一种用于仓储机器人的货架适配机构及仓储机器人的制作方法

一种用于仓储机器人的货架适配机构及仓储机器人
【技术领域】
1.本发明涉及仓储设备技术领域，具体涉及一种用于仓储机器人的货架适配机构及仓储机器人。


背景技术：

2.现有的仓储系统中，为了实现巷道两侧高空货架上的物品料箱的存储和转运，通常采用可以同时完成地面运行和攀爬货架的两栖机器人，例如专利cn110869294b和us2001/0047116a1中公开的仓库物品运送系统中，货物运送机器人既可以在仓库的地面行走，也可以攀爬货架，导致该货物运送机器人内部同时集成了复杂的地面行走驱动机构和攀爬动力机构，并包含了与竖直轨道进行接合和脱离的离合结构，其内部结构十分复杂且单机重量大，该系统在运送物品时单台机器人要依次完成地面转运和货架攀爬，之后才能进入下一次的物品转运，机器人内部的地面行走驱动机构或攀爬动力机构其中一种在运转时，另一种机构即处于空闲状态，整个系统的利用效率低下。
3.货架安装在仓库内，理论上讲货架的立柱应该是保持竖直的。但是在实际安装货架时总会存在误差，并且由于货架受力情况复杂，日积月累下，货架的立柱必然无法保持竖直。现有技术cn114180250a公开了一种具有直接对接定位装置的物品处理系统，包括垂直运动机器人。如果货架的立柱发生倾斜，则会带动立柱上安装的竖直轨道发生倾斜，那么垂直运动机器人即使忽略倾斜偏差强行上下运动，停止以后其中心位置也必然会出现偏差。中心位置出现偏差，则会导致垂直运动机器人的其他机构，尤其是抓取货品的操作机构，动作发生偏差，动作发生偏差，将导致货品难以被抓取，影响仓储运输效率。


技术实现要素：

4.为解决前述问题，本发明提供了一种用于仓储机器人的货架适配机构，使仓储机器人的中心始终保持在既定位置。
5.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种用于仓储机器人的货架适配机构，货架的立柱设有竖直轨道，所述仓储机器人沿货架的竖直轨道上升或下降，所述仓储机器人包括底架组件，所述货架适配机构连接于所述底架组件，
7.所述仓储机器人在巷道内沿所述竖直轨道上升或下降时，所述货架适配机构适配竖直轨道并拉动所述底架组件，使所述仓储机器人始终处于预设位置。
8.本发明所提供的货架适配机构，能够使仓储机器人适配发生偏移后巷道两侧的竖直轨道之间的间距，同时又解决了仓储机器人在调整适配发生偏移的竖直轨道时以及调节受到货品冲击时产生的不确定性。例如，仓储机器人可能因为货品对其产生的反向作用力而导致的一侧横移组件全部伸出，另一侧横移组件全部缩进的情况；仓储机器人载货时上下爬升的过程中，单侧受力不均匀导致左右两侧横移组件的伸出量不对等的情况等，货架适配机构可以将底架组件拉回至预设位置，保证仓储机器人的其他机构，尤其是抓取货品
的操作机构动作准确无误。
9.可选的，所述货架适配机构包括至少两个横移组件，所述货架适配机构通过所述横移组件连接所述升降机构。
10.借助于横移组件，仓储机器人在巷道宽度方向上的尺寸变得可调，仓储机器人沿倾斜偏移的竖直轨道上升或下降时，仓储机器人在巷道宽度方向上的尺寸可通过横移组件进行调节，使得仓储机器人能够适配发生偏移后巷道两侧的竖直轨道之间的间距，避免了巷道两侧的竖直轨道发生偏移后卡住仓储机器人这一情况的发生。
11.可选的，所述底架组件包括定位杆，所述货架适配机构包括第一旋转连杆、至少两个第二旋转连杆以及至少两个第一偏转杆，所述定位杆的中部与所述第一旋转连杆的中部转动连接，所述第一旋转连杆的两端各自与至少一个所述第一偏转杆的中部转动连接，每个所述第一偏转杆的两端分别与横移组件转动连接。
