叉装置内占据了比较大的空间，使得货叉装置的结构不够紧凑，对于货叉装置尤其托举式货叉装置在高度空间上的压缩较为困难，使得托举式货叉难以满足在货箱取放高度的极限尺寸。


技术实现要素：

5.本公开提供一种搬运装置及搬运机器人，不仅能够满足搬运装置在货箱取放高度的极限尺寸，而且适用性更广。
6.第一方面，本公开提供一种搬运装置，包括底座、驱动件、减速组件、齿轮传动组和可托举货物的托举组件，所述托举组件位于所述底座之上并可绕竖直的转轴相对于所述底座转动；
7.所述驱动件设在所述底座之上，且所述驱动件的第一输出轴沿水平方向延伸，所述第一输出轴通过所述减速组件与所述齿轮传动组件连接；所述减速组件可驱动所述齿轮传动组件中的至少部分齿轮绕所述转轴旋转，以使所述齿轮传动组件带动所述托举组件相对于所述底座旋转。
8.如上所述的搬运装置，可选的，所述齿轮传动组件包括从动齿轮，所述从动齿轮和所述托举组件同轴设置，且所述从动齿轮连接于所述底座或者所述托举组件，所述减速组件可驱动所述从动齿轮绕所述转轴旋转，以使所述齿轮传动组件带动所述托举组件相对于所述底座旋转。
9.如上所述的搬运装置，可选的，所述齿轮传动组件还包括主动齿轮，所述主动齿轮与所述减速组件的第二输出轴连接并与所述从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮设在所述底座和所述托举组件中未与所述从动齿轮连接的一者上。
10.如上所述的搬运装置，可选的，所述主动齿轮连接于所述托举组件，所述从动齿轮连接于所述底座。
11.如上所述的搬运装置，可选的，还包括与所述托举组件连接的安装板，所述安装板位于所述底座和所述托举组件之间；所述主动齿轮通过所述安装板连接于所述托举组件，所述主动齿轮可带动所述托举组件和所述安装板相对于所述底座同步旋转。
12.如上所述的搬运装置，可选的，所述减速组件和所述驱动件均设在所述安装板上。
13.如上所述的搬运装置，可选的，所述托举组件包括支撑架和可托举所述货物的伸缩组件，所述伸缩组件位于所述支撑架之上并与所述支撑架连接，所述伸缩组件通过所述支撑架支撑并连接在所述安装板上。
14.如上所述的搬运装置，可选的，所述减速组件、所述驱动件和所述齿轮传动组件均设在所述支撑架的同一侧，其中，所述减速组件和所述驱动件均位于所述支撑架的中部。
15.如上所述的搬运装置，可选的，所述从动齿轮位于所述主动齿轮靠近所述驱动件的一侧。
16.如上所述的搬运装置，可选的，所述从动齿轮的齿数多于所述主动齿轮的齿数。
17.如上所述的搬运装置，可选的，所述主动齿轮和所述从动齿轮均为直齿轮，所述主动齿轮的中心轴和所述转轴平行设置。
18.如上任一项所述的搬运装置，可选的，所述驱动件为旋转电机。
19.如上任一项所述的搬运装置，可选的，所述减速组件包括齿轮减速箱，所述齿轮减速箱具有输入和第二输出轴，所述输入轴与所述第一输出轴连接，所述第二输出轴与所述齿轮传动组件的主动齿轮连接，所述输入轴和所述第二输出轴相互交叉。
20.如上所述的搬运装置，可选的，所述齿轮减速箱内设有第一锥齿轮和与所述第一锥齿轮相互啮合的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮的轴向相互交叉，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮中的一者的传动轴为所述输入轴，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮中的另一者的传动轴为所述第二输出轴。
21.如上任一项所述的搬运装置，可选的，所述减速组件包括行星级减速机和直角减速机；所述行星级减速机与所述第一输出轴连接，并通过所述直角减速机与所述齿轮传动组件的主动齿轮连接。
22.如上任一项所述的搬运装置，可选的，所述托举组件包括托举式货叉。
23.第二方面，本公开提供一种搬运机器人，包括机器人底座货架和如上任一项所述的搬运装置，所述货架设在所述机器人底座上，所述搬运装置连接于所述货架的一端并可沿所述货架在竖直方向上移动。