12.可选的，所述货架适配机构还包括至少两个第二旋转连杆，每个所述第二旋转连杆的一端与所述第一旋转连杆的端部转动连接，每个所述第二旋转连杆的另一端与至少一个所述第一偏转杆的中部转动连接。
13.货架适配机构通过旋转连杆对于两端偏转杆的联动以及偏转杆对于两端横移组件的联动，利用杠杆原理，巧妙地克服了仓储机器人中心偏离的问题，将底架组件拉回至预设位置，保证仓储机器人的其他机构，尤其是抓取货品的操作机构动作准确无误。
14.可选的，所述货架适配机构包括同步装置、至少两个推杆以及至少两个第二偏转杆，每个推杆的一端同时连接所述同步装置，每个所述推杆的另一端各自连接一个第二偏转杆的中部，每个所述第二偏转杆的两端分别与所述横移组件转动连接。
15.可选的，所述同步装置包括同步带和至少两个同步轮，所述同步轮将所述同步带涨紧，所述同步带的每个半圈连接至少一个推杆。
16.这两项为货架适配机构提供了另一种实现的方式，相比于前一种实现的方式，这种实现的方式将第一旋转连杆和第二旋转连杆替换为推杆和同步带同步轮，增加了两个偏转杆之间联动的柔性。
17.可选的，所述货架适配机构包括第一扭矩电机、第一距离传感器和第三偏转杆，所述第一扭矩电机的机身固定于所述仓储机器人，所述第一扭矩电机的输出轴与所述第三偏转杆的中部传动连接，所述第三偏转杆的两端分别与所述横移组件转动连接，所述第一距离传感器监测所述第三偏转杆的偏转距离，所述第一扭矩电机根据所述第三偏转杆的偏转距离使所述仓储机器人始终处于预设位置。
18.可选的，所述货架适配机构包括第二扭矩电机和第二距离传感器，所述第二扭矩电机的机身固定于所述仓储机器人，所述第二扭矩电机的输出轴与横移组件传动连接，所述第二距离传感器监测横移组件的移动距离，所述第二扭矩电机根据横移组件的移动距离使所述仓储机器人始终处于预设位置。
19.这两项为货架适配机构提供了另外两种实现的方式，相比于前一种实现的方式，这两种实现的方式自动化程度更高，纠偏更为精准。
20.可选的，所述横移组件为拉簧或扭簧或与底架组件滑动连接的滑杆。
21.此外，本发明还提供了一种仓储机器人，所述仓储机器人包括前述任意一项所述的货架适配机构。本发明所提供的仓储机器人与前述货架适配机构的有益效果推理过程相
类似，在此不再赘述。
22.本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。
【附图说明】
23.下面结合附图对本发明作进一步说明：
24.图1为本发明实施例一的示意图；
25.图2为本发明实施例二的示意图。
【具体实施方式】
26.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
27.在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。
28.实施例一：
29.本实施例提供了一种用于仓储机器人的货架适配机构，仓储货架的立柱设有竖直轨道，仓储机器人沿仓储货架的竖直轨道上升或下降，具体的，仓储货架具有巷道，仓储机器人在巷道内沿竖直轨道上升或下降。如图1所示，仓储机器人包括底架组件1和横移组件2。具体到本实施例中，底架组件1呈矩形，由四根型材连接而成，型材的连接为现有技术，在此不再赘述。仓储机器人沿巷道两侧连线呈矩形的四根竖直轨道上升或下降。底架组件1包括定位杆11，定位杆11的位置根据仓储机器人中心所需要保持的预设位置确定，本实施例中，仓储机器人中心需要保持在巷道两侧四根竖直轨道连线所呈矩形的中心，因此，定位杆11的中心也必须位于底架组件1所呈矩形的中心。