24.本公开提供一种搬运装置及搬运机器人，通过将驱动件设在底座之上，且驱动件的第一输出轴沿水平方向延伸，这样能够便于搬运装置在高度空间上的压缩，以减少搬运装置的高度，从而能够满足搬运装置在货箱取放高度的极限尺寸。与此同时，驱动件的第一输出轴通过减速组件与齿轮传动组件连接，减速组件可驱动齿轮传动组件中的至少部分齿轮绕转轴旋转，以使齿轮传动组件带动托举组件相对于底座旋转，这样在实现搬运装置在不同方向上取货的同时，通过齿轮传动组件一方面能够使得搬运装置的结构更加紧凑，另一方面能够实现对托举组件的旋转角度进行精确控制，使得搬运装置的适用性更广。因此，本实施例提供的搬运装置及搬运机器人不仅能够满足搬运装置在货箱取放高度的极限尺寸，而且适用性更广。
附图说明
25.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本公开实施例提供的一种搬运机器人的结构示意图；
27.图2是本公开实施例提供的图1中搬运机器人a部的布局放大示意图；
28.图3是本公开实施例提供的一种搬运装置的结构示意图；
29.图4是本公开实施例提供的一种搬运装置的立体图；
30.图5是本公开实施例提供的一种搬运装置去掉底座后的结构示意图；
31.图6是本公开实施例提供的图5中搬运装置去掉安装板的结构示意图；
32.图7是本公开实施例提供的一种减速组件与齿轮传动组件和驱动件的连接示意图。
33.附图标记说明：
34.100-搬运装置；10-底座；20-驱动件；21-第一输出轴；30-减速组件；31-齿轮减速箱；32-第一锥齿轮；33-第二锥齿轮；34-输入轴；35-第二输出轴；36-行星级减速机；37-直角减速机；
35.40-齿轮传动组件；41-主动齿轮；42-从动齿轮；50-托举组件；51-支撑架；52-伸缩组件；60-安装板；
36.200-搬运机器人；210-机器人底座；220-货架。
具体实施方式
37.随着物流行业的进步发展，货箱到人的搬运装置对于货箱取放高度的极限尺寸要求越来越高，意味着搬运装置比如托举式货叉装置的布局尺寸要求也越来越高。
38.目前，托举式货叉装置中设有传动组件，传动组件主要包括电机和与电机连接的具有链条或者传送带的传动单元，传动单元在电机的带动下带动托举式货叉装置的部分结构旋转，从而实现托举式货叉装置不同方向上的取放货。电机垂直设置在托举式货叉装置中，且电机的输出轴沿竖直方向上延伸与传动单元连接。
39.然而，考虑到传动组件的传动效率和可靠性的问题，传动组件的传动中心距较大，使得传动组件结构不够紧凑，会占用托举式货叉装置较多的空间布局。除此之外，电机垂直设置在托举式货叉装置中，这样会使得传动组件在托举式货叉装置中尤其在高度方向上占据较大的空间，不利于托举式货叉装置在高度空间上的压缩，难以满足托举式货叉装置在货箱取放高度的极限尺寸。
40.有鉴于此，本公开实施例提供一种搬运装置及搬运机器人，通过将驱动件设在底座之上，且驱动件的第一输出轴沿水平方向延伸，这样能够便于搬运装置在高度空间上的压缩，以减少搬运装置的高度，从而能够满足搬运装置在货箱取放高度的极限尺寸。与此同时，驱动件的第一输出轴通过减速组件与齿轮传动组件连接，减速组件可驱动齿轮传动组件中的至少部分齿轮绕转轴旋转，以使齿轮传动组件带动托举组件相对于底座旋转，这样在实现搬运装置在不同方向上取货的同时，通过齿轮传动组件一方面能够使得搬运装置的结构更加紧凑，另一方面能够实现对托举组件的旋转角度进行精确控制，使得搬运装置的适用性更广。
41.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
42.实施例
43.图1是本公开实施例提供的一种搬运机器人的结构示意图，图2是本公开实施例提供的图1中搬运机器人a部的布局放大示意图，图3是本公开实施例提供的一种搬运装置的结构示意图，图4是本公开实施例提供的一种搬运装的立体图，图5是本公开实施例提供的一种搬运装置去掉底座后的结构示意图，图6是本公开实施例提供的图5中搬运装置去掉安装板的结构示意图，图7是本公开实施例提供的一种减速组件与齿轮传动组件和驱动件的连接示意图。
44.参考图1和图2所示，本公开实施例提供了一种搬运机器人的结构示意图和布局放大图。从图1和图2中可以看出，搬运机器人200包括机器人底座210、货架220和搬运装置100，货架220设在机器人底座210上，搬运装置100连接于货架220的一端并可沿货架220在竖直方向上移动。这样通过搬运装置100可以从货架220的不同高度处进行货物比如货箱的拿取或者存放。由于搬运机器人200包含本公开实施例中的搬运装置100，因此，本实施例提供的搬运机器人200不仅能够满足搬运装置100在货箱取放高度的极限尺寸，而且适用性更广。
45.其中，搬运装置100可以与货架220的一端滑动连接，以便搬运装置100可以沿货架220在竖直方向上移动至货架220的目标层进行货物的拿取或者存放。
46.可以理解的是，本公开实施例示意的结构并不构成对搬运机器人200的具体限定。在本技术另一些实施例中，搬运机器人200还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。
47.或者，本公开实施例中还可以提供另一种搬运机器人200，该搬运机器人200中的搬运装置100直接连接并设置在机器人底座210上，通过搬运装置100实现货物比如料箱的搬运。也就是说，本实施例的搬运机器人200可以包含货架220也可以不包含货架220。在本实施例中对搬运机器人200的结构并不作进一步限定。
48.下面对本实施例中的搬运装置100作进一步阐述。
49.参考图3至图6所示，本公开实施例还提供一种搬运装置100的结构示意图。从图3至图6中可以看出，该搬运装置100可以包括底座10、驱动件20、减速组件30、齿轮传动组件40和可托举货物的托举组件50，托举组件50位于底座10之上并可绕竖直的转轴(在图中未标示)相对于底座10转动。这样可以通过托举组件50从不同方向上将货物比如料箱托举，以便通过托举组件50和搬运装置100实现货物的搬运。
50.需要说明的是，由于在搬运货物比如料箱时，通过托举组件50将货物托举起来，从而实现搬运装置100对于货物的搬运。因此，本公开实施例中的搬运装置100可以看作托举式搬运装置100。
51.为了便于托举组件50相对于底座10转动，托举组件50可以通过竖直的转轴与底座10连接，以便托举组件50可以相对于底座10绕着转轴转动的同时，可以通过转轴对托举组件50起到支撑固定的作用。
52.其中，驱动件20设在底座10之上，且驱动件20的第一输出轴21沿水平方向延伸，第一输出轴21通过减速组件30与齿轮传动组件40连接；减速组件30可驱动齿轮传动组件40中
的至少部分齿轮绕转轴旋转，以使齿轮传动组件40带动托举组件50相对于底座10旋转。也就是说，驱动件20的第一输出轴21与底座10的表面平行，即驱动件20如图3和图4中所示水平设置在底座10上。这样相较于现有技术中电机垂直设置在托举式货叉装置中，能够减少驱动件20在搬运装置100中在高度方向上所占的空间，便于搬运装置100在高度空间上的压缩，以减少搬运装置100的高度，从而能够满足搬运装置100在货箱取放高度的极限尺寸。其中，高度方向可以理解为如图3和图4中所示的z轴方向。
53.与此同时，相较于现有技术中采用的具有链条或者传送带的传动组件，由于本公开实施例采用齿轮传动组件40在具有相同传动比的情况下无需考虑包角的问题，使得齿轮传动组件40不仅具有较小的传动中心距，这样在实现搬运装置100在不同方向上取货的同时，能够大大减少齿轮传动组件40在搬运装置100内所占用的空间，使得搬运装置100的结构更加紧凑，提高搬运装置100的空间利用率，而且能够实现对托举组件50的旋转角度进行精确控制，使得搬运装置100及搬运机器人200能够适用于对于旋转角度控制精度要求较高的场合，从而使得搬运装置100的适用性更广。因此，本实施例提供的搬运装置100及搬运机器人200不仅能够满足搬运装置100在货箱取放高度的极限尺寸，而且适用性更广。
54.其中，传动中心距可以理解为齿轮传动组件40中两个传动齿轮之间的距离，或者现有传动组件中两个带轮或者链条之间的距离。
55.需要说明的是，包角可以理解为带轮或者链轮传动中传送带或者链条与轮贴合的部分。由于本公开实施例中采用齿轮传动组件40，因此本实施例中无需考虑包角的问题。
56.除此之外，由于现有技术中采用具有链条或者传送带的传动组件，在传动设计时需要考虑传送带和链条的张紧，会导致现有技术中的传动组件的结构相对复杂，本公开实施例中通过采用齿轮传动组件40可以简化传动组件和搬运装置100的结构。
57.需要说明的是，水平方向可以理解为搬运装置100正常放置在机器人底座210上时，与搬运装置100的底座10或者托举组件50的表面相平行的方向。相应的，竖直方向可以理解为与该水平方向相垂直的方向。