30.横移组件2设有至少两副，具体到本实施例中，横移组件2设有四副，分别部署于底架组件1所呈矩形的四角。横移组件2可以为拉簧、扭簧、直线轴承、直线导轨组件，也可以是旋转的有类似伸缩功能的曲柄连杆结构等。但由于导向块和滑杆构成的横移组件结构最为简单，成本最为低廉，因此，本实施例中横移组件优选采用导向块和滑杆，导向块21安装于构成底架组件1的型材上，导向块21与底架组件1的安装也为现有技术。
31.货架适配机构3还包括第一旋转连杆、至少两个第二旋转连杆以及至少两个第一偏转杆，具体到本实施例中，货架适配机构3包括第一旋转连杆31、两根第二旋转连杆32和两根第一偏转杆33。第一偏转杆33的两端分别与巷道同一侧的横移组件2转动连接。本实施例中，每个伸缩组件2的滑杆22均在伸出仓储机器人的一端设有转接块34，第一偏转杆33的两端分别与巷道同一侧的两个转接块34铰接，具体铰接方式为现有技术，在此不再赘述。同时，为使仓储机器人轻量化，第一偏转杆33采用中空的矩形型材，并且型材上分布有减重孔331。第一偏转杆33的中部与第二旋转连杆32的一端转动连接，第二旋转连杆32的另一端与
第一旋转连杆31的一端转动连接，以此实现第一旋转连杆31与第一偏转杆33的转动连接。第一旋转连杆31的另一端以同样的方式连接第二旋转连和第一偏转杆33，第一偏转杆33也以同样的方式与巷道同一侧的两个转接块34铰接。
32.本实施例中，由于定位杆11的中心必须位于底架组件1所呈矩形的中心，并且两根第一偏转杆33分别布置在巷道的两侧，因此，定位杆11需保证其与第一旋转连杆31的连接点位于底架组件1所呈矩形的中心位置。定位杆11在底架组件1的安装，可以是连接一组对边的方式，也可以是连接一组对角的方式。本实施例优选采用连接一组对边的方式，并且，与对边的连接点均位于两边的中点，以此使定位杆11的长度最短。定位杆11的中部与第一旋转连杆31的中部转动连接，具体到本实施例中为定位杆11的中心点与第一旋转连杆31的中心点铰接。由于定位杆11和第一旋转连杆31铰接的位置处于中心点，因此，为了保证货架适配机构3调整效果，第二旋转连杆32也应铰接于第一偏转杆33的中心位置。如此，货架适配机构3完成底架组件1和移动构件的柔性连接。仓储机器人的预设位置也可根据实际使用需要设置于其他位置，此时需适应性调整定位杆11的位置以及定位杆11与第一旋转连杆转动31连接的位置，并且第二旋转连杆32与第一偏转杆33的转动连接位置也应作出适应性调整。
33.仓储机器人在巷道内沿竖直轨道上升或下降时，货架适配机构适配竖直轨道并拉动底架组件1，使仓储机器人始终处于预设位置，即仓储机器人所在巷道两侧四根竖直轨道连线所呈矩形的中心。
34.本实施例中，货架适配机构3的原理如下：
35.图1中a/b/c/d点需要与横移组件保持一致，并只能直线水平移动，而过度到e/f两点，也是只能在图示方向水平直线移动。e/f两点的水平直线移动再配合第一旋转连杆31和第二旋转连杆32的机构特性，可以得到eo点距离和fo点距离永远相等。当e点固定时，a点向左移动一定距离，根据杠杆原理，c点就会向右移动相同距离，所以最终可以认为ao距离和co距离的总长度以及bo距离个do距离的总长度，两者相等。o点是底架组件1和货架适配机构3的连接点，从而可以使整个仓储机器人的中心与仓储机器人所在巷道两侧四根竖直轨道连线所呈矩形的中心对齐。
36.本实施例所提供的技术方案，通过旋转杆和偏转杆的转动连接，利用杠杆原理，巧妙地克服了仓储机器人中心偏离的问题。在适配发生偏移后巷道两侧的竖直轨道之间的间距后，又解决了仓储机器人在调整适配发生偏移的竖直轨道时以及调节受到货品冲击时产生的不确定性。例如，仓储机器人可能因为货品对其产生的反向作用力而导致的一侧横移组件全部伸出，另一侧横移组件全部缩进的情况；仓储机器人载货时上下爬升的过程中，单侧受力不均匀导致左右两侧横移组件2的伸出量不对等的情况等，货架适配机构3可以通过旋转连杆对于两端偏转杆的联动以及偏转杆对于两端横移组件2的联动，将底架组件1拉回至预设位置，保证仓储机器人的其他机构，尤其是抓取货品的操作机构动作准确无误。
37.实施例二：
38.本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，货架适配机构3包括推杆36、同步装置以及第二偏转杆35，推杆36设有至少两个两个，同步装置包括同步带371和至少两个同步轮372，通过至少两个同步轮372涨紧同步带371。本实施例优选采用两个同步轮372。推杆36设有两个，两个推杆36的一端同时连接同步装置，具体的连接方式为两个推杆36分别连接
于同步带371的两个半圈。两个推杆36的另一端分别连接第二偏转杆35的中部，具体到本实施例中为第二偏转杆35的中心位置。第二偏转杆35的两端分别与横移组件2转动连接，具体连接方式与实施例一相同，在此不再赘述。并且，由于不存在旋转连杆，因此底架组件1无需定位杆11.
39.本实施例所提供的货架适配机构，将第一旋转连杆31和第二旋转连杆32替换为推杆36和同步带371同步轮372，与实施例一相比，本实施例增加了两个偏转杆之间联动的柔性。
40.实施例三
41.本实施例与实施例一和实施例二不同的是，本实施例中，货架适配机构包括第一扭矩电机、第一距离传感器和第三偏转杆，第一扭矩电机的机身固定于仓储机器人，第一扭矩电机的输出轴与第三偏转杆的中部传动连接，具体连接方式与实施例一相同，在此不再赘述。第三偏转杆的两端分别与横移组件转动连接，具体连接方式与实施例一相同，在此不再赘述。第一距离传感器监测第三偏转杆的偏转距离，第一扭矩电机根据第三偏转杆的偏转距离进行调整，使仓储机器人始终处于预设位置，即巷道两侧四根竖直轨道连线所呈矩形的中心。
42.本实施例与前述实施例一和实施例二相比，自动化程度更高，纠偏更为精准。
43.实施例四
44.本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，货架适配机构包括第二扭矩电机和第二距离传感器，第二扭矩电机的机身固定于仓储机器人，第二扭矩电机的输出轴与横移组件传动连接，第二距离传感器监测横移组件的移动距离，第二扭矩电机根据横移组件的移动距离进行调整，使仓储机器人始终处于预设位置，即巷道两侧四根竖直轨道连线所呈矩形的中心。
45.需要说明的是，本实施例中，横移组件可以设置两副、三副或四副，只需保证巷道两侧均部署横移组件，即可借助横移组件对偏移的竖直轨道进行调节适配，而后通过货架适配机构将仓储机器人拉回至预设位置。并且，横移组件设置两副时，这两副横移组件可不必须位于矩形的一条边上。本实施例优选设置四副横移组件，即底架组件所呈矩形的四个角均部署横移组件，此时对于偏移竖直轨道的适配达到最佳效果，因此，货架适配机构对于仓储机器人预设位置的调整效果也达到最佳。
46.本实施例与前述实施例一和实施例二相比，自动化程度更高，纠偏更为精准。
47.实施例五：
48.本实施例提供了一种仓储机器人，本实施例所提供的仓储机器人包括上述实施例一至实施例四中任意一项实施例所描述的货架适配机构。
49.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。