58.为了控制托举组件50相对于底座10的旋转角度，可以在托举组件50和底座10上设置相应的限位结构(在图中未标示)，以便将托举组件50的旋转角度限定在预设的范围内。应理解的是，限位结构的设置与预设的托举组件50的旋转角度范围相关。在本实施例中，对于限位结构和托举组件50的旋转角度范围并不做进一步限定。
59.其中，托举组件50包括托举式货叉或者其他托举式结构。相应的，搬运装置100可以为托举式货叉装置或者其他托举式装置。即本公开实施例中的搬运装置100可以包括但不仅限于托举式货叉装置。
60.示例性的，驱动件20可以为旋转电机比如旋转伺服电机或者其他可以带动减速组件30和齿轮传动组件40旋转的驱动装置。
61.具体的，参考图3至图6所示，齿轮传动组件40包括从动齿轮42，从动齿轮42和托举组件50同轴设置，且从动齿轮42连接于底座10或者托举组件50，减速组件30可驱动从动齿轮42绕转轴旋转，以使齿轮传动组件40带动托举组件50相对于底座10旋转。这样可以通过从动齿轮42带动托举组件50和底座10中的一者绕另一者绕着转轴进行旋转。
62.进一步的，齿轮传动组件40还包括主动齿轮41，主动齿轮41与减速组件30的第二输出轴35连接并与从动齿轮42相互啮合，主动齿轮41设在底座10和托举组件50中未与从动
齿轮42连接的一者上。这样在驱动托举组件50相对于底座10旋转的同时，能够使得齿轮传动组件40的连接方式更加多样化。
63.需要说明的是，主动齿轮41和从动齿轮42可以组成一级齿轮传动组件40。作为一种可能的实施例，如图3和图4中所示，主动齿轮41连接于托举组件50，从动齿轮42连接于底座10。这样可以通过主动齿轮41带动托举组件50绕着转轴相对于底座10和从动齿轮42旋转，以便实现托举组件50从多个方向上进行货物比如料箱的搬运。
64.其中，主动齿轮41可以与托举组件50固定连接或者可拆卸连接，从动齿轮42也可以与底座10固定连接或者可拆卸连接。示例性的，固定连接包括但不仅限于焊接，可拆卸连接包括但不仅限于卡接、紧固件连接或者螺纹连接。
65.或者，本实施例中，主动齿轮41还可以连接于底座10，从动齿轮42连接于托举组件50。在本实施例中，对于齿轮传动组件40与底座10和托举组件50的连接方式并不做进一步限定。
66.下面以主动齿轮41连接于托举组件50，从动齿轮42连接于底座10为例，对本实施例中的搬运装置100作进一步阐述。
67.参考图3至图5所示，搬运装置100还包括与托举组件50连接的安装板60，安装板60位于底座10和托举组件50之间；主动齿轮41通过安装板60连接于托举组件50，主动齿轮41可带动托举组件50和安装板60相对于底座10同步旋转。这样通过安装板60能够便于主动齿轮41与安装板60的连接。
68.其中，减速组件30和驱动件20均设在安装板60上。这样可以通过安装板60对减速组件30和驱动件20起到支撑固定的作用。
69.具体的，减速组件30和驱动件20均可以通过可拆卸的连接方式固定在安装板60上。这样能够避免减速组件30和驱动件20与安装板60之间发生相对移动，增强搬运装置100的稳定性。
70.为了便于减速组件30和驱动件20连接，减速组件30和驱动件20可以如图3和图4中所示设在安装板60的同一面上。
71.进一步的，参考图3至图6所示，托举组件50包括支撑架51和可托举货物的伸缩组件52，伸缩组件52位于支撑架51之上并与支撑架51连接，伸缩组件52通过支撑架51支撑并连接在安装板60上。这样伸缩组件52可以通过安装板60支撑在底座10上，以便可以通过伸缩组件52将货物比如料箱托举，从而实现对货物的搬运。
72.其中，伸缩组件52可以与支撑架51固定连接或者可拆卸连接。在本实施例中，对于伸缩组件52和支撑架51的连接方式并不做进一步限定。其中，伸缩组件52的结构可以参考现有托举式货叉中的相关结构，在本实施例中对于伸缩组件52的结构并不做进一步阐述。
73.为了便于齿轮传动组件40与驱动件20的连接，参考图3、图4和图6所示，减速组件30、驱动件20和齿轮传动组件40均设在支撑架51的同一侧。其中，减速组件30和驱动件20均位于支撑架51的中部。这样能够使得搬运装置100在长度方向上更加紧凑的同时，能够便于托举组件50可以绕着其中心旋转。
74.其中，长度方向可以理解为如图3和图4中所示的x轴方向。
75.进一步的，从动齿轮42位于主动齿轮41靠近驱动件20的一侧。也就是说，从动齿轮42靠近驱动件20的一侧设置。这样能够合理的利用搬运装置100在长度方向上的空间，使得
搬运装置100在长度方向上更加紧凑。
76.具体的，从动齿轮42的齿数多于主动齿轮41的齿数。由于从动齿轮42和主动齿轮41相互啮合，因此从动齿轮42和主动齿轮41具有相同的齿距。这样当从动齿轮42的齿数多于主动齿轮41的齿数时，也就是说，从动齿轮42的外形结构相较于主动齿轮41的外形结构更大。这样当主动齿轮41与托举组件50连接并驱动托举组件50相对于底座10旋转时，能够使得托举组件50旋转时具有较小的阻力，能够便于托举组件50相对于底座10旋转。
77.具体的，主动齿轮41和从动齿轮42均为直齿轮，主动齿轮41的中心轴和转轴平行设置。
78.作为一种可能的实施方式，如图3和图4中所示，减速组件30可以包括行星级减速机36和直角减速机37，行星级减速机36与驱动件20的第一输出轴21连接并通过直角减速机37与齿轮传动组件40的主动齿轮41连接，这样在通过行星级减速机36和直角减速机37降低驱动件20的转速增大扭矩的同时，通过直角减速机37能够改变驱动件20的传动方向，使得托举组件50可以绕竖直的转轴相对于底座10转动。
79.需要说明的是，行星级减速机36和直角减速机37可以参考现有技术中的相关结构，在本实施例中对于行星级减速机36和直角减速机37的结构并不做进一步阐述。
80.或者，作为另一种可能的实施方式，参考图7所示，减速组件30包括齿轮减速箱31，齿轮减速箱31具有输入轴34和第二输出轴35，输入轴34与驱动件20的第一输出轴21连接，第二输出轴35与齿轮传动组件40的主动齿轮41连接，输入轴34和第二输出轴35相互交叉。这样驱动件20可以通过齿轮减速箱31与主动齿轮41连接，并通过齿轮减速箱31可以转换旋转的方向，使得齿轮传动组件40可以带动托举组件50绕着竖直的转轴旋转。
81.参考图7所示，齿轮减速箱31内设有第一锥齿轮32和与第一锥齿轮32相互啮合的第二锥齿轮33，第一锥齿轮32和第二锥齿轮33的轴向相互交叉，第一锥齿轮32和第二锥齿轮33中的一者的传动轴为齿轮减速箱31的输入轴34，第一锥齿轮32和第二锥齿轮33中的另一者的传动轴为第二输出轴35。这样在齿轮减速箱31的输入轴34可以与驱动件20的第一输出轴21连接，并通过第二输出轴35与主动齿轮41连接，这样齿轮传动组件40可以带动托举组件50绕着竖直的转轴旋转的同时，可以降低驱动件20的转速增大扭矩的目的。
82.或者，齿轮减速箱31内还可以设置其他的传动装置与驱动件20和主动齿轮41连接，从而使得齿轮传动组件40可以带动托举组件50绕着竖直的转轴旋转。在本实施例中，对于齿轮减速箱31的结构并不做进一步限定。
83.本公开提供一种搬运装置及搬运机器人，通过将驱动件设在底座之上，且驱动件的第一输出轴沿水平方向延伸，第一输出轴通过减速组件与齿轮传动组件连接，减速组件可驱动齿轮传动组件中的至少部分齿轮绕转轴旋转，以使齿轮传动组件带动托举组件相对于底座旋转。因此，本实施例提供的搬运装置及搬运机器人不仅能够满足搬运装置在货箱取放高度的极限尺寸，而且适用性更广。
84.在本公开的描述中，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”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公开和简化描述，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公开的限制。
85.在本公开的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
86.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使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公开中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。
87.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。